ゴルフクラブヘッド
【課題】剛性が高く軽量である部材により、設計自由度が高められたヘッドの提供。
【解決手段】ゴルフクラブヘッド２は、フェース４、クラウン６、ソール８及びサイド１０を備えている。上記クラウン６の少なくとも一部、上記ソール８の少なくとも一部又は上記サイド１０の少なくとも一部は、多孔質金属を含むポーラス部Ｐｓによって形成されている。このポーラス部Ｐｓの表面側の気孔率は、このポーラス部Ｐｓの内部側の気孔率よりも小さい。好ましくは、上記ポーラス部Ｐｓは、その両面に形成されたスキン層Ｌｓと、その内部に形成されたコア層Ｌｃとを有している。上記スキン層Ｌｓの気孔率は、上記コア層の気孔率よりも小さい。好ましくは、上記スキン層の厚みが、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。好ましくは、上記ポーラス部Ｐｓの全体が、一体成形されてなる。
【解決手段】ゴルフクラブヘッド２は、フェース４、クラウン６、ソール８及びサイド１０を備えている。上記クラウン６の少なくとも一部、上記ソール８の少なくとも一部又は上記サイド１０の少なくとも一部は、多孔質金属を含むポーラス部Ｐｓによって形成されている。このポーラス部Ｐｓの表面側の気孔率は、このポーラス部Ｐｓの内部側の気孔率よりも小さい。好ましくは、上記ポーラス部Ｐｓは、その両面に形成されたスキン層Ｌｓと、その内部に形成されたコア層Ｌｃとを有している。上記スキン層Ｌｓの気孔率は、上記コア層の気孔率よりも小さい。好ましくは、上記スキン層の厚みが、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。好ましくは、上記ポーラス部Ｐｓの全体が、一体成形されてなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブヘッドに用いられる材料に関して、様々な提案がなされている。特開２００２−３５１８０号公報は、ポーラス金属を用いたゴルフクラブヘッドを開示する。この特開２００２−３５１８０号公報の段落［００２１］には、フェースの少なくとも一部及び／又はクラウンの少なくとも一部をポーラス金属から形成し、その空隙率を適切に設定することにより、重心の位置を任意に設定できることが記載されている。
【０００３】
特開平１１−１５１３３０号公報は、打球感や打球音を高めることを目的として、ヘッド打球部が多孔質構造を有するゴルフ用クラブヘッドを開示する。この発明では、ヘッド打球部のフェース面側の表面密度が緻密に形成され、そのバック面側の内部密度が粗に形成されている。
【０００４】
特開２００３−１３５６３３号公報は、ヘッド本体又はフェース部材の少なくともいずれか一方が気孔率５〜５０％の多孔質金属からなることを特徴とするゴルフクラブヘッドが開示されている。この文献の請求項８には、気孔率が１０〜９０％である原材料金属に対して塑性加工を施すことにより、気孔率が５〜５０％である多孔質金属を作製する製造方法が記載されている。また図７には、多孔質であるフェース部材の両面に金属板を接合した構成が開示されている。
【０００５】
日本金属学会秋期（第１３５回）大会講演概要（２００４）の第４６６頁には、チタン合金の多孔質金属での、気孔率と弾性率との関係を示す図が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５１８０号公報
【特許文献２】特開平１１−１５１３３０号公報
【特許文献３】特開２００３−１３５６３３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本金属学会秋期大会講演概要（２００４）の第４６６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多孔質金属は、一般に弾性率が低い。多孔質金属をヘッドに用いた場合、通常の金属を用いた場合と比較して、剛性が低下する。剛性を低下させないために厚みを増加させた場合、軽量化が達成されず、多孔質金属を用いた意義が失われる。
【０００９】
他の軽量化技術として、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を用いたヘッドが知られている。このヘッドの一例は、Ｔｉ合金とＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）とを複合したヘッドである。このヘッドでは、重心設計等の設計自由度が向上しうるが、打球音の悪化や製造コストの増大といった問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、剛性の低下を抑制しつつ軽量化が達成されうる部材を用いて、設計自由度の高いゴルフクラブヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のゴルフクラブヘッドは、フェース、クラウン、ソール及びサイドを備えている。このヘッドでは、上記クラウンの少なくとも一部、上記ソールの少なくとも一部又は上記サイドの少なくとも一部が、多孔質金属を含むポーラス部によって形成されている。上記ポーラス部の表面側の気孔率が、上記ポーラス部の内部側の気孔率よりも小さい。上記ポーラス部の表面側とは、上記ポーラス部の表側及び裏側である。
【００１２】
好ましくは、上記ポーラス部が、その両面に形成されたスキン層と、その内部に形成されたコア層とを有している。上記スキン層の気孔率が、上記コア層の気孔率よりも小さい。
【００１３】
好ましくは、上記スキン層の厚みが、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。
【００１４】
好ましくは、上記ポーラス部の全体が一体成形されてなる。
【００１５】
好ましくは、上記ポーラス部が、上記クラウンの少なくとも一部又は上記サイドの少なくとも一部を形成している。
【００１６】
好ましくは、ヘッド体積が１００ｃｃ以上であり、ヘッド重量が２５０ｇ以下であり、ヘッドの左右慣性モーメントが２０００ｇ・ｃｍ２以上である。より好ましくは、ヘッド体積が４００ｃｃ以上であり、ヘッド重量が２００ｇ以下であり、ヘッドの左右慣性モーメントが５０００ｇ・ｃｍ２以上である。
【発明の効果】
【００１７】
剛性の低下を抑制しつつ、軽量化が達成されたポーラス部が得られうる。このポーラス部は、ヘッドの設計自由度を高めうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図２】図２は、図１のヘッドの底面図である。
【図３】図３は、図１のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図１のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図５は、他の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図６】図６は、ベース体及びテスト体の斜視図である。
【図７】図７は、気孔率と弾性率比との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、表１のデータに基づくグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッド２をクラウン側から見た図である。図２は、ヘッド２をソール側から見た図である。図３は、図１のIII−III線に沿った断面図である。図４は、図１のIV−IV線に沿った断面図である。
【００２１】
ヘッド２は、フェース４、クラウン６、ソール８、サイド１０及びホーゼル１２を有する。クラウン６は、フェース４の上縁からヘッド後方に向かって延びている。ソール８は、フェース４の下縁からヘッド後方に向かって延びている。サイド１０は、クラウン６とソール８との間に延びている。図３及び図４が示すように、ヘッド２の内部は中空である。ヘッド２は、中空ヘッドである。ヘッド２は、いわゆるウッド型のゴルフクラブヘッドである。
【００２２】
図３及び図４が示すように、サイド１０とクラウン６との境界ｋ１が存在する。この境界ｋ１は、輪郭線ｒ１（後述）を含む。
【００２３】
