JP6172583B2 - ゴルフクラブおよびゴルフクラブシリーズ - Google Patents

Description

この発明は、ゴルフクラブに関し、特に、ボールの飛距離を増大させることが可能となるゴルフクラブに関する。

ゴルフにおいて、ボールの飛距離は、スコアに大きな影響を与える。そのため、飛距離の低下を抑制し、あるいは、飛距離を増大させるため、種々の改良がゴルフクラブに施されている。例えば、特許文献１では、スイートスポットの上下方向にずれたミスヒットの際に、シャフトが曲がりフェースの向きが変化することにより、ゴルフボールの弾道が低くあるいは高くなって飛距離が低下することに着目し、フェースの向きの変化を防止し、飛距離を確保することが可能なゴルフクラブが開示されている。具体的には、ヘッドの基部に対してシャフトが挿入固定されたゴルフクラブにおいて、シャフトの基部内からグリップ方向への所定の範囲の曲げ剛性を補強するとともに、補強した領域の端部付近に重量体を設けることにより、フェース方向の変化を防止している。

特開平０９−２６２３２５号公報

しかしながら、特許文献１に示されたゴルフクラブでは、補強領域や重量体が設けられる位置が必ずしも個々のゴルフクラブに最適な位置とならず、飛距離の変化や低下を十分に抑制することが困難である。また、特許文献１のゴルフクラブでは、補強領域を設けているためにシャフト全体の重量が増加して、ゴルフクラブ自体が振り難くなり、さらには、補強領域の端部に応力が集中して、シャフトが折損する虞もある。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、ボールの飛距離を増大させることが可能となるゴルフクラブを提供することを目的とする。

上記課題の少なくとも一部を達成するために、本発明のゴルフクラブは、ヘッドと、前記ヘッドに取り付けられたシャフトとを有し、前記シャフトを前記ヘッドに取り付けるホーゼルの開口端からの距離が下限距離と上限距離との間となる位置において前記シャフトに重量物が取り付けられたゴルフクラブであって、前記上限距離は、前記ヘッドによりボールを打撃した際に前記ヘッドと前記ボールとが接触している時間であるインパクト時間と、前記打撃により前記ボールから前記ヘッドが受ける衝撃力が前記シャフトを伝播する衝撃伝播速度とを乗じた値に設定されており、前記下限距離は、前記上限距離の１／３に設定されていることを特徴とする。

シャフトの特定部分に重量物を取り付けると、シャフトの先端部の撓りが抑制される。そのため、重量物をシャフトに取り付けることにより、シャフトの撓りによるエネルギーロスを低減し、ボールの飛距離を増大させることが期待される。しかしながら、重量物は、打撃によりボールからヘッドに加えられた衝撃力がボールとヘッドとが接触しているインパクト中に伝わる範囲外に取り付けても、飛距離の増大効果が望めない。

本願の発明者は、新たな手法によりインパクト時間を高い精度で測定することに成功した。そして、高い精度で測定されたインパクト時間と、衝撃伝播速度とを乗じた距離を重量物を取り付ける位置の上限距離とするのが、飛距離の増大させるために最適であることを見出した。一方、重量物を取り付ける位置のホーゼルの開口端からの距離を上限距離の１／３に設定された下限距離よりも長くすると、シャフトの撓りを抑制してエネルギーロスを低減する効果の減弱が抑制される。従って、この新たな知見に基づく本発明によれば、ボールの飛距離をより効果的に増大させることが可能となる。

本発明において、ｍｓで表した前記インパクト時間Ｔｉは、度で表した前記ゴルフクラブのロフト角αを用いて、数式Ｔｉ＝６．７２９×１０^−５α^２−８．５８０×１０^−３α＋０．５７１６によって算出されるものとしても良い。このようにインパクト時間を算出することにより、個々のゴルフクラブについてのインパクト時間の測定を省略できるので、重量物を取り付ける位置の上限距離をより簡単に設定することができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、ゴルフクラブ、そのゴルフクラブを複数含むゴルフクラブのシリーズ、ゴルフクラブ用シャフト、既存のゴルフクラブ用シャフトあるいはゴルフクラブの調整方法、および、当該調整方法において使用される部材等、種々の態様で実現するものとしてもよい。

本発明の一実施形態におけるゴルフクラブの構成を示す説明図。 シャフトの先端部に取り付けた錘の機能を説明する説明図。 ロフト角とインパクト時間との関係を示すグラフ。 ロフト角と、インパクト時間を用いて求められる上限距離との関係を示すグラフ。 ロフト角と、下限距離および上限距離との関係を示すグラフ。

