(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェース部の少なくとも一部が、
ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、引張強度をｙ（単位：kgf ／mm2 ）としたとき、        ｙ≧０．００６ｘ＋６０
前記ヤング率をｘ、ビッカース硬さをｚ（単位：ＨＶ）としたとき、
ｚ≧（ｘ／６０）＋２００
の関係を満たす非晶質金属からなり、
かつ前記非晶質合金は、
一般式：ＭａＸｂ（ａ、ｂは原子％で６５≦ａ≦１００、０≦ｂ≦３５）
で示される組成で構成される（ここで、ＭはＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、F ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｂｅより選ばれる１種類以上の金属元素であり、ＸはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｍｄ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選ばれる１種類以上の金属元素からなる非晶質合金、
又は一般式：ＺｒｃＭｄＸｅ
（ｃ、ｄ、ｅは原子％で２０≦ｃ≦８０、２０≦ｄ≦８０、０≦ｅ≦３５、ただし、Ｚｒはジルコニウム、ＭはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、F ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｂｅより選ばれる１種類以上の金属元素であり、ＸはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｍｄ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選ばれる１種類以上の金属元素）からなるジルコニウム系の非晶質合金であって、
しかも非晶質相の体積ｖ１と全体の体積ｖとの比（ｖ１／ｖ）である非晶質率が５７％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２】
前記ａ、ｂは、９９≦ａ≦１００、０≦ｂ≦１であることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記ｃ、ｄ、ｅは、５０≦ｃ≦７５、２５≦ｄ≦５０、０≦ｅ≦１であることを特徴とする請求項１又は２記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
前記引張強度ｙ（単位：kgf ／mm2 ）は、１０５〜１７５（kgf／mm2 ）、しかも前記ヤング率ｘ（単位：kgf ／mm2 ）を５０００（kgf／mm2 ）以上かつ１００００（kgf／mm2 ）以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
前記ビッカース硬さｚ（単位：ＨＶ）を４００ＨＶ以上、かつ１０００ＨＶ以下としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の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、ゴルフボールを打撃するための金属製のゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
パーシモンが主体であったウッド型ゴルフクラブヘッドは、近年では金属材料、例えば炭素鋼、ステンレス、ジュラルミン、チタンなどを使用したものが主流となっている。このようなゴルフクラブヘッドは、パーシモンを使用したものに比べて、ヘッド体積やフェース面積を大きくでき、またヘッドの慣性モーメントを大きくして打球の方向性を安定させうる。さらに、ヘッドのスウィートエリアを大きくして、芯を外してボールを打撃した場合のボールの反発の低下を小さくすることができる。またゴルフクラブヘッドを大型化すると、アドレス時の安定感が良くなり、さらに長尺のシャフトが装着でき飛距離の増大をもたらす。
【０００３】
ところで、本件出願人は、ヘッドとゴルフボールとの反発性能を最大限に高めて飛距離を増大させるゴルフクラブヘッドとして、日本国特許第２１３０５１９号（特公平５−３３０７１号）を取得している。この特許には、ゴルフクラブヘッドのメカニカルインピーダンスの１次の極小値を示す周波数（以下、単に「ヘッドのインピーダンスの１次の振動数」ということがある。）をゴルフボールのメカニカルインピーダンスの１次の極小値を示す周波数（以下、単に「ボールのインピーダンスの１次の振動数」ということがあり、約６００〜１６００Hzとなる。）に近づけることにより、インパクトされたボールの打ち出し速度を最大限に高めるという理論（以下、「インピーダンスマッチング理論」ということがある。）が開示されている。
