JP2005296610A - フェースインサートを備えたゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 特注が可能であり、しかもフェースの適切な耐摩耗性をもつ改良型のゴルフクラブヘッドを提供する。
【解決手段】 ゴルフクラブヘッドは、異なる材料で形成した本体部材とフェースインサートを有する。本体の材料は特注を可能とするため比較的軟らかくて延性であり、フェースインサートの材料は、使用を通してフェースの溝の幾何学的形状が実質的に変わらないようにするため比較的硬くて耐磨耗性である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ゴルフクラブヘッドに関するものである。特に、本発明は、異なる材料から成る本体部材とフェースインサートを有するゴルフクラブヘッドに関する。より詳細には、本発明は注文で特注することができしかも適切なフェースの耐摩耗性をもつゴルフクラブヘッドに関する。

ゴルフクラブは普通、ライ角、ロフト角、フェースオフセットなどについて標準の値をもって製作される。しかし、個々のゴルファーは、通常、標準の値と異なる寸法をもつクラブを求めている。これらのクラブを注文で特注するために、シャフトを挿入するクラブヘッドにおけるソケットであるホーゼル部分は通常、クラブヘッドの標準寸法を変えるため曲げられる。このようにクラブを改修する要求には、クラブヘッドを比較的柔らかくてしかも可鍛性材料で形成する必要がある。

使用中にゴルフボールの当たるクラブヘッドのフェースには通常溝が形成されている。これらの溝はゴルフボールを掴み、ゴルフボールにスピンを掛けている。このスピン作用により、ゴルフボールのディンプルの空力的効果が高められ、熟練のゴルファーは、飛行中のボールの弾道及び着地後のボールの転がりをコントロールすることができる。通常、普通に使用することにより、溝を備えたゴルフクラブのフェースは相当に磨耗する。クラブフェースのこの磨耗又は浸食は、クラブヘッドの特注に必要な軟らかい材料によって増大され、助長され、その結果、溝の容積が減少し、溝の縁部が丸くなる。溝の設計は、ゴルフボールに適切なスピンを掛けるために重要であるので、溝の幾何学的形状が変化すると、性能が落ちることになる。

ボールに掛かるスピンを増大し又はフェースの磨耗を改善する従来の試みには、クラブフェースにコーティングを施すことが含まれる。これらのコーティングは、磨耗しないようにするので表面の粗さを保護する。しかし、かかるコーティングはフェースの表面からの材料の磨耗を減少させない。ある場合には、通常の使用により比較的早く磨耗する傾向があり、クラブヘッドの材料が露出する。一度露出すると、クラブフェースの材料は磨耗し、性能は低下する。磨耗を減らす他の試みとしては、クラブヘッド全体をクロムめっきのような耐摩耗性材料で形成することが含まれる。これらのクラブは、フェースの耐摩耗性の点では良いが、耐摩耗性材料は、延性及び展性が非常に低いので、クラブの特注を実際上妨げる望ましくない影響がある。

従って、特注が可能であり、しかもフェースの適切な耐摩耗性をもつ改良型のゴルフクラブヘッドが要求されている。

本発明のゴルフクラブヘッドは、第１材料から成る本体と、第２材料から成るインサートとを有している。第１材料は第２材料より軟らかい。ゴルフクラブヘッドはソールを有している。ソールの材料は本体の材料より硬く、またソールの材料は好ましくはインサートの材料と同じである。ゴルフクラブヘッドは好ましくはアイアン型ゴルフクラブである。

第２材料は好ましくは、ほぼ４０〜０の耐摩耗性をもつ。一層好ましくは、第２材料はほぼ３５〜０の耐摩耗性をもつ。第１材料は好ましくはほぼ１３％以上の伸び及びほぼ１５％〜ほぼ２１％の極限伸びをもつ。

インサートは、好ましくは、溝をもつ打撃フェースを備えている。これらの溝はある幅をもっている。この幅はブラスト試験においてほぼ４０％以下変化する。一層好ましくは、この幅はブラスト試験においてほぼ３０％以下変化し、なお一層好ましくは、ブラスト試験においてほぼ２５％以下変化する。

