JP4549430B1 - パターフェイス及びそのパターフェイスを備えたゴルフパター - Google Patents
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Abstract
【課題】ゴルフボールに効率的に順回転を与える。
【解決手段】ゴルフボール７よりも剛性が高く、そのディンプル間隔よりも微細な複数の微細凸部２１を備えており、微細凸部２１のそれぞれの先端は、平面で構成される凸部先端平面２２となっており、凸部先端平面２２の外周が、相互に対向する複数の直線部２５と、相互に対向する複数の曲線部２６とを含んでおり、直線部２５の伸張方向が、ボール打球時を基準とするフェイス面の水平方向となる。
【選択図】図１
【解決手段】ゴルフボール７よりも剛性が高く、そのディンプル間隔よりも微細な複数の微細凸部２１を備えており、微細凸部２１のそれぞれの先端は、平面で構成される凸部先端平面２２となっており、凸部先端平面２２の外周が、相互に対向する複数の直線部２５と、相互に対向する複数の曲線部２６とを含んでおり、直線部２５の伸張方向が、ボール打球時を基準とするフェイス面の水平方向となる。
【選択図】図１
Description
本発明は、ゴルフパター及びそのパターフェイスを備えたゴルフパターに関する。
従来、ゴルフパターのヘッドに用いられるパターフェイスとしては、金属製のパターフェイスと、合成樹脂などを用いた非金属製のパターフェイスの２つが存在している。
金属製のパターフェイスは、剛性が高いため、反発係数が大きく、ボールの初速度及びエネルギーの損失が、非金属製のパターフェイスと比較して少ないといったメリットがあるものの、逆に剛性が高いことで非金属製のパターフェイスに比べてボールコントロール性能を向上させることが難しいというデメリットがある。
一方、非金属製のパターフェイスは、例えば、合成樹脂などの弾性体を用いたものが多く、その弾性変形による摩擦係数の増大により金属製のパターフェイスに比べてボールコントロール性能を向上させることが容易であるといったメリットがあるものの、剛性が低いため、逆に金属製のパターフェイスに比べて反発係数が小さく、ボールの初速度及びエネルギーの損失が大きいというデメリットがある。
このような従来のパターフェイスに関する技術として、特許文献１に開示されたパターヘッドがある。
この特許文献１に開示されたパターヘッドは、前面を画定する本体を含み、前記前面は、当該前面から伸びる複数の突起を含んでおり、これら突起の端部は、ゴルフボールを打つための複数個の個別の接触表面を画定している。
ところで、ゴルフパターのボールコントロール性能のうち、特に重要な要素は、ボールに鉛直方向の順回転を与えやすいことであると言われている。
よって、様々な方向へ回転をかけ易いといった全般的なボールコントロール性能を向上させることができなくても、鉛直方向の順回転を与え易いといったボールコントロール性能の向上が可能であれば、ゴルフパターの性能としては充分であるとも言える。
しかしながら、前記特許文献１に開示されたパターヘッドでは、複数の凸部を設けてゴルフボールに働く摩擦力の大きさを調整する観点については記載されているものの、摩擦力が働く方向を制御する観点については何ら記載されていない。すなわち、前記特許文献１に開示されたパターヘッドでは、ゴルフボールに対して効率的に順回転を与えるための工夫については全く触れられていない。
本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、ゴルフボールに効率的に順回転を与えることができるパターフェイスを提供することにある。
本発明のパターフェイスは、前記課題を解決するために、ゴルフパターに用いられるパターフェイスであって、ゴルフボールよりも剛性が高く、そのディンプル間隔よりも微細な複数の微細凸部を備えており、前記微細凸部のそれぞれの先端は、平面で構成される凸部先端平面となっており、前記凸部先端平面の外周が、相互に対向する複数の直線部と、相互に対向する複数の曲線部とを含んでおり、前記直線部の伸張方向が、ボール打球時を基準とするフェイス面の水平方向であることを特徴としている。
前記構成によれば、前記パターフェイスは、ゴルフボールよりも剛性が高く、ゴルフボールのディンプル間隔よりも微細な複数の微細凸部を備えている。よって、ボール打球時において、パターフェイスがボールのディンプル間の球面に接触した場合であっても、ボール表面の接触部を変形させて微細凸部を十分に食い込ませることができる。
また、前記パターフェイスは、前記凸部先端平面の外周が、相互に対向する複数の直線部と、相互に対向する複数の曲線部とを含み、前記直線部の伸張方向は、フェイス面の水平方向となっている。
これにより、ボール打球時に前記直線部がゴルフボールに与える抗力は前記直線部の法線方向（フェイス面の鉛直方向）に揃い、一方、前記曲線部がゴルフボールに与える抗力は前記曲線部の法線方向（フェイス面の水平方向には揃わず、多方向）に分散される。よって、ゴルフボール打球時に前記微細凸部によってゴルフボールに与えられる静止摩擦力の鉛直方向の成分の大きさを、水平方向の成分の大きさよりも大きくできる。
以上より、静止摩擦力の鉛直方向への指向性が増し、順回転方向のころがり回転力がより得られやすくなり、非順回転方向へのころがり回転力を逆に抑えることが可能となる。
さらに、フェイス面の単位面積当たりの微細凸部の数、大きさおよび配置を調整することで、静止摩擦力の大きさや鉛直方向への指向性を自在に調整することができる。
よって、ゴルフボールに効率的に順回転を与えることが可能となる。
なお、ディンプル間隔は、ディンプル数３００〜４００のゴルフボールの平均値をとれば、約０．５１ｍｍである。