【０００４】
「メカニカルインピーダンス」とは、ある点に作用する力の大きさと、この力が作用した時の他の点の応答速度の大きさとの比として定義される。即ち、ある物体に外部から加えられる力をＦ、応答速度をＶとすると、メカニカルインピーダンスＺは、Ｚ＝Ｆ／Ｖで定義される。
【０００５】
ヘッドのインピーダンスの１次の振動数を下げるためには、ヘッドのフェ−ス面ないしフェース部の剛性を小さくする事が効果的である。例えば、フェース部の面積を大きくすること、フェース部の厚さを小さくすること、フェース部に低ヤング率の材料を使用すること、などが挙げられる。特にヘッドのフェース部に、低ヤング率の金属材料を用いると、ボールを打撃した時のフィーリング（打球感）がソフトになり、かつミスショット時でも手に伝わる衝撃が小さい利点があることも経験的に知られている。
【０００６】
しかしながら、ヤング率が低くても引張強度が小さい金属材料では、インパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保するのが困難となる。またフェース部の強度を得るためにフェース部の厚さを大きくすると、結果としてフェ−ス部の剛性を低下させる効果は小さく、ヘッドのインピーダンスの１次の振動数を下げることにも限界があった。
【０００７】
またヤング率が低くても表面硬度が小さい金属材料では、インパクト時のボールとの摩擦や、インパクト時のボールとの間で砂を噛むことなどにより、フェース部の表面が早期に摩耗したり傷付き易いなどの問題がある。
【０００８】
本発明では、インパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保しつつフェ−ス部の剛性を低下させることを基本として、前述のインピーダンスマッチング理論に基づき飛距離を増大しうるゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
【０００９】
また本発明では、インパクト時のボールとの摩擦や砂噛みなどによるフェース部の摩耗や傷つきを防止しうる硬度を確保しつつフェース部の剛性を低下させることを基本として、ソフトな打球感をうるとともに、インピーダンスマッチング理論に基づき飛距離を一層増大しうるゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、引張強度をｙ（単位：kgf ／mm2 ）としたときに、少なくともフェース部の一部が、
ｙ≧０．００６ｘ＋６０
前記ヤング率をｘ、ビッカース硬さをｚ（単位：ＨＶ）としたとき、
ｚ≧（ｘ／６０）＋２００
の関係を満たす非晶質金属からなる。
【００１１】
又請求項１に係る発明は、つ前記非晶質合金が、
一般式：ＭａＸｂ（ａ、ｂは原子％で６５≦ａ≦１００、０≦ｂ≦３５）
で示される組成で構成される（ここで、ＭはＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、F ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｂｅより選ばれる１種類以上の金属元素であり、ＸはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｍｄ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選ばれる１種類以上の金属元素からなる非晶質合金、
又は一般式：ＺｒｃＭｄＸｅ
（ｃ、ｄ、ｅは原子％で２０≦ｃ≦８０、２０≦ｄ≦８０、０≦ｅ≦３５、ただし、Ｚｒはジルコニウム、ＭはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、F ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｂｅより選ばれる１種類以上の金属元素であり、ＸはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｍｄ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選ばれる１種類以上の金属元素）からなるジルコニウム系の非晶質合金であって、
しかも非晶質相の体積ｖ１と全体の体積ｖとの比（ｖ１／ｖ）である非晶質率が７５％以上であることを特徴とする。
【００１２】
また請求項２記載の発明は、前記ａ、ｂは、９９≦ａ≦１００、０≦ｂ≦１であることを特徴とする
【００１３】
また請求１であることを特徴とする。項３記載の発明は、前記ｃ、ｄ、ｅは、５０≦ｃ≦７５、２５≦ｄ≦５０、０≦ｅ≦
【００１４】
また請求項４記載の発明は、
