JP4516781B2 - ゴルフ用パタークラブ及びその設計方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゴルフ用パタークラブ及びその設計方法に関するものである。

ゴルフ用パタークラブ（以下、単にゴルフパター又はパターともいう）は、主としてグリーン上でボールを転がしてカップに入れるためのゴルフクラブである。従来のゴルフパターにおいては、ヘッドの重量配分に着目し、ヘッドのトウ側及びヒール側に重量を集中させることにより打球時のヘッドの回転を抑えてスイートエリアを広くするものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特許第２６１３８４９号公報

上述の従来技術では、シャフト、ヘッド、グリップ等の各パーツよりなるゴルフ用パタークラブのうち、ヘッドの部分における重量配分に着目している。これに対して本発明は、従来とは全く異なる新たな技術思想に基づき、ゴルフ用パタークラブ、即ち単にヘッド部分ではなくクラブ全体に着目し、更には、クラブ全体における３種類の慣性モーメントに着目することにより、パッティングストローク（振り）の安定性が高く打球方向性に優れたゴルフ用パタークラブが得られることを見いだしたものである。

本発明は、パッティングストロークを安定させることができ打球方向性を向上しうるゴルフ用パタークラブ及びその設計方法を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するための本発明は、下記の（１）〜（３）で定義される三つの慣性モーメントＭ１（ｇ・ｃｍ^２）、Ｍ２（ｇ・ｃｍ^２）及びＭ３（ｇ・ｃｍ^２）が、次の式（Ａ）及び式（Ｂ）、
（Ｍ１−Ｍ２）＜１２０００ ・・・（Ａ）
Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３ ・・・（Ｂ）
を満たす重量バランスに設定されていることを特徴とするゴルフ用パタークラブである。
（１） Ｍ１：シャフト上の一点が支持されて静止した釣り合い状態におけるクラブ支持点からシャフト軸線に下ろした交点である基準点Ｐを通りフェース面に平行で且つシャフト軸線に垂直な第１軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
（２） Ｍ２：前記基準点Ｐを通り、前記第１軸に垂直で且つシャフト軸線に垂直な第２軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
（３） Ｍ３：シャフト軸線である第３軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
この場合、パッティングストロークを安定化でき打球方向性に優れたパターとすることができる。この点については、理論的根拠を有するとともに実施例によっても実証されているが、これらの点については後述する。
前記Ｍ３が５０００（ｇ・ｃｍ^２）よりも大きいのが好ましい。この場合、第３軸Ａ３回りの回転が起こりにくくなるから、フェース面の向きが変わりにくくなり、打球方向性を更に安定化しうる。

ゴルフ用パタークラブの設計方法に関する発明は、下記の（１）〜（３）で定義される三つの慣性モーメントＭ１（ｇ・ｃｍ２）、Ｍ２（ｇ・ｃｍ２）及びＭ３（ｇ・ｃｍ２）の３者間の大小関係及び（Ｍ１−Ｍ２）の値を用いることを特徴とするゴルフ用パタークラブの設計方法である。
（１） Ｍ１：シャフト上の一点が支持されて静止した釣り合い状態におけるクラブ支持点からシャフト軸線に下ろした交点である基準点Ｐを通りフェース面に平行で且つシャフト軸線に垂直な第１軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
（２） Ｍ２：前記基準点Ｐを通り、前記第１軸に垂直で且つシャフト軸線に垂直な第２軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
（３） Ｍ３：シャフト軸線である第３軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
この設計方法においては、前記Ｍ１（ｇ・ｃｍ２）、Ｍ２（ｇ・ｃｍ２）及びＭ３（ｇ・ｃｍ２）を、次の式（Ａ）及び式（Ｂ）、
（Ｍ１−Ｍ２）＜１２０００ ・・・（Ａ）
Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３ ・・・（Ｂ）
を満たす重量バランスに設定するのが好ましい。

なお、ヘッドのフェース面が平面でない場合には、前記Ｍ１の定義における「フェース面」は、「リーディングエッジの稜線両端の２点と、ヘッドのトップ面とフェース面とを区分けする稜線を二等分する点の、合計３点を通る平面」に置き換えるものとする。

また、シャフトの全体が真っ直ぐでなくその一部が曲がったシャフトにおいては、上記の「シャフト軸線」は「グリップ装着部分におけるシャフトの軸線」とする。

ゴルフ用パタークラブ全体に関する慣性モーメントを考慮してクラブの重量バランスを設定することにより、パッティングストロークが安定化し打球方向性に優れたゴルフ用パタークラブを提供することができる。

以下に本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフ用パタークラブ１の斜視図であり、図２は、このゴルフ用パタークラブ１をフェース面側から見た正面図である。このゴルフ用パタークラブ１は、ボールを打撃するためのフェース面２を備えたヘッド３と、プレーヤーがゴルフ用パタークラブ１を握るための部分であるグリップ１０と、略棒状のシャフト１１とをそなえている。シャフト１１の一端には前記ヘッド３が取り付けられており、シャフト１１の他端には前記グリップ１０が取り付けられている。シャフト１１はそのほとんどが真っ直ぐな棒状とされているが、ヘッド３が取り付けられた一端側の近傍のみ曲がった部分を有する。これは、ゴルフ用パタークラブ１のライ角等を適正に設定するためであるが、この点の詳細については後述する。

図３（ａ）はトップ面１５側から見たヘッド３の平面図であり、図３（ｂ）はヒール側から見たヘッド３の側面図である。また、図４（ａ）はフェース面２側から見たヘッド３の正面図であり、図４（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。更に、図５（ａ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線におけるヘッド３の断面図であり、図５（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線におけるヘッド３の断面図である。
ヘッド３は、その上面を構成するトップ面１５と、その下面を構成するソール面４と、ソール面４とトップ面１５との間に延びるサイド面５と、ボールを打撃するための平面であるフェース面２とを有する。トップ面１５及びソール面４の輪郭形状は、図３（ａ）に示すように略半円状とされている。

ヘッド３にはホーゼル部分（ネック部分）は無く、シャフト１１とはシャフト穴１２において接着されている。即ち、ヘッド３のヒール側部分にはシャフト穴１２が設けられており、このシャフト穴１２にシャフト１１が挿入され且つシャフト穴１２の内周面とシャフト１１の外面とが互いに接着されている。シャフト穴１２の軸線はソール面４と略垂直な向きとされているので、仮にこのシャフト穴１２に真っ直ぐなシャフト１１を挿入すると、ゴルフ用パタークラブ１のライ角が略９０度となってしまいパターとして一般的なライ角とはならない。そこで、前述の如くシャフト１１の一端側近傍を適宜曲げることにより、ゴルフ用パタークラブ１のライ角をはじめとしてリアルロフト角、フェースプログレッション等を適当な値に設定している。

ヘッド３は、アルミ合金等からなるヘッド本体ｈと、ヘッド本体ｈのトウ側及びヒール側に部分的に設けられた重量部材Ｊとからなる。特に図示しないが、重量部材Ｊとヘッド本体ｈとは嵌合圧入等適宜の方法により接合されている。

