JP4256248B2 - アイアン型ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

本発明は、反発性能を向上しつつ異音の発生と耐久性の低下とを抑制しうるアイアン型ゴルフクラブヘッドに関する。

アイアン型ゴルフクラブにおいて飛距離を向上させるために、ヘッドの重心位置をより低く、かつ、深くすることが行われてきた。これは、ボールを高い打出角で、かつ、バックスピン量を抑えて打ち出すことによって飛距離を向上させることを期待している。ところが、ヘッド重心のコントロールにも限界がある。さらに飛距離を向上させるために、アイアン型ゴルフクラブヘッドにおいても、ウッド型ゴルフクラブヘッドと同様、ヘッドの反発係数の向上が試みられている（例えば下記特許文献１参照）。

特開２００１−２９５２３号公報

また、例えば図１０に示すように、フェース板ａと、このフェース板ａとは異なる材料よりなるヘッド本体部ｂとで構成されたアイアン型ゴルフクラブヘッドｃが知られている。フェース板ａは、厚さが大きい中央の厚肉部ａ１と、この厚肉部ａ１を囲むように環状に形成された厚さが小さい薄肉部ａ２とで構成される。そして、この薄肉部ａ２がヘッド本体部ｂに接合されている。またヘッド本体部ｂには、開口部Ｏが形成されている。このようなヘッドｃは、薄肉部ａ２を打球時に大きく弾性変形させて撓ませ、ボールに効率良く運動エネルギーを伝達し、反発係数を高める。

ところが、このようなヘッドｃは、打球時、厚さが小さい薄肉部ａ２が大きく振動する。しかも薄肉部ａ２は、ヘッド本体部ｂに支持されているため、この振動がヘッド本体部ｂ側に伝達され、かつ、ヘッド本体部ｂ側の振動と共鳴し、ひいては異音を発生させるという問題がある。

発明者らは、反発性能を極力低下させることなく、かつ、上述のような異音の発生を防止するために、図１１に示すようなヘッドｄを提案した。該ヘッドｄは、フェース板ａと、開口部Ｏを有したヘッド本体部ｂとで構成される点では上の形態と同じであるが、フェース板ａが、厚さが大きい中央の厚肉部ａ１と、この厚肉部ａ１を囲むように環状に形成された厚さが小さい薄肉部ａ２と、さらにその外側に環状で形成された厚さが大きい周縁厚肉部ａ３とを含み、この周縁厚肉部ａ３がヘッド本体部ｂに接合されている。このようなヘッドｄは、反発性能を実質的に維持しつつ周縁厚肉部ａ３の振動が上の形態よりも小さくなり、前記異音の発生を抑制する。

しかしながら、図１１に示したヘッドｄは、次のような新たな欠点がある。即ち、図１２に部分拡大して示されるように、周縁厚肉部ａ３の背面の幅ｗａと、ヘッド本体部ｂにおける支え面ｅの幅ｗｂとが実質的に同じ寸法に設定されているため、打球時の振動がフェース板ａの背面のエッジａｅとヘッド本体部ｂの支え面ｅのエッジとで互いに干渉し合って強められ、フェース板ａがずれたり、或いはヘッド本体部ｂから浮き上がったりするなど接合部の耐久性に難があった。

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、フェース部材の周縁厚肉部において、フェース取付部の支え面からヘッド中心側にはみ出すはみ出し部を設けることを基本として、打球時におけるフェース部材とヘッド本体部との干渉を減じ、耐久性を向上しうるアイアン型ゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、フェース面の少なくとも一部を形成するフェース部材と、このフェース部材と接合されるヘッド本体部とを用いて構成されたアイアン型ゴルフクラブヘッドであって、前記フェース部材は、その背面に、外周端面に沿って環状にのびる凹溝が形成されることにより、該凹溝で囲まれしかもスイートスポットを含む中央厚肉部と、前記凹溝と前記外周端面とで挟まれる周縁厚肉部とが区画され、前記ヘッド本体部は、開口部を有し、かつ、この開口部の周りに前記フェース部材が接合されるフェース取付部が設けられてなり、前記フェース取付部は、前記フェース部材の外周端面と向き合う内向き面と、この内向き面の後端側でヘッド中心側に立上がり前記フェース部材の周縁厚肉部の背面を支持する環状の支え面とを含むとともに、前記フェース部材の前記周縁厚肉部は、前記フェース取付部の支え面からヘッド中心側にはみ出し、環状に連続するはみ出し部を有することを特徴とするアイアン型ゴルフクラブヘッドである。