また、本発明のパターフェイスは、前記構成に加えて、前記微細凸部の凸部先端平面は、相互に対向する一対の前記直線部と相互に対向する一対の前記曲線部とから構成されたレーストラック形状の平面を形成し、そのレーストラック形状の前記凸部先端平面の前記外周における長径は０．３ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であり、短径は０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。
前記構成によれば、前記微細凸部の凸部先端平面は、相互に対向する一対の前記直線部と相互に対向する一対の前記曲線部とから構成された、レーストラック形状をしている。よって、ボール打球時に前記一対の直線部のそれぞれがゴルフボールに与える抗力は前記一対の直線部のそれぞれの法線方向（フェイス面の鉛直方向）に揃い、一方、前記一対の曲線部がゴルフボールに与える抗力は前記一対の曲線部のそれぞれの法線方向（フェイス面の水平方向には揃わず、多方向）に分散される。よって、ゴルフボール打球時に前記微細凸部によってゴルフボールに与えられる静止摩擦力の鉛直方向の成分の大きさを、水平方向の成分よりもより大きくできる。
なお、凸部先端平面の長径が０．３ｍｍ未満である場合は、前記微細凸部のサイズが小さくなりすぎ、却ってボールに作用する抗力（グリップ効果）が小さくなり、静止摩擦力が減少するので、十分なころがり回転力が得られなくなる。
一方、凸部先端平面の長径が０．５ｍｍを超過する場合は、微細凸部のサイズがディンプル間隔よりも大きいため、凸部先端平面の曲線部がボール表面のディンプル間に存在するボール表面の球面の領域と接触しにくくなり、パターフェイスからボールに作用する水平方向の抗力が得られにくくなり、水平方向の静止摩擦力が極端に減少してボールコントロール性能が悪化する。
また、凸部先端平面の短径が０．１ｍｍ未満である場合、ハーフエッチング法による製造が困難となってしまう。
一方、凸部先端平面の短径が０．２ｍｍを超過する場合は、直線部間の間隔が大きくなりすぎ、ボール表面への微細凸部の食い込みが妨げられるため、鉛直方向に対する静止摩擦力が小さくなるので、ボールコントロール性能が悪化する。
また、本発明のパターフェイスは、前記構成に加えて、前記凸部先端平面と、前記微細凸部の底部の断面である凸部底断面との距離である前記微細凸部高さが、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。
前記凸部高さが０．１ｍｍ未満の場合は、凸凹の度合いが極めて小さくなりすぎ、機能的に平面状パターフェイスとあまり変わらなくなってしまう。すなわち、ゴルフボール打球時に、前記微細凸部がゴルフボールの表面に食い込む量が小さくなるため、パターフェイスとゴルフボールとの間で発生する静止摩擦力が逆に減少してしまい、十分なころがり回転力が得られなくなる。
前記凸部高さが０．２ｍｍを超過する場合は、ボール表面の接触部を変形させて微細凸部を十分に食い込ませても、微細凸部の側面や微細凸部間の隙間に位置する凹部底面にゴルフボール表面の追加的な接触を生じさせることができなくなるため、十分な回転をボールに与えることがかえって難しくなる。また、前記凸部高さが０．２ｍｍを超過すると、後述するハーフエッチング処理によって所定の間隔で微細凸部を加工することが困難となる。
また、本発明のパターフェイスは、前記構成に加えて、前記微細凸部のそれぞれは、前記フェイス面の鉛直方向に所定の第１ピッチで等間隔に配置されていると共に、前記水平方向に前記所定の第１ピッチよりも広い所定の第２ピッチで等間隔に配置されていることが好ましい。
前記構成によれば、微細凸部は、鉛直方向に所定の第１ピッチで等間隔に配置されており、水平方向に第１ピッチよりも広い所定の第２ピッチで等間隔に配置されている。よって、微細凸部を水平方向より鉛直方向に、より密に配置することで、フェイス面の鉛直方向のすべり摩擦力を水平方向の静止摩擦力よりも大きくできるため、順回転方向へのころがり回転力が得られやすくなる一方、非順回転方向へのころがり回転力が分散され抑制される。これにより、ボールの順回転方向へのころがり回転力が促進され、ボールコントロール性能が向上する。
また、本発明のパターフェイスは、前記構成に加えて、相互に隣接する前記微細凸部間の最小間隔が、前記フェイス面の鉛直方向において０．２ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であり、前記水平方向において０．２ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
微細凸部の最小間隔が０．２ｍｍ未満の場合は、ゴルフボール表面の接触部を変形させて微細凸部を十分に食い込ませようとしても、微細凸部の間隔が狭すぎて微細凸部の側面や微細凸部間の隙間に位置するフェイス面にゴルフボール表面の追加的な接触を生じさせることができなくなる。そのため、パターフェイスとゴルフボールとの間で発生する静止摩擦力が減少するので、十分なころがり回転力が得られなくなる。
一方、微細凸部の最小間隔が０．５ｍｍを超過する場合は、パターフェイスにおける単位面積当たりに形成される微細凸部の数が少なくなる。すると、ゴルフボールに食い込む微細凸部の数が小さくなり、パターフェイスとゴルフボールとの間に生じる静止摩擦力が減少するので、十分なころがり回転力が得られなくなる。
また、本発明のパターフェイスは、前記構成に加えて、前記フェイス面の単位面積当たりに形成される前記複数の微細凸部の密度が、１００個／ｃｍ２以上、６７０個／ｃｍ２以下であることが好ましい。
微細凸部の密度が、１００個／ｃｍ２未満の場合はパターフェイスにおいて単位面積当たりに形成される微細凸部の数が少なくなるため、打球時にゴルフボールに触れる微細凸部の数も少なくなる。よって、ゴルフボールに作用する抗力の総和は小さくなり、パターフェイスからゴルフボールに作用する静止摩擦力が減少するので、十分なころがり回転力が得られなくなる。また、微細凸部間の隙間に異物が付着する可能性もある。
微細凸部の密度が、６７０個／ｃｍ２を超過する場合は、凸凹の度合いが極めて小さくなりすぎ、機能的に平面状パターフェイスとあまり変わらなくなってしまう。すなわち、ボールに作用する抗力（グリップ効果）が小さくなり、静止摩擦力が逆に減少してしまい十分なころがり回転力が得られなくなる。
