(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物性の異なる２種類以上の材料を、奇数層積層したクラッド材の板からなるフェースであって、第１の材料を中央に配置し、その他の同厚みの同材料を、第１の材料を挟んで、フェース全体の厚みの中心に対して対称になるように配置したゴルフクラブヘッド用フェース。
【請求項２】
前記フェースを構成する各クラッド材の厚みは、それぞれ０．１ｍｍ以上である請求項１記載のゴルフクラブヘッド用フェース。
【請求項３】
前記フェースを構成するクラッド材の厚みは、全体として１．５〜４．５ｍｍである請求項１から２のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド用フェース。
【請求項４】
前記フェースは強度の異なる２種類以上の材料からなり、最も低強度の材料が最外層に出ないようにした請求項１から３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド用フェース。
【請求項５】
前記フェースは弾性率の異なる２種類以上の材料からなり、最も低弾性率の材料が最外層に出ないようにした請求項１から３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド用フェース。
【請求項６】
最も低強度の材料はアルミニウムあるいはアルミニウム合金であり、
異なるその他の材料はチタンあるいはチタン合金である請求項４記載のゴルフクラブヘッド用フェース。
【請求項７】
最も低弾性率の材料はアルミニウムあるいはアルミニウム合金であり、異なるその他の材料はチタンあるいはチタン合金である請求項５記載のゴルフクラブヘッド用フェース。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフクラブに関するものであり、クラッド材をフェースに用いることにより、従来では得られなかった特徴を有するゴルフクラブヘッド用フェースを提供しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属プレートをフェースに複合したゴルフクラブヘッドにおいては、チタン合金等の単一素材をフェースに複合して、高機能化したゴルフクラブが一般に発売されている。このような単一素材のフェースは、その素材が有する長所だけでなく、短所も直接にフェースの性能に影響することになる。
【０００３】
そこで、物性の異なる２種類以上の材料を積層してフェースとすることで、短所を補い長所を伸ばすことが考えられるが、単に異種素材を接着等で張り合わせても、積層間の強度が得られないため、単一素材と同一肉厚にしても同等の強度が得られず、逆に短所ばかりが助長されてしまう結果となる。
【０００４】
そのために、積層間接合強度が強いクラッド材を利用した技術が提案されている。特開平９−２７１５４６号や登録実用新案第３０２９８３２号には、主として高炭素鋼と低炭素鋼のクラッド材をフェースに用いて飛距離を増大し、また、打球時にソフトなフィーリングを得る事を特徴としたゴルフクラブヘッドが開示されている。しかし、このような炭素鋼等のクラッド材では、強度はあるものの比重が重く弾性率が大きい為、ヘッドの設計自由度が小さくなり、反発性能も劣るものであった。
【０００５】
特開平１０−１５１６９８号には、チタンとアルミニウムからなるクラッド材をソールプレートに用いることが記載されている。かかる発明は、クラッド材の製造の歩留まりを上げるために行われたもので、厚さ１０μｍのアルミ箔（薄層）を用いることにより、酸化物や化合物を生成することなく、且つ、焼き付けを招くことなく、高く安定した接合強度を有するクラッド材を提供できることが記載されている。
【０００６】
かかる発明では、前記目的を達成するためにのみアルミニウムが使用されており、その厚さは１０μｍと非常に薄いので、接合強度を得ること以外にアルミニウムの特性を生かしたゴルフクラブヘッドを製造することができなかった。しかも、かかるクラッド材は、
ゴルフクラブのソールプレートに用いることを目的としており、低重心のヘッドを得ることができて、軽いスウィングによるショットでも長い飛距離を得ることができると記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ソールプレートではなく、フェースにクラッド材を用いるものである。すなわち、理論的に、ボールの飛距離が最大になるのは、ボールの固有振動数と、ゴルフクラブヘッドの固有振動数とが一致した時であるということが知られている。
【０００８】
ボールの素材は柔らかくてその固有振動数は低く、ゴルフクラブヘッドの素材は硬くてその固有振動数は高い。また、ボールの素材はほぼ決まっており、これを変更して固有振動数を調整することは不可能であるから、ボールとゴルフクラブヘッドとの固有振動数を近づけるためには、ゴルフクラブヘッドの方で固有振動数を下げてやる必要がある。
【０００９】
ゴルフクラブヘッドの固有振動数を下げるためには、ゴルフクラブヘッドの素材として、アルミニウム、チタン、鉄、亜鉛、マグネシウム、銅等の金属やその合金の中でも比較的弾性率の低い素材を用いると効果的である。ところが、アルミニウム、亜鉛等の弾性率が低く強度も低い素材では、ボールを数球打っただけでフェース面が窪んでしまうものもあった。他方、ステンレス等の強度が強く弾性率も高い素材を使用すると、固有振動数も高くなるから、ボールの固有振動数とゴルフクラブヘッドの固有振動数とを合わせるという方向からは遠ざかるものであった。
【００１０】
