WO1998046312A1

WO1998046312A1 - Golf club head

Info

Publication number: WO1998046312A1
Application number: PCT/JP1998/001706
Authority: WO
Inventors: Masahide Onuki; Makoto Yoshida; Teshuo Yamaguchi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1997-04-16
Filing date: 1998-04-14
Publication date: 1998-10-22
Anticipated expiration: 1999-10-16
Also published as: EP0923963B1; EP0923963A4; EP0923963A1; KR20000016350A; US7086963B1; CN1222865A; TW360551B; CN1101711C; JP3222893B2; KR100286238B1; DE69840319D1

Description

明細書

ゴルフクラブへッド技術分野

本発明は、ゴルフボールを打撃するための金属製のゴルフクラブヘッドに関する。背景技術

パーシモンが主体であったゥッド型ゴルフクラブへッドは、近年では金属材料、例えば炭素鋼、ステンレス、ジュラルミン、チタンなどを使用したものが主流となっている。このようなゴルフクラブヘッドは、パーシモンを使用したものに比ベて、ヘッド体積やフェース面積を大きくでき、またヘッドの慣性モーメントを大きくして打球の方向性を安定させうる。さらに、ヘッドのスウイートエリアを大きくして、芯を外してポールを打撃した場合のボールの反発の低下を小さくすることができる。またゴルフクラブヘッドを大型化すると、アドレス時の安定感が良くなり、さらに長尺のシャフ卜が装着でき飛距離の増大をもたらす。

ところで、本件出願人は、ヘッドとゴルフボールとの反発性能を最大限に高めて飛距離を増大させるゴルフクラブへッドとして、日本国特許第 2 1 3 0 5 1 9 号（特公平 5 — 3 3 0 7 1号）を取得している。この特許には、ゴルフクラブへッドのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値を示す周波数（以下、単に「へッドのインピーダンスの 1次の振動数」ということがある。）をゴルフボールのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値を示す周波数（以下、単に「ボールのインピーダンスの 1次の振動数」ということがあり、約 6 0 0 ~ 1 6 0 0 Hz となる。）に近づけることにより、インパクトされたボールの打ち出し速度を最大限に高めるという理論（以下、「インピーダンスマッチング理論」ということがある。）が開示されている。

「メカニカルインピーダンス」とは、ある点に作用する力の大きさと、この力が作用した時の他の点の応答速度の大きさとの比として定義される。即ち、ある物体に外部から加えられる力を F、応答速度を Vとすると、メカニカルインピーダンス Zは、 Z = F / Vで定義される。

へッドのインピーダンスの 1次の振動数を下げるためには、へッドのフェース面ないしフェース部の剛性を小さくする事が効果的である。例えば、フェース部の面積を大きくすること、フェース部の厚さを小さくすること、フェース部に低ヤング率の材料を使用すること、などが挙げられる。

特にヘッドのフェース部に、低ヤング率の金属材料を用いると、ボールを打撃した時のフィーリング（打球感）がソフトになり、かつミスショット時でも手に伝わる衝撃が小さい利点があることも経験的に知られている。

しかしながら、ヤング率が低くても引張強度が小さい金属材料では、インパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保するのが困難となる。またフェース部の強度を得るためにフェース部の厚さを大きくすると、結果としてフェース部の剛性を低下させる効果は小さく、へッドのィンピ一ダンスの 1次の振動数を下げることにも限界があった。

またヤング率が低くても表面硬度が小さい金属材料では、ィンパクト時のポールとの摩擦や、インパクト時のボールとの間で砂を嚙むことなどにより、フエ一ス部の表面が早期に摩耗したり傷付き易いなどの問題がある。発明の開示

本発明のうち請求項 1 〜 4に記載された発明では、ィンパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保しつつフェース部の剛性を低下させることを基本として、前述のィンピーダンスマッチング理論に基づき飛距離を増大しうるゴルフクラブへッドを提供することを目的としている。

このため、ヤング率を X (単位： kgf/ mm² ) 、引張強度を y (単位： kgfZ mm² ) としたときに、少なくともフェース部の一部が、

y≥ 0 . 0 0 6 x + 6 0

の関係を満たす金属材料からなるゴルフクラブへッドが提供される。この金属材料には、例えば非晶質金属が好ましく用いられる。中でもジルコニウム系の非晶質合金が望ましい。

また本発明のうち請求項 5〜 8に記載された発明では、インパクト時のボールとの摩擦ゃ砂嚙みなどによるフェース部の摩耗や傷つきを防止しうる硬度を確保しつつフェース部の剛性を低下させることを基本として、ソフ卜な打球感をうるとともに、ィンピーダンスマッチング理論に基づき飛距離を一層増大しうるゴルフクラブへッドを提供することを目的としている。

