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【発明の名称】 アイアンゴルフクラブヘッド
【発明者】 【氏名】長元 五志
【住所又は居所】静岡県浜松市中沢町１０番１号 ヤマハ株式会社内

【氏名】土田 厚志
【住所又は居所】静岡県浜松市中沢町１０番１号 ヤマハ株式会社内
【要約】 【課題】打球に対する反発性及びスピン付与性が高く、耐傷付性及び強度が高く耐久性が良好であるアイアンゴルフクラブヘッドを提供する。

【解決手段】アイアンゴルフクラブヘッド１において、一体的に成形され鉄合金からなるヘッドフレーム２を設け、ヘッドフレーム２の開口部３内に板状のフェース材４及び板状のバックアップ材５を設ける。このとき、フェース材４の表面をアイアンゴルフクラブヘッド１の打球面とする。フェース材４はばね鋼により形成し、溶接によりヘッドフレーム２に連結する。バックアップ材５はＦＲＭ等の比重が４．４以下の高比強度且つ高比弾性材料により形成する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 金属又は合金からなりその表面における打球面相当領域及びバック面相当領域が開口するヘッドフレームと、前記打球面相当領域を覆うように前記ヘッドフレームに溶接により固定された金属又は合金からなるフェース材と、前記フェース材のバック面側の面に接触するように前記ヘッドフレームに配置されたバックアップ材と、を有することを特徴とするアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項２】 前記バックアップ材の端部が前記ヘッドフレームに嵌め込まれていることを特徴とする請求項１に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項３】 前記バックアップ材の比重が４．４以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項４】 前記バックアップ材が複数の板材を重ね合わせて形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項５】 前記バックアップ材が２乃至５枚の板材を重ね合わせて形成されていることを特徴とする請求項４に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項６】 前記バックアップ材がＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＴＰ、Ｍｇ合金、Ａｌ合金、Ｂｅ合金及びＦＲＭからなる群より選択された１種又は２種以上の材料からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項７】 前記バックアップ材におけるバック面側の面に加飾処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項８】 前記加飾処理は、エッチング処理、ヘアライン加工、めっき処理、イオンプレーティング及び塗装からなる群より選択された１種又は２種以上の方法により施されたものであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項９】 前記ヘッドフレームと前記フェース材とがレーザ溶接又は電子ビーム溶接により溶接されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【請求項１０】 前記フェース材の厚さが０．６乃至２．５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のアイアンゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の部材からなり、強度、耐久性、打球に対する反発性及びスピン付与性の向上を図ったアイアンゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、アイアンゴルフクラブヘッドは、複数の特性を併せ持つために、相互に異なる材料からなる複数の部材を複合させて形成されることが多い。図６（ａ）は従来のアイアンゴルフクラブヘッドを示すバック面側から見た背面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。また、図７（ａ）は他の従来のアイアンゴルフクラブヘッドを示す背面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線による断面図である。