JP5204826B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

本発明は、反発性能を向上しうるゴルフクラブヘッドに関する。

打球が良く飛ぶゴルフクラブは、ゴルフ競技においてスコアを良くするために重要な役割を果たす。打球の飛距離を増大させるには、ヘッドの反発係数を高めることが有効である。ヘッドの反発係数は、打球時のエネルギーロスを最小限に抑えることで高めうる。具体的には、ヘッドのフェース部の厚さを極力薄くし、ゴルフクラブないしゴルフクラブヘッドの周波数伝達関数の１次の極小値を、ボールのそれに近づけるこが有効と考えられている。

そこで、近年ではフェース部の強度を維持しつつさらなる薄肉化を図るために、低ヤング率で高強度な材料であるβ系チタン合金やアモルファス合金などをフェース部に利用することが考案されている。しかしながら、材料の選択によりさらなる高反発化を目指すには、新規材料の完成を待たざるを得ず、現状では限界がある。

一方、構造的な工夫により、現行の金属材料を利用して高い反発係数を得ようとする取り組みもなされている。例えば、フェース部の剛性を小さくするには、その表面であるフェース面を大きくすることが有効である。フェース面の面積が大のヘッドは、フェース部の厚さを同一としたフェース面の面積が小さいヘッドに比べて、フェース部の強度はやや低下するものの、剛性はそれ以上に小さくできる。よって、フェース部の強度を維持しうるようにその厚さを設定すると、強度を維持したまま剛性を低下させることが可能になる。しかしながら、クラブは人が振ることから、経験的にクラブヘッドの重量は極端に増加させることはできず、結果としてフェース面の面積の拡大化は、ヘッド全体の重量の増大化を招くためおのずと限界があった。

特公平５−３３０７１号公報

発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、フェース部の外周縁に連なりかつバックフェース側をなすヘッド主部、より具体的にはクラウン部、ソール部又はサイド部の少なくとも一部に、ヘッド内部の中空部に断面略Ｕ字状に折れ曲がって突出するひだ状部を設けることによって、ヘッド全体の剛性を低下させ、さらに高反発性能を実現しうることを見出し本発明を完成させるに至った。以上のように、本発明は、反発性能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。

本発明のうち請求項１記載の発明は、ボールを打球するフェース面を有するフェース部と、このフェース部の背面に連なりかつバックフェース側をなすヘッド主部とからなり、かつ内部に中空部を有するゴルフクラブヘッドであって、前記ヘッド主部は、フェース面の上縁に連なりヘッド上面をなすクラウン部と、前記フェース面の下縁に連なりヘッド底面をなすソール部と、前記クラウン部とソール部との間を継ぎ前記フェース面のトウ側縁からバックフェースを通り前記フェース面のヒール側縁にのびるサイド部と、フェース部とクラウン部とサイド部とのヒール側で交わり部の近傍に配されかつシャフトの一端が装着されるネック部とを具え、前記ヘッド主部に、このヘッド主部をのびかつ前記中空部に断面略Ｕ字状に折れ曲がって突出するひだ状部を設け、前記ひだ状部は、前記断面略Ｕ字状の折れ曲がりにより形成する凹部によってヘッド外面に溝状部を形成し、しかも前記ひだ状部の一端は、前記クラウン部に位置するとともに、前記フェース面の周縁に沿ってクラウン部、トウ側のサイド部、ソール部をのびて該ソール部のヒール側で終端するとともに、前記溝状部は、互いに離間しかつほぼ平行をなす一対の溝壁部を有するとともに、ボール打球時のヘッド本体に追従して変形可能な弾性材を配し該弾性体によりヘッド外面を面一と、さらに、ヘッド外面においてその巾ＧＷが２〜５mm、凹み量ＧＤが５〜８mmであることを特徴とする。

また請求項１記載の発明は、前記ひだ状部の板厚は、１．０〜１．５mmであることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記溝状部は、そのフェース面側の溝縁と、フェース面の周縁との間の距離Ｓが５０mm以下で形成される請求項１記載のゴルフクラブヘッドである。

また請求項３記載の発明は、前記ひだ状部の一端は、前記クラウン部のネック部付近に位置する請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッドである。

また請求項４記載の発明は、前記ひだ状部の長さは、フェース面の周縁の全周長さの６０％以上である請求項１乃至３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドである。

本発明のように、ヘッド主部に、このヘッド主部をのびるとともに前記中空部に断面略Ｕ字状に折れ曲がって突出するひだ状部を設けたことにより、反発係数を増大し打球の飛距離を向上しうる。

