JP4563062B2 - 改良された打撃フェースを具備するメタルウッドクラブ - Google Patents

Description

この発明は改良したゴルフクラブヘッドに関する。より具体的には、この発明は反発係数が大きなゾーンを所定の配向に整合させた改良された打撃フェースを具備するゴルフクラブヘッドに関する。

ゴルフクラブの設計が複雑であることはよく知られている。クラブの各部品（すなわち、クラブヘッド、シャフト、ホーゼル、グリップ、それらの部品）の仕様はクラブの性能に直結する。したがって、設計仕様を変更することにより、特別な性能特徴を実現するように仕上げることができる。

クラブヘッドの設計は長く研究されてきた。クラブヘッドの設計においてより重要な配慮には、ロフト、ライ、フェースアングル、水平フェースバルジ、垂直フェースロール、フェースプログレッション、フェースサイズ、ソール湾曲、重心、材料選定、ヘッドの全重量がある。この基本的な一組の基準が一般にゴルフクラブエンジニアリングの焦点であるが、他のいくつかの設計側面も検討されなければならない。クラブヘッドの内部設計、例えばホーゼルの収容部、シャフトとの結合手段、クラブヘッドのフェースまたは本体の周辺ウェート、および中空クラブヘッド内のフィラーは、具体的な特徴を実現するために適合化できる。

ゴルフクラブヘッドはまたゴルフクラブとゴルフボールとの間の衝突の間に起こる衝撃の繰り返しに耐える強度を有しなければならない。この瞬間に起こる負荷により、ゴルフボールは重力の数オーダ倍の大きさの力をゴルフボールに与えることになる。このため、クラブフェースおよびボディは材料の破砕や降伏に起因する永久的な変形や決定的な損傷に抗するように設計されなければならない。チタン製の中空メタルウッドドライバのフェースの厚さは、均一で０．１０インチより厚く、これにより、クラブヘッドの構造上の一体性を確実にしている。

プレーヤは、最大距離および着地位置の正確性を実現する、メタルウッドドライブおよびゴルフボールの組み合わせを通常求めている。打撃後のボール飛距離は、ボールの並進運動速度の大きさおよび方向と、ボールの回転速度すなわちスピンとにより支配される。気圧、湿度、温度および風速を含む環境条件がさらにボールの飛びに影響を与える。しかしながら、環境の効果はゴルフ用品メーカのコントロールを越えている。ゴルフボールの正確な着地も多くの要素により決定される。こららの要素のうちのいくつかは、クラブヘッド設計例えば重心やクラブヘッドの柔軟性に起因する。

合衆国ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）すなわち合衆国におけるゴルフ規則の管理団体は、ゴルフボールの性能について仕様を持っている。これら性能仕様は、適合するゴルフボールのサイズおよび重量を規定する。１つのＵＳＧＡ規則は、所定の衝撃後のゴルフボールの初速度を２５０フィート／秒＋−２％（または２５５フィート／秒の最大初速度）に制限している。ゴルフボールの飛距離を大きくするために、この規則を満たしながら、衝撃後のボール速度およびボール・クラブ間衝撃の反発係数を最適化しなければならない。

一般に、環境による影響を無視すれば、ゴルフボールの飛距離はクラブヘッドによる衝撃の間にボールに加えられた全運動エネルギに左右される。衝突の際、運動エネルギはクラブから伝達されクラブヘッド中の弾性歪みエネルギとして、また、ボールの粘弾性歪みエネルギとして蓄積される。衝撃後、ボールおよびクラブに蓄積されたエネルギはボールおよびクラブの並進速度および回転速度の形で運動エネルギに変換されて戻される。衝突は完全には弾性的ではないので、エネルギの一部はクラブヘッドの振動やボールの粘弾性緩和に消費される。粘弾性緩和は、ゴルフボールに用いられるパリマー材料の材料特性である。

ボールの粘弾性緩和は寄生エネルギ源であり、これは変形率に依存する。この効果を最小化するために変形率を小さくする必要がある。これは、クラブフェースの衝突時の変形をより大きくすることにより実現できる。金属の変形は純粋に弾性的であろうから、クラブフェースに蓄えられた歪みエネルギは衝突の後にボールに戻り、この結果衝突後のボールの飛び出し速度を増加させる。

クラブフェースの許容変形を可変するために種々の手法を採用できる。これには、均一フェース肉薄化、剛性部材をリブとする薄肉フェース、可変厚さ、その他が含まれる。こられの設計は、十分な構造上の一体性を有して繰り返しの衝突にクラブフェースの永久的な変形を伴うことなく耐えるものでなくてはならない。また、一般に、慣用的なクラブヘッドでは、クラブのフェースの衝突位置に応じて反発係数が変化する。さらに慣用的なクラブの精度は衝突位置に著しく依存する。