更に、図８（ａ）は更に他の従来のアイアンゴルフクラブヘッドを示す背面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線による断面図である。更にまた、図９（ａ）は更に他の従来のアイアンゴルフクラブヘッドを示す背面図であり、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線による断面図である。更にまた、図１０（ａ）は更に他の従来のアイアンゴルフクラブヘッドを示す背面図であり、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ線による断面図である。
【０００３】図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、従来のアイアンゴルフクラブヘッド５１ａ（以下、第１従来例という）においては、ステンレス等の鉄合金からなりフラットバック構造を有するヘッド本体５２ａが設けられ、このヘッド本体５２ａの打球面に相当する領域に、銅合金等のヘッド本体５２ａを形成する材料とは異なる材料からなるフェース材５３ａが埋め込まれている。フェース材５３ａはヘッド本体５２ａに対して、接着、嵌合、ロー付け、爆着等の手段により固定されている。これにより、打球時のフィーリング及びゴルフクラブヘッドのデザイン性を向上させることができる。
【０００４】また、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、他の従来のアイアンゴルフクラブヘッド５１ｂ（以下、第２従来例という）においては、ステンレス等からなるヘッド本体５２ｂの打球面及びバック面を、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber ReinforcedPlastics：炭素繊維強化プラスチック）からなる被覆層５４により被覆している。これにより、ヘッドの重心位置を低くすることができる。
【０００５】更に、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、更に他の従来のアイアンゴルフクラブヘッド５１ｃ（以下、第３従来例という）においては、ヘッド本体５２ｃをステンレスからなるキャビティ構造とし、ヘッド本体５２ｃのバック面にＣＦＰＲからなる裏面材５５を接着している。これにより、裏面材５５が打球時の振動を吸収するため、打球時のフィーリングが向上する。
【０００６】更にまた、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、更に他の従来のアイアンゴルフクラブヘッド５１ｄ（以下、第４従来例という）においては、ステンレス、軟鉄又はＢｅ−Ｃｕ合金からなり、その打球面相当領域及びバック面相当領域が開口するヘッドフレーム５８ｄを設ける。そして、ヘッドフレーム５８ｄの開口部５６ｄ内における前記打球面相当領域にチタンからなるフェース材５３ｄを設けている。これにより、開口部５６ｄを設け、フェース材５３ｄを比重が４．５とステンレス及び軟鉄よりも小さいチタンにより形成することにより、ヘッドの軽量化を図ることができる。また、打球時にフェース材５３ｄが撓むことにより、打球に対する反発性を高めることができる。
【０００７】更に他の従来のアイアンゴルフクラブヘッドを図１０（ａ）及び（ｂ）に示す。このアイアンゴルフクラブヘッド５１ｅ（以下、第５従来例という）は、本発明者等が過去に開発し、特公平７−１２１２８４号公報において開示したものである。図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、このアイアンゴルフクラブヘッド５１ｅにおいては、金属材料からなるヘッドフレーム５８ｅを設けられており、このヘッドフレーム５８ｅには、その打球面相当領域及びバック面相当領域を開口する開口部５６ｅが形成されている。そして、開口部５６ｅ内における前記打球面相当領域にＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics：繊維強化プラスチック）からなるフェース材５３ｅが設けられている。また、ヘッドフレーム５８ｅの打球面相当領域及びフェース材５３ｅの打球面には、蒸着等の手段により厚さが１００μｍ以下の金属薄膜５７が形成されている。本第５従来例においては、フェース材５３ｅをＦＲＰにより形成することにより、前述の第４従来例と比較して、ヘッドのより一層の軽量化を図ると共に、打球に対する反発性をより一層向上させることができる。また、打球面に金属薄膜５７を形成することにより、金属材料からなるヘッドフレーム５８ｅとＦＲＰからなるフェース材５３ｅとの間に生じる外観上の違和感を解消することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の従来の技術には以下に示すような問題点がある。上述の第１従来例においては、前述の如く打球時のフィーリング及びゴルフクラブヘッドのデザイン性は高めることができるものの、打球に対する反発性が低く、打球の飛距離が伸びないという問題点がある。
