(57)【要約】    【課題】  金属材料からなるヘッド殻部と繊維強化樹脂からなる樹脂部材とで構成されたゴルフクラブヘッドにおいて反発性を向上させる。    【解決手段】  金属材料からなりかつクラウン部４又はソール部５の少なくとも一方に、開口部Ｏ１が設けられたヘッド殻部Ｍと、開口部Ｏ１に配された繊維強化樹脂からなる樹脂部材ＦＲとを含み、内部に中空部が設けられたゴルフクラブヘッドである。一方向プリプレグは、前記繊維の方向を異ならせて重ねられた少なくともｎ種類（ただし、ｎは３以上６以下の整数）の第１ないし第ｎの一方向プリプレグを含むとともに、規定のライ角、ロフト角で水平面に接地させた基準状態において、平面から透視した前記第１ないし第ｎの一方向プリプレグの繊維の方向は、前記クラウン部において実質的に１８０゜を前記ｎで除した（１８０／ｎ）゜の角度で交差することを特徴とする。【選択図】  図４
2005270215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料からなりかつクラウン部の少なくとも一部に開口部が設けられたヘッド殻部と、前記開口部に配された繊維強化樹脂からなる樹脂部材とを含み、しかも内部に中空部が設けられたゴルフクラブヘッドであって、
前記樹脂部材は、前記開口部を覆う大きさを具えかつ平行な繊維を一つの方向に配向した一方向プリプレグの複数枚を用いて形成され、
かつ前記一方向プリプレグは、前記繊維の方向を異ならせて重ねられた少なくともｎ種類（ただし、ｎは３以上６以下の整数）の第１ないし第ｎの一方向プリプレグを含むとともに、
規定のライ角、ロフト角で水平面に接地させた基準状態において、平面から透視した前記第１ないし第ｎの一方向プリプレグの繊維の方向は、前記クラウン部において実質的に１８０゜を前記ｎで除した（１８０／ｎ）゜の角度で交差することを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記樹脂部材は、最も外側に、二つの方向にのびる繊維を織成したクロスプリプレグの少なくとも１枚が配されてなる請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記一方向プリプレグは、規定のライ角及びロフト角で水平面に接地させた基準状態における平面視において、ヘッド重心からフェース面に下ろした法線と平行なヘッド前後方向線になして実質的に０°の角度で配向された繊維を有する０゜方向プリプレグを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
前記一方向プリプレグは、規定のライ角及びロフト角で水平面に接地させた基準状態における平面視において、ヘッド重心からフェース面に下ろした法線と平行なヘッド前後方向線に対して実質的に０°の角度で配向された繊維を有する０゜方向プリプレグを含まないことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料からなるヘッド殻部と繊維強化樹脂からなる樹脂部材とで構成されたゴルフクラブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１５に示されるように、金属材料からなりかつ例えばクラウン部に開口部ｄが設けられたヘッド殻部ｂと、前記開口部ｄに配された繊維強化樹脂からなる樹脂部材ｃとで構成されたいわゆる複合型のゴルフクラブヘッドａが提案されている（例えば下記特許文献１参照）。繊維強化樹脂は、金属材料に比べると比重が小さいため重量を削減するのに役立つ。削減された重量は、例えばヘッドの大型化に消費されたり、トウ又はヒールといったヘッドのサイド部分やバックフェースへと配分することができる。従って、このような複合ヘッドは、重量配分設計の自由度が高いという利点がある。
【０００３】
前記樹脂部材ｃは、一般に複数枚のプリプレグを用いて形成される。図１６には、プリプレグｅの例が平面図で示される。同図（Ａ）ないし（Ｂ）に示されるように、プリプレグｅには、一つの方向に配向した繊維ｆをマトリックス樹脂Ｒに含浸させた一方向プリプレグ（「ＵＤプリプレグ」とも呼ばれることがある。）ｅ１や、同図（Ｃ）に示されるように、繊維ｆを互いに交差させて織成した織物をマトリックス樹脂Ｒに含浸させたクロスプリプレグｅ２が含まれる。そして、予め所定の形状に切断されたプリプレグｅの複数枚を重ね、かつ熱と圧力の下で所定の形状へと成形することで板状の前記樹脂部材ｃを形成しうる。
【０００４】
従来の樹脂部材ｃは、図１６（Ａ）に示したように、繊維ｆがヘッド前後方向線ＢＬに対して実質的に０゜の角度をなす０゜方向プリプレグｅ１ａと、同図（Ｂ）に示されるように、繊維ｆがヘッド前後方向線ＢＬに対して実質的に９０゜の角度をなす９０゜方向プリプレグｅ１ｂとがそれぞれ同じ枚数（例えば２枚ずつ）重ねて用いられる。このようなプリプレグｅの積層構造は、打球時の衝撃力の直接的な作用方向となるヘッド前後方向とこれと直交する方向とに繊維ｆの長手方向を配することで強度を確保する。また必要により、さらに１枚のクロスプリプレグｅ２が外側に付加される場合もある。
【０００５】
