JP4562862B2 - Golf club head - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
比較的ロフト角度が小さい中長距離用ゴルフクラブのフェース背面の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
ゴルフクラブヘッドは、低比重且つ高強度の金属材料が使用されるようになり、年々ヘッドの大型化が進められている。そのため、フェースの面積が拡大され、しかもヘッドの総重量を抑えるためにその肉厚が薄くなっている。
一方、更なる飛距離の増加を狙って、最近では、打球時のフェースの撓みを大きくしてその反発力を利用することが重要視されるようになって来ている。
この結果、フェースの強度低下が懸念されることから、これを補う手段として、フェース背面の中央部分又は背面の全面に複数本の補強リブを設置することが提案されている。
【0003】
【発明が解決しょうとする課題】
しかるに、このような従来のリブ補強の提案では、確かに面積の大きなフェースに対してその重量増加を極力抑えた上で強度アップすることに成功して、ヘッドの大型化とフェースの薄肉化によって飛距離の増大を得ることが可能となったが、一方、ボールの打撃がフェースの芯を外した場合即ちオフセンター打撃された場合を考えると、依然として大きな飛距離ロスが発生するという問題点が残されている。殊に、打撃時のフェースの撓み分布をみると、オフセンターヒットされた場合にはフェースの撓み従ってフェースの反発力が急激に小さくなって飛距離の減少が著しい。
【0004】
更に、従来の提案になるゴルフクラブでは、過度の数量のリブが配置されているために、フェースの重量が増加して所謂ヘッドの重心設計(ヘッド各部の重量を適宜に按分してヘッドの重心位置を変化させる設計)の自由度が減少するという問題がある。
従って、このような状況に鑑みて、本発明の目的とするところは、ヘッド重量を増加することなく薄肉のフェースを補強すると共に、オフセンター打撃された際の飛距離ロスを効果的に防止するゴルフクラブヘッドを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明に係るゴルフクラブヘッドでは、中空構造のロフト角度が5〜30°のゴルフクラブヘッドであって、前記ヘッドのフェース背面のヒール側からトウ側の領域にかけて複数個の環状型凸状リブが多重リング状に配置され、該凸状リブの内少なくとも1個の凸状リブの断面2次モーメントが、リブのヒール・トウ方向においてヒール側よりトウ側が大きくなるように変化している。
【0006】
発明者の詳細な実験結果によれば、フェース面の何処で打撃されようとも、フェースには、その図心の周辺で最大値となるフェース面に垂直方向の撓みが発生する。殊に、従来品では、撓みの最大値の領域が狭く、トウからヒール方向に亘る撓み分布を見ると、図心を頂点とする山形の分布形態となっている。
従って、従来品において、前記の図心から外れたフェース面上の位置で打撃が為された場合(本発明では、このような場合をフェースーの芯を外した打撃即ちオフセンター打撃と呼称する)には、前記山形の撓み分布の裾野の方で打撃されることとなり、小さな撓み即ち小さな反発力しか得られず飛距離ロスが大きくなる結果となる。
【0007】
これに対して、本発明のゴルフクラブヘッドでは、上記の如く、フェース背面のヒール側からトウ側の領域に設置された複数個のリブの内少なくとも1個のリブについてその長手方向の随所においてリブの断面2次モーメントが適宜の大きさに変更されるので、リブの適切な配置と相俟ってフェースの曲げ剛性が調節されて打球時のフェースの撓み分布の形を、撓みの最大値の領域がフェースのトウ側からヒール側に亘って広いブロードな分布となる形に設定することが出来て、しかも撓みの最大値の領域をヒール側に幾分か偏らせることも出来ることから、打点が図心から外れた前記のオフセンター打撃が為された場合においても、大きな撓み従って大きな反発力を得ることが可能となって飛距離ロスを小さく抑えることが出来る。
【0008】
