(57)【要約】【課題】オフセンター（スイートエリアを外す）の打撃でも飛距離の減少の少ない金属製の中空ゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。【解決手段】内部に中空部を有する金属製のヘッド本体のフェース部に中空部に連通する開口部を形成し、この開口部に金属製のフェースプレートを溶接し、開口部の正面形状をＵ字状に形成し、ヘッド本体をライ角通りにソールしたとき、ソール部の接地点を通る垂線のフェース部面上の投影線とＵ字状開口部の最下部を通る垂線のフェース部面上の投影線とを一致させ、あるいは最下部を基準とする投影線を接地点を基準とする投影線よりもヒール寄りに位置させ、開口部をクラウン部に近づくに従って接地点を基準とする投影線に対してヒール側に比べてトウ側の幅の割合を多くなるように形成し、フェースプレートを開口部の形状に倣う形状に形成した。【選択図】図１
2008119445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に中空部を有する金属製のヘッド本体のフェース部に中空部に連通する開口部を形成し、この開口部に金属製のフェースプレートを溶接したゴルフクラブヘッドにおいて、
前記開口部の正面形状をＵ字状に形成し、
前記ヘッド本体をライ角通りにソールしたとき、ソール部の接地点を通る垂線のフェース部面上の投影線とＵ字状開口部の最下部を通る垂線のフェース部面上の投影線とを一致させ、あるいは開口部の最下部を基準とする投影線を接地点を基準とする投影線よりもヒール寄りに位置させ、
前記開口部をクラウン部に近づくに従って前記ソール部の接地点を基準とする投影線に対してヒール側に比べてトウ側の幅の割合を多くなるように形成し、
前記フェースプレートを前記開口部の形状に倣う形状に形成したことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記フェースプレートの上端部がクラウン部の一部に延出してい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】
前記フェースプレートの延出部は、フェースプレートのフェース部より薄い肉厚であり、逆にフェース部の中心部分は、フェースプレートの裏面に楕円体の肉厚部を有し、楕円体の長軸はトウ側で高く、ヒール側で低い位置であることを特徴とする請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
前記フェースプレートが、ヘッド本体より低いヤング率の材料であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空な金属製のゴルフクラブヘッドに関し、特にフェース部に形成された開口部にフェースプレートを溶接したゴルフクラブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフェースプレートを溶接した中空な金属性ゴルフクラブとしては、図８に示すようなものが知られている。これは、内部に中空部１０を有する金属製のヘッド本体１のフェース部２にほぼ矩形状開口部２０を形成し、この開口部２０に倣った形状のフェースプレート３０を開口部２０の周囲に形成された受け部２Ｂにレーザ溶接していた。ヘッド本体１は、フェース部２の他にクラウン部３、ソール部４、ホーゼル５を備え、トウ６とヒール７とを有している。この従来例では、溶接強度が向上し、破損が生じにくくなるものである（特許文献１参照）。
【０００３】