なお、ヘッドの形状によっては、サイド１０とソール８との境界が不明な場合がある。例えば、ソール８からクラウン６までの面が滑らかに連続している場合がそうである。この場合、ソール８とサイド１０との境界は、次のように定義される。クラウン上方から見たときのヘッド２の輪郭線ｒ１から１５ｍｍ隔てた位置が、ソール８とサイド１０との境界とみなされる。
【００２４】
ヘッド２は、ポーラス部材２０を含む複数の部材が接合されてなる。具体的には、ヘッド２は、ヘッド本体１６と、フェース部材１８と、ポーラス部材２０とが接合されてなる（図４参照）。接合方法は、溶接である。ポーラス部材２０と、それに隣接する部材（ヘッド本体１６）とは、溶接可能である。ヘッド本体１６、フェース部材１８及びポーラス部材２０は、いずれも、チタン合金よりなる。図２等には、ポーラス部材２０とヘッド本体１６との境界ｋ２が示されている。図４には、ヘッド本体１６とフェース部材１８との境界ｋｆが示されている。
【００２５】
前述の如く、ポーラス部材２０と隣接する部材（ヘッド本体１６）とは溶接されている。ポーラス部材２０とヘッド本体１６との接合強度は高い。溶接されたポーラス部材２０は、ヘッド２の構造体として有効に機能する。
【００２６】
上記の如く、ポーラス部材２０は溶接によって固定されている。ポーラス部Ｐｓとヘッド本体との間に、オーバーラップ部分は存在しない。ヘッド２では、ポーラス部部材２０を固定するためのオーバーラップ部分は存在しない。この点は、ＣＦＲＰ製部材が用いられる場合と相違する。オーバーラップ部分が無いことは、軽量化に寄与する。オーバーラップ部分が無いことは、ヘッドの設計自由度を向上させる。
【００２７】
フェース部材１８は、フェース４の全体を構成する。更にフェース部材１８は、クラウン６の一部、ソール８の一部及びサイド１０の一部を構成する。フェース部材１８は、略皿状（カップ状）である。フェース部材１８は、カップフェースと称されることがある。
【００２８】
ヘッド本体１６は、クラウン６の一部、ソール８の一部、サイド１０の一部及びホーゼル１２の全体を構成している。本体１６には、ポーラス部材２０の形状に対応した形状の貫通孔が開けられている。この貫通孔は、クラウン６に位置する。この貫通孔に、ポーラス部材２０が配置されている。
【００２９】
ポーラス部材２０は、多孔質金属を含む。ポーラス部材２０は、その全体が一体成形されている。ポーラス部材２０の全体が、多孔質金属であってもよい。
【００３０】
図１が示すように、ホーゼル１２は、シャフトを装着するための孔２２を有する。図示されないシャフトは、孔２２に挿入される。
【００３１】
なお、本発明では、ヘッドの構造及びヘッドの製法は限定されない。
【００３２】
ポーラス部Ｐｓは、多孔質金属を含む。ポーラス部Ｐｓには、その厚み方向の少なくとも一部に、多孔質金属が存在する。好ましいポーラス部Ｐｓは、その全体が一体成形されている。本実施形態では、ポーラス部材２０によって形成された部分が、ポーラス部Ｐｓである。ポーラス部Ｐｓが、ポーラス部Ｐｓ以外の部分（クラウン等）とともに一体成形されてもよい。
【００３３】
ポーラス部Ｐｓ以外の部分が、非ポーラス部ＮＰｓとも称される。本実施形態では、ヘッド本体１６及びフェース部材１８が、非ポーラス部ＮＰｓである。
【００３４】
ポーラス部Ｐｓは、クラウン６に位置している。ポーラス部Ｐｓの全体がクラウン６に位置している。クラウン６以外に、ポーラス部Ｐｓは存在しない。本実施形態では、ポーラス部Ｐｓの全体が、クラウン６に位置している。クラウン６に配置されたポーラス部Ｐｓは、ヘッド重心の位置を低くしうる。低い重心位置は、高い打ち出し角度と少ないバックスピン量とに寄与する。低い重心位置は、飛距離の増大に寄与する。
【００３５】
本実施形態では、クラウン６の一部が、ポーラス部Ｐｓである。クラウン６の全体がポーラス部Ｐｓであってもよい。
【００３６】
図３及び図４が示すように、ポーラス部Ｐｓは、ヘッド２の厚みの全体を占めている。本願では、ソール８の厚みの全体を占めるポーラス部Ｐｓが、全厚み部とも称される。本実施形態では、ポーラス部Ｐｓの全体が、全厚み部である。ポーラス部Ｐｓの一部が全厚み部であってもよい。
【００３７】
全厚み部の外面は、ヘッド２の外部に露出している。全厚み部の内面は、ヘッド２の中空部に露出している。
【００３８】
ポーラス部Ｐｓの外面は、クラウン外面の一部を構成している。ポーラス部Ｐｓの外面と、非ポーラス部ＮＰｓの外面とは、滑らかに連続している。
【００３９】
ポーラス部Ｐｓの内面は、滑らかに連続する曲面である。
【００４０】
図３及び図４が示すように、ポーラス部Ｐｓの厚みは、ポーラス部Ｐｓに隣接する部分の厚みよりも大きい。ポーラス部Ｐｓの厚みは、一定である。ポーラス部Ｐｓの厚みは、変化していてもよい。
【００４１】
［ポーラス部Ｐｓの構造］
ポーラス部Ｐｓの表面側の気孔率は、ポーラス部Ｐｓの内部側の気孔率よりも小さい。後述するように、この構造は、剛性と軽量性との両立を可能とする。
【００４２】
ポーラス部Ｐｓの厚み方向における気孔率の変化は、連続的であってもよいし、非連続的であってもよい。より好ましくは、ポーラス部Ｐｓは、後述されるスキン層Ｌｓとコア層Ｌｃとを有する。
【００４３】
図３には、ポーラス部Ｐｓの断面を拡大した図が示されている（図３の円内を参照）。ポーラス部Ｐｓは、その両面に形成されたスキン層Ｌｓと、その内部に形成されたコア層Ｌｃとを有する。本実施形態では、ポーラス部Ｐｓは、３層構造である。コア層Ｌｃが複数の層によって形成されていてもよい。スキン層Ｌｓの厚み方向において、気孔率が連続的に変化していてもよい。コア層Ｌｃの厚み方向において、気孔率が連続的に変化していてもよい。
【００４４】
スキン層Ｌｓ及びコア層Ｌｃの内部において気孔率が変化している場合、それらの変化の態様は限定されない。スキン層Ｌｓの平均気孔率が、コア層Ｌｃの平均気孔率よりも小さければよい。
【００４５】
ポーラス部Ｐｓの全体が一体成形されている場合、スキン層Ｌｓとコア層Ｌｃとの接合は強固である。この強固な接合は、ポーラス部Ｐｓの曲げ剛性及び強度を高めうる。
【００４６】
最も外側の層は、スキン層Ｌｓである。内側のスキン層Ｌｓは、ヘッドの内面を構成している。外側のスキン層Ｌｓは、ヘッドの外面を構成している。
【００４７】
スキン層Ｌｓの気孔率は、コア層Ｌｃの気孔率よりも小さい。気孔率の小さなスキン層Ｌｓは、ポーラス部Ｐｓの剛性を向上させる。気孔率の大きなコア層Ｌｃは、ポーラス部Ｐｓの重量（見かけの比重）の低減に寄与する。また気孔率の大きなコア層Ｌｃは、ポーラス部Ｐｓの重量を抑制しつつ、ポーラス部Ｐｓの厚みを増加させうる。この厚みの増加は、ポーラス部Ｐｓの剛性を高めうる。スキン層Ｌｓとコア層Ｌｃとが併用されたポーラス部Ｐｓでは、高い剛性と軽量性とが達成されうる。
【００４８】
コア層Ｌｃの両側（表側及び裏側）に位置するスキン層Ｌｓは、ポーラス部Ｐｓの重量を抑制しつつ、ポーラス部Ｐｓの曲げ剛性を効果的に高める。
【００４９】
高い剛性及び軽量性は、ヘッドの設計自由度を高める。このポーラス部Ｐｓの使用により、剛性を維持と軽量化とが達成されうる。ヘッドの一部が軽量化された場合、ヘッドの重心位置を変化させることが容易とされうる。ポーラス部Ｐｓは、ヘッド重心位置の設計自由度を高めうる。最適化されたヘッド重心位置は、大きな飛距離を可能とする。
【００５０】
剛性の低下が抑制されたポーラス部Ｐｓは、固有振動数を高くするのに寄与する。このポーラス部Ｐｓは、打球音を高くするのに寄与する。高い打球音は、ゴルファーに好まれる傾向にある。公知のＣＦＲＰ製部材は、振動減衰性が高い。よって、ＣＦＲＰ製部材の使用により、高く、澄んだ、長く響く打球音が得られにくい。ＣＦＲＰ製部材の使用と比較して、このポーラス部Ｐｓの使用は、良好な打球音を達成しうる。
【００５１】
ヘッド外面を形成するスキン層Ｌｓは、気孔率が少ないので、気孔が目立たない。よって、ヘッドの外観性が向上しうる。また、気孔率が少ないので、塗装が容易である。更に、ヘッド外面を形成するスキン層Ｌｓは、土や芝などが気孔に入り込むのを抑制する。
【００５２】
［ポーラス部Ｐｓの位置］
ポーラス部Ｐｓは、クラウン６の少なくとも一部、ソール８の少なくとも一部又はサイド１０の少なくとも一部を形成している。ヘッドの重心位置を下げる観点からは、ポーラス部Ｐｓは、クラウン６の少なくとも一部又はサイド１０の少なくとも一部を形成しているのが好ましく、クラウン６の少なくとも一部を形成しているのがより好ましい。
