JP5944744B2 - 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する。

ウッド型に代表されるゴルフクラブヘッドでは、年々大型化が進んでおり、スイング時の空気抵抗の影響が大きくなってきている。空気抵抗が大きくなると、ヘッドスピードが低下して打球の飛距離低下を招く場合がある。特許文献１には、空気抵抗の低下に着目したゴルフクラブヘッドが提案されている。

特表２０１１−５２８２６３号公報

ゴルフクラブヘッドは、アドレス時に構えやすい形状であることが好ましい。したがって、ヘッド形状により空気抵抗を低下させる場合、ゴルファに極端に違和感を与える形状は好ましくない。

また、スイング中、ゴルフクラブヘッドの移動方向に対するフェース部の向きは徐々に変化し、インパクトの直前においてはヘッドの移動方向とフェース部の向きが近くなる。打球の飛距離低下を防止するためには、ゴルフクラブヘッドが加速するダウンスイング後半からインパクトまでの間における空気抵抗を減らすことが有効である。一般にフェース部は平坦面か僅かな曲面となっており、その法線方向の気流に対して空気抵抗を受けやすい形状を有している。

本発明の目的は、見た目上、極端な違和感をゴルファに与えず、インパクト直前における空気抵抗を低減することにある。

本発明によれば、フェース部を含み、体積が４００ｃｃ以上のゴルフクラブヘッドにおいて、前記フェース部を飛球線方向に合わせて規定ライ角通りに前記ゴルフクラブヘッドを水平面上に配置し、前記飛球線方向を投影方向として、前記フェース部の前方側から前記フェース部と前記ゴルフクラブヘッドとを垂直面に投影した場合、前記ゴルフクラブヘッドの投影図形Ｈの面積ＨＡと、前記フェース部の投影図形Ｆの面積ＦＡとが、０．５＜ＦＡ／ＨＡ＜０．７、を満たし、かつ、前記投影図形Ｈの図心Ｈｃと、前記投影図形Ｆの図心Ｆｃとが一致しているゴルフクラブヘッドが提供される。

本発明によれば、見た目上、極端な違和感をゴルファに与えず、インパクト直前における空気抵抗を低減することができる。

本発明の一実施形態の係るゴルフクラブヘッドの斜視図。 （Ａ）は基準姿勢の説明図、（Ｂ）はフェースセンタの説明図。 投影方向の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は投影図形の説明図、（Ｃ）はシミュレーション結果を示す図。 （Ａ）は投影図形の図心の説明図、（Ｂ）は各寸法の説明図。 （Ａ）乃至（Ｄ）はシミュレーション結果を示す図。

図１は本発明の一実施形態のゴルフクラブヘッド１０の斜視図である。ゴルフクラブヘッド１０は中空体をなしており、その周壁が、フェース面（打撃面）を形成するフェース部１１と、ゴルフクラブヘッド１０の上部を形成するクラウン部１２と、ゴルフクラブヘッド１０の底部を形成するソール部１３と、ゴルフクラブヘッド１０の側部を形成するサイド部１４と、を構成している。サイド部１４は、トウ側の部分、ヒール側の部分及びバック側の部分を含む。また、ゴルフクラブヘッド１０はシャフトが取付けられるホゼル部１５と、を備える。ゴルフクラブヘッド１０は、その体積が４００ｃｃ以上のものを想定しており、好ましくは５００ｃｃ以下である。

ゴルフクラブヘッド１０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（ハイブリッド型）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好適である。ゴルフクラブヘッド１０は、金属材料から作成することができ、そのような金属材料としては、チタン系金属（例えば、６Ａｌ−４Ｖ−Ｔｉのチタン合金等）、ステンレス、ベリリウムカッパー等の銅合金が挙げられる。

ゴルフクラブヘッド１０は、複数のパーツを接合して組み立てることができる。例えば、クラウン部１２、ソール部１３、サイド部１４及びフェース部１１の周縁部分を構成し、フェース部１１に相当する部分の一部に開口部が形成された本体部材と、該本体部材の該開口部に接合されるフェース部材と、から構成できる。