また、ひだ状部によってヘッド主部の外面に形成される溝状部に、ボール打球時のフェース部に追従して変形可能な弾性体を満たしヘッド主部を実質的に平坦としたときには、ヘッドの撓み特性を損ねることなく前記溝状部への異物の噛み込みを防止しうる他、外観上の違和感などを防止しうる。

また請求項２又は３の発明のように、溝状部の巾ＧＷや凹み量ＧＤを限定することにより、又はひだ状部の配設位置などを限定することにより、さらに効果的かつ確実にフェース部２の低剛性化を図りうる。

本発明の実施形態を示すヘッドの斜視図である。 その分解斜視図である。 その平面図である。 そのＡ−Ａ線断面図である。 ひだ状部の拡大断面図である。 ひだ状部の参考図である。 ひだ状部の拡大断面図である。 ひだ状部の拡大断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は本発明の他の実施形態を示すヘッドの平面図である。 （Ａ）は本発明の他の実施形態を示すヘッドの後方斜視図、（Ｂ）はその断面図である。 本発明の他の実施形態を示すヘッドの平面図である。

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、ロフト角として水平面に載置した正規状態の斜視図、図２はその分解斜視図、図３はヘッドの平面図、図４は図３のＡ−Ａ線拡大断面図をそれぞれ示している。

図において、ヘッド１は、ボールを打球するフェース面Ｆを有するフェース部２と、このフェース部２の背面（フェース面Ｆとは反対側の面）に連なりかつバックフェース側をなすヘッド主部３とからなる。

前記フェース部２は、図４に示すように、例えば厚さＴｆが１．０〜３．０mm、好ましくは１．５〜２．９mm、さらに好ましくは２．０〜２．７mm程度に設定される。該フェース部２の厚さＴｆが１．０mm未満になると強度が低下する傾向があり、逆に３．０mmを超えると反発性能が低下しやすい傾向がある。また本例ではフェース部２の厚さＴｆを実質的に同一厚さで形成したものが例示されるが、中央部を厚く、周辺部を薄くしてフェース部２をより撓みやすく構成することも好ましく実施しうる。

前記ヘッド主部３は、具体的には、外面がフェース面Ｆの上縁Ｅａ（なおフェース面の周縁全体を指すときには単に符号「Ｅ」を用いる。）に連なりヘッド上面をなすクラウン部４と、前記フェース面Ｆの下縁Ｅｂ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との間を継ぎ前記フェース面Ｆのトウ側縁Ｅｃからバックフェースを通り前記フェース面Ｆのヒール側縁Ｅｄにのびるサイド部６と、フェース部２とクラウン部４とサイド部６とのヒール側で交わり部の近傍に配されかつ図示しないシャフトの一端が装着されるネック部７とを具える。また本例のヘッド１は内部に中空部ｉを有するドライバー（＃１）などのウッド型のものを例示している。前記中空部ｉは、中空のままの状態でも良いが、例えばヘッドの剛性に実質的に関与しないような発泡樹脂等を充填することもできる。

またヘッド１は、例えばアルミニウム合金、チタン、チタン合金、ステンレスなどの各種の金属材料により形成することができる。本例ではα＋β型チタン合金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖが採用され、例えばロストワックス精密鋳造法によって１ないし２以上のパーツを成形し、必要に応じてこれらを一体に接合することにより製造したものを例示している。ただし、これに限られず、他の材料、他の成型法により製造することができるのは言うまでもない。

本発明のヘッド１は、前記ヘッド主部３に、このヘッド主部３をのびかつ前記中空部ｉに断面略Ｕ字状に折れ曲がって突出するひだ状部９を設けることを特徴事項の一つとする。

ひだ状部９は、図１〜４に示すように、フェース面Ｆの近傍を該フェース面の周縁Ｅに沿ってのびるものが例示される。より具体的にはひだ状部９の一端９ａは、前記クラウン部４のネック部７付近に位置するとともに、前記フェース面の周縁Ｅに沿ってクラウン部４、トウ側のサイド部６、ソール部５をのびて該ソール部５のヒール側で終端するものを例示している。

このようなひだ状部９は、図２、図４に示す如く、前記断面略Ｕ字状の折れ曲がりにより形成する凹部によって該ヘッド主部３の外面に溝状部１０を形成している。図５には、ひだ状部９を拡大した部分断面図を示す。図５の如く、前記溝状部１０は、互いに離間しかつ向き合う一対の溝壁部１０ａ、１０ａと、この溝壁部１０ａ、１０ａ間を継ぐ溝底部１０ｂとを有する。溝壁部１０ａ、１０ａは、いずれも、ヘッド主部３に対してほぼ垂直にのび互いにほぼ平行をなす。また溝底部１０ｂは、本例では円弧状の曲線により形成されており、該溝底部１０ｂでの応力集中などを防止している。溝底部１０ｂの曲率半径は、溝巾の５０％程度が望ましい。

