JP2019146938A - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 大きな慣性モーメントを具えつつ、高い反発性能を示すゴルフクラブヘッドを提供する。【解決手段】 中空のゴルフクラブヘッド１であって、ボールを打撃するフェース２ａを具えたフェース部２と、前記フェース部２からヘッド後方に延びる本体部分３とを含み、前記フェース部２が、比重４．０以下の低比重材料で構成されており、前記本体部分３には、前記フェース部２側に、局部的に小さい剛性とされた低剛性部１０が設けられている。【選択図】 図１

Description

本発明は、ゴルフクラブヘッドに関し、詳しくは中空構造のゴルフクラブヘッドに関する。

フェース部に、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金といった比重４．０以下の低比重材料が用いられた中空構造のウッド型のゴルフクラブヘッドが提案されている（例えば、下記特許文献１の段落００２８参照）。この種のゴルフクラブヘッドは、フェース部を軽くすることと引き換えに、フェース部の後方により多くの質量を配分することができる。したがって、この種のゴルフクラブヘッドは、大きな慣性モーメントを提供し、打球の方向性を安定させるという効果が期待される。

一方、低比重材料の引張強度は、比重が４．０を超える高比重材料（例えば、チタン合金等）のそれに比べると遥かに小さい。例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金の代表的な引張強度はそれぞれ４７０MPa及び２７０MPaであり、代表的なチタン合金の引張強度９６０MPaの半分にも満たない。このため、実用的な耐久性を満足するよう、フェース部に低比重材料を用いたゴルフクラブヘッドを製造するためには、フェース部を相当大きな厚さで構成する必要があった。

特開２０１４−７９４４７号公報

ところで、フェース部の曲げ剛性は、その厚さの３乗に依存して大きくなる。一方、フェース部の曲げ剛性は、ゴルフクラブヘッドのボールに対する反発係数に大きく影響し、フェース部の剛性が大きいほど、ヘッドの反発係数は低下する傾向がある。

以上の理由から、フェース部に低比重材料を用いた従来のゴルフクラブヘッドは、反発性能が低く、打球の飛距離を増大させるには十分ではなかった。

本発明は、以上のような問題点に鑑みて案出なされたもので、大きな慣性モーメントを具えつつ高い反発性能を示すゴルフクラブヘッドを提供することを主たる目的としている。

本発明は、中空のゴルフクラブヘッドであって、ボールを打撃するフェースを具えたフェース部と、前記フェース部からヘッド後方に延びる本体部分とを含み、前記フェース部が、比重４．０以下の低比重材料で構成されており、前記本体部分には、前記フェース部側に、局部的に小さい剛性とされた低剛性部が設けられている、ゴルフクラブヘッドである。

上記ゴルフクラブヘッドでは、前記フェース部が、比重４．０以下の低比重材料で構成されているため、ゴルフクラブヘッドのフェース部側を軽量化し、それと引き換えに本体部分側により多くの質量を配分することが可能になる。したがって、本発明のゴルフクラブヘッドは、大きな慣性モーメントを提供することができ、とりわけ、ヘッド重心を通る垂直軸周りの慣性モーメントを大きくすることができる。

また、上記ゴルフクラブヘッドは、前記本体部分の前記フェース部側に、局部的に小さい剛性とされた低剛性部が設けられている。一般に、前記低比重材料は、チタン合金等の高比重材料に比べて強度が低く、フェース部の厚さは高比重材料で形成されるフェース部に比して、大きくなる傾向がある。しかし、前記本体部分に前記低剛性部が設けられることにより、フェースでボールを打撃したときに、前記低剛性部を局所的に大きく撓ませることができる。したがって、本発明のゴルフクラブヘッドは、フェース部が高剛性化されていようとも、高い反発係数（高反発性能）を維持することができる。

本発明の他の態様では、前記低剛性部は、前記本体部分をヘッド内外に貫通する空隙部と、ヘッド前後方向に延びる連結部とを含むことができる。この場合、前記空隙部と前記連結部とが前記フェースの周縁に沿って交互に配置されていることが望ましい。

本発明の他の態様では、前記連結部は、ヘッド前後方向に対して傾く傾斜要素を含む傾斜連結部を含むことができる。

本発明の他の態様では、前記傾斜連結部は、前記傾斜要素として、第１傾斜要素と、前記第１傾斜要素とは逆向きに傾けられた第２傾斜要素とを含むことができる。

本発明の他の態様では、前記低剛性部は、前記本体部分のクラウン部、サイド部又はソール部に設けられていても良い。

本発明の他の態様では、前記フェース部は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、アルミリチウム合金、マグネシウムリチウム合金又はＦＲＰで構成され得る。

