(57)【要約】【課題】ヘッドスピードが遅いゴルファーが使用しても、打ち出し角度が高くなり、飛距離を増大させることができるゴルフクラブヘッドを提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッド１Ａは、チタン又はチタン合金製のフェース部２と、クラウン部３と、ソール部４と、サイド部５と、ホゼル部６とを有する。ゴルフクラブヘッド１Ａは、ヘッド本体１０と、トッププレート２０と、フェースプレート３０とをレーザ溶接又はプラズマ溶接などの溶接により一体化したものである。トッププレート２０は、クラウン部３におけるトウ側及びヒール側の両側縁と後縁とを除いたクラウン主部を構成するクラウンプレート２１と、フェース部２の上縁を構成するトップフランジ２２とを有している。フェースプレート３０は、フェース部２のうち各フランジ１６，１７，２２を除いた領域（フェース主部）を構成する。【選択図】  図１
2004222792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともフェース部、ソール部、サイド部及びクラウン部を有する金属製の中空のゴルフクラブヘッドにおいて、
該クラウン部の両側縁及び後縁と、該フェース部の両側縁と、該サイド部とが一体のヘッド本体にて構成され、
該クラウン部の両側縁及び後縁を除いたクラウン主部と、該フェース部の上縁とが一体のトッププレートにて構成され、
該フェース部の両側縁及び上縁を除いたフェース主部がフェースプレートにて構成され、
該ヘッド本体、トッププレート及びフェースプレートが結合されており、
該トッププレートを構成する金属材料はヘッド本体及びフェースプレートの金属材料よりも縦弾性率が低いことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
請求項１において、該ヘッド本体は鋳造品であり、
該トッププレートは鍛造又はプレス成形品であり、
該フェースプレートは鋳造、鍛造又はプレス成形品であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２において、該トッププレートの厚みが０．５〜１．２ｍｍであり、
該ヘッド本体の厚みがトッププレートよりも０．２〜３．０ｍｍ大であり、
該フェースプレートの厚みがトッププレートよりも１．０〜２．５ｍｍ大であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該ヘッド本体、トッププレート及びフェースプレートは溶接により結合されていることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、トッププレートによって構成されるフェース部上縁の上下幅は６〜９ｍｍであることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項において、フェース部において該フェースプレートが占める部分の面積割合は６０〜９０％であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項において、クラウン部においてトッププレートが占める部分の面積割合は３０〜８０％であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項において、該ゴルフクラブヘッドを形成する金属がチタン又はチタン合金であり、トッププレートの縦弾性率が１０５００ｋｇｆ／ｍｍ２以下であり、ヘッド本体の縦弾性率が１１０００ｋｇｆ／ｍｍ２以上であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項９】
請求項８において、トッププレートの縦弾性率とヘッド本体の縦弾性率との差が１０００〜３０００ｋｇｆ／ｍｍ２であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項において、該フェースプレートの上縁には該トッププレートの前部下縁の背面に沿う起立片が設けられている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】
