JP2004329676A

JP2004329676A - ゴルフクラブ

Info

Publication number: JP2004329676A
Application number: JP2003132014A
Authority: JP
Inventors: Tomio Kumamoto; 十美男熊本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】飛距離を増大しうるゴルフクラブを提供する。
【解決手段】シャフト１Ｂと、このシャフト１Ｂの一端部Ｅが差し込まれるシャフト差込孔９を有する筒状のホーゼル７を具えた金属製のゴルフクラブヘッド１Ａとからなる。前記シャフト差込孔９に、損失正接ｔａｎδが０．１〜１．０でありかつ比重がゴルフクラブヘッド１Ａよりも小さい材料からなる筒状部材１０を介して前記シャフト１Ｂが固着されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飛距離を増大するのに役立つゴルフクラブに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
チタンやアルミ合金などを用いた金属製のゴルフクラブヘッドは、フェース部の材料や厚さ形状などを種々改善することにより反発係数を大きくすることができる。反発係数が大きいヘッドはボールをより遠くに飛ばすのに役立つ。ところが、近年ではこの反発係数の上限値を規制する動きがある。このため、今後、フェース部を高反発化することには限界がある。
【０００３】
ボールをより遠くまで飛ばすための打球時の要素としては、
▲１▼打ち出しされたボールの初速を高める
▲２▼ボールの打ち出し角度を増す
▲３▼ボールのバックスピン量を適正に減じる
などが挙げられる。前記フェース部の高反発化は、主として上記▲１▼の効果をもたらす。また上記▲２▼ないし▲３▼については、ヘッドの重心位置とロフト角に寄与するところが大きい。具体的には、前者については、ヘッドの重心を低く設定することが効果的であり、また後者については打球時のロフト角が大きいことが望ましい。
【０００４】
発明者らは、ヘッドの低重心化と打球時のロフト角の増大とを同時に実現するべく、鋭意研究を重ねた結果、シャフトが差し込まれるゴルフクラブヘッドのホーゼルに着目した。そして、ホーゼルのシャフト差込孔に、損失正接ｔａｎδを限定した材料からなる筒状部材を介してシャフトを固着すると、第一にホーゼル部を軽量化してヘッドの低重心化が可能になること、第二に、打球時に筒状部材を変形させて打球時のロフト角を効果的に増大させ得ることを知見し本発明を完成させるに至った。
【０００５】
本発明に関連する先行技術として、次の特許文献１ないし２がある。
【特許文献１】
特許第２８７３５６１号
【特許文献２】
特開平１０−１５１２２８号
【特許文献３】
特公平８−２３８１号公報
【０００６】
特許文献１ないし２では、ホーゼルに筒状部材を介してシャフトを固着する点を教える。しかし、筒状部材のｔａｎδの物性が、打球時のヘッドのロフト角に密接に影響することの重要性を全く示唆していない。従って、本発明に対して動機付けを与えるものではない。また特許文献３では、ホーゼル全体が繊維強化樹脂からなるため、ホーゼルの軽量化には有利となるが実用上の強度が不足しやすく耐久性に劣るものと推測できる。
【０００７】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出なされたもので、低重心化と打球時のロフト角の増大とを同時に実現しつつ耐久性にも優れたゴルフクラブを提供することを目的としている。
【０００８】
【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、シャフトと、このシャフトの一端部が差し込まれるシャフト差込孔を有する筒状のホーゼルを具えた金属製のゴルフクラブヘッドとを有し、かつ前記シャフト差込孔に、損失正接ｔａｎδが０．１〜１．０でありかつ比重がゴルフクラブヘッドよりも小さい材料からなる筒状部材を介して前記シャフトが固着されていることを特徴とするゴルフクラブである。