【０００９】また、上述の第２従来例においては、ＣＦＲＰからなる被覆層５４が傷つきやすいという問題点がある。また、被覆層５４が磨耗することにより、打球に対するスピン付与性が低下するという問題点もある。
【００１０】更に、上述の第３従来例においては、裏面材５５が打球時の制振作用を持つため、打球時のフィーリングは向上するものの、打球に対する反発性及びスピン付与性を向上させることができないという問題点がある。即ち、第３従来例のアイアンゴルフクラブヘッド５１ｃの打球に対する高反発性及びスピン付与性は、ヘッド全体をステンレスのみにより形成したアイアンゴルフクラブヘッドと同等である。
【００１１】更にまた、上述の第４従来例においては、フェース材５３ｄがチタンからなり、ヘッドフレーム５８ｄがステンレス等からなるため、両者を溶接することができない。このため、フェース材５３ｄはヘッドフレーム５８ｄに、かしめにより固定するしかなく、十分な固定強度が得られないという問題点がある。また、チタンはステンレス及び軟鉄よりは比強度が大きいものの、ＦＲＰよりは比強度が小さく、より一層の軽量化は困難である。更に、チタンはＦＲＰよりも剛性が高いため、打球に対する反発性の向上効果にも限界がある。
【００１２】更にまた、上述の第５従来例においては、フェース材５３ｅをＦＲＰにより形成することにより、前述の第４従来例と比較して、ヘッドの軽量化及びスピン付与性を向上させることができる。しかしながら、フェース材５３ｅがＦＲＰからなり、ヘッドフレーム５８ｅが金属材料からなるため、両者を溶接等の手段により強固に固定することができず、フェース材５３ｅとヘッドフレーム５８ｅとを接着又はかしめにより固定することになるため、両者の固定強度が低いという問題点がある。また、金属薄膜５７が小石及び砂等の衝突により容易に剥離又は磨耗するため、耐久性が不十分であるという問題点がある。更に、アイアンゴルフクラブヘッド５１ｅの製造に際しては、フェース材５３ｅの表面にスコアラインを形成し、その後、金属薄膜５７を成膜するため、打球面にサンドブラスト等による表面処理を施すことができず、スピン付与性が不十分であるという問題点もある。
【００１３】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、打球に対する反発性及びスピン付与性が高く、耐傷付性及び強度が高く耐久性が良好であるアイアンゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアイアンゴルフクラブヘッドは、金属又は合金からなりその表面における打球面相当領域及びバック面相当領域が開口するヘッドフレームと、前記打球面相当領域を覆うように前記ヘッドフレームに溶接により固定された金属又は合金からなるフェース材と、前記フェース材のバック面側の面に接触するように前記ヘッドフレームに配置されたバックアップ材と、を有することを特徴とする。
【００１５】本発明においては、開口を有するヘッドフレームを設けているため、アイアンゴルフクラブヘッド（以下、単にヘッドともいう）の軽量化及び低重心化を図ることができる。また、打球面を形成する部分の構造をフェース材及びバックアップ材からなる多層構造としているため、単層構造とする場合と比較して弾性変形量を大きくとることが可能となる。この理由については後述する。弾性変形量を大きくとることにより、打球時における打球面とボールとの接触時間を長くすることができ、ヘッドからボールへのエネルギー変換効率を高めることができる。これにより、ヘッドの打球に対する反発性を向上させることができる。更に、フェース材をヘッドフレームに対して溶接可能な金属又は合金板により形成し、ヘッドフレームに溶接により固定することにより、ヘッドの強度を高めることができる。更にまた、フェース材を金属又は合金により形成することにより、打球面の耐傷付性を向上させることができると共に、フェース材の表面に所定の表面処理を施すことができるため、打球に対するスピン付与性を向上させることができる。