【００５３】
クラウン６に配置されたポーラス部Ｐｓは、ヘッドの重心位置を低くしうる。この観点から、クラウン面積のうち、上記ポーラス部Ｐｓの占める面積の割合Ｒｃは、１５％以上が好ましく、２０％以上がより好ましく、３０％以上がより好ましく、４０％以上が更に好ましい。この割合Ｒｃは、１００％であってもよい。
【００５４】
図５は、第２実施形態に係るヘッド３０をクラウン側から見た図である。ポーラス部Ｐｓは、このヘッド３０のクラウン３２に配置されている。第１実施形態のヘッド２と比較して、このヘッド３０では、上記割合Ｒｃが大きい。
【００５５】
［ポーラス部Ｐｓの気孔率］
スキン層Ｌｓの気孔率は限定されない。ポーラス部Ｐｓの剛性を高める観点から、スキン層Ｌｓの気孔率は、５％（０．０５）以下が好ましく、１％（０．０１）以下がより好ましく、０．５％（０．００５）以下が更に好ましい。スキン層Ｌｓの気孔率は、０％であってもよい。本願における気孔率は、体積％（体積割合）である。
【００５６】
コア層Ｌｃの気孔率は限定されない。ポーラス部Ｐｓの見かけの比重を下げることで、重量を抑制しつつポーラス部Ｐｓの剛性を増やすことができる。この観点から、コア層Ｌｃの気孔率は、２５％（０．２５）以上が好ましく、３０％（０．３０）以上がより好ましい。剛性及び強度の観点から、コア層Ｌｃの気孔率は、８０％（０．８０）以下が好ましく、７０％（０．７０）以下がより好ましく、６０％（０．６０）以下が更に好ましく、５０％（０．５０）以下が特に好ましい。
【００５７】
［材質］
ポーラス部Ｐｓの材質は、金属である限り、限定されない。ポーラス部Ｐｓの材質として、チタン合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス鋼及びマレージング鋼が例示される。ポーラス部Ｐｓの高い剛性を十分に生かす観点から、ポーラス部Ｐｓは隣接部分に溶接されているのが好ましい。この観点から、ポーラス部Ｐｓの材質は、隣接部分との溶接が可能な材質であるのが好ましい。この隣接部分がチタン合金である場合、ポーラス部Ｐｓもチタン合金とされるのが、溶接強度の点で好ましい。
【００５８】
非ポーラス部ＮＰｓの材質は限定されない。非ポーラス部ＮＰｓの材質として、金属、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）等が例示される。非ポーラス部ＮＰｓに用いられる上記金属として、純チタン、チタン合金、ステンレス鋼、マレージング鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金及びタングステン−ニッケル合金から選ばれる一種以上の金属が例示される。ステンレス鋼として、ＳＵＳ６３０及びＳＵＳ３０４が例示される。チタン合金として、６−４チタン（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ等が例示される。
【００５９】
金属部材とＣＦＲＰ部材とを複合させた従来の複合ヘッドでは、両者を接合するためのオーバーラップ部分が必要である。このオーバーラップ部分では、通常、接着がなされる。この従来の複合ヘッドは、ＣＦＲＰ部材を用いているため、振動減衰が大きく、打球音が悪化しやすい。ＣＦＲＰ部材の接合に接着剤が用いられている場合、この接着剤も振動減衰を促進しうる。接着剤の使用は、打球音を悪化させやすい。これに対して、ポーラス部Ｐｓは金属であるため、打球音が良好である。また、ポーラス部Ｐｓが溶接される場合、ポーラス部Ｐｓを接合するためのオーバーラップ部分は、不要とされるか、若しくは小さくされうる。オーバーラップ部分が無いことは、軽量化に寄与する。また、接着剤が無いことは、打球音の向上に寄与しうる。
【００６０】
［厚み］
スキン層Ｌｓの厚みｔ１は限定されない。ポーラス部Ｐｓの見かけの比重を小さくする観点から、スキン層Ｌｓの厚みｔ１は、コア層Ｌｃの厚みｔ２よりも薄いのが好ましい。ポーラス部Ｐｓの見かけの比重を小さくする観点から、厚みｔ１は、０．２ｍｍ以下が好ましく、０．１５ｍｍ以下がより好ましい。ポーラス部Ｐｓの剛性を高める観点から、厚みｔ１は、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。
【００６１】
コア層Ｌｃの厚みｔ２は限定されない。ポーラス部Ｐｓの見かけの比重を小さくしつつポーラス部Ｐｓの剛性を高める観点から、厚みｔ２は、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上がより好ましく、０．４ｍｍ以上が更に好ましい。厚みｔ２の上限値は、ポーラス部Ｐｓの設定重量によって適宜設定されるが、例えば１．０ｍｍ以下、更には０．８ｍｍ以下、更には０．６ｍｍ以下とされうる。
【００６２】
ポーラス部Ｐｓの全厚み中におけるスキン層Ｌｓの厚みの比率（本願において、スキン層比率とも称される）は限定されない。
【００６３】
ポーラス部Ｐｓの剛性を高める観点から、スキン層比率は、８％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、２０％以上が更に好ましく、３０％以上が更に好ましい。ポーラス部Ｐｓの重量を小さくしてポーラス部Ｐｓの剛性を上げる観点からは、スキン層比率は、８０％以下が好ましく、７０％以下がより好ましく、６０％以下が更に好ましく、５０％以下が更に好ましい。
【００６４】
［製法］
【００６５】
ポーラス部材の製造方法は限定されず、公知の方法が採用されうる。この製造方法として、金属粉末射出成形法（Metal Powder Injection Molding：ＭＩＭ）、金属粉末を圧縮成形する方法、金属粉末を焼結成形する方法、溶融金属中にガスを注入する方法、等が例示される。
【００６６】
金属粉末射出成形法は、樹脂及び／又はワックスを含むバインダと金属粉末とを混合させて混合体を得る工程と、この混合体を金型内に射出成形する工程と、上記バインダを抜く脱脂工程と、この脱脂工程後に焼結する工程とを含む。
【００６７】
これらの製造方法によって成形されうる多孔質金属は、多数の小さい気孔（気孔）を有する金属である。気孔の大きさは、通常、１０ｎｍ以上１ｍｍ以下程度である。剛性及び強度の観点から、気孔の大きさは、１００μｍ以下が好ましい。多孔質金属全体の体積に対する気孔の体積の割合が、気孔率である。
【００６８】
スキン層Ｌｓとコア層Ｌｃとを有するポーラス部材の製造方法は限定されない。この製造方法として、スキン層Ｌｓ用の材料とスキン層Ｌｓ用の材料とをそれぞれ別々に成形した後、それらを最終成形工程において一体成形して、ポーラス部材を得る方法が例示される。
【００６９】
スキン層Ｌｓ（２層）とコア層Ｌｃとを一体成形する方法として、次の製造方法が挙げられる。即ち、金属粉末とバインダとを含むＭＩＭ原料に気孔形成用樹脂粒子を添加した混合物を成形し、脱脂及び焼結工程を経て、金属製の多孔質部品を製造する方法である。この方法は、パウダースペースホルダーＭＩＭ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｓｐａｃｅ Ｈｏｌｄｅｒ ＭＩＭ、ＰＳＨ−ＭＩＭ）法として公知である。
【００７０】
ヘッドの製造方法は限定されない。通常、中空のヘッドは、２以上の部材が接合されることにより製造される。好ましいヘッドは、上記ポーラス部材を含む２以上の部材が接合されることにより製造される。各部材の製造方法は限定されず、鋳造、鍛造及びプレスフォーミングが例示される。
【００７１】
ヘッド体積は限定されない。上記ポーラス部Ｐｓの効果（剛性及び軽量化）は、ヘッド体積が大きい場合に顕在化しうる。この観点から、ヘッド体積は、１００ｃｃ以上が好ましく、１５０ｃｃ以上がより好ましく、２００ｃｃ以上がより好ましい。打球音の効果をも考慮すると、ヘッド体積はより大きいのが好ましい。この観点から、ヘッド体積は、４００ｃｃ以上が好ましく、４２０ｃｃ以上がより好ましく、４４０ｃｃ以上がより好ましい。ゴルフクラブに関する規則を遵守する観点から、ヘッド体積は４７０ｃｃ以下が好ましく、１０ｃｃの測定誤差を考慮すると、４６０ｃｃ±１０ｃｃが特に好ましい。
【００７２】
