(57)【要約】【課題】複数の金属プレートを重ね合わせて一体化してなる多層構造のフェースプレートを提案し、打球に対する反発性を高め、しかも打球音をよりソフトに改良することができるゴルフクラブ用アイアンヘッドを提供する。【解決手段】互いに同種または異種の金属材料よりなる複数の金属プレート１２，１３の間にＦＲＰよりなるシート状の弾性体１４を重ね合わせて加熱圧着することにより積層構造一体物のフェースプレート１１を作成し、このフェースプレート１１をカシメ９によりフレーム状のヘッド本体２に固定する。ＦＲＰの種類としては、ＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、アラミドＦＲＰ、ボロンＦＲＰまたはＳｉＣＦＲＰ等が好ましく、これらＦＲＰの樹脂量は１５〜６０％程度、厚さは０．０３〜２．０ｍｍ程度が好ましい。【選択図】図１
2005296204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同種または異種の金属材料よりなる複数の金属プレート（１２）（１３）の間に繊維強化プラスチックよりなるシート状の弾性体（１４）を重ね合わせて加熱圧着することにより積層構造一体物のフェースプレート（１１）を作成し、前記フェースプレート（１１）をカシメ（９）によりフレーム状のヘッド本体（２）に固定したことを特徴とするゴルフクラブ用アイアンヘッド。
【請求項２】
請求項１のゴルフクラブ用アイアンヘッドにおいて、
繊維強化プラスチックは、炭素繊維強化プラスチック、ガラス繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチックまたは炭化ケイ素繊維強化プラスチックよりなることを特徴とするゴルフクラブ用アイアンヘッド。
【請求項３】
請求項１のゴルフクラブ用アイアンヘッドにおいて、
繊維強化プラスチックの樹脂量は、１５〜６０％であることを特徴とするゴルフクラブ用アイアンヘッド。
【請求項４】
請求項１のゴルフクラブ用アイアンヘッドにおいて、
繊維強化プラスチックの厚さは、０．０３〜２．０ｍｍであることを特徴とするゴルフクラブ用アイアンヘッド。
【請求項５】
請求項１のゴルフクラブ用アイアンヘッドにおいて、
繊維強化プラスチックは、一方向プリプレグの積層体、織物プリプレグの積層体または一方向プリプレグと織物プリプレグの積層体よりなることを特徴とするゴルフクラブ用アイアンヘッド。
【請求項６】
請求項１のゴルフクラブ用アイアンヘッドにおいて、
フェースプレート（１１）は、フェース正面側の金属プレート（１２）、裏面側の金属プレート（１３）および前記両金属プレート（１２）（１３）間の弾性体（１４）の３層構造よりなり、裏面側の金属プレート（１３）はフェース正面側の金属プレート（１２）と比重が同等またはフェース正面側の金属プレート（１２）よりも比重が大きい材料よりなり、フェースプレート（１１）全体の厚さをｔ、フェース正面側の金属プレート（１２）の厚さをｔ１、裏面側の金属プレート（１３）の厚さをｔ２として、
ｔ１＞ｔ／２
および
ｔ２＞（ｔ−ｔ１）／４
を充足することを特徴とするゴルフクラブ用アイアンヘッド。
【請求項７】
請求項１のゴルフクラブ用アイアンヘッドにおいて、
フェースプレート（１１）は、フェース正面側の金属プレート（１２）、裏面側の金属プレート（１３）および前記両金属プレート（１２）（１３）間の弾性体（１４）の３層構造よりなり、裏面側の金属プレート（１３）はフェース正面側の金属プレート（１２）よりも比重が小さい材料よりなり、フェースプレート（１１）全体の厚さをｔ、フェース正面側の金属プレート（１２）の厚さをｔ１、裏面側の金属プレート（１３）の厚さをｔ２として、
ｔ１＞ｔ／３
および
ｔ２＞ｔ１／３
を充足することを特徴とするゴルフクラブ用アイアンヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブの構成要素をなすゴルフクラブ用アイアンヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブ用アイアンヘッドにおいて、複数の金属プレートを重ね合わせて多層構造のフェースプレートを構成すると、打球時、層間に金属プレート同士のズレが生じてフェースプレートの撓り（しなり）が大きくなることが知られている。しかしながら、複数の金属プレートをクラッド技術にて積層することについて実用化の目処は立っておらず、これが実用化されれば、大きな撓りに伴って大きな反発力が発生する高性能のフェースプレートを作成することが可能となる。