【特許文献１】特開平２００３−２５０９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来の樹脂部材ｃは、製造コストや強度には優れるが、金属材料に比べると打球時の変形が大きく、その結果エネルギーロスが大きいという欠点がある。このため、ヘッドの運動エネルギーを高い効率でボールに伝達させることができず、飛距離の向上についてはさらなる改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、樹脂部材を、繊維の方向を異ならせて重ねられた少なくともｎ種類（ただし、ｎは３以上６以下の整数）の第１ないし第ｎの一方向プリプレグを含んで構成し、しかも第１ないし第ｎの一方向プリプレグの繊維の方向をクラウン部において実質的に（１８０／ｎ）゜の角度で交差させることを基本として、樹脂部材を多々の方向からの外力に対して撓み難くしエネルギーロスの低下を抑制することで高反発化を図り、ひいては飛距離を増大させるのに役立つゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のうち請求項１記載の発明は、金属材料からなりかつクラウン部の少なくとも一部に開口部が設けられたヘッド殻部と、前記開口部に配された繊維強化樹脂からなる樹脂部材とを含み、しかも内部に中空部が設けられたゴルフクラブヘッドであって、前記樹脂部材は、前記開口部を覆う大きさを具えかつ平行な繊維を一つの方向に配向した一方向プリプレグの複数枚を用いて形成され、かつ前記一方向プリプレグは、前記繊維の方向を異ならせて重ねられた少なくともｎ種類（ただし、ｎは３以上６以下の整数）の第１ないし第ｎの一方向プリプレグを含むとともに、規定のライ角、ロフト角で水平面に接地させた基準状態において、平面から透視した前記第１ないし第ｎの一方向プリプレグの繊維の方向は、前記クラウン部において実質的に１８０゜を前記ｎで除した（１８０／ｎ）゜の角度で交差することを特徴としている。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記樹脂部材は、最も外側に、二つの方向にのびる繊維を織成したクロスプリプレグの少なくとも１枚が配されてなる請求項１記載のゴルフクラブヘッドである。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記一方向プリプレグは、規定のライ角及びロフト角で水平面に接地させた基準状態における平面視において、ヘッド重心からフェース面に下ろした法線と平行なヘッド前後方向線になして実質的に０°の角度で配向された繊維を有する０゜方向プリプレグを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッドである。
【００１１】
また請求項４記載の発明は、前記一方向プリプレグは、規定のライ角及びロフト角で水平面に接地させた基準状態における平面視において、ヘッド重心からフェース面に下ろした法線と平行なヘッド前後方向線に対して実質的に０°の角度で配向された繊維を有する０゜方向プリプレグを含まないことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッドである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のゴルフクラブヘッドは、樹脂部材が、繊維の方向を異ならせて重ねられた少なくともｎ種類（ただし、ｎは３以上６以下の整数）の第１ないし第ｎの一方向プリプレグを含んで構成される。しかもヘッドの基準状態において、平面から透視した第１ないし第ｎの一方向プリプレグの繊維の方向は、前記クラウン部において実質的に１８０゜を前記ｎで除した（１８０／ｎ）゜の角度で交差している。打球時のヘッドの変形モードは非常に複雑であり、樹脂部材には、その平面内において多方向から外力を受けるが、上述のような樹脂部材は、多々の方向からの外力に対して撓み難い結果、打球時の変形量を小にでき、樹脂部材でのエネルギーロスを小さくできる。従って、本発明のヘッドは、その運動エネルギーを効率良くボールに伝えることができ、高反発化により打球の飛距離を増大できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態のゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」ということがある。）１を規定のライ角及びロフト角（リアルロフト角）として水平面に接地させた基準状態の斜視図、図２はその平面図、図３は図２をバックフェース側から見た右側面図、図４は図２のＡ−Ａ拡大断面図、図５はヘッドの分解斜視図をそれぞれ示している。なお前記水平面は、符号ＨＰとして図４に示されている。
【００１４】
本実施形態のヘッド１は、ボールを打球する面であるフェース面２を有するフェース部３と、前記フェース部３に連なりヘッド上面をなすクラウン部４と、前記フェース部３に連なりヘッド底面をなすソール部５と、前記クラウン部４とソール部５との間を継ぎかつ前記フェース部３のトウ３ａからバックフェースを通りヒール３ｂに至ってのびるサイド部６と、クラウン部４のヒール側に設けられかつシャフト（図示せず）の一端が装着されるネック部７とを具え、内部に中空部ｉが設けられた中空構造のドライバー（＃１）又はフェアウェイウッドといったウッド型のものが例示されている。