本発明のパターフェイスは、前記構成に加えて、前記複数の微細凸部が、ハーフエッチング法によって形成されていることが好ましい。
本発明のパターフェイスは、前記構成に加えて、構成材料が、鉄、銅、ステンレス、４２アロイ（４２Ｎｉ−Ｆｅ合金）、コバール（ＫＯＶ）、ニッケル、真鍮、パーマロイ及び金属アモルファスのうちのいずれかであることが好ましい。
また、本発明のゴルフパターは、前記パターフェイスと、前記パターフェイスに対してそのフェイス面と反対側に配置された反発弾性部材と、前記パターフェイスとの間で前記反発弾性部材を挟み込むように配置されたパターヘッドとを備えたものである。
前記構成によれば、パターフェイスとパターヘッドとの間に反発弾性部材が設けられることによって、前記反発弾性部材がボール打球時にクッションの役割を果たすため、パターヘッドとゴルフボールとの接触時間（滞留時間）を増加できる。従ってゴルフプレイヤーがパターを通じて得られる感触が改善される。また、例えば、パターフェイスを着脱可能に形成した場合には、ごみ詰まりの除去などのメンテナンス性に優れる他、様々な特性を持つパターフェイスを適宜取り替えてプレーすることが可能なので、必要に応じて、パターフェイスの特性を変更することが可能となる。
また、本発明のパターフェイスは、前記課題を解決するために、ゴルフパターに用いられるパターフェイスであって、ボールよりも剛性が高く、そのディンプル間隔よりも微細な複数の微細凸部を備えており、前記微細凸部のそれぞれの先端は、平面で構成される凸部先端平面となっており、前記凸部先端平面の外周が、ボール打球時を基準とするフェイス面に接触するボールに働く抗力の向きを前記フェイス面の水平方向に分散させ、前記フェイス面の鉛直方向に揃える形状となっていることを特徴としている。
これにより、ボール打球時にゴルフボールに与える抗力はフェイス面の鉛直方向に揃い、フェイス面の水平方向には揃わず、多方向に分散される。よって、ゴルフボール打球時に前記微細凸部によってゴルフボールに与えられる静止摩擦力の鉛直方向の成分の大きさを、水平方向の成分の大きさよりも大きくできる。
以上より、静止摩擦力の鉛直方向への指向性が増し、順回転方向のころがり回転力がより得られやすくなり、非順回転方向へのころがり回転力を逆に抑えることが可能となる。
さらに、フェイス面の単位面積当たりの微細凸部の数、大きさおよび配置を調整することで、静止摩擦力の大きさや鉛直方向への指向性を自在に調整することができる。
よって、ゴルフボールに効率的に順回転を与えることが可能となる。
本発明のパターフェイスは、以上のように、ボールよりも剛性が高く、そのディンプル間隔よりも微細な複数の微細凸部を備えており、前記微細凸部のそれぞれの先端は、平面で構成される凸部先端平面となっており、前記凸部先端平面の外周が、相互に対向する複数の直線部と、相互に対向する複数の曲線部とを含んでおり、前記直線部の伸張方向が、ボール打球時を基準とするフェイス面の水平方向となる構成である。
また、本発明のパターフェイスは、以上のように、ボールよりも剛性が高く、そのディンプル間隔よりも微細な複数の微細凸部を備えており、前記微細凸部のそれぞれの先端は、平面で構成される凸部先端平面となっており、前記凸部先端平面の外周が、フェイス面に接触するボールに働く抗力の向きを前記フェイス面の水平方向に分散させ、前記フェイス面の鉛直方向に揃える形状となっている構成である。
それゆえ、ゴルフボールに効率的に順回転を与えることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態について図１〜図９に基づいて説明すれば、以下の通りである。
〔１．パターフェイスの構成〕
まず、図１〜図４に基づき、本実施形態のゴルフパターの主要部であるヘッド部分の一実施形態の構成について説明する。なお、以下では、このヘッド部分について説明し、本実施形態のゴルフパターのその他の部分の構成については、通常のゴルフパターと同様に構成すれば良いので、特に説明しない。また、以下で説明するパターフェイス２以外のゴルフパターの各要素の構造及び材料は、特に限定されるものではない。
まず、図１〜図４に基づき、本実施形態のゴルフパターの主要部であるヘッド部分の一実施形態の構成について説明する。なお、以下では、このヘッド部分について説明し、本実施形態のゴルフパターのその他の部分の構成については、通常のゴルフパターと同様に構成すれば良いので、特に説明しない。また、以下で説明するパターフェイス２以外のゴルフパターの各要素の構造及び材料は、特に限定されるものではない。
図１は、本実施形態のゴルフパターの主要部であるヘッド部分の構成を示す構成概略図である。
図１に示すように、本実施形態のゴルフパターの主要部であるヘッド部分は、パターヘッド１及びパターフェイス２を備える構成である。すなわち、本発明の一実施形態であるゴルフパターは、パターフェイス２が、パターヘッド１に挿入されているものである。
なお、パターフェイス２はパターヘッド１から取り外し自在に構成してもよい。これによりユーザが、様々な特性を持つパターフェイスを適宜取り替えてプレーすることが可能なので、様々な特性を持つパターフェイスを利用することが可能となる。
ゴルフパターのパターヘッド１に対するパターフェイス２の装着方法は、特に限定されるものではなく、例えば、接着、溶着及び摩擦力による嵌合等による装着方法が例示できる。なお、パターフェイス２には任意の着色を施しても良い。
次に、図２、図３および図４（ａ）〜（ｅ）に基づき、本実施形態のヘッド部分を構成するパターヘッド１およびパターフェイス２の構造の詳細について説明する。
図２（ａ）は、パターフェイス２が挿入されていないパターヘッド１の構成を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、パターヘッド１をフェイス面側から見た正面図であり、図２（ｃ）は、その上面図であり、図２（ｄ）は、その右側面図であり、図２（ｅ）は、図２（ｂ）に示すＡ−Ａ切断部の断面図である。
