JP2008093335A

JP2008093335A - 金属製ゴルフクラブヘッド

Info

Publication number: JP2008093335A
Application number: JP2006281405A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kubota; 誠久保田; Hideo Matsunaga; 英夫松永
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2006-10-16
Publication date: 2008-04-24
Also published as: KR20080034392A; US20080090677A1

Abstract

【課題】打感および打音の両方を向上させた金属製ゴルフクラブヘッドを提供する。
【解決手段】金属製ヘッド本体１０の所定箇所に防食処理を施したマグネシウム合金のネジ３２を取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、打感および打音が良い金属製ゴルフクラブヘッドに関する。

中空部を有する金属製のゴルフクラブヘッドは大型化が進み、ロフト角が１３度以下のいわゆるドライバーヘッドは、ヘッド体積が３００ｃｃを越え、３５０ｃｃ〜５００ｃｃのものが主流となってきた。ドライバーヘッドの場合、ヘッド重量は２００ｇ以下、好ましくは１８０ｇ〜１９５ｇ程度であり、チタニウム合金の比重が４．２〜５．０であるため、クラウン部、サイド部およびソール部の肉厚を薄くすることが行われており、場合によってはフェース部の肉厚も部分的に薄くすることが行われている。

以前は、鋳造で製造されるチタニウム合金（例えば、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）製の中空部を有するドライバーヘッドは、クラウン部、ソール部およびサイド部の肉厚は１．２ｍｍ程度、フェース部の肉厚は３ｍｍ程度であった。最近では、β型チタニウム合金などにより板材をプレス成形してゴルフクラブヘッドの各部分（ソール部、サイド部、クラウン部、フェース部、あるいはこれらの２つ以上を一体にしたものなど）を作製した後、これらを溶接により固定して中空部を有するゴルフクラブヘッドを製造することが行われている（例えば、特許文献１参照）。鋳造では、ロストワックス製法（インベストメントキャスティング法）により金属を溶かしてセラミック製の型に流し込む方法が採られ、各部分を薄肉化するのは難しかったが、プレス成形によりゴルフクラブヘッドの各部分を作製する方法では、各部分の肉厚を薄くすることができるため、１ｍｍ以下の肉厚も可能となり、より大型のゴルフクラブヘッドを製造することが可能となった。

特開２００３−５２８６６号公報

しかし、ゴルフクラブヘッドの薄肉化、大型化により、ゴルフボールを打ったときのゴルフクラブヘッドの振動が大きくなり、打感および打音に関して好ましくない影響が生じてきた。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、打感および打音の両方を向上させた金属製ゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するため、金属製ヘッド本体の所定箇所に防食処理を施したマグネシウム合金のネジを取り付けたことを特徴とする金属製ゴルフクラブヘッドを提供する。

本発明の金属製ゴルフクラブヘッドは、防食処理を施したマグネシウム合金のネジによってゴルフボールを打ったときのゴルフクラブヘッドの振動が効果的に減衰され、打感と打音の両方が向上するものである。

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、金属製ヘッド本体の材質に限定はないが、例えば、チタニウム合金、ステンレス鋼、アルミニウム合金、低炭素鋼（例えば、Ｓ１５ＣやＳ２５Ｃ）等が挙げられる。また、金属製ヘッド本体は、鋳造により一体に成形したものでもよく、複数のパーツを溶接などによって接合したものでもよい。

本発明に用いる金属製ヘッド本体の種類に限定はないが、肉厚が薄く軽量のドライバーヘッドが特に好ましく、例えば、チタニウム合金（例えば、比重約４．５）あるいはアルミニウム合金（例えば、比重約２．７）からなるヘッド体積が３００〜５００ｃｃのドライバーヘッドを好適に用いることができる。また、比重の大きいステンレス鋼（例えば、比重７．８）製ヘッドでは、ヘッド体積が２００〜３００ｃｃのドライバーヘッドを好適に用いることができる。ヘッドの肉厚は、クラウン部、ソール部、サイド部の最も薄い部分を０．５〜１．０ｍｍ、特に０．６ｍｍ〜０．９ｍｍとすることが適当である。さらに、本発明に用いる金属製ヘッド本体は、中空ゴルフクラブヘッドのみならず、アイアンクラブヘッドのような中実ゴルフクラブヘッドであってもよい。