【００１５】
またヘッド１は、金属材料からなるヘッド殻部Ｍと、繊維強化樹脂からなる樹脂部材ＦＲとを用いて形成される。
【００１６】
本実施形態の樹脂部材ＦＲは、クラウン部４の少なくとも一部を構成するクラウン側の樹脂部材ＦＲ１からなるものが例示される。該クラウン側の樹脂部材ＦＲ１は、マトリックス樹脂とその補強材である繊維との複合材料であって、金属材料に比べると比重が小さい。従って、クラウン部４の一部を樹脂部材ＦＲで構成することにより、ヘッド上部側で比較的大きな重量削減効果を得ることができる。削減された重量は、既述の通り例えばヘッド殻部Ｍの大型化に消費されたり、またヘッド殻部Ｍの適所に配分されることで重心位置や慣性モーメントを調整でき、重量配分設計の自由度を高める。また本実施形態のように、クラウン部に樹脂部材ＦＲを設けた場合、ヘッド重心をより低く設定するのに有効である。
【００１７】
前記マトリックス樹脂としては、特に限定はされないが、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。また補強材としての繊維も特に限定はされないが、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維又はポリフェニレンベンズオキサゾール樹脂繊維（ＰＢＯ繊維）といった有機繊維や、アモルファス繊維又はチタン繊維等の金属繊維などを用いることができ、とりわけ比重が小さくかつ引張強度が大きい炭素繊維が好適である。
【００１８】
また前記繊維の弾性率については特に限定されないが、小さすぎると樹脂部材ＦＲの剛性を確保できず耐久性が低下する傾向があり、逆に大きすぎるとコストを上昇させるほか引張強度を低下させる傾向がある。このような観点より、繊維の弾性率は、５０ＧＰａ以上、より好ましくは１００ＧＰａ以上、さらに好ましくは１５０ＧＰａ以上、特に好ましくは２００ＧＰａ以上が望ましく、上限については好ましくは４５０ＧＰａ以下、より好ましくは３５０ＧＰａ以下、さらに好ましくは３００ＧＰａ以下が望ましい。また繊維の弾性率は引張弾性率であって、ＪＩＳ  Ｒ７６０１の「炭素繊維試験方法」に準じて測定された値とする。また２種以上の繊維が含まれている場合には、下記式（１）で表されるように、それぞれの繊維の弾性率を、その重量比で重み付けして計算した平均弾性率とする。
平均弾性率＝Σ（Ｅｉ・Ｖｉ）／ΣＶｉ  （ｉ＝１，２…）
（ここで、Ｅｉは繊維ｉの弾性率、Ｖｉは繊維ｉの総重量とする。）
【００１９】
またヘッド殻部Ｍは、クラウン部４又はソール部５の少なくとも一方に、開口部Ｏ１が設けられる。本実施形態の開口部Ｏ１は、図２に示されるように、基準状態の平面視においてヘッド重心Ｇを含む輪郭形状を持っている。また開口部Ｏ１は、図４に示されるように、クラウン部４とサイド部６とに跨って設けられた一つの開口部Ｏ１が例示されるが、例えばサイド部６に跨ることなくクラウン部４だけで止まるものでも良い。
【００２０】
本実施形態のヘッド殻部Ｍは、図５に示されるように、フェース部３、ソール部５、ネック部７、クラウン縁部８及びサイド主部９を含んで構成されたものが例示される。ヘッド殻部Ｍは、例えば鋳造等で前記各部を当初から一体に形成されても良いし、また鍛造、鋳造、プレス又は圧延等の加工法により２以上のパーツで成形された後、これらを溶接等により一体に接合して形成することもできる。またヘッド殻部Ｍを形成する金属材料については特に限定されるものではないが、例えばステンレス鋼、マレージング鋼、チタン、チタン合金、アルミ合金、マグネシウム合金又はアモルファス合金などを用いることができ、とりわけ比強度の大きいチタン合金、アルミ合金又はマグネシウム合金が望ましい。またヘッド殻部Ｍは、１種の金属材料のみならず、２種以上の金属材料を用いて形成されたものでも良い。本例では、ヘッド殻部Ｍにチタン合金が採用されたものを例示している。
【００２１】
また図４ないし図５に示されるように、ヘッド殻部Ｍのクラウン縁部８は、本実施形態では、クラウン部４の外面部分を形成しかつ開口部Ｏ１の周りをのびているクラウン面部８ａと、このクラウン面部８ａに沿いかつ表面がクラウン面部８ａから段差を有して中空部ｉ側に凹んだクラウン受け部８ｂとを含む。同様にヘッド殻部Ｍのサイド主部９は、本実施形態では、サイド部６の外面部分を形成しかつ開口部Ｏ１の周りをのびているサイド面部９ａと、このサイド面部９ａに沿いかつ表面がサイド面部９ａから段差を有して中空部ｉ側に凹んだサイド受け部９ｂとを含む。
【００２２】
本実施形態では、クラウン受け部８ｂとサイド受け部９ｂとが互いに連なることにより、開口部Ｏ１の周りに環状の受け部が形成される。前記各受け部８ｂ及び９ｂは、クラウン側の樹脂部材ＦＲ１の内面側かつその周縁部を保持することができる。しかも各受け部８ｂ及び９ｂは、前記段差によって、クラウン側の樹脂部材ＦＲ１の厚さを吸収し、該クラウン側の樹脂部材ＦＲ１の表面をクラウン面部８ａ及びサイド面部９ａにそれぞれ面一に仕上げるのに役立つ。