なお、前記フェイス面とは、パターフェイス２の、ボールを打球する面のことである。
図２（ａ）および（ｂ）に示すように、パターヘッド１のフェイス面側には、パターフェイス２を挿入するための挿入口Ｈが設けられている。図２（ａ）および（ｂ）に示す挿入口Ｈは、パターフェイス２の形状に合わせて形成されている。
図３は、パターフェイス２の裏側に反発弾性部材３を張り合わせてパターヘッド１に挿入する様子を示す概観図である。
図３に示すように、パターフェイス２の微細凸部２１および凹部底面２３に対して裏側（すなわちパターフェイス２のフェイス面と反対側）に、ウレタンゴムを材料とする反発弾性部材３を張り合わせるなどしてパターヘッド１の挿入口Ｈに挿入しても良い。この場合、パターヘッド１は、前記パターフェイス２との間で反発弾性部材３を挟み込むように配置されていると言える。
なお、ウレタンゴムとは、主鎖中にウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）を持つ重合体であるポリウレタンを主成分とする合成ゴムである。なお、反発弾性部材３の材料としては、ウレタンゴムのほかに、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、シリコンゴム等が挙げられる。
反発弾性部材３を設けることで、打球時に反発弾性部材３がクッションの役割を果たすため、パターフェイス２とゴルフボール７との接触時間（滞留時間）を増加できる。従って、ゴルフボール７に対してより回転をかけやすくなる。ゴルフプレイヤーがゴルフパターを通じて得られる感触が改善される。また、例えば、パターフェイス２を着脱可能に形成した場合には、ごみ詰まりの除去などのメンテナンス性に優れる他、様々な特性を持つパターフェイスを適宜取り替えてプレーすることが可能なので、必要に応じて、パターフェイスの特性を変更することが可能となる。
次に、図４（ａ）は、パターフェイス２のフェイス面側から見た正面図であり、図４（ｂ）は、その斜視図であり、図４（ｃ）はａの部分拡大図であり、図４（ｄ）は図４（ｃ）におけるＡ−Ａ切断部の断面図であり、図４（ｅ）は、図４（ｃ）におけるＢ−Ｂ切断部の断面図である。
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、パターフェイス２には複数の微細凸部２１が設けられている。
また、複数の微細凸部２１は、水平方向（図４（ａ）の紙面上下方向）に同軸を有して真っ直ぐに並んだ、複数の列を形成しており、それぞれの列に含まれる微細凸部２１は、鉛直方向（図４（ａ）の紙面左右方向）に対して、異なる軸を有して互い違いに配列されている。また、図４（ａ）に示すパターフェイス２の横幅Ｌは５９．４ｍｍ程度、縦幅Ｗは１９．８ｍｍ程度であるが、パターフェイス２の大きさは、パターヘッド１に収まる範囲であれば、どのような大きさであっても良い。
次に、図４（ｃ）〜（ｅ）に基づき、微細凸部２１の構造及びパターフェイス２のフェイス面上での複数の微細凸部２１の配列状態などの詳細について説明する。
図４（ｃ）〜（ｅ）に示すように、パターフェイス２のフェイス面においては、複数の微細凸部２１間の隙間に凹部底面（以下、凹部底面２３と称する）が広がっている。また、微細凸部２１は、平面を成す先端部（以下、凸部先端平面２２と称する）を有している。なお、凸部先端平面２２の底部の断面を凸部底断面２４と称する。
ところで、上述したように、ゴルフパターのボールコントロール性能のうち、特に重要な要素は、ゴルフボール７に対してフェイス面の鉛直方向の順回転を与えやすいことであると言われている。
よって、様々な方向へ回転をかけ易いといった全般的なボールコントロール性能を向上させることができなくても、鉛直方向の順回転を与え易いといったボールコントロール性能の向上が可能であれば、ゴルフパターの性能としては充分であるとも言える。
このような観点から、図４（ｅ）に示すように、凸部先端平面２２の外周は、相互に対向する一対の線分（直線部２５）と、相互に対向する一対の略半円形状の曲線部２６とを含んで構成されるレーストラック形状を成している。なお、凸部先端平面２２は、このようなレーストラック形状に限られる訳ではなく、凸部先端平面２２の外周が、相互に対向する複数の直線部と、相互に対向する複数の曲線部とを含んでいれば良い。このような凸部先端平面２２の形状の変形例については、後述する。
また、複数の微細凸部２１のそれぞれの向きは、凸部先端平面２２の一対の直線部２５がフェイス面の水平方向に沿うように配向している。すなわち、凸部先端平面２２が含む直線部２５の伸張方向は、ボール打球時を基準とするフェイス面の水平方向となっている。
ここで、詳細には図を用いて後述するが、ボール打球時を基準とするフェイス面の水平方向とは、ゴルフパターがボールを打球する瞬間においてボールが置かれた地上面と平行で、かつ、ボール打球方向と直交する方向のことである。
一方、フェイス面の鉛直方向とは、ゴルフパターがボールを打球する瞬間においてフェイス面の水平方向とボール打球方向のいずれにも直交する方向のことである。
なお、上述した本実施形態のパターフェイス２におけるフェイス面の特有の構造は、所定の構成材料からなるプレート状の被加工物の片面のみを、その厚みの途中まで薬品によって腐食させる、ハーフエッチング法により形成されている。なお、パターフェイス２の構成材料については、後述する。
次に、図４（ｃ）〜（ｅ）に基づき、上述した各構成要素のサイズや最近接の微細凸部２１間の間隔であるピッチについて説明する。
まず、図４（ｃ）、および（ｄ）に示すように、凸部先端平面２２の水平方向の最大長さ（以後、長径ｌと称する）は０．５ｍｍ程度、図４（ｃ）、および（ｅ）に示すように、鉛直方向の最大長さ（以後、短径ｗと称する）は０．２ｍｍ程度である。
