JP4074089B2

JP4074089B2 - Wood type golf club head

Info

Publication number: JP4074089B2
Application number: JP2001371823A
Authority: JP
Inventors: 喜則佐野
Original assignee: Ｓｒｉスポーツ株式会社
Priority date: 2001-12-05
Filing date: 2001-12-05
Publication date: 2008-04-09
Anticipated expiration: 2021-12-05
Also published as: JP2003169869A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反発性能を高めつつ耐久性を向上しうるウッド型のゴルフクラブヘッド（以下、単にゴルフクラブヘッドというときがある）に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年の金属製のゴルフクラブヘッドにあっては、反発性能の向上により飛距離を増大させる一方で、十分な耐久性の確保が重要な課題となっている。反発性能の向上に関しては、例えば高反発材料の金属材料、例えばβ型チタン合金をフェース部に用いることや、ヘッド体積を大型化しフェース面積を大きくすること、さらにはフェース部の厚さを薄くすること等が行われつつある。
【０００３】
また耐久性の向上に関しては、例えばフェース部材に圧延材を用いる場合、圧延方向とフェース溝（スコアライン）との交差する角度を規制することが提案されている。これは、圧延材が、その圧延方向に比べて該圧延方向と直角な方向の延性が小さくなるという特性に着目し、フェース溝に対してほぼ直角方向に圧延方向を位置させることにより、フェース溝を起点としたクラックを防止し、耐久性の向上を期待しようとするものである。しかしながら、近年の大型ヘッド、例えばヘッド体積が３００cm³以上であり、フェース面の高さが４５mm以上のものにあっては、依然としてフェース溝を起点としたクラックを完全に抑制することは非常に困難である。
【０００４】
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、上述のような大型ヘッドを前提として、フェース面を形成するフェース部材に、圧延加工を経て形成された圧延材を用いるとともに、その圧延方向を一定の方向に限定ししかもフェース面の中央部に、水平方向にのびるフェース溝を設けないことを基本として、反発性能を高めつつ耐久性を向上しうるゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、
ヘッド体積が３００cm^３以上でありかつボールを打球するフェース面のフェース高さが４５〜６０mmである金属製のゴルフクラブヘッドであって、
前記フェース面を形成するフェース部材は、圧延加工を経て形成された圧延材からなるとともに、
規定のライ角、ロフト角で水平面に載置した基準状態において、前記フェース部材の圧延加工時の圧延方向と、前記フェース面に直角な垂直面が該フェース面と交わるフェース垂直線とのなす鋭角側の角度θを２０度以下とし、
しかも前記フェース部材は、前記フェース面の中央部を含みかつフェース面Ｆの輪郭に沿う横長状の領域である厚さが１．５〜２．９ mm の中央厚肉部と、その外側に形成されかつ厚さが１．０〜２．８ mm でかつ前記中央厚肉部よりも厚さが小の周辺薄肉部とを含むとともに、
前記フェース面の中央部に、水平方向にのびるフェース溝を有することなく、
かつ前記フェース面の中央部、又は中央部を含む前記中央厚肉部のみに、パンチマークを離散的に具えたことを特徴としている。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、前記パンチマークは、底部にクラックの起点となり易い角張った部分を持たない断面形状の円ないし楕円形状の小凹部でありかつ２．５４〜２５．４ｍｍ（０．１〜１インチ）の中心間距離Ｐを隔てた離散的に配されるとともに、凹部の面積が２．８４ｍｍ ^２（０．００４４平方インチ）以下、深さが１．０２ｍｍ（０．０４インチ）以下であることを特徴とする。
【０００７】
また請求項３記載の発明は、前記パンチマークが、前記フェース面の前記中央部に設けられ、中央部以外にフェース溝を設けたことを特徴としている。
【０００８】
また請求項４記載の発明は、前記フェース部材は、前記圧延材を冷間又は温間でプレス加工することにより、前記中央厚肉部と前記周辺薄肉部とを形成してなることを特徴としている。
【０００９】
また請求項５記載の発明は、前記フェース面の中央部が、フェースセンター点を中心とする直径１５mmの円で囲まれる領域であることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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の正面図、図２はそのＸ−Ｘ線断面図をそれぞれ示しており、図１ではヘッド１を規定のライ角α、ロフト角βで水平面ＨＰに載置した基準状態を示している。
【００１１】
図において、本実施形態のヘッド１は、ボールを打撃するフェース面Ｆを有するフェース部２と、前記フェース面Ｆの上縁２ａに連なりヘッド上面をなすクラウン部３と、前記フェース面Ｆの下縁２ｂに連なりヘッド底面をなすソール部４と、前記クラウン部３とソール部４との間を前記フェース部２のトウ側縁２ｔからバックフェース部を通りヒール側縁２ｈまでのびるサイド部５と、図示しないシャフトが装着されるシャフト取付部６とを具える。該シャフト取付部６の内部にはシャフト（図示省略）を挿入し接着剤等にて固着しうるシャフト取付孔６ａが形成されている。このシャフト取付孔６ａの孔中心線ＣＬは後に取り付けられるシャフトの軸中心線と実質的に一致するため、本明細書ではこの孔中心線ＣＬを基準にライ角αを定めている。またヘッド１は、金属材料からなりかつ内部に中空部ｉを有するウッド型のゴルフクラブヘッドをなす。
【００１２】
