(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールを打球するフェース面を有するフェース部材と、このフェース部材を固着しかつシャフトが装着されるネック部を一体に具えしかもロストワックス精密鋳造法によって一体成形されるヘッド本体とからなる２ピース構造のゴルフクラブヘッドであって、
前記フェース部材は、前記フェース面を形成する基部と、この基部の裏面からヘッド後方にのびる延長部とを有する椀状をなし、
前記延長部は、クラウン部の一部を形成するクラウン部側の延長部と、ソール部の一部を形成するソール部側の延長部と、サイド部のトウ側部分の一部を形成するトウ側の延長部と、前記サイド部５のヒール側部分の一部を形成するヒール側の延長部とを含むとともに、
前記クラウン部側の延長部は前記ヘッド本体の前記ネック部が嵌まり合う凹部を具え、
かつ規定のライ角、フェース角で水平面に載置した基準状態において、前記フェース面の垂直方向の最大長さであるフェース高さが４０〜６０mm、かつ前記フェース面の水平方向の最大長さであるフェース巾が７０〜１１０mmであり、
しかも前記基部は、前記フェース高さ及びフェース巾の各中間位置が交差するフェース中心を含みかつ厚さが２．５〜２．９mmである中央厚肉部と、この中央厚肉部を囲む環状をなしかつ厚さが１．９〜２．３mmである周辺薄肉部とを含むとともに、
前記フェース中心を通る垂直断面において、前記中央厚肉部の長さが１０〜３０mmかつ前記周辺薄肉部の長さが基部の端縁から３〜１０mmであり、
しかも前記フェース中心を通る水平断面において、前記中央厚肉部の長さが３０〜６０mmかつ前記周辺薄肉部の長さが基部の端縁から３〜２０mm、
しかも前記フェース部材が、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ−２Ｆｅからなり、かつ８００〜８８０℃の温度で熱間鍛造された後、０〜１００℃の温度範囲の雰囲気中で冷却された熱間鍛造品からなることにより前記基部と延長部とが一体に構成されるとともに、
前記冷却された熱間鍛造品を、再び８００〜８８０℃の温度で熱間鍛造を行いかつ０〜１００℃の温度範囲の雰囲気中で冷却する２サイクル加工を行うことを特徴とするウッド型ゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記中央厚肉部の厚さが２．６〜２．８mmかつ前記周辺薄肉部の厚さが１．９〜２．１mmからなるとともに、
前記垂直断面において、中央厚肉部の長さが１０〜２４mmかつ周辺薄肉部の長さが基部の端縁から５〜１０mmであ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】
前記水平断面において、中央厚肉部の長さが４０〜６０mmかつ周辺薄肉部の長さが基部の端縁から５〜２０mmであることを特徴とする請求項１又は２に記載のウッド型ゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
反発係数が０．８４０以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のウッド型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、耐久性を損ねることなく反発性能を向上しうるウッド型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】
従来、ウッド型ゴルフクラブヘッドにおいて、打球の飛距離を増大させるために、ボールとの衝突時の反発性能を高めることが提案されている。具体的には、フェース部の材料を改良する方法、或いはフェース部の各部の厚さを設計する方法など（より具体的にはフェース部を薄くすること）が知られている。
【０００３】
ところが、フェース部の厚さを均一に薄くすると、フェース部そのものの強度が低下し耐久性能が著しく悪化するという問題がある。このような不具合を改善するために、ボールが頻繁に衝突するフェース部の中央領域を厚くし、ボールとの衝突機会が少ない周辺領域を薄くすることによって、強度の低下を招くことなく高い反発性能を発揮させることが例えば特許第３０６４９０５号等により提案されている。