本発明の他の態様では、前記低比重材料で形成されたフェース部の最小の厚さが３．０mm以上とされても良い。

本発明の他の態様では、前記フェースのスイートスポットでの反発係数が０．８００以上とされても良い。

本発明の他の態様では、前記フェースのスイートスポットを固定する一端固定条件で測定されたヘッドの１次の固有振動数が７００〜１５００Hzとされても良い。

本発明の他の態様では、ヘッド重心を通る垂直軸周りの慣性モーメントが４０００〜６０００（ｇ・cm²）とされても良い。

本発明の他の態様では、ヘッド重心を通りかつトウ・ヒール方向に延びる水平軸周りの慣性モーメントが２０００〜４０００（ｇ・cm²）とされても良い。

本発明の他の態様では、重心距離が１７〜３５mmとされても良い。

本発明の他の態様では、フェース部の質量が１５〜４５（ｇ）とされても良い。

本発明の他の態様では、前記低比重材料の比重が３．０以下とされても良い。

本発明の他の態様では、前記本体部分は、比重が４．０よりも大きい高比重材料で構成されても良い。

本発明のゴルフクラブヘッドは、大きな慣性モーメントを具えつつ、高い反発性能を発揮することができる。

本実施形態のゴルフクラブヘッドの斜視図である。 図１のゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。 図１のゴルフクラブヘッドの平面図である。 図１のゴルフクラブヘッドの底面図である。 図３のＡ−Ａ線拡大断面図である。 図３の低剛性部を拡大して示す部分拡大平面図である。 低剛性部の変形例を示す図３のＡ−Ａ線拡大断面図である。 低剛性部の変形例を示す部分拡大斜視図である。 低剛性部の変形例を示す部分拡大斜視図である。 低剛性部の変形例を示す部分拡大平面図である。 低剛性部の変形例を示す部分拡大平面図である。 他の実施形態のゴルフクラブヘッドの底面図である。 他の実施形態のゴルフクラブヘッドの底面図である。 他の実施形態のゴルフクラブヘッドの斜視図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明されるが、以下に詳述される実施形態及び図面に表された具体的な構成は、本発明の内容を理解するためのものであって、本発明は、それらの具体的な構成に限定されるものではない。また、以後の説明では、同一又は共通する要素については同一の符号が付されており、重複する説明が省略されている点が理解されなければならない。

図１は、本実施形態のゴルフクラブヘッド１（以下、単に、「ヘッド」ということがある。）の斜視図であり、図２はその分解斜視図である。また、図３ないし図５は、図１のヘッド１の平面図、底面図及び図３のＡ−Ａ線拡大断面図をそれぞれ示す。また、図１ないし５は、基準状態とされたヘッド１が描かれている。

［ヘッドの基準状態］
ヘッド１の基準状態とは、ヘッド１が、水平面ＨＰに対して、そのロフト角及びライ角（いずれも図示省略）に保たれた状態である。基準状態では、ヘッド１のシャフト軸中心線ＣＬが、任意の垂直面ＶＰ内に配される。垂直面ＶＰに沿った水平な方向ｙは、ヘッド１のトウ・ヒール方向とされ、垂直面ＶＰと直交する水平な方向ｘは、ヘッド前後方向とされる。上記方向ｘ及びｙにともに直交する垂直方向ｚが、ヘッド上下方向とされる。特に明示がない場合、ヘッド１の各種寸法や向きは、基準状態に置かれているものとして説明されている。

［ヘッドの基本構成］
図１ないし５において、本実施形態のヘッド１は、内部に中空部ｉ（図２及び図５に示す）を有し、例えば、典型的なウッド型形状、より好ましくはドライバーとして構成される。ウッド型のヘッドは、ドライバー（＃１）の他、少なくともブラッシー（＃２）、スプーン（＃３）、バフィ（＃４）及びクリーク（＃５）等を含む。また、ウッド型のヘッド１は、先に列挙されたものと番手又は名称が異なっていても、略類似した形状を持つヘッドを含む。他の実施形態では、ヘッド１は、例えば、ユーティリティー型やアイアン型として構成されても良い。