また本発明にかかるヘッド１は、ヘッド体積を３００cm³以上とする。より好ましくは３００〜５００cm³、さらに好ましくは３１０〜４５０cm³が望ましい。また、このようなヘッド体積の大型化に伴い、前記フェース面Ｆのフェース高さＡを４５〜６０mmと大きく設定する。このように、ヘッド体積やフェース高さなどを大きく限定した大型ヘッドにおいては、フェース面Ｆの面積を拡大することが可能となり、その結果、打球時に撓み得る撓み領域を増大させる。これによりヘッド１の反発性能を高め、打球の飛距離を向上するのに役立つ。
【００１３】
ここで、前記フェース高さＡが４５mm未満であると、フェース面Ｆの面積を十分に大きく確保し得ず反発性能の向上が期待できない傾向があり、逆に６０mmを超えると、フェース部２の撓みが大きくなりすぎて耐久性能の向上が困難となりやすい。特に好ましくは、フェース高さＡの下限値を４８mm以上、さらに好ましくは５２mm以上とするのが望ましい。なおフェース高さＡは、図１に示すように、フェース面Ｆの最高点と最低点との間の上下方向の距離を図２に示すように、フェース面Ｆに沿って測定した長さとする。
【００１４】
また特に限定されるわけではないが、フェース面Ｆの水平方向の最大長さであるフェース幅Ｂは、例えば９０〜１３０mm、より好ましくは９５〜１１５mmとするのが望ましい。該フェース幅Ｂが９０mm未満では、フェース部２の撓みが十分に得られないため、反発性能の向上が期待できず、逆に１３０mmを超えると、フェース部２の撓みが大きくなりすぎて耐久性能の向上が困難となりやすい。なお、フェース高さＡとフェース幅Ｂとの比（Ａ／Ｂ）は、例えば０．３４６〜０．６６７程度とするのが望ましい。前記比（Ａ／Ｂ）が０．３４６未満であると、フェース高さＡが相対的に小となって大きな撓みが得られ難い傾向があり、逆に０．６６７よりも大であると、フェース部２の撓みが大きくなりすぎて耐久性の低下を招く傾向がある。
【００１５】
またフェース部２は、その中央部ＦＣを少なくとも含みかつ厚さｔ１が１．５〜２．９mmの中央厚肉部２Ａと、厚さｔ２が１．０〜２．８mmでかつ前記中央厚肉部２Ａよりも小の周辺薄肉部２Ｂとを含んで形成されている。なおフェース面Ｆの中央部ＦＣは、例えば前記フェース高さＡ、フェース巾Ｂの各中心であるフェースセンター点Ｃを中心とする直径１５mmの円ＣＲで囲まれる領域とする。本例では前記中央厚肉部２Ａを、図６（Ａ）に点線で示すように、前記円ＣＲよりも大きくかつフェース面Ｆの輪郭に沿う横長状の領域として形成している。また本例の中央厚肉部２Ａでは厚さがほぼ一定で形成されている。他方、周辺薄肉部２Ｂは、フェース部２の内面の端縁ｅからフェースセンター点Ｃに向かって巾７mmの領域を含み、本例ではこの部分も略一定の厚さで形成している。なお中央厚肉部２Ａと周辺薄肉部２Ｂとの間は、厚さを滑らかに変化させている。
【００１６】
このようなフェース部２は、ボールと頻繁に接触するフェース面Ｆの中央部ＦＣの強度を高める一方、周辺薄肉部２Ｂにより撓み易くすることにより、耐久性と反発性能とをバランス良く向上しうる。このような観点より、より好ましくは中央厚肉部２Ａの厚さｔ１は１．８〜２．９mm、さらに好ましくは２．１〜２．９mmとするのが望ましい。また周辺薄肉部２Ｂの厚さｔ２は、１．０〜２．８mm、さらに好ましくは１．３〜２．８mmとするのが望ましい。とりわけ、厚さの差（ｔ１−ｔ２）は０．１〜１．９mm、より好ましくは０．２〜１．５mmとするのが望ましい。
【００１７】
また、前記ヘッド１は、図３に分解して示すように、フェース面Ｆを形成するフェース部材７と、このフェース部材７を前面に配するヘッド本体部９とを本例では溶接により一体固着して形成される。なお図１〜３に示す実施例では、後記するパンチマークを図示していない。
【００１８】
前記フェース部材７は、本実施形態では前記フェース面Ｆの実質的な全域を形成する基部７Ａと、この基部７Ａの背面からバックフェース部側に小長さＳでのびる延長部７Ｂとを含む。該延長部７Ｂは、本例ではクラウン部３の一部をなすクラウン部側の延長部７Ｂ１及びソール部４の一部をなすソール部側の延長部７Ｂ２を含むことにより、該フェース部材７が断面略コ字状に形成されたものが例示される。また前記ヘッド本体部９は、この各延長部７Ｂ１、７Ｂ２に合わせてクラウン部３、ソール部４を手前に控えて形成している。このようなヘッド１では、フェース部材７とヘッド本体部９との溶接を、フェース面Ｆの周縁からバックフェース部側に隔てた位置で行うことができ、溶接作業性を向上しうるとともに、フェース面Ｆの周縁部での溶接を極力減じ反発性能の低下を防止しうる。このような観点より前記小長さＳは、例えば５〜２０mm、さらに好ましくは５〜１５mmとするのが望ましい。
【００１９】
前記フェース部材７は、圧延加工を経て形成された圧延材１０から構成されている。「圧延加工を経て形成される」とは、該フェース部材７を形成するまでの製造工程中に圧延加工、すなわち図４に示す如く回転する一対のロールＲ、Ｒ間に金属材料Ｍを摩擦によって噛み込ませ、厚さないし断面積を減じる加工を含むことを意味する。従って、この圧延工程の前に、例えば金属材料Ｍの鋳造、鍛造、研削工程等が行われていても良いし、また圧延工程の後工程としてプレス、打ち抜き又は切断工程、さらには必要により熱処理工程等が含まれても良い。図４において、圧延加工された圧延材は図中のＱの向きへ圧延排出され、図中Ｋの方向が当該圧延材１０の圧延方向となる。
【００２０】
圧延工程によって金属材料に変形を加えると、加工硬化により強度が高められ材料の機械的特性を向上しうる利点がある。圧延加工は、室温下で圧延加工を行う冷間圧延加工と、材料を加熱して圧延を行う熱間圧延加工とに大別されるが、好ましくは加工硬化の緩和が少なくかつ製造コストが低い冷間圧延加工を採用することが望ましい。
【００２１】
本発明のヘッド１は、図１に示すように、前記基準状態において、フェース部材７の圧延加工時の圧延方向Ｋと、前記フェース面Ｆに直角な垂直面Ｖが該フェース面Ｆと交わるフェース垂直線Ｎとのなす鋭角側の角度θを２０度以下、より好ましくは１０度以下に設定する。圧延加工時の圧延方向は、図４に示した如く金属材料がロールＲ、Ｒから順次押し出されていくときの送り方向である。また圧延工程において、複数段の圧延を繰り返す際にその都度送り方向を違える場合には最終段の圧延方向を基準とする。またフェース垂直線Ｎは、フェース高さＡ、フェース巾Ｂの各中心であるフェースセンター点Ｃを通るフェース面Ｆと直角な垂直面Ｖによって特定される。
【００２２】