第１及は、好ましくは、多くてもほぼ３０のロックウェルＣ硬さをもつ。第２材料は、好ましくは、ほぼ５０〜ほぼ５５のロックウェルＣ硬さをもつ。

第１及び第２材料は鋼であり得る。第２材料は好ましくは、ほぼ１．４０％〜ほぼ１．７５％のカーボン及びほぼ１０％〜ほぼ１８．０％０のクロムを含む。一層好ましくは、第２材料はほぼ１．５０％〜ほぼ１．６５％のカーボン及びほぼ１５．５％〜ほぼ１６．５％のクロムを含む。代りに、第２材料は好ましくは、ほぼ１０：１〜ほぼ１１：１のクロムとカーボンとの比率をもつ。

同じ符号が同様な要素を表している添付図面を参照して本発明について説明する。

図１には、本発明によるゴルフクラブヘッド１を示す。クラブヘッド１は好ましくはアイアン型クラブヘッドであり、本体１０を有し、この本体１０はヒール１１、トウー１２、クラウン１３及びソール１４を備えている。ヒール１１にはホーゼル１５が設けられている。シャフト（図示していない）はホーゼル１５内でクラブヘッド１に結合される。クラブヘッド１はさらに、打撃フェース２０を有している。クラブヘッド１を地面に置いた時に地面と打撃フェース２０との成す角度はロフト角である。ゴルフショットの垂直高さは主にロフト角で決まる。ホーゼル１５の軸線とソール１４の長手方向軸線との成す角度はライ角である。ホーゼル１５の軸線とクラブヘッド１の中心軸線との間の垂直距離は、存在する場合にはクラブオフセットである。

ゴルフクラブヘッドは通常、ロフト角、ライ角、オフセット及びその他の寸法を標準の値にして製造されるが、個々のゴルファーはしばしば、自分のスゥイングに合うようにクラブヘッドの変更を要求する。例えば、あるゴルファーのスゥイングでは自分のクラプのライ角が標準の値より２°大きくする必要がある。個々のゴルファーに要求されたクラブの寸法を得るために、クラブヘッド１は標準の値を変えることで特注される。これは、通常、ロフト角、ライ角、オフセット等を所望の値にするため、クラブヘッドをビスや同様な装置で固定したり、ホーゼル１５を曲げる必要がある。この作業を容易にできるようにするため、クラブヘッド１は第１の比較的軟らかい展性材料で形成される。

打撃フェース２０は通常の使用中にゴルフボールに接触するように用いられる。打撃フェース２０は溝２２を備えている。溝２２はゴルフボールを掴み、ボールにスピンを掛ける。このスピン作用により、ゴルフボールのディンプルの空力的効果が高められ、熟練のゴルファーは、飛行中のボールの弾道及び着地後のボールの転がりをコントロールすることができる。日常的な使用を通して打撃フェース２０に繰り返し接触することにより、打撃フェース２０及び溝２２は磨耗していく。打撃フェース２０の磨耗を遅らせ、かつ溝２２の幾何学的構成が変わらないようにするため、打撃フェース２０は耐摩耗性の第２材料で形成される。材料が耐摩耗性である場合には、その材料は延性が少ない傾向にある。延性は本体１０を形成する材料にとって望ましいので、打撃フェース２０は好ましくは本体１０に結合されるインサートである。任意の結合手段を用いることができが、接着及びろう付けが好ましい。

第１材料は比較的軟らかい延性材料であり、そしてゴルフクラブを形成するのに通常使用した材料であり得る。アイアン型ゴルフクラブは通常、炭素鋼又は比較的軟らかいステンレス鋼で製作される。好ましい炭素鋼としては１０２５、８６２０及びＳ２０Ｃカーボンが含まれ、また好ましいステンレス鋼としては４３１、３０３及び３２９が含まれる。これらの材料の一つで本体１０を形成することにより、ユーザー個々のスゥイングに合った寸法を得るためにクラブヘッド１の特注を可能にする。これらの材料の伸びは、普通、ほぼ１３％以上、好ましくは通常の基準に基づく試験ではほぼ１５％〜２１％の範囲内である。

第２材料は耐摩耗性材料である。材料の耐摩耗性を分類し階級分けする便利な方法は、“乾燥砂／ゴムホィール装置を用いて磨耗を測定する標準試験法”と呼ばれるＡＳＴＭ Ｇ６５による方法である。金属材料に対する比較的苛酷な試験である手順Ａは好ましい手順である。この試験は、制御したセットの実験室条件のもとで減量（損失重量）に関して材料を特徴付けする。材料の試料は特定の力のもとでゴムホィールに対して保持される。試料をホィールに対して押圧しながら、ホィール派特定の回転速度で回転され、そして集合材料はホィールと試料との接触領域に特定の流量で導入される。特定の時間経過した後、試料は取り出され、減容が測定される。試験結果は、立方ミリメートルで減容として報告される。比較的高い磨耗すなわち耐摩耗性の材料の減容は比較的低い。従って、比較的低い耐摩耗性数は良好な耐摩耗性を表している。代表的なゴルフクラブ材料としては、約２００の耐摩耗性をもつ鋳造ステンレス鋼及び約８０の耐摩耗性をもつ炭素鋼がある。本発明における第２材料は、好ましくは、４０以下の耐摩耗性をもち、そして一層好ましくは３５以下の耐摩耗性をもつ。