また、フェース部全体をヘッド本体とは別部材とし、これを溶接したものでは、フェース部の厚さを薄くすることで打球時にフェース部を撓ませ、飛距離を増大させようとしたものが知られている。このようなフェース部は、ヘッド形状に影響され、上下方向（トップ・ソール方向）に比べて左右方向（トウ・ヒール方向）が長く形成されている。このため、打球時のフェース部の撓みは、上下方向に比べ左右方向が長くなり、撓み量が最大となる中心位置に向かう傾斜は、フェースの上下方向に比べ左右方向のほうが緩やかになる。このため、打球時の衝撃で、打撃方向（ボールの圧縮方向）に対して直交する面によるボール断面が円形を維持しつつ圧縮されるのではなく、断面形状が円形からの歪みを有する不均等な圧縮が生じ、ボールの飛翔方向をコントロールし難いものとなっていた。
【０００４】
そこで、方向性の生じることを防止することにより、均等な形状にボールを圧縮させるとともに、打撃時の反発力を向上させたものとして、フェース部に上下方向と左右方向の長さとをほぼ同じにした開口部を形成し、開口部と同一形状のフェースプレートを開口部に溶接したものが知られている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−６５８５３号公報（４頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−２６５６５６号公報（２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のフェースプレートは、ゴルファーが芯ないしその周辺で、すなわちスイートエリアでボールを打撃することを予定して開発されたものであり、一般のアマチュアゴルファーの打点のバラツキに十分対応したものではなかった。特許文献２の従来例は、近年の傾向として、ステンレス製ヘッドからチタニウム合金製ヘッドへ移行し、ヘッドの大型化が進んでいることと相俟って、ステンレス鋼に比べてチタニウム合金ではヤング率が６割程度と低い割に強度が強く、そのため肉厚を薄くしてフェース面を打撃時に撓ませ、ボールの初速（打ち出し速度）を向上させるという観点からなされたものでもある。しかしながら、スイートエリアを外した打撃、特にほぼ正方形のフェースプレート以外のトウ上部とかヒール下部などのフェース部での打撃では、飛距離が極端に減少してしまった。
【０００６】
そこで、本発明は、一般のアマチュアゴルファーの打点のバラツキを考慮したフェースプレートの設計で、オフセンター（スイートエリアを外す）の打撃でも飛距離の減少の少ない金属製の中空ゴルフクラブヘッド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】
【０００７】
上述の目的を達成するため、本発明は、内部に中空部を有する金属製のヘッド本体のフェース部に中空部に連通する開口部を形成し、この開口部に金属製のフェースプレートを溶接したゴルフクラブヘッドにおいて、前記開口部の正面形状をＵ字状に形成し、前記ヘッド本体をライ角通りにソールしたとき、ソール部の接地点を通る垂線のフェース部面上の投影線とＵ字状開口部の最下部を通る垂線のフェース部面上の投影線とを一致させ、あるいは開口部の最下部を基準とする投影線を接地点を基準とする投影線よりもヒール寄りに位置させ、前記開口部をクラウン部に近づくに従って前記ソール部の接地点を基準とする投影線に対してヒール側に比べてトウ側の幅の割合を多くなるように形成し、前記フェースプレートを前記開口部の形状に倣う形状に形成したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本願発明は、内部に中空部を有する金属製のヘッド本体のフェース部に中空部に連通する開口部を形成し、この開口部に金属製のフェースプレートを溶接したゴルフクラブヘッドにおいて、前記開口部の正面形状をＵ字状に形成し、前記ヘッド本体をライ角通りにソールしたとき、ソール部の接地点を通る垂線のフェース部面上の投影線とＵ字状開口部の最下部を通る垂線のフェース部面上の投影線とを一致させ、あるいは開口部の最下部を基準とする投影線を接地点を基準とする投影線よりもヒール寄りに位置させ、前記開口部をクラウン部に近づくに従って前記ソール部の接地点を基準とする投影線に対してヒール側に比べてトウ側の幅の割合を多くなるように形成し、前記フェースプレートを前記開口部の形状に倣う形状に形成したので、一般アマチュアゴルファーの打点分布をこのフェースプレート形状がカバーし、オフセンター打撃時でも飛距離の減少が少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の好適な実施形態を図面を参照にして説明する。
