JP3984989B2 - 複数のバルジ半径をもったフェースを有するゴルフクラブヘッド - Google Patents

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Description

本発明はゴルフクラブヘッドに関する。特に、本発明は、複数のバルジ半径をもったフェースを有するゴルフクラブヘッドに関する。
クラブヘッドの設計は長年研究されてきた。クラブヘッド設計におけるより顕著な問題は、ロフト、ライ(シャフトの取付け角度)、フェース角度、水平フェースバルジ、垂直フェースロール、フェースプログレッション、ソールの湾曲、重心の位置、および全体のヘッド重量である。ゴルフクラブ工学ではこれら全ての側面が考慮されるが、その幾つかは、クラブの性能に対する影響が大きいために、設計プロセスにおいてより重点が置かれることが多い。
クラブフェースの形状および寸法は極めて複雑である。クラブヘッドの設計において特別に興味があるのは、フェースの二つの特性、即ち、水平フェースバルジおよび垂直フェースロールである。水平フェースバルジ半径は、ヒールからトウまで、またはフェースの水平面に沿って測定される。これは、ゴルファーによるフェース中心線から逸脱したボール打撃を補償するので重要である。中心位置を外れたところでボールを打つと、フックまたはスライスを生じるが、バルジはこのズレを効果的に補償する。典型的なウッドは、約203.2mm〜約406.4mm(8〜16インチ)の水平フェースバルジ半径を有する。
垂直フェースロール半径は、垂直位置でフェースの頂部からフェースの底部まで計測されるが、この因子はフェースを離れたボールの軌道に影響する。典型的なウッドは、約304.8mm〜約457.2mm(12〜18インチ)の垂直フェースロール半径を有する。
バルジ半径およびロール半径の存在、並びにフェースに適用される半径の程度はクラブの性能にとって重要である。殆どのゴルファーは完全なゴルフスイングを達成できないから、中心を外れた打撃は普通である。更に、特にフェースの形状に関する適切なクラブヘッドの設計は、不完全なスイングの補償を補助することができる。しかし、フェース形状の設定にはトレードオフが存在する。例えば、水平フェースバルジが大きすぎると、方向性の制御が悪くなる可能性がある。加えて、垂直フェースロールが大きすぎるクラブヘッドは、インパクトの際にボールの軌道を悪化させる可能性がある。
典型的には、ゴルフクラブは単一のバルジをもつように設計される。しかし、複数のバルジ半径をもった幾つかのクラブヘッドが設計されている。米国特許第6,093,115号は、フェースの中心から計った一方の側が第一のバルジ半径を有し、また該フェースの他方の側が第二のバルジ半径を有するように、非対称なボール打撃面をもったゴルフクラブを開示している。ボール打撃面のヒール部分およびトウ部分の一方は、約203.2mm(8インチ)のバルジ半径を有し、一方で、他方は約609.6mm(24インチ)のバルジ半径を有している。米国特許第5,415,405号は、三つの隣接部分に分割され、その夫々の部分が異なる半径の円弧を形成するゴルフクラブヘッドの打撃面を開示している。これら種々の部分の半径は、約101.6mm〜約508mm(4〜20インチ)である。
日本の公開特許公報特開平11-042301号(特許文献1)は、三つの異なるバルジ半径をもったゴルフクラブを開示している。そのクラブフェースの中心部分は、隣接部分よりも大きいバルジ半径を有しており、そのバルジ半径の差は約32.258mm〜約74.93mm(約1.27〜2.95インチ)である。また、典型的には、ゴルフクラブは単一のロール半径で設計される。しかし、幾つかのクラブヘッドは複数のロール半径を含むことを想定している。
例えば、米国特許第4,162,074号(特許文献2)は、凸状の打撃表面を形成するフェースをもったパターを開示している。その表面は一般的に放物線または指数関数的であり、従って一定のロール半径を有していない。
更に、米国特許第4,508,349号(特許文献3)は、強調されたロールの中央部分を有する打撃フェースを備えたゴルフクラブを開示している。その中央ロール部分は、約17.78mm〜約25.4mm(0.70〜1インチ)の曲率半径を有している。溝がその反対側の強調されたロール部分対して平行に伸び、一方、上の溝の上と、下の溝の下とに、平坦な表面が打撃面に沿って延びている。この設計は、ゴルフボールの増大した圧縮を与え、予想外の長いドライブ距離を生じると主張されている。
