JPH0798077B2 - ゴルフのクラブヘッド - Google Patents

ゴルフのクラブヘッド

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JPH0798077B2
JPH0798077B2 JP1229738A JP22973889A JPH0798077B2 JP H0798077 B2 JPH0798077 B2 JP H0798077B2 JP 1229738 A JP1229738 A JP 1229738A JP 22973889 A JP22973889 A JP 22973889A JP H0798077 B2 JPH0798077 B2 JP H0798077B2
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    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B53/00Golf clubs
    • A63B53/04Heads
    • A63B53/0466Heads wood-type
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    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ゴルフのクラブヘツドの改良に係るものであ
る。
(従来の技術) 従来より、ゴルフのクラブヘッド(以下、単にヘッドと
省略する)としては、パーシモン等の木製ヘッドのほか
カーボンファイバー、グラスファイバー等よりなる、繊
維強化プラスチック製ヘッドや金属製ヘッドなどが市場
に供給されている。
(発明が解決しようとする課題) 従来より、ゴルファーにとっては、ゴルフボールを正確
に、且つ出来るだけ遠くへ飛ばすといったことが、望ま
れていた。
そのためには、ゴルフボールを打撃した際のヘッドの運
動エネルギーをロスすることなく、ゴルフボールに伝達
し、飛距離を伸ばすようにすることが必要である。
そのためには、以下の条件を満足させなくてはならな
い。即ち、ヘッドがゴルフボールに衝突すると、ヘッド
には衝撃応力が付与され過渡的な振動と共にヘッドの持
っている固有の振動数(所謂固有振動数)で振動するよ
うになる。
そこで本発明者らは、ヘッドのこの固有振動数の半周期
が、ゴルフボールとヘッドの接触時間に一致すれば、ヘ
ッドの運動エネルギーが振動を介してゴルフボールに効
率よく伝達されることを見い出した。
即ち、ヘッドのインパクト直前のヘッドスピードが上が
れば上がる程、ゴルフボールとの接触時間は短くなる。
ヘッドスピードは個人差を伴うが一般的には、30〜50m/
sの範囲で考えれば良いため、一例として平均的なヘッ
ドスピード40m/sを考えた場合には、実験結果から接触
時間は、約600μsとなり、この接触時間が半周期に該
当する固有振動数は約830Hzに相当することが判明し
た。
一方、従来の木製ヘッドや繊維強化プラスチック製ヘッ
ドや金属製ヘッドにおいては、その固有振動数を高速フ
ーリエ変換機(FFTアナライザー)を使用して測定した
結果、約2000〜2200Hzの固有振動数を示した。
これらのことから、これら従来のヘッドでは、固有振動
数が大き過ぎて、ヘッドとゴルフボールの接触時間とう
まくマッチしないため、ゴルフボールを打撃した際のエ
ネルギーロスが大きく、ゴルフボールへのエネルギー伝
達があまり芳しくないと言った問題点を有していた。
なお、固有振動数fは、一般的に以下の式で表すことが
出来る。
但し、k=剛性、m=質量を示す。
剛性kは、部材の形状、及び弾性係数Eによって決ま
る。即ち、同じ材料のものでも形状が変われば固有振動
数は変化するし、又、同じ形状でも弾性係数が変われ
ば、変化するものである。
これらのことから、本発明は、ゴルフボールの初速度を
向上するための最適な固有振動数を有するヘッドを供給
することを目的になされたものである。
(課題を解決するための手段) そこで、本発明においては、ヘッドの固有振動数の半周
期が、ゴルフボールとヘッドの接触時間に一致すれば、
ヘッドの運動エネルギーが振動を介してゴルフボールに
効率よく伝達されることに注目したものである。
即ち、ヘッドの一次振動のみを考えると、ゴルフボール