Ｆ．ＷｅｍｅｒおよびＲ．Ｇｒｅｉｇの「Ｈｏｗ Ｇｏｌｆ Ｃｌｕｂｓ Ｒｅａｌｌｙ Ｗｏｒｋｓ ａｎｄ Ｈｏｗ ｔｏ Ｏｐｔｉｍｉｚｅ Ｔｈｅｉｒ Ｄｅｓｉｇｎ」、４章、ｐｐ１７−２１（２０００）は、ドライバクラブのフェース上の打撃点の分布は、長軸が高トウから低ヒールの方向に沿う楕円パターンに従うことを報告している。打撃点分布のサイズはゴルファーのハンディキャップに依存する。ハンディキャップが小さいプレーヤについては楕円分布がより小さく、ハンディキャップが大きなプレーヤについては楕円分布がより大きい。この著者は高トウから低ヒールの方向に整合する楕円外形打撃フェースを具備するゴルフクラブについて特許を取得している。１９９４年１１月に発行された特許第５，３６６，２２３号、「ドライバ用ゴルフクラブフェース」を参照されたい。しかしながら、ゴルフクラブヘッドの反発係数をボール総督パターンに整合させることは教示されていない。

この発明はシャフトのアタッチメントに適合化されたゴルフクラブヘッドに関する。ヘッドは打撃フェースと本体（ボディ）とを含む。打撃フェースは、少なくとも内部ゾーンおよび同心の中間ゾーンを含むような形状およびサイズを有する。内部ソーンは比較的大きな曲げ剛性を有し、中間ゾーンはより小さな曲げ剛性を有する。好ましくは、内部ゾーンは長軸および短軸を有する形状をしており、長軸は実質的に高ヒールから低トウへの方向に整合する。内部ゾーンは楕円形状でも良いし、実質的に平方四辺形でもよい。内部ゾーンと中間ゾーンとは同一の形状でも良いし、違う形状でも良い。

内部ゾーンおよび中間ゾーンのこのような構成により、高ヒールから低トウの方向に比較的高い曲げ剛性の領域が形成され、この結果、高トウから低ヒールの方向に大きな反発力を形成する。すなわち、この構成により、高トウから低ヒールの方向に沿って曲げ剛性の勾配が形成され、この方向に反発力または反発係数を加減するのに好ましい効果がもたらされる。反発係数が改善されたこの領域は有益なことにゴルファーの典型的なボール衝突パターンと一致する。

この発明のクラブヘッドは、最も小さなＣＯＲが当該計測ゾーン中のピークＣＯＲの少なくとも９３％であるような高ＣＯＲの計測ゾーンを画定する。計測ゾーンは０．５インチ×１．０インチの寸法の矩形により定義され、ＣＯＲ値は、矩形の角、辺の中点、および幾何学中心で測定される。計測ゾーンの幾何学中心は好ましくはクラブフェースの幾何学中心と一致する。

上述は、内部ゾーンに第１曲げ剛性を付与し中間ゾーンに第２曲げ剛性を付与することにより実現される。曲げ剛性は、ヤング率すなわち弾性係数（Ｅ）にゾーン厚さ（ｔ）の３乗を掛けたもの、すなわち、Ｅｔ^３により定義される。第１曲げ剛性は第２曲げ剛性よりもかなり大きい。この結果、ボール衝突時に、中間ゾーンがかなり変形してボールを推進させる。

１つの実施例では、第１曲げ剛性は少なくとも第２曲げ剛性の３倍である。他の実施例では、第１曲げ剛性は第２曲げ剛性の６から１２倍である。より好ましくは、第１曲げ剛性は２５０００ｌｂ−ｉｎより大きい。最も好ましくは、第１曲げ剛性は５５０００ｌｂ−ｉｎよりも大きい。好ましくは第２曲げ剛性は１６０００ｌｂ−ｉｎより小さい。より好ましくは、第２曲げ剛性は１００００ｌｂ−ｉｎより小さい。

曲げ剛性は、材料の特性と厚さに左右されるので、第１曲げ剛性および第２間が剛性の実質的な相違を実現するためにつぎのような手法を採用できる。（１）各部に異なる材料を用いる。（２）各部に異なる厚さを用いる。（３）各部に異なる材料と異なる厚さを用いる。

ゴルフクラブヘッドはさらに中間ゾーンとクラブの本体との間に周辺ゾーンを含んでも良い。１つの実施例においては、周辺ゾーンの曲げ剛性は、第２曲げ剛性の少なくとも３倍の大きさの第３曲げ剛性となる。