日本の公開特許公報特開平11-042301号 米国特許第4,162,074号 米国特許第4,508,349号
上記の幾つかクラブヘッド設計にもかかわらず、フェース上における種々のボール衝撃位置での打上げ条件を最適化するクラブのフェースの設計を備えた、ウッドタイプのゴルフクラブが未だ必要とされている。この点に関しては、二つのロール半径をもったゴルフクラブのフェースが必要とされている。このようなゴルフクラブの設計は、ボールの衝撃点がクラブのフェースの中心から外れたときの、ボールの打上げ条件の劣化を少なくするように、性能の改善を可能にする。加えて、複数のバルジ半径を複数のロール半径と組合せたゴルフクラブのフェースが必要とされている。
本発明の開発は、複数のバルジ半径を有するゴルフクラブフェースに向けられている。また、本発明の開発は、複数のロール半径を複数のバルジ半径と組合せたゴルフクラブフェースにも向けられている。本発明の目的は、ゴルフショットの方向制御を改善したメタルウッドゴルフクラブを提供することにある。換言すれば、本発明の目的は、ゴルフクラブヘッドの中心からトウ方向に外れた位置、又は、ゴルフクラブヘッドの中心からヒール方向に外れた位置でボールを打ったときにおけるボールの軌跡(方向制御)を改良したゴルフクラブを提供することを目的とする。
本発明は、シャフトに取付けるようになっているメタルウッドゴルフクラブに関する。本発明のメタルウッドゴルフクラブのクラブヘッドは、本体及びフェースを含んでおり、前記フェースは、前記フェースの中心に垂直中心線を有し、かつ、前記フェースの中心に水平中心線を有しており、前記フェースは、前記垂直中心線に平行であり且つ前記本体のトウ領域と前記垂直中心線との間に配置されたトウ側の整列ラインと、前記垂直中心線に平行であり且つ前記本体のヒール領域と前記垂直中心線との間に配置されたヒール側の整列ラインとを有しており、前記フェースは、前記トウ側の整列ラインと前記ヒール側の整列ラインとの間に配置され、かつ、第一のバルジ半径を有する中央の部分を有しており、前記フェースは、前記中央の部分に隣接した周辺の部分を有しており、前記周辺の部分は、第二のバルジ半径を有しており、更に、前記メタルウッドゴルフクラブヘッドは、ロール半径が異なり、かつ、相互に隣接して配置された2つの部分を含んでおり、前記2つの部分のうちの第一の部分は、前記フェースのヒール端からトウ端へと伸び、かつ、前記フェースの中心のところに位置する水平整列ラインより上に配置された第一のロール半径を有しており、前記2つの部分のうちの第二の部分は、前記水平整列ラインより下に配置された第二のロール半径を有しており、前記フェースの前記中央の部分の第一のバルジ半径は、前記フェースの前記周辺の部分の第二のバルジ半径よりも大きいことを特徴とする。
上記のメタルウッドゴルフクラブヘッドにおいて、前記第二のバルジ半径は、前記第一のバルジ半径よりも約10%〜約40%小さいのが好ましい。また、上記のメタルウッドゴルフクラブヘッドにおいて、前記水平整列ラインと前記水平中心線は、同一線上にあるように構成することができる。また、上記のメタルウッドゴルフクラブヘッドにおいて、前記水平整列ラインより上に配置された前記第一のロール半径は、前記水平整列ラインより下に配置された第二のロール半径よりも小さいように構成するのがよい。また、上記のメタルウッドゴルフクラブヘッドにおいて、前記第二のロール半径は約203.2mm(約8インチ)〜約406.4mm(約16インチ)であるように構成するのがよい。
図1を参照すると、ウッドタイプのクラブ10は、シャフト18と共に、本体14およびフェース16を備えたヘッド12を含んでいる。ヘッド12は、ヒール端20およびトウ端22を有している。詳細には図示していないが、クラブ10はホーゼル、クラウンプレート、および/または、ソールプレートを含んでもよい。このヘッドは、好ましくは、チタンおよびその合金のような金属で形成され、また別々の本体部分およびフェース部分から形成されてもよく、これらは、例えば溶接によって一体化される。このようなマルチピースヘッド(多ピースヘッド)が用いられるとき、好ましくは、フェースは鍛造またはプレス加工されるのに対して、本体は鋳造される。或いは、フェースおよび本体を単一のユニットとして両方とも鋳造し、別々のクラウン片および/またはソール片を設けてもよく、または、鍛造もしくはプレス加工された部品のみでクラブヘッドを形成してもよい。また、フェースに溝を設けてもよい。
