(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状ヘッド本体を備えたゴルフクラブであり、前記中空状ヘッド本体の前部に取着される左右方向よりも上下方向に短いフェース部を、１／Ｅ・（ｌ／ｈ）３ の値が０．８５５以上０．８９５以下となるように構成し、これを取着したヘッドを備えたことを特徴とするゴルフクラブ；
ここで、Ｅはヤング率、ｌはフェース部の上下方向における最大寸法、ｈはフェース部の厚さである。
【請求項２】
中空状ヘッド本体を備えたゴルフクラブであり、前記中空状ヘッド本体の前部に取着される左右方向よりも上下方向に短いフェース部に関し、フェース部の上下方向における最大寸法位置で幅１０mmのテストピースを切り出し、このテストピースを撓み測定法（Ｘ）によって撓み量δを測定した際、その撓み量δが０．２１３７５mm以上０．２２３７５mm以下となるようにフェース部を構成し、これを取着したヘッドを備えたことを特徴とするゴルフクラブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴルフクラブに関し、特に、ヘッドのフェース部を改良したゴルフクラブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴルフクラブのヘッドに関し、特開平６−２６９５１８号に開示されているように、打球時において、ボール自体を大きく変形させると、飛距離の向上が得られないことが知られている。すなわち、打球時にボールが大きく弾性変形すると、打球時に与えられたエネルギーが、それを元に戻そうとするエネルギーに消費され、結果として飛距離の向上が得られないのである。
【０００３】
このため、この従来技術では、フェース部が打球時において凹入変形すると共に、フェース部が永久変形しないように、フェース部の耐力σとその弾性係数  （ヤング率）Ｅとの比（σ／Ｅ）を、５×１０-3以上となるように設定している。すなわち、打球時において、フェース部を永久変形しないように凹入変形させることにより、ボールの弾性変形を極力押さえ、これによって飛距離の向上を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フェース部を、ある程度変形しても破損しにくいように強度向上を図るだけでは、打球時における反発係数の最適化、およびボールの飛距離の向上や安定化を図ることは難しく、インパクト時において、ボールの極度の変形を防止し反発係数を最適化するためには、打球時におけるフェース部の撓み量を調節しなければならない。すなわち、打球時におけるフェース部の撓み量を、あらかじめ算出してある最適値となるようにフェース部を形成しておけば、打球時における反発係数の最適化、およびボールの飛距離の向上や安定化が図れる。
【０００５】
ここで、本発明者は、フェース部における撓みの特性について検討した結果、フェース部における上下方向および左右方向のうち、上下方向が寸法的に短く、打球時における単位長さ当りの撓み量が多くなることから、フェース部の撓み量は、その上下方向の条件によって強く支配されている、ということを見出だしたのである。すなわち、本発明の目的は、フェース部を、上下方向における撓み量が最適となるように構成し、これによって、打球時における反発係数の最適化およびボールの飛距離の向上や安定化を図ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、ゴルフクラブの中空状ヘッド本体に取着されるる左右方向よりも上下方向に短いフェース部を、１／Ｅ・（ｌ／ｈ）３の値が０．８５５以上０．８９５以下となるように構成したことを特徴としている。ここで、中空状ヘッドとは、図１（ｂ）に示すようにヘッド内部が中空のものや、その中空部１ａに発泡樹脂や低比重材料が充填されているようなものも含まれる。
【０００７】
上述したように、フェース部の撓み量は、その上下方向の条件によって強く支配されていることから、そのフェース部の上下方向で最大寸法を有する部分（通常、フェース部において、この上下方向で最大寸法となる部分の±１５mmの範囲には、スイートスポットエリアが存在していることが多い）に着目し、この部分における撓み量が最適となるようにフェース部を形成する。
【０００８】
これを図１を参照して具体的に説明する。
ヘッド本体１に取着されたフェース部２のうち、上下方向において最大寸法ｌとなる部分を任意の幅ｂだけ切り出し、これをテストピースとする。この場合、最大寸法は１、フェース部２にスコアライン２ａが形成されているときは、スコアラインに対して直交する方向で、最大となる位置の長さである。通常は、図１（ａ）に示すように、フェース部の中心からトウ側寄りが一般的である。
【０００９】
実際のテストピースは、クラウン部及びソール部も含めて切り出されるため、その長さはｌよりも少し長く、幅がｂ、厚さがｈ（フェース部の厚さ）となった柱状の部材となる。そして、このテストピースを、長さｌの領域で両端支持し、その中央部において、所定の荷重Ｐを加えると、テストピースは撓み、その撓み量δは、δ＝（Ｐ・ｌ3 ）／（４８Ｅ・Ｉ）で定義することができる。ここで、Ｉは断面二次モーメントであり、Ｉ＝（ｂ・ｈ3 ）／１２である。したがって、このＩを上記式に代入すると、撓み量δは、δ＝Ｐ／（４ｂ）・（１／Ｅ）・  （ｌ／ｈ）3 で表すことができる。
