JP7342441B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、ゴルフクラブヘッドに関する。
特許文献1には、内部に中空部を有するゴルフクラブヘッドが記載されている。この種のゴルフクラブヘッドは、中空部を囲むように配された複数の壁部分(例えば、フェース部、クラウン壁部及びソール壁部等)を含む。
特開2003-180885号公報
ゴルフクラブヘッドを構成する壁部を薄く形成することは、例えば、ゴルフクラブヘッドの軽量化や、ゴルフクラブヘッドの重量配分設計などに役立つ。後者の例としては、例えば、クラウン壁部を薄肉化することで、低重心化を図ることが挙げられる。
一方、前記壁部の薄肉化は、ゴルフクラブヘッドの剛性の低下を招くおそれがある。
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、剛性を損ねずに、壁部の薄肉化を図ることが可能なゴルフクラブヘッドを提供することを主たる目的としている。
本発明は、内部に中空部を有するゴルフクラブヘッドであって、前記ゴルフクラブヘッドを構成する壁部の少なくとも一部に、凹凸部が形成されており、前記凹凸部は、第1方向と、前記第1方向と交差する第2方向とに亘って、複数の凸部が繰り返し配置され、かつ、隣接する前記凸部の間に凹部が形成されたものであり、前記凸部のそれぞれは、前記第1方向に延びる少なくとも一つの第1リブと、前記第2方向に延びる少なくとも一つの第2リブとを含む、ゴルフクラブヘッドである。
本発明の他の態様では、前記凹凸部は、前記壁部の曲面部分を構成しても良い。
本発明の他の態様では、前記壁部は、ヘッド上面を形成するクラウン壁部であっても良い。
本発明の他の態様では、前記ゴルフクラブヘッドの基準状態の平面視において、前記凹凸部が占める凹凸部面積は、前記ゴルフクラブヘッドの全面積の10~95%であっても良い。
本発明の他の態様では、前記凸部のそれぞれは、四つの前記第1リブと、四つの前記第2リブとを含んでも良い。
本発明の他の態様では、前記凸部のそれぞれは、二つ前記第1リブと、二つの前記第2リブとからなるものでも良い。
本発明の他の態様では、前記凸部のそれぞれは、一つの前記第1リブと、前記第1リブの両端につながる二つの前記第2リブとからなるものでも良い。
本発明の他の態様では、前記凹部は、前記凸部と同じ輪郭形状を有しても良い。
本発明の他の態様では、前記凹凸部が、金属材料で形成されており、前記凹凸部の肉厚は0.25~0.50mmとされても良い。
本発明の他の態様では、前記凹凸部は、凹凸の高低差が0.6~4.0mmであっても良い。
本発明の他の態様では、前記凸部は、平面視において、それを囲むことができる最小の正方形の一辺の長さが10~40mmとなる大きさで形成されても良い。
本発明の他の態様では、前記第1方向が前記ゴルフクラブヘッドの前後方向に沿っており、前記第2方向が前記ゴルフクラブヘッドのトウ・ヒール方向に沿うものでも良い。
本発明のゴルフクラブヘッドでは、壁部に特定形状の凹凸部を形成したことにより、剛性を損ねずに、前記壁部の薄肉化を図ることができる。したがって、本発明のゴルフクラブヘッドは、例えば、軽量化や重量配分設計を図ることが可能になる。
本発明の一実施形態のゴルフクラブヘッドの平面図である。 図1の斜視図である。 図1のIII-III線断面図である。 図1の凹凸部の部分拡大図である。 図4の斜視図である。 凸部の一つを示す平面図である。 凹部の一つを示す平面図である。 図4のVIII-VIII線断面図である。 凹凸部の変形例1を示す部分平面図である。 図9のX-X線断面図である。 凹凸部の変形例2を示す部分平面図である。 凹凸部の変形例3を示す部分平面図である。 図12のXIII-XIII線断面図である。 凹凸部を構成する基本単位を示す斜視図である。 試験例4の斜視図である。 試験例4の荷重と変位との関係を示すグラフである。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。以下に詳述される実施形態及び図面に表された具体的な構成は、本発明の内容を理解するためのものであって、本発明は、図示されている具体的な構成に限定されるものではない。また、以下の説明では、同一又は共通する要素については同一の符号が付されており、重複する説明が省略されている点が理解されなければならない。
