JP4945376B2 - 中空ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

本発明は、フェアウェイウッド等の中空ゴルフクラブのヘッドに関する。

中空ゴルフクラブヘッドによるゴルフボールの弾道を高くして飛距離を得るためには、ソール部にウェイト部材を設けたりしてスィートスポットを下げたゴルフクラブヘッドにする必要がある。特に、フェアウェイウッドは地面に載置したゴルフボールを打撃するため、この要求が高い。
下記特許文献１には、ソール部の肉厚に厚い・薄いの変化をつけたり、その厚肉化部位に比重の大きなウェイト部材を設けたりして、重量配分を最適化した中空ゴルフクラブヘッドが本出願人によって開示されている。この特許文献１の例示するようにソール部にウェイト部材を設けて重心を下げる他、可及的にウェイト部材をフェース寄りに設けたとすれば、より効果的にスィートスポットをフェース面の下方に下げることができる。
特開２００６−３０５１７０

然しながら、実際にはスィートスポットを下げただけでは打球の飛距離は出ない。フェース部の撓み性（反発性）を確保しつつスィートスポットを下げることができると打球の飛距離が出る。この場合、ウェイト部材をソール部のフェース部寄りに設けるとその溶接位置がフェース部に近づくため、その溶接部やその近くがフェース部打撃の衝撃影響を受け易い。従って、ゴルフクラブヘッドに耐久性を持たせるために、ソール部とフェース部との連結部付近を厚肉化する必要性が生じ、上記のフェース部撓み性確保と相反する事態を招く。

また、ウェイト部材は周囲のソール部の本体とは比重等の異なる異種金属が通常であるため、接合部の強度的な観点から、これを溶接接合する場合は、レーザー溶接よりも異種金属の接合に適した溶接棒を使用するＴＩＧ溶接が好ましい。しかし、ＴＩＧ溶接では溶接ビードによって溶接部の肉厚が大きくなり、一般にその周囲の肉部と大きな段差が生じる。中空ゴルフクラブヘッドでは、外側表面に現れたその溶接ビードは研磨によって削り取るが、内部のものは削り取る作業を行い得ない。この内部溶接ビード部付近に大きな段差が生じたのでは、打撃時にそこに応力集中が生じてゴルフクラブヘッドが破損する。特に、溶接部がフェース部に近いほど打撃力の影響を大きく受けるため、応力的には厳しくなる。

依って解決しようとする課題は、スィートスポットを下げて打球を高弾道化させると共に、フェース部の撓み性を確保して飛距離を伸ばすと共に、耐久性のある中空ゴルフクラブヘッドを提供することである。
また更に、ヘッド本体に別部品を溶接する場合の溶接ビードによる急激な肉厚変化を防止して応力集中による破損の防止を図った中空ゴルフクラブヘッドを提供することである。

第１の発明では、少なくともソール部とフェース部とが金属製である中空ゴルフクラブヘッドの前記ソール部に開口部を設け、該開口部を有するヘッド本体の開口部に金属製別部品であるウェイト部材を配設、溶接接合した溶接部を有しており、ゴルフクラブヘッドを、そのライ角とロフト角を設定値通りに地面に載置した状態におけるシャフト軸心を含む垂直の面を基準平面とし、該基準平面に直交してスィートスポットを通る垂直面で切断したソール部のフェース・バック方向長さの中央位置よりも、前記ウェイト部材の重心がフェース寄りに位置しており、該ウェイト部材はその最フェース寄り縁が、前記基準平面よりもフェース寄りに位置しており、該ウェイト部材の位置を基準としてフェース部側のソール部と、フェース部のソール部近くの領域とを併せた中の最小肉厚部が、前記フェース部側のソール部に位置しており、該最小肉厚部とフェース部の下端部近くとの間領域は、最小肉厚部からフェース部に向かって漸次厚肉化されて、該領域の内側面は前記垂直面に平行な面で切断した断面図において曲面状に形成されており、前記ウェイト部材のフェース寄り縁の溶接部と前記最小肉厚部との間のソール部を、最小肉厚部から前記溶接部に向かって漸次厚肉化させるべく、ソール部内面を傾斜状に形成し、フェース・バック方向長さにおいて、該傾斜状の領域長さは前記曲面状の領域と前記フェース部の内面との境界位置から前記最小肉厚部までの長さよりも長くしていることを特徴とする中空ゴルフクラブヘッドを提供する。
ソール部のフェース・バック方向長さを決めるに際して、ソール部の前縁と後縁とが不明瞭な場合は、前縁は、ソール部の外面とフェース面を夫々滑らかに延長して交差した位置とし、後縁は、ソール部の外面とバック部の外面を夫々滑らかに延長して交差した位置とする。