上で検討したクラブヘッドでは、内部ゾーン、中間ゾーン、および付加的な周囲ゾーンが、長軸および短軸を有する任意の形状、例えば、楕円、斜方形、ダイヤモンド形、１または複数の角が丸くされた他の四辺形等の形をとることができる。これらゾーンはまた実質的に平行四辺形でもよい。さらに、クラブヘッドの内部キャビティの容積を約１００立方センチメートルより大きくでき、より好ましくは、容積は約３００立方センチメートルより大きい。換言すれば、この発明に従うクラブヘッドはドライバクラブやフェアーウェイクラブとして採用できる。さらに、内部、中間および周囲ゾーンはそれぞれ異なる厚さとしても良い。

この発明の他の特徴は、クラブヘッドの重心を直交座標系に関連して配置する点である。直交座標系の原点は打撃フェースの幾何学中心に一致する。Ｘ座標は、打撃フェースの幾何学中心に接する位置の水平軸であり、クラブのヒール方向が正方向である。Ｙ軸はＸ軸と直交する他の水平軸であり、正方向はクラブの背面方向である。Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸と直交する垂直軸であり、正方向はクラブのクラウン方向である。重心は、好ましくは、フェースの幾何学中心より後ろ側でより低い位置にある。

１つの実施例においては、重心はＺ軸に沿って幾何学中心より約−０．０５０インチから約−０．１５０インチ離れており、より好ましくは約−０．１１０インチ離れている。重心は好ましくはＸ軸に沿って幾何学中心より約＋−０．０５０インチ離れており、より好ましくは約＋−０．０１５インチ離れている。重心は好ましくはＹ軸に沿って幾何学中心より約＋２．０インチ離れており、より好ましくは約＋１．３５インチ離れている。

打撃フェースはフェースインサートやフェースサポートを含んでも良い。フェースサポートはフェースインサートを収容するキャビティを画定する。打撃フェースはさらに少なくとも１つの側壁を有し、これがクラウンの部分ソールの部分をなしてもよい。好ましくは、内部ゾーンはフェースインサート上に位置し、中間ゾーンは部分的にフェースインサート上に位置し、部分的にフェースサポート上に位置するようにできる。

図１〜図５を参照すると、この発明のゴルフクラブヘッド１０の第１実施例が示される。クラブヘッド１０は、本体１４付きシェル１２、打撃フェース１６、トウ部１８、ヒール部２０、ソールプレート２２、ホーゼル２４、底部２６、クラウン部２８および背面部２９を有する。ソールプレート２２は、本体１４の底部２６の後退部３０（図５に示す）にフィットする。シェル１２およびソールプレート２２は内部キャビティ３１（図５に示す）を形成する。打撃フェース１６は外部表面３２および内部表面３４を有する。外部表面３２は一般的に外部溝（説明の便宜上省略している）を除いて平滑である。好ましくは、内部表面３４は膨出領域または窪み領域を含んで、打撃面の厚さを可変にする。この点は以下および図３Ａ〜３Ｄを参照して説明する。

ゴルフクラブシャフト（図示しない）はホーゼル２４に取り付けられシャフト軸ＳＨＡに沿って配置される。ホーゼルはクラブヘッドの底まで延びてもよく、また、ヘッドの頂部および底部の間の点で終端しても良い。ホーゼルはまた頂部と平坦に終端してもよいし、ヘッドのキャビティ内に延びても良い。

クラブヘッド１０の内部キャビティ３１は空洞で良く、また代替的には、発泡材または他の低比重材料を充填されても良い。内部キャビティ３１は好ましくは１００立方センチメートルより大きな容積を有し、より好ましくは３００立方センチメートルより大きな容積を有する。換言すれば、この発明に従うクラブヘッドはドライバクラブやフェアーウェイクラブとして採用できる。好ましくはこの発明のクラブヘッドの質量は１５０グラムより大きく、２５０グラムより小さい。

図１および図３−３Ｄを参照すると、フェース１６は、内部ゾーンまたは部分３６、この内部ゾーン３６に隣接する中間ゾーンまたは包囲部分３８、および付加的な周囲ゾーンまたは外側部分４０を含む。中間ゾーン３８は好ましくは内部ゾーン３６を包囲し、また、周囲ゾーン４０は好ましくは中間ゾーン３８を包囲する。内部ソーン３６は打撃面上の位置する切れ目のないゾーンであり、打撃フェースの幾何学中心（ＧＣ）を含む。図示のとおり、内部ゾーン３６およびその同心のゾーンは一般的に楕円形でありその長軸が高ヒールから低ソールの方向となっている。ここで用いられるように、用語「楕円」または「楕円的」は、識別可能は長軸および短軸を有する非円形を意味し、それに限定されないが、任意の四辺形、幾何学楕円、１または複数の角を丸くした四辺形、非対称楕円形を含む。また用語「同軸」は実質的に他の形状を丸く囲む、または、他の形状を包囲する形状を指す。「長軸」は、形状の周囲を横切ることなく２点すなわち始点と終点との間で引かれた線のうちの最も長いものと一致する軸と定義される。「短軸」は中心点付近で長軸と直交する。

