JPH0659335B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、所謂カーボンヘッドと呼ばれるゴルフクラ
ブヘッドに関する。

〔従来の技術〕

最近、ツーピースボールが出現したことによりクラブヘ
ッドにかかる衝撃力が増大し、主として打撃面（フェー
ス面）の強度向上の要望が高まっている。そこで、軽量
で高強度な材料としてカーボン繊維強化プラスチック
（ＣＦＲＰ）材料を用いたヘッド、所謂カーボンヘッド
が開発されるに至った。

ヘッドの機能は、ボールを安定してより遠くへ飛ばすこ
とにあるが、そのためにはヘッドの重心位置がより低
く、より深い（フェース面から遠い）ことが必要であ
る。

ヘッド内部には打撃方向に平行な補強体、ことに天井ま
で連結された板状のリブを備える場合があるが、その役
割は次の３点にあると考えられる。

打撃時のフェース面変形を抑え、衝撃エネルギーをボ
ールに伝えて飛距離を伸ばす。

打撃時の打音・打感を向上させる（従来からのパーシ
モンヘッドに近い感覚を与える）。

キャディバッグ転倒時のクラウン部に対する衝撃を受
けとめる（アイアンクラブのヘッド衝突等）。

このような補強体（リブ）が形成されたものとしては、
実開昭５９−９３５６５号公報に記載のものが知られて
いる。これは所謂メタルヘッドと呼ばれるものであり、
厚み１．２mmのソール面部と側周面部を有するヘッドの
本体に金属材料から成るリブを溶接等の手段により固着
したものである。この従来例は、そもそもカーボンヘッ
ドではないので、重量を増大させずにヘッドの大きさを
大きくすることもできず、そのためスィートスポットの
拡大も図れないものである。カーボンヘッドであってリ
ブが形成されたものとしては、実開昭５９−６４１６７
号公報、実開昭５９−２４０６９号公報に記載のものが
知られている。前者のリブは、フェース部の内側にフェ
ース部と一体に形成され、このフェース部は側壁部とソ
ール部と一体形成されてヘッドの本体を構成している。
したがって、リブはヘッドの本体に形成され、ソール部
と側壁部さらには上面部にも連結している。後者のリブ
は、合成樹脂材料から成形された外殻（ヘッドの本体）
の空洞部に打球面側から後側部に至るように一体形成さ
れている。このリブは、フェース部には連結するが底面
には連結していない。

また、従来のカーボンヘッドの成形は、上面部から雄型
を挿入してフェース部、ソール部、側壁部を成形し、上
面部の開口を上面板で閉塞するか、軽量発泡体を芯にし
てその周囲をＦＲＰで包んでヘッドの本体をプレス成形
するのが一般的であり、フェース部と一体成形されるリ
ブはいずれもヘッドの本体に形成されるものであった。

さらに、二重構造のヘッドとしては、特開昭５９−９１
９７６号公報に記載のものが知られている。これは、合
成樹脂製の中空芯材の外周にＦＲＰを被覆したゴルフク
ラブヘッドであり、中空状の芯材は、合成樹脂の板を中
空状に成形したもの或はＡＢＳ樹脂、ポリエチレン樹脂
その他の適宜の樹脂を溶解し、これをブロー成形等の成
形方法にて中空状の合成樹脂板を設けることにより芯材
としたものであり、内部にリブが形成されず充填材も充
填されていない。

〔解決しようとする問題点〕

上述の従来例におけるゴルフクラブヘッドでは、軽量を
維持しながら打撃時のフェース面変形を抑え、低重心・
深重心のヘッドを得ることは困難であり、ヘッド内部に
打撃方向に平行で天井にまで連結する板状のリブを設け
たものにあっても、このリブが仕切壁となりヘッド内部
を完全に２つに仕切り、充填材（発泡ポリウレタン等）
の注入口を２つ必要とし、重量管理等の工数が繁雑とな
ってしまっていた。中空芯材のない本体のみの一重構造
のものでは、特開昭５９−９１９７６号公報に記載の如
く、チップ状の短炭素繊維を合成樹脂中に混合し射出成
型により成型してきたが、射出時に繊維の方向が揃って
しまい一方向からの衝撃には強いが、他方向からの衝撃
には弱い欠点を有するとともに炭素繊維の使用量を多く
することが成型上困難であるため、炭素繊維が本来有し
ている種々の利点を生かすことができないものであっ
た。また、長炭素繊維のチョップドファイバーを熱硬化
性樹脂にてプリプレグしたもの、または織成若しくは編
成し熱硬化性樹脂にてプリプレグしたもの等のプリプレ
グ物を、発泡ウレタン製の芯材の外周に付着してゴルフ
クラブのヘッドを形成したものにあっては、プリプレグ
物を一定厚みに芯材外周に付着すると成形型で成型して
も充分に加圧することができず、一定厚みに付着したプ
リプレグ物間に小さな空隙を生じるものとなる。この空
隙が存在するとゴルフボールの打撃時に、衝撃を受けて
ヘッド本体に亀裂を発生させたり陥没を生じさせる原因
となっていた。