【００１０】
図１において、内部に中空部１０を有する金属製のヘッド本体１に中空部１０に連通する開口部８を形成してある。ヘッド本体１は、従来と同様に、フェース部２、クラウン部３、ソール部４、ホーゼル５を備え、トウ６とヒール７とを有している。前記開口部８は、従来のような正方形ではなく、正面形状がトウ６側に傾斜したＵ字状に形成してある。また、開口部８に溶接されるフェースプレート９の形状も開口部８に倣ったＵ字状に形成してある。
【００１１】
前記開口部８の底部８Ａの最下部を図２において符号Ｘで示す。開口部８の互いに対向する左右の対向壁８Ｂ、８Ｃの間を底部８Ａとし、この底部８Ａの最下部を底部センターＸとした。ヘッド本体１をライ角通りにソールしたとき、ソール部４の接地点Ｙを通る垂線のフェース部２面上の投影線を符号Ａで示し、この投影線Ａと開口部８の底部８Ａを基準とする投影線とを一致させている。あるいは、底部８Ａ（底部センターＸ）を基準とする投影線Ａを接地点Ｙを基準とする投影線Ａよりもヒール７寄りに位置させる。この接地点Ｙを通る投影線Ａに対し、開口部８がクラウン部３に近づくに従って、ヒール７側の幅Ｗ１よりもトウ６側の幅Ｗ２が広くなる。また、後述する図６のセンターが投影線Ａ上に位置するとき、トウ６の上の打点位置Ｂとヒール７の下の打点位置Ｃとの夫々投影線までの水平方向におけるフェースプレート９の長さの比率は、次のように設計した。まず、体積４００ｃｃのヘッドに用いたフェースプレート９の大きさは、投影線Ａ上のセンターからトウ６寄りの端までの長さとヒール７寄りの長さとの比を５３：４７、ヘッド体積４３０ｃｃでは、５３．９：４６．１、ヘッド体積４６０ｃｃでは、５５．６：４４．４とした。打点位置Ｂにおけるａ：ｂは、４００ｃｃで５７：４３、４３０ｃｃで５６．８：４３．２、４６０ｃｃで５８．９：４１．１とした。打点位置Ｃにおけるｃ：ｄは、４００ｃｃで４９：５１、４３０ｃｃで５１：４９、４６０ｃｃで５２．２：４７．８とした。打点位置Ｂがセンターより７．５ｍｍ上にある場合、ａ：ｂは、６５〜５５：３５〜４５、打点位置Ｃがセンターより７．５ｍｍ下にある場合、ｃ：ｄは、５５〜４３：４５〜５７となるようにした。なお、センターからの左右の比は、６０〜４８：４０〜５２が好ましい。
【００１２】
図３の実施形態では、開口部８の上端がクラウン部３の一部まで開口し（その部分を符号８０で示す）、このような開口部８の形状に倣ってフェースプレート９の上端部をクラウン部３の一部に延出させた延出部９Ａを形成してある（図４参照）。この延出部９Ａの肉厚は、フェース面９Ｂの肉厚よりも薄く形成してある。また、フェースプレート９のフェース面９Ｂの中心部分の裏面に楕円体の肉厚部９Ｃを形成してある。この肉厚部９Ｃの楕円体の長軸は、トウ６側で高く、ヒール７側で低くなる形状に形成してある。
【００１３】