本実施形態のヘッド１は、例えば、フェース部２と、フェース部２からヘッド後方に延びる本体部分３とを含んでいる。

［フェース部］
フェース部２は、ボールを打撃するための部分であって、その前面は、ボールを打撃するための表面、すなわちフェース２ａを構成している。フェース部２の背面２ｂ（図５に示す）は、中空部ｉに面している。このフェース部２は、比重４．０以下の低比重材料で構成される。本実施形態のヘッド１は、フェース部２のうち、ボールを打撃するために意図された領域が、少なくとも低比重材料で構成されている。したがって、フェース２ａの中央部分は、低比重材料で構成されている必要があるが、フェース２ａの周縁Ｅを含む周辺領域などは、ボールとの打撃が本来的に意図された領域ではないので、低比重材料で構成されている必要はない。

図１、２及び５に示されるように、本実施形態のフェース部２は、フェースプレート８と、このフェースプレート８を保持するための周縁部９とで構成されている。

フェースプレート８は、前記低比重材料で構成されている。低比重材料としては、例えば、アルミニウム合金（代表的な比重が約２．８）、マグネシウム合金（代表的な比重が約１．８）、アルミリチウム合金（代表的な比重が約２．５）、マグネシウムリチウム合金（代表的な比重が約１．５）などの金属材料の他、ＦＲＰ（代表的な比重が約１．５）などの複合材料も採用することができる。このように、より好ましい態様では、フェース部２は、比重３．０以下の低比重材料で構成され得る。

また、好ましい態様では、フェースプレート８は、フェース２ａのスイートスポットＳＳを含むとともに、フェース２ａの面積の７０％以上、より好ましくは８０％以上を形成するよう、その輪郭形状等が構成される。このように、低比重材料がフェース部２のより広い領域を構成することにより、フェース部２のさらなる軽量化が達成され得る。なお、スイートスポットＳＳは、図３に符号ＳＳで表されるように、ヘッド重心Ｇからフェース２ａに引いた法線とフェース２ａとの交点を意味する。

周縁部９は、例えば、フェース部２のボールとは直接接触することが本来的に意図されていない周縁部分のみを形成している。周縁部９は、フェースプレート８が装着される内周面Ｏを画定する。好ましい態様では、周縁部９は、フェースプレート８の背面を支持するためのバックアップ部９ａを具える。このバックアップ部９ａは、内周面Ｏに沿って環状に設けられるのが望ましい。そして、フェースプレート８は、例えば、周縁部９の内周面Ｏと接着、ネジ留め又はカシメ等によって固着される。好ましい態様では、周縁部９は、後述の本体部分３と一体に構成される。

［ヘッドの本体部分］
本体部分３は、例えば、クラウン部４、ソール部５及びサイド部６を含んでおり、中空部ｉを囲むように形成されている。

クラウン部４は、フェース部２に連なってヘッド上面を構成している。ソール部５は、フェース部２に連なってヘッド底面を構成している。サイド部６は、クラウン部４とソール部５との間を接続している。サイド部６のトウ側及びヒール側は、それぞれ、フェース部２のトウ側及びヒール側に接続されている。フェース部２、クラウン部４、ソール部５及びサイド部６により、フェース部２の後方に中空部ｉが画定される。

図１及び図２に示されるように、クラウン部４のヒール側には、例えば、ホーゼル部７が設けられても良い。ホーゼル部７は、シャフト（図示省略）が固定可能なように、シャフト差込孔７ａを有する筒状に構成されている。シャフト差込孔７ａの軸中心線は、上記シャフト軸中心線ＣＬに対応している。

ヘッド１の本体部分３は、例えば、金属材料で構成されている。金属材料としては、例えば、比重が４．０を超える高比重金属材料が好適である。このような高比重金属材料としては、チタン、チタン合金又はステンレス鋼など種々のものが採用可能である。他の態様では、本体部分３の一部は、樹脂、ゴム、エラストマー又は繊維強化樹脂といった非金属材料で構成されても良い。また、本体部分３には、高比重金属材料からなる錘部材などが配置されても良い。

以上のように、本実施形態のヘッド１では、フェース部２が比重４．０以下の低比重材料で構成されるため、ヘッド１のフェース部２側が軽量化される。これにより、ヘッド１を製造する際の制約条件の一つであるヘッドの質量に大きなマージンが生まれる。この結果、ヘッド１の本体部分３に、高比重金属材料の使用、及び／又は、より大きなウエイト部材（図示省略）の使用が可能になり、本体部分３側の適所により多くの質量を配分することが可能になる。これは、大きな慣性モーメント、とりわけ、ヘッド重心を通る垂直軸周りのヘッド１の慣性モーメント（以下、単に「左右の慣性モーメント」という。）を大きくするのに役立つ。

例えば、ミスショット時のヘッド１の左右の微小回転を抑制し、打球の方向性を安定させるために、左右の慣性モーメントは、好ましくは４０００〜６０００ｇ・cm²、より好ましくは４５００〜６０００ｇ・cm²とされる。