従って、高強度でかつ低弾性率の材料を使用するのが好ましいこととなるが、単一材料では実現に限界がある。そこで、材料の特性を考慮して適材適所の使用をするために、フェース材料をクラッド材としようとするものである。さらには、フェースの強度を保ちながら、ゴルフクラブヘッド全体の弾性率を低くして固有振動数を下げ、ボールの固有振動数に近づけて飛距離を延ばそうという相反する条件を両立させるために、クラッド材の構成に工夫を凝らそうというものである。そして、前記クラッド材の組み合わせが、クラッド材の板からフェースを取る際の取り間違いやロスを少なくして、製造のしやすさにも資するようにしようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、物性の異なる２種類以上の材料を、奇数層積層したクラッド材の板からなるフェースであって、第１の材料を中央に配置し、その他の同厚みの同材料を、第１の材料を挟んで、フェース全体の厚みの中心に対して対称になるように配置したゴルフクラブヘッド用フェースである。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１の発明において、前記フェースを構成する各クラッド材の厚みを、それぞれ０．１mm以上としたゴルフクラブヘッド用フェースである。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１から２のいずれか１項に記載の発明において、前記フェースを構成するクラッド材の厚みを、全体として１．５〜４．５ｍｍとしたゴルフクラブヘッド用フェースである。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記フェースは強度の異なる２種類以上の材料からなり、最も低強度の材料が最外層に出ないようにしたゴルフクラブヘッド用フェースである。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、前記フェースは弾性率の異なる２種類以上の材料からなり、最も低弾性率の材料が最外層に出ないようにしたゴルフクラブヘッド用フェースである。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の発明において、最も低強度の材料はアルミニウムあるいはアルミニウム合金であり、異なるその他の材料はチタンあるいはチタン合金であるゴルフクラブヘッド用フェースである。
【００１７】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の発明において、最も低弾性率の材料はアルミニウムあるいはアルミニウム合金であり、異なるその他の材料はチタンあるいはチタン合金であるゴルフクラブヘッド用フェースである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例であり、物性の異なる２種類の材料１１及び１２を３層積層したクラッド材の板をフェース１に用いている。そして、前記のようなクラッド材からなるフェース１を、ヘッド本体２の凹欠部３に嵌め込んでいる。嵌め込み方法は、蟻桟構造による嵌め込み、圧入、接着等の既知の手段が使用できる。図２では、貫通孔４を有する凹欠部３からなるヘッド本体２に、クラッド材からなるフェース１を嵌め込んでいる。
【００１９】
図１乃至図２に示すクラッド材の板からなるフェース１は、図３に示すような構造をしており、材料１２を真中に、両端に同厚みの材料１１を用いて、爆発圧着、圧延加工等のような既知の手段によってクラッド材としたものである。フェース１を、単一材料でなくクラッド材とすることによって、各金属材料の長所を引き出すことができ、積層間強度にも優れるものである。さらに、本発明では、材料１２を真中に、両端に同厚みの材料１１を用いることにより、材料１１、１２がフェース１全体の厚みの中心に対して対称に配置されるようにしている。
【００２０】
材料１１には、強度の高い材料でかつなるべく低弾性率のチタン、チタン合金、マグネシウム合金等を使用する。材料１２には、材料１１よりも強度が低く弾性率の低いアルミニウム、アルミニウム合金、亜鉛合金、すず合金等を使用する。いずれにしても、フェース１のクラッド材の組み合わせにおいては、材料１１よりも材料１２に強度が低いものを用いることによって、最も低強度の材料が最外層に出ないようにするものである。また、材料１１よりも材料１２に低弾性率のものを用いることによって、最も低強度の材料が最外層に出ないようにするものである。
【００２１】
本発明では、真中に弾性率の低い材料１２を用い、両端に材料１２よりは弾性率の高い材料１１を用いたので、インパクトの瞬間にフェースにかかる力によってフェースが撓んだ時、材料１２が低弾性率である為、高い弾性率の材料１１の撓みを妨害する度合いが少なく、高い弾性率の材料１１のみで造ったフェースより撓みやすくなる。なお、フェースが撓み易くなるということは、固有振動数が下がってボールの固有振動数に近づき、飛距離が延びるということである。また両端に高い強度の材料１１を用いているので、打球を繰り返してもフェース面が窪んでしまうというようなことがなくなる。
【００２２】
材料１１と材料１２の最も好ましい組み合わせは、材料１１としてチタンあるいはチタン合金を用い、材料１２としてアルミニウムあるいはアルミニウム合金を用いることである。一般的に、ゴルフクラブのフェースの素材単体としては、チタンあるいはチタン合金が優れていることが知られている。しかし、チタン、チタン合金単体では、撓み易さを改善するのに限度がある。そこで、アルミニウムやアルミニウム合金を挟んだクラッド材とすることによって撓みやすさを改善するものである。アルミニウムやアルミニウム合金は、安価で手に入りやすい材料であり、しかもクラッド材とする技術も確立した素材である点で優れているからである。