しかしながら、特開昭５９−９１９７６号公報に記載の
二重構造であっても、中空芯材の内部にリブがなく、充
填材も充填されないために、プリプレグ物を加熱加圧成
型するときの加圧力に耐える強度をもたせるために中空
芯材の厚みを厚くせざるを得ず、そのため軽量で大型の
ヘッドを得ることはむずかしかった。軽量で大型のヘッ
ドを得るためには、本体を成形する際の中空コアとなる
芯材が十分な圧縮強度を有し、大型化しても軽量である
ことが必要となる。

そこで、この発明は、軽量で大型化を図れ、十分なフェ
ース部の強度を確保し、打音及び打感の向上も図れ、低
重心や深重心の設計も容易なゴルフクラブヘッドを提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、この発明は、プリプレグの
合成樹脂材料から成るフェース部が予めセットされた金
型内にＳＭＣを投入してフェース部と一体成形された上
面開口の中空の芯材と、芯材と中空部内に、芯材と同一
材料から一体成形され、フェース部の背面に連結し当該
背面からサイド部方向にフェース部の背面に連結する長
さよりも長く延長しかつ芯材の底面に連結するリブと、
芯材の中空部内に充填された軽量発泡体から成る比重
０．２５〜０．５０程度の充填材と、芯材のフェース部
を除く少なくとも側周及び上面開口をおおうように強化
繊維を混入した樹脂材料からなる成形材料が被覆されて
加熱加圧成形された本体部とを備え、本体部が形成する
クラウン部内側に前記リブは連結せずリブとクラウン部
内側との間に隙間がありこの隙間を充填材で埋めてある
ものである。

〔実施例〕

以下にこの発明の好適な実施例を図面を参照しつつ説明
する。

第１図に示す中空コアとなるべき芯材１は、成形時にフ
ェース部２をインサート成形したものである。中空部１
１内において、フェース部２の背面からサイド部１４方
向に延長してリブ３が、芯材１の成形時に一体成形して
ある。このリブ３は、第１図及び第２図に示すように、
三角形状に形成してあり、フェース部２の背面に連結す
るとともに、芯材１の底面１３に連結してある。また、
リブ３の後端は芯材１のサイド部１４に連結してある。
すなわち、リブ３はフェース部２の背面に連結し当該背
面からサイド部１４方向にフェース部２の背面に連結す
る長さよりも長く延長し、かつ芯材１の底面１３に連結
するだけのものである。芯材１の底面１３には、重量調
整ボス１５を形成してある。なお、符号１２はトウ部で
ある。

第１図に示すフェース部２付きの芯材１を成形するに
は、上下分割金型（図示せず）内の所定の位置にフェー
ス部２をセットしておき、ＳＭＣ（シートモールディン
グコンパウンド）を投入して金型を閉じ、加熱加圧すれ
ば良い。フェース部２を形成するために金型内にセット
しておくものとしては、任意のカーボン繊維織物に樹脂
を含浸させ、wf（重量での繊維含有率）４０〜７５％に
調整したもの（プリプレグ）が適する。wf＜４０％の場
合には、成形時の樹脂のみの流動があり外観不良とな
り、wf＞４０％の場合には、樹脂が含浸しない部分が生
じ、外観不良や耐衝撃性が低下するという欠点がみられ
た。また、繊維織物を変えることで各種の模様を形成す
ることも可能である。芯材１を形成するＳＭＣは、wf２
５〜６０％に調整したカーボン繊維を含むものが好まし
い。ＳＭＣは熱硬化性樹脂、充填材、カーボン繊維より
成るシート状の成形材料であり、圧縮成形により、金型
面の６０〜９０％にチャージし、１２０〜１６０℃、２
０〜３００kg／mm²の型締圧で、２〜５分程度の硬化時
間で形成される。カーボン繊維の繊維長や繊維集束本数
は任意に選択することが可能である。これら、プリプレ
グ、ＳＭＣの使用位置は任意であり、これらの使用位置
の選択によりヘッド本体の外観（模様）を自由に設計で
きる。

第１図及び第２図に示す実施例では、リブ３のフェース
部２に連結する長さよりも芯材１の底面１３に連結する
長さの方が長く形成してあり、リブ３の頂面３１の形状
は直線状に形成してある。また、後述する本体部７が形
成するクラウン部両側にリブ３の頂面３１は連結せず、
頂面３１とクラウン部内側との間には隙間がある。