このために、ヤング率を X (単位： kgf/ mm² ) 、ビッカース硬さを z (単位： H V ) としたときに、少なくともフェース部の表面の一部が、

z ≥ ( X / 6 0 ) + 2 0 0

の関係を満たす金属材料からなるゴルフクラブへッドが提供される。この金属材料には、例えば非晶質金属が好ましく用いられる。中でもジルコニウム系の非晶質合金が望ましい。図面の簡単な説明

図 1はゥッド型のゴルフクラブへッドの実施の一形態を示す正面図、図 2はその側面図、

図 3は図 2の断面図、

図 4の（A ) 及び（B ) はフェース板の取付構造が異なる他の実施形態のへッドの断面図、

図 5はさらに別の実施の形態を示すへッドの断面図、

図 6はアイアン型のゴルフクラブへッドの実施の一形態を示す正面図、図 7はその断面図、

図 8はヤング率と引張強度の関係を示すグラフ、

図 9はヤング率とビッカース硬さの関係を示すグラフである。発明を実施するための最良の態搽

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。

図 1〜図 3には、本発明に係るゴルフクラブヘッドとして、金属材料で形成された中空のウッド型（メタルヘッド）のゴルフクラブヘッドを例示している。本例では前記ヘッドは、ヘッド本体 1 と、このヘッド本体 1の前面に配されたフエ —ス板 2とから構成される。またゴルフクラブヘッドは、例えばヘッド体積を 8 0〜 3 6 0 cm³ 、好ましくは 2 3 0 ~ 3 6 0 cm³ とするのが望ましい。

前記へッド本体 1は、ボールを打撃するためのフェース部 6の周縁をなし前記フェース板 2を装着しうるフェース取付部 1 aと、このフェース取付部 1 aに続くソ一ル部 7、クラウン部 8、及びサイド部 9などを具える。前記フェース取付部 l aは、本例では、図 3に示すように前記フェース板 2を装着する段差部 3 a を有してへッド内部へ貫通する嵌合用の開口 3を形成したものを示している。また前記フェース板 2は、本例ではフェース部 6の主要部をなし、前記嵌合用の孔部 3に、例えば溶接、かしめ、接着剤などの接合方法により一体化され、前記フェース取付部 1 aとともにフェース部 6を構成しうる。

なおフェース取付部 1 aは、図 4 ( A ) に示すように、前記段差部 3 aを有しない開口 3 としても形成でき、また図 4 ( B ) に示すように、ヘッド内部に向けて広がるテ一パ状をなしかつフェース板 2の裏面を支持可能な嵌合用の凹部 4としても形成しうる。この場合には、フェース板 2も、略同じテ一パ状に形成することが望ましい。

また発明者らの種々の実験の結果、ヤング率を X (単位： kgf/mm² ) 、引張強度を y (単位： kgf/ mm² ) としたときに、フェース部 6の一部が

y≥ 0 . 0 0 6 X + 6 0

の関係を満たす金属材料から形成されることが望ましいことが判った。

本実施形態では、フェース部 6の一部として前記フェース板 2がこのような金属材料で形成されているものを例示している。このため、前記フェース部 6の一部（本例ではフェース部 6の主要部をなすフェース板 2 ) は、インパクト時の衝撃に耐える引張強度を確保しつつ、そのヤング率を低く保つことが可能になる。したがって、このゴルフクラブヘッドは、ヘッドのインピーダンスの 1次の振動数を下げることができ、前記ィンピーダンスマッチング理論によって打球の飛距離を向上させることが可能であり、またインパクト時の衝撃を低下させ、ソフトな打球感を提供する。

さらに、このゴルフクラブヘッドは、ヤング率を低くしつつ、その引張強度を高く維持することが可能であるため、フェース部 6又はフェース板 2の厚さを薄くしてへッドの軽量化が可能になる。また例えばフェース板 2の厚さを薄くした分だけへッドのバネ定数が低下し、ヘッドのインピーダンスの 1次の振動数をさらに下げることが可能になる。

また本例において、前記フェース板 2の厚さは、ほぼ均一なものが示されている。その厚さは、例えば 1〜 4 mm、より好ましくは 1 ~ 3 mmとするのが望ましい。前記フェース板 2の厚さが、 1 mm未満であると強度が低下する傾向があり、逆に 4 mmを越えるとへッドの軽量化や前記へッドのィンピーダンスの 1次の振動数を低下させる効果が小さくなる傾向がある。

