JP4993471B2 - ゴルフクラブ - Google Patents

Description

本発明は、ゴルフクラブに関し、詳細には、ヘッドを構成するフェース部の打球面における反発係数を変化させたことを特徴とするゴルフクラブに関する。

従来、中空構造のヘッドを装着したゴルフクラブでは、その飛距離を向上すべく、様々な工夫が施されている。ゴルフクラブにおいて、ボール打撃時に一番、ボール初速が速いとされるスイートスポットで打撃することは、ゴルフという競技に熟練したゴルファーほどその確率は高くなるが、経験の浅いアマチュア程、その確率は低くなる。このため、スイートスポットを外して打った（オフセンターヒット）とき、できるだけボール初速を落とさないように、フェース部の肉厚を周囲ほど薄くするような工夫がなされている。すなわち、ヘッドを構成するフェース部の肉厚は、ボールを打撃した際の撓みに関連するものであり、肉厚を薄くすることで撓み量を増加させ、これにより、打球時のボールのエネルギーロスを低下して飛距離の低下を抑制することができる。

例えば、特許文献１には、フェース部の肉厚に着目して、飛距離の低下を抑制するゴルフクラブヘッドが開示されている。この公報に開示された中空構造のゴルフクラブヘッドは、フェース部の肉厚分布を、トウ側上部からヒール側下部の領域にかけて、楕円状に変化させており、これにより、フェース部におけるボールの打点位置がスイートスポットから外れてトウ側上部、又はヒール側下部にずれたとしても、中央部で打撃したときの撓みに近付けて、飛距離の低下を抑制させるようにしている。
特開２００３−１５４０４０号

上記した特許文献１に開示されているゴルフクラブヘッドは、単にフェース部の肉厚分布に特徴を持たせるに留まり、ヘッド本体の慣性モーメントについては、全く考慮されていないため、飛距離の低下を抑制する上において、更に改良すべき余地がある。

特に、アマチュアゴルファーには、様々な癖があり、人によっては、打球ポイントが一致しないという問題がある。例えば、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、人間のスイングによる打点のバラツキは、腕とシャフトの角度がずれることで発生し易い。具体的には、ボールをインパクトする際、常時、図１（ｂ）の状態（スイートスポット領域でインパクトできる状態）になっているのが理想的であるが、アドレス時の腕とシャフトの成す角度に対してインパクト時に角度が増す場合、つまり手首が下に折れ曲がった状態になったとき、打点はトウ側の上方になり易い（図１（ａ）参照）。これは、ヘッドの位置が身体に近くなって地面に近い位置を通過するためである。逆に、インパクト時に腕とシャフトの成す角度が減少する場合、つまり手首が上に折れ曲がった状態になったときは、打点はヒール側の下方になり易い（図１（ｃ）参照）。これはヘッドの位置が身体から離れて地面から離れる位置を通過するためである。

結果として、腕とシャフトの角度がずれやすい癖のあるゴルファーにとっては、図２（ａ）の打球跡で示すように、トウの上方からヒールの下方に向かうライン上に打点が広がる傾向となる。なお、上記のようなケース以外にも、ゴルファーの癖によっては、様々な方向に打点がばらつくことが考えられる。例えば、図２（ｂ）では、フェース部の中央領域において、クラウン・ソール方向に沿ってばらつく例を、図２（ｃ）は、フェース部の中央領域の少し上方において、トウ・ヒール方向、及びクラウン・ソール方向に若干広がってばらつく例を、それぞれ示している。

上記した特許文献１に開示された技術では、単に、フェース部材の肉厚分布に特徴を持たせるだけであり、ゴルファーの様々な特徴やヘッドの慣性モーメントについて充分に考慮されていないため、飛距離の低下を抑制するには限界が生じてしまう。すなわち、フェース部における撓み量分布と、ゴルファーの打点分布を対応させただけでは、飛距離低下を充分に抑制することはできない。

本発明は、上記した問題に基づいてなされたものであり、慣性モーメントとフェース部の特性を考慮して、打球時にスイートスポットを外してもボール飛距離の低下を抑制することを可能にしたゴルフクラブを提供することを目的とする。

