JP2002011122A

JP2002011122A - ゴルフクラブヘッド

Info

Publication number: JP2002011122A
Application number: JP2001169897A
Authority: JP
Inventors: Masahide Onuki; 正秀大貫; Makoto Yoshida; 吉田　　誠; Tetsuo Yamaguchi; 哲男山口
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2002-01-15
Anticipated expiration: 2018-04-14
Also published as: JP3961788B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保し
つつ飛距離を増大しうるゴルフクラブヘッドを提供す
る。【解決手段】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の関係を満たす非晶質金属からなるゴルフクラブヘッド
１である。

Description

【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２１３０５
１９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】本発明のうち請求項１〜３に記載された発
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】また本発明のうち請求項４〜６に記載され
た発明では、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の関係を満たす非晶質金属からなることを特徴とするゴ
ルフクラブヘッドである。

【００１１】また請求項２記載の発明は、前記非晶質金
属は、ジルコニウム系である請求項１記載のゴルフクラ
ブヘッドである。

【００１２】また請求項３記載の発明は、前記非晶質金
属は、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＨｆ、又はＺｒ、Ａ
ｌ、Ｃｕ及びＮｉからなる請求項１記載のゴルフクラブ
ヘッドである。

【００１３】また請求項４記載の発明は、ヤング率をｘ
（単位：kgf ／mm²）、ビッカース硬さをｚ（単位：Ｈ
Ｖ）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の関係を満たす非晶質金属からなることを特徴とするゴ
ルフクラブヘッドである。

【００１４】また請求項５記載の発明は、前記非晶質金
属は、ジルコニウム系である請求項４記載のゴルフクラ
ブヘッドである。

【００１５】また請求項６記載の発明は、前記非晶質金
属は、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＨｆ、又はＺｒ、Ａ
ｌ、Ｃｕ及びＮｉからなる請求項４記載のゴルフクラブ
ヘッドである。

【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：kg
f ／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１０００〜１２
００Hz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１
８００〜２５００Hz、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１３
０kgf ／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
／mm ²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１６００
０kgf ／mm²以下、より好ましくは１２０００kgf ／mm
²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】これらの実施形態については、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たが、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】この実施形態においても、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
ッドに適用することができ、発明者らは、ヤング率をｘ
（単位：kgf ／mm²）、ビッカース硬さをｚ（単位：Ｈ
Ｖ）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２５０
００kgf ／mm ²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】前記２つの実施形態について説明したが、
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。

【００３５】非晶質金属は、一般式：ＭａＸｂ（ａ、ｂは原子％で６５≦ａ≦１０
０、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、Ｃ
ｅ、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≦１０００≦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≦８
０、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、Ｍ
ｇ、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、Ｈ
ｆ、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≦７５２５≦ｄ≦６５０≦ｅ≦３０であり、さらに好ましくは、３５≦ｃ≦７５２５≦ｄ≦６５０≦ｅ≦１より好ましくは５０≦ｃ≦７５２５≦ｄ≦５００≦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】また非晶質金属は、前記非晶質率が７５％
以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９
０％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、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
属材料で構成することができる。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１
０２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 ／m
m²）、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】以上いくつかの実施形態について説明した
が、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。さらに、前記全ての各実施形態において、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＋６０ｚ≧（ｘ／６０）＋２００を同時に満足させる金属材料を用いることもできる。こ
の場合には、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。

【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−Ａ
ｌ−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】

【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＝０．００６
ｘ＋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】

【００５２】

【表３】

【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２又は３記載のゴルフクラブヘ
ッドでは、ジルコニウム系非晶質合金を用いているた
め、製造が簡単となり、しかもより高い引張強度と低い
ヤング率を両立させることができる。

【００５７】また請求項４記載のゴルフクラブヘッドで
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。

【００５８】また請求項５又は６記載のゴルフクラブヘ
ッドでは、ジルコニウム系非晶質合金を用いているた
め、製造が簡単となり、しかもより高い引張強度と低い
ヤング率を両立させることができる。

【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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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の関係を満たす非晶質金属からなることを特徴とするゴ
ルフクラブヘッド。
【請求項２】前記非晶質金属は、ジルコニウム系である
請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】前記非晶質金属は、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ及びＨｆ、又はＺｒ、Ａｌ、Ｃｕ及びＮｉからなる請
求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】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の関係を満たす非晶質金属からなることを特徴とするゴ
ルフクラブヘッド。
【請求項５】前記非晶質金属は、ジルコニウム系である
請求項４記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項６】前記非晶質金属は、Ｚｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ及びＨｆ、又はＺｒ、Ａｌ、Ｃｕ及びＮｉからなる請
求項４記載のゴルフクラブヘッド。