第２の発明では、第１の発明における前記曲面状の領域は、フェース部の肉厚をえぐった形態に形成されているよう構成する。

第３の発明では、第１又は第２の発明におけるフェース部近くのウェイト部材の肉厚は、該ウェイト部材中の最大肉厚よりも薄く構成する。

第４の発明では、第１〜第３の発明における前記ヘッド本体と前記ウェイト部材との接合境界部の内、少なくともフェース寄りの接合境界部には、肉厚方向における外部側に小孔部を設け、内部側に該小孔部に連通した大孔部を設け、該大孔部に溶接溜まりを形成しつつ前記溶接部が形成されているよう構成する。
小孔部も大孔部も円形の孔というわけではなく、隙間の大小を表現している。典型的には、小径部はウェイト部材外周縁とソール部開口部の周縁との隙間部分、大径部は内側のへこみ部分である。

第５の発明では、第１〜第４の発明における前記溶接部と、前記曲面状の領域の上端以上の位置のフェース部内面とを連結しているリブを有するよう構成する。このリブ数は４個以下が好ましい。

第１の発明では、ウェイト部材をソール部に設けてゴルフクラブヘッドの重心を低くすると共に、その重心位置を上記中央位置よりもフェース寄りに位置させてゴルフクラブヘッド重心を前寄り（フェース寄り）に位置させている。これにより、スィートスポットをより下方に位置させることができ、該中空ゴルフクラブヘッドがフェアウェイウッドである場合は特にボールを打ち上げ易くなり（高い弾道が得られ易くなり）、飛距離を出すことが可能となる。然るに、実際に飛距離を出すには、フェース部の撓み性（反発性）を生かす必要があるが、ウェイト部材の最フェース寄り縁が上記基準平面よりも前側に位置するようにフェース寄りに設けられているが、そのウェイト部材よりも前側には最小肉厚部があり、この存在によって、フェース部の撓み性を阻害することなく、打球の飛距離を出すことができる。更には、最小肉厚部はフェース部に近いため打撃力の影響を強く受けてここが破損し易いが、この最小肉厚部からフェース部に向かって内面を曲面状に形成して漸次厚肉化しているため、最小肉厚部に対する打撃力の影響を最大限緩和できて耐久性もある。また、最小肉厚部から溶接部に向かって漸次厚肉化すると共に、その内面の傾斜状領域の方が、曲面状の領域とフェース部内面との境界位置から最小肉厚部までよりも前後方向長さが長いため、溶接部付近については、溶接部とその近傍の肉厚段差を小さくできて打撃時の溶接部近傍への応力集中が防止できる。これと共に、最小肉厚部の位置は、前記溶接部の位置よりもフェース部に近いため、フェース部の反発性を生かすことができる。即ち、反発性を向上させつつ溶接部付近の破損を防止できる中空ゴルフクラブヘッドが提供できる。

第２の発明では、曲面状領域はフェース部肉厚をえぐる曲面形態であるため、えぐらない場合と比較して曲面状ラインの長さが長い。従って、フェース部による打球時衝撃が最小肉厚部に伝播するまでの長さが長くなり、その分、最小肉厚部に対する衝撃の緩和がなされ、耐久性が向上する。

第３の発明では、フェース部近くのウェイト部材の肉厚は、該ウェイト部材中の最大肉厚よりも薄い、即ち、最大肉厚部ではないため、溶接が容易であると共に、最小肉厚部との肉厚差を小さくでき、その分、最小肉厚部に対する応力集中が緩和できる。

