JP2010240115A - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】ゴルフクラブヘッドの重量増加を最小限にとどめつつユーザーの感じる打球音を改善する。
【解決手段】ヘッド体積が４２０ｃｍ³、ヘッドリーディングエッジからバック部までの長さが１１０ｍｍ以上、かつクラウンフェース側端部からフェースバック方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲でクラウン部の曲率半径が１２０ｍｍ以上の金属製中空ゴルフクラブヘッドクラウン部内面の、フェース面中央上部を中心としてトウ側とヒール側各１５ｍｍの範囲内に、クラウンフェース部からフェースバック方向に延びるリブを少なくとも１つ設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴルフクラブヘッドに関し、詳細には金属製中空ゴルフクラブヘッドに関する。

近年、ゴルフクラブヘッドとして、金属製中空ゴルフクラブヘッドが多く使用されている。金属製中空ゴルフクラブヘッドは、重量配分、形状などの設計自由度が高いため軽量かつバランスの良いゴルフクラブヘッドを実現することが可能である。

また、近年ゴルフクラブヘッドは大型化の傾向にあり、金属製中空ゴルフクラブヘッドでは、それにつれて各部の肉厚が薄く設定されるようになっている。

ところで、ゴルフクラブの性能としては、反発力、飛距離、打球の方向性などに加え、ユーザーがボールを打った時の音（打球音）が重要度を増している。良質の打球音はユーザーに爽快感を生じさせ、実際には飛距離が同等であっても飛距離が伸びたように感じさせる効果があるためである。

ここで、一般に良質な打球音とは比較的周波数の高い（例えば３４００Ｈｚ以上）、高音の切れがよい音であると言われている。

ところが、金属製中空ゴルフクラブヘッドが大型かつ薄肉化されると、打球音は上記とは逆に低くこもった音になってしまい、打球音の悪化によりゴルフクラブの商品としての性能を低下させる一因となっている。

このため、金属製中空ゴルフクラブヘッドの打球音を良質なものにするために種々の試みがなされている。

例えば、特許文献１には、打球音を改善するために、金属製中空ゴルフクラブヘッドのクラウン部の内面又はソール部の内面にフェース部と略直交する向きに延びる複数本の線状突起（リブ）を設けたものが記載されている。

また、特許文献２には金属製中空ゴルフクラブヘッドのソール部内面に打球音改善用のリブを設け、このリブの形状を両端がフェース側に位置し中央部がバックフェース側に膨らむように湾曲した形状のリブを設けた構成が記載されている。

特開２００２−１２６１３６号公報 特開２００６−２０４６０４号公報

金属製中空ゴルフクラブヘッドの大型薄肉化による打球音の悪化は、主にヘッド各部の剛性の低下により固有振動数が低くなることに起因していると考えられる。

特許文献１のゴルフクラブヘッドは、ヘッドのクラウン部またはソール部内面に複数本のフェース部と略直交するリブを設けることによりヘッドの剛性を増大させ、打球音が高音になるようにしたものである。

また、特許文献２のゴルフクラブヘッドは、ソール部内面に湾曲形状のリブを設けることにより、打球時のソールの振動を改善してソール部で大きくかつ高音の音を発生させるようにしたものである。

ところが、ゴルフクラブヘッドの打球音はゴルフクラブヘッドの大きさ（ヘッド体積）だけでなくゴルフクラブヘッド各部の形状によっても変化する。このため、リブを設けて打球音を改善する場合にも、ヘッド形状に応じてリブの配置、数などを決定する必要がある。

特許文献１では、ゴルフクラブヘッドの形状とは無関係に複数本のリブをクラウン部またはソール部内面に等間隔に配置しているため、必ずしもゴルフクラブヘッドの形状に応じた最適なリブ配置が考慮されておらず、リブの重量が大きくなり重心設計のためのゴルフクラブヘッドの重量配分の自由度が低くなってしまう問題が生じる。

また、本発明者の研究によれば、ユーザーの感じる打球音の質に最も影響するのは打球時にクラウン部で発生する音であり、ソール部で発生する音はユーザー自身の感覚に与える影響は少ないことが判明している。

このため、特許文献２のようにソール部で発生する打球音を改善しても、ユーザーが打球音として感じる音に対しては影響が少なく、リブを設けたことによる重量の増加などの悪影響の方が大きくなる可能性がある。

本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、リブによるゴルフクラブヘッドの重量増加を最小限にとどめながら、ユーザーの感じる打球音を改善した金属製中空ゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。

本発明によれば、ヘッド体積が４２０ｃｍ³以上であり、ヘッドリーディングエッジからバック部までの長さが１１０ｍｍ以上、かつクラウンフェース側端部からバックフェース方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲でクラウン部の曲率半径が１２０ｍｍ以上の金属製中空ゴルフクラブヘッドであって、フェース面中央上部を中心としてトウ側とヒール側各１５ｍｍの範囲のクラウン内面に、クラウンフェース部からバックフェース方向に延びるリブを少なくとも１つ設けたことを特徴とする、ゴルフクラブヘッドが提供される。

