JP2006181032A

JP2006181032A - ゴルフクラブヘッド

Info

Publication number: JP2006181032A
Application number: JP2004376518A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 浩之鈴木; Toshitaka Ochi; 稔貴越智
Original assignee: WAAKUSU KK; Daiwa Seiko Co Ltd
Current assignee: WAAKUSU KK; Globeride Inc
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】本発明はゴルフクラブヘッドに係り、その表面に良好な金属の光沢感を持たせたゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】請求項１に係る発明は、金属材料で形成されたヘッド本体と、当該ヘッド本体に取り付く繊維強化樹脂部材とで中空な外殻体が形成されたゴルフクラブヘッドに於て、上記ヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続する合成樹脂層を形成すると共に、当該合成樹脂層の上に、金属層をヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続して形成したことを特徴とする。
そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のゴルフクラブヘッドに於て、金属層は、内方が視認可能に薄く形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、中空な金属製のゴルフクラブヘッドに関する。

近年、ウッドと称されるゴルフクラブは、品質の安定性，材料供給の容易性等の観点から、柿や桜等の天然木材に代え、ヘッド本体をチタンやチタン合金，ステンレス等の金属材料を用いて中空構造としたゴルフクラブヘッド（以下、「ヘッド」という）が広く使用されている。
そして、ヘッドの低重心化を図ってボールの飛距離を増大させるため、特許文献１には、図６及び図７に示すようにチタン合金で形成された中空なヘッド本体１の上部に、周縁部３を残して開口部５を設け、当該開口部５にカーボン繊維を強化繊維とする繊維強化樹脂製のプレート部材７を装着して、当該プレート部材７と周縁部３とでクラウン部９を構成した所謂複合ヘッド１１が開示されており、このヘッド１１によれば、クラウン部９の一部を軽量な繊維強化樹脂で置き換えたことによって、ヘッド１１の低重心化が可能となる。

ところで、昨今、特許文献２に開示されるように、チタン合金基材の表面に金属光沢を有する様々な色彩の着色を可能とした着色チタン合金の製造方法が開示されている。
この製造方法は、樹脂製プライマを表面に塗布したチタン合金基材に蒸着法により金属粒子（金属粒子の主成分として、例えばアルミニウム，チタン合金，マグネシウム，銅，銀，金等）を蒸着し、そのチタン合金表面に染料または顔料を含有させた樹脂をコーティングするもので、この方法によれば、チタン合金基材に対し金属光沢を有する様々な色彩の着色が可能となり、また、樹脂製プライマの塗布により蒸着粒子とチタン合金基材との間に良好な密着性を確保することが可能となった。

また、特許文献３には、カーボン繊維強化樹脂等で形成された繊維強化樹脂基材の表面に金属層の優れた光沢が得られるように、繊維強化樹脂基材の表面にプライマ処理を施して下地層を形成した後、この下地層の上に真空蒸着法やイオンプレーティング法等で薄い金属層を形成し、更にこの上にエポキシ樹脂塗料等を材料として透明または半透明な保護層を設ける技術が開示されており、この従来例をヘッドに適用することで、繊維強化樹脂で形成されたプレート部材の表面に金属層の優れた光沢が得られることとなる。
特開２００３−１１１８７４号公報特開２００３−１２９２５６号公報特開平１０−４４３０８号公報

而して、上記特許文献２，３に開示された従来技術を図６の複合ヘッド１１に適用する場合、チタン合金で形成されたヘッド本体１と繊維強化樹脂で形成されたプレート部材７は物性が大きく相違し、金属層の成形条件が著しく異なるため、特許文献２の方法を用いてヘッド本体１の表面に金属層を形成し、特許文献３の方法を用いてプレート部材７の表面に金属層を形成した後、プレート部材７をヘッド本体１の開口部５に接着するのが一般的である。

しかし、斯様に別個に金属層を形成してプレート部材７をヘッド本体１に接着した場合、ヘッド本体１とプレート部材７との境界部に境目や隙間が生じて、見栄えが悪くなってしまう虞がある。
また、プレート部材７をヘッド本体１の開口部５に接着した後、これらの表面に金属層を一体に形成する方法も考えられるが、既述したようにヘッド本体１とプレート部材７は物性が大きく相違して金属層の成形条件が著しく異なるため、例えばヘッド本体１の表面に金属層を蒸着させるために必要とされる温度条件に設定すると、プレート部材７がその温度に耐えられず、逆にプレート部材７に金属層を密着させるために必要とされる温度条件に設定すると、ヘッド本体１表面への金属層の密着が悪く、表面に光沢感がでない虞がある。

