JP4649958B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents
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Description
このフェース成形物は、金属箔層の少なくとも一側に、樹脂フィルムを介して、樹脂板または繊維強化複合材料からなる樹脂層が一体に接合された複合層を1層または複数層、積層して構成されている。また、このゴルフクラブヘッドには、金属箔層として、厚さが5〜50μmの種々の金属製箔が使用されている。
このゴルフクラブヘッドをゴルフクラブに適用すれば、フェース成形物を設けることにより、耐摩耗性に優れ、衝撃強度等の機械的強度も優れており、更には、使用時の感触および美観的にも優れたゴルフクラブを得ることができる。
このゴルフクラブヘッドは、金属薄板の板厚を薄くしても、金属薄板が高弾性ファイバにより補強されているので、塑性変形することがない。このため、ヘッドスピードが速いゴルファでも十分に使用することができる。さらに、フェース部を構成する複合材料の金属薄板をかなり薄くして撓み易くした場合には、ヘッドスピードが遅いゴルファでも、打撃したゴルフボールの初速が速くなるとともに、パックスピン量が多くなり、また打出し角度も大きくなる。これにより、ゴルフボールの飛距離が増す。
このゴルフクラブヘッドには、金属薄板として、厚さが0.1〜1.0mmのチタン合金板が用いられている。
このフェース面上の重心位置から外れた位置でゴルフボールを打球した場合、ゴルフクラブヘッドが打撃時のゴルフボールからの衝撃力に負けて振れ易く、打球の方向が不安定になる。また、反発力が低くなり飛距離も低下してしまう。
そのため、フェース面の中心がフェース面上の重心位置と離れていると、フェース面の中心付近でゴルフボールを打撃したにも拘らず、ゴルフボールの打撃位置がフェース面上の重心位置から外れているため、ゴルフクラブヘッドが打撃時の衝撃力に負けて振れ、打球の方向が不安定になる。また、反発力が低くなり飛距離も低下してしまう。
そこで、フェース部の質量を軽量化するためにフェース部を繊維強化プラスチックのみで製造した場合には、ゴルフクラブシャフト軸からの重心位置後退量を所望の範囲に設定し、かつフェース面上の重心位置を所望の範囲に設定してゴルフクラブヘッドを設計することはできる。しかし、フェース部を繊維強化プラスチックのみで製造した場合には、金属的な打球音と打感で表されるフィーリングが悪化し、さらに耐久性も低下する。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、ゴルフクラブヘッドの体積が400ccを超える大型なゴルフクラブヘッドにおいて、従来どおりの打球感を維持しつつ、飛距離および方向性のいずれをも向上させることができるゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
前記ゴルフクラブヘッドの重心を通り前記ソール面に垂直な直線を軸とする軸周りの慣性モーメントの大きさが4000g・cm2以上であることが好ましい。
前記フェース面の幅が100mm以上であり、高さが45mm以上であることが好ましい。前記前記ゴルフクラブヘッドはフェース部、クラウン部、ソール部およびサイド部によって外殻構造を成し、その外殻を構成するクラウン部、ソール部およびサイド部のうちの少なくとも一つの部材が強化繊維プラスチックのみで構成されていることが好ましい。
ゴルフクラブヘッドは、フェース部のみ金属とFRPの積層構造で、クラウン部、ソール部、サイド部およびネック部の全ての部分は金属のみで構成されてもよい。
また、前記ゴルフクラブヘッドの質量が210g以下であることが好ましい。さらに、ゴルフボールを打撃したときの反発係数が0.80から0.88であることが好ましい。
したがって、本発明によれば、ゴルフクラブヘッドの体積が400ccを超える大型なゴルフクラブヘッドにおいて、従来どおりの打球感を維持しつつ、飛距離および方向性のいずれをも向上させることができるゴルフクラブヘッドを提供することができる。