また、フェースの背面に複数個のリブを適切に配置することにより、大型で薄肉とされた場合でもフェースの過度な変形が防止されてその耐久性が向上される。しかも、帯状のリブをフェースの必要な個所のみに配置するので重量の無駄な増加がなくヘッド重量の増加を防ぐことが出来る。
【0009】
尚、リブの断面2次モーメントの大きさは、請求項2に記載のように、15mm4〜2×10-3mm4の範囲に、更に好ましくは10mm4〜5×10-3mm4の範囲に設定することが好ましい。断面2次モーメントの大きさが15mm4を超えるとフェースの重量が過大と成ってヘッドの重心設計の自由度が低下する懸念が生じ、また断面2次モーメントが2×10-3mm4未満の大きさとされると、断面2次モーメントを可変とする効果を充分に引き出すことが出来なくなる。
【0010】
尚、本発明において、リブの断面2次モーメントは、リブ断面の図心を通るフェース表面に平行な軸回りのモーメントとしている。
また、本発明において図心とは、一般の材料力学書に定義されているものであって、任意の軸に対する断面1次モーメント(I)を全面積(A)で除した値を前記軸から図心までの距離(e)として次式を用いて求められる。
e=I/A、但しI=∫ydA、yは前記軸から微小面積dAまでの距離。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明において、フェース背面に設置されるリブの断面形状は、矩形状、半円形状、三角形状等各種の形状とすることが出来る。
また、フェース背面でのリブの配置は、フェースの図心を中心とした環状型とするのが望ましい。尚、大小複数個の環状リブを多重リング状に配置する際には、完全な同心円状に配置する必要はなく、個々のリブの中心がずれた配置とすることが出来る。また、リブは、その長手方向に連続したとものとするのが製造上の容易さからして望ましい。
更に、リブの材質は、フェースと同質とするのが望ましいが、フェースと異なる材質を採用することが出来る。
尚、本発明が対象とするクラブヘッドは、中長距離の飛距離が求められるクラブのヘッドであって、一般的にロフト角度が5〜30°の範囲に設定されるものとしている。
経験的に、5°未満では、フェース面が立った姿勢となって極めて打ち難くなり、30°を越えると飛距離が著しく低下する事が判っている。
【0012】
「実施例」
以下に、本発明に係る実施例を図1乃至3に基づいて説明する。
図1は、材質をチタニウム合金として中空構造とされたヘッドの体積を280cc(0.28リットル)、フェース面積を32.6cm2、フェースの平均厚さを2.5mmとし、更にロフト角度を11°としたドライバークラブヘッドのフェースの背面図である。
【0013】
図1で、フェース1の背面2には、フェース1と同材質即ちチタニウム合金製の大中小3個の凸状の環状リブ3がフェース1の図心(C)を中心として同心円状に配置されている。図1及び図2のA−A断面図に示されるように、小型の環状リブ3aは、全周に亘って同一のリブ幅3mmとされ、また、同一のリブ高さ1mmとされている。従って、該リブ3aの前記断面図における断面2次モーメントは、2.25mm4とされている。
【0014】
また、中型の環状リブ3bにおいては、そのヒール4側で、リブ幅及びリブ高さがそれぞれ1.5mm及び1mmに設定されて、前記断面図における断面2次モーメントが0.2813mm4とされている。これに対して、そのトウ5側では、リブ幅が前記ヒール4側の略3.3倍となる5mmに拡大され、リブ高さも若干大きな値1.4mmに設定されることで、前記断面2次モーメントがヒール4側の略52倍の14.58mm4と大きくされている。
【0015】
更に、最も外側に配置された大型の環状リブ3cにおいては、前記断面2次モーメントがリブの長手方向に亘って3段階に変化されている。
即ち、環状リブ3cのヒール4側では、リブ幅が0.4mm、リブ高さが1mmに設定されて、前記断面2次モーメントが0.0053mm4とされており、また環状リブ3cのクラウン6側及びリーディングエッジ7側においては、リブ幅が1mm、リブ高さが1mmに設定されて、前記断面2次モーメントが0.083mm4と前記ヒール4側に比べて略15倍の値に設定されている。更に、環状リブ3cのトウ5側では、リブ幅2mm、リブ高さ1mmとされて、前記断面2次モーメントが0.667mm4と前記ヒール4側の略125倍となる環状リブ3cの長手方向で最も大きな値に設定されている。