【０００３】
尚、下記特許文献１に、１枚の金属プレートよりなるフェースプレートの裏面側に繊維強化プラスチック等よりなるバックアップ材を重ね合わせる技術が開示されているが、この文献開示の従来技術は基本的に、複数の金属プレートを重ね合わせる多層構造のフェースプレートに関するものではない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２５３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みて、複数の金属プレートを重ね合わせて一体化してなる多層構造のフェースプレートを提案し、打球に対する反発性を高め、しかも打球音をよりソフトに改良することができるゴルフクラブ用アイアンヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるゴルフクラブ用アイアンヘッドは、互いに同種または異種の金属材料よりなる複数の金属プレートの間に繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）よりなるシート状の弾性体を重ね合わせて加熱圧着することにより積層構造一体物のフェースプレートを作成し、前記フェースプレートをカシメによりフレーム状のヘッド本体に固定したことを特徴とするものである。上記金属材料には、各種金属のほかに、これらの合金の類も含まれる。
【０００７】
互いに同種または異種の金属材料よりなる複数の金属プレートの間に繊維強化プラスチックよりなるシート状の弾性体を重ね合わせて加熱圧着すると、繊維強化プラスチックよりなるシート状の弾性体を接着バインダーとして複数の金属プレートが一体化された積層構造一体物の成形品が作成され、この成形品には打球時、金属プレート同士のズレによる撓りと、繊維強化プラスチックよりなるシート状の弾性体の弾性による撓りとが双方同時に発生する。すなわち、繊維強化プラスチックよりなるシート状の弾性体は、複数の金属プレートを連結するバインダーとしての機能と、複数の金属プレート間に配置される弾性層としての機能を併せ持つことになり、これにより打球時に発生する撓りおよび反発力を増大させることが可能となる。
【０００８】
このように複数の機能を併せ持つことになる弾性体の材質としては、繊維強化プラスチック、特に、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）、アラミド繊維強化プラスチック（アラミドＦＲＰ）、ボロン繊維強化プラスチック（ボロンＦＲＰ）または炭化ケイ素繊維強化プラスチック（ＳｉＣＦＲＰ）等が好ましく、これら繊維強化プラスチックの樹脂量は１５〜６０％、厚さは０．０３〜２．０ｍｍが好ましい。また、繊維強化プラスチックは具体的には、一方向プリプレグの積層体、織物プリプレグの積層体または一方向プリプレグと織物プリプレグの積層体等によって形成され、これを複数の金属プレートの間に重ね合わせて加熱圧着することにより一体化する。
【０００９】
また、上記フェースプレートがフェース正面側の金属プレート、裏面側の金属プレートおよびこの両金属プレート間に配置される弾性体の３層構造よりなる場合には、フェース正面側の金属プレートには打球時の衝撃が直接的に作用することからこの正面側の金属プレートには撓りと共に強度が求められ、これと比較すると、裏面側の金属プレートには打球時の衝撃が直接には作用しないことから撓りの方が強度よりも重点的に求められる。中間の弾性体は、材質が繊維強化プラスチックであることから、薄くても十分なバインダー機能および弾性機能を発揮する。したがって、これら３層の厚さの関係について、（Ａ）裏面側の金属プレートがフェース正面側の金属プレートと比重が同等またはフェース正面側の金属プレートよりも比重が大きい材料よりなる場合には、フェースプレート全体の厚さをｔ、フェース正面側の金属プレートの厚さをｔ１、裏面側の金属プレートの厚さをｔ２として、
ｔ１＞ｔ／２・・・・（ａ）式
および
ｔ２＞（ｔ−ｔ１）／４・・・・（ｂ）式
を充足させると、各層機能上のバランスの良い成形品に仕上げることが可能となり、また、（Ｂ）裏面側の金属プレートがフェース正面側の金属プレートよりも比重が小さい材料よりなる場合には、
ｔ１＞ｔ／３・・・・（ｃ）式
および
ｔ２＞ｔ１／３・・・・（ｄ）式