ヘッド重量は限定されない。上記ポーラス部Ｐｓの効果（剛性及び軽量化）は、ヘッド体積が大きく且つヘッド重量が小さい場合において顕在化する。具体的には、上記ウッド型ヘッド、ユーティリティー型ヘッド及びハイブリッド型ヘッドにおいて、有効性が高い。この観点から、ヘッド重量は、２５０ｇ以下が好ましく、２２０ｇ以下がより好ましく、２００ｇ以下が更に好ましい。
【００７３】
ポーラス部Ｐｓが設けられる部位が薄いヘッドの場合、上記ポーラス部Ｐｓは特に有効である。即ち、上記ポーラス部Ｐｓは、薄くされた場合の剛性の低下を抑制しうる。この観点から、クラウンの平均厚みは、１ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましく、０．７ｍｍ以下がより好ましい。ヘッドの強度の観点から、クラウンの平均厚みは、０．５ｍｍ以上が好ましい。
【００７４】
ポーラス部Ｐｓが設けられる部位が薄いヘッドの場合、上記ポーラス部Ｐｓは特に有効である。即ち、上記ポーラス部Ｐｓは、薄くされた場合の剛性の低下を抑制しうる。この観点から、サイドの平均厚みは、１ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましく、０．７ｍｍ以下がより好ましい。ヘッドの強度の観点から、サイドの平均厚みは、０．５ｍｍ以上が好ましい。
【００７５】
ヘッドの左右慣性モーメントは限定されない。前述の通り、ポーラス部Ｐｓは、軽量化に寄与しうる。ポーラス部Ｐｓの使用により、重量配分の自由度が向上し、慣性モーメントの増大が達成されうる。この観点から、ヘッドの左右慣性モーメントは、２０００ｇ・ｃｍ２以上が好ましく、３０００ｇ・ｃｍ２以上がより好ましく、４０００ｇ・ｃｍ２以上が更に好ましく、５０００ｇ・ｃｍ２以上が特に好ましい。
【００７６】
左右慣性モーメントとは、ヘッド重心ｇを通る軸Ｚまわりの慣性モーメントである。この軸Ｚは、上記基準状態のヘッドにおいて上記水平面ｈに垂直な軸である。左右慣性モーメントは、ＩＮＥＲＴＩＡ ＤＹＮＡＭＩＣＳ ＩＮＣ．社製のＭＯＭＥＮＴ ＯＦ ＩＮＥＲＴＩＡ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＭＯＤＥＬ ＮＯ．００５−００２を用いて測定されうる。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００７８】
シミュレーションを用いて、スキン層及びコア層の影響を確認した。剛性が一定であるという条件の下で、スキン層の厚みｔ１及びコア層の気孔率が重量に与える影響を確認した。
【００７９】
このシミュレーションでは、先ず、ベース体Ａが考慮された。このベース体Ａは、気孔を有さない。ベース体Ａの厚みはＴであり、密度はρであり、弾性率はＥである。このベース体Ａでは、気孔が無いので、コア層とスキン層という区別は存在しない。即ちこのベース体Ａでは、スキン層の厚みｔ１が０ｍｍである。上記厚みＴは、０．７ｍｍに設定された。密度ρは、４４２０ｋｇ／ｍ３に設定された。Ｅは１２６ＧＰａに設定された。
【００８０】
次に、多数のテスト体Ｂが考察された。このテスト体Ｂの材質は、上記ベース体Ａと同じとされた。テスト体Ｂは、３層構造であり、上記コア層及び上記スキン層を有する。コア層は、気孔を有する。スキン層は、気孔を有さない。スキン層の密度及び弾性率は、上記ベース体Ａのそれらと同じである。
【００８１】
図６は、ベース体Ａ及びテスト体Ｂの斜視図である。ベース体Ａ及びテスト体Ｂは、直方体である。
【００８２】
テスト体Ｂの厚みｈは、スキン層の厚みｔ１と、コア層の厚みｔ２とを用いて、次の式で表される。
ｈ＝ｔ１＋ｔ１＋ｔ２
【００８３】
長方形断面における断面二次モーメントを考慮すると、テスト体Ｂの曲げ剛性ＥＩｂは、次の式で表される。
ＥＩｂ＝Ｗ×｛（Ｅｐ−Ｅ）×ｔ２３＋Ｅ×ｈ３｝／１２
ただし、Ｗは長方形断面の幅であり、Ｅｐはコア層の弾性率である。
【００８４】
上記弾性率Ｅと上記弾性率Ｅｐとの関係は、次の式で表される。ただしρｐは、コア層の密度である。
Ｅｐ＝Ｅ×（ρｐ／ρ）α
【００８５】
前述した日本金属学会秋期大会講演概要（２００４）の第４６６頁に記載の図を参考とし、上記αを２．７９とした。気孔率が０．３５の場合に弾性率比［（Ｅｐ／Ｅ）×１００］が３０％となるように、上記αが決定された。
【００８６】
以上の条件に基づく場合、気孔率と弾性率比（Ｅｐ／Ｅ）との関係は、図７に示すグラフの通りとなる。
【００８７】
全ての上記テスト体Ｂの曲げ剛性が、上記ベース体Ａの曲げ剛性と同一であるとの条件が設定された。この条件の下で、テスト体Ｂにおけるスキン層の厚みｔ１及びコア層の気孔率を変化させて、コア層厚みｔ２を算出した。更に、算出された厚みｔ２に基づいて、テスト体Ｂの、テスト体Ａに対する重量比を算出した。算出された重量比が、下記の表１に示される。
【００８８】
また、各テスト体のスキン層比率が、下記の表２に示される。
【００８９】
【表１】
【００９０】
【表２】
【００９１】
図８は、上記表１の結果をグラフ化したものである。
【００９２】
表１の結果が示すように、曲げ剛性が一定であるという条件の下で、すべてのテスト体Ｂの重量比が１００％未満であった。即ち、すべてのテスト体Ｂが、ベース体Ａと比較して、剛性を維持しつつ軽量化された。
【００９３】
表１の結果は、スキン層厚みｔ１に好適な数値範囲が存在することを示している。表１は、スキン層厚みｔ１が０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の場合に、軽量化の効果が比較的大きいことを示している。
【００９４】
表１及び表２により、本実施例での好ましいスキン層比率（％）が理解されうる。即ち、表１における重量比が小さい場合のスキン層比率が好ましい。この観点から、スキン層比率（％）は、５％以上が好ましく、８０％以下が好ましい。コア層の気孔率が３０％以上５０％以下であり且つスキン層比率（％）が１０％以上７２％以下の場合、重量比（表１）が９２％以下と良好である。
【００９５】
剛性を維持しつつ軽量化を達成する観点から、重量比（表１参照）が９２％以下となるようにコア層の気孔率及びスキン層比率が設定されるのが好ましく、重量比が８９％以下となるようにコア層の気孔率及びスキン層比率が設定されるのがより好ましく、重量比が８６％以下となるようにコア層の気孔率及びスキン層比率が設定されるのがより好ましい。
【００９６】
これらの結果が示すように、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上説明されたヘッドは、あらゆるゴルフクラブヘッドに適用されうる。
【符号の説明】
【００９８】
２・・・ヘッド
４・・・フェース
６・・・クラウン
８・・・ソール
１０・・・サイド
２０・・・ポーラス部材
３０・・・ヘッド
Ｐｓ・・・ポーラス部
Ｌｓ・・・スキン層
Ｌｃ・・・コア層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブヘッドに用いられる材料に関して、様々な提案がなされている。特開２００２−３５１８０号公報は、ポーラス金属を用いたゴルフクラブヘッドを開示する。この特開２００２−３５１８０号公報の段落［００２１］には、フェースの少なくとも一部及び／又はクラウンの少なくとも一部をポーラス金属から形成し、その空隙率を適切に設定することにより、重心の位置を任意に設定できることが記載されている。
【０００３】
特開平１１−１５１３３０号公報は、打球感や打球音を高めることを目的として、ヘッド打球部が多孔質構造を有するゴルフ用クラブヘッドを開示する。この発明では、ヘッド打球部のフェース面側の表面密度が緻密に形成され、そのバック面側の内部密度が粗に形成されている。
【０００４】
特開２００３−１３５６３３号公報は、ヘッド本体又はフェース部材の少なくともいずれか一方が気孔率５〜５０％の多孔質金属からなることを特徴とするゴルフクラブヘッドが開示されている。この文献の請求項８には、気孔率が１０〜９０％である原材料金属に対して塑性加工を施すことにより、気孔率が５〜５０％である多孔質金属を作製する製造方法が記載されている。また図７には、多孔質であるフェース部材の両面に金属板を接合した構成が開示されている。
【０００５】
日本金属学会秋期（第１３５回）大会講演概要（２００４）の第４６６頁には、チタン合金の多孔質金属での、気孔率と弾性率との関係を示す図が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５１８０号公報