また、ヘッド３はその内部に空洞部ｋを有している。即ち、ヘッド３のうちのヘッド本体ｈは、そのトップ側及びソール側においては重量部材Ｊ部分を除いてヘッド３の全体に亘って存在し、トップ面１５及びソール面４の大部分を形成しているが、ヘッド３内部においては図５（ａ），（ｂ）の断面図に示すように、略フェース面２寄りに存在するフェース側部分ｈｆと、略バック側寄りに存在するバック側部分ｈｂとに分かれており、これらフェース側部分ｈｆとバック側部分ｈｂとの間に空洞部ｋを設けている。つまり、略対向するトップ面１５とソール面４との間であってフェース側部分ｈｆ及びバック側部分ｈｂ以外の部分が空洞部ｋである。

図５（ａ）に示すように、フェース側部分ｈｆとバック側部分ｈｂとは、ヘッド３のフェース・バック方向で離間しているため、図３（ｂ）の側面図に示すように、空洞部ｋの一部はヘッド３にはトウ側からヒール側まで貫通する貫通部分を構成している。
また、図５（ａ）に示すように、ヘッド３の最もバック側の部分（バック側の頂点付近）では、バック側部分ｈｂの輪郭形状がヘッド３の輪郭形状と略一致しているが、当該頂点付近を除いては両輪郭形状は一致しておらず、バック側部分ｈｂの輪郭形状は、ヘッド３の輪郭形状よりもヘッド３の内部側に入り込んでいる。その結果、バック側部分ｈｂのトウ側及びヒール側にも空洞部ｋが存在している。
さらに、図５（ａ）に示すように、フェース側部分ｈｆの構造は、そのトウ側部分及びヒール側部分に体積（重量）が集中的に配置され、トウ・ヒール方向中央部分は比較的薄い板状とされている。したがって、図５（ａ），（ｂ）に示すように、空洞部ｋはヘッド３のトウ・ヒール方向中央寄り付近において特に広く分布している。

そして、かかるフェース側部分ｈｆのトウ側及びヒール側に重量部材Ｊが接合されている。重量部材Ｊ自体は中実の部材であって、ヘッド本体ｈよりも比重の大きい材料（例えば銅、亜鉛、真鍮、タングステン、及びそれらを主体とする合金など）からなる。重量部材Ｊの上面及び下面は、ヘッド本体ｈの上面及び下面と滑らかに連続してトップ面１５及びソール面４の一部を構成している。また、重量部材Ｊの側面はサイド面５の一部を構成している。

サイド面５は、トップ面１５周縁部とソール面４周縁部との間に延びる面であってフェース面２を除く部分であるが、このヘッド３では、サイド面５は重量部材Ｊの側面及び前記したバック側部分ｈｂのバック側頂点付近の側面のみであり、そのほかの部分ではサイド面５が存在しない。上述したように、空洞部ｋがヘッド内部からヘッド外側にむかって開放して存在しているからである。このように、ヘッド３の内部に空洞部ｋを設けて、ヘッド本体ｈの内部をバック側部分ｈｂやフェース側部分ｈｆに分割することにより、ヘッド３の重量配分設計の自由度が極めて高くなる。

ここで、図１及び図２に示すように、ゴルフ用パタークラブ１について第１軸Ａ１〜第３軸Ａ３の三軸を定義する。かかる定義にあたっては、先ず三つの軸Ａ１〜Ａ３が交わる交点である基準点Ｐを設定する。図１３は、支持台４０により一点支持されてシャフト１１が略水平な状態で静止した釣り合い状態のゴルフ用パタークラブ１を示す図である。この基準点Ｐは、図１３に示すように、シャフト１１上の一点が支持されて静止した釣り合い状態におけるクラブ支持点ｖからシャフト軸線である第３軸Ａ３に下ろした交点である（図１３中の拡大図参照。）。なお、本実施形態におけるシャフト１１は、前述したようにヘッド３側の端部付近で曲がっているが、このような場合におけるシャフト軸線即ち第３軸Ａ３は、グリップ１０が装着された部分におけるシャフト１１の軸線のことをいうものとする。

第１軸Ａ１は、基準点Ｐを通り、フェース面２に平行で且つシャフト軸線に垂直な軸である。第２軸Ａ２は、基準点Ｐを通り、第１軸Ａ１に垂直で且つシャフト軸線に垂直な軸である。第３軸Ａ３はシャフト軸線である。そして、第１軸Ａ１まわりのゴルフ用パタークラブ１の慣性モーメントを第１モーメントＭ１（ｇ・ｃｍ^２）とし、第２軸Ａ２まわりのゴルフ用パタークラブ１の慣性モーメントを第２モーメントＭ２（ｇ・ｃｍ^２）とし、第３軸Ａ３まわりのゴルフ用パタークラブ１の慣性モーメントを第３モーメントＭ３（ｇ・ｃｍ^２）とする。

そして、本実施形態に係るゴルフ用パタークラブ１では、これらＭ１〜Ｍ３（いずれも単位は（ｇ・ｃｍ^２）である。）が、次の関係式（Ａ）及び（Ｂ）を満たす重量バランスに設定されている。
（Ｍ１−Ｍ２）＜１２０００ ・・・（Ａ）
Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３ ・・・（Ｂ）
さらに、第３モーメントＭ３（ｇ・ｃｍ^２）は５０００（ｇ・ｃｍ^２）よりも大きくされている。

以上のように構成されたゴルフ用パタークラブ１は、以下の作用効果を奏する。
まず、Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３の関係とされているので、後述するテニスラケットの定理を応用すると、第１モーメントＭ１の回転軸である第１軸Ａ１回りの回転と、第３モーメントＭ３の回転軸である第３軸Ａ３回りの回転とが比較的安定し、第２モーメントＭ２の回転軸である第２軸Ａ２回りの回転は比較的不安定となる。パッティングストロークの際におけるゴルフ用パタークラブ１の挙動としては、第１軸Ａ１回りの回転及び第３軸Ａ３回りの回転が比較的大きく、第２軸Ａ２回りの回転は比較的少ない。よって、上述のように、Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３として比較的回転量の多い第１軸Ａ１及び第３軸Ａ３回りの回転を安定させることにより、パッティングストローク（振り）が安定する。また、第３モーメントＭ３（ｇ・ｃｍ^２）は５０００（ｇ・ｃｍ^２）よりも大きくされているから、第３軸Ａ３回りの回転が起こりにくくなり、フェース面２の向きが安定して打球方向性が高まる。