内部部分３６の長軸はシャフト軸ＳＨＡに対して角度θを形成する。好ましくは、角度θは約１０°から約６０°の間であり、より好ましくは約２０°から約５０°の間であり、最も好ましくは約２５°から約４５°の間である。さらに、長軸と短軸の長さの比は好ましくは１．０より大きくより好ましくは約６．０より大きい

好ましくは、ゾーン３６、３８、４０は、打撃フェース１６内においてお互いに同心的である。内部ゾーン３６は第１厚さＴ_１を有する。中間ゾーン３８は第２厚さＴ_２を有する。第１厚さＴ_１は第２厚さＴ_２よりも大きい。典型的には、クラブヘッドが鋳造によるときには周囲ゾーン４０は中間ゾーン３８より厚い。代替的に、打撃フェースを鍛造しても良い。ただし、この発明は任意の製造手法に限定されない。Ｔ_１は約１．５ｍｍから約７．５ｍｍであってよく、Ｔ_２は約０．８ｍｍおよび約３．０ｍｍの間であってよい。好ましくは、第１厚さＴ_１は第２厚さＴ_２の約１．５倍から約４倍である。

ゾーン３６、３８、４０の厚さの関係を設定することにより各ゾーンの曲げ剛性に所定の関係ができるようにする。単一の材料例えばチタンやチタン合金のクラブの場合、最も厚い領域が最も曲げ剛性の大きな部分に相当する。各部の曲げ剛性（ＦＳ）は
ＦＳ＝Ｅ（ｔ^３）
で定義される。
ここでＥは当該部分の材牢の弾性率すなわちヤング率であり、ｔはその部分の厚さである。チタンのヤング率は約１６．５×１０^６ｌｂｓ／ｉｎ^２であり、厚さは典型的にはインチで測定される。なぜなら、ＦＳはこの出願ではｌｂ・ｉｎの単位を持つからである。

内部ゾーン３６は第１曲げ剛性ＦＳ_１を持つ。中間ゾーン３８は第２曲げ剛性ＦＳ_２を持つ。周囲ゾーン４０は第３曲げ剛性ＦＳ_３を持つ。各部の間の所定の関係は、第１曲げ剛性ＦＳ_１が第２曲げ剛性ＦＳ_２よりかなり大きく、また付加的に第３曲げ剛性ＦＳ_３が第２曲げ剛性ＦＳ_２よりかなり大きいというものである。好ましくは、第１曲げ剛性ＦＳ_１が少なくとも第２曲げ剛性ＦＳ_２の３倍より大きい。すなわち、（ＦＳ_１／ＦＳ_２）＞＝３である。上述の曲げ剛性の比が３より小さいとき内部ゾーンが衝突時に過剰な変形を維持し、クラブの精度を減少させる。さらに好ましくは、第１曲げ剛性ＦＳ_１は第２曲げ剛性ＦＳ_２の約６倍から約１２倍である。最も好ましくは、第１曲げ剛性ＦＳ_１は第２曲げ剛性ＦＳ_２の約８倍より大きい。好ましくは、第３曲げ剛性ＦＳ_３が少なくとも第２曲げ剛性ＦＳ_２の２倍より大きい。すなわち、（ＦＳ_３／ＦＳ_２）＞＝２である。

代替的には、曲げ剛性ＦＳ_１、ＦＳ_２、またはＦＳ_３は、好ましい比（ＦＳ_１／ＦＳ_２）＞＝３または（ＦＳ_３／ＦＳ_２）＞＝２が満たされる限り、２つの隣接ゾーンについて決定されても良い。

ゾーンの厚さＴ_１、Ｔ_２は図３Ａおよび図３Ｂに説明されるようにゾーン内では一定であってもよいし、図３Ｃおよび図３Ｄで説明されるようにゾーン内では可変であっても良い。ＦＳを決定するためには、厚さが変わると重みづけられた平均厚さが計算される。厚さが変わるときまたは材質が均一でないときのＦＳの決定については元の出願に記載があり、参照してここに含ませる。