前記引張強度ｙ（単位：kgf ／mm2 ）は、１０５〜１７５（kgf／mm2 ）、しかも前記ヤング率ｘ（単位：kgf ／mm2 ）を５０００（kgf／mm2 ）以上かつ１００００（kgf／mm2 ）以下であることを特徴とする。
【００１５】
また請求項５記載の発明は、
前記ビッカース硬さｚ（単位：ＨＶ）を４００ＨＶ以上、かつ１０００ＨＶ以下としたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
図１〜図３には、本発明に係るゴルフクラブヘッドとして、金属材料で形成された中空のウッド型（メタルヘッド）のゴルフクラブヘッドを例示している。本例では前記ヘッドは、ヘッド本体１と、このヘッド本体１の前面に配されたフェース板２とから構成される。またゴルフクラブヘッドは、例えばヘッド体積を８０〜３６０cm3 、好ましくは２３０〜３６０cm3 とするのが望ましい。
【００１７】
前記ヘッド本体１は、ボールを打撃するためのフェース部６の周縁をなし前記フェース板２を装着しうるフェース取付部１ａと、このフェース取付部１ａに続くソール部７、クラウン部８、及びサイド部９などを具える。前記フェース取付部１ａは、本例では、図３に示すように前記フェース板２を装着する段差部３ａを有してヘッド内部へ貫通する嵌合用の開口３を形成したものを示している。
【００１８】
また前記フェース板２は、本例ではフェース部６の主要部をなし、前記嵌合用の孔部３に、例えば溶接、かしめ、接着剤などの接合方法により一体化され、前記フェース取付部１ａとともにフェース部６を構成しうる。なおフェース取付部１ａは、図４（Ａ）に示すように、前記段差部３ａを有しない開口３としても形成でき、また図４（Ｂ）に示すように、ヘッド内部に向けて広がるテーパ状をなしかつフェース板２の裏面を支持可能な嵌合用の凹部４としても形成しうる。この場合には、フェース板２も、略同じテーパ状に形成することが望ましい。
【００１９】
また発明者らの種々の実験の結果、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、引張強度をｙ（単位：kgf ／mm2 ）としたときに、フェース部６の一部が
ｙ≧０．００６ｘ＋６０
の関係を満たす金属材料から形成されることが望ましいことが判った。
【００２０】
本実施形態では、フェース部６の一部として前記フェース板２がこのような金属材料で形成されているものを例示している。このため、前記フェース部６の一部（本例ではフェース部６の主要部をなすフェース板２）は、インパクト時の衝撃に耐える引張強度を確保しつつ、そのヤング率を低く保つことが可能になる。したがって、このゴルフクラブヘッドは、ヘッドのインピーダンスの１次の振動数を下げることができ、前記インピーダンスマッチング理論によって打球の飛距離を向上させることが可能であり、またインパクト時の衝撃を低下させ、ソフトな打球感を提供する。
【００２１】
さらに、このゴルフクラブヘッドは、ヤング率を低くしつつ、その引張強度を高く維持することが可能であるため、フェース部６又はフェース板２の厚さを薄くしてヘッドの軽量化が可能になる。また例えばフェース板２の厚さを薄くした分だけヘッドのバネ定数が低下し、ヘッドのインピーダンスの１次の振動数をさらに下げることが可能になる。
【００２２】
また本例において、前記フェース板２の厚さは、ほぼ均一なものが示されている。その厚さは、例えば１〜４mm、より好ましくは１〜３mmとするのが望ましい。前記フェース板２の厚さが、１mm未満であると強度が低下する傾向があり、逆に４mmを越えるとヘッドの軽量化や前記ヘッドのインピーダンスの１次の振動数を低下させる効果が小さくなる傾向がある。
【００２３】
ところで、ゴルフボールのインピーダンスの１次の振動数は、約６００〜１６００Hzの範囲にあり、一般の２ピースボールの場合には約１０００〜１２００Hzとなる。これに対して、従来のステンレス製のウッド型ヘッドのインピーダンスの１次の振動数は、約１８００〜２５００Hz、チタン製のウッド型ヘッドでは約１４００〜２０００Hz程度である。本実施形態のゴルフクラブヘッドでは、ヘッドのインピーダンスの１次の振動数を、従来のヘッドに比べて小さくし、ゴルフボールのインピーダンスの１次の振動数に近似させることもまた一致させることも可能である。
【００２４】
例えば、本実施形態では、ヘッドのインピーダンスの１次の振動数を１３００Hz未満とすることができた。これは、２ピースボールのそれにほぼ一致する値である。これにより、本実施形態のゴルフクラブヘッドでは、インパクト時のボールの打ち出し速度が最大限に高められ、飛距離を増加させる。また、好ましくは、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、引張強度をｙ（単位：kgf ／mm2 ）としたときに、少なくともフェース部６の一部を、
ｙ≧０．００６ｘ＋６３