次に、上述した本発明の理論的根拠について説明する。なお、以下のオイラーの運動方程式（オイラーの定理）に関する説明は、株式会社培風館発行の、「力学・新しい視点にたって」（V.D.バージャー・M.G.オルソン共著、戸田盛和・田上由紀子共訳、昭和５０年１月２０日初版発行、昭和６２年１１月３０日初版第１７刷発行）に記載されている。三つのお互いに異なった主慣性モーメントを持つ剛体のオイラー方程式を用いると、各軸まわりの運動において以下のような結果が得られる。互いに直交する三つの慣性主軸である軸ｘ、軸ｙ、軸ｚにおいて、それぞれの軸まわりの慣性モーメント（主慣性モーメント）の値をそれぞれＩ_ｘ、Ｉ_ｙ、Ｉ_ｚとする。且つ、不等式Ｉ_ｘ＜Ｉ_ｙ＜Ｉ_ｚが成立しているものとする。地球表面付近では重力は均一な力になっているから、剛体の重心のまわりの重力のモーメントはない。風圧による力のモーメントを無視すれば、オイラーの運動方程式は次の式（１）のようになる。

ここで、直交軸の定理より、次の式（２）が成り立つ。
Ｉ_ｚ＝Ｉ_ｘ＋Ｉ_ｙ ・・・（２）
この関係式（２）を式（１）に代入し、ｒ＝（Ｉ_ｙ−Ｉ_ｘ）／（Ｉ_ｙ＋Ｉ_ｘ）とおくと、次の式（３）〜式（５）が得られる。

ここで、Ｉ_ｘ、Ｉ_ｙ、Ｉ_ｚのうち最も小さいＩ_ｘがＩ_ｙに比べて非常に小さいとすると、ｒ≒１という近似を用いることができる。以後、この剛体が初め主として三つの主軸のうちの一つのまわりに回転しているものとしたときの定性的な運動の性質を求めることとする。

初めの回転が軸ｘのまわりのものであれば、式（３）に現われる積ω_ｚω_ｙは無視することができる。すると、ω_ｘが一定になることがわかる。即ち、次の式（６）に示すように、ω_ｘは初期値ω_ｘ（０）で一定となる。
ω_ｘ＝ω_ｘ（０） ・・・（６）
残る二つの方程式（４）及び（５）を解くには、次の式（７）のような複素変数を導入すればよい。

よって、式（４）及び式（５）はそれぞれ、次の式（８）及び式（９）のようになる。この式（８）と式（９）を組み合わせて、式（７）の複素変数に対する一つの式にすれば、式（１０）が成立する。式（１０）で表される微分方程式は、次の式（１１）のような指数関数の解を持つ。

したがって、対応するω_ｙ及びω_ｚは、時間ｔの関数として、
ω_ｙ（ｔ）＝ａ・ｓｉｎ（ω_ｘｔ＋α） ・・・（１２）
ω_ｚ（ｔ）＝ａ・ｃｏｓ（ω_ｘｔ＋α） ・・・（１３）
と表すことができる。初期条件により振幅ａは小さいから、式（１２）及び式（１３）の二つの角速度成分の値は両方とも常に小さいことがわかる。このような近似解では、次の式（１４）及び式（１５）となる。

したがって、次の式（１６）に示す角速度ベクトルωは、主軸ｘのまわりに小さな円錐を描いて歳差運動を行う。軸ｘのまわりの回転運動が安定しているのは、このためである。

最初主として軸ｚのまわりに回転している場合には、オイラー方程式の解はいま扱った場合と似たものになる。ｒ＝１のときには、式（３）、式（４）及び式（５）の三つの式の各式の数学的構造はω_ｘとω_ｚを入れ換えても変わらない。したがって、式（６）、式（１２）及び式（１３）にならって次の近似解（１７）〜（１９）が得られる。
ω_ｚ（ｔ）＝ω_ｚ（０） ・・・（１７）
ω_ｘ（ｔ）＝ａ・ｃｏｓ（ω_ｚｔ＋α） ・・・（１８）
ω_ｙ（ｔ）＝ａ・ｓｉｎ（ω_ｚｔ＋α） ・・・（１９）
この場合にも、軸のまわりの回転運動は安定である。

しかし、初めの回転が慣性主軸ｙのまわりに行われる場合には状況は異なってくる。この場合、初め（４）の中で積ω_ｘω_ｚを無視して、
ω_ｙ（ｔ）＝ω_ｙ（０） ・・・（２０）
が得られる。次に式（３）と式（５）から和および差を作れば、それぞれ次の式（２１）及び式（２２）となる。これらの一次結合の解はそれぞれ式（２３）及び式（２４）のようになる。これら式（２３）及び式（２４）を解いてω_ｘ及びω_ｚを求めれば、式（２５）及び式（２６）が得られる。

この運動では、軸ｘ及び軸ｚの二つの軸まわりの角速度は共に時間がたつと急速に増大し、剛体である物体はひっくり返るようになる。式（２０）、式（２５）及び式（２６）ではっきり与えられた解の形は、物体を回転させて投げ上げた場合で考えると、投げ上げてから余り時間がたたない間にかぎり、つまり式（４）でω_ｘω_ｚが無視できる間のみで、正しい。このように、物体は、三つの慣性主軸のうち、各軸まわりの慣性モーメントが最大値または最小値となっているような慣性主軸まわりの回転運動は安定し、それ以外の慣性主軸まわりの回転運動は不安定になる。

この結論を単純なモデルで説明すると以下のようになる。図１５に示すような、長手方向の長さがＬ、幅Ｗ、厚さＴの単純な（中実の）平板をモデルとして考える。このモデルでは、三つの慣性主軸まわりの慣性モーメントは、この平板の重心Ｇを通り平板の上下面及び長辺側の側面に平行なｘ軸まわりの慣性モーメントＩ_ｘと、重心Ｇを通り平板の上下面と平行で且つｘ軸に垂直なｙ軸まわりの慣性モーメントＩ_ｙと、重心Ｇを通り上下面に垂直なｚ軸まわりの慣性モーメントＩ_ｚとなる。この平板は図１５に記載のように、長手方向の長さＬが幅Ｗよりも長く、且つ、幅Ｗは厚さＴよりも長い形状とする。そうすると明らかに、三つの慣性主軸まわりの各慣性モーメントの大小関係は、Ｉ_ｚ＞Ｉ_ｙ＞Ｉ_ｘとなる。即ち、Ｉ_ｚが最も大きく、次いでＩ_ｙが大きく、Ｉ_ｘが最も小さくなる。

前述の結論より、三つの慣性主軸のうち慣性モーメントが最大又は最小の軸まわりに回転させた場合は安定してそのまま回転するのに対して、三つの慣性主軸のうち慣性モーメントが最大でも最小でもない軸まわりに回転させた場合は三つの慣性主軸のすべてのまわりに回転が起こってしまい回転が不安定になることがわかる。このことをこの平板に当てはめると次のようになる。この平板を三つの慣性主軸であるｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれかの軸で回転させて空中に投げた場合を考える。もし、初めの回転が軸ｘまたは軸ｚのいずれかのまわりのものであれば、平板は安定した回転を続ける。これに反して、初めの回転が軸ｙのまわりのものであれば、回転運動はすぐに不規則になり、三つの慣性主軸のすべてのまわりに回転が起こってしまう。