図1に示すように、典型的なウッドは、単一のロール半径R1をもったフェースを含んでいる。このようなクラブは、例えば、約254mm(約10インチ)の公称ロール半径を有する一番ウッドであり得る。本発明の好ましい態様において、ウッドタイプのクラブには、複数のロール半径を有するフェースが設けられる。図2に示すように、ウッドタイプのクラブ20は、二つの異なるロール半径R2およびR3をもったフェース26を有している。好ましくは、これらロール半径の間の変化は、中央ラインMID(これはフェースの頂部および底部の略中間に位置し、ヒール領域20からトウ領域22へと伸びる)におけるフェースの中心で実質的に生じる。好ましくは、MID線より上では、MID線より下よりも小さいロール半径が選ばれる。より好ましくは、MID線よりも上では、約101.6mm〜約304.8mm(4〜12インチ)の比較的小さい半径が選択されるのに対して、MID線よりも下では、約203.2mm〜約406.4mm(8〜16インチ)の比較的大きい半径が選択される。別の態様において、半径の間の変化は、フェースの中心にはないがヒール端からトウ端へと伸びる整列ラインに沿って生じる。
有利なことに、フェースの中央ラインMIDより上および下で異なるロール半径を選択することによって、ゴルファーのショットの質に影響を与えることができる。ショットの質は、初速、バックスピン、および打上げ角度を含む幾つかのボール打上げパラメータについて予想される。幾何学的には、クラブフェースの中心点は、重心を通してフェースに垂直に投影された線がフェースと交わるフェース上の点として定めることができる。中心点より上での衝撃により、低いバックスピンを生じ、従って、最大のボールキャリーを達成できるようにボールをより高く打上げるために望ましい。或いは、ボールがフェースの中心点より下で打撃されたときには、より小さいロール半径によってボールは低く打上げられる傾向にあり、ボールの飛行特性が低下する。その結果、フェースの中心より下では、該中心より上におけるよりも大きいロール半径を有するのが好ましい。
本発明の観点は、以下の限定的でない実施例を参照することにより、更に完全に理解することができる。これらの実施例は、本発明のゴルフクラブヘッドの態様を例示するものに過ぎず、特許請求の範囲により限定される本発明を制限するものとして解釈されるべきではない。
表1〜表3に列記した試験結果は、有限要素解析モデルを含むコンピュータ技術を使用して作成されたものである。特に、汎用の明示的有限要素プログラムLS-DYNAを用いた。実施例のクラブヘッドをコンピュータでモデル化するときに、以下の固定パラメータを使用した。即ち、200gの質量、フェースの中心をこのラインに沿って整列させた状態でボール中心の背後約53.59mm(2.11インチ)に位置する重心、11°のロフト、0.3の静止摩擦係数および動摩擦係数、および109 mphのヘッド速度である。加えて、固定されたヒール/トウ、垂下(ドループ:droop)、垂直ギア軸慣性項(vertical gear axis inertia terms)を選択した。有限要素モデルを使用してボール打上げ条件を予測し、また、軌道モデルを使用して距離および着地領域を予測した。こうして、このモデリングは、ロールおよびクラブフェース上の相対的な垂直衝撃位置の関数として、打ち上げ角度、バックスピンおよびキャリー距離の決定を可能にする。
比較クラブフェース「A」、「B」および「C」を構成し、夫々のロール半径を約152.4mm(6インチ)、約254mm(10インチ)および約355.6mm(14インチ)とした。比較のために、比較クラブフェース「A」〜「C」の特性を、クラブフェースの中心で比較クラブフェース「B」をインパクトするゴルフゴールに対して正規化した。従って、比較クラブフェース「B」をフェースの中心で打撃するゴルフボールについて、ボールの打上げ角度の正規化された値は1.00である。
