JP2007083011A - 中空ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】打球の打ち出し角が大きく、飛距離が増大する中空ゴルフクラブヘッドを提供する。
【解決手段】中空ゴルフクラブヘッドにおいて、ソール部１２の剛性とクラウン部１４の剛性との比を１：０．１〜０．８とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、打球の打ち出し角が大きく、飛距離が増大する中空ゴルフクラブヘッドに関する。

近年、打撃時にフェース部のみならずクラウン部にも弾性変形を生じさせることにより、打球の打ち出し角を大きくして、飛距離の増大を図った中空ゴルフクラブヘッドが提案されている。このようなゴルフクラブヘッドとして、例えば特許文献１〜４に記載されたものがある。

特許文献１のゴルフクラブヘッドは、 フェース部、ソール部、サイド部、クラウン部およびホゼル部を有する金属製の中空ゴルフクラブヘッドにおいて、クラウン部の少なくとも主要部とフェース部とが一体となった鋳造品よりなるフロントパーツと、このフロントパーツ以外の部分が一体となったバックパーツとからなり、上記フロントパーツとバックパーツとが接合されたものである。

特許文献２のゴルフクラブヘッドは、 少なくともフェース部、ソール部、サイド部およびクラウン部を有する金属製の中空ゴルフクラブヘッドにおいて、クラウン部を構成する金属材料が最も縦弾性率が低いものである。

特許文献３のゴルフクラブヘッドは、 フェース部、ソール部、トウ側サイド部、ヒール側サイド部、バック側サイド部、クラウン部およびホゼル部を有する金属製の中空ゴルフクラブヘッドにおいて、クラウン部に、トウ側サイド部からヒール側サイド部に向かって複数本の溝が設けられているものである。

特許文献４のゴルフクラブヘッドは、ボールを打球するフェース面を有するフェース部と、このフェース部の背面に連なりヘッド後方にのびるヘッド本体部とを有し、かつ、ヘッド本体部は、ヘッド上部、ヘッド底部およびヘッド側部をそれぞれ形成するクラウン部、ソール部およびサイド部を含む中空構造のゴルフクラブヘッドであって、上記クラウン部は、上記背面からクラウン奥行き長さＬｃの０．１５倍の距離を隔てる位置までの前方領域をなすクラウン前部と、上記背面からクラウン奥行き長さＬｃの０．３０倍以上かつ１．０倍の後方領域をなすクラウン後部とを含み、かつ、クラウン前部はクラウン後部よりも小さい剛性を有するものである。

特開２００３−５２８６６号公報 特開２００３−７９７６８号公報 特開２００３−８８６０１号公報 特開２００５−１３７７８８号公報

しかしながら、特許文献１〜４のゴルフクラブヘッドは、打ち出し角の増大の点でさらなる改良の余地を有するものであった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、特許文献１〜４に記載された従来の中空ゴルフクラブヘッドに比べて打球の打ち出し角が大きく、飛距離がより増大する中空ゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。

本発明者は、前記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、打球の打ち出し角を大きくするためには、ソール部とクラウン部の剛性の関係が重要であること、具体的には、クラウン部の剛性をソール部の剛性よりも低くすることが重要であることを見出した。

本発明は、上述した知見に基づいてなされたもので、ソール部の剛性とクラウン部の剛性との比が１：０．１〜０．８であることを特徴とする中空ゴルフクラブヘッドを提供する。

以下、本発明につきさらに詳しく説明する。本発明において、剛性とは、下記式（ｘ）により求められる値をいう。
剛性（単位：ＭＰａ・ｍｍ^４）＝Ｅ×Ｉ …（ｘ）
Ｅ：ヤング率（単位：ＭＰａ）
Ｉ：断面２次モーメント（単位：ｍｍ^４）
ヤング率Ｅはゴルフクラブヘッドの構成部分の材料に依存し、断面２次モーメントＩはゴルフクラブヘッドの構成部分の厚みに依存する。構成部分の厚みが同じであれば、剛性の比はヤング率Ｅの大きさの比で決定される。構成部分の材料が同じであれば、剛性の比は厚みの比の３乗の値で決定される。

また、本発明において、ゴルフクラブヘッドのソール部とは、フェース部の下部から後方に延びてヘッドの底部を形成する部分をいい、ゴルフクラブヘッドのクラウン部とは、フェース部の上部から後方に延びてヘッドの上部を形成する部分をいい、ゴルフクラブヘッドのサイド部とは、フェース部の上部と下部との間から後方に延びてヘッドの側部を形成する部分をいう。上記サイド部には、トウ側サイド部、ヒール側サイド部およびバック側サイド部が含まれる。

