(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打球面を構成するフェース部の肉厚を、ヘッド上下方向の上端部から中間部まで漸次厚くし、該中間部から下端部まで略一定にした構成からなり、前記中間部から下端部までの肉厚を単位幅当たりの曲げこわさが２．５５×１０5〜４．１２×１０5Ｎ・ｍｍとなる範囲に設定し、前記中間部と前記下端部との間における最大肉厚と最小肉厚との差を０．５ｍｍ以下にし、前記上端部の肉厚と前記中間部の肉厚との差を１．０〜１．５ｍｍの範囲に設定し、かつ前記上端部から前記中間部までの距離Ａと、前記中間部から前記下端部までの距離Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を０．８〜１．２５にしたゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
重心位置Ｇを通りかつ前記フェース部に形成したスコアラインに垂直に延びる縦軸Ｖに対する左右方向の慣性モーメントＭｙを２０００〜５０００ｇｃｍ2にし、前記重心位置Ｇを通りかつ該スコアラインに平行に延びる横軸Ｈに対する上下方向の慣性モーメントＭｘを１０００〜３０００ｇｃｍ2にすると共に、前記慣性モーメントＭｙと前記上下方向の慣性モーメントＭｘとの比（Ｍｘ／Ｍｙ）を０．６以下にした請求項１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、ウッドタイプの金属製中空ゴルフクラブヘッドに関し、さらに詳しくは、ヘッド上下方向の各打点位置での飛距離を従来に比べて増大させることを可能にしたゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウッドタイプの金属製中空ゴルフクラブヘッドにおいて、打球面を構成するフェース部の肉厚は均一であることが一般的である。このようなゴルフクラブヘッドではスウィートスポットを外してボールを打った場合、ギア効果により弾道を補正するようなスピンがボールに与えられるが、結果的には飛距離が短くなっていた。即ち、ヘッド上部で打たれた打球は、打ち出し角が高くなり過ぎるため、ギア効果によるバックスピン量の減少があるものの、ボールが吹き上がり、飛距離をロスしていた。一方、ヘッド下部で打たれた打球は、打ち出し角が低くなり過ぎるため、ギア効果によるスピン量の増加があるものの、ボールが上がらず、飛距離をロスしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、フェース部の肉厚に基づいてスピン量を制御し、ヘッド上下方向の各打点位置での飛距離を従来に比べて増大させることを可能にしたゴルフクラブヘッドを提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のゴルフクラブヘッドは、打球面を構成するフェース部の肉厚を、ヘッド上下方向の上端部から中間部まで漸次厚くし、該中間部から下端部まで略一定にした構成からなり、前記中間部から下端部までの肉厚を単位幅当たりの曲げこわさが２．５５×１０5〜４．１２×１０5Ｎ・ｍｍとなる範囲に設定し、前記中間部と前記下端部との間における最大肉厚と最小肉厚との差を０．５ｍｍ以下にし、前記上端部の肉厚と前記中間部の肉厚との差を１．０〜１．５ｍｍの範囲に設定し、かつ前記上端部から前記中間部までの距離Ａと、前記中間部から前記下端部までの距離Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を０．８〜１．２５にしたことを特徴とするものである。
【０００５】
本願発明者らは、ゴルフクラブヘッドとボールとの衝突メカニズムを鋭意研究した結果、フェース部の肉厚を薄くし、剛性を低下させることで、ボールとの衝突時において、ボールとフェース面との接触時間内の短時間に、打点位置を中心としてフェース面に局部的な変形を生じ、しかもその変形がバックスピン量を減少させることを知見した。
【０００６】