図１において、矢印Ｄ１は飛球線方向（打球の目標方向）を例示している。図１ではフェース部１１を飛球線方向Ｄ２に合わせた場合を想定している。矢印Ｄ２はトウ−ヒール方向を示している。トウ−ヒール方向とは、ソール部１３のトウ側端とヒール側端とを結ぶ方向とする。

インパクト直前においてゴルフクラブヘッド１０は、理想的には飛球線方向ｄ１に移動する。このときの空気抵抗を減らすことができればヘッドスピードの増大又は低減抑制を望める。本実施形態は、フェース部１１からそのゴルフクラブヘッド１０の周囲へ流れる気流ＦＬが、フェース部１１の周縁の各部位で、より均一な流れとなることで、空気抵抗を減らすことができるという発想に基づいている。そして、より均一な流れを生み出すために、フェース部１１側からみたときのゴルフクラブヘッド１０の形状と、フェース部１１の形状とに着目した。

より具体的には、まず、フェース部１１を飛球線方向Ｄ１に合わせて規定ライ角通りにゴルフクラブヘッド１０を水平面上に配置した場合（以下、基準姿勢ともいう）を想定する。要するにインパクト直前の状態である。図２（Ａ)はその説明図である。ゴルフクラブヘッド１０は仮想水平面Ｓｈ上に配置されており、規定ライ角がθ１である場合を想定している。線Ｌ１はホゼル部１５に装着されるシャフトの軸線である。なお、規定ライ角が不明な場合、そのゴルフクラブの番手に応じた平均的なライ角としてもよい。例えば、ドライバのゴルフクラブヘッドの場合、５９度にする。

そして、フェース部１１のフェースセンタにおける法線方向の水平方向成分が飛球線方向Ｄ１を指向すればフェース部１１が飛球線方向Ｄ１に合っていることとする。図２（Ｂ）はフェースセンタの説明図である。

図２（Ｂ）に示すように、縦と横に目盛を有するゲージＧをフェース部１１にあてがい、縦の目盛と横の目盛の中央となる点をフェースセンタＦＣとする。ゲージＧは、縦の目盛と横の目盛の交点に孔が形成された、透過性を有する薄板であって、いわゆるインパクトポイントテンプレートと同じものを利用することができる。インパクトポイントテンプレートとは、フェース部のＣＴ値を計測する際にフェースセンタを特定するためのテンプレートである。

次に、基準姿勢にあるゴルフクラブヘッド１０について、図３に示すように飛球線方向Ｄ１を投影方向として、フェース部１１の前方側からフェース部１１とゴルフクラブヘッド１０とを垂直面Ｓに投影した場合を想定し、それぞれの投影図形を得る。このような投影図形は例えばＣＡＤシステム上でゴルフクラブヘッド１０をモデル化して得ることができる。

図４（Ａ）はフェース部１１の投影図形Ｆを、図４（Ｂ)はゴルフクラブヘッド１０の投影図形Ｈを、それぞれ示している。なお、符号Ｆｃは投影図形Ｆの図心を示し、符号Ｈｃは投影図形Ｈの図心を示す。

ここで、空気抵抗と、投影図形Ｆと投影図形Ｈとの面積比との関係に着目し、コンピュータ上でシミュレーションを行った。その結果を図４（Ｃ)に示す。

このシミュレーションでは、投影図形Ｆと投影図形Ｈとの面積比が異なる一方、他の要件についてはなるべく近似させた複数種類のゴルフクラブヘッドモデルを用いた。そして、基準姿勢にあるゴルフクラブヘッドモデルを、空気中で飛球線方向に４０ｍ／ｓで移動したときの抗力（Ｎ）を算出した。要するに、アベレージゴルファがスイングしたときに、ゴルフクラブヘッドに作用する空気抵抗を想定している。図４（Ｃ)において、抗力値の正負は、ゴルフクラブヘッドモデルの移動方向を正としている。つまり、負は抵抗方向であることを示す。面積比は、フェース部１１の投影図形Ｆの面積をＦＡ、ヘッド１０の投影図形Ｈの面積をＨＡとすると、ＦＡ／ＨＡである。

