JP2008307147A - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 飛距離増加に効果のあるゴルフクラブヘッドを提供する。
【解決手段】 フェース部１２の背面側にばね体１３−１〜１３−３を介して錘１４を設け、フェース部でボールをヒットした際に、錘がフェース部に、ばね体の振動に起因する力を与えるようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明はゴルフクラブに関し、特にボールの飛距離増加に効果のあるゴルフクラブヘッドに関する。

ゴルフプレーに際し、ボールの飛距離を伸ばすことはゴルフプレーヤーに共通の願望である。特に、年齢を重ねるにつれて飛距離が低下することは避けられず、老世代のゴルフプレーヤーにとっては飛距離を維持することも重要な課題となっている。

これまで、ゴルフクラブヘッドには、飛距離増加のために様々な改良がなされているが、これまでの改良の対象は、主に、ゴルフクラブヘッドにおけるフェース部の高弾性化と高反発力化である（例えば、特許文献１〜３参照）。このために、例えばゴルフクラブヘッドのフェース部には、高価なチタン合金等が使用される。

特開平６−１１４１２７号公報 特開平７−２３１９５７号公報 特開平９−２４１２５号公報

本発明は、ゴルフクラブヘッドにおけるフェース部の高弾性化と高反発力化とは別の観点から飛距離増加へのアプローチを図ろうとするものであり、高価な材料を使用することなく、飛距離増加に効果のあるゴルフクラブヘッドを提供しようとするものである。

本発明によれば、フェース部の背面側に弾性部材を介して少なくとも１つの錘を設け、前記フェース部でボールをヒットした際に、前記錘が前記フェース部に、前記弾性部材の振動に起因する力を与えるようにしたことを特徴とするゴルフクラブヘッドが提供される。

本発明によるゴルフクラブヘッドにおいては、前記弾性部材は少なくとも１つのばね体であり、その一端をヘッド本体側に固定すると共に、他端に前記錘を固定するようにされる。

なお、前記ばね体はコイルばね又は板ばねであることが好ましい。

本発明によるゴルフクラブヘッドはまた、前記フェース部の背面の少なくとも一部の領域に前記弾性部材を設け、該弾性部材における前記フェース部の背面とは反対側に前記錘を取り付けたものでも良い。

本発明によれば、ゴルフクラブヘッドのフェース部の背面側に弾性部材と錘との組み合わせを備えることにより、ボールのヒット時に、ヘッド本体による力に加えて、弾性部材の振動に起因する力をフェース部に与えることができ、ボールの飛距離増加に有効なゴルフクラブを提供することができる。

図１を参照して本発明によるゴルフクラブヘッドの第１の実施形態について説明する。図１はゴルフクラブにおけるクラブヘッドを断面図で示す。

図１において、ゴルフクラブヘッド１は、中空構造のヘッド本体１０とヘッド本体１０のヒール端に形成されたネック部１１とを有する。これらは、ステンレス鋼やその他の合金、繊維強化樹脂、繊維強化金属等で作られる。ヘッド本体１０は、ボールをヒットするためのフェース部１２を持つ。

本実施形態では、ヘッド本体１０内であってフェース部１２の背面側に、１つ以上のばね体（弾性部材）１３−１〜１３−３を介して錘１４を設けたことを特徴とする。ここでは、フェース部１２の背面にコイルばねによる３つのばね体１３−１〜１３−３を固定し、これらのばね体１３−１〜１３−３で１つの錘１４を支持するようにしている。勿論、錘１４を１つのばね体で支持するようにしても良い。

さて、クラブヘッド全体の重量（質量）をＭ、ボールをショットする直前のクラブヘッドの加速度をαとすると、ボールをショットする時の力Ｆは、Ｆ＝Ｍ・αで表される。

図１では、ヘッド本体１０の重量と錘１４の重量をそれぞれＭ／２としており、３つのばね体１３−１〜１３−３のばね定数をそれぞれＫ_１、Ｋ_２、Ｋ_３とし、全体のばね定数をＫ（＝Ｋ_１＋Ｋ_２＋Ｋ_３）として、ヘッド本体１０と錘１４とばね体１３−１〜１３−３を含む振動系について考える。

