JPH0412771A - 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（以下即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号等多数の先願公報
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１５０ｃｍ３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２．６ｍｍ１ソ一ル部の肉厚は約
１．２ｍｍ、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、繊維含有率が約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、アルミニウム乃至ア
ルミニウム合金では、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
損したりするほが、特にソール部の摩滅が著しく、その
ためヘッドの強度そのものにも影響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いるが、成型後この中子を水で溶が
して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等やマグネシ
ウムやマグネシウム合金等を使用した場合には、中空の
内部がら腐食を生じ、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耐久性のあ
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、且つヘッドの重量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全面及びクラウン部の
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を一体に形成配置
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、且つヘッド全体を取り出し可能な中子を
使用して中空一体化構造としたことを特徴とする繊維強
化金属製のヘッドである。

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ｌθ％〜３０％の範囲になるようにする
ことが望ましい。

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、チョツプドストランド、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
。

又、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全面及びクラウン
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を一体に形
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、且つヘッド全体を形成する際に、
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することなく、マ）・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ため、非常に美しい繊維強化金
属製のヘッドを形成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、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
スカー等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
ソール部全面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ソール
部以外の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１０ｍｍ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
ェース面側が衝撃が最も大きく、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２００ｃ
ｍ３以上に成型することが好ましい。

なお、本発明のヘッドにおいては、ソール部全面に補強
繊維乃至ウィスカーを配置して繊維強化金属部分を形成
するため、特にシリコンカーバイド繊維やシリコンカー
バイドウィスカーを使用することにより、耐摩耗性が向
上し、ヘッドのソール部が地面等の接触により摩滅する
ことを防止出来るため、ヘッド自体の耐久性が著しく向
上するほか、ソール部にシリコンカーバイド繊維やシリ
コンカーバイドウィスカーの繊維強化金属部分が形成さ
れることにより、ソール部の摩擦抵抗が減少し、スイン
グした際に、ヘッドが振り抜き易くなり、ダフリが防止
出来るようになる。

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
ｍ’〜２５０ｃｍ”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
をソール部に付加してヘッドの重心を低重心化したり、
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り、更に重心
位置がヒール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ｌにおいて、該ヘッド】のネック部８からヒール部７
及びフェース面２へ、更にフェース面周縁部３からソー
ル部全面４及びクラウン部５の一部とトウ部６の一部に
がけて補強繊維９ａ乃至はウィスカー９ｂを各々単独又
は複合したプリフォーム９で一体に形成配置し、且つヘ
ッド１を構成する金属素材１０で同時−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のプリフ
ォーム９を配置した箇所を繊維強化金属１１とし、他の
部分は金属素材１０で構成し、且つヘッドｌ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、本発明の繊維強化金属製のヘッドＩのヘッド体積
は約２００〜２６０ｃｍ３の範囲に形成することが望ま
しく、特に２３０〜２５００ｍ３の範囲の体積になるよ
うに設計することが好ましい。

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ｌθ％〜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、チョツプドストランド、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
プリフォームを形成して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、
曲率のある部分例えばソール部やクラウン部等に、曲率
に沿いゃ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、マグネシラ・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イス面から遠
ざけ、そのためスィートエリアが大きくなると共に、ヘ
ットの重心位置をヒール寄りから、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、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、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
球の方向性や安定性が著しく増大するものである。

更に、本発明のヘッドでは、成型の際に中空一体化され
た構造であるため、強度が向上すると共に、ソール部全
面を繊維強化金属としているため、耐摩耗性が向上し、
ヘッド自体の耐久性は著しく良好となるものである。

【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：ウィスカ−１０＝金属素材、１
１：繊維強化金属、１２：孔、Ｉ３：中空部。

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全面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、チョップドストランド、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
   金属製のゴルフクラブヘッド。