クラブ１０（図３−３Ｄに示すように）においては、特定の弾性率の所定の材料を選定してゾーンの厚さを変えることにより上述の曲げ剛性の関係が達成されている。他の実施例においては、曲げ剛性の関係を、相互の材料を変えることにより各ゾーンが異なる弾性率を有し厚さが変化するようにして、達成することができる。この結果、各ゾーンの材料の弾性率に応じて各ゾーンの厚さは同一でもよく異なっても良い。また、構造リブ、補強プレートを用いて所望の曲げ剛性比を得て、厚さパラメータを得ることもできる。

数値の点では、第１曲げ剛性ＦＳ_１は２５０００ｌｂ−ｉｎより大きいことが好ましい。第１曲げ剛性が２５０００ｌｂ−ｉｎより小さいと内部領域の過剰な変形が衝突時に起こり、精度が減少する。より好ましくは、第１曲げ剛性ＦＳ_１は５５０００ｌｂ−ｉｎより大きいことが好ましい。好ましくは第２曲げ剛性ＦＳ_２は１６０００ｌｂ−ｉｎより小さい。第２曲げ剛性が１６０００ｌｂ−ｉｎより大きくなると、得られるボール速度が減少する。より好ましくは第２曲げ剛性ＦＳ_２は１００００ｌｂ−ｉｎより小さく、最も好ましくは７０００ｌｂ−ｉｎより小さい。

図３を参照すると、内部ゾーン３６の面積は外部表面領域３２の約１５％から約６０％の間であることが好ましい。フェース領域の割合は、各ゾーン３６、３８、４０の面積を外部表面３２の面積で割ることにより計算される。外部表面３２のフェース領域はゾーン３６、３８、４０のトータルの面積と等価であることに留意されたい。内部ゾーン３６がトータルフェース領域の１５％より小さいときには、精度が減少するであろう。内部部分３６がフェース領域３２の６０％より大きいときには反発係数が減少するであろう。

図１を参照すると、クラブヘッド１０は、さらに、クラブヘッドの重心が、中心が打撃フェース１６上に位置し、フェース１６の可科学中心ＧＣと一致する直交座標系と所定の関係を有するように製造されている。打撃フェース１６は垂直中心線ＶＣＬおよびこれと直交する水平中心線ＨＣＬを含む。打撃フェース１６の幾何学中心ＧＣは中心線ＶＣＬ、ＨＣＬの交点に位置する。ＶＣＬおよびＨＣＬは、以下で説明するように、直交座標系のＸ軸およびＺ軸と同軸である。好ましくは、内部ゾーン３６のＧＣは打撃フェース１６のＧＣから約０．１０インチより小さい距離だけ離間されており、より好ましくは約０．０５より小さい距離、最も好ましくは、０．０２５インチより小さい距離だけ離間されている。内部ゾーン３６のＧＣは打撃フェースのＧＣと一致して良い。内部ゾーン３６のＧＣはゾーンの長軸と短軸の交点として定義できる。

当該直交座標系は、打撃フェースの幾何学中心と原点が一致するものとして定義される。打撃フェースは直線的な面ではなく、バルジおよびロールの半径により曲線的な面である。Ｘ軸は打撃フェースの幾何学中心に接する水平な線であり、正方向はクラブのヒール方向である。Ｙ軸はＸ軸と直交する他の水平な線であり、正方向はクラブの背面方向である。Ｚ軸はＸ軸およびＹ軸と直交する垂直な線であり、正方向はクラブのクラウン方向である。

クラブヘッドを平坦な面に載置したとき（自然のロフト角で）、重心は好ましくはフェースの幾何学中心よりも下方に位置する。１つの実施例においては、クラブヘッド１０の重心はＺ軸に沿って幾何学中心より約−０．０５０インチから約−０．１５０インチ離れており、より好ましくは約−０．１１０インチ離れている。重心は好ましくはＸ軸に沿って幾何学中心より約＋−０．０５０インチ離れており、より好ましくは約＋−０．０１５インチ離れている。重心は好ましくはＹ軸に沿って幾何学中心より約＋２．０インチ離れており、より好ましくは約＋１．３５インチ離れている。

そのようなクラブヘッドの重心はクラブヘッドの形状や寸法を制御してまたソールプレートまたはクラブヘッドに所定のウェートを付加して制御して実現できる。他の知られているウェート操作を用いて上述のようにこの発明の重心位置を実現できる。

