JPS6122874A - 打球具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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って説明
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、このうち、スピン・打出
角・方向性に関しては、クラブヘッ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、ヘッド速度に関しては、スウィングと関連づけてシ
ャフトに焦点を当てて説明されている。従来からこのシ
ャフトあ固有振動数を、クラブセント内で同一にしたり
、一定の差をつけることで、「振りやずさ」　「同じリ
ズムで振れる」といっ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ゾ
との相互間の問題であって、衝突時（打撃時）に、クラ
ブ（ヘッド）がこの反撥係数へ及ばず影響については、
従来、全く明らかにされていなかった。

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。これ等の亦４Ａ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。

パ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）ではその繊維穐白率の高
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ったもので、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った。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
明乙た。

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。そごで、本発明の特徴とする処は、
打撃する部分のメカニカルイ７ヒ−ｊｌ”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４コ、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
■とすると、メカニカルインピーダンスＺは、 ｚ＝　−□ ■ 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、横軸に周波数をとって
、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。測定にば機械振動の
分野で公知の周波数分析機（＋”　ＦＴアナライザ）を
用いて分析した。（例えば横河ヒユーレットパッカー■
製の５４２０　Ａ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（
Ｈ２）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　６；
Ｉ、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ｃＪ）す、構造物（ボール）が有する質量−バネ系
によっ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ッド型
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って２０倍した値で示す。

仮想線１は従来例を示し、既存のウッド型のゴルフクラ
ブ（カーボンヘッドやメタルヘッ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ッ
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、クラブヘッド、シャフト等の質量分布、ハ
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
ールを打撃するフェース面４の中心点５を通り、フェー
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、クラブヘッド６を３分割すれば、クラブ
ヘッド６の重心Ｇは直線１．、ａ　（；ｌ近にある。即
ち、重心Ｇはフェース面４からほぼｌ／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、 Ｍ、：Ｍ２：Ｍ３＝５：３：２ とずイ）。　（この質量比は従来のクラブヘッドと略同
等の）ｊ′まである。） しかして、第５図に示す如く、フェース面４のインーリ
ー１−７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、バネ定数に’＝８０００”・
２００００ｋｇ／　ｃｍで、厚さ寸法Ｔ−８ｍ、幅−ｊ
法Ｗ−４０Ｉ１ｍ、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■）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１（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、ｏ　＝　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ら得る利点がある。

しかして、従来例Ａ−Ｂと本発明の実施例Ｃ・Ｄ’　−
Ｈ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−Ｉ）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はバーシモンのヘッド母材にΔ１３　Ｓ　４？
ｒｌ　Ｉｌｉ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θ〜１００００Ｈｚ内に全く極小値
Ｐを示さない。しかし、バネ定数８００００　ｋＩ？／
　ｃｍ　Ｏ）　ＣＦ　Ｉ？Ｐのインサートをカーボンの
ヘット′母Ｈに取イ」けた従来例Ｂでは、周波数が１０
０００１１ｚを越えたところで極小値を示す。周波数１
００００８２を越えたところで極小値を示し士も、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は人々バネ定
数Ｋが２００００’、　１００００．８０００　ｋｇ　
／　ｃ＋ｎ　（７）　？　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、ヘッド速度を各クラブ共に
４５　ｍ／５ｅｃ一定として、犬々のボ・−ル初速ｖｂ
を従来例Ａに比較すると、実施例Ｃ−□０．４６　ｍ／
ｓｅｃ増加、実施例Ｄ　＝０．７１　ｍ／ｓｅｃ増加、
実施例Ｅ　＝　１’、９８　ｍ／ｓｅｃ増加、である。

これし；ｌ、２〜８ｍものゴルフボールのキャリー増加
に相当する。（顕著にキャ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ｌで示すが、極小値が表われない。ご
れば、カーボンのヘッド母材にＡＢＳ樹脂のインサート
を取付けたものである。また本実験Ｃは２種類のボール
について測定した。

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デシヘル（ｄ　Ｂ）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−減衰係数によって左右されるから、第３図
に於て質量Ｍ、、Ｍ、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
って、周波数領域θ〜１００（１（＋−＼ルッ内に極小
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としてポリカーボネー
ト等のエンジニアリ〉・グプラスチソクを用いてバネ定
数を調節し、もって同様の極小値Ｐ・・・を示すように
するも自由Ｃある。

また、上述の実施例ではゴルフクラブ全体にっいて、ボ
ールを直接に打撃するフェ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へソ
ド６のみについて、フェ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５図は打球具として、
ゴルフクラブ８以外に、テニスのラケット９、野球バッ
ト１０、あるいは卓球のラケット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、ビ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し、飛距離が伸びる。本発明はごの
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万全全体を構成し
たから、ポ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、（従来の密織を破って）ポールの反撥が
大きく、ポール初速が増加出来て、飛距離の増大が達成
出来る。巧妙６；簑１ζ−ルのメカニカルインピーダン
ス特性に刻応して調節されたゴルフクラブである。

本発明は、以」−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（ポール等）と最高の組み
合わせとなり−、最大の反旧が得られて、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図はポールのメカ
ニカルインピーダンス特性第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用メカニカルインピーダンス、
Ｐ・・・極小値、Ｎ・・・周波数。

Claims (1)

1. 【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。