の関係を満足する金属材料にて構成することや、さらに好ましくは、
ｙ≧０．００６ｘ＋１００
の関係を満足する金属材料にて構成することも望ましい。
【００２５】
なお、例えばフェース板２の金属材料が、
ｙ＜０．００６ｘ＋６０
であると、引張強度とヤング率のバランスが悪くなり、インパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保しつつフェ−ス部の剛性を低下させることが困難になる。また本実施形態において、前記フェース板２の金属材料の引張強度は、フェース板２の厚さを著しく増大させない程度に維持することが望ましく、例えば８０kgf ／mm2以上、好ましくは１０５kgf ／mm2 以上、さらに好ましくは１３０kgf ／mm2 以上とするのが望ましい。なお引張強度の上限は、前記いずれかの下限値との組み合わせにおいても製造上の問題などから４００kgf ／mm2 以下、好ましくは、実施例の表１に示すように１７５kgf ／mm2 以下と規定することもできる。
【００２６】
また本実施形態において、前記フェース板２の金属材料のヤング率は、必要な剛性を得るために例えば３０００kgf ／mm2 以上、好ましくは５０００kgf ／mm2 以上とするのが望ましい。ただし、ヤング率が大きすぎると、フェース部６の剛性が大きくなる傾向があるため、その上限値は、前記いずれかの下限値との組み合わせにおいて２５０００kgf ／mm2 以下、好ましくは２００００kgf ／mm2 以下、さらに好ましくは１６０００kgf ／mm2 以下、より好ましくは１２０００kgf ／mm2 以下、さらに好ましくは１００００kgf ／mm2 以下とすることが望ましい。
【００２７】
このように、インパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保しつつフェ−ス部の剛性を低下させる。次に、インパクト時のボールとの摩擦や、砂を噛むことによるフェース部の表面の摩耗や傷つきを防止しうる実施形態について説明する。
【００２８】
図１〜３、あるいは図４（Ａ）、（Ｂ）に示した形状のゴルフクラブヘッドにおいて、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、ビッカース硬さをｚ（単位：ＨＶ）としたときに、少なくともフェース部の表面の一部が、
ｚ≧（ｘ／６０）＋２００
の関係を満たす金属材料から構成されることが望ましいことを突き止めた。例えば、前記フェース板２をこのような金属材料で形成することにより、フェース部６の表面の一部を、ｚ≧（ｘ／６０）＋２００を充たす金属材料にて構成できる。なお本例ではフェース板２の表面には、他の金属、樹脂、木材等の表面層は設けずこれを露出するように構成している。
【００２９】
また金属材料のビッカース硬さは、対面角が１３６度のダイヤモンド正四角錐圧子を用い、試験面にくぼみをつけたときの試験荷重と、くぼみの表面積とから求めた硬さであり、詳細はＪＩＳなどに規定されており、本発明では試験荷重を３０kgf とする。この実施形態ではフェース板２は、ビッカース硬さを大きく確保してインパクト時のボールとの摩擦や砂噛みなどによるフェース部６の摩耗や傷つきを防止できる。また、前記フェース板の金属材料は、上述のようなヤング率ｘとビッカース硬さｚとの関係を具えるため、大きなビッカース硬さを確保しつつヤング率を低く維持することが可能である。
【００３０】
したがって、この実施形態のゴルフクラブヘッドも、ヘッドのインピーダンスの１次の振動数を下げることができ、インピーダンスマッチング理論によって打球の飛距離を向上させることが可能である。またフェース部の表面の一部が、ヤング率が低いためにインパクト時の衝撃が低下し、ソフトな打球感を提供する。
【００３１】
なお本実施形態において、前記フェイス板２が、
ｚ＜（ｘ／６０）＋２００
の金属材料であると、ソフトな打球感、飛距離の増大、フェース部６の耐久性という３つの性能を同時に満足させることができなくなる。また、フェース板２については、ヤング率を低くしつつ、ビッカース硬さを大きく維持することが可能になるため、フェース部６（フェース板２）の厚さを薄くすることも可能である。従って、ヘッドの軽量化を図ることができ、かつ、フェース板２の厚さを薄くした分だけヘッドのバネ定数が低下するため、これらの相乗作用によってさらにヘッドのインピーダンスの１次の振動数を下げうる。
【００３２】
ここで、前記フェース板２のビッカース硬さの好ましい範囲としては、２５０ＨＶ以上、好ましくは３００ＨＶ以上。より好ましくは３７０ＨＶ以上、さらに好ましくは４００ＨＶ以上とすれば、非常に優れた耐傷性が得られて理想的である。またその上限は、前記いずれかの下限値との組み合わせにおいても製造上の問題などから１０００ＨＶ以下と規定することもできる。これによって、フェース部６の表面の傷つきをより好適に防止することができる。