ところで、ゴルフボールのインピーダンスの 1次の振動数は、約 6 0 0〜 1 6 0 0 Hz の範囲にあり、一般の 2 ピースボ一ルの場合には約 1 0 0 0〜 1 2 0 0 Hzとなる。これに対して、従来のステンレス製のゥッド型ヘッドのインピーダンスの 1次の振動数は、約 1 8 0 0〜 2 5 0 0 Hz、チタン製のゥッド型へッドでは約 1 4 0 0 ~ 2 0 0 0 Hz程度である。

本実施形態のゴルフクラブへッドでは、へッドのィンピーダンスの 1次の振動数を、従来のヘッドに比べて小さくし、ゴルフポールのインピーダンスの 1次の振動数に近似させることもまた一致させることも可能である。

例えば、本実施形態では、ヘッドのインピーダンスの 1次の振動数を 1 3 0 0 Hz未満とすることができた。これは、 2ピースポールのそれにほぼ一致する値である。これにより、本実施形態のゴルフクラブヘッドでは、インパクト時のボールの打ち出し速度が最大限に高められ、飛距離を増加させる。

また、好ましくは、ヤング率を X (単位： k_gf/ mm² ) 、引張強度を y (単位： kgf/ mm² ) としたときに、少なくともフェース部 6の一部を、

y≥ 0 . 0 0 6 X + 6 3

の関係を満足する金属材料にて構成することや、さらに好ましくは、 y≥ 0 . 0 0 6 X + 1 0 0

の関係を満足する金属材料にて構成することも望ましい。

なお、例えばフェース板 2の金属材料が、

y < 0 . 0 0 6 x 4- 6 0

であると、引張強度とヤング率のバランスが悪くなり、インパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保しつつフェース部の剛性を低下させることが困難になる。また本実施形態において、前記フェース板 2の金属材料の引張強度は、フエ一ス板 2の厚さを著しく増大させない程度に維持することが望ましく、例えば 8 0 kgf/mm² 以上、好ましくは 1 0 5 kgf/mm² 以上、さらに好ましくは 1 3 0 kgf/mm² 以上とするのが望ましい。なお引張強度の上限は、前記いずれかの下限値との組み合わせにおいても製造上の問題などから 400 kgfZmm² 以下と規定することもできる。

また本実施形態において、前記フェース板 2の金属材料のヤング率は、必要な剛性を得るために例えば 3000 kgf/mm²以上、好ましくは 5 000 kgf mm2 以上とするのが望ましい。ただし、ヤング率が大きすぎると、フェース部 6の剛性が大きくなる傾向があるため、その上限値は、前記いずれかの下限値との組み合わせにおいて 2 5000 kgfZmm²以下、好ましくは 20000 kgfZmm²以下、さらに好ましくは 1 6 000 kgfZmm²以下、より好ましくは 1 2000 kgf /mm² 以下、さらに好ましくは 1 0000 kgf/mm² 以下とすることが望ましい。

これらの実施形態については、インパクト時の衝撃に耐え得る強度を確保しつつフェース部の剛性を低下させることを基本としたが、次に、インパクト時のボ —ルとの摩擦や、砂を嚙むことによるフェース部の表面の摩耗や傷つきを防止しうる実施形態について説明する。

この実施形態においても、図 1〜3、あるいは図 4 (A) 、 (B) に示した形状のゴルフクラブヘッドに適用することができ、発明者らは、ヤング率を X (単位： kgfZmm² ) 、ビッカース硬さを z (単位： HV) としたときに、少なくともフェース部の表面の一部が、

z≥ (x/60) + 200

の関係を満たす金属材料から構成されることが望ましいことを突き止めた。

例えば、前記フェース板 2をこのような金属材料で形成することにより、フエース部 6の表面の一部を、 z ≥ ( X / 60 ) + 20 0を充たす金属材料にて構成できる。なお本例ではフェース板 2の表面には、他の金属、樹脂、木材等の表面層は設けずこれを露出するように構成している。

また金属材料のビッカース硬さは、対面角が 1 3 6度のダイヤモンド正四角錐圧子を用い、試験面にくぼみをつけたときの試験荷重と、くぼみの表面積とから求めた硬さであり、詳細は J I Sなどに規定されており、本発明では試験荷重を 3 0 kgf とする。

この実施形態ではフェース板 2は、ビッカース硬さを大きく確保してィンパク卜時のボールとの摩擦ゃ砂嚙みなどによるフェース部 6の摩耗や傷つきを防止できる。また、前記フェース板の金属材料は、上述のようなヤング率 Xとピッカース硬さ Z との関係を具えるため、大きなピッカース硬さを確保しつつヤング率を低く維持することが可能である。