【０００４】
しかしながら、従来の提案では、いずれも具体的なフェース部の厚さ、形状等について詳細な示唆が無い。また発明者らは、鋭意研究の結果、フェース部材の材料及びその加工工程を見直すことによって、さらにヘッドの反発性能と耐久性とをバランス良く向上しうることを見出した。
【０００５】
以上のように、本発明は、フェース部の形状、厚さ等を具体的に限定することを基本として、耐久性を損ねることなく反発性能を向上しうるウッド型ゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
【０００６】
【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、ボールを打球するフェース面を有するフェース部材と、このフェース部材を固着しかつシャフトが装着されるネック部を一体に具えしかもロストワックス精密鋳造法によって一体成形されるヘッド本体とからなる２ピース構造のゴルフクラブヘッドであって、
前記フェース部材は、前記フェース面を形成する基部と、この基部の裏面からヘッド後方にのびる延長部とを有する椀状をなし、
前記延長部は、クラウン部の一部を形成するクラウン部側の延長部と、ソール部の一部を形成するソール部側の延長部と、サイド部のトウ側部分の一部を形成するトウ側の延長部と、前記サイド部５のヒール側部分の一部を形成するヒール側の延長部とを含むとともに、
前記クラウン部側の延長部は前記ヘッド本体の前記ネック部が嵌まり合う凹部を具え、
かつ規定のライ角、フェース角で水平面に載置した基準状態において、前記フェース面の垂直方向の最大長さであるフェース高さが４０〜６０mm、かつ前記フェース面の水平方向の最大長さであるフェース巾が７０〜１１０mmであり、
しかも前記基部は、前記フェース高さ及びフェース巾の各中間位置が交差するフェース中心を含みかつ厚さが２．５〜２．９mmである中央厚肉部と、この中央厚肉部を囲む環状をなしかつ厚さが１．９〜２．３mmである周辺薄肉部とを含むとともに、
前記フェース中心を通る垂直断面において、前記中央厚肉部の長さが１０〜３０mmかつ前記周辺薄肉部の長さが基部の端縁から３〜１０mmであり、
しかも前記フェース中心を通る水平断面において、前記中央厚肉部の長さが３０〜６０mmかつ前記周辺薄肉部の長さが基部の端縁から３〜２０mm、
しかも前記フェース部材が、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ−２Ｆｅからなり、かつ８００〜８８０℃の温度で熱間鍛造された後、０〜１００℃の温度範囲の雰囲気中で冷却された熱間鍛造品からなることにより前記基部と延長部とが一体に構成されるとともに、
前記冷却された熱間鍛造品を、再び８００〜８８０℃の温度で熱間鍛造を行いかつ０〜１００℃の温度範囲の雰囲気中で冷却する２サイクル加工を行うことを特徴とするウッド型ゴルフクラブヘッドである。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記中央厚肉部の厚さが２．６〜２．８mmかつ前記周辺薄肉部の厚さが１．９〜２．１mmからなるとともに、前記垂直断面において、中央厚肉部の長さが１０〜２４mmかつ周辺薄肉部の長さがフェース部裏面の端縁から５〜１０mmであることを特徴とし、かつ請求項３記載の発明は、前記水平断面において、中央厚肉部の長さが４０〜６０mmかつ周辺薄肉部の長さが基部の端縁から５〜２０mmであることを特徴とする。
【０００８】
また請求項４記載の発明は、反発係数が０．８４０以上であることを特徴とする。
【０００９】
なお前記「反発係数」は、Ｕ．Ｓ．Ｇ．Ａ．の Procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999) に基づき測定するものとする。
【００１０】
具体的にはゴルフボールをボール発射装置を用いて発射し、台座上に固着することなく載置されたヘッドのフェース部のスイートスポットに衝突させ、ゴルフボールの衝突直前の入射速度Ｖｉと跳ね返り速度Ｖｏとを測定する。そして、ゴルフボールの入射速度をＶｉ、跳ね返り速度をＶｏ、ヘッド質量をＭ、ゴルフボールの平均質量をｍとした場合に、次式により反発係数ｅを算定した。
