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JP5114974B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、金属製中空ゴルフクラブヘッドに係り、特にドライバーなど大形のゴルフクラブヘッドに関するものである。
ドライバーやフェアウェーウッドなどのウッド型ゴルフクラブヘッドとして、中空の金属製のものが広く用いられている。一般に、中空のウッド型のゴルフクラブヘッドは、ボールをヒットするためのフェース部と、ゴルフクラブヘッドの上面部を構成するクラウン部と、ゴルフクラブヘッドの底面部を構成するソール部と、ゴルフクラブヘッドのトウ側、バック側及びヒール側の側面部を構成するサイド部と、ホゼル部とを有している。このホゼル部にシャフトが挿入され、接着剤等によって固定される。
この中空ゴルフクラブヘッドを構成する金属としては、アルミニウム合金、ステンレスやチタン合金が用いられているが、近年は特にチタン合金が広く用いられている。
特開平11−216203号には、ソール部のうちフェース部に沿う前縁側の肉厚を大きくしたゴルフクラブヘッドが記載されている。同号公報の図2では、この肉厚部はソール部の前縁の全体に設けられており、図4ではトウ側とヒール側とに肉厚部が設けられている。
特開平11−216203号公報
中空の金属製ゴルフクラブヘッドのショットの飛距離を大きくするために、フェース面の撓み(トランポリン効果)を利用してボールの反発を上げるようにした開発が行われてきた。しかしながら、ゴルフ規則の改定により反発係数の上限が設定されたため、他の方策によって飛距離を伸ばすことが求められるようになった。なお、トランポリン効果を利用した、いわゆる高反発型ゴルフクラブヘッドの場合、フェースセンターでヒットした場合には大きな飛距離が得られるが、打点がフェースセンターから外れる(オフセンターヒットする)とそれ程の飛距離は得られない。
上記特開平11−216203号のゴルフクラブヘッドによると、慣性モーメントのバランスを保ちつつヘッドの重心を低くすることができる。しかしながら、同号の図2では、肉厚部がソール部の前縁のうちトウからヒールまでの全体に存在しているため、ボールヒット時のフェース部の撓みが全体として抑制され、飛距離が落ちる。
また、同号の図4では、ソール側とヒール側に分れて肉厚部が設けられているため、オフセンターヒットしたときのフェース部の撓みが抑制され、飛距離が落ちる。加えて、フェースセンターで打ったときのフェース部の撓みが大きいので、反発係数がゴルフ規則の制限を超え易い。
本発明は、ボールの当る箇所がバラツキ易いアマチュアゴルファー等が使用しても平均して飛距離が伸びるゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
本発明(請求項1)のゴルフクラブヘッドは、少なくともフェース部、ソール部、サイド部及びクラウン部を有する金属製の中空のゴルフクラブヘッドであって、フェース部が開口となっているヘッド本体と、該開口に係合し、溶接されたフェースプレートとを備えてなるゴルフクラブヘッドにおいて、該ヘッド本体には、該ゴルフクラブヘッド内における該フェース部とソール部との交叉隅部のうちトウ・ヒール方向の中央部に、フェース部の一部を構成する凸部が上方に突設されており、該凸部のトウ・ヒール方向の長さが0.5〜20mmであり、該凸部のソール部底面からの最大高さが2.0〜20mmであり、該凸部の厚さが、該凸部の左右におけるフェースプレートの厚さよりも大きく、該フェースプレートには、該凸部が係合する、フェースプレート下縁から上方に食い込んだ形状の凹部が設けられており、該凸部はフェース面に露呈しており、該ヘッド本体はヤング率10900kgf/mm 以上のチタン合金よりなり、該フェースプレートはヤング率がそれよりも500〜4000kgf/mm 低いチタン合金よりなることを特徴とするものである。
請求項2のゴルフクラブヘッドは、請求項1において、フェースプレートの平均の肉厚が2.5〜3.5mmであることを特徴とするものである。
請求項3のゴルフクラブヘッドは、請求項1又は2において、前記開口は、前記クラウン部の前縁にまで延在しており、前記フェースプレートには、該クラウン部に張り出す張出部が一体に設けられていることを特徴とするものである。
