JP2003019230A - ウッド型ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アベレージゴルファーの実際の打点分布に合
わせてスウィートエリアを設定する。 【解決手段】 ヘッドの周波数伝達関数を８００〜２０
００Hzとする。ヘッド１を規定のライ角β、ロフト角で
水平面ＨＰに載置し、原点Ｏとなるヘッドの重心Ｇを通
りかつ水平面ＨＰに対して垂直なＺ軸と、水平かつフェ
ース面２の図心Ａｇに接する接線Ｍと平行なＸ軸と、Ｚ
軸とＸ軸とに直角なＹ軸とからなる座標において、ヘッ
ド１の慣性主軸ξ，η，ζのうち、Ｘ軸とのなす角度が
最も小さい慣性主軸ξをＸＺ平面に投影した第１の直線
Ｅは、トウ側を上かつＸ軸に対して５゜〜３０゜の角度
θ１で傾く。フェース面をＸＺ平面に投影した投影フェ
ース平面において、その図心を原点とする主軸のうちＸ
軸とのなす角度が最も小さい主軸のＸ軸に対する角度θ
２と、前記角度θ１とにおいて、｜θ２−θ１｜≦８と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アベレージゴルフ
ァーの実際の打点分布に合わせてスウィートエリアを設
定することにより、打球の飛距離、方向性を向上しうる
ウッド型ゴルフクラブヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴルフクラブヘッドのフェース面には、
スイートスポットをほぼ中心としてその周辺にスイート
エリアが存在する。図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、スイートスポットＳは、ヘッドａの重心ｇからフェ
ース面ｂにひいた法線ｎが該フェース面ｂと交わる点で
ある。スイートスポットＳで打球すると、打球時のヘッ
ドａの回転ぶれが最小限に抑えられ、ヘッドの運動エネ
ルギーがボールに効率良く伝達され、打球の飛距離が最
大となりかつ意図した方向性が得られる。

【０００３】またスイートエリアＳＡは、スイートスポ
ットＳでの反発係数（最大反発係数）に対して、該反発
係数の低下が比較的少ないフェース面ｂ上の打点領域で
ある。従って、スイートスポットＳを外して打球した場
合であっても、その打点がスイートエリアＳＡ内であれ
ば飛距離の低下や方向性のずれが許容しうる数ヤード程
度に抑えられる。

【０００４】打球の飛距離及び方向性に優れたゴルフク
ラブヘッドを提供するために、フェース面のスイートエ
リアＳＡでボールを打球させる確率を高める技術が種々
提案されている。例えば特開平９−１４９９５４号公報
は、アベレージゴルファーのフェース面における実際の
打点分布を調査し、その打点分布がトウ側を上、ヒール
側を下とするほぼ楕円形状になることを開示している。
具体的には、図１１に示すように、打点分布を近似した
楕円の長軸Ｌは、概ね水平面（Ｘ軸）に対して１０〜４
０゜の角度αとなる。なお図１１では、スイートスポッ
トＳを原点とする直交座標の横軸がトウ、ヒール方向、
縦軸がクラウン、ソール方向となっている。また前記公
報では、ヘッドの慣性主軸のうち最もＸ軸に近接する慣
性主軸の傾きを前記楕円の長軸Ｌに沿うよう水平面に対
して１０〜４０゜の範囲に設定することにより、アベレ
ージゴルファーの打点分布形状に合わせてスイートエリ
アを設定している。

【０００５】また特開平７−１２４２７５号公報では、
平面に投射したフェース形状の主軸の向きを、打点分布
の楕円の長軸に合わせること、具体的には、水平線に対
してトウ側を上にし２０〜３６゜とすることを提案して
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】発明者らは、さらなる
飛距離の増大と方向性を安定し得るゴルフクラブヘッド
について種々の研究を行った。飛距離の増大について
は、特公平６−６１８０号公報に示されるように、ヘッ
ド単体の周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数を
８００（Hz）以上かつ１４００（Hz）以下に設定した。
これは、ヘッドの周波数伝達関数の一次の極小値を示す
周波数を、ゴルフボールの周波数伝達関数の一次の極小
値を示す周波数に近似させることにより、打球時のエネ
ルギーロスを最小限に抑えて飛距離の増大を図るもので
ある。

【０００７】しかしながら、前記周波数を上述の範囲に
設定したヘッドについて、特開平９−１４９９５４号公
報のように慣性主軸を傾けて設定すると、意外にも楕円
で近似される前記スイートエリアの長軸の傾きが前記慣
性主軸の傾きと正確に一致しないことが判明した。

