(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールを打球するフェース部を有するアイアン型ゴルフクラブヘッドであって、
前記フェース部は、厚さが３．０mm以下をなす薄肉領域を有するとともに、
フェース面の少なくとも一部を構成する板状のフェース部材、該フェース部材を前面に配するヘッド本体部とからなり、
該ヘッド本体部は、トップ部、トウ部、ソール部及びネック部で囲まれ前後に貫通した開口部Ｏを具え，かつ前記開口部Ｏの周縁に、フェース部材の周縁面と嵌着される内向き面と、この内向き面の後端側でヘッド中心側に立上がり前記フェース部材の周縁部分の背面を支持する環状の支え面とからなるステップ状の取付部が形成されるとともに、
前記支え面に、ヘッド本体部の背面に至ることなく部分的に凹ませトウ側からソール側を通りヒール部側にのびる有底状の凹部が形成され、
しかもヘッド重心からフェース面に引いた法線が該フェース面と交わるスイートスポット点ＳＳを通りかつフェース面上をのびる直線が、前記薄肉領域のトップ部側の外周縁とソール部側の外周縁との交点間を最短とする第１のヘッド断面において、前記薄肉領域の長さＬ１を３０mm〜４５mm、
前記スイートスポット点ＳＳを通りかつ第１のヘッド断面と直角な第２のヘッド断面において、前記薄肉領域の長さＬ２が６５mm以上、
かつ前記第１のヘッド断面における薄肉領域の長さＬ１と、前記第２のヘッド断面における薄肉領域の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌ１）が１．４４〜２．３０であることを特徴とするアイアン型ゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記薄肉領域の厚さが２．０〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記薄肉領域の厚さが２．３〜２．８mmであることを特徴とする請求項１又は２記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
前記凹部は、ヘッド背面の内縁と直角に測定した巾である凹み巾Ｗがトウ部と、ソール部とで局部的に大としたトウ側凹部、ソール側凹部を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
前記第１のヘッド断面における薄肉領域の長さＬ１と、前記第２のヘッド断面における薄肉領域の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌ１）が１．８８〜２．３０であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアイアン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、ボールとの反発性に優れることにより打球の飛距離を増大するのに役立つアイアン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】
近年、ゴルフクラブヘッドにおいては、打球の飛距離を増大させるために、ボールとの衝突時にフェース部を弾性的に撓ませて反発性能を向上させる試みがなされている。例えば特開平９−１９２２７３号公報では、フェース部の周辺部分の肉厚を中央部分の肉厚よりも薄く形成することにより、打球時のフェース部の弾性変形を促進させている。
【０００３】
本発明者らは、ヘッドの反発性を高めるために従来とは異なる観点から種々実験を行ったところ、アイアン型のゴルフクラブヘッドにおいて打球の飛距離を向上させるためには、打球時にフェース部が弾性変形し易いように、該フェース部に所定の厚さに規制された薄肉領域を、最も反発が高くなるスイートスポット点を含む領域に設けることが重要であることを知見した。そして、さらに突き詰めれば、このスイートスポット点を通る種々のヘッド断面において薄肉領域の最短の長さを一定値以上確保することが前記スイートスポット点付近の撓みをより向上しうることを見出した。
【０００４】
以上のように、本発明は、反発性を高め打球の飛距離を増大するのに役立つアイアン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。
【０００５】
【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部を有するアイアン型ゴルフクラブヘッドであって、