【００１０】
上記撓み量を表す式のうち、Ｐ／（４ｂ）は定数であり、（１／Ｅ）・（ｌ／ｈ）3 は、フェース部を構成する材料、ヘッドの大きさ（フェース部の大きさ）およびフェース部の厚さによって変化する値である。すなわち、撓み量δは、１／Ｅ・（ｌ／ｈ）3 に比例することが分かる。
【００１１】
本発明者は、このようにして算出される撓み量δとボールの飛距離との関係を実験したところ、上記の１／Ｅ・（ｌ／ｈ）３ の値が０．８５５以上０．８９５以下となるようなフェース部をヘッド本体に取着したとき、望ましいボールの飛距離が得られたのである。なお、上記式の値が１６．０よりも大きいと、フェース部が破壊しやすくなり、また、ボールの飛距離が低下してしまう。また、上記式の値が０．７０よりも小さいと、インパクト時において、ボールが圧縮変形する傾向が強くなり、インパクト時にボールに与えられたエネルギーが元に戻ろうとするエネルギーに消費されて飛距離が伸びない傾向を示す。実際に測定したところ、上記式の値を、０．８５５以上０．８９５以下としたときに、インパクト時において、ボールの適度な変形と反発係数が得られ、飛距離において、より望ましい結果が得られた。
【００１２】
上述した構成において、フェース部２にスコアライン２ａが形成されていないか、あるいは不鮮明で定義できないときは、図２に示すように、シャフトの軸線Ｐに対してθ＝５６°となる線Ｑがスコアラインとして定義される。
【００１３】
以上のようにして構成されるフェース部は、その裏面にリブや厚肉部等がないものについて説明しているが、実際のヘッドでは、フェース部の裏面にリブを形成したり、厚肉部を形成する等、フェース肉厚やヤング率を特定できない場合がある。このような場合には、以下の撓み測定法（Ｘ）の手順にしたがって具体的な撓み量δを測定し、この測定値δが、０．２１３７５mm以上０．２２３７５mm以下となるようにフェース部を形成する。
【００１４】
［撓み測定法（Ｘ）の手順］
まず、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、フェース部２において、上下方向で最大寸法ｌとなる位置を決定する。最大寸法ｌとなる位置は、上述したのと同様、スコアラインあるいはシャフトの軸線に対して５６°に交わる線を基準とし、このスコアラインあるいは線に対して、直交する方向で最大寸法となるところである。図３（ａ）において、その最大寸法となる位置が符号Ｃで示してある。そして、この直線Ｃから左右５mmの部分を、直線Ｃと平行となるように切り出し、これをテストピース１０とする。このように、テストピース１０の幅を１０mmとしたのは、フェース部２の表面は平面でなく曲面であるため、１０mmよりも大きくなると後述する支持点が定めにくいからであり、幅が１０mmより小さくなると、測定される撓み量に十分な精度が得られないからである。
【００１５】
このテストピースの切り出しに際しては、図４の丸で囲んだ部分のフェース部２とクラウン部１２、およびフェース部２とソール部１３の接続領域に厚肉部１５（図５参照）があり、後述するテストピース１０の支持点が定まらない場合があるため、切り出しに際しては、テストピース１０の裏面が平面状となるようにフェース部２の裏面２ｂに沿ってカットする。
【００１６】
そして、このように切り出されたテストピース１０を両端支持し、その中心位置において荷重を加えて撓み量を測定する。ここで、テストピース１０の支持点は、図５に示すように、フェース部２の表面２ｃにおいて、クラウン部１２およびソール部１３の表面との間での曲面部Ｒが始まる位置から垂直に直線を下ろし、フェース部２の裏面２ｂと交差したＳ１，Ｓ２であり、支持点間の距離はｌとなる。ただし、支持点が安定しにくいときは、ソール部１３の内面とフェース部２の裏面２ｂが交わる点を支持点Ｓ２′とし、Ｓ１，Ｓ２′間の距離ｌ1 にて測定を行っても良い。
【００１７】
上記のようにして定められたＳ１，Ｓ２の位置でテストピース１０を両端支持した状態を図６に示す。この状態で、テストピース１０の両端支持部の中心位置で、圧子２０により荷重Ｐを加える。このときに加える荷重Ｐは１０Ｋｇｆであり、その位置での撓み量δを測定する。なお、図に示す測定において、圧子２０の半径ｒ１は５．０mm、Ｓ１，Ｓ２における支持部材２１の半径ｒ２は３．０mmである。また、テストピース１０の幅ｂは、上述したとおり１０mmであり、その他の支点間距離ｌ、テストピースの長さＬ、テストピースの厚さｈは変数値となる。したがって、撓み量δ＝Ｐ／（４ｂ）・（１／Ｅ）・（ｌ／ｈ）３ のうち、定数Ｐ／（４ｂ）に荷重Ｐとテストピースの幅ｂとの値を代入すると、この定数は１０／（４／１０）＝１／４となる。
【００１８】
上述したように、フェース部２の裏面にリブが形成されていたり、あるいは厚肉部が形成されている等、フェース肉厚やヤング率を具体的に特定できない場合は、以上のような撓み測定法（Ｘ）の手順にしたがって、具体的な撓み量δを測定する。