【００３３】
また、好ましくは、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、ビッカース硬さをｚ（単位：ＨＶ）としたときに、少なくともフェース部６の表面の一部を、
ｚ≧（ｘ／６０）＋２５０
を満足する金属材料にて構成するのが望ましい。またこの実施形態においても、前記フェース板２のヤング率は、必要な剛性を得るために例えば３０００kgf ／mm2 以上、好ましくは５０００kgf ／mm2 以上とするのが望ましい。ただし、ヤング率が大きすぎると、フェース部６の剛性が大きくなる傾向があるため、その上限値は、前記いずれかの下限値との組み合わせにおいても２５０００kgf ／mm2 以下、好ましくは２００００kgf ／mm2 以下、さらに好ましくは１６０００kgf ／mm2 以下、より好ましくは１２０００kgf ／mm2 以下、さらに好ましくは１００００kgf ／mm2 以下とすることが望ましい。
【００３４】
このようなフェース板２を形成する金属材料は非晶質（アモルファス）金属からなる。非晶質金属とは、原子の配列が広い範囲に亘って規則的ではないものをいい、現在では主として各種合金の材料を高温にて溶融した溶融合金を、結晶核が生成及び成長しないよう急速に冷却して固形化することにより製造される。本実施形態では、非晶質の度合い、すなわち非晶質相の体積ｖ１と全体の体積ｖとの比（ｖ１／ｖ）である非晶質率が５０％以上の非晶質金属を好ましく使用する。本発明においては、後記するごとく非晶質率が５７％の非晶質金属を用いる。
【００３５】
非晶質金属は、
一般式：ＭａＸｂ（ａ、ｂは原子％で６５≦ａ≦１００、０≦ｂ≦３５）
で示される組成で構成される。
ここで、ＭはＺｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、F ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｂｅより選ばれる１種類以上の金属元素であり、ＸはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｍｄ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選ばれる１種類以上の金属元素からなる。また好ましくは、前記ａ、ｂは、
９９≦ａ≦１００  ０≦ｂ≦１
とするのが望ましい。
【００３６】
このような非晶質金属は、高い引張強度、高いビッカース硬さ、低いヤング率とを同時に具えるため、本発明のゴルフクラブヘッドに適した金属材料となる。またこの非晶質金属としては、ジルコニウム系の非晶質合金が特に好ましく採用できる。このジルコニウム系非晶質合金は、より高い引張強度と、低いヤング率とを有する。また製造時の冷却速度を比較的小さくでき、鋳型に溶融金属を流し込んで冷却して塊状ないし板状のものが比較的容易に成形できる点でも実用的で好ましい。
【００３７】
ジルコニウム系の非晶質合金は、
一般式：ＺｒｃＭｄＸｅ
（ｃ、ｄ、ｅは原子％で２０≦ｃ≦８０、２０≦ｄ≦８０、０≦ｅ≦３５）
で示される組成で構成される。
ただし、Ｚｒはジルコニウム、ＭはＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、F ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ｂｅより選ばれる１種類以上の金属元素であり、ＸはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｍｄ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａから選ばれる１種類以上の金属元素からなる。
【００３８】
また前記ｃ、ｄ、ｅは、好ましくは、
３５≦ｃ≦７５  ２５≦ｄ≦６５  ０≦ｅ≦３０
であり、さらに好ましくは、
３５≦ｃ≦７５  ２５≦ｄ≦６５  ０≦ｅ≦１
より好ましくは
５０≦ｃ≦７５  ２５≦ｄ≦５０  ０≦ｅ≦１
とするのが望ましい。また前記ＭはＡｌ、Ｃｕ、Ｎｉが特に好ましく、ＸはＨｆが好ましい。特に、このようなジルコニウム系非晶質合金としては、
ＺｒｃＡｌd1Ｃｕd2Ｎｉd3Ｈｆｅ
が好ましい（なおｄ１＋ｄ２＋ｄ３＝ｄとする。またｃ＋ｄ＋ｅ＝１００とする）。
【００３９】
また本発明において非晶質金属は、前記非晶質率が５７％以上とする。好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％とするのが望ましい。このような非晶質率は、金属材料のサンプルのカット断面を鏡面研磨及びエッヂング処理を施した後に光学顕微鏡で観察し、非晶質部分の面積を測定することによって特定されうる。また非晶質率は、非晶質金属の合金組成や、非晶質金属を製造する際に溶融合金を冷却する冷却温度、さらには非晶質金属を製造する際の周囲の気体中の酸素濃度などを変えることによって調節することができる。とりわけ、前記冷却速度を大きくするほど、また周囲の気体中の酸素濃度を低くするほど非晶質率を高めることができる。