また請求項１記載の発明は、前記はみ出し部は、前記支え面からヘッド中心側に０．５〜２．０mmのはみ出し幅を有することを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記フェース部材は、前記周縁厚肉部の厚さｔ２と前記凹溝での厚さｔ３との比（ｔ２／ｔ３）が１．１〜１．７であることを特徴とする。

また請求項３記載の発明は、前記フェース部材は、前記凹溝の断面形状において、少なくとも周縁厚肉部側の溝壁面は溝底面と円弧部を介して滑らかに連なることを特徴とする。

また請求項４記載の発明は、前記支え面は、トップ部側の幅が、ソール部側の幅よりも小さいことを特徴とする。

また請求項５記載の発明は、前記はみ出し部は、前記支え面からヘッド中心側にはみ出すはみ出し幅が一定であることを特徴とする。

本発明は、フェース部材の周縁厚肉部において、フェース取付部の支え面からヘッド中心側にはみ出すはみ出し部が設けられる。これにより、打球時におけるフェース部材とヘッド本体部との干渉が防止できる。よって、干渉に伴う接合部の耐久性の悪化を防止できる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態としてアイアン型ゴルフクラブヘッドの基準状態の正面図、図２はその背面図、図３は図１のＡ−Ａ拡大端面図、図４はヘッドの分解斜視図をそれぞれ示す。前記基準状態とは、ヘッド１を、当該ヘッドに定められた規定のライ角αとロフト角β（リアルロフト角）に設定して水平面ＨＰに接地させた状態とする。

本実施形態のアイアン型ゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」ということがある。）１は、ボールを打撃するフェース面Ｆの少なくとも一部（この例では主要部）を構成する板状のフェース部材２と、該フェース部材２を前面に配するヘッド本体部３との２つの部材から構成されたものが例示される。

前記フェース部材２は、フェース面Ｆ側の実質的に平坦（ただし、フェースライン１２等の細溝が設けられる場合がある。）な表面２Ａと、その反対側の面である背面２Ｂと、これらの間をのびる環状の外周端面ｅとを有した板状で形成されている。本実施形態のフェース部材２は、チタン合金（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）により形成される。ただし、フェース部材２には、チタン合金以外の他の材料を用いることは勿論可能であり、例えば反発性に優れたＳＵＳ４５０（マレージング銅）等も使用することができる。

図５には、フェース部材２の背面２Ｂから見た斜視図が示される。フェース部材２の背面２Ｂには、その外周端面ｅに沿って環状に連続してのびる凹溝４が設けられている。これにより、フェース部材２には、該凹溝４で囲まれしかもスイートスポットＳＳを含む中央厚肉部５と、前記凹溝４と前記外周端面ｅとで挟まれる周縁厚肉部６とが区画される。凹溝４の溝幅については特に制限はないが、例えば２．５mm以上、より好ましくは４．０mm以上が望ましく、同上限については好ましくは１５．０mm以下、より好ましくは１０．０mm以下が望ましい。

前記中央厚肉部５は、スイートスポットＳＳを含んだ横長の略楕円形状で形成される。従って、その表面側はボールとの頻繁な打撃が予定される部分となる。スイートスポットＳＳは、図３に示されるように、ヘッド重心Ｇからフェース面Ｆに下ろした法線Ｎが該フェース面Ｆと交わる点とする。中央厚肉部５の厚さｔ１は、特に限定はされないが、好ましくは２．７mm以上、より好ましくは２．８mm以上が望ましい。前記厚さｔ１が２．７mm未満では強度が不足して耐久性が悪化する傾向がある。逆に前記厚さｔ１が大きすぎても、フェース部材２の全体的な剛性が高められてしまい、反発性能が悪化する傾向がある。このような観点より、前記厚さｔ１の上限については、前記下限のいずれかとの組み合わせにおいて３．３mm以下、より好ましくは３．２mm以下が望ましい。

