JP3591769B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、フェース面部材、ヘッド本体及びシャフト取り付けパイプを有するゴルフクラブヘッドであって、フェース面部材の裏面側とシャフト取り付けパイプの外壁面の間に金属製のスペーサーを固着することにより、フェース面の撓み剛性及び固有振動数を調整し、フェース面とゴルフボールの反発係数、飛距離をコントロールすることを可能とする。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フェース面の反発係数を調整することにより、ボールの飛距離を伸ばすために、様々な技術が開示されている。
たとえば、特開平６−２６９５１８号公報には、ボールの飛距離を大きく伸ばすことを目的として、フェース部のまわりの周辺部の肉厚を、フェース部の肉厚よりも厚くして、ボールの打撃時の周辺部の変形を抑え、フェース面の変形を大きくして、ボールのエネルギーロスを低減することにより、ボールの飛距離を伸ばす技術が開示されている。
【０００３】
また、特開平９−２９９５１９号公報には、フェース壁部の内面に、その内面の中央部を囲むように横長楕円形の溝部を設け、フェース壁部の内面の溝部よりも内側の内域部の肉厚を、その溝部よりも外側の外域部の肉厚よりも大きく設定することにより、外形形状、大きさ、総重量を、従来の中空構造のウッド型のゴルフクラブヘッドとほぼ同一に保ったまま、フェース壁部の１次固有振動数を低減させ、打球の飛距離性能を向上させる技術が開示されている。
【０００４】
また、特開平１０−２４１２８号公報には、打球時の音響効果を高め、打球音及び打球感の向上を図る目的で、ヘッド本体のソール面殻部の内面に板状の音響調整部材を設け、この音響調整部材をフェース面殻部、クラウン面殻部及び周側壁面殻部に対して隙間を持たせて離間状態で設ける技術が開示されている。
【０００５】
さらに、特開平８−１１２３７７号公報には、シャフトの取り付け強度を高める目的で、フェース面部材に各種β型チタン合金を用い、ヘッド本体には加工のしやすい各種α型チタンの材料を用いるとともに、シャフト取付パイプの先端部を、フェース面部材の裏面側に溶接により一体的に形成する技術が開示ざれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これら従来の技術には以下に示す解決すべき課題があった。
すなわち、従来の技術においては、フェース部のまわりの周辺部の肉厚を、フェース部の肉厚よりも厚くした構成を有するため、該厚肉部とフェース部との境界付近に、ボール打撃時に応力集中が発生し、フェースの割れを生じる懸念があった。
【０００７】
また、フェース壁部の内面に、その内面の中央部を囲むように横長楕円形の溝部を設け、フェース壁部の内面の溝部よりも内側の内域部の肉厚を、その溝部よりも外側の外域部の肉厚よりも大きくする構成を有する技術においても溝部に応力集中が発生し、フェースの割れを生じる懸念があった。
【０００８】
さらに、特開平８−１１２３７７号公報においては、シャフト取付パイプの先端部を、フェース面部材の裏面側に溶接により一体的に形成する技術が開示ざれているが、フェース面部材の裏面側はほぼ平坦であり、一方、シャフト取付パイプの形状はほぼ円管状であるため、またフェース面部材とシャフト取り付けパイプは平行に構成されていないため特にヘッド底面側に近づくほど両者間の空隙が広くなり、両者を溶接により一体化するためには溶接部分に大量のビードを要し、溶接作業後、冷却工程における「ビードの退け」により、前記シャフト取付パイプに溶接固着したフェース面がヘッド本体内側に引っ張られ、変形してしまうといった問題があった。
【０００９】
そこで、従来から、上記各課題を解決し、フェース面の強度を確保しつつ、ただ単に飛距離を伸ばすことのみならず、たとえば番手ごとの飛距離を正確に調整することができるゴルフクラブが求められていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本願発明に係るゴルフクラブヘッドは、上記課題を解決するため以下のように構成される。
すなわち、本願発明に係るゴルフクラブヘッドは、フェース面部材、ヘッド本体及びシャフト取り付けパイプを有するゴルフクラブヘッドであって、フェース面部材の裏面側に、ヘッド本体内のシャフト取り付けパイプの長さの２０〜８０％の長さの金属製のスペーサーを介して、フェース面部材の裏面側とシャフト取り付けパイプの外壁面を固着したことを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
このように、フェース面部材の裏面側に金属製のスペーサーを介してシャフト取り付けパイプの外壁面を固着することにより、ゴルフクラブヘッドのフェース面部材の裏面側に前記金属製のスペーサーの一端が接触状態に固着され、該スペーサーの他端がシャフト取付パイプの外壁面に固着されることにより、フェース面のヒール部近傍で撓み（変形）量を規制することになり、相対的に、フェース面の撓み量及び固有振動数を制御することができる。
