JP2008515561A - 複合材料ゴルフクラブヘッド - Google Patents

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Abstract

フェース要素（６０）とアフトボディ（６１）を持つクラブヘッド（４２）を有するゴルフクラブ（４０）が開示されている。フェース要素（６０）は打撃プレート部分（７２）と返り部（７４）を有し、第２の層（７２ｂ）が打撃プレート部分（７２）の内面に取り付けられている。アフトボディ（６１）はクラウン部分（６２）と、ソール部分（６４）と、選択的にリボンセクション（９０）を有する。クラブヘッド（４２）は290cc〜600ccの範囲の体積と、165g〜300gの範囲の質量を持ち、打撃プレート部分（７２）の表面積が4.00in2で、1998-1999年のゴルフ規則、Rule 4-1e, Appendix IIに規定されているUSGAテスト条件の下で反発係数が0.81より大きい。

Description

本発明は、金属材料からなるフェース要素と軽量材料からなるアフトボディを有するゴルフクラブヘッドに関する。
ゴルフクラブヘッドがゴルフボールをヒットするとき、クラブヘッドとゴルフボールにかかる大きな衝撃が生じる。エネルギーの大部分はヘッドからゴルフボールに伝達されるが、一部のエネルギーは衝突の結果失われる。ゴルフボールは典型的にはゴムのようなコアの周りを囲む（アイオノマーのような）ポリマーカバー材を有している。これらのより柔らかいポリマー材料は金属製クラブフェースの減衰特性より１０−１００倍のオーダーで大きい歪み及び歪み率に依存する減衰（損失）特性を有する。したがって、インパクトの間はエネルギーの大部分は、金属のクラブフェースの少ない変形（0.025-0.050in）とは異なり、高い応力とゴルフボールの変形（0.001-0.20in）の結果として失われる。クラブヘッドからゴルフボールへのより効率的なエネルギーの伝達はゴルフボールの飛距離を大きくする。
この一般的に受け入れられているアプローチはクラブヘッドの変形を小さくするためにクラブヘッドの剛性を高めることとなっていた。しかしながら、このことはゴルフボールの変形を大きくし、したがって、エネルギーの伝達についての問題を大きくしている。
ある者はこの問題を認識し、問題解決の可能性を開示している。一例として、Campauの米国特許第4,398,965号「可撓性のあるインパクトフェースを持つアイアンゴルフクラブを製造する方法」（特許文献１）は、フェースプレートが撓むようにフェースプレートに溝をつけた可撓性及び弾力性のあるフェースプレートを開示している。Campauのフェースプレートはステンレススチールのような鉄合金からなり、0.1インチから0.125インチの厚みを持つ。
他の例は、Eggimanの米国特許第5,863,261号「弾性的に変形するフェースとバックフェースを持つゴルフクラブヘッド」（特許文献２）があり、これはインパクトの間、ゴルフボールに対してバネ効果を生じるように作用する複数のプレートを使用することを開示している。少なくとも二つのプレートの間に粘性のカプラーとして作用する流体が介在されている。
更に他の例として、Jepson他の米国特許第3,937,474号「ポリウレタンインサートを持つゴルフクラブ」があり、ここにではショアＤ硬度４０〜７５の範囲にあるポリウレタンインサートを開示している。
更に別の例は、Inamoriの米国特許第3,975,023号「セラミックフェースプレートを持つゴルフクラブ」（特許文献３）があり、ここには高いエネルギー伝達係数を持つセラミック材料からなるフェースプレートがが開示されるが、セラミックは通常は硬い材料である。Chen他の米国特許第5,743,813号「ゴルフクラブヘッド」（特許文献４）はゴルフボールのショックを吸収するためにフェースに複数の層を使用することを開示している。材料のうちの一つは非金属材料である。
Luの米国特許第5,499,814号「変形するインサートフェースプレートを持つ中空クラブヘッド」（特許文献５）は、フェースプレートの変形を小さくするプラスチック又はアルミニウム合金を有する強化された要素で、ステンレススチール、チタン、KEVLAR（登録商標）などを含む種々の材料で厚さが0.01インチ〜0.30インチの範囲のものを開示している。
更に他の例としてCampauの他の発明である米国特許第3,989,248号「弾力的に撓むことのできるインサートを持つゴルフクラブ」（特許文献６）があり、金属インサートを持つ木材からなるウッドクラブを開示している。
フェースプレートの撓みを意図するものではないが、Visteの米国特許第5,282,624号（特許文献７）は鍛造ステンレススチールから成り、厚みが3mmのフェースプレートを持つゴルフクラブヘッドを開示している。Andersonの米国特許第5,344,140号「ゴルフクラブヘッド及びその製造方法」（特許文献８）は、また、フェースプレートに鍛造材料を使用することを開示している。Andersonのフェースプレートはスチール、銅、チタンを含むいくつかの鍛造材料を用いることができる。鍛造プレートは0.090インチ〜0.130インチの均一の厚みを持つ。
クラブヘッドに鍛造材料を使用することに向けられた他の発明としてSu他の米国特許第5,776,011号（特許文献９）がある。Suは各ピースが鍛造材料であるスリーピースを持つクラブヘッドを開示している。Suの主たる目的は、より大きなロフト角の精度を持つクラブヘッドを造ることと、構造的弱さを防止することである。Aizawaの米国特許第5,346,216号「ゴルフクラブヘッド」（特許文献１０）は湾曲した打撃面を持つフェースプレートを開示している。
Vincent他の米国特許第6,146,571号（特許文献１１）は、ゴルフクラブヘッドの製造方法について開示し、ここでは、壁部が、溶融可能なコアに固定されたインサート上にプラスチックのような材料を注入して得られる。コアは注入されるプラスチックより低い融点を持ち、コアが除去されるとき内側の体積が維持されて内部キャビティが形成される。インサートはコアが除去されたときシェルのフロント壁の内側を強化するための抵抗要素となり、その強化要素は横方向にスチールからなる延長部を有するアルミニウムからなる。