すなわち、本発明では、特にクラウン部で発生する振動がユーザーが感じる打球音に影響が大きいことに着目し、クラウン部の剛性を高めるためにクラウン中央近傍（フェース面中央上部を中心としてトウ側とヒール側各１５ｍｍの範囲）に少なくとも１つのリブを設けている。

このようなリブは、特に大型（ヘッド体積４２０ｃｍ以上）でクラウン部の寸法が大きく（ヘッドのリーディングエッジからバック部までの長さが１１０ｍｍ以上）、打撃時に打球音を発生するクラウン部分（クラウンフェース側端部からバックフェース方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの部分）の面の曲率半径が大きい（１２０ｍｍ以上）比較的平坦な形状のものに適用すると、特に打球音改善の効果が高いことが判明している。

これは、クラウン部の寸法が大きく、かつクラウン部の打球音発生に最も影響するクラウン中央近傍部分の曲率半径が大きいヘッドでは特にクラウン部の剛性の低下が大きいため、この部分にリブを設けることにより剛性増加による打球音改善効果が大きいためと考えられる。

なお、ヘッド体積及びヘッドのリーディングエッジからバックまでの長さについては、ルールにより規制されている例が多く、例えば（財）日本ゴルフ協会発行の「ゴルフ規則」では、ヘッド体積は最大４６０ｃｍ³、リーディングエッジからバック部までの長さは最大１２７ｍｍとされているため、実際のゴルフクラブヘッドでは上限はこの規制値に対して多少の余裕をもって設定される。

また、前記リブは、フェース面から概略バックフェース方向に延びていれば打撃に対するクラウン部の剛性増大効果が得られるが、リブがフェース面に対して直角にバックフェース方向に延びるようにすれば、最も剛性増大による打球音改善効果が大きくなる。

また、クラウン部内面に設けたリブはフェース内面に接するようにすれば、フェース面直近部分までクラウン部の剛性が増大するため、一層打球音改善効果が大きくなる。

リブの寸法は、クラウン部の剛性を高め打球音を改善するのに十分な大きさである必要がある一方、ゴルフクラブヘッドの重量配分に大きな影響を与えないように出来るだけ小さいものが好ましい。このため、リブ幅が０．５〜２ｍｍ、高さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍであり、リブ長さが１０ｍｍ以上の範囲にあることが好ましい。

また、重量配分のみを考慮すれば、リブの体積（複数本リブが有る場合には各リブの体積の合計）は２００ｍｍ³〜９５０ｍｍ³の範囲にあることが好ましい。

各請求項に記載の発明によれば、大型の金属製中空ゴルフクラブヘッドにおいて、重量増加や重量配分設計自由度の低下を最小限に抑制しつつ、ゴルフクラブの打球音を改善することが可能となる共通の効果を奏する。

本発明の中空ゴルフクラブヘッドの一実施形態を示す斜視図である。 図１のクラブヘッドの平面図である。 リブの形状を示す図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 実験例２を示す斜視図である。 実験例３を示す斜視図である。 実験例４を示す斜視図である。 比較試験結果を示す図である。

以下、添付図面を用いて本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明を適用した中空ゴルフクラブヘッドの一実施形態を示す斜視図である。

図１において、１はゴルフクラブヘッド全体、２は打球面をなすフェース部、３はフェース部２の上縁２Ｕとサイド部５のバックフェース側上縁６Ｕとに接続され、ヘッドの上面を形成するクラウン部である。

また、図１において４は、フェース部２の下縁（リーディングエッジ）２Ｌとサイド部５のバックフェース側に接続され、ヘッド１の下面を形成するソール部、５はクラウン部３とソール部４とを連結し、ヘッド１の側面部を形成するサイド部である。

図１に示すようにフェース部２の一方の端部側近傍の、サイド部５とクラウン部３との接続部には、シャフト（図示せず）にヘッド１を取付けるためのシャフト取付部７が形成されている。サイド部５は、フェース部２のシャフト取付部７側端（ヒール側端）からバックフェース部６を通りフェース部２のヒール側とは反対の端部（トウ側端）に接続されている。

本実施形態では、フェース部２、クラウン部３、ソール部４、サイド部５のそれぞれの部分は、ステンレススチール、アルミ合金、チタンまたはチタン合金などの薄肉壁として形成されており、クラブヘッド１内部は中空となっている。

本実施形態では、フェース部２は鍛造等によりチタン合金から成形されており、同じチタン合金の精密一体鋳造により形成されたクラウン部３、ソール部４、サイド部５とは溶接等により接合されている。

