JP4871006B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、金属材料からなるヘッド本体と、繊維強化樹脂からなるクラウン部材とが固着されたゴルフクラブヘッドに関し、詳しくは両部材の接合部での耐久性を向上しうるゴルフクラブヘッドに関する。
近年、金属材料と繊維強化樹脂とで構成されたいわゆる複合タイプの中空ゴルフクラブヘッドが提案されている。例えば、下記特許文献1には、図11に示されるように、クラウン部に開口部が設けられた金属材料からなるヘッド本体bと、前記開口部に配されてこれを閉じる繊維強化樹脂からなるクラウン部材cとを含むゴルフクラブヘッドdが開示されている。
上記クラブヘッドdは、クラウン部材cの小さい比重により、クラウン部から大きな重量マージンを捻出することができる。そして、この重量マージンを適所に配分することによって、例えばヘッド重心をより低く位置させること等が可能となる。このように、複合タイプのクラブヘッドでは、重心設計の自由度が大幅に高められる。
特開平2005 296626号公報
ところで、クラブヘッドでボールを打撃した場合、ボールと直接接触するフェース部のみならず、該フェース部と繋がっているクラウン部においても大きな応力が生じる。特に、上述のようにクラウン部の開口部がクラウン部材で閉じられた複合タイプのクラブヘッドdでは、クラウン部材とヘッド本体とのフェース部側の境界部jにおいて剛性差が生じるため、この部分に応力が集中し易く、ひいては境界部j付近が耐久面でのウイークポイントになっている。
発明者らは、クラブヘッドでボールを打球した際、クラウン部は上向き(ヘッド外方)に凸となる弾性変形が生じ、この変形の都度、前記境界部に大きな応力が負荷されていることを知見した。そして、このような応力を低減させるためには、境界部付近を形成するクラウン部の外面の半径を、その前後の曲面の半径よりも大きくすることが有効であることを知見した。
以上のように、本発明は、前記境界点を中心とした境界点近傍領域の外面形状を限定すること等を基本として、両部材の接合部での耐久性を向上しうるゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
本発明のうち請求項1記載の発明は、ボールを打球するフェースを前面に有するフェース部と、前記フェースの上縁からバックフェース側にのびてヘッド上面を形成するクラウン部とを含み、かつ内部に中空部が設けられたヘッド体積が360〜470cm であるウッド型のゴルフクラブヘッドであって、金属材料からなりかつ前記クラウン部に開口面積が20〜80cm である開口部が設けられたヘッド本体と、前記開口部に配されて該開口部を閉じる繊維強化樹脂からなるクラウン部材とを含み、かつ規定のライ角及びロフト角で水平面に置かれた基準状態において、前記クラウン部材の最もフェース側の位置を通りかつヘッド前後方向と平行な垂直面でのヘッド切断面における前記クラウン部の外面は、前記フェースの上縁からヘッド後方に10〜50mmを隔てた位置に前記ヘッド本体とクラウン部材とのフェース側の境界点を有し、かつ前記クラウン部の外面のフェース側の境界点を中心としたヘッド前後方向の18mmの領域である境界点近傍領域は、上に向かって凸となる滑らかな曲線で形成されるとともに、下記の関係を満足することを特徴とする。
Rc>Rf1 かつ Rc>Rb1。
ここで、前記”Rc”は、前記フェース側の境界点、該フェース側の境界点からヘッド前側に3.0mmを隔てる第1の前側点及び前記フェース側の境界点からヘッド後側に3.0mmを隔てる第1の後側点との3点を通る単一円弧からなる中間円弧の半径とする。また前記”Rf1”は、前記フェース側の境界点、前記第1の前側点及び前記第1の前側点からヘッド前側に3.0mmを隔てる第2の前側点の3点を通る単一円弧からなる第1の前側円弧の半径とする。さらに、前記”Rb1”は、前記フェース側の境界点、前記第1の後側点及び前記第1の後側点からヘッド後側に3.0mmを隔てる第2の後側点の3点を通る単一円弧からなる第1の後側円弧の半径とする。
また請求項2記載の発明は、前記境界点近傍領域は、下記の関係を満足することを特徴とする請求項1記載のゴルフクラブヘッドである。
Rf1>Rf2 かつ Rb1>Rb2
ここで、前記”Rf2”は、前記第1の前側点、前記第2の前側点及びこの第2の前側点からヘッド前側に3.0mmを隔てる第3の前側点の3点を通る単一円弧からなる第2の前側円弧の半径である。また、前記”Rb2”は、前記第1の後側点、前記第2の後側点及びこの第2の後側点からヘッド後側に3.0mmを隔てる第3の後側点の3点を通る単一円弧からなる第2の後側円弧の半径である。