【００１６】また、前記バックアップ材の端部が前記ヘッドフレームに嵌め込まれていることが好ましい。これにより、バックアップ材を両持梁状に支持し、フェース材から独立して変形させることができるため、フェース材及びバックアップ材からなるフェース部分の弾性変形量を大きくすることができる。この結果、打球に対する反発性がより一層向上する。
【００１７】更に、前記バックアップ材の比重が４．４以下であることが好ましい。これにより、ヘッドのより一層の軽量化及び低重心化を図ることができる。この結果、ヘッドの重心位置及び慣性モーメントの大きさ等の選択範囲が拡大し、ヘッドの設計自由度が向上する。更にまた、前記バックアップ材は複数の板材を重ね合わせて形成されていてもよい。これにより、バックアップ材の弾性変形量をより大きくすることができ、打球に対する反発性をより一層高めることができる。また、材質が相互に異なる複数の板材を組み合わせることにより、ヘッドの強度、反発係数、打球時のフィーリング等を任意に調整することができ、多様なユーザーニーズに対応することが可能となる。
【００１８】なお、前記バックアップ材はＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスチック）、ＧＦＲＰ（Glass Fiber Reinforced Plastics：ガラス繊維強化プラスチック）、ＣＦＲＴＰ（Carbon Fiber Reinforced Thermoplastics：熱可塑性炭素繊維強化プラスチック）、Ｍｇ合金、Ａｌ合金、Ｂｅ合金及びＦＲＭ（Fiber Reinforced Metals：繊維強化金属）からなる群より選択された１種又は２種以上の材料からなることが好ましい。
【００１９】更にまた、前記バックアップ材におけるバック面側の面に加飾処理が施されていてもよい。これにより、ヘッドの商品価値を向上させることができる。また、ヘッドを組み立てる前にバックアップ材のバック面側を加飾することができるため、高付加価値商品を低コストで実現することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１の実施例について説明する。図１（ａ）は本実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッドを示すフェース面側から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線による断面図であり、（ｃ）は（ｂ）の一部拡大断面図である。
【００２１】図１（ａ）に示すように、本実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッド１においては、軸部２ａ及びヘッド部２ｂが一体的に成形された軟鉄又は鉄合金からなるヘッドフレーム２が設けられている。図１（ｂ）に示すように、ヘッドフレーム２には、その表面における打球面相当領域２ｃ及びバック面相当領域２ｄを開口する開口部３が形成されている。ヘッドフレーム２における開口部３に面する表面（以下、ヘッドフレーム２の内面２ｅという）には、段差２ｆ及び２ｇが形成されている。段差２ｆ及び２ｇは内面２ｅの全周にわたって形成されている。
【００２２】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、アイアンゴルフクラブヘッド１においては、開口部３内にフェース材４及びバックアップ材５が設けられている。フェース材４の形状は四角形の板状であり、その端部は段差２ｆに嵌合されており、ヘッドフレーム２にレーザ溶接又は電子ビーム溶接により溶接されている。このため、フェース材４の端部には多数の溶接部６が形成されている。これにより、フェース材４は開口部３を塞ぐように配置されている。即ち、フェース材４は、ヘッドフレーム２の表面における打球面相当領域２ｃを覆うように配置されており、アイアンゴルフクラブヘッド１の外部に対して露出している。これにより、フェース材４の表面がアイアンゴルフクラブヘッド１の打球面となっている。また、バックアップ材５の形状は四角形の板状であり、開口部３内におけるフェース材４よりもバック面側の位置に、フェース材４に重なり合うように配置され、バックアップ材５の打球面側の面がフェース材４のバック面側の面に接触している。バックアップ材５はその端部が全周にわたって４辺とも段差２ｇに嵌合されている。これにより、図１（ｃ）に示すように、バックアップ材５はフェース材４及びヘッドフレーム２により挟持されている。
