JP3823085B2 - 中空ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空構造を有するゴルフクラブヘッドに関し、更に詳しくは、異種素材を複合することで、単一金属材料のみで構成される場合に比べて、反発性を高くし、設計自由度を大きくした中空ゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属製の中空ゴルフクラブヘッドは、一般にソール部への重量配分を多くすることで低重心化を図っている。しかしながら、近年では限られたヘッド質量の中でヘッド体積を出来るだけ大きくすることが要求されているため、低重心化などを実現するための重量マージンが狭くなり、設計自由度が小さくなっている。そして、ヘッドの低重心化が不十分であると、フェース面の反発力を最大限に活かすことができないという不都合がある。
【０００３】
ところで、異種素材を複合してなるゴルフクラブヘッドが開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照。）。しかしながら、このように異種素材の特性を組み合わせたゴルフクラブヘッドにおいても、依然として設計自由度や反発性が不十分であった。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２７６４８８３号公報
【特許文献２】
特開２０００−２２９１３５号公報
【特許文献３】
特許第２７７３００９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、異種素材を複合することで、単一金属材料のみで構成される場合に比べて、反発性を高くし、設計自由度を大きくすることを可能にした中空ゴルフクラブヘッドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の中空ゴルフクラブヘッドは、ヘッド本体をチタン合金から成形した中空ゴルフクラブヘッドにおいて、前記ヘッド本体におけるクラウン部及びソール部の中央部にそれぞれ孔部を形成し、前記クラウン部の全周縁に下方が空洞となるフランジを設け、前記ソール部の全周縁に上方が空洞となるフランジを設けると共に、前記孔部を繊維強化プラスチックからなるカバー材で閉塞し、該カバー材を各フランジに対して重ね合わせ、前記ヘッド本体の比重ρｍと前記カバー材の比重ρｆとの比（ρｍ／ρｆ）を１．３〜１６にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
このようにヘッド本体のクラウン部とソール部の両方に孔部を設け、その孔部をヘッド本体とは異なる材料からなるカバー材で閉塞し、ヘッド本体の比重ρｍとカバー材の比重ρｆとの比（ρｍ／ρｆ）を１．３以上にしたことにより、より大きな重量マージンを確保することができる。従って、単一金属材料のみで構成される場合に比べて、設計自由度が大きくなり、その結果として、反発性の増大が可能になる。
【０００８】
重量マージンを確保するために、孔部の面積と厚さとヘッド本体の比重ρｍとの積から求められる欠落部の総質量Ｗｘよりも、その孔部を閉塞するカバー材の総質量Ｗｆを軽くすることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態からなるゴルフクラブヘッドを示すものである。図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、本実施形態のゴルフクラブヘッドは中空構造を有し、そのヘッド本体１がチタン合金から構成されている。ヘッド本体１はクラウン部２、フェース部３、ソール部４及びネック部５を有し、クラウン部２及びソール部４の中央近辺にはそれぞれ孔部２ａ，４ａが形成されていると共に、クラウン部２の周縁には下方が空洞となるフランジ２ｂが形成され、ソール部４の周縁には上方が空洞となるフランジ４ｂが形成されている。そして、孔部２ａ，４ａはそれぞれヘッド本体１より低比重の材料からなるカバー材６によって閉塞されている。
【００１１】
このようにヘッド本体１のクラウン部２に孔部２ａを設け、ソール部４に孔部４ａを設け、その孔部２ａ，４ａをヘッド本体１より低比重の材料からなるカバー材６で閉塞することにより、より大きな重量マージンを確保し、設計自由度を大きくすることができる。特に、クラウン部２にカバー材６を設けた場合は、重量マージンの増加によって慣性モーメントの増大と低重心化が可能になり、ソール部４にカバー材６を設けた場合は、重量マージンの増加によって慣性モーメントの増大が可能になる。ここで、ヘッド本体１の比重ρｍとカバー材６の比重ρｆとの比（ρｍ／ρｆ）を１．３以上にすることが必要である。この比（ρｍ／ρｆ）が１．３未満であると、十分な重量マージンを確保することができなくなる。比（ρｍ／ρｆ）の上限は、特に限定しないが、現存するゴルフクラブヘッドに適用する材料の組み合わせより１６程度である。
【００１２】