また、ミスショット時のヘッド１の上下の微小回転を抑制して打球のバックスピン量を安定させるために、ヘッド重心を通りかつトウ・ヒール方向に延びる水平軸周りのヘッド１の慣性モーメント（以下、「上下の慣性モーメント」という。）は、好ましくは２０００〜４０００ｇ・cm²、より好ましくは２８００〜４０００ｇ・cm²とされる。

また、好ましい態様では、ヘッド１の重心距離を大きくすることが可能になり、例えば、重心距離が１７〜３５mmとされるのが望ましい。重心距離は、図３に符号ＧＬで示されるように、ヘッド重心Ｇとシャフト軸中心線ＣＬを含む垂直面ＶＰとの間のヘッド前後方向距離である。

さらに、低比重材料で形成されたフェース部２の最小の厚さｔｆ（本実施形態では、フェースプレート８の最小厚さ）は、好ましくは３．０mm以上、より好ましくは４．０mm以上とされる。これにより、強度の低い低比重材料であっても、フェース部２としての十分な実用耐久性を確保することができる。

さらに、ヘッド１の限られた質量の中でより大きなマージンを提供するために、フェース部２の質量は、好ましくは１５〜４５ｇとされる。ここで、フェース部２の質量は、フェース２ａとその背面２ｂをヘッド外面まで仮想延長した面とで挟まれる部分の合計質量を意味する。

［低剛性部］
本実施形態のヘッド１の本体部分３には、フェース部２側に、局部的に小さい剛性とされた低剛性部１０が形成されている。図１ないし５の実施形態では、低剛性部１０は、例えば、クラウン部４に形成されているが、このような態様に限定されるものではない。

上述のとおり、低比重材料は、チタン合金等の高比重材料に比べて強度が低いため、実用的な耐久性を確保するためには、フェース部２の厚さが十分に大きくなる傾向がある。しかし、本体部分３のフェース部２側に低剛性部１０が設けられることにより、フェース２ａでボールを打撃したときに、この低剛性部１０を局所的に撓ませてヘッド全体の剛性を緩和することができる。したがって、本実施形態のヘッド１は、フェース部２が高剛性化されていようとも、高い反発係数（高反発性能）を発揮することができる。

低剛性部１０の剛性を調整することにより、ヘッド１の反発係数は調節可能である。好ましい態様では、フェース２ａのスイートスポットＳＳでの反発係数が０．８００以上、より好ましくは０．８１５以上、さらに好ましくは０．８３０以上が望ましい。

前記反発特性は、U.S.G.A.の Procedure for Measuring the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999) に準拠して測定されるものとする。具体的にはゴルフボールを、ボール発射装置を用いて発射し、台座上に固着することなく載置されたヘッドのフェース部のスイートスポットに衝突させ、ゴルフボールの衝突直前の入射速度Ｖｉと跳ね返り速度Ｖｏとが測定された。そして、ゴルフボールの入射速度をＶｉ、跳ね返り速度をＶｏ、ヘッド質量をＭ、ゴルフボールの平均質量をｍとした場合に、次式により反発係数ｅが算定される。
（Ｖｏ／Ｖｉ）＝（ｅＭ−ｍ）／（Ｍ＋ｍ）
ゴルフボールの発射口からフェース部までの距離は５５インチであり、ボールは、ヘッドのスイートスポットの位置から５mm以上離れない位置でかつフェース面に対して直角に衝突させるものとする。ゴルフボールは、硬さ（ＳＣＨ）が２．５４±０．０９mmのものが採用される。前記ＳＣＨとは、ボールを平板間で圧縮する際に、１０kgfの初期荷重を負荷した状態から１３０kgfに負荷を増したときの変位量（ｍｍ）の値である。

低剛性部１０としては、例えば、溝、凹部、開口、スリット又は薄肉部等、フェース２ａでボールを打撃したときに、本体部分３を局所的に変形させる機能を有するものであれば、様々な構成が採用できる。以下、特に好ましい低剛性部１０のいくつかの態様が説明される。

図６には、図３の低剛性部１０の部分拡大図が示されている。図６に示されるように、低剛性部１０は、複数の空隙部２０と複数の連結部３０とから構成されている。図１及び図３に示されるように、空隙部２０及び連結部３０は、フェース２ａの周縁Ｅに沿って、交互に配置されている。これにより、本実施形態の低剛性部１０は、フェース２ａの周縁Ｅに沿って延びるように形成されている。