本発明において、マグネシウム合金の種類に限定はないが、マグネシウムにアルミニウムおよび亜鉛を添加したものを好適に用いることができる。より具体的には、マグネシウムにアルミニウムを３質量％、亜鉛を１質量％添加したＡＺ３１合金、マグネシウムにアルミニウムを６質量％、亜鉛を１質量％添加したＡＺ６１合金、マグネシウムにアルミニウムを９質量％、亜鉛を１質量％添加したＡＺ９１合金などを好適に用いることができるが、これらに限定されるものではない。

本発明に用いるマグネシウム合金のネジの重さは、１個あたり１〜５ｇであることが好ましい。ネジが軽すぎるとヘッドの振動の抑制に効果がなく、重すぎるとヘッド重量に影響が出るので好ましくない。なお、マグネシウム合金は比重が１．７〜２．０程度である。また、マグネシウム合金はヤング率が４４〜４５ＧＰａとチタニウム合金の半分以下の値、アルミニウム合金の６〜７割程度の値である。

マグネシウム合金は腐食し易いため、ネジの表面には防食処理を施す。具体的には、クロメ−ト（６価クロム酸塩）処理、過マンガン酸塩処理、陽極酸化処理、リン酸亜鉛処理等によってネジ表面の防食処理を行ったり、ネジ表面に絶縁塗料や絶縁樹脂をコーティングすることによってネジ表面の防食処理を行ったりすることができる。なお、本発明において、防食処理とは防錆処理を含むものとする。

防食処理として特に好ましいのは、陽極酸化処理法などを用いてネジ表面に酸化被膜を形成することである。また、マグネシウム合金は異種金属との接触により電解腐蝕が起きやすいので、マグネシウム合金のネジの少なくとも雄ネジ部には塗装を施すことが好ましい。さらに、マグネシウム合金のネジが接触するヘッド本体の雌ネジ部にも塗装を施すことが好ましい。塗装は、表面に酸化被膜を形成したマグネシウム合金との密着性の良いエポキシ系塗料を用いることが適当である。

本発明において、マグネシウム合金のネジは、マグネシウム合金の丸棒を用いて、機械加工により作製することができる。マグネシウム合金は、アルミニウム合金やステンレス鋼に比べて切削抵抗が低いので、機械加工が容易である。マグネシウム合金のネジは、機械加工により作製し、アルカリ洗浄により表面の汚れを除去した後、防食処理のために酸洗浄を行うことができる。

本発明では、マグネシウム合金のネジの雄ネジ部、あるいはマグネシウム合金のネジの雄ネジ部が螺合されるヘッド本体の雌ネジ部に接着剤を塗布することができ、これによりマグネシウム合金のネジがヘッド本体からはずれることを効果的に防止することができる。接着剤としては、例えばエポキシ系接着剤を用いることができる。なお、本発明では、マグネシウム合金のネジに防食処理を施すことにより、ネジとヘッド本体との接着性を向上させることができる。

本発明では、ヘッド本体にマグネシウム合金のネジを取り付けた後、ヘッド本体の表面に塗装を施すことができる。このようにすると、ヘッド本体とマグネシウム合金のネジとの間の隙間を塗膜が覆うので、上記隙間に埃や水分が入ることを防ぐことができる。また、アクリル系接着剤などの浸透性の優れた嫌気性接着剤をヘッド本体とマグネシウム合金のネジとの間の隙間に注入してもよい。嫌気性接着剤は、ヘッド本体記とマグネシウム合金のネジとの間の隙間に入って硬化するため、ネジの緩みや、上記隙間に埃や水分が入ることを防止する効果を得ることができる。

本発明では、金属製ヘッド本体のサイド部にマグネシウム合金のネジを取り付けること、特に金属製ヘッド本体のサイド部に凹部を設け、この凹部内にマグネシウム合金のネジを凹部から突出しないように取り付けることが好ましい。ソール部にマグネシウム合金のネジを取り付けた場合は、ソール部はスイング中に地面と接触するため、マグネシウム合金のネジに傷が付いて酸化被膜や塗料が剥がれ、その傷の部分からマグネシウム合金のネジが腐食する可能性があるが、サイド部にマグネシウム合金のネジを取り付けた場合は、上記のような不都合が生じない。また、ヘッド本体のサイド部に設けた凹部内にマグネシウム合金のネジを凹部から突出しないように取り付けることにより、マグネシウム合金のネジに傷が付くことを効果的に防止することができる。この場合、金属製ヘッド本体のサイド部に肉厚の厚い厚肉部分を形成し、この厚肉部分に上記凹部を設けることが好ましい。また、上記凹部は、ヘッド本体の外面からヘッド本体の中空部に突出していることが好ましい。