前記フェース部は、厚さが３．０mm以下をなす薄肉領域を有するとともに、
フェース面の少なくとも一部を構成する板状のフェース部材、該フェース部材を前面に配するヘッド本体部とからなり、
該ヘッド本体部は、トップ部、トウ部、ソール部及びネック部で囲まれ前後に貫通した開口部Ｏを具え，かつ前記開口部Ｏの周縁に、フェース部材の周縁面と嵌着される内向き面と、この内向き面の後端側でヘッド中心側に立上がり前記フェース部材の周縁部分の背面を支持する環状の支え面とからなるステップ状の取付部が形成されるとともに、
前記支え面に、ヘッド本体部の背面に至ることなく部分的に凹ませトウ側からソール側を通りヒール部側にのびる有底状の凹部が形成され、
しかもヘッド重心からフェース面に引いた法線が該フェース面と交わるスイートスポット点ＳＳを通りかつフェース面上をのびる直線が、前記薄肉領域のトップ部側の外周縁とソール部側の外周縁との交点間を最短とする第１のヘッド断面において、前記薄肉領域の長さＬ１を３０mm〜４５mmとしている。
【０００６】
また請求項１に係る発明は  前記スイートスポット点ＳＳを通りかつ第１のヘッド断面と直角な第２のヘッド断面において、前記薄肉領域の長さＬ２が６５mm以上、
かつ前記第１のヘッド断面における薄肉領域の長さＬ１と、前記第２のヘッド断面における薄肉領域の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌ１）が１．４４〜２．３０であることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に係る発明は、前記薄肉領域の厚さが２．０〜３．０ｍｍであること、請求項３に係る発明は、前記薄肉領域の厚さが２．３〜２．８mmであることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係る発明は、前記凹部が、ヘッド背面の内縁と直角に測定した巾である凹み巾Ｗがトウ部と、ソール部とで局部的に大としたトウ側凹部、ソール側凹部を含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項５に係る発明は、  前記第１のヘッド断面における薄肉領域の長さＬ１と、前記第２のヘッド断面における薄肉領域の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌ１）が１．８８〜２．３０であることを特徴としている。
【００１０】
【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は本発明の一実施形態としてアイアン型ゴルフクラブヘッドのフェース面を垂直に立てた状態（ロフト角を０゜とした状態）の正面図、図２はその分解斜視図を示している。本例のアイアン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の少なくとも一部を構成する板状のフェース部材２と、該フェース部材２を前面に配するヘッド本体部３とから構成されている。なお図３には、図１の状態からフェース部材２を取り外したヘッド本体３の正面図を示している。
【００１１】
前記ヘッド本体部３は、例えばステンレス鋼（例えばＳＵＳ６３０）などの比較的比重が大の金属材料からなり、本例ではヘッド上部をなすトップ部３ａと、ヘッド下部をなすソール部３ｂと、ヘッドの先端側でこれらの間を継ぐトウ部３ｃと、ヘッドのヒール側でトップ部３ａとソール部３ｂとを継ぐネック部３ｄと、このネック部から上方にのび図示しないシャフトが差し込まれるシャフト取付部３ｅとを含む。またヘッド本体部３は、本例ではトップ部３ａ、トウ部３ｃ、ソール部３ｂ及びネック部３ｄで囲まれ前後に貫通した開口部Ｏを形成している。
【００１２】
前記開口部Ｏの周縁には、図２に示すように、フェース部材２の周縁面ｅに向き合いかつこの周縁面ｅと嵌着される内向き面７と、この内向き面７の後端側でヘッド中心側に立上がる壁状をなし前記フェース部材２の周縁部分の背面ｂを支持する支え面９とからなるステップ状の取付部１０が形成されている。前記内向き面７は、前記フェース部材２の輪郭形状と実質的に同形をなす。
【００１３】