Peter他の米国特許第6,149,534号（特許文献１２）は、単一のインターフェース面に沿って形成された上部及び下部の係合面を持ち、下面の金属面は上部面より、より重く密であるゴルフクラブヘッドを開示している。
Rigal他の米国特許第5,547,427号（特許文献１３）は、耐衝撃金属シール要素によって画成される打撃面を持つ成型された熱可塑性ゴルフクラブヘッドを開示している。このシール要素はクラブヘッドの打撃面のフロント壁を画成し、上方及び打撃面の側部に沿って延び、クラブヘッドへのシャフトを取り付けるためのネックを形成している。シール要素は好ましくは厚さが2.5〜5mmである。
Vincent他の米国特許第5,425,538号（特許文献１４）は、スチールシェルとファイバーの織ったウェブの積層からなる複合材料の打撃面を持つ中空のゴルフクラブヘッドを開示している。
Viollaz他の米国特許第5,377,986号（特許文献１５）は、一連の金属プレートとプラスチック又は複合材料の打撃プレートを持つボディを有するゴルフクラブヘッドを開示し、前記打撃プレートが前側に凸となる形状が与えられている。更に、Viollaz他の米国特許第5,310,185号（特許文献１６）は、一連のメタルプレートからなるボディを有する中空ゴルフクラブヘッドを開示し、メタル支持プレートは前側打撃面上に位置し、プラスチック又は複合材料からなる打撃プレートが取り付けられる。メタル支持プレートは打撃プレートの前方に凸のリアプレートと関連して前方に凸のフロントプレートを持ち、これによって前方に凸の打撃面を形成している。
Desboilles他の米国特許第5,106,094号（特許文献１７）は、メタル打撃プレートを持つゴルフクラブヘッドを開示し、打撃プレートは内部に充填材料をもつゴルフクラブヘッドに取り付けられる分離されたユニットとされている。
Kurashimaの米国特許第4,568,088号（特許文献１８）は、木材−プラスチックの複合材料の混合物によって強化されたウッドゴルフクラブヘッドを開示している。この木材−プラスチック複合材料は不均一に分散され、高密度部分が５mm〜１５mmの範囲でクラブヘッドの前面に隣接し、実質的にこれに平行に延びて存在している。
Maderの米国特許第4,021,047号（特許文献１９）は、ソールプレート、フェースプレート、ヒール、トオ、及びホーゼル部が単一の金属片として形成され、木材又は複合材料のクラウンがその単一片に取り付けられ、これによってクラブヘッド内の中空チャンバーを形成するようにしたゴルフクラブを開示している。
Lo他の米国特許第5,624,331号（特許文献２０）は、中空メタルゴルフクラブヘッドで、ヘッドの金属ケーシングは少なくとも二つの開口を有している。このヘッドは、また、ヘッド内に配置される複合材料を有し、複合材料の部分はクラブヘッドのケーシングの開口内に配置されている。
Danielの米国特許第1,167,387号（特許文献２１）は、シェルボディがアルミニウム合金の金属からなり、フェースプレートがぶな、柿などの硬質の木材からなる中空ゴルフクラブヘッドを開示している。フェースプレートは木目が打撃プレートの縦となるように配置される。
Gloverの米国特許第3,692,306号（特許文献２２）は、ソールにブラケットを持ち、打撃プレートがそれと一体となったゴルフクラブヘッドを開示している。少なくとも一つのプレートに取り外しできる調整可能な重り部材を固定するための細長い管が組み込まれている。
Loの米国特許第5,410,798号（特許文献２３）は、層状部材が挿入される金属ケーシングを使用した複合材料のゴルフクラブヘッドを製造する方法を開示している。複合材料のシートは層状部材の開口と金属ケーシングを実質的に覆い、両方の頂部の開口を閉鎖している。次に、膨張できるポケットが窒化ナトリウム、塩化アンモニウム及び水からなる中空層状部材内に挿入され、層状部材を金属ケーシングと一体に取り付け、ヘッドが成形型内に置かれて加熱される。
Thompsonの米国特許第4,877,249号（特許文献２４）は、層状上部面とキールを持つ金属ソール面とを結合したウッドゴルフクラブヘッドを開示している。層状部を強化するため、また、不測の硬い物体に衝突したときに層が離れないようにするため、ボルトがクラブヘッドのクラウンを通して挿入され、ソールプレートにキールの部分で結合され、層状部を密に圧縮している。
Belmontの米国特許第3,897,066号（特許文献２５）は、取り外し可能に挿入される重り調整部材を持つゴルフクラブヘッドを開示している。この部材はフェースセクションからクラブヘッドの後部セクションに延びる中央軸に平行で、クラウンからトオ軸に直交している。この重り調整部材はポリウレタン樹脂を充填したカプセルを使用して支持することができ、ポリウレタン樹脂は、フェースプレートにも使用することができる。このカプセルはクラブヘッドの後部面でカバーを持つ開口を有し、重り手段を調節するための入口とされる。
Clarkの米国特許第2,750,194号（特許文献２６）は、重り調節手段を持つウッドゴルフクラブヘッドを開示している。このゴルフクラブヘッドは、好ましくはヒールプレートと一体に形成される重り調節部材を支持するための側部と底部を持つトレイ部材を含む。重り部材が取り付けられたヒールプレートはゴルフクラブヘッドに開口を通して挿入される。
Okumoto他の米国特許第5,193,811号（特許文献２７）は、主として合成樹脂と金属ソールプレートからなるウッドタイプのクラブヘッドボディを開示している。金属ソールプレートはその表面に、ヘッドボディと結合するための、ヒールサイドにホーゼル、トオサイドに重りを、そして重りとホーゼルを結合するビームからなる一体に形成された部材を持つ。
更に、Okumoto他の米国特許第5,516,107号（特許文献２８）は、好ましくは合成樹脂からなる外側シェル、クラブヘッドの内部に位置する金属重り部材を持つゴルフクラブヘッドを開示している。成形可能な材料がクラブヘッドの中空内部に注入されてコアが形成される。成形可能な材料が注入され、ソールプレートが取り付けられると、クラブヘッドは加熱されて成形可能な材料は膨張し、重り部材を外側シェルの内面に押し付けて、重り部材をトオ、ヒール又は後部側に位置する凹所に保持する。