而も、ヘッド本体１とプレート部材７は物性が相違するため、打球時の変形でヘッド本体１とプレート部材７間に隙間が生じる。このため、薄肉な樹脂製プライマを介在させてその上に金属層を設けると、生じた隙間で金属層に亀裂が生じてしまう虞もあった。
本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、金属材料で形成されたヘッド本体の一部に繊維強化樹脂製の部材を使用した所謂複合ヘッドに係り、その表面に良好な金属の光沢感を持たせたヘッドを提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係る発明は、金属材料で形成されたヘッド本体と、当該ヘッド本体に取り付く繊維強化樹脂部材とで中空な外殻体が形成されたヘッドに於て、上記ヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続する合成樹脂層を形成すると共に、当該合成樹脂層の上に、金属層をヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続して形成したことを特徴とする。

そして、請求項２に係る発明は、請求項１に記載のヘッドに於て、金属層は、内方が視認可能に薄く形成されていることを特徴とし、請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のヘッドに於て、合成樹脂層は、少なくともヘッド本体と繊維強化樹脂部材との境界部に形成される着色層と、当該着色層を覆ってヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続して形成された透明な樹脂層からなることを特徴とする。

更に請求項４に係る発明は、請求項３に記載のヘッドに於て、着色層がぼかし模様を形成していることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、金属製のヘッド本体と繊維強化樹脂部材からなる複合のヘッドを着色するに当たり、ヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続する合成樹脂層を形成して、その上に金属層を設けたので、金属と繊維強化樹脂との物性の相違による金属層成形条件を代えることなく、連続性のある金属層を密着性よく設けることができる利点を有する。

そして、ヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続する合成樹脂層を形成して、両者の境界部に合成樹脂層を介して金属層を形成した結果、打球時のヘッドの変形による隙間形成時の応力が直接金属層に伝わらず、金属層の亀裂を防止することができる。
また、請求項２及び請求項３に係る発明によれば、金属層と透明な樹脂層を通して視認できる内方の模様や着色層の色に金属層による光反射の効果が加わるため、外観として模様や色に金属の光沢感が加わった優れたものとなる。

更に、請求項３に係る発明によれば、着色層が境界部を隠蔽するため、見栄えがよくなると共に、繊維強化樹脂部材の形状に囚われない外観が形成できる利点を有する。
そして、請求項４に係る発明によれば、着色層によるぼかし模様により、色調が大きく変化することがなくなって外観が向上する利点を有する。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図５は請求項１乃至請求項４に係るヘッドの一実施形態を示し、図１に於て、２１は図２の如くフェース部２３とソール部２５，サイド部（側壁部）２７が、後述するプレート部材２９に比し比重の大きいチタンで一体に鋳造された中空なヘッド本体で、ヘッド本体２１の上部は周縁部３１を残して開口部３３が開口している。

そして、ヘッド本体２１のヒール側には、上記周縁部３１からソール部２５に亘ってシャフト止着孔３５が貫通する筒状のシャフト止着部が、ヒール壁とフェース部２３との間に間隙を開けてヘッド本体２１に一体成形されており、シャフト止着部は、図２に示すようにヘッド本体２１の上方へ突設されてホーゼル部３７を形成している。そして、図１に示すように、シャフト止着孔３５に筒状の樹脂製のスペーサやソケット３９を介して金属または繊維強化樹脂で形成されたシャフト４１が、ヘッド本体２１の上方からソール部２５に亘って挿着されており、シャフト４１の挿入側端部はソール部２５と面一に形成されている。

また、既述したようにヘッド本体２１の上部は周縁部３１を残して開口部３３が開口しているが、当該開口部３３を覆って周縁部３１に繊維強化樹脂製のプレート部材２９が接着剤で接合されて、ヘッド４３のクラウン部４５が形成されている。
図３に示すようにプレート部材２９は、３種類のプリプレグシート４７，４９，５１を用いた５層構造からなり、最下層及び中間層を形成するプリプレグシート４７，４９は、夫々、異なる傾斜方向に引き揃えたカーボン繊維５３に、エポキシ樹脂やポリウレタン樹脂等のマトリックス５５を含浸した半硬化状のプリプレグシートを所定形状に裁断したものである。そして、最上層に配置されるプリプレグシート５１は、相互に傾斜方向がクロスするように織布状に織られたカーボン繊維５３にマトリックス５５を含浸した半硬化状のプリプレグシートを、プリプレグシート４７，４９と同一形状に裁断したもので、プレート部材２９は、これらのプリプレグシート４７，４９，５１を積層した後、炉内で所定の圧力下で焼成される。