【特許文献２】特開平１１−１５１３３０号公報
【特許文献３】特開２００３−１３５６３３号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本金属学会秋期大会講演概要（２００４）の第４６６頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
多孔質金属は、一般に弾性率が低い。多孔質金属をヘッドに用いた場合、通常の金属を用いた場合と比較して、剛性が低下する。剛性を低下させないために厚みを増加させた場合、軽量化が達成されず、多孔質金属を用いた意義が失われる。
【０００９】
他の軽量化技術として、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を用いたヘッドが知られている。このヘッドの一例は、Ｔｉ合金とＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）とを複合したヘッドである。このヘッドでは、重心設計等の設計自由度が向上しうるが、打球音の悪化や製造コストの増大といった問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、剛性の低下を抑制しつつ軽量化が達成されうる部材を用いて、設計自由度の高いゴルフクラブヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のゴルフクラブヘッドは、フェース、クラウン、ソール及びサイドを備えている。このヘッドでは、上記クラウンの少なくとも一部、上記ソールの少なくとも一部又は上記サイドの少なくとも一部が、多孔質金属を含むポーラス部によって形成されている。上記ポーラス部の表面側の気孔率が、上記ポーラス部の内部側の気孔率よりも小さい。上記ポーラス部の表面側とは、上記ポーラス部の表側及び裏側である。
【００１２】
好ましくは、上記ポーラス部が、その両面に形成されたスキン層と、その内部に形成されたコア層とを有している。上記スキン層の気孔率が、上記コア層の気孔率よりも小さい。
【００１３】
好ましくは、上記スキン層の厚みが、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である。
【００１４】
好ましくは、上記ポーラス部の全体が一体成形されてなる。
【００１５】
好ましくは、上記ポーラス部が、上記クラウンの少なくとも一部又は上記サイドの少なくとも一部を形成している。
【００１６】
好ましくは、ヘッド体積が１００ｃｃ以上であり、ヘッド重量が２５０ｇ以下であり、ヘッドの左右慣性モーメントが２０００ｇ・ｃｍ２以上である。より好ましくは、ヘッド体積が４００ｃｃ以上であり、ヘッド重量が２００ｇ以下であり、ヘッドの左右慣性モーメントが５０００ｇ・ｃｍ２以上である。
【発明の効果】
【００１７】
剛性の低下を抑制しつつ、軽量化が達成されたポーラス部が得られうる。このポーラス部は、ヘッドの設計自由度を高めうる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図２】図２は、図１のヘッドの底面図である。
【図３】図３は、図１のIII−III線に沿った断面図である。
【図４】図４は、図１のIV−IV線に沿った断面図である。
【図５】図５は、他の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの平面図である。
【図６】図６は、ベース体及びテスト体の斜視図である。
【図７】図７は、気孔率と弾性率比との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、表１のデータに基づくグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッド２をクラウン側から見た図である。図２は、ヘッド２をソール側から見た図である。図３は、図１のIII−III線に沿った断面図である。図４は、図１のIV−IV線に沿った断面図である。
【００２１】
ヘッド２は、フェース４、クラウン６、ソール８、サイド１０及びホーゼル１２を有する。クラウン６は、フェース４の上縁からヘッド後方に向かって延びている。ソール８は、フェース４の下縁からヘッド後方に向かって延びている。サイド１０は、クラウン６とソール８との間に延びている。図３及び図４が示すように、ヘッド２の内部は中空である。ヘッド２は、中空ヘッドである。ヘッド２は、いわゆるウッド型のゴルフクラブヘッドである。
【００２２】
図３及び図４が示すように、サイド１０とクラウン６との境界ｋ１が存在する。この境界ｋ１は、輪郭線ｒ１（後述）を含む。
【００２３】
なお、ヘッドの形状によっては、サイド１０とソール８との境界が不明な場合がある。例えば、ソール８からクラウン６までの面が滑らかに連続している場合がそうである。この場合、ソール８とサイド１０との境界は、次のように定義される。クラウン上方から見たときのヘッド２の輪郭線ｒ１から１５ｍｍ隔てた位置が、ソール８とサイド１０との境界とみなされる。
【００２４】
ヘッド２は、ポーラス部材２０を含む複数の部材が接合されてなる。具体的には、ヘッド２は、ヘッド本体１６と、フェース部材１８と、ポーラス部材２０とが接合されてなる（図４参照）。接合方法は、溶接である。ポーラス部材２０と、それに隣接する部材（ヘッド本体１６）とは、溶接可能である。ヘッド本体１６、フェース部材１８及びポーラス部材２０は、いずれも、チタン合金よりなる。図２等には、ポーラス部材２０とヘッド本体１６との境界ｋ２が示されている。図４には、ヘッド本体１６とフェース部材１８との境界ｋｆが示されている。
【００２５】
前述の如く、ポーラス部材２０と隣接する部材（ヘッド本体１６）とは溶接されている。ポーラス部材２０とヘッド本体１６との接合強度は高い。溶接されたポーラス部材２０は、ヘッド２の構造体として有効に機能する。
【００２６】
上記の如く、ポーラス部材２０は溶接によって固定されている。ポーラス部Ｐｓとヘッド本体との間に、オーバーラップ部分は存在しない。ヘッド２では、ポーラス部部材２０を固定するためのオーバーラップ部分は存在しない。この点は、ＣＦＲＰ製部材が用いられる場合と相違する。オーバーラップ部分が無いことは、軽量化に寄与する。オーバーラップ部分が無いことは、ヘッドの設計自由度を向上させる。
【００２７】
フェース部材１８は、フェース４の全体を構成する。更にフェース部材１８は、クラウン６の一部、ソール８の一部及びサイド１０の一部を構成する。フェース部材１８は、略皿状（カップ状）である。フェース部材１８は、カップフェースと称されることがある。
【００２８】
ヘッド本体１６は、クラウン６の一部、ソール８の一部、サイド１０の一部及びホーゼル１２の全体を構成している。本体１６には、ポーラス部材２０の形状に対応した形状の貫通孔が開けられている。この貫通孔は、クラウン６に位置する。この貫通孔に、ポーラス部材２０が配置されている。
【００２９】
ポーラス部材２０は、多孔質金属を含む。ポーラス部材２０は、その全体が一体成形されている。ポーラス部材２０の全体が、多孔質金属であってもよい。
【００３０】
図１が示すように、ホーゼル１２は、シャフトを装着するための孔２２を有する。図示されないシャフトは、孔２２に挿入される。
【００３１】
なお、本発明では、ヘッドの構造及びヘッドの製法は限定されない。
【００３２】
ポーラス部Ｐｓは、多孔質金属を含む。ポーラス部Ｐｓには、その厚み方向の少なくとも一部に、多孔質金属が存在する。好ましいポーラス部Ｐｓは、その全体が一体成形されている。本実施形態では、ポーラス部材２０によって形成された部分が、ポーラス部Ｐｓである。ポーラス部Ｐｓが、ポーラス部Ｐｓ以外の部分（クラウン等）とともに一体成形されてもよい。
【００３３】
ポーラス部Ｐｓ以外の部分が、非ポーラス部ＮＰｓとも称される。本実施形態では、ヘッド本体１６及びフェース部材１８が、非ポーラス部ＮＰｓである。
【００３４】
