JP4633990B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

【０００１】
［技術分野］
本発明はゴルフクラブヘッドに関する。より特定すると、本発明は打球プレートを取り付けるための環状の変形増大部材を持つボディを有するゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
［背景技術］
ゴルフクラブヘッドがゴルフボールを打撃するとき、クラブヘッドフェースとゴルフボールに荷重が作用する大きなインパクトが生じる。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、エネルギーのいくらかは衝突の結果、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に覆うポリマーカバー材料（アイオノマーにような）を有している。これらの柔らかいポリマー材料は、金属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ひずみ速度の減衰（損失）特性を持つ。したがって、インパクトの間、エネルギーの大部分は、クラブフェースの少ない変形（０．０２５〜０．０５０インチ）とは反対に、この高い応力とゴルフボールの変形（０．００１〜０．２０インチ）の結果失われる。クラブヘッドからゴルフボールへのより効果的なエネルギーの伝達はゴルフボールのより大きな飛行距離をもたらす。
【０００３】
一般的に受け入れられているアプローチは、金属、即ちクラブヘッドの変形を減らすためにクラブヘッドの堅さを増すことである。しかしながら、これはゴルフボールの大きな変形をもたらし、エネルギーの伝達の問題を増加させることとなる。
【０００４】
何人かの人達はこの問題を認識して可能な解決を開示している。一つの例は、キャンパスの米国特許第４，３９８，９６５号、「可撓性のあるインパクト表面を持つアイアンゴルフクラブの製造方法」があり、これは、フェースプレートをフレキシブルにするためのスロットを有し、フレキシブルで弾力性のあるフェースプレートを持つクラブを開示している。キャンパスのフェースプレートは、ステンレススチールのような鉄材からなり、０．１インチ〜０．１２５インチの厚みを持つ。
【０００５】
他の例は、エッジマンの米国特許第５，８６３，２６１号、「弾性的に変形するフェースとバックプレートを持つゴルフクラブヘッド」で、これはインパクトの間、ゴルフボールにばねのような効果を生じるアーク状に接触する複数のプレートを使用することを開示している。流体が粘性カプラーとして作用する少なくとも２枚のプレートの間に介在される。
【０００６】
更に、他の例は、ジェプソン他による米国特許第３，９３７，４７４号、「ポリウレタンインサートを有するゴルフクラブ」で、ジェプソンは、ポリウレタンインサートが４０〜７５のショアＤ硬度を有することを開示している。
【０００７】
更に、他の例として、イナモリの米国特許第３，９７５，０２３号、「セラミックフェースプレートを有するゴルフクラブヘッド」があり、これは、セラミックは通常は堅い材料であるが、高いエネルギー伝達係数を有するセラミック材料から成るフェースプレートを使用することを開示している。チェン他の米国特許第５，７４３，８１３号、「ゴルフクラブヘッド」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。材料の一つは非金属である。
【０００８】
ルーの米国特許第５，４９９，８１４号、「変形するインサートフェースプレートを有する中空クラブヘッド」は、変形が小さいプラスチック又はアルミニウム合金から成る強化要素を使用することを開示しており、このフェースプレートはステンレススチールやチタニウム、ＫＥＶＬＡＲ（登録商標）、等のよう材料で厚みが０．０１−０．３０インチである。更に他のキャンパスの発明の米国特許第３，９８９，２４８、「弾性的にフレキシブルなインサートを持つゴルフクラブ」は、金属のインサートを持つウッドクラブを開示している。
【０００９】
先行技術は、多くの複数材料のクラブヘッドの変形を開示しているが、先行技術は通常の打撃プレートの変形を増加させてゴルフクラブ打撃プレートからゴルフボールへのエネルギー伝達を増加させることを提供するものではない。
【００１０】
［発明の開示］