第４の発明では、溶接して生じる溶融溶接ビードの固まった溶接部は、中空ゴルフクラブヘッドの内部側のものは、通常、研磨できないが、溶接時の溶融ビードが内部側の大孔部に広がって溶接溜まりとなる。従って、溶接部の肉厚増大を抑えることができ、溶接部近傍の応力集中による破損を防止できる。

第５の発明では、上記リブの存在は、曲面状の領域から最小肉厚部を経て溶接部に至るまでの薄肉厚領域を補強できる。

以下、本発明を添付図面を用いて更に詳細に説明する。図１は本発明に係る中空ゴルフクラブヘッド１０を有するゴルフクラブの要部正面図であり、図２はその部分断面による平面図、図３は図２の矢視線Ｃ−Ｃによる断面図、図４は図３の要部拡大図である。ゴルフクラブヘッド１０は、フェース部Ｆ、クラウン部ＣＲ、ソール部ＳＬ、トウ部ＴＵ、ヒール部ＨＬ、バック部ＢＫを有する。

一般に、フェース部の大部分の領域を除いた残りのソール部等のゴルフクラブヘッド構成部は、鋳造等によって一体的に形成される。その場合の成形材料は、金属の場合が多く、例えば、ステンレス合金、チタン、またチタン合金等であるが、特にクラウン部は繊維強化合成樹脂材を部分に或いは全体に用いることもある。しかし、本発明では、少なくともソール部は金属製である。また、フェース部も金属製であるが、フェース部はヘッドのその他の構成部とは別成形の金属板部品を溶接して形成することが一般的である。その場合に使用される部品は、ゴルフクラブヘッドのその他の構成部よりも強度の高い金属部品を用いる。従って、成形品は鍛造やプレス成形品が多く用いられる。

ここでは、クラウン部ＣＲ、ソール部ＳＬ、トウ部ＴＵ、ヒール部ＨＬ、バック部ＢＫは同一の金属材、例えば、ステンレス合金で形成されているが、ソール部は図２に破線で示す形状とほぼ同じ形状の開口部が、クラウン部ＣＲ、ソール部ＳＬ、トウ部ＴＵ、ヒール部ＨＬ、バック部ＢＫの一体成形時に一緒に形成され、その後から、その開口部にウェイト部材１４が溶接接合される。本願では、開口部を有する状態のゴルフクラブヘッドをヘッド本体と言う。ヘッド本体にはフェース板部品を既に溶接接合してあっても、未だであってもどちらでもよいが、実施例ではフェース板部品を溶接して含めたものをヘッド本体１２としている。

また、ヘッド本体１２にはホーゼル部ＨＢが設けられており、これにシャフトＳが装着されている。ゴルフクラブヘッド１０を、所定のライ角と所定のロフト角の通りに地面に載置した基準状態において、シャフトの中心軸線ＪＳを含む垂直の面からなる基準平面をＫＭとする。また、この基準平面に直交してスィートスポットを通る垂直面をＳＭとする。この垂直面ＳＭで切断したソール部のフェース・バック方向長さ（前後方向長さ）の中央位置をＯとする。

ウェイト部材１４は開口部を有するソール部本体の金属、即ち、この例ではステンレス合金であるが、これよりも比重の大きな金属か又は肉厚の厚い金属であり、この例では、タングステンを含有する金属製部品である。このウェイト部品１４の重心位置は前記中央位置Ｏよりもフェース寄りである。また、ウェイト部品１４の一部領域は前記基準平面ＫＭよりもフェース寄り（前寄り）に位置しており、当然にして、最フェース寄り縁も基準平面ＫＭよりも前寄りである。また、この例のウェイト部材の肉厚は、ソール部本体の肉厚よりも厚い。