図２は、図１のクラブヘッド１の平面図を示す。

本実施形態では、クラブヘッド１は比較的大型のヘッドとされており、図２に示すようにフェース部２の下縁（リーディングエッジ）２Ｌからサイド部５のバックフェース部の最も後方に突出した部分５Ｂまでの最大距離Ｌ１が１１０ｍｍ以上、かつヘッド１の外容積が４２０ｍｍ³以上とされている。

このように大型のヘッド１では重量増大を抑制するために各部の肉厚を薄くする必要がある。このため、各部の剛性低下による固有振動数低下のために打撃音の周波数も低くなる傾向がある。

また、本発明者の研究によれば、ユーザーが感じる打球音に最も影響の大きい部分はクラウン部３で発生する音であり、特にクラウン部３の比較的フェース部２に近い領域の剛性がユーザーの感じる打球音に与える影響が大きいことが判明している。

例えば、本実施形態の寸法のクラブヘッドでは、クラウン部３の表面のうち、特に打撃面であるフェース部２上縁２Ｕとクラウン部３との接合部からバックフェース側に１０ｍｍ〜３０ｍｍの領域（図２に斜線部ＡＡで示す）での剛性が打球音に与える影響が大きいことが判明している。

本実施形態では、上記領域ＡＡではクラウン部３の外表面の曲率半径はどの方向においても１２０ｍｍ以上となっている。

このように、領域ＡＡでクラウン部３の表面が平坦な形状とされていると、打球音に影響の大きいクラウン部領域ＡＡの曲げ剛性が小さくなり、クラブの大型薄肉化による打球の音質悪化に加えて更にユーザーが感じる打球音の音質が低下することになる。

本実施形態では、上記のように、ヘッド１の大型薄肉化とクラウン部３の剛性低下とによる打球音の音質低下を以下に説明するリブ１０をクラウン部３内面に設けることにより防止している。

図１及び図２に１０で示すリブは、クラウン部３内面のフェース部２の上縁２Ｕからバックフェース６に向けて延びている。また、リブ１０のフェース部２側端部は、フェース面２中央（いわゆるスイートスポットの中心部）上部の領域に位置している。

詳細には、打球音改善のためには、フェース面上縁２Ｕのフェース面２の中央直上部２Ｃ（以下、便宜的にフェース面上縁中央と呼ぶ）からヒール側とトウ側にそれぞれ１５ｍｍの範囲（図２、領域ＢＢ）内に、少なくとも１つのリブ１０の端部が位置することが必要とされる。

また、本実施形態ではリブを１本のみ設けているが、重量増大の問題が生じなければこの範囲内に２本あるいはそれ以上のリブを設けるようにしても良い。

また、リブ１０の端部はフェース面上縁２Ｕまで延び、フェース面２の裏面と接するようにすることが好ましい。これにより、フェース面２近傍までクラウン部の剛性を増大させることができ、より高音質の打球音を得ることができる。

また、図２に示すように、本実施形態ではリブ１０はフェース面上縁２Ｕに対して直角にバックフェース方向に延びているが、実際にはフェース面上縁２Ｕに対して直角方向から或る程度の角度範囲内（例えばフェース面上縁２Ｕに対して直角な方向からプラスマイナス４５度程度の角度範囲内）に延びるようにしても打球音の改善効果が得られることが判明している。

次に、本実施形態のリブ１０の各部寸法について説明する。

図３は、図２のＡ−Ａ断面を示す。図３に示すように本実施形態では、リブ１０は長方形断面を有しており、リブの幅Ｗは２ｍｍ、リブ高さＨは４ｍｍ、リブ長さは４０ｍｍとされている。

リブの幅は０．５〜２ｍｍの範囲、リブ高さは１．０〜４ｍｍの範囲に設定する必要があり、リブ幅と高さとが上記範囲より小さくなるとリブによる補強効果が小さくなりすぎ、十分な打球音改善効果を得ることができない。また、リブ幅とリブ高さとが上記範囲より大きくなるとリブにより得られる補強効果は増大するものの、リブを設置することによる重量増大のマイナス効果が大きくなってしまうため、リブ断面の幅と高さは上記の数値範囲内とすることが好ましい。

また、リブによる補強効果を大きくするためには、リブ幅よりリブ高さが大きくなるようにすることが好ましい。なお、リブの断面形状は長方形である必要はなく、三角形、あるいは角部にＲを設けて丸めた四角形など種々の断面形状とすることが可能である。

なお、リブ１０の目的はクラウン部３の剛性を高めることであり、特に、打球音に与える影響が大きいフェース部２上縁２Ｕから１０ｍｍ〜３０ｍｍの領域（図２に斜線部ＡＡで示す）でのクラウン部３の剛性を増大させることが好ましい。このため、リブ１０は上記領域ＡＡまで到達している必要があるため、最低でも１０ｍｍ以上の長さとする必要がある。