本発明では、ソール部の剛性とクラウン部の剛性との比を１：０．１〜０．８とする。ソール部の剛性とクラウン部の剛性との関係が上記範囲を外れる場合は、十分な打球の打ち出し角が得られないことがある。ソール部の剛性とクラウン部の剛性との比のより好ましい値は１：０．２〜０．６である。

本発明では、より大きい打球の打ち出し角を得る点で、ソール部の剛性とサイド部の剛性との比を１：０．１〜０．８とすることが望ましい。ソール部の剛性とサイド部の剛性との比のより好ましい値は１：０．２〜０．６である。

本発明では、ソール部の平均厚みとクラウン部の平均厚みとの比を１：０．３〜０．８とすることが好ましい。ソール部の平均厚みとクラウン部の平均厚みとの関係が上記範囲を外れる場合は、十分な打球の打ち出し角が得られないことがある。ソール部の平均厚みとクラウン部の平均厚みとの比のより好ましい値は１：０．５〜０．７である。

本発明において、具体的には、ソール部の平均厚みは０．９〜２．０ｍｍ、クラウン部の平均厚みは０．５〜１．２ｍｍとすることが適当である。

本発明では、ソール部の材料のヤング率とクラウン部の材料のヤング率との比を１：０．３〜０．９とすることが好ましい。ソール部の材料のヤング率とクラウン部の材料のヤング率との関係が上記範囲を外れる場合は、十分な打球の打ち出し角が得られないことがある。ソール部の材料のヤング率とクラウン部の材料のヤング率との比のより好ましい値は１：０．５〜０．８である。

本発明において、具体的には、ソール部の材料のヤング率（Ｅ）は１０５０００〜１２００００ＭＰａ、クラウン部の材料のヤング率は７００００〜９５０００ＭＰａとすることが適当である。

本発明においては、クラウン部の内面に弾性体からなる膜状の振動吸収層を設けることが好ましい。すなわち、剛性を低くしたクラウン部は、通常のゴルフクラブヘッドのクラウン部より弾性変形が大きくなり、ボール打撃後に振動が残る。一方、クラウン部の材質を変えると、材料それぞれのヤング率（縦弾性係数）が異なるため、心地よい打球感が得られないことがある。そこで、低剛性のクラウン部に、弾性体からなる膜状の振動吸収層を設けると、クラウン部の振動は抑えられ、打球感が向上する。

振動吸収層を形成する弾性体の種類に必ずしも限定はないが、室温でゴム弾性を示す樹脂、エラストマー、ゴムまたはそれらの発泡体が好ましく、特にこれらの弾性体に短繊維材料（繊維質）や体質顔料（炭酸カルシウム、垂晶石等）を混合したものが好ましい。振動吸収層を形成する材質として特に好ましいのは、粘性と弾性を併せ持つ粘弾性体である。粘弾性体としては、ＩＩＲ（ブチルゴム、Isobutene-Isoprene Rubber）、臭化ブチルゴム、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレンゴム、Chloro-Sulfonated polyethylene Rubber：ハイパロンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム、Acrylonitrile Butadiene Rubber）、ＮＲ（天然ゴム）、ＳＲ（シリコーンゴム）、スチレン系ゴム等が挙げられ、特にブチルゴム、臭化ブチルゴム、ＣＭＳゴム、ＮＢＲが好ましい。また、天然ゴムとブチルゴムとを混合したゴムを使用してもよい。

上記粘弾性体としては、損失係数（ｔａｎδ）が−４０℃から−１０℃の範囲で０．３以上であるもの、または−４０℃から−１０℃の範囲でピーク値０．５以上を持つものが適当である。貯蔵剪断弾性率（Ｇ’）と損失剪断弾性率（Ｇ”）の比（Ｇ”／Ｇ’）を損失正接（損失係数）と呼び、ｔａｎδで表し、材料が変形する際にどのくらいエネルギーを吸収する（熱に変える）かを示している。損失係数の測定は、動的粘弾性測定装置で行うことができる。ｔａｎδの値が大きいほどエネルギーを吸収し、衝撃緩衝試験では反発弾性率が小さくなり、加振試験においては共振倍率が低くなる。

振動吸収層の形状、厚みに限定はないが、形状としては、クラウン部の内面のほぼ全体を覆う板状、クラウン部の外周部を覆うリング状等とすることができるが、これらに限定されるものではない。また、厚みは０．１〜１ｍｍ、特に０．３〜０．８ｍｍとすることが適当である。