【０００８】一般に周波数伝達関数の一次の極小値を示
す周波数が８００〜１４００Hzに設定されたヘッドは、
その剛性が低いため従来のものに比べて打球時の弾性変
形による効果を無視することができない。特に特開平９
−１４９９５４号公報では、図１２（Ａ）に略示するよ
うに、構えた際の違和感をなくすために、フェース部ｂ
の形状を従来と同様、即ちフェース部ｂの輪郭が囲む領
域の主軸ｅ１を水平面ＨＰに対して０〜２０゜（実施例
では５゜）の小さな角度θａで傾けるとしている（段落
「０１０８」、「０１１２」）。

【０００９】このようなヘッドでは、各部の肉厚分布や
重量配分などを変化させてヘッドの慣性主軸ｅ２を水平
面ＨＰに対して角度θｂで大きく傾けたとしても、フェ
ース部ｂの形状に由来してトウ側上部の領域ｆ１及びヒ
ール側下部の領域ｆ２が局所的に硬くなり、ヘッドの持
つ運動エネルギーを効率良くボールに伝達することがで
きなくなり、意図した理想のスイートエリアＳＡ’を得
ることができなくなると考えられ、これは実験でも確認
することができた。なお周波数伝達関数の前記周波数が
１４００Hzよりも大きいヘッドについては、剛性が高く
打球時のヘッドの弾性変形も少なく、実質的に剛体と考
えることができる。よって、スウィートエリアの長軸の
傾きは、慣性主軸の傾き角度とほぼ同じ傾き角度に設定
できたものと考えられる。

【００１０】また、図１２（Ｂ）に略示するように、前
記周波数を上述の範囲に設定したヘッドについて、特開
平７−１２４２７５号公報のようにフェース部ｂを平面
に投射した図形の主軸ｅ１を角度θａで水平面ＨＰに対
して大きく傾けても、ヘッドの一の慣性主軸ｅ２の水平
面に対する角度θｂが小さければ、同様にスイートエリ
アの長軸の傾きが前記主軸の傾きと正確に一致しないこ
とが判った。

【００１１】発明者らは鋭意研究を重ねたところ、フェ
ース部を垂直な平面に投影した投影フェース平面の主軸
ｅ１と、ヘッドの一の慣性主軸ｅ２とは、それぞれ独立
したパラメータであること、そしてヘッド単体の周波数
伝達関数の一次の極小値を示す周波数Ｆを８００（Hz）
以上かつ１４００（Hz）以下とした低剛性のヘッドにあ
っては、これらを相互に関連づけて規制することが必要
であることを見出した。具体的にはフェース側の主軸ｅ
１、ヘッドの慣性主軸ｅ２とを平行に近づけることがヘ
ッドのスウィートエリアの楕円形状の長軸の傾きを、目
標値通りに正確に設定するために重要であることを見出
した。

【００１２】以上のように、本発明は、打球の飛距離を
向上すること、またフェース面のスイートエリアを楕円
で近似した場合に、その形状がアベレージゴルファーの
打点分布に近似するように設定すること、そしてさらに
前記スイートエリアの長軸の傾き角度をヘッドの一の慣
性主軸の傾き（目標値）と正確に一致させることができ
るウッド型ゴルフクラブヘッドを提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項１記
載の発明は、ヘッド単体の周波数伝達関数の一次の極小
値を示す周波数Ｆが８００（Hz）以上かつ１４００（H
z）以下であるウッド型ゴルフクラブヘッドであって、
ヘッドを規定のライ角、ロフト角で水平面に載置すると
ともに、原点となるヘッドの重心を通りかつ前記水平面
に対して垂直なＺ軸と、水平かつフェース面の図心に接
する接線と平行なＸ軸と、前記Ｚ軸とＸ軸とに直角に交
わるＹ軸とからなるＸ−Ｙ−Ｚ座標において、ゴルフク
ラブヘッドの重心を通りかつ直交する３本の慣性主軸の
うち、前記Ｘ軸とのなす角度が最も小さい慣性主軸をＸ
Ｚ平面に投影した第１の直線は、トウ側を上にしかつ前
記Ｘ軸に対して５゜以上かつ３０゜以下の角度θ１で傾
くとともに、前記フェース面をＸＺ平面に投影した投影
フェース平面において、該投影フェース平面の図心を原
点とする主軸のうちＸ軸とのなす角度が最も小さい主軸
は、Ｘ軸に対して角度θ２をなすとともに、前記角度θ
１とにおいて下記式を満たすことを特徴としている。 ｜θ２−θ１｜≦８ …