【００２３】
前記各受け部８ｂ及び９ｂとクラウン側の樹脂部材ＦＲ１との間は接着されている。本実施形態の受け部８ｂ及び９ｂは、互いに連なることで開口部Ｏ１の周りの全周に連続して環状に設けられているが、一部で途切れるものでも良い。好ましい態様としては、各受け部８ｂ及び９ｂは開口部Ｏ１に沿った開口長さＬの５０％以上、より好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上の長さで形成されるのが望ましい。これにより、クラウン側の樹脂部材ＦＲ１とヘッド殻部Ｍとの接合面積を十分に確保し、より強い接着強度を得るのに役立つ。
【００２４】
また開口部Ｏ１の縁から直角方向に測定される各受け部８ｂ及び９ｂの幅Ｗａも特に限定されないが、小さすぎるとヘッド殻部Ｍとクラウン側の樹脂部材ＦＲ１との接合面積が小さくなるため接合強度が低下しやすく、逆に大きすぎると開口部Ｏ１の面積が十分に確保できず重量削減効果が低下する場合がある。このような観点より、前記幅Ｗａは、例えば５mm以上、好ましくは１０mm以上が望ましく、上限については３０mm以下、より好ましくは２０mm以下、特に好ましくは１５mm以下が望ましい。なお前記幅Ｗａは一定であっても良いしまた各部において変化する場合もある。
【００２５】
クラウン側の樹脂部材ＦＲ１は、本実施形態ではクラウン部４の一部と、サイド部６の一部とをそれぞれ形成するものが例示される。つまり、クラウン側の樹脂部材ＦＲ１は、クラウン部４の全部を形成する必要はなく、少なくともその一部を構成するもので足りる。しかしながら、クラウン側の樹脂部材ＦＲ１（換言すれば開口部Ｏ１）の面積が小さすぎると、ヘッド１において十分な重量削減効果が得られない傾向がある。このような観点より、好ましくはヘッドの全表面積（ネック部７のシャフト差込孔７ａを埋めた状態で測定される。）Ｓと、樹脂部材ＦＲの開口部Ｏ１を覆っている部分（受け部８ｂ及び９ｂとの接着部分は含めない。）の表面積Ｓ１との比（Ｓ１／Ｓ）は、好ましくは０．１０以上、より好ましくは０．２０以上、さらに好ましくは０．３０以上が望ましい。他方、前記比（Ｓ１／Ｓ）が大きすぎると生産性が悪化したり、ヘッド剛性や強度が低下したり、又はヘッド重心が高くなる傾向があるため、好ましくは０．６０以下、より好ましくは０．５０以下、さらに好ましくは０．４５以下が望ましい。
【００２６】
また前記樹脂部材ＦＲは、前記開口部Ｏ１を覆う大きさを具えた複数枚のプリプレグを用いて形成される。図６には樹脂部材ＦＲを構成するプリプレグの積層体Ｐの分解斜視図が示される。本実施形態の樹脂部材ＦＲは、複数枚（この例では６枚）の一方向プリプレグ１２と、それらの最も外側の層に用いられた少なくとも１枚（この例では１枚の）のクロスプリプレグ１３とを用いて構成されたものが例示される。また図７（Ａ）ないし（Ｃ）には前記一方向プリプレグ１２の平面図が、また図８にはクロスプリプレグ１３の平面図がそれぞれ示される。
【００２７】
一方向プリプレグ１２は、一つの方向に配向された繊維ｆの配列体を樹脂に含浸させて固めた半硬化状態のシートである。「一つの方向」とは、当該１枚のシートに関して繊維ｆが一つの方向だけに配向されていることを意味している。図７（Ａ）ないし（Ｃ）では、いずれもヘッド前後方向線ＢＬに対して異なる方向に配向された繊維ｆを有する一方向プリプレグ１２が示されている。他方、図８のクロスプリプレグ１３は、１枚のシートの中において二つの方向に配向され互いに交差する繊維ｆａ、ｆｂを有しており、これらの各繊維ｆａ、ｆｂは予め織物として織成されているものが例示される。
【００２８】
本発明では、樹脂部材ＦＲを構成する一方向プリプレグ１２が、繊維ｆの方向を異ならせて重ねられた少なくともｎ種類の第１ないし第ｎの一方向プリプレグを含むとともに、前記基準状態において、平面から透視した第１ないし第ｎの一方向プリプレグの繊維ｆの方向は、クラウン部４において実質的に１８０゜を前記ｎで除した（１８０／ｎ）゜の角度で交差させる。ここで、前記「ｎ」は３以上６以下の整数である。従って、一方向プリプレグ１２は、３ないし６種類で構成することが可能である。一方向プリプレグ１２の種類数の上限を６種類に限定したのは、７種類以上になると、用意ないし管理する一方向プリプレグの種類数が著しく多くなり生産性が悪化するためである。好ましくは一方向プリプレグの種類数ｎは５以下、より好ましくは３〜４が望ましい。以下にｎ＝３とした具体的な例を用いて詳しく述べる。
【００２９】
本実施形態の一方向プリプレグ１２は、繊維ｆの方向を異ならせて重ねられた３種類の第１ないし第３の一方向プリプレグ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃを含むものが例示され、各々が２枚づつ用いられている。図７（Ａ）に示されるように、第１の一方向プリプレグ１２Ａは、ヘッド前後方向線ＢＬに対して例えば実質的に６０゜で配向された繊維ｆを有するいわゆる６０゜方向プリプレグが用いられる。また同図（Ｂ）に示されるように、第２の一方向プリプレグ１２Ｂは、ヘッド前後方向線ＢＬに対して例えば実質的に０゜の角度で配向された繊維ｆを有するいわゆる０゜方向プリプレグが用いられる。さらに図７（Ｃ）に示されるように、第３の一方向プリプレグ１２Ｃは、ヘッド前後方向線ＢＬに対して例えば実質的に−６０゜の角度で配向された繊維ｆを有する−６０゜方向プリプレグ１２Ｃが用いられる。なお繊維ｆのヘッド前後方向線ＢＬに対する角度θは図７において時計回りを正として表されている。