Sunの米国特許第4,872,685号（特許文献２９）は雌ユニットを雄ユニットに合わせて単一のゴルフクラブヘッドを形成するようにしたゴルフクラブヘッドを開示している。雌ユニットはゴルフクラブヘッドの上部部分を有し、好ましくはプラスチック、合金、又は木からなる。雄部材はソールプレート、打撃プレートからなるフェースプレート及び重り要素の構造部分を含んでいる。雄ユニットは実質的にはより大きな重さを持ち、好ましくは軽量金属合金からなる。これらのユニットは互いに合わされて接着剤又は機械的手段により保持される。
Katayamaの米国特許第5,398,935号（特許文献３０）は、ゴルフクラブヘッドのトオエンドにおける打撃フェースの高さがゴルフクラブヘッドの中央における打撃フェースの高さとほぼ等しいか或いはそれより大きい打撃フェースを持つゴルフクラブヘッドを開示している。
Matternの米国特許第1,780,625号（特許文献３１）は、後部がマグネシウムのような軽量金属からなるクラブヘッドを開示している。Butchartの米国特許第1,638,916号（特許文献３２）は、柿などの木からなるバランス部材と、そのバランス部材に取り付けられるアルミニウムからなるシェルのようなボディを有するゴルフクラブヘッドを開示している。
米国ゴルフ協会（USGA）及びセントアンドリウス ロイヤルエンシャントゴルフクラブによって制定されたゴルフ規則はゴルフクラブヘッドに関する要件を規定している。この要件は規則４と付則IIに規定されている。ゴルフ規則の全体はUSGAのウエブページwww.usga.orgから入手できる。このゴルフ規則はゴルフクラブフェースの特定なパラメータについて記載しているものではないが、規則４−１ｅはフェースがゴルフボールに対してインパクトのスプリング効果を持たせることを禁止している。１９９８年にＵＳＧＡはクラブフェースのＣＯＲを測定する規則４−１ｅに従うテスト手順を採用している。このＵＳＧＡのテスト手順はクラブフェースのＣＯＲ測定することができる。
大容量のドライバーは最適の性能を達成することは困難である。大容量のドライバーの形態及び形状は多くの相反する条件と好みを満足しなければならない。大容量ドライバーで最適の性能を得るためには、ドライバーの形状に関連しない質量の大きさ、”自由質量“、が慣性モーメントのような形態と質量特性の最適な組合わせに対して必要となる。現在の多くの大容量ドライバーにおいて、自由質量の大きさは所望の形状と質量特性の組合せを達成するのには不十分である。

米国特許第4,398,965号 米国特許第5,863,261号 米国特許第3,975,023号 米国特許第5,743,813号 米国特許第5,499,814号 米国特許第3,989,248号 米国特許第5,282,624号 米国特許第5,344,140号 米国特許第5,776,011号 米国特許第5,346,216号 米国特許第6,146,571号 米国特許第6,149,534号 米国特許第5,547,427号 米国特許第5,425,538号 米国特許第5,377,986号 米国特許第5,310,185号 米国特許第5,106,094号 米国特許第4,568,088号 米国特許第4,021,047号 米国特許第5,624,331号 米国特許第1,167,387号 米国特許第3,692,306号 米国特許第5,410,798号 米国特許第4,877,249号 米国特許第3,897,066号 米国特許第2,750,194号 米国特許第5,193,811号 米国特許第5,516,107号 米国特許第4,872,685号 米国特許第5,398,935号 米国特許第1,780,625号 米国特許第1,638,916号
本発明の概要
本発明は、ゴルフクラブヘッドに軽量材料からなり、必要な耐久性を達成する強化層を持つフェース要素を有するゴルフクラブヘッドを提供することにより、形状と質量特性の所望の組合せを達成することができる。
本発明の一つの態様は軽量金属フェース要素と軽量アフトボディからなり、ＵＳＧＡにより規定されるテスト条件において反発係数が少なくとも0.81を持つゴルフクラブヘッドである。反発係数を測定するための標準ＵＳＧＡの条件は、ＵＳＧＡから入手できる「規則４−１ｅ、付則II,１９９８年８月４日改訂I及び１９９８年７月６日、改訂０に適合する、クラブヘッドの速度を測定するためのＵＳＧＡ手順」に記載されている。
図１−５に示されるように、ゴルフクラブは全体として４０で示される。ゴルフクラブ４０は図示されない中空内部を有するゴルフクラブヘッド４２を有する。クラブヘッド４２には端部５２に図示しないグリップを有し、先端５６においてホーゼル５４に挿入されるシャフト４８が取り付けられる。
クラブヘッド４２は全体が二つの要素、フェース要素６０とアフトボディ６１から造られる。アフトボディ６１はクラウン部分６２とソール部分６４を有する。クラブヘッド４２は好ましくはシャフト４８に近いヒールセクション６６とヒールセクション６６の反対側のトオセクション６８及びフェース要素６０の反対側のリアセクションに分けられる。ソール重り部材１３３がソール部分のアンダーカット部分１３３ａ内に配置される。ソール重り部材は0.5g〜15gの範囲の質量を持つ。
フェース要素６０は全体的に金属材料からなり、好ましくは鍛造金属材料からなる。より好ましくは鍛造金属材料は鍛造アルミニウム合金材料である。このような鍛造アルミニウム合金材料には7049,7050型鍛造アルミニウム合金と7075鍛錬加工アルミニウム合金が含まれる。 これに替えてフェース要素６０は鋳造、成形、機械加工、粉末金属成形、金属注入モールでリング、電気化学的切削等により造られる。
図１２、１３、１３A,13B,13C,13D,13E及び13Fはフェース要素６０を分離して示している。フェース要素６０は全体として打撃プレート部分（ここではフェースプレートという）７２と打撃プレート７２の周縁から横方向内向きに延びる返り部分７４を含む。打撃プレート部分７２は典型的には複数のスコアライン７５をその上に有している。