面積比が大きくなると抗力も大きくなる傾向にある。面積比が小さすぎると、ヘッド１０の輪郭に対してフェース部１１が小さくなりすぎ、ゴルファがヘッド形状に違和感を感じる場合がある。よって、０．５＜面積比ＦＡ／ＨＡとする。なお、ゴルフクラブヘッド１０を正面から見た場合に、大きく見える方がアベレージゴルファは安心感を得やすい。よって、面積ＨＡが５５００ｍｍ²以上であることが好ましい。

次に、０．５＜ＦＡ／ＨＡ＜０．７の範囲では、抗力値が必ずしも面積比に比例していない。ヘッドスピードが４０ｍ／ｓの場合、抗力が１．５Ｎ以下であれば望ましいが、０．５＜ＦＡ／ＨＡ＜０．７の範囲では、抗力が１．５Ｎに満たないモデルもある。つまり、この範囲では面積比ＦＡ／ＨＡ以外の要件で空気抵抗を改善できる可能性がある。よって、０．５＜面積比ＦＡ／ＨＡ＜０．７とする。この範囲に属するゴルフクラブヘッドモデルの図心Ｆｃ、Ｈｃに着目したところ、両者が近接しているモデルでは抗力の低下が見られた。これは、フェース部１１からそのゴルフクラブヘッド１０の周囲へ流れる気流が、フェース部１１の周縁の各部位で、より均一な流れとなることで、空気抵抗が減っていると考えられる。

そこで、図５（Ａ)に示すように、基準姿勢にあるゴルフクラブヘッド１０について、飛球線方向Ｄ１を投影方向として、フェース部１１の前方側からフェース部１１とゴルフクラブヘッド１０とを垂直面に投影した場合に、投影図形Ｈの図心Ｈｃと、投影図形Ｆの図心Ｆｃとを一致させることで、空気抵抗を改善できる。なお、製造誤差等を考慮すれば、図心Ｈｃと図心Ｆｃとの距離が５ｍｍ未満であれば、両者は一致しているとみなすことができる。

このように本実施形態では、０．５＜面積比ＦＡ／ＨＡ＜０．７とし、投影図形Ｈの図心Ｈｃと、投影図形Ｆの図心Ｆｃとを一致させることで、見た目上、極端な違和感をゴルファに与えず、インパクト直前における空気抵抗を低減することができる。

ここで、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を参照して、図心Ｆｃ、Ｈｃに対する各寸法の好適な例について説明する。まず、図心Ｈｃを通る上下線と投影図形Ｈの輪郭線との交点のうち、上側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｕ、下側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｄとする。また、図心Ｆｃを通る上下線と投影図形Ｆの輪郭線との交点のうち、上側の交点と図心Ｆｃとの距離をＦｕ、下側の交点と図心Ｆｃとの距離をＦｄとする。

同様に、図心Ｈｃを通る、トウ−ヒール方向の線と投影図形Ｈの輪郭線との交点のうち、トウ側の交点と図心Ｈｃとの距離をＨｔ、ヒール側の交点と図心Ｈｃとの距離をＨｈとする。また、図心Ｆｃを通る、トウ−ヒール方向の線と投影図形Ｆの輪郭線との交点のうち、トウ側の交点と図心Ｆｃとの距離をＦｔ、ヒール側の交点と図心Ｆｃとの距離をＦｈとする。

この場合、Ｆｕ＝Ｆｄ、Ｆｕ／Ｈｕ＝Ｆｄ／Ｈｄであることが好ましい。この構成の場合、フェース部１１からクラウン部１２へ流れる気流と、フェース部１１からソール部１３へ流れる気流とが、より均一な流れとすることができ、空気抵抗を低減できる。なお、製造誤差等を考慮すれば、｜Ｆｕ−Ｆｄ｜＝３ｍｍ未満、｜Ｆｕ／Ｈｕ−Ｆｄ／Ｈｄ｜＝０．１未満であれば、Ｆｕ＝Ｆｄ、Ｆｕ／Ｈｕ＝Ｆｄ／Ｈｄであるとみなすことができる。