【００３０】
また前記「ヘッド前後方向線」ＢＬとは、前記基準状態における平面視（図２）において特定される方向であり、該方向はヘッド重心Ｇからフェース面２に下ろした垂線Ｎに沿った方向とする。また例えば前記０゜方向プリプレグ１は、厳密に繊維ｆがヘッド前後方向線ＢＬに対して０゜である必要はなく、その角度の呼び角β（この場合では０゜）に対して−１０゜〜＋１０゜（即ち±１０゜）、より好ましくは−５゜〜＋５゜（即ち±５゜）のバラツキを含んでも良いものとする。
【００３１】
また本実施形態では、前記第１ないし第３の一方向プリプレグ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃは、いずれも同じ引張弾性率を有する炭素繊維が同じ目付量で同じ樹脂材料に含浸されて形成されたものが例示される。このようなプリプレグは、例えば長尺かつ幅広のプリプレグシート基体からヘッド前後方向線に対する繊維ｆの角度がそれぞれ＋６０゜、０゜及び−６０゜となるように抜き型等を用いて打ち抜くことで容易に準備しうる。従って１種類のプリプレグシート基体から３種類の一方向プリプレグを準備でき、生産性にも優れる点で好ましい。
【００３２】
また一方向プリプレグ１２の繊維ｆは、予めフィラメントの複数本を束ねた束体として平行に配向されるのが望ましい。前記束体に含まれる繊維ｆのフィラメント本数は特に限定されるものではないが、少なすぎるとプリプレグ枚数を増大する必要があるためコストが上昇したり生産性が悪化しやすくなり、逆に多すぎても成形性が悪化してしまう。このような観点より、前記束体に含まれる繊維ｆのフィラメント本数は、好ましくは６Ｋ（「１Ｋ」は、１０００本を意味するため６Ｋでは６０００本を意味する。）以上、より好ましくは１０Ｋ以上、さらに好ましくは１２Ｋ以上が望ましく、上限については好ましくは４０Ｋ以下、より好ましくは３０Ｋ以下、さらに好ましくは２４Ｋ以下が望ましい。
【００３３】
また各プリプレグ１２Ａないし１２Ｃの輪郭形状は、例えば開口部Ｏ１の形状に合わせて適宜設定すれば良い。この例では、プリプレグのバックフェース側をサイド部６へ折り曲げるのを容易とするために１ないし複数個のスリットが設けられたものが例示される。各プリプレグ１２Ａないし１２Ｃは、前記開口部Ｏ１に配される際の向きが定められている。従って、各プリプレグ１２Ａないし１２Ｃの繊維ｆのヘッド前後方向線ＢＬに対する前記角度θは、この向きに合わせた状態で特定しうる。
【００３４】
図９（Ａ）には、基準状態において平面（図２）から透視したクラウン部４における前記第１ないし第３の一方向プリプレグ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃの繊維ｆの方向が示されている。図中、第１ないし第３の一方向プリプレグ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃの繊維ｆの方向は、それぞれ符号Ｄ１、Ｄ２及びＤ３で示されてる。この実施形態では、第１ないし第３の一方向プリプレグ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃの繊維ｆの方向Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、実質的に１８０゜を前記種類数３で除した６０゜の角度αで交差している。
【００３５】
従来の樹脂部材は、図９（Ｃ）に示されるように、繊維ｆを９０゜で交差させた格子状の補強構造を持っている。しかしながら、このような補強構造は打球時に作用する平面方向のせん断力Ｆによって容易に変形しやすい。これに対して、図９（Ａ）に示した本実施形態の樹脂部材ＦＲでは、繊維ｆがトラス状に配向される補強構造を持つため、従来の格子状のものに比して変形し難くなる。従って、本発明のヘッド１は、打球時の樹脂部材ＦＲの変形量が小さくなり、打球時のエネルギーロスを低減できる。これにより、ヘッドの運動エネルギーがより効率良くボールに伝達されるから、打球の飛距離が向上されることになる。
【００３６】
また前記繊維ｆの方向Ｄ１ないしＤ３の交差する角度αは、実質的に（１８０／ｎ）゜であれば良いため、完全にこの値に一致している必要はない。即ち、測定される角度αが、（１８０／ｎ）゜の値に対して±（３６／ｎ）゜のバラツキを少なくとも許容することができ、好ましくは（１８０／ｎ）゜の値に対して±（１８／ｎ）゜のバラツキの範囲内に含まれていることが望ましい。またクラウン部４の曲面を考慮し、前記角度αは、前記基準状態における平面視のヘッド重心Ｇの位置において満たされていれば足りるものとする。
【００３７】
また前記一方向プリプレグ１２Ａないし１２Ｃは、後述する各種の成形によって各々の樹脂部分が相互に一体化する。しかし、繊維ｆが残存するため、完成したヘッド１からプリプレグの種類数や各繊維ｆの角度を特定することは十分に可能である。