したがって、この実施形態のゴルフクラブヘッドも、ヘッドのインピーダンスの 1次の振動数を下げることができ、インピーダンスマッチング理論によって打球の飛距離を向上させることが可能である。またフェース部の表面の一部が、ャング率が低いためにィンパクト時の衝撃が低下し、ソフトな打球感を提供する。なお本実施形態において、前記フェイス板 2が、

zく ( x / 6 0 ) + 2 0 0

の金属材料であると、ソフトな打球感、飛距離の増大、フェース部 6の耐久性という 3つの性能を同時に満足させることができなくなる。

また、フェース板 2については、ヤング率を低くしつつ、ビッカース硬さを大きく維持することが可能になるため、フェース部 6 (フェース板 2 ) の厚さを薄くすることも可能である。従って、ヘッドの軽量化を図ることができ、かつ、フエース板 2の厚さを薄くした分だけヘッドのパネ定数が低下するため、これらの相乗作用によってさらにへッドのインピーダンスの 1次の振動数を下げうる。ここで、前記フェース板 2のビッカース硬さの好ましい範囲としては、 2 5 0 H V以上、好ましくは 3 0 0 H V以上。より好ましくは 3 7 0 H V以上、さらに好ましくは 4 0 0 H V以上とすれば、非常に優れた耐傷性が得られて理想的である。またその上限は、前記いずれかの下限値との組み合わせにおいても製造上の問題などから 1 0 0 0 H V以下と規定することもできる。これによつて、フエ一ス部 6の表面の傷つきをより好適に防止することができる。

また、好ましくは、ヤング率を X (単位： kgf/ mm² ) 、ピツカ一ス硬さを z (単位： H V ) としたときに、少なくともフェース部 6の表面の一部を、 z≥ ( x / 60 ) + 2 50

を満足する金属材料にて構成するのが望ましい。

またこの実施形態においても、前記フェース板 2のヤング率は、必要な剛性を得るために例えば 3000 kgf/mm²以上、好ましくは 500 0 kgf/mm²以上とするのが望ましい。ただし、ヤング率が大きすぎると、フェース部 6の剛性が大きくなる傾向があるため、その上限値は、前記いずれかの下限値との組み合わせにおいても 2 5 000 kgfZmm²以下、好ましくは 2 0 000 kgf/mm²以下、さらに好ましくは 1 6000 kgf/mm²以下、より好ましくは 1 2000 kgf/ mm² 以下、さらに好ましくは 1 0000 kgf/mm² 以下とすることが望ましい。前記 2つの実施形態について説明したが、このようなフェース板 2を形成する金属材料としては、例えば、非晶質（アモルファス）金属を用いることが好ましレ。非晶質金属とは、原子の配列が広い範囲に亘つて規則的ではないものをいレ現在では主として各種合金の材料を高温にて溶融した溶融合金を、結晶核が生成及び成長しないよう急速に冷却して固形化することにより製造される。本実施形態では、非晶質の度合い、すなわち非晶質相の体積 V 1と全体の体積 Vとの比（V 1 / V ) である非晶質率が 5 0 %以上の非晶質金属を好ましく使用する。

非晶質金属は、

一般式： M_aX_b (a、 bは原子％で 6 5≤ a≤ 1 0 0、 0≤ b≤ 3 5 ) で示される組成で構成される。

ここで、 Mは Z r、 V、 C r、 Mn、 F e、 C o、 N i、 C u、 T i、 Mo、 W、 C a、 L i、 M g S i、 Aし P d、 B eより選ばれる 1種類以上の金属元素であり、 Xは Y、 L a、 C e、 Sm、 M d、 H f 、 Nb、 T aから選ばれる 1種類以上の金属元素からなる。また好ましくは、前記 a、 bは、

9 9≤ a≤ 1 00 0≤ b≤ 1

とするのが望ましい。

このような非晶質金属は、高い引張強度、高いビッカース硬さ、低いヤング率とを同時に具えるため、特に本発明のゴルフクラブへッドに適した金属材料となる。

またこの非晶質金属としては、ジルコニウム系の非晶質合金が特に好ましく採用できる。このジルコニウム系非晶質合金は、より高い引張強度と、低いヤング率とを有する。また製造時の冷却速度を比較的小さくでき、铸型に溶融金属を流し込んで冷却して塊状ないし板状のものが比較的容易に成形できる点でも実用的で好ましい。

ジルコニウム系の非晶質合金は、

一般式： Z r _cM_dX_e

(c、 d、 eは原子％で 20≤ c≤ 80、 20≤d≤ 8 0、 0≤ e≤ 3 5 ) で示される組成で構成される。

ただし、 Z rはジルコニウム、 Mは V、 C r、 M n , F e、 C o、 N i、 C u、 T i、 Mo、 W、 C a、 L i、 Mg、 S i、 A l、 P d、 B eより選ばれる 1種類以上の金属元素であり、 Xは Y、 L a、 C e、 Sm、 Md、 H f 、 Nb、 T a から選ばれる 1種類以上の金属元素からなる。