本発明は、ゴルフボールとのインパクトの間、堅い材料からなる打撃プレートの大きな変形を与えることを可能とするゴルフクラブヘッドを提供するものである。本発明は、打撃プレートをゴルフクラブヘッドボディから隔離するための環状の変形増大部材を使用することによりこれを達成している。
【００１１】
本発明の一つの態様は、ボディ、打撃プレート及び環状変形増大部材を含むゴルフクラブヘッドである。ボディは中空内部とフェース開口部を持つ。この打撃プレートは外部表面と内部表面を有する。環状変形増大部材はボディと打撃プレートの間に配置され、打撃プレートをボディと隔離している。打撃プレートは第１の材料からなり、環状変形増大部材は第２の材料からなる。第１の材料は第２の材料より大きなヤング率を持つ。好ましくは、第２の材料のヤング率は第１の材料より少なくとも２５％低い。より好ましくは、第２の材料のヤング率は第１の材料より少なくとも５０％低い。
【００１２】
打撃プレートはステンレススチールで形成することができ、第２の材料はチタニウム、チタニウム合金、銅、アルミニウム、真鍮、マグネシウム、セラミック、合成材料或いはポリマーの材料で形成することができる。それとは別に、打撃プレートはチタニウムで形成することができ、第２の材料は銅、アルミニウム、真鍮、マグネシウム、セラミック、合成材料或いはポリマーの材料で形成することができる。更に、打撃プレートはチタニウムより柔らかいもので形成してもよく、第２の材料は通常はポリマー材料となる。ポリマー材料は、ゴルフボールとのインパクトの間、ポリマーの変形はエネルギー損失を増加させないため低い減衰（損失）係数を持つであろう。
【００１３】
より柔らかい環状変形増大部材は打撃プレートの固さを減らす。したがって、ゴルフボールとのインパクトの間、打撃プレートはより容易に変形又はゆがみ、これによりゴルフボールの変形を減少させる。更に、打撃プレートとゴルフボールとの間の接触時間は増加し、ゴルフボールの歪み速度の変形を低くする。これらのファクターはインパクトの間、顕著なエネルギーの損失を減少させる、換言すれば、これのファクターはゴルフクラブからゴルフボールへのエネルギーの伝達を増加させる。このエネルギー伝達は大きい反発係数を持つゴルフクラブヘッドをもたらす結果となる。反発係数はＵＳＧＡにより特定されるテスト条件の下で測定される。標準のＵＳＧＡの反発係数を測定する条件は、ＵＳＧＡから入手できる、１９９８年７月６日、改定０，１９９８年８月４日、改定I、付則II、規則4−I eに従うクラブヘッドの速度比を測定するためのＵＳＧＡ手順に規定されている。
【００１４】
本発明の他の態様は、アイアンゴルフクラブヘッドである。アイアンゴルフクラブヘッドは、ボディ、打撃プレート及び環状変形増大部材を持つ。ボディは薄い中空内部とそのフェース開口部を持つ。打撃プレートは外部表面と内部表面を有する。環状変形増大部材はボディと打撃プレートの間に配置され、打撃プレートをボディから隔離する。打撃プレートは第１の材料からなり、環状変形増大部材は第２の材料からなる。第１の材料は第２の材料より大きなヤング率を持つ。好ましくは、第２の材料のヤング率は第１の材料のそれより少なくとも２５％低い値である。より好ましくは、第２の材料のヤング率は第１の材料のそれより５０％低い。
【００１５】
［本発明の最良の実施モード］
本発明は打撃プレートをゴルフクラブヘッドのボディ全体から隔離するガスケットを持つゴルフクラブに向けられている。この打撃プレートの隔離は高い反発係数を可能とし、これにより本発明のゴルフクラブヘッドを使用しれゴルフボールのより遠い距離を可能とする。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。
【００１６】
ｅ＝（ｖ_１−ｖ_２）／（Ｕ_１−Ｕ_２）
Ｕ_１はインパクト前のクラブヘッドの速度；Ｕ_２はインパクト前のゴルフボールの速度でゼロ；ｖ_１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；ｖ_２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；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。
【００１７】
エネルギーが加わらないシステムでは、ｅの値はゼロと１．０の間です。柔らかい粘度やパテのような材料では反発係数ｅはゼロに近く、変形の結果エネルギー損失のない完全弾性材料ではｅの値は１．０となる。本発明は、通常のテスト条件下で測定したとき、０．９に近い反発係数を持つクラブヘッドを提供する。
