JPH0412769A - 繊維強化金属製のゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、金属製や繊維強化金属製のゴルフクラブヘッ
ド（以下単にヘッドと省略する）の改良に係るものであ
る。

（従来の技術） 従来より、金属製や繊維強化金属製のヘッドが公知とな
っている。

これら公知のヘッドの内、例えば金属製のヘッドでは、
ステンレス製やアルミ合金製等のものが既に市販されて
いる。

又、一方繊維強化金属製のヘッドが実開昭５２−４１２
５４号や特開昭６２−２０７４７４号等に開示されてお
り、既に公知になっている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、これら従来の金属製や繊維強化金属製のヘッド
においては、以下のような問題点を有していた。

即ち、金属製のヘッドとして最も一般的なステンレス製
のメタルウッドヘッドと称するヘッドを例に挙げれば、
これらヘッドの量産品では、ゴルフクラブとして見た場
合、ヘッドやシャフトやグリップ等の重量配分の上から
、ヘッドの（′重量がほぼ決まってしまうため、従来の
ステンレス製のヘッドの体積は、約１５０ｃｍ”前後に
なり、且つ、この状態でヘッドの強度を考慮した設計で
は、フェース面部の肉厚は約２．６ｍ　ｍ　、ソール部
の肉厚は約１．２ｍｒｒ＋、その他の部分の肉厚は約０
．８ｍｍになり、ヘッドをこれ以上大型化することは、
強度上からも非常に困難であった。

又、代表的な軽合金であるアルミニウム合金製のメタル
ウッドヘッドと称するヘッドにおいては、ステンレスに
比較して比重が小さいためヘッドの体積として約１９０
　ｃｍ３程度の大きさになるが、アルミニウム合金素材
自体の強度があまり強くないため、これ以上ヘッド形状
を大きくすることは、ヘッドの重量分布及びヘッドの肉
厚の点から難しかった。又、ヘッドのネック部をどうし
ても太めに設計せざるを得ないため、ヘッドの重心位置
がヒール部寄りの高い位置になり、ヘッド自体のバラン
スが悪くなると言った問題点をも有していた。

更に、実開昭５２−４１２５４号等に開示されているよ
うに、アルミニウム合金より比強度の高いウィスカーや
補強繊維を使用した繊維強化金属でヘッド全体を形成す
ることも提案され、一部では試みられているが、補強繊
維やウィスカーとマトリックスであるアルミニウム合金
等の金属素材との濡れが悪い点や含浸性が悪い点から、
ミクロポロシティと呼ばれる微細な巣が生じたり、含浸
不良が生じたり、補強繊維やウィスカーが団子状態にな
ってマトリックスである金属素材とうまく混合出来ない
と言った問題点を有すると共に、繊維含育率が約１０％
未満にしかならずヘッド自体の強度が低すぎて実用に供
せられる大型形状のヘッドを作製することが出来ないと
言った根本的な問題を有していた。

又、これ以外に、特開昭６２−２０７４７４号に開示さ
れているように、フェース面に無機繊維を配置強化し、
アルミニウム合金等の軽合金を使用して、繊維強化金属
製のヘッドを成型することも公知であるが、フェース面
にのみ無機繊維を配置強化しても、ヘッドの他の部分の
強度が不足し、繰り返し打球すれば、ネック部に亀裂が
生じたり、折損したりすると言った問題点を有していた
。

又、特開昭６２−２０７４７４号に開示されている、中
空ヘッドを製造する方法では、可溶性中子として、塩化
ナトリウムを主成分に酸化アルミニウムを少し添加した
混合物を材料にして、成型後この中子を水で洗い流す方
法を取っているが、この方法では、塩化ナトリウムを完
全に除去することが難しく、経時変化により特にアルミ
ニウムやアルミニウム合金やマグネシラやマグネシウム
合金等を使用した場合には、中空の内部から腐食を生じ
、ヘッド自体の耐久性が著しく低下すると言った問題点
を有していた。その他、繊維強化金属製のフェースイン
サートを別途成型しておき、金属製ヘッドを製造する際
にインサートすると言った構成のヘッドも公−５知であ
るが、異種素材の接合方法が難しく、且つ、繊維強化金
属を使用した特徴が十分に発揮することが出来ないと言
った問題点を有していた。