本発明は、金属製中空ゴルフクラブヘッドに係り、特にウッド型又はそれに近似した形状のゴルフクラブヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ドライバーやフェアウェーウッドなどのウッド型ゴルフクラブヘッドとして、中空の金属製のものが広く用いられている。一般に、図４に示されるように、中空のウッド型のゴルフクラブヘッド１は、ボールをヒットするためのフェース部２と、ゴルフクラブヘッドの上面部を構成するクラウン部３と、ゴルフクラブヘッドの底面部を構成するソール部４と、ゴルフクラブヘッドのトウ側、バック側及びヒール側の側面部を構成するサイド部５と、ホゼル部６とを有している。このゴルフクラブヘッド１のホゼル部６にシャフト７が挿入され、接着剤等によって固定される。なお、最近では、ユーティリティクラブと称されるゴルフクラブヘッドも多く市販されており、このユーティリティゴルフクラブヘッドの１種として、上記ウッド型ゴルフクラブヘッドに類似した（即ち、フェース部、ソール部、サイド部及びクラウン部を有した）ゴルフクラブヘッドも各種市販されている。
【０００３】
この中空ゴルフクラブヘッドを構成する金属としては、アルミニウム合金、ステンレスやチタン合金が用いられているが、近年は特にチタン合金が広く用いられている。
【０００４】
特開２００２−１１９６２５号には、フェース部をクラウン部よりも厚肉とし、クラウン部を上方に湾曲させ、フェース部とクラウン部とをプレス加工により一体に成形したゴルフクラブヘッドが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１１９６２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
中空の金属製ゴルフクラブヘッドのショットの飛距離を大きくするために、フェース面の撓みを利用してボールの反発を上げることによって、ボールを遠くに飛ばす事に着目した開発が行われている。しかしながら、ヘッドスピードの遅いゴルファーにとっては、この種のゴルフクラブヘッドはフェース面の変形が少なく、ボール初速を上げる効果が少なく、また、ボールが上がらない為、飛距離が延びないことがある。
【０００７】
特開２００２−１１９６２５号のゴルフクラブヘッドによると、ボールを打ったときにクラウン部が上方に撓み、ボールの反発が高められる。しかしながら、同号公報のゴルフクラブヘッドにあっては、肉厚の異なるフェース部とクラウン部とを一体的にプレス加工している。このように肉厚の異なる部材をプレス加工することは、加工技術的に見て作業難度が高く、ゴルフクラブヘッドの製造効率を低下させる。
【０００８】
本発明は、ヘッドスピードが遅いゴルファーが使用しても、打ち出し角度が高くなり、その結果として飛距離を増大させることができ、しかも製造も容易なゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のゴルフクラブヘッドは、少なくともフェース部、ソール部、サイド部及びクラウン部を有する金属製の中空のゴルフクラブヘッドにおいて、該クラウン部の両側縁及び後縁と、該フェース部の両側縁と、該サイド部とが一体のヘッド本体にて構成され、該クラウン部の両側縁及び後縁を除いたクラウン主部と、該フェース部の上縁とが一体のトッププレートにて構成され、該フェース部の両側縁及び上縁を除いたフェース主部がフェースプレートにて構成され、該ヘッド本体、トッププレート及びフェースプレートが結合されており、該トッププレートを構成する金属材料はヘッド本体及びフェースプレートの金属材料よりも縦弾性率が低いことを特徴とするものである。
【００１０】
かかる本発明のゴルフクラブヘッドにおいては、クラウン部の縦弾性率をソール部などの他の部材よりも小さくしており、これにより、インパクト時のボールの打ち出し角度を高くすることができる。この結果、ヘッドスピードの遅いゴルファーが使用しても打ち出し角が高くなり、飛距離を伸ばすことができる。
【００１１】
本発明では、フェース部の大部分はフェースプレートで構成されている。フェース部の上部近傍において、フェースプレートとトッププレートとが溶接等により結合されている。一般に溶接により金属材料は硬度が増大するが、トッププレートとフェースプレートとの溶接継目がフェース部の最頂縁（フェース部とクラウン部との凸各縁）よりも下位となっている。
【００１２】
そのため、トッププレートのフェース部最頂縁付近は溶接による硬化を受けず、ボールヒット時に薄肉のトッププレートよりなるクラウン部とフェース部最頂縁付近とが撓み易い。このため、ゴルフクラブヘッドが高反発特性を有し、飛距離が増大する。
【００１３】
また、本発明のゴルフクラブヘッドでは、クラウン主部からフェース部上縁が一体のトッププレートにて構成され、フェース主部が一体のフェースプレートにて構成されており、トッププレートとフェース部とを別々に製作できる。従って、フェースプレートをトッププレートよりも厚肉としても、両者はいずれも容易に製造することができる。
【００１４】