上記文献には、オイラーの定理がゴルフ用パタークラブに適用できることは記載されていないが、本発明においては、このことがゴルフ用パタークラブに応用できることを見いだした。ここで前述のごとく、ゴルフ用パタークラブに関して図１に示すように三つの互いに直交する第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、第３軸Ａ３の三つの軸を定義する。パッティングのストロークにおいては、ゴルフ用パタークラブ１は並進運動とともに回転運動を行うこととなる。このストローク中におけるパタークラブ１の回転運動を上述した三つの軸である第１軸Ａ１〜第３軸Ａ３に分けて考える。パッティングストロークにおいて、パタークラブ１はグリップ１０付近を支点とした略振り子状の運動をすることになるが、この略振り子状運動に基づくゴルフ用パタークラブ１の回転運動は主として第１軸Ａ１回りの回転である。また、パッティングストロークにおいてフェース面２の向きを変えずにストロークすることは人体の構造上困難であり、ストローク中においてフェース面２の向きは変化するが、かかるフェース面２の向きが変化するような運動に基づくゴルフ用パタークラブ１の回転運動は主として第３軸Ａ３回りの回転である。これら第１軸Ａ１及び第３軸Ａ３回りの回転に比較して、第２軸Ａ２回りの回転は一般的に少ない。図２は、第２軸Ａ２の延長線上から見た図としているので、該第２軸Ａ２は基準点Ｐと重なった点として示されているが、この第２軸Ａ２回りの回転は、ゴルフ用パタークラブ１を大きく振り上げた場合に主として生じる回転である。ところが、パッティングストロークにおいては、ウッドクラブやアイアンクラブ等のフルショットのように大きくスイングしないので、第２軸Ａ２回りの回転は比較的少なくなる。

したがって、パッティングストロークにおけるゴルフ用パタークラブ１の回転運動においては、比較的回転量の多い第１軸Ａ１回りの回転及び第３軸Ａ３回りの回転を、比較的回転量の少ない第２軸Ａ２回りの回転よりも優先して安定化することにより、ゴルフ用パタークラブ１の回転運動が安定し、パッティングストロークが安定すると考えられる。そのため本発明では、上記テニスラケットの定理を応用して、Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３と設定してＭ１を最大とし且つＭ３を最小とすることにより、第１軸Ａ１回りの回転及び第３軸Ａ３回りの回転を安定させたものである。

なお、本実施形態のゴルフ用パタークラブ１では、ヘッド３の重心点がシャフト軸線上に無く、上記基準点Ｐはゴルフ用パタークラブ１の重心点とはなっていない。そして、ゴルフ用パタークラブ１における第１軸Ａ１、第２軸Ａ２及び第３軸Ａ３の三つの軸は、ゴルフ用パタークラブ１の慣性主軸と完全には一致していない。しかしながら、基準点Ｐはパタークラブ１の重心点の近傍に位置しており、また、長手方向に細長いゴルフ用パタークラブ１の全体形状をも合わせて考えると、ゴルフ用パタークラブ１における三つの慣性主軸は前記三つの軸第１軸Ａ１〜第３軸Ａ３と近似した配置となる。よって、上記のＭ１〜Ｍ３に関して近似的にオイラー方程式やテニスラケットの定理が適用できると考えられる。またそのように考えることによって、後述の実施例による試験結果が説明できることになる。

ここで、上記Ｍ１〜Ｍ３がゴルフ用パタークラブ１の回転運動に与える傾向を検討するため、三つの主慣性モーメントとして所定の数値を当てはめたモデルによる計算（シミュレーション）を行った。
互いに直交する三つの慣性主軸ｓｘ，ｓｙ，ｓｚまわりの慣性モーメント（主慣性モーメント）をそれぞれｓ１，ｓ２，ｓ３（ただし、ｓ１＞ｓ２＞ｓ３である）とし、これらｓ１〜ｓ３のそれぞれに所定の数値を当てはめたシミュレーション用のモデルＡ〜モデルＥを設定した。各モデルＡ〜Ｅにおけるｓ１〜ｓ３（ｇ・ｃｍ^２）の設定値を次の表１に示す。

上記ｓ１〜ｓ３は、それぞれゴルフ用パタークラブ１におけるＭ１〜Ｍ３に見立てて設定されたものであり、上記三つの慣性主軸ｓｘ，ｓｙ，ｓｚは、それぞれゴルフ用パタークラブ１における第１軸Ａ１，第２軸Ａ２，第３軸Ａ３に見立てて設定されたものである。したがって、ｓ１の値は、ゴルフ用パタークラブ１における第１モーメントＭ１に比較的近い値とされており、同様に、ｓ２の値は、ゴルフ用パタークラブ１における第２モーメントＭ２に比較的近い値に設定されており、ｓ３の値は、ゴルフ用パタークラブ１における第３モーメントＭ３に比較的近い値に設定されている。ただし、（ｓ１−ｓ２）の値、及び、各モデルＡ〜Ｅ相互間における（ｓ１−ｓ２）の値の差異は若干大きめに設定している。これは、（ｓ１−ｓ２）の値が回転運動に与える影響を顕在化させるために値をやや極端に変化させたものである。

そして、各モデルＡ〜Ｅに対して３種類の初期条件（初期値）、即ち時刻０における角速度、を与え、時間の経過とともに各軸ｓｘ，ｓｙ，ｓｚ回りの角速度ω_ｓｘ、ω_ｓｙ、ω_ｓｚがどのように変化するかを計算で求めた。
３種類の初期条件を表２に示す。

これらの初期条件１〜３は、実際のパッティングストロークのストローク開始時におけるゴルフ用パタークラブ１の各軸（第１軸Ａ１、第２軸Ａ２、及び第３軸Ａ３）回りの角速度を考慮したものである。つまり、ハンディキャップ０〜２０のテスター２０人にパッティングストロークを行ってもらい、該ストローク開始直後における第１軸Ａ１〜第３軸Ａ３回りの角速度を実測して平均値を求めたところ、第１軸Ａ１回りの回転におけるストローク直後の角速度が０．８７であり、第２軸Ａ２回りの回転におけるストローク直後の角速度が０．１であり、第３軸Ａ３回りの回転におけるストローク直後の角速度が０．５であったため、これらの値をそれぞれω_ｓｘ、ω_ｓｙ、ω_ｓｚの初期条件としたものである。

なお、表２に示すように、初期条件１〜３では、ω_ｓｘ、ω_ｓｙ、ω_ｓｚの３者のうち２者のみに角速度を与えている。これは、個々のゴルファーにおいてストロークの態様には個人差があり、三つの軸Ａ１〜Ａ３のうちのどの軸回りの回転が比較的大きくなるかについては各ゴルファー間である程度バラツキがあることを考慮したものである。即ち、ω_ｓｘ、ω_ｓｙ、ω_ｓｚの３者のうち２者に角速度を与えた初期条件を３種類設定することで、各ゴルファーにより相違するストロークの態様をある程度網羅的に代表させることができ、シミュレーションの精度が高くなっている。