本発明の金属製ゴルフクラブヘッドによれば、好ましい打感、打音を得るこができる。

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１（ａ）は本発明の一実施形態に係る金属製ゴルフクラブヘッドのヘッド本体を示す斜視図、図１（ｂ）は同ヘッド本体の図１（ａ）Ｔ１−Ｔ１断面図、図２（ａ）は同ヘッド本体の図１（ａ）とは別の方向から見た斜視図、図２（ｂ）は同ヘッド本体の図２（ａ）Ｔ２−Ｔ２断面図である。

本例のヘッド本体１０は、ソール部１２、クラウン部１４、トウ側サイド部１６、ヒール側サイド部１８およびバック側サイド部２０を有し、内部には中空部２２が形成され、フェース側にはフェース部材により閉塞される開口部２３が形成されている。また、本例のヘッド本体１０は、トウ側サイド部１６、ヒール側サイド部１８にそれぞれ凹部２４、２６が設けられている。凹部２４、２６は、ヘッド本体１０の外面からヘッド本体１０の中空部２２に突出し、先端は開口している。また、凹部２４、２６は、ヘッド本体１０の外面側に大径部２８を有し、その先方に小径部３０を有し、小径部３０の周面には雌ネジ３９が形成されている。なお、図中３８はシャフト挿入部である。

そして、凹部２４、２６には、それぞれマグネシウム合金のネジ３２が嵌合されている。ネジ３２は、図３に示すように、凹部２４、２６の大径部２８、小径部３０に対応する大径部３４、小径部３６を有し、小径部３６の周面に雄ネジ３７が形成されたネジであり、凹部２４、２６の小径部３０に形成された雌ネジ３９に小径部３６を螺合することにより、ヘッド本体１０に固定されている。なお、本例では、凹部２４、２６の大径部２８の内周面とネジ３２の大径部３４の外周面との間には若干の隙間が形成されている。

本例では、ネジ３２の表面に陽極酸化処理により酸化被膜が形成されているとともに、その上にエポキシ系塗料が塗工されている。また、凹部２４、２６の内周面にもエポキシ系塗料が塗工されている。さらに、ヘッド本体１０とネジ３２との間の隙間（凹部２４、２６の段部とネジ３２の段部との間の隙間）には嫌気性接着剤４１が注入されている。

なお、上記例では、トウ側サイド部およびヒール側サイド部にネジを配置したが、本発明におけるネジの配置箇所はこれに限定されるものではなく、トウ側サイド部１６、ヒール側サイド部１８およびバック側サイド部２０から選ばれる１箇所または２箇所以上に適宜ネジを配置することができる。

図１、図２に示した実施形態の金属製ゴルフクラブヘッドのヘッド本体を作製した。この場合、ヘッド本体は、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖチタニウム合金を用いてインベストメント鋳造により作製した。フェース部材は、β型チタニウム合金を用いてプレス成形により作製した。ネジは、マグネシウム合金（ＡＺ６１合金）により作製した。ネジは、全長が１５．５ｍｍ、大径部の長さが１０ｍｍ、大径部の直径が９．８ｍｍ、小径部の直径が５．７５ｍｍ、質量が１．５ｇであった。ヘッド本体にフェース部材を溶接により固定するとともに、ヘッド本体の２つの凹部にネジをそれぞれ固定してゴルフクラブヘッドを完成させた。本例の金属製ゴルフクラブヘッドは、ヘッド体積が４６０ｃｃ、クラウン部の最も薄い部分の厚みが０．６ｍｍ、ソール部の最も薄い部分の厚みが０．９ｍｍ、サイド部の最も薄い部分の厚みが０．７ｍｍであった。フェース部材は、厚さ２．６〜３．６ｍｍの部分肉厚フェース部材であった。また、サイド部の凹部を設けた部分は肉厚にした。