打撃プレート部分７２は好ましくは第１層７２aと第２層７２bを有する。第１層は好ましくは返り部分７４と単一片として形成される。第２層７２bは好ましくは打撃プレート部分７２の第１層７２aの内面に取り付けられる。第２層７２bは好ましくはチタニウム合金材料、スチール合金材料、ベリリウム−銅材料、鍛造真鍮などの高強度材料から造られる。このチタニウム材料は純チタニウム及び6-4チタニウム合金、SP-700チタニウム合金（日本スチール、東京、日本から入手できる）、大同スチール、東京、日本から入手できるDAT55Gチタニウム合金、オハイオのRTI International Metalsから入手できるTi 10-2-3 Beta-C チタニウム
等のチタニウム合金を含む。第２層は好ましくは0.020in-0.080inの範囲、より好ましくは0.030in-0.060in、最も好ましくは0.040inの厚さを持つ。第１層７２aは好ましくは0.020in-0.090inの範囲、より好ましくは0.030in-0.060in、最も好ましくは0.050inの厚さを持つ。第１層７２aは好ましくはアルミニウム合金、アルミニウム、マグネシウム合金などの材料の低密度金属で造られる。第１層７２aは好ましくは5.0g/cc以下の密度、より好ましくは3.0g/cc以下の密度を持つ。
第２層７２bは好ましくは接着剤を用いて取り付けられる。それに替えて、第２層はろう付け合金を用いて結合してもよい。更に、第２層７２bは、ここに関連部分が参照として組み入れられる２００４年６月４日に出願されたCallaway Golf Companyの米国特許出願10/709,902号「フェースインサートを持つゴルフクラブヘッド」に記載されるような爆発溶接を用いて形成してもよい。
好ましい実施例においては、返り部分７４は全体として上部横向きセクション７６、ソール延長部９５を持つ下部横向きセクション７８、ヒール横向きセクション８０及びトオ横向きセクション８２を含む。したがって、返り部分７４は好ましくは打撃プレート部分７２を３６０°の全体にわたり囲む。しかしながら、当業者であれば返り部分７４は打撃プレート部分７２の一部、２７０°又は１８０°、或いは不連続的に囲むようにしてもよいことを理解するであろう。
上部横向きセクション７６はアフトボディ６１の方向に向かって内側に所定の距離ｄだけ延びてクラウン６２に係合する。好ましい実施例においては、この所定の距離は、打撃プレート部分７２の周縁７３から上部横向きセクションの端部まで測るとき、0.2in-1.0inの範囲であり、より好ましくは0.40in-0.75in、最も好ましくは0.68inである。好ましい実施例においては、上部横向きセクション７６はヒールセクション６６からトオセクション６８にかけて全体に湾曲面を有している。上部横向きセクション７６は打撃プレート部分７２の周縁７３からの長さが打撃プレート部分７２の中央付近で最小であり、トオセクション６８とヒールセクション６６に向かうに従い増加している。
打撃プレート部分７４の周縁７３はフェース要素６０が打撃プレート部分７２に実質的に平行な面から打撃プレート部分７２に実質的に直交する面に移行する部位として定義できる。これに代わる移行部位を決定する一つの方法は、打撃プレート部分７２に平行な面と打撃プレート部分７２に直交する面とをとり、その平行な面と直交する面に対して４５°の面とる。その４５°の面がフェース要素と接する部位が打撃プレート部分７２の周縁を画成する移行部位である。
本発明は好ましくはクラウン６２に実質的に水平面に沿って係合するフェース要素６０を持つ。クラウン６２はクラウンアンダーカット部分６２ａを持ち、これは返り部分７４の下側に配置される。このような係合は打撃プレート部分７２の可撓性を高め、反発係数をより大きくする。クラウン６２と上部横向きセクション７６は以下に詳述するように互いに取り付けられる。
ヒール横向きセクション８０は実質的に打撃プレート面７２に直交しており、ヒール横向きセクション８０はアフトボディ６１のソール部分６４のオプショナルなリボンセクション９０と底部セクション９１と係合する前にホーゼル５４をカバーする。ヒール横向きセクション８０は、以下に詳述するように、ソール６４のリボン９０及び底部セクション９１の両方に固定される。ヒール横向きセクション８０は周縁７３から距離ｄ’’だけ内側に延び、この距離は0.25in-1.50in、より好ましくは0.50in-1.0in、最も好ましくは0.950inである。ヒール横向きセクション８０は好ましくはその端部において湾曲面とされている。
フェース要素６０の他端はトオ横向きセクション８２である。トオ横向きセクション８２は、以下に述べるように、ソール６４のリボン９０及び底部セクション９１の両方に固定される。トオ横向きセクション８２は周縁７３から距離ｄ’’’だけ内側に延び、この距離は0.25in-1.50inの範囲、より好ましくは0.75in-1.30in、最も好ましくは1.20inである。トオ横向きセクション８２は好ましくはその端部において湾曲面とされている。
下部横向きセクション７８はアフトボディ６１の方向に内側方向に距離ｄ’だけ延びてソール６４に係合し、ソール延長部９５は更に距離ｄｓだけ内側方向に延びてクラブヘッド４２のソールを好適に保護する。好ましい実施例においては、打撃プレート部分７２の周縁７３から下部横向きセクション７８の端部まで測ったとき、距離ｄ’は0.2in-1.25inの範囲、より好ましくは0.50in-2.0in、最も好ましくは0.9inである。好ましい実施例においては、距離ｄｓは、下部横向きセクション７８の端部からソール延長部９５の頂部９７まで測ったとき、0.2in-3.0inの範囲、より好ましくは0.50in-2.0in、最も好ましくは1.50inである。好ましい実施例においては、ソール延長部は小さい頂部９９を持つ三角の形状をなしている。これに替える実施例においては、図示しないが、ソール延長部９５は半月状の形状をしている。更に別の実施例においては。図示しないが、ソール延長部は矩形状をなし、リボン９０まで延びている。当業者であればソール延長部９５は本発明の範囲と精神を離れない範囲で種々の形状とサイズを持つことができることを理解するであろう。
ソール部分６４は返り部分７４の下に配置するためのアンダーカット６４ａを有している。ソール延長部９５がソールアンダーカット延長部６４ａａ内に配置される。ソール６４と下部横向きセクション７８，及びヒール横向きセクション８０とトオ横向きセクション８２は以下に説明するように、互い結合される。