そして、上述した式（１）に示すオイラーの運動方程式と、表１に示すｓ１〜ｓ３の設定値と、表２に示す初期条件（初期値）とから、時刻０から１秒後までの各時刻における角速度ω_ｓｘ、ω_ｓｙ、ω_ｓｚを求めた。例えば図１６は、表１に示すモデルＡ〜ＥのうちのモデルＡに対して初期条件３を与えたときの各時刻における角速度ω_ｓｘ、ω_ｓｙ、ω_ｓｚをプロットしたグラフである。図１６のグラフに示すように、時刻０における角速度は初期条件により与えられるが、時間の経過とともに各角速度ω_ｓｘ、ω_ｓｙ、ω_ｓｚはそれぞれ変化していく。そして、このような時間軸に対する角速度のグラフを時間にて積分して、図１６における破線ハッチング部分の面積を求めることにより、時刻０から１秒後までの各軸ｓｘ〜ｓｚ回りの回転に関する角度影響量（ｒａｄ）を求めた。ここで角度影響量とは、初期条件における角速度のまま一定の角速度で回転した場合における時刻０から１秒後までの角度変化量と、上記計算により求められる角速度のグラフを積分して得られる時刻０から１秒後までの角度変化量との差を示すものである。なお、時間を１秒としたのは、パッティングストロークにおけるテークバックの時間を考慮したものである。結果を表３に示す。

角度影響量の絶対値は、初期条件のまま一定の角速度で回転した場合と比較して時刻０から１秒経過後までの角度変化量がどれだけ相違しているかを示している。初期条件の角速度を保持したまま一定の角速度で回転し続ける場合、当該回転運動は安定的である。これに対して、上記の角度影響量が発生している場合は、ある慣性主軸まわりの回転運動が他の慣性主軸の回転運動を発生させ、複数の慣性主軸に分散した複雑な回転運動となってしまうから、回転運動が不安定になっていると言える。よって、この角度影響量の絶対値が大きいほど、当該慣性主軸に関する回転運動が不安定であると考えられる。

そして、表３に示す各軸回りの回転に関する角度影響量のうちでも、特に軸ｓｚ回りの回転に関する角度影響量は、パッティングストロークの安定性との関連が最も大きいと考えられる。というのも、前述のように軸ｓｚは、ゴルフ用パタークラブ１における第３軸Ａ３に対応した軸であるが、この第３軸Ａ３の回転はフェース面２の向きに対する影響が大きく、打球方向性に直接影響するからである。

表３の結果を考察すると、（ｓ１−ｓ２）の値が小さいモデルほど、軸ｓｚ回りの回転に関する角度影響量の絶対値が小さくなる傾向があると判断できる。例えば、初期条件１の場合で比較すると、５つのモデルのうち（ｓ１−ｓ２）の値が最も小さいモデルＡにおいて、軸ｓｚ回りの回転に関する角度影響量の絶対値は最小となっている。この点は、初期条件２の場合、及び、初期条件３の場合も同様である。また、初期条件１及び初期条件２の場合において、５つのモデルのうち（ｓ１−ｓ２）の値が最も大きいモデルＣにおいて、軸ｓｚ回りの回転に関する角度影響量の絶対値が最大となっている。

なお、モデルＡ〜Ｄ間で比較すると、ｓ３が６０００（ｇ・ｃｍ^２）で同一であるにも関わらず軸ｓｚ回りの回転に関する角度影響量が相違している。このことは、単に慣性モーメントｓ３（ゴルフ用パタークラブ１における第３モーメントＭ３に相当）を考慮するのみでは軸ｓｚ（ゴルフ用パタークラブ１における第３軸Ａ３に相当）回りの回転の安定性を担保するのに必ずしも充分とは言えないことを示唆している。

次に、表３においてモデルＡとモデルＥとで結果を比較すると、初期条件１〜３のいずれの場合についても、モデルＡのほうがモデルＥよりも軸ｓｚ回りの回転に関する角度影響量の絶対値が小さくなっている。表１に示すように、モデルＡとモデルＥではｓ３のみが相違し、モデルＡのほうがモデルＥよりもｓ３が大きくされている。よって、表３の結果は、ｓ３（ゴルフ用パタークラブ１における第３モーメントＭ３に相当）を大きくするとパッティングストロークの安定性が高まる傾向を示している。

以上のシミュレーション結果より、ゴルフ用パタークラブ１においては、
（イ）Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３を前提とするのがよい。
（ロ）（Ｍ１−Ｍ２）は小さい方がよい。
（ハ）Ｍ３は大きい方が好ましい。
と言える。そして、後述の実施例による結果をも踏まえると、次の式（Ａ）及び式（Ｂ）、
（Ｍ１−Ｍ２）＜１２０００ ・・・（Ａ）
Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３ ・・・（Ｂ）
とすることでパッティングストロークの安定性が高まり、さらに第３モーメントＭ３は５０００（ｇ・ｃｍ２）よりも大きくするのが好ましいこととなる。

そして、設計方法に係る本発明は、上述した三つの慣性モーメントＭ１（ｇ・ｃｍ２）、Ｍ２（ｇ・ｃｍ２）及びＭ３（ｇ・ｃｍ２）の３者間の大小関係及び（Ｍ１−Ｍ２）の値を用いることを特徴とするゴルフ用パタークラブの設計方法である。
例えばこの設計方法の一実施形態は、図１４に示すフローチャートのように、ゴルフ用パタークラブの試作をおこなうステップｓｔ１と、Ｍ１〜Ｍ３を測定（実測）又は計算により求めるステップｓｔ２と、Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３の大小関係となっているか否かを判断するステップｓｔ３と、（Ｍ１−Ｍ２）を算出するステップｓｔ４と、（Ｍ１−Ｍ２）が所定値以下か否かを判断するステップｓｔ５と、を含む設計方法である。
ステップｓｔ３又はステップｓｔ５において判断が「ＮＯ」であれば、ゴルフ用パタークラブを試作するステップｓｔ１に戻る。このように、Ｍ１〜Ｍ３の３者間の大小関係を考慮することにより、テニスラケットの定理を応用して、特に安定化させたい軸まわりの慣性モーメントを最大又は最小に設定することができる。
また、（Ｍ１−Ｍ２）を考慮することにより、（Ｍ１−Ｍ２）を比較的小さくして、パッティングストロークの安定性が高いゴルフ用パタークラブを設計することができる。この場合さらに、Ｍ１〜Ｍ３を次の式（Ａ）及び式（Ｂ）、
（Ｍ１−Ｍ２）＜１２０００ ・・・（Ａ）
Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３ ・・・（Ｂ）
を満たす重量バランスに設定する設計方法とすると、上述したようにパッティングストロークの安定性が高まるゴルフ用パタークラブを設計できるから好ましい。

なお、上記設計方法においては、実際にゴルフ用パタークラブの現物を試作あるいは評価してもよく、ゴルフ用パタークラブ１の３次元モデルをコンピュータ上で作製してシミュレーションしてもよい。たとえば、ゴルフ用パタークラブの試作をおこなうステップｓｔ１においては、実際にクラブを作製してもよいし、コンピュータ上の３次元モデルとして作製してもよい。またＭ１〜Ｍ３の値を求めるステップｓｔ２では、実際にＭ１〜Ｍ３を測定してもよく、コンピュータ上で計算にて求めても良い。