【００１１】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、用いられる前記スペーサーが、純チタン、α型チタン合金、またはαβ型チタン合金のいずれかから選択される金属材料からなることを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
前記スペーサーが純チタン金属、又はα型チタン合金からなる場合、スペーサーの成形加工、接合が比較的容易というメリットがある。
一方、前記スペーサーが、αβ型チタン合金からなる場合には、材料強度が高いため、スペーサーの変形が大きくなるようスペーサーの大きさ（長さ、厚さ）を小さくして、かつ打球時の衝撃による変形に対して永久変形を起こさないようにする設計が容易というメリットがある。
【００１２】
更に、本発明に係るゴルフクラブヘッドは、前記スペーサーにβ型チタン合金を用いてなることを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
前記スペーサーがβ型チタン合金からなる場合、適切な溶接強度を得るのに有利であるといったメリットがある。
すなわち、本発明に係るゴルフクラブヘッドは、その構成上、前記スペーサーとフェース面部材、及び前記スペーサーとシャフト取り付けパイプといった２個所の固着部分を要するが、打球時において、これら固着部分のうち前者の固着部分のほうにより大きな圧縮応力がかかることになる。
従って、後者の固着部分よりも前者の固着部分のほうがより大きな固着強度を要することになる。
ここで、本発明に係る好適な実施の形態として、前記フェース面部材がβ型チタン合金で形成されるゴルフクラブヘッドが挙げられるが、この場合、両部材を溶接により固着する場合において、前記スペーサーの材質をβ型チタン合金にすることにより、両部材の材質が同一となって相溶性がよくなり、溶接強度が向上するといったメリットがある。
【００１３】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、前記スペーサーの長さが、ヘッド本体内のシャフト取り付けパイプの長さの２０〜８０％であることを特徴とする。
このように、前記スペーサーの長さ、すなわち、フェース面部材及びシャフト取付パイプの外壁面との固着部分の長さを変化させ、フェース面のヒール部近傍で規制される撓み剛性を調節することにより、同一のフェース厚さ、同一のフェース面形状でありながら、フェース面の撓み剛性（撓み量）及び、固有振動数を調節することができ、たとえば、ゴルフクラブの番手ごとに正確なボール反発係数、飛距離を得ることができる。
この際、前記スペーサーの長さが、ヘッド本体内のシャフト取り付けパイプの長さの２０％よりも短くなると、前記シャフト取付パイプの固着強度が確保できず、一方、８０％よりも長くなると、ヘッドの重量バランスを取るのが困難となってくる。
従って、前記スペーサーの長さは、ヘッド本体内のシャフト取り付けパイプの長さの２０〜８０％であることが好適である。
【００１４】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、少なくともそのフェース面部材が、β型チタン合金からなることを特徴とする前記ゴルフクラブヘッドである。
このように、ゴルフクラブヘッドの構成部材のうち、フェース面部材の素材としてβ型チタン合金を選択することにより、β型チタン合金の特性である高強度を生かし、フェイス面部材を薄くすることによる高反発特性により、本発明に係るゴルフクラブヘッドの基本特性である優れた飛距離性能を確保することがきる。
【００１５】
さらに、本発明に係るゴルフクラブヘッドは、フェース面部材及びヘッド本体をβ型チタン合金から形成し、ヘッド取り付けパイプをα型チタン合金から形成することも可能である。
このように、ゴルフクラブヘッドを構成する各部材の素材を選択することにより、クラブヘッドの各構成部材各々の要求する弾性、強度などの機械的特性や加工性などの特性を最適化することが可能となり、クラブヘッドの設計の自由度、製品の性能、品質が向上するといったメリットを得る。
【００１６】
たとえば、同一のフェース厚さ、同一のフェース面形状でありながら、上記各構成を採ることにより、フェース面の撓み剛性、固有振動数を調節することができ、たとえば、ゴルフクラブの番手ごとに正確な飛距離を得ることができる。
具体的には、１番ウッドから５番ウッドまでの各ゴルフクラブヘッドは、いわゆるロフト角が漸増するように設計されているが、ロフト角による飛距離の調節には、番手間のロフト角が２乃至３度と小さくその精度誤差の影響を受けやすく飛距離にバラ付きが出る場合がある。
そこで、１番ウッドから５番ウッドまでの各ゴルフクラブヘッドのフェース面の反発係数を本発明に係るスペーサーのよって調節することにより、各番手に応じたより正確な飛距離を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について説明する。