また前記 c、 d、 eは、好ましくは、

3 5≤ c≤ 7 5 2 5≤ d≤ 6 5 0≤ e≤ 30

であり、さらに好ましくは、

3 5≤ c≤ 7 5 2 5≤ d≤ 6 5 0≤ e≤ 1

より好ましくは

50≤ c≤ 7 5 2 5≤ d≤ 50 0≤ e≤ 1

とするのが望ましい。また前記 Mは A 1、 C u、 N iが特に好ましく、 Xは H i が好ましい。特に、このようなジルコニウム系非晶質合金としては、

Z r _c A 1 di C u d2 N i d3 H f _e

が好ましい（なお d l + d 2 +d 3 =dとする。また c +d + e = 1 00とする）。また非晶質金属は、前記非晶質率が 7 5 %以上、より好ましくは 80 %以上、さらに好ましくは 90 %とするのが望ましい。このような非晶質率は、金属材料のサンプルのカツト断面を鏡面研磨及びエツヂング処理を施した後に光学顕微鏡で観察し、非晶質部分の面積を測定することによって特定されうる。また非晶質率は、非晶質金属の合金組成や、非晶質金属を製造する際に溶融合金を冷却する冷却温度、さらには非晶質金属を製造する際の周囲の気体中の酸素濃度などを変えることによって調節することができる。とりわけ、前記冷却速度を大きくするほど、また周囲の気体中の酸素濃度を低くするほど非晶質率を高めることができる。

なお前記フェース板 2の金属材料としては、前記ヤング率と引張強度、さらにはヤング率とビッカース硬さとの関係を満足するものであれば、非晶質金属以外の合金又は素金など各種の金属材料を用いることができ、例示の非晶質合金に限定されるものではない。

本実施形態に関しては、種々の方法で設計変更が可能である。例えば、フエ一ス板の厚さに関して、中央部を厚くし、その周辺部を外方へ向かって次第に薄く構成することもできる。この場合、フェース板 2の強度を低下させずにヘッドのインピーダンスの 1次の振動数をより一層小さくすることが可能である。また、この逆にフェース板 2の厚さを、中央部を薄くし、その周辺部を外方へ向かって次第に厚く構成することもできる。この場合には、フェース板 2とこれを取り付けるフェース取付部 1 aとの接合部分の強度が向上するため好ましい。

また前記ヘッド本体 1 については、例えばチタン、チタン合金、ステンレス鋼等の従来と同様の金属材料で構成することができる。

また図 5に示すように、フェース部 6、ソ一ル部 7、クラウン部 8及びサイド部 9をなすへッド全てを、ヤング率を X (単位： kgf/ mm² ) 、引張強度を y (単位： kgf/ mm² ) としたときに、

y≥ 0 . 0 0 6 X + 6 0

の関係を満足する金属材料、又はビッカース硬さを z (単位： H V ) としたときに、

z≥ ( X / 6 0 ) + 2 0 0

の関係を満たす金属材料を用いることができる。この場合には、衝撃耐久性、打球感がより一層良好となり、へッドのインピーダンスの 1次の振動数をより一層小さくすることができる。

図 6、図 7には、本発明の他の実施形態として、金属製のアイアン型クラブへッドを示している。本例では、ヘッドは、ヘッド本体 1 0 1 と、該ヘッド本体 1 0 1のフェース部 1 0 4側に嵌着されるフェース面インサート板 1 0 2 とから構成されるものを示す。このフェース面インサート板 1 0 2は、フェース部 1 0 4 の主要部をなし、主としてその表面によりボールを打撃する。また、フェース面ィンサート板 1 0 2は、本例ではほぼ均一の厚さで形成されるとともに，へッド本体 1のフェース部 1 0 4側に形成された嵌合用凹部 1 0 3に嵌合されて接着剤や溶接、かしめ、圧入等にて固着されているものを示す。このため、フェース面インサート板 1 0 2の裏面全体が、ヘッド本体 1 に密着又は当接しているので、フェース部 1 0 4の耐久性が髙くなる。

