(57)【要約】【課題】フェース面での反発係数を規制値内に抑えつつ、打球時のボールの球速を高め、ボールの飛距離を延ばすことが可能な金属製のゴルフクラブヘッドを備えたゴルフクラブを提供する。【解決手段】中空状でフェース面１２側が開口した金属製のヘッド本体１４と、ヘッド本体１４の開口部に接合されるフェース面部材１２ａとから成る。ゴルフクラブヘッド１０にフェース面部材１２ａが接合された状態で、ゴルフクラブヘッド１０内面全面を被覆し気密状態に密封した気密被膜１６を備える。ヘッド本体１４にゴルフクラブヘッド１０に取り付けられ加圧気体を注入可能な気体注入バルブ２０と、ゴルフクラブヘッド１０のクラウン部１４ａとソール部１４ｃの少なくとも一方に形成された凹面１４ｂ，１４ｄとを備える。ゴルフクラブヘッド１４内には加圧気体が充填されて成る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状でフェース面側が開口した金属製のヘッド本体と、前記ヘッド本体の開口部に接合されフェース面を形成するフェース面部材とから成るゴルフクラブヘッドにおいて、
前記ゴルフクラブヘッドに前記フェース面部材が接合された状態で、前記ゴルフクラブヘッド内面全面を被覆し気密状態に密封した気密被膜と、前記ヘッド本体に取り付けられ加圧気体を注入可能な気体注入バルブと、前記ゴルフクラブヘッドのクラウン部とソール部の少なくとも一方に形成された凹面とを備え、前記ゴルフクラブヘッド内には加圧気体が充填されて成ることを特徴とするゴルフクラブ。
【請求項２】
前記凹面は、前記クラウン部と前記ソール部の両方に形成されている請求項１記載のゴルフクラブ。
【請求項３】
前記凹面は、前記クラウン部の前記フェース面から離れた位置に形成されている請求項２記載のゴルフクラブ。
【請求項４】
前記ゴルフクラブヘッドのシャフト取付パイプ部は有底状に形成され、前記ゴルフクラブヘッド内には開口しておらず、前記ソール部にバルブ取付凹部が形成され、前記バルブ取付凹部に前記気体注入バルブが取り付けられ、前記ゴルフクラブヘッドは、前記バルブ取付凹部でのみ外部と連通可能に形成されている請求項１，２または３記載のゴルフクラブ。
【請求項５】
前記ヘッド本体は鋳造により形成され、前記ソール部には、バランス調整用の重り取付孔が形成され、鋳造状態で、前記フェース面側と、前記バルブ取付凹部のみが開口し、前記重り取付孔は、前記ヘッド本体内部には開口していない請求項４記載のゴルフクラブ。
【請求項６】
前記気密被膜は、複数層に形成されている請求項１記載のゴルフクラブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、金属製の外殻により形成されたメタルウッドと称されるゴルフクラブに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のいわゆるメタルウッドは、鋳造により本体部分を形成して前面のフェース部を溶接により接合してヘッド部分を形成している。この種のゴルフクラブの特に１番ウッドであるドライバーにおいては、軽量で打球時の反発力がより強いゴルフクラブヘッドが求められている。しかし、ゴルフクラブヘッドのフェース面でのスプリング効果については、各国共通の一定の規制が、各国ゴルフクラブ協会により制定されている。この規制は、ＳＬＥ（Spring Like Effect）について、反発係数が０．８３以下でなければならないと言うものである。さらに、ゴルフクラブヘッドの体積も、４６０ｃｍ３以内に規制されている。
【０００３】
一方、ゴルフクラブは従来から、より飛距離が出て安定性のあるものが求められ、例えば特許文献１に開示されているように、ゴルフクラブヘッド内の気圧を大気圧以上に高めた加圧気体を注入したものが提案されている。このゴルフクラブヘッドには、逆止弁となるバルブが取り付けられ、所望の気圧になるように加圧気体を注入可能に設けられたものである。この逆止弁の取付位置としては、ゴルフクラブヘッドのソールやシャフトのグリップ先端部等に設けることが開示されている。