を充足させると、やはり各層機能上のバランスの良い成形品に仕上げることが可能となる。この（ｃ）式および（ｄ）式よりなる（Ｂ）パターンの場合は、（ａ）式および（ｂ）式よりなる（Ａ）パターンの場合と比較して、裏面側の金属プレートに比重が小さく軽いものが用いられるので、比較的厚めのものが組み込まれるように設定されている。
【００１０】
フェース金属の組み合わせ例としては、上記（Ａ）パターンとして、フェース正面側の金属プレートをチタン合金よりなるものとし、裏面側の金属プレートを高強度ステンレス鋼またはばね鋼よりなるものとする。また、上記（Ｂ）パターンとして、フェース正面側の金属プレートをばね鋼よりなるものとし、裏面側の金属プレートをチタン合金またはアルミ合金よりなるものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１２】
すなわち、上記構成を備えた本発明の各請求項によるゴルフクラブ用アイアンヘッドにおいては、複数の金属プレートの間に繊維強化プラスチックよりなるシート状の弾性体を重ね合わせて加熱圧着することにより作成した積層構造一体物のフェースプレートに打球時、金属プレート同士のズレによる撓りと繊維強化プラスチックよりなる弾性体の弾性による撓りとによる大きな撓りが発生することから、フェースプレートに発生する反発力を増大させることができ、打球の初速を増大させることができる。また、大きな撓りを受けて、打球音にソフト感を持たせることができる。したがって、所期の目的どおり、複数の金属プレートを重ね合わせて一体化してなる多層構造のフェースプレートを提案し、打球に対する反発性を高め、しかも打球音をよりソフトに改良することができるゴルフクラブ用アイアンヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（１）打球に対する反発性能ならびに打球音をよりソフトに改良したアイアンゴルフクラブヘッドを提供することを目的とし、この目的を達成するため、アイアンゴルフクラブヘッドにおいて、一体的に成形され、金属あるいは合金からなるヘッドフレームを設け、ヘッドフレームのフェース開口部内に板状のフェース材を設ける。フェース材は、金属あるいは合金からなる多層フェースとし、フェース層間にはＦＲＰを積層する。フェース材はカシメによりヘッドフレームに固定する。
（２）金属あるいは合金からなる多層フェースとその層間にＦＲＰを加熱圧着一体成形して積層したフェース板材をカシメによって固定したアイアンゴルフクラブヘッドを提供する。
（３）本発明は、複数の部材からなるフェース材を使用し、打球に対する反発性、強度、耐久性ならびに打球音を改良したアイアンゴルフクラブヘッドに関するものであり、同種の金属あるいは合金、異種の金属あるいは合金をＦＲＰプリプレグで加熱圧着一体成形したことを特徴とするものである。金属あるいは合金でフェース板材を多層にすると層間に板材のズレが生じて撓み量が大きくなることは一般的に知られている。しかしながら、同種の金属あるいは合金もしくは異種の金属あるいは合金をクラッド技術で積層することは工業化の目処が立っていない。今回は、ＦＲＰプリプレグを同種の金属あるいは合金もしくは異種の金属あるいは合金のフェース板材の間に重ね合わせ、加熱圧着一体成形して多層のフェース板材を製作する。ＦＲＰ、特にＣＦＲＰは、金属あるいは合金に比べて比強度が大きく、また振動減衰率も大きいので、フェース板材に多くの撓りを得ることができ、ボール初速の向上ならびに打音のソフト感が得られる。
（４）複数の金属プレートが２枚であるときにはその間に弾性体が介装され、フェースプレートは３層構造となる。複数の金属プレートが３枚であるときにはその間にそれぞれ弾性体が介装され、フェースプレートは５層構造となる。複数の金属プレートが４枚であるときにはその間に弾性体がそれぞれ介装され、フェースプレートは７層構造となる。以下同様であり、複数の金属プレートの枚数は特に限定されるものではない。
【実施例】
【００１４】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施例に係るゴルフクラブ用アイアンヘッド１の縦断面を示しており、図２は同アイアンヘッド１におけるフェースプレート１１の一部拡大断面をしている。
【００１６】
当該実施例に係るゴルフクラブ用アイアンヘッド１は先ず、所定の金属材料よりなるヘッド本体２を有しており、このヘッド本体２の正面フェース部に、全体を符号１１で示すフェースプレートが固定されている。
【００１７】