とヘッドが衝突すると、その直後ヘッドはゴルフボール
の飛球方向と逆方向に動き出す。これが振動となり、再
びゴルフボールの飛球方向に、動きが変わり、このヘッ
ドが元に戻った時にゴルフボールが飛び出せば、ヘッド
の振動エネルギーが効率よくゴルフボールに伝達するこ
とが出来ると考えられる。
このヘッドが動き始めてから、元に返るまでの時間がヘ
ッドの固有振動数の半周期にあたる。
故に、ヘッドの固有振動数の半周期が、ヘッドを30〜50
m/sのヘツドスピードでゴルフボールを打撃したときの
ヘッドとゴルフボールの接触時間に略一致するように設
計されたヘッドである。
即ち、ヘッドの固有振動数の半周期が、ヘッドを30〜50
m/sのヘツドスピードでゴルフボールを打撃したときの
ヘッドとゴルフボールの接触時間に略一致させるため
に、パーシモン等の木質材と弾性係数8〜15kgf/mm2
エラストマー又はアイオノマー樹脂等の弾性部材を構成
素材としたヘッドの構成比率を少なくともエラストマー
又は、アイオノマー樹脂等の弾性部材が40〜60%になる
ようにしたヘッドである。
更に、ヘッドの固有振動数の半周期が、ヘッドを30〜50
m/sのヘツドスピードでゴルフボールを打撃したときの
ヘッドとゴルフボールの接触時間に略一致するように、
弾性係数が約14〜23kgf/mm2のエラストマー又はアイオ
ノマー樹脂等の弾性部材でヘッドのフェース面部やクラ
ウン部を構成すると共に、ヘッドのソール部、ネック
部、バツク部等は金属又は、繊維強化プラスチック等よ
りなるヘッド外殻部材でヘッドを形成することも出来る
ものである。
更に、ヘッドの固有振動数の半周期が、ヘッドを30〜50
m/sのヘツドスピードでゴルフボールを打撃したときの
ヘッドとゴルフボールの接触時間に略一致するように、
パーシモン等の木質材よりなるヘッドのフェース面部の
面積Sとヘッドの幅Lとの比率が、S/L=0.0074〜0.016
0mとなるようなヘッドも形成することが出来るものであ
る。
又、ヘッドの固有振動数の半周期が、ヘッドを30〜50m/
sのヘツドスピードでゴルフボールを打撃したときのヘ
ッドとゴルブボールの接触時間に略一致するように、弾
性係数20〜40kgf/mm2で且つ厚みが略7〜9mmのエラスト
マーや合成樹脂等の弾性部材からなるフェースインサー
ト部材をヘッドのフェース面部全体の略70%を占めるよ
うに構成すると共に、前記ヘッドを繊維強化プラスチッ
ク等よりなるヘッド外殻部材で形成し、且つ該ヘッド外
殻部材の内、前記フェースインサート部材を嵌合保持す
る嵌合保持部の繊維強化プラスチック部の厚みを3〜8m
mとし、更に前記ヘッド外殻部材の内部に発泡芯材を介
在させたヘッドを形成することも出来るものである。
(作用) 以上のように、本発明のヘッドにおいては、従来のヘッ
ドと異なりヘッドの固有振動数の半周期が、ヘッドを30
〜50m/sのヘツドスピードでゴルフボールを打撃した時
のヘッドとゴルフボールの接触時間に略一致するように
したため、ゴルフボールの初速度の増加と、飛距離の増
大を図ることが可能となった。
即ち、これらは、有限要素法の手法を駆使し、種々の条
件を設定して、静止したゴルフボールに、ヘッドをヘッ
ドスピードが約40m/sで衝突させた時におけるゴルフボ
ールの初速度を導きだしたものである。
即ち、第1図は、同一のヘッド形状で弾性係数を変化さ
せることによって、ヘッドの固有振動数を逐次変化させ
た場合に、ゴルフボールの初速度がどのように変化する
かを表したものである。この第1図より、明らかなよう
にヘッドが約830Hzの時にゴルフボールの初速度は、最
大値を示した。又、この時のゴルフボールの初速度は、
従来のヘッドの固有振動数2000Hzと比較して、約1.7m/s
の増加を示した。なお、この時のヘッドの弾性係数は約
15.9kgf/mm2であった。
なお、他の実験結果及び有限要素法の計算結果から、弾
性係数が約14〜23kg/mm2の範囲でも従来のヘッド(固有
振動数2000〜2200Hz)に比較して、ゴルフボールの初速
度の向上が見られた。更に、第2図には、ヘッドの打撃
面積をSとし、ヘッドの幅をLとして、S/Lの比率を変
化させる(即ちヘッド形状を逐次変化させる)ことによ
って、ヘッドの固有振動数を逐次変化させた場合に、ゴ
ルフボールの初速度がどのように変化するかを表したも