【００４０】
本実施形態に関しては、種々の方法で設計変更が可能である。例えば、フェース板の厚さに関して、中央部を厚くし、その周辺部を外方へ向かって次第に薄く構成することもできる。この場合、フェース板２の強度を低下させずにヘッドのインピーダンスの１次の振動数をより一層小さくすることが可能である。また、この逆にフェース板２の厚さを、中央部を薄くし、その周辺部を外方へ向かって次第に厚く構成することもできる。この場合には、フェース板２とこれを取り付けるフェース取付部１ａとの接合部分の強度が向上するため好ましい。
【００４１】
また前記ヘッド本体１については、本発明の非晶質金属の他に、例えばチタン、チタン合金、ステンレス鋼等の従来と同様の金属材料で構成する場合を説明する。また図５に示すように、フェース部６、ソール部７、クラウン部８及びサイド部９をなすヘッド全てを、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、引張強度をｙ（単位：kgf ／mm2 ）としたときに、
ｙ≧０．００６ｘ＋６０
の関係を満足する金属材料、又はビッカース硬さをｚ（単位：ＨＶ）としたときに、
ｚ≧（ｘ／６０）＋２００
の関係を満たす金属材料を用いることができる。この場合には、衝撃耐久性、打球感がより一層良好となり、ヘッドのインピーダンスの１次の振動数をより一層小さくすることができる。
【００４２】
図６、図７には、本発明の他の実施形態として、金属製のアイアン型クラブヘッドを示している。本例では、ヘッドは、ヘッド本体１０１と、該ヘッド本体１０１のフェース部１０４側に嵌着されるフェース面インサート板１０２とから構成されるものを示す。このフェース面インサート板１０２は、フェース部１０４の主要部をなし、主としてその表面によりボールを打撃する。また、フェース面インサート板１０２は、本例ではほぼ均一の厚さで形成されるとともに、ヘッド本体１のフェース部１０４側に形成された嵌合用凹部１０３に嵌合されて接着剤や溶接、かしめ、圧入等にて固着されているものを示す。このため、フェース面インサート板１０２の裏面全体が、ヘッド本体１に密着又は当接しているので、フェース部１０４の耐久性が高くなる。
【００４３】
そして、例えばこのようなフェース面インサート板１０２に、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、引張強度をｙ（単位：kgf ／mm2 ）としたときに、
ｙ≧０．００６ｘ＋６０
の関係を満たす金属材料、又は、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、ビッカース硬さをｚ（単位：ＨＶ）としたときに、
ｚ≧（ｘ／６０）＋２００
の関係を満たす金属材料を用いて、前記と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
本発明は、フェース板２ないしフェース面インサート板１０２を、ヤング率をｘ（単位：kgf ／mm2 ）、引張強度をｙ（単位：kgf ／mm2 ）、ビッカース硬さをｚ（単位：ＨＶ）としたときに、
ｙ≧０．００６ｘ＋６０
ｚ≧（ｘ／６０）＋２００
を同時に満足させる金属材料を用いる。インピーダンスマッチング理論に基づいて、ボールの飛距離を向上すると同時に、インパクト時の衝撃に耐えうる強度と、表面に傷が付きにくい非常に耐久性の高いフェースを有するさらに好ましいゴルフクラブヘッドが得られる。本発明は、ヘッドの種類としては、特にウッド型、アイアン型が好ましいが、パター型とすることもできる。
【００４５】
【実施例】
＜第１具体例＞
フェース部の一部に、合金組成を種々変更したジルコニウム系非晶質合金（Ｚｒ−Ａｌ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｈｆ、又はＺｒ−Ａｌ−Ｃｕ−Ｎｉ）を使用してウッド型のゴルフクラブヘッド（実施例１〜６）を製造し、そのゴルフクラブヘッドを使用して、ヘッド速度、ボール速度、反発係数、キャリー、トータル飛距離、ヘッドのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数、打球感等について調べ、その結果を表１に示した。なお、比較例１、２としてチタン製のウッド型中空ヘッドとステンレス製のウッド型中空ヘッドを製造し、性能を比較した。