表1 ボール打上げ角度についての試験結果
Figure 0003984989
表1に示すように、クラブヘッドの特性がゴルフボールの打上げ角度として測定されるとき、各比較クラブフェースについて一般に同様の傾向が見られる。特に、所定のロール半径について、クラブフェース上でのゴルフボールのインパクト位置が増えるにつれて、打上げ角度は増える。より詳しく言えば、例えば、比較クラブフェース「B」の中心より約6.35mm(0.25インチ)上の位置で打撃されたゴルフボールは、該ゴルフクラブフェースの中心で打撃されたボールよりも略29%高い角度で打上げられる。比較クラブフェース「B」の中心よりも約6.35mm(0.25インチ)および約12.7mm(0.50インチ)下で打撃されたボールは、それぞれ、該クラブフェースの中心で打撃されたボールよりも略31%および61%低い角度で打上げられる。
表2 ボールのバックスピンについての試験結果
Figure 0003984989
ゴルフボールの打上げ角度を増大することは一般に好ましいが、インパクトの質は、追加の基準を用いて評価されなければならない。例えば、空気力学によれば、ゴルフボールのキャリー距離はボールのバックスピン、打上げ角度、および初期速度の関数であることが示される。表2に示すように、与えられたロール半径を有するクラブフェースは、クラブフェース上でのボールのインパクト位置が増大すると共に、バックスピンが減少する。例えば、比較クラブフェース「B」の中心から約6.35mm(0.25インチ)上の位置で打撃されたゴルフボールは、該クラブフェースの中心で打撃されたボールよりも、略37%小さいバックスピンを有する。しかし、比較クラブフェース「B」の中心よりも約6.35mm(0.25インチ)および約12.7mm(0.50インチ)下の位置で打撃されたボールは、それぞれ、該クラブフェースの中心で打撃されたボールよりも略39%および74%大きいバックスピンを有する。
表3 ボールのキャリー距離についての試験結果
Figure 0003984989
加えて、表3に示すように、与えられたロール半径を有するクラブフェースについて、クラブフェースの中心から離れた位置でゴルフボールをインパクトすると、キャリー距離の減少をもたらす。例えば、比較クラブフェース「B」の中心よりも約6.35mm(0.25インチ)上で打撃されたゴルフボールは、該クラブフェースの中心で打撃されたボールに比較して、略1%少ないキャリー距離を有する。クラブフェースの中心よりも約6.35mm(0.25インチ)および約12.7mm(0.50インチ)下の位置で打撃されたゴルフボールは、それぞれ、キャリー距離が1.5%および6%減少する。
表1〜表3を参照すると、比較クラブフェース「A」(約152.4mm(6インチ)のロール半径)および比較クラブフェース「C」(約355.6mm(14インチ)のロール半径)の特性試験は、クラブフェース中心より上の同じ位置で生じたボール打撃については、より小さいロール半径をもったクラブフェースの方が、より高いボール打上げ角度、より高いバックスピン、およびより長いキャリー距離でゴルフボールを打上げることを示している。しかし、クラブフェースの中心より下で生じた打撃に関しては、より小さいロール半径をもったクラブフェースは、より低い打上げ角度およびより低いバックスピンでゴルフボールを打上げる。
比較クラブフェース「A」〜「C」を備えたクラブヘッドの性能の変化に基づいて、本発明に関連するクラブヘッドフェースの構成を選択することができる。好ましくは、本発明に関連するクラブヘッドフェースの中心より上のロール半径は、約101.6mm〜約304.8mm(約4〜12インチ)になるように選択されるのに対して、フェースの中心より下では、ロール半径は約203.2mm〜約279.4mm(8〜16インチ)になるように選択される結果、中心より上のロール半径は中心より下のロール半径よりも大きい。
より好ましくは、本発明に関連するクラブヘッドフェースの中心より上のロール半径は約127mm〜約177.8mm(約5〜7インチ)になるように選択されるのに対して、該フェースの中心より下のでは、ロール半径は約228.6mm〜約279.4mm(約9〜11インチ)になるように選択される。従って、本発明に関連するクラブヘッドフェースは、該フェース中心より上では約152.4mm(6インチ)、フェース中心より下では約254mm(10インチ)のロール半径を有することができる。
