JP4745806B2 - ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Description

本発明はゴルフクラブヘッドに関し、特に、粘弾性体の装着によるゴルフクラブヘッドの制振技術に関する。

インパクト時の打感の向上や打音の調整のため、粘弾性体を取り付けたゴルフクラブヘッドが提案されている。粘弾性体を取り付けることでインパクト時の振動が粘弾性体により吸収され、打感が向上されると共にプレイヤーに耳障りとなる打音を低減することができる。特許文献１には比重と弾性が異なる複数種類の弾性錘を装着したゴルフクラブヘッドが開示されている。また、特許文献２には硬度が異なる複数種類の弾性体を装着したゴルフクラブヘッドが開示されている。

実用新案登録第３１１２０３８号公報 特開２００４−３１３７７７号公報

ここで、本発明の発明者がゴルフクラブヘッド単体での共振周波数について検証したところ、概ね４０００Ｈｚ〜１００００Ｈｚの範囲の複数の周波数において共振周波数が確認された。従って、ゴルフクラブヘッドの振動をより効果的に低減するためには、広範な周波数の範囲について振動を低減できる粘弾性体をゴルフクラブヘッドに装着することが望ましい。しかし、一般に粘弾性材料が振動低減に効果的な周波数の範囲にはその材料に応じて限界がある。また、本発明の発明者がゴルフクラブ全体での共振周波数について検証したところ、概ね２０００Ｈｚ以下の範囲の複数の周波数において共振周波数が確認された。従って、ゴルフクラブ全体としてその振動を低減しようとする場合には更に広範な周波数の範囲について振動を低減する必要がある。

従って、本発明の目的は、粘弾性体の装着によりゴルフクラブヘッドの振動を低減するにあたり、より広範囲な周波数の振動を低減することにある。

本発明によれば、中空のゴルフクラブヘッドにおいて、第１の粘弾性材料からなる第１粘弾性体と、前記第１の粘弾性材料とは損失係数の温度依存性が異なる第２の粘弾性材料からなる第２粘弾性体と、が装着され、前記ゴルフクラブヘッドの周壁のうち、ソール部に前記第１粘弾性体を固定する第１固定部を設け、前記ゴルフクラブヘッドの周壁のうち、バック側のサイド部に前記第２粘弾性体を固定する第２固定部を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。

粘弾性材料の損失係数（ｔａｎδ）の温度依存性は、各温度に対するその粘弾性材料の振動減衰効果の程度を示すものであるが、各周波数に対するその粘弾性材料の振動減衰効果の程度に関係する。つまり、相対的に、低温度において損失係数が高い粘弾性材料は高周波数帯に対する振動減衰効果が高い一方、高温度において損失係数が高い粘弾性材料は低周波数帯に対する振動減衰効果が高い。

従って、損失係数の温度依存性が異なる複数種類の粘弾性材料を併用することで、より広範囲な周波数の振動を低減することができる。

以上述べた通り、本発明によれば、粘弾性体の装着によりゴルフクラブヘッドの振動を低減するにあたり、より広範囲な周波数の振動を低減することができる。また、低重心化、深重心化を図れる。

図１は本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッドＡの構造を示す断面図及び要部拡大図である。ゴルフクラブヘッドＡは中空体をなしており、その周壁が、ゴルフボールの打面を形成するフェース部１０、ゴルフクラブヘッドＡの上面をなすクラウン部２０、ゴルフクラブヘッドＡのトウ側、ヒール側及びバック側の側面をなすサイド部３０（バック側のみ図示）、ゴルフクラブヘッドＡの底面をなすソール部４０、を構成している。ゴルフクラブヘッドＡはまたシャフトが取り付けられるホゼル部５が設けられている。ゴルフクラブヘッドＡは例えばチタン系金属材料から構成することが望ましい。

ゴルフクラブヘッドＡはドライバ用のゴルフクラブヘッドであるが、本発明はドライバ以外のフェアウエイウッド等も含むウッド型のゴルフクラブヘッド、ユーティリティ型のゴルフクラブヘッド、その他の中空のゴルフクラブヘッドに適用可能である。

ソール部４０にはゴルフクラブヘッドＡの内部に突出した凹部４１が一体的に形成されており、凹部４１内に粘弾性体６０ａ、６０ｂが配設されている。凹部４１は粘弾性体６０ａ、６０ｂが重ねて固定される固定部を構成する。本実施形態において凹部４１はその側壁の輪郭が円形をなしているが、凹部４１の形状はこれに限らず、その側壁の輪郭は楕円形でも角形であってもよい。凹部４１の底面４１ａにはネジ穴４１ｂが形成されている。ネジ穴４１ｂは底面４１ａの略中心に位置している。