また中空部ｉ側において、ひだ状部９とヘッド主部３の内面との交わり部ｊは、適宜円弧で面取りし応力集中を防止するのが望ましい。

このようなひだ状部９は、中空部ｉに向かって断面略Ｕ字状で折れ曲がって突出するため、クラウン部３及び／又はソール部４などのヘッド主部３の大幅な重量増加を伴うことなく、限られたヘッド重量の範囲内で擬似的にヘッド主部３の表面積を拡大させる。ヘッド主部の厚さ同一とした場合、本例のようにヘッド主部３の表面積が大のヘッドほど低剛性化しうる。

またこのような互いに離間しかつほぼ平行をなす一対の溝壁部を有するひだ状部９は、断面略Ｕ字状をなすため、向き合う溝壁１０ａ、１０ａが比較的接離し易いことによるバネ性を発揮しうる。従って、このようなひだ状部９を打球時に変位しやすい位置に形成することによって、ヘッド全体をバランス良く撓ませ得る。しかもこのようなひだ状部９は、ボール打撃時にフェース部２だけが局部的に変位することを緩和し、ヘッド全体として変位を担保させる結果、ヘッドの耐久性の面で有利となる。従って、上述のひだ状部９はフェース部２に変位が集中するのを緩和でき、フェース部の耐久性の悪化防止にも有利となる。このように、ヘッド主部３にひだ状部９を設けることにより、強度を維持しつつヘッドの剛性を低下させ高い反発性能を達成しうる。

上述のように打球時にひだ状部９をより効果的に撓ませるためには、例えば、溝状部１０のフェース面側の溝縁１０ｅと、フェース面の周縁Ｅとの間の距離Ｓを７０mm以下、より好ましくは３０mm以下、さらに好ましくは１５mm以下とし、フェース面の周縁Ｅ側に近づけるのが望ましい。これにより、より効果的にヘッドの反発性能を高めうる。なお前記距離Ｓが７０mmよりも大になると、ひだ状部９を撓ませる効果が低下する傾向がある。また前記距離Ｓが小さすぎると、中空部ｉにおいて、フェース部２の裏面とひだ状部９とが干渉し成形が困難になるおそれがあるため、前記上限値のいずれかとの組み合わせにおいて、３mm以上、より好ましくは５mm以上、さらに好ましくは５〜１０mmとするのが望ましい。なお前記距離Ｓは、水平面に沿ってかつ周縁Ｅと直角に測定する。

またさらにひだ状部９を効果的に撓ませるには、該ひだ状部９をフェース面の周縁Ｅに略平行に配するのが望ましい。これにより、打球時の衝撃力は効果的に溝状部１０の溝壁面１０ａ、１０ａを接離させる向きに作用し、ヘッドの撓みをさらに増す。なお略平行とは、前記距離Ｓが常に一定となる場合の他、該距離Ｓの最大値Ｓａ、最小値Ｓｂにおいて、下記式(1)で表される変化値Ｘが０．５以下、より好ましくは０．４以下の態様を含むものとする。
Ｘ＝（Ｓａ−Ｓｂ）／Ｓａ … (1)

またひだ状部９の長さについては、特に限定はされないが、例えば３０mm以上、より好ましくは５０mm以上が望ましく、特にフェース面の周縁Ｅに沿って設ける場合、好ましくはフェース面の周縁Ｅの全周長さの６０％以上、より好ましくは８０％以上の長さで形成するのが効果的である。

また、図７に示すように前記ひだ状部９の板厚Ｔｐは、このひだ状部９が形成されるヘッド主部３（図７では、クラウン部４）の板厚Ｔｃと同一、又は板厚Ｔｃよりも大としても良いが、特に好ましくは該板厚Ｔｃよりも小とすることが望ましい。このように、ひだ状部９の板厚Ｔｐを該ひだ状部９が形成されたヘッド主部の板厚Ｔｃよりも小とすることにより、ひだ状部９のバネ定数を下げ、さらにヘッド１を低剛性化し、反発性能を向上できる。