請求項4のゴルフクラブヘッドは、請求項1ないし3のいずれか1項において、該ゴルフクラブヘッドを形成する金属がチタン又はチタン合金であることを特徴とするものである。
請求項5のゴルフクラブヘッドは、請求項1ないし4のいずれか1項において、該ゴルフクラブヘッドの容積が250〜460ccであることを特徴とするものである。
請求項6のゴルフクラブヘッドは、請求項1ないし5のいずれか1項において、前記フェースプレートのヤング率が前記ヘッド本体のヤング率よりも低いことを特徴とするものである。
かかる本発明のゴルフクラブヘッドにおいては、フェースプレートの下縁中央部に凹部が設けられ、この凹部にヘッド本体の凸部が入り込んでいる。この凸部の厚みを大きくしたり、フェースプレートのヤング率をヘッド本体よりも小さくしたりすることにより、フェース部中央付近の撓みを抑制し、ゴルフ規則の反発係数規制の範囲内に納めることができる。一方、フェース部のトウ側やヒール側では、凸部は設けられておらず、ボールヒット時の撓みが大きくなるので、オフセンターヒットの飛距離が伸びる。ただし、このフェース部のトウ側やヒール側は、フェースセンターに比べて反発係数が低いので、撓みが大きくなったとしても、反発係数がゴルフ規則を逸脱することはない。本発明によると、フェースセンターで打ったときとオフセンターで打ったときの飛距離の差が少なくなり、安定した飛びが得られる。
これらの理由により、フェース面の中心を外してボールをヒットすることが多く、またヘッドスピードがさほど大きくないマチュアゴルファー等が使用しても、平均して飛距離が伸びる。また、ゴルフ規則を逸脱することもない。
本発明は、容積が250〜460ccの大形ヘッドに適用するのに好適である。
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図1(a),(b)は実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの斜視図と断面図、図2はこのゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
このゴルフクラブヘッド1は、フェース部2と、クラウン部3と、ソール部4と、サイド部5と、ホゼル部6とを有する。このゴルフクラブヘッド1は、ヘッド本体10と、フェースプレート30とをレーザ溶接又はプラズマ溶接などの溶接により一体化したものである。なお、プラズマ溶接やレーザー溶接は、エネルギー密度が高く、TIG溶接に比べ溶け込みが深く、精度良く、きれいに溶接できる。
図2に明示の通り、ヘッド本体10は、クラウン部3と、ソール部4と、サイド部5と、ホゼル部6と、これらクラウン部3、ソール部4及びサイド部5からそれぞれフェース側へ張り出す上フランジ15、トウフランジ16、ヒールフランジ17及び下フランジ18とを有する。これらのフランジ15〜18以外のフェース部2の大部分は開口19となっている。下フランジ18のトウ・ヒール方向の中央部には、上方へ凸部20が突設されている。
符号22はタングステン等の高比重金属よりなるウェイト(図示略)の装着部を示している。
フェースプレート30は、フェース部2のうち各フランジ15,16,17,18を除いた領域(フェース主部)を構成する。フェースプレート30の下縁のトウ・ヒール方向の中央部には、凸部20が嵌合する大きさの凹部31が設けられている。
この凸部20と凹部31とを係合させるようにして開口19にフェースプレート30を嵌合させ、ヘッド本体10及びフェースプレート30が溶接により一体化されることによりゴルフクラブヘッド1とされる。ホゼル部6はソール部4にまで達するように設けられてもよく、ソール部4にまで達しないように設けられてもよい。溶接後は、必要に応じ各種の研磨、塗装等の仕上げ処理を施して製品ゴルフクラブヘッドとされる。
ヘッド本体10は鋳造品であり、複雑な形状であっても容易に製造することができる。
フェースプレート30は、鋳造、鍛造、プレス成形のいずれによっても成形することができる。フェースプレート30には必要に応じ溝(スコアライン)が設けられる。
この実施の形態では、ヘッド本体10及びフェースプレート30はいずれもチタン又はチタン合金よりなる。