【０００９】
前記損失正接ｔａｎδは、試験片（幅４．０ｍｍ、厚さ１．６６ｍｍ、長さ３０．０ｍｍ）を、粘弾性測定装置（本明細書では、島津製作所製の粘弾性スペクトロメータ「ＤＶＡ２００」を使用している。）を用いて、治具を引張として昇温速度２℃／ｍｉｎ、初期歪２ｍｍ、変位振幅幅を±１２．５μｍ、試験片の変位部分の長さを２０．０ｍｍ、周波数１０Ｈｚとして１０℃における損失正接を測定するものとする。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、前記シャフトの一端部の外径が８．３〜１４．０ｍｍであり、かつこのシャフトと前記筒状部材とが７５０〜１０００ｍｍ^２の面積で接着されていることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブである。
【００１１】
また請求項３記載の発明は、前記筒状部材の比重が、前記ゴルフクラブヘッドの比重の１５〜３３％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブである。
【００１２】
また請求項４記載の発明は、前記筒状部材は、シャフトの外周面に面する内孔が、一方から他方に向かって縮径するテーパ状をなし、そのテーパ角が０゜よりも大かつ５゜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ゴルフクラブである。
【００１３】
また請求項５記載の発明は、前記筒状部材は、ポリウレタン、６ナイロン、１２ナイロン又は塩素化ポリエチレンからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のゴルフクラブである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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１の全体斜視図、図２はその断面図を示す。図において、ゴルフクラブ１は、ゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」ということがある。）１Ａと、シャフト１Ｂとを含み、本実施形態ではウッド型のゴルフクラブ、より具体的にはドライバー（＃１）が例示されている。なおウッド型のゴルフクラブとは、ヘッド材料が木質材からなるものではなく、従来、木質材で形成することが慣例であったヘッドを含み、少なくともドライバー（＃１）、プラッシー（＃２）、スプーン（＃３）、バフィ（＃４）及びクリーク（＃５）を含むが、これ以外にもクリーク（＃５）よりもロフト角が大きい前記各ヘッドと略相似形のいわゆるユーティリティヘッドを持つクラブをも含む概念である。
【００１５】
前記ヘッド１Ａは、金属材料からなり、ボールを打球する面であるフェース面２を有するフェース部３と、前記フェース面２の上縁２ａに連なりヘッド上面をなすクラウン部４と、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、クラウン部４とソール部５との間を継ぎフェース面２のトウ側縁２ｔからバックフェースを通りフェース面２のヒール側縁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とのヒール側で交わり部の近傍に設けられ斜め上方にのびるホーゼル７とを具え、内部に中空部ｉが形成された中空構造のものを例示している。前記ホーゼル７は、図２及びその拡大図である図３に示すように、筒状で斜め上方にのびるとともに、内部にシャフト１Ｂが差し込まれるシャフト差込孔９が形成されている。このシャフト差込孔９は本実施形態では断面円形であり、かつ実質的に同一外径Ｄｈが軸方向に連続する円筒状で形成されたものが例示されている。
【００１６】