比較クラブフェース「A」〜「C」について先に示したように、このような本発明に関連するクラブフェースの中心より約6.35mm(0.25インチ)上の位置でのボール衝撃は、打上げ角度で略37.6%だけ増大する一方、バックスピンは21%しか減少しない改善された性能を有する。このボールの全体のキャリーは、約254mm(10インチ)のロール半径をもったフェースでは1.1%減少するのに比較して0.7%しか減少せず、その結果として、フェース中心より上でボールを打撃することにより失われたキャリー距離の約36%が取り戻される。加えて、この二重ロールフェースは、ボールがフェースの中心点より下で打撃されたときに遭遇する問題にも対処する。フェースの中心より下で使用されるロール半径が大きいほど、打上げ角度の低下が少なくなる。バックスピンがゴルフショットの全体の性能に影響するファクターであることには変りないが、中心点より上のロール半径が大きいと、フェース中心より下でインパクトしたときの距離が改善される。
先に述べたように、一番ウッドは、典型的には約254mm(約10インチ)のロール半径をもったフェースを有している。本発明に関連するクラブフェースは、フェース中心点より下ではこの「正常な」ロール半径を維持するが、フェース中心点より上ではより小さいロール半径を有する。
或いは、今回の開発に従って設計された、本発明に関連するゴルフクラブヘッドは、三つ以上のロール半径を含んでいてもよい。特性における傾向によって、フェース中心点より上ではより小さいロール半径が望ましいことが示されているので、この領域におけるフェース全体に亘って、徐々に減少するロール半径を選択すればよい。例えば、フェース中心点より上では、約203.2mm(8インチ)のロール半径が約152.4mm(6インチ)のロール半径に遷移してもよい。これにより、クラブヘッド特性の更なる調整を可能にする。
本発明の開発は、複数のロール半径を複数のバルジ半径と組合せたゴルフクラブフェースに向けられている。図3に示すように、ウッドタイプのクラブ30は、二つの異なるロール半径R4およびR5、並びに二つの異なるバルジ半径R6およびR7をもったフェース36を有している。好ましくは、ロール半径の間の変化は水平中央ラインMIDの中心で実質的に生じ、MIDラインより上では、MIDラインより下のロール半径よりも小さいロール半径が選ばれる。好ましくは、バルジ半径の間の変化は、クラウン領域38からソール領域40へと垂直に伸びる中心線CENにおけるフェース36の中心で実質的に生じる。別の実施例では、ロール半径の間の変化は、フェースの中心にはないが、ヒール端からトウ端へと伸びる整列ラインに沿って生じてもよい。
フェースを横切るバルジ半径の変化は、ゴルフショットの方向制御を改善できるのに対して、複数のロール半径をも有するフェースは、改善されたボール打上げ角度のような改善された特性を与えることができる。他の実施例においては、三つ以上のロール半径および三つ以上のバルジ半径を提供してもよい。
加えて、本発明の開発は、複数のバルジ半径を組合せたゴルフクラブフェースにも向けられている。図4に示すように、ウッドタイプのクラブ50は、四つのバルジ半径R8、R9、R10およびR11をもったフェース56を有する。整列ラインALI1は、垂直中心線CENと、水平中央ラインMIDにおけるトウ領域との略中間に配置されるのに対して、整列ラインALI2は、垂直中心線CENと、水平中央ラインMIDにおけるヒール領域との略中間に配置される。好ましくは、バルジ半径R8は、CEN線およびALI1ラインによって境界付けられ、バルジ半径R9は、CEN線およびALI2ラインによって境界付けられる。
好ましい実施例において、バルジ半径R8およびバルジ半径R9は実質的に同じである一方、バルジ半径R10およびR11は実質的に同じで且つバルジ半径R8およびR9よりも実質的に小さい。より好ましい実施例において、バルジ半径R8およびバルジ半径R9は実質的に同じであるのに対して、バルジ半径R10およびR11は、それぞれ、バルジ半径R8およびR9よりも約10%〜40%だけ小さい。フェース56は単一のロール半径を有していてもよく、または、例えば、本発明の他の実施例に関して説明したように、複数のロール半径を有していてもよい。一つの実施例において、水平中央ラインMIDの上のロール半径は、MIDラインの下のロール半径よりも小さい。