また請求項3記載の発明は、前記半径の比(Rc/Rf1)及び(Rc/Rb1)は、1.02〜2.00である請求項1又は2記載のゴルフクラブヘッドである。
また請求項4記載の発明は、前記半径の比(Rf1/Rf2)及び(Rb1/Rb2)は、1.02〜2.00である請求項2記載のゴルフクラブヘッドである。
また、請求項5記載の発明は、前記境界点近傍領域は、その曲率半径が、前記境界点からヘッド前側及びヘッド後側に向かってそれぞれ連続して小さくなる請求項1乃至4のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドである。
請求項1記載の発明は、クラウン部の外面において、フェースの上縁からヘッド後方に少なくとも10mmを隔てた位置にヘッド本体とクラウン部材とのフェース側の境界点を有する。従って、前記境界点をフェースの上縁からヘッド後方に遠ざけることができ、ひいては前記境界点に作用する打球時の衝撃応力を軽減できる。
また、前記クラウン部の外面のフェース側の境界点を中心としたヘッド前後方向の18mmの領域である境界点近傍領域は、上に向かって凸となる滑らかな曲線で形成されるとともに、下記の関係を満足する。
Rc>Rf1 かつ Rc>Rb1
ここで、前記Rcは、前記境界点を中心とするその前後3.0mmの範囲の曲面の半径を、また前記Rf1は、前記境界点から前方6.0mmの範囲の曲面の半径を、さらに前記Rb1は、前記境界点から後方6.0mmの範囲の曲面の半径をそれぞれ近似的に表す。そして、上述のように、両側の半径Rf1及びRb1を、半径Rcよりも小さくすることにより、境界点の前後の曲率の大きい部分に応力を分散させ、ひいては境界点に作用する応力ないし歪を低減しうる。
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図1は本実施形態のゴルフクラブヘッド(以下、単に「ヘッド」又は「クラブヘッド」ということがある。)1の基準状態の斜視図、図2はその平面図、図3は図2のA−A拡大断面図、図4はクラブヘッド1の分解斜視図をそれぞれ示している。
本実施形態のヘッド1は、ボールを打球する面であるフェース2を有するフェース部3と、前記フェース2の上縁2aからバックフェースBF側にのびてヘッド上面を形成するクラウン部4と、前記フェース2の下縁2bに連なりかつバックフェースBF側にのびてヘッド底面を形成するソール部5と、前記クラウン部4とソール部5との間を継ぎかつ前記フェース2のトウ側縁2cからバックフェースBFを通りヒール側縁2dにのびるサイド部6と、クラウン部4のヒール側に設けられかつシャフト(図示せず)の一端が装着されるシャフト差込孔7aを有するホーゼル部7とを具える。また、クラブヘッド1は、図3に示されるように、内部に中空部iが設けられた中空構造をなし、本実施形態ではドライバー(#1)又はフェアウェイウッドといったウッド型のものが示される。
ここで、前記クラブヘッド1の基準状態とは、前記シャフト差込孔7aの軸中心線CLを任意の垂直面VP1内に配しかつ水平面HPに対してそのライ角で傾けるとともに、フェース2を前記垂直面VP1に対してそのロフト角(リアルロフト角であって、以下同じである。)で傾けてヘッド1を水平面HPに接地させた状態とする。そして、本明細書中で特に断りがない場合、ヘッド1は、基準状態に置かれているものとして説明される。
また、ヘッド前後方向とは、図2に示されるように、ヘッド重心Gからフェース2に立てた法線Nを水平面HPに投影して得られる直線と平行な方向Fbとし、ある任意の点からの相対的なものとしてフェース2側を前方(又は前側)とし、かつ、バックフェースBF側を後方(又は後側)とする。なお、前記法線Nとフェース2との交点SSは、スイートスポットと呼ばれる。
また、ヘッド幅方向とは、前記水平面HPにおいて前記ヘッド前後方向と直角な方向と平行な方向とする。
前記クラブヘッド1は、360cm3 以上であるが、より好ましくは380cm3 以上の体積を有するものが望ましい。このような大きな体積は、ヘッド1の慣性モーメントや重心深度を大きくするのに役立つ。他方、クラブヘッド1の体積が大きすぎても、ヘッド重量の増加、スイングバランスの悪化、耐久性の低下及びゴルフ規則違反等の問題があるため、470cm3 以下とし、より好ましくは460cm3 以下が望ましい。