のである。
この結果からもわかるように、S/Lの比率が、0.011mを
示すあたり(ヘッドの固有振動数が約830Hz)で、ゴル
フボールの初速度は最大値を示し、これまた従来のヘッ
ド(固有振動数約2000〜2200Hz)のものと、比較して約
0.5m/sの増加になった。
以上のように、ヘッドとゴルフボールの接触時間が、ヘ
ッドの固有振動数の半周期に一致すれば、ヘッドの運動
エネルギーは、最も効率良くゴルフボールに伝達され、
ゴルフボールの初速度を増加させると言った作用を生じ
るものである。
(実施例) 本発明の実施例を図面に基づいて説明すれば、第3図乃
至第5図に示すように、ヘッド1の固有振動数の半周期
が、ヘッド1を30〜50m/sのヘツドスピードでゴルフボ
ールを打撃したときのヘッドとゴルフボールの接触時間
に略一致するようにしたヘッドである。
即ち、第3図に示すように、ヘッド1の固有振動数の半
周期が、ヘッド1を30〜50m/sのヘッドスピードでゴル
フボールを打撃したときのヘッド1とゴルフボールの接
触時間に略一致するように、パーシモン等の木質部材2
と弾性係数が約8〜15kgf/mm2のエラストマー又はアイ
オノマー樹脂等の弾性部材3で構成したヘッド1におけ
るヘッド1の構成比率を少なくともエラストマー又は、
アイオノマー樹脂等の弾性部材3が40〜60%になるよう
にしたヘッドである。
更に、第4図に示すように、ヘッド1の固有振動数の半
周期が、ヘッド1を30〜50m/sのヘッドスピードでゴル
フボールを打撃したときのヘッド1とゴルフボールの接
触時間に略一致するように、弾性係数14〜23kgf/mm2
エラストマー又はアイオノマー樹脂等の弾性部材4でヘ
ッド1のフェース面部5やクラウン部6を構成すると共
に、ヘッド1のソール部7、ネック部8、バツク部9等
を金属又は、繊維強化プラスチック等よりなるヘッド外
殻部材10で形成したヘッドである。
更に、第5図に示すように、ヘッド1の固有振動数の半
周期が、ヘッドを30〜50m/sのヘッドスピードでゴルフ
ボールを打撃したときのヘッドとゴルフボールの接触時
間に略一致するように、パーシモン等の木質部材よりな
るヘッド1のフェース面部5の面積Sとヘッドの幅Lと
の比率がS/L=0.0074〜0.0160mとなるようなヘッドであ
る。なお一例としてフェース面部5の面積Sとしては、
0.035m×0.0465m=0.0016m2程度で、長さとしては、0.1
54m程度のものが望ましい。
更に、第6図乃至第7図に示すように、ヘッド1の固有
振動数の半周期が、ヘッド1を30〜50m/sのヘツドスピ
ードでゴルフボールを打撃したときのヘッド1とゴルフ
ボールの接触時間に略一致するように、弾性係数20〜40
kgf/mm2で且つ厚みが略7〜9mmのエラストマーや合成樹
脂等の弾性部材4(一例として、ポリエステルエラスト
マーを使用することが望ましい)からなるフェースイン
サート部材5aをヘッド1のフェース面部5全体の略70%
を占めるように構成すると共に、前記ヘッド1を繊維強
化プラスチック等(カーボン繊維やアラミド繊維やガラ
ス繊維やその他の強化プラスチック用の補強繊維を使用
した繊維強化プラスチック・FRPでも良いし、繊維強化
熱可塑性プラスチック・FRTPでも可能である。好ましく
は、カーボン繊維強化プラスチック製のヘッドが望まし
い。)よりなるヘッド外殻部材10で形成し、且つ該ヘッ
ド外殻部材の内、前記フェースインサート部材を嵌合保
持する嵌合保持部の繊維強化プラスチック部の厚みを3
〜8mmとし、更に前記ヘッド外殻部材の内部に発泡芯材
を介在させた構造を有するヘッドである。
なお、本発明のヘッドに関しては、ウッドタイプのヘッ
ドは勿論アイアンタイプのヘッドにも適用できるもので
ある。
(効果) 以上のように、本発明のヘッドにおいては、ヘッドの固
有振動数の半周期が、ヘッドを30〜50m/sのヘツドスピ
ードでゴルフボールを打撃した時のヘッドとゴルフボー
ルの接触時間に略一致するようにしたため、ヘッドの運
動エネルギーを効率良くゴルフボールに伝達することが
出来るようになり、ゴルフボールの初速度を向上さすこ
とが出来るようになったため、ゴルフボールの飛距離を
増大させることが出来るものである。
又、弾性部材とカーボンファイバー等の繊維強化プラス
チック製のヘッド外殻部材との組み合わせにより、ヘッ