アフトボディ６１は好ましくは非金属材料、好ましくは連続ファイバープリプレグ材料（熱可塑性材料又は熱可塑性材料を含む）のような複合材料からなる。アフトボディ６１としての他の材料は、注入可能なプラスチックのような他の熱硬化性材料又は熱可塑性材料を含む。アフトボディは、それに替えて、低密度材料で造られる。好ましい低密度金属はマグネシウム合金、アルミニウム合金、マグネシウム又はアルミニウム材料を含む。マグネシウム合金の例としては、Phillips Plastic Corporation からAZ-91-D(公称の組成はアルミニウムと亜鉛とマンガンを含むマグネシウム)、AM-60-B(公称組成はアルミニウムとマンガンを含むマグネシウム)及びAM-50-A（公称組成はアルミニウムとマンガンを含むマグネシウム)のブランドで入手できる。低密度金属のアフトボディ６１は好ましくは金属注入型成形、鋳造、成形、機械加工、粉末金属成形、電気化学切削、等により造られる。
非眷属アフトボディ６１は好ましくはブラダー型成形、樹脂インフージョン、注入型成形、加圧型成形、等の製法により造られる。好ましいプロセスにおいては、返り部分７４の内面に接着剤が施されたフェース要素６０がブラダー成形のためにアフトボディ６１のプリフォームと共に成形型の中に置かれる。返り部分７４はアンダーカット部分６２ａ，６４ａ内に嵌め込まれる。また、アンダーカット部分６２ａ，６４ａの上には接着剤が施される。この接着剤には液状又はフィルム状の熱硬化性接着剤が含まれる。好ましい接着剤はミネソタ、ミネアポリスの３ＭからDP420NS及びDP420NSのブランドで販売されている２成分液状エポキシである。他のこれに代わる接着剤は同じく３Ｍから販売されているDP810NSのような変性アクリル液体接着剤を含む。それとは別に、Hysol Synspan のような発泡テープも本発明に使用することができる。
ブラダーがプリフォームの中空内部とフェース要素６０内に配置され、成形型の中で加圧され、加熱される。この一体型成形プロセスはアフトボディ６１をフェース要素６０に固定させる。これに替えて、アフトボディ６１はフェース要素６０に接着剤を用いて結合されるか、或いは機械的に返り部分７４に固定される。
図８に示されるように、返り部分７４はアンダーカット部分６２ａ，６４ａにＬ０の長さだけオーバーラップされ、Ｌ０は好ましくは0.25in-1.00inの範囲、より好ましくは0.40in-0.70in、最も好ましくは0.50inである。環状のギャップ１７０がクラウン部分６２ソール部分６４の縁１９０と返り部分７４の縁９５の間に形成される。この環状ギャップ１７０は好ましくは0.020in-0.100inの範囲、より好ましくは0.050in-0.070in、最も好ましくは0.060inの長さＬｇを持つ。アンダーカット部分６２ａ，６４ａの上面からの間隔１７５は返り部分７４の内面とアンダーカット部分６２ａ，６４ａの上面との間の最小の接着剤の厚さを確立する。この接着剤の厚さは好ましくは0.002in-0.100inの範囲、より好ましくは0.005in-0.040in、最も好ましくは0.030inである。液体接着剤２００が好適にアフトボディ６１をフェース要素６０に固定する。アンダーカット部分６２ａ，６４ａの先端縁１８０は液体接着剤が中空内部４６に入り込まないようにシールしてもよい。
図１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，１４Ｅ及び１４Ｆはアフトボディ６１の好ましい実施例を示すものである。アフトボディ６１のクラウン部分６２は全体がソール６４に関して凸状であり、フェース要素６０との係合の外側でソール６４のリボン９０と係合する。クラウン部分６２は、好ましくは、0.010in-0.100inの範囲、より好ましくは0.025in-0.070in、更に好ましくは0.028in-0.040in、最も好ましくは0.033inの厚さを持つ。底部セクション９１と底部セクション９１に実質的に直交する選択的なリボン９０を含んでいるソール部分６４は、好ましくは、0.010in-0.100inの範囲、より好ましくは0.025in-0.070in、更に好ましくは0.028in-0.040in、最も好ましくは0.033inの厚さを持つ。アンダーカット部分６２ａ，６４ａ，６４ａａ及び１３３ａはソール部分６４及びクラウン部分６２と同様な厚さを有する。好ましい実施例においては、アフトボディ６１はプリプレグの複数のプライから造られ、代表的には、ここにその全体が参照として組み入れられる米国特許第6,248,025号「複合ゴルフヘッド及びその製造方法」に開示されるように６又は７のプライから造られる。
底部セクション９１は全体としてクラウン６２に関して凸状をなしている。選択的なブラダーポート１３５がソールアンダーカット部分６４ａに設けられている。
図７は本発明のクラブヘッド４２の中空内部４６を示す。ホーゼル５４が中空内部４６内に配置され、フェース要素６０の一部として位置している。ホーゼル５４はフェース要素６０と同様な材料で造られ、フェース要素６０に好ましくは溶接などにより固定される。
ホーゼル５４はフェース要素６０と共に形成してもよい。更に、ホーゼルは軽量の非類似の材料で造り接着又は他の機械的な固定技術を使用して固定してもよい。ホーゼル５４の中空内部１１８は穴５９からソール部分６４に向けてテーパー状となるホーゼル壁１２０によって画成される。好ましい実施例においては、ホーゼル壁１２０はヒール横向きセクション８０に係合することはなく、したがって、ホーゼル壁１２０とヒール横向きセクション８０との間には空間が残される。ホーゼル５４内に配置されるホーゼルインサート１２１内にシャフト４８が配置される。このようなホーゼルインサート１２１とホーゼル５４はここに関連部分が参照として組み入れられる２０００年８月３１日に出願された米国特許第6,352,482号「ホーゼルライナーを持つゴルフクラブ」に記載されている。更に、ホーゼル５４は好ましくは打撃プレート部分７２の後方に位置し、ゴルフボールとのインパクトの間に打撃プレート部分７２の順応を可能にしている。一つの実施例においては、ホーゼル５４は打撃プレート部分７２の0.125in後方に配置される。