【００３８】
また、第１ないし第３の一方向プリプレグ１２Ａ、１２Ｂ及び１２Ｃの繊維ｆとヘッド前後方向線ＢＬとのなす前記角度θについては特に限定されるものではないが、繊維ｆとヘッド前後方向線ＢＬとの相対関係については、次のような態様を考慮に入れることができる。
【００３９】
先ず図９（Ａ）の実施形態では、一方向プリプレグ１２が０゜方向プリプレグを含む。このため、樹脂部材ＦＲは、ヘッド前後方向線ＢＬと実質的に平行な方向Ｄ２の繊維ｆを含む。従って、前記方向Ｄ２の繊維ｆが、打球時に最も変形が大きくなりやすいヘッド前後方向の剛性を直接的に高めるため、この実施形態の樹脂部材ＦＲは、より一層変形に対する強度が向上しエネルギーロスを小さくできる点で好ましいものとなる。
【００４０】
また他の実施形態として、図９（Ｂ）に示されるように、一方向プリプレグ１２が前記０゜方向プリプレグを含むことなく構成される場合もある。この実施形態では、ヘッド前後方向線ＢＬに対して、それぞれ３０゜、９０゜及び−３０゜の角度をなす繊維ｆを有した一方向プリプレグが用いられており、従って、ヘッド前後方向線ＢＬと平行にのびる繊維ｆを持っていない。従って、図９（Ａ）の態様に比べると、樹脂部材ＦＲの打球時の変形量は相対的に大きくなるが、それでも従来のものに比べるとその値は小さくできる。
【００４１】
また、この実施形態では、樹脂部材ＦＲ１がヘッド前後方向に撓む量が増すことで、ボールのインパクト時にフェース面２が後傾し見かけ上のロフト角が増大する。これは、ボールの打ち出し角度を高めるのに役立つ。またインパクト時におけるフェース面２のロフト角の増大により、ボールにはいわゆる縦方向のギア効果が生じる。これは、ボールのバックスピン量を低下させ、結果として吹け上がりの少ない高打ち出し角かつ低バックスピンという飛距離の向上に適した好ましい弾道を得るのに役立つ。なお一方向プリプレグに０゜方向プリプレグが含まれていない場合、図９（Ｂ）に示されるように、繊維ｆの交差角度αを前記ヘッド前後方向線ＢＬが等分するように配置するのがバランス上で望ましい。
【００４２】
また本実施形態では、一方向プリプレグ１２が、３種類かつ各々２枚ずつ用いられるいる。その配置の順番などは特に限定されないが、好ましくは図６に示される本実施形態のように、同じ種類のプリプレグが内、外で直接重ならないように配置するのが強度バランスを高める上で好ましいものとなる。
【００４３】
また本実施形態の樹脂部材ＦＲは、一方向プリプレグ１２以外のプリプレグとして１枚のクロスプリプレグ１３が用いられる。クロスプリプレグ１３は、繊維ｆが交差する向きに織成されており、このため、例えばプリプレグの一方の面から圧力をかけて引き延ばす際に満遍なく均一な伸びが得られやすい。これは、後に述べる内圧成形法によって樹脂部材ＦＲを成型する際に、プリプレグを金型のキャビティに沿って滑らかに変形させるのに役立つ。またその内側の一方向プリプレグ１２の繊維が大きく目開きするのも抑制しうる。従って、一方向プリプレグ１２の積層体の最外側に１ないし２枚のクロスプリプレグ１３を配置するのが望ましい。またこれに加えて、その最内層にクロスプリプレグ１３を用いることもできる。
【００４４】
クロスプリプレグ１３を用いる場合、その繊維ｆのヘッド前後方向線ＢＬに対する角度θの絶対値は３０゜以上、より好ましくは４０゜以上として用いられるのが望ましい。前記角度θが３０゜未満であると樹脂部材ＦＲのヘッド前後方向の剛性が高められてしまい反発性能が低下する傾向がある。なお、この例のクロスプリプレグＦは繊維ｆが９０゜で交差して織成されているため、前記角度θの上限は６０゜以下、より好ましくは５０゜以下とするのが好適である。
【００４５】
またクロスプリプレグ１２についても、予めフィラメントの複数本を束ねた束体として繊維を平行に配向されるのが望ましい。クロスプリプレグ１３は、良好な成形性を得るために用いられるため、一方向プリプレグ１２に比べると１本の束体のフィラメント本数を小とするのがよく、好ましくは１Ｋ以上、より好ましくは２Ｋ以上、さらに好ましくは３Ｋ以上、特に好ましくは４Ｋ以上が望ましく、上限については好ましくは１２Ｋ以下、より好ましくは１０Ｋ以下、さらに好ましくは８Ｋ以下が望ましい。
【００４６】
また図１０、図１１には、一方向プリプレグ１２の種類数ｎをそれぞれ４及び５とした場合の繊維ｆの交差状態が示されている。図１０の態様では、繊維ｆの方向がＤ１ないしＤ４であり、角度αが実質的に４５゜である。また図１１の態様では、繊維ｆの方向がＤ１ないしＤ５であり、角度αが実質的に３６゜である。
【００４７】
以上のように構成された樹脂部材ＦＲは、種々の方法で成形することができる。例えば前記複数枚からなるプリプレグの積層体Ｐを重ね、例えば金型の中で熱と圧力とを作用させ所望の形状に成形して樹脂部材ＦＲを成形することができる。そして、成形された樹脂部材ＦＲは、前記開口部Ｏ１の各受け部８ｂ及び９ｂに例えば接着剤等を用いて一体に固着することができる。
【００４８】
