(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、アッパーパーツ１０とロワーパーツ２０と、ホゼル部３０と、フェース部４０とを溶接して一体化したものである。アッパーパーツ１０は、クラウン部１１と、上サイド部１２と、ホゼル部取付用の空所１３とを有する。ロワーパーツ２０は、ソール部２１と、下サイド部２２とを有する。このゴルフクラブヘッドを構成する各部分はチタン又はチタン合金よりなる。アッパーパーツ１０の縦弾性率はロワーパーツ２０及びホゼル部４０のいずれの縦弾性率よりも低いものとなっている。【選択図】図２
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【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、
該クラウン部と、サイド部の少なくとも上部とを構成する金属材料が最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、前記クラウン部と、サイド部の少なくとも上部とが他の部分と別体でプレス成形され、該他の部分に対し接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３】
請求項１又は２において、前記クラウン部及びサイド部の少なくとも上部の厚みが、０．５〜１．２ｍｍ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、クラウン部及びサイド部の少なくとも上部の縦弾性率が１０５００ｋｇｆ／ｍｍ２以下であり、ソール部の縦弾性率が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５】
請求項４において、クラウン部及びサイド部の少なくとも上部の縦弾性率とソール部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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、中空のウッド型のゴルフクラブヘッドは、ボールをヒットするためのフェース部と、ゴルフクラブヘッドの上面部を構成するクラウン部と、ゴルフクラブヘッドの底面部を構成するソール部と、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と、ホゼル部とを有している。このゴルフクラブヘッドのホゼル部にシャフトが挿入され、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】
中空の金属製ゴルフクラブヘッド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。
【０００５】
本出願人は、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るゴルフクラブヘッドとして、クラウン部を構成する金属材料を最も縦弾性率が低くしたことを特徴とするものを特開２００３−７９７６８号公報にて提案している。
【０００６】
同号公報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。
【０００７】
図３は同号公報のゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
【０００８】
このゴルフクラブヘッド１は、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。このサイド部５は、トウ側からバック側及びヒール側ですべて一体となっている。また、この実施の形態では、サイド部５とホゼル部６とが一体に鋳造により成形されている。フェース部２、クラウン部３及びソール部４は、いずれも別々に成形されている。
【０００９】
このフェース部２、クラウン部３、ソール部４及びホゼル部付きサイド部５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。
【００１０】
このゴルフクラブヘッドを構成する各部分はチタン又はチタン合金よりなる。クラウン部３の縦弾性率は他の部分即ちフェース部２、ソール部４、サイド部５及びホゼル部６のいずれの縦弾性率よりも低いものとなっている。
【００１１】
このようにクラウン部３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。
【特許文献１】特開２００３−７９７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記特開２００３−７９７６８号公報のゴルフクラブヘッドよりもさらに打ち出し角を高くすることが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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、該クラウン部と、サイド部の少なくとも上部とを構成する金属材料が最も縦弾性率が低いことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のゴルフクラブヘッドによれば、クラウン部及び少なくともサイド部の上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。
【００１５】
本発明のゴルフクラブヘッドは、少なくともクラウン部及びサイド部の少なくとも上部が他の部分と別体でプレス成形され、該他の部分に対し溶接等によって接合されていることが好ましい。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することができる。
【００１６】
クラウン部及びサイド部の少なくとも上部を撓み易くするために、クラウン部及びサイド部の少なくとも上部の厚みを０．５〜１．２ｍｍとすることが好ましい。
【００１７】
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、クラウン部及びサイド部の少なくとも上部の縦弾性率が１０５００ｋｇｆ／ｍｍ２（１０２．９×１０９Ｐａ）以下であり、ソール部の縦弾性率が１１０００ｋｇｆ／ｍｍ２（１０７．８×１０９Ｐａ）以上であることが好ましい。また、クラウン部及びサイド部の少なくとも上部の縦弾性率とソール部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。