ヘッド１Ａを構成する金属材料としては、特に限定はされないが、例えばアルミニウム合金、チタン、チタン合金、ステンレス鋼などが好適である。本形態ではα＋β型チタン合金であるＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ（比重約４．４２）が採用される。またヘッド１Ａは、例えばロストワックス鋳造法によって、２以上に分けて成形し、これらを溶接等により一体に固着して製造することができる。
【００１７】
前記シャフト１Ｂは、本例では炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）によって形成され、図２、図３に示されるように、内部を中空とした断面パイプ状で形成される。シャフト１Ｂは、炭素繊維以外の繊維で強化された樹脂の他、金属材料などを用いても良い。またシャフト１Ｂは、図３に示すように、ホーゼル７のシャフト差込孔９に差し込まれる前記一端部Ｅが実質的に同一外径Ｄｓが軸方向に連続する円筒状で形成されている。またシャフト１Ｂは、この一端部Ｅの上方では、他端側に向かって外径が徐々に増大するテーパ状をなしており、その他端部にはグリップ（図示省略）が設けられる。
【００１８】
ホーゼル７のシャフト差込孔９には、損失正接ｔａｎδが０．１〜１．０でありかつ比重がヘッド１Ａよりも小さい材料からなる筒状部材１０が配される。これにより、シャフト１Ｂは、筒状部材１０を介してホーゼル９に固着される。このような筒状部材１０は、低比重のためホーゼル近傍の重量の増加が少なく、また金属製のホーゼル７の一部をこの筒状部材１０へと置き変えるときにはホーゼル７付近の重量をさらに軽減しヘッドの重心をより低く設定するのに役立つ。このような観点より、筒状部材１０の比重は、ヘッド１の比重の１５〜３３％、より好ましく２０〜３０％とするのが望ましい。
【００１９】
またヘッド１Ａには、図４（Ａ）に示すように、シャフトの軸中心線ＣＬを垂直面に配してライ角に傾けたときに予めロフト角α（カタログなどに表示されるもので、「表示ロフト角」ということがある。）が設定されている。しかし、実際にボールを打撃する瞬間には、図４（Ｂ）に示す如く、シャフト１Ｂが円弧状にしなることによって、表示ロフト角よりも大きなロフト角βでボールＢを打球することとなり、打球の打ち出し角度を増すこと、即ち前記▲２▼の効果をもたらす点で好ましい。ここで、シャフト１Ｂのしなりによる打ち出し角度の向上をより効果的に発揮させるためには、シャフト１Ｂをホーゼル７よりも外側（上方）の領域だけではなく、ホーゼル７の内部においてもしなりを生じさせることが望ましい。
【００２０】
そこで、発明者らは鋭意研究を重ねたところ、前記筒状部材１０の損失正接ｔａｎδを０．１〜１．０に設定することにより、上述のような効果が発揮され得ることを見出した。一般に、粘弾性体に応力を加えて変形させると、与えられた力の大部分は内部変形のエネルギーとして貯えられ、応力の除去に際し、復元の原動力となるが、一部は歪みに伴う内部の分子移動の摩擦のために消費され、最終的に熱として散逸する。本発明では、シャフト１Ｂの外周面に従来よりも損失正接ｔａｎδの大きい筒状部材１０を配することにより、図５に誇張して示す如く、スイング時にホーゼル７の内部にてシャフトの微小なしなりを実現でき、筒状部材１０はこのしなりに追従して変形する。変形に要したエネルギーの多くは筒状部材１０の内部摩擦熱として散逸するとともにシャフト１Ｂのしなりを妨げようとする急激な変形復元力は小さい。このため、図５に示すように、打球時のロフト角βをさらに増大させることができる。これにより、ボールの高さが不足しがちなアベレージゴルファにおいて、打球の高さを補い飛距離のさらなる向上を図ることができる。
【００２１】
また図６には、発明者らの種々の実験の結果を示す。この例では、ｔａｎδを種々変化させた筒状部材１０を用いてゴルフクラブを試作し、打球テストを繰り返し行った。図６では、横軸に筒状部材のｔａｎδ、縦軸にボール打球時のヘッドのロフト角を示している。また前記ロフト角はスイングの癖などを排除するため、各供試クラブをスイングロボットに取り付けてヘッドスピード４５ｍ／ｓで打球した時のロフト角（打球時のフェース面の垂直面に対する角度）を測定したものである。なおヘッドには、チタン合金製でかつヘッド体積が３２０ｃｍ^３、表示ロフト角が１１．０゜のものを使用した。