前記ひだ状部９の板厚Ｔｐは、１．０〜１．５mmである。前記板厚Ｔｐが１．０mm未満であると、ヘッド主部３の耐久性が著しく低下し、逆に１．５mmを超えると、低剛性化が損なわれ反発性能が悪化する。具体的には、ひだ状部９の板厚Ｔｐは、例えば該ひだ状部９が形成されるヘッド主部３の厚さＴｃの０．５〜２．０倍、さらに好ましくは０．７〜１．０倍程度で定めるのが望ましい。

また前記溝状部１０は、図５に示すように、フェース面Ｆにおける巾ＧＷが２〜５mmである。前記巾Ｗが５mmよりも大になると、ひだ状部９を撓ませるには凹み量ＧＤも相当深く形成する必要があり、ヘッド耐久性が低下するほか外観上特異なものとなり違和感を生じる。逆に溝巾ＧＷが２mmよりも小になると、このような溝状部１０を有するひだ状部９自体の成形を困難とする他、打球時に溝壁１０ａ、１０ａ同士が接触し大きな撓みが得られない。

また溝状部１０の凹み量ＧＤは、５〜８mmである。凹み量ＧＤが５mm未満では、フェース部２の剛性を低下させる効果が少なくなり、逆に８mmを超えると成型が困難になる他、耐久性の悪化が生じる。また、前記溝巾ＧＷ及び／又は凹み量ＧＤは、一定に形成される場合の他、変化させることもできる。

また図８に示すように、溝状部１０には、ボール打球時のヘッド主部３に追従して変形可能な弾性材１１が配される。これによりヘッド主部３を実質的に面一としうる。前記弾性材１１としては、上述の作用を発揮しうるものであれば特に限定はされないが、例えば各種の軟質ゴム、発泡ゴム、軟質樹脂又は発泡樹脂など、ひだ状部９の変形を妨げないより剛性の低いものが好適である。

このように、溝状部１０に弾性材１１を配してヘッド主部３を面一とすることにより、ひだ状部９によるヘッドの低剛性化を損ねることなく、構えた際の違和感などを防止できる。また該溝状部１０への土砂や芝生等の異物の噛み込み等を抑制しうる点で好ましいものとなる。また、弾性材１１を溝状部１０の内部に充填した後、例えばその上に均一に塗装を施すことによって、外部からひだ状部９の視認性を妨げることができ、ヘッド外観上の違和感なども防止できる。

なおヘッド主部３のうち、通常、最も厚さが小となるのはクラウン部４であるため打球時にはフェース部以外ではクラウン部４が特に撓みやすい。従って、少なくともクラウン部４にひだ状部９を設けたときには、より効果的にヘッドの撓み量を増大できる。他方、ヘッド主部３のうち、ソール部５は構えた際にゴルファに見えないため、このようなソール部４にひだ状部９を設けたときには、外観上の違和感を防止するのに役立つ。

図９（Ａ）〜（Ｃ）には、本発明の他の実施形態を示す。図９（Ａ）のものは、ひだ状部９が、フェース面の周縁Ｅに沿う平行部９Ａと、フェース面の周縁Ｅに沿わない非平行部９Ｂとを含むものが例示される。非平行部９Ｂは、例えばフェース面側に向かって凸となる円弧状をなし、平面視において、フェース部２の巾方向の中心近傍に形成される。また図９（Ｂ）のものは、ひだ状部９がフェース面の周縁Ｅに沿わない非平行部９Ｂのみからなる態様を示す。さらに、同図（Ｃ）のものは、クラウン部４の後縁４ｅ付近に該後縁４ｅに沿って形成されたものを例示している。

また図１０には、本発明のさらに他の実施形態を示す。図１０（Ａ）はヘッド１を後方から見た斜視図、図１０（Ｂ）はその断面図である。この形態では、ひだ状部９がサイド部６に形成されたものを例示している。このように、ひだ状部９は、ヘッド主部３であれば、いずれの位置に設けても良く、本発明は種々の態様で実施しうる。また上記実施形態では、１本のひだ状部９を例示したが、例えば図１１に示す如く、独立した２本以上で形成することができ、このときクラウン部４とソール部５とに分けて２本以上形成しても良いなど種々変形しうる。

以上、本発明の実施形態について、ウッド型のゴルフクラブヘッドを例に挙げ説明したが、本発明はこのような形態に限定されるものではなく、中空部を有するヘッドであれば、アイアン型やユーティリティ型、さらにはパター型などについても適用することが可能である。

