(57)【要約】  ゴルフクラブヘッドは、前本体と、前本体に連結されて、間に中空キャビティを画定する後本体とを備える。前本体は、打球表面を画定する打撃面、ホーゼル、及び打撃面を少なくとも部分的に取り囲み、打球表面から離れるように打撃面の周辺から後方に延びるフレームを備える。打撃面及びフレームは、複数の不連続繊維が内部に埋め込まれた熱可塑性ポリマーを含む熱可塑性複合物質から形成されている。複数の不連続繊維はそれぞれ約４０ｍｍ未満の長さを有し、打撃面の中心とホーゼルとの間では、複数の不連続繊維の約５０％超が、打撃面の中心からホーゼルまで延びる水平軸の平行の約３０°以内に整列している。【選択図】図１
2021511150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドであって、
打球表面を画定する打撃面、ホーゼル、及び前記打撃面を少なくとも部分的に取り囲み前記打球表面から離れるように前記打撃面の周辺から後方に延びるフレームを備えた前本体と、
前記前本体に連結されて、前本体との間に中空キャビティを画定する後本体と
を備え、
前記打撃面及びフレームは、複数の不連続繊維が内部に埋め込まれた熱可塑性ポリマーを含む熱可塑性複合物質から形成され、
前記複数の不連続繊維はそれぞれ約４０ｍｍ未満の長さを有し、
前記打撃面の中心と前記ホーゼルとの間では、前記複数の不連続繊維の約５０％超が、前記打撃面の前記中心から前記ホーゼルまで延びる水平軸の平行の約３０°以内に整列している、ゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記前本体は、前記後本体が前記前本体に連結されたときに前記後本体に当接する後部エッジを備え、
前記フレーム内では、前記複数の不連続繊維の約５０％超が、前記打球表面から前記後部エッジまで前記水平軸に垂直に延びる軸の平行の約３０°以内に整列している、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記打球表面から前記後部エッジまで延びる前記軸は前記後部エッジに垂直である、請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
前記前本体は、
前記打撃面の前記ホーゼルとは反対側にあるトウ部分と、
クラウン及びソールの一部を画定する前記フレームと、
前記クラウンと前記ソールの間を前記打撃面の前記中心を通って延びる前記水平軸と、
前記打撃面の前記打球表面とは反対側にある後表面と
を備え、
前記打撃面は、前記打球表面から離れるように前記後表面から突出し、前記トウ部分から前記クラウンと前記水平軸との間を前記打撃面の前記中心に向かって延びるフローリーダーを備える、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
前記打球表面から離れるように前記後フェース表面から突出し、前記打撃面の前記中心を中心とする厚くされた中心領域をさらに備える、請求項４に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項６】
前記熱可塑性複合物質はポリアミドであり、前記複数の不連続繊維はそれぞれ炭素繊維炭素繊維である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項７】
前記打撃面の前記熱可塑性ポリマー内に埋め込まれた複数の連続補強要素をさらに備える、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項８】
前記複数の連続補強要素は直交するメッシュを含む、請求項７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項９】
前記複数の補強要素は金属ワイヤを含む、請求項７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１０】
前記複数の補強要素はそれぞれ直径を有し、前記複数の補強要素の少なくとも第１のサブセットは平行配置で配置され、
前記複数の補強要素の前記第１のサブセットの隣接する補強要素は最小距離だけ互いから離間しており、
前記最小距離は、前記第１のサブセットの補強要素の平均直径の少なくとも２倍である、請求項７に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１１】
ゴルフクラブヘッドのポリマー前本体であって、
打球表面を画定し、幾何学的中心を有し、前記幾何学的中心を通って延びる水平軸を画定する打撃面と、
前記打撃面を少なくとも部分的に取り囲み、前記打球表面から離れるように前記打撃面の周辺から後方に延び、クラウン部分及びソール部分を画定するフレームと、
前記水平軸が前記幾何学的中心とホーゼルとの間、かつ前記クラウンと前記ソールの少なくとも一部との間に延びているホーゼルと、
前記フレームから前記水平軸と前記クラウンとの間に延びるファンゲートと
を備えるポリマー前本体。
【請求項１２】
前記打撃面は、前記打球表面とは反対側の後表面をさらに画定し、前記前本体は、
前記打球表面から離れるように前記後表面から突出し、前記打撃面の前記ファンゲートに最も近い部分から前記打撃面の前記中心に向かって延びるフローリーダーをさらに備える、請求項１１に記載のポリマー前本体。
【請求項１３】
前記打球表面から離れるように前記後部フェース表面から突出し、前記打撃面の前記幾何学的中心を中心とする厚くされた中心領域をさらに備える、請求項１２に記載のポリマー前本体。
【請求項１４】
前記打撃面及びフレームは、複数の不連続繊維が内部に埋め込まれた熱可塑ポリマーを含む熱可塑性複合物質を含み、前記複数の不連続繊維はそれぞれ約４０ｍｍ未満の長さを有する、請求項１１に記載のポリマー前本体。
【請求項１５】
前記打撃面の前記中心と前記ホーゼルとの間では、前記複数の不連続繊維の約５０％超が前記水平軸の平行の約３０°以内に整列している、請求項１４に記載のポリマー前本体。
【請求項１６】
前記フレームは前記打撃面とは反対側の後部エッジを画定し、
前記フレーム内では、前記複数の不連続繊維の約５０％超が、前記打球表面から前記後部エッジまで前記水平軸に垂直に延びる軸の平行の約３０°以内に整列している、請求項１４に記載のポリマー前本体。
【請求項１７】
前記打球表面から前記後部エッジまで延びる前記軸は前記後部エッジに垂直である、請求項１６に記載のポリマー前本体。
【請求項１８】
前記打撃面内に埋め込まれた複数の補強要素をさらに備える、請求項１１に記載のポリマー前本体。
【請求項１９】
前記複数の補強要素は直交するメッシュを含む、請求項１８に記載のポリマー前本体。
【請求項２０】
前記複数の補強要素はそれぞれ直径を有し、前記複数の補強要素の少なくとも第１のサブセットは平行配置で配置され、
前記複数の補強要素の前記第１のサブセットの隣接する補強要素は最小距離だけ互いから離間しており、
前記最小距離は、前記第１のサブセットの補強要素の平均直径の少なくとも２倍である、請求項１８に記載のポリマー前本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
これは、２０１８年１月１９日に出願された米国仮出願番号第６２／６１９，６３１号、２０１８年３月１６日に出願された同第６２／６４４，３１９号、２０１８年７月２５日に出願された同第６２／７０２，９９６号、２０１８年７月２５日に出願された同第６２／７０３，３０５号、２０１８年８月１４日に出願された同第６２／７１８，８５７号、２０１８年１１月２０日に出願された同第６２／７７０，０００号、及び２０１８年１２月１８日に出願された同第６２／７８１，５０９号の優先権の利益を主張する。上記で参照される出願それぞれの開示は、参照することによりその全文が組み込まれる。