また、クラブヘッド1の全重量は、スイングバランスなどを考慮し、好ましくは170g以上、より好ましくは180g以上が望ましく、他方、上限については、好ましくは250g以下、より好ましくは240g以下、とりわけ、ドライバーヘッドの場合には、200g以下が望ましい。クラブヘッド1の全重量が小さすぎると、スイング中にヘッドの重みが感じられ難く、タイミングが取り難くなるなるとともに、反発性が低下し飛距離が小さくなる傾向がある。逆にヘッドの全重量が大きくなりすぎると、クラブが振り切れなくなり、飛距離や方向安定性が悪化しやすい。
またクラブヘッド1は、金属材料からなりかつクラウン部4に開口部Oが設けられたヘッド本体1Aと、前記開口部Oに配されて該開口部Oを閉じる繊維強化樹脂からなるクラウン部材1Bとを含み、これらが接合されて構成されている。
前記ヘッド本体1Aを形成する金属材料としては、特に限定されないが、好ましくはステンレス鋼、マルエージング鋼、純チタン又はチタン合金等が望ましい。
本実施形態において、前記開口部Oは、クラウン部4からはみ出すことなくその領域の中に収められている。これにより、本実施形態のヘッド本体1Aは、図4に示されるように、前記フェース部3、前記ソール部5、前記サイド部6、前記ホーゼル部7及びクラウン部4において開口部Oの周りを形成するクラウン縁部10とを有する。ただし、開口部Oは、例えばクラウン部4とサイド部6とを跨るように設けられていても良いのは言うまでもない。
このようなヘッド本体1Aは、鍛造や鋳造、さらには圧延材等の2以上の曲げ加工品等を接合して作ることができるが、好ましくは各部が予め一体に形成された一つの鋳造品(より詳しくはロストワックス精密鋳造品)で形成されるのが望ましい。これによって、ヘッド1の生産性が向上する。
前記開口部Oの輪郭形状は特に限定されないが、応力の集中などを防止するために、本実施形態のように、クラウン部4の輪郭にほぼ沿うような滑らかな曲線で形成されたものが望ましい。また、開口部Oは、比重の小さい繊維強化樹脂からなるクラウン部材1Bで閉じられるので、その面積に依存してクラウン部4の重量を減じ得る。従って、クラウン部4から十分な重量マージンを得るために、開口部Oの面積は、20cm2 以上であるが、より好ましくは40cm2 以上、さらに好ましくは50cm2 以上が望ましい。他方、クラウン部4での耐久性を確保するために、開口部Oの面積は、80cm2 以下とし、より好ましくは70cm2 以下が望ましい。なお、開口部Oの面積は、図2に示されるように、基準状態のヘッド1の平面視において水平面HPに投影された開口面積として計算される。
図3に示されるように、前記クラウン縁部10は、実質的にクラウン部4の外面4a(仕上がり面)を形成する主部11と、前記外面4aからステップ状に凹んで設けられるとともにクラウン部材1Bの内面1Biかつ周縁部と重ねられてこれを支える受け部12とを含む。なおクラウン部材1Bの内面1Biとは、ヘッド1の中空部i側を向く面とする。
本実施形態において、前記主部11及び受け部12は、いずれも開口部Oの周りを環状に連続して設けられる。これにより、クラウン部材1Bの周縁1Beをヘッド1のクラウン部4とサイド部6との稜線部分から遠ざけ、前記周縁1Beへの応力集中を防止するのに役立つ。
前記受け部12は、前記主部11の外面からのステップ量(凹み量)が最適化されることにより、その上で支持されるクラウン部材1Bと前記主部11との各外面を面一に仕上げるのに役立つ。これは、後の研磨等による表面仕上げ工程を簡略化し、生産性を高める。
ヘッド1の低重心化を効果的に図るためには、クラウン部材1Bと重なり合う受け部12の幅RW(図2に示されるように、開口部Oの縁と直交する方向に測定される。)は、好ましくは10.0mm以下、より好ましくは5.0mm以下、さらに好ましくは3.0mm以下が望ましい。他方、前記幅RWが小さくなりすぎると、クラウン部材1Bと受け部12との接合面積が減少し、接合強度が低下するおそれがある。このような観点より、前記幅RWは、好ましくは1.0mm以上、より好ましくは2.0mm以上、さらに好ましくは2.5mm以上が望ましい。なお受け部12の前記幅RWは、一定でも良いしまた変化しても良い。
また、前記クラウン部4の耐久性及びヘッド本体1Aの成型性等を確保するために、前記主部11の厚さt1(図7に示す)は、好ましくは0.50mm以上、より好ましくは1.0mm以上、さらに好ましくは1.5mm以上が好ましい。他方、該主部11の厚さt1が大きくなると、クラウン部4の重量が大きくなる傾向があるので、好ましくは2.0mm以下、より好ましくは1.7mm以下が望ましい。