図1及び2は、本実施形態のゴルフクラブヘッド1(以下、単に、「ヘッド」ということがある。)の平面図及び斜視図である。また、図3は、図1のIII-III線断面図である。なお、図1及び2は、基準状態とされたヘッド1が描かれている。
[ヘッドの基準状態]
ヘッド1の基準状態とは、ヘッド1が、水平面HPに対して、ヘッド1に定められたロフト角及びライ角に保たれた状態である。基準状態では、図1に示されるように、ヘッド1のシャフト軸中心線CLが、任意の垂直面VP内に配される。
[ヘッドの方向について]
ヘッド1について、3つの方向が関連付けられる。先ず、前記垂直面VPに沿った水平な方向yが、ヘッド1のトウ・ヒール方向とされる。また、前記垂直面VPと直交する水平な方向xがヘッド前後方向とされる。さらに、上記方向x及びyにともに直交する垂直な方向zが、ヘッド上下方向とされる。
[ヘッドの基本構成]
図1ないし3において、本実施形態のヘッド1は、内部に中空部i(図3に示す)を有し、例えば、ウッド型形状とされている。本実施形態のヘッド1は、好ましくは、ドライバーとして構成されても良い。ウッド型のヘッドは、ドライバー(#1)の他、フェアウエイウッドを含む。他の実施形態では、ヘッド1は、中空部iを有するものであれば、例えば、ユーティリティー型やアイアン型として構成されても良い。
本実施形態のヘッド1は、例えば、主要部が金属材料で構成されている。前記金属材料としては、例えば、チタン、チタン合金、ステンレス鋼又はアルミニウム合金など種々のものが採用可能である。他の態様では、ヘッド1は、その一部が樹脂、ゴム、エラストマー又は繊維強化樹脂といった非金属材料で構成されても良い。
ヘッド1は、例えば、フェース部2と、フェース部2からヘッド後方に延びる本体部分3とを含んでいる。
フェース部2は、例えば、板状に構成されている。フェース部2の前面は、ボールを打撃するための打撃面2aとして使用される。フェース部2の背面(図示省略)は、中空部iに面している。
図1~3に示されるように、ヘッド1の本体部分3は、複数の壁部で構成されており、例えば、クラウン壁部4及びソール壁部5を含む。
クラウン壁部4は、フェース部2に連なってヘッド上面を構成している。好ましい態様では、図3に示されるように、クラウン壁部4は、上に向かって凸となる滑らかな曲面部分(略球状面)を構成している。他の態様では、クラウン壁部4は、下に向かって凸となる滑らかな曲面部分を含んでも良い。
ソール壁部5は、フェース部2に連なってヘッド底面を構成している。本実施形態では、ソール壁部5は、滑らかな曲面を介して、クラウン壁部4と連なっている。他の態様では、ソール壁部5からヘッド上下方向に延びるサイド壁部が設けられても良い。
クラウン壁部4のヒール側には、例えば、ホーゼル部6が設けられている。ホーゼル部6は、シャフト(図示省略)を固定するためのシャフト差込孔6aを有し、例えば、筒状とされている。シャフト差込孔6aの軸中心線は、上記シャフト軸中心線CLに対応している。
[凹凸部]
本実施形態では、ヘッド1を構成する壁部の少なくとも一部に、凹凸部10が形成されている。
ヘッド1を構成する壁部としては、例えば、フェース部2、クラウン壁部4及びソール壁部5が含まれる。好ましい態様では、凹凸部10は、ヘッド1の本体部分3を構成する壁部に設けられる。本実施形態では、クラウン壁部4に凹凸部10が設けられている。他の態様では、凹凸部10は、ソール壁部5に設けられても良い。さらに他の態様では、凹凸部10は、フェース部2に設けられても良い。さらに他の態様では、凹凸部10は、二以上の壁部に設けられても良い。
図4には、凹凸部10の部分拡大平面図を示し、図5は、その斜視図を示す。図4及び図5に示されるように、凹凸部10は、第1方向Aと、第1方向Aと交差する第2方向Bとに亘って、複数の凸部100が繰り返し配置されている。これにより、隣接する凸部100の間に、凹部200が形成されている。