また前記周縁厚肉部６の厚さｔ２は、この中央厚肉部６の厚さｔ１と同等ないしそれよりも０．２mm程度小さい範囲で定めるのが望ましい。具体的には、前記厚さｔ２は２．５mm以上かつ３．２mm以下が望ましい。周縁厚肉部６は、図３に示されるように、後述するヘッド本体部３のフェース取付部１０に支持される。このため、厚さｔ２が小さすぎると、背景技術で述べたように、打球時にこの部分が振動しやすくなり、これがヘッド本体部３側の振動と共鳴して異音を生じさせる傾向があり、逆に大きすぎてもヘッドの反発性能を低下させる傾向がある。

またフェース部材２は、特に限定はされるわけではないが、凹溝４での厚さｔ３は、好ましくは１．６mm以上、より好ましくは１．８mm以上とするのが望ましい。前記厚さｔ３が１．６mm未満であると、フェース部材２の耐久性を悪化させる傾向があり、逆に大きすぎても、フェース部材２の反発性能を高めるのが困難になる。このような観点より、前記厚さｔ３の上限については、前記下限値のいずれかとの組み合わせにおいて、２．５mm以下、より好ましくは２．３mm以下が望ましい。

特に好ましくは、周縁厚肉部６の厚さｔ２と凹溝４の厚さｔ３との比（ｔ２／ｔ３）は１．１以上、より好ましくは１．２以上であるのが望ましい。前記比（ｔ２／ｔ３）が１．１未満であると打球時に前記異音が生じやすくなり、逆に大きすぎても、反発性は向上するがフェース部材２の耐久性を低下させる傾向がある。このような観点より、前記比（ｔ２／ｔ３）の上限は、前記下限値のいずれかとの組み合わせにおいて、好ましくは１．７以下、より好ましくは１．６以下が望ましい。

また図３に示されるように、フェース部材２は、凹溝４において、例えばトップ部側の厚さｔ３ａを１．６〜２．３mmとし、かつ、ソール部側の厚さｔ３ｂを１．８〜２．５mmとし、かつ、これらの厚さの差（ｔ３ｂ−ｔ３ａ）を０．２〜０．５mmとすることが望ましい。これにより、フェース部材２の重心をより下方に位置させることができ、打ちやすいヘッドを提供するのに役立つ。またアイアンヘッド１は、通常、芝生上に置かれたボールを打球するため、トップ部側の厚さｔ３ａを小さくしても耐久性の悪化が実質的に生じない。本実施形態では、凹溝４での厚さｔ３の変化は滑らかに行われている。

ヘッド本体部３は、図４に示されるように、例えばヘッド上部をなすトップ部枠３ａと、ヘッド下部をなすソール部枠３ｂと、ヘッドの先端側でこれらの間を継ぐトウ部枠３ｃと、ヘッドのヒール側でトップ部枠３ａとソール部枠３ｂとを継ぐネック部３ｄと、このネック部３ｄから上方にのび図示しないシャフトが差し込まれるシャフト取付部３ｅとを含んで構成されている。またヘッド本体部３は、本例ではトップ部枠３ａ、トウ部枠３ｃ、ソール部枠３ｂ及びネック部３ｄで囲まれ、かつ前後に貫通した開口部Ｏが形成されたものが例示される。

ヘッド本体部３は、特に限定はされないが、例えばＳＵＳ６３０、ＳＵＳ２５５、ＳＵＳ４５０といったステンレス鋼ないしはその他比較的比重が大きい金属材料で構成されるのが望ましい。前記金属材料は、フェース部材２の材料（この例ではチタン合金）に比して比重が大きいため、ヘッドの重量をフェース部材２の周辺により多く配分することができるから、スイートエリアを増大するのに役立つ。