【００１８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。
【００２０】
図１（ａ）はこのゴルフクラブヘッド１Ａの斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、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は、アッパーパーツ１０とロワーパーツ２０と、ホゼル部３０と、フェース部４０とを溶接して一体化したものである。アッパーパーツ１０は、クラウン部１１と、上サイド部１２と、ホゼル部取付用の空所１３とを有する。ロワーパーツ２０は、ソール部２１と、下サイド部２２とを有する。
【００２２】
これらのアッパーパーツ１０及びロワーパーツ２０は、それぞれ鋳造、鍛造あるいはプレス成形によって製造される。鋳造等を行い易くするために、クラウン部１１と上サイド部１２との交叉角度θは９０°よりも大（例えば９１°〜１２０°）とされている。
【００２３】
上サイド部１２は、ゴルフクラブヘッド１Ａのサイド部の上半分を占めるものであり、下サイド部２２は、ゴルフクラブヘッド１Ａのサイド部の下半分を占めるものである。この上サイド部１２と下サイド部２２とが突き合わされて溶接される。
【００２４】
アッパーパーツ１０に対しホゼル部３０が溶接される。このホゼル部３０は、略鐘形状のスカート部３１と、該スカート部３１から上方に突出するカラムアッパー３２と、スカート部３１から下方に延出するカラムロワー３３とを有する。このスカート部３１の周縁部がアッパーパーツ１０に溶接される。なお、フェース部４０の上縁の一部に対してもスカート部３１の周縁部が溶接される。
【００２５】
カラムアッパー３２とカラムロワー３３とは一連一体の同軸の筒状のものであり、スカート部３１に溶接により固着されている。カラムロワー３３の内周面のうち下端近傍には、下側が小径となる段部３３ａが設けられている。シャフト（図示略）がこの段部３３ａに突き当るまでホゼル部３０内に差し込まれ、接着剤で固定される。ホゼル部３０はソール部２１にまで達するように設けられてもよく、ソール部２１にまで達しないように設けられてもよい。
【００２６】
アッパーパーツ１０、ロワーパーツ２０、ホゼル部３０及びフェース部４０を溶接した後は、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。
【００２７】
このゴルフクラブヘッドを構成する各部分はチタン又はチタン合金よりなる。アッパーパーツ１０の縦弾性率はロワーパーツ２０及びホゼル部４０のいずれの縦弾性率よりも低いものとなっている。
【００２８】
このようにクラウン部１１及び上サイド部１２を構成するアッパーパーツ１０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。特に、上サイド部１２も縦弾性率が低いので、特開２００３−７９７６８号のゴルフクラブヘッドに比べてもボールの打ち出し角度が高いものとなる。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。
【００２９】
なお、アッパーパーツ１０とソール部を構成するロワーパーツ２０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、クラウン部及び上サイド部１２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、クラウン部及び上サイド部１２の縦弾性率とソール部２１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。
【００３０】
この実施の形態では、サイド部は上側がアッパーパーツ１０によって構成され、下側がロワーパーツ２０によって構成されているが、サイド部全体がアッパーパーツ１０によって構成されてもよい。また、この実施の形態では、サイド部５とホゼル部６とが別体となっているが、一体に成形されてもよい。
【００３１】
縦弾性率の低いチタン合金を用いたクラウン部及び上サイド部の肉厚を下サイド部やソール部に比べ薄くすると、ゴルフクラブヘッドは低重心となる。その為、更に撓みやすくなり、かつ低重心化によりボールが高く上がり易くなる。また、ソール部にクラウン部に使用している材料より、比重の大きいウェイト材を配置しても良い。例えば、タングステン合金（比重１０〜１９）等が挙げられる。クラウン部の肉厚がサイド部やソール部と同等の厚さとした場合にも、クラウン部は、縦弾性係数が低く撓みやすくなると共に、引っ張り強度等機械的性質が改善され、繰り返し変形にも強くなる。
【００３２】
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。アッパーパーツ１０及びロワーパーツ２０はチタン合金製とされることが好ましく、ホゼル部３０は純チタン又はチタン合金製とされることが好ましい。
【００３３】
アッパーパーツ１０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。アッパーパーツ１０はロワーパーツ２０より低弾性のアモルファス合金であってもよい。
【００３４】
フェース部４０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。
【００３５】
ロワーパーツ２０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（ｎｅａｒ  α）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。
【００３６】
ホゼル部の構成材料としては、純チタン又はα−β型チタン合金のＴｉ−３Ａｌ−２Ｖや、これにさらにイオウ及び希土類元素を加えて切削性を改善したチタン合金が例示される。
【００３７】
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好ましい使用部を示す。
【００３８】
【表１】
2005211438.tif 000003
【００３９】