図6には、凸部100の一つを取り出して示す。図6に示されるように、凸部100のそれぞれは、第1方向Aに延びる少なくとも一つの第1リブ101と、第2方向Bに延びる少なくとも一つの第2リブ102とを含んでいる。
以上のように、本実施形態の凹凸部10は、第1方向Aと、第1方向Aと交差する第2方向Bとに亘って、複数の凸部100が繰り返し配置され、かつ、隣接する凸部100の間に凹部200が形成される。また、凸部100のそれぞれは、第1方向Aに延びる少なくとも一つの第1リブ101と、第2方向Bに延びる少なくとも一つの第2リブ102とを含む。このため、本実施形態の凹凸部10は、第1方向A及び第2方向Bの双方に対して、高い曲げ剛性を発揮することができる。
したがって、本実施形態のヘッド1は、剛性を損ねずに、壁部(凹凸部)の薄肉化を図ることができる。これは、例えば、ヘッド1の軽量化や重量配分設計を図ることを可能にするのに役立つ。また、壁部の軽量化は、ヘッド1の重量配分設計のための重量マージンなどを生み出すのにも役立つ。
本実施形態のように、クラウン壁部4の一部に凹凸部10を設けた場合、凹凸部10の薄肉化によってクラウン壁部4(ヘッド上部)の重量が小さくなる。これは、ヘッド1の低重心化を図るのに役立つ。
生産性を損ねることなく、上記作用を十分に発揮させるために、図1に示したように、ヘッド1の基準状態の平面視において、凹凸部10が占める凹凸部面積は、ヘッド1の全面積(輪郭線内の面積)の10~95%、より好ましくは30~80%とされる。
好ましい態様では、第1方向Aは、例えば、ヘッド前後方向xに沿った方向とされ、第2方向Bは、例えば、トウ・ヒール方向yに沿った方向とされている。一般に、ボール打撃時、フェース部2の打撃面2aには、第1方向Aに大きな力が作用する。この力は、クラウン壁部4にも伝達され、クラウン壁部4は、ヘッド上部に凸となるような曲げ変形を受ける。凹凸部10は、このようなクラウン壁部4の曲げ変形を抑制し、ひいては、ボール打撃時のクラウン壁部4の耐久性を有意に高めるのに役立つ。なお、本明細書において、2つの方向に関し、一方が他方に「沿った」又は「沿って」という場合、2つの方向が互いに完全に一致する場合の他、完全には一致しないがその角度差が15度以下程度と小さい場合をも含むものとする。
好ましい態様では、凸部100のそれぞれは、第1方向Aに延びる複数の第1リブ101と、第2方向Bに延びる複数の第2リブ102とを含むことができる。
図6の実施形態では、凸部100は、第1方向Aに沿って真っ直ぐに延びる四つの第1リブ101と、第2方向Bに沿って真っ直ぐに延びる四つの第2リブ102とを含んでいる。
四つの第1リブ101は、互いに平行に延びているが、例えば、第2方向Bには互いに位置ずれして配置されている。同様に、四つの第2リブ102は、互いに平行に延びているが、例えば、第1方向Aには互いに位置ずれして配置されている。
図6の実施形態では、凸部100は、さらに、一つの第1リブ101と一つの第2リブ102とが、互いに連結される。好ましい態様では、一つの第1リブ101と一つの第2リブ102とが、コーナを形成するように連結され、これによりL字状要素103を形成する。また、凸部100は、4つのL字状要素103を含み、各々が、凸部の中心C1の周りに90度の角度ピッチで配置されている。これにより、凸部100は、略卍状の輪郭形状を有する。なお、図6において、符号Nは、凸部100と凹部200との境界部を示す。
図7には、凹部200の一つを取り出してその輪郭形状を示す。図7に示されるように、凹部200のそれぞれは、第1方向Aに延びる少なくとも一つの第1凹部201と、第2方向Bに延びる少なくとも一つの第2凹部202とを含んでいる。
凹部200は、第1方向Aに沿って真っ直ぐに延びる四つの第1凹部201と、第2方向Bに沿って真っ直ぐに延びる四つの第2凹部202とを含んでいる。
四つの第1凹部201は、互いに平行に延びているが、例えば、第2方向Bには互いに位置ずれして配置されている。同様に、四つの第2凹部202は、例えば、互いに平行に延びているが、第1方向Aには互いに位置ずれして配置されている。