【０００４】
この他、ゴルフクラブヘッド内に加圧気体を封入したものとして、特許文献２に開示されているように、ゴルフクラブヘッドのシャフト取り付けパイプ内に逆止弁を設け、この逆止弁の外側に樹脂を充填して、高圧の気体の漏れを防止し、確実に高圧の気体をヘッド内に封入したゴルフクラブヘッドも提供されている。さらに、ヘッド内の加圧気体の漏洩を防止する構造として、特許文献３に開示されているように、ヘッド内にゴムや樹脂のコーティングを施したゴルフクラブヘッドも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１８７３０９号公報
【特許文献２】特開２００２−１０２３９５号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の技術の場合、ゴルフクラブヘッド内の気圧を単に高くしても、フェース面の裏面が加圧気体で押されることになり、フェース面が固くなる方向に作用するものであり、見かけ上の反発係数が高くなるように作用して、フェース面でのボールの反発を高める効果はないものであった。
【０００７】
この発明は、上記従来の技術の問題点に鑑みて成されたもので、フェース面での反発係数を規制値内に抑えつつ、打球時のボールの球速を高め、ボールの飛距離を延ばすことが可能な金属製のゴルフクラブヘッドを備えたゴルフクラブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、中空状でフェース面側が開口した金属製のヘッド本体と、前記ヘッド本体の開口部に接合されフェース面を形成するフェース面部材とから成るゴルフクラブヘッドであって、前記ゴルフクラブヘッドに前記フェース面部材が接合された状態で、前記ゴルフクラブヘッド内面全面を被覆し気密状態に密封した気密被膜と、前記ヘッド本体に取り付けられ加圧気体を注入可能な気体注入バルブと、前記ゴルフクラブヘッドのクラウン部とソール部の少なくとも一方に形成された凹面とを備え、前記ゴルフクラブヘッド内には加圧気体が充填されて成るゴルフクラブである。
【０００９】
前記凹面は、前記クラウン部と前記ソール部の両方に形成されているものである。また、前記凹面は、前記クラウン部の前記フェース面から離れた位置に形成されているものである。さらに、前記気密被膜は、複数層に形成されていると良い。
【００１０】
前記ゴルフクラブヘッドのシャフト取付パイプ部は有底状に形成され、前記ゴルフクラブヘッド内には開口しておらず、前記ソール部にバルブ取付凹部が形成され、前記バルブ取付凹部に前記気体注入バルブが取り付けられ、前記ゴルフクラブヘッドは、前記バルブ取付凹部でのみ外部と連通可能に形成されているものである。
【００１１】
前記ヘッド本体は鋳造により形成され、前記ソール部には、バランス調整用の重り取付孔が形成され、鋳造状態で、前記フェース面側と、前記バルブ取付凹部のみが開口し、前記重り取付孔は、前記ヘッド本体内部には開口していないものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のゴルフクラブは、内部に加圧気体が充填されるとともに、ゴルフクラブヘッドの本体部分に凹面を設けることにより、加圧気体と本体部分の凹面との弾性により、打球時に、効果的にフェース面からゴルフボールに反発力が伝えられる。これにより、打球時のゴルフボールの初速を高めることができ、ゴルフボールの飛距離を伸ばすことができる。しかも、ゴルフクラブヘッド内の加圧気体の圧力を自在に調節することができるので、使用者に合ったゴルフクラブヘッドを形成することができる。
【００１３】
また、シャフト取付パイプ部が有底状に形成され、ゴルフクラブヘッド内とシャフトは隔離されているので、シャフトの交換時においてもゴルフクラブヘッド内は高圧を維持することができる。同様に、バランス調整用の重り取付孔も有底状に形成され、重りの交換時においてもゴルフクラブヘッド内は高圧を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の一実施形態のゴルフクラブヘッドの右側面図である。