なお、長径ｌおよび短径ｗは、このような数値に限られないが、長径ｌは０．３ｍｍ程度以上、０．５ｍｍ程度以下とし、短径ｗは０．１ｍｍ程度以上、０．２ｍｍ程度以下として少なくとも長径ｌが短径ｗよりも長く設定されることが好ましい。
なぜなら、凸部先端平面２２の長径ｌが０．３ｍｍ程度未満である場合は、微細凸部２１のサイズが小さくなりすぎ、かえってゴルフボール７に作用する抗力（グリップ効果）が小さくなり、静止摩擦力が減少するので、十分なころがり回転力が得られなくなるからである。
また、ゴルフボール７のディンプル間隔は、一般的なディンプル数（３００〜４００）の場合、約０．５１ｍｍである。よって、凸部先端平面２２の長径ｌが０．５ｍｍ程度を超過する場合は、微細凸部２１のサイズがゴルフボール７のディンプル間隔よりも大きくなってしまう。そうすると、レーストラック形状の曲線部２６がゴルフボール７表面のディンプル間に存在するボール表面の球面の領域と接触しにくくなり、ゴルフボール７に作用する、微細凸部２１による水平方向の抗力がほとんど得られなくなり、水平方向の静止摩擦力が極端に減少してボールコントロール性能が悪化する。
また、凸部先端平面２２の短径ｗが０．１ｍｍ未満である場合、ハーフエッチング法による製造が困難となってしまう。
一方、凸部先端平面２２の短径ｗが０．２ｍｍを超過する場合は、凸部先端平面２２の直線部２５間の間隔が大きくなりすぎ、ボール表面への微細凸部２１の食い込みが妨げられるため、鉛直方向に対する静止摩擦力が小さくなるので、ボールコントロール性能が悪化する。
次に、凸部先端平面２２と凸部底断面２４との距離である微細凸部高さｈは０．２ｍｍ程度である。
なお、微細凸部高さｈは、このような数値に限られないが、０．１ｍｍ程度以上、０．２ｍｍ程度以下であることが好ましい。
その理由は、微細凸部高さｈが０．１ｍｍ程度未満の場合は、フェイス面の凸凹の度合いが極めて小さくなりすぎ、機能的に平面状パターフェイスとあまり変わらなくなってしまう。よって、ゴルフボール７打球時に、微細凸部２１がゴルフボール７の表面に食い込む量が小さくなるため、パターフェイス２からゴルフボール７に作用する静止摩擦力が逆に減少してしまい、十分なころがり回転力が得られなくなる。
一方、微細凸部高さｈが０．２ｍｍ程度を超過する場合は、ゴルフボール７表面の接触部を変形させて微細凸部２１が十分に食い込んでも、微細凸部２１の側面および凹部底面２３と、ゴルフボール７の表面とが追加的な接触をせず、それにより追加的な摩擦力を生じさせることができなくなる。よって、十分な回転をボールに与えることがかえって難しくなる。また、微細凸部高さｈが０．２ｍｍ程度を超過すると、ハーフエッチング法によって所定の間隔で微細凸部２１を加工することが困難となる。
次に、複数の微細凸部２１が配列する鉛直方向のピッチ（以下、第１ピッチｐｖと称する）は０．７ｍｍ程度であり、水平方向のピッチ（以下、第２ピッチｐｈ）は１．０ｍｍ程度である。また、複数の微細凸部２１間の最小間隔は、鉛直方向においては第１ピッチｐｖから短径ｗを引いた長さで、水平方向においては第２ピッチｐｈから長径ｌを引いた長さであって、いずれも０．５ｍｍ程度である。
なお、第１ピッチｐｖおよび第２ピッチｐｈは、このような数値に限られないが、第１ピッチよりも第２ピッチが広くなるよう等間隔に配置されていることが好ましい。
なぜなら、微細凸部２１をフェイス面の水平方向よりもフェイス面の鉛直方向により密に配置することで、パターフェイス２の鉛直方向の静止摩擦力を水平方向の静止摩擦力よりも大きくできるため、順回転方向へのころがり回転力が得られやすくなる一方、非順回転方向へのころがり回転力が抑制されるからである。また、これにより、ゴルフボール７の順回転方向へのころがり回転力が促進され、ボールコントロール性能が向上する。
さらに、相互に隣接する微細凸部２１間の最小間隔は、パターフェイス２の鉛直方向において０．２ｍｍ程度以上、０．５ｍｍ程度以下であり、パターフェイス２の水平方向において０．２ｍｍ程度以上、０．５ｍｍ程度以下であることが好ましい。
なぜなら、微細凸部２１の最小間隔が０．２ｍｍ程度未満である場合は、ゴルフボール７表面の接触部を変形させて微細凸部２１を十分に食い込ませようとしても、微細凸部２１の間隔が狭すぎて微細凸部２１の側面や凹部底面２３にゴルフボール７表面の追加的な接触を生じさせることができなくなる。そのため、パターフェイス２とゴルフボール７との間で発生する静止摩擦力が減少するので、十分なころがり回転力が得られなくなる。
一方、微細凸部２１の最小間隔が０．５ｍｍ程度を超過する場合は、パターフェイス２における単位面積当たりに形成される微細凸部２１の数が少なくなる。そうすると、ゴルフボール７に食い込む微細凸部２１の数が小さくなり、パターフェイス２とゴルフボール７との間に生じる静止摩擦力が減少するので、十分なころがり回転力が得られなくなる。
また、パターフェイス２において単位面積当たりに形成される微細凸部２１の密度は、１００個／ｃｍ２程度以上、６７０個／ｃｍ２程度以下であることが好ましい。
なぜなら、微細凸部２１の密度が１００個／ｃｍ２未満である場合は、パターフェイス２において単位面積当たりに形成される微細凸部２１の数が少なくなるため、打球時にゴルフボール７に触れる微細凸部２１の数も少なくなる。よって、ゴルフボール７に作用する抗力の総和は小さくなり、パターフェイス２からゴルフボール７に作用する静止摩擦力が減少するので、十分なころがり回転力が得られなくなる。また、微細凸部２１の隙間が大きくなるため、異物が付着する可能性もある。
一方、微細凸部２１の密度が、６７０個／ｃｍ２を超過する場合は、パターフェイス２表面の凸凹の度合いが極めて小さくなりすぎ、機能的に平面状パターフェイスとあまり変わらなくなってしまう。よって、微細凸部２１の、ゴルフボール７への食い込みが阻害されるため、パターフェイス２およびゴルフボール７の間で生じる静止摩擦力が逆に減少してしまい、十分なころがり回転力が得られなくなる。
〔２．パターフェイスの構成材料〕
次に、図４（ａ）〜図７（ｂ）に基づき、パターフェイス２の構成材料などについて説明する。