またヘッド本体部３は、前記開口部Ｏの周りに、断面がステップ状をなすフェース取付部１０が設けられている。該フェース取付部１０は、フェース部材２の外周端面ｅに向き合いかつこの外周端面ｅと接合される内向き面７と、この内向き面７の後端側でヘッド中心側に立上がる壁状をなし前記フェース部材２の周縁厚肉部６の背面を支持する環状の支え面８とを含む。前記内向き面７は、前記フェース部材２の外周端面ｅと実質的に同じ輪郭形状をなし、かつ、該外周端面ｅの厚さと実質的に同じ奥行き寸法を持っている。また支え面８は、本実施形態では、単一の平面に沿う環状の連続した面を形成している。

フェース部材２は、フェース取付部１０に例えば圧入により嵌め込まれ、その外周端面ｅが内向き面７に、周縁厚肉部６の背面が支え面８にそれぞれ支持される。しかる後、ヘッド本体部３の一部をカシメること等によって、フェース取付部１０に取り付けられる。なおこの際、接着剤を併用することもでき、またカシメに代えてネジ止め、接着等とすることもできる。

これにより、フェース部材２の表面２Ａとヘッド本体部３の前面とでフェース面Ｆを区画するフェース部ＦＰが形成される。またフェース部材２の背面２Ｂ側は、前記支え面８以外にはヘッド本体部３と当接しておらず、本例ではポケット状のキャビティＣが形成される。また、開口部Ｏをヘッド後方側で閉塞する背壁部（図示せず）などを設け、キャビティＣに代えてフェース部材２の背面２Ｂとの間に中空部を設けた中空ヘッドとしても良い。

図６には、図３のＸ−Ｘ視断面図を示している。前記支え面８の幅Ｗａは、特に限定はされないが、好ましくは２mm以上、より好ましくは３mm以上が望ましい。前記幅Ｗａが２mm未満ではフェース部材２と十分な接合面積を確保することができず、接合部の耐久性を損ねやすい。逆に前記幅Ｗａが大きすぎると、フェース部材２の反発性能を悪化させ、飛距離をロスしやすくなる。このような観点より、前記幅Ｗａは、前記下限値のいずれかとの組み合わせにおいて、好ましくは６mm以下、より好ましくは５mm以下、さらに好ましくは４mm以下が望ましい。

また支え面８は、実質的に一定の幅Ｗａでも良いが、好ましくは、トップ部側の幅Ｗａ１が、ソール部側の幅Ｗａ２よりも小さいことが望ましい。これにより、ヘッド本体部３において、トップ部側の重量を削減するとともに、ソール部側に重量をより多く配分し、ヘッド重心Ｇの高さを低くできる。この場合、支え面８は、トップ部側の幅Ｗａ１が２mm以上かつ４mm以下、ソール部側の幅Ｗａ２が３mm以上かつ６mm以下であることが望ましく、かつ、比（Ｗａ２／Ｗａ１）が１．０よりも大かつ３．０以下程度が望ましい。

また図６、さらには図３の部分拡大図である図７、図８に示されように、フェース部材２の周縁厚肉部６は、フェース取付部１０の支え面８からヘッド中心側にはみ出すはみ出し部９を有する。はみ出し部９は、環状で連続して設けられている。このようなはみ出し部９は、フェース部材２の周縁厚肉部６の凹溝側のエッジ６ｅを、ヘッド本体３の支え面の内側のエッジ８ｅと位置ずれさせる。打球時には、前記各エッジ６ｅ、８ｅの自由度が高くよく振動し易いが、本発明のようにエッジ６ｅ、８ｅを位置ずれさせることにより、フェース部材２とヘッド本体部３とが干渉して接合部に大きな力が作用するのを防止し、ひいては耐久性の低下を防止しうる。