【０００２】
本開示は、熱可塑性複合材料を含む１つまたは複数の部品を有するゴルフクラブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００３】
理想的なクラブ設計においては、構造的質量の量を最小限にして（弾力性を犠牲にすることなく）、クラブ性能をカスタマイズするために戦略的に位置決め可能な追加の裁量質量が付与される。一般に、クラブヘッド質量全体の合計は、構造的質量と裁量質量を合計したものである。構造的質量とは、概して、繰り返される衝撃に耐えるのに必要な構造的弾力性をクラブヘッドに提供するのに必要とされる材料の質量を指す。構造的質量は設計依存性が高く、特定の質量分布に対して、設計上ほとんど制御されない。逆に、裁量質量とは、クラブの性能及び／または寛容性をカスタマイズするだけの目的で、クラブヘッド設計に追加され得る（最低限の構造的要件を超える）任意の追加質量である。現行のゴルフクラブヘッドは、クラブヘッドの構造的質量の少なくとも一部（例えば、打撃面及び／または後本体の少なくとも一部）に金属材料を含む。裁量重量を最大化してクラブヘッドの慣性モーメント（ＭＯＩ）及びより低い／後ろの重心（ＣＧ）を最大化させる手段を提供するための、金属を含む構造的質量を有するゴルフクラブヘッドの代替的設計が当該技術分野において求められている。
【０００４】
ここで記述される背景説明は、特定のクラブ関連用語を明確に説明しようとしているが、これは例示的なものであって、限定的なものではないことが意図される。当産業内の慣習、全米ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）またはＲ＆Ａのようなゴルフ組織によって設定された規則及び命名規則は、本出願の範囲から逸脱することなく、この用語の記述を補強し得る。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】ゴルフクラブヘッドの概略斜視図である。
【０００６】
【図２】線２−２に沿ってとられた図１のゴルフクラブヘッドの前方部分の概略部分断面図である。
【０００７】
【図３】ゴルフクラブヘッドの前部及び上部の概略斜視図である。
【０００８】
【図４】複数の不連続繊維がポリマー内に埋め込まれたポリマー壁の概略部分断面図である。
【０００９】
【図５】前本体につながるスプルー及び成形ゲートを含む、ゴルフクラブヘッドの成形される前本体の概略斜視図である。
【００１０】
【図６】図５の前本体を逆にした図である。
【００１１】
【図７】ゴルフクラブヘッドの成形される前本体の後部部分の概略斜視図である。
【００１２】
【図８】中間充填時点でとられた図５の前本体を作るためのモールドフローの概略図である。
【００１３】
【図９】部品の作成完了が近い時点でとられた図８のモールドフローの概略図である。
【００１４】
【図１０】補強メッシュが打撃面に埋め込まれたゴルフクラブヘッドの成形される前本体の後部部分の概略斜視図である。
【００１５】
【図１１】線１１−１１に沿ってとられた図１０のゴルフクラブヘッドの第１の実施形態の概略断面図である。
【００１６】
【図１２】線１１−１１に沿ってとられた図１０のゴルフクラブヘッドの第２の実施形態の概略断面図である。
【００１７】
【図１３】線１１−１１に沿ってとられた図１０のゴルフクラブヘッドの第３の実施形態の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本開示は一般に、クラブヘッドの構造的側面を形成するためにクラブヘッドフェース及び／または本体に組み込まれた１種または複数種の熱可塑性複合材料を有するゴルフクラブヘッドの実施形態に関する。その際、本設計は、類似のサイズ、形状及び外観の全金属製クラブヘッドと比較したとき、ヘッドの構造的質量の減少をもたらす。すると、これらの設計が与える追加の裁量質量が、クラブヘッド設計者に利用可能になり、例えば、クラブヘッドの慣性モーメントを増加させ、かつ／またはクラブヘッドの重心の相対位置を変えるために、戦略的にヘッド周囲に配置される。
【００１９】
熱可塑性ポリマーはゴルフクラブで使用される金属のほとんどよりもかなり強度が低いため、ゴルファーにより期待される動的応答、音及び感覚を依然として維持しながら、予期しない破損を避けるためにポリマー部分における設計、材料選択及び補強には特別な注意を払わなければならない。
【００２０】
後述の実施形態では、充填されるポリマーが異方性の構造品質を有することができ、異方性の構造品質は埋め込まれた不連続繊維の典型的なまたは平均的な配向に依存することがさらに理解される。より具体的には、充填されるポリマー成分は一般に、埋め込まれた繊維の縦軸と一致した荷重に対してはより大きな強度を、横方向に印加される荷重に対しては比較的小さな強度を有する。充填されるポリマー内での繊維の配向は、初期部品形成中のモールドフローに大きく依存するため、後述の実施形態は、最も伝播しそうな力／応力の経路に沿って埋め込まれた繊維を配向するのを手助けするモールド及び部品の設計を利用する。
【００２１】
「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「少なくとも１つの」、及び「１つまたは複数の」は、物品の少なくとも１つが存在することを示すために同義的に使用され、文脈上特に明記されていない限り、複数のこのような物品が存在していていもよい。添付の特許請求の範囲を含め、本明細書におけるパラメータの（例えば、量または条件の）すべての数値は、「約」が数値の前に実際にあるか否かにかかわらず、すべての場合において、「約」という用語によって修飾されているものと理解されるべきである。「約」は、記載される数値が多少の不正確さを許容することを示す（精密な値にある程度近似して、値に対しておおよそまたは合理的に近接して、すなわち、ほぼ）。「約」によって示される不正確さが、当該技術分野においてこの通常の意味と別の意味で理解されない場合、本明細書において使用される際の「約」は、少なくとも、このようなパラメータの通常の測定及び使用方法から生じ得る変動を示す。加えて、範囲の開示は、全体範囲内でのあらゆる値及びさらに分割された値を含む。範囲内の各値及び範囲の端点は、本明細書では別の実施形態としてすべて開示されている「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む、備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む、備える）」及び「ｈａｖｉｎｇ（有する）」という用語は包括的であり、したがって述べられる項目の存在を明示するものであるが、他の項目の存在を排除するものではない。本明細書中で使用されるとき、「または」という用語は列挙された項目の１つまたは複数のあらゆる組み合わせを含む。「第１の」、「第２の」、「第３の」等の用語が種々の項目を互いに区別するために使用される場合、これらの表記は、単に便宜上のものであって、項目を制限するものではない。
【００２２】
本明細書に記載される場合、ゴルフクラブの「ロフト」または「ロフト角」という用語は、任意の好適なロフト及びライマシンによって測定される、クラブフェースとシャフトの間に形成される角度を指す。
【００２３】