上記した目的を達成するために、本発明は、シャフトと、前記シャフトの一端に基準水平面に対して規定のライ角及びロフト角に設定されて固着され、ボールを打球する打球面を備えたフェース部を具備するヘッドと、を有するゴルフクラブにおいて、前記フェース部の打球面は、スイートスポットよりも周囲側の反発係数が連続的、又は段階的に減少するように形成されており、前記フェース部の打球面における反発係数の単位長さ当たりの変化率が最小となる方向を、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントの主軸Ｘに略一致させたことを特徴とする。

上記した構成のゴルフクラブによれば、ゴルフクラブヘッドのフェース部の打球面が、スイートスポットよりも周囲側の反発係数が連続的、又は段階的に減少するように形成されており、スイートスポットを外して打球すると、反発係数が低い部分で打球がなされるため、ボールに対する速度が低下する。

ところが、反発係数の単位長さ当たりの変化率が最小となる方向を、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントの主軸Ｘに略一致させることで、飛距離の低下を可能な限り抑制することが可能となる。すなわち、ヘッドの最大慣性モーメントの主軸となる方向は、その方向上で打球がされると、最もヘッドがぶれ易く、飛距離の低下が著しくなる方向となっており、その方向上において、反発係数の単位長さ当たりの変化率が最小となるようにフェース部を形成することで、スイートスポットを外して打球した際の飛距離低下を、できるだけ抑制することが可能になる。

また、上記した目的を達成するために、本発明は、シャフトと、前記シャフトの一端に基準水平面に対して規定のライ角及びロフト角に設定されて固着され、ボールを打球する打球面を備えたフェース部を具備するヘッドと、を有するゴルフクラブにおいて、前記フェース部の打球面は、スイートスポットよりも周囲側の反発係数が連続的、又は段階的に増加するように形成されており、前記フェース部の打球面における反発係数の単位長さ当たりの増加率が最大となる方向を、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントの主軸Ｘに略一致させたことを特徴とする。

フェース部の特性として、例えば、その表面の材質を変えたり、熱処理したり、フェースの材料や肉厚を変化させたり、更には、スイートスポットの反発係数を低くする（例えば、ソール側からスイートスポットの反発係数を低くするためのアームを取り付ける等）など、或いは、これらを組み合わせることで、スイートスポットで打球するよりも周囲側の反発係数が高くなるように形成することが可能である。このような構成においても上記した構成と同様、反発係数の単位長さ当たりの増加率が最大となる方向を、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントの主軸Ｘに略一致させることで、飛距離の低下を可能な限り抑制することが可能となる。すなわち、ヘッドの最大慣性モーメントの主軸となる方向は、その方向上で打球がされると、最もヘッドがぶれ易く、飛距離の低下が著しくなる方向となっており、その方向上において、反発係数の単位長さ当たりの増加率が最大となるようにフェース部を形成することで、スイートスポットを外して打球した際の飛距離低下を、できるだけ抑制することが可能になる。

本発明によれば、打球時にスイートスポットを外してもボール飛距離の低下を抑制することを可能にしたゴルフクラブが得られる。

以下、本発明に係るゴルフクラブの実施形態について説明する。
図３及び図４は、本発明に係るゴルフクラブの第１の実施形態を示す図であり、図３はゴルフクラブの正面図、図４は図３のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

本実施形態に係るゴルフクラブ１は、金属やＦＲＰで構成されたシャフト５の先端に、基準水平面Ｐに対して規定のライ角α、及びロフト角βに設定されたヘッド７を止着して構成されている。この場合、ヘッド７を構成するヘッド本体７Ａは、打球面を有するフェース部７ａと、フェース部７ａの上縁から後方に延出するクラウン部７ｂと、フェース部７ａの下縁から後方に延出するソール部７ｃとを備えており、更に、前記フェース部のトウ側縁からバック側を経由し、フェース部のヒール側縁にかけて延在し、前記クラウン部７ｂ及びソール部７ｃの縁部を繋ぐサイド部７ｄとを備えた中空構造に形成されている。なお、図面において、そのようなサイド部７ｄを構成するトウ部、バック部及びヒール部を、夫々符号７ｅ，７ｆ，７ｇで示す。

前記フェース部７ａは、実際に打球が成されるフェース面８を備えている。この場合、フェース部７ａは、前記クラウン部７ｂ、ソール部７ｃ及びサイド部７ｄの前方側開口を閉塞する板状の部材で形成されていても良いし（フェース部全体が板状のフェース部材で構成される）、いわゆるカップ状に形成され、クラウン部７ｂ、ソール部７ｃ及びサイド部７ｄの一部を構成していても良い。或いは、フェース部７ａに所定の大きさの開口を形成しておき、この開口部に板状のフェース部材を嵌合した構成であっても良い。