（Ｖｏ／Ｖｉ）＝（ｅＭ−ｍ）／（Ｍ＋ｍ）
なおゴルフボールの発射口からフェース部までの距離は５５インチとし、ボールがヘッドのスイートスポットの位置から５mm以上離れない位置でかつフェース面に対して直角に衝突させる。またゴルフボールはタイトリスト社製のピナクルゴールドを使用し、ボール初速は１６０フィート±０．５フィートに設定する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の実施形態に係るウッド型ゴルフクラブヘッドの斜視図、図２はその分解斜視図、図３は基準状態の正面図、図４はその平面図をそれぞれ例示している。
【００１２】
図において、ウッド型ゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」ということがある。）１は、ボールを打撃するフェース面Ｆを表面とするフェース部２と、前記フェース面Ｆの上縁Ｅａに連なりかつヘッド上面をなすクラウン部３と、前記フェース面Ｆの下縁Ｅｂに連なりヘッド底面をなすソール部４と、前記クラウン部３とソール部４との間をフェース面のトウ側縁Ｅｃからヒール側縁Ｅｄまでのびヘッド側面を形成するサイド部５と、図示しないシャフトが装着されるネック部６とを具えたものが例示される。またヘッド１は、金属材料からなりかつ内部に中空部ｉを有する中空形状をなしている。
【００１３】
本実施形態のヘッド１は、図２に分解して示すように、前記フェース面Ｆを有するフェース部材１Ａと、このフェース部材１Ａと本例では溶接により固着されて該ヘッド１を形成するヘッド本体１Ｂとからなり、この２つのパーツを接合することにより構成されるいわゆる２ピース構造を有する。このような２ピース構造のヘッド１は、３ピース構造のものに比して溶接箇所を減じ作業工程を削減し生産性を向上しうる他、ヘッドの諸寸法や諸角度のバラツキなどを抑制するのにも役立つため、精度の良いヘッドを提供できる。
【００１４】
前記ヘッド本体１Ｂは、例えばクラウン部３の主要部をなすクラウン基体部１４と、ソール部４の主要部をなすソール基体部１５と、前記クラウン基体部１４とソール基体部１５との間を継ぎかつヘッド周囲をなすサイド基体部１６と、前記ネック部６とを一体に具えるとともに、前面に前記フェース部材１Ａが配される開口部Ｏを有するものが示される。開口部Ｏには、例えば前記フェース部材１２を隙間を介して仮保持可能な爪片１７などを適宜設け、両部材を溶接する際の作業性を向上しうる。なおネック部６は、筒状体を具えることにより円形のシャフト差込孔６ａが内部に形成され、ヘッド１を規定のライ角に傾ける際にはこのシャフト差込孔６ａの軸中心線ＣＬを基準としうる。
【００１５】
またヘッド本体１Ｂは、例えばアルミニウム合金、チタン、チタン合金、ステンレスなどの各種の金属材料により形成することができる。本例ではα＋β型チタン合金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖが採用され、ロストワックス精密鋳造法によって前記各部を一体成形している。このため、ソール基体部１５に対してネック部６を精度良く成形することができ、ライ角などのバラツキを減じ精度を向上するのに役立つ。
【００１６】
前記フェース部材１Ａは、本例では、前記フェース面Ｆを形成する基部７と、この基部の裏面からヘッド後方（バックフェース側）にのびる延長部９とを一体に具えて構成されている。延長部９は、例えばフェース面Ｆの周縁Ｅ（前記上縁Ｅａ、下縁Ｅｂ、トウ側縁Ｅｃ及びヒール側縁Ｅｄを含めて周縁Ｅと称する。）から例えば７〜３０mm程度の水平方向の長さＤを有して終端している。
【００１７】
前記基部７は、本例では前記フェース面２の実質的に全域を形成する好ましい態様をしている。また前記延長部９は、クラウン部３の一部を形成するクラウン部側の延長部９ａと、ソール部４の一部を形成するソール部側の延長部９ｂと、サイド部５のトウ側部分の一部を形成するトウ側の延長部９ｃと、前記サイド部５のヒール側部分の一部を形成するヒール側の延長部９ｄとを含む。基部７と延長部９とは、溶接等により接合されているのではなく、熱間鍛造品からなり一体に構成されている。これにより、フェース部材１Ａは、略お椀状に形成されたものを示す。なお図２から自明のように，前記クラウン部側の延長部９ａには、前記フェース部材１Ａのネック部側部分が凹状に切り欠かれており、この凹部にヘッド本体１Ｂに設けたネック部６が嵌まり合う。即ち、前記ヘッド本体１Ｂがシャフトが装着されるネック部６を一体に具えるとともに、フェース部材１Ａは、このネック部６が嵌まり合う凹部を具える。