もしあれば、本明細書及び特許請求の範囲における「第１」、「第２」、「第３」、「第４」等の用語は、類似要素を区別するために使用され、必ずしも特定の連続した順序または古い順を記述するためのものではない。そのように使用された用語は、本明細書に記載される実施形態が例えば、例示されているかまたは別様に本明細書に記載されているもの以外の順序で操作可能であるように、適切な状況において置き換え可能であると理解すべきである。さらに、「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む、備える）」及び「ｈａｖｅ（有する）」という用語ならびにこれらの任意の活用形は、要素のリストを含むプロセス、方法、システム、物品、デバイまたは装置が必ずしもそれらの要素に限定されていないが、明示的に列挙されていないか、またはかかるプロセス、方法、システム、物品、デバイス、もしくは装置に固有ではない他の要素を含んでもよいように、非排他的包含を網羅することが意図される。
【００２４】
もしあれば、本明細書及び特許請求の範囲における「左」、「右」、「前」、「後」、「上」、「下」、「の上」、「の下」等の用語は、水平な地面で所定のロフト及びライ角にてアドレスするときに保持されるゴルフクラブを一般的に参照して記述する目的で使用されているが、必ずしも永久的な相対位置を記述するためのものではない。そのように使用された用語は、本明細書に記載される製造装置、製造方法、及び／または製造物品の実施形態が例えば、例示されているかまたは別様に本明細書に記載されている以外の配向で操作可能であるように、適切な状況において置き換え可能であると理解すべきである。
【００２５】
「連結する（ｃｏｕｐｌｅ、ｃｏｕｐｌｅｓ）」、「連結された」、「連結した」等の用語は、広く理解されるべきであり、２つまたはそれ以上の要素を機械的に、または別の方法で接続することを意味する。（機械的なまたは別の方法での）連結は、任意の長さの時間、例えば、永久的、または半永久的、またはほんの一瞬であってもよい。
【００２６】
他の特徴及び態様は以下の詳細な説明及び添付の図面の考察から明らかになるであろう。本開示の任意の実施形態を詳細に説明する前に、本開示はその適用において、以下の説明に記載されているか、または図面に示されている部品の詳細または構成及び配置に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態をサポートすることが可能であり、種々の方法で実施または実行することができる。特定の実施形態の説明は、本開示がその趣旨及び範囲内のすべての変形、均等物、及び代替物を網羅することを制限すると意図されていないことを理解すべきである。また、本明細書で用いられている表現及び用語は、説明のためのものであって、限定としてみなすべきではないと理解すべきである。
【００２７】
一般的なクラブヘッド構造
さまざまな視点において同様のまたは同一の構成要素を識別するために同様の参照番号が使用されている図面を参照すると、図１〜図２は、前本体部分１２（「前本体１２」）及び後本体部分１４（「後本体１４」）を備えたゴルフクラブヘッド１０の実施形態を概略的に示す。前本体１２及び後本体１４は、例えば図２に示すように、実質的に密閉された／中空の内部容積１６を画定するように連結されている。ウッドスタイルのヘッドで従来からそうであったように、ゴルフクラブヘッド１０は、クラウン２０及びソール２２を備え、ヒール部分２４と、トウ部分２６と、ヒール部分２４とトウ部分２６との間に位置する中心部分２８とに概ね分割されてよい。
【００２８】
前本体１２は、前方に打球表面３２を有する打撃面３０を一般的に備え、これは従来のスイング中にゴルフボールを打つことが意図されている。いくつかの実施形態では、前本体１２は、打撃面３０の周辺３６を取り囲み、周辺３６から後方へと延びるフレーム３４をさらに備え、カップ形状の外観を持つ前本体１２を提供でき、ゴルフクラブシャフトまたはシャフトアダプタを受容するホーゼル３８をさらに備え得る。
【００２９】
プレイ可能な完成したクラブヘッド１０では、前本体１２及び後本体１４は、例えば１つまたは複数の接着、結合、機械的付着、溶接または融着操作を介してジョイント４０で一体的に連結されている。例えば図２に示すある特定の構成では、ジョイント４０は、後本体１４の外側表面４４と実質的に途切れずに並ぶようにフレーム３４の外側表面４２を維持する重ね継ぎであってよい。重ね継ぎは、結合された境界面４６及び機械的境界面４８を備えてよい。
【００３０】
結合された境界面４６は、前本体１２の結合表面５０（前結合表面５０）が後本体１４の嵌合結合表面５２（後結合表面５２）に当接し、固定されたときに形成され得る。図示されている実施形態では、前結合表面５０は、後結合表面５２を取り囲み、その半径方向外側にあり、両表面５０、５２は互いと同一平面にあり、略前／後方向に延びている。前結合表面５０は、上記に列挙された手段のいずれかにより後結合表面５２に連結され得るが、特定の実施形態において、この２つの表面はそれぞれ、隣接する表面への材料の結合または溶接を容易にし得る共通の熱可塑性ポリマーを含んでいても、かつ／またはこれから形成されていてもよい。構造上、前結合表面５０と後結合表面５２との間の境界面は、後本体１４への前本体１２の挿入／抜去方向と略平行であるため、表面間の結合／連結は、境界面のせん断係合を介して前本体１２が抜けるのをより効果的に阻止する。具体的には、せん断接合は、例えば片持ち梁式に支えることにより不均一な応力が導入されるよりもむしろ、結合表面全体により効果的に応力を分散させる傾向がある。
【００３１】
機械的境界面は、前本体１２の最後部表面５４（すなわち、フレーム３４の後端部）が、外壁５８または後本体１４の外部構造と一致する後本体１４の嵌合表面５６に接触するときに形成され得る。このように一致していることにより、衝撃荷重が、材料間の直接の接触を介してフレーム３４から後本体１４及び移行表面５８に直接伝達され、結合または中間接着剤の強度に依存しない。
【００３２】
いくつかの実施形態では、後本体１４は、クラブヘッド重心を低く後ろに位置決めするのを手助けするために１つまたは複数の金属ウェイト構造体をさらに備え得てもよい。図１〜図２に提供される実施形態では、後本体１４はクラブヘッド１０のソール及び背部端部の後本体１４と一体でありその中に封入されたウェイト構造体６０を備える。これらの実施形態では、ウェイト構造体６０はソール２２及び／または後本体１４と一緒に成形できる。さらに、これらの実施形態では、ウェイト構造体６０は、別個に形成され、後にウェイト構造体に取り付けられるウェイト（図示せず）を受容可能なキャビティを備えていてもよい。図示されていない他の実施形態では、後本体１４は、別個に形成され、後にキャビティに取り付けられるウェイトを取り外し可能に受容できるキャビティまたは空隙を備えていてもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、ウェイト構造体６０及び／またはウェイトは、５０グラム〜８０グラムの質量を備えていてよい。さらに、ウェイト構造体６０及び／またはウェイトは、鋼、タングステン、アルミニウム、チタン、青銅、黄銅、銅、金、白金、鉛、銀または亜鉛が挙げられるがこれらに限定されない金属材料を含んでいてもよい。さらに、これらの実施形態では、ウェイト構造体６０及び／またはウェイトは２．５〜１８の比重を備えていてもよい。
【００３４】
さらに図１に示されるように、いくつかの実施形態では、前本体１２は、ゴルフシャフトまたはシャフトアダプタの一部を操作可能に受容できるホーゼルブッシング６２をさらに備え得る。一実施形態では、ホーゼルブッシング６２はアルミニウム等の金属材料から形成されてよい。さらに、ホーゼルブッシングは、例えば、所定の位置に付着されるか、またはインサート成形プロセス等を通してオーバーモールドされることによって、ホーゼル３８及び前本体１２内に配置されてよい。いくつかの実施形態では、ホーゼルブッシング６２またはクラブヘッドの他の金属部品は、電界腐食を防止するために陽極酸化外層を備えていても、または電解腐食バリアを備えていてもよい。