凹部200は、さらに、一つの第1凹部201と一つの第2凹部202とが、互いに連結される。好ましい態様では、一つの第1凹部201と一つの第2凹部202とが、コーナを形成するように連結され、これによりL字状要素203を形成する。また、凹部200は、4つのL字状要素203を含み、各々が、凹部の中心C2の周りに90度の角度ピッチで配置されている。これにより、凹部200は、略卍状の輪郭形状を有する。
図6と図7との対比から明らかなように、第1凹部201及び第2凹部202は、それぞれ、第1リブ101及び第2リブ102と対応している。これにより、凹部200は、凸部100と同じ輪郭形状を有する。ここで、凸部100の輪郭形状は、面内で最も突出した表面100aの輪郭形状であり、凹部200の輪郭形状は、面内で最も凹んだ表面200aの輪郭形状である。このように、凸部100と凹部200とを同一の輪郭形状とすることで、凹凸部の変形時の異方性などをなくすことができ、ひいては、バランスよく強度が向上する。
図8には、図4のVIII-VIII線断面図が示されている。図8に示されるように、凸部100と凹部200とは、壁面300により接続されている。より具体的には、凹部200の最も凹んだ表面200aは、壁面300を介して、凸部100の最も突出した表面100aと連続している。本実施形態の壁面300は、例えば、傾斜面とされているが、前記各表面100a、200aに対して垂直に延びるものでも良い。
本実施形態において、凹凸部10は、金属材料で形成されている。前記金属材料としては、例えば、チタン、チタン合金、ステンレス鋼又はアルミニウム合金など種々のものが採用可能である。とりわけ、比強度の大きいチタン合金が好適である。他の態様では、凹凸部10は、樹脂又は繊維強化樹脂といった非金属材料で構成されても良い。
本実施形態の凹凸部10は、上記構造を備えることによって、剛性を損ねずに薄肉化できる。好ましい態様では、凹凸部10の肉厚tは、例えば、1.00mm以下とされる。凹凸部の肉厚tは、軽量化や重量配分設計のためには薄い方が好ましく、例えば0.7mm以下、より好ましくは0.6mm以下、さらに好ましくは0.5mm以下であると良い。また、ヘッド1の耐久性を保つ観点からは、好ましくは0.25mm以上、より好ましくは0.3mm以上、さらに好ましくは0.35mm以上、よりさらに好ましくは0.4mm以上であると良い。
好ましい態様では、凹凸部10において、その凹凸の高低差h(すなわち、表面200aから表面100aまでの最短高さ)が0.6~4.0mm、特に好ましくは2.0~3.0mmとされる。前記高低差hが小さくなると、凹凸部10による曲げ剛性の向上効果が十分に期待できない傾向があり、逆に大きすぎると、凹凸部10の面に沿った圧縮及び引張剛性が低下するおそれがある。
好ましい態様では、凹凸部10において、凸部100一つあたりの大きさは、特に限定されるものではない。生産性や加工性を損ねずに、十分な曲げ剛性の向上効果を得るためには、図6に示されるように、凹凸部10の平面視において、凸部100(最も突出した表面100a)は、それを囲むことができる最小の正方形S(凹凸部の一辺の長さが10~40mmとなる大きさとされるのが望ましい。なお、凹凸部10が、本実施形態のように、曲面部分を構成している場合、上記正方形Sは、球面上に投影される正方形を意味する。
凹凸部10は、種々の方法で製造することができる。例えば、金属薄板をプレス成形することにより、その表面に凹凸部10を加工することができる。このような金属薄板をヘッド1の壁部の一部又は全部に用いることで、本実施形態のヘッド1を製造することができる。
[凹凸部の変形例1]
図9には、凹凸部10の変形例1の部分拡大平面図を示し、図10は、図9のX-X線断面図である。
図9及び図10の凹凸部10において、凸部100のそれぞれは、第1方向Aに沿って真っ直ぐに延びる2つの第1リブ101と、第2方向Bに沿って真っ直ぐに延びる二つの第2リブ102とを含んでいる。第1リブ101は、互いに平行に延びている。第2リブ102は、互いに平行に延びている。この例では、第1リブ101は、第2方向Bには互いに位置ずれして配置されており、かつ、第2リブ102は、第1方向Aには互いに位置ずれして配置されている。また、凹部200は、凸部100と同じ輪郭形状を有する。このような凹凸部10も、剛性を損ねずに、ヘッド1の壁部の薄肉化を図ることができる。