フェース２ａの周縁Ｅとは、図５に示されるように、フェース２ａと本体部分３との境界である。この周縁Ｅは、明瞭なエッジによって識別しうる場合には、当該エッジとして定められる。例えば、フェース２ａと本体部分３との間が円弧面等で滑らかに接続されているため、外観上、周縁Ｅを明瞭に識別することができない場合、便宜上、図５に示されるように、前記円弧面の中間位置で周縁Ｅが特定されるものとする。この周縁Ｅは、本質的にフェース２ａを囲むように環状に延びる。

また、上記「沿って」とは、フェース２ａの周縁Ｅと常に一定の距離を隔てて延びているような厳格な意味のみならず、フェース２ａの周縁Ｅに対して多少傾斜して延びている態様を含む。本明細書において、前記傾斜としては、少なくとも１５°程度の角度が許容される。即ち、低剛性部１０において、空隙部２０と連結部３０との繰り返し配置されている方向が、フェース２ａの周縁Ｅに対して１５°程度の角度差を持つことができる。なお、フェース２ａの周縁Ｅは、通常、滑らかな曲線である場合が多いので、低剛性部１０もこれに沿って曲線状に延びていることが望ましいが、直線状に延びても良い。また、図３から明らかなように、本実施形態においては、フェース２ａの周縁Ｅ及び低剛性部１０は、ともに、トウ・ヒール方向ｙに沿って延びているともいえる。

図６に戻ると、各空隙部２０は、本体部分３（この例ではクラウン部４）をヘッド内外に貫通する貫通孔である。すなわち、この実施形態では、空隙部２０は、ヘッド外部と中空部ｉとを連通する孔として形成される（図５参照のこと）。空隙部２０は、ヘッド１の本体部分３を構成する材料を減らすので、本体部分３の質量低減に役立つ。また、空隙部２０は、本体部分３の剛性を局部的に低下させるので、フェース２ａでボールを打撃したときの本体部分３の局部的かつ相対的に大きな変形を促進する。

空隙部２０は、貫通孔のままとされても良いが、他の態様では、ゴム、エラストマー又は樹脂のように空隙部２０の変形を本質的に妨げず、かつ、本体部分３よりも比重の小さい材料が満たされても良い。後者の態様では、空隙部２０を通ってヘッド１の中空部内に異物等が進入するのを防止するのに役立つ。

各連結部３０は、隣接する空隙部２０の間をヘッド前後方向に延びている。連結部３０は、本体部分３の空隙部２０よりもフェース側の前側部分３Ａと、本体部分３の空隙部２０よりもヘッド後方の後側部分３Ｂとの間を一体に連結している。

本実施形態では、好ましい態様として、連結部３０は、傾斜連結部４０を含んでいる。傾斜連結部４０は、ヘッド１を、その外表面の法線方向から見たときに、ヘッド前後方向ｘに対して傾いた傾斜要素３２及び／又は３４を含んでいる。ボール打撃時、傾斜連結部４０は、ヘッド１の本体部分３の前側部分３Ａからヘッド後方へ向かう力を受ける。この際、傾斜連結部４０の傾斜要素３２又は３４は、ヘッド前後方向ｘに対して傾いているため、容易にその傾斜方向へと弾性変形（曲げ変形）する。このような傾斜連結部４０は、ボール打撃時に低剛性部１０をより大きく撓ませることができ、ヘッド１の反発性能がさらに向上する。

以上のように、本実施形態のヘッド１は、改善された低剛性部１０を具えることにより、フェース２ａでボールを打撃したときに、本体部分３の低剛性部１０を局所的に大きく撓ませることができる。したがって、本実施形態のヘッド１は、フェース部２が高剛性化されていようとも、高い反発係数（高反発性能）を発揮することができる。

なお、各連結部３０がヘッド前後方向ｘと平行に延びている場合、ボール打撃時、連結部に座屈が生じるおそれがある。例えば、ヘッド前後方向ｘと平行に延びる連結部は、ヘッド前後方向の力を受けると、経時的に見れば初期の段階では高い剛性を示す一方、上記力が座屈荷重を超えると一気に大きく変形し、不安定な変形挙動を示すおそれがある。

また、特に限定されるものではないが、低剛性部１０のヘッド前後方向の幅Ｗは、例えば、５〜２０mm程度が望ましい。

［傾斜要素の角度］
好ましい態様では、傾斜連結部４０は、ヘッド前後方向ｘに対して第１の方向に傾いた第１傾斜要素３２と、第１傾斜要素３２とは逆向きの第２の方向に傾いた第２傾斜要素３４とを含むことができる。図６の態様では、傾斜連結部４０は、第１傾斜要素３２と第２傾斜要素３４とを一体に含んでＶ字状に屈曲しているが、いずれか一方のみを含むものでも良い。また、本実施形態の低剛性部１０は、複数の傾斜連結部４０が隣接して配置された部分を含んで構成されている。これにより、空隙部２０も、Ｖ字状の輪郭形状のものを含む。