なおヘッド速度、ボール速度、反発係数、キャリー及びトータル飛距離は、スウィングロボットによる打撃試験により測定した。またヘッドのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数の測定には、前記日本国特許に示されているのと同様な加振機、加速度ピックアップ、パワーユニット、ダイナミック・シグナルアナライザなどを使用した加振測定法を用いた。また打球感は、２０名のゴルファーが実際に打撃して評価し、衝撃の少なさ（ソフトな打ち心地が得られるか）を基準に、１〜５点の５段階の官能評価を行い、その平均値をとった。
【００４６】
【表１】
0003961788.tif 000002
【００４７】
表１から明らかなように、比較例１、２のゴルフクラブヘッドのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数は１４５０Hzと１９８０Hzであるのに対し、実施例１〜６は、全て１２９０Hz以下に抑えられている。これにより、実施例１〜６のゴルフクラブヘッドはヘッドのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数を従来のヘッドよりも小さくでき、２ピースボールのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数（約１０００〜１２００Hz）に近似していることが確認された。なおフェース板に用いた金属材料の引張強度は、２００kgf ／mm2 以下のものが例示されている。また、反発係数、キャリー、トータル飛距離とも、実施例１〜６の方が比較例１、２よりも大きくなっていることがわかる。さらに打球感についても、実施例１〜６の方が比較例１、２よりも優れている（ソフトである）。
【００４８】
これらの実施例では、フェース板（非晶質金属部）の厚さが、引張強度が大きいものほど小さく設定されている。この厚さの減少分が、さらにフェース部としてのバネ定数を低下させ、反発係数、キャリー、トータル飛距離の増大と打球感の向上が得られたと考えられる。また、図８は、金属材料のヤング率ｘと引張強度ｙとの関係を示している。前記実施例１〜６、比較例１、２のフェース板に用いられた金属材料を図８にプロットした。また、ジュラルミン、マグネシウム合金、スーパーハイテンのデータについても併せてプロットした。
【００４９】
図８において、直線１０はｙ＝０．００６ｘ＋６０を示すグラフ線、直線１１はｙ＝０．００６ｘ＋６３を示すグラフ線、直線１２はｙ＝０．００６ｘ＋１００を示すグラフ線である。なおｙ≧０．００６ｘ＋６０を満足する領域を斜線にて示している。実施例１〜６で使用した金属材料は、ｙ≧０．００６ｘ＋６０を満足するが、比較例１、２で使用した金属材料やびジュラルミン、マグネシウム合金、スーパーハイテンなどはｙ＜０．００６ｘ＋６０であることがわかる。
【００５０】
＜第２具体例＞
次に、本発明の他の具体例として、ヤング率とビッカース硬さとの関係について調べた。図６及び図７に示したものと同様のアイアン型のヘッド（実施例７〜９）と、図１〜図３に示したものと同様のウッド型のヘッド（実施例１０〜１２）を製造した。また、フェース面インサート板、フェース板の材質を、ステンレス、チタン、ジュラルミンとしたアイアン型ヘッド（比較例４〜６）とウッド型ヘッド（比較例７〜９）を製造した。そして、それらのヘッドについては、主としてフェース部の表面の耐傷性と、打球感のソフトさについてテストを行った。なおフェース部の表面の耐傷性は、スウィングロボットにて地面に置いたゴルフボールを僅かに砂が介在するよう打撃して、フェース部表面についた傷の量を調べたものである。また、打球感のソフトさは２０名のゴルファーにてフィーリング評価を行い、その平均をとったものである。またビッカース硬さの測定荷重は３０kgf である。テストの結果を表２、表３に示す。
【００５１】
【表２】
0003961788.tif 000003
【００５２】
【表３】
0003961788.tif 000004
【００５３】
表２及び表３から明らかなように、実施例７〜９及び実施例１０〜１２のゴルフクラブヘッドは、フェース部の表面が傷つき難く（傷つきが少ない又は極めて少ない）、かつ打球感がソフト（良又はきわめて良）である。そして、フェース面の傷つきとソフトフィーリング性能の少なくとも一方は、「きわめて良い」という結果となっている。また例えば実施例７は、比較例３、４と同程度のビッカース硬さ（同程度の耐傷性）であるが、ヤング率については非常に低くなっている。従って、この実施例のゴルフクラブヘッドは、飛距離を増大し、打球時のフィーリングがソフトでありながら、砂、石等による傷つきが少なく、耐摩耗性に優れていることがわかる。
【００５４】
また、図９は、金属材料のヤング率ｘとビッカース硬さｚの関係を示し、実施例７〜９及び比較例３〜８のフェース板の金属材料と、マグネシウム、及び、スーパーハイテンのそれぞれのデータをプロットしたものである。図において直線１６はｚ＝（ｘ／６０）＋２００を示し、直線１７はｚ＝（ｘ／６０）＋２５０を示す。また、ｚ≧（ｘ／６０）＋２００の関係を満足する領域を斜線にて示す。同図から明らかなように、実施例７〜１２は、ｚ≧（ｘ／６０）＋２００の関係を満たしている。