【図２】この実施形態のゴルフクラブヘッドの縦断面図である。
【図３】この実施形態のゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図４】この実施形態のゴルフクラブヘッドの斜視図である。
【図５】この実施形態のゴルフクラブヘッドのソール側から見た斜視図である。
【図６】この実施形態のゴルフクラブヘッドの打球時の状態を示す右側面図である。
【図７】この実施形態のゴルフクラブヘッドの打球時の次の瞬間を示す右側面図である。
【図８】この実施形態のゴルフクラブヘッドのソール部分の気体注入バルブ部分の部分縦断面図（ａ）、気体注入バルブの正面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１〜図８はこの発明の一実施形態のゴルフクラブヘッドを示すもので、この実施形態のゴルフクラブヘッド１０は、ボールを打つフェース面１２とその後側に設けられたヘッド本体１４とから成る。フェース面１２は、ボールを打つ面であり、ヘッド本体１４の開口部に、鍛造により形成されたβ型チタン合金等のフェース面部材１２ａが溶接等により接合され形成されている。フェース面部材１２ａの厚みは、２．３ｍｍ〜３．３ｍｍの範囲、高反発に設定する場合２．３ｍｍ〜２．６ｍｍ、通常の場合は２．８ｍｍ〜３．１ｍｍの範囲で適宜の厚さに設定される。
【００１６】
ヘッド本体１４は、中空で一体に鋳造され、６−４チタン（Ti-6Al-4V）やαチタン（純チタン）等により形成されている。ヘッド本体１４の肉厚は、例えば１．０〜１．７ｍｍで、部位により適宜異なる厚みにも設定可能である。ヘッド本体１４の内面及びフェース面１２の裏面には、シリコーン樹脂やシリコーンゴム等の気密被膜１６が全体に塗布されている。この実施形態のゴルフクラブヘッド１０の体積は、ドラーバーヘッドの規制値範囲内である４６０ｃｍ３に設定されている。
【００１７】
ヘッド本体１４は、上面であるクラウン部１４ａがわずかに上方に膨らむように湾曲しているとともに、フェース面１２とは反対側の後端部付近には、内側に僅かに窪んだ凹面１４ｂが形成されている。ヘッド本体１４の下面であるソール部１４ｃも、フェース面１２側の部分に凹面１４ｄが一定範囲で形成されている。
【００１８】
ソール部１４ｃの後端部側の中央には、バルブ取付凹部１８が一体に形成され、内部にヘッド本体１４内に気体を注入可能で逆方向には流れない逆止弁である気体注入バルブ２０が、気密状態でネジ止めされている。気体注入バルブ２０は、図８に示すように、周面の全長に雄ネジが形成され、この雄ネジは右ネジ部２０ａと左ネジ部２０ｂとに分かれて形成されている。そして、気体注入バルブ２０の右ネジ部１８ａが、ヘッド本体１４のバルブ取付凹部１８に形成された右ネジの雌ネジ部１８ａに、接着されて気密状態でネジ止めされている。気体注入バルブ２０は打球時の衝撃に耐えることができ耐久性のあるものが望ましく、市販の軽量なバルブとしては、例えば自動車やオートバイのタイヤのバルブが耐圧性能や質量、価格の面で好適である。バルブ取付凹部１８内に突出した左ネジ部２０ｂには、内側に左ネジの雌ネジ部２２ａが形成された蓋ネジ２２が螺合され、蓋ネジ２２の上端部は、ソール部１４ｃとほぼ面一に位置している。
【００１９】
ヘッド本体１４のヒール部１４ｅには、シャフト取付パイプ部２４が、鋳造により一体形成されている。シャフト取付パイプ部２４は、図示しないシャフトを差し込んで固定される有底筒状部で、ヘッド本体１４内には開口せず、底端面２４ａは、ヘッド本体１４の鋳造時に一体に封鎖されて形成されている。
【００２０】
ヘッド本体１４のソール部１４ｃの左右側方は、バランス調整用の図示しない重りを選択的に取り付け可能な重り取付孔２６が形成されている。重り取付孔２６も有底で一体に鋳造され、底端面２６ａは内部と連通しておらず封鎖され通気性はない。従って、ゴルフクラブヘッド１０の内部空間と連通可能な通路は、気体注入バルブ２０のみとなっている。