振動吸収層の形成方法に制限はなく、例えば、クラウン部の内面に板状の弾性体を接着剤などで貼り付けたり、クラウン部の内面に弾性体材料を塗装したりすることにより、振動吸収層を形成することができる。塗装の場合は、振動吸収層を肉厚にするため、２液タイプのウレタン樹脂、アルキド樹脂、ビニル／アクリル樹脂、ゴム系エマルジョン等に、短繊維材料（繊維質）や体質顔料を多量に練り込むとよい。

本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法に限定はないが、例えば、ヘッド本体のフェース開口部をフェース部材で閉塞することによって製造することができる。この場合、ヘッド本体の材質や成形方法に限定はないが、材質としてはチタン、チタン合金、ステンレス鋼、アモルファス等を使用することができ、成形方法としては鋳造により一体成形することができる。フェース部材の材質や成形方法も特に限定されないが、材質としてはチタン、チタン合金、ステンレス鋼、アモルファス等を使用することができ、成形方法としては鍛造法、板材をプレス加工するプレスフォーミング法またはダイキャスト法が適当である。

また、ヘッド本体とフェース部材との接合方法に限定はないが、接合箇所をきれいに仕上げる点、ゴルフクラブヘッドの重量精度を高める点などで、プラズマ溶接、レーザ溶接または電子ビーム溶接により接合することが好適である。この場合、プラズマ溶接としては、プラズマアークによる高温エネルギーで被溶接材料を溶解して再凝固させ、溶接を行う公知のプラズマ溶接を使用することができる。レーザ溶接としては、ＣＯレーザ、ＣＯ_２レーザ等の気体レーザや、ＹＡＧレーザ等の固体レーザを用いた公知のレーザ溶接を使用することができる。電子ビーム溶接としては、適宜出力の電子ビームを用いた公知の電子ビーム溶接を使用することができる。

クラウン部の内面に前述した振動吸収層を設ける場合は、内面に振動吸収層を形成したクラウン部を別個に作製し、このクラウン部とヘッド本体、あるいはヘッド本体およびフェース部材とを接合する手段を採ることができる。クラウン部とヘッド本体、あるいはヘッド本体およびフェース部材とを溶接により接合する場合、溶接位置と振動吸収層との距離は１０ｍｍ以上とすることが適当である。溶接による熱で弾性体が溶けるおそれがあるからである。また、サイド部やフェース部にクラウン部を配置するための延出部がある場合は、延出部とクラウン部とを接着剤により直接接着したり、延出部とクラウン部との間に振動吸収層を挟み込んだ状態でこれらを接着したりしてもよい。この場合、クラウン部、ヘッド本体、フェース部材等は、外面の塗装を先にを行ってから接着するとよい。溶接によってクラウン部を接合した場合は、ボール打撃時に塗膜にクラックは入らないが、接着剤を用いた場合は、ボール打撃時に塗膜にクラックが入りやすくなるためである。

本発明のゴルフクラブヘッドは、例えば、中空部を有するウッド型ゴルフクラブヘッドやユーティリティー型ゴルフクラブヘッドに形成することができる。より具体的には、本発明のゴルフクラブヘッドは、例えば、下記のヘッド体積、ロフト角度を有する中空ゴルフクラブヘッドに形成することができる。
（ａ）ヘッド体積が２５０〜４７０ｃｍ^３であり、ロフト角度が７〜１５°である中空ゴルフクラブヘッド。
（ｂ）ヘッド体積が１５０〜２５０ｃｍ^３であり、ロフト角度が１２〜２８°である中空ゴルフクラブヘッド。
（ｃ）ヘッド体積が７０〜１５０ｃｍ^３であり、ロフト角度が１５〜３２°である中空ゴルフクラブヘッド。

本発明の中空ゴルフクラブヘッドは、打球の打ち出し角が大きく、飛距離が増大するものである。

ここで、上述した本発明の効果を実証する実験例を示す。図１はゴルフクラブヘッド全体の剛性（ボディ剛性）、クラウン部の剛性（クラウン剛性）、ソール部の剛性（ソール剛性）をそれぞれ変化させた場合における打球の打ち出し角およびバックスピン量の変化を示すグラフである。図１において、試料記号１ａはボディ剛性をノーマルの１０倍にしたもの、１ｂはボディ剛性をノーマル（１倍）にしたもの、１ｃはボディ剛性をノーマルの０．５倍にしたもの、１ｄはボディ剛性をノーマルの０．１倍にしたもの、２ａはクラウン剛性をノーマルの１０倍にしたもの、２ｂはクラウン剛性をノーマル（１倍）にしたもの、２ｃはクラウン剛性をノーマルの０．５倍にしたもの、２ｄはクラウン剛性をノーマルの０．１倍にしたもの、３ａはソール剛性をノーマルの１０倍にしたもの、３ｂはソール剛性をノーマル（１倍）にしたもの、３ｃはソール剛性をノーマルの０．５倍にしたもの、３ｄはソール剛性をノーマルの０．１倍にしたもの、４はクラウン剛性をノーマルの０．５倍にし、ソール剛性をノーマルの１０倍にしたもの、５はクラウン剛性をノーマルの１０倍にし、ソール剛性をノーマルの０．５倍にしたものを示す。図１の結果より、クラウン部の剛性を低くし、ソール部の剛性を高くした場合は、打球の打ち出し角が大きくなることがわかる。

