JP2004041707A

JP2004041707A - ゴルフクラブヘッド

Info

Publication number: JP2004041707A
Application number: JP2003132779A
Authority: JP
Inventors: Hideo Shimazaki; 島崎　秀夫; Yasunori Imamoto; 今本　泰範
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2023-05-12
Also published as: JP4033035B2; TWM255045U

Abstract

【課題】ウェイト材の取り付けが強固であり、耐久性も良好なゴルフクラブヘッドを提供する。
【解決手段】ゴルフクラブヘッド１は、ソール部の後部に開口１１を有したヘッド本体１０と、該開口１１に係合され、溶接により該ヘッド本体１０に固着されたウェイト材２０とからなる。溶接金属（ビード）２１は好ましくはＴＩＧ溶接等により形成される。ヘッド本体１０は好ましくはステンレス鋼よりなり、ウェイト材はＦｅ４３〜５４重量％、Ｗ２５〜３５重量％、Ｎｉ１３〜１９重量％、Ｃｕ１〜３重量％の鉄・タングステン合金よりなる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空のゴルフクラブヘッドに係り、特にウェイト材を設けたゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スチールあるいはチタン合金などの金属製の中空ゴルフクラブヘッドの重心高さや重心深さ、あるいはゴルフクラブヘッドのバランス等の調整のために、ソール部にタングステン等の高比重金属材料よりなるウェイト材を配材することがある。
【０００３】
ヘッド本体がチタン合金等の低比重金属よりなり、ウェイト材がタングステン又はタングステン合金よりなる場合、ヘッド本体とウェイト材とを溶接することは極めて難しい。特開平１０−９４６２３号公報にタングステンよりなる重量体の外周囲にヘッド本体のソール材と同材質の筒状、帯状又は線状の材料を嵌着又は巻着し、次いでこれをソールに溶接することが記載されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−９４６２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平１０−９４６２３号公報のゴルフクラブヘッドでは、重量体の外周にソール材と同材質の材料を嵌着又は巻着した後に溶接を行うため、重量体の取り付けに手間がかかる。また、重量体と、それに嵌着又は巻着した周囲材との界面に水分が浸入し、ゴルフクラブヘッドの耐久性が低下するおそれもある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決し、ウェイト材の取り付けが強固で耐久性に優れると共に、製作も容易なゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のゴルフクラブヘッドは、中空のヘッド本体を有するゴルフクラブヘッドであって、該ヘッド本体は、下向き面部分の少なくとも一部が金属製となっており、該金属製部分にウェイト材が固着されているゴルフクラブヘッドにおいて、該ウェイト材が該ヘッド本体に対し実質的に溶接のみにより取り付けられており、該ヘッド本体に開口又は外面から凹陥する凹部が設けられ、該開口又は凹部に前記ウェイト材が係合され、該ウェイト材の外縁部が該開口又は凹部の内縁部に対し溶接されていることを特徴とするものである。
【０００８】
なお、この下向き面部分とは、ソール部、サイド部、その他実質クラウン部に対向した下向き面部をいう。
【０００９】
かかる本発明のゴルフクラブヘッドは、ウェイト材がヘッド本体に対し実質的に溶接のみにより取り付けられているものであり、ウェイト材の取り付けが強固であり、耐久性に優れ、またゴルフクラブヘッドの製作も容易である。
【００１０】
本発明では、ウェイト材の外縁と開口又は凹部の内縁部との間の隙間を埋めるビードを形成するように溶接を行うのが好ましい。この溶接は、ビードを容易に形成することができるアーク溶接又はプラズマ溶接が好適である。