傾斜連結部４０が、互いに逆向きに傾く第１傾斜要素３２と第２傾斜要素３４とを有する場合、ボール打撃時、２つの傾斜要素３２、３４は、それらが挟む角度αを小さくするよう好ましい態様に弾性変形し、傾斜連結部４０がより曲がり易くなる。このような作用をより効果的に得るために、第１傾斜要素３２及び第２傾斜要素３４のヘッド前後方向ｘに対する傾き角度θは、好ましくは２０〜７０度、より好ましくは３０〜６０度とされる。

好ましい態様では、傾斜連結部４０は、低剛性部１０の長手方向線１００に対して対称形状を有する。このような低剛性部１０は、ボール打撃によって低剛性部１０が弾性変形したときに、本体部分３のヘッド後方の後側部分３Ｂに対して本体部分３の前側部分３Ａが、低剛性部１０の長手方向線１００の向きに変位することを防ぐのに役立つ。つまり、低剛性部１０がヘッド前後方向ｘに沿って撓む。一方、ボール打撃時の各連結部３０の変形を促進するために、傾斜連結部４０は、ヘッド前後方向ｘに対しては非対称（非線対称）形状を有するのが望ましい。

［連結部の幅、配置間隔等］
図６に示されるように、連結部３０の平面視における幅ｗや配置間隔（ピッチ）Ｐ等は、本体部分３を構成する材料や、向上させたい反発性能のレベル等に応じて種々定めれば良い。幅ｗは、特に限定されるものではないが、例えば、０．５〜３mm程度、ピッチＰは、２〜１０mm程度とすることができる。また、幅ｗ及びピッチＰなどは、各連結部３０で一定でも良いし、異なっていても良い。連結部３０が本質的に一定のピッチＰとされた場合、低剛性部１０をほぼ均一に撓ませることができる。上記幅ｗは、傾斜要素の長手方向と直交する方向に測定されるものとする。

［低剛性部のフェースからの位置］
図５に示されるように、低剛性部１０は、ボール打撃時に大きくたわむように、フェース部２に近い位置に設けられるのが良い。本実施形態では、フェース部２の背面２ｂから距離Ｌ（≠０）をヘッド後方に隔てた位置に低剛性部１０が設けられている。上記距離Ｌは、フェース部２の背面２ｂから空隙部２０までのヘッド前後方向の距離である。

フェース部２に近い領域に低剛性部１０を設けることにより、ヘッド１の反発性能が向上する。特に、ボールとの反発性能（反発係数）に大きな影響を与えるヘッド１のフェース２ａ上の一部の領域（直径１０mm円の領域）を固定した境界条件での１次固有振動数を、ボールの１点を固定した１次固有振動数により近づけることが望ましい。より具体的には、フェース２ａのスイートスポットＳＳが固定される一端固定条件で測定されたヘッドの１次の固有振動数が７００Hz以上、より好ましくは１０００Hz以上とされる。同様に、前記ヘッドの１次の固有振動数は、好ましくは１６００Hz以下とされ、より好ましくは１４００Hz以下とされる。

フェース２ａを固定した境界条件でのヘッド１の１次固有振動モードは、一般的なヘッドではフェースが主体的に変形するモードであり、その際、本体部分３は、主として質量として作用している。本体部分３のフェース２ａに近い領域の剛性を低下させ、ボール打撃時にその領域も変形するように構成すれば、質量として作用するのはその領域よりも後側の領域となる。質量が大きいほど固有振動数は低くなるため、低剛性部１０はフェース部２により近い方が好ましい。このような観点より、前記距離Ｌは、例えば、ヘッド１の前後方向最大長さＡ（図５に示す）に対して５０％以下、好ましくは３０％以下、さらに好ましくは２０％以下とされるのが望ましい。

他の態様では、図７に示されるように、低剛性部１０がフェース部２の背面２ｂの直後に設けられても良い。この場合、前記距離Ｌは、本質的にゼロである。このような態様では、比較的小さい低剛性部１０によって効果的に反発性能を高めることができる。