【００２１】
このゴルフクラブヘッド１０の製造方法は、まずβ型チタン合金によりフェース面部材１２ａを鍛造し、厚み及び形状を整える。ヘッド本体１４は６−４チタンを用いて鋳造し、中空の所定形状に成形し、形状を整える。この後、フェース面部材１２ａをヘッド本体１４のフェース側の開口部に溶接する。溶接は、フェース面部材１２ａの全周をヘッド本体１４の開口部周縁全周に施し、加圧気体が漏れないように接合する。この後、溶接部を研磨し表面を整える。さらに、その他表面の塗装等の必要な処理を行う。  この後、バルブ取付凹部１８の雌ネジ部１８ａが形成された透孔から、気密被膜１６を形成するシリコーンゴムの液体を注入する。液体シリコーンゴムを注入した後、液体シリコーンゴムが、ヘッド本体１４及びフェース面１２の裏面全面に均等に被覆するように、ゴルフクラブヘッド１０を上下左右の種々の方向に回転させる。ゴルフクラブヘッド１０の内面全面に均一に液体シリコーンゴムが塗布された後、ゴルフクラブヘッド１０を液体シリコーンゴムの成形温度に加熱して、ゴルフクラブヘッド１０内面に固着させる。さらに、再度液体シリコーンゴムをゴルフクラブヘッド１０のバルブ取付凹部１８から注入して、同様に加熱成形し、ゴルフクラブヘッド１０内に２層のシリコーンゴム層による気密被膜１６を形成する。これにより、ゴルフクラブヘッド１０は、バルブ取付凹部１８の透孔以外は完全に密閉される。なお、シリコーンゴム等の被膜は、１層でも良いが、２層以上に設けることが気密性の上で好ましく、層数は適宜設定し得るものである。
【００２２】
次に、バルブ取付凹部１８の雌ネジ部１８ａに、気体注入バルブ２０の右ネジ部２０ａを、ネジ用接着剤を介してねじ込む。これにより、バルブ取付凹部１８の雌ネジ部１８ａは、気体注入バルブ２０により密閉され、気体注入バルブ２０により注入方向にのみゴルフクラブヘッド１０内へ気体を充填可能となる。この後さらに、必要に応じて表面の塗装等の仕上げを行う。
【００２３】
気体注入バルブ２０を固定した後、ゴルフクラブヘッド１０内に加圧気体を注入する。加圧気体の注入は、ゴルフクラブヘッド１０のシャフト取付パイプ部２４に図示しないシャフトを固定する前、又は固定後の何れでも良い。注入する気体は、窒素やアルゴン等の不活性気体が好ましいが、空気でも良く、通常のコンプレッサにより、気体注入バルブ２０から空気を注入する。
【００２４】
ゴルフクラブヘッド１０内の圧力は、使用者のヘッドスピードや好みに合わせて設定する。例えば、このゴルフクラブヘッド１０が取り付けられるゴルフクラブであるドラーバーのヘッドスピードが、３５ｍ／ｓの人であれば２００ｋＰａ（約２気圧）の圧力、４０ｍ／ｓの人であれば２５０ｋＰａ（約２．５気圧）、４５ｍ／ｓの人であれば３００ｋＰａ（約３気圧）の圧力に設定すると良い。この圧力は、注入後も市販のタイヤ圧力計等で簡単に測定することができ、使用者が最適の圧力に設定することができる。加圧気体の注入後、気体注入バルブ２０の左ネジ部２０ｂに、蓋ネジ２２を螺合させて、バルブ取付凹部１８の開口を塞ぐ。蓋ネジ２２は、左ネジであるので、容易に緩むことがない。
【００２５】
次に、この実施形態のゴルフクラブヘッド１０による加圧気体の注入効果について、図６、図７を参照して説明する。ゴルフクラブヘッド１０によるゴルフボール２６の打球時には、図６に示すように、フェース面１２がゴルフボール２６に衝突し、フェース面１２が瞬間的に僅かに凹み、ゴルフクラブヘッド１０内の加圧気体をさらに圧縮する。これにより、ゴルフクラブヘッド１０内の加圧気体は、ゴルフクラブヘッド１０内をさらに強く押圧し、この時、ゴルフクラブヘッド１０のクラウン部１４ａとソール部１４ｃの各凹面１４ｂ，１４ｄを外側に僅かに膨らませるように弾性変形させる。クラウン部１４ａとソール部１４ｃの他の部分は、初期状態で外側に僅かに湾曲している状態であるので、その部分には加圧気体の圧力による張力が増加するだけで、その張力による極微小な弾性変形による伸長が生じるのみである。これに対して、凹面１４ｂ，１４ｄは、内側に凹んでいる部分がその厚み方向と直交する方向に凸になるように弾性変形可能であり、加圧気体が打球時の圧縮によりさらに高圧になり、その瞬間的な高圧力で凹面１４ｂ，１４ｄが外側に撓むという比較的大きな変形が生じ、打球時のフェース面１２の凹みによる体積の減少を吸収するとともに、打球時のエネルギーも吸収し蓄える。