【００２２】
図から明らかなように、筒状部材１０のｔａｎδが上昇すると、これにほぼ比例してボール打球時のロフト角も大きくなることが確認できる。しかし、筒状部材１０のｔａｎδが０．１未満であると、表示ロフト角に対する打球時のロフト角の増加が２°程度となって十分に得られず、飛距離の向上が期待できない。逆に損失正接ｔａｎδが１．０を超えると、打球時のロフト角は十分に大きいものではあるが、シャフト１Ｂに対するヘッド１Ａのブレが大きくなるため、方向性の悪化が生じやすくなる傾向がある。このように、飛距離と方向性とをバランス良く高めるには、より好ましくは前記損失正接ｔａｎδを０．２〜０．９、さらに好ましくは０．３〜０．８とすることが望ましい。
【００２３】
上述のような比重と損失正接ｔａｎδとを満たす材料としては、例えばポリウレタン（比重１．２０）、６ナイロン（比重１．１４）、１２ナイロン（比重１．１４）、塩素化ポリエチレン（比重１．１５）又はこれらを主体的に含む樹脂材料、さらには繊維強化樹脂（比重約１．４０〜）などを挙げることができ、これらに所望の添加剤などを加えて上述の範囲に損失正接ｔａｎ δを調節することが望ましい。また樹脂材料以外では、例えばイソプレンゴム（比重０．９１）、ブタジエンゴム（比重０．９２）といったゴム組成物も採用することができる。
【００２４】
また本実施形態の筒状部材１０は、図２、図３に示されるように、ホーゼル７のシャフト差込孔９に挿入される基部１０ａと、ホーゼル７の上端部７ａから外方にはみ出すソケット状部１０ｂとを一体に具えるものが例示される。本例の基部１０ａは底受部１１によって下端が閉塞されている。このような底受部１１は、シャフト１Ｂの下端部と当接することにより、該シャフト１Ｂを位置決めし、クラブ全長を精度良く仕上げるのに役立つ他、シャフト１Ｂを固着する際の接着剤を受けるいわゆるバックアップ部ともなり接着強度を高めるのにも役立つ。なお底受部１１を省略し下開放としても良い。またソケット状部１０ｂは、基部１０ａよりも外径を大としており、シャフト１Ｂの他端側に向かって徐々に外径を減じたテーパ状で形成されている。
【００２５】
また筒状部材１０には、シャフト１Ｂの外周面に面する内孔１２が形成される。該内孔１２は、シャフト１Ｂの外周面との間に微小な隙間ｔを形成しうる内径Ｄｔに設定される。本実施形態では、この内孔１２とシャフト１Ｂとの隙間ｔには接着剤が満たされることにより両部材を固着している。好ましくは内孔１２は、内径が一方から他方、具体的には基部１０ａの底受部１１からソケット状部１０ｂに向かって減じるテーパ状で形成されることが望ましい。これにより、接着剤が硬化する前であれば、シャフト１Ｂの軸中心線ＣＬを、筒状部材１０の軸中心線に対して傾けるなど種々の仕様に合わせたライ角調整が簡単に行える点で好ましい。なお内孔１２のテーパ角θは０゜よりも大であるが５゜以下、より好ましくは０．５〜２．５゜に設定されるのが望ましい。０゜では、ライ角の調整の自由度が無くなり、逆に５゜を超えると、隙間ｔが大きくなり、接着強度の低下を招きやすくなる。
【００２６】
なおこの実施形態では、シャフト１Ｂの一端部Ｅを一定の外径Ｄｓで形成し筒状部材１０の内径Ｄｔをテーパ状として軸方向に厚さが変化する隙間ｔを形成してライ角調整を可能としているが、これとは逆にシャフト１Ｂをテーパ状として筒状部材１０の内孔１２を同一内径の円筒状に形成することもでき、さらには筒状部材１０とホーゼル７とシャフト差込孔９との間に上述のような隙間を形成してライ角調整を行っても良い。
【００２７】
また筒状部材１０は、例えば基部１０ａの厚さｔを、好ましくは０．２〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．２〜０．８ｍｍとすることが望ましい。基部１０ａの厚さｔが０．２ｍｍ未満であると、厚さが薄すぎて上述の如くホーゼル７の内部にてシャフト１Ｂをしならせヘッドの打球時のロフト角を増大させる効果が得られ難い。逆に基部１０ａの厚さｔが０．８ｍｍを超えると、スイング時にヘッドのブレ角が大きくなる傾向があり、方向性の悪化が生じやすくなる。