前記ヘッド本体１は、チタニウム合金製で、チタニウム合金を丸棒から鍛造して、ホーゼル５とフェース部２とクラウン部３とソール部４とを一体で形成すると良い。また、ホーゼル５を別鍛造で作り、フェースプレート９を鍛造若しくは圧延材をプレス成形して作成しても良い。フェース面９Ｂは、ゴルフボールを打撃する部分であり、結晶の細かい鍛造材や圧延材が好ましい。特にフェースプレート９の材料をヘッド本体１に比べて、ヤング率が低い金属材料を使用するとボールの反発が良くなり好ましい。例えば、ヘッド本体１を一般的なＴｉ−６Ａ１−４Ｖチタニウム合金（ヤング率：約１１０Ｇｐａ）を使用して、鍛造にて作成する。フェースプレート９は、Ｔｉ−１５Ｍｏ−３Ａ１など、ヤング率が１００Ｇｐａ未満のチタニウム合金を使用すると良い。ＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ）解析による実験の結果、フェースプレート９を７０〜９０Ｇｐａとするとボールの初速が上がる事が確認された。例えば、フェースプレート９をプレス成形で作った後、ケミカルミーリング（化学研磨）により、ヘッドの内側を溶かして、延出部９Ａやフェースの楕円厚肉部９Ｃの周辺を薄肉化しても良い。
【００１４】
一般のアマチュアゴルファーの打点のバラツキをヘッド体積４３０ｃｃのヘッドを使用して調べた結果、図５に示すように、フェース部２のトウ６側では、上部（クラウン部３側）に、ヒール７側では、下部（ソール部４側）に当たる傾向があることが分かった。そのため、クラウン部３側上部の延出部９Ａを延ばし、クラウン部３の個所を撓みやすくすることで、ボールの反発を高め、オフセンターヒットしても、飛距離の減少を少なくすることが出来る。また、打ち出し角が高くなる効果もある。延出部９Ａは、フェース面９Ｂの厚さより薄くなる様にするとよい。そのため、クラウン部３に延出する延出部９Ａの厚さは、０．５〜３．０ｍｍが好ましく、特に０．６〜１．２ｍｍが良い。図５に示す打点のバラツキを９割以上カバーするには、フェース面９Ｂの面積を２２００ｍｍ２以上必要である。
【００１５】
また、フェースプレート９の延出部９Ａのクラウン部３への延出幅は、最大５〜４０ｍｍが好ましく、とくに１０〜３０ｍｍが良い。
【００１６】
フェース部９Ｂの中央部に肉厚部分を作っても良く、およそ、斜めに形成されたフェース面９Ｂに傾きが沿う様に楕円の肉厚部９Ｃを設けると良い。楕円部分の厚さは、２．５〜４．０ｍｍが好ましく、特に２．８〜３．８ｍｍが良い。そして、その周辺の薄肉部の厚さは、１．５〜２．５ｍｍが好ましく、特に２．０〜２．５ｍｍが良い。
【００１７】
また、肉厚部９Ｃの楕円体の長軸の角度は、地面に対して（ライ角５６度で設定したとき）３〜４０°が好ましく、特に１０〜３０°が良い。また、長軸の長さと短軸の長さ比は、１：０．２〜１：０．８が好ましく、特に１：０．４〜１：０．６が良い。傾きは、トウ側が高く、ヒール側が低くなる。
【００１８】
更に、開口部８とフェースプレート９の延出部９Ａの当接部において、フェースプレート９の肉厚がヘッド本体１の開口部８の周りのクラウン部３やサイド部やソール部４の肉厚と同じか薄肉に形成されていると良い。特に延出部９Ａの最大幅を有する部分周辺を薄肉にすると良い。
【００１９】
本発明のヘッドの製造例として、フェースプレート９は、β型チタニウム合金（Ｔｉ−１５Ｍｏ−３Ａ１）の圧延材をＵ字状に打ち抜いて、プレス成形により作成した。フェース面９Ｂは、フェースセンター付近が最も厚く、３．４ｍｍとなっており、クラウン部３、サイド部、ソール部４に向かって、段状に薄くなっている。最も薄肉な周辺部分は、２．０ｍｍとなっている。酸洗浄（ケミカルミーリング）によって、肉厚を調節した。フェースセンター部の肉厚部９Ｃは、楕円形状を有し、楕円の長軸は、クラウン部３のトウ６側からソール部４のヒール７側に低くなるように傾いている。これは、一般アマチュアゴルファーの打点のバラツキに合わせて、傾き２０°にしてある。肉厚部の楕円形状は、長軸１８ｍｍ、短軸９ｍｍとした。
【００２０】