【００２３】
厚さ１０μｍのアルミ箔（薄層）を用いるという特開平１０−１５１６９８号では、前記した撓みやすくさせるという効果を全く期待できない。そこで、前記フェースを構成する各クラッド材の厚みを、それぞれ少なくとも０．１mm以上にする必要がある。
【００２４】
また、フェース１を構成するクラッド材の厚みを、全体として１．５〜４．５ｍｍに構成するものである。これより薄ければ、材料１１にかなり強度の強い材料を使用したとしても、強度設計上の限界となり、フェースがインパクトの衝撃に耐えられず、フェースが窪むようなことになる。これより厚ければ、比重の軽い材料を用いたクラッド材としても、かなりの質量になるため、薄い単一材料で作製した方が性能の良いフェースとなってしまうし、低弾性率の材料を用いたとしてもフェーストータルとしての弾性率が上がってしまうことになる。
【００２５】
図３は、本発明クラッド材のフェースの断面図である。図3では、中間の材料１２が両端の材料１１とほぼ同じ厚さをしているが、中間の材料１２を両端の材料１１より薄くしたり、厚くしたりすることもできる。
【００２６】
図３では、三層からなるクラッド材の例を挙げているが、本発明にかかるクラッド材のフェースは三層に限定されるものではなく、奇数層のクラッド材であればよい。ただし、総層数が増えれば増えるだけ相対強度の弱い層間数が増え、また工程も増えてコストも高くなるので、性能とコストを考えれば、総層数は３層で十分である。
【００２７】
本発明では、奇数層にしたクラッド材を、フェースにした時の厚み中心に対して対称になるように配置している。このようにすることで、次のような利点がある。
【００２８】
すなわち、実用新案登録第３０２９８３２号のような硬靭性金属層と軟質金属層とを交互に積層したクラッド材において、例えば同明細書の「００１２」に記載のように、硬靭性金属層を打球面に用いると決めたとする。ところが、実際のクラッド材の板をみただけでは、どちらの面が硬靭性金属層かあるいは軟質金属層であるかの判断が困難である。従って、フェースの取り方を間違って、軟質金属層が打球面となるようにすると、全く性能の異なるフェース面となるばかりでなく、打球の繰り返しによる窪みの原因となってしまい、そのクラッド材が無駄になるものであった。
【００２９】
本発明のように、クラッド材を奇数層にし、かつ、各層の厚みをフェースにした時の厚み中心に対して対称になるように配置すれば、図４に示すように、クラッド材の板６とした時に、表裏どちらからフェース１を取っても全く同じ性能のフェース１を得ることが出来る。従って、クラッド材の板６表裏を気にすることなくフェース１を取ることが出来るので、作業効率が上がるとともに、クラッド材の板６の無駄がなくなるものである。
【００３０】
また、クラッド材はその製法上内部応力が残りやすいので、前記のように、クラッド材を奇数層にし、かつ、各層の厚みをフェースにした時の厚み中心に対して対称になるようにしておけば、反りの発生なども起こりにくくなるものである。
【００３１】
ゴルフクラブヘッド全体として考えた場合、フェース１の固有振動数を下げて反発を増す、スイートエリアを拡大する等という設計の自由度を大きくするという観点から考えると、フェース１を嵌めるヘッド本体２の凹欠部３には、図２のように、貫通孔４を有するようにしておくとよい。かかる貫通孔４は、凹欠部３の接合強度が許す限り大きくしておくことが望ましい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、フェース１に用いるクラッド材を、物性の異なる２種類以上の材料から構成し、これを奇数層積層し、かつ、各層の厚みをフェース１の厚み中心に対して対称になるように配置した。従って、クラッド材１において、両端の材料の弾性率に比べ、中央に弾性率の低い材料１１を用いればフェースが撓みやすくなるので、固有振動数が下がってボールの固有振動数に近づくこととなり、飛距離が延びることになる。また両端に強度の高い材料１１を用いれば、打球を繰り返してもフェース面が窪んでしまうというようなことがなくなる。
【００３３】
クラッド材を奇数層にし、かつ、各層の厚みをフェースにした時の厚み中心に対して対称になるように配置しておけば、クラッド材の板からフェースを取る時に、表裏を気にすることなく、どちらからフェースを取っても全く同じ性能のフェース板を得ることが出来るので、作業効率が上がるとともに、クラッド材の板の無駄もなくなる。
【００３４】
クラッド材は製法上内部応力が残りやすいが、前記のように構成しておくと、反りの発生なども起こりにくくなるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の説明図である。
【図２】本発明の他の実施例の説明図である。
【図３】本発明に使用するクラッド材のフェースの断面図である。
【図４】クラッド材の板からフェースを取る際の説明図である。
【符号の説明】
１    フェース
１１  材料
１２  材料
２    ヘッド本体
３    凹欠部
４    貫通孔
５    切り欠き部
６    クラッド材の板
【図１】
0003704441.tif 000002
【図２】
0003704441.tif 000003
【図３】
0003704441.tif 000004
【図４】
0003704441.tif 000005