【0016】
本実施例のゴルフクラブヘッドにおいては、フェース1の背面2に前記のように3個の環状リブ3a、3b、3cが構成配置された結果、フェース1のトウ5側になる程リブ全体の断面2次モーメントが大きくなることから、フェース面でボールを打撃した際のフェースの撓み(打球面となるフェース面に垂直方向の撓み)が、トウ5側で減少しヒール4側で増加する傾向となることから、フェースの撓み分布の形が従来の山形から台形状に変化する。即ち、撓みの最大値となる領域がトウ側からヒール側に拡大される(図3に示した実施例のクラブヘッドでのフェースの撓み分布参照)。
【0017】
この結果、一般的な技量のアベレージゴルファーで頻発するフェースの芯を外した打撃即ちオフセンター打撃が為された場合でも、大きなフェースの撓みが発生して大きな反発力が得られ、このような場合の飛距離ロスを最小限に抑制する事が出来る。
【0018】
また、フェースの撓みの最大値が、従来品のようにフェースの図心付近に集中しないので打撃によるエネルギーがフェースの広い範囲で分担されてフェースの耐久性が向上する。従ってまた、フェースを薄くした際に過剰な数量のリブを設置する必要がなくなり、ヘッド重量の増加を抑制する事が出来る。
【0019】
本発明の効果をより明らかにするために、図4の背面図に、フェース10の背面20に2個の環状リブ30a、30bが同心円的に配置された従来品を比較例として掲示した。この比較例では、全ての環状リブ(30a、30b)に関して、それぞれの長手方向全周に亘ってリブの断面形状が同一とされている。即ち、同一のリブ幅及びリブ高さとされている。
この結果、フェースの撓み分布が、図5に示すように、撓みの最大となる領域が狭い山形となり、前記のオフセンター打撃が行われた際には、フェースの撓みが小さく従って反発力が小さくなって飛距離のロスが大きくなる。
【0021】
【発明の効果】
本発明に係わるゴルフクラブヘッドでは、フェース背面のヒール側からトウ側の領域に複数個の凸状のリブが設置され、しかもリブの長手方向でリブの断面2次モーメントの値が変化されるので、打撃時に発生したフェースの撓み分布が台形状となって、フェースの撓みの最大値が存在する領域をトウ側からヒール側に亘って拡大する事が出来ることから、オフセンター打撃が行われた際に、大きなフェースの撓み従って又大きな反発力を得ることが可能となって従来品で問題とされている飛距離のロスを著しく抑制する事が出来る。従って、所謂スイートエリア(例えば、フェースの芯で打撃した際の飛距離を100%として、芯を外した際の飛距離が95%以上となるフェース面の領域)を拡大することが出来る。
【0022】
しかも、フェースの撓みが図心の近辺に集中する事がないので、打撃エネルギーをフェース面の広い範囲で分担出来ることから、フェースの耐久性が向上すると共に、効率の良いリブ補強となるためにリブを過剰に配置する事が避けられてヘッド重量の増加を防止する事が出来る。
【0023】
更に、リブの長手方向で断面2次モーメントを変化させることにより、打撃時にリブを伝わって伝番される音波の波形や周期が乱されて打撃音を改質する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のフェースの背面図である。
【図2】実施例のフェースの断面図である。
【図3】実施例のフェースの撓み分布を示す図である。
【図4】比較例のフェースの背面図である。
【図5】比較例のフェースの撓み分布を示す図である。
【符号の説明】
1 フェース
2 背面
3 環状リブ
4 ヒール
5 トウ
6 クラウン
7 リーディングエッジ
10 フェース
20 背面
30a 環状リブ
30b 環状リブ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to the structure of the back face of a golf club for medium and long distances having a relatively small loft angle.