そして、例えばこのようなフェース面インサート板 1 0 2に、ヤング率を X (単位： k_gf/mm² ) 、引張強度を y (単位： kgf/mm² ) としたときに、

y≥ 0. 0 0 6 X + 6 0

の関係を満たす金属材料、又は、ヤング率を X (単位： kgf/mm² ) 、ピッカース硬さを z (単位： HV) としたときに、

z≥ (x/ 6 0 ) + 2 0 0

の関係を満たす金属材料を用いて、前記と同様の効果を得ることができる。以上いくつかの実施形態について説明したが、本発明は、ヘッドの種類としては、特にウッド型、アイアン型が好ましいが、パター型とすることもできる。さらに、前記全ての各実施形態において、フェース板 2ないしフェース面インサート板 1 0 2を、ヤング率を X (単位： kgf/mm2 ) 、引張強度を y (単位： kgf/mm² ) 、ピッカース硬さを z (単位： HV) としたときに、

y≥ 0. 0 0 6 X + 6 0

z≥ (x/6 0 ) + 2 0 0

を同時に満足させる金属材料を用いることもできる。

この場合には、インピーダンスマッチング理論に基づいて、ボールの飛距離を向上すると同時に、インパクト時の衝擊に耐えうる強度と、表面に傷が付きにくい非常に耐久性の高いフェースを有するさらに好ましいゴルフクラブへッドが得られる。具体例

ぐ第 1具体例 >

フェース部の一部に、合金組成を種々変更したジルコニウム系非晶質合金（ Z r— A l — C u— N i — H f 、又は Z r— A l —C u— N i ) を使用してゥッド型のゴルフクラブヘッド（実施例 1〜6) を製造し、そのゴルフクラブヘッドを使用して、ヘッド速度、ポール速度、反発係数、キャリー、トータル飛距離、へッドのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値の周波数、打球感等について調ベ、その結果を表 1に示した。なお、比較例 1、 2としてチタン製のウッド型中空へッドとステンレス製のゥッド型中空へッドを製造し、性能を比較した。なおヘッド速度、ボール速度、反発係数、キャリー及びトータル飛距離は、スウィングロボットによる打撃試験により測定した。またヘッドのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値の周波数の測定には、前記日本国特許に示されているのと同様な加振機、加速度ピックアップ、パワーュニット、ダイナミック ' シグナルアナライザなどを使用した加振測定法を用いた。また打球感は、 20名のゴルファーが実際に打撃して評価し、衝撃の少なさ（ソフトな打ち心地が得られる力を基準に、 1〜 5点の 5段階の官能評価を行い、その平均値をとつた。

表 1 m ι \ 2 3 m\ 4 5 6 a \ l hb^J 2 へッド雌 l/h(in/s) 41.02 41.27 41.21 1.13 41.09 41.24 41.38 41.30 リ b(n/s) 58.66 58.85 59.59 59.27 59.13 59.51 58.84 58.48 反¾¾¾ Vb/Vh 1.430 1.426 1.445 1.441 1.439 1.443 1.422 1.416 キャリー（m) 210.8 210.1 216.2 213.2 212.9 214.9 207.6 206.5 トータノ ^¾δϋ (m) 232.4 229.5 238.2 235.0 234.7 237.1 1228.4 223.7 材質ジ) Lコニゥ i¾ ジ) 二ゥ¾ ジルコ二り係ジ) 二ジ Aコニ¾¾ ジ) laニゥ係チタン

非離"^

誠 Zrs Al[oCu3oNi₅Hfi ZreiAlioCuisNiioHfi Zr₅5AlioCu3₀N ΖΓ6θλ110し U2oMl 10 Zr5sA! ioCu₃oNis

フ一

X (%) 0 /U 96¾ 77% 8296 80% ―

1

スャンク'率 X I n U n U n U 1 1 R u n u n u n u 6500 5000 10000 5000 11600 20800 板 (kg f /™² )

引弓! ¾gy 105 160 175 130 160 130 120 134

(kg f/m,² )

厚さ（《n) 3.4i¾ - 2.5¾- 3.0i¾- 2.8¾- 中心 3.0 周辺 2.5 3.2¾- 3.2¾- フエ- ヌ iilW シスの

1次の HIの周微 (Hz) 1260 1290 960 1130 1120 1080 1450 1980 舰《 3.75 3.25 5.00 4.50 4.25 5.00 3.00 2.25

表 1から明らかなように、比較例 1 、 2のゴルフクラブヘッドのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値の周波数は 1 4 5 O Hzと 1 9 8 0 Hzであるのに対し、実施例 1〜 6は、全て 1 2 9 0 Hz以下に抑えられている。これにより、実施例 1〜 6のゴルフクラブへッドはへッドのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値の周波数を従来のヘッドよりも小さくでき、 2 ピースボールのメカ二力ルインピーダンスの 1次の極小値の周波数（約 1 0 0 0 ~ 1 2 0 0 Hz) に近似していることが確認された。なおフェース板に用いた金属材料の引張強度は、 2 0 0 kgf/ mm² 以下のものが例示されている。

また、反発係数、キャリー、トータル飛距離とも、実施例 1〜 6の方が比較例 1 、 2よりも大きくなつていることがわかる。さらに打球感についても、実施例 1〜 6の方が比較例 1、 2よりも優れている（ソフトである）。