【００１９】
そして、このような測定方法において測定された撓み量δが、１／４Ｘ０・８５５である０．２１３７５mm以上１／４Ｘ０．８９５である０．２２３７５mm以下となるようにフェース部２を構成することで、上記した理由と同様、フェース部の破壊を防止しながら、ボールの飛距離の向上が得られる。なお、実際に、上記撓み量δが、０．２１３７５mm以上０．２２３７５mm以下としたときに、インパクト時においてボールの適度な変形と反発係数が得られ、飛距離においてより望ましい結果が得られた。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明は、中空構造のヘッド、主にドライバー等のウッドタイプのクラブが対象となり、フェース部を、上述した測定範囲となるように構成しておく。すなわち、フェース部に関し、その１／Ｅ・（ｌ／ｈ）３ の値が０．８５５以上０．８９５以下、あるいは撓み測定方（Ｘ）によって測定された撓み量δが０．２１３７５mm以上０．２２３７５mm以下となれば、その構成材料、フェース部の大きさ、厚さ等、並びにフェース部以外のヘッド構造については限定されることはない。
【００２１】
具体的には、例えば図１（ｂ）に示す構成において、８０００〜２１０００Ｋｇｆ／mm2 程度のヤング率を有する材料の場合は、ヘッド上面（クラウン部）の厚さｔ1 を０．８mm〜１．２mm、好ましくは０．８mm〜１．２mmとし、ソール部の厚さｔ2 を１．０mm〜１．４mm、好ましくは１．１mm〜１．３mmとする。そして、このときのフェース部の１／Ｅ・（ｌ／ｈ）3 の値が、０．７〜３．０となるように構成する。このようにヘッドを構成することで、フェース部の変形に加え、ｔ1 ，ｔ2 部の変形が生じ、ボールのつぶれを防止しやすくできる。
【００２２】
また、打球時においてフェース部の撓み量を大きくするには、例えば以下のような手段が挙げられる。
フェース部の高さ、すなわち上下方向の寸法を５４mm以上、好ましくは５６mm以上とする。
フェース部の厚さは可能な範囲で薄く形成する。フェース部の厚さは、材料や形状等によって決まるが、通常３．０mm以下、又は２．５mm以下とする。２．０mm以下がさらに好ましい。ただし、破損にいたる限界強度を越えない範囲で薄くする。
フェース部の材料のヤング率を低くして撓みやすくしても良い。この場合、フェース部の構成材料のヤング率は、１２０００Ｋｇｆ／mm2 以下、好ましくは１００００Ｋｇｆ／mm2 以下にする。なお、この値は、圧延や熱処理後のフェース部の状態、あるいはこれに近い状態での値である。
【００２３】
実際に、従来のフェース部をヘッドに取着したゴルフクラブと、上述したようにして構成されたフェース部をヘッドに取着したゴルフクラブとについて、飛距離の測定を行った結果を以下の表に示す。ここでは、ヘッドスピードはすべて４０ｍ／ｓとし、飛距離については、従来のゴルフクラブの飛距離を１００として換算した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
この表から明らかなように、フェース部を、上述したような範囲内になるように構成し、これをヘッドに取着することによって、いずれも飛距離の向上が得られた。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態をウッドタイプのゴルフクラブを例にして説明したが、本発明はアイアンタイプのゴルフクラブについても適用することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の構成によれば、ヘッドに取着されるフェース部の打球時の撓み量が最適化されるため、ボールの打球時の極端な変形が防止され、ボールに対する反発係数が大きくなって、飛距離の向上、安定化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、ゴルフクラブのヘッドのフェース部を示す正面図、（ｂ）は、フェース部の上下方向での最大寸法位置における断面図。
【図２】ゴルフクラブのヘッドのフェース部を示す正面図であり、フェース部にスコアラインが形成されていない場合において、仮想のスコアラインを特定する方法を示す図。
【図３】撓み量測定のテストピースを取り出す方法を示す図であり、（ａ）は、ヘッドのフェース部を示す正面図、（ｂ）は、フェース部の上下方向での最大寸法位置における断面図。
【図４】図３（ｂ）を拡大して示す図。
【図５】フェース部を示しており、テストピースの切り出し法および支持位置の特定方法を示す図。
【図６】テストピースの測定方法を示す図。
【符号の説明】
１  ヘッド本体
２  フェース部
２ａ  スコアライン
１０  テストピース
１２  クラウン部
１３  ソール部
１５  厚肉部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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