なお、β型チタン合金の熱処理において、アッパーパーツ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。つまり、他のヘッド本体は、例えば同じβ型のチタン合金を使用して、先に時効硬化をしておき、その後アッパーパーツに時効硬化をしていないβ型のチタン合金を溶接する。このアッパーパーツに溶接するβ型チタン合金は焼き鈍し処理若しくは溶体化処理されていることが好ましい。アッパーパーツ同様にロワーパーツも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。
【００４０】
ゴルフクラブヘッドのクラウン部１１及び上サイド部１２の肉厚は、撓み易くするために、１．２ｍｍ以下特に１．０ｍｍ以下であることが好ましい。なお、強度を確保するために、クラウン部１１及び上サイド部１２の肉厚は０．５ｍｍ以上特に０．７ｍｍ以上であることが好ましい。このクラウン部１１及び上サイド部１２は、直接にボールが当る訳ではないので、フェース部４０の半分以下の厚みで足りる。
【００４１】
ホゼル部については、必要な強度を確保できる範囲で肉厚が小さい方が好ましい。特に、ゴルフクラブヘッドの内部に配置されるホゼル部分の厚みを薄くすると、余分な重量を削減でき、フェース面の中心近くに重心点を位置させるように設計し易くなるので、好ましい。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
本発明においては、具体的には、フェース部に高強度なＴｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ｓｎを用い、２．５ｍｍ板材をプレス成形して作成する。アッパーパーツにはＴｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌを使用し、１．０ｍｍの板材をプレス成形して作成する。ロワーパーツは、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖのチタニウム合金を用い鋳造にて成形し、ソール部の厚さを１．５ｍｍ、サイド部の厚みを１．２ｍｍとする。これらを溶接により中空のゴルフクラブヘッドとする。
【００４６】
本発明においては、ソール部にフェース側からバック側に向かってリブ又は屈曲部を形成してもよい。この構成のゴルフクラブヘッドは、ソール部の変形が小さいものとなる。
【実施例】
【００４７】
［実施例１〜３］
図２に示す通りの形状の各部分を製造し、これらを溶接により接合して体積３５０ｃｃのドライバー用ゴルフクラブヘッドを製造した。アッパーパーツ１０及びロワーパーツ２０はいずれもチタン合金板のプレス成形により製造し、ホゼル部３０はチタン合金の棒状体を切削加工し、シャフトを接着する部分を穿孔して製作した。
【００４８】
なお、各部分の肉厚は次の通りである。  
フェース部：２．５  ｍｍ（均一）
クラウン部：１．０  ｍｍ（均一）
ソール部  ：１．１５ｍｍ（均一）
上サイド部：１．０ｍｍ
下サイド部：１．１５ｍｍ
【００４９】
各部分の材料とその縦弾性率を表２に示す。
【００５０】
［比較例１〜３］
図３に示すパーツ構成のものを表２に示す材料にてプレス成形（ホゼル部を除く）し、ゴルフクラブヘッドを製造した。各部分の肉厚は実施例１〜３と同じとした。
【００５１】
表２の通り、フェース部には、反発性能の良い冷間圧延加工を施したＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌを用い、他の部材について、それぞれ弾性率の異なるチタン合金を用いてゴルフクラブヘッドを作成している。
【００５２】
アッパーパーツを構成するＴｉ−２２Ｖ−４Ａｌの非熱処理材は、プレス成形したままの状態のものであり、低弾性である。フェース面は、直接ボールが当たるので、熱処理を行い、溶体化、時効処理等が必要であるが、クラウン部及びサイド部はボールが直接当たらないので、熱処理を行う必要がない。
【００５３】
このゴルフクラブヘッドに４５インチ（１１４ｃｍ）のカーボンシャフトを装着してゴルフクラブを製作した。このゴルフクラブヘッドのスイングロボット（ヘッドスピード４３ｍ／ｓｅｃ）での試打評価結果を表３に示す。また、スイングロボット（ヘッドスピード３９ｍ／ｓｅｃ）での試打評価結果を表４に示し、人による試打評価結果を表５に示す。
【００５４】
［比較例４］
クラウン部、ソール部及びサイド部をすべてフェース部を同じチタン合金としたこと以外は実施例１と同様にしてゴルフクラブを製作し、同様にして評価を行った。結果を表３に示す。
【００５５】
【表２】
2005211438.tif 000004
【００５６】
【表３】
2005211438.tif 000005
【００５７】
【表４】
2005211438.tif 000006
【００５８】
【表５】
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【００５９】
表３〜５の通り、クラウン部、ソール部及びサイド部をすべて同一種類のチタン合金としたゴルフクラブヘッド（比較例４）に比べ、比較例１〜３は、０．４〜０．５°ほど打ち出し角が高い。また、実施例１〜３は比較例１〜３に比べ、さらに打ち出し角が高い。
【００６０】
今回の評価では、クラウン部の肉厚を１．０ｍｍとしたが、もっと薄肉にすることにより打ち出し角度はさらに高くなり、また、より低弾性のチタン合金例えば、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５ＺｒやＴｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌを用いることによっても打ち出し角度が高くなることが認められた。
【００６１】
本試験終了後、入念に探傷したが、亀裂や永久変形は全く見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】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】従来のゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ  ゴルフクラブヘッド
１０  アッパーパーツ
１１  クラウン部
１２  上サイド部
２０  ロワーパーツ
２１  ソール部
２２  下サイド部
３０  ホゼル部
４０  フェース部
【図１】
2005211438.tif 000008
【図２】
2005211438.tif 000009
【図３】
2005211438.tif 000010