本発明の開発中に、多数のクラブでブラスト試験を行なった。図２はブラスト試験の形態を示している。クラブヘッド１００はそのフェース１０２をほぼ垂直にしてすなわち水平軸線ＡＨに対してほぼ垂直にして位置決めし保持した。水平軸線ＡＨに対して角度αを成した流路ＦＰに沿ってフェース１０２に対して集合材料を衝突させた。Ｃｌｅｍｃｏ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｍｉｓｓｏｕｒｉ）製のＺｅｒｏ ｍｏｄｅｌ Ｐｕｌｓａｒ ＩＩＩ ｂｌａｓｔ ｃａｂｉｎｅｔを試験のために用いた。この機械を１／４インチノズルを用いて毎時３．１２立方フィートの集合材供給量で標準操作手順に従って作動した。集合材として石英ガラスビーズを用い、ブラスト圧は６０ｐｓｉとした。ブラスト角αは２０°とし、フェース１０２に対する衝撃角度を７０°とした。ブラスト試験の持続時間は４０分とした。ブラスト操作前及び後の溝幅を測定した。

試験した最初のクラブは粗仕上げのＶｏｋｅｙウェッジであった。Ｖｏｋｅｙウェッジは保護クロム仕上げなしの８６２０炭素鋼で形成される。Ｖｏｋｅｙウェッジに対するブラスト前及びブラスト後の溝の輪郭を示す図面は例示のためのものである。図３は、ブラスト試験前のＶｏｋｅｙウェッジの溝５０を側面図で示している。画像は８０倍である。溝５０は一様な寸法をもち、ほぼＵ字形である。クラブフェースの平面に相当する線Ｆは例示目的で示されている。溝５０の幅は０．０４５インチである。図４には、ブラスト試験後のＶｏｋｅｙウェッジの溝５０を側面図で示している。溝５０は、特に使用中にゴルフボールと接触して掴む溝の部分である溝とフェースとの境目で相当に拡大されている。溝５０のブラスト後の幅は０．０８２インチであり、８２．２％増大している。

試験した第２のクラブはクロム仕上げのＶｏｋｅｙウェッジであった。このクラブのブラスト前の溝の幅は０．０５１インチであり、ブラスト後の溝の幅は０．０７６インチで、４９．０％変化した。

試験した第３のクラブはＰｉｎｇウェッジであった。このクラブは典型的な１７−４ＰＨステンレス鋼で形成される。このクラブのブラスト前の溝の幅は０．０４９インチであり、ブラスト後の溝の幅は０．０７２インチで、５６．９％変化した。

試験した最後のクラブは本発明のウェッジであった。このクラブのブラスト前の溝の幅は０．０３０インチであり、ブラスト後の溝の幅は０．０３６インチで、２０．０％変化した。

これらの結果をまとめると以下表１のとおりである。
［表１］
クラブ ブラスト前の幅（インチ） ブラスト前の幅（インチ） 変化率
粗仕上げの
Ｖｏｋｅｙウェッジ ０．０４５ ０．０８２ ８２．２％
クロム仕上げの
Ｖｏｋｅｙウェッジ ０．０５１ ０．０７６ ４９．０％
Ｐｉｎｇウェッジ ０．０４９ ０．０７２ ５６．９％
本発明のウェッジ ０．０３０ ０．０３６ ２０．０％

本発明のクラブヘッド１の溝２２の幅の変化は好ましくはブラスト試験の際ほぼ４０％以下である。一層好ましくは、溝２２の変化はブラスト試験の際ほぼ３０％以下である。なお一層好ましくは、溝２２の変化はブラスト試験の際ほぼ２５％以下である。