図２はボディ剛性、クラウン剛性、ソール剛性をそれぞれ変化させた場合における打球の初速度の変化を示すグラフであリ、打球の打ち出し角を大きくする本発明との比較のためのグラフである。図２において、試料記号１ａ〜１ｄ、２ａ〜２ｄ、３ａ〜３ｄ、４、５はそれぞれ前記と同じものを示す。図２の結果より、クラウン部およびソール部の両方の剛性を低くした場合は、ボール初速度が大きくなることがわかる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明は下記例に限定されるものではない。図３は本発明に係るゴルフクラブヘッドの一実施形態を示す平面図、図４は同ゴルフクラブヘッドの図３Ａ−Ａ断面図、図５は同ゴルフクラブヘッドの図３Ｂ−Ｂ断面図である。

本例のゴルフクラブヘッド１０は、ソール部１２、クラウン部１４、サイド部１６およびホゼル部１８を有するヘッド本体２０のフェース開口部にフェース部材２２をプラズマ溶接により固着したもので、ヘッド本体２０の材質は６−４Ｔｉ（チタニウム合金、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）、フェース部材２２の材質はＳＰ７００（チタニウム合金、Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｆｅ−２Ｍｏ）である。また、本例のゴルフクラブヘッドは、ヘッド体積が４００ｃｍ^３の１番ウッド用ゴルフクラブヘッドに形成されている。

本例のゴルフクラブヘッド１０において、ソール部１２の剛性とクラウン部１４の剛性との比は１：０．４、ソール部１２の剛性とサイド部１６の剛性との比は１：０．４である。

また、本例のゴルフクラブヘッド１０において、ソール部１２、クラウン部１４、サイド部１６、フェース部材２２の厚みはそれぞれ均一であり、ソール部１２の厚みは１．３ｍｍ、クラウン部１４の厚みは０．６ｍｍ、サイド部１６の厚みは０．６ｍｍ、フェース部材２２の厚みは３ｍｍである。したがって、ソール部１２の平均厚みとクラウン部１４の平均厚みとの比は１：０．４６である。

図６は本発明に係るゴルフクラブヘッドの他の実施形態を示す平面図、図７は同ゴルフクラブヘッドの図６Ａ−Ａ断面図、図８は同ゴルフクラブヘッドの図６Ｂ−Ｂ断面図である。

本例のゴルフクラブヘッド３０は、ソール部３２、クラウン部３４、サイド部３６およびホゼル部３８を有するヘッド本体４０のフェース開口部にフェース部材４２をプラズマ溶接により固着したもので、ヘッド本体４０の材質は６−４Ｔｉ、フェース部材４２の材質はＳＰ７００である。また、本例のゴルフクラブヘッドは、ヘッド体積が４００ｃｍ^３の１番ウッド用ゴルフクラブヘッドに形成されている。

本例のゴルフクラブヘッド３０において、ソール部３２の剛性とクラウン部３４の剛性との比は１：０．３、ソール部３２の剛性とサイド部３６の剛性との比は１：０．２である。

また、本例のゴルフクラブヘッド３０においては、ソール部３２のフェース側に厚み２．５ｍｍのソール厚肉領域３２ａ、バック側に厚み１．２ｍｍのソール薄肉領域３２ｂが形成され、クラウン部３４のフェース側に厚み０．６ｍｍのクラウン薄肉領域３４ａ、バック側に厚み１．５ｍｍのクラウン厚肉領域３４ｂが形成されており、ソール部３２の平均厚みは１．７ｍｍ、クラウン部３４の平均厚みは０．９ｍｍである。したがって、ソール部３２の平均厚みとクラウン部３４の平均厚みとの比は１：０．５３である。また、サイド部３６、フェース部材４２の厚みは均一であり、サイド部３６の厚みは０．６ｍｍ、フェース部材４２の厚みは３ｍｍである。