[凹凸部の変形例2]
図11には、凹凸部10の変形例2の部分拡大平面図を示す。凹凸部10のさらなる変形例では、図11に示されるように、凸部100は、一つの第1リブ101と、一つの第2リブ102とが十字状をなすように交差するものでも良い。このような凹凸部10も、剛性を損ねずに、ヘッド1の壁部の薄肉化を図ることができる。
[凹凸部の変形例3]
図12には、凹凸部10の変形例1の部分拡大平面図を示し、図13は、図12のXIII-XIII線断面図である。
図12及び図13の凹凸部10では、凸部100のそれぞれは、一つの第1リブ101と、第1リブ101の両端につながる二つの第2リブ102とからなる。本実施形態では、凸部100が、横向きのI字状に構成されている。
図12及び図13の凹凸部10では、凹部200のそれぞれは、一つの第2凹部202と、第2凹部202の両端につながる二つの第1凹部201とからなる。本実施形態では、凹部200が、I字状に構成されており、凸部100と同じ輪郭形状を有する。
このような凹凸部10も、剛性を損ねずに、ヘッド1の壁部の薄肉化を図ることができる。
以上、本発明の一実施形態が説明されたが、本発明は、種々の改造及び変形形態が可能であり、上述の例示の実施形態は、例示として示されているに過ぎない。したがって、本発明は、本明細書において開示された特定の実施形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の思想に含まれる全ての改造例、均等例及び変形例を含むものとして、理解されなければならない。
[性能評価1]
先ず、表1の仕様に基づいた凹凸部(試験例1~3)について、曲げ剛性のコンピュータシミュレーションが行われた。いずれの例も120mm×120mmの正方形のフラットなチタン合金ベースの板状であり、図14に示す基本単位形状(凸部と凹部とは同一輪郭形状)を組み合わせて形成された。シミュレーションの結果、試験例1~3は、凹凸の無い同じ厚さの平板に対して、約7ないし15倍の曲げ剛性を有することが確認できた。また、曲げ軸を15度ずつ変化させながら曲げ剛性を調べ、その最大値と最小値との比で剛性の異方性を調べた。その結果、試験例1が最も小さい異方性を示した。
Figure 0007342441000001
[性能評価2]
次に、表1の試験例1を、ゴルフクラブヘッドのクラウン部に装着したときの剛性を検証するために、図15に示されるように、球面状に湾曲させクラウン部を部分的に模擬した(試験例4)。この試験例4では、凸部と凹部との境界面が、半径185mmの球の一部を構成するように湾曲している。また、試験例4の平面寸法は、半径60mmの円形に調整された。試験例4の肉厚は、0.30mm、0.35mm及び0.40mmとし、それぞれについて、凹凸の高低差hを3.0mm、2.0mm及び1.0mmに調整した。そして、剛性を評価するために試験例4の外周縁を完全拘束した条件で、その頂部に垂直な集中荷重を負荷(最大100N)し、その荷重負荷方向の変位を調べた。
また、比較のために、表面に凹凸部を有しない肉厚=0.5mmの球面状片(比較例:曲率半径185mmで、平面寸法は半径60mmの円形)についても同様に試験された。
図16には、試験結果が示される。縦軸は荷重、横軸は変位をそれぞれ示す。図16のグラフにおいて、試験例4のそれぞれの肉厚において、線種は、以下のものを示す。
実線:高低差h=3.0mm
粗い破線:高低差h=2.0mm
細かい破線:高低差h=1.0mm
図16から明らかなように、試験例4は、比較例に比べて肉厚が小さいにもかかわらず、いずれも高い剛性(N/mm)を有することが確認できる。また、金属製のゴルフクラブヘッドのボール打撃時の変形はせいぜい1.0mm以下であるが、その変位の範囲では、いずれの肉厚においても、凹凸の高低差hが2.0mmのときに最も剛性が大きくなることがわかる。また、いずれの肉厚においても、凹凸の高低差hが2.0~3.0mmの範囲で、ほぼ荷重と変位とがほぼリニアな関係になることがわかった。