本発明の開発において、耐摩耗性と材料の硬さとの相関関係を発見した。第２材料として好ましい材料は、Ｎｏｖｏｔｎｙ等の米国特許第５，３７０，７５０号に開示されており、上記米国特許は参照文献として本明細書に結合される。Ｎｏｖｏｔｎｙ等の米国特許には硬さと耐蝕性との好ましい組み合わせを示す材料が記載されている。

Ｎｏｖｏｔｎｙ等の米国特許には、カーボンとクロムとの制御した割合により独特の硬さ及び耐蝕性が顕著に得られることが記載されている。カーボンは高硬さに寄与し、それでカーボン含有量は少なくとも約１．４０％そして一層好ましくは少なくとも約１．５０％である。カーボンが多すぎると耐蝕性に悪影響するので、カーボンの含有量は約１．７５％以下、好ましくは約１．６５％以下である。最良の結果では、材料のカーボン含有量は約１．５８％〜１．６３％である。耐蝕性に有効であるクロム含有量は少なくとも約１３．５％、好ましくは少なくとも約１５．５％である。クロムの含有量が多すぎると、硬さに悪影響すると共に溶解処理温度を望ましくない狭い範囲に制限するので、クロム含有量は約１８．０％以下、好ましくは約１６．５％以下である。好ましいフェース組成をまとめると表２のようになり、表２はＮｏｖｏｔｎｙ等の米国特許の表１から写したものである。

［表２］
元素 広範囲（％） 好ましい範囲（％）
Ｃ １．４０〜１．７５ １．５０〜１．６５
Ｍｎ ０．３０〜１．０ ０．４５〜０．６０
Ｓｉ ０．０８（最大） ０．３０〜０．４５
Ｐ ０．０２０（最大） ０．０２０（最大）
Ｓ ０．０１５（最大） ０．０１５（最大）
Ｃｒ １３．５〜１８．０ １５．５〜１６．５
Ｎｉ ０．１５〜０．６５ ０．２５〜０．４５
Ｍｏ ０．４０〜１．５０ ０．７５〜０．９０
Ｖ １．０（最大） ０．４０〜０．５０
Ｎ ０．０２〜０．０８ ０．０４〜０．０６
合金の残りは、通常の不純物と違って本質的に鉄である。

従って、第２材料は好ましくは、ほぼ１．４０％〜ほぼ１．７５％のカーボン及びほぼ１０．０％〜ほぼ１８．０％のクロムを含んでいる。一層好ましくは、第２材料は、ほぼ１．５０％〜ほぼ１．６５％のカーボン及びほぼ１５．５％〜ほぼ１６．５％のクロムを含んでいる。

カーボン及びクロムの組成は比として表され得る。Ｎｏｖｏｔｎｙ等の米国特許に示されるように、第２材料は好ましくは、ほぼ１０：１〜ほぼ１１：１のクロムとカーボンとの割合比率を有する。ここで述べた百分率はすべて重量％である。

上述のように、耐磨耗性は材料の硬さと相関関係にある。従って、第１材料と第２材料を分類する別の仕方は、それらの絶対及び相対硬さによる。第１材料は第２材料より硬い。この関係は、必要なフェース耐磨耗性をもたらすと共にゴルファー固有のスゥィングに合わせてクラブヘッドを特注できる。この関係は、フェースインサートを備えた殆んどのクラブと反対であり、比較的柔らかいフェース及び比較的硬い本体をもたらす。

試験を通して、約４０又はそれ以上のロックウェルＣ硬さをもつ第２材料は適切なフェース耐磨耗性をもたらすことが分かった。一層好ましくは、フェースインサート２０は約５０〜約５５のロックウェルＣ硬さをもつ。加工性を可能にするため、第１材料は好ましくは約３０又はそれ以下のロックウェルＣ硬さをもつ。

ソール１４は通常の使用中に地面に衝突するので、ソール１４も磨耗する。クラブヘッド１は好ましくは第３材料から成るソールインサート３０を有し得る。第３材料は第１材料より硬い。第３材料は第２材料に関して上記したと同じ耐磨耗性及び組成をもつ。第３材料は第２材料とほぼ同じであり得るか、又は異なり得る。

以上本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、これらの実施形態は単に例として挙げたものであり、本発明を限定するものでないことが理解されるべきである。当業者には明らかなように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに形状及び細部に関して種々変更できる。従って、本発明は上述の実施形態に限定されるべきでなく、特許請求の範囲及びそれらの同等範囲によってのみ定義されるべきである。