図１は、本発明の一実施形態におけるゴルフクラブ１の構成を示す説明図である。図１（ａ）は、ゴルフクラブ１の全体を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）において二点鎖線で囲んだ領域Ａを拡大して示している。ゴルフクラブ１は、シャフト１０と、シャフト１０の先端部に取り付けられたヘッド２０と、シャフト１０の後端部に取り付けられたグリップ３０とを有している。シャフト１０は、例えば、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）の未硬化のシート（プリプレグ）を芯金に多重に巻き付けた後、加熱してプリプレグを硬化させることにより形成される。なお、以下では、シャフト１０の中心軸に沿った方向のうち、グリップ３０からヘッド２０に向かう方向の側を先端側とも呼び、ヘッド２０からグリップ３０に向かう方向の側を後端側とも呼ぶ。また、各部材の先端側の部分を先端部とも呼び、後端側の部分を後端部とも呼ぶ

ヘッド２０は、チタン合金等により一体に形成された中空構造となっており、スリーブ４０を介してシャフト１０を取り付けるためのホーゼル２１が設けられている。シャフト１０とスリーブ４０とは、シャフト１０の先端側をスリーブ４０のシャフト嵌入穴４９に嵌め込むことにより固定される。スリーブ４０は、その先端部（スリーブ先端部）４１をホーゼル２１に設けられた穴に挿入し、ホーゼル２１の開口端（ホーゼル上端）２２とスリーブ４０の段差（スリーブ段差）４２とが接触した状態で取り付けられる。但し、シャフト１０とヘッド２０とは、スリーブ４０を用いることなく、直接取り付けるものとしても良い。

なお、図１では、ゴルフクラブ１の一例として、ドライバーと呼ばれるゴルフクラブを示しているが、本発明は、ドライバーに限らず、スプーンと呼ばれるゴルフクラブやアイアン系のゴルフクラブ等の種々のゴルフクラブに適用される。この場合において、ヘッドや、ヘッドとシャフトとの取付部分等の構成は、適用対象となるゴルフクラブに合わせて、適宜変更される。

図１の例においては、シャフト１０の先端部の外周に、重量物としての錘１１が取り付けられている。このような錘１１は、例えば、鉛等の可撓性の金属シートをシャフト１０の外周に巻き付けることにより形成することができる。この場合、ルールに適合するように、金属シートとしては、鉛のシートを使用するのが望ましい。また、錘として、金属や樹脂の部材をシャフト１０の内面に固定しても良い。さらに、このようなシャフトに取り付ける錘に限らず、例えば、シャフト１０の製造工程においてプリプレグを多重に巻き付ける際に、タングステン等の高比重の金属粉を付着させたプリプレグや金属シートを挟み込むことにより、シャフト１０に重量物を形成するものとしてもよい。なお、錘１１の重量が増加すると、錘１１を取り付けた効果が増大するが、ゴルフクラブ１の取り回しが難しくなる。錘１１の重量は、このような特性を考慮して、例えば、３０ｇ以下に設定される。

図２は、シャフト１０（図１）の先端部に取り付けた錘１１の機能を説明する説明図である。図２（ａ）は、錘１１を取り付けていないゴルフクラブＧＣによりボールＢＬを打撃した際の、インパクト中におけるゴルフクラブＧＣの挙動を示している。ここで、インパクトとは、ゴルフクラブＧＣのヘッドＨＤがボールＢＬと接触している状態を謂う。

図２（ｂ）および図２（ｃ）は、それぞれ、インパクト前後およびインパクト中におけるゴルフクラブＧＣの各部の加速度を示すグラフである。図２（ｂ）および図２（ｃ）において、横軸は、時間を表し、縦軸は、インパクトの際のヘッドＨＤおよびシャフトＳＴの進行方向（Ｘ方向）の加速度を表している。また、図２（ｂ）および図２（ｃ）の破線は、ヘッドＨＤのＸ方向の加速度を示し、実線は、ホーゼル上端２２（図１）からの距離が０ｍｍから２１０ｍｍまで、３０ｍｍごとに取った位置におけるシャフトＳＴのＸ方向の加速度を示している。なお、図２（ｂ）および図２（ｃ）は、ゴルフクラブＧＣとして、ロフト角αが１０度のドライバー用のヘッドＨＤに、衝撃力（後述する）がシャフトＳＴを伝播する速度（衝撃伝播速度）Ｖｉが３６０ｍ／ｓのシャフトＳＴを取り付けて測定した結果を示している。