[0002]
[Prior art]
Golf club heads use metal materials with low specific gravity and high strength, and the size of the heads is increasing year by year. Therefore, the area of the face is increased, and the thickness is reduced in order to reduce the total weight of the head.
On the other hand, recently, with the aim of further increasing the flight distance, it has become important to use the repulsive force by increasing the deflection of the face at the time of hitting.
As a result, there is a concern that the strength of the face may be reduced, and as a means to compensate for this, it has been proposed to install a plurality of reinforcing ribs on the central portion of the back surface of the face or the entire back surface.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional rib reinforcement proposal has succeeded in increasing the strength of the face with a large area while suppressing the increase in weight as much as possible, and by increasing the size of the head and making the face thinner. Although it has become possible to obtain an increase in flight distance, on the other hand, when the ball hits off the core of the face, that is, when it is hit off-center, there is a problem that a great flight distance loss still occurs. It is left. In particular, when looking at the distribution of the deflection of the face at the time of hitting, when it is hit off-center, the deflection of the face, and hence the repulsive force of the face, becomes abruptly reduced and the flight distance is remarkably reduced.
[0004]
Furthermore, in the conventional golf club, since an excessive number of ribs are arranged, the weight of the face increases, so-called head center of gravity design (the head center of gravity is appropriately distributed by appropriately distributing the weight of each part of the head). There is a problem that the degree of freedom of design for changing the position is reduced.
Therefore, in view of the situation like this, it is an object of the present invention is to reinforce the thin face without increasing the head weight, effectively preventing the distance loss when being off-center hitting It is to provide a golf club head.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a golf club head according to the present invention is a golf club head having a hollow structure with a loft angle of 5 to 30 °, and is located in a region from the heel side to the toe side of the back face of the head. A plurality of annular convex ribs are arranged in a multiple ring shape, and at least one of the convex ribs has a cross-sectional secondary moment between the heel side and the toe side in the heel / toe direction of the rib. It has changed to become larger .
[0006]
According to the detailed experimental results of the inventors, no matter where the face surface is hit, the face is deflected in the vertical direction on the face surface, which is the maximum value around the centroid. In particular, in the conventional product, the region of the maximum value of bending is narrow, and when the bending distribution from the toe to the heel direction is seen, it has a mountain-shaped distribution form with the centroid at the apex.
Therefore, in the conventional product, when a hit is made at a position on the face surface deviating from the centroid (in the present invention, such a case is called a hit with the face core removed, that is, an off-center hit). Will be struck in the direction of the base of the above-mentioned mountain-shaped deflection distribution, resulting in only a small deflection, that is, a small repulsive force, resulting in a large flight distance loss.
[0007]
On the other hand, in the golf club head of the present invention, as described above, at least one rib among the plurality of ribs installed in the region from the heel side to the toe side on the back of the face has ribs at various points in the longitudinal direction. Since the moment of inertia of the cross section is changed to an appropriate size, the bending rigidity of the face is adjusted in combination with the appropriate arrangement of the ribs, so that the shape of the deflection distribution of the face at the time of hitting the ball is maximized. region is able to set the shape of a wide broad distribution over the heel side from the toe side of the face, yet the area of maximum deflection from also can be somewhat biased to heat Lumpur side Even when the off-center hit is performed with the hit point off the centroid, it is possible to obtain a large deflection and thus a large repulsive force, and to reduce the flight distance loss.
[0008]
Further, by appropriately arranging a plurality of ribs on the back surface of the face, even when the face is large and thin, excessive deformation of the face is prevented and its durability is improved. In addition, since the belt-like ribs are arranged only at the necessary portions of the face, there is no wasteful increase in weight and an increase in head weight can be prevented.
[0009]
The size of the ribs of the second moment, as claimed in
[0010]
In the present invention, the secondary moment of inertia of the rib cross section is a moment about an axis parallel to the face surface passing through the centroid of the rib cross section.