前記ヘッド本体７Ａの構成材料については、特に限定されることはなく、例えば、チタン、チタン系合金、鉄系合金等によって一体形成することが可能である。或いは、ヘッド本体７Ａを構成する各部材（フェース部、クラウン部、ソール部、サイド部；外殻部材）を個別に形成しておき、夫々を溶着、接着等によって固定してヘッド本体を形成しても良い。

また、前記フェース部７ａについては、そのフェース面（打球面）８の反発係数が、その表面部分で変化するように形成されている。本実施形態では、反発係数の変化を、フェース部７ａの肉厚を変化させることで実現しており、その肉厚の変化のさせ方を、以下のように、ヘッド本体７Ａの慣性モーメントの方向に関連して変化させている。

ここで、慣性モーメントは、ヘッド本体７Ａの重心Ｇを中心として、距離の二乗と微小質量の総和によって以下の式で定義される値であり、

ヘッド本体７Ａには、重心Ｇを通って最も慣性モーメントの大きい方向（最大慣性モーメント方向）が生じる。この慣性モーメントが最大となる方向は、打球時において、ヘッド本体７Ａが最もぶれ難い方向と一致しており、従って、その主軸となる方向（最大慣性モーメントの方向と直交する方向）はヘッド本体７Ａが最もぶれ易い方向となる。

図３では、ヘッド７を正面視した際の慣性モーメントが最大となる方向をＩｍで示しており、そのＩｍに対して直交する方向（慣性モーメントの主軸）を符号Ｘで示してある。なお、慣性モーメントが最大となる方向は、本来、ヘッド本体７Ａの重心Ｇを通過するが、本発明では、その方向性とフェース部の反発係数との関係に特徴があることから、図３で示すＩｍは、重心Ｇを通過する最大慣性モーメントの方向と平行で、かつスイートスポットＳ（重心Ｇからフェース部に垂線を下ろした点で定義される）を通過するように示してある。

上記したように、本実施形態では、フェース部７ａの肉厚を変化させることで、そのフェース面８の反発係数を変化させている。具体的には、前記スイートスポットＳを中心として、外側に移行するに従って肉厚を段階的に薄肉厚化している。具体的には、図３において、中心領域Ａ１の肉厚をＴ１、その外側領域Ａ２の肉厚をＴ２、その外側領域Ａ３の肉厚をＴ３、更にその外側領域Ａ４の肉厚をＴ４とした場合、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３＞Ｔ４となるように設定している（これらの領域Ａ１〜Ａ４の境界部分である点線は等厚分布線となる）。

そして、上記したようにフェース部７ａを、スイートスポットＳを中心として肉厚変化させるに際し、フェース部７ａの打球面における反発係数の単位長さ当たりの変化率が最小となる方向を、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントの主軸Ｘに略一致させるようにしている。本実施形態では、上記した段階的な肉厚変化を、スイートスポットＳを中心とした同心状の楕円形状によって構成していることから、その短軸方向を前記主軸Ｘに一致させている。

ここで、フェース部７ａの肉厚と反発係数の関係について説明する。
通常、ヘッド本体のフェース部の肉厚を均一にした場合、その反発係数は、中心領域が最も高く、周囲に移行するに連れて（クラウン部、サイド部、ソール部との連結部に近づく程）、その反発係数は低くなる。このため、フェース部の周辺領域を薄肉厚化することにより、スイートスポットＳに対する反発係数が低下する割合を少なくすることが可能になる。すなわち、周辺側を薄肉厚化することで、その分、スイートスポットＳに対する周辺側の反発係数の低下の割合を抑制することができ、ボールインパクト時における速度低下を抑制することが可能になる。

ところで、上記した最大慣性モーメントＩｍの主軸Ｘは、打球時において、最もヘッド７がぶれる方向となっており、スイートスポットＳを外したこの方向上での打球は、ヘッド７を大きくぶれさせ、ボールに対する初速度低下を最も生じさせる原因になっている。このため、反発係数の単位長さ当たりの変化率（低下率）が最小となる方向（ここでは、単位長さ当たりの肉厚変化が大きい短軸方向）を、最大慣性モーメントＩｍの主軸Ｘに一致させることにより、飛距離の低下を可能な限り抑制するようにしている。すなわち、主軸Ｘ上では、ボールをインパクトした際に、ヘッド７が最もぶれる方向で飛距離低下が著しいものの、この主軸Ｘ上での反発係数の低下の割合が、最も低くなるように設定することにより、飛距離の低下を可能な限り抑制することが可能となる。