図５（Ａ）、（Ｂ）には、圧延材１０の曲げに対する異方性を説明するために、圧延方向Ｋと、曲げモーメントｍの曲げ中心線Ｌとの関係を示している。発明者らの実験の結果、図５（Ａ）のように、圧延材１０の圧延方向Ｋを、曲げモーメントＭの回転中心線と平行な曲げ中心線Ｌと直角に揃えた場合、図５（Ｂ）のように、圧延材１０の圧延方向Ｋを、曲げモーメントｍの曲げ中心線と平行とした場合に比べ、曲げ強度で約５〜２０％の向上があることが分かった。
【００２３】
一方、フェース面Ｆは、横長状をなすため、フェース幅Ｂに比してスパンが小となるフェース高さＡの方向は、同一撓み量の場合、単位長さ当たりの撓み量が大となる。つまり、フェース部２においては、トウ−ヒール方向よりも、クラウン−ソール方向の強度、とりわけ撓みに対する曲げ強度を向上させる必要がある。
【００２４】
そこで、本発明では、圧延材１０からなるフェース部材７の圧延方向Ｋと、フェース垂直線Ｎとのなす鋭角側の角度θを２０度以下とすることにより、曲げ強度が大である前記圧延方向Ｋをクラウン−ソール方向と平行に近づけることで、耐久性を向上させる。これにより、例えばフェース部２の厚さｔを増大させることなく耐久性を向上することが可能となるため、フェース部２の反発性能の悪化をも抑制しうる。なお前記角度θが２０度を超えると、クラウン−ソール方向の耐曲げ性能の向上が十分に期待できない。好ましくは前記角度θを１０度以下、より好ましくは５度以下とするのが望ましい。なお前記角度θが０度以外の場合、圧延方向Ｋは、右下がり又は右上がりのいずれの傾斜で傾いていても構わない。
【００２５】
また本発明では、フェース面Ｆの前記中央部ＦＣに、水平方向にのびるフェース溝を有しないことを特徴事項の一つとする。フェース面Ｆの中央部ＦＣに設けられたフェース溝の溝底部は、打球時の応力集中によりクラックの起点となりやすく、しかもクラウン−ソール方向の耐曲げ性能をさらに低下させる。本発明では、かかるフェース溝をフェース面Ｆの中央部ＦＣから排除することで、大型ヘッドのフェース部２の耐久性をさらに向上させることができる。
【００２６】
本発明のヘッド１は、図１では、フェース面Ｆの全ての領域に全く凹凸を設けない態様として図示しているが、ボールとの摩擦をより向上するために、フェース面Ｆの中央部ＦＣに、「水平方向にのびるフェース溝」以外の比較的小さな凹部を設けることが望ましく、図６（Ａ）に示すように、フェース面Ｆの中央部ＦＣに、円ないし楕円形状の小凹部であるパンチマーク１１を離散的に設けている。このようなパンチマーク１１は、フェース溝とは異なり、水平方向に連続するものではないため、フェース面下の中央部ＦＣに設けてもクラウン−ソール方向の耐曲げ性能を実質的に低下させることがない。
【００２７】
前記パンチマーク１１は、その断面図である図６（Ｂ）に示すように、凹部の面積（フェース面Ｆに投影される面積）が０よりも大かつ２．８４ｍｍ ^２（０．００４４平方インチ以下、深さｄが０よりも大かつ１．０２ｍｍ（０．０４インチ）以下あることが望ましい。凹部の面積が２．８４ｍｍ ^２（０．００４４平方インチ）よりも大又は深さが１．０２ｍｍ（０．０４インチ）よりも大になると、フェース部２の耐久性を損ねる傾向がある。より好ましくは凹部の面積を０．００１０〜０．００４０平方インチとし、深さｄを０．２５〜０．７６ｍｍ（０．０１〜０．０３インチ）とするのが望ましい。また、パンチマーク１１の断面形状は、図６（Ｂ）に示すように、底部にクラックの起点となり易い角張った部分を持たない断面形状とし、限定はされないが、例えば半円状やＵ字状などが望ましい。また隣り合うパンチマーク１１、１１の中心間距離Ｐは、好ましくは２．５４〜２５．４ｍｍ（０．１〜１インチ）、より好ましくは５．０８〜１２．７ｍｍ（０．２〜０．５インチ）とするのが望ましい。なお本例では、パンチマーク１１を厚さｔ１が大の中央厚肉部２Ａにのみ設け、周辺薄肉部２Ｂには設けていない態様を示す。これにより、さらにフェース部２の耐久性の低下が防止される。なおフェース面Ｆの中央部ＦＣ以外には、フェース溝を設けても良い。
【００２８】
本実施形態のフェース部材７に使用される金属材料は、圧延加工を経て形成しうるものであれば特に限定はされないが、好ましくは低比重かつ高強度のチタン合金が好ましく、とりわけ冷間圧延加工が比較的容易なβ型チタン合金が望ましい。β型チタン合金は、安定してβ型結晶構造を安定して保有するチタン合金であって、多数のすべりを有する体心立方構造（ｂｃｃ）からなるため、すべりの少ない最密立方構造からなるα型チタン合金に比べて変形に要する抵抗が小さく比較的低温での塑性加工性に優れる。このようなβ型チタン合金としては、例えば、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ等が挙げられる。
【００２９】
本実施形態のフェース部材７を製造する工程としては、先ず上記合金原料を真空アーク溶解炉等にて溶解して鋳塊を成型する。そして、これを圧延加工機で所定の圧下率にて冷間ないし熱間圧延加工、より好ましくは冷間圧延加工を施して一定厚さの板素材を得る。次に、この板素材を前記角度θが２０度以下となるようにフェース部材７の下地素材となるフェース部材片として打ち抜き加工する。
【００３０】
しかる後、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すようなプレス型２０を用いて冷間又は温間にてフェース部材片２５をプレス加工する。熱間で行うと、フェース部材片の結晶構造が変態し、圧延材の利点を損ねるため好ましくない。プレス型２０は、本例では固定の下型２１と、この下型２１に対して上下に移動しかつ合わさることにより、フェース部材７を成形するキャビティ２３を形成する上型２２とを具える。該キャビティ２３は、フェース部２の前記中央厚肉部２Ａを成形する中央成形部２３ａと、その外側に形成されかつ前記周辺薄肉部２Ｂを成形する周辺成形部２３ｂとを有する。
【００３１】
このようなプレス型２０を用いてフェース部材片２５をプレス加工することにより、板状のフェース部材片２５を前記断面略コ字状のフェース部材７に形成しうる。また、このプレス加工の際に、ロール、バルジといった滑らかな曲面形状をフェース部材７のフェース部２に付与する。また必要によりパンチマークなどが凹設される。さらに、このプレス加工では、フェース部２の各部で圧縮率を違えることにより、フェース部２に前記中央部２Ａと周辺薄肉部２Ｂとを形成しうる。このようにして形成されたフェース部材７は、周辺薄肉部２Ｂの圧縮率が中央厚肉部２Ａに比して大となるため、薄肉であるにも拘わらず、結晶構造のさらなる緻密化によって機械的強度を増し、さらに耐久性を向上するのに役立つ。なおフェース部材片２５の厚さｔ３は、前記厚さｔ１と実質的に等しくしても良い。この場合、周辺薄肉部２Ｂだけをプレスにより圧縮成型し薄肉化することができる。