ヘッド本体10としては、ヤング率(縦弾性率)が約10900kgf/mm(107.8×10Pa)又はそれ以上のα−β型チタン合金のTi−6Al−4V、Ti−6Al−6V−2Sn、ほぼα型のチタン合金のTi−8Al−1Mo−1Vが例示されるが、ヤング率がこの範囲であるように熱処理されたβ型チタン合金のTi−3Al−8V−6Cr−4Mo−4Zr、Ti−22V−4Alも用いることができる。
フェースプレート30としては前述したβ型チタン合金及びα−β型チタン合金のどちらでも良いが、たわみ易くして反発力を高くするために、ヤング率がヘッド本体10よりも好ましくは500〜4000kgf/mm程度低いものが好ましい。
ヘッド本体10にα−βチタニウム合金であるTiー6Al−4Vを用いると、そのヤング率はおよそ10900kg/mmであるので、フェースプレート30としてはβチタニウム合金(ヤング率約10300kg/mm以下)が好ましい。具体的には、ヘッド本体をTi−6Al−4Vで作成し、フェースプレートをTi−15Mo−3Cr−3Al−3SnやTi―15Mo―5Zr―3AlやTi―15Mo―3Alとすることなどが考えられる。また、Ti−4.5Al−3V−2Mo−2Feは、成形時に塑性変形し易く、フェースプレートの製造に好適である。
ゴルフクラブヘッドの各部の好ましい寸法について次に説明する。
本発明を適用するのに特に効果的なゴルフクラブヘッドは、クラウン部が撓み易い大型ゴルフクラブヘッドであり、具体的にはヘッド体積が250cc以上好ましくは、300cc以上、より好ましくは350cc以上のゴルフクラブヘッド(ドライバー)である。上限はゴルフ規則通り460ccである。
凸部20のトウ・ヒール方向の平均幅Wは0.5〜20mm特に5〜20mmが好ましい。凸部20の厚さは、その左右両側のフェースプレート30の厚さよりも大きいことが好ましく、具体的には3mm以上特に5〜15mmが好ましい。凸部20のソール部の下面からの最大高さH(第1図(b))は2〜20mm特に5〜10mmが好ましい。なお、第10図のゴルフクラブヘッド1′は、凸部20がフェースプレートの接合部の肉厚より厚く、かつバック部まで連らなるように形成したものを示している。
凸部20は、図示の略方形のほか、台形、三角形、五角形、半円形、縦長の半楕円形など各種形状としうる。
ソール部4の厚みは平均して0.5〜2.0mm特に0.7〜2.0mmが好ましく、フェース部2の厚みは平均して2〜3.5mm特に2.7〜3.2mmが好ましい。フェース部2は、周縁部から中央部にかけて徐々に厚くなるのが好ましい。
クラウン部3の厚みは平均して0.5〜1.2mm特に0.7〜1.0mmが好ましい。
このように構成されたゴルフクラブヘッド1にあっては、凸部20をソール部4とフェース部2との交叉隅部のうちトウ・ヒール方向の中央部にのみ設けているので、フェース部2の中央付近の撓みを抑制し、ゴルフ規則の反発係数規制の範囲内に納めることができる。一方、フェース部2のトウ側やヒール側では、凸部20は設けられておらず、ボールヒット時の撓みが大きくなるので、オフセンターヒットの飛距離が伸びる。ただし、このフェース部2のトウ側やヒール側は、フェースセンターに比べて反発係数が低いので、撓みが大きくなったとしても、反発係数がゴルフ規則を逸脱することはない。
これらの理由により、フェース面の中心を外してボールをヒットすることが多いアマチュアゴルファーが使用しても、平均して飛距離が伸びる。
また、この実施の形態では、フェース部2からクラウン部3にかけて薄肉であり、ゴルフ規則による制限の範囲内で反発力が十分に高く、飛距離が伸びる。また、ボールをヒットしたときにクラウン部3が撓むことにより飛距離が伸びる。
なお、凸部20のトウ・ヒール方向の幅Wが20mmを超えると、フェースセンターを外してボールをヒットしたときの反発力が低下する。また、Wが0.5mmよりも小さいと、成形しにくくなる。
凸部20の最大高さHが過度に大きくなると、フェース部2の反発力が低下する。Hが過度に小さいと、フェースセンターの反発係数が過度に高くなる。
第3図〜第8図を参照して本発明の別の実施の形態について説明する。