また、図３に図示しているが、ウェイト部材の前端部近くの肉厚Ｔ１は、後端部近くの肉厚Ｔ２よりも薄いが、図４で説明する各肉厚ｔ１〜ｔ４の配分により、逆の厚さ関係にしたり、同じ厚さにしてもよい。更には、前後方向の中間部が最も厚肉であって、その前後領域が薄肉でもよい。但し、ウェイト部材の前端部の溶接部付近に対する応力集中防止のためには、Ｔ１を薄くするとよく、Ｔ２よりも薄くする。これらＴ１，Ｔ２の差や比率は任意であるが、Ｔ２はＴ１の３倍以内が好ましい。これ以上大きな比率にするとヘッドの重心Ｇが後方に大きく移動するからである。

図３は上記したウェイト部材１４の配設位置のもたらす効果を説明している。即ち、従来のゴルフクラブヘッドの重心位置をＧ’とすると、本発明によるウェイト部材の配設位置では、位置Ｇに重心が移動する。即ち、重心位置がより低く、かつ、より前方に移動する。このため、スィートスポット位置ＳＳ’が位置ＳＳに下降する。
ウェイト部材１４の最前端とフェース面との前後方向距離ｌ３（図２，後述の図４）は１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下がよい。ウェイト部材を極限までフェース寄りに位置させられ、スィートスポット位置ＳＳを低くできるからである。

本実施例のウェイト部材の平面視形状は図２に示すとおりであり、トウ・ヒール方向においては、中央部よりもトウ部寄り、ヒール部寄りにウェイトを配分している。前側縁ラインが緩やかな曲線の蝶形といえる。これにより慣性モーメントを大きくしている。しかし、本発明では、この例と異なる形状でもよい。例えば、平面視においてウェイト部材輪郭のバック側形状が、前記中央部が後方に膨出している形状でもよいし、トウ・ヒール方向の直線でもよい。

以下では図４を主に参照する。フェース部Ｆの下端部付近とソール部ＳＬの前端部付近の形状につき説明する。ウェイト部材の（前側）縁部には溶接時の溶接ビードが固まった溶接部ＹＢが形成されており、その直ぐ前位置Ｐ４のソール部本体から、概ね一定の肉厚ｔ１を有するフェース部Ｆの内面ＦＮの下端位置Ｐ１までの形状である。ヘッド内面形状において、この位置Ｐ１からは肉厚ｔ１の内面部をえぐった部分を有する曲面状部ＣＢが形成されている。えぐった形状とは、フェース部Ｆの内面ＦＮから、その肉厚ｔ１を保持するように滑らかに下方に延長したラインＦＮ’よりもフェース面側（前側）に位置する部分を持った形状である。

一方、前記ソール部本体の位置Ｐ４から、フェース裏面ＦＮの方向（前方）に向かってソール部本体の肉厚を肉厚ｔ４から滑らかに漸減させている傾斜状部ＫＢが内面に形成されている。該傾斜状部ＫＢは前記曲面状部ＣＢと位置Ｐ３において連続している。この位置Ｐ３は図４の領域中の最小肉厚部ｔ３の位置であり、ソール部本体（ソール部）に属している。曲面状部に対応する肉厚ｔ２は、最小肉厚部Ｐ３の肉厚ｔ３に至るまで前記肉厚ｔ１から漸次滑らかに薄肉化されている。傾斜状部ＫＢの曲率変化（曲率変化無しを含む）は曲面状部ＣＢの曲率変化よりも緩やかである。

最小肉厚部Ｐ３の存在により、打撃時のフェース部Ｆの撓み性を確保できる。然しながら、ここには応力集中が生じて破損しやすいため、それを防止すべく、曲面状部ＣＢを設けており、位置Ｐ１から漸次滑らかに肉厚を漸減させ、応力集中による破損を防止している。更には、本発明では、ウェイト部材１４の前端縁は直接に打撃による衝撃を受けるフェース部Ｆ近くに設けられているため、その溶接部ＹＢ付近にはその衝撃が強く伝わる。溶接部は溶接ビードがヘッド内面側に残り、その付近のソール部本体の肉部と段差状に肉厚差が生じかねない。そのため、溶接部付近に応力集中が生じ易い。これを防止するために、最小肉厚部から溶接部に向かって漸次厚肉化した傾斜状部を設けており、応力集中を防止している。
後述の図５の曲面状部との比較では、図４の場合の方（えぐった場合）が肉厚ｔ２の漸減長さ（曲面状部の実長さ）が長くなり、その分、最小肉厚部が応力的に遠くなり、衝撃力の影響を緩和できる。