同様に、前記受け部12の厚さt2が小さすぎると、強度が不足して破損や変形が生じるおそれがあり、逆に大きすぎると、クラウン部4において十分な重量マージンを得ることができない。このような観点より、前記受け部12の厚さt2は、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは0.5mm以上、さらに好ましくは0.7mm以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは1.0mm以下が望ましい。
前記クラウン部材1Bは、マトリックス樹脂とその補強材である繊維との複合材料であって、金属材料に比べて非常に小さな比重を持ち得る。従って、クラウン部4の一部を繊維強化樹脂からなるクラウン部材1Bで構成することにより、ヘッド上部側で大きな重量削減効果が得られる。削減された重量は、先に述べた通り、ヘッド本体1Aの大型化や、ヘッド重心Gの位置の調整に用いられる等、重量配分設計の自由度が高められる。
前記マトリックス樹脂としては、特に限定はされないが、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂や、ナイロン樹脂、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられる。前者のマトリックス樹脂は安価でかつ繊維との接着性も良くかつ成形時間も比較的短い点で好ましい。また補強材としての繊維も特に限定はされないが、例えば炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維又はポリフェニレンベンズオキサゾール樹脂繊維(PBO繊維)といった有機繊維や、アモルファス繊維又はチタン繊維等の金属繊維などを用いることができ、とりわけ比重が小さくかつ引張弾性率の大きい炭素繊維が好ましい。
繊維の弾性率については特に限定されないが、小さすぎるとクラウン部材1Bの剛性を確保できず耐久性が低下する傾向があり、逆に大きすぎるとコストを上昇させるほか引張強度を低下させる傾向がある。このような観点より、繊維の弾性率は、50GPa以上、より好ましくは100GPa以上、さらに好ましくは150GPa以上、特に好ましくは200GPa以上が望ましく、上限については好ましくは450GPa以下、より好ましくは350GPa以下が望ましい。また繊維の弾性率は引張弾性率であって、JIS R7601の「炭素繊維試験方法」に準じて測定された値とする。また2種以上の繊維が含まれている場合には、下記式(1)で表されるように、それぞれの繊維の弾性率を、その重量比で重み付けして計算した平均弾性率とする。
平均弾性率=Σ(Ei・Vi)/ΣVi (i=1,2…)
(ここで、Eiは繊維iの弾性率、Viは繊維iの総重量とする。)
また、クラウン部材1Bは、種々の方法で成形しうる。例えば未硬化ないし半硬化状態のプリプレグシートの複数枚を重ね合わせた積層体を、金型等の中で熱と圧力とを作用させて所望の形状に成形しかつ硬化させることでクラウン部材1Bを作ることができる。そして、成形されたクラウン部材1Bは、前記開口部Oの受け部12に配され例えば接着剤等によりヘッド本体1Aと一体に接合される。
また、クラウン部材1Bは、例えば図5に示されるように、いわゆる内圧成形法を用いて成形することもできる。内圧成形法は、図5(A)に示されるように、先ずヘッド本体1Aの前記開口部Oに、該開口部Oを覆うように1ないし複数枚のプリプレグシート14を配することによりヘッド基体20が予備形成される。またプリプレグシート14と受け部12との間には、例えば熱硬化型の接着剤や樹脂プライマーなどが予め塗布される。これにより、ヘッド基体20において両部材の位置ずれ等を防ぎ、ひいては成形精度が高められる。
予備成形されたヘッド基体20は、例えば一対の分離可能な上型21a及び下型21bからなる金型21に投入される。ただし、前記予備成形は、例えば下型21bにヘッド本体1Aを装着した状態で行われても良い。また、ヘッド本体1Aには、予め中空部iに通じる透孔22が設けられる。この例では、透孔22が例えばサイド部6に設けられたものを示すが、この位置に限定されるものではない。そして、透孔22から中空部iの中にブラダーBが挿入される。ブラダーBは、加圧された流体の出入りによって膨張及び収縮が可能に構成されている。