第3図の実施の形態に係るゴルフクラブヘッド1Aにあっては、開口19Aがヘッド本体10Aのクラウン部3の前縁にまで延設されている。フェースプレート30Aには、このクラウン部3の前縁にまで張り出す張出部32が設けられている。
このようにクラウン部3の前縁までをフェースプレート30Aと一体化させることにより、クラウン部3の前縁部をフェースプレート30Aと同じく低ヤング率のたわみ易い合金材料にて構成し、飛距離を大きくすることができる。
第3図のゴルフクラブヘッド1Aのその他の構成は第1,2図のゴルフクラブヘッド1と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
第3図の実施の形態では、張出部32の張り出しを2〜10mm程度と比較的短いものとし、クラウン部3の大部分をヘッド本体10で構成しているが、フェースプレート30の張出部32を図示よりも長くし、この張出部32によってクラウン部の広い範囲(例えば大部分)を構成するようにしてもよい。
第4図はさらに別の実施の形態に係るゴルフクラブヘッド1Bの分解斜視図、第5図はゴルフクラブヘッド1Bの第4図におけるV−V線に沿う断面図である。
このゴルフクラブヘッド1Bのヘッド本体10Bにあっては、ソール部4の前縁において、凸部20のトウ側及びヒール側にそれぞれ切欠部20b、20bが設けられている。フェースプレート30Bの下縁からは、この切欠部20b、20bに嵌合する下側張出部33,33が凹部31のトウ側及びヒール側にそれぞれ設けられている。凸部20は、ソール部4に対し、前方延出部21を介して連なっている。
第4図のその他の構成は、第3図と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
この第4図のゴルフクラブヘッド1Bでは、ソール部4の前縁側と、フェースプレート30Bとを、同材料のたわみ易い材料にて構成することができる。
なお、第4図でも、開口19はクラウン部3の前縁部にまで達しており、クラウン部3の前縁部はフェースプレート30Bの張出部32によって構成されているが、第1,2図のように張出部32を省略してもよく、また逆に張出部32を長くすることによってクラウン部3の大部分を張出部32で構成するようにしてもよい。
第6図はさらに異なる実施の形態に係るゴルフクラブヘッド1Cの分解斜視図、第7図は第6図のVII−VII線に沿う断面図、第8図は第7図のVII−VII線に沿う断面図である。
この実施の形態では、ソール部4のトウ・ヒール方向の略中央部を前後方向に延在する凸部20Cが設けられている。
この凸部20Cの前端面は、フェースプレート30の前面と面一となっており、フェース部3の一部を構成している。この凸部20Cの後端は、ソール部4の前後方向の途中に止まっているが、凸部20Cは、ソール部4の最後尾にまで延設されてもよい。
このように凸部20Cを、前後方向に延在する凸条として設けることにより、ソール部4の曲げ周り性を高くすることができる。第6〜8図のその他の構成は第1,2図のゴルフクラブヘッド1と同様であり、同一符号は同一部分を示している。
なお、凸部は、第7,8図の如く中実のものであってもよく、第9図のヘッド本体10Dの凸部20Dのように屈曲部にて構成してもよい。第9図のその他の構成は第8図と同一である。
第6〜9図においても、第3,4図の如くクラウン部3の前縁側を張出部32によって構成してもよく、第5図の如くソール部4の前縁側の一部をフェースプレートの下側張出部で構成してもよい。
まず、実験にあたり、コンピューター上で楕円体のフェース面を作成し、FEM解析を行った。FEM解析(Finite Element Method)では、フェース部の中央下端部に凸部20を設けた参考実施例と、凸部20を設けない参考比較例で評価を行った。
その結果、同じ肉厚(2.8mm)のフェース部の場合、凸部20の無い参考比較例の方が、センター、オフセンター(Yは、横方向に10mm又は20mmずらした場合、Zは、縦方向に5mmずらした場合)とも、初速が速いことが認められる。
しかし、参考実施例でフェースの肉厚を2.6mmとした場合は、オフセンターY20mmの位置で、参考比較例(フェース肉厚2.8mm)と同じ初速となった。更に参考実施例でフェースの肉厚を2.4mmとした場合は、センターヒット時の初速がフェース肉厚2.8mmの参考比較例と同一となり、オフセンターでは、最も初速が速くなった。これは、凸部を設けることにより、フェース面の最も撓む位置での撓みが抑制されたため、センターヒット時の初速が遅くなったためであると考えられる。その為、薄肉にしても、強度は、肉厚2.8mmに近い強度を有すると考えられる。