図２に示すように、ゴルフクラブＧＣのヘッドＨＤがボールＢＬに接触してインパクトが始まると、打撃の反作用としての衝撃力がボールＢＬからヘッドＨＤに加わり、ヘッドＨＤが減速し始める。図２（ｂ）および図２（ｃ）では、インパクトの開始時点（１．４ｍｓ）から、ヘッドＨＤのＸ方向加速度が負となり、ヘッドＨＤの減速が始まっている。そして、ヘッドＨＤがボールＢＬに接触してから０．５ｍｓ後（１．９ｍｓ）、ボールＢＬがヘッドＨＤから離れてインパクトが終了することにより、ヘッドＨＤのＸ方向加速度は、０に向かって戻り始める。

ボールＢＬからヘッドＨＤに加わる衝撃力は、図２（ａ）に示すように、波のようにシャフトＳＴ上を伝播する。そのため、図２（ｂ）および図２（ｃ）のグラフに示すように、シャフトＳＴの先端部（シャフト先端部）Ｓ１の近傍部分（先端近傍部）Ｓ２は、インパクトの開始（１．４ｍｓ）から少し時間が経過した時点（１．５ｍｓ）から、ヘッドＨＤに近い先端側から順に加速が始まり、Ｘ方向加速度が順次極大値を取った後、減速し始める。そのため、インパクト中において、ヘッドＨＤから先端近傍部Ｓ２までの部分は、紙面上方から見て右回りに回転して、シャフトＳＴが撓る。

このように、インパクト中にシャフトＳＴが撓ることにより、エネルギーロスが生じ、ボールＢＬの飛距離が短くなる。そこで、本実施形態では、インパクト中にボールＢＬからの衝撃力が伝わる先端近傍部Ｓ２に重量物（図１の錘１１）を取り付けている。これにより、インパクト中の先端近傍部Ｓ２の加速が抑制され、これに伴ってシャフト先端部Ｓ１の減速が抑制される。その結果、シャフトＳＴの撓りが小さくなり、エネルギーロスが低減されて、ボールＢＬの飛距離を長くすることができる。

重量物を取り付ける位置は、このような重量物の機能を考慮して決定される。具体的には、重量物（図１の錘１１）は、ヘッド２０（図１）のホーゼル上端２２からの距離が、下限距離Ｌｔと、上限距離Ｌｂとの間に取り付けられる。上限距離Ｌｂは、重量物がインパクト中に衝撃力が伝わる領域に取り付けられるので、インパクトの時間（インパクト時間）Ｔｉに、シャフトＳＴにおける衝撃伝播速度Ｖｉを乗じた値に設定される。下限距離Ｌｔは、０ｍｍ以上であればよい。そのため、重量物は、シャフト１０上であれば、ホーゼル上端２２からの距離が上限距離Ｌｂ以下となる任意の位置に取り付けることができる。但し、重量物を取り付けることによるエネルギーロスの低減効果が減弱することを抑制するため、下限距離Ｌｔは、上限距離Ｌｂの１／３にするのがより好ましい。

以下の表１は、シリーズを構成する種々のゴルフクラブにおける、ロフト角αの設計値、インパクト時間Ｔｉの測定値、および、衝撃伝播速度Ｖｉを３００ｍ／ｓから６００ｍ／ｓまで１００ｍ／ｓごとに取った場合の上限距離Ｌｂを示している。ここで、ゴルフクラブのシリーズとは、製造者側において、１つの商品群として販売するために開発されたゴルフクラブのセットである。このようなゴルフクラブのシリーズにおいては、通常、剛性や重量（密度）等の衝撃伝播速度Ｖｉを決定するシャフトの特性が同一に設定される。そのため、同一シリーズのゴルフクラブにおいては、シャフトの衝撃伝播速度Ｖｉは、ほぼ同一となる。

表１に示すように、ドライバーと呼ばれる１番ウッド（１Ｗ）、スプーンと呼ばれる３番ウッド（３Ｗ）、５番アイアン（５Ｉ）、９番アイアン（９Ｉ）およびサンドウェッジ（ＳＷ）のように、ゴルフクラブでは、番手が大きくなるに従って、ロフト角αが大きくなる。ロフト角αが大きくなると、インパクト時間Ｔｉが短くなるため、上限距離Ｌｂもロフト角αが大きくなるに従って短く設定される。