以下、本発明をより具現化した実施例について説明する。
チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）にてヘッド質量１９０ｇに統一したウッド型ゴルフクラブヘッドを表１の仕様に基づいて複数種類試作し、各ヘッドの反発係数と耐久性とをテストした。また本発明外の構成を有する実質的に同形状のヘッドについても合わせて試作し性能を比較した。なお参考例１〜６のヘッドは、ひだ状部の長さをフェース面の周縁Ｅの全周長さの８５％に設定した。また参考例７，８については、ひだ状部の長さをフェース面の周縁Ｅの全周長さの４５％に設定した。またヘッド主部の各部の厚さは次のように設定した。
クラウン部：０．７〜１．５mm
ソール部 ：１．０〜２．０mm
サイド部 ：１．０〜２．０mm
また、テスト方法は、次の通りである。

＜反発係数（スプリング効果テスト ＵＳＧＡ方式）＞
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) に基づき行った。具体的にはゴルフボールをボール発射装置を用いて発射し、台座上に固着することなく載置されたヘッドのフェース部のスイートスポットに衝突させ、ゴルフボールの衝突直前の入射速度Ｖｉと跳ね返り速度Ｖｏとを測定する。そして、ゴルフボールの入射速度をＶｉ、跳ね返り速度をＶｏ、ヘッド質量をＭ、ゴルフボールの平均質量をｍとした場合に、次式により反発係数ｅを算定した。
（Ｖｏ／Ｖｉ）＝（ｅＭ−ｍ）／（Ｍ＋ｍ）
なおゴルフボールの発射口からフェース部までの距離は５５インチとし、ボールがヘッドのスイートスポットの位置から５mm以上離れない位置でかつフェース面に対して直角に衝突させる。またゴルフボールはタイトリスト社製のピナクルゴールドを使用し、ボール初速は１６０フィート±０．５フィート（４８．７６８±０．１５２４ｍ／ｓ）に設定した。

＜耐久性＞
各供試ヘッドにＦＲＰ製の同一のシャフトを装着し４６インチのウッド型ゴルフクラブを試作するとともに、該クラブをスイングロボットに取り付け、ヘッドスピードが５０ｍ／ｓとなるように調節して上記ゴルフボールをスイートスポットで各クラブ毎に３０００球づつ打撃し、ヘッドの損傷具合を目視により観察した。テストの結果を表１に示す。

テストの結果、参考例のものは比較例に比べて耐久性を維持しつつ反発係数を増大していることが確認できる。

１ ゴルフクラブヘッド
２ フェース部
３ ヘッド主部
４ クラウン部
５ ソール部
６ サイド部
７ ネック部
９ ひだ状部
１０ 溝状部
１１ 弾性材
Ｃ スイートスポット
Ｆ フェース面
ＧＷ 溝状部の巾
ＧＤ 溝状部の凹み量

Claims (4)

1. ボールを打球するフェース面を有するフェース部と、このフェース部の背面に連なりかつバックフェース側をなすヘッド主部とからなり、かつ内部に中空部を有するゴルフクラブヘッドであって、
   前記ヘッド主部は、フェース面の上縁に連なりヘッド上面をなすクラウン部と、前記フェース面の下縁に連なりヘッド底面をなすソール部と、前記クラウン部とソール部との間を継ぎ前記フェース面のトウ側縁からバックフェースを通り前記フェース面のヒール側縁にのびるサイド部と、フェース部とクラウン部とサイド部とのヒール側で交わり部の近傍に配されかつシャフトの一端が装着されるネック部とを具え、
   前記ヘッド主部に、このヘッド主部をのびかつ前記中空部に断面略Ｕ字状に折れ曲がって突出するひだ状部を設け、
   前記ひだ状部は、前記断面略Ｕ字状の折れ曲がりにより形成する凹部によってヘッド外面に溝状部を形成し、
   しかも前記ひだ状部の一端は、前記クラウン部に位置するとともに、
   前記フェース面の周縁に沿ってクラウン部、トウ側のサイド部、ソール部をのびて該ソール部のヒール側で終端するとともに、
   前記溝状部は、互いに離間しかつほぼ平行をなす一対の溝壁部を有するとともに、ボール打球時のヘッド本体に追従して変形可能な弾性材を配し該弾性体によりヘッド外面を面一とし、さらに、ヘッド外面においてその巾ＧＷが２〜５mm、凹み量ＧＤが５〜８mmであり、
   前記ひだ状部の板厚は、１．０〜１．５mmであることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 前記溝状部は、そのフェース面側の溝縁と、フェース面の周縁との間の距離Ｓが５０mm以下で形成される請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記ひだ状部の一端は、前記クラウン部のネック部付近に位置する請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記ひだ状部の長さは、フェース面の周縁の全周長さの６０％以上である請求項１乃至３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。

Images