(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェース部、バックフェース部、ソール部等を含むヘッド本体にシャフト挿入用ホーゼルを一体形成した金属製のゴルフクラブヘッドにおいて、
ヘッド本体を鋳造チタン合金で製造し、
ソール部に形成された開口部に比重１０以上でタングステンと銅を主成分とし、ビッカース硬度１１０を超えて１２５以下の金属合金からなるウェイト部材をヘッド本体の表面に露出させて設け、
ヘッド本体のビッカース硬度をウェイト部材のビッカース硬度よりも硬く形成し、
ウェイト部材の重量を２０ｇ〜１５０ｇとし、
このウェイト部材を前記開口部に直接圧入したことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
ソール部に設けたウェイト部材はソール面積の２０％以上８０％以下露出するように設けられ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。
【請求項３】
ヘッド本体とウェイト部材との比重差を４以上としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
フェース部、バックフェース部、ソール部等を含むヘッド本体にシャフト挿入用ホーゼルを一体形成した金属製のゴルフクラブヘッドにおいて、
ヘッド本体を鋳造チタン合金で製造し、
ソール部に形成された開口部に比重１０以上でタングステンとニッケルを主成分とし、ビッカース硬度１１０を超えて１２５以下の金属合金からなるウェイト部材をヘッド本体の表面に露出させて設け、
ヘッド本体のビッカース硬度をウェイト部材のビッカース硬度よりも硬く形成し、
ウェイト部材の重量を２０ｇ〜１５０ｇとし、
このウェイト部材を前記開口部に直接圧入したことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のウェイト部材を付加したゴルフクラブヘッドとしては、特開平１０−２１１３０４号公報や特開平１０−９４６２３号公報に記載のものが知られている。前者は、ソール部からバックフェース部の下端側にかけて挿入体（ウェイト部材）を設けたものであり、ヘッド本体をチタニウム又はその合金、挿入体をタングステンから形成してある。挿入体が設けられるヘッド本体の部位には、凹所を形成してあり、この凹所に挿入体を挿入してねじの切られた固定具で固定してある。後者は、金属製中空ゴルフクラブヘッドのソール部を形成するソールプレートに圧入嵌合部を設け、この圧入嵌合部に比重１０以上の円柱状のタングステン焼結金属からなる重量体（ウェイト部材）を圧入固定し、ソールプレートと重量体を貫通する貫通孔に延性を有する金属からなるピンを通して、このピンの上下端を圧潰して重量体をソールプレートの内側に固定するものである。
【０００３】
タングステンは、比重１９．３と大きいため、ヘッドの重心の位置を変更し易いという利点を有するが、きわめて硬い（ピッカース硬度Ｈｖ４２５）ので、加工性が悪く、そのため、上述した従来例のようにねじで固定したり、延性を有するピンを圧潰して固定していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ねじ（ねじの切られた固定具）でタングステン製の挿入体をヘッド本体に固定する場合、接着剤も併用されるが、このような固定方法では、挿入体にあけるねじ挿通孔の加工や凹所に合わせるためのタングステンの加工の精度が必要となり、コスト高となるのみならず、ボールとの衝突や地面との接触の際に挿入体の振動が生じるおそれがあり、使用中に挿入体のガタつきに伴って異音が発生するおそれもあった。また、ピンによる固定方法では、使用する重量体の使用量が限定され、思ったほど重量を付加することができず、重心位置の変更に大きな効果を期待できなかった。さらに、複雑なヘッド形状のものでは、タングステン合金などの比重の重い金属を圧入することは難しかった。
【０００５】
そこで、この発明は、ヘッド本体の外側に比重の大きい材料を広い範囲で設けることができ、重心位置の設計自由度も大きく、ヘッド形状が複雑な形状であっても比重の大きい材料を圧入することのできるゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、この発明は、フェース部、バックフェース部、ソール部等を含むヘッド本体にシャフト挿入用ホーゼルを一体形成した金属製のゴルフクラブヘッドにおいて、ヘッド本体を鋳造チタン合金で製造し、ソール部に形成された開口部に比重１０以上でタングステンと銅を主成分とし、ビッカース硬度１１０を超えて１２５以下の金属合金からなるウェイト部材をヘッド本体の表面に露出させて設け、ヘッド本体のビッカース硬度をウェイト部材のビッカース硬度よりも硬く形成し、ウェイト部材の重量を２０ｇ〜１５０ｇとし、このウェイト部材を前記開口部に直接圧入したものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、いくつかの実施例を図面を参照にして説明する。
【０００８】