図６はこの発明の他の実施例を示している。中央ゾーン３６は全般的に平方四辺形であり、対向する辺が全般的に平行であり、隣接する辺の角度が丸められている。より具体的には、中央ゾーン３６の鋭角αは好ましくは４０°および８５°の間である。さらに、中央ゾーン３６の長軸は図示のとおりＨＣＬに対して角度βをなし、これは好ましくは５°および４５°の間である。長軸は平行四辺形の２つの鋭角を結んだ線である。上述した実施例と同様に、中間ゾーン３８が中央ゾーン３６を囲み、ゾーン３６、３８の相対厚さおよびＦＳの比は上述で説明した関係を満たす。

図７に示すように、中央ゾーン３６は楕円でもよい。ただし、中間ゾーン３８は全体的に平行四辺形である。逆に、中央ゾーン３６が全体的に平行四辺形で、中間ゾーン３８が平行四辺形でも良い。さらに、図示の通り中央ゾーン３８の幅が変化しても良い。

この発明の他の側面によれば、打撃フェース１６は図８に示すようにフェースインサート４２およびフェースサポート４４を含んでも良い。この実施例では、打撃フェース１６は分割線４６によりクラウン２８、トウ１８、ソール２２およびヒール２０と区別される。中央ゾーン３６は好ましくはフェースインサートの後ろ側に配置され、図示のように、全体として平行四辺形となっている。中間ゾーン３８は３８_１、３８_２で示されるように部分的にフェースインサート４２に接し、部分的にフェースサポート４８に接して配置される。移行ゾーン３７はその厚さが変化し中央ゾーン３６おおび中間ゾーン３８の間に配置される。好ましくは、中央ゾーン３６の厚さは、移行ゾーン３７によって中間ゾーン３８の厚さより薄いものにされる。これにより、厚さが急激に変化することに起因してボールの衝突時にもたらされるいずれの部分の応力・歪みを減少させることができる。フェースサポート４４は孔部４８を画定し、これはリム５０によって境界付けられる。フェースインサート４２はリム５０またはその周囲を溶接することによりフェースサポート４４に固着される。この実施例のＦＳ比を決定するために内部ゾーンのＦＳ_１はゾーン３６およびゾーン３７の双方を含む。

この発明の他の側面によれば、フェースインサートは１または複数の側壁を含んでもよく、側壁はクラウンやソールの一部を形成してもよい。図９に示すように、フェースインサート５２は中央ゾーン３６、移行ゾーン３７、中間ゾーン３８の部分、部分的なクラウン部分５４および部分的なソール部分５６を含む。クラブヘッド１０はこのようにしてフェースインサート５２を収容する大きさ・形状のキャビティ５８を画定する。フェースインサート５２は好ましくはクラブヘッド１０に溶接される。フェースインサート５２はフェースサポート６０とともに打撃フェース１６を構成する。図８の実施例と同様に、中間ゾーン３８は３８_１、３８_２で示され、部分的にフェースインサート５２と接し部分的にフェースサポート６０と接する。

［例］
この例では、打撃フェースはつぎの構成とする。中央ゾーン３６は図１０（ａ）に示すように実質的に平行四辺形である。長軸の測定値は約３インチであり、短軸は約０．７５インチであり厚さＴ_１は約０．１２０インチである。中央ゾーン３６は同心の移行ゾーン３７を有し、これは中央ゾーン３６と類似形状である。中間ゾーン３８は中央ゾーンおよび移行ゾーンを囲み、その厚さＴ_２は０．０８０インチであり、フェース打撃領域の残りの部分を含む。この例では周囲ゾーン４０は含まれていない。ゾーン３６の長軸は実質的にゾーン３８の長軸と一致し、これら長軸はシャフト軸と約５０°の角度θをなす。さらに、ゾーン３６および３７はトータルフェース表面面積の約１８％を含む。単一の一様な材料、例えば、ヤング率（Ｅ）が約１６．５×１０^６ｌｂｓ／ｉｎ^２のチタン合金が用いられる。この例では、（ＦＳ_１／ＦＳ_２）の比は３．４である。ただし、ＦＳ_１がゾーン３６および３７の双方を含み、ＦＳ_２がゾーン３８を含む。

テスト結果は、有限要素解析モデルを含む計算機手法を用いて生成された。コンピュータモデルにおいて以下の仮説を用いた。すなわち、クラブヘッドロフトが９°、クラブヘッド質量が１９５グラム、クラブヘッド材料が６ＡＬ−４Ｖ チタン合金である。このモデルで用いたゴルフボールはツーピースのソリッドボールであった。有限要素戻るはボール打ち出し条件を予測するために用い、軌道モデルは距離および着地領域を予測するために用いた。クラブの反発係数（ＣＯＲ）テスト用に用いる衝撃条件は、ＵＳＧＡのゴルフ規則、得に、１９９９年２月８日付の規則４−１ｅ付録ＩＩ第２版に準拠した。