【００１４】また請求項２記載の発明は、下記式を満
たすことを特徴とする請求項１記載のウッド型ゴルフク
ラブヘッドである。 ｜θ２−θ１｜≦４ …

【００１５】また請求項３記載の発明は、前記角度θ１
が１０°以上かつ３０°以下であることを特徴とする請
求項１又は２記載のウッド型ゴルフクラブヘッドであ
る。

【００１６】また請求項４記載の発明は、前記周波数Ｆ
が８００（Hz）以上かつ１１００（Hz）以下であること
を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のウッド
型ゴルフクラブヘッドである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態につ
いて図面に基づき説明する。図１には、本実施形態のウ
ッド型ゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」とい
うことがある。）１の正面図、図２は図１のＺＹ平面で
の縦断面図、図３は図１の斜視図をそれぞれ示してい
る。また図１、図２において、ヘッド１は規定のライ角
β、ロフト角γで水平面ＨＰに載置された測定状態とさ
れている。

【００１８】前記ヘッド１は、ボールを打球する面であ
るフェース面２を外表面とするフェース部３と、フェー
ス面２の上縁２ａに連なりヘッド上面をなすクラウン部
４と、前記フェース面２の下縁２ｂに連なりヘッド底面
をなすソール部５と、前記クラウン部４とソール部５と
の間を継ぎ前記フェース面２のトウ２ｔからバックフェ
ースを通り前記フェース面２のヒール２ｅにのびるサイ
ド部６と、フェース部３とクラウン部４とサイド部６と
が交わるヒールｈ側の交わり部の近傍に配されかつ図示
しないシャフトの一端が装着されるネック部７とを具
え、本例では内部を中空形状とした金属製のものを例示
する。なおウッド型のゴルフクラブヘッドとしては、主
としてティーアップして打球するドライバーの他、フェ
アウエーに直接置かれたボールを打球するフェアウェー
ウッド、さらにはアイアンとドライバーの中間的な形状
を有する中空タイプのいわゆるユーティリティタイプの
ヘッドも含まれうる。

【００１９】前記ヘッド１は、一般的に用いられている
種々の材料を用いて形成でき、例えばチタン、チタン合
金、ステンレス、アルミ合金等の１種以上の金属材料、
又は繊維強化樹脂といった非金属材料、さらにはこれら
を複合した複合材料などが挙げられる。なお必要な重量
配分を得るために、比重が大の錘部材などを適宜固着す
ることができる。またヘッド１の体積は、特に限定はさ
れないが、好ましくは１８０cm³ 以上、より好ましくは
２２０cm³ 以上、さらに好ましくは２４０〜５００cm³
程度に大型化することが望ましい。

【００２０】また前記ネック部７は、その内部にシャフ
ト（図示省略）を挿入し接着剤等にて固着しうるシャフ
ト取付孔９（図２に示す）を具える。このシャフト取付
孔９の軸中心線ＣＬはシャフトが装着された際に該シャ
フトの軸中心線と実質的に一致する。従ってシャフト取
付孔９の軸中心線ＣＬをライ角βに合わせている。

【００２１】本発明では、打球の飛距離を向上するため
に、先ずヘッド単体の周波数伝達関数の一次の極小値を
示す周波数Ｆを８００（Hz）以上かつ１４００（Hz）以
下、より好ましくは８００（Hz）以上かつ１３００（H
z）以下、さらに好ましくは８００（Hz）以上かつ１２
００（Hz）以下、特に好ましくは８００（Hz）以上かつ
１１００（Hz）以下に設定する。

【００２２】前記「周波数伝達関数」は、物体に固有の
値であり、物体に加速度α１を作用させたときの応答加
速度をα２とするとき、周波数伝達関数Ｈは、下記式に
より求めることができる。 周波数伝達関数Ｈ＝（α１のパワースペクトル）／（α
２のパワースペクトル） 一般競技用に用いられるゴルフボールは、概ね糸巻きゴ
ルフボール又はソリッドボールの２種類であるが、いず
れもそれらの周波数伝達関数の１次の極小値を示す周波
数は室温で８００〜１４００Hzの範囲に含まれ得る。な
お表１には、一例として市販のゴルフボールの周波数伝
達関数の一次の極小値を示す周波数を示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】上述のようにヘッドの周波数伝達関数の前
記周波数Ｆを限定することにより、該周波数Ｆをゴルフ
ボールのそれに近似させ、ヘッドの運動エネルギーをゴ
ルフボールに効率良く伝達することができ、ひいては打
球の飛距離を最大限に向上させ得る。前記周波数が８０
０Hz未満になると、ヘッドの剛性が著しく低下するため
好ましくなく、逆に１４００Hzを超えるとゴルフボール
の周波数伝達関数の１次の極小値を示す周波数との差が
広がるため飛距離の増大効果が得られない。従来の多く
のヘッド１では、周波数伝達関数の一次の極小値を示す
周波数は１４００Hzよりも大に設定されている。