ヘッド本体２は、当該ヘッド１の正面側Ｆから裏面側Ｒへかけて貫通する貫通窓部３の周りを全周に亙ってフレーム部４にて囲んだ形状を有しており、この枠状を呈するフレーム部４に、図示しないシャフトの先端を差込み固定するためのホーゼル部５が一体成形されている。ヘッド正面側Ｆにおける貫通窓部３の開口周縁部には全周に亙って、ここにフェースプレート１１を位置決め固定するための段差状のフェースプレート取付部６が設けられており、また、貫通窓部３内におけるソール面７の上面部には、当該ヘッド１の重量や重心位置を調整するためのウエイト調整部８が設けられている。
【００１８】
一方、フェースプレート１１は、互いに同種または異種の金属材料よりなる複数の金属プレート１２，１３間に繊維強化プラスチックよりなるシート状の弾性体１４を重ね合わせて加熱圧着することにより積層構造一体物として作成されており、このフェースプレート１１がカシメ９によってフレーム状のヘッド本体２に固定されている。複数の金属プレート１２，１３およびシート状の弾性体１４は互いに同一の面形状（正面形状）のものが全面に亙って接合されている。当該実施例では、この積層構造一体物のフェースプレート１１は、厚さｔ１：１．８ｍｍの６−４チタニウム（６−４Ｔｉ）よりなるフェース正面側の金属プレート１２と、厚さｔ２：０．７ｍｍの高強度ステンレス鋼（高強度ＳＵＳ）よりなる裏面側の金属プレート１３と、厚さｔ３：０．４ｍｍの炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）よりなるシート状の弾性体１４との組み合わせよりなる３層構造とされており、この３層構造のフェースプレート１１がカシメ９によってフレーム状のヘッド本体２に固定されている。フェース正面側の金属プレート１２の周縁部には全周に亙って、段差状のカシメ用凹部１５が形成されている。
【００１９】
当該ヘッド１の製造手順としては、先ず加熱圧着により上記積層構造一体物のフェースプレート１１を作成し、このフェースプレート１１をヘッド本体２のフェースプレート取付部６に嵌め込み、図示しないカシメ装置によりヘッド本体２の一部を押圧・塑性変形させてカシメ用凹部１５に噛み合わせてヘッド本体２とフェースプレート１１を一体化し、カシメ９の表面部を含むヘッド１正面を研磨等により仕上げ加工する。ヘッド本体２の貫通窓部３はフェースプレート１１によって閉塞されることになる。
【００２０】
上記構成を有するアイアンヘッド１によれば、６−４チタニウムよりなるフェース正面側の金属プレート１２、高強度ステンレス鋼よりなる裏面側の金属プレート１３および炭素繊維強化プラスチックよりなる弾性体１４の３枚を重ね合わせて加熱圧着することにより、炭素繊維強化プラスチックよりなる弾性体１４を接着バインダーとして２枚の金属プレート１２，１３を一体化した積層構造一体物の成形品が作成され、この成形品には打球時、金属プレート１２，１３同士のズレによる撓りと、炭素繊維強化プラスチックよりなる弾性体１４の弾性による撓りとが双方同時に発生する。したがって、打球時に発生する撓りおよび反発力を増大させることが可能となり、これにより打球の初速を増大させることができる。
【００２１】
この点に関して、本願発明者らは、打球初速の比較試験を行なったので、以下にその内容を説明する。
試験試料  
Ａ．実施例
フェースプレート積層品
フェース面側の金属プレート１２：６−４Ｔｉ（１．８ｍｍ）
中間層の弾性体１４：ＣＦＲＰ  弾性率２４ｔ（０．４ｍｍ）
裏面側の金属プレート１３：高強度ＳＵＳ（０．７ｍｍ）
Ｂ．比較例
フェースプレート単層品：６−４Ｔｉ（２．５ｍｍ）
試験方法  
上記Ａ、Ｂの試料をそれぞれロフト角２１°およびヘッド質量２４０ｇの同じ規格のアイアンに取り付け、同じ条件でボールを打ったときのヘッドスピードおよびボール初速を計測し、これを１２回繰り返し、平均値をとった。
試験結果  
試験結果は、図３の表１に示すとおりであり、この表１に示されるように、実施例および比較例ともヘッドスピードが殆んど同じであるにもかかわらず、比較例のボール初速平均が５５．０５ｍ／秒であるのに対して、実施例のボール初速平均は５５．４５ｍ／秒であり、よって実施例によればボール初速が増大することを確認することができた。
【００２２】
また併せて、上記構成のアイアンヘッド１によれば、積層構造一体物のフェースプレート１１が大きく撓ることを受けて、打球音にソフト感を持たせることができる。
【００２３】
この点に関して、本願発明者らは、打音および球離れについての比較試験を行なったので、以下にその内容を説明する。