しかし、最近の流行としては、ヘッドが大型化して来て
おり、よりヘッドを大型化することが出来る繊維強化金
属製のヘッドが見直され、市場に供給されることが望ま
れるようになってきているものであるが、ヘッド自体の
慣性モーメントやバランス等を考慮した重量調整は、ヘ
ッドの肉厚調整で行う方法が一般的であるため、より効
果の上がる簡便な方法が望まれていた。

（課題を解決するための手段） 本発明は、これら従来の欠点に鑑み、耐久性が良好で、
ヘッド形状を従来よりも大型化出来ると共に、打球感が
良好で、且つヘッドの型中配分が良好な繊維強化金属製
のヘッドを提供することを目的になされたものである。

即ち、本発明では、繊維強化金属製のヘッドにおいて、
該ヘッドのネック部からヒール部及びフェース面へ、更
にフェース面周縁部からソール部の一部及び及びクラウ
ン部の一部とトウ部の一部にかけて補強繊維乃至はウィ
スカーを各々単独又は複合したプリフォームで一体に形
成配置し、且つヘッドを構成する金属素材で同時一体成
型することにより、前記補強繊維乃至ウィスカーのプリ
フォームを配置した箇所を繊維強化金属とし、他の部分
は金属素材で構成し、且つ前記ソール部の少なくともト
ウ部乃至ヒール部寄りに質量体を埋設すると共に、ヘッ
ド全体を中空一体化構造としたことを特徴とする繊維強
化金属製のゴルフクラブヘッドである。

なお、本発明のヘッドにおいては、ヘッド自体の体積を
約２００ｃｍ３以上に設定することが望ましく、特に約
２００〜２６０ｃｍ３の範囲の大きさに設定することが
好ましい。

なお、本発明のヘッドにおいては、補強繊維乃至はウィ
スカーのプリフォームを配置した繊維強化金属部分の繊
維含有率は、約１０％〜３０％の範囲になるようにする
ことが望ましいものである。

又、本発明のヘッドにおいては、補強繊維として、ミル
ドファイバー、短繊維、チョップトストランド、不織布
、マット、引き揃え、平織りや綾織りや朱子織りその他
の二軸織物、三軸織物、スリーブ等を単独乃至は組み合
わせて使用することが可能であり、且つウィスカーをこ
れら補強繊維と併用して使用することも勿論可能である
。

質量体としては、鉄、タングステン、真鍮その他の金属
やセラミックやその他、耐熱性及び対摩耗性のある素材
で、且つマトリックスである金属素材との濡れ特性の良
好なものを用いることにより、耐久性があり、ヘッドを
形成する金属との密着性も良好となるものであるその他
、本発明のヘッドにおいては、ヘッドのネック部の長さ
を約３０〜７５ｍｍ程度に形成することも可能である。