【００１１】
本発明では、ヘッド本体は全体が金属製であることが好ましいが、一部を炭素繊維強化合成樹脂等の非金属材料としてもよい。
【００１２】
ゴルフクラブヘッドをフェアウェーウッドあるいはユーティリティクラブヘッドとする場合、この金属の比重は６．５〜８．５であることが好ましい。この比重を満たす特に好適な金属材料としては、比重６．５〜７のステンレス鋼が例示される。
【００１３】
ウェイト材は比重１０〜１３のものが好適である。このウェイト材を鋳造品とすることにより、寸法精度のよいウェイト材を容易に製造することが可能となる。
【００１４】
本発明では、ウェイト材はタングステン合金が好適である。特に、ヘッド本体をステンレス製とする場合などには、ステンレス鋼との溶接が容易である鉄・タングステン合金であることが望ましい。
【００１５】
具体的に好適な組成範囲については後で詳述する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して実施の形態について説明する。図１は実施の形態に係るゴルフクラブヘッドをソール側から見た斜視図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は溶接前の図２と同一部分の断面図、図４は別の実施の形態を説明する溶接前の断面図である。
【００１７】
このゴルフクラブヘッド１は、中空金属製のウッド型ゴルフクラブヘッドであり、ボールをヒットするためのフェース部２と、該フェース部２の上縁から後方に延在するクラウン部３と、該フェース部２の下縁から後方に延在するソール部４と、シャフト（図示略）が差し込まれ、接着剤等によって固着されるホゼル部５等を有している。
【００１８】
このゴルフクラブヘッド１は、ソール部の後部に開口１１を有したヘッド本体１０（図３）と、該開口１１に係合され、溶接により該ヘッド本体１０に固着されたウェイト材２０とからなる。符号２１は、このウェイト材２０を溶接している溶接金属（ビード）を示す。ウェイト材２０は溶接のみによってヘッド本体１０に取り付けられている。
【００１９】
ヘッド本体１０は、ゴルフクラブヘッド１のウェイト材２０以外のすべての部分を構成している。この実施の形態では、ヘッド本体１０は、ロストワックス法に従って一体に鋳造されているが、複数部分を別々に鋳造、鍛造又はプレス成形等によって製造し、溶接によって接合されて中空形状とされたものであってもよい。
【００２０】
開口１１は、ヘッド本体１０の左右幅方向すなわちトウ・ヒール方向の略中央部であって且つソール部の最後部近傍に位置している。
【００２１】
この実施の形態では、開口１０は略楕円形であるが、略円形であっても良く、略方形あるいは略多角形であってもよい。開口１１を楕円形とする場合、長径をヘッド本体１０の左右幅方向とするのが好ましい。楕円形開口の長径は短径の１．２〜２．０倍であることが好ましい。
【００２２】
本発明では、開口１１は、その全体がゴルフクラブヘッド１の下向きの面に設けられてもよいが、この実施の形態のように、開口１１はゴルフクラブヘッド１の後向きの面にも一部が掛かるように設けられてもよい。このように、ゴルフクラブヘッド１の後面にまで開口を延在させて後面の一部をウェイト材で構成することにより、ゴルフクラブヘッド１の重心深度を大きくすることができる。
【００２３】
この開口１１に対し図３の如くウェイト材２０を係合させ、開口１１の内縁とウェイト材２０の外縁との間を、ビード２１を形成するようにして外面側から溶接を行う。この溶接は、ＴＩＧ溶接やＭＩＧ溶接などのアーク溶接のほか、プラズマ溶接が好適である。なお、この実施の形態では、溶接を容易に行うと共に、ウェイト材２０の溶接強度を高めるために、図３の通り、ウェイト材２０の外縁と開口１１の内縁との間に開先を設けている。
【００２４】
ウェイト材２０は、寸法精度の良いものを製造できる点から、ロストワックス法等の鋳造法によって製造されたものであることが好ましい。ウェイト材２０は、溶接を容易とするために、周囲のソール部と同等程度又はそれ以上の厚みを有することが望ましい。ウェイト材２０の厚さは全体として均一であってもよく、中央部が厚く周縁部が薄い略凸レンズ形のものであってもよい。
【００２５】