ネジ穴４１ｂには固定部材５０が螺合しており、固定部材５０と介挿部材７０とにより粘弾性体６０ａ、６０ｂが固定されている。図２は粘弾性体の固定構造の分解斜視図であり、粘弾性体６０ａ、６０ｂと、介挿部材７０と、固定部材５０の斜視図である。図２において介挿部材７０は一部破断図である。

固定部材５０は、一端にネジ穴４１ｂと螺合するネジが形成された軸体５２と、軸体５２の他端に一体に接続された頭部５１と、を有する。粘弾性体６０ａ、６０ｂはいずれも円形の平板状をなし、その中心部分には軸体５２が通過する開口部６０ａ'、６０ｂ'が設けられている。開口部６０ａ'、６０ｂ'は円形の貫通穴であるがこれに限られず、例えば、図３（Ｂ）に例示する粘弾性体６０ｃのように、切り欠き６０ｃ'としてもよい。また、粘弾性体６０ａ、６０ｂ、６０ｃは円形をなしているが、その形状は楕円形、角形であってもよい。

粘弾性体６０ａと粘弾性体６０ｂとは損失係数（ｔａｎδ）の温度依存性が異なる粘弾性材料から構成される。粘弾性材料の損失係数の温度依存性は、各温度に対するその粘弾性材料の振動減衰効果の程度を示すものであるが、各周波数に対するその粘弾性材料の振動減衰効果の程度に関係する。つまり、相対的に、低温度において損失係数が高い粘弾性材料は高周波数帯に対する振動減衰効果が高い一方、高温度において損失係数が高い粘弾性材料は低周波数帯に対する振動減衰効果が高い。本実施形態では、互いに損失係数の温度依存性が異なる粘弾性材料からなる粘弾性体６０ａ及び６０ｂを併用することで、より広範囲な周波数の振動を低減することができる。

粘弾性体６０ａ及び６０ｂを構成する粘弾性材料としては、例えば、ＩＩＲ（臭化ブチル組成物）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、天然ゴム、シリコンゴム、スチレン系ゴム等が挙げられる。粘弾性体６０ａ及び６０ｂは、上記粘弾性材料に例えば金属粉末等を混入して形成し、その比重を調整することもできる。

ここで、粘弾性体６０ａ及び６０ｂは、互いに損失係数のピーク値温度が異なる粘弾性材料から構成されることが望ましい。一般に粘弾性材料の損失係数はピーク値温度を境にして各温度に対する損失係数が徐々に下がる。従って、損失係数のピーク値温度が異なる粘弾性材料を併用することにより、より広範囲な周波数の振動を低減できる。

また、粘弾性体６０ａ及び６０ｂは、損失係数のピーク値がいずれも０．３以上の粘弾性材料から構成されることが望ましい。損失係数が０．３以上であると、より高い振動減衰効果が得られる。

また、粘弾性体６０ａを構成する粘弾性材料と粘弾性体６０ｂを構成する粘弾性材料とは、その損失係数のピーク値温度が、一方が摂氏−３０度未満で、他方が摂氏−３０度以上であることが望ましい。損失係数のピーク値温度が摂氏−３０度未満の粘弾性材料は相対的に高周波数帯に対する振動減衰効果が高く、摂氏−３０度以上の粘弾性材料は相対的に低周波数体に対する振動減衰効果が高い。従って、より広範囲な周波数の振動を低減できる。

介挿部材７０は粘弾性体６０ａ、６０ｂと固定部材５０の頭部５１との間に介挿される部材であり、粘弾性体６０ａ、６０ｂを略均一に凹部４１の底面４１ａに押圧するための部材である。介挿部材７０は粘弾性体６０ａ、６０ｂの外形と同形状の平坦面７０ａを有し、また、その中心には軸体５１が通過する開口部７０ｂが設けられている。開口部７０ｂは円形の貫通穴であるがこれに限られず、粘弾性体の場合（図３（Ｂ））と同様に、切り欠きとしてもよい。介挿部材７０の中心部分は周縁側の部分よりも薄肉とされており、凹部４１へ固定部材５０を取り付けた際に、固定部材５０の頭部５１の一部が埋没するような外観となるようにされている。

係る構成からなるゴルフクラブヘッドＡでは固定部材５０の軸体５２を介挿部材７０、粘弾性体６０ａ、６０ｂの各開口部７０ｂ、６０ａ'、６０ｂ'に挿入し、軸体５２の先端のネジをネジ穴４１ｂに螺合する。これにより、頭部５１と底面４１ａとの間に粘弾性体６０ａ、６０ｂが挟持されて固定される。

しかして、本実施形態のゴルフクラブヘッドＡでは互いに損失係数の温度依存性が異なる粘弾性材料からなる粘弾性体６０ａ及び６０ｂを併用することで、より広範囲な周波数の振動を低減することができる。