（作用） 以上のような構成にしたことにより、本発明のヘッドに
おいては、以下のような作用が生じる。

即ち、ヘッドのネック部からヒール部及びフェース面へ
、更にフェース面周縁部からソール部の一部及びクラウ
ン部の一部とトウ部の一部にかけて補強繊維乃至はウィ
スカーを各々単独又は複合したプリフォームで一体に形
成配置し、且つヘッドを構成する金属素材で同時一体成
型することにより、前記補強繊維乃至ウィスカーのプリ
フォームを配置した箇所を繊維強化金属とし、他の部分
は金属素材で構成し、且つ前記ソール部の少なくともト
ウ部乃至ヒール部に質量体を埋設すると共に、ヘッド全
体を中空一体化構造として形成する際に、ヘッドのソー
ル部等に開口した孔から取り出し可能な中子、例えば消
失砂中子等を使用して、中空一体化構造とした繊維強化
金属製のヘッドであるため、補強繊維やウィスカーを前
記ヘッドの各部分に配置する場合にも、該中子をあらか
じめヘッドと相似形に形成しておき、該中子に補強繊維
やウィスカーをプリフォームしたものを被覆乃至は巻着
し、且つ質量体を該中子に装着した状態で、ヘッド形状
を有する金型内に設置することにより、マトリックスで
ある金属例えばアルミニウム合金を溶湯鍛造や高圧凝固
鋳造等の任意な手段で注入することが出来、その際の注
入圧力に対しても、中子に被覆乃至巻着したり装着して
いるため、補強箇所から移動したり、団子状態になった
り、脱落することなく、マトリックスである溶融した金
属がうまく回り込んで、補強繊維やウィスカーに含浸す
ると共に、前記質量体の凹部にも流入し、質量体を強固
にヘッドの本体と一体化できるため、ミクロポロシティ
を生ずることもなく耐久性が著しく向上し、繰り返し打
球しても質量体の脱落や打球時の変音を防止することが
出来るものである。

本発明のヘッドにおいては、ヘッドに開口した孔より中
子を取り出すことが可能であるため、従来の金属製や繊
維強化金属製のヘッドのようにソール部を大きく開口し
た状態で成型し、ソール部材を別途成型して置き、後で
両者を溶接して一体化したヘッドと異なり、成型時に既
にヘッドの本体とソール部が一体成型されているため、
強度が著しく向上すると共に、溶接等の加工が不要のた
め、生産効率が向上し、コストの低減も可能となり、生
産性の良好な繊維強化金属製のヘッドを供給することが
出来るものである。

更に、本発明のヘッドにおいては、補強繊維乃至はウィ
スカーで強化する部分として、ヘッドのネック部からヒ
ール部及びフェース面へ、更にフェース面周縁部からソ
ール部の一部及びクラウン部の一部とトウ部の一部にか
けての部分があげられるが、フェース面周縁部と他の部
分との間に介在する強化部分としては、少なくとも幅１
０ｍｍ以上強化することが望ましい。

この点に関して、打球時におけるヘッドとボールの衝突
時の衝撃を解析すれば、主にフェース面とソール部のフ
ェース面側で、衝撃が最も大きく、次にネック部及びフ
ェース面とフェース面周縁部とこれに接する他の境界部
分が大きく、それ以外の部分は小さな衝撃しか作用しな
いことが判明している。そのため、従来は衝撃の大きさ
に応じてヘッドの肉厚を増加することで対処していたが
、本発明においては、補強繊維やウィスカーにより、必
要な部分のみ強化することにより、これらの部分の肉厚
を従来より薄くすることが可能となり、このことからヘ
ッドの外形形状を従来のヘッドよりも大きくすることが
可能となった。

即ち、ヘッドの体積としては約２００ｃｍ３以上に成型
することが好ましい。

又、スィートエリアを拡大し、ゴルファ−が打球しやす
いようにするためには、ヘッドの体積として約２３０ｃ
ｍ３〜２５０ｃｍ３にすることが望ましい。

又、仮に従来と同様の外形にする場合は、その分の重量
を質量体に換算してソール部に埋設付加してヘッドの重
心を低重心化したり、ヘッドの慣性モーメントを大きく
したり、その他の設計の自由度を更に大きくすることが
可能となるものである。

又、本発明のヘッドにおいては、ネック部の長さを約３
０〜７５ｍｍの範囲のようにショートネック化している
ため、ヘッドの慣性モーメントが大きくなり、且つヘッ
ドの重心位置が低下すると共に、フェース面から遠ざか
ることにより、スィートエリアが大きくなるほか、更に
、重心位置がヒール部寄りから中心に移動することによ
り、スィートスポットがフェース面の略中央に位置する
ようになるため、打球の方向性が良くなり、且つ飛距離
も増大し、打ち易いゴルフクラブが提供出来るものであ
る。