同様に、Ｆｔ＝Ｆｈ、Ｆｔ／Ｈｔ＝Ｆｈ／Ｈｈであることが好ましい。この構成の場合、フェース部１１からトウ側へ流れる気流と、フェース部１１からヒール側へ流れる気流とが、より均一な流れとすることができ、空気抵抗を低減できる。なお、製造誤差等を考慮すれば、｜Ｆｔ−Ｆｈ｜＝５ｍｍ未満、｜Ｆｔ／Ｈｔ−Ｆｈ／Ｈｈ｜＝０．１未満であれば、Ｆｔ＝Ｆｈ、Ｆｔ／Ｈｔ＝Ｆｈ／Ｈｈであるとみなすことができる。

また、０．６＜Ｆｕ／Ｈｕ＝Ｆｄ／Ｈｄ＝Ｆｔ／Ｈｔ＝Ｆｈ／Ｈｈ＜０．８５であることが好ましい。０．６以下であると、フェース部１１が小さく見えて違和感がある。０．８５以上であると、フェース部１１周縁の丸みが小さくなって、気流の剥離が生じやすくなる。よって、上記数値範囲とすることで、フェース部１１から上下左右の全方位に渡って、気流をより均一な流れとすることができ、空気抵抗を低減できる。なお、製造誤差等を考慮すれば、Ｆｕ／Ｈｕ、Ｆｄ／Ｈｄ、Ｆｔ／Ｈｔ、Ｆｈ／Ｈｈの各値の差が０．１未満であればこれらは同一であるとみなせる。

次に、図５（Ｂ）を参照して、空気抵抗を低減可能な別の寸法関係について説明する。図５（Ｂ）は基準姿勢のゴルフクラブヘッド１０を飛球線方向Ｄ１と直交する水平方向にヒール側から見た図である。

垂直面Ｓ１１はゴルフクラブヘッド１０の、飛球線方向Ｄ１での前端部ＦＰを通りかつ、飛球線方向と直交する仮想面である。垂直面Ｓ１２はゴルフクラブヘッド１０の、飛球線方向Ｄ１での後端部ＢＰを通りかつ、飛球線方向Ｄ１と直交する仮想面である。水平面Ｓ１３は、ゴルフクラブヘッド１０の、最上部ＴＰを通る仮想面である。

そして、前端部ＦＰから最上部ＴＰまでの水平距離をＣＰとし、前端部ＦＰから後端部ＢＰまでの水平距離をＨＷとする。この場合、０．２＜ＣＰ／ＨＷ＜０．５であることが好ましい。０．２≧ＣＰ／ＨＷとするとクラウン部１２での気流の剥離が生じやすくなる。図６（Ａ)はＣＰ／ＨＷ＝０．２としたモデルのシミュレーション結果を示しており、クラウン部で気流の剥離が生じている。ＣＰ／ＨＷ≧０．５とするとヘッド形状に違和感を与える場合がある。

次に、図５（Ｂ）を参照して前端部ＦＰから、ソール部１３が水平面Ｓｈから離れる点ＳＢＰまでの水平距離をＳＰとすると、０．３＜ＳＰ／ＨＷ＜０．７であることが好ましい。０．３≧ＳＰ／ＨＷとすると、ゴルフクラブヘッド１０の後方での気流の乱れ（巻き上がり）が大きくなる。図６（Ｂ)はＳＰ／ＨＷ＝０．３としたモデルのシミュレーション結果を示しており、ゴルフクラブヘッド１０の後方で気流の巻き上がりを生じている。