また、粘弾性体６０ａ、６０ｂを固定部材５０の軸体５２が通過する構造とすることで、前記凹部の深さをより浅くでき、粘弾性体６０ａ、６０ｂを周壁（ソール部４０）に、より近い位置にて固定することができる。従って、粘弾性体６０ａ、６０ｂによる制振効果を向上することができる。

また、本実施形態では介挿部材７０を頭部５１と粘弾性体６０ａ、６０ｂとの間に介挿したことで、頭部５１の大きさによらず、粘弾性体６０ａ、６０ｂを略均一に底面４１ａに押圧することができ、粘弾性体６０ｂと底面４１ａとの密着性が確保できる。これは制振効果を更に向上させる。また、介挿部材７０を設けたことで粘弾性体６０ａ、６０ｂが外部へ露出せず、保護されるため、粘弾性体６０ａ、６０ｂが損傷することを防止することができる。

なお、固定部材５０、介挿部材７０はゴルフクラブヘッドＡの重心位置を調整するための部材としても活用できる。例えば、固定部材５０、介挿部材７０をゴルフクラブヘッドＡの周壁とは比重の異なる材料から構成することができる。例えば、ゴルフクラブヘッドＡの周壁をチタン合金（比重：約４．５）とした場合、固定部材５０、介挿部材７０をステンレス（比重：約７．８）やタングステン合金（比重：約１３．０）とした場合、これらは錘としても機能し、ゴルフクラブヘッドＡの重心位置が固定部材５０、介挿部材７０の部位に近づくことになる。逆に、固定部材５０、介挿部材７０をアルミ合金（比重：約２．７）とすれば、ゴルフクラブヘッドＡの重心位置が固定部材５０、介挿部材７０の部位から遠ざかることになる。

なお、本実施形態では２つの粘弾性体６０ａ、６０ｂをゴルフクラブヘッドＡに装着したが、３つ以上の粘弾性体を装着してもよい。この場合、各粘弾性体を構成する各々の粘弾性材料は相互に損失係数の温度依存性が異なるものであることが望ましい。

また、本実施形態では２つの粘弾性体６０ａ、６０ｂを重ねて凹部４１内に固定するようにしているが、異なる部位に粘弾性体６０ａと６０ｂとを固定するようにしてもよい。粘弾性体の固定部位については、ソール部４０の他、サイド部３０、クラウン部２０が挙げられるが、本実施形態のようにソール部４０に固定することで、ゴルフクラブヘッド４０の低重心化が図れる。従って、複数の粘弾性体の少なくともいずれか一つをソール部に固定することが望ましい。また、バック側のサイド部３０に粘弾性体を固定するとゴルフクラブヘッドＡの深重心化が図れる。

図３（Ａ）は複数の粘弾性体を複数箇所に固定したゴルフクラブヘッドＢの構造を示す断面図である。同図においてゴルフクラブヘッドＡと同じ構成については同じ符号を付し、説明を割愛する。ゴルフクラブヘッドＢではソール部４０に粘弾性体６１ａが、バック側のサイド部３０に粘弾性体６１ｂがそれぞれ固定されている。ゴルフクラブヘッドＡの場合と同様に、粘弾性体６１ａと粘弾性体６１ｂとは損失係数の温度依存性が異なる粘弾性材料から構成される。

粘弾性体６１ａの固定構造は上述したゴルフクラブヘッドＡの場合と同様である。粘弾性体６１ｂの固定構造も同様である。以下、簡単に説明する。バック側のサイド部３０にはゴルフクラブヘッドＢの内部に突出した凹部３１が一体的に形成されており、凹部３１内に粘弾性体６１ｂが配設されている。凹部３１は凹部４１とは別個の固定部を構成する。凹部３１の底面３１ａにはネジ穴３１ｂが形成されている。ネジ穴３１ｂには固定部材５０と同様の固定部材５０'が螺合しており、固定部材５０'と介挿部材７０と同様の介挿部材７０'とにより粘弾性体６１ｂが固定されている。固定部材５０'は、一端にネジ穴３１ｂと螺合するネジが形成された軸体５２'と、軸体５２'の他端に一体に接続された頭部５１'と、を有する。

しかして、固定部材５０'の軸体５２'を介挿部材７０'、粘弾性体６１ｂの各開口部７０ｂ'、６１ｂ'に挿入し、軸体５２'の先端のネジをネジ穴３１ｂに螺合する。これにより、頭部５１'と底面３１ａとの間に粘弾性体６１ｂが挟持されて固定される。