ヘッド本体１は、Ｔｉ−６Ａ１−４Ｖのチタニウム合金を用い、インベストメントキャスティング法により作成した。フェース部２の開口部８は、ライ角５６度にセットしたときのソール部４の接地点Ｙを基準とする投影線Ａに対し、Ｕ字状の開口部８の底部センターＸを基準とする投影線が、当該投影線Ａより２ｍｍヒール７側に位置している。フェース部２の上下方向の中心位置では、当該中心位置で、トウ６側の開口長さは、３５．５ｍｍ、ヒール７側の開口長さは、２９．４ｍｍとした。更に、垂直に２０ｍｍ上の位置では、トウ６側の開口長さは、４１．０ｍｍ、ヒール７側の開口長さは、２５．６ｍｍとした。これに嵌合する様に作られたフェースプレート９を溶接し、打撃評価を行った（図６参照）。このとき用いたフェースプレート９の厚さは、３．０ｍｍで均一なものとした。フェース部２の厚さも３．０ｍｍとし、ヘッド体積は４３０ｃｃとした。
【００２１】
図６に示すゴルフクラブヘッドと比較するゴルフクラブ（比較例）は、ヘッド本体部は、Ｔｉ−６Ａ１−４Ｖのチタニウム合金を用い、インベストメントキャスティング法により、ソール部に開口部を設けたヘッド本体を作成し、ソール部を同様に鍛造で作成し、これを溶接した体積４３０ｃｃのヘッドでおこなった。フェースの肉厚は、均一な２．８ｍｍである。
【００２２】
図６のヘッドと比較例のヘッドにおいて、打点位置は、フェース部２の面上の幾何学的なセンターとトウ６上（トウ６側１５ｍｍ±上７．５ｍｍ）と、ヒール７下（ヒール７側１５ｍｍ±下７．５ｍｍ）とした（図６参照）。ヘッドスピードは４５ｍ／ｓとした。また、実施例１〜３では、フェースプレート９を形成する材料のヤング率を変えたものを使用した。
【００２３】
【表１】
2008119445.tif 000003
【００２４】
表１に示すように、Ｕ字状のフェースプレート９を用いた本発明実施例（図６のものの方が、オフセンター打撃時に、比較例のものよりもボールの初速（ｍ／ｓ）が向上している。その結果、オフセンター打撃時での飛距離の減少は少ない。
【００２５】
なお、他の実施形態としては、図７に示すように、投影線Ａの上下方向のセンターをＣ１とし、投影線ＡにおいてセンターＣ１よりも７．５ｃｍ上の位置をＣ２とし、センターＣ１よりも７．５ｃｍ下の位置をＣ３とする場合、上記位置Ｃ１〜Ｃ３で投影線Ａからトウ側とヒール側までの水平方向におけるフェースプレート９の長さの比率は、次のように設計した。位置Ｃ１において、ヘッド体積４００ｃｃでは、５３：４７、ヘッド体積４３０ｃｃでは５３．９：４６．１、４６０ｃｃでは、５５．６：４４．４とした。また、上記位置Ｃ２においてｅ：ｆは、６５〜５５：３５〜４５、上記位置Ｃ３において、ｇ：ｈは５５〜４３：４５〜５７、位置Ｃ１において、投影線Ａから水平方向のフェースプレート９の長さの比率は、６０〜４８：４０〜５２が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】実施形態を示すフェースプレート溶接前の斜視図。
【図２】開口部を示す正面図。
【図３】別の実施形態を示すヘッド本体の斜視図。
【図４】図３のヘッド本体に溶接されるフェースプレートの斜視図。
【図５】各種ゴルファーの打点の分布を示す正面図。
【図６】打撃試験における打点を示す正面図。
【図７】他の実施形態を示す開口部の正面図。
【図８】従来例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２７】
１    ヘッド本体
２    フェース部
６    トウ
７    ヒール
８    開口部
９    フェースプレート
Ａ    投影線
Ｘ    底部センター
【図１】
2008119445.tif 000004
【図２】
2008119445.tif 000005
【図３】
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【図４】
2008119445.tif 000007
【図５】
2008119445.tif 000008
【図６】
2008119445.tif 000009
【図７】
2008119445.tif 000010
【図８】
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