【００３２】
またプレス加工後、時効処理が行われる。時効処理は、例えばフェース部材７を温度５００〜７３０℃程度、より好ましくは５００〜６２０℃程度の溶体化温度を超えない温度で４〜２０時間程度加熱した後、空冷する。これにより、β型チタン合金のフェース部材３に微細なα相、金属間化合物などを析出させ、その強度、硬度を向上させる。
【００３３】
【実施例】
ウッド型のゴルフクラブヘッドを表１の仕様にて試作するとともに、反発性能と耐久性能とをテストした。なおいずれの実施例もフェース部材には、β型チタン合金であるＴｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌの圧延材をプレス加工し時効処理したものを使用し、一方ヘッド本体部にはＴｉ−６Ａｌ−４Ｖの鋳造品を用いた。テスト方法は、次の通りである。
【００３４】
＜反発性能＞
ヘッドの反発特性は、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) に基づき反発係数ｅを算定した。数値が大きいほど良好である。
【００３５】
＜耐久性能＞
耐久性能は、各ヘッドに同一のシャフトを装着してゴルフクラブとし、これをツルーテンパー社製のスイングロボットに取り付けてヘッドスピード５０ｍ／ｓでゴルフボールを試打し、フェース部が割れるまでの打球数を計測した。評価は比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きい程良好である。
【００３６】
テストの結果を表１に示すが、実施例のものは、いずれも反発性能と耐久性能とをバランス良く向上していることが確認できた。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、ヘッド体積、フェース高さを規制した大型ヘッドとし反発性能を高める。また圧延材からなるフェース部材の圧延方向と、フェース垂直線とのなす鋭角側の角度θを２０度以下とすることにより、圧延材の曲げに対する異方性を利用してクラウン部−ソール部方向の耐曲げ性能を高めることができる。またフェース面の中央部には、水平方向にのびるフェース溝を有しないことにより、該フェース溝を起点としたクラック等の発生を抑制しフェース部の耐久性をさらに向上しうる。またフェース面の中央部に、パンチマークを離散的に設けているので、フェース部のボールとの摩擦力を高めることができる。
【００３９】
また請求項２記載の発明のように、底部にクラックの起点となり易い角張った部分を持たない断面形状の円ないし楕円形状の小凹部であるパンチマークを離散的に設けたときには、フェース部の耐久性低下を伴うことなくボールとの摩擦力を高めることができる。
【００４０】
また請求項３記載の発明のように、パンチマークが、前記フェース面の前記中央部に設けられ、中央部以外にフェース溝を設けたことによって、耐久性を維持しつつクラウン−ソール方向の耐曲げ性能を実質的に低下させることがない。
【００４１】
また請求項４記載の発明のように、前記フェース部材は、圧延材を冷間又は温間でプレス加工することにより、前記中央厚肉部と前記周辺薄肉部とを形成したときには、厚さが小の周辺薄肉部の圧縮率を大として強度を高め、さらにヘッドの耐久性を向上しうる。また熱間プレスではないため、圧延時の結晶構造を損ねることもなくその特性をそのまま利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のゴルフクラブヘッドの基準状態における正面図である。
【図２】そのＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】ヘッドの分解斜視図
【図４】圧延工程を示す略図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、圧延材の異方性を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態を示すヘッドの正面図である。
【図７】プレス型の断面略図である。
【符号の説明】
１ゴルフクラブヘッド
２フェース部
２Ａ中央厚肉部
２Ｂ周辺薄肉部
３クラウン部
４ソール部
５サイド部
６シャフト取付部
７フェース部材
９ヘッド本体部
１０圧延材
Ｋ圧延方向
Ｎフェース垂直線
θ 圧延方向とフェース垂直線とのなす角度
Ｆフェース面
ＦＣフェース面の中央部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wood-type golf club head (hereinafter sometimes simply referred to as a golf club head) capable of improving durability while improving resilience performance.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
With recent golf club heads made of metal, it is important to ensure sufficient durability while increasing the flight distance by improving the resilience performance. Regarding the improvement of the resilience performance, for example, a metal material of a high resilience material, for example, a β-type titanium alloy is used for the face part, the head volume is enlarged and the face area is increased, and the face part thickness is reduced. Things are being done.