図６（Ｃ）はＳＰ／ＨＷ＝０．５としたモデルのシミュレーション結果を示しており、ゴルフクラブヘッド１０の後方で気流が略水平に伸びており良好である。ＳＰ／ＨＷ≧０．７とすると、ゴルフクラブヘッド１０の後方での気流のバランス（上下のバランス）が悪化する。図６（Ｄ)はＳＰ／ＨＷ＝０．７としたモデルのシミュレーション結果を示しており、クラウン部から後方へ流れる気流と、ソール部から後方へ流れる気流との形が対称的でなく、バランスが悪い。

次に、図５（Ｂ）を参照して後端部ＢＰから最上部ＴＰまでの垂直距離をＢｕとし、後端部ＢＰからゴルフクラブヘッド１０の最下部（水平面Ｓｈ）までの垂直距離をＢｄとする。この場合、Ｂｕ＝Ｂｄであることが望ましい。この構成によれば、ゴルフクラブヘッド１０の後方での気流のバランス（上下のバランス）が、図６（Ｃ)の例のように良化し易いと考えられる。なお、製造誤差等を考慮すれば、｜Ｂｕ−Ｂｄ｜＝３ｍｍ未満であれば、Ｂｕ＝Ｂｄであるとみなすことができる。

引き続き図５（Ｂ）を参照して、ゴルフクラブヘッド１０の慣性モーメント（ＭＯI)に着目する。ＭＯＩは、ゴルフクラブヘッド１０の重心ＣＧを通る垂直線回りの慣性モーメントである。本実施形態の場合、ゴルフクラブヘッド１０を基準姿勢とした場合に、ＭＯＩが４０００ｇ・ｃｍ²以上であることが好ましい。ゴルフボールの打点がゴルフクラブヘッド１０のスイートスポットからずれていた場合（いわゆるオフセンターヒットの場合）であっても、飛距離の低下を抑制できる。

空気抵抗を減らしながらＭＯＩをより大きくするための寸法関係について説明する。図４（Ｂ)を参照して説明したＨｔ、Ｈｈ、Ｈｕ、Ｈｄについて、Ｈｗ＝Ｈｔ＋Ｈｈ、Ｈｚ＝Ｈｕ＋Ｈｄとすると、１．２＜Ｈｗ／Ｈｚ＜１．８であることが好ましい。Ｈｗ／Ｈｚ≦１．２とすると、ゴルフクラブヘッド１０が球体に近くなって、ＭＯＩを大きくすることが困難となる。Ｈｗ／Ｈｚ≧１．８とすると、ゴルフクラブヘッド１０が扁平になり過ぎて、空気抵抗の小さい形状にしにくい。

Claims (11)