【００２８】
また前記シャフト１Ｂの一端部Ｅの外径Ｄｓが大きすぎると、該一端部Ｅが高剛性化しスイング時のシャフト１Ｂのしなりが十分に得られ難い傾向があり、逆に小さすぎても強度が不足しやすく、耐久性に劣る。このような観点より、シャフト１Ｂの一端部Ｅの外径Ｄｓは、好ましくは８．３〜１４．０ｍｍ、さらに好ましくは８．５〜１２．０ｍｍ、特に好ましくは１０．０〜１０．５ｍｍとするのが望ましい。このようにシャフトの一端部の外径Ｄｓを規定したときには、該一端部Ｅの高剛性化と強度不足を防ぎ、ヘッドのインパクトロフト角を最適化するのにさらに役立つ。なおシャフト１Ｂの剛性は、外径に加えて、その肉厚や原材料などの要因によっても変化するため、特に好ましくは、シャフトの一端部Ｅの先端から１００ｍｍの長さの範囲の曲げ剛性ＥＩが１００ｋｇ・ｍ^２以上かつ３００ｋｇ・ｍ^２未満、さらに好ましくは１２０ｋｇ・ｍ^２以上かつ２８０ｋｇ・ｍ^２以下とするのが望ましい。なおＥはシャフト材料の弾性率、Ｉはシャフトの断面二次モーメントである。
【００２９】
またシャフト１Ｂと筒状部材１０の内孔１２との接着面積は、例えば７５０〜１４００ｍｍ^２、より好ましくは７５０〜１０００ｍｍ^２、さらに好ましくは８００〜９５０ｍｍ^２であることが望ましい。接着面積が小さいと、接合強度が不足しやすく、逆に大きすぎると、シャフト１Ｂの外径や筒状部材の内径Ｄｔないし軸方向長さなどを大とする必要がある。特にシャフト１Ｂの外径Ｄｓを大とすると前記しなりが十分に得られ難くなるため好ましくない。接着剤には、特に制限はなく、慣例に従いアクリル系やウレタン系構造用の接着剤が好適に使用できる。
【００３０】
なお筒状部材１０の軸方向の長さは、シャフトの外径Ｄｓと上述の接着面積との兼ね合いにより定められるが、好適には、１５〜４５ｍｍ、より好ましくは２５〜４０ｍｍとするのが望ましい。筒状部材１０の軸方向の長さが小さすぎると、打球時のロフト角を増加させる効果が小さくなりやすく、逆に大きすぎても打球の方向性を損ねるため好ましくない。
【００３１】
以上本発明の実施形態について説明したが、筒状部材１０を基部１０ａのみから構成し、ソケット状部１０ｂを別部材として形成することもできる。即ち、シャフト１Ｂとホーゼル７のシャフト差込孔９との間の少なくとも一部に、損失正接ｔａｎδが上述の範囲の筒状部材があれば良い。またソケット状部１０ｂの材料などは、基部とは異なり種々選択することができる。また、図７、図８に示すように、ホーゼル７は、その大部分がヘッド内部の中空部ｉに突出するものでも良い。この態様では、ヘッドの重心をより低く設定するのに役立つ他、シャフト１Ｂのたわみ領域を増し、さらに打球時のロフト角を増大させるのに役立つ。このように、本発明は種々の態様にて実施できる。
【００３２】
【実施例】
表１の仕様に基づくヘッドを用いてゴルフクラブを試作するとともに、打球時のロフト角、飛距離、耐久性についてテストを行った。各クラブは、ヘッドをいずれもＴｉ−６Ａｌ−４Ｖのロストワックス鋳造で成形したヘッド本体にソール板を固着して製造した。シャフトは、炭素繊維強化樹脂製とし、該炭素繊維には三菱レイヨン社製の「ＭＲ４０」（引張弾性率４．４１ＧＰａ）のものを使用した。そして、クラブ全長が４６インチとなるように固着した。筒状部材については、図３、表１の仕様に基づき、それぞれｔａｎδが異なるものを用いた。ヘッド、筒状部材及びシャフトの接合には、電気化学工業社製のハードロックを使用した。またテストは、次の方法により行った。
【００３３】
＜飛距離＞
各供試クラブを用いてアベレージゴルファ５０人で上記ゴルフボールを打撃するテストを行い、飛距離の平均値を示した（小数点以下切り捨て）。数値が大きいほど良好である。
【００３４】
＜打球時のロフト角＞
打球時の瞬間を側方より連続撮影し、ボールとフェース面とが接触したときのロフト角を測定した。
【００３５】
＜耐久性＞
各供試クラブをスイングロボットに取り付け、ヘッドスピードを５２ｍ／ｓとなるように調節して上記ゴルフボールをフェース面のスイートスポットから２０ｍｍヒール側に寄った位置で３０００発打球してホーゼル部に大きな負荷を与えた。そして打球後、シャフトやホーゼルの状況を目視により観察した。損傷などが全くない場合を○、少しでも損傷が見られたものを×として評価した。