【００５５】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載のゴルフクラブヘッドによれば、またフェース部には非晶質金属を用いているため、高引張強度と低ヤング率の両立を容易に達成することができ、フェース部の一部を、インパクト時の衝撃に耐える引張強度を維持しつつ剛性を小さくできる。したがって、ヘッドのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数を従来のゴルフクラブヘッドよりも小さくできる。例えば、ゴルフクラブヘッドのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数を、ゴルフボールのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数により近似した値とすることができる。従って、飛距離が伸びる。また、打球時の打ち心地をソフトとすることができる。さらに、ゴルフクラブヘッドは、フェース部の厚さを小さくすることが可能であり、さらに軽量化を図りうる。またフェース部の厚さを小さくした場合には、その分だけフェース部のバネ定数が低下し、さらにメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数を低くすることが可能である。
【００５６】
また請求項に係る発明では、フェース部に適した金属材料として非晶質金属を用いており、高引張強度と低ヤング率の両立を容易に達成することができ、しかもフェース部の一部を、インパクト時の摩擦やインパクト時の砂噛みに耐える表面硬さを維持しつつその剛性を小さくすることができる。したがって、ヘッドの耐久性、耐傷性を維持しつつメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数を従来のゴルフクラブヘッドよりも小さくできる。例えば、ゴルフクラブヘッドのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数を、ゴルフボールのメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数により近似した値とすることができる。従って、飛距離が伸びる。また、打球時の打ち心地をソフトとすることができる。さらに、ゴルフクラブヘッドは、フェース部の厚さを小さくすることが可能であり、さらに軽量化を図りうる。またフェース部の厚さを小さくした場合には、その分だけフェース部のバネ定数が低下し、さらにメカニカルインピーダンスの１次の極小値の周波数を低くすることが可能である。
【００５７】
又請求項３の発明において前記ａ、ｂを、９９≦ａ≦１００、０≦ｂ≦１であることを特徴とし、これにより本発明のゴルフクラブヘッドに適した非晶質合金材となる。
【００５８】
又請求項４に係る発明は、前記ｃ、ｄ、ｅを、５０≦ｃ≦７５、２５≦ｄ≦５０、０≦ｅ≦１であることを特徴とし、これにより本発明のゴルフクラブヘッドに適した非晶質合金材となる。
【００５９】
【図面の簡単な説明】
【図１】ウッド型のゴルフクラブヘッドの実施の一形態を示す正面図である。
【図２】その側面図である。
【図３】図２の断面図である。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）はフェース板の取付構造が異なる他の実施形態のヘッドの断面図である。
【図５】さらに別の実施の形態を示すヘッドの断面図である。
【図６】アイアン型のゴルフクラブヘッドの実施の一形態を示す正面図である。
【図７】その断面図である。
【図８】ヤング率と引張強度の関係を示すグラフである。
【図９】ヤング率とビッカース硬さの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ゴルフクラブヘッド
２  フェース板
【図１】
0003961788.tif 000005
【図２】
0003961788.tif 000006
【図３】
0003961788.tif 000007
【図４】
0003961788.tif 000008
【図５】
0003961788.tif 000009
【図６】
0003961788.tif 000010
【図７】
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【図８】
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【図９】
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