上記孔部２ａ，４ａは、その形状が特に限定されるものではない。例えば、クラウン部２の孔部２ａは、図２（ａ）〜（ｔ）のように種々の形状にすることができる。但し、ヘッド平面視において、孔部２ａの面積をクラウン部２の面積の４０〜９０％の範囲にすることが好ましい。前記範囲内にすることによって設計の自由度をより向上することが可能になる。ここでクラウン部の面積とは、サイド部の縁、フェース部の縁及びネック部の縁によって囲まれる部分の表面積である。同様に、ヘッド底面視において、孔部４ａの面積をソール部４の面積の４０〜９０％の範囲にすることが好ましい。前記範囲内にすることによって設計の自由度をより向上することが可能になる。ここでソール部の面積とは、サイド部の縁及びフェース部の縁によって囲まれる部分の表面積である。また、縁が明確でない場合は、ゴルフクラブヘッドを切断し、内面の接合部分を調べることで、サイド部、フェース部、クラウン部及びソール部の縁を知ることもできる。更に、クラウン部の縁が明確でない場合、打球面をゴルフクラブヘッドのロフト角度に合わせて平面上にゴルフクラブを置き、そのゴルフクラブヘッドを平面に対して垂直上方から見下ろした時の打球面を除く投影面積を用いても良い。
【００１３】
上記フランジ２ｂ，４ｂは、クラウン部２及びソール部２の全周縁にわたって存在すると良い。つまり、フランジ２ｂ，４ｂをヘッド本体１の適切な部位に配置することにより、ヘッド本体１の耐久性を確保すると共に、そのフランジ２ｂ，４ｂをカバー材６の重なり代として利用することができる。
【００１４】
上記カバー材６は、ヘッド本体１の少なくともフェース側でフランジ２ｂ，４ｂに対して重ね合わせると良い。この場合、図３（ａ），（ｂ）のようにカバー材６がフェース側でフランジ２ｂの一部だけを覆うようにしても良く、或いは、図３（ｃ），（ｄ）のようにカバー材６がフェース側でフランジ２ｂの全面を覆うようにしても良い。カバー材６のフェース側でのフランジ２ｂに対する重なり代の幅ｔ１は５ｍｍ以上にすると良い。この重なり代の幅ｔ１を５ｍｍ以上にすることによってより十分な耐久性の確保が可能になる。また、フェース側でのフランジ２ｂの幅ｔ２は５ｍｍ以上３０ｍｍ未満であれば良い。カバー材６をソール部４のフランジ４ｂに対して重ね合わせる場合も、上記と同様の積層形態及び寸法を選択することが好ましい。
【００１５】
ヘッド本体１に対するカバー材６の固着形態は、特に限定されるものではない。例えば、図１（ｃ）においては、カバー材６の周縁部を２層に分割し、その部分でフランジ２ｂ，４ｂを内外から挟み込むようにしているが、図４（ａ）〜（ｄ）のようにカバー材６をフランジ２ｂの片面に貼り付けるようにしても良く、或いは、図４（ｅ）〜（ｇ）のようにカバー材６をフランジを介することなくフェース部３の端面などに貼り付けても良い。また、図５（ａ），（ｂ）及び図６（ａ），（ｂ）に示すように、ヘッド本体１のカバー材６と接合する部分に、カバー材６を収容するようにフランジ２ｂを設けても良い。
【００１６】
カバー材６は図１（ｃ）のようにフェース部３へ固着、つまり複合されていても良いし、複合されていなくても良い。これらは、ヘッド本体１のフェース面積（打球面の面積）に対するカバー材６とヘッド本体１とが複合された部分のフェース面積の比率（以下、フェース複合面積比率という）で表される。ここでフェース面積とは、フェース部の縁によって囲まれる部分の表面積である。また、縁が明確でない場合は、ゴルフクラブヘッドを切断し、内面の接合部分を調べることで、フェース部の縁を知ることもできる。フェース複合面積比率は、高ければゴルフクラブヘッドの耐久性が比較的良好となり、低ければゴルフクラブヘッドの反発性が比較的良好になる。
【００１７】
カバー材６の材料としては、繊維強化プラスチックを使用することが好ましい。この繊維強化プラスチックとしては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等の強化繊維に、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂等のマトリックス樹脂を含浸させてなる繊維強化プラスチックを挙げることができ、特に炭素繊維を強化繊維とするものが好ましい。但し、カバー材６を構成する繊維強化プラスチックの繊維の弾性率は、好ましくは３５ton/mm² 以下、より好ましくは２４ton/mm² 以下とする。この弾性率を上記範囲内にすることによってより十分な耐久性の確保が可能になる。
【００１８】
いずれの材料を使用する場合であっても、重量マージンを確保するために、孔部２ａ，４ａの面積と厚さとヘッド本体１の比重ρｍとの積から求められる欠落部の総質量Ｗｘよりも、その孔部２ａ，４ａを閉塞するカバー材６の総質量Ｗｆを軽くすること、即ちＷｘ＞Ｗｆとすることが望ましい。
【００１９】