上記とは別の設計方法は、クラブ１の慣性主軸まわりの三つの慣性モーメント相互間の大小関係を考慮して当該クラブの重量バランスを設定することを特徴とするゴルフ用パタークラブの設計方法である。ゴルフ用パタークラブ１には、前記基準点Ｐの近傍に位置する重心点（図示省略）を通る三つ（３本）の慣性主軸（図示省略）が存在する。これら三つの慣性主軸は上述した第１軸Ａ１、第２軸Ａ２及び第３軸Ａ３に近似した配置となる。そして、上述したテニスラケットの定理を応用すれば、これら三つの慣性主軸まわりの三つの慣性モーメントの大小関係を考慮して重量バランスを設定することにより、三つの慣性主軸のうち特定の軸回りの回転運動を安定させることができる。つまり、三つの慣性主軸のうち特に回転運動を安定させたい軸まわりの慣性モーメントを最大又は最小に設定することで、当該軸まわりの回転運動を安定化できる。
例えば、ゴルフ用パタークラブの三つの慣性主軸をｋｓ１，ｋｓ２，ｋｓ３とし、各慣性主軸まわりの慣性モーメントをそれぞれｋｍ１、ｋｍ２、ｋｍ３とした場合、たとえば慣性主軸ｋｓ１回りの回転を安定させたい場合は、この軸ｋｓ１回りの慣性モーメントｋｍ１を、ｋｍ１〜ｋｍ３のうちで最大又は最小とすればよい。また、例えば三つの慣性主軸のうちｋｓ１とｋｓ３をｋｓ２よりも安定させたい場合には、ｋｍ１＞ｋｍ２＞ｋｍ３とするか、あるいは、ｋｍ３＞ｋｍ２＞ｋｍ１の関係となるようにクラブの重量バランスを設定すればよい。

そして、三つの慣性主軸ｋｓ１〜ｋｓ３のうちでも、前記第１軸Ａ１に最も近い配置の慣性主軸をｋｓ１とし、前記第２軸Ａ２に最も近い配置の慣性主軸をｋｓ２とし、前記第３軸Ａ３に最も近い慣性主軸をｋｓ３としたとき、慣性主軸ｋｓ１まわりの慣性モーメントｋｍ１と、慣性主軸ｋｓ２まわりの慣性モーメントｋｍ２と、慣性主軸ｋｓ３まわりの慣性モーメントｋｍ３との関係は、
ｋｍ１＞ｋｍ２＞ｋｍ３とするのが好ましい。その理由は、前述の実施形態でＭ１＞Ｍ２＞Ｍ３とした理由と同様である。そしてこの場合、前述したシミュレーションで実証したように、（ｋｍ１−ｋｍ２）は比較的小さい方がよいから、１２０００（ｇ・ｃｍ^２）以下が好ましく、１１６００（ｇ・ｃｍ^２）以下がより好ましく、６０００（ｇ・ｃｍ^２）以下が更に好ましく、３７００（ｇ・ｃｍ^２）以下が特に好ましい。

慣性主軸まわりの慣性モーメントｋｍ１、ｋｍ２、ｋｍ３は、クラブを実測してもよいが、慣性主軸を慣性モーメント測定器の回転軸と一致させた姿勢でクラブを測定器に設置するのは必ずしも容易でないため、コンピュータ上で計算するのが好ましい。たとえばゴルフ用パタークラブ１の３次元データをＣＡＤ（Computer Aided Design）ソフト上にて作製し、このデータから慣性主軸ｋｓ１〜ｋｓ３及び各軸まわりの慣性モーメントｋｍ１〜ｋｍ３を計算させることができる。

ヘッド、シャフト及びグリップの仕様や材質は特に問わない。
ヘッドの材質としては、ゴルフパター用ヘッドとして通常用いられている材質を使用できる。ヘッド本体の材質としては、例えば、真鍮、軟鉄等の鉄系金属、ステンレス、アルミ合金、チタン、チタン合金等を使用可能である。これらの材質を単一で、又は複合して用いることができる。また、前述の実施形態のように重量部材Ｊを用いる場合、この重量部材Ｊの材質としては、銅、真鍮、タングステン、Ｗ−ＮｉやＷ−Ｃｕ等のタングステン合金、等を使用することができる。またこのように重量部材Ｊを用いる場合、ヘッド本体ｈとして比重の特に軽いアルミ又はアルミ合金を用いると、重量部材Ｊとの比重の差が大きくなりヘッド３の重量配分の設計自由度が向上する点で好ましい。
シャフトとしては、スチールやカーボン（ＣＦＲＰ等）等からなる既存のシャフトを用いることが出来る。グリップもゴム、エラストマー、皮革等からなる周知のものを用いることが出来る。

Ｍ１〜Ｍ３の値や大小関係を所望の仕様に設定するためには、例えばヘッド重量、ヘッドの重心位置（重心深度、重心距離、重心高さ等）、シャフト重量、シャフトの重心位置、グリップ重量、グリップの重心位置、クラブ長さ、ライ角等を適宜設定して、所望の仕様が得られるように調整すればよい。例えば、ヘッド重量及びグリップ重量を大きくしてクラブ両端部の重量配分を多くすることによりＭ１及びＭ２を大きくすることができるし、クラブ長さを長くした場合にも同様にＭ１及びＭ２を大きくすることが出来る。また、ヘッドの重心距離を大きくしたり、グリップやシャフトを太径化したりすることによりＭ３を大きくすることができる。また、例えばヘッドの重心深度を変えずにヘッドの重心距離を長くすることにより、Ｍ１を大きくすることなくＭ２を大きくすることが可能である。

上記のゴルフ用パタークラブやその設計方法の発明では（Ｍ１−Ｍ２）を１２０００（ｇ・ｃｍ^２）以下とするが、上述したようにこの（Ｍ１−Ｍ２）は小さいのが好ましいから、１１６００（ｇ・ｃｍ^２）以下がより好ましく、６０００（ｇ・ｃｍ^２）以下が更に好ましく、３７００（ｇ・ｃｍ^２）以下が特に好ましい。また、第３モーメントＭ３は上述のように大きい方が好ましいから、５０００（ｇ・ｃｍ^２）より大きくするのが好ましく、６１００（ｇ・ｃｍ^２）以上とするのがより好ましい。

（実施例による効果の確認）
本発明の効果を確認するため、実施例１，２及び比較例１，２からなる合計４種類のゴルフ用パタークラブによりテストを行った。全ての実施例及び比較例（以下、全ての例ともいう）において、ヘッド重量は３７４ｇとし、クラブ総重量は５６０ｇとし、クラブ長さは３４インチとし、ライ角を７０度とした。また、全ての例において、グリップ及びシャフトは共通のものを用いた。