係る構成からなるゴルフクラブヘッドＢでは、ソール部４０、サイド部３０にそれぞれ生じる振動に対して個別の制振効果を高めることができる。バック側のサイド部３０に粘弾性体６１ｂ並びにその固定構造を配したことでゴルフクラブヘッドＢのバック側が重くなり深重心化が図れる。また、ソール部４０に粘弾性体６１ａ及びその固定構造を配したことでゴルフクラブヘッドＢのソール部４０側が重くなり低重心化が図れる。従って、ゴルフクラブヘッドＢによれば制振効果に加えて、低重心化、深重心化を図ることができる。２組の固定構造の各固定部材５０、５０'、介挿部材７０、７０'の材料は同じものとしても、異なるものとしてもよい。異なるものとすることで、上述した重心位置の調整を図ることもできる。

図１に示したゴルフクラブヘッドＡについて比較試験を行なった。本発明の実施例と比較例とにおいて使用した粘弾性体６０ａ及び６０ｂの粘弾性材料は以下の通りである。
・実施例：
臭化ブチル組成物（粘弾性体６０ａ及び６０ｂで損失係数の温度依存性が異なる。）
・比較例１：
スチレン系熱可塑性エラストマ（粘弾性体６０ａ及び６０ｂで損失係数の温度依存性は同じ。）
・比較例２：
粘弾性体６０ａ及び６０ｂを装填しない。

図４（Ａ）は実験に用いた各粘弾性材料の損失係数の温度依存性を示す図であり、１Ｈｚの振動に対する温度依存性を示す図である。同図において、線ａは実施例の粘弾性体６０ａに用いた粘弾性材料（臭化ブチル組成物）の損失係数の温度依存性、線ｂは実施例の粘弾性体６０ｂに用いた粘弾性材料（臭化ブチル組成物）の損失係数の温度依存性、線ｃは比較例１の粘弾性体６０ａ及び６０ｂに用いた粘弾性材料（スチレン系熱可塑性エラストマ）の損失係数の温度依存性を示す。

なお、実施例の粘弾性体６０ａ及び６０ｂに用いた各粘弾性材料は、その損失係数のピーク値温度が異なっている。また、その損失係数のピーク値はいずれも０．３以上である。また、粘弾性体６０ａの粘弾性材料の損失係数のピーク値温度は摂氏−３０度未満である。粘弾性体６０ｂの粘弾性材料の損失係数のピーク値温度は摂氏−３０度以上である。

図４（Ｂ）は実施例及び比較例１及び２の各ゴルフクラブヘッドに対する振動計測実験の結果を示す図であり、モーダル解析により減衰比を算出したものである。図中のプロットは各ゴルフクラブヘッドの共振周波数における減衰比を示しており、四角のプロットは実施例、丸のプロットは比較例１、三角のプロットは比較例２を示す。実施例では広範囲の周波数において高い減衰比が得られていることが分かる。

本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッドＡの構造を示す断面図及び要部拡大図である。 粘弾性体の固定構造の分解斜視図である。 （Ａ）は本発明の他の実施形態に係るゴルフクラブヘッドＢの構造を示す断面図、（Ｂ）は粘弾性体の形態例を示す図である。 （Ａ）は比較実験に用いた各粘弾性材料の損失係数の温度依存性を示す図、（Ｂ）は実施例及び比較例１及び２の各ゴルフクラブヘッドに対する振動計測実験の結果を示す図である。

符号の説明

Ａ、Ｂ ゴルフクラブヘッド
３１、４１ 凹部
３１ｂ、４１ｂ ネジ穴
５０、５０' 固定部材
６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６１ａ、６１ｂ 粘弾性体
７０、７０' 介挿部材

Claims (3)

1. 中空のゴルフクラブヘッドにおいて、
   第１の粘弾性材料からなる第１粘弾性体と、前記第１の粘弾性材料とは損失係数の温度依存性が異なる第２の粘弾性材料からなる第２粘弾性体と、が装着され、
   前記ゴルフクラブヘッドの周壁のうち、ソール部に前記第１粘弾性体を固定する第１固定部を設け、
   前記ゴルフクラブヘッドの周壁のうち、バック側のサイド部に前記第２粘弾性体を固定する第２固定部を設けたことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 前記ゴルフクラブヘッドは、ウッド型又はユーティリティ型のゴルフクラブヘッドであ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. 前記第１及び第２固定部が、それぞれ、前記周壁に形成した凹部であり、
   前記ゴルフクラブヘッドは、
   一端にネジが形成された軸体と、前記軸体の他端に接続された頭部と、を有し、前記凹部毎の固定部材と、
   前記凹部の底面に形成され、前記ネジが螺合するネジ穴と、を備え、
   前記第１及び第２粘弾性体は、それぞれ、前記軸体が通過する開口部を有し、
   前記頭部と前記粘弾性体との間に介挿される、前記凹部毎の介挿部材を更に備え、
   前記凹部毎の前記介挿部材が、互いに異なる材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。

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