一方、図２及び図４に示すように前記周縁部３１には、打球時に衝撃の負荷が大きいヘッド本体２１のフェース側とホーゼル側に、突当部５７がヘッド本体２１のトゥ，ヒール方向と前後方向に連設されており、接着剤によるプレート部材２９の接合に当たり、この突当部５７にプレート部材２９の端部を当接させることで、段差のない滑らかなクラウン部４５が形成されると共に、斯様に突当部５７にプレート部材２９の端部を当接させ、且つ周縁部３１を設けてプレート部材２９の広い接合面積を確保したことで、プレート部材２９の接合強度が確保されている。

そして、図２及び図４に示すようにフェース部２３の中央には、チタン合金で製造されたフェースプレート５９が取り付く開口部６１が開口しており、当該開口部６１にフェースプレート５９が溶接されてヘッド４３の打球面が形成されている。
このように、本実施形態に係るヘッド４３は、チタンやチタン合金からなるヘッド本体２１とフェースプレート５９、そして、繊維強化樹脂からなるプレート部材２９で形成された中空な外殻体からなる複合ヘッドであるが、図１及び図４に示すように本実施形態は、トップエッジ６３からソール部２５との境界６５に亘り、クラウン部４５全体とサイド部２７のバック側と上部に沿って（図４中、領域Ａに亘って）、金属光沢を有する装飾を施したことを特徴とする。

図５は前記クラウン部４５に施した装飾の拡大断面図を示し、図中、６７は図１に示すようにクラウン部４５（プレート部材２９）の中央を除き、ヘッド本体２１とプレート部材２９との間に連続して、換言すると前記トップエッジ６３から境界６５に亘り、クラウン部４５からサイド部２７のバック側と上部に沿って黒く着色塗装された着色層で、図１及び図５に示すようにこの着色層６７によって、クラウン部４５上に表れるプレート部材２９と前記突当部５３との境界部６９が隠蔽されると共に、プレート部材２９とサイド部２７との境界部７１が隠蔽されている。

而して、この着色層６７は、光沢感を醸し出し、また、上述したように境目６９，７１を隠蔽するために黒系が好ましく、また、薄いと下地の凹凸を拾い、厚いと下地との密着性が劣るため、厚さは１〜２５μｍ（好ましくは５〜１５μｍ）に設定されている。そして、図１に示すようにクラウン部４５の中央は、外部からプレート部材２９の最上層の織布状のカーボン繊維５３が外部から視認できるように楕円形状に未着色とされているが、着色層６７はこの未着色領域との境にぼかし模様７３を形成して、色の濃淡の境をぼんやりさせている。

そして、図５に示すように上記着色層６７を覆って、トップエッジ６３から境界６５に亘り、クラウン部４５からサイド部２７のバック側と上部に沿って透明な樹脂層７５が形成されている。
尚、本明細書に於て、「透明」とは、完全に無色透明である必要はなく、下地の色が認識できる程度に僅かに着色されている場合や半透明である場合を含む意味である。

樹脂層７５は、奥行きを醸し出すため、５〜４０μｍ（好ましくは１０〜２５μｍ）の厚みに設定され、材料としてエポキシ樹脂塗料等が用いられている。そして、この樹脂層７５の上に、金属層７７がトップエッジ６３から境界６５に亘り、クラウン部４５からサイド部２７のバック側と上部に沿って連続して形成されている。
金属層７７は、既述した未着色領域のカーボン繊維５３の模様や着色層６７の色が外観として表われるように透明（既述したように半透明である場合を含む）となる程度の薄さに設定されており、具体的には１ｎｍ〜１μｍ程度である。