なお、本発明における補強繊維乃至はウィスカーを配置
した繊維強化金属部分の繊維含有率は、約１０％〜３０
％の範囲になるようにすることがヘッド自体の強度及び
ヘッドの形状を大きくする上で必要不可欠である。

（実施例） 本発明のヘッドに関する実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図乃至第５図に示すように、繊維強化金属製のヘッ
ド１において、該ヘッド１のフェース面２と、フェース
面周縁部３とソール部４の一部、クラウン部５の一部、
トウ部６の一部、ヒール部７の一部、及びネック部８に
補強繊維９ａ乃至はウィスカー９ｂを配置し、且つヘッ
ド１を構成する金属素材１０で同時一体成型することに
より、前記補強繊維９ａ乃至ウィスカー９ｂを配置した
箇所を繊維強化金属ＩＩとし、他の部分は金属素材１０
で構成し、且つ前記ソール部４の少なくともトウ部６乃
至ヒール部７寄りに質量体Ｉ４を埋設すると共に、ヘッ
ド１全体を中空一体化構造としたことを特徴とする繊維
強化金属製のゴルフクラブヘッド１である。

なお、本発明における補強繊維乃至はウィスカーを配置
した繊維強化金属の繊維含有率は、約１０％〜３０％の
範囲であることが好ましい。

又、本発明における補強繊維としては、ミルドファイバ
ー、短繊維、チョップトストランド、不織布、マット、
引き揃え、平織りや綾織りや朱子織りその他の二軸織物
、三軸織物、スリーブ等を単独乃至は組み合わせてプリ
フォームとして使用すると共に、ウィスカーを単独でプ
リフォームとして使用したり、前記補強繊維と併用して
プリフォーム使用することも可能である。

なお、例えば、ネック部には袋状のスリーブを使用し、
曲率のある部分には、曲率に沿いやすい三軸織物を使用
したり、他の二軸織物やマット等を用いてプリフォーム
にすることにより、特に従来のヘッドで強度的に弱かっ
たネック部の補強と強度の強化が可能となり、ヘッドの
強度が向上して耐久性のあるヘッドの供給が可能となる
ものである。

なお、本発明に使用する補強繊維乃至ウィスカーとして
は、シリコンカーバイド繊維及びシリコンカーバイドウ
ィスカー、アルミナ繊維及びアルミナウィスカー、カー
ボン繊維及びカーボンウィスカー、ステンレス繊維やそ
の他金属系の繊維やウィスカーや金属細片、チタン酸カ
リやホウ素アルミその他の無機系の繊維やウィスカーや
セラミック系の繊維及びウィスカーを単独乃至は複合し
て使用することが可能である。

又、金属素材としては、アルミニウムやアルミニウム合
金、マグネシウムやマグネシウム合金その他の軽金属素
材やステンレスや銅や銅合金その他の金属素材を適宜使
用することが出来るものである。

又、本発明のヘッドにおいては、ネック部の長さを約３
０〜７５ｍｍ程度に設定することもヘッドの慣性モーメ
ントを大きくする上で効果がある。

更に、本発明のヘッドにおいては、中子に消失砂中子を
使用しているため、従来のように残存する塩化ナトリウ
ムにより、ヘッドが経時変化で内部から腐食すると言っ
た危険性をも防止出来るものである。

（発明の効果） 以上のように、本発明においては、従来の金属製ヘッド
や繊維強化金属製ヘッドと異なり、ヘッド外形形状を大
きくして、ゴルファ−の初心者でもボールを打球しやす
くすると共に、ヘッド自体の体積を２００ｃｍ３以上に
することにより、ヘッドの重心位置をフェース面から遠
ざけ、そのためスィートエリアが大きくなると共に、ト
ウ部とヒール部のほぼ中間に位置するように、質量体を
埋設したため、ヘッドの重心位置がほぼ中心に移動する
ことにより、スィートスポットがフェース面の略中央に
位置するようになり、且つヘッド自体の慣性モーメント
も良好となるため、ボールの方向性と飛距離も向上する
といった効果を奏するものである。