図７に示されるように、クラブヘッド４２の中空内部４６内に重り部材１２２が配置される。好ましい実施例においては、重り部材１２２はソール部分６４のリボンセクション９０の内面に配置され、慣性モーメントを増加させ、ゴルフクラブヘッド４２の重心位置を調節している。しかしながら、当業者であれば重り部材１２２及び他の追加的重り部材１２２がクラブヘッド４２の重心、慣性モーメント及び他の固有の特性に影響を与えるようにクラブヘッド４２の他の位置に配置することができることは理解できるであろう。重り部材１２２は好ましくはタングステンが充填されたフィルム、タングステンがドープされたポリマー、又はここにその全体が参照として組み入れられる１９９９年１２月２９日に出願された米国特許第6,386,990号「一体化されて重りストリップを持つ複合ゴルフクラブ」に開示されているような重りメカニズムである。当業者であれば他の高密度材料が本発明の範囲と精神を離れない範囲において選択的に使用できることは理解するであろう。
好ましい実施例においては、重り部材１２２は３つの重り要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃからなり、これらはアフトボディ６１のソール部分６４のリボン９０のプリプレグのプライ内に埋め込まれる。ヒール重り要素１２２ａ，センター重り要素１２２ｂ，及びトオ重り要素１２２ｃがリボンセクション９０を造るプリプレグのプライ内に配置される。重り部材１２２ａ−ｃの夫々は１０g−３０ｇの範囲の質量、より好ましくは１４ｇ−２５ｇ，より好ましくは１５ｇ−２０ｇの質量を持つ。重り部材１２２ａ−ｃの夫々は５ｇ／ｃｃ−２０ｇ／ｃｃの範囲の密度、より好ましくは７ｇ／ｃｃ−１２ｇ／ｃｃの範囲、最も好ましくは８ｇ／ｃｃの密度を持つ。重り部材１２２ａ−ｃの夫々は好ましくは金属材料が一体化されたポリマー材料により造られる。金属材料は、好ましくは、銅、タングステン、スチール、アルミニウム、錫、銀、金、プラチナ等から選ばれる。好ましい材料はその高密度によりタングステンである。ポリマー材料は熱可塑性又は熱硬化性ポリマー材料である。好ましいポリマー材料はポリウレタン、エポキシ、ナイロン、ポリエステル、他の類似の材料である。最も好ましいポリマー材料は熱可塑性ポリウレタンである。好ましい重り要素１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃａは熱可塑性ポリウレタンとタングステンと共に注入成形され密度が８．０ｇ／ｃｃとされている。好ましい実施例においては、各重り要素１２２ａ−ｃは５０−９５体積％のポリウレタンと５０―５体積％のタングステンから成る。また、好ましい実施例においては、各重り要素１２２ａ−ｃは１０−２５重量％のポリウレタンと９０−７５重量％のタングステンからなる。
好ましくは重り要素１２２ａ−ｃは打撃プレート部分７２の略ヒールセクション６６からリアセクション７０を経て打撃プレート部分７２のトオセクション６８まで延びている。しかしながら、重り要素１２２ａ−ｃはリボンセクション９０のリアセクション７０だけ、リボンセクション９０のヒールセクション６６だけ、リボンセクション９０のトオセクション６８だけ、或いはそれらの組合せに延びていてもよい。また、重り要素１２２ａ−ｃは直列的に配置する代わりに並列して配置してもよい。当業者であれば、他の重り要素が本発明の範囲と精神を離れない範囲で使用できることは理解できるであろう。重り要素１２２ａ−ｃの配置はゴルフクラブヘッド４０の慣性モーメントを最適にすることを可能とする。
図１３はゴルフクラブヘッド４２のフェース要素の好ましい実施例を示す。
フェース要素６０を製造する他の方法は平坦な金属シートからフェース要素６０を形成する方法、金属の平坦なシートからフェース要素６０をスーパー−プラスチィック形成する方法、金属の固形ブロックから機械加工によりフェース要素を造る方法、鍛造プレフォームからフェースを電気化学的切削により加工する方法、等の加工方法がある。更なる方法としてチタンシートを拡散ボンディングして種々の厚さを持つフェースを形成し、次いでスーパープラスチック形成する方法が含まれる。
これに替えてフェース要素６０はここにその全体が参照として組み入れられる２００２年４月４日に出願された米国特許第6,471,604号に開示されるようなアモルファス金属材料で造られる。
本発明は高い反発係数を持ち、それにより本発明のゴルフクラブヘッドでゴルフボールをヒットしたときより大きな飛距離を可能とするゴルフクラブヘッドに向けられている。
反発係数（ここでは”COR”という）は下記の式により決定される：

ｅ＝（ｖ２−ｖ１）／（Ｕ１−Ｕ２）

ここで、Ｕ１はインパクト前のクラブヘッドの速度；Ｕ２はインパクト前のゴルフボールの速度でゼロである；ｖ１はクラブヘッドのフェースからゴルフボールが離れた直後のクラブヘッドの速度；ｖ２はクラブヘッドのフェースからゴルフボールが離れた直後のゴルフボールの速度であり；ｅはゴルフボールとクラブヘッドの間の反発係数である。
システムにエネルギーが加えられなければ、ｅの値はゼロから１．０の間である。柔らかい粘土のような材料では反発係数ｅはゼロに近く、完全弾性体で変形によるエネルギーのロスがなければ、ｅの値は１に近い。本発明は反発係数が通常のテスト条件で測定するとき0.81〜0.94の反発係数を持つクラブヘッドを提供するものである。
与えられたボールでＵＳＧＡの標準テスト条件のもとでの本発明のクラブヘッド４２の反発係数は略０．８１−０．９４の範囲であり、好ましくは０．８３−０．８８３，最も好ましくは０．８７である。
更に、フェース要素６０の打撃プレート部分７２は従来技術より小さいアスペクト比を持つ。ここで使用するアスペクト比は、図１Ａに示されるように、フェースの幅”ｗ”をフェースの高さ”ｈ”で割ったものとして定義される。好ましい実施例においては、幅ｗは78mmで高さｈは48ｍｍであり、アスペクト比は1.625となる。通常のゴルフクラブヘッドにおいては、アスペクト比は通常は１よりかなり大きい。例えば、オリジナルのGREAT BIG BERTHA(登録商標)ドライバーは1.9のアスペクト比を持つ。本発明の打撃プレート部分７２はアスペクト比が1.7以下である。本発明のアスペクトは好ましくは1.0−1.7の範囲である。実施例の一つはアスペクト比が1.3である。本発明の打撃プレート部分７２は従来のものよりより円くなっている。本発明の打撃プレート部分７２のフェース面積は4,00in2〜7,50in2の範囲、より好ましくは5.00in2〜6.5in2、最も好ましくは5.8in2〜6.0in2である。