[0003]
Regarding the improvement of durability, for example, when a rolled material is used for the face member, it has been proposed to regulate the angle at which the rolling direction and the face groove (score line) intersect. This is because the rolled material is focused on the property that the ductility in the direction perpendicular to the rolling direction is smaller than the rolling direction, and the rolling direction is positioned substantially perpendicular to the face groove. It is intended to prevent cracks starting from the point of view and improve durability. However, it is still very difficult to completely suppress cracks starting from the face groove when a large head in recent years, for example, the head volume is 300 cm ³ or more and the face surface height is 45 mm or more. It is.
[0004]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and on the premise of the large head as described above, a rolled material formed through rolling is used for a face member that forms a face surface. Provided is a golf club head capable of improving the resilience performance and improving the durability on the basis that the rolling direction is limited to a certain direction and the face groove extending in the horizontal direction is not provided in the center portion of the face surface. The purpose is that.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
Of the present invention, the invention according to claim 1
A metal golf club head having a head volume of 300 cm ³ or more and a face height of a face for hitting a ball of 45 to 60 mm,
The face member that forms the face surface is made of a rolled material formed through a rolling process,
An acute angle formed by a rolling direction at the time of rolling the face member and a face perpendicular line intersecting the face surface perpendicular to the face surface in a reference state placed on a horizontal plane with a specified lie angle and loft angle The side angle θ is 20 degrees or less,
In addition, the face member includes a central thick part having a thickness of 1.5 to 2.9 mm , which is a laterally long region that includes the central part of the face surface and follows the outline of the face surface F, and is formed outside the central thick part. And a peripheral thin wall portion having a thickness of 1.0 to 2.8 mm and a thickness smaller than the central thick wall portion ,
Without having a face groove extending horizontally in the center of the face surface,
In addition, punch marks are discretely provided only in the central part of the face surface or only the central thick part including the central part .
[0006]
According to a second aspect of the present invention, the punch mark is a circular or elliptical small concave portion having a cross-sectional shape that does not have an angular portion that is likely to start a crack at the bottom, and is 2.54 to 25.4 mm (0. 1 to 1 inch) with a center-to-center distance P spaced apart, a recess area of 2.84 mm ² (0.0044 square inches) or less, and a depth of 1.02 mm (0.04 inches) characterized in that it is less.
[0007]
According to a third aspect of the present invention, the punch mark is provided in the central portion of the face surface, and a face groove is provided in addition to the central portion .
[0008]
Further, the invention according to claim 4 is characterized in that the face member is formed by pressing the rolled material cold or warm to form the central thick part and the peripheral thin part. is doing.
[0009]
The invention of claim 5, wherein the central portion of the face surface, characterized in that a region surrounded by a circle with a diameter of 15mm around the face center point.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view of a golf club head (hereinafter, simply referred to as “head”) 1 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along line XX. A reference state in which the lie angle α and the loft angle β are placed on the horizontal plane HP is shown.
[0011]
In the figure, a head 1 according to this embodiment includes a face portion 2 having a face surface F for hitting a ball, a crown portion 3 that is connected to the upper edge 2a of the face surface F and forms the upper surface of the head, and a lower surface of the face surface F. A sole portion 4 connected to the edge 2b and forming the bottom of the head; a side portion 5 extending between the crown portion 3 and the sole portion 4 from the toe side edge 2t of the face portion 2 through the back face portion to the heel side edge 2h; And a shaft attaching portion 6 to which a shaft (not shown) is attached. A shaft mounting hole 6a is formed inside the shaft mounting portion 6 so that a shaft (not shown) can be inserted and fixed with an adhesive or the like. Since the hole center line CL of the shaft mounting hole 6a substantially coincides with the axial center line of a shaft to be mounted later, in this specification, the lie angle α is determined based on the hole center line CL. The head 1 is a wood-type golf club head made of a metal material and having a hollow portion i therein .
[0012]
The head 1 according to the present invention has a head volume of 300 cm ³ or more. More preferably, it is 300-500 cm < ³ >, More preferably, 310-450 cm < ³ > is desirable. As the head volume increases, the face height A of the face surface F is set to be as large as 45 to 60 mm. As described above, in the large-sized head in which the head volume, the face height, and the like are greatly limited, the area of the face surface F can be increased, and as a result, the bending area that can be bent at the time of hitting the ball is increased. This helps to improve the resilience performance of the head 1 and improve the flight distance of the hit ball.
[0013]
Here, if the face height A is less than 45 mm, the area of the face surface F cannot be secured sufficiently large, and there is a tendency that improvement in resilience performance cannot be expected. The bending becomes too large and it is difficult to improve the durability. It is particularly preferable that the lower limit value of the face height A is 48 mm or more, more preferably 52 mm or more. The face height A is the length measured along the face surface F as shown in FIG. 2 as the vertical distance between the highest point and the lowest point of the face surface F as shown in FIG. .