図1は、本発明のゴルフクラブの一例を示す分解斜視図である。
図1に示すように、ゴルフクラブ10は、ゴルフクラブヘッド20と、ゴルフクラブシャフト34とを有する。
ゴルフクラブヘッド20は、フェース部22、ソール部24、クラウン部26、側壁部28およびホーゼル部30を有する。本実施形態のゴルフクラブヘッド20では、フェース部22、ソール部24、クラウン部26および側壁部28は、それぞれ板状に成形されており、これらの部材が相互に接合されて外殻構造を構成している。
このフェース面23の打撃部の表面部は、ゴルフボールと直接接触し、金属層14により構成される。また、この金属層には、トウ側からヒール側に向かう水平方向Hに伸びたスコアラインLが、例えば3本平行に形成される。なお、トウ側からヒール側に向かう方向を水平方向といい、フェース部22を垂直に立てた場合におけるソール部24側からクラウン部26側に向かう方向であって、この水平方向に直交する方向を垂直方向という。
そのため、ゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量、フェース面上の重心位置、およびゴルフクラブヘッドの重心を通り前記ソール面に垂直な直線を軸とする軸周りの慣性モーメントを所望の範囲に設計することができ、ゴルフボールの飛距離および方向性を向上させることができるゴルフクラブヘッドを提供することができる。
本実施形態では、積層構造体12は、ゴルフボールを打撃する面であるフェース面23に金属層14が形成され、それからFRP層16、金属層18、FRP層16の順番に、金属層とFRP層とが合計で4層積層される。なお、積層構造体は2層の金属層を含む4層構造に限定されず、3層の金属層含む6層構造や4層の金属層を含む8層構造としてもよい。また、図3(b)のように、金属層1層、FRP層1層の2層構造でもよい。
フェース部22の積層構造体12における中央部近辺の厚さは、反発性の観点から2.0〜5.0mmとすることが好ましい。また、積層構造体12の中央部近辺の材料の比重は、フェース部の軽量化の観点から1.8〜3.0とすることが好ましい。
金属層としては、例えば、ステンレス鋼、マルエージ鋼、鉄、アルミニウム、チタン、チタン合金、銅、黄銅、ニッケル、ニクロム、錫、鉛、マグネシウム、金、銀、白金、およびその他種々の金属及び合金などにより構成されるものが例示される。
また、上述のマルエージ鋼としては、例えば、日立金属社製、YAG250(商品名(組成:Fe−18Ni−8Co−5Mo−0.4Ti−0.1Al))、YAG300(商品名(組成:Fe−18Ni−9Co−5Mo−0.9Ti−0.1Al))、およびYAG350(商品名(組成:Fe−18Ni−12Co−4Mo−1.7Ti−0.1Al))が例示される。
また、強化繊維の配向については、所定の方向に整列して配置するか、またはクロス(織布)の状態で使用してもよい。更に、これらの強化繊維またはクロスが1または複数(層)重ねて設けられたものであっても、本発明においては、1層のFRP層とする。
図4は、ゴルフクラブヘッドを上方からみた平面図であり、図5は、ゴルフクラブヘッドをトウ側からみた側面図である。
重心位置の後退量Grは、図4に示すゴルフクラブヘッドの平面図において、ゴルフクラブヘッド20の重心Gと、ゴルフクラブシャフト軸を含み飛球線方向Fに対して垂直な平面Pとの間の距離である。図5においても同様に後退量Grが表されている。
より具体的には、ゴルフクラブヘッド20をライ角通りに水平面に設置し、そのフェース面を飛球線方向Fに向けた状態で、ゴルフクラブヘッド20の重心Gと、ゴルフクラブシャフト軸を含み飛球線方向Fに対して垂直な平面Pとの距離である。
なお、後退量Grは、図4に示すゴルフクラブヘッドの平面図において、ゴルフクラブヘッド20の重心と、ゴルフクラブシャフト軸を含み飛球線方向Fに対して垂直な平面Pとの距離Grである。図5は、ゴルフクラブヘッドをトウ側よりみた側面図であるが、同様に距離Grが重心位置後退量である。
天秤計41には、ヘッドのホーゼル孔に対して隙間のない嵌め合いを持つシャフトピン43を有し、ゴルフクラブヘッドや重量体を装着しない状態では、アーム44が水平になるように釣り合っている。