試験試料  
Ａ．実施例
フェースプレート積層品
フェース面側の金属プレート１２：６−４Ｔｉ（１．８ｍｍ）
中間層の弾性体１４：ＣＦＲＰ  弾性率２４ｔ（０．４ｍｍ）
裏面側の金属プレート１３：高強度ＳＵＳ（０．７ｍｍ）
Ｂ．比較例
フェースプレート単層品：６−４Ｔｉ（２．５ｍｍ）
試験方法  
上記Ａ、Ｂの試料をそれぞれ同じ規格のアイアンに取り付け、１０名の社外モニターに比較を依頼し、打音テストについては「柔らかい」「普通」「かん高い」の中から、球離れテストについては「遅い」「普通」「早い」の中から選択式で回答を得た。
試験結果  
試験結果は、図４の表２および表３に示すとおりであり、表２の打音テストについて、比較例はモニター１０名中７名が「かん高い」としたのに対して、実施例はモニター１０名中８名が「柔らかい」とした。また、表３の球離れテストについて、比較例はモニター１０名中８名が「早い」としたのに対して、実施例はモニター１０名中７名が「遅い」とした。したがって、この比較試験の結果からして実施例によれば、フェースプレート１１が大きく撓ることことから、打音がソフトで、球離れが遅く感じることを確認することができた。
【００２４】
尚、上記炭素繊維強化プラスチックのほか、弾性体１４の材料としては、ガラス繊維強化プラスチック、アラミド繊維強化プラスチック、ボロン繊維強化プラスチックまたは炭化ケイ素繊維強化プラスチック等が好ましく、これらの繊維強化プラスチックの樹脂量は１５〜６０％程度、厚さは０．０３〜２．０ｍｍ程度、繊維弾性率は５〜８０ｔｆ／ｍｍ２程度が好ましい。また、繊維強化プラスチックは具体的には、一方向プリプレグの積層体（ａ．任意な角度にて１層または、ｂ．０〜±９０°の任意角度の組み合わせ）、織物プリプレグの積層体（ａ．織物プリプレグ１層またはｂ．織物プリプレグの多層組み合わせ）または一方向プリプレグと織物プリプレグの積層体等によって形成され、これを複数の金属プレートの間に重ね合わせて加熱圧着することにより一体化する。
【００２５】
更にまた、上記構成のアイアンヘッド１は、フェース正面側の金属プレート１２の厚さｔ１が１．８ｍｍ、裏面側の金属プレート１３の厚さｔ２が０．７ｍｍ、弾性体１４の厚さｔ３が０．４ｍｍであって、フェースプレート１１全体の厚さｔは２．９ｍｍであるので、上記（ａ）式および（ｂ）式を共に満足していることになる。したがって、上記したところにしたがって、各層機能上のバランスの良い成形品として作成することができる。
【００２６】
尚、当該実施例では、フェース正面側の金属プレート１２が６−４チタニウムよりなるとともに裏面側の金属プレート１３が高強度ステンレス鋼よりなり、裏面側の金属プレート１３の方がフェース正面側の金属プレート１２よりも比重が大きい材料よりなることから、上記（Ａ）パターンの（ａ）式および（ｂ）式に基づいて厚さ関係が設定されているが、反対に、フェース正面側の金属プレート１２がばね鋼等よりなるとともに裏面側の金属プレート１３がチタン合金またはアルミ合金等よりなり、裏面側の金属プレート１３の方がフェース正面側の金属プレート１２よりも比重が小さい材料よりなる場合には、上記（Ｂ）パターンの（ｃ）式および（ｄ）式に基づいて厚さ関係を設定することにより同様に各層機能上のバランスの良い成形品として作成することができる（例えば、図５の断面図参照）。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例に係るゴルフクラブ用アイアンヘッドの縦断面図
【図２】同アイアンヘッドにおけるフェースプレートの一部拡大断面図
【図３】打球初速についての比較試験結果を示す表図
【図４】（Ａ）は打音についての比較試験結果を示す表図、（Ｂ）は球離れについての比較試験結果を示す表図
【図５】本発明の他の実施例に係るゴルフクラブ用アイアンヘッドにおけるフェースプレートの一部拡大断面図
【符号の説明】
【００２８】
１  ゴルフクラブ用アイアンヘッド
２  ヘッド本体
３  貫通窓部
４  フレーム部
５  ホーゼル部
６  フェースプレート取付部
７  ソール面
８  ウエイト調整部
９  カシメ
１１  フェースプレート
１２，１３  金属プレート
１４  弾性体
１５  カシメ用凹部
【図１】
2005296204.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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