［連結部の厚さ］
図８には、低剛性部１０の部分拡大斜視図が示されている。図８に示されるように、連結部３０の厚さｔ１（本体部分３の断面における厚さ）は、本体部分３の連結部３０以外の部分の厚さ（最小厚さ）ｔ２よりも大きく形成されることが望ましい。このような低剛性部１０は、低剛性部１０が設けられた部材面内（この例ではクラウン部４の平面内）において、反発性能の向上に重要なヘッド前後方向ｘの圧縮剛性を低く維持しながら、低剛性部１０の面外せん断剛性を高め、ひいてはヘッド１の耐久性を高めることができる。応力集中を防ぐために、上記厚さｔ１を有する連結部３０と、厚さｔ２を有する部分とは、滑らかに厚さが変化する厚さ移行部３６を介して接続されているのが望ましい。

［連結部の面取り］
図９には、低剛性部１０の変形例を示す部分拡大斜視図が示されている。この態様では、連結部３０の各コーナ部３０ａ〜３０ｆは、滑らかな円弧面でラウンド化されることが望ましい。このような態様では、ボール打撃時において、各コーナ部３０ａ〜３０ｆでの応力集中を効果的に防ぐことができる。

［傾斜連結部の変形例１］
図１０には、傾斜連結部４０の変形例１として、低剛性部１０の部分拡大平面図が示されている。図１０に示されるように、傾斜連結部４０は、第１傾斜要素３２（又は第２傾斜要素３４）のいずれか一方のみで構成されても良い。この場合においても、第１傾斜要素３２又は第２傾斜要素３４は、ヘッド前後方向ｘに対して上記と同様の角度θで傾けられるのが望ましい。

［低剛性部の変形例２］
図１１には、低剛性部１０の変形例２を示す部分拡大平面図が示されている。この態様では、低剛性部１０は、第１部分５１と第２部分５２とがフェース２ａの周縁Ｅ（図１等に示す）に沿って並んでいる。

第１部分５１は、複数の傾斜連結部４０を含んでいる。第１部分５１に属する各傾斜連結部４０は、図１１において、下向きに凸となるＶ字状である。すなわち、第１部分５１に属する各傾斜連結部４０は、本体部分３の前側部分３Ａに第１傾斜要素３２が配置され、かつ、本体部分３の後側部分３Ｂに第２傾斜要素３４が配置されている。そして、それらが隣接して複数配置されている。

第２部分５２も、複数の傾斜連結部４０を含んでいる。しかし、第２部分５２に属する各傾斜連結部４０は、図１１において、上向きに凸となる逆Ｖ字状である。すなわち、第２部分５２に属する各傾斜連結部４０は、本体部分３の前側部分３Ａに第２傾斜要素３４が配置され、かつ、本体部分３の後側部分３Ｂに第１傾斜要素３２が配置されている。そして、それらが隣接して複数配置されている。このような態様によれば、低剛性部１０は、ボール打撃時に変形する連結部３０に発生するトウ・ヒール方向に沿った力の成分を互いに相殺するのに役立つ。

［低剛性部の配設位置］
他の態様において、低剛性部１０は、図１２に示されるように、ソール部５に形成されても良い。また、他の態様では、図１３に示されるように、サイド部６に形成されても良い。この場合、サイド部６のトウ側のみ、又は、サイド部６のヒール側のみに、低剛性部１０が設けられても良い。さらに、他の態様では、図１４に示されるように、低剛性部１０は、クラウン部４、サイド部６及びソール部５の少なくとも２つの部位に跨るように配置されても良い。これにより、より広い範囲で本体部分３の剛性を低下させて、反発性能を高めることができる。

以上、本発明の実施形態が詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されるものではなく、種々の態様で実施しうるのは言うまでもない。また、本明細書において、ある実施形態で説明された要素及びそれらの変形例は、明示がなくても、他の実施形態で示された対応する要素に適用することが意図されていると理解されなければならない。

以下、本発明のより具体的な実施例について説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

図１〜４に示したヘッドの基本構成を具えるとともに、表１に示される仕様にて複数の中空のウッド型のゴルフクラブヘッドが設計された（比較例１、比較例２及び実施例で、本体部分の設計は低剛性部の有無を除き、本質的に同一である）。次に、それら各ヘッドについて、重心距離、左右の慣性モーメント、上下の慣性モーメント、及び、ヘッドの１次の固有振動数が、コンピュータによるＦＥＭシミュレーションで評価された。

実施例のヘッドは、フェースプレートが炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）とされており、その厚さは５mmで一定とされた。また、実施例のヘッドは、図５、図６及び図８の低剛性部を具えている。この低剛性部はクラウン部からトウ側のサイド部を通ってソール部に延びる態様とされた（図１４参照）。