更に、本発明のヘッドにおいては、補強繊維やウィスカ
ーをプリフォームの形態でネック部からフェース面及び
トウ部にかけて連続的に配置して繊維強化金属として強
化すると共に、ヘッドの他の部分はマトリックスである
金属素材で形成しているため、従来のヘッドのように、
ミクロポロシティができたり、含浸不良の部分や団子状
態の部分がないため外観上も美しく成形性の良好なヘッ
ドが出来るものである。

又、本発明のヘッドにおいては、ヘッド成型後に中子を
ソール部に開口した孔から取り出す構成になっているた
め、ヘッドの本体とソール部と質量体の埋設が同時一体
成型できるため、従来のヘッドのように溶接等の手間が
かからず、又、質量体の装着のための加工の手間も必要
ないため、コスト低減が出来ると共に、生産性の良好な
ヘッドを供給することが出来るものである。

又、本発明のヘッドでは、ショートネック化が可能であ
るため、ヘッドの重量配分を適性化し、慣性モーメント
が大きくなると共に、スィートエリアも大きくなり、打
球の方向性や飛距離も増大するものである。

更に、本発明のヘッドでは、中空一体化された構造であ
るため、打球その他に対するヘッド自体の強度が著しく
向上すると共に、質量体自体の脱落等の恐れもなくなり
、耐久性の良好なヘッドを供給出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るヘッドを示す斜視図、第２図は本
発明に係るヘッドの平面を示す平面図、第３図は本発明
に係るヘッドの底面を示す底面図、第４図は第２図の本
発明に係るヘッドのＡ−Ａ断面図、第５図は第２図の本
発明に係るヘッドのＢ−Ｂ断面を示す断面図。 １：ゴルフクラブヘッド、２：フェース面、３：フェー
ス面周縁部、４：ソール部、５：クラウン部、６：トウ
部、７−ヒール部、８：ネック部、９ニブリフオーム、
９ａ：補強繊維、９ｂ＝ウイスカー　１０＝金属素材、
１１：繊維強化金属、１２：孔、１３．中空部、１４・
質量体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　繊維強化金属製のゴルフクラブヘッドにおいて、該
   ヘッドのネック部からヒール部及びフェース面へ、更に
   フェース面周縁部からソール部の一部及びクラウン部の
   一部とトウ部の一部にかけて補強繊維乃至はウィスカー
   を各々単独又は複合したプリフォームで一体に形成配置
   し、且つゴルフクラブヘッドを構成する金属素材で同時
   一体成型することにより、前記補強繊維乃至ウィスカー
   のプリフォームを配置した箇所を繊維強化金属とし、他
   の部分は金属素材で構成し、且つ前記ソール部の少なく
   ともトウ部乃至ヒール部寄りに質量体を埋設すると共に
   、ゴルフクラブヘッド全体を中空一体化構造としたこと
   を特徴とする繊維強化金属製のゴルフクラブヘッド。 ２　前記繊維強化金属製のゴルフクラブヘッドのヘッド
   体積が約２００〜２６０ｃｍ＾３であることを特徴とす
   る請求項１記載の繊維強化金属製のゴルフクラブヘッド
   。 ３　前記補強繊維乃至はウィスカーを配置した繊維強化
   金属の繊維含有率は、約１０％〜３０％の範囲であるこ
   とを特徴する請求項１及び２記載の繊維強化金属製のゴ
   ルフクラブヘッド。 ４　前記補強繊維のプリフォームとしては、ミルドファ
   イバー、短繊維、チョップトストランド、不織布、マッ
   ト、引き揃え、平織りや綾織りや朱子織りその他の二軸
   織物、三軸織物、スリーブ等を単独乃至は組み合わせて
   使用することを特徴とする請求項１、２及び３記載の繊
   維強化金属製のゴルフクラブヘッド。 ５　前記繊維強化金属製のゴルフクラブヘッドのネック
   部の長さが約３０〜７５ｍｍの範囲に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１、２、３及び４記載の繊維強化
   金属製ゴルフクラブヘッド。