これらの実施例では、フェース板（非晶質金属部）の厚さが、引張強度が大きいものほど小さく設定されている。この厚さの減少分が、さらにフェース部としてのパネ定数を低下させ、反発係数、キャリー、トータル飛距離の増大と打球感の向上が得られたと考えられる。

また、図 8は、金属材料のヤング率 Xと引張強度 yとの関係を示している。前記実施例 1 ~ 6、比較例 1、 2のフェース板に用いられた金属材料を図 8にプロットした。また、ジュラルミン、マグネシウム合金、スーパーハイテンのデータについても併せてプロッ卜した。

図 8において、直線 1 0は y = 0 . 0 0 6 X + 6 0を示すグラフ線、直線 1 1 は y = 0 . 0 0 6 X + 6 3を示すグラフ線、直線 1 2は y = 0 . 0 0 6 x + 1 0 0を示すグラフ線である。なお y≥ 0 . 0 0 6 X + 6 0を満足する領域を斜線にて示している。

実施例 1〜 6で使用した金属材料は、 y≥ 0 . 0 0 6 X + 6 0を満足するが、比較例 1 、 2で使用した金属材料やびジュラルミン、マグネシウム合金、スーパ —ハイテンなどは y < 0 . 0 0 6 X + 6 0であることがわかる。

<第 2具体例 >

次に、本発明の他の具体例として、ヤング率とビッカース硬さとの関係について調べた。図 6及び図 7に示したものと同様のアイアン型のヘッド（実施例 7〜 9 ) と、図 1〜図 3に示したものと同様のゥッド型のへッド（実施例 1 0〜 1 2 ) を製造した。また、フェース面インサート板、フェース板の材質を、ステンレス、チタン、ジュラルミンとしたアイアン型ヘッド（比較例 4〜 6 ) とウッド型へッド（比較例 7 ~ 9 ) を製造した。そして、それらのヘッドについては、主としてフェース部の表面の耐傷性と、打球感のソフ卜さについてテストを行った。

なおフェース部の表面の耐傷性は、スウィングロボットにて地面に置いたゴルフボールを僅かに砂が介在するよう打搫して、フェース部表面についた傷の量を調べたものである。また、打球感のソフトさは 2 0名のゴルファーにてフィーリング評価を行い、その平均をとつたものである。またビッカース硬さの測定荷重は 3 0 kgfである。テストの結果を表 2、表 3に示す。

表 2 魏例 7 魏例 8 m 9 bb^l 3 tほ媚 4 フ材質ジルコユウム系ジゥ厶系ジゥム系ステンレス ..チタンシユランェ

1

ス滅 Zr_SsAl loCujsNi ιο — ―

面

ィ ¾g率 (%) 76% 8 \% 93%

ン

サヤンク'率 X (kgf/mm²) 7200 15000 6500 20800 11600 7000

1

h ビッカース硬さ z (HI/) 370 500 500 370 360 140 板

厚さ ) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 σ

表 3 魏例 10 mm 11 難例 12 1：睡 6 m 7 i &i 8 材質ジルコニウム系ジルコニウム系ジルコニウム系ステンレス- チタンジユラノレミンフ織 ZrssAlioCu_2SNiio Zr_5sM oCuaoNls

ェ一 ―

1 ^^率 (%) 75% 79% 94%

ス

板ヤンク'率 X (kgf/mm²) 7200 15000 6500 20800 11600 7000 ビッカース硬さ 2 (H1 370 500 500 370 360 140 厚さ ) 3.4 2.9 2.4 3.2 3.0 4.51

っュ -―ス面 C { つき〇沙ない） ◎ (極めて少ない） ◎ (極めて少ない）〇沙ない）〇沙ない） X (多い）ソフトフィーリンク' ◎ (極めて〇 S) ◎ (極めて X 〇 ◎ (極めて^)

表 2及び表 3から明らかなように、実施例 7〜 9及び実施例 1 0〜 1 2のゴルフクラブヘッドは、フェース部の表面が傷つき難く（傷つきが少ない又は極めて少ない）、かつ打球感がソフト（良又はきわめて良）である。そして、フェース面の傷つきとソフトフィ一リング性能の少なくとも一方は、「きわめて良い」という結果となっている。

また例えば実施例 7は、比較例 3、 4と同程度のビッカース硬さ（同程度の耐傷性）であるが、ヤング率については非常に低くなつている。従って、この実施例のゴルフクラブヘッドは、飛距離を増大し、打球時のフィーリングがソフトでありながら、砂、石等による傷つきが少なく、耐摩耗性に優れていることがわかる。