また、図４は図２の矢視線Ｃ−Ｃに対応した位置の断面図であり、ウェイト部材１４の最前端とフェース面との前後方向距離ｌ３は、既述したが１５ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下（好ましい具体的範囲は５ｍｍ〜１０ｍｍ）である。但し、この図４を図２の矢視線Ｃ−Ｃに対応した位置ではなく、トウ側やヒール側にずらせた位置の断面とした場合の距離ｌ３も含めた場合、ｌ３がトウ・ヒール方向に亘って一定値である必要は無い。図２に現れているように、トウ・ヒール方向の中央位置（図２の垂直面ＳＭの位置）が最小であって、トウ部方向に行くほど、またヒール部方向に行くほど、距離ｌ３が長くなるように構成してもよい。このことはこれ単独の構成とすることもできる他、本願第１〜第６発明の何れにも追加適用でき、図２、図４の実施形態例に限らず、他の全ての実施形態例にも適用できる。

位置Ｐ４と位置Ｐ３との前後方向長さｌ２は、位置Ｐ１と位置Ｐ３との前後方向長さｌ１よりも長い。これにより第２の発明の説明で述べたように、反発性を向上させつつ溶接部付近の破損を防止できる。
また、所定のライ角と所定のロフト角の通りに地面に載置した基準状態（図４等）において、最小肉厚部Ｐ３の外側は地面よりもｈだけ上がっており、打撃時にこの最小肉厚部が地面を擦り難く構成しており、最小肉厚部の破損防止に寄与している。

図５は図４に対応する他の形態例を示す断面図である。位置Ｐ１は概ね一定肉厚ｔ１を有するフェース部Ｆの内面ＦＮの下端位置であり、この位置から肉厚ｔ２を滑らかに漸減させつつ最小肉厚部の位置Ｐ３に至る曲面状部ＣＢを有している。この曲面状部はフェース部をえぐっていないことが図４の場合と異なるが、その他の事項は同様であるため記載説明を省略する。

図６は、溶接部ＹＢの形成に工夫をした一形態の説明用の断面図であり、図４に対応するが、図５の場合にも適用できる。図４や図５で説明していない事項を説明する。この例では、ソール部ＳＬのウェイト部材１４を除いたソール部の本体であって、ウェイト部材の周縁に対面するソール部本体の開口部の周縁部の肉厚方向内部側に段差状の大孔部ＤＡを設けている。一方、ウェイト部材の周縁に対面するソール部本体の縁は、僅かな適宜寸法の隙間ＳＡを設けており、この隙間が接合境界部の肉厚方向外部側の小孔部ＳＡを形成する。従って、ウェイト部材を溶接した時の溶融状態溶接ビードが小孔部と連通した内部側にも流れて大孔部ＤＡに広がって溶接溜まりとなる。

もし、この大孔部を設けていなければ、溶接ビードは内部側に大きく突出して固まった溶接部となる。この場合は、この溶接部ＹＢの付近に大きな応力集中が作用する。しかし、大孔部を設けているため、内部側に流れた溶接ビードは該大孔部において広がることができるため、内部側への突出量を低減できる。即ち、溶接部ＹＢ付近の肉厚差を低減できて応力集中を防止できる。この例では段差状の大孔部としたが、円錐状の大孔部とすること等もでき、また、ウェイト部材の縁部にも凹部を形成して、これと併せて大孔部としてもよい。更には、この例では大孔部は、ウェイト部材の全周縁部に亘って設けているが、フェース部寄りの縁部にのみ設けてもよい。