【００１８】
このようなヘッド１は、フェース面Ｆの周縁Ｅに溶接にて継ぎ合わされた溶接部が形成されない。溶接がフェース面Ｆの周縁Ｅで行われると、作業性が悪いばかりか、ヘッド１の中空部ｉ側には研磨し得ない溶接ビード（図示省略）が残存し、その部分の厚さを増すことによる高剛性化によって、ヘッド１の反発性能を低下させる傾向がある。ヘッド１では、前記延長部９を設けたことにより、フェース部材１Ａとヘッド本体部１Ｂとの溶接部をフェース面Ｆの周縁Ｅからヘッド後方へと遠ざけることができる。従って、これによりヘッドの反発性能の低下を抑制できる。
【００１９】
上記の観点より、特に好ましくは、延長部９の前記長さＤを８mm以上、さらに好ましくは１０mm以上とするのが望ましい。他方、前記延長部９の長さＤが大きすぎると、例えば鍛造、プレス等の塑性加工によってフェース部材１２を成形するのが困難となり、生産性を低下させる傾向がある。かかる観点より、延長部９の前記長さＤは３０mm以下、特に好ましくは、前記下限値のいずれかとの組み合わせにおいて、２５mm以下、さらに好ましくは２０mm以下とするのが望ましい。
【００２０】
またヘッド１は、図３、図４に示す如く、規定のライ角β、フェース角δとして水平面ＨＰに載置した基準状態において、フェース面Ｆの垂直方向の最大長さであるフェース高さｈが４０〜６０mm、かつ前記フェース面Ｆの水平方向の最大長さであるフェース巾Ｗが７０〜１１０mmに設定されている。
【００２１】
ヘッド１には予め、ライ角β、フック角δが定められる。本明細書では、ヘッド１の基準状態を、ライ角、フェース角に設定する。ヘッド１をライ角βに設定する際は、図４の如く前記シャフト差込孔６ａの軸中心線ＣＬを垂直面ＶＰ１内に配し水平面ＨＰに対してライ角βで傾けるものとする。またフェース角δは、このライ角βを設定した後、シャフト差込孔６ａの軸中心線ＣＬ周りにヘッド１を回転させフェース面の面積重心ＦＧを通る水平な接線Ｎがフェース角δとなるように合わせる。またフェース巾は、図４のように、前記垂直面ＶＰ１と直角方向の長さとして測定する。
【００２２】
前記フェース巾Ｗが７０mm未満であると、ボール衝突時のたわみ量が小さくなり十分な反発性能が得られない。逆に１１０mmを超えると、たわみ量が大きくなり、反発性能は向上するが、フェース面Ｆの周縁部への負担が大きくなり耐久性能が低下するという不具合がある。より好ましくはフェース巾Ｗを９０〜１０５mmとすることが望ましい。またフェース高さｈが４０mm未満であると、フェース巾と同様にたわみ量が小さくなるため十分な反発性能が得られない。逆に６０mmを超えると、反発性能は向上させ得るが、耐久性能が低下するという不具合がある。より好ましくは前記フェース高さｈを４５〜５５mmとすることが望ましい。
【００２３】
また前記フェース巾Ｗ、フェース高さｈは、いずれもフェース面Ｆの周縁Ｅを基準として測定される。該周縁Ｅは、実質的に稜線で特定しうる場合にはその稜線とするが、稜線が明瞭でない部分については、図５（Ａ）に示す如く、前記スイートスポット点ＳＳを通るフェース面Ｆに対する接線（図５（Ａ）では、ＡないしＤの４本のみを例示）Ｒを引くとともに、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、この各接線Ｒに対して４５゜の角度でヘッド後方へと広がる傾斜線Ｕを引き、この傾斜線Ｕとヘッド表面とが交わる交点を連続して求めて特定することもできる。なお符号Ｇはヘッド重心、同Ｋは該ヘッド重心Ｇからフェース面Ｆに引いた法線であり、この法線Ｋとフェース面Ｆとの交点をスイートスポット点ＳＳとして表示している。
【００２４】
またフェース面Ｆは、前記フェース高さｈ、フェース巾Ｗの規定を満たしつつ、その表面積を３０００〜５５００mm2 、より好ましくは３５００〜５０００mm2 とするのが望ましい。前記表面積が３０００mm2 未満又は５５００mm2 よりも大になると、フェース面の形状がいびつ化し、反発性能と耐久性能とをバランス良く向上させることが困難な傾向がある。