【００１８】
図１−５に示されるように、ゴルフクラブは全体として２０で示される。ゴルフクラブ２０はシャフト２４に取リ付けられているクラブヘッド２２を有している。金輪２６がホーゼル２９の孔２７において金輪２６がシャフト２４を取巻いている。クラブヘッド２２は、ボディ２８、環状変形増大部材３０及び打撃プレート３２を有する。環状変形増大部材３０は打撃プレート３２の周囲を囲み、これにより打撃プレート３２をクラブヘッドのボディ２８の全体から隔離している。打撃プレート３２はその上に複数のスコアラインを有している。打撃プレート３２は全体としてヒールエンド３６からトオエンドに向けて伸長している。
【００１９】
ボディ２８はクラウンクラウン４０及びソール４２を持つ。図３に示されるように、ボディ２８は中空内部４４を有している。中空内部４４の内部にはホーゼル２９が設けられている。ボディは、また、環状変形増大部材３０と打撃プレート３２をその中に入れて位置決めするための前部開口４５を有する。これとは別に、環状変形増大部材３０は２から２０個の範囲の複数の部分から構成されてもよい。
【００２０】
環状変形増大部材３０は上部表面５０、外部表面５１、下部表面５２及び内部表面５３を有する。図３Ａ，３Ｂ，４及び５において、上部表面５０及び環状変形増大部材３０はボディ２８のクラウン／フェース境界領域５４と係合し、一方において、内部表面５３はクラウン／フェース境界領域５４の肩部に係合する。ソール／フェース境界領域５８は、ショルダー６０と共に環状変形増大部材３０のクラウン／フェース境界領域５４との係合と同様に、環状変形増大部材３０の下側部分に係合する。好ましくは、環状変形増大部材３０及び打撃プレート３２はボディ２８の開口４５に高圧で圧入されて固定を確実なものとする化学的接着剤が材料を加熱して使用されるか（金属材料のみが使用されているとき）、またはエポキシ又はポリウレタン接着剤のような接着剤が使用される。しかしながら、接着剤成分はゴルフボールのインパクトの際、いくらかの緩衝効果を有するかもしれない。更に、環状変形増大部材３０はボディ２８の開口４５の周りの位置で鋳型成形又はキャストにより成形することができる。
【００２１】
打撃プレート３２は通常は一つの金属片から成り、好ましくは、スチール又はチタニウムからなる。しかしながら、打撃プレート３２は樹脂シートにカーボンファイバーを分散したような複合材料で形成してもよい。しかしながら、当業者であれば、打撃プレート３２は、ガラス質金属、セラミック、他のフィアバー材料等の他の材料が本発明の精神と範囲を離れない限りにおいて使用できることは理解するであろう。打撃プレートの厚さは０．０１０インチ〜０．２００インチの範囲で、打撃プレートは、ここに参照として組み入れられる、曲面を有するゴルフクラブフェースに関する米国特許第５，８３０，０８４号に開示されるような均一でない厚さを有するものでもよい。
【００２２】
環状変形増大部材３０は打撃プレート３２のヤング率より低いヤング率を有する。好ましくは、環状変形増大部材３０は打撃プレート３２のヤング率より２５％低いヤング率を持ち、最も好ましくは、環状変形増大部材３０は打撃プレート３２のヤング率より５０％低いヤング率を持つ。しかしながら、環状変形増大部材３０は打撃プレート３２よりたったの１０％低いヤング率を持つものであってもよい。ヤング率は材料の弾性率あるいは堅さの測定値である。例えば、打撃プレート３２がステンレススチールで造られているとき、２×１０^１１パスカルのヤング率を持ち、したがって、環状変形増大部材３０は１．５×１０^１１パスカル以下のヤング率を持たなければならない。したがって、環状変形増大部材３０ははチタニウム（１．１×１０^１１パスカルのヤング率）、銅又は真鍮（１．１×１０^１１パスカルのヤング率）、アルミニウム（６．８×１０^１０パスカルのヤング率）、マグネシウム（４．４×１０^１０パスカルのヤング率）、ポリマー材料（０．０００７−１．４×１０^１０パスカルのヤング率）、鉛（１．８×１０^１０パスカルのヤング率）、ニッケル（４．６×１０^１０パスカルのヤング率）、錫（４．０×１０^１０パスカルのヤング率）、ガラス／エポキシ（１．４−．８×１０^１０パスカルのヤング率）、グラファイト／エポキシ（５．０−３０×１０^１０のヤング率）、ケブラー／エポキシ（１．４−７．５×１０^１０パスカルのヤング率）、木材（０．６８−１．７×１０^１０パスカルのヤング率）等で形成することができる。もし、打撃プレート３２がステンレススチールの材料で形成されていると、環状変形増大部材３０は好ましくは銅の材料で形成される。