また前記支え面９は、前記内向き面７に沿って連続的に環状で形成される。この支え面９には、ヘッド本体３の背面３ｆに至ることなく部分的（ないし連続的でも良い）に凹ませた有底状の凹部１２が形成されている。本例の凹部１２は、図３に示す如く、トウ部３ｃ側からソール部３ｂ側を通りヒール部３ｄにのびたものが例示されている。ただし、トップ部３ａ側に設けることもできる。また凹部１２は、ヘッド背面３ｆの内縁３ｆｅと直角に測定した巾である凹み巾Ｗが、トウ部３ｃと、ソール部３ｂとで局部的に大、的には２〜７mm程度となるトウ側凹部１２ｂ、ソール側凹部１２ａとを含む。ただし、凹部１２はこのような位置ないし形状に限定されることなく種々の位置に設けることができる。
【００１４】
前記フェース部材２は、本例では実質的に一定の厚さｔで形成された板状をなしている。前記厚さｔは３．０mm以下に設定するが、より好適には２．０〜３．０mm、さらに好ましくは２．３〜２．８mmで設定されるのが望ましい。前記厚さｔが３．０mmを超えると、フェース部２の剛性が高くなってヘッドの反発性能が低下する傾向があり、逆に２．０mmを下回るとフェース部２の耐久性が低下する傾向がある。なおこの厚さｔは、フェース溝が設けられるとき、該フェース溝の部分を除いた厚さとして定める。
【００１５】
またフェース部材２は、上述のように小厚さで形成されるため、例えば引張強度が３００〜２０００ＭＰａ、より好ましくは５００〜１５００ＭＰａ、さらに好ましくは８００〜１５００ＭＰａのものが耐久性の面で好ましいものとなる。また、反発性能を高めるためには、フェース部材２のヤング率はより小さい方が好ましく、具体的には、ヤング率が７０〜２００ＧＰａ、より好ましくは７０〜１８０ＧＰａ、さらに好ましくは１００〜１８０ＧＰａ程度の材料が好適である。
【００１６】
本例のフェース部材２は、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）により形成されている。またこのチタン合金は、ステンレス鋼からなるヘッド本体部３よりも比重が小であるため、ヘッドの重量をフェース部材２の周辺により多く配分することができるため、スイートエリアを増大するのに役立つ。なおフェース部材２は、一方の面が打球面となるフェース面Ｆをなし実質的に平坦状をなすとともに、ボールとの摩擦力を高める前記フェース溝などが適宜凹設されることがある。
【００１７】
このようなフェース部材２は、ヘッド本体部３の前記開口部Ｏの前記取付部１０に固着されることにより、ヘッド本体３とで、ボールを打球するフェース部４を形成しかつその表面であるフェース面Ｆを実質的に面一に形成する。フェース部材２とヘッド本体部３とは、かしめ、接着、ロウ付け、可能のとき溶接などの手段により固着される。また、この取付により、図１に示す如く、フェース部材２は、前記取付部１０の支え面９と当接する当接部２Ａ（フェース部材２において、その周縁面ｅと支え面９の内縁９ｅとで囲まれる領域）と、ヘッド本体部３に当接しない非当接部２Ｂ（フェース部材２において、支え面９の内縁９ｅで囲まれる領域であって理解し易いようにハッチングを付す。）とに仮想区分することができる。フェース部材２の前記当接部２Ａは、その背面がヘッド本体部３と当接するため撓みが得難く反発性能の向上には寄与し難いが、非当接部２Ｂは、フェース部材２の厚さｔ、即ち３．０mm以下の厚さをなす薄肉領域８を構成する。
【００１８】
またヘッド１は、図４に示すように、スイートスポット点ＳＳを通りかつフェース面Ｆ上をのびる直線Ｋが、前記薄肉領域８のトップ部側の外周縁８ａとソール部側の外周縁８ｂとの交点Ｐａ、Ｐｂ間を最短とする第１のヘッド断面（図４のＡ−Ａ線断面であり、これを図５に示している。）において、前記薄肉領域８の長さＬ１を３０mm以上とすることを特徴事項の一つとしている。前記スイートスポット点ＳＳは、図５に示すように、ヘッド重心Ｇからフェース面Ｆに引いた法線Ｎが該フェース面Ｆと交わる点である。なお図４においては、交点Ｐａ、Ｐｂ間を最短とする直線は符号Ｋ１で表しており、前記第１のヘッド断面は、この直線Ｋ１でフェース面Ｆと直角に切断される断面となる。なおこの直線Ｋ１を特定するためには、例えばスイートスポット点ＳＳを通る直線Ｋを１゜きざみで回転させながら交点Ｐａ、Ｐｂ間の距離を逐次測定して求めることができる。
【００１９】
発明者らは、フェース部の形状を種々変化させて打球試験を試みた。すると、ヘッド１は、スイートスポット点ＳＳで打球した場合に最も反発が良くなるが、このスイートスポット点ＳＳを通る薄肉領域８の最短長さを大きくしていくと、さらに反発性を向上しうることを見出した。つまり、薄肉領域８の形状が、ヘッドの反発に影響を及ぼしていることを知見した。そして、従来のヘッド１では、いずれもこの長さＬ１が３０mm未満であるが、本発明ではこの長さＬ１を３０mm以上に限定した。これにより、スイートスポット点ＳＳを通る薄肉領域８の最短長さを従来に比して増すことができ、打球時の撓みをより大きく確保し打球の飛距離を向上しうる。このような観点より、本発明では、前記第１のヘッド断面において、薄肉領域８の長さＬ１を３０mm以上に設定するが、より好ましくは３３mm以上、さらに好ましくは３５mm以上とするのが望ましい。