本発明のクラブヘッドは、また、従来のものと実質的に同じ重量を持ちながら従来のクラブヘッドよりより大きな体積を持つ。本発明のクラブヘッドの体積は290cc〜600ccの範囲、より好ましくは350cc〜510cc、さらに好ましくは385cc〜475cc、最も好ましくは460ccである。
本発明のクラブヘッド４２の質量は165g〜225gの範囲、好ましくは175g〜205g、最も好ましくは190g〜200gである。好ましくは、フェース要素６０の質量は50g〜110gの範囲、より好ましくは65g〜95g、更に好ましくは70g〜90g、最も好ましくは78gである。アフトボディ６１（重り無し）の質量は、好ましくは10g〜60gの範囲、より好ましくは15g〜50g、最も好ましくは35g〜40gである。重り部材１２２（好ましくは３つの別体の重り部材122a,122b,122c）は好ましくは30g〜120gの範囲、より好ましくは50g〜80g、最も好ましくは60gである。内部ホーゼル５４は好ましくは3g〜20gの範囲、より好ましくは5g〜15g、最も好ましくは12gの質量を持つ。更に、エポキシ又は他の流動性材料が0.5g〜5gの範囲でゴルフクラブヘッド４２の中空内部に重りの調整のために注入することもできる。
打撃プレート部分７２からクラウン部分６２の後部セクションまでのクラブヘッド４２の深さは好ましくは3.0in〜4.5inの範囲、最も好ましくは3,5inである。打撃プレート部分で測定したクラブヘッド４２の高さ”H”は好ましくは2.0in〜3.5inの範囲、最も好ましくは2.50inである。トオセクション６８からヒールセクション６６までのクラブヘッド４２の幅”W”は好ましくは4.0in〜5.0inの範囲、より好ましくは4.4inである。
図１０，１０Ａはゴルフクラブヘッドの重心を通る慣性軸を示している。慣性軸はX, Y, Zにより示される。X軸は打撃プレート部分７２から重心CGを通り、ゴルフクラブヘッド４２の後部へ延びる。Y軸はゴルフクラブヘッド４２のトオセクション６８から重心CGを通り、ゴルフクラブヘッド４２のヒールセクション６６に延びる。Z軸はクラウン部分６２から重心CGを通り、ソール部分６４に延びる。
「Golf
Club Design, Fitting, Alteration & Repair, 4th Edition, by Ralph
Maltby」に定義されるように、ゴルフクラブヘッドの重心、即ち質量中心は、クラブヘッドの２以上の点においてクラブヘッド吊るしてバランスをとったときの各点におおける垂直線の交点によって決定されるクラブヘッド内の点である。重心の定義のより詳細な説明はGolf Club Design, Fitting, Alteration & Repairに示されている。
ゴルフクラブヘッド４２の重心と慣性モーメントは好ましくはテストフレーム（XT, YT, ZT）を使用して測定し、次いで図11,11Aに示されるように、ヘッドフレーム（XH,
YH, ZH）に変換される。ゴルフクラブヘッドの重心は、ここにその全体が参照として組み入れられる米国特許第6,607,452号「高い慣性モーメントを持つ複合材料ゴルフクラブ」に記載されるように、２つの重量スケールをその上に持つ重心テーブルを使用して得ることができる。もしシャフトがついていれば、それを取り除き、ゴルフクラブヘッドの軸に直交する複数の面を持つホーゼルキューブと置き換える。ゴルフクラブヘッドの重量が与えられると、ゴルフクラブヘッドを同時に二つのスケール上に置いてX軸、Y軸、Z軸の方向に沿って秤量すると二つのスケールによりゴルフクラブヘッドの重量分布を知ることができる。
通常は、本発明のゴルフクラブヘッド４２のZ軸の周りの慣性モーメントIzzは2800g-cm2〜5000g-cm2の範囲、より好ましくは3000g-cm2〜4500g-cm2、最も好ましくは3750g-cm2〜4250g-cm2である。本発明のゴルフクラブヘッド４２のY軸の周りの慣性モーメントIyyは1500g-cm2〜2750g-cm2の範囲、より好ましくは2000g-cm2〜2400g-cm2、最も好ましくは2100g-cm2〜2300g-cm2である。
一般にゴルフクラブヘッド４２は、ここに全体が参照として組み入れられる米国特許第6,425,832号に記載されるように、慣性モーメントの積を有する。好ましくは、ゴルフクラブヘッド４２の各慣性モーメントの積、Ixy, Ixz, Iyzはその絶対値が100g-cm2未満である。
ゴルフクラブの正面図である。 アスペクト比の測定を示すゴルフクラブの正面図である。 ゴルフクラブヘッドの背面図である。 図２のゴルフクラブヘッドのトオ側側面図である。 図２のゴルフクラブヘッドのヒール側側面図である。 図２のゴルフクラブヘッドの平面図である。 図２のゴルフクラブヘッドの底面図である。 図５の線７−７の断面図である。 図７の円Ａの部分の部分拡大図である。 アフトボディとオーバーラップする部分のフェース要素の断面拡大図である。 本発明のゴルフクラブのヒール側側面図であり、Ｚ軸とＸ軸を示す。 本発明のゴルフクラブの正面図であり、Ｚ軸とＹ軸を示す。 ゴルフクラブの正面図であり、テストフレーム座標ＸＴ，ＹＴと変換されたヘッドフレーム座標ＹＨ、ＺＨを示す。 ゴルフクラブのトオ側図であり、テストフレーム座標ＺＴと変換されたヘッドフレーム座標ＸＨ，ＺＨを示す。 ゴルフクラブのフェース要素の分離された背面斜視図である。 ゴルフクラブヘッドのフェース要素の分離された正面図である。 図１３のフェース要素の内部の図である。 図１３のフェース要素の底面図である。 図１３のフェース要素の平面図である。 図１３のフェース要素のトオ側側面図である。 図１３のフェース要素のヒール側側面図である。 ゴルフクラブヘッドのアフトボディの分離された平面図である。 図１４のアフトボディの内部の図である。 図１４のアフトボディのヒール側側面図である。 図１４のアフトボディのトオ側側面図である。 図１４のアフトボディの底面図である。 図１４のアフトボディの背面図である。 図１４のアフトボディの底面斜視図である。