図１に示す実施例では、ヘッド本体１の一部、この例ではソール部２の中央部分を切り欠いて形成された開口部２Ａを別体の後付け部材である椀状のカップ３で埋めて形成し、このカップ３に穴や溝などの収容スペース４を形成し、この収容スペース４内に比重１０以上でピッカース硬度Ｈｖ１１０〜３２０の金属合金からなるウェイト部材５を収容し固定するようになっている。そして、このウェイト部材５が収容されたカップ３をヘッド本体１の開口部２Ａ、すなわちソール２の中央部分に嵌め込んで固着する。また、図中６はヘッド本体１に一体形成されたホーゼルを示す。このホーゼル６には図示しないシャフトが挿入固着される。
【０００９】
図２は、カップ３の収容スペース４の形状及びウェイト部材５の形状を変えたものを示し、ウェイト部材５がトウ側とヒール側に多くの重量が配分されたものとなっている。低重心化のみならずトウ側とヒール側に重量配分されることによりスィートエリアの拡大も図れる。
【００１０】
図３乃至図５はカップ３の収容スペース４にウェイト部材５を固着する手段の一例を示す断面図である。カップ３を形成する材料としては、硬さＨｖ（ピッカース硬度）が３３０の鋳造チタン合金とし、収納スペース４に圧入されるウェイト部材５は硬さＨｖが３２０以下の比重１０以上の材料とした。このウェイト部材５としては、タングステンを全体の約６０％含み、銅を約４０％、残りは他の化学成分から成る比重１３．１、硬さＨｖ１８０のタングステン合金を用いた。収容スペース４の底にはアンダーカット部４Ａを形成し、ウェイト部材５を圧入したときにウェイト部材５の下端側がこのアンダーカット部４Ａに圧潰されて入り込むようになっている。また、カップ３の収容スペース４の開口側周縁には薄肉の突条３Ａを形成してある。図４に示すようにウェイト部材５を収容スペース４に圧入したならば、図５に示すように突条３Ａを内側にかしめ加工する。
【００１１】
上述したように、カップ３にタングステン合金のウェイト部材５を固定したならば、このカップ３をヘッド本体１のソール部２の開口部２Ａに嵌め込んで固着する。この固着方法は溶接による。カップ３とヘッド本体１との材料は同一材料である方が溶接性が良く、好ましい。
【００１２】
完成されたゴルフクラブヘッドの中央縦断面を図６に示す。ウェイト部材５はソール部２の面積の２０％以上となるように外部に露出する。図６において符号７はフェース部、符号８はバックフェース部をそれぞれ示す。この実施例ではバックフェース部８にキャビティ９を形成し、このキャビティ９はカップ３が嵌め込まれる開口部２Ａの個所まで連通して設けてある。
【００１３】
また、図示する実施例ではアイアンヘッドのソール部２にウェイト部材５を設けた例を示すが、アイアンクラブ以外のウッドクラブのヘッドやパターヘッドなどの各種ゴルフクラブヘッドにも適用できる。
【００１４】
ウェイト部材５の比重を１０以上としたのは、比重が１０未満だと重心設計にあまり効果的ではないためである。従来真鍮などの銅合金を用いた例があるが、このような銅合金の比重は８．５前後であり、ヘッド本体１をステンレス材料で形成した場合、ステンレス材料の比重７．８とあまり差がなく、重心設計に効果的ではなかった。上述した銅を約４０％含むタングステン合金は比重１３．１、硬さＨｖ１８０である。硬さＨｖ１１０を超える材料であればウェイト部材５を形成することができ、カップ３の形成材料はウェイト部材５よりも硬ければよい。ウェイト部材５をカップ３に圧入するためには、ウェイト部材５の硬さＨｖはカップ３の硬さＨｖより小さいことが必要であるが、ウェイト部材５の硬さＨｖが３２０を超えると、硬すぎて圧入しにくくなり、圧入される材料を受けるカップ３の収納スペース４との間に隙間ができ易くなる。カップ３を形成する材料としては、上述したチタン合金の他に炭素鋼、ステンレス、アルミ合金等が使用できる。また、ヘッド本体１とウェイト部材５との比重差は４以上あることが好ましく、少なくとも１．７以上必要である。
【００１５】
上述した実施例において、ソール部２の全体面積においてウェイト部材５が露出する面積は２０％以上であることが好ましく、圧入される材料を受けるカップ３のヘッド本体１への溶接代を鑑みれば、８０％以下であることが好ましい。但し、アイアンヘッドにおけるソール部２の場合には、ウェイト部材５の露出面積は２０％〜５０％、より好ましくは２５％〜３５％である。さらにまた、ウェイト部材５とカップ３の外周縁とは、５ｍｍ以上の間隔があることが好ましい。このことは、カップ３の溶接により外周縁にひけや変形が起こり、圧入したウェイト部材５と収容スペース４との間に隙間が生じてしまったり、熱により変色してしまう恐れがあるためである。２０ｇ以上のかたまりを圧入することができ、３０ｇ以上１５０ｇ以下が好ましい。特に４５ｇ以上８０ｇ以下が良い。２０ｇ未満では、特にこのような複雑な製造方法をとる必要もなく、１５０ｇより重いウェイトは、重すぎて、ヘッドが小さくなってしまうおそれがある。上述の図示した実施例において、ウェイト部材５に使用したタングステン合金の重量は約６２ｇとし、ソール部２の全体の面積は約１９．５ｃｍ２、ウェイト部材５の露出面積は約６．５ｃｍ２でソール部２全体の面積の約３３％とした。