本願発明に係るゴルフクラブヘッドは、フェース面部材、ヘッド本体及びシャフト取り付けパイプを有するゴルフクラブヘッドであって、少なくともフェース面部材とシャフト取付パイプが別体に形成された構成を有する。
【００１８】
該シャフト取付パイプは、前記フェース面部材の裏面側であって、ヒール側に近い部位に、所定形状の金属製のスペーサーを介して固着される。
固着の方法は、各部材が金属素材を用いていることから溶接によることが好ましいが、特に溶接に限定されるものではなく、適当な接着剤を用いて接着することも可能である。
【００１９】
該シャフト取付パイプを前記フェース面部材に溶接固着する場合、以下のように実施する。
すなわち、該フェース面部材に対して、所定のライ角及びロフト角を付けて該シャフト取付パイプを固定するために、所定の形状に形成された前記スペーサーを、フェース面部材の裏面側とシャフト取付パイプの外壁面の間に適当な治具を用いて掛け渡す。
つぎに、スペーサーの両端辺とフェース面裏側及びシャフト取付パイプとをそれぞれ溶接して固着する。
【００２０】
前記スペーサーは、具体的には、純チタン、α型チタン合金、αβ型チタン合金、またはβ型チタンのいずれかから選択される金属材料から選択されることが好適である。
これら各含チタン金属材料のうちいずれの金属材料を選択するかは、フェース面の反発性や各部材の固着方法等によって適宜選択されるものである。
【００２１】
前記スペーサーの長さは、ヘッド本体内のシャフト取り付けパイプの長さの２０〜８０％となるように形成されている。
すなわち、前記シャフト取り付けパイプの長さは通常約３０〜５０ｍｍ程度であるが、たとえば、４５ｍｍであるとすると、前記スペーサーの長さは９〜３６ｍｍ程度の範囲で調整される。
【００２２】
本発明に係るゴルフクラブヘッドの本体は、各種金属材料から形成されるが少なくともそのフェース面部材は、β型チタン合金からなる。
さらに、本発明に係るゴルフクラブヘッドは、フェース面部材及びヘッド本体をβ型チタン合金から形成し、ヘッド取り付けパイプをα型チタン合金から形成することも可能である。
このように、比較的強度の高いβ型チタン合金でフェース面部材及びヘッド本体を形成することにより、機械的強度に優れたヘッド本体を得ることができるとともに、その高反発性を生かして飛距離特性に優れたゴルフクラブヘッドを得ることができる。一方、α型チタン合金はβ型チタン合金に比べて加工性に富み、シャフト取り付けパイプを高精度で形成することができる。
【００２３】
この際、目標とすべき反発係数を実現するためには、ゴルフクラブのヘッド本体、フェース面部材、シャフト取り付けパイプ等の形状、物性値等を測定するとともに、前記スペーサーの素材、物性値をパラメーターとして用いるＣＡＥ（Computer Aided Engineering）手法により、該スペーサーの形状等が決定される。
【００２４】
ここで、フェース面とゴルフボールとの反発係数の測定方法は、ゴルフクラブのヘッドを設置台の上に置いた状態で、該ヘッドのフェース面に対して垂直にゴルフボールを衝突させ、その時のボールの入射速度、反射速度、ヘッド質量及びボール質量の関係より測定される。
【００２５】
このように構成することにより、本発明に係るゴルフクラブヘッドは、そのフェース面の反発係数が調整することができ、優れた飛距離性能を確保しつつ、その飛距離を正確に調整することが可能となる。
【００２６】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、具体的には以下のように実施される。
すなわち、1つのゴルフクラブセットにおいて、すべての番手のゴルフクラブのフェース厚さ及びフェース面形状が同一の設計でありながら、前記スペーサーを番手ごとに変えて配することにより、各番手ごとにフェース面の撓み剛性、固有振動数を調節することができ、ゴルフクラブの番手ごとに正確な飛距離を得ることができる。
【００２７】
また、他の実施の形態としては、１つのゴルフクラブセットにおいて、前記スペーサーを用いて全番手のフェース面の反発係数をある値に統一し、撓み剛性、固有振動数を一定にすることにより、ロフト角の変化による飛距離の調節を正確に行なうことも可能になる。
【実施例】
本願発明に係る実施例について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明に係るゴルフクラブヘッドの要部断面図である。図２は、本発明に係るゴルフクラブヘットの組み立て概念図である。
本実施例に係るゴルフクラブヘッドは、フェース面部材３、ヘッド本体１及びシャフト取り付けパイプ２を有するゴルフクラブヘッドであって、フェース面部材３とシャフト取り付けパイプ２が別体に形成され、該フェース面部材３の裏面側６と前記シャフト取り付けパイプ２との間にスペーサー４を溶接部７においてそれぞれ溶接し、該フェース面部材３、ヘッド本体１、及び前記シャフト取り付けパイプ２とを溶接にて一体化した構成を有する。