【００３５】
ポリマーフェース構造
図３は、成形された繊維充填熱可塑性複合物質を含む前本体１２の実施形態を概略的に示す。このような複合材料は、熱可塑性樹脂と、複数の分散された不連続繊維（すなわち「短繊維」）との両方を含む。不連続／短繊維としては、例えば、前本体１２を成形する前に樹脂に埋め込まれる炭素短繊維またはガラス短繊維が挙げられる。可能な材料構造は後述するが、ある構造では、ポリマー材料は、不連続繊維が熱可塑性樹脂に埋め込まれ、各々が約３ｍｍ〜約１２ｍｍの設計繊維長を持つ「長繊維熱可塑性物質」であってもよい。別の構造では、ポリマー材料は、不連続繊維が熱可塑性樹脂内に同じように埋め込まれているが、各々は約０．０１ｍｍ〜約３ｍｍの設計長を持ち得る「短繊維熱可塑性物質」であってよい。いずれの場合でも、これらの長さは予混合長であり、成形プロセス中に破壊され、一部の繊維は最終部品において記述した範囲よりも実際には短くなり得ることに留意しなければならない。いくつかの構造では、不連続短繊維は、約１０超、またはより好ましくは約５０超、かつ約１５００未満のアスペクト比（例えば、繊維の長さ／直径）を特徴としてよい。使用される不連続な短繊維の特定の種類にかかわらず、特定の構造では、材料は、約０．０１ｍｍ〜約１２ｍｍの繊維長と、約４０重量％〜約９０重量％、またはより好ましくは約５５重量％〜約７０重量％の樹脂含有量とを有してよい。
【００３６】
好適な熱可塑性樹脂の１つとしては、熱可塑性ポリアミド（例えば、ＰＡ６またはＰＡ６６）を挙げることができ、これには炭素短繊維が充填されていてもよい（すなわち、炭素充填ポリアミド）。他の樹脂としては、特定のポリイミド、ポリアミド−イミド、オリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリカーボネート、エンジニアリングポリウレタン、及び／または他の類似の材料を挙げることができる。
【００３７】
クラブヘッド１０内でのポリマー複合物質の使用は、全体的な（構造的）軽量化をもたらすことができるが、クラブヘッド１０の高応力領域でのそれらの使用は、典型的な金属よりも強度が比較的低く、その異方性の高い性質故に複雑になる。この異方性の性質は、平均的な縦方向の繊維方向に沿って測定した場合の方が、この平均繊維方向に垂直に測定した場合よりも、複合物質の引張強度がかなり大きいことにより示される。これらの違いは、埋め込まれた繊維がより均一に配向されるにつれてよりはっきりする。選択した設計及び材料に応じて、特定の複合物質は、埋め込まれた繊維が適切に配向されている場合にのみ、繰り返される打球に耐える十分な強度を備えることができる。
【００３８】
射出成形された繊維充填ポリマーの属性の１つは、繊維配向が、作成中のモールド内のポリマー／流頭の流れに追従する傾向があることである。図４は、ホーゼル３８の壁内等、ポリマー樹脂７２に埋め込まれた複数の短繊維７０を概略的に示す。図示されるように、各繊維７０は、約０．０１ｍｍ〜約１２ｍｍの長さ７６を有してよい（図示された繊維は、必ずしもサイズまたは密度のいずれかも縮尺通りに図示されないことに留意されたい）。射出成形等の成形プロセス中に、埋め込まれた繊維７０は、流れるポリマーの方向と一致する傾向がある。一部の繊維（すなわち、特に短繊維強化熱可塑性物質）及び樹脂では、モールドの壁または部品のエッジにより完全に接近して整列する傾向がある。これらの層は、せん断層７８またはスキン層と呼ばれる。逆に、中心コア層８０内では、繊維７０は時々、よりランダムになり、かつ／または流れるポリマーに対して垂直になり得る。これらの実施形態では、コア層８０の厚さ８２は、成形速度（すなわち、成形速度が遅いほどコア層８０が薄くなり得る）及びモールド設計を含む種々の成形パラメータによって変更することができる。本設計では、任意のランダムになったコア層８０の厚さ８２を最小限に抑えて、繊維配向をより良く制御できるようにすることが望ましい。
【００３９】
打撃面３０、フレーム３４及びホーゼル３８は一般に、クラブヘッド１０の最大応力部分であるため、前本体１２に充填ポリマー複合物質を使用しようとする場合、設計に特別な注意を払わなければならない。配向が不十分な繊維の含有量は、繰り返される衝撃力に耐えるのに十分な構造を欠く打撃面３０をもたらす可能性がある。インパクト中、応力は、クラブヘッド１０の後方に向かって伝搬しながら、インパクト位置から放射状外側に広がる傾向がある。さらに、シャフト周りに曲げモーメントが加えられ、これによりインパクト位置とホーゼル３８の間に、ホーゼル３８に沿った／ホーゼル軸９０に平行な材料応力を引き起こす。したがって、理想的な設計では、埋め込まれた繊維が概してこれらと同じ方向に、すなわち、ホーゼル３８内でホーゼル軸９０に平行に、少なくともフェース３０の中心（水平フェース軸９２によって表される）を横切って、繊維がフレーム３４内でほぼ後方に（すなわち、前後軸９４に平行に）向いた状態でフェース中心から略外側をたどることが好ましい。
【００４０】
不連続繊維は、部品を形成する前に流動性ポリマー内で混合されるため、完璧な整列を保証することは不可能である。しかしながら、そうは言っても、前本体１２の設計及び射出成形の様式（例えば、充填速度、ゲーティング／通気、及び温度）によって、埋め込まれる繊維はできるだけ多くこれらの軸と整列させるように制御され得る。例えば、ホーゼル内では、繊維の約５０％超がホーゼル軸９０の３０°以内に整列していることが好ましい。フェースの中心とホーゼル３８の間では、約５０％超の繊維が水平フェース軸９２の３０°以内に整列していることが好ましく、フレーム３４内では、繊維の約５０％超が前後軸９４の３０°以内に整列していることが好ましい。別の実施形態では、ホーゼル３８内の繊維の約６０％超がホーゼル軸９０の２５°以内に整列し、フェースの中心とホーゼル３８の間の繊維の約６０％超が水平フェース軸９２の２５°以内に整列し、フレーム３４内の繊維の約６０％超が前後軸９４の２５°以内に整列する。さらに別の実施形態では、ホーゼル３８内の繊維の約７０％超がホーゼル軸９０の２０°以内に整列し、フェースの中心とホーゼル３８の間の繊維の約７０％超が水平フェース軸９２の２０°以内に整列し、フレーム３４内の繊維の約７０％超が前後軸９４の２０°以内に整列する。
【００４１】
図５〜図６は、概ね上述の繊維の整列を達成する前本体の設計を示す。流れと繊維との整列は、図５に概略的に示されており、モールドフローシミュレーション出力を介して図８〜図９でさらにはっきりと見てとれる。これらの図を通して示されるように、流動性ポリマーは、例えば図５に示されるように、スプルー１００及び接続されたゲート１０２から前本体１２のトウ部分２６内へと直接通過する。そこから、ポリマーは、フェース３０を横切り、次にホーゼル３８を通って上方に流れることができる。フェース３０を横切り、ホーゼル３８を通って上方に流れることによって、どの溶接線もホーゼル３８のヒール側へと押し上げられるが、ヒール側は一般にホーゼル３８の最小応力領域である。本体１２がホーゼル３８をゲートとしようとした場合、フェース３０内もしくはその近く、またはホーゼル３８のトウ側に溶接線がある可能性が高くなり、トウ側にはヒール側よりも比較的大きな応力が生じる。溶接線は通常のポリマーよりも低い極限強度を有するため、典型的により大きな応力が発生する領域では溶接線が確実に形成されないようにすることが重要である。
【００４２】