【００２５】ヘッド１の周波数伝達関数の１次の極小値
を示す周波数Ｆを上記範囲内に設定するためには、例え
ばフェース部３ないしヘッド全体に低ヤング率の材料を
用いることや、ヘッド各部の厚さを例えば薄くするなど
ヘッドないしフェース部２の剛性を下げることで可能と
なる。一例として、フェース部３がチタン合金製の場
合、図２に示すように、フェース部３の裏面周縁に環状
の凹溝１０を設け、フェース部３の周辺を薄肉化するこ
とが望ましい。例えば凹溝１０でのフェース部の厚さｔ
１を１．７〜２．８mm、より好ましくは１．７〜２．２
mmとし、凹溝１０で囲まれる中央部の厚さｔ２（＞ｔ
１）を２．３〜３．０mm程度に設定する。また他の部分
の各部の厚さ等を概ね次のように設定することで、周波
数伝達関数の前記周波数Ｆを約１０００Hzとするヘッド
１を得ることができた。 クラウン部：０．８〜１．１mm ソール部 ：１．０〜１．５mm サイド部 ：０．８〜１．１mm ヘッド体積：３５０cm³ ヘッド質量：１８５ｇ

【００２６】本発明において、ヘッド１の周波数伝達関
数は、加振法により測定する。前記式「Ｈ＝α１／α
２」において、「α１」に加振機側の加速度を、「α
２」にヘッド１の応答加速度をそれぞれ用いることによ
り求める。例えばゴルフクラブからそのヘッドの周波数
伝達関数の一次の極小値の周波数を測定する具体的な方
法は次の通りである。

【００２７】（１）ゴルフクラブのシャフトからヘッド
を取り外す。 （２）図４に示すように、ヘッド１のフェース面２のス
イートスポットＳに加振機の加振部材１２（外径１０m
m）を接着剤で固着する。スイートスポットＳに固着す
るのは、加振時に偏心によるモーメントの発生を防止す
るためである。なお便宜上、スイートスポットＳは、例
えば内径１．５mm、外径２．５mm垂直なパイプの上端に
フェース面を下向きとしてヘッドを載置しバランスする
位置として求めても良い。 （３）加速度ピックアップＰａ２を、ヘッド１の振動が
測定できるフェース面２の適当な位置に例えば瞬間接着
剤で固着する。 （４）加振側の加速度を測定する加速度ピックアップＰ
ａ１を入力治具１５（本例では重量１３０ｇのステンレ
ススチール製）に取付ける。 （５）図５に示すように加振機１３でヘッド１に振動を
与え、入力治具１２の加速度α１およびヘッド１側の加
速度α２をＦＦＴアナライザに取り込む。 （６）ＦＦＴアナライザで周波数伝達関数Ｈを（α１の
パワースペクトル／α２のパワースペクトル）にて求め
る。 （７）図６には、縦軸に周波数伝達関数、横軸を周波数
とした測定結果のグラフである。このようなグラフよ
り、周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数Ｆ、即
ち複数の極小値のうち最も小さい周波数で極小値を示す
周波数を読取る。

【００２８】以上によりヘッド単体の周波数伝達関数の
一次の極小値を示す周波数Ｆを得ることができる。なお
周波数伝達関数の測定に用いた機器の一例を表２に示
す。

【００２９】

【表２】

【００３０】また本発明では、ヘッド１の慣性主軸の傾
きと、フェース面２を所定の平面に投影して得られる投
影フェース平面ＶＰの主軸の傾きとを相互に関連づけて
設定することを特徴事項の一つとしている。共通の点を
通るいくつかの直線に関するある剛体の慣性モーメント
は一般に等しくない。当該点に関して、剛体の慣性モー
メントを最大とする直線と慣性モーメントを最小とする
直線とが存在し、これらは互いに直交する。これらの２
本の直線と、これらの２本の直線に両方に直交する直線
を合わせた３本の直線が、この点に関する剛体の慣性主
軸となる。

【００３１】従来のヘッドでは、図１１に示したよう
に、楕円に近似させたスイートエリアＳＡの長軸Ｌの傾
きαは、ヘッド１の慣性主軸の傾きに依存していた。な
おスイートエリアは、前述の通り、スイートスポットＳ
での反発係数（最大反発係数）に対して、該反発係数の
低下が比較的少ないフェース面上の打点領域であり、本
例では最大反発係数からの低下量が０．０２以内の領域
として定める。