しかる後、図5(B)に示されるように、金型21を加熱するとともにブラダーBを中空部iの中で膨張変形させる内圧成形工程が行われる。これにより、熱とブラダーBからの圧力とを受けたプリプレグシート14は上型21aのキャビティCに沿って変形し、所望のクラウン部材1Bへと成形されるとともに、その周縁部は受け部12に一体に接合される。なおプリプレグシート14の成形後、ブラダーBは収縮させられ、前記透孔22から取り出される。また透孔22は、後にヘッドの商品名や装飾的な模様などを付したバッジ、カバー等によって閉塞される。
クラウン部材1Bの厚さt3(図7に示す)は、特に限定はされないが、小さすぎると強度が不足して耐久性を損ねるおそれがあり、逆に大きすぎてもクラウン部において十分な重量マージンが得られないおそれがある。このような観点より、クラウン部材1Bの厚さt3は、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは0.5mm以上、さらに好ましくは0.7mm以上が望ましく、また、好ましくは2.0mm以下、より好ましくは1.5mm以下、さらに好ましくは1.0mm以下が望ましい。
本実施形態のクラブヘッド1は、図2に示されるように、クラウン部材1Bの最もフェース2側の位置Pfを通りかつヘッド前後方向Fbと平行な垂直面(図2のA−Aである。)でのヘッド切断面(これが図3に示されている。)において、前記クラウン部4の外面4aは、フェース2の上縁2aからヘッド後方に少なくとも10mm、より好ましくは15mm、さらに好ましくは20mm以上の距離Aを隔てた位置に、ヘッド本体1Aとクラウン部材1Bとのフェース側の境界点Jを有するのが望ましい。
このように、前記境界点Jをフェース2からヘッド後方に遠ざけることによって、打球時に該境界点Jに作用する応力自体を低減し、ひいてはヘッド本体1Aとクラウン部材1Bとの接合部での剥離ないし損傷等を効果的に防止しうる。なお、前記距離Aが著しく大きくなると、クラウン部4に設けられる開口部Oの面積が小さくなり、ヘッド上部側で十分に重量を削減できない。このような観点より、前記距離Aは、50mm以下とし、より好ましくは40mm以下が望ましい。
ここで、前記フェース2の上縁2aは、明瞭な稜線(エッジ)によって識別しうるときには、該稜線に基づいて定められる。しかしながら、円弧等によってフェース2の上縁2aが明瞭でないとき、図6(A)に示されるように、前記法線Nを含む多数の平面P1、P2…でヘッド1を切断して断面像を得る。そして、同図(B)に示されるように、フェース外面輪郭線Lfの曲率半径rが、スイートスポット側からクラウン部の外面4a側に向かって測定したときに初めて200mmとなる位置Zを前記上縁2aとみなす。なお、前記フェース外面輪郭線は、フェースライン、パンチマークなどを埋めて定められる。
また、クラウン部材1Bの最もフェース2側の位置Pfは、平面視において、クラウン部材1Bのフェース2側の縁と前記垂直面VP1と平行な垂直面との接点とするが、クラウン部材1Bのフェース2側の縁と前記垂直面とが線接触となる場合には、その長さの中間点をクラウン部材1Bの最もフェース2側の位置Pfとして定める。
本実施形態において、クラウン部材1Bの前縁は、前記位置Pfからトウ側、ヒール側に向かってそれぞれ滑らかにかつフェース2の上縁から離間する向きに傾きながら滑らかにのびている。また、クラウン部材1Bの後縁は、クラウン部4とサイド部6との境界に沿って滑らかにのびている。
さらに、図7には、図3の前記境界点J付近の部分拡大図が示される。本発明では、前記ヘッド切断面において、前記フェース側の境界点Jを中心としたクラウン部4の外面4aのヘッド前後方向の18mmの領域である境界点近傍領域Yは、上に向かって凸となる滑らかな曲線で形成される。
前記「滑らかな曲線」とは、曲率が反転せずかつ実質的な凹凸の無い曲線を意味する。滑らかな曲線は、例えば円弧の連続体として形成できる。
また本実施形態のクラブヘッド1は、クラウン部4の外面4aが三次元形状を有し、前記ヘッド前後方向にのみではなく、ヘッド幅方向の断面に沿ったヘッド断面においても、上に向かって凸となる滑らかな曲面形状を持っている。
このような境界点近傍領域Yは、ボールの打球時、上に向かって凸となる向きの曲げ変形が生じる。即ち、打球の衝撃力によって後傾するフェース部3と、サイド部6との間で挟まれることにより、境界点近傍領域Yは圧縮され、その曲線が突出する向き、即ち上向きに凸となる曲げ変形をなす。
さらに、図8には、前記境界点近傍領域Yが模式的に示される。本実施形態のクラブヘッド1は、下記の関係を満足する。
Rc>Rf1 かつ Rc>Rb1