次に、図４（ａ）〜図７（ｂ）に基づき、パターフェイス２の構成材料などについて説明する。
なお、〔２．パターフェイスの構成材料〕において説明すること以外の構成は、〔１．パターフェイスの構成〕と同じである。また、説明の便宜上、〔１．パターフェイスの構成〕の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態のパターフェイス２はステンレス製であるが、これに限られず、ゴルフボールの表面素材として用いられている、例えば、ポリエステルまたはポリエーテルとイソシアナートとの反応により得られるポリウレタン系熱可塑性エラストマーなどの合成樹脂よりも剛性が高く、かつ上述したエッチング処理に適した金属の素材であることが好ましい。
パターフェイス２の材料としては、ステンレスの他に、鉄、銅、４２アロイ（４２Ｎｉ−Ｆｅ合金）、コバール（ＫＯＶ）、ニッケル、真鍮、パーマロイおよび金属アモルファス等が挙げられる。
次に、パターフェイス２は、上述した例のように、剛性が高い材料で構成することが好ましい。なぜなら、ゴルフボール７を打球する際にパターフェイス２がゴルフボール７の表面に十分に食い込むため、パターフェイス２からゴルフボール７へと大きな抗力が作用するからである。さらに、上述したとおり、パターフェイス２の食い込みにより変形したゴルフボール７が凹部底面２３に追加的に接触するため、当該接触箇所において追加的な摩擦力が発生するからである。
よって、パターフェイス２とゴルフボール７の間に生じる摩擦力が増大し、ゴルフボール７に対して十分な回転力を得ることが可能となる。
また、パターフェイス２は、ゴルフボール７よりも剛性が高いことにより、非金属製のパターフェイスと比較して、反発係数が大きく、ゴルフボール７の初速及びエネルギーの損失が少ないといった利点もある。
〔３．打球時にゴルフボールに加えられるころがり回転力について〕
次に、パターフェイス２を装着したパターヘッド１の打球時において、ゴルフボール７に加えられるころがり回転力について、図５に基づいて説明する。
次に、パターフェイス２を装着したパターヘッド１の打球時において、ゴルフボール７に加えられるころがり回転力について、図５に基づいて説明する。
なお、〔３．打球時にゴルフボールに与えられるころがり回転力について〕において説明すること以外の構成は、〔１．パターフェイスの構成〕及び〔２．パターフェイスの構成材料〕と同じである。また、説明の便宜上、〔１．パターフェイスの構成〕及び〔２．パターフェイスの構成材料〕の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、このような注釈は煩雑なので、以下の項目では同様の説明は省略する。
図５（ａ）は、パターヘッド１の打球の瞬間を側面から描いた模式図であり、図５（ｂ）は、打球直後にゴルフボール７が順回転しつつパターヘッド１から離れていく様子を側面から描いた模式図であり、図５（ｃ）は、パターヘッド１に打球されたゴルフボール７が前方に転がっていく様子を側面から描いた図である。
パターヘッド１が略振り子運動によって地上表面Ｇに置かれたゴルフボール７を矢印Ａ１で示した打球方向へ打球する際、単にゴルフボール７を前方に押し出すだけではなく、パターヘッド１がプレーヤーのグリップ部を中心として矢印Ａ２で示したように最下点を通過した後から円弧状の上昇軌道を描きながら鉛直上方向にこするような動きとなる。
したがって、パターヘッド１とゴルフボール７との接触面において、図５（ａ）に示すように、ゴルフボール７に矢印Ａ３に示した鉛直上方向の静止摩擦力が加えられ、矢印Ａ４で示した順回転方向のころがり回転力を与えられるためプレーヤーが意図した方向にボールが転がり始める。そして、図５（ｂ）および（ｃ）に示すように、順回転方向のころがり回転力を与えられたゴルフボール７は、転がりつつ前方に進んでいく。
ここで、打球時に、パターヘッド１がゴルフボール７を前述のような鉛直上方向以外の方向に大きな静止摩擦力が作用してしまうと、プレーヤーが意図した方向以外にボールが転がり始めるような非順回転がボールにかけられてしまう。
また、前述した微細凸部２１の凸部先端平面２２の外周が含む一対の直線部２５の伸張方向は、ボール打球時を基準とするフェイス面の水平方向と一致するが、そのフェイス面の水平方向とは、図５（ａ）において、パターヘッド１がゴルフボール７を打球する瞬間においてゴルフボール７が置かれた地上表面Ｇと平行で、かつ、ボール打球方向Ａ１と直交する方向のことである。
一方、フェイス面の鉛直方向とは、パターヘッド１がゴルフボール７を打球する瞬間において上述したフェイス面の水平方向とボール打球方向Ａ１のいずれにも直交する方向のことであり、矢印Ａ３に示した方向と一致する方向のことである。
以下に、パターフェイス２を用いることで、前記鉛直上方向の静止摩擦力が生じ易く、鉛直上方向以外の静止摩擦力が抑えられる理由について説明をする。
〔４．微細凸部が打球時にゴルフボールに及ぼす抗力について〕
次に、パターフェイス２を装着したゴルフパターの打球時における微細凸部２１が、ゴルフボール７に及ぼす抗力について、図６に基づいて説明する。
次に、パターフェイス２を装着したゴルフパターの打球時における微細凸部２１が、ゴルフボール７に及ぼす抗力について、図６に基づいて説明する。
図６（ａ）は、凸部先端平面２２の外周の曲線部２６がゴルフボール７に及ぼす抗力の方向を示す概念図であり、図６（ｂ）は、凸部先端平面２２の外周の直線部２５がゴルフボール７に及ぼす抗力の方向を示す概念図である。
パターフェイス２がゴルフボール７を打球する際、凸部先端平面２２の外周の法線方向に抗力が働く。よって、曲線部２６においては図６（ａ）に示すように抗力が多方向に分散される一方で、直線部２５においては図６（ｂ）に示すように抗力がフェイス面の１方向に揃う。