第３図に示すリブ３は、第２図に示すリブ３の頂面３１
の形状を底面１３の方向に窪んだ円弧状に形成したもの
である。

第１図ないし第３図に示す如き上面開口の芯材１を形成
した後、これを発泡用の型（図示せず）にセットし、軽
量樹脂材料を中空部１１内で発泡させて充填材４を中空
部１１内に充填する（第４図参照）。このとき、発泡型
にシャフト（図示せず）を設け、ピン挿通孔５が充填材
４に形成されるようにしておく。この充填材４の材料と
しては、例えば、 ポリオール……１００重量部 整泡剤……１重量部 触媒……０．５重量部 水……０．５重量部 から成る所謂マスターバッチを硬化剤（１１２重量部）
と１５秒程混合させ、予め５０℃程度に加熱しておいた
発泡型に投入し、５０℃のオープン中で１５〜２０分程
度で硬化させる。このようにして発泡成形された充填材
４の比重は、０．２５〜０．５０程度であった。

このようにしてフェース部２と一体成形されたリブ３付
きの中空で上面が開口した芯材１に充填材４を充填した
ものは、軽量化を図るために芯材１の厚みを薄くして
も、リブ３や充填材４の存在により本体部７の成形時に
おける加圧力を受けても十分に耐える強度を有する。す
なわち、芯材１は本体部７を成形する際の中空コアとな
るものであり、加熱加圧成形時に十分な圧縮強度を有す
ることが必要であり、しかも大型のヘッドを製造するた
めにはこの芯材１も軽量であること（肉厚が薄い方がよ
い）が必要であるが、この発明で使用する芯材１は、リ
プ３や充填材４があることにより強度と軽さの両方を満
足させるものとなる。

次いで、第５図に示すように、この芯材１の上面に露出
する充填材４を覆いかつフェース部２を除く芯材１の側
周にヘッドの本体部７（フェース部２とともに芯材１の
外周を被覆する部分）の成形材料６を被覆したものを図
示しない上下分離金型の下金型にセットし、両金型によ
り加熱加圧成形する。前記成形材料６としては不飽和ポ
リエステル樹脂（増粘剤、過酸化物触媒を含む）を配合
割合として５０〜７０の重量比とし、混入するカーボン
繊維の長さを１インチ未満のものとし、これらカーボン
繊維を配合割合として３５〜５０の重量比としたものを
用いた。したがって、第６図に示すように、芯材１の側
周及び上面開口（充填材４の上面）を被覆するものは、
フェース部２およびこの成形材料６から成形される本体
部７であり、両者とも強化繊維を混入した樹脂材料から
成形されるものであり、強化繊維の長さは１インチ以上
のものも１インチ未満のものも併用して芯材１の外周を
被覆するものの中に混入された結果となる。また、この
本体部７に用いられるカーボン繊維は、高強度タイプの
ものが望ましく、フィラメント数６千本、フィラメント
径７ミクロンの商品名トレカＴ３００−６０００を使用
した。本体部７が成形され、天井（クラウン部）が形成
されたとき、リブ３の頂面３１とクラウン部内側との間
には隙間が生じ、この隙間は充填材４で埋められる。

最後にヘッド重量に合わせて、高比重の金属片を重量調
整ボス１５の孔に挿入し、さらに通常の方法でサイドソ
ール、ソールプレートを取付けクラブに仕上げた。本体
部７はソールプレートの取付面境界線までまわりこんで
芯材の底部の一部まで成形されても良い。

このようにして構成されたゴルフクラブヘッドを有する
クラブをグリップで固定し、ゴルフボール打出機から５
０ｍ／sec ．の速度でツーピースボールを打出し、フェ
ース部２の中心部分に衝突させるという実験を行なっ
た。この実験では、１つのクラブに対して３０００発の
ツーピースボールの打撃を試み、かつ打点を変えてみ
た。この結果、第２図ないし第３図に示す構成のヘッド
を有する各クラブとも、そのヘッドに異常はみられず、
強度的に問題は生じなかった。

次に、ヘッドスピード４０〜４５ｍ／sec ．の力を有す
る試験者により実打試験を行なってみた。このとき、天
井まで連結するリブを備えたヘッドを有するクラブ（比
較例という）でも実打試験を行なった。その結果、打感
は比較例、本発明の実施例とともに良好であり、飛距離
は本発明の実施例の方が比較例よりも２〜３％向上し
た。