【００２５】
また前記基部７は、図３に示す如く、前記フェース高さｈ及びフェース巾Ｗの各中間位置Ｐ３、Ｐ２が交差するフェース中心ＦＣを含みかつ厚さＴｃが２．５〜２．９mmである中央厚肉部７ａと、この中央厚肉部７ａを囲む環状をなしかつ厚さＴｅが１．９〜２．３mmである周辺薄肉部７ｂとを含んでいる。そして図３、図６に示すように、前記フェース中心ＦＣを通る垂直断面ＶＰ２において、前記中央厚肉部７ａの長さＬｃ１が１０〜３０mmかつ前記周辺薄肉部７ｂの長さＬｅ１が基部７の端縁７ｅから３〜１０mmであり、しかも図７に示す如く、前記フェース中心ＦＣを通る水平断面ＨＰ２において、前記中央厚肉部７ａの長さＬｃ２が３０〜６０mmかつ前記周辺薄肉部７ｂの長さＬｅ２が基部７の端縁７ｅから３〜２０mmに設定されている。なお図８には、前記垂直断面における基部７の厚さを示すグラフであって、横軸にフェース中心ＦＣを基準とした高さ方向の位置、縦軸に基部の厚さが示される。同様に図９には、前記水平断面における基部の厚さを示すグラフを示している。
【００２６】
本発明では、フェース面Ｆの大きさを上述の如く限定するとともに、この限定されたフェース面Ｆの形状を基に種々実験を試みその中で反発性能と耐久性とをよりバランス良く向上しうる最適な厚さ分布を見出したものである。即ち前記中央厚肉部７ａは、頻繁にボールと衝突を繰り返す部分であるため、十分な強度を維持する必要があり、このためにも所定の厚さ及び所定の領域を具えていることが重要となる。他方、中央厚肉部７ａの厚さが大きすぎてもまたこの中央厚肉部７ａが占める領域が大きすぎても反発性能の悪化を招き、打球の飛距離を向上することが困難となる。
【００２７】
そこで、本発明では中央厚肉部７ａの厚さＴｃ１を２．５〜２．９mmとするが、より好ましくは２．６〜２．８mmに設定することが望ましい。２．５mm未満では耐久性能が不足し、２．９mmを超えると反発性能が悪化するためである。本例の中央厚肉部７ａは実質的に一定の厚さで形成されたものを示すが、前記数値範囲で厚さを変化させることもできる。なお基部７の厚さを測定する場合、フェース溝のない部分で行うこととする。
【００２８】
また中央厚肉部７ａは、本例では図３に示すように、フェース面Ｆの形状に沿った横長楕円状をなしており、前記垂直断面において１０〜３０mmの長さＬｃ１を有することが必要であり、また前記水平断面においては３０〜６０mmの長さＬｃ２を有することが必要である。中央厚肉部７ａの前記長さＬｃ１が１０mm未満、又は前記長さＬｃ２が３０mm未満であると、基部７の強度が得られ難く満足のゆく耐久性能が得られない傾向があり、逆に前記長さＬｃ１が３０mmよも大、又は前記長さＬｃ２が６０mmよりも大であると、基部の剛性が大となって反発性能の向上が実現できない。好ましくは前記長さＬｃ１を１０〜２４mm、さらに好ましくは１４〜２４mmとするのが望ましい。また好ましくは前記長さＬｃ２を４０〜６０mmとするのが望ましい。なお特に限定はされないが、前記中央厚肉部７ａの前記長さＬｃ１、Ｌｃ２の比（Ｌｃ１／Ｌｃ２）は、０．２５〜０．６０、より好ましくは０．３５〜０．５０程度とするのが望ましい。
【００２９】
また周辺薄肉部７ｂは、ボールと直接衝突する機会は少ないため中央厚肉部７ａよりも薄肉化でき、しかも薄肉化によって打球時に基部７を十分に撓ませ反発性能を向上させる働きをする。このような観点より、周辺薄肉部７ｂは、厚さＴｅを１．９〜２．３mmに設定することが必要であるが、より好適には１．９〜２．１mmに設定されるのが望ましい。１．９mm未満では反発性能には優れるものの耐久性能が悪化し、逆に２．３mmを超えると、この周辺薄肉部７ｂが撓みにくくなり、反発性能の向上が期待できない。本例ではこの周辺薄肉部７ｂを実質的に一定の厚さで形成したものを例示しているが、前記数値範囲で変化するようにも構成できる。
【００３０】