【００２６】
この直後、ゴルフボール２６がフェース面１２から跳ね返る瞬間までに、ゴルフボール１２には、フェース面１２のフェース面部材１２ａの凹みからの反発によるエネルギーが与えられ、打球がフェース面１２から勢いよく跳ね返って行く。この時、フェース面１２からゴルフボールに加わる力は、フェース面部材１２ａ自体の撓みの反発による力に加えて、クラウン部１４ａとソール部１４ｃの各凹面１４ｂ，１４ｄが元の形状に戻ることにより、ゴルフクラブヘッド１０内の加圧気体を介した押圧力がフェース面部材１２ａに作用し、この力がフェース面部材１２ａを介して打球時のゴルフボール２６にも伝達される。これにより、ゴルフクラブヘッド１０内に加圧気体が充填されていない状態と比較して、打球時にフォエース面１２からゴルフボール２６に作用する力は、各凹面１４ｂ，１４ｄが元の形状に戻ることによる押圧力の分が増加し、ゴルフボール２６の打球時の初速を増加させ、大きなエネルギーが与えられることにより、飛距離を伸ばすことができる。
【００２７】
この実施形態のゴルフクラブは、ゴルフクラブヘッド１０内に加圧気体が任意の圧力で充填され、使用者の力量や好みに合わせて調整可能であり、加圧気体とゴルフクラブヘッド１０の凹面１４ｂ，１４ｄの作用により、ゴルフボール２６の打球時の飛距離を大きく伸ばすことができる。特に、気体注入バルブ２０により、購入後の任意の時期に適宜加圧気体の圧力を調整することができ、使用者の調子や体力の変化に合わせて、加圧気体の圧力を変更することができ、最適な状態でゴルフクラブを使用することができる。また、クラウン部１４ａとソール部１４ｃの凹面１４ｂ，１４ｄにより、打球時にゴルフクラブヘッド１０からゴルフボール２６に伝達される力を、効果的に増加させることができ、確実に飛距離を伸ばすことができる。
【００２８】
尚、この発明のゴルフクラブは、上記実施形態に限定されず、フェース面部材やヘッド本体の形状や厚さ材料は、適宜設定可能なものであり、チタンやチタン合金の種類も適宜選択することができる。例えば、β型チタン合金としては、Ti-22V-4Al合金や、Ti-13V-11Cr-3Al合金、Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn合金及び、Ti-15Mo-3Cr-3Sn-3Al等でも良く、この他のチタン合金であっても良い。さらに、ヘッド本体１４の形成は、鋳造以外に複数のパーツを鍛造により形成して溶接して成る鍛造構造のものでも良く、構成するパーツ数は適宜設定される。
【００２９】
また、バルブ取付凹部の位置は、打球の邪魔にならない位置であれば良いが、ゴルフクラブヘッドの重心深度等の重心位置の調整等のため、ソール部の後方が好ましい。
【符号の説明】
【００３０】
１０    ゴルフクラブヘッド
１２    フェース面
１２ａ  フェース面部材
１４  ヘッド本体
１４ａ  クラウン部
１４ｂ，１４ｄ  凹面
１４ｃ  ソール部
１６  気密被膜
１８  バルブ取付凹部
２０  気体注入バルブ
２２  蓋ネジ
【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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【図７】
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【図８】
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