【００３２】従来のヘッド１は、その周波数伝達関数の
前記周波数Ｆが大きく実質的な剛体とみなして考えるこ
とができたため、該ヘッド１のスイートエリアの前記傾
きαはヘッドの一の慣性主軸の傾きによってほぼ一義的
に設定し得た。しかしながら、周波数伝達関数の前記周
波数Ｆを８００〜１４００Hzに設定した低剛性のヘッド
では、打球時の弾性変形量が大きいためにヘッドを剛体
とみなし得ず、このためヘッド１の慣性主軸の傾きだけ
を独立して設定しても、スイートエリアＳＡの長軸Ｌの
傾きαを一義的には定め得ない。本発明では、ヘッド１
の慣性主軸の傾きと、フェース面を所定の平面に投影し
て得られる投影フェース平面ＶＰの主軸の傾きとを相互
に関連づけて設定することにより、ヘッドの弾性変形の
影響を排除し、ヘッド１の慣性主軸の傾きとスイートエ
リアの長軸の傾きとをを実質的に同一に設定しうるヘッ
ドが提供される。

【００３３】図１〜３に示す如く、ヘッド１の慣性主軸
の傾きを特定するために前記測定状態のヘッド１に、該
ヘッドの重心Ｇを原点Ｏとする直交する３次元座標軸Ｘ
−Ｙ−Ｚを定義する。座標軸は、水平面ＨＰに対して垂
直な軸をＺ軸、水平かつフェース面の図心Ａｇに接する
接線Ｍと平行な軸をＸ軸、前記Ｚ軸とＸ軸とに直角に交
わる軸をＹ軸とする。そして、ヘッド１は、前記原点Ｏ
を通りかつ直交する該ヘッドの３方向の慣性主軸ξ，
η，ζのうち、前記Ｘ軸とのなす角度が最も小さい慣性
主軸ξをＸＺ平面に投影した第１の直線Ｅ（図１に示
す）は、トウ側を上にしかつ前記Ｘ軸に対して５゜以上
かつ３０゜以下の角度θ１で傾くよう設定されている。

【００３４】前記Ｘ軸とのなす角度が最も小さい慣性主
軸ξは、その方向余弦とＸ軸方向の単位ベクトルｅ
（１，０，０）との内積が慣性主軸の中で最も小さくな
る。前記第１の直線Ｅは、前記Ｘ軸に対して５゜以上か
つ３０゜以下の角度θ１で傾くよう設定されるが、より
好ましくは１０゜以上かつ３０゜以下、さらに好ましく
は１５゜以上かつ３０゜以下に設定される。前記角度θ
１が、５゜未満又は３０゜を超える場合、いずれもスイ
ートエリアＳＡがアベレージゴルファーの打点分布と近
似し得ず、打点のぶれに伴う打球の飛距離と方向性をぶ
れを最小限に抑えることが困難となる。

【００３５】ヘッド１の慣性主軸ξ，η，ζの傾きの調
節は、ヘッド１の質量分布を変化させることで行うこと
ができる。図７に示す如く、例えばヘッド１のヒールｈ
側の下部及びトウｔ側の上部により多くの質量を配置す
れば良い。質量の配分は、例えば比重が大きい金属材料
からなる錘部材Ｗａ、Ｗｂをヘッドの中空部ｉを向く内
面又は外面に固着することや、前記部分の肉厚を大とし
て行いうる。また本例のようにネック部７の軸方向長さ
を小とすることも好ましく実施できる。

【００３６】またスイートエリアＳＡはその長軸がトウ
ｔ側の上部とヒールｈ側の下部との間をのびるように設
定する必要があるため、前記Ｘ軸とのなす角度が最も小
さい慣性主軸ξの方向（慣性主軸ξ上には限定されな
い）に重量を配置することが好ましい。つまり、ヘッド
１は、Ｘ軸とのなす角度が最も小さい慣性主軸ξ回りの
主慣性モーメントＩξが、Ｚ軸とのなす角度が最も小さ
い慣性主軸ζ回りの主慣性モーメントＩζよりも小さく
なるよう質量配分が定められる。