これらの実験から、リブ３はフェース部２の背面、芯材
１の底面１３と一体成形（連結）してあれば、クラウン
部とは連結していなくとも打撃時の衝撃に十分に耐える
ことが判明した。リブ３がクラウン部に連結しない分だ
けヘッド重量は軽量化され、軽量化した分だけより設計
の自由度が高まり、高機能、すなわち低重心かつ深重心
に設計されたヘッドを提供できることとなる。リブ形状
の選定により一層の低重心・深重心が可能となり、スィ
ートエリアが拡大し、従来よりも安定した飛びのゴルフ
クラブが得られることも判明した。

なお、充填材４の比重は、０．２５〜０．５０程度あれ
ば、本体部７の加熱加圧成形時に変形することなく、軽
量化が図れることも分かった。この充填材４の選択によ
り、打球、打感の向上が図れる。

〔効果〕

以上説明したように、この発明は、プリプレグの合成樹
脂材料から成るフェース部が予めセットされた金型内に
ＳＭＣを投入してフェース部と一体成形された上面開口
の中空の芯材と、芯材の中空部内に、芯材と同一材料か
ら一体成形され、フェース部の背面に連結し当該背面か
らサイド部方向にフェース部の背面に連結する長さより
も長く延長しかつ芯材の底面に連結するリブと、芯材の
中空部内に充填された軽量発泡体から成る比重０．２５
〜０．５０程度の充填材と、芯材のフェース部を除く少
なくとも側周及び上面開口をおおうように強化繊維を混
入した樹脂材料からなる成形材料が被覆されて加熱加圧
成形された本体部とを備え、本体部が形成するクラウン
部内側に前記リブは連結せずリブとクラウン部内側との
間に隙間がありこの隙間を充填材で埋めてあるものであ
り、次の如き顕著な効果を奏する。すなわち、本体部を
加熱加圧成形するときに芯材が十分な強度を有するので
本体部の成形も良好となり、しかも芯材の厚みを薄くし
てもリブと充填材の存在により成形時の加圧に耐え、成
形されたヘッドは軽量で大型化を図れ、その結果スィー
トエリアも拡がる。また、リブは本体部が形成するクラ
ウン部内側に連結せずリブとクラウン部内側との間に隙
間がありこの隙間を充填材で埋めているので、クラウン
部内側に連結するリブ付きの芯材よりも軽くでき、しか
も成形工程上も上面開口のリブ付き中空芯材の成形は容
易となる。この芯材は上面開口であるため、この開口か
ら充填材を容易に充填することができる。さらに、比重
０．２５〜０．５０程度の充填材の充填により、本体部
成形時の加圧力に対抗できる強度を芯材に付与できるの
みならず、打感も向上する。さらにまた、芯材に対して
充分な加圧を加えることができるので、成形材料間に小
さな空隙が生ずることがなくなり、そのため本体部が設
計通りの厚みに成形される。本体部の厚みをコントロー
ルすること並びにリブの厚みや形状の設計により、低重
心、深重心を図ることが容易に行なえる。また、成形さ
れたヘッドは、二重構造となり、強度も向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はフェース部をインサート成形したゴルフクラブ
ヘッドの芯材の成形品を示す斜視図、第２図は第１図の
リブに沿って切断した端面図、第３図はリブの変形例を
示す第２図と同様の切断端面図、第４図は芯材の中空部
に充填材を充填した状態の斜視図、第５図は本体部を成
形する準備状態の斜視図、第６図は完成品のヘッド断面
図である。 １……芯材、 ２……フェース部、 ３……リブ、 ４……充填材、 ６……成形材料、 ７……本体部、 １１……中空部、 １３……底面、 １４……サイド部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−91976（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−177463（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−93565（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−64167（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−24069（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プリプレグの合成樹脂材料から成るフェー
   ス部が予めセットされた金型内にＳＭＣを投入してフェ
   ース部と一体成形された上面開口の中空の芯材と、 芯材の中空部内に、芯材と同一材料から一体成形され、
   フェース部の背面に連結し当該背面からサイド部方向に
   フェース部の背面に連結する長さよりも長く延長しかつ
   芯材の底面に連結するリブと、 芯材の中空部内に充填された軽量発泡体から成る比重
   ０．２５〜０．５０程度の充填材と、 芯材のフェース部を除く少なくとも側周及び上面開口を
   おおうように強化繊維を混入した樹脂材料からなる成形
   材料が被覆されて加熱加圧成形された本体部とを備え、 本体部が形成するクラウン部内側に前記リブは連結せず
   リブとクラウン部内側との間に隙間がありこの隙間を充
   填材で埋めてあることを特徴とするゴルフクラブヘッ
   ド。
2. 【請求項２】前記リブの頂面形状が直線状でサイド部方
   向に向けて徐々に低くなるように形成し、又は前記リブ
   の頂面形状が底面側に窪んだ円弧状に形成してあること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のゴルフクラ
   ブヘッド。