ここで、前記符号”Rc”は、フェース側の境界点Jと、該フェース側の境界点Jからヘッド前側に3.0mmを隔てる第1の前側点f1と、前記フェース側の境界点Jからヘッド後側に3.0mmを隔てる第1の後側点b1との3点を通る単一円弧からなる中間円弧Acの半径である。また、前記符号”Rf1”は、フェース側の境界点Jと、前記第1の前側点f1と、前記第1の前側点f1からヘッド前側に3.0mmを隔てる第2の前側点f2との3点を通る単一円弧からなる第1の前側円弧Af1の半径である。さらに、前記符号”Rb1”は、前記フェース側の境界点Jと、前記第1の後側点b1と、前記第1の後側点b1からヘッド後側に3.0mmを隔てる第2の後側点b2との3点を通る単一円弧からなる第1の後側円弧Ab1の半径である。
ここで、図9に示されるように、3つの点D、E及びFを通る単一円弧は、隣り合う2点D、Eを結ぶ直線DEの中点を通る法線K1と、他の隣り合う2点E、Fを結ぶ直線EFの中点を通る法線K2との交点O1に中心を持つ。これによって、その半径Rを求めることができる。
前記境界点近傍領域Yが滑らかな曲線で形成されるとともに前記各点J、f1、f2、b1及びb2が、3.0mmきざみと小さな間隔で設定されているので、単一の円弧からなる中間円弧Acは、第1の前側点f1と第1の後側点b1との間のクラウン部の外面4aの曲線を近似的に表す。同様に、第1の前側円弧Af1は、境界点Jと第2の前側点f2との間のクラウン部の外面4aの曲線を近似的に表す。さらに、第1の後側円弧Ab1は、境界点Jと第2の後側点b2との間のクラウン部の外面4aの曲線を近似的に表す。
従って、各中間円弧Ac、第1の前側円弧Af1及び第1の後側円弧Ab1の各半径Rc、Rf1及びRb1を上述のように規定することにより、境界点Jの前後に、相対的に曲率の大きい部分を設けることができ、打球時の応力ないし歪をその部分に分散させ、ひいては前記境界点jを含む第1の前側点f1から第1の後側点b1の間の範囲において歪を低減しうる。従って、打球時の境界点Jに作用する応力を軽減し、ヘッド本体1Aとクラウン部材1Bとの接合部の耐久性を向上できる。
ここで、前記中間円弧Acの半径Rcは、特に限定されないが、該半径Rcが小さすぎると境界点Jの曲率が大きくなって、この部分での応力緩和を効果的に図ることができないおそれがあるので、好ましくは50mm以上、より好ましくは70mm以上が望ましい。他方、前記半径Rcが大きすぎても、前述の応力分散効果が頭打ちになるばかりか、クラウン部4の外面が平坦化し、外観上違和感が生じるおそれがある。このような観点より、前記半径Rcは、1000mm以下で定めうるが、好ましくは500mm以下、より好ましくは200mm以下、さらに好ましくは150mm以下が望ましい。
また、前記半径の比(Rc/Rf1)及び(Rc/Rb1)は、いずれも1.0よりも大になるが、これらの比が小さくなると、境界点Jの前後に応力ないし歪を分散させる効果が低下する傾向があるので、好ましくは1.02以上、より好ましくは1.03以上、さらに好ましくは1.05以上、最も好ましくは1.06以上が望ましい。ただし、前記比が大きくなりすぎると、境界点Jbの両側部に応力ないし歪が過度に集中してしまい、接合部の耐久性を向上させる効果が十分に得られない傾向がある。このような観点より、前記半径の比(Rc/Rf1)及び(Rc/Rb1)は、いずれも2.00以下、より好ましくは1.50以下、さらに好ましくは1.20以下が望ましい。
また、前記境界点近傍領域Yは、さらに下記の関係を満足することが望ましい。
Rf1>Rf2 かつ Rb1>Rb2
ここで、図8に示されるように、前記符号”Rf2”は、前記第1の前側点f1と、前記第2の前側点f2と、この第2の前側点f2からヘッド前側に3.0mmを隔てる第3の前側点f3との3点を通る単一円弧からなる第2の前側円弧Af2の半径である。また、前記符号”Rb2”は、前記第1の後側点b1と、前記第2の後側点b2と、この第2の後側点b2からヘッド後側に3.0mmを隔てる第3の後側点b3との3点を通る単一円弧からなる第2の後側円弧Ab2の半径である。
このように、より広い範囲で境界点近傍領域Yの外面形状を規定することによって、境界点Jの前後により効果的に応力ないし歪を分散させ、境界点Jでの耐久性をより一層向上できる。