ポーラス部Ｐｓは、クラウン６に位置している。ポーラス部Ｐｓの全体がクラウン６に位置している。クラウン６以外に、ポーラス部Ｐｓは存在しない。本実施形態では、ポーラス部Ｐｓの全体が、クラウン６に位置している。クラウン６に配置されたポーラス部Ｐｓは、ヘッド重心の位置を低くしうる。低い重心位置は、高い打ち出し角度と少ないバックスピン量とに寄与する。低い重心位置は、飛距離の増大に寄与する。
【００３５】
本実施形態では、クラウン６の一部が、ポーラス部Ｐｓである。クラウン６の全体がポーラス部Ｐｓであってもよい。
【００３６】
図３及び図４が示すように、ポーラス部Ｐｓは、ヘッド２の厚みの全体を占めている。本願では、ソール８の厚みの全体を占めるポーラス部Ｐｓが、全厚み部とも称される。本実施形態では、ポーラス部Ｐｓの全体が、全厚み部である。ポーラス部Ｐｓの一部が全厚み部であってもよい。
【００３７】
全厚み部の外面は、ヘッド２の外部に露出している。全厚み部の内面は、ヘッド２の中空部に露出している。
【００３８】
ポーラス部Ｐｓの外面は、クラウン外面の一部を構成している。ポーラス部Ｐｓの外面と、非ポーラス部ＮＰｓの外面とは、滑らかに連続している。
【００３９】
ポーラス部Ｐｓの内面は、滑らかに連続する曲面である。
【００４０】
図３及び図４が示すように、ポーラス部Ｐｓの厚みは、ポーラス部Ｐｓに隣接する部分の厚みよりも大きい。ポーラス部Ｐｓの厚みは、一定である。ポーラス部Ｐｓの厚みは、変化していてもよい。
【００４１】
［ポーラス部Ｐｓの構造］
ポーラス部Ｐｓの表面側の気孔率は、ポーラス部Ｐｓの内部側の気孔率よりも小さい。後述するように、この構造は、剛性と軽量性との両立を可能とする。
【００４２】
ポーラス部Ｐｓの厚み方向における気孔率の変化は、連続的であってもよいし、非連続的であってもよい。より好ましくは、ポーラス部Ｐｓは、後述されるスキン層Ｌｓとコア層Ｌｃとを有する。
【００４３】
図３には、ポーラス部Ｐｓの断面を拡大した図が示されている（図３の円内を参照）。ポーラス部Ｐｓは、その両面に形成されたスキン層Ｌｓと、その内部に形成されたコア層Ｌｃとを有する。本実施形態では、ポーラス部Ｐｓは、３層構造である。コア層Ｌｃが複数の層によって形成されていてもよい。スキン層Ｌｓの厚み方向において、気孔率が連続的に変化していてもよい。コア層Ｌｃの厚み方向において、気孔率が連続的に変化していてもよい。
【００４４】
スキン層Ｌｓ及びコア層Ｌｃの内部において気孔率が変化している場合、それらの変化の態様は限定されない。スキン層Ｌｓの平均気孔率が、コア層Ｌｃの平均気孔率よりも小さければよい。
【００４５】
ポーラス部Ｐｓの全体が一体成形されている場合、スキン層Ｌｓとコア層Ｌｃとの接合は強固である。この強固な接合は、ポーラス部Ｐｓの曲げ剛性及び強度を高めうる。
【００４６】
最も外側の層は、スキン層Ｌｓである。内側のスキン層Ｌｓは、ヘッドの内面を構成している。外側のスキン層Ｌｓは、ヘッドの外面を構成している。
【００４７】
スキン層Ｌｓの気孔率は、コア層Ｌｃの気孔率よりも小さい。気孔率の小さなスキン層Ｌｓは、ポーラス部Ｐｓの剛性を向上させる。気孔率の大きなコア層Ｌｃは、ポーラス部Ｐｓの重量（見かけの比重）の低減に寄与する。また気孔率の大きなコア層Ｌｃは、ポーラス部Ｐｓの重量を抑制しつつ、ポーラス部Ｐｓの厚みを増加させうる。この厚みの増加は、ポーラス部Ｐｓの剛性を高めうる。スキン層Ｌｓとコア層Ｌｃとが併用されたポーラス部Ｐｓでは、高い剛性と軽量性とが達成されうる。
【００４８】
コア層Ｌｃの両側（表側及び裏側）に位置するスキン層Ｌｓは、ポーラス部Ｐｓの重量を抑制しつつ、ポーラス部Ｐｓの曲げ剛性を効果的に高める。
【００４９】
高い剛性及び軽量性は、ヘッドの設計自由度を高める。このポーラス部Ｐｓの使用により、剛性を維持と軽量化とが達成されうる。ヘッドの一部が軽量化された場合、ヘッドの重心位置を変化させることが容易とされうる。ポーラス部Ｐｓは、ヘッド重心位置の設計自由度を高めうる。最適化されたヘッド重心位置は、大きな飛距離を可能とする。
【００５０】
剛性の低下が抑制されたポーラス部Ｐｓは、固有振動数を高くするのに寄与する。このポーラス部Ｐｓは、打球音を高くするのに寄与する。高い打球音は、ゴルファーに好まれる傾向にある。公知のＣＦＲＰ製部材は、振動減衰性が高い。よって、ＣＦＲＰ製部材の使用により、高く、澄んだ、長く響く打球音が得られにくい。ＣＦＲＰ製部材の使用と比較して、このポーラス部Ｐｓの使用は、良好な打球音を達成しうる。
【００５１】
ヘッド外面を形成するスキン層Ｌｓは、気孔率が少ないので、気孔が目立たない。よって、ヘッドの外観性が向上しうる。また、気孔率が少ないので、塗装が容易である。更に、ヘッド外面を形成するスキン層Ｌｓは、土や芝などが気孔に入り込むのを抑制する。
【００５２】
［ポーラス部Ｐｓの位置］
ポーラス部Ｐｓは、クラウン６の少なくとも一部、ソール８の少なくとも一部又はサイド１０の少なくとも一部を形成している。ヘッドの重心位置を下げる観点からは、ポーラス部Ｐｓは、クラウン６の少なくとも一部又はサイド１０の少なくとも一部を形成しているのが好ましく、クラウン６の少なくとも一部を形成しているのがより好ましい。
【００５３】
クラウン６に配置されたポーラス部Ｐｓは、ヘッドの重心位置を低くしうる。この観点から、クラウン面積のうち、上記ポーラス部Ｐｓの占める面積の割合Ｒｃは、１５％以上が好ましく、２０％以上がより好ましく、３０％以上がより好ましく、４０％以上が更に好ましい。この割合Ｒｃは、１００％であってもよい。
【００５４】
図５は、第２実施形態に係るヘッド３０をクラウン側から見た図である。ポーラス部Ｐｓは、このヘッド３０のクラウン３２に配置されている。第１実施形態のヘッド２と比較して、このヘッド３０では、上記割合Ｒｃが大きい。
【００５５】
［ポーラス部Ｐｓの気孔率］
スキン層Ｌｓの気孔率は限定されない。ポーラス部Ｐｓの剛性を高める観点から、スキン層Ｌｓの気孔率は、５％（０．０５）以下が好ましく、１％（０．０１）以下がより好ましく、０．５％（０．００５）以下が更に好ましい。スキン層Ｌｓの気孔率は、０％であってもよい。本願における気孔率は、体積％（体積割合）である。
【００５６】
コア層Ｌｃの気孔率は限定されない。ポーラス部Ｐｓの見かけの比重を下げることで、重量を抑制しつつポーラス部Ｐｓの剛性を増やすことができる。この観点から、コア層Ｌｃの気孔率は、２５％（０．２５）以上が好ましく、３０％（０．３０）以上がより好ましい。剛性及び強度の観点から、コア層Ｌｃの気孔率は、８０％（０．８０）以下が好ましく、７０％（０．７０）以下がより好ましく、６０％（０．６０）以下が更に好ましく、５０％（０．５０）以下が特に好ましい。
【００５７】
［材質］
ポーラス部Ｐｓの材質は、金属である限り、限定されない。ポーラス部Ｐｓの材質として、チタン合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、ステンレス鋼及びマレージング鋼が例示される。ポーラス部Ｐｓの高い剛性を十分に生かす観点から、ポーラス部Ｐｓは隣接部分に溶接されているのが好ましい。この観点から、ポーラス部Ｐｓの材質は、隣接部分との溶接が可能な材質であるのが好ましい。この隣接部分がチタン合金である場合、ポーラス部Ｐｓもチタン合金とされるのが、溶接強度の点で好ましい。
【００５８】
非ポーラス部ＮＰｓの材質は限定されない。非ポーラス部ＮＰｓの材質として、金属、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）等が例示される。非ポーラス部ＮＰｓに用いられる上記金属として、純チタン、チタン合金、ステンレス鋼、マレージング鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金及びタングステン−ニッケル合金から選ばれる一種以上の金属が例示される。ステンレス鋼として、ＳＵＳ６３０及びＳＵＳ３０４が例示される。チタン合金として、６−４チタン（Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ）、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ等が例示される。
【００５９】