例えば、クラウン部２の中央付近に孔部２ａを形成すると共に、クラウン部２の全周縁にフランジ２ｂを形成し、そのクラウン部２の外側にカバー材６を貼り付けた場合、カバー材６の面積Ａｆ、比重ρｆ、厚さｔｆより、カバー材６の総質量Ｗｆは、Ｗｆ＝Ａｆ・ρｆ・ｔｆとなる。一方、カバー材６とヘッド本体１との重なり部の面積Ａｍ、ヘッド本体１の比重ρｍ、重なり部におけるヘッド本体１のクラウン部やソール部の平均厚さｔｍより、欠落部の総質量Ｗｘは、Ｗｘ＝（Ａｆ−Ａｍ）・ρｍ・ｔｍとなる。つまり、孔部２ａ，４ａの面積はカバー材６の面積Ａｆと重なり部の面積Ａｍとの差から求めることができ、孔部２ａ，４ａの厚さは重なり部におけるヘッド本体１のクラウン部やソール部の平均厚さｔｍと等価と見做すことができる。
【００２０】
【実施例】
ヘッド本体を金属から成形した中空ゴルフクラブヘッドにおいて、単一金属材料からなる比較例１（従来例）と、クラウン部やソール部の中央近辺に孔部を形成する共に、その孔部を種々異なる材料からなるカバー材で閉塞した実施例１及び比較例２〜６をそれぞれ作製した。表１及び表２において、「ＳＵＳ合金」はステンレス鋼、「ＦＲＰ」は繊維強化プラスチックを意味する。
【００２１】
これらゴルフクラブヘッドについて、反発係数及び設計自由度を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。評価結果は、比較例１を１００とする指数にて示した。反発係数は、指数値が大きいほどボール初速が大きく飛距離が大きいことを意味する。設計自由度は、ヘッド総質量を１９０ｇとしたときの重量マージンであり、指数値が大きいほど重量マージンが大きいことを意味する。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
この表１及び表２から判るように、実施例１のゴルフクラブヘッドは、比較例１に比べて、設計自由度が大きく、反発係数が大きいものであった。比較例３，４は、カバー材の比重が大き過ぎるため、設計自由度が小さく、反発係数が小さいものであった。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ヘッド本体をチタン合金から成形した中空ゴルフクラブヘッドにおいて、前記ヘッド本体におけるクラウン部及びソール部の中央部にそれぞれ孔部を形成し、前記クラウン部の全周縁に下方が空洞となるフランジを設け、前記ソール部の全周縁に上方が空洞となるフランジを設けると共に、前記孔部を繊維強化プラスチックからなるカバー材で閉塞し、該カバー材を各フランジに対して重ね合わせ、前記ヘッド本体の比重ρｍと前記カバー材の比重ρｆとの比（ρｍ／ρｆ）を１．３〜１６にしたから、単一金属材料のみで構成される場合に比べて、反発性を高くし、設計自由度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態からなるゴルフクラブヘッドを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はＡ’−Ａ’矢視断面図である。
【図２】 本発明のゴルフクラブヘッドのヘッド本体の変形例を示し、（ａ）〜（ｔ）はそれぞれ平面図である。
【図３】 本発明のゴルフクラブヘッドの変形例を示し、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ平面図である。
【図４】 本発明のゴルフクラブヘッドの変形例（参考例）を示し、（ａ）〜（ｇ）はそれぞれ断面図である。
【図５】 本発明のゴルフクラブヘッドの変形例（参考例）を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図６】 本発明のゴルフクラブヘッドの変形例（参考例）を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はＹ−Ｙ矢視断面図である。
【符号の説明】
１ ヘッド本体
２ クラウン部
２ａ，４ａ 孔部
２ｂ，４ｂ フランジ
３ フェース部
４ ソール部
５ ネック部
６ カバー材

Claims (3)

1. ヘッド本体をチタン合金から成形した中空ゴルフクラブヘッドにおいて、前記ヘッド本体におけるクラウン部及びソール部の中央部にそれぞれ孔部を形成し、前記クラウン部の全周縁に下方が空洞となるフランジを設け、前記ソール部の全周縁に上方が空洞となるフランジを設けると共に、前記孔部を繊維強化プラスチックからなるカバー材で閉塞し、該カバー材を各フランジに対して重ね合わせ、前記ヘッド本体の比重ρｍと前記カバー材の比重ρｆとの比（ρｍ／ρｆ）を１．３〜１６にしたことを特徴とする中空ゴルフクラブヘッド。
2. フェース側でのフランジの幅を５ｍｍ以上３０ｍｍ未満とし、前記カバー材のフェース側でのフランジに対する重なり代の幅を５ｍｍ以上にした請求項３又は請求項１に記載の中空ゴルフクラブヘッド。
3. 前記孔部の面積と厚さと前記ヘッド本体の比重ρｍとの積から求められる欠落部の総質量Ｗｘよりも、前記孔部を閉塞するカバー材の総質量Ｗｆを軽くした請求項１又は２に記載の中空ゴルフクラブヘッド。

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