Claims (24)

  1. 25g〜100ｇの範囲の質量を持ち、低密度材料から成る打撃プレート部分と返り部分を有するフェース要素であって、前記フェース要素は打撃プレート部分の内面上に配置された第２の層を有し、前記第２の層は前記低密度材料より大きい密度の材料から成るフェース要素と；
    10g〜60gの範囲の質量を持ち、前記フェース要素に連結されるアフトボディと；からなり、
    164g〜225gの範囲の質量と、290cc〜600ccの範囲の体積を持つゴルフクラブヘッド。
  2. 30g〜120ｇの範囲の質量を持つ重り部材を更に有する請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  3. 前記フェース要素の前記打撃プレート部分と前記返り部分は5.0g/cc未満の密度を持つ材料から成り、前記フェース要素の前記第２の層は5.0g/ccより大きい密度を持つ材料から成る請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  4. 前記アフトボディはプリプレグ材料の複数のプライから成る請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  5. 前記アフトボディは15g〜50gの範囲の質量を持つ請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  6. 前記重り部材は50g〜80gの範囲の質量を持つ請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
  7. 前記ゴルフクラブヘッドは385cc〜475ccの範囲の体積を持つ請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  8. 前記フェース要素の前記打撃プレート部分と前記返り部分はアルミニウム合金材料から成り、前記フェース要素の第２の層はチタニウム合金材料から成る請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  9. 前記フェース要素の前記打撃プレート部分と前記返り部分は、3.0g/ccより小さい密度を持ち、前記フェース要素の第２の層は5.0g/ccより大きい密度を持つ請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  10. 前記フェース要素の前記打撃プレート部分と前記返り部分はアルミニウム合金材料から成り、前記フェース要素の第２の層はスチール合金材料から成る請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  11. 前記フェース要素の前記打撃プレート部分と前記返り部分はマグネシウム合金材料から成り、前記フェース要素の第２の層はスチール合金材料から成る請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  12. 前記フェース要素の前記打撃プレート部分と前記返り部分はマグネシウム合金材料から成り、前記フェース要素の第２の層はチタニウム合金材料から成る請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  13. 前記フェース要素の前記打撃プレート部分と前記返り部分は0.030in(o.76mm)〜0.060in(1.52mm)の範囲の厚さを持ち、前記フェース要素の第２の層は0.030in〜0.060inの範囲の厚さを持つ請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
  14. 25g〜100ｇの範囲の質量を持ち、アルミニウム合金材料から成る打撃プレート部分と返り部分を有するフェース要素であって、前記フェース要素は打撃プレート部分の内面上に配置された第２の層を有し、前記第２の層は前記低密度材料より大きい密度の材料から成るフェース要素と；
    10g〜60gの範囲の質量を持ち、前記フェース要素に連結されるアフトボディと；
    前記アフトボディに取り付けられ、30g〜120gの範囲の質量を持つ少なくとも一つの重り部材と、からなり、
    164g〜225gの範囲の質量と、290cc〜600ccの範囲の体積を持つゴルフクラブヘッド。
  15. 前記ゴルフクラブヘッドは385cc〜475ccの範囲の体積を持つ請求項１４に記載のゴルフクラブヘッド。
  16. 前記ゴルフクラブヘッドの軸Izzの周りの慣性モーメントが3000g-cm2より大きい請求項１４に記載のゴルフクラブヘッド。
  17. 前記フェース要素の前記打撃プレート部分と前記返り部分は0.030in〜0.060inの範囲の厚さを持ち、前記フェース要素の第２の層は0.030in(o.76mm)〜0.060in(1.52mm)の範囲の厚さを持つ請求項１４に記載のゴルフクラブヘッド。
  18. 前記フェース要素の第２の層はチタニウム合金材料から成る請求項１４に記載のゴルフクラブヘッド。
  19. 前記アフトボディはクラウン部分とソール部分を有する請求項１４に記載のゴルフクラブヘッド。
  20. 前記アフトボディのソール部分は底部セクションとリボンセクションを有する請求項１９に記載のゴルフクラブヘッド。
  21. 前記返り部分は上部横向きセクションと下部横向きセクションを有する請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。
  22. 前記返り部分はヒール横向きセクションとトオ横向きセクションを有する請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。
  23. 前記返り部分は上部横向きセクションを有する請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。
  24. 前記返り部分は下部横向きセクションを有する請求項１８に記載のゴルフクラブヘッド。
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