【００２３】フェース材４はばね鋼により形成されており、例えばＣｒ−Ｍｏ鋼、マレージング鋼又はＪＩＳに記載されているＳＵＰ（ばね鋼鋼材）により形成されている。フェース材４の厚さは例えば０．６乃至２．５ｍｍであり、その打球面となる表面には、例えば４本のスコアライン７が相互に平行に形成されている。スコアライン７が延びる方向は打球時に略水平方向となる方向である。また、バックアップ材５は高比強度且つ高比弾性材料であるＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＴＰ、Ｍｇ合金、Ａｌ合金、Ｂｅ合金又はＦＲＭにより形成されている。ＦＲＭには、例えば、アルミニウムボレート（９Ａｌ２Ｏ３２Ｂ２Ｏ３）ウィスカにより強化したアルミニウム合金がある。バックアップ材５の比重は４．４以下である。
【００２４】なお、フェース材４の厚さが０．６ｍｍ未満であると、フェース材４の材質によっては、フェース材４の強度が不足する場合がある。また、フェース材４にスコアライン（溝）７を形成するためには、０．６ｍｍ以上の厚さが必要である。一方、フェース材４の厚さが２．５ｍｍを超えると、フェース材４の剛性が高くなりすぎ、打球に対する反発性が低下し、打球の初速が低下する。このため、フェース材４の厚さは０．６乃至２．５ｍｍであることが好ましい。
【００２５】次に、アイアンゴルフクラブヘッド１の製造方法について説明する。先ず、軟鉄又は鉄合金を鍛造又は鋳造してヘッドフレーム２を一体的に成形する。このとき、ヘッドフレーム２における開口部３に面する内面２ｅには、段差２ｆ及び２ｇを同時に形成するか、又は、機械加工を加えて段差２ｆ及び２ｇを順次形成する。次に、開口部３内における段差２ｇにバックアップ材５を嵌合させる。一方、Ｃｒ−Ｍｏ鋼、マレージング鋼又はＳＵＰからなる厚さが０．６乃至２．５ｍｍの板材を所定の形状に加工し、一方の表面に所定の表面処理を施した後、この表面にスコアライン７を形成することにより、フェース材４を作製する。このとき、バックアップ材５の縦及び横の寸法は、フェース材４の縦及び横の寸法よりも夫々１ｍｍ以上小さくする。次いで、段差２ｆにフェース材４を嵌合させ、フェース材４の端部をヘッドフレーム２に対してレーザ溶接又は電子ビーム溶接により溶接する。この際、パックアップ材５の端縁は、フェース材４の端縁よりも０．５ｍｍ以上内側に位置するように、バックアップ材５及びフェース材４を配置する。これにより、溶接時の熱によってバックアップ材５が燃焼又は気化し、ガスが発生することにより、ピンホール等の不具合を生じることを防止できる。このようにして、バックアップ材５の端部がヘッドフレーム２及びフェース材４により挟持される。このようにして、アイアンゴルフクラブヘッド１を製造することができる。
【００２６】本実施例においては、アイアンゴルフクラブヘッド１の打球面に相当する部分（以下、フェース部分という）がフェース材４及びバックアップ材５からなる２層構造となっているため、第４及び第５従来例のようなフェース部分が単層構造である場合と比較して、弾性変形量を大きくとることが可能となる。このため、打球時における打球面とボールとの接触時間を長くすることができるため、ヘッドからボールへのエネルギー変換効率を高めることができ、打球に対する反発性が向上する。以下、この効果について、より詳細に説明する。
【００２７】図２（ａ）乃至（ｄ）はフェース部分の変形挙動を示す模式図であり、（ａ）はフェース部分８が１枚の板材により形成されている場合を示し、（ｂ）はその変形挙動を示し、（ｃ）はフェース部分９が厚さが相互に等しい２板の板材が重ねられて形成されている場合を示し、（ｄ）はその変形挙動を示す。図２（ａ）及び（ｃ）に示す板材は、同一の材料により形成されており、その材料の機械的特性は相互に等しくなっている。図２（ａ）及び（ｂ）に示す板材の厚さをｈ１とし、フェース部分８に一定荷重Ｗが印加された場合のたわみ量をδ１とし、図２（ｃ）及び（ｄ）に示す板材の厚さを夫々（ｈ２／２）とし、フェース部分９に一定荷重Ｗが印加された場合のたわみ量をδ２とする。
【００２８】図２（ａ）及び（ｂ）に示すフェース部分８の強度は下記数式１により与えられ、図２（ｃ）及び（ｄ）に示すフェース部分９の全体の強度は下記数式２により与えられる。また、フェース部分８の剛性は下記数式３により与えられ、フェース部分９の全体の剛性は下記数式４により与えられる。なお、ａ及びｂは係数である。
【００２９】
【数１】

【００３０】
【数２】

【００３１】
【数３】

【００３２】
【数４】