なお、この実施の形態に係る中空ゴルフクラブヘッドでは、フェース部２の肉厚がクラウン部３及びソール部４の肉厚よりも大となっている。フェース部２とソール部４及びクラウン部３との連繋部は、図３の通り肉厚を大きくして強度を保つようになっている。
【００２６】
なお、本発明を特に限定するものではないが、ヘッド本体１０をステンレス鋼製としたフェアウェーウッドの場合、フェース部２はボールの打撃時の強度を必要とするため２〜３．５ｍｍの厚さとするのが良い。厚さが３．５ｍｍ以上では過剰重量となりゴルフクラブヘッド１を大きくすることができなくなる。また２ｍｍ未満ではボールの打撃時の強度が不十分となる。
【００２７】
クラウン部３及びソール部４は、０．５〜２．５ｍｍ、好ましくは、０．７〜２．２ｍｍ程度の厚さが良い。０．５ｍｍ未満では、重力鋳造特にはロストワックス法による精密鋳造を行う場合に、湯周りが悪くなり、精度の確保が問題となる。一方２．５ｍｍを超えると過剰重量となり、ゴルフクラブヘッド１を大きくすることができなくなる。ソール部４については、クラウン部３よりも厚肉にし、ゴルフクラブヘッド１の低重心化を図ることも可能である。この目的で、ソール部７の厚さを一部又は全体に３ｍｍまで厚くしてもよい。
【００２８】
本発明のゴルフクラブヘッドは、フェアウェーウッドあるいはこれと類似形状のユーティリティクラブに用いるのに好適である。フェアウェーウッドあるいはユーティリティクラブ用の場合、ロフト角は１３〜２５゜が好適であり、体積は１５０〜２２０ｃｃ程度が好適であり、重量は２００〜２５０ｇ程度が好適である。この場合、ウェイト材の重量は２０〜５０ｇ特に２５〜４０ｇ程度（ゴルフクラブヘッド１の重量の８〜２５％特に１０〜２０％程度）が好ましい。
【００２９】
次に、ヘッド本体１０の構成材料等について説明する。
【００３０】
このヘッド本体１０を構成する金属材料は比重６．５〜８．５特に６．５〜８．０とりわけ６．５〜７．０のものが好ましい。ヘッド本体の比重を８．５以下とすることによって、ヘッド本体を軽量化することができ、例えばヘッド体積を１５０〜２２０ｃｃに設定して、ゴルファーにとってフェアウェーウッドとして扱いやすい大きさとすることが容易となる。
【００３１】
このヘッド本体１０の構成材料は、鋼とくに強度及び耐食性に優れているところからステンレス鋼が好ましい。ステンレス鋼としてはマルテンサイト系、フェライト系、オーステナイト系、析出硬化形などのいずれでもよい。ただし、ヘッド本体１０はステンレス以外の鋼あるいは非鉄基合金であってもよい。本発明で用いることができる鋼その他の合金の一例を次の表１に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
なお、ヘッド本体をステンレス鋼とした場合、溶接に際しステンレス鋼中のＣｒとＣとが結合して炭化クロムが生成し、溶接強度が低下するおそれがある。従って、ステンレス鋼やその他のクロム鋼を採用する場合は、低炭素鋼種を採用するのが望ましい。
【００３４】
ウェイト材２０の構成材料について次に説明する。このウェイト材２０の構成材料は、比重１０〜１３特に比重１０〜１２のものが好適である。このウェイト材２０としては、かかる高比重を有すると共に、ヘッド本体１０をステンレス鋼製とした場合にステンレスとの溶接性が良好であるところから鉄・タングステン合金が好適である。
【００３５】
ウェイト材２０に好適な鉄・タングステン合金としては、
Ｆｅ　　４３〜５４重量％
Ｗ　　　２５〜３５重量％
Ｎｉ　　１３〜１９重量％
Ｃｕ　　　１〜　３重量％
なる組成のものが挙げられる。
【００３６】
この組成の鉄・タングステン合金は、ステンレスとの溶接性に優れると共に、加工性も良好である。
【００３７】
この組成の限定理由について次に説明する。なお、以下、％は重量％を示す。
【００３８】
鉄（Ｆｅ）はステンレスとの溶接性を良好にするために４３〜５４％含有させる。Ｆｅが４３％未満では、溶接性を十分に向上することはできない。一方Ｆｅが４９％を超えて含有されると、ウェイト材の比重が小さくなる。
【００３９】
Ｆｅは好ましくは４５〜５２％、更に好ましくは４７〜５２％含有されるのが良い。これによりＷ添加による比重増大効果を十分に維持しつつ、可能な限り溶接性を向上させることができる。
【００４０】