[0014]
Although not particularly limited, it is desirable that the face width B, which is the maximum horizontal length of the face surface F, is, for example, 90 to 130 mm, more preferably 95 to 115 mm. If the face width B is less than 90 mm, sufficient deflection of the face portion 2 cannot be obtained, so improvement in resilience performance cannot be expected. Conversely, if the face width B exceeds 130 mm, the deflection of the face portion 2 becomes too large and durability performance is increased. It is easy to improve. The ratio (A / B) between the face height A and the face width B is preferably about 0.346 to 0.667, for example. If the ratio (A / B) is less than 0.346, the face height A tends to be relatively small and large deflection tends to be difficult to obtain, and conversely if it is greater than 0.667, There is a tendency that the deflection of the face portion 2 becomes too large and the durability is lowered.
[0015]
The face portion 2 includes at least the central portion FC and has a central thick portion 2A having a thickness t1 of 1.5 to 2.9 mm, and a thickness t2 of 1.0 to 2.8 mm and the central thick portion. The peripheral thin part 2B smaller than the part 2A is formed. The central portion FC of the face surface F is, for example, a region surrounded by a circle CR having a diameter of 15 mm with the face center point C being the center of the face height A and the face width B. In this example, the central thick portion 2A is formed as a horizontally elongated region that is larger than the circle CR and that follows the contour of the face surface F, as indicated by a dotted line in FIG. Further, the central thick portion 2A of this example is formed with a substantially constant thickness. On the other hand, the peripheral thin portion 2B includes a region having a width of 7 mm from the edge e of the inner surface of the face portion 2 toward the face center point C. In this example, this portion is also formed with a substantially constant thickness. The thickness is smoothly changed between the central thick part 2A and the peripheral thin part 2B.
[0016]
Such a face portion 2 can improve the strength and resilience performance in a well-balanced manner by increasing the strength of the central portion FC of the face surface F that frequently comes into contact with the ball, while facilitating bending by the peripheral thin portion 2B. . From this point of view, the thickness t1 of the central thick part 2A is more preferably 1.8 to 2.9 mm, and further preferably 2.1 to 2.9 mm. Further, the thickness t2 of the peripheral thin portion 2B is preferably 1.0 to 2.8 mm, more preferably 1.3 to 2.8 mm. In particular, the thickness difference (t1-t2) is preferably 0.1 to 1.9 mm, more preferably 0.2 to 1.5 mm.
[0017]
Further, as shown in an exploded view in FIG. 3, the head 1 has a face member 7 that forms a face surface F and a head main body 9 that has the face member 7 disposed on the front surface, which are integrally fixed by welding in this example. Formed. In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, punch marks to be described later are not shown.
[0018]
In the present embodiment, the face member 7 includes a base portion 7A that forms a substantially entire area of the face surface F, and an extension portion 7B that extends from the back surface of the base portion 7A toward the back face portion with a small length S. The extension portion 7B includes an extension portion 7B1 on the crown portion side that forms a part of the crown portion 3 and an extension portion 7B2 on the sole portion side that forms a part of the sole portion 4 in this example. Examples are those formed in a substantially U-shaped cross section. The head main body 9 is formed with the crown portion 3 and the sole portion 4 in front of the extension portions 7B1 and 7B2. In such a head 1, the face member 7 and the head main body 9 can be welded at a position separated from the peripheral edge of the face surface F to the back face side, so that the welding workability can be improved and the face can be improved. Welding at the peripheral edge of the surface F can be reduced as much as possible to prevent a decrease in resilience performance. From this point of view, the small length S is preferably 5 to 20 mm, more preferably 5 to 15 mm, for example.
[0019]
The face member 7 is composed of a rolled material 10 formed through rolling. “Formed through rolling” means rolling during the manufacturing process until the face member 7 is formed, that is, the metal material M is rubbed between a pair of rolls R and R rotating as shown in FIG. It is meant to include the process of biting, not thickening, and reducing the cross-sectional area. Therefore, before this rolling process, for example, casting, forging, grinding process and the like of the metal material M may be performed, and as a subsequent process of the rolling process, a press, punching or cutting process, and a heat treatment process if necessary. Etc. may be included. In FIG. 4, the rolled material that has been rolled is discharged in the direction Q in the figure, and the direction K in the figure is the rolling direction of the rolled material 10.
[0020]
When a metal material is deformed by a rolling process, there is an advantage that strength is increased by work hardening and mechanical properties of the material can be improved. The rolling process is roughly divided into a cold rolling process in which rolling is performed at room temperature and a hot rolling process in which the material is heated and rolled, but preferably there is little relaxation of work hardening and low manufacturing cost. It is desirable to employ cold rolling.
[0021]
As shown in FIG. 1, the head 1 of the present invention is a face in which the rolling direction K during rolling of the face member 7 and the vertical plane V perpendicular to the face surface F intersect the face surface F in the reference state. The acute angle θ formed with the vertical line N is set to 20 degrees or less, more preferably 10 degrees or less. The rolling direction at the time of rolling is the feeding direction when the metal material is sequentially pushed out from the rolls R and R as shown in FIG. Further, in the rolling process, when a plurality of stages of rolling are repeated, if the feeding direction is changed each time, the rolling direction of the last stage is used as a reference. The face vertical line N is specified by a vertical plane V perpendicular to the face surface F passing through the face center point C, which is the center of each of the face height A and the face width B.
[0022]
5A and 5B show the relationship between the rolling direction K and the bending center line L of the bending moment m in order to explain the anisotropy of the rolled material 10 with respect to bending. As a result of the inventors' experiment, when the rolling direction K of the rolled material 10 is aligned with a bending center line L parallel to the rotation center line of the bending moment M as shown in FIG. As shown in B), it was found that the bending strength was improved by about 5 to 20% compared to the case where the rolling direction K of the rolled material 10 was parallel to the bending center line of the bending moment m.