【００３３】ゴルフクラブのフェース部分については、強度は高い方がよく、剛性は低い方がよい。このため、フェース部分を２層構造とすることにより、単層構造の場合よりも、フェース部分の強度を高く且つ剛性を低くするためには、下記数式５及び６を満たすようにｈ２の値を選択すればよい。
【００３４】
【数５】

【００３５】
【数６】

【００３６】上記数式５より下記数式７が導かれる。また、上記数式６より下記数式８が導かれる。
【００３７】
【数７】

【００３８】
【数８】

上記数式７及び８をまとめると、下記数式９が成立する。
【００３９】
【数９】

【００４０】従って、例えばｈ２＝１．５×ｈ１とすれば、フェース部分を２層構造とすることにより、単層構造の場合と比較して強度を高め、且つ剛性を下げることができる。これにより、フェース部分を２層構造とした場合における全体のたわみ量δ２（図２（ｄ）参照）を、フェース部分が単層構造である場合のたわみ量δ１（図２（ａ）参照）よりも大きくすることができる。この結果、フェース部分が２層構造である場合は、打球時のたわみ量が大きいため、打球時における打球面とボールとの接触時間を長くすることができる。これにより、ヘッドからボールへのエネルギー変換効率を高めることができ、打球に対する反発性を向上させることができる。
【００４１】また、本実施例においては、ヘッドフレーム２に開口部３が形成されているため、ヘッドが軽く、その重心位置が低くなっている。更に、ヘッドフレーム２を軟鉄又は鉄合金により形成し、フェース材４をばね鋼により形成することにより、フェース材４をヘッドフレーム２に対して溶接することができる。これにより、フェース材４をかしめ等によりヘッドフレーム２に固定する場合と比較して、ヘッドの強度を高め、耐久性及び信頼性を向上させることができる。更にまた、フェース材４をばね鋼により形成することにより、打球面の耐傷付性を向上させることができると共に、その表面に所定の表面処理を施すことができるため、打球に対するスピン付与性を付加することができる。また、打球面が磨耗することを抑制できるため、打球面の摩擦係数が低下することによりスピン付与性が低下することを防止できる。
【００４２】更にまた、本実施例においては、バックアップ材５をＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＴＰ、Ｍｇ合金、Ａｌ合金、Ｂｅ合金又はＦＲＭにより形成し、その比重を４．４以下としているため、ヘッドのより一層の軽量化及び低重心化が図られている。このため、本実施例のアイアンゴルフクラブヘッド１は、その重心位置及び慣性モーメントの大きさ等の選択範囲が広く、設計自由度が高い。また、強度、ヤング率、粘弾性等の材質が相互に異なるフェース材４及びバックアップ材５を任意に組み合わせることにより、ヘッドの強度、反発係数、打球時のフィーリング等を任意に調整することができる。これにより、ユーザーのヘッドスピード及びフィーリング（打球感）の好み等の違いに起因する多様なユーザーニーズに対応することが可能となる。
【００４３】次に、本発明の第２の実施例について説明する。図３は本実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッドの構成を示す一部拡大断面図である。本実施例のアイアンゴルフクラブヘッドは、バックアップ材５ａが中間材１０及び裏面材１１が重ね合わされて形成されている。中間材１０及び裏面材１１はその端部がヘッドフレーム２に嵌め込まれている。中間材１０はＣＦＲＰ、ＧＦＲＰ、ＣＦＲＴＰ、Ｍｇ合金、Ａｌ合金、Ｂｅ合金又はＦＲＭにより形成されている。裏面材１１におけるバック面側の面はヘッドの外側に露出しており、この表面には加飾処理が施されている。裏面材１１を形成する材料は任意であり、例えば中間材１０と同じ材料でもよく、エポキシ又はＡＢＳ樹脂（acrylonitrile butadiene styrene樹脂：アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）等のプラスチック類でもよいが、加飾処理が可能な材料である必要がある。また、バックアップ材５ａ全体の比重は４．４以下である。本実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッドの上記以外の構成は、前述の第１の実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッド１（図１（ａ）乃至（ｃ）参照）と同一である。
