JP2004041707A - ゴルフクラブヘッド - Google Patents
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Abstract
【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
【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 (9)
- 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。
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