テストの結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】

【００３７】
テストの結果、実施例のものは比較例と比べて、打球時のロフト角が増大しており、ひいては飛距離を増大していることが確認できる。また耐久性についても十分満足のゆく性能を具えることが確認でき、本発明の優位性が明らかである。次に、シャフトの一端部の外径のみを変化させ同様のテストを行った。テストの結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】

【００３９】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、ｔａｎδが大きい筒状部材を介してシャフトをホーゼルのシャフト差込孔に固着しているため、打球時にはこの筒状部剤を最適に変形させることでホーゼル７の内部においてシャフトをしならせることができる。これによって、打球時におけるヘッドのロフト角を増し、打ち出し角度を大としてボールをより遠くまで飛ばすことができる。
【００４０】
また請求項２記載の発明では、シャフトの一端部の外径と、シャフトと筒状部材との接着面積を限定したときには、シャフトのしなりと打球の方向性などをバランス良く維持できる。また請求項３記載の発明のように、筒状部材の比重を限定したときには、ヘッドの低重心化に役立つ。さらに請求項４記載の発明のように、筒状部材は、シャフトの外周面に面する内孔が、一方から他方に向かって縮径するテーパ状をなし、そのテーパ角が０゜よりも大かつ５゜以下であるときには、シャフトとの間に軸方向で厚さが変化する隙間を容易に形成でき、ライ角の調整が簡単に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のゴルフクラブを例示する部分斜視図である。
【図２】その断面図である。
【図３】その部分拡大図である。
【図４】（Ａ）は表示ロフト角を示す線図、（Ｂ）は打球時のロフト角を示す線図である。
【図５】本実施形態のヘッドの打球時の状態を例示する断面図である。
【図６】筒状部材のｔａｎδと、打球時のロフト角との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の他の実施形態を示すゴルフクラブの部分斜視図である。
【図８】その断面図である。
【符号の説明】
１ゴルフクラブ
１Ａゴルフクラブヘッド
１Ｂシャフト
Ｅシャフトの一端部
７ホーゼル
９シャフト差込孔
１０筒状部材

Claims

シャフトと、このシャフトの一端部が差し込まれるシャフト差込孔を有する筒状のホーゼルを具えた金属製のゴルフクラブヘッドとを有し、
かつ前記シャフト差込孔に、損失正接ｔａｎδが０．１〜１．０でありかつ比重がゴルフクラブヘッドよりも小さい材料からなる筒状部材を介して前記シャフトが固着されていることを特徴とするゴルフクラブ。
前記シャフトの一端部の外径が８．３〜１４．０ｍｍであり、かつこのシャフトと前記筒状部材とが７５０〜１０００ｍｍ^２の面積で接着されていることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブ。
前記筒状部材の比重が、前記ゴルフクラブヘッドの比重の１５〜３３％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブ。
前記筒状部材は、シャフトの外周面に面する内孔が、一方から他方に向かって縮径するテーパ状をなし、そのテーパ角が０゜よりも大かつ５゜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ゴルフクラブ。
前記筒状部材は、ポリウレタン、６ナイロン、１２ナイロン又は塩素化ポリエチレンからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のゴルフクラブ。