【００４４】次に、本実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッドの製造方法について説明する。先ず、軟鉄又は鉄合金を鍛造又は鋳造してヘッドフレーム２を一体的に成形する。このとき、ヘッドフレーム２の内面２ｅには、段差２ｆ及び２ｇが形成されている。一方、エッチング処理、ヘアライン加工、めっき処理、イオンプレーティング若しくは塗装又はこれらの方法を組み合わせた方法により、板材の表面に加飾処理を施し、裏面材１１を作製する。次に、開口部３内における段差２ｇに裏面材１１を嵌合させる。このとき、裏面材１１における加飾処理を施した面がヘッドフレーム２のバック面側に露出するようにする。次に、この裏面材１１に重ね合わせるように、段差２ｇに中間材１０を嵌合する。
【００４５】一方、Ｃｒ−Ｍｏ鋼、マレージング鋼又はＳＵＰからなる厚さが０．６乃至２．５ｍｍの板材を所定の形状に加工し、一方の表面に所定の表面処理を施した後、この表面にスコアライン７を形成することにより、フェース材４を作製する。次いで、段差２ｆにフェース材４を嵌合させ、フェース材４の端部をヘッドフレーム２に対してレーザ溶接又は電子ビーム溶接により溶接する。これにより、裏面材１１及び中間材１０からなるバックアップ材５ａは、ヘッドフレーム２及びフェース材４により挟持される。このようにして、本実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッドを製造することができる。
【００４６】本実施例においては、バックアップ材５ａが裏面材１１及び中間材１０により形成されているため、アイアンゴルフクラブヘッドのフェース部分がフェース材４、中間材１０及び裏面材１１からなる３層構造となる。これにより、前述の第１の実施例と比較して、フェース部分の弾性変形量をより大きくすることができ、打球に対する反発性をより一層高めることができる。また、材質が相互に異なる３枚の板材を組み合わせることにより、ヘッドの強度、反発係数、打球時のフィーリング等をより広い範囲で調整することができ、ヘッドの設計自由度が増大する。
【００４７】更に、裏面材１１の表面に加飾処理を施すことにより、ヘッドのバック面側のデザイン性が向上する。これにより、商品の付加価値を高めることができる。また、裏面材１１に加飾処理を施した後に、裏面材１１をヘッドフレーム２に取り付けているため、ヘッドを組み立てる前に加飾処理を施すことができる。このため、加飾処理による製造コストの増大を抑えることができ、デザイン性が優れた高付加価値商品を低コストで実現することができる。本実施例における上記以外の効果は、前述の第１の実施例における効果と同様である。
【００４８】
【実施例】以下、本発明の効果について、その特許請求の範囲から外れる比較例と比較して具体的に説明する。
【００４９】第１試験例図４（ａ）は本発明の実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッドを示す断面図であり、（ｂ）は比較例に係るアイアンゴルフクラブヘッドを示す断面図である。先ず、図４（ａ）及び（ｂ）に示すようなアイアンゴルフクラブヘッドを作製した。図４（ａ）に示すように、本発明の実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッド１２の構成は、前述の第１の実施例と同様とし、フェース材４は厚さが１．０ｍｍの高張力鋼により形成し、バックアップ材５は厚さが３ｍｍのＦＲＴＰ積層材により形成した。即ち、フェース部分１３の厚さは合計で４ｍｍとした。なお、図４（ａ）に示すアイアンゴルフクラブヘッド１２においては、ＦＲＴＰ積層材として、カーボンクロス及びポリカーボネートシートを交互に１２層積層したものを使用した。また、ヘッドフレーム２は炭素（Ｃ）を０．２質量％含有する軟鉄であるＳ−２０Ｃにより形成した。アイアンゴルフクラブヘッド１２のロフト角は２１°とし、ヘッドの質量は２４２ｇとした。
【００５０】また、図４（ｂ）に示すように、比較例に係るアイアンゴルフクラブヘッド１４は、Ｓ−２０Ｃにより一体的に形成した。このアイアンゴルフクラブヘッド１４のフェース部分１５の厚さは４ｍｍとした。アイアンゴルフクラブヘッド１４のロフト角は２１°とし、ヘッドの質量は２４２ｇとした。
【００５１】次に、アイアンゴルフクラブヘッド１２及び１４を装着したゴルフクラブを使用して実打テストを行った。これらのゴルフクラブにおけるヘッド以外の部分には同じ物を使用した。また、ボールには、Ｂ／Ｓニューイングを使用した。なお、テスト時における天候は晴れであり、無風であった。本実打テストの結果を表１及び表２に示す。表１には本発明の実施例の試験結果、即ち、アイアンゴルフクラブヘッド１２を使用した試験結果を示し、表２には比較例の試験結果、即ち、アイアンゴルフクラブヘッド１４を使用した試験結果を示す。