本発明では、該ヘッド本体は鋳造品であり、該トッププレートは鍛造又はプレス成形品であり、該フェースプレートは鋳造、鍛造又はプレス成形品であることが好ましい。このようにすれば、各部を構成する金属材料としてそれぞれ各部に好適な縦弾性率を有した金属材料を選択し、それぞれに好適な製造手法を採用することができる。
【００１５】
このヘッド本体は、トウ側、バック側、ヒール側が一連一体となっていてもよく、さらに２又は３個以上の部分に分けられて別体に成形されてもよい。
【００１６】
本発明のゴルフクラブヘッドでは、通常の場合、さらにホゼル部を有する。このホゼル部は、ヘッド本体と一体に成形されるのが好ましい。
【００１７】
本発明では、クラウン部を撓み易くするために、クラウン部の厚みを０．５〜１．２ｍｍとすることが好ましい。この場合、該ヘッド本体の厚みがトッププレートよりも０．２〜３．０ｍｍ大であり、該フェースプレートの厚みがトッププレートよりも１．０〜２．５ｍｍ大であることが好ましい。
【００１８】
本発明では、ゴルフクラブヘッドを形成する金属がチタン又はチタン合金であり、トッププレートの縦弾性率が１０５００ｋｇｆ／ｍｍ２（１０２．９×１０９Ｐａ）以下であり、ヘッド本体の縦弾性率が１１０００ｋｇｆ／ｍｍ２（１０７．８×１０９Ｐａ）以上であることが好ましい。また、トッププレートの縦弾性率とヘッド本体の縦弾性率との差は１０００〜３０００ｋｇｆ／ｍｍ２（９．８×１０９〜２９．４×１０９Ｐａ）であることが好ましい。
【００１９】
本発明は、特に２５０ｃｃ特に３００ｃｃとりわけ３５０ｃｃを超える体積を有した大型のゴルフクラブヘッドに適用するのに好適である。このゴルフクラブヘッドとしてはドライバーが例示される。ただし、本発明は、フェアウェーウッドや、ウッド型に類似したユーティリティゴルフクラブヘッド等にも適用可能である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１（ａ），（ｂ）は実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの斜視図と断面図、図２はこのゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
【００２１】
このゴルフクラブヘッド１Ａも、フェース部２と、クラウン部３と、ソール部４と、サイド部５と、ホゼル部６とを有する。このゴルフクラブヘッド１Ａは、ヘッド本体１０と、トッププレート２０と、フェースプレート３０とをレーザ溶接又はプラズマ溶接などの溶接により一体化したものである。なお、プラズマ溶接やレーザー溶接は、エネルギー密度が高く、ＴＩＧ溶接に比べ溶け込みが深く、精度良く、きれいに溶接できる。
【００２２】
図２に明示の通り、ヘッド本体１０は、ソール部４を形成する底面１１と、サイド部５を形成するトウ立面１２、バック立面１３及びヒール立面１４と、これら立面１２〜１４の上縁からクラウン部３に張り出すクラウンフランジ１５と、フェース部２においてトウ立面１２及びヒール立面１４からそれぞれ張り出すトウフランジ１６及びヒールフランジ１７とを有する。クラウン部３の中央からフェース部２の大部分にかけては開口１８となっている。このヘッド本体１０にホゼル部６が一体に設けられている。
【００２３】
トッププレート２０は、クラウン部３におけるトウ側及びヒール側の両側縁と後縁とを除いたクラウン主部を構成するクラウンプレート２１と、フェース部２の上縁（ただし、トウフランジ１６及びヒールフランジ１７を除いた部分）を構成するトップフランジ２２とを有している。クラウンプレート２１は、上方に向って凸に湾曲している。トップフランジは、該クラウンプレート２１の前縁から垂設されている。
【００２４】
フェースプレート３０は、フェース部２のうち各フランジ１６，１７，２２を除いた領域（フェース主部）を構成する。
【００２５】
このヘッド本体１０、トッププレート２０及びフェースプレート３０が溶接により一体化されることによりゴルフクラブヘッドとされる。ホゼル部６はソール部４にまで達するように設けられてもよく、サイド部４にまで達しないように設けられてもよい。溶接後は、必要に応じ各種の研磨、塗装等の仕上げ処理を施して製品ゴルフクラブヘッドとされる。
【００２６】
ヘッド本体１０は鋳造品であり、他のプレート２０，３０に比べて複雑な形状であっても容易に製造することができる。
【００２７】
トッププレート２０は、クラウンプレート２１からトップフランジ２２にかけて同一厚さである。このトッププレート２０は、鍛造又はプレス成形により成形されたものである。トッププレート２０が全体として均一厚さであり、またその形状が略Ｌ字形の比較的簡易なものであるため、鍛造又はプレス成形により容易に成形することができる。