テストは、ハンディキャップが０〜１５のゴルファー３０名が実際にパッティングを行い、パッティングストローク（振り）の安定性について官能評価する手法で行った。各ゴルファーが各例について、「パッティングストローク（振り）が安定している」か「パッティングストローク（振り）が不安定である」かについて２段階評価を行い、更に３０名の評価を総合して、◎、○、×の３段階にて各例を評価した。評価基準は次の通りである。
◎ ： パッティングストローク（振り）が安定していると感じるテスターが２５名以上である。
○ ： パッティングストローク（振り）が安定していると感じるテスターが２０名以上である。
× ： パッティングストローク（振り）が不安定であると感じるテスターが２０名以上である。
各例の仕様及び評価結果を次の表４に示す。

表４の結果に示すように、実施例は比較例よりも評価が高くなった。

なお、各例におけるヘッド仕様の詳細は以下の通りである。全ての例のヘッドは全て同一形状であり、ヘッド高さＨｈは２７ｍｍ、ヘッド幅Ｈｗは９７ｍｍ、ヘッド奥行きＨｄは８５．５ｍｍで共通とした。また、重量部材Ｊの材料は銅とし、ヘッド本体ｈの材料はアルミ合金とした。

実施例１は、前述した実施形態と同様、図３〜図５に示す形態と同じとした。トウ側及びヒール側に設けた重量部材Ｊのトウ・ヒール方向幅Ｗｃはいずれも１２ｍｍとした。さらに、フェース面中央部付近の薄肉部の肉厚をＴｆ（図５（ａ）参照）を５ｍｍとし、空洞部ｋのトップ側におけるヘッド本体ｈの肉厚Ｔｃを３ｍｍとし、空洞部ｋのソール側におけるヘッド本体ｈの肉厚Ｔｓを３ｍｍとした（図５（ｂ）参照）。

実施例２の形態を図６及び図７に示す。図６（ａ）は、実施例２をトップ面側から見た平面図であり、図６（ｂ）はヒール側から見た側面図である。図７（ａ）は、図６（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図７（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
この実施例２の構造は、実施例１の構造と基本的に同じであるが、重量部材Ｊがヘッド本体ｈのフェース側部分ｈｆのトウ側及びヒール側に存在するのみならず、バック側部分ｈｂのバック側にバック側重量部材Ｊｂ（銅製）が取り付けられている点が実施例１と異なる。即ち、実施例１におけるバック側部分ｈｂのうちのバック側寄りの部分がバック側重量部材Ｊｂにより置換されている。バック側重量部材Ｊｂは、その上面がヘッド３のトップ面１５側に露出しており当該トップ面１５の一部を構成している。さらにバック側重量部材Ｊｂは、その下面がヘッド３のソール面４側に露出しており当該ソール面４の一部を構成している。このバック側重量部材Ｊｂは、トップ・ソール方向の最大幅Ｈｃ（図６（ｂ）参照）が２０ｍｍであり、そのフェース・バック方向幅Ｄｃ（図６（ａ）参照）が１４．５ｍｍとされている。なお、前記幅Ｗｃは、実施例１よりも小さい７ｍｍとされている。肉厚Ｔｆ、Ｔｃ、Ｔｓは実施例１と同一としている。

比較例１の形態を図８及び図９に示す。図８（ａ）は、比較例１をトップ面側から見た平面図であり、図８（ｂ）はヒール側から見た側面図である。図９（ａ）は、図８（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図９（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
この比較例１は、実施例２と似た構造であるが、実施例２において設けているヘッド本体ｈのフェース側部分ｈｆのトウ側及びヒール側の重量部材Ｊがなく、当該重量部材Ｊ部分は、フェース側部分ｈｆにより置換されている。また、バック側重量部材Ｊｂ（銅製）のサイズが実施例２と異なり、そのトップ・ソール方向の最大幅Ｈｃ（図８（ｂ）参照）が２３ｍｍであり、そのフェース・バック方向幅Ｄｃ（図８（ａ）参照）が２２ｍｍとされている。

比較例２の形態を図１０〜図１２に示す。即ち、図１０（ａ）は、比較例２をトップ面側から見た平面図であり、図１０（ｂ）はヒール側から見た側面図である。図１１（ａ）は、図１０（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図１１（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図であり、図１２は、図１０（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
比較例２は、上述の実施例１，２及び比較例１よりも空洞部ｋが大きくされており、また、ヘッド本体ｈにおいてバック側部分ｈｂが無く、さらに、バック側重量部材Ｊｂも設けられていない。そして、空洞部ｋはヘッド３のトウ側及びヒール側のみならず、ヘッド３のバック側にも開放されている。

この比較例２のヘッド３のフェース面２は、当該フェース面２と同一の輪郭形状を有するアルミ合金製のフェースプレートＦｐにより構成されており、このフェースプレートＦｐのバック側には、当該フェースプレートＦｐと略同一の形状であり且つフェースプレートＦｐよりも肉厚の厚い厚板状のヘッド前方部ｈｚがフェースプレートＦｐと平行に設けられている。さらに、このヘッド前方部ｈｚのバック側には、ヘッド後方部ｈｋが設けられている。このヘッド後方部ｈｋは、図１２に示すようにそのフェース面側においてヘッド前方部ｈｚの輪郭形状と略同一の形状をもって開口しており、当該開口にヘッド前方部ｈｚの後方側の一部が嵌め込まれることにより、ヘッド前方部ｈｚとヘッド後方部ｈｋとが接合されている。また、ヘッド後方部ｈｋの内部は、そのトップ面１５側内面とソール面４側内面との間に立設された１本の立柱２０を除き空洞とされ、かかる空洞がヘッド３の空洞部ｋとされている。この空洞部ｋは、ヘッド３においてヘッド後方側及びヘッドのトウ側及びヒール側に開放されている。

また、ヘッド前方部ｈｚは、そのヒール寄り部分及びトウ寄り部分が真鍮製であり、そのトウ・ヒール方向中央部分がアルミ合金製である。このトウ寄り部分のトウ・ヒール方向長さＦｔは４２ｍｍとされ、同ヒール寄り部分のトウ・ヒール方向長さＦｈは１７ｍｍとされ、アルミ合金製の中央部分のトウ・ヒール方向長さＦｃは３８ｍｍとされている。なお、フェースプレートＦｐの肉厚Ｔｎは３ｍｍであり、ヘッド前方部ｈｚの肉厚Ｔｍは１６ｍｍであり、ヘッド前方部ｈｚのヘッド後方部ｈｋへの嵌め込み長さＴｋは３ｍｍである。

この比較例２は、比較例１及び実施例１，２と異なりホーゼル２１を有している。このホーゼル２１は、その軸方向長さが７０ｍｍの真鍮製であるが、いわゆるオーバーホーゼルとされており、パイプ状のシャフト１１の内部に当該ホーゼル２１を挿入して接着することによりヘッド３にシャフト１１が取り付けられる。なお、図１０（ｂ）に示すように、ホーゼル２１の軸方向中途位置にはシャフト１１の肉厚と略同一の段差が設けられており、シャフト１１の端面を当該段差に突き当てた状態でシャフト１１とヘッド３とが接着される（図１０（ｂ）参照）。