前記はみ出し部９は、前記支え面８からヘッド中心側に０．５〜２．０mmではみ出すはみ出し幅Ｗｂを持っている。はみ出し幅Ｗｂが０．５mm未満であると、フェース部材２とヘッド本体部３との干渉を防止する効果が小さくなり、接合部の耐久性が低下しやすく、逆に２．０mmを超えると、接合部の耐久性は向上しうるが、反発性能が低下しやすい。特に好ましくは、はみ出し幅Ｗｂは０．７mm以上かつ１．６mm以下が望ましい。またこの例では、はみ出し幅Ｗｂが実質的に一定に形成されたものが例示される。これは、フェース部材２全体を均一に振動させ良好な打球音を得るのに役立つ。特に好ましくは、はみ出し幅Ｗｂが、前記支え面８の幅Ｗａの８〜３５％程度、より好ましくは１５〜３３％が望ましい。

またフェース部材２とヘッド本体部３との接合部の耐久性をさらに高めるために、図７に示されるように、任意の断面において、フェース部材２の外周端面ｅを通りかつこれと平行な平面Ｚ１がヘッド１を横切るトップ部側の横切り長さＴ１と、周縁厚肉部６の厚さｔ２と、支え面８の幅Ｗａ１とが次の関係を満たすことが望ましい。
Ｔ１≧１．２×（Ｗａ１＋ｔ２）
前記横切り長さＴ１を小さくすると、ヘッド１の低重心化が可能になり、かつ、トップ部側の剛性が小となるため、打球時にロフト角が大きくなるように変形し、ボールの打ち出し角度を高めるという効果が得られる。しかし、この横切り長さＴ１は打球時の衝撃力の緩和に影響することから、該横切り長さＴ１が小さくなると、耐久性の悪化を招きやすい。本実施形態では、（Ｗａ１＋ｔ２）によって、任意断面におけるフェース部材２とヘッド本体部３との接合長さを特定し、これに実験の結果得られた「１．２」という係数を乗じ、この値と同等ないしそれよりも横切り長さＴ１が大となるように設定される。これにより、耐久性の悪化を防止する。なおＴ１は８．５mmを上限とするのが良く、Ｔ２については特に上限を定める必要はないが、例えば３０mm程度に抑えるのが良い。

同様の観点より、図８に示されるように、任意の断面において、フェース部材２の外周端面ｅを通りかつこれと平行な平面Ｚ２がヘッド１を横切るソール部側の横切り長さＴ２と、ソール側の周縁厚肉部６の厚さｔ２と、支え面８の幅Ｗａ２とは、次の関係を満たすことが望ましい。なお（Ｗａ１＋ｔ２）に乗じる係数が大きくなっているのは、アイアン型ゴルフクラブヘッドは、ソール部側でボールを頻繁に打球することに基づいている。
Ｔ２≧１．６×（Ｗａ１＋ｔ２）

また図９（Ａ）に示されるように、特に好ましくは、フェース部材２における凹溝４の断面形状において、少なくとも周縁厚肉部６側の溝壁面４ａは溝底面４ｂと円弧部４ｃを介して滑らかに連なることが望ましい。これは、打球時、凹溝４の前記溝壁面４ａと溝底面４ｂとがなすコーナ部が鋭角状に変形するため、ノッチ効果によって応力集中が生じ、フェース部材２の耐久性を悪化させるのを防止する。

また図９（Ｂ）に示されるように、凹溝４に円弧部４ｃを設けていない場合、凹溝４で生じる振動ｆ１と、周縁厚肉部６で生じる振動ｆ２とがコーナＰで交差するため、応力の集中のみならず、振動ｆ１、ｆ２の共鳴音ないし混成音が生じる。これに対して、本実施形態のように、凹溝４に円弧部４ｃを設けることによって、凹溝４と周縁厚肉部６とが互いに単一の振動モードを持つようにでき、その結果、打球音が向上する。これらの観点より、前記円弧部４ｃの曲率半径Ｒは、例えば０．２０〜０．５０mm程度が望ましい。