図７は、本発明に係る他の実施形態例の断面図であり、図６に対応する。この例では、リブＲＢが設けられており、一端部ＲＢ２が溶接部ＹＢに直接に結合されており、他端部ＲＢ１が、フェース部Ｆの既述の位置Ｐ１以上の高さ位置のフェース部内面ＦＮに直接に結合している。このため、既述の曲面状部ＣＢと傾斜状部ＫＢの領域の肉厚不足による強度不足の場合、これを補強できる。即ち、こうした領域に比べて相対的に肉厚の厚い溶接部ＹＢ及びウェイト部材１４と、同様に相対的に肉厚の厚いフェース部Ｆとをリブによって結合連結しているため、補強され得る。このリブの厚さは１ｍｍ〜５ｍｍがよい。個数は１〜４個がよい。このリブは、図４や図５の場合にも同様に適用できる。

本発明は、中空ゴルフクラブヘッド、特にフェアウェイウッドに利用できる。

図１は本発明に係る中空ゴルフクラブヘッドを有するゴルフクラブの要部正面図である。 図２は図１のゴルフクラブの部分断面による平面図である。 図３は図２の矢視線Ｃ−Ｃによる断面図である。 図４は図３の要部拡大図である。 図５は図４に対応する図であって、第２形態例の図である。 図６は図４に対応する第３形態例の図である。 図７は図６に対応する第４形態例の図である。

１０ 中空ゴルフクラブヘッド
１２ ヘッド本体
１４ ウェイト部材
ＣＢ 曲線状部
ＤＡ 大孔部
ＪＳ シャフト軸心
ＫＢ 傾斜状部
ＫＭ 基準平面
Ｐ３ 最小肉厚部（の位置）
ＲＢ リブ
ＳＡ 小孔部
ＳＭ 垂直面

Claims (5)

1. 少なくともソール部とフェース部とが金属製である中空ゴルフクラブヘッドの前記ソール部に開口部を設け、該開口部を有するヘッド本体の開口部に金属製別部品であるウェイト部材を配設、溶接接合した溶接部を有しており、
   ゴルフクラブヘッドを、そのライ角とロフト角を設定値通りに地面に載置した状態におけるシャフト軸心を含む垂直の面を基準平面とし、該基準平面に直交してスィートスポットを通る垂直面で切断したソール部のフェース・バック方向長さの中央位置よりも、前記ウェイト部材の重心がフェース寄りに位置しており、
   該ウェイト部材はその最フェース寄り縁が、前記基準平面よりもフェース寄りに位置しており、
   該ウェイト部材の位置を基準としてフェース部側のソール部と、フェース部のソール部近くの領域とを併せた中の最小肉厚部が、前記フェース部側のソール部に位置しており、
   該最小肉厚部とフェース部の下端部近くとの間領域は、最小肉厚部からフェース部に向かって漸次厚肉化されて、該領域の内側面は前記垂直面に平行な面で切断した断面図において曲面状に形成されており、
   前記ウェイト部材のフェース寄り縁の溶接部と前記最小肉厚部との間のソール部を、最小肉厚部から前記溶接部に向かって漸次厚肉化させるべく、ソール部内面を傾斜状に形成し、フェース・バック方向長さにおいて、該傾斜状の領域長さは前記曲面状の領域と前記フェース部の内面との境界位置から前記最小肉厚部までの長さよりも長くしている
   ことを特徴とする中空ゴルフクラブヘッド。
2. 前記曲面状の領域は、フェース部の肉厚をえぐった形態に形成されている請求項１記載の中空ゴルフクラブヘッド。
3. フェース部近くのウェイト部材の肉厚は、該ウェイト部材中の最大肉厚よりも薄くしてなる請求項１又は２記載の中空ゴルフクラブヘッド。
4. 前記ヘッド本体と前記ウェイト部材との接合境界部の内、少なくともフェース寄りの接合境界部には、肉厚方向における外部側に小孔部を設け、内部側に該小孔部に連通した大孔部を設け、該大孔部に溶接溜まりを形成しつつ前記溶接部が形成されている請求項１〜３の何れか１記載の中空ゴルフクラブヘッド。
5. 前記溶接部と、前記曲面状の領域の上端以上の位置のフェース部内面とを連結しているリブを有する請求項１〜４の何れか１記載の中空ゴルフクラブヘッド。

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