また樹脂部材ＦＲは、例えば図１２に示されるように、いわゆる内圧成形法を用いて成形することもできる。内圧成形法は、図１２（Ａ）に示されるように、先ずヘッド殻部Ｍの前記開口部Ｏ１に、該開口部Ｏ１を覆うように前記複数枚からなるプリプレグの積層体Ｐを配してヘッド基体１Ａが予備形成される。このとき、プリプレグの繊維ｆがヘッド前後方向線ＢＬに対して前記の諸角度となるように配置される。またプリプレグの積層体Ｐと受け部８ｂないし９ｂとの間には、例えば熱硬化型の接着剤や樹脂プライマーなどを予め塗布しておくことによって、ヘッド基体１Ａにおいて両部材の位置ずれ等を防ぎ、成形精度を高めるのに役立つ。
【００４９】
予備成形されたヘッド基体１Ａは、例えば一対の分離可能な上型２０ａ及び下型２０ｂからなる金型２０に投入される。予備成形は、例えば下型２０ｂにヘッド殻部Ｍを予め装着した状態で行うこともできる。またヘッド殻部Ｍには、予め中空部ｉに通じる透孔２２を設けておくことが望ましい。この例では、透孔２２が例えばサイド部６に設けられたものを示すが、この態様に限定されるものではない。そして、透孔２２から中空部ｉの中にブラダーＢが挿入される。ブラダーＢは、加圧された流体の出入りによって膨張及び収縮が可能に構成されている。
【００５０】
しかる後、図１２（Ｂ）に示されるように、金型２０を加熱するとともにブラダーＢを中空部ｉの中で膨張変形させる内圧成形工程が行われる。これにより、熱とブラダーＢからの圧力とを受けたプリプレグシートの積層体Ｐは上型２０ａのキャビティＣに沿って変形し、所望のクラウン側の樹脂部材ＦＲ１へと成形されるとともに、その周縁部は受け部８ｂ、９ｂに一体に接着される。なおプリプレグの成形後、ブラダＢは収縮させられ、前記透孔２２から取り出される。また透孔２２は、後にヘッドの商品名や装飾的な模様などを付したバッジ、カバー等によって閉塞することができる。
【００５１】
また内圧成形法を用いる場合、例えば図１３（Ａ）に示されるように、ヘッド殻部Ｍの開口部Ｏ１において、受け部８ｂ又は９ｂ（この例ではクラウン受け部８ｂが例示される）の中空部側を向く内面８ｂｉに補助のプリプレグ１５を予め貼り付けておくことが望ましい。補助のプリプレグ１５は、前記開口部Ｏ１の縁から開口部Ｏ１側にはみ出すはみ出し部１５ｂを持ってクラウン受け部８ｂの内面８ｂｉに貼り付けされる。また、補助のプリプレグ１５は、例えば前記開口部Ｏ１の周囲の少なくとも一部に設けられるが、好ましくは開口部Ｏ１の周囲に環状で連続的に貼り付けされることが望ましい。
【００５２】
次に図１３（Ｂ）に示されるように、前記と同様、開口部Ｏ１を覆うようにプリプレグの積層体Ｐをクラウン受け部８ｂに貼り付けするが、この際、例えば少なくとも１枚の補助のプリプレグ１５のはみ出し部１５ｂをプリプレグの積層体Ｐの内面に仮接着することができる。そして、図１３（Ｃ）に示されるように、金型２０で内圧成形を行うことにより、樹脂部材ＦＲの周縁部は、クラウン受け部８ｂの外面側をのびる外片部１６ａと、受け部１０ｂの内面側をのびる内片部１６ｂとを有する二股部１６として成形できる。このように、複合ヘッドを製造するに際して、クラウン受け部８ｂ及び／又はサイド受け部９ｂの内面側にはみ出し部１５ｂを有する補助のプリプレグ１５を予め配する工程を含ませることにより、簡単な手順にて樹脂部材ＦＲとヘッド殻部Ｍとの接合面積を増加させ強固な接合強度を具えたヘッド１を製造するのに役立つ。
【００５３】
なお補助のプリプレグ１５は、ブラダーＢと接触して柔軟に変形させる必要があるため、その繊維ｆの弾性率は、３５０ＧＰａ以下、より好ましくは３００ＧＰ以下、さらに好ましくは２５０ＧＰａ以下、特に好ましくは１５０ＧＰａ以下が望ましく、下限については、５０ＧＰａ以上が望ましい。また補助のプリプレグ１５の繊維ｆの角度についても特に限定はされないが、前記ヘッド前後方向線ＢＬに対して３０〜６０゜程度とするのが好適である。
【００５４】
本実施形態のヘッド１は、樹脂部材ＦＲを用いたことにより軽量化できる。これに伴い、ヘッド体積を好ましくは２００cm3 以上、より好ましくは３００cm3 以上、さらに好ましくは３８０cm3 以上で形成することができる。これにより、構えた際の安心感が増し、かつスイートエリア及び慣性モーメントを増大させることができる。なおヘッド体積の上限は特に規制されないが、例えば５００cm3 以下が望ましく、またＲ＆ＡやＵＳＧＡのルール規制に基づく場合には４７０cm3 以下に抑えるのが良い。また特に限定はされないが、好ましくは前記基準状態において、ヘッド重心を通る垂直周りの慣性モーメント２０００（ｇ・cm2 ）以上、より好ましくはが３０００（ｇ・cm2 ）以上、さらに好ましくは３５００（ｇ・cm2 ）以上が望ましい。また前記基準状態において、ヘッド重心を通るトウ、ヒール方向の水平軸周りの慣性モーメントが１５００（ｇ・cm2 ）以上、より好ましくは２０００（ｇ・cm2 ）以上が望ましい。
【００５５】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば中空構造を有するアイアン型やユーティリティ型、さらにはパター型のゴルフクラブヘッドに適用することができる。また上記実施形態では、繊維強化樹脂からなる樹脂部材が、クラウン側の樹脂部材ＦＲ１からなる態様を示したが、図１４に示されるように、クラウン側の樹脂部材ＦＲ１とともにソール部５に、開口部Ｏ２を設けそこにソール側の樹脂部材ＦＲ２を設けることもできる。後者の実施形態では、ヘッドの垂直軸周りの慣性モーメントをより一層増大することができる。又本発明では、例えば図６に示されるプリプレグに、例えば４５°方向プリプレグなども含ませても良いのは言うまでもない。