【００２０】
なお薄肉領域８の前記長さＬ１の上限は特に限定はされないが、過度に大きすぎると、耐久性が低下したり、またヘッドの重心Ｇが高くなって打球の吹け上がりが生じるおそれがあり好ましくない。かかる観点より、薄肉領域８の前記長さＬ１は、前記下限値のいずれかとの組み合わせにおいて４５mm以下、さらに好ましくは４０mm以下、さらに好ましくは３８mm以下とするのが望ましい。
【００２１】
なおヘッド１のフェース部４は、伝統的にトウ側が高くかつヒール側が低く形成されるため、ヘッドの重心距離（前記シャフト取付部３ｅの軸中心線からヘッド重心Ｇまでの最小長さ）が大きいほど、前記薄肉領域８の長さＬ１を大きく確保し易い。他方、重心距離が大きすぎてもヘッドがインパクトに際して、構えた位置よりも返りづらくなり、打球の方向性が安定しないという傾向がある。このような観点より、前記重心距離は３５〜４２mm、より好ましくは３６〜４０mmとするのが望ましい。
【００２２】
またヘッド１の反発性能を向上するためには、撓みやすい薄肉領域８の面積をより大きく確保することが好ましいが、耐久性の著しい悪化を防止するためには、この薄肉領域８の面積を一定範囲に制限する必要がある。このような観点より、特に限定されるものではないが、薄肉領域８の面積は、例えば１５００〜３０００mm2 程度、より好ましくは１５００〜２５００mm2 程度、さらに好ましくは１５００〜２０００mm2 とするのが望ましい。
【００２３】
なお薄肉領域８の前記長さＬ１は、フェース面を大型化することによっても確保することは一応可能ではあるが、このような手法では前述の如くヘッド重心Ｇが高くなる傾向があり、ひいてはスイートスポット点ＳＳをも高く位置させることとなる。このようなヘッドは、ボールをスイートスポット点ＳＳよりも下方で打球し易くなり、打ち出し角が低くなりかつバックスピン量も減少してキャリーが減るため飛距離を損ねやすい。このような観点より、前記スイートスポット点ＳＳの高さを１８〜２２mm、より好ましくは１９〜２１mmに設定することが望ましい。なおスイートスポット点ＳＳの高さは、ヘッドを規定のライ角、ロフト角として水平面に載置した基準状態において、該水平面からスイートスポット点ＳＳまでの垂直方向の高さとして測定する。
【００２４】
以上のように、前記薄肉領域８の長さＬ１の調整は、ヘッド形状の大型化のみでは不具合が生じやすいため、本例のように、フェース部２の背面側の形状等を工夫（本例ではヘッド本体３に凹部１２を形成）することで実現するのが望ましい。
【００２５】
また、前記スイートスポット点ＳＳを通りかつ第１のヘッド断面と直角に交わる第２のヘッド断面（図４のＢ−Ｂ線で示し、この断面を図６に示す。）において、前記薄肉領域８の長さＬ２を６５mm以上とすることが望ましい。このように、薄肉領域８において、その最短長さＬ１をなす部分と、それと直角方向の長さＬ２を規制することにより、スイートスポット点ＳＳでの撓みをより効果的に高めることができ、さらに反発性能を向上させうる点で好ましい。
【００２６】
なお、前記長さＬ２が大きすぎると、フェース部材２の耐久性が悪化する傾向がある他、トウ、ヒール方向の長さが大となりヘッド形状がいびつとなって振り難い傾向がある。このような観点より、薄肉領域８の前記長さＬ２について、前記第１のヘッド断面における薄肉領域８の長さＬ１と、前記第２のヘッド断面における薄肉領域８の長さＬ２との比（Ｌ２／Ｌ１）を１．４４〜２．３０とするのが望ましい。これにより、スイートスポット点ＳＳを通る薄肉領域８の形状を最適化でき、ヘッド反発性をより向上できる。さらに後記の表１の各実施例の記載から、１．８８〜２．３０とするのがより好ましい。
【００２７】
また本発明は、アイアン型ゴルフクラブヘッドであれば、特に番手に関係なく採用することができる。より好ましくは、反発性の向上によって飛距離の増加が現れ易いロングアイアン〜ミドルアイアンに採用するのが望ましい。より具体的には、ロフト角が１６〜３８゜程度、より好ましくは１７〜３４゜程度の番手に適用するのが特に好ましい。
【００２８】