【００３７】ヘッド１の前記慣性主軸ξ，ζは、本例で
は次のように測定する。 （１）先ず測定するヘッド１の３次元形状を、３次元形
状測定機で計測する。 （２）次に測定されたこの３次元形状計測データを基
に、構造解析用のプログラムを用いて有限要素法（ＦＥ
Ｍ）モデルを作成する。有限要素法モデルは、連続した
３次元構造を、微少の有限個の要素で分割しコンピュー
タに入力可能な数値データとしたものである。 （３）この有限要素法モデルを用いて、市販の解析用ソ
フトによりヘッドの重心、及びこの重心を通る直交する
３方向の慣性主軸を計算する。（この種のソフトとして
は、例えば、日本総合研究所（株）製の汎用衝突解析ソ
フトＬＳ−ＤＹＮＡがあるが、他の同種のソフトも採用
しうる。）。

【００３８】また本発明では、図８に示すように前記フ
ェース面２をＸＺ平面に投影した投影フェース平面ＶＰ
において、該投影フェース平面ＶＰの図心Ｂｇを原点と
する主軸ξ’，ζ’のうちＸ軸とのなす角度が最も小さ
い主軸ξ’（図心を通るため「慣性」を略する。）は、
Ｘ軸に対して角度θ２をなすとともに、前記角度θ１と
において下記式を満たすように設定される。 ｜θ２−θ１｜≦８ … より好ましくは下記式を満たすように設定される ｜θ２−θ１｜≦４ … なお図８では、前記Ｘ軸、Ｚ軸がともに投影フェース平
面ＶＰの図心Ｂｇを通るものを例示しているが、Ｘ軸又
は／及びＺ軸が、図心Ｂｇを通らない場合もあり得る。
また本例では、前記主軸ξ’がトウ側を上にして傾くも
のを例示している。

【００３９】投影フェース平面ＶＰは、Ｚ軸方向の長さ
よりも、Ｘ軸方向の長さを大とするとともに、トウｔ側
が上側かつヒールｈ側が下側となる傾斜した横長状で形
成される。このため、投影フェース平面ＶＰの図心Ｂｇ
を原点とする直交する２方向の主軸ξ’，ζ’のうち、
前記Ｘ軸とのなす角度が最も小さい主軸ξ’は、該主軸
ξ’回りの投影フェース平面ＶＰの慣性モーメントを最
小とする。また本例では、Ｚ軸とのなす角度が最も小さ
い慣性主軸ζ回りの主慣性モーメントが最大となるもの
を示している。

【００４０】前記角度｜θ２−θ１｜が８゜よりも大で
あると、ヘッド１側の慣性主軸を規定したことによる効
果が得られず、スイートエリアＳＡがアベレージゴルフ
ァーの打点分布と近似させることができない。特に好ま
しくは式の通り、｜θ２−θ１｜の角度を０〜４゜と
する。

【００４１】前記投影フェース平面ＶＰの主軸ξ’，
ζ’は、本例では次のように測定した。 （１）前記測定状態のヘッド１をＹ軸方向から写真撮影
し、投影フェース平面ＶＰの輪郭を約６０分割してデジ
タイザーで座標軸として読み取る。 （２）前記輪郭線が囲む領域を約２００個の微小な四角
形領域に分割し、各頂点の座標を算出する。 （３）ｋ番目の四角形領域の面積Ａｋ、その図心の座標
を位置ベクトルｒk ＝（Ｘk 、Ｙk ）として、全体の図
心の位置ベクトルｒG を次の式より求める。 ｒG ＝ΣＡk ・ｒk ／ΣＡk … （４）図心を通り全体座標系の座標軸ＸＺに平行な座標
軸Ｘ’、Ｚ’回りの断面二次モーメントを下記の式〜
より計算する。 Ｉx ＝ΣＡk ・ｚ'k² … Ｉz ＝ΣＡk ・ｘ'k² … Ｉxz＝ΣＡk ・ｘ'k・ｚ'k … （ｘ'k，ｚ'k）＝ｒk −ｒG

【００４２】そして、下記式により主軸ξ’，ζ’の
座標軸Ｘ、Ｚに対する角度θ２（回転角で時計回りを正
とする）を求めることができる。 θ２＝−０．５×ｔａｎ^-1｛２Ｉxz／（Ｉz −Ｉx ）｝ …

【００４３】以上のように、本発明ではヘッド１の周波
数伝達関数を限定するとともに、ヘッド１側の慣性主軸
と、投影フェース平面の主軸とのなす角度を一定範囲に
限定することを基本として、低剛性のヘッドにおいても
ヘッドの慣性主軸の傾きとスイートエリアの長軸の傾き
とを実質的に一致させることができるから、目標値通り
の傾きでスイートエリアを設定できる。