なお、上記した最大慣性モーメントＩｍの主軸Ｘについては、図３に示すように、ヘッドの上下方向（クラウン・ソール方向）に延出するように、ヘッド本体７を設計することが好ましい。すなわち、一般的なウッドタイプのゴルフクラブのヘッド形状は、幅方向よりも高さ方向が短く形成されており、最もぶれが生じ易い方向（主軸Ｘの方向）がヘッドの上下方向になっていると、打球時に上下方向でスイートスポットＳを外すと速度低下が著しくなってしまう。このため、この上下方向を、反発係数の変化率（低下率）が最小となる方向とすることで、打球時の速度低下をより効果的に抑制できるようになる。従って、図２（ｂ）で示すように、打球のバラツキがスイートスポットＳを中心として上下方向に大きいゴルファーや、図２（ｃ）で示すように、スイートスポットＳよりも上方側で打球のバラツキが生じるゴルファー、或いはスイートスポットの下方側で打球のバラツキが生じるゴルファー（図示せず）にとっては、飛距離の低下する度合いが少なくなり、安定した飛距離が得られるゴルフクラブとすることが可能になる。

もちろん、主軸Ｘの方向については適宜変形することが可能であり、その方向に略一致させて、反発係数の単位長さ当たりの変化率（低下率）が最小となるように、フェース部７ａを肉厚変化させれば良い。

また、上記した構成において、反発係数の単位長さ当たりの変化率（低下率）が最小となる方向（ここでは、単位長さ当たりの肉厚変化が大きい短軸方向）は、最大慣性モーメントＩｍの主軸Ｘと正確に一致することが好ましいが、両者の間には、多少のズレ（±１５°範囲以内）が生じていても良い。すなわち、この角度の範囲内のズレであれば、飛距離の低下を、許容範囲内で抑制することが可能になる。

また、上記した実施形態では、フェース部７ａの打球面における反発係数の変化を、肉厚変化によって行っている。フェース部７ａについては、クラウン部、サイド部、ソール部とは別に形成することが可能であり、例えば、チタン、チタン系合金、鉄系合金等の金属材料を、上記した肉厚分布となるようにプレス加工、或いは鍛造等することで、容易に一体形成することが可能である。すなわち、このように一体形成されたフェース部（フェース部材）を、溶着、Brazing（ろう付け）等によってヘッド本体７Ａに止着すれば良い。もちろん、フェース部７ａについては、別部材となるフェース部材を止着するのではなく前記ヘッド本体と共に一体形成しても良い。

さらに、上記した実施形態では、フェース部の肉厚変化によって、反発係数の単位長さ当たりの変化率が最小となるようにフェース部７ａを形成したが、例えば、その表面の材質を変えたり、熱処理したり、フェースの材料や肉厚を変化させたり、更には、スイートスポットの反発係数を低くする（例えば、ソール側からスイートスポットの反発係数を低くするためのアームを取り付ける等）など、或いは、これらを組み合わせることで、スイートスポットＳを中心として、周囲側の反発係数を低くするのではなく、逆に高くなるように形成することも可能である。このような構成においても、上記した構成と同様、反発係数の単位長さ当たりの増加率が最大となる方向を、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントＩｍの主軸Ｘに略一致させることで、飛距離の低下を可能な限り抑制することが可能となる。

図５は、本発明の第２の実施形態を示す図である。

上記した実施形態では、肉厚変化（反発係数の段階的な変化）を、スイートスポットＳを中心として、同心状に楕円形状としたが、反発係数を段階的に変化させる構成については適宜変形することが可能である。

図５に示す実施形態では、フェース部７ａを、スイートスポットＳを通る中心線Ｃに対し、反発係数が段階的に変化する領域Ａ１１、Ａ１２を所定間隔おいて略平行に配設すると共に、中心線Ｃを、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントＩｍの方向に略一致させたことを特徴としている。