1. フェース部を含み、体積が４００ｃｃ以上のゴルフクラブヘッドにおいて、
   前記フェース部を飛球線方向に合わせて規定ライ角通りに前記ゴルフクラブヘッドを水平面上に配置し、前記飛球線方向を投影方向として、前記フェース部の前方側から前記フェース部と前記ゴルフクラブヘッドとを垂直面に投影した場合、
   前記ゴルフクラブヘッドの投影図形Ｈの面積ＨＡと、前記フェース部の投影図形Ｆの面積ＦＡとが、
   ０．５＜ＦＡ／ＨＡ＜０．７、
   を満たし、かつ、
   前記投影図形Ｈの図心Ｈｃと、前記投影図形Ｆの図心Ｆｃとが一致しているゴルフクラブヘッド。
2. 前記面積ＨＡが、５５００ｍｍ²以上である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記図心Ｈｃを通る上下線と前記投影図形Ｈの輪郭線との交点のうち、上側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｕ、下側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｄとし、
   前記図心Ｆｃを通る上下線と前記投影図形Ｆの輪郭線との交点のうち、上側の交点と前記図心Ｆｃとの距離をＦｕ、下側の交点と前記図心Ｆｃとの距離をＦｄとした場合、
   Ｆｕ＝Ｆｄ、
   Ｆｕ／Ｈｕ＝Ｆｄ／Ｈｄ、
   である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記図心Ｈｃを通る、トウ−ヒール方向の線と前記投影図形Ｈの輪郭線との交点のうち、トウ側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｔ、ヒール側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｈとし、
   前記図心Ｆｃを通る、トウ−ヒール方向の線と前記投影図形Ｆの輪郭線との交点のうち、トウ側の交点と前記図心Ｆｃとの距離をＦｔ、ヒール側の交点と前記図心Ｆｃとの距離をＦｈとした場合、
   Ｆｔ＝Ｆｈ、
   Ｆｔ／Ｈｔ＝Ｆｈ／Ｈｈ、
   である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
5. 前記図心Ｈｃを通る上下線と前記投影図形Ｈの輪郭線との交点のうち、上側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｕ、下側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｄとし、
   前記図心Ｆｃを通る上下線と前記投影図形Ｆの輪郭線との交点のうち、上側の交点と前記図心Ｆｃとの距離をＦｕ、下側の交点と前記図心Ｆｃとの距離をＦｄとし、
   前記図心Ｈｃを通る、トウ−ヒール方向の線と前記投影図形Ｈの輪郭線との交点のうち、トウ側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｔ、ヒール側の交点と前記図心Ｈｃとの距離をＨｈとし、
   前記図心Ｆｃを通る、トウ−ヒール方向の線と前記投影図形Ｆの輪郭線との交点のうち、トウ側の交点と前記図心Ｆｃとの距離をＦｔ、ヒール側の交点と前記図心Ｆｃとの距離をＦｈとした場合、
   ０．６＜Ｆｕ／Ｈｕ＝Ｆｄ／Ｈｄ＝Ｆｔ／Ｈｔ＝Ｆｈ／Ｈｈ＜０．８５、
   である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
6. 前記フェース部を飛球線方向に合わせて規定ライ角通りに前記ゴルフクラブヘッドを水平面上に配置した場合、
   前記ゴルフクラブヘッドの前端部から、前記ゴルフクラブヘッドの最上部までの水平距離ＣＰと、
   前記前端部から、前記ゴルフクラブヘッドの後端部までの水平距離ＨＷと、が、
   ０．２＜ＣＰ／ＨＷ＜０．５、
   を満たす請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
7. 前記ゴルフクラブヘッドがソール部を含み、
   前記フェース部を飛球線方向に合わせて規定ライ角通りに前記ゴルフクラブヘッドを水平面上に配置した場合、
   前記ゴルフクラブヘッドの前端部から、前記ソール部が前記水平面から離れる点までの水平距離ＳＰと、
   前記前端部から、前記ゴルフクラブヘッドの後端部までの水平距離ＨＷと、が、
   ０．３＜ＳＰ／ＨＷ＜０．７、
   を満たす請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
8. 前記フェース部を飛球線方向に合わせて規定ライ角通りに前記ゴルフクラブヘッドを水平面上に配置した場合、
   前記ゴルフクラブヘッドの後端部から前記ゴルフクラブヘッドの最上部までの垂直距離Ｂｕと、
   前記後端部から前記ゴルフクラブヘッドの最下部までの垂直距離Ｂｄと、が、
   Ｂｕ＝Ｂｄ、
   を満たす請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
9. 前記フェース部を飛球線方向に合わせて規定ライ角通りに前記ゴルフクラブヘッドを水平面上に配置して、空気中を前記飛球線方向に４０ｍ／ｓで前記ゴルフクラブヘッドを移動したときの抗力が１．５Ｎ以下である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
10. 前記図心Ｈｃを通る上下線と前記投影図形Ｈの輪郭線との交点間の距離をＨｚとし、
    前記図心Ｈｃを通る、トウ−ヒール方向の線と前記投影図形Ｈの輪郭線との交点間の距離をＨｗとした場合、
    １．２＜Ｈｗ／Ｈｚ＜１．８、
    である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
11. 前記フェース部を飛球線方向に合わせて規定ライ角通りに前記ゴルフクラブヘッドを水平面上に配置した場合、
    前記ゴルフクラブヘッドの重心を通る垂直線回りの慣性モーメントが、４０００ｇ・ｃｍ²以上である請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。