ポリマーがホーゼル３８を下から上へ充填するのを促進するために、トウ２６の近くの位置、すなわちフェース３０の水平中心線１０４または好ましくはその上（すなわち、クラウン２０とフェース１０６の中心線を通り、クラブがアドレスで保持されるときに地面に平行に引かれる線との間）からフェースを充填することが望ましい場合がある。これは、トウ２６の水平中心線１０４の上からトウと中心１０６との間をフェースの中心１０６に向かって、流れ１０８及び対応する繊維の整列が略下向きの傾斜に追従するよう促すことができる。その後、中心１０６では、流れ１１０及び対応する繊維の整列は、概して、フェースの中心１０６またはそのすぐ周囲において水平中心線１０４に平行であり得る。最後に、流れ１１２は、上方に弧を描き、主に底部からくびれ部に向かってホーゼル３８を充填する。１０８、１１０、及び１１２に示されている全体的な方向の参照は、概ね、ポリマー内の繊維の約５０％超が示された方向の約３０°以内に整列していること、またはより好ましくは繊維の約６０％超が、示された方向の約２５°以内に整列していること、またはさらにより好ましくは、繊維の約７０％超が示された方向の約２０°以内に整列されていることを示すように意図されている。
【００４３】
図５に示すように、一実施形態では、ゲート１０２は、クラウン２０のすぐ下のフレーム３４の後ろ半分に配置されたファンゲートであってもよい。１０８のわずかに下向きの弧を促しながらも、フェース３０を横切る指向性流れ１０８、１１０を促すために、フローリーダー１１４は、例えば図６〜図７に示されるように、打撃面３０の後表面１１６から突出してよい。図示されるように、フローリーダー１１４は、ゲートまたはその近くにあるフェース３０のエッジから延び、ゲートから離れてフェース３０の中心領域に向かって伝搬して材料の流れを方向付けるエンボス加工されたチャネルである。これは、材料が流れるのに抵抗が比較的小さい経路として機能するため、主要な流れ方向が確保され得る。いくつかの実施形態では、フローリーダー１１４は、周囲の表面１１６よりも約０．５ｍｍ〜約１．５ｍｍ、または約０．７ｍｍ〜約１．０ｍｍの高さだけ上に持ち上げられてもよい。さらに、フローリーダー１１４は、高さに直交し、かつ、フローリーダーのトウ２６にある始点からフェース中心１０６までの直線に直交して測定した場合、約５ｍｍ〜約１５ｍｍまたは約７ｍｍ〜約１２ｍｍの横方向の幅を有し得る。
【００４４】
さらに図６〜図７に図示されるように、一実施形態では、フローリーダー１１４は、フェース３０の厚くされた中心領域１１８につながっていてもよい。この厚くされた中心部分１１８は、主に、局部変形を回避しながら単一のユニットとしてフェースがより動くように、衝撃に対してフェースの中心領域を補強するために使用される。成形の観点から、この厚くされた領域１１８は、ポリマーを放射状外側に供給してフレームを前から後ろに充填する（またはポリマーを少なくとも薄い領域を通ってフレームの後部エッジ１２０の方へと進める）類のウェルまたはマニホールドとして機能できる。厚い領域１１８から周囲の薄い領域への流れの収束も、埋め込まれた繊維の整列を助ける。
【００４５】
上述のように、図８〜図９は、充填／成形の異なる段階における前本体１２を示す２つの成形シミュレーション出力を示す。図示されるように、主な流路は、上部トウ部分２６から始まり、フローリーダー１１４を介して下方（１０８）へと厚くされた中心領域１１８に向けられ、その後、フェースを横切り（１１０）、ホーゼル３８を底部から上部に充填するとき概ね上向きに戻る（１１２）。主な流れが下降してフェース３０を横切る間、ポリマーはこの主な流路からフレーム３４内へと後方（１２２）を向き、これは、フローリーダー及び厚くされた中心領域から比較的薄い周囲及びフレーム領域内への流れの収束と一致することも見てとれる。
【００４６】
多くの実施形態では、フェース厚は、最小フェース厚が０．１１４インチ〜０．１７９インチの範囲であり、最大フェース厚が０．１６０インチ〜０．３０１インチの範囲であるように変化し得る。最小フェース厚は、０．１１０インチ、０．１１４インチ、０．１１５インチ、０．１２０インチ、０．１２５インチ、０．１３０インチ、０．１３５インチ、０．１４０インチ、０．１４５インチ、０．１５０インチ、０．１５５インチ、０．１６０インチ、０．１６５インチ、０．１７０インチ、０．１７５インチ、０．１７９インチ、または０．１８０インチであってよい。最大フェース厚は、０．１６０インチ、０．１６５インチ、０．１７０インチ、０．１７５インチ、０．１８０インチ、０．１８５インチ、０．１９０インチ、０．１９５インチ、０．２００インチ、０．２０５インチ、０．２１０インチ、０．２１５インチ、０．２２０インチ、０．２２５インチ、０．２３０インチである。０．２３５インチ、０．２４０インチ、０．２４５インチ、０．２５０インチ、０．２５５インチ、０．２６０インチ、０．２６５インチ、０．２７０インチ、０．２７５インチ、０．２８０インチ、０．２８５インチ、０．２９０インチ、０．３００インチ、０．３０１インチ、０．３０５インチ、または０．３１０インチであってよい。
【００４７】
図１０は、打撃面３０の少なくとも一部を横切って延びる埋め込まれた補強要素２０２を含む熱可塑性複合物質製前本体２００の実施形態を概略的に示す。ある構成では、図示した実施形態は、インサート射出成形プロセスを介して形成されてもよく、ここで補強要素２０２は、流動性ポリマーが射出される前にモールド内に配置される。
【００４８】
補強要素２０２は、フェースのかなりの部分（すなわち、約２５ｍｍ超、または約３０ｍｍ超、または３５ｍｍ超、または約４０ｍｍ超）にわたって延びる複数の連続した繊維、ワイヤまたは他の細長い要素を含んでよい。いくつかの実施形態では、これらの要素２０２は、第１の離間配置で互いに略平行に延びる第１の複数の要素２０４を含んでよい。さらに、いくつかの実施形態では、補強要素２０２は、第２の離間配置で互いに略平行に延びる第２の複数の要素２０６を含んでよく、ここで第１の複数の要素２０４及び第２の複数の要素２０６は平行ではない。図１０に示すように、ある構成では、第１の複数の要素２０４及び第２の複数の要素２０６は、直交するメッシュまたはグリッドを形成してよい。いくつかの実施形態では、グリッドは、第１の複数の要素２０４及び第２の複数の要素２０６が互いに一体であるように一体型であってもよい。他の実施形態では、それらは交互のパターンで織られていてもよい。
【００４９】
補強要素２０２が複合物質内に適切に埋め込まれ、それらが弱い内部境界平面を単に作り出さないことを確実にするために、隣接要素間の最小間隔を確保する必要があり得る。例えば、図１１に提供される断面図に概して示されるように、各要素は概ね直径２０８を有することができ、隣接する要素は分離距離２１０だけ離間していてもよい。ある構成では、最小間隔は、分離距離２１０が隣接する要素の平均直径２０８以上になるよう間隔である。他の実施形態では、分離距離２１０は、隣接する要素の平均直径２０８の２倍超、または隣接する要素の平均直径２０８の３倍超、または隣接する要素の平均直径２０８の４倍であってよい。実際、間隔が大きくなればなるほど、要素２０２はより完全に成形ポリマー内に組み込まれる。一実施例では、平均直径は、約０．０５ｍｍ〜約１．５ｍｍ、または約０．１ｍｍ〜約１．０ｍｍであってよい。
【００５０】
連続補強要素２０２は、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等を含む任意の高強度材料から形成されてよい。しかしながら、いくつかの実施形態では、補強要素２０２は、各補強要素がワイヤまたは複数の束ねられたワイヤである金属から形成されてもよい。ある構成では、金属は、例えば、ステンレス鋼または鋼合金（例えば、Ｃ３００、Ｃ３５０、Ｎｉ（ニッケル）−Ｃｏ（コバルト）−Ｃｒ（クロム）−鋼合金、５６５鋼、ＡＩＳＩタイプ３０４またはＡＩＳＩタイプ６３０ステンレス鋼）、チタン合金（例：Ｔｉ−６−４、Ｔｉ−３−８−６−４−４、Ｔｉ−１０−２−３、Ｔｉ１５−３−３−３、Ｔｉ１５−５−３、Ｔｉ１８５、Ｔｉ６−６−２、Ｔｉ−７ｓ、Ｔｉ−９２、またはＴｉ−８−１−１チタン合金）、またはその他類似材料等のゴルフクラブフェースを形成するために従来から使用される金属であってよい。