これにより、ゴルフボール打球時に直線部２５がゴルフボール７に与える抗力は直線部２５の法線方向（フェイス面の鉛直方向）に揃い、一方、曲線部２６がゴルフボール７に与える抗力は曲線部２６の法線方向に働くため、抗力はフェイス面の水平方向には揃わず、多方向に分散されるため、水平方向に働く抗力は小さくなる。よって、ゴルフボール打球時に微細凸部２１によってゴルフボール７に与えられる静止摩擦力の鉛直方向の成分の大きさを、水平方向の成分の大きさよりも大きくできる。
以上より、パターフェイス２によれば、ゴルフボール７に順回転を効率的に与えることができる。
〔５．パターフェイスの効果に関する検証について〕
次に、図７（ａ）に基づいてパターフェイス２の一実施例（以下、単に実施例と呼ぶ）とゴルフボール７との間の摩擦係数を測定する試験（以下、摩擦試験という）について説明する。ここで、実施例のパターフェイス２の構成材料は、上述したようにステンレスである。
次に、図７（ａ）に基づいてパターフェイス２の一実施例（以下、単に実施例と呼ぶ）とゴルフボール７との間の摩擦係数を測定する試験（以下、摩擦試験という）について説明する。ここで、実施例のパターフェイス２の構成材料は、上述したようにステンレスである。
図７（ａ）は、パターフェイス２とゴルフボール７との間の摩擦試験の様子を示す概略図である。なお、測定装置には新東科学株式会社製ヘイドン表面性試験機ＨＥＩＤＯＮ−１４Ｓ／Ｄを使用している。
この摩擦試験は次のような原理で行われる。すなわち、図７（ａ）のように、実施例のパターフェイス２と、ゴルフボール７との間に荷重ｆをかけつつ、一定の速度ｖで滑らせる。ここでロードセルは、滑車を介して速度ｖにて実施例のパターフェイス２を引っ張ると共に、その際の引張荷重を測定する。
そして、測定した引張荷重と荷重ｆとの関係から、実施例のパターフェイス２およびゴルフボール７の間の摩擦係数を測定する。このとき、実施例のパターフェイス２の滑り始めの引張荷重から静摩擦係数が求められる。なお、本摩擦試験においては、ｆ＝２００ｇｗ（グラム重）、ｖ＝１００ｍｍ／ｍｉｎ（ｍｍ／分）とした。
なお、実施例のパターフェイス２とゴルフボール７との間のみならず、実施例のパターフェイス２を設置する台（図示せず）と実施例のパターフェイス２との間にも摩擦力が生じるため、少し工夫が必要となる。具体的にはゴルフボール７がない状態で、荷重ｆをかけた実施例のパターフェイス２を台の上を滑らせて、ロードセルにおける引張荷重を測定し、ゴルフボール７がある場合の引張荷重から差し引くことで、当該台と実施例のパターフェイス２との間に生じる摩擦力をキャンセルすることが可能である。
次に、図７（ｂ）は、摩擦試験において実施例のパターフェイス２の真上方向からパターフェイス２およびゴルフボール７を見た図である。図７（ｂ）におけるＸ方向は、実施例のパターフェイス２の打球時における鉛直方向であり、微細凸部２１の短径方向である。また、図のＹ方向は、実施例のパターフェイス２の打球時における水平方向であり、微細凸部２１の長径方向である。
さらに、実施例のパターフェイス２の比較例として、それぞれポリアセタール（ＰＯＭ：比較例１）、ポリエチレン（ＰＥ：比較例２）およびポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ：比較例３）を材料とし、いずれも幅０．３ｍｍ、深さ０．１５ｍｍの、Ｙ方向に伸張する溝を備える３種のパターフェイスを用いて、摩擦試験を同一の条件下で行った。また、実施例のパターフェイス２および比較例１のパターフェイスについては、微細凸部２１または溝や突起の設けられていない無垢の表面と、ゴルフボール７との間の摩擦係数もさらなる比較例として測定した。
図８は、摩擦試験の結果を示す図である。図８においては、各比較例について、パターフェイス２をＸ方向に滑らせた場合と、Ｙ方向に滑らせた場合のそれぞれ静摩擦係数および動摩擦係数の測定結果が示されている。
図８において、素材がステンレスで、かつ表面形状が微細凸部形状と記載されているものが実施例のパターフェイス２である。図８によると、実施例のパターフェイス２のフェイス面の水平方向となるＸ方向の静摩擦係数は０．２８０であり、フェイス面の鉛直方向となるＹ方向の静摩擦係数は０．２１０であった。このことから、Ｘ方向のほうが、Ｙ方向に比べ、より大きな静摩擦係数が得られていることから、フェイス面の鉛直方向の静止摩擦力は、フェイス面の水平方向の静止摩擦力よりも大きくなることが分かる。
また、比較例である同じステンレスを用いた無垢の表面とゴルフボール７との静摩擦係数については０．１２０であり、微細凸部２１が備えられていることにより大きな静摩擦係数が得られることが分かる。
また、比較例１のパターフェイスでは０．１６５、比較例２のパターフェイスでは０．１４０、比較例３のパターフェイスでは０．１３０という結果が得られ、ステンレス製を用いた無垢の表面の静摩擦係数よりも大きな数値が得られたものの、上記のような樹脂製のパターフェイスよりも複数の微細凸部２１を備えた実施例のパターフェイス２のほうが明らかに大きな静摩擦係数が得られることが分かる。
このように、前記摩擦試験の結果から、実施例のパターフェイス２によれば、ボールに回転をかけやすく、特に、順回転方向の回転を効率的にかけることが可能であることがわかる。
〔６．その他の実施例について〕
次に、図９（ａ）〜（ｅ）に基づき、上述した凸部先端平面２２の形状の変形例について説明する。
次に、図９（ａ）〜（ｅ）に基づき、上述した凸部先端平面２２の形状の変形例について説明する。
図９（ａ）〜（ｅ）は上述した凸部先端平面２２の形状の変形例を示す模式図である。
すなわち、パターフェイス２に設けられる微細凸部２１の凸部先端平面２２は、上述した実施形態においてはレーストラック形状であったが、図９（ａ）〜（ｅ）に示すような、相互に対向する複数の直線部および相互に対向する複数の曲線部からなる以下の各種の形状であっても良い。
図９（ａ）に示す微細凸部３１の例では、凸部先端平面２２の外周は相互に対向する一対の直線部１２５、および、紙面に対して右方向に配向する凹形状を有する一対の曲線部１２６を備えている。図９（ｂ）に示す微細凸部４１の例では、凸部先端平面２２の外周は相互に対向する直線部２２５、および相互に対向してそれぞれ左右方向に配向する凹形状を有する一対の曲線部２２６を備える。