Further, in the present invention, the centroid is defined in a general material mechanics book, and a value obtained by dividing the cross-sectional primary moment (I) with respect to an arbitrary axis by the total area (A) is determined from the axis. The distance to the centroid (e) is obtained using the following equation.
e = I / A, where I = ∫ydA, y is the distance from the axis to the minute area dA.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the cross-sectional shape of the rib installed on the back face of the face can be various shapes such as a rectangular shape, a semicircular shape, and a triangular shape.
In addition, it is desirable that the ribs on the back surface of the face be an annular shape centered on the centroid of the face. In addition, when arranging a plurality of large and small annular ribs in a multiple ring shape, it is not necessary to arrange them completely concentrically, and the center of each rib can be shifted. In addition, it is desirable for the ribs to be continuous in the longitudinal direction from the viewpoint of manufacturing ease.
Further, the material of the rib is preferably the same as that of the face, but a material different from that of the face can be used.
The club head to which the present invention is directed is a club head that requires a medium-long flight distance, and is generally set to have a loft angle of 5 to 30 °.
From experience, it is known that when the angle is less than 5 °, the face surface is standing and it is very difficult to hit, and when it exceeds 30 °, the flight distance is remarkably reduced.
[0012]
"Example"
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
In FIG. 1, the volume of a head made of a titanium alloy and having a hollow structure is 280 cc (0.28 liter), the face area is 32.6 cm 2 , the average thickness of the face is 2.5 mm, and the loft angle is 11 FIG. 6 is a rear view of the face of the driver club head taken as °.
[0013]
In FIG. 1, three large, medium, and small convex
[0014]
Further, in the medium-sized
[0015]
Further, in the large
That is, on the heel 4 side of the
[0016]
In the golf club head of the present embodiment, the cross-section of the entire rib is increased toward the
[0017]
As a result, even when an average golfer with a common skill frequently hits off the core of the face, that is, off-center hitting, large face deflection occurs and a large repulsive force is obtained. The flight distance loss can be minimized.
[0018]
Further, since the maximum value of the deflection of the face is not concentrated near the centroid of the face as in the conventional product, the energy of the impact is shared over a wide range of the face, and the durability of the face is improved. Therefore, it is not necessary to install an excessive number of ribs when the face is thinned, and an increase in head weight can be suppressed.
[0019]
In order to clarify the effect of the present invention, a conventional product in which two
As a result, as shown in FIG. 5, the distribution of the deflection of the face is a mountain shape where the region where the deflection is maximum is narrow, and when the off-center hit is performed, the deflection of the face is small and therefore the repulsive force is small. This increases the loss of flight distance.
[0021]
【The invention's effect】
In the golf club head according to the present invention, a plurality of convex ribs are installed in the region from the heel side to the toe side of the back face of the face, and the value of the secondary moment of the rib cross section is changed in the longitudinal direction of the rib. The distribution of the deflection of the face that occurred at the time of the hitting became trapezoidal, and the area where the maximum value of the deflection of the face can be expanded from the toe side to the heel side, so the off-center hit was performed At this time, it is possible to obtain a large deflection of the face and thus a large repulsive force, and it is possible to remarkably suppress a flight distance loss, which is a problem in the conventional product. Therefore, the so-called sweet area (for example, the area of the face surface where the flying distance when the core is hit is 100% and the flying distance when the core is removed is 95% or more) can be enlarged.
[0022]
Moreover, since the deflection of the face does not concentrate in the vicinity of the centroid, the impact energy can be shared over a wide range of the face surface, so that the durability of the face is improved and the rib reinforcement is efficient. Excessive arrangement of ribs can be avoided and an increase in head weight can be prevented.
[0023]
Further, by changing the secondary moment of the section in the longitudinal direction of the rib, the waveform and period of the sound wave transmitted through the rib at the time of striking is disturbed, and the striking sound can be modified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a rear view of a face according to an embodiment.
FIG. 2 is a sectional view of a face according to an embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a deflection distribution of a face according to an embodiment.
FIG. 4 is a rear view of a face of a comparative example.
FIG. 5 is a diagram showing a deflection distribution of a face of a comparative example.
[Explanation of symbols]
1 face 2 back 3 annular rib 4
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