この知見に基づいて、上記のようにフェース部の肉厚を上端部から下端部に向けて漸次厚くすることにより、上打点においてはバックスピン量を減らし、下打点においてはバックスピン量を増加させることが可能になる。その結果、上打点の場合、打ち出し角が高くなり過ぎても、バックスピン量を十分に減少させるので、従来に比べて飛距離を増大させることができる。一方、下打点の場合、打ち出し角が低くなり過ぎても、バックスピン量を十分に増加させるので、従来に比べて飛距離を増大させることができる。
【０００７】
しかしながら、フェース部の肉厚を上端部から下端部まで漸次厚くした場合、下端部が厚くなり過ぎてフェース面の局部的な変形を生じなくなるので、スピン量を変化させる効果が得られなくなり、単にヘッド質量の増加をもたらすだけである。そこで、本発明ではフェース部のスウィートスポットに相当する中間部の肉厚をその構成材料の曲げこわさに基づいて特定し、その中間部から上端部に向けて徐々に肉厚を減らしていき、また中間部から下端部までの肉厚を略一定にすることにより、ヘッド質量の増加を伴うことなくスピン量を制御し、ヘッド上下方向の各打点位置での飛距離を従来に比べて増大させるのである。
【０００８】
より具体的には、前記中間部から下端部までの肉厚を単位幅当たりの曲げこわさが２．５５×１０5〜４．１２×１０5Ｎ・ｍｍとなる範囲に設定し、前記中間部と前記下端部との間における最大肉厚と最小肉厚との差を０．５ｍｍ以下にし、前記上端部の肉厚と前記中間部の肉厚との差を１．０〜１．５ｍｍの範囲に設定し、かつ前記上端部から前記中間部までの距離Ａと、前記中間部から前記下端部までの距離Ｂとの比（Ａ／Ｂ）を０．８〜１．２５にする。但し、単位幅当たりの曲げこわさとは、幅１ｍｍ当たりの曲げこわさである。
【０００９】
更に本発明では、ギア効果を増大するために上下方向の慣性モーメントを小さくすれば、飛距離の増大効果を顕著に得ることが可能になる。そのため、重心位置を通る縦軸に対する左右方向の慣性モーメントＭｙを２０００〜５０００ｇｃｍ2 にし、前記重心位置を通る横軸に対する上下方向の慣性モーメントＭｘを１０００〜３０００ｇｃｍ2 にすると共に、これら左右方向の慣性モーメントＭｙと上下方向の慣性モーメントＭｘとの比（Ｍｘ／Ｍｙ）を０．６以下にすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態からなるゴルフクラブヘッドを示すものである。図において、ゴルフクラブヘッド１は、打球面を構成するフェース部２と、ヘッド上部を構成するクラウン部３と、ヘッド底部を構成するソール部４とからなる中空構造を有している。これらフェース部２、クラウン部３及びソール部４はそれぞれチタン、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属から構成されている。なお、Ｇはゴルフクラブヘッド１の重心位置である。
【００１２】
フェース部２の肉厚は、ヘッド上下方向の上端部Ｔ1 から中間部Ｔ2 まで漸次厚くなるように成形され、中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 まで略一定になるように成形されている。上端部Ｔ1 から中間部Ｔ2 までの距離Ａと、中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 までの距離Ｂとは、０．８≦（Ａ／Ｂ）≦１．２５の関係を満足するようになっている。距離Ａ，Ｂを上記関係にすることにより、中間部Ｔ2 がスウィートスポットと略一致するようになる。
【００１３】
中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 までの肉厚は単位幅当たりの曲げこわさが２．５５×１０5 〜４．１２×１０5 Ｎ・ｍｍとなる範囲に設定されている。即ち、中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 までの肉厚は構成材料の曲げこわさに基づいて適宜設定する必要がある。ここで、素材の弾性率をＥとし、素材の肉厚をｔとすると、単位幅当たりの曲げこわさはＥｔ3 ／１２で表される。
【００１４】