金属部材とＣＦＲＰ部材とを複合させた従来の複合ヘッドでは、両者を接合するためのオーバーラップ部分が必要である。このオーバーラップ部分では、通常、接着がなされる。この従来の複合ヘッドは、ＣＦＲＰ部材を用いているため、振動減衰が大きく、打球音が悪化しやすい。ＣＦＲＰ部材の接合に接着剤が用いられている場合、この接着剤も振動減衰を促進しうる。接着剤の使用は、打球音を悪化させやすい。これに対して、ポーラス部Ｐｓは金属であるため、打球音が良好である。また、ポーラス部Ｐｓが溶接される場合、ポーラス部Ｐｓを接合するためのオーバーラップ部分は、不要とされるか、若しくは小さくされうる。オーバーラップ部分が無いことは、軽量化に寄与する。また、接着剤が無いことは、打球音の向上に寄与しうる。
【００６０】
［厚み］
スキン層Ｌｓの厚みｔ１は限定されない。ポーラス部Ｐｓの見かけの比重を小さくする観点から、スキン層Ｌｓの厚みｔ１は、コア層Ｌｃの厚みｔ２よりも薄いのが好ましい。ポーラス部Ｐｓの見かけの比重を小さくする観点から、厚みｔ１は、０．２ｍｍ以下が好ましく、０．１５ｍｍ以下がより好ましい。ポーラス部Ｐｓの剛性を高める観点から、厚みｔ１は、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。
【００６１】
コア層Ｌｃの厚みｔ２は限定されない。ポーラス部Ｐｓの見かけの比重を小さくしつつポーラス部Ｐｓの剛性を高める観点から、厚みｔ２は、０．２ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上がより好ましく、０．４ｍｍ以上が更に好ましい。厚みｔ２の上限値は、ポーラス部Ｐｓの設定重量によって適宜設定されるが、例えば１．０ｍｍ以下、更には０．８ｍｍ以下、更には０．６ｍｍ以下とされうる。
【００６２】
ポーラス部Ｐｓの全厚み中におけるスキン層Ｌｓの厚みの比率（本願において、スキン層比率とも称される）は限定されない。
【００６３】
ポーラス部Ｐｓの剛性を高める観点から、スキン層比率は、８％以上が好ましく、１０％以上がより好ましく、２０％以上が更に好ましく、３０％以上が更に好ましい。ポーラス部Ｐｓの重量を小さくしてポーラス部Ｐｓの剛性を上げる観点からは、スキン層比率は、８０％以下が好ましく、７０％以下がより好ましく、６０％以下が更に好ましく、５０％以下が更に好ましい。
【００６４】
［製法］
【００６５】
ポーラス部材の製造方法は限定されず、公知の方法が採用されうる。この製造方法として、金属粉末射出成形法（Metal Powder Injection Molding：ＭＩＭ）、金属粉末を圧縮成形する方法、金属粉末を焼結成形する方法、溶融金属中にガスを注入する方法、等が例示される。
【００６６】
金属粉末射出成形法は、樹脂及び／又はワックスを含むバインダと金属粉末とを混合させて混合体を得る工程と、この混合体を金型内に射出成形する工程と、上記バインダを抜く脱脂工程と、この脱脂工程後に焼結する工程とを含む。
【００６７】
これらの製造方法によって成形されうる多孔質金属は、多数の小さい気孔（気孔）を有する金属である。気孔の大きさは、通常、１０ｎｍ以上１ｍｍ以下程度である。剛性及び強度の観点から、気孔の大きさは、１００μｍ以下が好ましい。多孔質金属全体の体積に対する気孔の体積の割合が、気孔率である。
【００６８】
スキン層Ｌｓとコア層Ｌｃとを有するポーラス部材の製造方法は限定されない。この製造方法として、スキン層Ｌｓ用の材料とスキン層Ｌｓ用の材料とをそれぞれ別々に成形した後、それらを最終成形工程において一体成形して、ポーラス部材を得る方法が例示される。
【００６９】
スキン層Ｌｓ（２層）とコア層Ｌｃとを一体成形する方法として、次の製造方法が挙げられる。即ち、金属粉末とバインダとを含むＭＩＭ原料に気孔形成用樹脂粒子を添加した混合物を成形し、脱脂及び焼結工程を経て、金属製の多孔質部品を製造する方法である。この方法は、パウダースペースホルダーＭＩＭ（Ｐｏｗｄｅｒ Ｓｐａｃｅ Ｈｏｌｄｅｒ ＭＩＭ、ＰＳＨ−ＭＩＭ）法として公知である。
【００７０】
ヘッドの製造方法は限定されない。通常、中空のヘッドは、２以上の部材が接合されることにより製造される。好ましいヘッドは、上記ポーラス部材を含む２以上の部材が接合されることにより製造される。各部材の製造方法は限定されず、鋳造、鍛造及びプレスフォーミングが例示される。
【００７１】
ヘッド体積は限定されない。上記ポーラス部Ｐｓの効果（剛性及び軽量化）は、ヘッド体積が大きい場合に顕在化しうる。この観点から、ヘッド体積は、１００ｃｃ以上が好ましく、１５０ｃｃ以上がより好ましく、２００ｃｃ以上がより好ましい。打球音の効果をも考慮すると、ヘッド体積はより大きいのが好ましい。この観点から、ヘッド体積は、４００ｃｃ以上が好ましく、４２０ｃｃ以上がより好ましく、４４０ｃｃ以上がより好ましい。ゴルフクラブに関する規則を遵守する観点から、ヘッド体積は４７０ｃｃ以下が好ましく、１０ｃｃの測定誤差を考慮すると、４６０ｃｃ±１０ｃｃが特に好ましい。
【００７２】
ヘッド重量は限定されない。上記ポーラス部Ｐｓの効果（剛性及び軽量化）は、ヘッド体積が大きく且つヘッド重量が小さい場合において顕在化する。具体的には、上記ウッド型ヘッド、ユーティリティー型ヘッド及びハイブリッド型ヘッドにおいて、有効性が高い。この観点から、ヘッド重量は、２５０ｇ以下が好ましく、２２０ｇ以下がより好ましく、２００ｇ以下が更に好ましい。
【００７３】
ポーラス部Ｐｓが設けられる部位が薄いヘッドの場合、上記ポーラス部Ｐｓは特に有効である。即ち、上記ポーラス部Ｐｓは、薄くされた場合の剛性の低下を抑制しうる。この観点から、クラウンの平均厚みは、１ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましく、０．７ｍｍ以下がより好ましい。ヘッドの強度の観点から、クラウンの平均厚みは、０．５ｍｍ以上が好ましい。
【００７４】
ポーラス部Ｐｓが設けられる部位が薄いヘッドの場合、上記ポーラス部Ｐｓは特に有効である。即ち、上記ポーラス部Ｐｓは、薄くされた場合の剛性の低下を抑制しうる。この観点から、サイドの平均厚みは、１ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましく、０．７ｍｍ以下がより好ましい。ヘッドの強度の観点から、サイドの平均厚みは、０．５ｍｍ以上が好ましい。
【００７５】
ヘッドの左右慣性モーメントは限定されない。前述の通り、ポーラス部Ｐｓは、軽量化に寄与しうる。ポーラス部Ｐｓの使用により、重量配分の自由度が向上し、慣性モーメントの増大が達成されうる。この観点から、ヘッドの左右慣性モーメントは、２０００ｇ・ｃｍ２以上が好ましく、３０００ｇ・ｃｍ２以上がより好ましく、４０００ｇ・ｃｍ２以上が更に好ましく、５０００ｇ・ｃｍ２以上が特に好ましい。
【００７６】
左右慣性モーメントとは、ヘッド重心ｇを通る軸Ｚまわりの慣性モーメントである。この軸Ｚは、上記基準状態のヘッドにおいて上記水平面ｈに垂直な軸である。左右慣性モーメントは、ＩＮＥＲＴＩＡ ＤＹＮＡＭＩＣＳ ＩＮＣ．社製のＭＯＭＥＮＴ ＯＦ ＩＮＥＲＴＩＡ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴ ＭＯＤＥＬ ＮＯ．００５−００２を用いて測定されうる。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００７８】
シミュレーションを用いて、スキン層及びコア層の影響を確認した。剛性が一定であるという条件の下で、スキン層の厚みｔ１及びコア層の気孔率が重量に与える影響を確認した。
【００７９】
このシミュレーションでは、先ず、ベース体Ａが考慮された。このベース体Ａは、気孔を有さない。ベース体Ａの厚みはＴであり、密度はρであり、弾性率はＥである。このベース体Ａでは、気孔が無いので、コア層とスキン層という区別は存在しない。即ちこのベース体Ａでは、スキン層の厚みｔ１が０ｍｍである。上記厚みＴは、０．７ｍｍに設定された。密度ρは、４４２０ｋｇ／ｍ３に設定された。Ｅは１２６ＧＰａに設定された。
【００８０】
次に、多数のテスト体Ｂが考察された。このテスト体Ｂの材質は、上記ベース体Ａと同じとされた。テスト体Ｂは、３層構造であり、上記コア層及び上記スキン層を有する。コア層は、気孔を有する。スキン層は、気孔を有さない。スキン層の密度及び弾性率は、上記ベース体Ａのそれらと同じである。
【００８１】
図６は、ベース体Ａ及びテスト体Ｂの斜視図である。ベース体Ａ及びテスト体Ｂは、直方体である。