【００５１】
例えば図１１に示されるある構成では、補強要素２０２は概して、打球表面３２と整列し、これと平行であってよい。そのような実施形態は、衝撃に対してポリマー及びポリマーの一体性を補強するのに役立ち得る。しかしながら、例えば図１２に示される別の構成では、補強要素２０２は概して、フェース３０の後面２１２と整列し、これと平行であってよい。このような実施形態は、曲げ及びフェースの撓みに対してより大きな反発力を提供でき、これにより（ＵＳＧＡガイドラインに従って測定した）フェースの特性時間を低下させることができる。例えば図１３に示すように、さらに第３の構成では、第１の複数の補強要素２１４は打球表面３２に平行であってよく、第２の複数の補強要素２１６は後面２１２に平行であってよい。このような実施形態は、図１１及び図１２に関して記述したメリットの組み合わせを提供できる。
【００５２】
熱可塑性複合材料
上述したように、成形された前本体１２は、熱可塑性ポリマーマトリックス材料及びフィラーを含む熱可塑性複合材料から形成され得る。例示的な熱可塑性ポリマーマトリックス材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエステル（ＰＢＴ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアミド（ＰＡ）（例えば、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６−６（ＰＡ６６）、ポリアミド−１２（ＰＡ１２）、ポリアミド−６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（ＰＡ１１））、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンエーテル／オキシド（ＰＰＥ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、スチレンアクリロニトリル（ＳＡＮ）、ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリロニトリルスチレンアクリレート（ＡＳＡ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、または上記の熱可塑性材料の混合物、例えばアクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）とポリカーボネート（ＰＣ）の混合物、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）とポリアミド（ＰＡ）の混合物が挙げられる。
【００５３】
例えば、いくつかの実施形態では、熱可塑性複合材料は、熱可塑性ポリマーマトリックス材料として熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）を含んでよい。ＴＰＵは、ハードセグメント及びソフトセグメントを持つ線形セグメント化ブロックコポリマーからなる化学構造を備える。いくつかの実施形態では、ハードセグメントは芳香族または脂肪族構造を含み、ソフトセグメントはポリエーテルまたはポリエステル鎖を含む。他の実施形態では、ＴＰＵを含む熱可塑性ポリマーマトリックス材料は、異なる化学構造を有するハードセグメント及びソフトセグメントを有することができる。
【００５４】
さらなる例として、いくつかの実施形態では、熱可塑性複合材料は、熱可塑性ポリマーマトリックス材料としてポリアミン６−６（ＰＡ６６）またはポリアミド６（ＰＡ６）を含むことができる。図１０は、ポリアミド６−６（ＰＡ６−６）の化学構造を示す。ＰＡ６６は、それぞれ６つの炭素原子を含んだヘキサメチレンジアミン及びアジピン酸を含む、２つのモノマーでできたポリアミドの一種である。図１１は、半結晶性ポリアミドであるポリアミド６（ＰＡ６）の化学構造を示す。
【００５５】
熱可塑性複合材料のフィラーとしては、熱可塑性ポリマーと混合される種々の材料（後述）を含む繊維、ビーズまたは他の構造を挙げることができる。フィラーは、熱可塑性複合材料に構造的補強、重み付け、軽量化、またはその他種々の特性を付与できる。多くの実施形態では、フィラーは炭素またはガラスを含んでもよい。しかしながら、他の実施形態では、フィラーは他の適切な材料を含んでもよい。例えば、１つまたは複数の薄層からなるフィラーは、アラミド繊維（例えばＮｏｍｅｘ、Ｖｅｃｔｒａｎ、Ｋｅｖｌａｒ、Ｔｗａｒｏｎ）、竹繊維、天然繊維（例えば綿、麻、亜麻）、金属繊維（例えばチタン、アルミニウム）、ガラスビーズ、タングステンビーズ、またはセラミック繊維（例えば二酸化チタン、花崗岩、炭化ケイ素）を含むことができる。
【００５６】
フィラーまたは繊維は、短くても（長さまたは直径が約０．５ｍｍ未満）、長くても（長さまたは直径が約０．５ｍｍ〜約４０ｍｍ、またはより好ましくは約５ｍｍ〜約１２ｍｍの範囲）、または連続していても（長さが約４０ｍｍ超）よい。多くの実施形態では、前本体１２及び後本体１４は、短い繊維及び／または長い繊維を含む。他の実施形態では、前本体１２及び後本体１４は、短い繊維及び長い繊維の代わりに、またはそれらに加えて、連続繊維を含んでよい。
【００５７】
多くの実施形態では、熱可塑性複合材料は、３０〜４０体積％のフィラーを含むことができる。他の実施形態では、熱可塑性複合材料は、最大５５体積％、最大６０体積％、最大６５体積％、または最大７０体積％のフィラーを含むことができる。
【００５８】
多くの実施形態では、熱可塑性複合物質は、ゴルフで使用される金属材料の比重（例えば、チタンの比重は約４．５であり、アルミニウムの比重は約３．５である）よりもかなり小さい約１．０〜２．０の比重を備える。さらに、多くの実施形態では、熱可塑性複合材料は、１，０００，０００ＰＳＩ／（ｌｂ／ｉｎ３）超の強度対重量比、すなわち比強度と、０．００９超の強度対弾性率比、すなわち比可撓性（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）を含む。熱可塑性複合材料の比重、比強度及び比可撓性により、耐久性を維持しながら、クラブヘッド１０の大幅な軽量化が可能になる。
【００５９】
熱可塑性複合材料を有するゴルフクラブヘッドを形成する方法
図１〜図３の図示されている実施形態では、クラブヘッドは、（１）打撃面３０を有する前本体１２と、打撃面３０及びリターン部分を取り囲んでこれらから後方に延びるフレーム３４と、（２）クラウン部分２０及びソール部分２２を含む後本体１４とを備える。これらまたは他の実施形態では、前本体１２及び後本体１４は別々に形成され、その後、接合されてクラブヘッド１０を形成できる。クラブヘッド１０を形成する方法は、以下にさらに詳細に説明する、（１）前本体１２を形成するステップと、（２）クラウン部分２０及びソール部分２２を形成するステップと、（３）クラウン部分２０とソール部分２２を連結して後本体１４を形成するステップと、（４）ジョイント４０を介して前本体１２と後本体１４を連結してクラブヘッド１０を形成するステップとを含み、クラウン部分２０とソール部分２２及び／または前本体１２と後本体１４は、融着結合によって連結される。このまたは他の実施形態において、融着結合としては、熱溶接（例えば、熱ジグ溶接、熱風溶接、押出し溶接、赤外線溶接、レーザ溶接）、摩擦溶接（例えば、スピン溶接、振動溶接、超音波溶接、撹拌溶接）及び電磁溶接（例えば、誘導溶接、高周波溶接、マイクロ波溶接、抵抗溶接）を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００６０】