また、前記半径の比(Rf1/Rf2)及び(Rb1/Rb2)は、いずれも1.0よりも大になるが、これらの比が小さくなると、境界点Jの前後に応力ないし歪を分散させる効果が低下する傾向があるので、好ましくは1.02以上、より好ましくは1.05以上、さらに好ましくは1.06以上、最も好ましくは1.07以上が望ましい。ただし、前記比が大きくなりすぎると、境界点Jbの両側部に応力ないし歪が過度に集中してしまい、接合部の耐久性を向上させる効果が十分に得られない傾向がある。このような観点より、前記半径の比(Rf1/Rf2)及び(Rb1/Rb2)は、いずれも2.00以下、より好ましくは1.50以下、さらに好ましくは1.25以下が望ましい。
同様の観点より、前記半径の比(Rc/Rf2)及び(Rc/Rb2)は、好ましくは1.03以上、より好ましくは1.05以上、さらに好ましくは1.06以上、最も好ましくは1.07以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは2.00以下、より好ましくは1.50以下、さらに好ましくは1.29以下が望ましい。
以上のようなゴルフクラブヘッドのさらに好ましい態様としては、図10に簡略化して示されるように、境界点近傍領域Yの曲率半径が、前記境界点Jからヘッド前側及びヘッド後側に向かってそれぞれ連続して小さくなるものが望ましい。このような曲線には、例えばインボリュート曲線等が好適である。このように曲率半径を連続的に変化させることにより、境界点Jの前後に打球時の応力ないし歪をより円滑に分散させることができ、ひいては境界点での耐久性がさらに向上する。
境界点近傍領域Yにおいてその外面の曲率半径を連続的に変化させる場合、前記境界点Jでの曲率半径Rjと、境界点近傍領域Yの前端での曲率半径Rfeとの比(Rj/Rfe)や、同曲率半径Rjと、境界点近傍領域Yの後端での曲率半径Rbeとの比(Rj/Rbe)は、好ましくは1.06以上、より好ましくは1.07以上、さらに好ましくは1.08以上が望ましい。ただし、前記比が大きくなりすぎると、境界点Jbの両側部に応力ないし歪が過度に集中してしまい、接合部の耐久性を向上させる効果が十分に得られない傾向がある。このような観点より、前記比は、いずれも好ましくは2.10以下、より好ましくは1.55以下、さらに好ましくは1.30以下が望ましい。
以上説明したようにな境界点近傍領域Yを有するクラブヘッド1は、例えば内圧成形法を用いて製造される場合、上述の曲面を有する成型面Fを具えた金型21で成型することにより容易に製造できる。また、必要により、その後、研磨がなされる。また、ヘッド本体1Aとクラウン部材1Bとを別々に成型し、かつ、これらを接着剤等で接合した後、境界点近傍領域Yを研磨すること、とりわけ、境界点J付近の研磨量を増すことにより、平坦化させることでも容易に製造できる。
図1〜4及び表1の仕様に基づきヘッド体積が420cm3 のウッド型のドライバーヘッドを試作し、その耐久性を評価した。なお、ヘッド本体とクラウン部材との前記フェース側の境界点は、フェースの上縁からヘッド後方に20mmを隔てた位置に設けられた。また、境界点近傍領域の形状を除いて、各部は同一の仕様とした。
また、ヘッド本体は、チタン合金(Ti 6Al 4V)を用いて一体鋳造された後、NC加工により開口部の形状が統一された。仕様の詳細は次の通りである。
開口部の面積:60cm2
主部の厚さt1:1.6mm
受け部の厚さt2:0.8mm
受け部の幅RW:3mm(均一で環状に連続)
また、クラウン部材は、3枚のプリプレグシートを積層したものをヘッド本体の開口部の受け部に接着剤にて固着し、かつ、これらを金型内で一体成形することにより形成された(内圧成形法)。また、プリプレグシートは、いずれも一方向に長繊維を引き揃えた一方向プリプレグであって、詳細な仕様は次の通りである。
プリプレグ:三菱レーヨン社製のMR350C 050S
プリプレグの繊維の引張弾性率:294GPa(炭素繊維)
プリプレグの目付量:58g/m2
プリプレグの樹脂含有率:25%
繊維の角度
最内層:ヘッド前後方向に対して90度
中間層:ヘッド前後方向に対して0度
最外層:ヘッド前後方向に対して90度
なおクラウン部材は、成形後、実質的に0.8mmの厚さで仕上げられた。
そして、金型から取り出されたクラブヘッドの境界点近傍領域を研磨することにより、その外面形状が調整された。
ヘッドの耐久性は、各ヘッドをSRIスポーツ社製のカーボンシャフトMP 300(硬さ:X)に装着して45インチのウッド型ゴルフクラブを試作し、これをミヤマエ社製のスイングロボットに取り付けてヘッドスピード50m/sに調節し、スイートスポット位置、スイートスポットからヒール側に10mmの距離を隔てた位置及びスイートスポットからトウ側に10mmへ隔てた位置でそれぞれゴルフボールを500球ずつ打撃するサイクルを繰り返し、合計4800球打撃する実打テストによって評価された。そして、100打球毎にヘッドを肉眼で観察し、損傷の有無を調べた。途中でヘッドに損傷が生じたものについては、その打球数を表示した。