反発係数（ＣＯＲ）の分布を、図１０（ｂ）および図１０（ｃ）に示す。線は輪郭線を示す。これはトポロジ図や天気図の輪郭線と類似なものであり、ＣＯＲが一定の線を示す（以下ではｉｓｏ−ＣＯＲ、等ＣＯＲ線と呼ぶ）。最も内側の輪郭線は打撃フェース上の最も大きなＣＯＲ領域を示し、外側の輪郭線は打撃フェース上のより小さなＣＯＲ領域を示す。図１０（ｂ）は、均一厚さの従来のゴルフクラブの等ＣＯＲ輪郭線を示し、図１０（ｃ）はこの例で説明した発明のクラブの等ＣＯＲ輪郭線を示す。

ＣＯＲすなわち反発係数は、ボールの反発力を計測する１つの手法である。ＣＯＲは接近時の速度に対する離反時の速度の比である。このモデルでは、したがって、ＣＯＲはつぎの式を用いて定義された。
（Ｖ_{ｃｌｕｂ−ｐｏｓｔ}−Ｖ_{ｂａｌｌ−ｐｏｓｔ}）／（Ｖ_{ｃｌｕｂ−ｐｒｅ}−Ｖ_{ｂａｌｌ−ｐｒｅ}）
ここで、
Ｖ_{ｃｌｕｂ−ｐｏｓｔ}は衝突後のクラブの速度を表す。
Ｖ_{ｂａｌｌ−ｐｏｓｔ}は衝突後のボールの速度を表す。
Ｖ_{ｃｌｕｂ−ｐｏｓｔ}は衝突前のクラブの速度を表す（ＵＳＧＡのＣＯＲ条件ではゼロの値）。
Ｖ_{ｂａｌｌ−ｐｒｅ}は衝突前のボールの速度を表す。

ＣＯＲは一般的に衝突物体の形状および特性に左右される。完全に弾性的な衝突ではＣＯＲは１になり、エネルギ損失はゼロである。非弾性的な、または完全に塑性的な（ｐｌａｓｔｉｃ）衝突ではＣＯＲはゼロとなり、衝突した物体は衝突後に離反せず、エネルギ損失が最大になる。この結果、大きなＣＯＲ値がより大きなボール速度と距離をもたらすことを意味する。

計算機解析により生成された等ＣＯＲ輪郭線を、当該技術分野で典型的に用いられているように、０．５インチ×１．０インチの寸法の矩形内で示す。この矩形内において、発明のクラブでは比較的大きく均一なＣＯＲが得られた。このＣＯＲ値は矩形の８つの点で測定されている。すなわち、矩形の角、辺の中点、矩形の幾何学中心である。さらに、矩形の計測ゾーンの幾何学中心は好ましくはクラブの打撃フェースの幾何学中心と一致させる。この例では、計測ゾーンの最も小さなＣＯＲは０．８２８であり、最大値は０．８６５である。この発明によれば、最も小さなＣＯＲは最大ＣＯＲの９３％以内である、この利点により、実質的に均一なＣＯＲと大きな「スイートスポット」を持つ打撃フェースを提供できる。

図１０（ｂ）に示す従来のクラブの等ＣＯＲ輪郭線は実質的に楕円パターンを従う。さらに、最も大きなＣＯＲ値を持つ、最内の等ＣＯＲ輪郭線の中心は矩形の計測ゾーンの幾何学中心からずれている。これら輪郭の長軸は実質的に水平である。

この発明のクラブの等ＣＯＲ輪郭線も、図１０（ｃ）に示すように、楕円パターンに従う。パターンの長軸は打撃フェースの水平中心線ＨＣＬと一致しない。テスト結果によれば、等ＣＯＲ輪郭線パターンの長軸はＨＣＬに対して角度δをなす。角度δは少なくとも５°であり、より好ましくは７°であり、高トウから低ヒールの方向である。最も大きなＦＳの中央ゾーン３６の長軸は実質的に高ヒールから低トウに向かうが、等ＣＯＲ輪郭線の長軸は実質的に異なる方向、すなわち、高トウから低ヒールに向かう。これは、有利なことに、上述した、ゴルファーの打撃フェース上の打撃位置分布と合致する。さらに、最内の等ＣＯＲ輪郭線の中心は矩形の計測ゾーンの幾何学中心により近く、より大きな最大ＣＯＲ値をもたらす。