上述のように、前本体１２は、例えば、射出成形プロセスを使用して形成することができる。このようなプロセスでは、流動性熱可塑性ポリマーがモールドのキャビティに注入され、キャビティは成形される部品の凹部である。流動性ポリマーを注入する前に、複数の不連続繊維を、概して均一に分散されるようにポリマーに混合する。次に、流動性ポリマーがモールドに注入され、それがキャビティを充填し、凝固する。
【００６１】
例えば図１０〜図１３に示す一実施形態では、補強要素２０２は、最初に形成されるか、そうでなければ実質的な最終形態に提供されてもよい。これは、まず略均一な平面状のメッシュまたはグリッドを提供し、次にメッシュ／グリッドを所望の最終形状に圧縮成形または鍛造することによって行われてよい。メッシュが完成形状になったら、これを流動性ポリマーの注入前にモールドに挿入してよい。注入プロセス中に、流動性ポリマーが形成されたメッシュを取り囲み、間隙空間を充填する。
【００６２】
いくつかの実施形態では、後本体１４は、１種または複数種の熱可塑性複合材料から形成され、前本体１２との融着結合を容易にすることができる（すなわち、上述のジョイント４０を介する）。ある構成では、後本体１４は、参照することによりその全文が組み込まれる米国特許第９，９２５，４３２号に記載されているような、射出成形及び圧縮成形された熱可塑性複合物質から構築されてもよい。後本体１４及び前本体１２の両方に共通の、そうでなければ混和性の熱可塑性ポリマーを組み込むことにより、融着結合を実現可能にし、より頑丈にすることができる。
【００６３】
熱可塑性複合材料を含むクラブヘッドの利点
熱可塑性複合材料は、（熱可塑性マトリックス材料による）加熱及び改質を可能にする。したがって、中空の本体クラブヘッド全体を部品ごとに成形し、その後、中間接着剤を必要とせずに互いと融着できる。これは一般に、構造用金属フレーム及び複合パネルインサート（加熱時に改質できない熱硬化性マトリックスを含む）を有する多くの現行のクラブヘッドとは対照的である。
【００６４】
さらに、熱可塑性複合材料により、ゴルフクラブヘッドで使用される従来の金属及び複合物質形成技術を用いて可能であるもの以上に、クラブヘッドの構造的質量が低減する。この設計によって達成される構造的軽量化を利用して、クラブヘッド１０の重量全体を低減させる（これにより、クラブヘッドの速度を上げる、かつ／または飛距離を長くすることができる）か、またはクラブヘッドへの配置に使用できる（すなわち、一定のヘッド重量に対して）裁量質量の量を増加させることができる。好ましい実施形態では、追加の裁量質量は、ソール２２及び／またはクラブヘッド１０の最後部に連結される１つまたは複数の金属ウェイト６０を介して最終的なクラブヘッド設計に組み込まれる。
【００６５】
熱可塑性複合材料は、上記のように軽量化しながら、衝撃力に耐えるのに必要な構造的一体性を提供する。多くの実施形態では、繊維補強熱可塑性複合物質は、金属材料で達成可能な比よりも大きい強度対重量比及び強度対弾性率比（上述の通り）を含むことができる。
【００６６】
実施例１：ＴＰＵ熱可塑性複合材料を含むフェース
【００６７】
一実施例によれば、ゴルフクラブヘッドは、熱可塑性複合材料を含む打撃面３０を有する。熱可塑性複合材料は、熱可塑性ポリマーマトリックス材料としてＴＰＵを含み、炭素長繊維が４０％充填されている。打撃面３０は、０．２６５インチの厚さを備え、０．８２１〜０．８２６の平均反発係数（ＣＯＲ）をもたらす。比較として、チタン合金を含む同様の打撃面は約０．８２８の反発係数であった。したがって、炭素長繊維が４０％充填されたＴＰＵを含み、０．２６５インチの厚さを有する例示的な打撃面３０の反発係数は、チタン合金を含む同様の打撃面と比較して、同様の反発係数（０．８５％以内）を維持した。さらに、例示的な打撃面３０は、試験中に耐久性を維持した。ここで説明する結果は、ＵＳＧＡの方法に従ってＣＯＲプレートを試験することで得られた。
【００６８】
実施例２：ＴＰＵ熱可塑性複合材料を含むフェース
【００６９】
別の実施例によれば、ゴルフクラブヘッドは、熱可塑性複合材料を含む打撃面３０を有する。熱可塑性複合材料は、熱可塑性ポリマーマトリックス材料としてＴＰＵを含み、炭素長繊維が５０％充填されている。打撃面３０は、０．２６５インチの厚さを備え、０．８１５の平均反発係数（ＣＯＲ）をもたらす。比較として、チタン合金を含む同様の打撃面は約０．８２８の反発係数であった。したがって、炭素長繊維が５０％充填されたＴＰＵを含み、０．２６５インチの厚さを有する例示的な打撃面３０の反発係数は、チタン合金を含む同様の打撃面と比較して、同様の反発係数（１．６％以内）を維持した。さらに、例示的な打撃面３０は、試験中に耐久性を維持した。ここで説明する結果は、ＵＳＧＡの方法に従ってＣＯＲプレートを試験することで得られた。
【００７０】
実施例３：ＰＡ６熱可塑性複合材料を含むフェース
【００７１】
一実施例によれば、ゴルフクラブヘッドは、熱可塑性複合材料を含む打撃面３０を有する。熱可塑性複合材料は、熱可塑性ポリマーマトリックス材料としてＴＰＵを含み、炭素長繊維が５０％充填されている。打撃面３０は、０．２７５インチの厚さを備え、０．８１４の平均反発係数（ＣＯＲ）をもたらす。比較として、チタン合金を含む同様の打撃面は約０．８２８の反発係数であった。したがって、炭素長繊維が５０％充填されたＴＰＵを含み、０．２７５インチの厚さを有する例示的な打撃面３０の反発係数は、チタン合金を含む同様の打撃面と比較して、同様の反発係数（１．７％以内）を維持した。さらに、例示的な打撃面３０は、試験中に耐久性を維持した。ここで説明する結果は、ＵＳＧＡの方法に従ってＣＯＲプレートを試験することで得られた。
【００７２】
実施例４：ＰＡ６熱可塑性複合材料を含むフェース
【００７３】
一実施例によれば、ゴルフクラブヘッドは、熱可塑性複合材料を含む打撃面３０を有する。熱可塑性複合材料は、熱可塑性ポリマーマトリックス材料としてＴＰＵを含み、炭素長繊維が４０％充填されている。打撃面３０は、０．２６６インチの厚さを備え、０．８０８の平均反発係数（ＣＯＲ）をもたらす。比較として、チタン合金を含む同様の打撃面は約０．８２８の反発係数であった。したがって、炭素長繊維が４０％充填されたＴＰＵを含み、０．２６６インチの厚さを有する例示的な打撃面３０の反発係数は、チタン合金を含む同様の打撃面と比較して、同様の反発係数（２．４％以内）を維持した。さらに、例示的な打撃面３０は、試験中に耐久性を維持した。ここで説明する結果は、ＵＳＧＡの方法に従ってＣＯＲプレートを試験することで得られた。
【００７４】
実施例５：ＰＡ６熱可塑性複合材料を含むフェース
【００７５】
一実施例によれば、ゴルフクラブヘッドは、熱可塑性複合材料を含む打撃面３０を有する。熱可塑性複合材料は、熱可塑性ポリマーマトリックス材料としてＴＰＵを含み、炭素長繊維が５０％充填されている。打撃面３０は、０．２７２インチの厚さを備え、０．８０２の平均反発係数（ＣＯＲ）をもたらす。比較として、チタン合金を含む同様の打撃面は約０．８２８の反発係数であった。したがって、炭素長繊維が５０％充填されたＴＰＵを含み、０．２７２インチの厚さを有する例示的な打撃面３０の反発係数は、チタン合金を含む同様の打撃面と比較して、同様の反発係数（３．１％以内）を維持した。さらに、例示的な打撃面３０は、試験中に耐久性を維持した。ここで説明する結果は、ＵＳＧＡの方法に従ってＣＯＲプレートを試験することで得られた。
【００７６】