図３は、表１に示す、ロフト角αとインパクト時間Ｔｉとの関係を示すグラフである。図３において、円形のマーカーは、各ゴルフクラブにおけるインパクト時間Ｔｉの測定値を示している。また、曲線は、インパクト時間Ｔｉをロフト角αの二次関数で近似した回帰曲線である。図３に示すように、ロフト角αとインパクト時間Ｔｉとの関係は、二次関数により良好に近似される。そのため、ｍｓで表したインパクト時間Ｔｉは、度で表したロフト角αを用いて、以下の式（１）のように表すことができる。
Ｔｉ＝６．７２９×１０^−５α^２−８．５８０×１０^−３α＋０．５７１６ …（１）

各ゴルフクラブにおける上限距離Ｌｂは、式（１）を用いてロフト角αから算出されるインパクト時間Ｔｉと、実験的あるいは理論的に求められるシャフトの衝撃伝播速度Ｖｉとを乗ずることにより求められる。図４は、表１に示す、ロフト角αと、式（１）のインパクト時間Ｔｉを用いて求められる上限距離Ｌｂとの関係を示すグラフである。図４に示すように、ロフト角αと衝撃伝播速度Ｖｉとが与えられることにより、上限距離Ｌｂが決定される。なお、上述のように、同一シリーズのゴルフクラブにおいては、シャフトの衝撃伝播速度Ｖｉがほぼ同一となるため、上限距離Ｌｂは、図４の衝撃伝播速度Ｖｉごとの曲線で示すように、ロフト角αが大きくなるに従って、単調に減少するように設定される。

以下の表２は、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示す加速度を評価したゴルフクラブＧＣと同一シリーズのゴルフクラブにおける、ロフト角αの設計値、インパクト時間Ｔｉの測定値、下限距離Ｌｔと上限距離Ｌｂとの計算値、および、上限距離Ｌｂの実験値を示している。なお、表２においては、下限距離Ｌｔを上限距離Ｌｂの１／３に設定している。図５は、表２に示す、ロフト角αと、下限距離Ｌｔおよび上限距離Ｌｂとの関係を示すグラフである。図５において、四角形のマーカーは、下限距離Ｌｔを示し、円形のマーカーは上限距離Ｌｂを示している。また、円形のマーカーのうち、黒く塗りつぶされたマーカーは、上限距離Ｌｂの実験値を示している。上限距離Ｌｂの実験値は、錘１１（図１）の取付位置を後端側に移動させながらボールの飛距離を測定し、最後に飛距離の増大効果が確認された際の錘１１の取付位置と、ホーゼル上端２２との距離を測定することにより求めた。

表２および図５に示すように、上限距離Ｌｂの計算値と、１番ウッド（１Ｗ）および５番アイアン（５Ｉ）における上限距離Ｌｂの実験値とは一致した。従って、ホーゼル上端２２からの距離が、式（１）を用いてロフト角αから算出されるインパクト時間Ｔｉと、衝撃伝播速度Ｖｉとから求められる上限距離Ｌｂ以下となる位置に、重量物（図１の錘１１）を取り付けることにより、飛距離を増大させることができることが確認できた。また、表２および図５に示す例においては、衝撃伝播速度Ｖｉが３６０ｍ／ｓであるため、ｍｍで表した下限距離Ｌｔおよび上限距離Ｌｂは、度で表したロフト角αを用いて、式（１）と衝撃伝播速度Ｖｉ（３６０ｍ／ｓ）とを乗じた次の式（２）および（３）で与えられる。
Ｌｔ＝８．０７５×１０^−３α^２−１．０３０α＋６８．６ …（２）
Ｌｂ＝２．４２２×１０^−２α^２−３．０８９α＋２０５．８ …（３）

このように、本実施形態では、重量物を、ホーゼル上端２２からの距離が、ロフト角αから式（１）を用いて算出されるインパクト時間Ｔｉにシャフトの衝撃伝播速度Ｖｉを乗じて得られる上限距離Ｌｂと、上限距離Ｌｂから算出される下限距離Ｌｔとの間になるように取り付けることにより、ボールの飛距離を増大させることが可能となる。この場合、重量物の取付位置は、ロフト角α（番手）ごとに最適な位置となるため、飛距離の増大効果をより大きくすることができる。また、重量物の位置が番手ごとに最適な位置となるため、番手ごとの飛距離の増大効果の減弱が抑制されるので、番手と飛距離との対応関係（飛距離フロー）が崩れることが抑制することができる。そのため、飛距離を増大させるとともに、番手の異なるゴルフクラブを組み合わせて使用することがより容易となる。