本発明の種々の説明を上述したが、各実施例の種々の特徴は単独で使用することも、如何なる組合せで使用することもできることを理解すべきである。従って、本発明はここに記載した特定の好ましい実施例には限定されない。更に、本発明の精神および範囲内での変形および改変を、当業者が着想する可能性があることを理解すべきである。従って、ここに記載した開示から当業者が容易に達成可能な、本発明の範囲および精神の範囲内にある便宜な変形は、本発明の更なる実施例として含まれるものである。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲の定義に記載した通りに決定される。
図1は、単一のロール半径を有するフェースを備えたゴルフクラブヘッドを示す斜視図である。 図2は、複数のロール半径を有するフェースを備えたゴルフクラブヘッドを示す側面図である。 図3は、複数のロール半径および複数のバルジ半径を有するフェースを備えた、本発明に従って構成されたゴルフクラブヘッドを示す斜視図である。 図4は、複数のバルジ半径を有するフェースを備えた、本発明に従って構成されたゴルフクラブヘッドを示す斜視図である。
符号の説明
10 クラブ
12 ヘッド
14 本体
16 フェース
18 シャフト
20 クラブ
30 クラブ
36 フェース
38 クラウン領域
40 ソール領域
50 クラブ
56 フェース

Claims (5)

  1. シャフトに取付けるようになっているメタルウッドゴルフクラブヘッドであって、
    メタルウッドゴルフクラブヘッドは、本体及びフェースを含んでおり、前記フェースは、前記フェースの中心に垂直中心線を有し、かつ、前記フェースの中心に水平中心線を有しており、前記フェースは、前記垂直中心線に平行であり且つ前記本体のトウ領域と前記垂直中心線との間に配置されたトウ側の整列ラインと、前記垂直中心線に平行であり且つ前記本体のヒール領域と前記垂直中心線との間に配置されたヒール側の整列ラインとを有しており、前記フェースは、前記トウ側の整列ラインと前記ヒール側の整列ラインとの間に配置され、かつ、第一のバルジ半径を有する中央の部分を有しており、前記フェースは、前記中央の部分に隣接した周辺の部分を有しており、前記周辺の部分は、第二のバルジ半径を有しており、
    更に、前記メタルウッドゴルフクラブヘッドは、ロール半径が異なり、かつ、相互に隣接して配置された2つの部分を含んでおり、前記2つの部分のうちの第一の部分は、前記フェースのヒール端からトウ端へと伸び、かつ、前記フェースの中心のところに位置する水平整列ラインより上に配置された第一のロール半径を有しており、前記2つの部分のうちの第二の部分は、前記水平整列ラインより下に配置された第二のロール半径を有しており、
    前記フェースの前記中央の部分の第一のバルジ半径は、前記フェースの前記周辺の部分の第二のバルジ半径よりも大きい、
    ことを特徴とするメタルウッドゴルフクラブヘッド。
  2. 請求項1に記載のメタルウッドゴルフクラブヘッドであって、前記第二のバルジ半径は、前記第一のバルジ半径よりも約10%〜約40%小さいことを特徴とするメタルウッドゴルフクラブヘッド。
  3. 請求項に記載のメタルウッドゴルフクラブヘッドであって、前記水平整列ラインと前記水平中心線は、同一線上にあることを特徴とするメタルウッドゴルフクラブヘッド。
  4. 請求項に記載のメタルウッドゴルフクラブヘッドであって、前記水平整列ラインより上に配置された前記第一のロール半径は、前記水平整列ラインより下に配置された第二のロール半径よりも小さいことを特徴とするメタルウッドゴルフクラブヘッド。
  5. 請求項に記載のメタルウッドゴルフクラブヘッドであって、前記第二のロール半径は約203.2mm(約8インチ)〜約406.4mm(約16インチ)であることを特徴とするメタルウッドゴルフクラブヘッド。
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