例えば、フェース部２の構成材料として、Ｅ＝１．１３×１０5 （Ｎ／ｍｍ2 ）のチタン合金を使用する場合、単位幅当たりの曲げこわさを２．５５×１０5 〜４．１２×１０5 Ｎ・ｍｍにする肉厚の範囲は３〜３．５ｍｍとなる。フェース部２の構成材料として、Ｅ＝７．１３×１０4 （Ｎ／ｍｍ2 ）のアルミニウム合金を使用する場合、単位幅当たりの曲げこわさを２．５５×１０5 〜４．１２×１０5 Ｎ・ｍｍにする肉厚の範囲は３．５〜４．１ｍｍとなる。フェース部２の構成材料として、Ｅ＝１．９６×１０5 （Ｎ／ｍｍ2 ）のステンレス鋼を使用する場合、単位幅当たりの曲げこわさを２．５５×１０5 〜４．１２×１０5 Ｎ・ｍｍにする肉厚の範囲は２．５〜２．９ｍｍとなる。また、他の金属を使用する場合も、その金属の弾性率Ｅに基づいて中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 までの肉厚を適切に設定すればよい。
【００１５】
中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 までの肉厚が上述した下限値を下回ると飛距離を増大させる効果が不十分になり、逆に上限値を超えてもそれ以上の飛距離増大効果は期待できず、単にヘッド質量を増大させるだけである。また、中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 までの肉厚を略一定にするにあたって、中間部Ｔ2 と下端部Ｔ3 との間における最大肉厚Ｘmax と最小肉厚Ｘmin との差（Ｘmax −Ｘmin ）を０．５ｍｍ以下にすることが必要である。
【００１６】
一方、上端部Ｔ1 の肉厚は中間部Ｔ2 の肉厚よりも１．０〜１．５ｍｍ薄くなるように設定されている。上端部Ｔ1 の肉厚と中間部Ｔ2 の肉厚との差が１．０ｍｍ未満であると飛距離を増大させる効果が不十分になり、逆に１．５ｍｍを超えるとヘッドのバランスが崩れてしまう。
【００１７】
上述のようにフェース部２の肉厚を上端部Ｔ1 から中間部Ｔ2 まで漸次厚くすると共に、中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 まで略一定にすることにより、打球時のスピン量を制御し、ヘッド上下方向の各打点位置での飛距離を従来に比べて増大させることができる。より具体的には、上打点の場合、打ち出し角が高くなり過ぎても、バックスピン量の減少により飛距離を増大させ、下打点の場合、打ち出し角が低くなり過ぎても、バックスピン量の増加により飛距離を増大させることができる。
【００１８】
図２は本発明のゴルフクラブヘッドにおける左右方向の慣性モーメントＭｙの測定方法を示すものであり、図３は本発明のゴルフクラブヘッドにおける上下方向の慣性モーメントＭｘの測定方法を示すものである。
【００１９】
図２（ａ），（ｂ）において、縦軸Ｖはゴルフクラブヘッド１の重心位置Ｇを通り、スコアライン１ａに対して垂直となるようにゴルフクラブヘッド１の上下方向に延長するものである。左右方向（トウヒール方向）の慣性モーメントＭｙは上記縦軸Ｖを回転軸として測定されたものである。この左右方向の慣性モーメントＭｙを測定する場合、ゴルフクラブヘッド１を回転可能な台座Ｒ上に置き、その重心位置Ｇを台座Ｒの回転軸上に配置すると共に、縦軸Ｖを台座Ｒの回転軸と一致させる。上記台座Ｒは軸廻りの捻じれ振動を減衰するように付勢されている。
【００２０】
上記のようにゴルフクラブヘッド１をセットした状態から台座Ｒに軸廻りの捻じれ回転を与えて手を放すと、台座Ｒは捻じれ振動を繰り返す。このとき、捻じれ振動の周期Ｔｙ（秒）を測定する。慣性モーメントＭｙは測定機固有の定数ａ、ヘッド質量Ｍ、周期Ｔｙに基づいて下式(1) から求めることができる。
【００２１】
Ｍｙ＝ａＭ×Ｔｙ2   …(1)
図３（ａ），（ｂ）において、横軸Ｈはゴルフクラブヘッド１の重心位置Ｇを通り、スコアライン１ａに対して平行となるようにゴルフクラブヘッド１のトウヒール方向に延長するものである。上下方向（クラウンソール方向）の慣性モーメントＭｘは上記横軸Ｈを回転軸として測定されたものである。この上下方向の慣性モーメントＭｘを測定する場合、ゴルフクラブヘッド１を回転可能な台座Ｒ上に置き、その重心位置Ｇを台座Ｒの回転軸上に配置すると共に、横軸Ｈを台座Ｒの回転軸と一致させる。この場合、ゴルフクラブヘッド１は適宜の手段により台座Ｒ上に支持固定すればよい。
【００２２】