また、リブ１０の本数及び寸法は上記条件を満たしつつ、重量の増加によるマイナス効果が過大にならないようにする必要があり、例えば、全部のリブ体積の合計が２００ｍｍ³〜９５０ｍｍ³の範囲になるようにすることが好ましい。

次に、本発明の実験例を用いて行なった打球音の計測結果について説明する。本発明の実験例１としては、図１及び２に示したクラブヘッド（すなわち、フェース面上縁中央から延びる、幅２ｍｍ、高さ４ｍｍの長方形断面を有する長さ４０ｍｍのリブをクラウン部３内面に設けたもの）を使用し、実験例２としては、図４に示すようにフェース面上縁中央からヒール方向とトウ方向にそれぞれ７ｍｍの部分からフェース面上縁に直角に延びるリブ１０を２本設けたクラブを使用している。実験例２のクラブヘッド形状及び寸法は実験例１と同一であり、２本のリブの形状、寸法はそれぞれ実験例１のものと同じである。

なお、クラウン部の曲率半径は、クラウンフェース側端部からバックフェース方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの領域（図２）の各部にＲゲージを当てて測定し、最小値と最大値とで定まる範囲をクラウン部曲率半径とした。
また図５、図６はそれぞれ実験例１と実験例２を示す。

実験例３（図５）は、クラウン部にリブを設けていないもの、実験例４（図６）は、実験例２と同様に２本のリブ１１を設けているが、リブの位置がフェース面上縁中央２Ｃからヒール方向とトウ方向にそれぞれ１５ｍｍの範囲外（実験例４では、それぞれ２０ｍｍ）にあるものである。

実験例１、２及び実験例３、４のクラブヘッドはリブの有無、本数、位置を除けば、全て同一の寸法、形状及び材質とされている。

図７は、上記各実験例と実験例のヘッドに同一のシャフトを装着してロボットにより同一条件で実際のゴルフボールを打球した場合の打球音の周波数を、打球時の実際のユーザーの頭の位置で計測した結果を示している。

打球音の測定は、ロボットを使用して打球時のヘッドスピード４０±１メートル／秒で、硬さ値２．５〜３．８ｍｍのボールをヘッドのフェースセンターで打球した場合の測定を複数回行なった場合の平均値を示している。なお、ボールの硬さ値は、ボールに１３０ｋｇの荷重を加えた場合のボールの変形量と１０ｋｇの荷重を加えた場合のボールの変形量との差として定義される値である。

本測定実験では、上記により取得した振動波形データを以下の方法で処理することにより、打球音の周波数測定値を得ている。

まず、振動波形のデータについて、時間軸上で最前部分の所定個数のサンプル（例えば１５００個）を除いた振動波形データのうち、最前部分の所定数のデータ（本実験では８１９２データ）について周波数解析を行なって、スペクトル波形を求めた。そして、このスペクトル波形の最大値を求め、この最大値を１／２倍した値を閾値として、スペクトル波形の値（音圧レベル（Ｌｐ）の値）が、この閾値を超える周波数範囲を抽出した。そして、抽出した各周波数範囲毎に、振動波形スペクトルの積分値を求め、求めた積分値に、各周波数範囲における振動波形スペクトルの最大値に対応する部分最大値周波数に応じた重み付け係数の値を乗算して高低参照値を求め、各周波数範囲毎の高低参照値の合計値を求め、この合計値を「周波数」（単位；ＨＺ）として使用した。

実験例１及び２では、いずれも実験例３及び４より周波数が高い打球音が計測され、高音かつ切れの良い良質の打球音が発生することが確認された。

１ ゴルフクラブヘッド全体
２ フェース部
３ クラウン部
４ ソール部
６ バックフェース部
１０ リブ

Claims (5)

1. ヘッド体積が４２０ｃｍ³以上であり、ヘッドリーディングエッジからバック部までの長さが１１０ｍｍ以上、かつクラウンフェース側端部からバックフェース方向に１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲でクラウン部の曲率半径が１２０ｍｍ以上の金属製中空ゴルフクラブヘッドであって、フェース面中央上部を中心としてトウ側とヒール側各１５ｍｍの範囲のクラウン内面に、クラウンフェース部からバックフェース方向に延びるリブを少なくとも１つ設けたことを特徴とする、ゴルフクラブヘッド。
2. 前記リブは、フェース面に対して直角にバックフェース方向に延びることを特徴とする、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記リブのクラウンフェース側端部は、フェース面に接していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記リブの幅が０．５〜２ｍｍ、高さが１．０ｍｍ〜４．０ｍｍであり、リブ長さが１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。
5. 前記リブの体積の合計が２００ｍｍ³〜９５０ｍｍ³であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッド。

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