１つまたは複数の特許請求された要素の置き換えは、再構成を構成するものであり、修復は構成しない。さらに、利益、他の利点、及び問題に対する解決策を、特定の実施形態に関して上記に説明した。しかし、利益、利点、問題に対する解決策、及び任意の利益、利点、または解決法を生じさせ得るかまたはそれらをより明白にし得るいずれの要素（１つまたは複数）も、請求項のいずれかまたはすべての重要、必要、または不可欠な特徴または要素として解釈すべきではない。
【００７７】
ゴルフのルールは時々変更され得るため（例えば、新たな規則が採用され得るか、または古い規則がゴルフの標準的組織及び／または管理機関、例えば、全米ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）、全英ゴルフ協会（Ｒ＆Ａ）等によって削除または変更され得る）、本明細書に記載の装置、方法及び製造物品に関連するゴルフ器具は、任意の特定の時期におけるゴルフのルールに適合する場合も、適合しない場合もある。したがって、本明細書に記載の装置、方法及び製造物品に関連するゴルフ器具は、適合または非適合ゴルフ器具として宣伝され、市場に出され、かつ／または販売される場合がある。本明細書に記載の装置、方法及び製造物品はこの点で限定されない。
【００７８】
上記実施例は、ドライバー型ゴルフクラブとの関連で説明され得るが、本明細書に記載の装置、方法及び製造物品は、他の種類のゴルフクラブ、例えば、フェアウェイウッド型ゴルフクラブ、ハイブリッド型ゴルフクラブ、アイアン型ゴルフクラブ、ウェッジ型ゴルフクラブ、またはパター型ゴルフクラブにも適用できる。あるいは、本明細書に記載の装置、方法及び製造物品は、他の種類のスポーツ器具、例えば、ホッケー用スティック、テニスラケット、釣竿、スキーポール等にも適用できる。
【００７９】
さらに、本明細書に開示される実施形態及び制限は、実施形態及び／または制限が（１）請求項に明示的に特許請求されておらず、（２）均等論下で請求項の明白な要素及び／または制限の潜在的な等価物である場合に、公有の原則下で公衆に供されない。
【００８０】
本開示のさまざまな特徴及び利点は以下の項目に記載される。
【００８１】
項目１：ゴルフクラブヘッドであって、打球表面を画定する打撃面、ホーゼル、及び打撃面を少なくとも部分的に取り囲み、打球表面から離れるように打撃面の周辺から後方に延びるフレームを備えた前本体と、前本体に連結されて、間に中空キャビティを画定する後本体とを備え、打撃面及びフレームは、複数の不連続繊維が内部に埋め込まれた熱可塑性ポリマーを含む熱可塑性複合物質から形成され、複数の不連続繊維はそれぞれ約４０ｍｍ未満の長さを有し、打撃面の中心とホーゼルとの間では、複数の不連続繊維の約５０％超が、打撃面の中心からホーゼルまで延びる水平軸の平行の約３０°以内に整列している、ゴルフクラブヘッド。
【００８２】
項目２：前本体は、後本体が前本体に連結されたときに後本体に当接する後部エッジを備え、フレーム内では、複数の不連続繊維の約５０％超が、打球表面から後部エッジまで水平軸に垂直に延びる軸の平行の約３０°以内に整列している、項目１に記載のゴルフクラブヘッド。
【００８３】
項目３：打球表面から後部エッジまで延びる軸は後部エッジに垂直である、項目２に記載のゴルフクラブヘッド。
【００８４】
項目４：前本体は、打撃面のホーゼルとは反対側にあるトウ部分と、クラウン及びソールの一部を画定するフレームと、クラウンとソールの間を打撃面の中心を通って延びる水平軸と、打撃面の打球表面とは反対側にある後表面とを備え、打撃面は、打球表面から離れるように後表面から突出し、トウ部分からクラウンと水平軸との間を打撃面の中心に向かって延びるフローリーダーを備える、項目１〜３のいずれか１つに記載のゴルフクラブヘッド。
【００８５】
項目５：打球表面から離れるように後部フェース表面から突出し、打撃面の中心を中心とする厚くされた中心領域をさらに備える、項目４に記載のゴルフクラブヘッド。
【００８６】
項目６：熱可塑性複合物質はポリアミドであり、複数の不連続繊維はそれぞれ炭素繊維炭素繊維である、項目１〜５のいずれか１つに記載のゴルフクラブヘッド。
【００８７】
項目７：打撃面の熱可塑性ポリマー内に埋め込まれた複数の連続補強要素をさらに備える、項目１〜６のいずれか１つに記載のゴルフクラブヘッド。
【００８８】
項目８：複数の連続補強要素は直交するメッシュを含む、項目７に記載のゴルフクラブヘッド。
【００８９】
項目９：複数の補強要素は金属ワイヤを含む、項目７〜８のいずれか１つに記載のゴルフクラブヘッド。
【００９０】
項目１０：複数の補強要素はそれぞれ直径を有し、複数の補強要素の少なくとも第１のサブセットは平行配置で配置され、複数の補強要素の第１のサブセットの隣接する補強要素は最小距離だけ互いから離間しており、最小距離は、補強要素の第１のサブセットの平均直径の少なくとも２倍である、項目７〜９のいずれか１つに記載のゴルフクラブヘッド。
【００９１】
項目１１：ゴルフクラブヘッドのポリマー前本体であって、打球表面を画定し、幾何学的中心を有し、幾何学的中心を通って延びる水平軸を画定する打撃面と、打撃面を少なくとも部分的に取り囲み、打球表面から離れるように打撃面の周辺から後方に延び、クラウン部分及びソール部分を画定するフレームと、水平軸が幾何学的中心とホーゼルとの間、かつクラウンとソールの少なくとも一部との間に延びているホーゼルと、フレームから水平軸とクラウンとの間に延びるファンゲートとを備えるポリマー前本体。
【００９２】
項目１２：打撃面は打球表面とは反対側の後表面をさらに画定し、前本体は、打球表面から離れるように後表面から突出し、打撃面のファンゲートに最も近い部分から打撃面の中心に向かって延びるフローリーダーをさらに備える、項目１１に記載のポリマー前本体。
【００９３】
項目１３：打球表面から離れるように後部フェース表面から突出し、打撃面の幾何学的中心を中心とする厚くされた中心領域をさらに備える、項目１２に記載のポリマー前本体。
【００９４】
項目１４：打撃面及びフレームは、複数の不連続繊維が内部に埋め込まれた熱可塑ポリマーを含む熱可塑性複合物質を含み、複数の不連続繊維はそれぞれ約４０ｍｍ未満の長さを有する、項目１１〜１３のいずれか１つに記載のポリマー前本体。
【００９５】
項目１５：打撃面の中心とホーゼルとの間では、複数の不連続繊維の約５０％超が水平軸の平行の約３０°以内に整列している、項目１４に記載のポリマー前本体。
【００９６】
項目１６：フレームは打撃面とは反対側の後部エッジを画定し、フレーム内では、複数の不連続繊維の約５０％超が、打球表面から後部エッジまで水平軸に垂直に延びる軸の平行の約３０°以内に整列している、項目１４または１５に記載のポリマー前本体。
【００９７】
項目１７：打球表面から後部エッジまで延びる軸は後部エッジに垂直である、項目１６に記載のポリマー前本体。
【００９８】
項目１８：打撃面内に埋め込まれた複数の補強要素をさらに含む、項目１１〜１７のいずれか１つに記載のポリマー前本体。
【００９９】
項目１９：複数の補強要素は直交するメッシュを含む、項目１８に記載のポリマー前本体。
【０１００】
項目２０：複数の補強要素はそれぞれ直径を有し、複数の補強要素の少なくとも第１のサブセットは平行配置で配置され、複数の補強要素の第１のサブセットの隣接する補強要素は最小距離だけ互いから離間しており、最小距離は、補強要素の第１のサブセットの平均直径の少なくとも２倍である、項目１８または１９に記載のポリマー前本体。
【０１０１】
項目２１：複数の補強要素は金属ワイヤを含む、項目１８〜２０のいずれか１つに記載のポリマー前本体。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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