【００４４】

【実施例】本発明の効果を確認するために、表３に示す
仕様にて複数種類のウッド型ゴルフクラブヘッドを試作
し、スイートエリアを計測するとともに、その長軸の傾
きや設計目標値（第１の直線のＸ軸に対する傾き）との
差を調べた。また実際にアベレージゴルファーによる試
打テストを行ない性能を評価した。

【００４５】＜ヘッドの仕様＞フェース面は、図１に示
すフェース長さＬｆを１０５mm、ＹＺ平面でのフェース
高さＬｗを５５mmに設定した。またヘッドは、チタン合
金をロストワックス法により鋳造成形したものである。
また共通仕様としてリアルロフト角１１゜、ライ角５
５．５゜、ヘッド体積３５０cm³ 、ヘッド重量１９０ｇ
とした。

【００４６】＜スイートエリアの長軸の傾き＞またスイ
ートエリアの長軸の傾きは、次のようにして求める。 （１）先ず各供試ヘッドに、同一のゴルフシャフトを装
着してウッド型ゴルフクラブを試作する。 （２）次に各供試クラブをゴルフラボラトリー社製のゴ
ルフスイングロボットに装着し、ヘッドスピード４０ｍ
／ｓになるように調整して、ゴルフボール（住友ゴム工
業（株）製 ＨＩ−ＢＲＩＤ）を打球する。ゴルフボー
ルの打点位置は、図９に示すように、前記測定状態にお
いて、フェース面２の幾何学的な中心位置（フェースセ
ンター）Ｃから５mm間隔で水平方向（トウ、ヒール方
向）、垂直方向（クラウン、ソール方向）に複数箇所
（本例では合計３４箇所）を設定する。 （３）各打点位置で打ち出されたボールの初速を計測す
るとともに、これをヘッドスピードで除して各打点位置
におけるフェース面の反発係数を求める。 （４）各打点の座標をｘ，ｙ、その点での反発係数の値
をｚとして、打点の各位置における３次元座標（ｘ，
ｙ，ｚ）を定める。各軸は次の通りとする。 ｘ軸：ヒール側を＋、トゥ側を−としたトゥーヒール方
向の軸 ｙ軸：クラウン側を＋、ソール側を−とした上下方向の
軸 ｚ軸：反発係数（＝ボール初速／ヘッドスピード） （５）非線形回帰分析を行う解析ソフト（例えばStatso
ft,Inc. 社製のSTATISTICAで準ニュートン法により収束
基準０．０００１、最大反復回数５０回、損失関数を
（観測値−予測値）² として推定した）を用いて近似さ
れた楕円体を導く。これにより、 ｚ＝ａ＋ｂｘ＋ｃｙ＋ｄｘ² ＋ｅｘｙ＋ｆｙ² とした一般式の係数ａないしｆが算出される。 （６）近似した楕円体をｚ＝０として得られる楕円か
ら、楕円の長軸の傾き角度を求め、その角度をスウィー
トエリアの傾きとする。

【００４７】＜試打テスト＞ヘッドスピードが４０〜４
５ｍ／ｓのアベレージゴルファー６名に対し、各供試ク
ラブでそれぞれ１６球づつ打球してもらい、キャリーの
平均値（ヤード）を計測するとともに、ボールが地面に
落下した位置の平均位置からのバラツキ（ヤード）を下
記式により求めた（数値が小さいほどバラツキが少な
く良好である。）。 Ｂ＝ΣＢｉ／６ … （ｉ＝１〜６） ただしＢｉは、ｉ番目のアベレージゴルファーのバラツ
キで下記式により求められる。 Ｂｉ＝Σ√｛（Ｘn −Ｘa ）² ＋（Ｙn −Ｙa ）² ｝／１６ （ｎ＝１〜１６） … ただし、Ｘn はｎ打球目の落下地点の左右方向のずれ量
（ヤード）、Ｘa は落下地点の左右方向の平均ずれ量
（ヤード）、Ｙn はｎ打球目の落下地点までのキャリー
（ヤード）、Ｙa は平均キャリー（ヤード）である。テ
ストの結果などを表３に示す

【００４８】

【表３】

【００４９】テストの結果、実施例のヘッドでは、スウ
ィートエリアの長軸の傾きの目標値とのずれ角が１．２
゜以下に抑えられており、ヘッドの前記第１の直線の傾
きの角度θ１と実質的に一致していることが判る。特に
好ましくは、前記第１の直線の傾き角度θ１とスイート
エリアの長軸の傾き角度αとの差を１．０゜以下とする
ことが望ましい。これに対して、比較例では、いずれも
スウィートエリアの長軸の傾きの目標値とのずれ角が大
きくなっており、設計の困難さが理解できる。。また実
施例のクラブでは、アベレージゴルファーによる試打テ
ストにおいても、飛距離、方向性のバラツキ度合いも少
なくなる事が確認できた。