【００１６】
カップ３をヘッド本体１に溶接したのち、溶接により生じたビードを研磨して最終製品とした。この図示する実施例を５番アイアンのヘッドとし、一般に使用されている５番アイアン、低重心の市販されている５番アイアン、タングステンを接着した市販の５番アイアンをそれぞれ比較した結果を次の表１に示す。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
上記表１からも明らかなように重心高さＨＧＲは本発明の実施例に係るヘッドが最も低く、それぞれの５番アイアンを試打した結果も、本発明の５番アイアンでは球が上がり易く安定しているとの評価を得た。
【００１９】
ウェイト部材５として、タングステンを３０％、銅を７０％とした合金を用いた場合、硬さＨｖは１２５となり、鋳造チタン合金（Ｈｖ３３０）のヘッド本体１に対し圧入することができる。この場合は、カップ３を使用せずにヘッド本体１の開口部２Ａに直接ウェイト部材５を圧入することができる。一般に、チタン合金製のヘッド本体１に純チタンや真鍮を圧入する場合、純チタンなどの硬さＨｖは１００〜１３０程度であるため、硬さＨｖ１２５の上記合金製のウェイト部材５であれば圧入することができる。なおまた、タングステンとニッケルの合金をウェイト部材５として使用することもできる。
【００２０】
タングステンと銅との組成比率における加工性の良否を以下の表２に示す。
【００２１】
【表２】
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【００２２】
タングステン１００％では、カップ３に圧入しようとしてもタングステンはほとんど潰れず、製造不可能であった。銅１０％、タングステン９０％の合金（Ｈｖ３７０）では、カップ３との間に隙間が生じ、商品としての価値が低かった。表２中の×は製造不可、△は見栄えが悪く商品化困難、○は良好、を夫々示す。この結果から、カップ３に圧入するウェイト部材５としては、ピッカース硬度（Ｈｖ）３２０以下が良い。また、ソール部２に用いる場合、地面や砂などとの接触を考慮すると、傷がつき易くない程度の硬さが必要であり、Ｈｖ１１０以上の硬さは必要である。したがって、ウェイト部材５は、Ｈｖ１１０〜３２０、好ましくはＨｖ１４０〜２１０の硬さである。
【００２３】
カップ３へのウェイト部材５の圧入とは、カップ３の収容スペース４を受け口とし、そこに圧入される材料（ウェイト部材５）を圧力をかけて強制的に嵌め込むことをいい、また「かしめ」とは、突条３Ａを潰してカップ３内に挿入又は圧入したウェイト部材５を抜け出ないようにすることをいう。このように挿入及びかしめ、あるいは圧入又は／及びかしめによりヘッド本体１又はカップ３に固定されたウェイト部材５は、円筒状の孔にタングステン棒を細かく切ってヘッドに固定するよりも、ヘッド本体１の表面に比重の重いウェイト部材５を露出するようにしてあるので、重心位置よりもできるだけ遠くに存在することとなり、それだけ重心位置を目的の位置へ動かし易くなる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、フェース部、バックフェース部、ソール部等を含むヘッド本体にシャフト挿入用ホーゼルを一体形成した金属製のゴルフクラブヘッドにおいて、ヘッド本体を鋳造チタン合金で製造し、ソール部に形成された開口部に比重１０以上でタングステンと銅を主成分とし、ビッカース硬度１１０を超えて１２５以下の金属合金からなるウェイト部材をヘッド本体の表面に露出させて設け、ヘッド本体のビッカース硬度をウェイト部材のビッカース硬度よりも硬く形成し、ウェイト部材の重量を２０ｇ〜１５０ｇとし、このウェイト部材を前記開口部に直接圧入したので、ヘッド本体に穴などをあけてタングステンを設ける場合に比べて、比較的広い面積でウェイト部材を露出させ得るとともに、かなりの重量のウェイト部材をヘッド本体の外側に位置させることもできるので、重心位置の設計の自由度が大きくなる。特にソール部にウェイト部材を２０ｇ〜１５０ｇの重量で配置してあるため低重心となり、ロフト角２５°以下のロングアイアン、ユーティリティークラブ、フェアウェイウッドに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の好適な実施例を示す分解斜視図。
【図２】カップとウェイト部材の変形例を示す分解斜視図。
【図３】カップにウェイト部材を収容する直前の断面図。
【図４】ウェイト部材をカップに圧入した状態の断面図。
【図５】ウェイト部材を圧入後突条をかしめ加工した状態の断面図。
【図６】カップをヘッド本体に溶接した状態の中央縦断面図。
【符号の説明】
１  ヘッド本体
２  ソール部
３  カップ
４  収容スペース
５  ウェイト部材
６  ホーゼル
７  フェース部
８  バックフェース部
【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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