本発明のゴルフクラブヘッドを示す斜視図。 ブラスト試験形態を示す図。 ブラスト試験前の公知のゴルフクラブの溝の側面図。 ブラスト試験後の図３のゴルフクラブの溝の側面図。

符号の説明

１：ゴルフクラブヘッド
１０：本体
１１：ヒール
１２：トウー
１３：クラウン
１４：ソール
１５：ホーゼル
２０：打撃フェース
２２：溝
３０：ソールインサート
５０：溝
１００：クラブヘッド
１０２：フェース

Claims (28)

1. 第１材料から成る本体と；
   上記本体に結合され、第２材料から成るインサートと；
   を有し、上記第２材料がほぼ４０〜０の耐摩耗性をもつこと
   を特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 上記第２材料がほぼ３５〜０の耐摩耗性をもつ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。
3. 上記第１材料がほぼ１３％以上の伸びをもつ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。
4. 上記第１材料がほぼ１５％〜ほぼ２１％の極限伸びをもつ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。
5. ゴルフクラブがアイアン型ゴルフクラブ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。
6. 上記第１材料が上記第２材料より軟らかい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。
7. さらに、上記本体に結合され、上記第２材料から成るソールを有す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。
8. 第１材料から成る本体と；
   上記本体に結合され、第２材料から成り、溝をもつ打撃フェースを備えたインサートと；
   を有し、
   上記溝の幅がブラスト試験においてほぼ４０％以下変化すること
   を特徴とするゴルフクラブヘッド。
9. 上記幅がブラスト試験においてほぼ３０％以下変化することを特徴とする請求項８に記載のゴルフクラブヘッド。
10. 上記幅がブラスト試験においてほぼ２５％以下変化することを特徴とする請求項９に記載のゴルフクラブヘッド。
11. さらに、上記第２材料から成るソールを有することを特徴とする請求項８に記載のゴルフクラブヘッド。
12. 第１材料から成る本体と；
    上記本体に結合され、第２材料から成り、打撃フェースを備えたインサートと；
    を有し、
    上記第１材料が上記第２材料より軟らかいこと
    を特徴とするアイアン型ゴルフクラブヘッド。
13. さらに、第３材料から成るソールを有し、上記第１材料が上記第３材料より軟らかいことを特徴とする請求項１２に記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
14. 上記第３材料が上記第２材料と実質的に同じである請求項１３に記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
15. 上記第２材料がほぼ５０〜ほぼ５５のロックウェルＣ硬さをもつことを特徴とする請求項１２項に記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
16. 上記第１材料が多くてもほぼ３０のロックウェルＣ硬さをもつことを特徴とする請求項１５項に記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
17. 上記第１材料が少なくとも約１３％ののびをもつことを特徴とする請求項１２項に記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
18. 第１鋼から成る本体と；
    上記本体に結合され、第２鋼から成るインサートと；
    を有し、
    上記第２鋼がほぼ１．４０％〜ほぼ１．７５％のカーボン及びほぼ１０％〜ほぼ１８．０％０のクロムを含むこと
    を特徴とするゴルフクラブヘッド。
19. 上記第２鋼がほぼ１．５０％〜ほぼ１．６５％のカーボンを含むことを特徴とする請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。
20. 上記第２鋼がほぼ１５．５％〜ほぼ１６．５％のクロムを含むことを特徴とする請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。
21. 上記第２鋼がほぼ１．５０％〜ほぼ１．６５％のカーボン及びほぼ１５．５％〜ほぼ１６．５％のクロムを含むことを特徴とする請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。
22. 上記第２鋼がほぼ１０：１〜ほぼ１１：１のクロムとカーボンとの比率をもつことを特徴とする請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。
23. 上記第２鋼がほぼ５０〜ほぼ５５のロックウェルＣ硬さをもつことを特徴とする請求項１８項に記載のゴルフクラブヘッド。
24. 上記インサートが打撃フェースを備えることを特徴とする請求項１８項に記載のゴルフクラブヘッド。
25. さらに、上記第２鋼から成るソールを有することを特徴とする請求項１８項に記載のゴルフクラブヘッド。
26. 上記第１鋼がほぼ１３％以上の伸びをもつことを特徴とする請求項１８項に記載のゴルフクラブヘッド。
27. 上記第１鋼がほぼ５０〜ほぼ５５のロックウェルＣ硬さをもつことを特徴とする請求項１８項に記載のゴルフクラブヘッド。
28. 上記第１材料がほぼ１５％〜ほぼ２１％の極限伸びをもつことを特徴とする請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。

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