比較例１のヘッドは、高比重材料であるチタン合金で全体が構成されたものである。比較例１のフェースプレートは、各部で厚さが異なっており、フェース中央に形成された最大厚さ３．６mmの厚肉領域と、フェース周辺で最小厚さ１．９mmを有する周辺薄肉領域と、これらの間で厚さが滑らかに変化する移行領域とを有する。

比較例２のヘッドは、高比重材料であるチタン合金でヘッド本体が構成されたものである。比較例２のフェースプレートは炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）で、厚さが５．０mmで一定とされた。

各ヘッドの１次の固有振動数は、ヘッドのＦＥＭモデルのフェースの打点を固定した境界条件下での固有振動数である。固定は、フェースのスイートスポット相当位置を中心とした半径５ｍｍの範囲内のモデルの節点を全て変位拘束することで行われた。フェースを固定した境界条件下での振動モードには、振動数の低い低次モードに、固定点が動かずにヘッド全体が倒れ込むようなモードや、固定点が動かずにフェースがねじれるようにヘッドが回転するようなモードを持つ。しかし、これらはボールとの衝突によって励起されるモードではないためにヘッドの反発係数には影響しない。一方、フェースの固定点が動かずボールの衝突する方向にヘッドが全体的に変位する振動モードで、かつ、最も振動数の低いものが最も反発係数に影響するので、本実験では、その固有振動数が求められた。
実験の結果などが表１に示される。

実施例は、比較例１と同程度の質量でありながら、左右の慣性モーメントが大きいことが確認できる。また、実施例は、フェース部の厚さが５mmと大きいにも関わらず、低剛性部が設けられたことにより、ヘッドの固有振動数が１２５８Hzであった。この値は、反発が良いとされている振動数１３００Hzとほぼ一致しているので、好ましい反発性能を発揮することが推測される。

１ ゴルフクラブヘッド
２ フェース部
２ａ フェース
３ 本体部分
４ クラウン部
５ ソール部
６ サイド部
８ フェースプレート
１０ 低剛性部
２０ 空隙部
３０ 連結部
３２ 第１傾斜要素
３４ 第２傾斜要素
４０ 傾斜連結部
Ｅ フェースの周縁

Claims (15)

1. 中空のゴルフクラブヘッドであって、
   ボールを打撃するフェースを具えたフェース部と、前記フェース部からヘッド後方に延びる本体部分とを含み、
   前記フェース部が、比重４．０以下の低比重材料で構成されており、
   前記本体部分には、前記フェース部側に、局部的に小さい剛性とされた低剛性部が設けられている、
   ゴルフクラブヘッド。
2. 前記低剛性部は、前記本体部分をヘッド内外に貫通する空隙部と、ヘッド前後方向に延びる連結部とを含み、
   前記空隙部と前記連結部とが前記フェースの周縁に沿って交互に配置されている、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記連結部は、ヘッド前後方向に対して傾く傾斜要素を含む傾斜連結部を含む、請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記傾斜連結部は、前記傾斜要素として、第１傾斜要素と、前記第１傾斜要素とは逆向きに傾けられた第２傾斜要素とを含む、請求項３に記載のゴルフクラブヘッド。
5. 前記低剛性部は、前記本体部分のクラウン部、サイド部又はソール部に設けられている、請求項１ないし４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
6. 前記フェース部は、アルミニウム合金、マグネシウム合金、アルミリチウム合金、マグネシウムリチウム合金又はＦＲＰで構成されている、請求項１ないし５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
7. 前記低比重材料で形成されたフェース部の最小の厚さが３．０mm以上である、請求項１ないし６のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
8. 前記フェースのスイートスポットでの反発係数が０．８００以上である、請求項１ないし７のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
9. 前記フェースのスイートスポットを固定する一端固定条件で測定されたヘッドの１次の固有振動数が７００〜１５００Hzである、請求項１ないし８のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
10. ヘッド重心を通る垂直軸周りの慣性モーメントが４０００〜６０００（ｇ・cm²）である、請求項１ないし９のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
11. ヘッド重心を通りかつトウ・ヒール方向に延びる水平軸周りの慣性モーメントが２０００〜４０００（ｇ・cm²）である、請求項１ないし１０のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
12. 重心距離が１７〜３５mmである、請求項１ないし１１のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
13. フェース部の質量が１５〜４５（ｇ）である、請求項１ないし１２のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
14. 前記低比重材料の比重が３．０以下である、請求項１ないし１３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
15. 前記本体部分は、比重が４．０よりも大きい高比重材料で構成されている、請求項１ないし１４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。

Images