図２に示すように、このような振動系では、ボールのショット時にヘッド本体１０が振動すると、錘１４はばね体１３−１〜１３−３を介して次のように振動し増幅される。

錘１４をばね体で支持した場合にボールに与えられる力をＦ_１、錘１４をばね体で支持せずヘッド本体１０と一体の場合にボールに与えられる力をＦ_０とすると、振動伝達率Ｔｒは次の式（１）で表される。

Ｔｒ＝Ｆ_１／Ｆ_０
＝｜１／（１−ｕ^２）｜ （１）

式（１）において、ｕは振動数比でｆ／ｆｒで表され、ｆはボールがショットされた時にクラブヘッドが卓越した振幅値を示すところの振動数、ｆｒはボールがショットされた時に錘１４が卓越した振幅値を示すところの振動数である。

振動伝達率Ｔｒを図示すると、図３のように振動数比との関係で示すことができ、振動数比ｕが１、つまりｆ＝ｆｒの前後で振動伝達率Ｔｒは最大となる。但し、ばね体には減衰効果があるので、仮にｕ＝１、つまりｆ＝ｆｒとしても、Ｔｒ＞２０になることはほとんど無く、通常はＴｒ＜１０である。

力の増幅効果を得るための振動数ｆｒは、錘１４の重量Ｍ／２と、ばね体のばね定数Ｋにより以下の式（２）で決定される。但し、ばね体の重量は無視している。

ｆｒ＝（１／２π）・［（Ｋ×９８０）／（Ｍ／２）］^１／２ （２）

ショット時のヘッド本体１０と錘１４を含めた振動数ｆは、ヘッド本体１０と錘１４の質量、材質、形状等により異なるが、主に使用されているクラブシャフトを含めて決定される。

振動伝達率Ｔｒは、図３に示すｆ＝ｆｒの前後を含む領域で２〜３倍程度であれば十分である。

以上の点から、第１の実施形態によるクラブヘッドの場合、ショット時のボールの打撃力Ｆは、重量Ｍのクラブヘッド全体による力［＝Ｍ・α］に、ばね体によって振動伝達率Ｔｒで増幅された錘１４による力［＝（Ｍ／２）・Ｔｒ・α］が加わるので以下の式（３）で表される。

Ｆ＝［Ｍ・α＋（Ｍ／２）・Ｔｒ・α] （３）
ここで、Ｔｒを２倍とすると、
Ｆ＝Ｍ・α＋Ｍ・α
＝２Ｍ・α
となり、ボールに作用する力Ｆは２倍となる。

仮に、クラブヘッド全体の重量Ｍを２６０ｇ、クラブシャフトのばね定数Ｋ’を１３０ｇ／ｃｍとすると、クラブシャフトの振動数（＝クラブヘッドの振動数）ｆは、
ｆ＝（１／２π）・［（１３０×９８０）／（２６０）］^１／２
＝３．５（Ｈｚ）

一方、振動伝達率Ｔｒを上記の値に近づけるべく、ばね体で支持されている錘１４とクラブヘッドとの間の振動数比ｕを１、つまりｆｒ＝ｆとするために必要なばね体のばね定数Ｋを上記式（２）から求めることができる。

ｆｒ＝ｆ＝（１／２π）・［（Ｋ×９８０）／（Ｍ／２）］^１／２
Ｋ＝（２π×３．５）^２・１３０／９８０
＝６５（ｇ／ｃｍ）

上記のように、錘１４の重量、クラブシャフトのばね定数からばね体のばね定数Ｋを適宜設定することにより、ショット時に、ばね体の振動に起因する力をヘッド本体に与えてボールに作用する力を増加させることができ、ボールの飛距離増加に寄与せしめることができる。つまり、ボールに作用する力を、ばね体と錘１４を持たないゴルフクラブヘッドの場合に比べて、錘の重量と振動伝達率Ｔｒとヘッドの加速度で規定される値だけ大きくすることができ、結果として、ボールの飛距離増加に寄与せしめることができることが理解できる。