以上に記載のように、実施例１，２及び比較例１，２では、空洞部ｋの位置や大きさ、ヘッド本体ｈの比重、フェース側部分ｈｆの有無及びその位置や大きさ、バック側部分ｈｂの有無及びその位置や大きさ、トウ側及びヒール側の重量部材Ｊの有無及びその位置や大きさ、重量部材Ｊの比重、バック側重量部材Ｊｂの有無及びその位置や大きさ、バック側重量部材Ｊｂの比重、ヘッド前方部ｈｚの有無及びその位置や大きさ、ホーゼル２０の有無及びその材質や長さ若しくはその位置、等を適宜調整することにより、ヘッドの重心位置設計の自由度を高めており、これによってゴルフ用パタークラブ１の第１モーメントＭ１〜第３モーメントＭ３を所望の値に設定しやすくしている。

なお、第１モーメントＭ１及び第２モーメントＭ２の測定は、ＩＮＥＡＴＩＡ ＤＹＮＡＭＩＣＳ．ＩＮＣ社製のＭＯＤＥＬ ＮＵＭＢＥＲ ＲＫ／００５−００２という慣性モーメント測定器により測定した。これら第１モーメントＭ１及び第２モーメントＭ２を測定は、シャフト軸線を水平とし且つ慣性モーメント測定器の回転軸上に基準点Ｐを配置し、さらにフェース面２の向きを水平又は垂直な調整した状態でシャフトが回らないようにして行った。

一方、第３モーメントＭ３の測定は、上記慣性モーメント測定器では測定しにくいため、ＳＲＩスポーツ（株）にて内作した慣性モーメント測定器を用いた。この測定器は、鉛直方向の軸を回転軸として往復回転運動できるようになっており、且つ、ゴルフ用パタークラブのグリップ端を上側としつつシャフト軸線が鉛直方向に配向された吊り下げ状態を維持できるチャック（固定治具）を備えたものである。測定原理自体は、上述のＩＮＥＡＴＩＡ ＤＹＮＡＭＩＣＳ．ＩＮＣ社製の測定器と同様であり、測定器の回転軸と被測定物の所望の軸（ここでは第３軸Ａ３）とを一致させた状態で往復回転運動させ、その往復回転運動の周期が測定できる測定器となっている。そして、この周期の値から当該軸回りの慣性モーメントを計算で求める。ここでは、グリップ側を上側とした状態でグリップ上端部を前記チャックにより固定し、シャフト軸線即ち第３軸Ａ３が鉛直方向に配向した状態を維持しつつ第３軸Ａ３と測定器の回転軸とを一致させて往復回転運動させ、その周期Ｔ_３を測定し、以下の式より第３モーメントＭ３を算出した。
Ｍ３＝Ｃ_１×（Ｔ_３／π）^２−Ｍｔ
ただしＣ_１とは、慣性モーメントが既知の物体を測定することにより得られる補正定数であり、Ｍｔとは、前記チャックの慣性モーメントである。

本発明の一実施形態におけるゴルフ用パタークラブの斜視図である。 図１のゴルフ用パタークラブをフェース面側からみた正面図である。 （ａ）は、図１のクラブに用いたパターヘッドをトップ面側から見た平面図である。（ｂ）は、同ヒール側から見た側面図である。 （ａ）は、図１のクラブに用いたパターヘッドをフェース面方向から見た正面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。 （ａ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 （ａ）は、実施例２のゴルフパターに装着されたパターヘッドをトップ面側からみた平面図であり、（ｂ）は、そのヒール側からみた側面図である。 （ａ）は、図６（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は、図６（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 （ａ）は、比較例１をトップ面側から見た平面図であり、（ｂ）はそのヒール側から見た側面図である。 （ａ）は、図８（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 （ａ）は、比較例２をトップ面側から見た平面図であり、（ｂ）はそのヒール側から見た側面図である。 （ａ）は、図１０（ｂ）のＡ−Ａ線における断面図であり、（ｂ）は、図１０（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。 図１０（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。 基準点Ｐについて説明するための図である。 本発明の設計方法の一実施形態を示すフローチャートである。 テニスラケットの定理を説明するための図である。 計算によって得られた角速度と時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ ゴルフ用パタークラブ
２ フェース面
３ ヘッド
Ｍ１ 第１モーメント
Ｍ２ 第２モーメント
Ｍ３ 第３モーメント
Ａ１ 第１軸
Ａ２ 第２軸
Ａ３ 第３軸（シャフト軸線）
Ｐ 基準点

Claims (4)

1. 下記の（１）〜（３）で定義される三つの慣性モーメントＭ１（ｇ・ｃｍ２）、Ｍ２（ｇ・ｃｍ２）及びＭ３（ｇ・ｃｍ２）が、次の式（Ａ）及び式（Ｂ）、
   （Ｍ１−Ｍ２）＜１２０００ ・・・（Ａ）
   Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３ ・・・（Ｂ）
   を満たす重量バランスに設定されていることを特徴とするゴルフ用パタークラブ。
   （１） Ｍ１：シャフト上の一点が支持されて静止した釣り合い状態におけるクラブ支持点からシャフト軸線に下ろした交点である基準点Ｐを通りフェース面に平行で且つシャフト軸線に垂直な第１軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
   （２） Ｍ２：前記基準点Ｐを通り、前記第１軸に垂直で且つシャフト軸線に垂直な第２軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
   （３） Ｍ３：シャフト軸線である第３軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
2. 前記Ｍ３が５０００（ｇ・ｃｍ２）よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のゴルフ用パタークラブ。
3. 下記の（１）〜（３）で定義される三つの慣性モーメントＭ１（ｇ・ｃｍ２）、Ｍ２（ｇ・ｃｍ２）及びＭ３（ｇ・ｃｍ２）の３者間の大小関係及び（Ｍ１−Ｍ２）の値を用いて重量バランスを設定することを特徴とするゴルフ用パタークラブの設計方法。
   （１） Ｍ１：シャフト上の一点が支持されて静止した釣り合い状態におけるクラブ支持点からシャフト軸線に下ろした交点である基準点Ｐを通りフェース面に平行で且つシャフト軸線に垂直な第１軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
   （２） Ｍ２：前記基準点Ｐを通り、前記第１軸に垂直で且つシャフト軸線に垂直な第２軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
   （３） Ｍ３：シャフト軸線である第３軸まわりの当該パタークラブの慣性モーメント
4. 前記Ｍ１（ｇ・ｃｍ２）、Ｍ２（ｇ・ｃｍ２）及びＭ３（ｇ・ｃｍ２）を、次の式（Ａ）及び式（Ｂ）、
   （Ｍ１−Ｍ２）＜１２０００ ・・・（Ａ）
   Ｍ１＞Ｍ２＞Ｍ３ ・・・（Ｂ）
   を満たす重量バランスに設定することを特徴とする請求項３に記載のゴルフ用パタークラブの設計方法。

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