JPH0456630B2

JPH0456630B2 -

Info

Publication number: JPH0456630B2
Application number: JP59143929A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Yamaguchi
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1992-09-09
Also published as: JPS6122874A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、スポーツ用の打球具に関する。一般に、打球具として、ゴルフクラブを例にと
つて説明すると、ゴルフボールを打撃するゴルフ
クラブの作用は次のように整理できる。即ち、弾道への影響…スピン・打出角・方向性への影
響ボール初速への影響…ヘツド速度への影響反撥係数への影響このうち、スピン・打出角・方向性に関して
は、クラブヘツドの重心廻りの慣性モーメントに
焦点を当てて力学的に説明されている。また、ヘ
ツド速度に関しては、スウイングと関連づけてシ
ヤフトに焦点を当てて説明されている。従来から
このシヤフトの固有振動数を、クラブセツト内で
同一にしたり、一定の差をつけることで、「振り
やすさ」「同じリズムで振れる」といつた作用効
果が挙げられているが、理論的には明らかにされ
ていないのが現状である。特に、反撥係数の問題は、ゴルフボールとゴル
フクラブとの相互間の問題であつて、衝突時（打
撃時）に、クラブ（ヘツド）がこの反撥係数へ及
ぼす影響については、従来、全く明らかにされて
いなかつた。ところで、従来のゴルフクラブの構成素材とし
ては、バーシモン（柿材）、ABS樹脂、カーボン
繊維補強樹脂（以下CFRPと略す場合もある）、
アルミ、ステンレス等が使用されてきた。これ等
の素材について、従来は硬いもの程、ゴルフボー
ルとの反撥が良く、ボール初速が大きいと言われ
ていた。バーシモンの替りに青ダモ圧縮材が用いられ、
またカーボン繊維補強樹脂（CFRP）ではその繊
維含有率の高いものが求められ、従来から「硬い
から反撥係数が大きい」と考えられてきた。本発明は従来からのこのような常識を破つたも
ので、特に長年月にわたる多大の実験を繰返した
結果、ボールに対して反撥を最も高くし、ボール
初速を最大とするには最適の硬さが存在し、この
最適硬さを越えると逆に反撥が悪くなることが判
つた。さらに進んで、ボール及び打球具のメカニ
カルインピーダンスが関与することを、究明し
た。本発明の目的とするところは、ボールを打撃し
たときの反撥係数を増加し、ボール初速を最大に
近づける打球具を提供するにある。そこで、本発
明の特徴とする処は、打撃する部分のメカニカル
インピーダンスが、被打撃物のメカニカルインピ
ーダンスの極小値を示す周波数の近傍の周波数領
域に於て、極小値を示すように、打撃主要部乃至
全体を構成した点にある。以下、図示の実施例に基づき本発明を詳述す
る。まず、機械系のメカニカルインピーダンスにつ
いて説明すると、「ある点に力が作用した時の他
の点の応答との比である」と定義される。即ち、
入力をＦ、応答速度をＶとすると、メカニカルイ
ンピーダンスＺは、Ｚ＝Ｆ／Ｖで定義される。第３図は、一般のゴルフボールのメカニカルイ
ンピーダンスＺの絶対値を縦軸にとり、横軸に周
波数をとつて、ゴルフボールのメカニカルインピ
ーダンスがどのように変化するかを例示する図で
ある。測定には機械振動の分野で公知の周波数分
析機（FFTアナライザ）を用いて分析した。（例
えば横河ヒユーレツトパツカー(株)製の5420A型が
使用される。）この第３図に於て、周波数領域０〜10000ヘル
ツ（Hz）内で、２〜５個の極小値Ｐ…をゴルフボ
ールが有していることが分る。しかも最初の極小
値Ｐは、周波数Ｎが約3000ヘルツ近傍である。この極小値Ｐ…を示す周波数は、いわゆる固有
振動数であり、構造物（ボール）が有する質量−
バネ系によつて決まるものである。他方、第１図又は第２図は打球具の一例として
ウツド型のゴルフクラブについて、０〜約12000
ヘルツの周波数領域に於て、メカニカルインピー
ダンスを測定した結果を示す。但し、メカニカル
インピーダンス（縦軸）は絶対値を対数でとつて
20倍した値で示す。仮想線１は従来例を示し、既存のウツド型のゴ
ルフクラブ（カーボンヘツドやメタルヘツドと呼
ばれるものも含む）は、全て、周波数領域０〜
10000ヘルツ内に於て、明瞭な極小値が現われな
い。本発明に係る打球具として、具体的にゴルフク
ラブヘツド全体の、ボールを直接に打撃する部分
のメカニカルインピーダンスＺが、第１図中の曲
線Ｃ，Ｄ，Ｅ又は第２図中の実線２又は破線３の
ように、０〜10000ヘルツの周波数領域内に於て、
１個以上の極小値Ｐ…を有するように、クラブヘ
ツド、シヤフト等の質量分布、バネ定数、減衰係
数を設定するものである。さらに具体的に実施例を説明すると、第４図に
於て、ボールを打撃するフエース面４の中心点５
を通り、フエース面４に垂直方向の割線ａ−ｂを
考え、この線ａ−ｂを３等分する点Qa，Qbを通
り、線ａ−ｂに垂直な直線La，Lbで、クラブヘ
ツド６を３分割すれば、クラブヘツド６の重心Ｇ
は直線La付近にある。即ち、重心Ｇはフエース
面４からほぼ１／３のところにあり、３分割され
たものの夫々の質量の比は、 M₁：M₂：M₃＝５：３：２とする。（この質量比は従来のクラブヘツドと略
同等のままである。）しかして、第５図に示す如く、フエース面４の
インサート７として、バネ定数ｋを従来よりも著
しく小さい素材を使用する。例えば、バネ定数ｋ
≒8000〜20000Kg／cmで、厚さ寸法Ｔ≒８mm、幅
寸法Ｗ≒40mm、高さ寸法Ｈ≒40mmのインサート７
を、使用すれば、周波数領域０〜10000ヘルツ内
に極小値Ｐが現われる。好ましくは、1500〜8000ヘルツの周波数領域に
極小値Ｐが現われるようにする。特に好ましいの
は（後述のボール初速から判断して）2000〜6000
ヘルツ内に極小値Ｐが現われるようにすることで
あり、第３図に示すような特性の一般のゴルフボ
ールとの相性を勘案すると、2500〜4000ヘルツの
周波数領域に極小値Ｐが現われるようにするのが
最適であるといえる。このようにインサート７の素材のバネ定数ｋ
を、従来のABS樹脂、カーボン繊維補強樹脂積
層板、あるいはアルミ等の金属板のバネ定数より
も、十分に小さくすることで、０〜10000ヘルツ
の内の所定の周波数にて極小値Ｐを１〜数個を示
すクラブが得られる。特にこのようにすれば、従
来のゴルフクラブの質量分布及び形状をそのまま
に保ち得る利点がある。