上記のようにゴルフクラブヘッド１をセットした状態から台座Ｒに軸廻りの捻じれ回転を与えて手を放すと、台座Ｒは捻じれ振動を繰り返す。このとき、捻じれ振動の周期Ｔｘ（秒）を測定する。慣性モーメントＭｘは測定機固有の定数ａ、ヘッド質量Ｍ、周期Ｔｘに基づいて下式(2) から求めることができる。
【００２３】
Ｍｘ＝ａＭ×Ｔｘ2   …(2)
本発明では、重心位置Ｇを通る縦軸Ｖに対する左右方向の慣性モーメントＭｙを２０００〜５０００ｇｃｍ2 にし、重心位置Ｇを通る横軸Ｈに対する上下方向の慣性モーメントＭｘを１０００〜３０００ｇｃｍ2 にすると共に、これら左右方向の慣性モーメントＭｙと上下方向の慣性モーメントＭｘとの比（Ｍｘ／Ｍｙ）を０．６以下に設定することが好ましい。
【００２４】
慣性モーメントＭｙ，Ｍｘ及びその比（Ｍｘ／Ｍｙ）を上記範囲に設定し、上下方向の慣性モーメントＭｘを比較的小さくすることにより、ヘッドのギア効果を増大することができる。そして、ギア効果の増大により、飛距離の増大効果を顕著に得ることが可能になる。
【００２５】
【実施例】
チタン合金（Ｅ＝１．１３×１０5 Ｎ／ｍｍ2 ）からなるフェース部、クラウン部、ソール部を一体に接合した中空メタル構造を有し、フェース部の肉厚を種々異ならせた実施例１〜４及び従来例のゴルフクラブヘッドをそれぞれ製作した。上記ゴルフクラブヘッドにおいて、フェース部の上端部Ｔ1 から中間部Ｔ2 までの距離Ａと、中間部Ｔ2 から下端部Ｔ3 までの距離Ｂとの比（Ａ／Ｂ）は１．０に設定した。
【００２６】
これら実施例１〜４及び従来例のゴルフクラブヘッドをゴルフクラブシャフトに取り付け、スウィングロボットを使用して打点位置を種々異ならせて飛距離を測定し、その結果を表１に示した。上記打点位置（Ｐ1 〜Ｐ3 ）は図４に示す通りであり、中心位置の相互間隔Ｗをそれぞれ１０ｍｍとした。但し、図４の打点位置Ｐ1 〜Ｐ3 は位置関係を明確にするように描かれたものであるので、実際の打球位置とは若干異なっている。また、評価結果は各ゴルフクラブについて打点位置Ｐ2 （スウィートスポット付近）における飛距離を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど飛距離が長いことを意味する。
【００２７】
【表１】
0004329887.tif 000002
【００２８】
この表１から判るように、実施例１〜４のゴルフクラブヘッドでは、スウィートスポットを外してボールを打った場合でも、従来例のゴルフクラブヘッドに比べて飛距離の減少量が少なくなっていた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、打球面を構成するフェース部の肉厚を、ヘッド上下方向の上端部から中間部まで漸次厚くし、該中間部から下端部まで略一定にしたことにより、このフェース部の肉厚に基づいてスピン量を制御し、ヘッド上下方向のスウィートスポットから外れた打点位置での飛距離を従来に比べて増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるゴルフクラブヘッドの縦断面図である。
【図２】本発明のゴルフクラブヘッドにおける左右方向の慣性モーメントＭｙの測定方法を示し、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその正面図である。
【図３】本発明のゴルフクラブヘッドにおける上下方向の慣性モーメントＭｘの測定方法を示し、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその正面図である。
【図４】実施例におけるゴルフクラブヘッドの打点位置を示す正面図である。
【符号の説明】
１  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
Ｇ  重心位置
Ｔ1   フェース部の上端部
Ｔ2   フェース部の中間部
Ｔ3   フェース部の下端部
Ａ  上端部から中間部までの距離
Ｂ  中間部から下端部までの距離
【図１】
0004329887.tif 000003
【図２】
0004329887.tif 000004
【図３】
0004329887.tif 000005
【図４】
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