このように金属層７７は、カーボン繊維５３の模様や着色層６７の色を外観として表す程度に薄いため、金属層７７と前記樹脂層７５を通してカーボン繊維５３の模様や着色層６７の色を外部から十分に視認できると共に、金属層７７による光反射の効果がこれらの模様や色に加わる。
従って、この金属層７７により、外観としてカーボン繊維５３の模様や着色層６７の色に光沢が加わった優れたものとなる。

尚、金属層７７の材料としては、Ｃｒ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｔｉ．Ｆｅ等を用いることができ、また、金属層７７を形成する方法として、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ（物理的気相成長）法や、Ｐ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）、ＭＯＣＶＤ（有機金属ＣＶＤ）法等のＣＶＤ（化学的気相成長）法等を挙げることができる。そして、前記着色層６７や樹脂層７５を形成する方法としては、通常のシゴキ塗装、ガン吹き塗装、段塗り塗装（刷毛塗り塗装）等を挙げることができる。

ここで、真空蒸着法による金属層７７の形成方法の一実施形態を説明すると、金属層７７は、
[実施形態]
・蒸着材料チタン合金
・部材（着色層６７と樹脂層７５形成後のヘッド）温度８０〜８５℃
・雰囲気圧力０．０１７Ｐａ
・蒸着時間１時間
の成形条件で形成され、蒸着領域を除くヘッドにはマスキングを施している。

而して、この成形条件によれば、光沢感，蒸着性に優れた金属層７７を設けることが可能である。
尚、雰囲気圧力は０．０１〜０．００１Ｐａの範囲では同様の金属層が形成でき、蒸着時間は事前真空準備を含むものである。
ちなみに、以下の比較例１〜４による成形条件によると、以下の如き不具合が発生する。

[比較例１]
・蒸着材料チタン合金
・部材（着色層６７と樹脂層７５形成後のヘッド）温度３０〜５０℃
・雰囲気圧力０．０１７Ｐａ
・蒸着時間１時間
この成形条件によれば、金属層に光沢感がでず蒸着性も悪い。

[比較例２]
・蒸着材料チタン合金
・部材（着色層と樹脂層形成後のヘッド）温度９０〜１１０℃
・雰囲気圧力０．０１７Ｐａ
・蒸着時間１時間
この成形条件によると、金属層に光沢感がでない。

[比較例３]
・蒸着材料チタン合金
・部材（チタンヘッド）温度８０〜８５℃
・雰囲気圧力０．０１７Ｐａ
・蒸着時間１時間
この成形条件によると、金属層の蒸着性が悪い。

[比較例４]
・蒸着材料チタン合金
・部材（チタンヘッド）温度２００℃
・雰囲気圧力０．０１７Ｐａ
・蒸着時間１時間
この成形条件によると、金属層の蒸着性がよいが、この成形条件によると、繊維強化樹脂製のプレート部材を用いた場合に、プレート部材が高温に耐えられない。

そして、図５に示すように前記金属層７７を保護するため、金属層７７の上に透明な樹脂製の保護層７９が形成されている。
保護層７９は、薄いと金属層７７を保護できず、また、厚いと重量増となるため、耐摩耗性と軽量化を考慮して１５〜８０μｍ（好ましくは３０〜５０μｍ）の厚みに設定されており、材料としてエポキシ樹脂塗料等が用いられている。そして、この保護層７９も、前記着色層６７や樹脂層７５と同様の方法を用いて形成されている。

本実施形態はこのように構成されているから、クラウン部４５の一部を軽量な繊維強化樹脂製のプレート部材２９で置き換えたことでヘッド４３の低重心化が図られるが、既述したようにヘッド本体２１とプレート部材２９との間に連続的に着色層６７と樹脂層７５からなる合成樹脂層を形成して、その上に金属層７７を設けたので、金属を蒸着させるに当たり、金属と繊維強化樹脂との物性の相違による成形条件を代えることなく、連続性のある金属層７７が形成されることとなる。

そして、この金属層７７は、内方が視認可能な程度に薄く形成されているので、金属層７７と樹脂層７５を通してカーボン繊維５３の模様や着色層６７の色を外部から視認できると共に、金属層７７による光反射の効果がこれらの模様や色に加わり、外観としてカーボン繊維５３の模様や着色層６７の色に光沢が加わったものとなる。
而も、着色層６７が前記境界部６９，７１を隠蔽するため、プレート部材２９の形状に囚われない外観が形成できることとなる。