なお、本実施形態では、上限距離Ｌｂを、式（１）を用いて算出されるインパクト時間Ｔｉにシャフトの衝撃伝播速度Ｖｉを乗じることにより算出しているが、上限距離Ｌｂは、インパクト時間Ｔｉと衝撃伝播速度Ｖｉを乗じて算出されればよい。例えば、ロフト角αの異なる個々のヘッドについてインパクト時間Ｔｉを計測し、計測したインパクト時間Ｔｉと衝撃伝播速度Ｖｉとを乗じて上限距離Ｌｂを算出することも可能である。なお、インパクト時間Ｔｉは、例えば、超高速度カメラにより打撃中のボールおよびヘッドの挙動を観察し、あるいは、打撃中のボールおよびヘッドの挙動を観察と、ヘッドの進行方向に対する加速度の評価とを組み合わせることにより、測定することができる。

また、本実施形態では、インパクト時間Ｔｉと衝撃伝播速度Ｖｉとを乗ずることによって上限距離Ｌｂを決定しているが、一般的には、上限距離Ｌｂは、ロフト角αが大きくなるに従って単調に減少するように設定されていればよい。言い換えれば、ロフト角αが特定の値に設定されたゴルフクラブにおける上限距離Ｌｂを基準として、あるゴルフクラブにおける上限距離Ｌｂは、ロフト角αが大きくなるに従って短くなるように設定されていればよい。このようにしても、飛距離を増大させるとともに、飛距離フローの崩れが抑制されるので、番手の異なるゴルフクラブを組み合わせて使用することがより容易となる。

さらに、個々のゴルフクラブにおける上限距離Ｌｂは、ゴルフクラブのシリーズ（ゴルフクラブシリーズ）とは無関係に設定することもでき、シリーズ内で、上述の関係のいずれかを満たすように設定することもできる。但し、シリーズ内のゴルフクラブを使用することで飛距離フローの一貫性をより高くすることができ、番手の異なるゴルフクラブを組み合わせて使用することがさらに容易となる点で、ゴルフクラブシリーズ内で上述の関係のいずれかを満たすように上限距離Ｌｂを設定するのが好ましい。また、このように上限距離Ｌｂを設定することをゴルフクラブシリーズとして見た場合、当該ゴルフクラブシリーズは、上述の関係のいずれかを満たすように構成された複数のゴルフクラブを含んでいるとも謂うことができる。

１…ゴルフクラブ、１０…シャフト、１１…錘、２０…ヘッド、２１…ホーゼル、２２…ホーゼル上端、３０…グリップ、４０…スリーブ、４９…シャフト嵌入穴、ＢＬ…ボール、ＧＣ…ゴルフクラブ、ＨＤ…ヘッド、Ｓ１…シャフト先端部、Ｓ２…先端近傍部、ＳＴ…シャフト

Claims (3)

1. ヘッドと、前記ヘッドに取り付けられたシャフトとを有し、前記シャフトを前記ヘッドに取り付けるホーゼルの開口端からの距離が下限距離と上限距離との間となる位置において前記シャフトに重量物が取り付けられたゴルフクラブであって、
   前記上限距離は、前記ヘッドによりボールを打撃した際に前記ヘッドと前記ボールとが接触している時間であるインパクト時間と、前記打撃により前記ボールから前記ヘッドが受ける衝撃力が前記シャフトを伝播する衝撃伝播速度とを乗じた値に設定されており、
   前記下限距離は、前記上限距離の１／３に設定されている、
   ゴルフクラブ。
2. ｍｓで表した前記インパクト時間Ｔｉは、度で表した前記ゴルフクラブのロフト角αを用いて、下記数式によって算出される、請求項１記載のゴルフクラブ。
   Ｔｉ＝６．７２９×１０^−５α^２−８．５８０×１０^−３α＋０．５７１６
3. 複数のゴルフクラブを含むゴルフクラブシリーズであって、
   前記複数のゴルフクラブのそれぞれは、請求項１または２に記載されたゴルフクラブとして構成されている、
   ゴルフクラブシリーズ。

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