なお、試験例4の重量は、比較例に対して、肉厚t=0.30mmの場合で約1.7g、肉厚t=0.40mmの場合で1.0gの軽量化を実現していることが確認できた。また、この軽量化された重量を、利用して、ゴルフクラブヘッドの慣性モーメントを増大させることが可能になる。
1 ゴルフクラブヘッド
2 フェース部
10 凹凸部
100 凸部
101 第1リブ
102 第2リブ
200 凹部
201 第1凹部
202 第2凹部
203 L字状要素
A 第1方向
B 第2方向

Claims (13)

  1. 内部に中空部を有するゴルフクラブヘッドであって、
    前記ゴルフクラブヘッドを構成する壁部の少なくとも一部に、凹凸部が形成されており、
    前記凹凸部は、第1方向と、前記第1方向と交差する第2方向とに亘って、複数の凸部が繰り返し配置され、かつ、隣接する前記凸部の間に凹部が形成されたものであり、
    前記凸部のそれぞれは、前記第1方向に延びる少なくとも一つの第1リブと、前記第2方向に延びる少なくとも一つの第2リブとを含み、
    前記凹凸部は、ヘッド外表面では、前記複数の凸部が前記複数の凹部に対してヘッド外方に突出しており、かつ、ヘッド内表面では、前記複数の凹部が前記複数の凸部に対してヘッド内方に突出している、
    ゴルフクラブヘッド。
  2. 前記凹凸部は、前記壁部の曲面部分を構成する、請求項1に記載のゴルフクラブヘッド。
  3. 前記壁部は、ヘッド上面を形成するクラウン壁部である、請求項1又は2に記載のゴルフクラブヘッド。
  4. 前記ゴルフクラブヘッドの基準状態の平面視において、前記凹凸部が占める凹凸部面積は、前記ゴルフクラブヘッドの全面積の10~95%である、請求項3に記載のゴルフクラブヘッド。
  5. 前記凸部のそれぞれは、四つの前記第1リブと、四つの前記第2リブとを含む、請求項1ないし4のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
  6. 前記凸部のそれぞれは、二つ前記第1リブと、二つの前記第2リブとからなる請求項1ないし4のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
  7. 前記凸部のそれぞれは、一つの前記第1リブと、前記第1リブの両端につながる二つの前記第2リブとからなる、請求項1ないし4のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
  8. 前記凹部は、前記凸部と同じ輪郭形状を有する、請求項1ないし7のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
  9. 前記凹凸部が、金属材料で形成されており、前記凹凸部の肉厚は0.25~0.50mmである、請求項1ないし8のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
  10. 前記凹凸部は、凹凸の高低差が0.6~4.0mmである、請求項1ないし9のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
  11. 前記凸部は、平面視において、それを囲むことができる最小の正方形の一辺の長さが10~40mmとなる大きさで形成されている、請求項1ないし10のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
  12. 前記第1方向が前記ゴルフクラブヘッドの前後方向に沿っており、前記第2方向が前記ゴルフクラブヘッドのトウ・ヒール方向に沿っている、請求項1ないし11のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
  13. 前記凹部のそれぞれは、前記第1方向に沿って延びる少なくとも一つの第1凹部と、前記第2方向に沿って延びる少なくとも一つの第2凹部とを含み、
    前記第1凹部と前記第2凹部とはL字状要素を形成するように連結されている、請求項1ないし12のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
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