特定の理論に限定されることなく、本件の発明者は、厚さが大きいまたは高ＦＳの楕円領域が打撃フェースの中心または近傍にあり厚さが薄いまたは低ＦＳの領域がこれを包むとき、等ＣＯＲ輪郭線が、その等輪郭線の長軸が当該厚さが大きいまたは高ＦＳの楕円領域の長軸と所定の角度をなすような楕円形上を一般的に形成することを発見した。内部ゾーンおよび中間ゾーンのこのような構成により、高トウから低ヒールに向かう方向に高反発力のゾーンを形成する高ヒールから低トウに沿う比較的大きな曲げ弾性の領域を形成することができる。換言すれば、この構成では、高トウから低ヒールに向かって曲げ剛性の勾配を付けることができ、この方向に反発力または高反発係数を付与することができる。改善された反発係数のかかる領域は、有益なことに、典型的なゴルファーの打撃フェース上のボール打撃パターンと一致する。

今までこの発明の種々に説明してきたが、各実施例の種々の特徴は単独でも組み合わせても利用できることは明らかである。したがって、この発明は、ここで説明された具体的な好ましい実施例のみに限定されるべきでないことは明らかである。さらに、この発明の趣旨や範囲内においてこの発明が属する分野で習熟した知識を有する者が変形や変更を行なえることは明らかである。例えばフェースや個々のゾーンにおいてステップ状にまたは連続的に厚さが変化しても良い。他の変更例では、隣接する中間ゾーンよりも厚いまたは薄い周囲ゾーンを用いても良い。さらに、中央、中間および周囲ゾーンの形状は上述した形状に限定されない。したがって、この発明の趣旨及び範囲を逸脱することのなくここに示された開示内容に従って当技術分野に通じた者が容易に臨機応変になすことができるすべての変更はこの発明の他の実施例として含まれる。この発明の範囲は特許請求の範囲により規定される。

この発明のゴルフクラブヘッドの実施例のトウ側の正面斜視図である。 図１のゴルフクラブヘッドのヒール側の背面斜視図である。 図１のゴルフクラブヘッドの証明図である。 図１のゴルフクラブヘッドの線３Ａ−３Ａに沿うフェースの断面図である。 図１のゴルフクラブヘッドの線３Ｂ−３Ｂに沿うフェースの断面図である。 図３Ａの代替例の断面図である。 図３Ｂの代替例の断面図である。 図１のゴルフクラブヘッドの平面図である。 図１のゴルフクラブヘッドの底面斜視図である。 実質的に平行四辺形の形状の内部ゾーンおよび中間ゾーンの説明図である。 実質的に平行四辺形および楕円の形状の内部ゾーンおよび中間ゾーンの説明図である。 この発明の他の実施例の正面分解図である。 この発明の他の実施例の正面分解図である。 この発明の比較例の結果を、従来のゴルフクラブヘッドおよびこの発明の実施例の等ＣＯＲ輪郭線を比較して説明する図である。

Claims (8)

1. フェースインサートと、
   フェースサポートとを有し、
   これらフェースインサートおよびフェースサポートが打撃フェースを形成し、
   上記打撃フェースは、全体として平行四辺形の形状を有する内部ゾーンと、その回りに配された上記内部ゾーンより薄い中間ゾーンとを有し、
   上記内部ゾーンは、高ヒールから低トウの方向に実質的に沿う長軸を伴い、第１の曲げ剛性を有し、さらに、上記中間ゾーンは第２の曲げ剛性を有し、
   上記第１の曲げ剛性は上記第２の曲げ剛性より大きく；上記第２の曲げ剛性よりも大きな上記第１の曲げ剛性を有し、上記高ヒールから低トウの方向に実質的に沿う長軸を伴う、上記内部ゾーンは、上記打撃フェースの、高トウから低ヒールの方向に実質的に沿う、典型的なボール打撃分布パターンの領域の反発係数がその周囲の反発係数より大きくなるようになし；上記平行四辺形の形状を有する上記内部ゾーンの長軸は上記クラブヘッドのシャフト軸に対して２０°から５０°の間の第１の角度をなすことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 上記フェースサポートは上記フェースインサートを収容する大きさと形状にされたキャビティを画定する請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
3. 上記キャビティは上記打撃フェースに接して配置される請求項２記載のゴルフクラブヘッド。
4. 上記ゴルフクラブヘッドが上記フェースインサートを収容する大きさと形状にされたキャビティを画定する請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
5. 上記フェースインサートは少なくとも１つの壁部を有する請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
6. 上記少なくとも１つの壁部は部分的にクラウン部分をなす請求項５記載のゴルフクラブヘッド。
7. 上記少なくとも１つの壁部は部分的にソール部分をなす請求項５記載のゴルフクラブヘッド。
8. 上記第１の角度は２５°から４５°の間である請求項１記載のゴルフクラブヘッド。

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