以上の説明は、ゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量Grの測定原理であり、その測定器としては、株式会社鴨下精衡所製の重心測定器46が挙げられる。
フェース面の垂直方向におけるフェース高さHは、図8に示すように、アドレスポジションに設置した状態においてフェース面23の最も上方に位置する縁部A2からフェース面23の最も下方に位置する縁部A3までの、基準面A1に対して垂直方向の成分の距離(図2中の上下方向の距離)をいい、フェース面の水平方向Hにおけるフェース幅Wとは、フェース面23の最もトウ側寄りに位置する縁部A4からフェース面23の最もヒール側寄りに位置する縁部A5までの、基準面A1およびフェース面23に対して平行な成分の距離をいう。
ゴルフクラブヘッドのフェース面上における重心位置(以下、重心点gという)は、図10に示すような重心測定器46によって求められる。重心測定器46は、上部に重心測定対象物を支持する支持部46を備え、この支持部46が測定対象物を平衡に支持する測定対象物の位置を知ることができるものである。
すなわち、重心の測定方法は、図11(a)に示すようにゴルフクラブヘッド20を、支持部46に載せ、手を放しても落ちない平衡な位置を探しだす。つまり、図11(a)に示すように、フェース面23と支持部46の接触部に重心点gを含んでいれば、ゴルフクラブヘッド20を支持部46に載せて手を放しても落ちないが、図11(b)に示すように、フェース面23と支持部46の接触部に重心点gを含んでいなければ、ゴルフクラブヘッド20は、支持部46に載せて手を放すと落ちる。このことを利用して重心点gを求めるものである。
支持部46の面積は、平面であれば平面部分の面積、3点以上で支持する形態であれば各点を結んだ図形の面積によって示される。支持部の面積を上記の範囲に設定することによって、より正確に重心点gを求めることができる。
水平または概ね水平になっているか否かは、例えば図12に示すように、支持部46に平面板48を載せて支持させ、平面板48の上に水準器49を置き、確認し、調整することができる。上記範囲内に設定することによって、より正確に重心点gを求めることが可能になる。
なお、このフェース面上における重心点gは、後述するフェース面の中心を基準に2次元座標系で表される。例えば、重心点gが、フェース面の中央からヒール側に4mm、クラウン側に6mmのところに存在する場合には、重心点gは(6,4)と表される。
図13(a)は、フェース高さの中央部近辺にスコアラインがある場合を示し、図13(b)は、フェース高さの中央部近辺にスコアラインがない場合を示す。また、図13(c)は、スコアラインがない場合を示す。
フェース高さの中央部近辺にスコアラインがある場合には、そのスコアラインSLの中心を通り、スコアラインに垂直な線をフェース幅の中心線CWとする。フェース幅の中心線CWとフェース面端部との2つの交点間を通り、その交点に垂直な線をフェース高さの中心線CHとする。
フェース幅の中心線CWとフェース高さの中心線CHとの交点をフェース面の中心とする。
フェース幅の中心線CWとフェース高さの中心線CHとの交点をフェース面の中心とする。
フェース幅の中心線CWとフェース高さの中心線CHとの交点をフェース面の中心とする。
そうすることにより、スイートスポットがフェース面の中心から外れることを防止することができる。
慣性モーメント測定器51は、測定部52、演算部54、スタートレバー55、表示部56、操作ボタン57を備え、測定部52の上に慣性モーメントの測定対象物が載置され、スタートレバー55を手で摘んで変位させた後、手を放して捩れ振動させ、この時の捩れ振動の周期を測ることによって演算部54を通して慣性モーメントを測定し、表示部56に慣性モーメントの数値を表示する装置である。
なお、慣性モーメント測定器51として、Inertia Dynamics社製、慣性モーメント測定器 Model MOI−005−014が例示される。このような慣性モーメント測定器は公知のものであればよく、本発明において、特に制限されない。