次に、図９（ｃ）に示す微細凸部５１の例では、それぞれ相互に対向する２対の直線部３２５ａおよび直線部３２５ｂと、相互に対向する一対の曲線部３２６とを備えており、全体として上方向に尖がって折れ曲がった形状となっている。図９（ｄ）に示す微細凸部６１の例では、それぞれ相互に対向する２対の直線部４２５ａおよび直線部４２５ｂと、相互に対向する一対の曲線部３２６とを備えており、下方向にがって折れ曲がった形状となっている。
次に、図９（ｅ）に示す微細凸部７１の例では、図９（ｃ）および（ｄ）に記載された微細凸部２１と同一であり、直線部５２５ａおよび直線部５２５ｂと、曲線部４２６および曲線部５２６、直線部５２５ｃおよび直線部５２５ｄと、曲線部４２６および曲線部５２６とを備える微細凸部２１が、それぞれ互い違いに配列されている。
これらの微細凸部２１の変形例として示した微細凸部３１、微細凸部４１、微細凸部５１、微細凸部６１、微細凸部７１は、それぞれの凸部先端平面の外周が、ボール打球時を基準とするフェイス面に接触するボールに働く抗力の向きをフェイス面の水平方向に分散させ、フェイス面の鉛直方向に揃える形状となっている。
よって、ゴルフボール７に効率的に順回転を与えることができる。
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組合せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明のパターフェイス及びそのパターフェイスを備えたゴルフパターは、ゴルフボールに効率的に順回転を与えることができるので、パターフェイス及びゴルフパターとして有用である。
１ パターヘッド
２ パターフェイス
３ 反発弾性部材
７ ゴルフボール
２１ 微細凸部
２２ 凸部先端平面
２４ 凸部底断面
２５ 直線部
２６ 曲線部
３１、４１、５１、６１、７１ 微細凸部
１２５、２２５、３２５ａ、２２５、３２５ａ、３２５ｂ、４２５ａ、４２５ｂ、５２５ａ、５２５ｂ、５２５ｃ、５２５ｄ 直線部
１２６、２２６、３２６、４２６、５２６ 曲線部
ｈ 微細凸部高さ
ｌ 長径
ｗ 短径
ｐｖ 第１ピッチ
ｐｈ 第２ピッチ
Ｈ 挿入口
Ｇ 地上表面
２ パターフェイス
３ 反発弾性部材
７ ゴルフボール
２１ 微細凸部
２２ 凸部先端平面
２４ 凸部底断面
２５ 直線部
２６ 曲線部
３１、４１、５１、６１、７１ 微細凸部
１２５、２２５、３２５ａ、２２５、３２５ａ、３２５ｂ、４２５ａ、４２５ｂ、５２５ａ、５２５ｂ、５２５ｃ、５２５ｄ 直線部
１２６、２２６、３２６、４２６、５２６ 曲線部
ｈ 微細凸部高さ
ｌ 長径
ｗ 短径
ｐｖ 第１ピッチ
ｐｈ 第２ピッチ
Ｈ 挿入口
Ｇ 地上表面
Claims (8)
- ゴルフパターに用いられるパターフェイスであって、
ゴルフボールよりも剛性が高く、そのディンプル間隔よりも微細な複数の微細凸部を備えており、
前記微細凸部のそれぞれの先端は、平面で構成される凸部先端平面となっており、
前記凸部先端平面の外周が、相互に対向する複数の直線部と、相互に対向する複数の曲
線部とを含んでおり、
前記直線部の伸張方向が、ボール打球時を基準とするフェイス面の水平方向であり、
前記微細凸部のそれぞれの凸部先端平面の外周は、相互に対向する一対の直線部と相互に対向する一対の曲線部とからなるレーストラック形状の外周であり、そのレーストラック形状の外周における長径は０．３ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であり、短径は０．１ｍｍ
以上、０．２ｍｍ以下であることを特徴とするパターフェイス。 - 前記凸部先端平面と、前記微細凸部の底部の断面である凸部底断面との距離である微細凸部高さが、０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のパターフェイス。
- 前記微細凸部のそれぞれは、前記フェイス面の鉛直方向に所定の第１ピッチで等間隔に配置されていると共に、前記水平方向に前記所定の第１ピッチよりも広い所定の第２ピッチで等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のパターフェイス。
- 相互に隣接する前記微細凸部間の最小間隔が、前記フェイス面の鉛直方向において０．２ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であり、前記フェイス面の水平方向において０．２ｍｍ以上、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のパターフェイス。
- 前記フェイス面の単位面積当たりに形成される前記複数の微細凸部の密度が、１００個／ｃｍ ２ 以上、６７０個／ｃｍ ２ 以下であることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のパターフェイス。
- 前記複数の微細凸部が、ハーフエッチング法によって形成されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載のパターフェイス。
- 構成材料が、鉄、銅、ステンレス、４２Ｎｉ−Ｆｅ合金、コバール、ニッケル、真鍮、パーマロイ及び金属アモルファスのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載のパターフェイス。
- 請求項１から７までのいずれか１項に記載のパターフェイスと、前記パターフェイスに対してそのフェイス面と反対側に配置された反発弾性部材と、前記パターフェイスとの間で前記反発弾性部材を挟み込むように配置されたパターヘッドとを備えていることを特徴とするゴルフパター。
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