【表】示す。
しかして、従来例Ａ・Ｂと本発明の実施例Ｃ・
Ｄ・Ｅのゴルフクラブの種類の説明、及び実測結
果（多数の実測平均値）を、第１図及び（表−
１）に示す。（なおボールとしては、アイオノマ
ー樹脂のカバーの２ピースボールを使用した。）この（表−１）及び第１図より次のことが判
る。従来例Ａはパーシモンのヘツド母材にABS
樹脂のインサートを第５図のように取付けたもの
であるが、周波数０〜10000Hz内に全く極小値Ｐ
を示さない。しかし、バネ定数80000Kg／cmの
CFRPのインサートをカーボンのヘツド母材に取
付けた従来例Ｂでは、周波数が10000Hzを越えた
ところで極小値を示す。周波数10000Hzを越えた
ところで極小値を示しても、従来例Ｂのボール初
速は従来例Ａと同等乃至少し悪い結果が出た。これに対し、本発明の実施例Ｃ・Ｄ・Ｅは夫々
バネ定数Ｋが20000、10000、8000Kg／cmのアイオ
ノマー樹脂であり、周波数が夫々、7200、5250、
3800Hzにて極小値Ｐを明らかに示しており、ヘツ
ド速度を各クラブ共に45ｍ／sec一定として、
夫々のボール初速Vbを従来例Ａに比較すると、
実施例Ｃ＝0.46ｍ／sec増加、実施例Ｄ＝0.71ｍ／
sec増加、実施例Ｅ＝1.98ｍ／sec増加、である。
これは、２〜８ｍものゴルフボールのキヤリー増
加に相当する。（顕著にキヤリー増加が確認出来
た。）次に、第２図と（表−２）に於て、別の実測結
果を示す。従来例を仮想線１で示すが、極小値が
表われない。これは、カーボンのヘツド母材に
ABS樹脂のインサートを取付けたものである。
また本実験では２種類のボールについて測定し
た。