【００５２】
【表１】

【００５３】
【表２】

【００５４】表１及び表２に示すように、本発明の実施例に係るアイアンゴルフクラブヘッド１２を使用した場合は、比較例に係るアイアンゴルフクラブヘッド１４を使用した場合と比較して、ヘッドスピードは同程度であったが、ボールに対する反発性及びスピン付与性が優れているため、ボール初速は平均５４．９ｍ／秒と比較例におけるボール初速（平均５４．０ｍ／秒）よりも平均０．９ｍ／秒大きく、バックスピンの回転数も平均２６４８ｒｐｍと比較例における回転数（平均２４８６ｒｐｍ）よりも１６２ｒｐｍ大きかった。この結果、本発明の実施例におけるキャリー（平均１７８．０ｍ）は比較例におけるキャリー（平均１７０．５ｍ）よりも平均７．５ｍ大きく、実施例における合計飛距離（平均１９２．１ｍ）は、比較例における合計飛距離（平均１８５．７ｍ）よりも平均６．４ｍ大きかった。一方、実施例におけるラン（平均１４．１ｍ）は、比較例におけるラン（平均１５．２ｍ）よりも平均１．１ｍ短くなった。また、本発明の実施例においては、比較例よりもボールの打出し角が高かった。なお、一般にドライバーを使用する場合は、ボール初速が１ｍ／秒大きくなると、キャリーが５〜１０ｙａｒｄ増加する。アイアンゴルフクラブヘッドについても同様であると考えられる。
【００５５】第２試験例打球面を形成する部分（フェース部分）の厚さを２乃至６ｍｍの範囲で相互に異ならせたアイアンゴルフクラブヘッドを５個作製した。フェース部分はフェース材及びバックアップ材の２枚の板材から構成し、この２枚の板材の合計の厚さをヘッド毎に異ならせた。即ち、これらのヘッドの構成は、図４（ａ）に示す第１試験例において使用したヘッドの構成と類似しているが、フェース材及びバックアップ材の板厚は、図４（ａ）に示す寸法と同一とは限らない。本第２試験例にて使用したヘッドにおけるフェース材、バックアップ材及び合計の板厚を表３に示す。これらのヘッドを装着したゴルフクラブでボールを打ち、その初速を測定した。ボールの打ち出しは機械により行い、ヘッドスピードは３０ｍ／秒及び４０ｍ／秒の２水準とした。
【００５６】
【表３】

【００５７】図５は横軸にフェース部分の剛性をとり、縦軸に打出されたボールの初速をとって、フェース部分の剛性がボールの初速に及ぼす影響を示すグラフ図である。図５の横軸には、フェース部分を形成する材料の弾性率をＥ（ｋｇ／ｍｍ２）とし、フェース部分の板厚をｔ（ｍｍ）とするとき、Ｅ×ｔ３（ｋｇ・ｍｍ）の値をとっている。この値は剛性の大きさを示す指数である。また、図中の黒丸（●）はヘッドスピードが４０ｍ／秒の場合の試験結果を示し、図中の黒三角（▲）はヘッドスピードが３０ｍ／秒の場合の試験結果を示す。なお、図中の数字はフェース部分の合計板厚である。
【００５８】図５に示すように、フェース部分の板厚が薄くなり、フェース部分の剛性が低減するほど、フェース部分が柔らかくなり弾性変形量が大きくなるため、ボールに対する反発性が増加し、ボールの初速が大きくなった。これにより、ボールの飛距離が増加する。初速が１ｍ／秒増加すると、ボールの飛距離は４．７ｍ増加した。
【００５９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、アイアンゴルフクラブヘッドのフェース部分をフェース材及びバックアップ材の２枚の板材により形成することにより、フェース部分の剛性が減少し、打球時の打球に対する接触時間が長くなり、打球に対する反発性が向上する。これにより、打球の初速が増大し、飛距離を伸ばすことができる。また、フェース材を金属又は合金により形成するため、耐傷付性及び打球に対するスピン付与性が良好であり、フェース材をヘッドフレームに溶接するため、ヘッドの強度が高く、耐久性が優れたアイアンゴルフクラブヘッドを得ることができる。
【出願人】 【識別番号】０００００４０７５
【氏名又は名称】ヤマハ株式会社
【住所又は居所】静岡県浜松市中沢町１０番１号
【出願日】 平成１４年２月６日（２００２．２．６）
【代理人】 【識別番号】１０００９０１５８
【弁理士】
【氏名又は名称】藤巻 正憲
【公開番号】 特開２００３−２２５３３２（Ｐ２００３−２２５３３２Ａ）
【公開日】 平成１５年８月１２日（２００３．８．１２）
【出願番号】 特願２００２−２９３６５（Ｐ２００２−２９３６５）