【００２３】
他の例として、もし打撃プレート３２がチタニウムで形成されている場合、それは１．１×１０^１１パスカルのヤング率を持ち、したがって、環状変形増大部材３０は０．８２５×１０^１１パスカル以下のヤング率を持たなければならない。したがって、環状変形増大部材３０はは銅又は真鍮（１．１×１０^１１パスカルのヤング率）、アルミニウム（６．８×１０^１０パスカルのヤング率）、マグネシウム（４．４×１０^１０パスカルのヤング率）、ポリマー材料（０．０００７−１．４×１０^１０パスカルのヤング率）、鉛（１．８×１０^１０パスカルのヤング率）、ニッケル（４．６×１０^１０パスカルのヤング率）、錫（４．０×１０^１０パスカルのヤング率）、ガラス／エポキシ（１．４−．８×１０^１０パスカルのヤング率）、グラファイト／エポキシ（５．０−３０×１０^１０のヤング率）、ケブラー／エポキシ（１．４−７．５×１０^１０パスカルのヤング率）、木材（０．６８−１．７×１０^１０パスカルのヤング率）等で形成することができる。もし、打撃プレート３２がチタニウムで形成されれば、環状変形増大部材３０はマグネシウムで形成するのが好ましい。
【００２４】
更に、他の例として、打撃プレート３２が複合材料からなる場合には、それは、３−２０×１０^１０パスカルのヤング率を持ち、したがって、環状変形増大部材３０は２−１５×１０^１０パスカル以下のヤング率を持たなければならない。したがって、環状変形増大部材３０はポリウレタン、ポリエチレン又はアイオノマーのようなポリマー材料で形成される。
【００２５】
上述したように、環状変形増大部材は、ゴルフボールとのインパクト時に打撃プレート３２の変形をより大きくするため打撃プレート３２をボディ２８から完全に隔離している。ゴルフボールとのインパクト時の打撃プレートのゆがみは連続しているヘッドより反発係数を大きくする。この打撃プレート３２のゆがみは、打撃プレート３２がボディ２８に固定された場合にはゆがみが生じないようなかなり堅いものであっても可能である。しかしながら、打撃プレート３２より少なくとも２５％低いヤング率をもつ環状変形増大部材３０はゴルフボールとのインパクト時に打撃プレートのゆがみを可能とする。
【００２６】
図６−１３は環状変形増大部材３０、打撃プレー３２とボディ２８の境界部の他の実施例を示す。図６に示されるように、環状変形増大部材３０ａは上部６２及び下部６４からなるＬ字形をなしている。打撃プレー３２は環状変形増大部材３０ａの上部６２と下部６４の双方に係合する。
【００２７】
図７に示されるように、環状変形増大部材３０ｂは上部、下部６６ａ−ｂと前部、後部６８ａ−ｂを持つ十字形をなしている。クラウン／フェース境界領域５４は環状変形増大部材３０ｂの上部６６ａと係合する凹所を形成するための２つの延長部５６ａ，５６ｂを持つ。打撃プレート３２は環状変形増大部材３０ｂの下部６６ｂを受け入れるための周囲に形成された凹所を持つ。
【００２８】
図８に示されるように、環状変形増大部材３０ｃは、打撃プレート３２の背面に配置され、主として方６と打撃プレート３２内側面とが係合している。打撃プレート３２とクラウン／フェース境界領域５４との間に小さいギャップが存在している。
【００２９】
図９−１１は主として熱可塑性材料や注入可能な金属のような注入可能な材料で形成される環状変形拡大部材３０ｄ−ｆに向けられている。しかしながら、環状変形拡大部材３０ｄ−ｆは注入の不可能な材料でもよい。図９に示されるように、環状変形増大部材３０ｄはアングル部７０ａと直線部７２を有する。クラウン／フェース境界領域５４は環状変形増大部材３０ｄを受け入れる凹所を持ち、打撃プレート３２は環状変形増大部材３０ｄに係合するように角度を持っている。図１０の環状変形増大部材３０ｅは前部７４、後部７６及び中間部７８を持つＨ字をなしている。クラウン／フェース境界領域５４は環状変形増大部材３０ｅと係合する突起５６’を有し、打撃プレート３２は環状変形増大部材３０ｅと係合する突起８０を有している。図１１の環状変形増大部材３０ｆは打撃プレート３２及びクラウン／フェース境界領域５４の角度に適合するように角度を持っている。
【００３０】