上記金属製ゴルフクラブヘッドを用いてゴルフクラブを作製し、ゴルファーの実打により打感、打音を評価した。また、２つの凹部にネジとしてそれぞれナイロン製のネジを固定した中空アイアンゴルフクラブヘッド（比較例１）と、２つの凹部にネジとしてそれぞれステンレス鋼製のネジを固定した中空アイアンゴルフクラブヘッド（比較例２）を用いて同様の評価を行った。マグネシウム合金製ネジの重量は１．５ｇ／個、ナイロン製ネジの重量は０．９ｇ／個、ステンレス鋼製ネジの重量は６．５ｇ／個であった、その結果、ゴルファーによる評価は下記のようなものになった。
（実施例の金属製ゴルフクラブヘッド）
・ステンレス鋼製ネジを用いたクラブヘッドとナイロン製ネジを用いたクラブヘッドの中間の打音である。
・音がこもらず、高い音が響く。
・音だけ響く感じ。
・フェース面にボールの弾き感があり、丁度よい。
（比較例１の金属製ゴルフクラブヘッド）
・音がこもる。
・マイルドな打感だが、多少物足りない。
・打った感じがしっかり伝わらない。
・響き感が無く、弾き感が少ないので、ボールが遠くへ飛んでいく感じがしない。（比較例２の金属製ゴルフクラブヘッド）
・音が響き、ヘッドが硬い感じがする。
・音が高い。
・フェース面で球の弾き感があり、球離れが早く感じる。
・ボールをコントロールして飛ばすのが難しく感じる。

また、実施例、比較例１、比較例２のゴルフクラブヘッドを用い、ヘッドの振動周波数と減衰比との関係をモーダル解析により調べた。モーダル解析とは、以下に説明する解析方法である。すなわち、構造物に外部から力が加わると、構造物は振動し始め、継続的に振動する。この振動は、固有の形（固有モード）を持ち、特有の振動数（固有振動）で振動し、減衰（モード減衰比）していく。モーダル解析は、この固有の動的性質（モーダルパラメータ）、つまり固有モード、固有振動、モード減衰比を求める解析方法である。本実験では、インパクトハンマーを用いたモーダル解析により、ゴルフクラブヘッドの振動特性の評価を行った。結果を図４のグラフに示す。

マグネシウム合金製ネジを用いた実施例のゴルフクラブヘッドは、低周波領域ではステンレス鋼製ネジを用いた比較例２のゴルフクラブヘッドより減衰比が高く、５０００Ｈｚ以上の高周波領域ではステンレス鋼製ネジを用いた比較例２のゴルフクラブヘッドと減衰比が同等であり、適当な振動減衰特性を有することがわかる。これに対し、ナイロン製ネジを用いた比較例１のゴルフクラブヘッドは、全周波数領域で減衰比が高く、振動抑制効果が高すぎることがわかる。また、ステンレス鋼製ネジを用いた比較例２のゴルフクラブヘッドは、全周波数領域で減衰比が低く、振動抑制効果が低いことがわかる。

図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る金属製ゴルフクラブヘッドのヘッド本体を示す斜視図、図１（ｂ）は同ヘッド本体の図１（ａ）Ｔ１−Ｔ１断面図である。図２（ａ）は同ヘッド本体の図１（ａ）とは別の方向から見た斜視図、図２（ｂ）は同ヘッド本体の図２（ａ）Ｔ２−Ｔ２断面図である。ヘッド本体にマグネシウム合金のネジを取り付けた状態を示す拡大断面図である。実施例、比較例のゴルフクラブヘッドにおけるヘッドの振動周波数と減衰比との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ヘッド本体１０
１２ソール部
１４クラウン部
１６トウ側サイド部
１８ヒール側サイド部
２０バック側サイド部
２２中空部
２４凹部
２６凹部
３２ネジ

Claims

金属製ヘッド本体の所定箇所に防食処理を施したマグネシウム合金のネジを取り付けたことを特徴とする金属製ゴルフクラブヘッド。
前記防食処理を施したマグネシウム合金のネジは、表面に酸化被膜を形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の金属製ゴルフクラブヘッド。
前記防食処理を施したマグネシウム合金のネジは、機械加工により雄ネジ部を作製した後、表面に酸化被膜を形成したものであることを特徴とする請求項１または２に記載の金属製ゴルフクラブヘッド。
前記防食処理を施したマグネシウム合金のネジは、雄ネジ部に塗装が施されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の金属製ゴルフクラブヘッド。
金属製ヘッド本体の所定箇所に防食処理を施したマグネシウム合金のネジを取り付けた後、金属製ヘッド本体の表面に塗装を施したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の金属製ゴルフクラブヘッド。
金属製ヘッド本体のサイド部に防食処理を施したマグネシウム合金のネジを取り付けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の金属製ゴルフクラブヘッド。
金属製ヘッド本体のサイド部に凹部を設け、前記凹部内にマグネシウム合金のネジを該凹部から突出しないように取り付けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の請求項１に記載の金属製ゴルフクラブヘッド。