このフェースセンターの定義について、フェース面側から見たゴルフクラブヘッドの正面図である第11図(a)と、そのフェースセンターを通る前後方向縦断面図である第11図(b)を参照して説明する。第11図(a)に示す如く、ソールのトウ側とヒール側両端の隙間d、dが同じになるようにヘッドを測定器にセットする。因にこの時のシャフト角度θがライ角である。次に、ソールとグランドライン(G,L)との接点Pを左右方向のフェースセンター線Lとし、スライス角を0度に合わせる。この時、フェース面において、フェースセンター線Lを含む前後方向縦断面で一番高い位置がa点であり、一番低い位置がb点である。
フェースセンターCは、フェース面上におけるa点とb点との中間点である。a,bの高さをHa,Hbとすると、C点の高さは[(Ha−Hb)/2+Hb]として算出される。
実施例1
容積が460ccの図1,2の構成のゴルフクラブヘッドを製作した。ヘッド本体10はインベストメント鋳造法により作られた(Ti−6Al−4V)α−β型チタン合金で作成した。フェースプレート30はβ型チタン合金を鍛造して製作した。
ヘッド本体10の各フランジ部15,16,17,18の肉厚は2.5mmとした。クラウン部は0.6mm、サイド部は0.7mm、ソール部(凸部を除く)は0.9mmとした。フェースプレート30の肉厚は、周縁部で2.5mmとし、中央部に向って徐々に肉厚を大きくし、中央部で3.5mmとした。凸部20の寸法は、W=20mm、H=10mm、厚さ10mmとした。
株式会社ミヤマエのスイングロボットで、ヘッドスピードを45m/sとし、フェースセンターで打ったときと、トウ側に15ミリずらして打ったときのボールの初速、打出し角、バックスピン量及び飛距離(キャリー)を測定した。
結果を表1に示す。
実施例2
凸部20のトウ・ヒール方向の寸法Wを0.5mmとし、高さHを10mmとした他は実施例1と同様にして測定を行い、その結果を表1に示した。
実施例3
凸部20のトウ・ヒール方向の寸法Wを20mmとし、高さHを5mmとした他は実施例1と同様にして測定を行い、その結果を表1に示した。
実施例4
凸部20のトウ・ヒール方向の寸法Wを20mmとし、高さHを20mmとした他は実施例1と同様にして測定を行い、その結果を表1に示した。
比較例1
凸部20のトウ・ヒール方向の寸法Wを40mmとし、高さHを10mmとした他は実施例1と同様にして測定を行い、その結果を表1に示した。
比較例2
凸部20のトウ・ヒール方向の寸法Wを20mmとし、高さHを30mmとした他は実施例1と同様にして測定を行い、その結果を表1に示した。
比較例3
凸部を設けなかったこと即ちW=0mmとしたこと以外は実施例1と同様にして測定し、その結果を表1に示した。
Figure 0005114974
表1より、本発明によると、フェースセンターを外した場合でも飛距離が大きいことが認められる。実施例1〜4では、センターでのボール初速と、センターからトウ側に15mmずれた打点(トウ15mm)でのボール初速の差が1m/s以下であるが、比較例3と比較例1では、ボール初速の差が1m/s以上である。比較例2は、肉厚部の高さを高くし過ぎるとセンターでの反発力が落ちすぎるので、その点で、好ましくない。但し、オフセンターヒット(トウ15mm)でも、ボール初速の差が1m/s以下である。
(a)図は実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの斜視図、(b)図は(a)図のB−B線断面図である。 実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。 別の実施の形態に係るゴルフクラブヘッドのヘッド本体の平面図である。 さらに別の実施の形態に係るゴルフクラブヘッドのヘッド本体の平面図である。 図4のV−V線断面図である。 さらに異なる実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。 図6のVII−VII線断面図である。 図7のVIII−VIII線断面図である。 別の実施の形態を示す図8と同一部分の断面図である。 さらに別の実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの断面図である。 フェースセンターの定義の説明図である。