図１２及び１３は機械的に取り付けられる環状変形増大部材３０ｇ及び３０ｈを示している。環状変形増大部材３０ｇは前部７４’、後部７６’及び中間部７８’を持つＨ字をなしている。クラウン／フェース境界領域５４は前部及び後部７４’、７６’内で環状変形増大部材３０ｇと係合し、打撃プレート３２は前部及び後部７４’、７６’内で環状変形増大部材３０ｇと係合する。環状変形増大部材３０ｈはＵ字形をしている。前プレート８２がボディ２８の肩５６”に打撃プレート３２と環状変形増大部材３０ｈをも取り付けるピン８４によって取り付けられる。
【００３１】
図１４−１６に示されるように、打撃プレート２６の可撓性はゴルフボールとのインパクト時により大きな反発係数を与える。図１４において、打撃プレート３２はゴルフボール１００を打つ直前にある。図１５では、打撃プレート３２はゴルフボールと接触し、ゴルフボール１００と打撃プレート３２の変形が示されている。ゴルフボール１００のより少ない変形と接触時間の増加はエネルギーの損失をより低くし、それにより反発係数を増加させる。図１６において、ゴルフボール１００は打撃プレート３２から丁度打ち出された状態である。
【００３２】
本発明のゴルフクラブはウッドタイプでも、アイアン、或いはパタータイプのゴルフクラブでもよい。図１７はアイアンタイプのゴルフクラブヘッド２２’を示す。ゴルフクラブヘッド２２’は環状変形拡大部材３０’と打撃プレート３２’を備えるボディ２８’を示す。打撃プレート３２’は複数のスコアラインをその上に有している。アイアンゴルフクラブヘッド２２’は、また、シャフトを内部に取り付けるためのホーゼル２９’を有する。アイアンゴルフクラブヘッド２２’はゴルフボールとのインパクト時に打撃プレート３２’のゆがみ許容する浅い中空内部４４’を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明のゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図２】 本発明のゴルフクラブヘッドの他の実施例の正面図である。
【図３】 図１のゴルフクラブヘッドの分解図である。
【図３Ａ】 本発明のガスケットの部分平面図である。
【図３Ｂ】 本発明のゴルフクラブヘッドのクラウン／フェース境界区域の部分平面図である。
【図４】 図１のゴルフクラブヘッドの断面図である。
【図５】 図４の円５の拡大図である。
【図６】 本発明のガスケット、打撃プレートとボディの境界部の実施例の部分断面図である。
【図７】 本発明のガスケット、打撃プレートとボディの境界部の他の実施例の部分断面図である。
【図８】 本発明のガスケット、打撃プレートとボディの境界部の他の実施例の部分断面図である。
【図９】 本発明のガスケット、打撃プレートとボディの境界部の他の実施例の部分断面図である。
【図１０】 本発明のガスケット、打撃プレートとボディの境界部の他の実施例の部分断面図である。
【図１１】 本発明のガスケット、打撃プレートとボディの境界部の他の実施例の部分断面図である。
【図１２】 本発明のガスケット、打撃プレートとボディの境界部の他の実施例の部分断面図である。
【図１３】 本発明のガスケット、打撃プレートとボディの境界部の他の実施例の部分断面図である。
【図１４】 低いスウィング速度でゴルフボールとインパクトする直前の本発明のゴルフクラブヘッドの側面図である。
【図１５】 低いスウィング速度でゴルフボールとインパクトしている間の本発明のゴルフクラブヘッドの側面図である。
【図１６】 低いスウィング速度でゴルフボールとインパクトする直後の本発明のゴルフクラブヘッドの側面図である。
【図１７】 本発明の実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッドである。

Claims (1)

1. 中空内部とフェース開口部を有するボディと、
   チタニウム合金から成り、外部面と内部面を有し、前記フェース開口部に配置される打撃プレートと、
   前記ボディと前記打撃プレートの間に配置され、前記打撃プレートを前記ボディから隔離する環状変形増大部材とを有し、
   前記環状変形増大部材は、アルミニウム、マグネシウム及び錫からなる群から選択される材料から成り、前記ボディのクラウンとフェースの境界領域の凹所内に収容される上部と前記打撃プレートの周面に形成された凹所内に収容される下部と、前部と後部から成る十字形をなす断面形状を有し、
   前記環状変形増大部材は０．８２５×１０^１１パスカル以下のヤング率を有するゴルフクラブヘッド。

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