なお、通常の慣性モーメント測定器51では、上記Iaの数値は、操作ボタン57を駆使し一連の手順によって自動的に風袋引きをされ、(Ib−Ia)の数値が表示される。
固定は、ゴルフクラブヘッド20のソール面24と、治具61の上面部62によって固定されるが、ソール面が凸の曲面であれば、上面部62は凸の曲面に合致するような凹の曲面であることが好ましく、ソール面が平面であれば、上面部62は平面であることが好ましい。つまり、固定する両面が合致することが好ましい。
ゴルフクラブヘッド20のソール面24は曲面を成しているので、この場合、図15(b)に示すように、粘着体101をソール面24及び上面部62に合致するように形成し、ゴルフクラブヘッド20を固定する。言うまでもなく粘着体101のように、接着剤等固定手段の内質量を有するものは、治具の一部に含まれ、風袋引きにおいては治具と同様に風袋として引かれる。
概ね一致とは、回転軸Rがソール面24を通る点と法線Nがソール面24を通る点gとのなす距離が3mm以内、好ましくは2mm以内、より好ましくは1mm以内とすることである。
この範囲内にゴルフクラブヘッド20のソール面24を固定することによって、より正確に本発明の慣性モーメントを測定することが可能になる。重心点gは、上述したように、図10に示す重心測定器46によって求められる。
この補正方法によってゴルフクラブヘッド20の重心Gを通るソール面24に垂直な方向の慣性モーメントを得てもよい。このように、ゴルフクラブヘッドの重心Gを通るソール面24に垂直な方向の慣性モーメントの測定方法については、特に限定されない。
ここで、概ね鉛直とは、鉛直方向に対する傾きが2°以内、好ましくは1°以内のことである。回転軸Rを鉛直または概ね鉛直に設定するためには、慣性モーメント測定器51に設けられた水準器部分を目安に測定器の水平を調整すること、又は測定器を水平に調整された平面板上に設置すること等が考えられる。
上記範囲内に設定することによって、ゴルフクラブヘッド20の重心Gを通りソール面24に垂直な軸回りの慣性モーメントをより正確に測定することができる。
上記範囲内に設定することによって、ゴルフクラブヘッド20の重心Gを通りソール面24に垂直な軸回りの慣性モーメントをより正確に測定することができる。
治具61の重心位置をG'を上記範囲内に設定することによって、ゴルフクラブヘッド20の重心Gを通りソール面24に垂直な軸回りの慣性モーメントをより正確に測定することができる。
固定は、ゴルフクラブヘッド20のソール面24と、治具61の上面部62によって固定されるが、ソール面が凸の曲面であれば、上面部62は凸の曲面に合致するような凹の曲面であることが好ましく、ソール面が平面であれば、上面部62は平面であることが好ましい。
つまり、固定する両面が合致することが好ましい。ゴルフクラブヘッド20のソール面24は曲面を成しているので、この場合、図15(b)、図16(c)に示すように、粘着体101をソール面24及び上面部62に合致するように形成し、ゴルフクラブヘッド20を固定する。言うまでもなく粘着体101のように、接着剤等固定手段の内質量を有するものは、治具の一部に含まれ、風袋引きにおいては治具と同様に風袋として引かれる。
慣性モーメントを4000g・cm2以上とすることにより、ゴルフクラブヘッド20のスイートエリアをある程度広く確保することが可能になり、ゴルフボールの打撃位置が重心点gからずれてもゴルフボールが飛ぶ方向を安定させることができる。
本実施例においては、下記表1および表2に示す従来例および実施例1から実施例16について、下記表3に示す飛距離、方向性、耐久性および打球感を評価項目として、評価を行った。
また、本実施例の各試験は、特に断りがないかぎり、ゴルフボールには、横浜ゴム社製
TRX(商品名)ボールを用いた。
表1のフェースの欄に示す表面材質における「Ti合金」はSP700チタンである。また、積層構造体における表面材質以外の「Ti合金」の組成は、Ti−15V−3Cr−3Al−3Snであり、「CFRP」は繊維のヤング率が24トンタイプで、繊維目付が160g/m2であり、レジンコンテントが38%である。
サイドの欄に示す「Ti合金」の組成は、Ti−15V−3Cr−3Al−3Snである。また、ネックは、「純Ti」により形成される。