【００２８】
フェースプレート３０は、鋳造、鍛造、プレス成形のいずれによっても成形することができる。フェースプレート３０には必要に応じ溝（スコアライン）が設けられる。
【００２９】
なお、トップフランジ１５のクラウン部中心方向への延出幅は６〜９ｍｍ特に７〜８ｍｍ程度が好ましい。
【００３０】
フェース部の上部においては、トウフランジ１６及びヒールフランジ１７の左右幅は上記トップフランジ１５の延出幅と同等であることが好ましい。
【００３１】
トウフランジ１６及びヒールフランジ１７の左右幅は、フェース部の下部にかけて同等であってもよいが、フェース部の下部に向って徐々に小さくなるのが好ましい。
【００３２】
トッププレート２０のクラウンプレート２１がクラウン部３において占める面積割合は６０〜９０％特に６５〜８５％程度が好ましい。
【００３３】
トップフランジ２２の上下幅は６〜９ｍｍ特に７〜８ｍｍ程度が好ましい。
【００３４】
フェース部２においてフェースプレート３０が占める面積割合は６０〜９０％特に７０〜８５％が好ましい。
【００３５】
トッププレート２０の厚さは０．５〜１．２ｍｍ特に０．７〜１．０ｍｍ程度が好ましい。ヘッド本体１０の厚さは０．６〜３．０ｍｍ特に０．８〜１．２ｍｍ程度が好ましい。フェースプレート３０の厚さは１．５〜３．７ｍｍ特に２．２〜３．０ｍｍ程度が好ましい。ヘッド本体１０はトッププレート２０よりも０．２〜３．０ｍｍ特に０．５〜２．５ｍｍ厚いことが好ましく、フェースプレート３０はトッププレート２０よりも１．０〜２．５ｍｍ特に１．３〜２．０ｍｍ厚いことが好ましい。
【００３６】
この実施の形態では、ヘッド本体１０、トッププレート２０及びフェースプレート３０はいずれもチタン又はチタン合金よりなる。トッププレート２０の縦弾性率は他の部分即ちヘッド本体１０及びフェースプレート３０のいずれの縦弾性率よりも低いものとなっている。
【００３７】
このようにクラウン部の大部分を占めるトッププレート２０の縦弾性率を低くしているため、インパクト時のボールの打ち出し角度が高い。そのため、ヘッドスピードが遅いゴルファーが使用しても、大きな飛距離を得ることが可能である。
【００３８】
なお、クラウン部とソール部との縦弾性率の差が１０００ｋｇｆ／ｍｍ２（９．８×１０９Ｐａ）以上とりわけ１５００ｋｇｆ／ｍｍ２（１４．７×１０９Ｐａ）以上あると、クラウン部がより撓み易くなり、より大きな飛距離を得ることが可能となる。なお、クラウン部の縦弾性率とソール部の縦弾性率との差は、過大であると打出し角は高くなるが、打球時のボールの反発力が低下し、飛距離が減少するため、通常は３０００ｋｇｆ／ｍｍ２（２９．４×１０９Ｐａ）以下とりわけ２６００ｋｇｆ／ｍｍ２（２４．５×１０９Ｐａ）以下であることが好ましい。
【００３９】
この実施の形態では、フェース部２の大部分はフェースプレート３０で構成され、その上縁部において、フェースプレート３０とトップフランジ２２とが溶接されている。一般に溶接により金属材料は硬度が増大するが、トップフランジ２２とフェースプレート３０との溶接継目がフェース部２の最頂縁（フェース部２とクラウン部３との凸各縁）よりも下位となっている。
【００４０】
そのため、クラウンプレート２０とフェース部最頂縁付近とは溶接による硬化を受けず、ボールヒット時に薄肉のクラウンプレート２０とフェース部最頂縁付近とが撓み易い。このため、ゴルフクラブヘッドが高反発特性を有し、飛距離が増大する。
【００４１】
このゴルフクラブヘッドを構成する金属材料について次に説明する。
【００４２】
トッププレート２０のチタン合金としては、縦弾性率が１０５００ｋｇｆ／ｍｍ２（１０２．９×１０９Ｐａ）以下のβ型チタン合金が好ましく、例えばＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌが例示される。
【００４３】
フェースプレート３０としては前述したβ型チタン合金や後述するα−β型チタン合金のどちらでも良い。
【００４４】
ヘッド本体１０としては、縦弾性率が１１０００ｋｇｆ／ｍｍ２（１０７．８×１０９Ｐａ）以上のα−β型チタン合金のＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、ほぼα型のチタン合金のＴｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖが例示されるが、縦弾性率がこの範囲であるように熱処理されたβ型チタン合金のＴｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４Ｚｒ、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌも用いることができる。