また、図 9は、金属材料のヤング率 Xとピツカ一ス硬さ zの関係を示し、実施例 7〜 9及び比較例 3 ~ 8のフエ一ス板の金属材料と、マグネシウム、及び、スーパ一ハイテンのそれぞれのデ一夕をプロットしたものである。図において直線 1 6は z = ( x / 6 0 ) + 2 0 0を示し、直線 1 7は z = ( x / 6 0 ) + 2 5 0 を示す。また、 z≥ ( x / 6 0 ) + 2 0 0の関係を満足する頜域を斜線にて示す。同図から明らかなように、実施例 7〜 1 2は、 z≥ ( x / 6 0 ) + 2 0 0の関係を満たしている。以上説明したように、請求項 1記載のゴルフクラブヘッドによれば、フェース部の一部を、インパクト時の衝撃に耐える引張強度を維持しつつ剛性を小さくできる。したがって、ヘッドのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値の周波数を従来のゴルフクラブへッドよりも小さくできる。例えば、ゴルフクラブへッドのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値の周波数を、ゴルフボールのメカ二カルインピーダンスの 1次の極小値の周波数により近似した値とすることができる。従って、飛距離が伸びる。また、打球時の打ち心地をソフトとすることができる。さらに、ゴルフクラブヘッドは、フェース部の厚さを小さくすることが可能であり、さらに軽量化を図りうる。またフェース部の厚さを小さくした場合には、その分だけフェース部のパネ定数が低下し、さらにメカニカルインピーダンスの 1次の極小値の周波数を低くすることが可能である。 T/JP98/017 また請求項 2記載のゴルフクラブへッドでは、前記フェース部に適した金属材料として非晶質金属を用いているため、高引張強度と低ヤング率の両立を容易に達成することができる。

また請求項 3又は 4記載のゴルフクラブへッドでは、ジルコニウム系非晶質合金を用いているため、製造が簡単となり、しかもより高い引張強度と低いヤング率を両立させることができる。

また請求項 5記載のゴルフクラブへッドでは、フェース部の一部を、インパクト時の摩擦ゃィンパクト時の砂嚙みに耐える表面硬さを維持しつつその剛性を小さくすることができる。したがって、ヘッドの耐久性、耐傷性を維持しつつメカ二カルインピーダンスの 1次の極小値の周波数を従来のゴルフクラブへッドよりも小さくできる。例えば、ゴルフクラブヘッドのメカニカルインピーダンスの 1 次の極小値の周波数を、ゴルフボールのメカニカルインピーダンスの 1次の極小値の周波数により近似した値とすることができる。従って、飛距離が伸びる。また、打球時の打ち心地をソフトとすることができる。さらに、ゴルフクラブへッドは、フェース部の厚さを小さくすることが可能であり、さらに軽量化を図りうる。またフェース部の厚さを小さくした場合には、その分だけフェース部のパネ定数が低下し、さらにメカ二カルインピ一ダンスの 1次の極小値の周波数を低くすることが可能である。

請求項 6記載のゴルフクラブへッドでは、前記フェース部に適した金属材料として非晶質金属を用いているため、高引張強度と低ヤング率の両立を容易に達成することができる。

また請求項 7又は 8記載のゴルフクラブへッドでは、ジルコニウム系非晶質合金を用いているため、製造が簡単となり、しかもより高い引張強度と低いヤング率を両立させることができる。

Claims

請求の範囲

1. ヤング率を X (単位： k_gfZmm2 ) 、引張強度を y (単位： k_gf/mm2 ) としたときに、少なくともフェース部の一部が、

y≥ 0. 006 X + 60

の関係を満たす金属材料からなることを特徴とするゴルフクラブへッド。

2. 前記金属材料は、非晶質金属である請求項 1記載のゴルフクラブヘッド。

3. 前記金属材料は、ジルコニウム系の非晶質合金である請求項 1記載のゴルフクラブへッド。

4. 前記金属材料は、 Z r、 A l 、 C u、 N i、 H f からなる非晶質合金又は Z r、 A 1、 C u、 N iからなる非晶質合金である請求項 1記載のゴルフクラブへッド。

5. ヤング率を X (単位： kgf/mm2 ) 、ピツカ一ス硬さを z (単位： HV) としたときに、少なくともフェース部の表面の一部が、

z ≥ ( X / 60 ) + 200

6. 前記金属材料は、非晶質金属である請求項 5記載のゴルフクラブヘッド。

7. 前記金属材料は、ジルコニウム系の非晶質合金である請求項 5記載のゴルフクラブへッド。

8. 前記金属材料は、 Z r、 A l、 C u、 N i、 H f からなる非晶質合金又は Z r、 A l、 C u、 N iからなる非晶質合金である請求項 5記載のゴルフクラブへッド。