フェース幅およびフェース高さは、図7を参照して説明した方法で測定した。また、重心位置の後退量およびフェース面上の重心位置は、上述の方法により測定を行った。
比較例1はゴルフクラブヘッドをFRPのみで形成しており、重心位置後退量、慣性モーメントおよびフェース面上重心位置を本発明の範囲内にしたゴルフクラブヘッドである。これから、本発明の設計パラメータを満たすようにFRPで作製したゴルフクラブヘッドを適用すると、従来例と比較して、反発係数が低下するため距離が悪化し、さらに打球感も悪化することが判る。
比較例2より、フェース面をTi合金のみで作製した場合には、重心位置後退量、慣性モーメントともにフェース面が重すぎて従来例と大差がない。比較例3より、フェース面を複合材料で作製した場合には、打球感はよくなるものの重心位置後退量が小さければ効果は低い。
比較例4より、ゴルフクラブヘッドを軽くするために肉厚を薄くしたTi合金のみでフェース面を作製した場合には、フェース面が薄くなり、飛距離が向上するが、耐久性が大幅に低下する。比較例5より、フェース面を複合材料で体積を小さくして作製した場合には、打球感はよくなるものの、重心位置後退量が小さければ効果は低い。
比較例6より、フェース面を複合材料で体積を大きくし、重心位置後退量を大きくして作製した場合でも、フェース面上の重心位置がずれていると効果は低い。これは、反発係数が低くなってしまうためである。
実施例3は、重心位置後退量および慣性モーメントを最大とし、フェース面重心位置を中心から13mm以内としている。これは好ましい形態の一つである。
実施例4は、ゴルフクラブヘッドの形状が違う。実施例5は、ゴルフクラブヘッドの形状が違い、クラウンもTi合金である。
実施例6より、フェース高さを小さくすると、反発係数が減少し、飛距離が低下する。実施例7より、フェース幅を小さくすると、反発係数が減少し、飛距離が低下する。
12 積層構造体
20 ゴルフクラブヘッド
22 フェース部
23 フェース面
24 ソール部
26 クラウン部
28 側壁部
30 ホーゼル部
34 ゴルフクラブシャフト
41 天秤計
46 重心測定器
51 慣性モーメント測定器
Claims (6)
- ゴルフボールを打撃するフェース面を含み、かつ金属層と強化繊維プラスチック層とが積層された積層構造を有する積層構造体を有して構成されるフェース部を備え、
ゴルフクラブヘッドの体積が420〜450ccであり、ゴルフクラブのシャフト軸からの重心位置の後退量が20〜24mmであり、前記フェース面上の重心位置が前記フェース面の中心から直径13mm以内の範囲にあり、
前記ゴルフクラブヘッドの重心を通り前記ソール面に垂直な直線を軸とする軸周りの慣性モーメントの大きさが4600〜5100g・cm 2 であり、
前記フェース部は、2層構造であり、前記フェース面側が前記金属層で構成され、裏面側が前記繊維強化プラスチック層で構成されており、前記金属層はTi合金で構成されていることを特徴とするゴルフクラブヘッド。 - 前記フェース面の幅が100mm以上であり、高さが45mm以上である請求項1に記載のゴルフクラブヘッド。
- 前記ゴルフクラブヘッドはフェース部、クラウン部、ソール部およびサイド部によって外殻構造を成し、その外殻を構成するクラウン部、ソール部およびサイド部のうちの少なくとも一つの部材が強化繊維プラスチックで構成されている請求項1または2に記載のゴルフクラブヘッド。
- 前記フェース部のみ前記合金層と前記繊維強化プラスチック層の積層構造で、クラウン部、ソール部、サイド部およびネック部の全ての部分は金属のみで構成されている請求項1または2に記載のゴルフクラブヘッド。
- 前記ゴルフクラブヘッドの質量が210g以下である請求項1乃至4のいずれか1項に記載のゴルフクラブヘッド。
- ゴルフボールを打撃したときの反発係数が0.80から0.88である請求項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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