【００５０】

【発明の効果】上述したように、請求項１記載の発明
は、打球の飛距離を向上でき、しかもフェース面のスイ
ートエリアをアベレージゴルファーの打点分布に近似さ
せることができる。従って、アベレージゴルファーでも
スイートエリア内で容易に打球でき、打球の飛距離及び
方向性を安定させ得る。また低剛性のヘッドであって
も、前記スイートエリアを楕円で近似した場合、その長
軸の傾き角度をヘッドの一の慣性主軸の傾きと正確に一
致させることができる。従って、スイートスポットを目
標値（慣性主軸の傾き）通りに精度良く設定することが
でき、意図したクラブを容易に得ることができる。

【００５１】また請求項２ないし３記載の発明のよう
に、フェース面をＸＺ平面に投影して得られる投影フェ
ース平面の直交する２方向の慣性主軸のうち、前記Ｘ軸
とのなす角度が最も小さい慣性主軸と、前記第１の直線
とのなす角度αをさらに小範囲に限定することにより、
さらにスイートスポットの長軸の傾き角度をヘッドの一
の慣性主軸の傾きと正確に一致させることができる。

【００５２】また請求項４記載の発明のように、周波数
伝達関数の一次の極小値の周波数Ｆを８００（Hz）以上
かつ１１００（Hz）以下に限定することより、さらに打
球の飛距離を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】測定状態のヘッドの正面図である。

【図２】その側面図である。

【図３】その斜視図である。

【図４】ヘッドの周波数伝達関数の測定方法を説明する
線図である。

【図５】ヘッドの周波数伝達関数の測定方法を説明する
ブロック図である。

【図６】周波数伝達関数と周波数との関係を示すグラフ
である。

【図７】ヘッドの断面図である。

【図８】投影フェース平面を示す線図である。

【図９】打点位置を説明するフェース面の線図である。

【図１０】（Ａ）はスイートスポットを説明するための
ヘッドの断面図、（Ｂ）はスイートエリアを説明するた
めのヘッドの正面図である。

【図１１】アベレージゴルファーの打点分布を測定した
結果を示すグラフである。

【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ従来のヘッドの
フェース面の略図である。

【符号の説明】

２ フェース面 ３ フェース部 ４ クラウン部 ５ ソール部 ６ サイド部 Ｇ ヘッドの重心 ＶＰ 投影フェース平面 ＳＡ スイートエリア Ｓ スイートスポット Ｅ 第１の直線 ξ，η，ζ ヘッドの慣性主軸 ξ’ζ’ 投影フェース平面の主軸

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッド単体の周波数伝達関数の一次の極小
   値を示す周波数Ｆが８００（Hz）以上かつ１４００（H
   z）以下であるウッド型ゴルフクラブヘッドであって、 ヘッドを規定のライ角、ロフト角で水平面に載置すると
   ともに、原点となるヘッドの重心を通りかつ前記水平面
   に対して垂直なＺ軸と、水平かつフェース面の図心に接
   する接線と平行なＸ軸と、前記Ｚ軸とＸ軸とに直角に交
   わるＹ軸とからなるＸ−Ｙ−Ｚ座標において、 ゴルフクラブヘッドの重心を通りかつ直交する３本の慣
   性主軸のうち、前記Ｘ軸とのなす角度が最も小さい慣性
   主軸をＸＺ平面に投影した第１の直線は、トウ側を上に
   しかつ前記Ｘ軸に対して５゜以上かつ３０゜以下の角度
   θ１で傾くとともに、 前記フェース面をＸＺ平面に投影した投影フェース平面
   において、該投影フェース平面の図心を原点とする主軸
   のうちＸ軸とのなす角度が最も小さい主軸は、Ｘ軸に対
   して角度θ２をなすとともに、前記角度θ１とにおいて
   下記式を満たすことを特徴とするウッド型ゴルフクラ
   ブヘッド。 ｜θ２−θ１｜≦８ …
2. 【請求項２】下記式を満たすことを特徴とする請求項
   １記載のウッド型ゴルフクラブヘッド。 ｜θ２−θ１｜≦４ …
3. 【請求項３】前記角度θ１が１０°以上かつ３０°以下
   であることを特徴とする請求項１又は２記載のウッド型
   ゴルフクラブヘッド。
4. 【請求項４】前記周波数Ｆが８００（Hz）以上かつ１１
   ００（Hz）以下であることを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれかに記載のウッド型ゴルフクラブヘッド。