[0023]
On the other hand, since the face surface F has a horizontally long shape, in the direction of the face height A where the span is smaller than the face width B, the amount of bending per unit length is large when the amount of bending is the same. . That is, in the face portion 2, it is necessary to improve the strength in the crown-sole direction, in particular, the bending strength with respect to the bending, rather than the toe-heel direction.
[0024]
Therefore, in the present invention, the rolling direction K of the face member 7 made of the rolled material 10 and the acute angle angle θ formed by the face vertical line N is set to 20 degrees or less, so that the bending direction has a high bending strength. The durability is improved by bringing K closer to the crown-sole direction. As a result, for example, durability can be improved without increasing the thickness t of the face portion 2, and hence deterioration of the resilience performance of the face portion 2 can be suppressed. If the angle θ exceeds 20 degrees, it cannot be expected that the bending resistance performance in the crown-sole direction is sufficiently improved. The angle θ is preferably 10 degrees or less, more preferably 5 degrees or less. When the angle θ is other than 0 degree, the rolling direction K may be inclined with either a right-down or right-up inclination.
[0025]
In the present invention, one feature is that the central portion FC of the face surface F does not have a face groove extending in the horizontal direction. The groove bottom portion of the face groove provided in the central portion FC of the face surface F is likely to become a starting point of cracks due to stress concentration at the time of hitting the ball, and further reduces the bending resistance performance in the crown-sole direction. In the present invention, by eliminating the face groove from the central portion FC of the face surface F, the durability of the face portion 2 of the large-sized head can be further improved.
[0026]
Head 1 of the present invention, FIG. 1 is illustrated as completely embodiments without the irregularities on all areas of the face F, in order to improve the friction with the ball Lumpur, central face F the part FC, rather then desirable to provide a relatively small recess other than "face-groove extending in the horizontal direction", as shown in FIG. 6 (a), in the center FC of the face surface F, of circular or elliptical shape Punch marks 11 that are small concave portions are provided discretely. Unlike the face groove, the punch mark 11 is not continuous in the horizontal direction, so that the bending resistance performance in the crown-sole direction is substantially lowered even if the punch mark 11 is provided in the center portion FC below the face surface. There is no.
[0027]
As shown in FIG. 6B, which is a sectional view of the punch mark 11, the area of the recess (the area projected onto the face surface F) is larger than 0 and 2.84 mm ² (0.0044 square inches). Hereinafter, it is desirable that the depth d is greater than 0 and not greater than 1.02 mm (0.04 inch), and the area of the recess is greater than 2.84 mm ² (0.0044 square inch) or the depth is 1. If it is larger than 02 mm (0.04 inch) , the durability of the face portion 2 tends to be impaired, and more preferably, the area of the recess is 0.0010 to 0.0040 square inch and the depth d is 0.25. It is desirable that the punch mark 11 has a cross-sectional shape as shown in Fig. 6 (B). Cross section without And Jo, but are not limited to, for example, a semicircular shape or U-shape is preferable. The center-to-center distance P punch marks 11, 11 adjacent, preferably 2.54~25.4mm (0.1~1 Inch) , more preferably 5.08 to 12.7 mm (0.2 to 0.5 inch) In this example, the punch mark 11 is formed on the central thick portion 2A having a large thickness t1. This is a mode in which the peripheral thin portion 2B is not provided, and the durability of the face portion 2 is further prevented from being lowered, and a face groove is provided in addition to the central portion FC of the face surface F. Also good.
[0028]
The metal material used for the face member 7 of the present embodiment is not particularly limited as long as it can be formed through rolling, but is preferably a titanium alloy with low specific gravity and high strength, and particularly cold rolling. However, a β-type titanium alloy that is relatively easy is desirable. A β-type titanium alloy is a titanium alloy that stably holds a β-type crystal structure, and has a body-centered cubic structure (bcc) having a large number of slips, and thus has a close-packed cubic structure with few slips. Compared to α-type titanium alloy, the resistance required for deformation is small, and the plastic workability at a relatively low temperature is excellent. Examples of such β-type titanium alloys include Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn, Ti-15Mo-5Zr-3Al, Ti-13V-11Cr-3Al, Ti-8Mo-8V-2Fe-3Al, Ti— 22V-4Al, Ti-15Mo-5Zr, etc. are mentioned.
[0029]
As a process for manufacturing the face member 7 of the present embodiment, first, the alloy raw material is melted in a vacuum arc melting furnace or the like to form an ingot. Then, this is subjected to a cold or hot rolling process, more preferably a cold rolling process, at a predetermined rolling reduction with a rolling machine to obtain a plate material having a constant thickness. Next, this plate material is punched out as a face member piece to be a base material of the face member 7 so that the angle θ is 20 degrees or less.
[0030]
Thereafter, the face member piece 25 is pressed using a press die 20 as shown in FIGS. 7A and 7B in a cold or warm state. If it is performed hot, the crystal structure of the face member piece is transformed, and the advantages of the rolled material are impaired. In this example, the press die 20 includes a fixed lower die 21 and an upper die 22 that forms a cavity 23 for molding the face member 7 by moving up and down with respect to the lower die 21. The cavity 23 includes a central molding portion 23a that molds the central thick portion 2A of the face portion 2, and a peripheral molding portion 23b that is formed outside the peripheral thin portion 2B.
[0031]
By pressing the face member piece 25 using such a press die 20, the plate-like face member piece 25 can be formed on the face member 7 having a substantially U-shaped cross section. In addition, a smooth curved surface shape such as a roll or a bulge is imparted to the face portion 2 of the face member 7 during the press working. Further, punch marks or the like are recessed as necessary. Further, in this press working, the central portion 2A and the peripheral thin portion 2B can be formed on the face portion 2 by changing the compression rate at each portion of the face portion 2. Since the compression rate of the peripheral thin portion 2B is larger than that of the central thick portion 2A, the face member 7 formed in this way is machined by further densification of the crystal structure despite being thin. It helps to increase the strength and durability. The thickness t3 of the face member piece 25 may be substantially equal to the thickness t1. In this case, only the peripheral thin portion 2B can be compressed and thinned by pressing.