【００２８】
本実施例に係るシャフト取り付けパイプ２は、その上端近傍にホーゼル部５が溶接固着され、該ホーゼル部５の下端部とヘッド本体１及びフェース面部材３を当接状態で溶接することにより、ゴルフクラブヘッドとして一体化される。
本実施例ではホーゼル部５を用いたが、ホーゼル部５は本発明において必須の要素ではない。
【００２９】
本実施例において、前記スペーサー４は、αβ型チタン合金からなる。
該スペーサー４は、厚さ約８ｍｍの板状体を、前記シャフト取り付けパイプ２とフェース面部材の裏面側６との間隙に概ね合致し、かつ、その長さがヘッド本体内のシャフト取り付けパイプ２の長さの２０〜８０％となるように形成されたものである。
すなわち、本実施例においてシャフト取り付けパイプ２の長さは約５０ｍｍ程度であるが、前記スペーサーの長さは約２０ｍｍ程度に形成される。
【００３０】
本実施例に係るゴルフクラブヘッドのヘッド本体１は、ＤＡＴ５１合金と呼ばれるβ型チタン合金が、またフェース面部材３は１５−３３３と呼ばれるβ型チタン合金からなる。
また、本実施例に係るシャフト取り付けパイプ２は、α型チタンと呼ばれる純チタン材からなるが、特にこれらの合金に限定されるものではない。
【００３１】
本実施例においては、前記ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）手法により、該スペーサー４の形状等を決定したが、フェース面の固有振動数または反発係数の実測データの解析により決定することも可能である。
【００３２】
本実施例のごとく、各部材の材質形状を選択し、フェース面部材の裏側面６と前記シャフト取り付けパイプ２との間隙に前記スペーサー４を介在させることにより、スペーサーを介在させない同材質同形状のゴルフクラブヘッドに比べて、フェース面の固有振動数を約１００〜２００Ｈｚ高めることができる。
具体的には、スペーサーを介さないゴルフクラブヘッドのフェース面の固有振動数が約１０００〜１２００Ｈｚであるのに対し、本実施例にかかる前記スペーサー４を介したゴルフクラブヘッドはそのフェース面の固有振動数が１２００〜１４００Ｈｚとなる。
【００３３】
その結果、本実施例に係るゴルフクラブヘッドは、優れた飛距離性能を確保しつつ、その飛距離を正確に調整することが可能となる。
【００３４】
【発明の効果】
このように、ゴルフクラブヘッドを構成する各部材の素材を選択することにより、クラブヘッドの各構成部材各々の要求する弾性、強度などの機械的特性や加工性などの特性を最適化することが可能となり、クラブヘッドの設計の自由度、製品の性能、品質が向上するといったメリットを得る。
【００３５】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、上記各構成を有するため、優れた飛距離性能を確保しつつ、各番手に応じて要求される飛距離を実現することができる。
また、フェース面部材とシャフト取り付けパイプの溶接工程において、冷却工程における「ビードの退け」により生じていたフェース面の変形の問題も解決することができ、ゴルフクラブヘッドの精度向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るゴルフクラブヘッドの要部断面図である。
【図２】本発明に係るゴルフクラブヘッドの組み立て概念図である。
【符号の説明】
１ ヘッド本体
２ シャフト取り付けパイプ
３ フェース面部材
４ スペーサー
５ ホーゼル部
６ 裏面側
７ 溶接部

Claims (6)

1. フェース面部材、ヘッド本体及びシャフト取り付けパイプを有するゴルフクラブヘッドにおいて、フェース面部材の裏面側に、ヘッド本体内のシャフト取り付けパイプの長さの２０〜８０％の長さの金属製のスペーサーを介して、フェース面部材の裏面側とシャフト取り付けパイプの外壁面を固着したことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 前記スペーサーが、純チタンからなることを特徴とする請求項１または２に記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記スペーサーが、α型チタン合金、またはαβ型チタン合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記スペーサーが、β型チタン合金からなることを特徴とする請求項１または２に記載のゴルフクラブヘッド。
5. 少なくともフェース面部材が、β型チタン合金からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
6. フェース面部材及びヘッド本体がβ型チタン合金からなり、ヘッド取り付けパイプがα型チタン合金からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。

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