ドの耐久性能が向上すると共に、ヘッドのデザインも斬
新なものとなり、ヘッド自体の設計の自由度も向上し、
ゴルファーの個性に合致したゴルフグラブを供給するこ
とができると言った効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第2図は、本発明に係るヘッドの固有振動数
とゴルフボールの初速度の関係を示す説明図、第3図乃
至第5図は、本発明に係るヘッドの実施例を示す斜視
図、第6図は、本発明に係る繊維強化プラスチック製の
ヘッドを示す斜視図、第7図は、第6図のヘッドの断面
を示す断面図、第8図は、従来のヘッドを示す斜視図。 1:ヘッド、2:木質部材、3:弾性部材、4:弾性部材、5:フ
ェース面部、6:クラウン部、7:ソール部、8:ネック部、
9:バック部、10:ヘッド外殻部材、11:発泡芯材。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゴルフのクラブヘッド(1)の固有振動数
    の半周期が、クラブヘッド(1)を30〜50m/sのヘツド
    スピードでゴルフボールを打撃したときのクラブヘッド
    (1)とゴルフボールの接触時間に略一致するように、
    パーシモン等の木質部材(2)と弾性係数が約8〜15kg
    f/mm2のエラストマー又はアイオノマー樹脂等よりなる
    弾性部材(3)で構成したクラブヘッド(1)における
    クラブヘッド(1)の構成比率を少なくともエラストマ
    ー又は、アイオノマー樹脂等の弾性部材(3)が40〜60
    %になるようにしたゴルフのクラブヘッド。
  2. 【請求項2】ゴルフのクラブヘッド(1)の固有振動数
    の半周期が、クラブヘッド(1)を30〜50m/sのヘツド
    スピードでゴルフボールを打撃したときのクラブヘッド
    (1)とゴルフボールの接触時間に略一致するように、
    弾性係数14〜23kgf/mm2のエラストマー又はアイオノマ
    ー樹脂等の弾性部材(4)でクラブヘッド(1)のフェ
    ース面部(5)やクラウン部(6)を構成すると共に、
    クラブヘッド(1)のソール部(7)、ネック部
    (8)、バツク部(9)等は金属又は、繊維強化プラス
    チック等よりなるヘッド外殻部材(10)で形成したゴル
    フのクラブヘッド。
  3. 【請求項3】ゴルフのクラブヘッド(1)の固有振動数
    の半周期が、クラブヘッド(1)を30〜50m/sのヘツド
    スピードでゴルフボールを打撃したときのクラブヘッド
    (1)とゴルフボールの接触時間に略一致するように、
    パーシモン等の木質材(2)よりなるクラブヘッド
    (1)のフェース面部(5)の面積Sとクラブヘッド
    (1)の幅Lとの比率がS/L=0.0074〜0.0160mとなるよ
    うなゴルフのクラブヘッド
  4. 【請求項4】ゴルフのクラブヘッド(1)の固有振動数
    の半周期が、クラブヘッド(1)を30〜50m/sのヘツド
    スピードでゴルフボールを打撃したときのクラブヘッド
    (1)とゴルフボールの接触時間に略一致するように、
    弾性係数20〜40kgf/mm2で且つ厚みが略7〜9mmのエラス
    トマーや合成樹脂等の弾性部材(4)からなるフェース
    インサート部材(5a)をクラブヘッド(1)のフェース
    面部(5)全体の略70%を占めるように構成すると共
    に、前記クラブヘッド(1)を繊維強化プラスチック等
    よりなるヘッド外殻部材(10)で形成し、且つ該ヘッド
    外殻部材の内、前記フェースインサート部材を嵌合保持
    する嵌合保持部の繊維強化プラスチック部の厚みを3〜
    8mmとし、更に前記ヘッド外殻部材の内部に発泡芯材を
    介在させたゴルフのクラブヘッド。
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JP2012147950A (ja) * 2011-01-19 2012-08-09 Bridgestone Sports Co Ltd アイアン型ゴルフクラブヘッド
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