【実施例】
【００５６】
本発明の効果を確認するために、図１〜３及び表１の仕様に基づきヘッド体積が４２０cm3 のウッド型のドライバーヘッドを試作した。前述した開口部の面積Ｓ１とヘッド面積Ｓとの比（Ｓ１／Ｓ）は０．４０とした。ヘッド殻部や樹脂部材については、図１〜図４に示される形状とした。また樹脂部材を構成するプリプレグ（補助のプリプレグを除く）の仕様は、表１の通りである。またプリプレグの繊維はいずれも引張弾性率が２３５ＧＰａの炭素繊維とした。
【００５７】
ヘッド殻部は、バラツキをなくすためにＴｉ−６Ａｌ−４Ｖを用いて一体鋳造した後、開口部にはＮＣ加工を施して形状を統一した。そして、予備成形工程、内圧成形工程を経て複合ヘッドを試作し、各ヘッドについて、反発係数と耐久性とについてそれぞれテストした。テスト方法は次の通りである。
【００５８】
＜反発係数＞
Ｕ．Ｓ．Ｇ．Ａ．の Procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999) に準拠して行い、反発係数を算定した。数値が大きいほど良好である。
【００５９】
＜耐久性＞
各供試ヘッドをＳＲＩスポーツ社製のカーボンシャフトＭＰ−２００に装着して４５インチのウッド型クラブを試作し、これをミヤマエ社製のスイングロボット（ショットロボ４）に取り付けてヘッドスピード５１ｍ／ｓ、フェースセンター位置でゴルフボールを打撃し、ヘッドが破損するまでの打撃数（上限を３０００発とする。）を計測し、ベッドが破損しなかった場合は○とした。テストの結果等を表１に示す。
【００６０】
【表１】
2005270215.tif 000003
2005270215.tif 000004
2005270215.tif 000005
【００６１】
テストの結果、実施例のヘッドは、耐久性を損ねることなく高反発化されていることが確認できた。従って、本発明のヘッドは、打球の飛距離を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態を示すヘッドの基準状態の斜視図である。
【図２】その平面図である。
【図３】図２をバックフェース側から見た右側面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図５】ヘッドの分解斜視図である。
【図６】プリプレグの積層体を例示する分解斜視図である。
【図７】（Ａ）から（Ｃ）は一方向プリプレグの例を示す平面図である。
【図８】クロスプリプレグの例を示す平面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は第１ないし第３の一方向プリプレグの繊維の方向を示す略図であり、（Ｃ）は従来の繊維の方向を示す略である。
【図１０】本発明の他の実施形態を示す一方向プリプレグの繊維の方向を示す略図である。
【図１１】本発明の他の実施形態を示す一方向プリプレグの繊維の方向を示す略図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は内圧成形法を説明する断面図である。
【図１３】（Ａ）〜（Ｃ）は内圧成形法の他の実施形態を示す部分断面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示すヘッドの底面図である。
【図１５】従来のヘッドの斜視図である。
【図１６】（Ａ）ないし（Ｃ）は従来のヘッドのプリプレグを示す平面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ゴルフクラブヘッド
２  フェース面
３  フェース部
４  クラウン部
５  ソール部
６  サイド部
７  ネック部
１２  一方向プリプレグ
１２Ａ  第１の一方向プリプレグ
１２Ｂ  第１の一方向プリプレグ
１２Ｃ  第１の一方向プリプレグ
１３  クロスプリプレグ
ＦＲ  樹脂部材
ＦＲ１  クラウン側の樹脂部材
【図１】
2005270215.tif 000006
【図２】
2005270215.tif 000007
【図３】
2005270215.tif 000008
【図４】
2005270215.tif 000009
【図５】
2005270215.tif 000010
【図６】
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【図７】
2005270215.tif 000012
【図８】
2005270215.tif 000013
【図９】
2005270215.tif 000014
【図１０】
2005270215.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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