また周辺薄肉部７ｂは厚さが小であるため、その面積を大とすると耐久性を損ねやすく、逆に小さすぎても打球時にヘッドを十分に撓ませることが困難となり反発性能の向上を図ることが困難となる。このような観点より、前記垂直断面において周辺薄肉部７ｂの長さＬｅ１を基部７の端縁７ｅから３〜１０mm（端縁７ｅからの長さが３〜１０mmを意味しており、以下同趣旨である。）とし、しかも前記水平断面において、周辺薄肉部７ｂの長さＬｅ２を基部７の端縁７ｅから３〜２０mmに設定する。
【００３１】
周辺薄肉部７ｂの前記長さＬｅ１又はＬｅ２が３mm未満の場合、いずれも基部７の撓み量が減少し反発性能の向上が期待できず、逆に前記長さＬｅ１が１０mmよりも大の場合、又は前記長さＬｅ２が２０mmよりも大の場合、基部７の耐久性能が低下する傾向がある。より好ましくは周辺薄肉部７ｂの前記長さＬｅ１を５〜１０mmとするのが望ましい。また周辺薄肉部７ｂの前記長さＬｅ２は、より好ましくは５〜２０mm、さらに好ましくは１０〜２０mmとするのが望ましい。
【００３２】
また前記周辺薄肉部７ｂの前記長さＬｅ１においては、クラウン部側とソール部側とで同一としても良く、また違えることもできる。一般にクラウン部側は、ソール部側に比べて剛性が低い。従って、前記周辺薄肉部７ｂの長さＬｅ１をクラウン部側とソール部側とで違えることによって、剛性をコントロールすることができ、打撃時のフェース部の変形をよりバランス良く向上することができる。
【００３３】
同様に周辺薄肉部７ｂの前記長さＬｅ２においては、トウ側とヒール側とで同一としても良く、また違えることもできる。一般にトウ側はヒール側に比べて剛性が低い。従って周辺薄肉部７ｂの前記長さＬｅ２をトウ側とヒール側とで違えることによって、剛性をコントロールすることができ、打撃時のフェース部の変形をよりバランス良く向上することができる。
【００３４】
なお前記各断面における基部７の端縁７ｅは、図１１に拡大して示す如く、ヘッド１の中空部ｉ側を向く内面における基部７と延長部９（図１１ではクラウン部側の延長部９ａ）との交わり部において、延長部９側の端点Ｘ１と基部側の端点Ｘ２との間を滑らかに継ぐ継ぎ円弧Ｒの前記端点Ｘ２として定義する。
【００３５】
なお基部７は、前記中央厚肉部７ａと前記周辺薄肉部７ｂとの間に、フェース面Ｆの周縁Ｅに向かって厚さが滑らかにかつ連続的に漸減する環状の厚さ変化部７ｃを含む。このように、中央厚肉部７ａと周辺薄肉部７ｂとの間の厚さを滑らかに変化させることによって、剛性段差が生じるのを防ぎ打球時の応力集中を抑制し、さらにフェース部２の耐久性を向上しうる。なお図１０には、参考として基部７の厚さの変化を示す等高線図を示している。なお各部の厚さは重み付けした最小自乗法による近似処理を行ったものである。
【００３６】
以上のような構成を具えたヘッドは、フェース部２の厚さを種々限定したことにより、耐久性能を損ねることなく反発性能を高め、打球の飛距離を向上することができる。より具体的には、反発係数が０．８３０以上、より好適には０．８４０以上、さらに好ましくは０．８６０〜０．８７０程度まで高めることができる。
【００３７】
また発明者らは、さらなる研究を重ねたところ、前記フェース部材１Ａについて特定の加工法を採用することによって前記効果をより高めうることを見出した。具体的には、前記フェース部材１Ａに、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ−２Ｆｅのチタン合金からなり、かつ８００〜８８０℃の温度で熱間鍛造された後、室温にて冷却された熱間鍛造品を用いることが有効であることを見出した。
【００３８】
このような熱間鍛造品からなるフェース部材１Ａは、鋳造品に比べて結晶構造が緻密化し、強度を高める他、表面硬さを増すことができる。これはフェース面の耐久性能を悪化させる主な原因である微細なクラック等の初期割れを発生し難くし、これによって耐久性能を大幅に向上できる。
【００３９】