[0032]
An aging treatment is performed after the press working. In the aging treatment, for example, the face member 7 is heated at a temperature not exceeding the solution temperature of about 500 to 730 ° C., more preferably about 500 to 620 ° C. for about 4 to 20 hours, and then air-cooled. Thereby, a fine α phase, an intermetallic compound or the like is deposited on the face member 3 of the β-type titanium alloy, and the strength and hardness thereof are improved.
[0033]
【Example】
A wood-type golf club head was prototyped according to the specifications shown in Table 1 and tested for resilience and durability. In each of the examples, the face member is formed by pressing a rolled material of Ti-15Mo-5Zr-3Al, which is a β-type titanium alloy, and aging treatment, while the head main body portion is Ti-6Al-4V. The cast product was used. The test method is as follows.
[0034]
<Rebound performance>
The rebound characteristics of the head are as follows. S. G. A. The restitution coefficient e was calculated based on the procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999). The larger the value, the better.
[0035]
<Durability>
Durability performance is the number of hits until the face part breaks by attaching the same shaft to each head to make a golf club, attaching this to a swing robot manufactured by Trutemper and trial hitting a golf ball at a head speed of 50 m / s. Was measured. The evaluation was expressed as an index with Comparative Example 1 as 100. The larger the value, the better.
[0036]
The test results are shown in Table 1. It was confirmed that all of the examples improved the resilience performance and the durability performance in a well-balanced manner.
[0037]
[Table 1]

[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the first aspect of the invention, the resilience performance is enhanced by using a large-sized head in which the head volume and the face height are regulated. In addition, by setting the angle θ on the acute angle side between the rolling direction of the face member made of the rolled material and the face vertical line to 20 degrees or less, the anisotropy with respect to the bending of the rolled material is utilized to make the crown portion-sole portion direction. Bending resistance can be improved. Further, by not having a face groove extending in the horizontal direction at the center of the face surface, it is possible to suppress the occurrence of cracks and the like starting from the face groove and further improve the durability of the face part. In addition, since punch marks are discretely provided at the center of the face surface, the frictional force with the ball of the face portion can be increased.
[0039]
Further, as in the invention of the second aspect, when punch marks which are small circular recesses or elliptical recesses having a cross-sectional shape that do not have an angular portion that tends to start a crack at the bottom are discretely provided, The frictional force with the ball can be increased without deteriorating the durability.
[0040]
According to a third aspect of the present invention, the punch mark is provided in the central portion of the face surface, and a face groove is provided in addition to the central portion, so that durability is maintained while maintaining durability. Bending performance is not substantially reduced .
[0041]
According to a fourth aspect of the present invention, the face member has a thickness when the central thick part and the peripheral thin part are formed by pressing a rolled material cold or warm. The strength can be increased by increasing the compression ratio of the small peripheral thin wall portion, and the durability of the head can be further improved. Moreover, since it is not a hot press, the characteristic can be utilized as it is, without impairing the crystal structure at the time of rolling.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a golf club head according to an embodiment in a reference state.
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a head. FIG. 4 is a schematic diagram showing a rolling process.
FIGS. 5A and 5B are perspective views showing anisotropy of a rolled material. FIGS.
FIG. 6 is a front view of a head showing an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a press die.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Golf club head 2 Face part 2A Center thick part 2B Peripheral thin part 3 Crown part 4 Sole part 5 Side part 6 Shaft attachment part 7 Face member 9 Head main body part 10 Rolled material K Rolling direction N Face perpendicular line (theta) Rolling direction Angle F with the vertical line of the face F Face surface FC Center of the face surface

Claims

A metal golf club head having a head volume of 300 cm ³ or more and a face height of a face for hitting a ball of 45 to 60 mm,
The face member that forms the face surface is made of a rolled material formed through a rolling process,
An acute angle formed by a rolling direction at the time of rolling the face member and a face perpendicular line intersecting the face surface perpendicular to the face surface in a reference state placed on a horizontal plane with a specified lie angle and loft angle The side angle θ is 20 degrees or less,
In addition, the face member includes a central thick part having a thickness of 1.5 to 2.9 mm , which is a laterally long region that includes the central part of the face surface and follows the outline of the face surface F, and is formed outside the central thick part. And a peripheral thin wall portion having a thickness of 1.0 to 2.8 mm and a thickness smaller than the central thick wall portion ,
Without having a face groove extending horizontally in the center of the face surface,
A wood-type golf club head characterized in that punch marks are discretely provided only in the central part of the face surface or only the central thick part including the central part .

The punch mark is a circular or elliptical small recess having a cross-sectional shape that does not have an angular portion that tends to start a crack at the bottom, and a center-to-center distance of 2.54 to 25.4 mm (0.1 to 1 inch). Discretely spaced apart from each other with a recess area greater than 0 and less than or equal to 2.84 mm ² (0.0044 square inches), depth greater than 0 and 1.02 mm (0.04 inches) 2. The wood type golf club head according to claim 1, wherein:

3. The wood-type golf club head according to claim 1, wherein the punch mark is provided in the central portion of the face surface, and a face groove is provided in addition to the central portion .

The said face member forms the said center thick part and the said peripheral thin part by pressing the said rolling material cold or warm , The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned . Wood type golf club head as described in 1.

The wood-type golf club head according to any one of claims 1 to 4, wherein a central portion of the face surface is a region surrounded by a circle having a diameter of 15 mm centered on a face center point.