なお、上記の説明では、錘１４の重量、クラブシャフトのばね定数を固定値としてばね体のばね定数を調整、設定するようにしているが、クラブシャフトのばね定数及びばね体のばね定数を固定値として錘１４の重量を調整、設定するようにしても良いし、錘１４の重量及びばね体のばね定数を固定値としてクラブシャフトのばね定数を調整、設定するようにしても良い。また、本実施形態によるゴルフクラブヘッドにおいては、ヘッド本体１０、錘１４の重量をそれぞれＭ／２としてゴルフクラブヘッド全体の重量をＭとしているが、これは、ゴルフクラブヘッド全体の重量はあまり増やさない方が好ましいからである。しかし、ヘッド本体１０、錘１４の重量をそれぞれＭ／２とするのは、あくまで説明を簡単にするためであり、このような値に限定されるものではない。

図４は、本発明の第２の実施形態を示す。

本実施形態では、ヘッド本体１０内であってフェース部１２の背面側に、ばね体（弾性部材）２３を介して錘２４を設けたことを特徴とする。ここでも、ばね体２３としてコイルばねを用い、ヘッド本体１０内の底部に肉厚部１０−１を形成して、この肉厚部１０−１にばね体２３の一端を固定し、ばね体２３の自由端に錘２４を取り付けている。本実施形態の作用は第１の実施形態と同じであるので説明は省略する。

なお、第２の実施形態でも１つの錘２４を複数のばね体で支持するようしても良く、錘とばね体との組み合わせをフェース部１２の背面側に複数組設けるようにしても良い。

また、第１、第２の実施形態のいずれにおいてもばね体１３−１〜１３−３、２３の材料に特に制限は無く、コイルばねに代えて板ばねのようなものを用いても良い。更に、ばね体２３の一端は、ヘッド本体１０内の天井部あるいはフェース部１２の背面に固定しても良い。

図５は、本発明によるゴルフクラブヘッドの第３の実施形態を示し、第１の実施形態の変形例とも言える。つまり、第１の実施形態における複数のばね体２３に代えて、ゴム材のような弾性部材３３を介して錘３４を支持するようにしている。弾性部材３３の材料としては、樹脂材やゴム材のほか、弾性を呈するものであれば何でも良い。本実施形態の作用も第１の実施形態と同じであるので説明は省略する。

なお、上記第１〜第３の実施の形態のいずれも、通常、ウッドあるいはメタルウッドと呼ばれる中空密閉構造を持つゴルフクラブに適用した場合を示しているが、本発明は、いわゆるアイアンと呼ばれているゴルフクラブにも適用可能である。アイアンの場合、フェース部の背面側は露出しているので、錘と弾性部材の部分はカバー等で覆うことが好ましい。

図１は、本発明によるゴルフクラブヘッドの第１の実施形態を断面図で示す。 第１の実施形態における錘及びばね体の作用を説明するための模式図である。 第１の実施形態におけるばね体による振動伝達率と振動数比との関係を示した特性図である。 図４は、本発明によるゴルフクラブヘッドの第２の実施形態を断面図で示す。 図５は、本発明によるゴルフクラブヘッドの第３の実施形態を断面図で示す。

符号の説明

１ ゴルフクラブヘッド
１０ ヘッド本体
１１ ネック部
１２ フェース部
１３−１〜１３−３、２３ ばね体
１４、２４、３４ 錘
３３ 弾性部材

Claims (4)

1. フェース部の背面側に弾性部材を介して少なくとも１つの錘を設け、前記フェース部でボールをヒットした際に、前記錘が前記フェース部に、前記弾性部材の振動に起因する力を与えるようにしたことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 前記弾性部材は少なくとも１つのばね体であり、その一端をヘッド本体側に固定すると共に、他端に前記錘を固定したことを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記ばね体はコイルばね又は板ばねであることを特徴とする請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記フェース部の背面の少なくとも一部の領域に前記弾性部材を設け、該弾性部材における前記フェース部の背面とは反対側に前記錘を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。

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