タングステン（Ｗ）は、ウェイト材の比重を増大させるための元素である。Ｗが２５％未満ではウェイト材の比重が低いものとなる。一方、Ｗが３５％超になるとウェイト材の溶接性が悪化するので、Ｗは２５〜３５％好ましくは２６〜３４％とする。
【００４１】
ニッケル（Ｎｉ）は、ウェイト材の耐食性を向上させるために１３〜１９％特に１５〜１７％添加される。Ｎｉが１３％未満ではウェイト材の耐食性が不十分である。一方、Ｎｉが１９％超ではウェイト材の強度が低下すると共にウェイト材の比重が小さくなる。
【００４２】
銅（Ｃｕ）もウェイト材の耐食性を向上させるために１〜３％添加される。Ｃｕが１％未満であるとウェイト材の耐食性が不足する。一方、Ｃｕが３％超の場合、ウェイト材が過度に軟質になると共に、ウェイト材の比重が低くなる。
【００４３】
なお、ＮｉとＣｕとの合量は１４〜２１％特に１５〜２０％であることが好ましい。このＮｉとＣｕとの合量が２１％超であるとウェイト材の強度が低下するおそれがあると共に、ウェイト材の比重が小さくなる。
【００４４】
上記のＦｅ，Ｗ，Ｎｉ及びＣｕがウェイト材の必須成分であるが、このウェイト材の特性を損なわない限り他の元素が混入しても構わない。このような他の元素としてはＺｎ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃｒ，Ｓｉ，Ｐｂ，Ｍｏ，Ｔｉなどの金属元素の他、Ｃが例示される。これらの元素は前記合金（Ｆｅ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ）の合計を１００％としたときの１０％以下とりわけ７％であることが望ましい。なお、Ｃｒが含まれている場合、ＣｒはＣと結合して炭化クロムを生じさせ溶接性を低下させるので、Ｃは０．０８％以下とすることが望ましい。なお、Ｃｒより結合しやすいＴｉやＮｂを添加することで、炭素（Ｃ）を安定化させ、炭化クロムを生じにくくすることができる。
【００４５】
本発明では、図４（ａ），（ｂ）のように、ヘッド本体１０’の開口１１の縁部（ヘッド本体１０’の内部側の縁部）に段状のストッパ部１２を設け、溶接に際してウェイト材２０を該ストッパ部１２に係止させて位置決めを行ってもよい。ストッパ部１２は開口１１の全周にわたって設けられているが部分的に設けられてもよい。ストッパ部１２は爪状であってもよい。なお、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ部分の拡大図である。ストッパ部１２は図示よりも長く開口１１の中央側に張り出すものでもよい。
【００４６】
図示の実施の形態では、いずれもヘッド本体１０，１０’に開口１１を設けているが、開口１１の代りにソール側から凹む凹部を設け、この凹部にウェイト材を嵌合させ、溶接してもよい。
【００４７】
【実施例】
以下、実施例１〜１５及び比較例１〜１１について説明する。
【００４８】
この実施例及び比較例では、ＳＵＳ６３０ステンレス鋼を用いてロストワックス法により図２に示す３番ウッド用ヘッド本体１０を製造した。このヘッド本体１０の開口１１は楕円形である。
【００４９】
この開口１１にロストワックス法により製造された楕円盤形状の重量３０ｇのウェイト材を嵌合し、ＴＩＧ溶接してゴルフクラブヘッド１とした。ウェイト材２０の厚さは、中央部が３ｍｍ、周縁部が２ｍｍである。ゴルフクラブヘッド及びヘッド本体のその他の各部分の寸法等は次の通りである。
体積　　　　　　１７０ｃｃ
重量　　　　　　２１８ｇ（ウェイト材３０ｇを含む）
ロフト角　　　　　１５゜
フェース部肉厚　２．７ｍｍ
その他の肉厚　　２．０ｍｍ
【００５０】
ウェイト材の組成は次の表２の通りである。
【００５１】
【表２】

【００５２】
なお、ＴＩＧ溶接は手動による１パスとした。溶接後はソール側に戻り上ったビードを研磨して除去し、溶接状況を観察した。
【００５３】
図５は実施例１におけるこの研磨前のゴルフクラブヘッドのソール部の写真であり、図６は研磨後に前後方向に縦断して撮影した写真である。
【００５４】
実施例１〜１５では、いずれも溶接不良は生じておらずクラック等の溶接欠陥も見出されなかった。また、ウェイト材２０、ビード２１及びヘッド本体１０の間に明瞭な境界部は存在しなかった。
【００５５】