また、斯様に境界部６９に、着色層６７と樹脂層７５からなる合成樹脂層を介して金属層７７を形成した構造上、打球時のヘッド４３の変形による隙間形成時の応力が直接金属層７７に伝わらず、この結果、金属層７７の亀裂が防止される。
而も、着色層６７と樹脂層７５からなるこの合成樹脂層は金属層７７より厚く形成されていることもあって、上述した打球時の応力をこの合成樹脂層で吸収し、金属層７７の亀裂が防止できる。

更にまた、保護層７９の表面が擦れたり傷付いても、金属層７７の光沢感が損なわれることがなく、而も、金属層７７は極薄であるため、ヘッド４３の軽量化に寄与することとなる。
このように本実施形態によれば、
[1]複合ヘッドに着色層を設けて着色を施すに当たり、ヘッド本体２１とプレート部材２９との間に連続的に着色層６７と樹脂層７５からなる合成樹脂層を形成して、その上に金属層７７を設けたので、金属を蒸着させるに当たり、金属と繊維強化樹脂との物性の相違による金属層成形条件を代えることなく、連続性のある金属層７７を密着性よく設けることができる利点を有する。

[2]そして、金属層７７と透明な樹脂層７５を通して視認できるカーボン繊維５３の模様や着色層６７の色に、金属層７７による光反射の効果が加わるため、外観としてカーボン繊維５３の模様や着色層６７の色に金属の光沢感が加わった優れたものとなる。
[3]また、着色層６７が境界部６９，７１を隠蔽するため、見栄えがよくなると共に、プレート部材２９の形状に囚われない外観が形成できる利点を有する。

[4] 更に、境界部６９に着色層６７と樹脂層７５からなる合成樹脂層を介して金属層７７を形成した結果、打球時のヘッド４３の変形による隙間形成時の応力が直接金属層７７に伝わらないため、金属層７７の亀裂を防止することができる。
[5]保護層７９の表面が擦れたり傷付いても、金属層７７の光沢感が損なわれることがなく、而も、金属層７７は極薄であるため、ヘッド４３の軽量化に寄与する。

[6]図１に示すように着色層６７が、クラウン部４３の未着色領域との境にぼかし模様７３を形成して色の濃淡の境をぼんやりさせているため、色調が大きく変化することがなくなって外観が向上する、
等の優れた作用効果を有する。
尚、上記保護層７９は省略してもよい。

また、既述したように上記実施形態は、クラウン部４５の一部を軽量な繊維強化樹脂製のプレート部材２９で置き換えた複合ヘッドに本発明を適用したが、ヘッド本体の外面に繊維強化樹脂部材を貼着した複合ヘッドにも適用でき、更にまた、上記実施形態ではヘッド本体２１をチタンで形成したが、ヘッド本体をアルミニウムやステンレス合金，チタン合金等で形成してもよく、これらの各実施形態によっても、上記実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能である。

請求項１乃至請求項４の一実施形態に係るヘッドの全体斜視図である。図１に示すヘッドの分解斜視図である。プレート部材の分解平面図である。図１に示すヘッドの前後方向の断面図である。クラウン部に施した装飾の拡大断面図である。従来のヘッドの側面図である。図６に示すヘッドの前後方向の断面図である。

符号の説明

２１ヘッド本体
２３フェース部
２５ソール部
２７サイド部
２９プレート部材
３１周縁部
３３，６１開口部
３５シャフト止着孔
３７ホーゼル部
４１シャフト
４３ヘッド
４５クラウン部
４７，４９，５１プリプレグシート
５３カーボン繊維
５５マトリックス
５７突当部
５９フェースプレート
６７着色層
６９，７１境界部
７３ぼかし模様
７５樹脂層
７７金属層
７９保護層

Claims

金属材料で形成されたヘッド本体と、当該ヘッド本体に取り付く繊維強化樹脂部材とで中空な外殻体が形成されたゴルフクラブヘッドに於て、
上記ヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続する合成樹脂層を形成すると共に、当該合成樹脂層の上に、金属層をヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続して形成したことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
金属層は、内方が視認可能に薄く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
合成樹脂層は、少なくともヘッド本体と繊維強化樹脂部材との境界部に形成される着色層と、当該着色層を覆ってヘッド本体と繊維強化樹脂部材との間に連続して形成された透明な樹脂層からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
着色層は、ぼかし模様を形成することを特徴とする請求項３に記載のゴルフクラブヘッド。