テストの結果等を表1に示す。
Figure 0004871006
テストの結果、実施例のヘッドは、耐久性を向上していることが確認できた。
本発明の実施形態を示すヘッドの基準状態の斜視図である。 その平面図である。 図2のA−A断面図である。 ヘッドの分解斜視図である。 (A)、(B)は内圧成形法を説明する断面図である。 (A)、(B)はフェースの上縁を説明する正面図及びその断面図である。 図3の要部拡大図である。 境界点近傍領域の外面の模式図である。 3点を通る単一円弧を説明する線図である。 本発明の実施形態として、境界点近傍領域の外面の模式図である。 従来のヘッドの平面図である。
符号の説明
1 ゴルフクラブヘッド
1A ヘッド本体
1B フェース部材
2 フェース
3 フェース部
4 クラウン部
5 ソール部
6 サイド部
7 ネック部
10 クラウン縁部
11 主部
12 受け部
O 開口部
J フェース側の境界点
Pf クラウン部材の最もフェース側の位置
Rc 中間円弧の半径
Rf1 第1の前側円弧の半径
Rf2 第2の前側円弧の半径
Rb1 第1の後側円弧の半径
Rb2 第2の後側円弧の半径

Claims (5)

  1. ボールを打球するフェースを前面に有するフェース部と、前記フェースの上縁からバックフェース側にのびてヘッド上面を形成するクラウン部とを含み、かつ内部に中空部が設けられたヘッド体積が360〜470cm であるウッド型のゴルフクラブヘッドであって、
    金属材料からなりかつ前記クラウン部に開口面積が20〜80cm である開口部が設けられたヘッド本体と、前記開口部に配されて該開口部を閉じる繊維強化樹脂からなるクラウン部材とを含み、かつ
    規定のライ角及びロフト角で水平面に置かれた基準状態において、
    前記クラウン部材の最もフェース側の位置を通りかつヘッド前後方向と平行な垂直面でのヘッド切断面における前記クラウン部の外面は、前記フェースの上縁からヘッド後方に10〜50mmを隔てた位置に前記ヘッド本体とクラウン部材とのフェース側の境界点を有し、かつ
    前記クラウン部の外面のフェース側の境界点を中心としたヘッド前後方向の18mmの領域である境界点近傍領域は、上に向かって凸となる滑らかな曲線で形成されるとともに、下記の関係を満足することを特徴とするゴルフクラブヘッド。
    Rc>Rf1 かつ Rc>Rb1
    (ここで、前記”Rc”は、前記フェース側の境界点、該フェース側の境界点からヘッド前側に3.0mmを隔てる第1の前側点及び前記フェース側の境界点からヘッド後側に3.0mmを隔てる第1の後側点の3点を通る単一円弧からなる中間円弧の半径とする。また前記”Rf1”は、前記フェース側の境界点、前記第1の前側点及び前記第1の前側点からヘッド前側に3.0mmを隔てる第2の前側点の3点を通る単一円弧からなる第1の前側円弧の半径とする。さらに、前記”Rb1”は、前記フェース側の境界点、前記第1の後側点及び前記第1の後側点からヘッド後側に3.0mmを隔てる第2の後側点の3点を通る単一円弧からなる第1の後側円弧の半径とする。)
  2. 前記境界点近傍領域は、下記の関係を満足することを特徴とする請求項1記載のゴルフクラブヘッド。
    Rf1>Rf2 かつ Rb1>Rb2
    (ここで、前記”Rf2”は、前記第1の前側点、前記第2の前側点及びこの第2の前側点からヘッド前側に3.0mmを隔てる第3の前側点の3点を通る単一円弧からなる第2の前側円弧の半径である。また、前記”Rb2”は、前記第1の後側点、前記第2の後側点及びこの第2の後側点からヘッド後側に3.0mmを隔てる第3の後側点の3点を通る単一円弧からなる第2の後側円弧の半径である。)
  3. 前記半径の比(Rc/Rf1)及び(Rc/Rb1)は、1.02〜2.00である請求項1又は2記載のゴルフクラブヘッド。
  4. 前記半径の比(Rf1/Rf2)及び(Rb1/Rb2)は、1.02〜2.00である請求項2記載のゴルフクラブヘッド。
  5. 前記境界点近傍領域は、その曲率半径が、前記境界点からヘッド前側及びヘッド後側に向かってそれぞれ連続して小さくなる請求項1乃至4のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
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