比較例１〜１１について、実施例１と同様の縦断面の観察を行ったところ、ウェイト材部、ビード部、及びヘッド本体の各組織には組織的な違いが認められた。また、ビード部、及びその周囲の結晶粒界への炭化物の析出が顕著に認められた。また、ビード部の組織は実施例１〜１１に比較して均一性に劣ることが認められた。
【００５６】
さらに各実施例及び比較例のゴルフクラブヘッド１につきゴルフ練習場にて、実打評価を行い、クラック（ひび割れ）等の発生の有無と、その後の錆の発生の有無を確認した。しかし、特にクラック（ひび割れ）等は発生せず、また、実打評価後、一週間後においても錆の発生は認められなかった。
【００５７】
以上の実施例及び各比較例のゴルフクラブヘッドを３５℃で湿度９０〜９５％の雰囲気中に置き、耐食性の試験をした。
【００５８】
以上の溶接部の観察結果並びに耐食試験結果を表２に併せて示す。
【００５９】
表２の通り、実施例１〜１５では、いずれも溶接部の観察結果及び耐食性は良好である。
【００６０】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によるとウェイト材の取り付けが容易且つ強固であり、耐久性も良好なゴルフクラブヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るゴルフクラブヘッドをソール側から見た斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】溶接前の図２と同一部分の断面図である。
【図４】別の実施の形態を説明する溶接前の断面図である。
【図５】実施例１のゴルフクラブヘッドの底面の写真である。
【図６】実施例１のゴルフクラブヘッドの縦断面の写真である。
【符号の説明】
１　ゴルフクラブヘッド
２　フェース部
３　クラウン部
４　ソール部
１０，１０’　ヘッド本体
１１　開口
１２　ストッパ部
２０　ウェイト材
２１　溶接金属（ビード）

Claims

中空のヘッド本体を有するゴルフクラブヘッドであって、
該ヘッド本体は、下向き面部分の少なくとも一部が金属製となっており、
該金属製部分にウェイト材が固着されているゴルフクラブヘッドにおいて、
該ウェイト材が該ヘッド本体に対し実質的に溶接のみにより取り付けられており、
該ヘッド本体に開口又は外面から凹陥する凹部が設けられ、該開口又は凹部に前記ウェイト材が係合され、該ウェイト材の外縁部が該開口又は凹部の内縁部に対し溶接されていることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
請求項１において、上記溶接は、ウェイト材の外縁と開口又は凹部の内縁部との間の隙間を埋めるビードを形成するものであることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
請求項２において、溶接はアーク溶接又はプラズマ溶接であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
請求項１ないし３のいずれか１項において、該ヘッド本体は全体が金属よりなることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
請求項１ないし４のいずれか１項において、該ヘッド本体の金属の比重が６．５〜８．５であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
請求項５において、該ヘッド本体の金属はステンレス鋼であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
請求項１ないし６のいずれか１項において、該ウェイト材は鋳造品よりなることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
請求項１ないし７のいずれか１項において、該ウェイト材が鉄・タングステン合金よりなることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
請求項８において、該鉄・タングステン合金の組成が
Ｆｅ　　４３〜５４重量％
Ｗ　　　２５〜３５重量％
Ｎｉ　　１３〜１９重量％
Ｃｕ　　　１〜　３重量％
よりなることを特徴とするゴルフクラブヘッド。