【００４５】
一般に、β型チタン合金は熱処理形態の相違により縦弾性率が変化する。次の表１に各種のチタン合金及び純チタンの処理形態と縦弾性率並びに当該チタン又はチタン合金の縦弾性率を示す。
【００４６】
【表１】
2004222792.tif 000003
【００４７】
なお、β型チタン合金の熱処理において、トッププレートに使用する材料について時効硬化処理を行わない様にすると弾性率が低く抑えられるので好ましい。ヘッド本体１０についても、β型チタン合金を使用して時効処理した状態で使用しても良い。
【００４８】
ゴルフクラブヘッドの各部の好ましい寸法について次に説明する。
【００４９】
本発明を適用するのに特に効果的なゴルフクラブヘッドは、クラウン部が撓み易い大型ゴルフクラブヘッドであり、具体的にはヘッド体積が２５０ｃｃ以上好ましくは、３００ｃｃ以上、より好ましくは３５０ｃｃ以上のゴルフクラブヘッドである。ただし、一般にゴルフクラブヘッドは、体積が大きくなるとそれに伴ってゴルフクラブヘッドの重量が増加する。この重量が過度に大きくなると、ゴルフクラブをスムーズに振ることが難しくなる。そのため、この重量の制約の点から、ヘッド体積は６００ｃｃ程度が限度と考えられる。本発明は、ロフト角が７°〜１５°のドライバーヘッドに適用するのに好ましい。
【００５０】
このゴルフクラブヘッドのフェースの高さが高い方が、フェース面の上方にボールが当たったときにロフト角が大きくなるので好ましい。具体的には、フェース最大高さは４５ｍｍ以上、特に５０ｍｍ以上、とりわけ５３ｍｍ以上が好ましい。ただし、フェースの高さが１００ｍｍ以上もあると、スイング時のフェース面の風圧抵抗が大きくなり過ぎ、好ましくない。
【００５１】
ドライバーヘッドとして使用する場合、クラブ長さは通常４３インチ〜５０インチ程度であるので、スイングバランスを考えると、１６５〜２０５ｇ程度のヘッド重量が好ましい。重すぎると、スイングバランスが重くなり、一般ゴルファーが振りきれなくなり、ヘッド重量が軽すぎると、ボールの反発が悪くなるおそれがある。
【００５２】
本発明では、図３（ａ），（ｂ）のように、フェースプレート３０の上縁から起立片３１を上方に立設させ、この起立片３１をトップフランジ２２の下縁の裏面に沿わせてもよい。このように構成した場合、フェース部２の上縁付近でボールをヒットしたテンプラショット時に、トップフランジ２２を起立片３１でバックアップすることができる。なお、起立片３１はトップフランジ２２に溶接等により結合されてもよく、単に当接されるだけでもよい。また、起立片とトップフランジ２２との間に若干（例えば０．３ｍｍ以下）の間隙が存在してもよい。
【００５３】
本発明では、ヘッド本体１０に、ソール部４からフェース部２の下縁を構成するボトムフランジ（図示略）を立設し、該ボトムフランジにフェースプレート３０を溶接してもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明のゴルフクラブヘッドによると、ヘッドスピードが遅いゴルファーが使用しても、打ち出し角度が高くなり、その結果として飛距離を増大させることができる。このゴルフクラブヘッドは、製造も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）図は実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの斜視図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２】実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
【図３】（ａ）図は別の実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの縦断面図、（ｂ）図は（ａ）図はＢ付近の拡大図である。
【図４】従来のゴルフクラブヘッドの斜視図である。
【符号の説明】
１，１Ａ  ゴルフクラブヘッド
２  フェース部
３  クラウン部
４  ソール部
５  サイド部
６  ホゼル部
１０  ヘッド本体
２０  トッププレート
３０  フェースプレート
【図１】
2004222792.tif 000004
【図２】
2004222792.tif 000005
【図３】
2004222792.tif 000006
【図４】
2004222792.tif 000007