【００８２】
テスト体Ｂの厚みｈは、スキン層の厚みｔ１と、コア層の厚みｔ２とを用いて、次の式で表される。
ｈ＝ｔ１＋ｔ１＋ｔ２
【００８３】
長方形断面における断面二次モーメントを考慮すると、テスト体Ｂの曲げ剛性ＥＩｂは、次の式で表される。
ＥＩｂ＝Ｗ×｛（Ｅｐ−Ｅ）×ｔ２３＋Ｅ×ｈ３｝／１２
ただし、Ｗは長方形断面の幅であり、Ｅｐはコア層の弾性率である。
【００８４】
上記弾性率Ｅと上記弾性率Ｅｐとの関係は、次の式で表される。ただしρｐは、コア層の密度である。
Ｅｐ＝Ｅ×（ρｐ／ρ）α
【００８５】
前述した日本金属学会秋期大会講演概要（２００４）の第４６６頁に記載の図を参考とし、上記αを２．７９とした。気孔率が０．３５の場合に弾性率比［（Ｅｐ／Ｅ）×１００］が３０％となるように、上記αが決定された。
【００８６】
以上の条件に基づく場合、気孔率と弾性率比（Ｅｐ／Ｅ）との関係は、図７に示すグラフの通りとなる。
【００８７】
全ての上記テスト体Ｂの曲げ剛性が、上記ベース体Ａの曲げ剛性と同一であるとの条件が設定された。この条件の下で、テスト体Ｂにおけるスキン層の厚みｔ１及びコア層の気孔率を変化させて、コア層厚みｔ２を算出した。更に、算出された厚みｔ２に基づいて、テスト体Ｂの、テスト体Ａに対する重量比を算出した。算出された重量比が、下記の表１に示される。
【００８８】
また、各テスト体のスキン層比率が、下記の表２に示される。
【００８９】
【表１】
【００９０】
【表２】
【００９１】
図８は、上記表１の結果をグラフ化したものである。
【００９２】
表１の結果が示すように、曲げ剛性が一定であるという条件の下で、すべてのテスト体Ｂの重量比が１００％未満であった。即ち、すべてのテスト体Ｂが、ベース体Ａと比較して、剛性を維持しつつ軽量化された。
【００９３】
表１の結果は、スキン層厚みｔ１に好適な数値範囲が存在することを示している。表１は、スキン層厚みｔ１が０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下の場合に、軽量化の効果が比較的大きいことを示している。
【００９４】
表１及び表２により、本実施例での好ましいスキン層比率（％）が理解されうる。即ち、表１における重量比が小さい場合のスキン層比率が好ましい。この観点から、スキン層比率（％）は、５％以上が好ましく、８０％以下が好ましい。コア層の気孔率が３０％以上５０％以下であり且つスキン層比率（％）が１０％以上７２％以下の場合、重量比（表１）が９２％以下と良好である。
【００９５】
剛性を維持しつつ軽量化を達成する観点から、重量比（表１参照）が９２％以下となるようにコア層の気孔率及びスキン層比率が設定されるのが好ましく、重量比が８９％以下となるようにコア層の気孔率及びスキン層比率が設定されるのがより好ましく、重量比が８６％以下となるようにコア層の気孔率及びスキン層比率が設定されるのがより好ましい。
【００９６】
これらの結果が示すように、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上説明されたヘッドは、あらゆるゴルフクラブヘッドに適用されうる。
【符号の説明】
【００９８】
２・・・ヘッド
４・・・フェース
６・・・クラウン
８・・・ソール
１０・・・サイド
２０・・・ポーラス部材
３０・・・ヘッド
Ｐｓ・・・ポーラス部
Ｌｓ・・・スキン層
Ｌｃ・・・コア層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェース、クラウン、ソール及びサイドを備えており、
上記クラウンの少なくとも一部、上記ソールの少なくとも一部又は上記サイドの少なくとも一部が、多孔質金属を含むポーラス部によって形成されており、
上記ポーラス部の表面側の気孔率が、上記ポーラス部の内部側の気孔率よりも小さいゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
上記ポーラス部が、その両面に形成されたスキン層と、その内部に形成されたコア層とを有しており、
上記スキン層の気孔率が、上記コア層の気孔率よりも小さい請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
上記スキン層の厚みが、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
上記ポーラス部の全体が一体成形されてなる請求項１から３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
上記ポーラス部が、上記クラウンの少なくとも一部又は上記サイドの少なくとも一部を形成している請求項１から４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項６】
ヘッド体積が１００ｃｃ以上であり、
ヘッド重量が２５０ｇ以下であり、
ヘッドの左右慣性モーメントが２０００ｇ・ｃｍ２以上である請求項１から５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項７】
ヘッド体積が４００ｃｃ以上であり、
ヘッド重量が２００ｇ以下であり、
ヘッドの左右慣性モーメントが５０００ｇ・ｃｍ２以上である請求項１から６のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１】
フェース、クラウン、ソール及びサイドを備えており、
上記クラウンの少なくとも一部、上記ソールの少なくとも一部又は上記サイドの少なくとも一部が、多孔質金属を含むポーラス部によって形成されており、
上記ポーラス部の表面側の気孔率が、上記ポーラス部の内部側の気孔率よりも小さいゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
上記ポーラス部が、その両面に形成されたスキン層と、その内部に形成されたコア層とを有しており、
上記スキン層の気孔率が、上記コア層の気孔率よりも小さい請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
上記スキン層の厚みが、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下である請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
上記ポーラス部の全体が一体成形されてなる請求項１から３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
上記ポーラス部が、上記クラウンの少なくとも一部又は上記サイドの少なくとも一部を形成している請求項１から４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項６】
ヘッド体積が１００ｃｃ以上であり、
ヘッド重量が２５０ｇ以下であり、
ヘッドの左右慣性モーメントが２０００ｇ・ｃｍ２以上である請求項１から５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項７】
ヘッド体積が４００ｃｃ以上であり、
ヘッド重量が２００ｇ以下であり、
ヘッドの左右慣性モーメントが５０００ｇ・ｃｍ２以上である請求項１から６のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８５９５２（Ｐ２０１２−８５９５２Ａ）
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３７３２７（Ｐ２０１０−２３７３２７）
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（５０４０１７８０９）ＳＲＩスポーツ株式会社 (701)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１０日（２０１２．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２２日（２０１０．１０．２２）
【出願人】（５０４０１７８０９）ＳＲＩスポーツ株式会社 (701)
【Ｆターム（参考）】
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