チタン合金として、α＋β型のチタン合金の１種であるＴｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ−２Ｆｅを採用したのは、この材料が本発明の目的に最も合致するためである。即ち、α型チタン、例えば、純チタンを採用した場合には、引張強度が小さく打球時の衝撃力に耐えるフェース部材１Ａを形成するのが困難となる。またβ型チタンを採用した場合、本例の如く延長部９を一体に有する複雑な形状のフェース部材１Ａを鍛造成形する場合、比較的高い温度で一定時間保持した後、加工しなければならない場合が多く、この場合、結晶粒の粗大化、針状化が生じて強度やじん性、疲労強度が低下しやすくなるという不具合がある。なおα＋β型チタン合金としては、例えばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（６−４チタン）、Ｔｉ−３Ａｌ−２．５Ｖ等も挙げられるが、前者は一般に加工性が悪く、複雑な形状のフェース部材１Ａを鍛造成形する場合、９００℃以上に加熱する必要があり、加工時のコストが高くなるとともに、表面酸化も促進され易く、この酸化層により疲労亀裂が生じ易いなど好ましくなく、後者のものは加工性はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖより向上するものの、材料そのものの絶対強度が不足するため好ましくない。
【００４０】
また、前記熱間鍛造の温度は、鍛造時の材料自体の温度を意味する。またこの熱間鍛造時の温度が８００℃よりも低くなると、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ−２Ｆｅの塑性加工性が低下するため金型等の疲労が大きく生産性が悪化しやすい。逆に熱間鍛造時の温度が８８０℃よりも高くなると、鍛造時の表面酸化が著しくなって耐久性が低下する。また前記チタン合金のβ変態点が約８９０℃であるから、これよりも高い温度で加工すると、結晶組織が全てβ相に変態し、その後、冷却によってβ結晶内に針状のα結晶が析出する。β結晶は初析α結晶の５０倍以上の大きさであるため、亀裂が伝播し易くなる他、疲労特性が悪化したり、材料の硬さが過度に上昇し、脆くかつ割れやすくなるなどフェース部材１Ａの強度不足を招き易く本発明の意図する目的が達成できない。このような観点より、前記熱間鍛造時の温度は、より好ましくは８００〜８５０℃、さらに好ましくは８２０〜８３０℃とするのが望ましい。
【００４１】
なお熱間鍛造では、例えば板材、丸棒などの塊状の前記チタン合金材料を前記温度に加熱しかつハンマーやプレス型で打撃ないし加圧してフェース部材１Ａを得る。このように鍛造により加工されたフェース部材１Ａは、前記の如く鋳造に比して緻密な結晶構造が得られ、材料の強度を向上させうる点で好ましく、かつ材料に大きな塑性変形を伴わせることができるため、かかる大きな塑性変形を利用してコ字状ないし略お椀状のフェース部材１Ａを容易に成形することが可能になる。特に前記チタン合金を前記温度に加熱して加工する熱間鍛造の場合には、材料の延性がより向上しさらに加工性を高めるのに役立つ。また鍛造における成形法は、例えば自由鍛、型鍛造（開放型、密閉型、或いは半密閉型を含む）、高速鍛造又は等温鍛造など各種のものを含み、素材に圧縮塑性変形を生じさせるものであれば適宜のものが採用できる。好ましくは、鍛造によって得られた素形材の表面に酸化膜（スケール）が生じにくい密閉型型鍛造法を用いるのが望ましい。
【００４２】
またフェース部材１Ａは、上記熱間鍛造により成形された後、室温にて冷却する必要がある。室温とは、０〜１００℃の温度範囲、より好ましくは１０〜５０℃を意味し、熱間鍛造後、フェース部材１Ａを処理炉から取り出し、前記温度雰囲気中で空冷（自然放置）する。なお熱間鍛造は、高温の処理炉内で行われ、従来では炉内に放置し徐冷していたが、この方法では材料が高温で保持されている時間が大となるため、時効効果が大きく材料硬さが大となって打球フィーリングを悪化させやすいなど好ましくない。また、水冷などの急冷も考えられるが、この方法では熱間鍛造時の残留応力が大きくなり、溶接時に歪が生じやすく形状が安定しないという不具合がある。なお空冷中に表面酸化を防止する適宜の手段を施すことも好ましい。
【００４３】
また、本発明においては、上記温度で熱間鍛造を行い、しかる後、室温にて空冷するとともに、冷却後、再び８００〜８８０℃の温度で熱間鍛造を行いかつ室温による自然冷却を行うこと、即ち２サイクルの加工を行う。複雑な形状、肉厚を精度良く加工するためには、このような２サイクルにて加工する方が、寸法精度がより向上しうる。また量産性を考慮した場合、形状や肉厚のコントロールによる良劣は、鍛造加工後の後工程での工数に影響するが、２サイクルではこの後工程での工数を削減でき、結果的に加工時間の短縮、精度向上につながる点で好ましい。