表１に基づき、ロフト角２５゜のアイアン型ゴルフクラブヘッド（＃５）が試作された。各ヘッドは、いずれもＳＵＳ６３０ロストワックス鋳造品からなるヘッド本体部と、６Ａｌ−４Ｖ−Ｔｉの板材からなるフェース部材とを圧入しかつカシメることにより形成された。フェース部材の背面に設けられた凹溝は、幅４mmでＮＣ機械を用いてミーリング加工により形成した。
テスト方法は、次の通りである。

＜耐久性能＞
各供試ヘッドに、同一のシャフトが装着され全長３８．０インチのアイアン型ゴルフクラブが製造された。各クラブは、ミヤマエ社製のスウィングロボットに取り付けられ、ヘッドスピード４１．０ｍ／ｓに設定してスイートスポットで３０００球ボールを打球し、フェース部の状態、フェース部材とヘッド本体部との接合部の状態をそれぞれ観察した。

＜反発性能＞
Ｕ．Ｓ．Ｇ．Ａ．の Procedure for Measureing the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Revision 2 (February 8, 1999) に基づき、各供試ヘッドの反発係数を測定した。数値が大きいほど良好である。

＜打球音＞
ハンディキャップ１０〜２０の１０名のアベレージゴルファによりボールを打撃し、テスターのフィーリングにより５点法で評価した。各ゴルファの評価点の平均値により評価した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果などを表１に示す。

テストの結果、実施例のヘッドは、いずれも良好な耐久性能を発揮していることが確認できた。また反発係数についても比較例と遜色ない結果を示していることが確認できる。

本発明の一実施形態を示すアイアン型ゴルフクラブヘッドの正面図である。 その背面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 その分解斜視図である。 フェース部材の背面側から見た斜視図である。 図３のＸ−Ｘ視断面図である。 図３のトップ部側の部分拡大図である。 図３のソール部側の部分拡大図である。 図３のソール部側の部分拡大図である。 従来のヘッドの断面図である。 従来の他のヘッドの断面図である。 図１２のソール部側の部分拡大図である。

符号の説明

１ アイアン型ゴルフクラブヘッド
２ フェース部材
３ ヘッド本体部
４ 凹溝
５ 中央厚肉部
６ 周縁厚肉部
７ 内向き面
８ 支え面
９ はみ出し部
１０ フェース取付部

Claims (5)

1. フェース面の少なくとも一部を形成するフェース部材と、このフェース部材と接合されるヘッド本体部とを用いて構成されたアイアン型ゴルフクラブヘッドであって、
   前記フェース部材は、その背面に、外周端面に沿って環状にのびる凹溝が形成されることにより、該凹溝で囲まれしかもスイートスポットを含む中央厚肉部と、前記凹溝と前記外周端面とで挟まれる周縁厚肉部とが区画され、
   前記ヘッド本体部は、開口部を有し、かつ、この開口部の周りに前記フェース部材が接合されるフェース取付部が設けられてなり、
   前記フェース取付部は、前記フェース部材の外周端面と向き合う内向き面と、この内向き面の後端側でヘッド中心側に立上がり前記フェース部材の周縁厚肉部の背面を支持する環状の支え面とを含むとともに、
   前記フェース部材の前記周縁厚肉部は、前記フェース取付部の支え面からヘッド中心側にはみ出し、環状に連続するはみ出し部を有し、
   前記はみ出し部は、前記支え面からヘッド中心側に０．５〜２．０mmのはみ出し幅を有することを特徴とするアイアン型ゴルフクラブヘッド。
2. 前記フェース部材は、前記周縁厚肉部の厚さｔ２と前記凹溝での厚さｔ３との比（ｔ２／ｔ３）が１．１〜１．７であることを特徴とする請求項１に記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
3. 前記フェース部材は、前記凹溝の断面形状において、少なくとも周縁厚肉部側の溝壁面は溝底面と円弧部を介して滑らかに連なることを特徴とする請求項１又は２に記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
4. 前記支え面は、トップ部側の幅が、ソール部側の幅よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。
5. 前記はみ出し部は、前記支え面からヘッド中心側にはみ出すはみ出し幅が一定であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のアイアン型ゴルフクラブヘッド。

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