符号の説明
1,1A,1B,1C,1′ ゴルフクラブヘッド
2 フェース部
3 クラウン部
4 ソール部
5 サイド部
6 ホゼル部
10,10A,10B,10C,10D ヘッド本体
15 上フランジ部
16 トウフランジ部
17 ヒールフランジ部
18 下フランジ部
19 開口
20,20C,20D 凸部
30,30A,30B フェースプレート
31 凹部
32 張出部
33 下側張出部

Claims (7)

  1. 少なくともフェース部、ソール部、サイド部及びクラウン部を有する金属製の中空のゴルフクラブヘッドであって、
    フェース部が開口となっているヘッド本体と、該開口に係合し、溶接されたフェースプレートとを備えてなるゴルフクラブヘッドにおいて、
    該ヘッド本体には、該ゴルフクラブヘッド内における該フェース部とソール部との交叉隅部のうちトウ・ヒール方向の中央部に、フェース部の一部を構成する凸部が上方に突設されており、
    該凸部のトウ・ヒール方向の長さが0.5〜20mmであり、
    該凸部のソール部底面からの最大高さが2.0〜20mmであり、
    該凸部の厚さが、該凸部の左右におけるフェースプレートの厚さよりも大きく、
    該フェースプレートには、該凸部が係合する、フェースプレート下縁から上方に食い込んだ形状の凹部が設けられており、
    該凸部はフェース面に露呈しており、
    該ヘッド本体はヤング率10900kgf/mm 以上のチタン合金よりなり、該フェースプレートはヤング率がそれよりも500〜4000kgf/mm 低いチタン合金よりなることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
  2. 請求項1において、フェースプレートの平均の肉厚が2.5〜3.5mmであることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
  3. 請求項1又は2において、前記開口は、前記クラウン部の前縁にまで延在しており、前記フェースプレートには、該クラウン部に張り出す張出部が一体に設けられていることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
  4. 請求項1ないし3のいずれか1項において、該ゴルフクラブヘッドを形成する金属がチタン又はチタン合金であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
  5. 請求項1ないし4のいずれか1項において、該ゴルフクラブヘッドの容積が250〜460ccであることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
  6. 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記フェースプレートのヤング率が前記ヘッド本体のヤング率よりも低いことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
  7. 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記ソール部(4)の前縁において、前記凸部(20)のトウ側及びヒール側にそれぞれ切欠部(20b、20b)が設けられており、前記フェースプレート(30B)の下縁からは、この切欠部(20b、20b)に嵌合する下側張出部(33,33)が前記凹部(31)のトウ側及びヒール側にそれぞれ設けられており、前記凸部(20)は、前記ソール部(4)に対し、前方延出部(21)を介して連なっていることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
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