図９は、内面に振動吸収層を設けたクラウン部を示す模式的断面図である。図９において、５０はフェース部、５２はフェース部５０に設けられた延出部、５４はサイド部、５６はサイド部５４に設けられた延出部、５８は延出部５２、５６に溶接により接合されたクラウン部、６０はクラウン部５８の内面に形成された粘弾性体からなる振動吸収層を示す。振動吸収層６０は、クラウン部５８のほぼ全面を覆う板状のものである。また、振動吸収層６０と溶接箇所６２との距離は１０ｍｍである。

以下、実施例を示すが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。フェース部、クラウン部、サイド部およびソール部の平均厚みが表１に示す値のゴルフクラブヘッドを作製した。この場合、各ゴルフクラブヘッドは、ヘッド本体とフェース部材とを溶接することにより製造した。また、ヘッド本体の材質は６−４Ｔｉ、フェース部材の材質はＳＰ７００とし、ヘッド体積は４００ｃｍ^３とした。

各ゴルフクラブヘッドを用いてゴルフクラブを作製した。そして、これらゴルフクラブを試打して初速、打ち出し角、スピン量および飛距離を調べた。ここで、初速、打ち出し角、スピン量および飛距離は、ブリヂストンスポーツ株式会社製の計測システム「サイエンスアイ」を用い、ＣＣＤカメラにより画像データを取り込んで測定を行った。結果を表１に示す。

また、複数の上級ゴルファーにより各ゴルフクラブの打感の官能評価を行った。結果は下記のとおりであった。
基準品 ：しっかりした硬い感じ。
実施例１：普通、弾き感もある。
実施例２：かなり柔らかい、若干振動残る。
実施例３：軽すぎる打感で、音も悪い（響きすぎ）。

さらに、各ゴルフクラブヘッドのクラウン部の内面に臭化ブチルゴムからなる厚み１ｍｍの振動吸収層を形成したゴルフクラブヘッドを作製し、これらゴルフクラブヘッドを用いてゴルフクラブを作製した。そして、複数の上級ゴルファーにより各ゴルフクラブの打感の官能評価を行った。結果は下記のとおりであった。
基準品（振動吸収層あり） ：打感は変わらないが、音が低くこもった。
実施例１（振動吸収層あり）：弾き感がある、良い。
実施例２（振動吸収層あり）：かなり良くなった、振動が抑えられ打感もしっかり感が残った。
実施例３（振動吸収層あり）：若干音が良くなったが、まだ振動残る、打感もあまりよくない。

ゴルフクラブヘッドのボディ剛性、クラウン剛性、ソール剛性をそれぞれ変化させた場合における打球の打ち出し角およびバックスピン量の変化を示すグラフである。 ゴルフクラブヘッドのボディ剛性、クラウン剛性、ソール剛性をそれぞれ変化させた場合における打球の初速度の変化を示すグラフである。 本発明に係るゴルフクラブヘッドの一実施形態を示す平面図である。 同ゴルフクラブヘッドの図３Ａ−Ａ断面図である。 同ゴルフクラブヘッドの図３Ｂ−Ｂ断面図である。 本発明に係るゴルフクラブヘッドの他の実施形態を示す平面図である。 同ゴルフクラブヘッドの図６Ａ−Ａ断面図である。 同ゴルフクラブヘッドの図６Ｂ−Ｂ断面図である。 内面に振動吸収層を設けたクラウン部を示す模式的断面図である。

符号の説明

１０ ゴルフクラブヘッド
１２ ソール部
１４ クラウン部
１６ サイド部
３０ ゴルフクラブヘッド
３２ ソール部
３４ クラウン部
３６ サイド部
５０ フェース部
５４ サイド部
５８ クラウン部
６０ 振動吸収層

Claims (7)

1. ソール部の剛性とクラウン部の剛性との比が１：０．１〜０．８であることを特徴とする中空ゴルフクラブヘッド。
2. ソール部の剛性とサイド部の剛性との比が１：０．１〜０．８であることを特徴とする請求項１に記載の中空ゴルフクラブヘッド。
3. ソール部の平均厚みとクラウン部の平均厚みとの比が１：０．３〜０．８であることを特徴とする請求項１または２に記載の中空ゴルフクラブヘッド。
4. ソール部の材料のヤング率とクラウン部の材料のヤング率との比が１：０．３〜０．９であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の中空ゴルフクラブヘッド。
5. クラウン部の内面に弾性体からなる膜状の振動吸収層を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の中空ゴルフクラブヘッド。
6. 振動吸収層の厚みが０．１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の中空ゴルフクラブヘッド。
7. 弾性体が粘弾性体であることを特徴とする請求項５または６に記載の中空ゴルフクラブヘッド。
   

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