【００４４】
以上本発明の実施形態について説明したが、クラウン部側の延長部９ａとソール部側の延長部９ｂとで長さを違えることもできる。
【００４５】
【実施例】
本発明の効果を確認するために表１の仕様によりのウッド型ゴルフクラブヘッド（＃１：ドライバー）を試作し、各種のテストを行った。フェース部材には、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ−２Ｆｅ（以後、ＳＰ７００と称する。日本鋼管（株）社製のα＋β型チタン合金でβ変態点８９０℃である。）及びＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（β変態点９９０℃）を用いた。加工条件などは表１に示す通りとした。またヘッド本体はＴｉ−６Ａｌ−４Ｖに統一し、これにＴＩＧ溶接にてフェース部材を溶接した。テスト方法は、次の通りである。
【００４６】
＜耐久テスト１＞
各供試ヘッドにＦＲＰ製の同一のシャフトを装着しウッド型ゴルフクラブを試作するとともに、該クラブをスイングロボットに取り付け、ヘッドスピードが５１ｍ／ｓとなるように調節して２ピースゴルフボールを各クラブ毎に３０００球づつ打撃し、フェース部が破損したときの打球数を調べた。破損しなかったものは「ＯＫ」と評価した。
【００４７】
＜耐久テスト２＞
ヘッドスピードを５４ｍ／ｓとし、上記と同様のテストを行った。
【００４８】
＜反発係数＞
前述のＵ．Ｓ．Ｇ．Ａ．の Procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999) に基づき行った。数値が大きいほど反発性能が高く良好である。
テストの結果などを表１に示す。
【００４９】
【表１】
0004087590.tif 000002
0004087590.tif 000003
【００５０】
テストの結果、実施例のものは比較例に比べると、強度、反発性能、フィーリングとも良好な結果を示していることが確認できた。特に熱間鍛造、空冷の処理を２階繰り返して行った実施例７、８については、非常に高い耐久性能と反発係数とを実現していることが確認し得た。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし３記載の発明では、フェース面の巾、高さを限定するとともに、フェース中心を含む中央厚肉部とその外側の周辺薄肉部の厚さの分布を実験により確かめ得た最適なものとしたことによって、耐久性能を損ねることなく反発性能を向上することができる。
【００５２】
また請求項１記載の発明において、フェース部材に特定のチタン合金を用いるとともに、その加工法を限定することによって、さらに反発係数と耐久性能とをバランス良く向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すヘッドの斜視図である。
【図２】その分解斜視図である。
【図３】基準状態のヘッドの正面図である。
【図４】その平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はフェース面の周縁を説明する線図である。
【図６】ヘッドのフェース中心を通る垂直断面図である。
【図７】ヘッドのフェース中心を通る水平断面図である。
【図８】垂直断面における基部の厚さを示すグラフである。
【図９】水平断面における基部の厚さを示すグラフである。
【図１０】基部の厚さの等高線近似図である。
【図１１】基部の端縁を説明する拡大断面図である。
【符号の説明】
１  ウッド型ゴルフクラブヘッド
１Ａ  フェース部材
１Ｂ  ヘッド本体
２  フェース部
３  クラウン部
４  ソール部
５  サイド部
６  ネック
７  基部
９  延長部
９ａ  クラウン側の延長部
９ｂ  ソール側の延長部
９ｃ  トウ側の延長部
９ｄ  ヒール側の延長部
Ｆ  フェース面
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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