以上本発明の実施形態のヘッド１について、フェース部材２とヘッド本体３とからなるものを例示したが、例えばヘッド１を１種類の金属材料だけで形成することもできる。また前記実施形態では、ヘッド１の背面側がいわゆるキャビティタイプとなっているが、中空形状として構成することもできる。
【００２９】
【実施例】
以下、本発明をより具現化した実施例について説明する。
フェース部材にチタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）を使用し、ヘッド本体にステンレス鋼（ＳＵＳ６３０）を用いて図１の基本形態を有するロフト角２６゜のアイアン型ゴルフクラブヘッド（５番アイアン）を試作するとともに、ヘッドの反発係数と耐久性とをテストした。また本発明外の構成を有するヘッドについても合わせて試作し、性能を比較した。テスト方法は、次の通りである。
【００３０】
＜反発係数（Ｕ．Ｓ．Ｇ．Ａ．方式）＞
ヘッドの反発係数は、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) に基づき行った。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点に衝突させ、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１３９７mm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４８．７６８ｍ／ｓに設定した。
【００３１】
＜耐久性＞
各供試ヘッドに同一のシャフトを組み付けアイアン型ゴルフクラブを試作するとともにスイングロボットに取り付け、ヘッドスピードが４３ｍ／ｓとなるように調節してゴルフボール（住友ゴム工業（株）製「ＭＡＸＦＲＩ  ＨＩ−ＢＲＩＤ」）を各クラブ毎に３０００発打撃し、このテストの前後でのフェース面の凹み量を調べた。実用上の耐久性を考慮すると、凹み量０．１mm未満が合格である。
テストの結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0003830808.tif 000002
【００３３】
テストの結果、薄肉領域の前記長さＬ１が３０mmを超えると実施例１、比較例３との比較からも明らかなように反発性能が大巾に向上していることが確認できる。また耐久性においては従来のものと遜色無いことが判明した。
【００３４】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、反発性に貢献するフェース部の薄肉領域のスイートスポット点を通る最短長さを規制したことにより、反発性能をより効果的に向上し打球の飛距離を向上しうる。
【００３５】
また請求項１記載の発明のように、薄肉領域の長さＬを一定範囲に限定したときには、より効果的かつ確実に反発性能を向上しうる。
【００３６】
さらにスイートスポット点ＳＳを通りかつ第１のヘッド断面と直角に交わる第２のヘッド断面において、前記薄肉領域の長さＬ２を限定しているので、スイートスポット点ＳＳをより効果的に撓ませ反発性能を向上し打球の飛距離を増大できる。
【００３７】
また請求項２、請求項３記載の発明のように、薄肉領域の厚さをさらに限定したときには、より効果的かつ確実に反発性能を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施形態のアイアン型ゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図２】  アイアン型ゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
【図３】  図１においてフェース部材を取り外したヘッド本体の正面図である。
【図４】  薄肉領域を輪郭線図である。
【図５】  第１のヘッド断面図である。
【図６】  第２のヘッド断面図である。
【符号の説明】
１  アイアン型ゴルフクラブヘッド
２  フェース部材
３  ヘッド本体
３ａ  トップ部
３ｂ  ソール部
３ｃ  トウ部
３ｄ  ネック部
３ｅ  シャフト取付部
４  フェース部
８  薄肉領域
Ｆ  フェース面
ＳＳ  スイートスポット点
【図１】
0003830808.tif 000003
【図２】
0003830808.tif 000004
【図３】
0003830808.tif 000005
【図４】
0003830808.tif 000006
【図５】
0003830808.tif 000007
【図６】
0003830808.tif 000008