【表】この（表−２）からも、本発明の実施品（実線
２と破線３のもの）は、従来例（仮想線１のも
の）よりも、ボール初速が確実に増加する。な
お、多数の実測結果から、極小値Ｐにおけるメカ
ニカルインピーダンスＺの値が、その近傍の周波
数におけるメカニカルインピーダンスＺに比較し
て、５デシベル（dB）以上小さな値を示せば、
上述のボール初速の増加が著しい、と言える。なお、メカニカルインピーダンスはその物体の
質量分布−バネ定数−減衰係数によつて左右され
るから、第４図に於て質量M₂，M₃のバネ定数の
分布を変えたり、質量分布を変え、あるいは種々
の素材及び構造の変化によつて、周波数領域０〜
10000ヘルツ内に極小値を示すように、ゴルフク
ラブの全体を構成することも可能である。また、
インサート７としてボリカーボネート等のエンジ
ニアリングプラスチツクを用いてバネ定数を調節
し、もつて同様の極小値Ｐ…を示すようにするも
自由である。また、上述の実施例ではゴルフクラブ全体につ
いて、ボールを直接に打撃するフエース面のメカ
ニカルインピーダンスに極小値が所定周波数領域
で現われるように構成していたが、これ以外に、
打撃主要部つまりクラブヘツド６のみについて、
フエース面のメカニカルインピーダンスが所定周
波数領域で極小値を示すように設計するも望まし
いことである。さらに、第６図は打球具として、
ゴルフクラブ８以外に、テニスのラケツト９、野
球バツト１０、あるいは卓球のラケツト１１を例
示し、これ等のいずれの打球具についても、
夫々、テニスボール、野球ボール、ピンポン球の
メカニカルインピーダンスが極小値を示す周波数
を求め、その被打撃物が極小値を示す近傍の周波
数領域にて、極小値を示すように質量分布やバネ
定数等を、素材と形状と構造等で適宜設定してや
ればボール初速が増加じ、飛距離が伸びる。本発
明はこのように種々のスポーツ用打球具に広く適
用される。本発明のゴルフクラブにおける実施例では、ゴ
ルフボールを直接に打撃する部分のメカニカルイ
ンピーダンスが、周波数領域０〜10000ヘルツ内
に於て極小値を示すように、ゴルフクラブの打撃
主要部乃至全体を構成したから、ボールを直接に
打撃する部分の硬度が高くないにかかわらず、
（従来の常識を破つて）ボールの反撥が大きく、
ボール初速が増加出来て、飛距離の増大が達成出
来る。巧妙にボールのメカニカルインピーダンス
特性に対応して調節されたゴルフクラブである。本発明は、以上詳述した如く、打撃する部分の
メカニカルインピーダンスが、被打撃物のメカニ
カルインピーダンスの極小値を示す周波数の近傍
の周波数領域に於て、極小値を示すように、打撃
主要部乃至全体を構成した打球具であるから、被
打撃物（ボール等）と最高の組み合わせとなり、
最大の反撥が得られて、被打撃物の飛距離を増加
出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は夫々別の実測結果を示し、本
発明に係る打球具の実施例と従来例とを比較して
示したメカニカルインピーダンス特性曲線の図、
第３図はボールのメカニカルインピーダンス特性
曲線の図、第４図は構成説明のための概略平面
図、第５図は本発明の一実施例を示す斜視図、第
６図は種々の打球具の具体例を示す図である。７……インサート、Ｚ……メカニカルインピー
ダンス、Ｐ……極小値、Ｎ……周波数。

Claims

【特許請求の範囲】１打撃する部分のメカニカルインピーダンス
が、被打撃物のメカニカルインピーダンスの極小
値を示す周波数の近傍の周波数領域に於て、極小
値を示すように、打撃主要部乃至全体を構成した
ことを特徴とする打撃具。２ボールを直接に打撃する部分のメカニカルイ
ンピーダンスが、周波数領域０〜10000ヘルツ内
に於て極小値を示すように、打撃主要部乃至全体
を構成した特許請求の範囲第１項記載の打球具。３極小値を示す周波数領域が、1500〜8000ヘル
ツである特許請求の範囲第１項記載の打球具。４極小値を示す周波数領域が、2000〜6000ヘル
ツである特許請求の範囲第１項記載の打球具。