反発係数を段階的に変化させる手段として、図５に示す構成では、領域Ａ１１、Ａ１２における夫々の肉厚Ｔ１１、Ｔ１２を、中心線Ｃと一致する領域Ａ１０の肉厚Ｔ１０に対して段階的に薄くなるように形成している（Ｔ１０＞Ｔ１１＞Ｔ１２）。すなわち、ヘッド７を正面視した際の最大慣性モーメントＩｍの主軸Ｘに対して略直交する方向に、反発係数が段階的に減少する領域Ａ１１、Ａ１２…が所定間隔おいて形成されている。

このような構成のフェース部７ａにおいても、主軸Ｘ方向での反発係数の変化率（スイートスポットＳからの単位長さ当たりの反発係数の減少率）は、他の方向に対して最小化された状態となっており、スイートスポットＳを外して打球した際の飛距離低下を、できるだけ抑制することが可能になる。

もちろん、反発係数が段階的に変化する領域Ａ１１、Ａ１２…について、反発係数が中心線Ｃから離れるに従って増加するようにフェース部７ａを形成することが可能である。このようなフェース部の構造では、その主軸Ｘ方向において、反発率が増加する変化率が最大化されることから、スイートスポットを外して打球した際の飛距離低下を、できるだけ抑制することが可能になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されることはなく種々変形することが可能である。上記した実施形態では、反発係数を段階的に変化させていたが、反発係数はスイートスポットＳを中心として連続して変化するような構成であっても良い。例えば、肉厚変化を、スイートスポットＳを中心として、周囲に移行するに従ってテーパ状に薄肉厚化しても良い。このような構成においても、スイートスポットＳを中心として、反発係数の減少率が最小化される方向をヘッドの最大慣性モーメントＩｍの主軸Ｘと略一致させるか、或いは、反発係数の増加率が最大化される方向をヘッドの最大慣性モーメントＩｍの主軸Ｘと略一致させれば良い。

また、上記した実施形態のヘッド本体では、スイートスポットＳは点で構成されていたが、エリアとして構成されていても良い。また、肉厚分布の中心位置は、図３に示したように、スイートスポットＳに一致していることが好ましいが、両者は、多少ずれていても良い。この場合のずれについては、１０ｍｍ以内になっていることが望ましい。

（ａ）〜（ｃ）を含み、アマチュアゴルファーの打球時の癖により、ボールのインパクトが異なる例を示す図。 （ａ）〜（ｃ）を含み、夫々インパクト時における打球のバラツキを示す図。 本発明に係るゴルフクラブの第１の実施形態を示す図であり、ヘッド部分の正面図。 図３のＡ−Ａ線に沿った断面図。 本発明に係るゴルフクラブの第２の実施形態を示す図であり、ヘッド部分の正面図。

符号の説明

１ ゴルフクラブ
５ シャフト
７ ヘッド
７Ａ ヘッド本体
７ａ フェース部
７ｂ クラウン部
８ フェース面
Ｇ 重心
Ｐ 基準水平面
Ｓ スイートスポット

Claims (4)

1. シャフトと、前記シャフトの一端に基準水平面に対して規定のライ角及びロフト角に設定されて固着され、ボールを打球する打球面を備えたフェース部を具備するヘッドと、を有するゴルフクラブにおいて、
   前記フェース部の打球面は、スイートスポットよりも周囲側の反発係数が連続的、又は段階的に減少するように形成されており、
   前記フェース部の打球面における反発係数の単位長さ当たりの変化率が最小となる方向を、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントの主軸Ｘに略一致させたことを特徴とするゴルフクラブ。
2. シャフトと、前記シャフトの一端に基準水平面に対して規定のライ角及びロフト角に設定されて固着され、ボールを打球する打球面を備えたフェース部を具備するヘッドと、を有するゴルフクラブにおいて、
   前記フェース部の打球面は、スイートスポットよりも周囲側の反発係数が連続的、又は段階的に増加するように形成されており、
   前記フェース部の打球面における反発係数の単位長さ当たりの増加率が最大となる方向を、ヘッドを正面視した際の最大慣性モーメントの主軸Ｘに略一致させたことを特徴とするゴルフクラブ。
3. 前記主軸Ｘは、ヘッドの上下方向に延出す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。
4. 前記フェース部の打球面における反発係数の変化は、フェース部の肉厚の変化によってなされることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のゴルフクラブ。

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