(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する前記慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、
前記原点を通り、フェース面に平行な平面で前記慣性楕円体を切断したときの断面積Ａと、前記軸Ｉ１および前記軸Ｉ２を含む平面で前記慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下となる、ゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記断面積Ａが、０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記断面積Ａが、０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００１２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
前記断面積Ａを前記フェース面の面積で除した値が１．００×１０−４（１／ｇ・ｃｍ４）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項５】
前記断面積Ａを前記ゴルフクラブヘッドの体積で除した値が１．５０×１０−５（１／ｇ・ｃｍ５）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項６】
前記断面積Ａを前記ゴルフクラブヘッドの質量で除した値が１．００×１０−５（１／ｇ２・ｃｍ２）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項７】
ウッド用のゴルフクラブヘッドであって、前記断面積Ａが０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２０（１／ｇ・ｃｍ２）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項８】
アイアン用のゴルフクラブヘッドであって、前記断面積Ａが０．００１（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項９】
アイアン用のゴルフクラブヘッドであって、前記断面積Ａを前記ゴルフクラブヘッドの体積で除した値が７．８０×１０−５（１／ｇ・ｃｍ５）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１０】
アイアン用のゴルフクラブヘッドであって、前記断面積Ａを前記ゴルフクラブヘッドの質量で除した値が１．１０×１０−５（１／ｇ２・ｃｍ２）以下である、請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドと、その一方端が前記ゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備えた、ゴルフクラブ。
【請求項１２】
ロフト角が１６°以下である、請求項１１に記載のゴルフクラブ。
【請求項１３】
ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する前記慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、
前記原点を通り、フェース面に平行な平面で前記慣性楕円体を切断したときの断面積Ａと、前記軸Ｉ１および前記軸Ｉ２を含む平面で前記慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下となるように前記フェース面が形成されているアイアン用のゴルフクラブヘッドと、その一方端が前記アイアン用のゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備え、前記断面積Ａが０．００１（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下のアイアンのゴルフクラブと、
前記断面積Ａと前記断面積Ｂとの比（Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下となるように前記フェース面が形成されているウッド用のゴルフクラブヘッドと、その一方端が前記ウッド用のゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備え、前記断面積Ａが０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２０（１／ｇ・ｃｍ２）以下のウッドのゴルフクラブとを備えた、ゴルフクラブセット。
【請求項１４】
ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する前記慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、
前記原点を通り、フェース面に平行な平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ａと、前記軸Ｉ１および前記軸Ｉ２を含む平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂとの比（＝Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下のゴルフクラブヘッドと、
その一方端が前記ゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとにより構成される複数のゴルフクラブを備え、
前記複数のゴルフクラブヘッドについて、前記断面積Ａと前記断面積Ｂとの比の値は、所定値Ｃに対して最大でＣ＋０．１以下であり、最小でＣ−０．１以上である、ゴルフクラブセット。
【請求項１５】
ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する前記慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、
前記原点を通り、フェース面に平行な平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ａと、前記軸Ｉ１および前記軸Ｉ２を含む平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂとの比（＝Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下のゴルフクラブヘッドと、その一方端が前記ゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとにより構成される複数のウッドのゴルフクラブと、
前記断面積Ａと前記断面積Ｂとの比が１以上１．４以下のゴルフクラブヘッドと、その一方端が前記ゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとにより構成される複数のアイアンのゴルフクラブとを備えたゴルフクラブセットであって、
前記複数のウッドのゴルフクラブヘッドについて、前記断面積Ａと前記断面積Ｂとの比の値は、所定値Ｄに対して最大でＤ＋０．１以下であり、最小でＤ−０．１以上であり、
前記複数のアイアンのゴルフクラブヘッドについて、前記断面積Ａと前記断面積Ｂとの比の値は、前記所定値Ｄとは異なる値Ｅに対して最大でＥ＋０．１以下であり、最小でＥ−０．１以上である、ゴルフクラブセット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ゴルフクラブヘッド、ゴルフクラブおよびゴルフクラブセットに関する。特に、クラブヘッドの特性として重要な慣性モーメントを重心まわりの慣性楕円体で表わし、その慣性楕円体をフェース面に平行でゴルフクラブヘッドの重心を通る仮想平面で切断したときの平面楕円の面積を小さくするように設計するものである。また、これにより、打球方向に対するゴルフクラブヘッドの慣性抵抗を大きくし、打撃位置のばらつきに起因する飛距離のばらつきを効率よく減少させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、慣性楕円体を考慮してゴルフクラブヘッドを設計する技術は、特開平５−５７０３４号公報に記載されている。この公報では、ゴルフクラブヘッドが元々持つ慣性楕円体の主軸方向に対して重量を付加して、ヘッドの重量増加を最小限に抑えつつ慣性楕円体を大きくする技術が開示されている。
【０００３】
また、特開平９−１４９９５４号公報や特開平１０−２４８９６９号公報には、飛球線を含む平面および水平面に対して垂直な平面に慣性主軸を投影した際の角度を、ゴルファーの打撃位置のばらつき方向近傍に設定することにより、飛距離のばらつきを抑制する技術が開示されている。
【０００４】
しかしながら、特開平５−５７０３４号公報に開示される技術は、生産したヘッドが予め有する慣性主軸の方向を変化させずにその軸上に重量を付加することで慣性楕円体を大きくすることを開示しているだけである。したがって、上記公報では、そもそもその慣性主軸の方向がゴルフクラブの性能を考慮した場合に望ましいものであるかどうかの判断がなされていない。
【０００５】
また、特開平９−１４９９５４号公報や特開平１０−２４８９６９号公報では、ゴルフクラブヘッドに望ましい慣性主軸の傾斜角度が開示されているが、これは、ゴルフクラブヘッドをフェース側から見た一平面に投影したときの望ましい角度を開示してにすぎない。そのため、この公報では、三次元的に存在する慣性楕円体の配置をどうすれば望ましいかについては言及されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ゴルファーがボールを打撃するとき、さまざまな要因でボールがゴルフクラブヘッドに当たる位置は変動する。ゴルフクラブに要求される特性の１つに、打撃位置の変動に伴うボールの飛距離と飛球方向の変動が小さいことが挙げられる。
【０００７】
打撃位置が変動することによりボールの方向と飛距離が不安定になると、ゴルファーが望んだ位置にボールを運ぶことができず、スコアメイクの上で好ましくない。
【０００８】
従来の技術においてもある程度の改善がなされているが、必ずしも、十分であるとはいえなかった。
【０００９】
そこで、この発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、打撃位置が変動しても、ボールの飛距離と飛球方向の変動が小さいゴルフクラブヘッド、ゴルフクラブおよびゴルフクラブセットを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、打撃位置の変動とボールの飛距離と飛球方向についてさまざまな検討をした結果、ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体を平面に投影するのでなく三次元的に捉えることでより効率的な改善が可能であることがわかった。つまり、本発明は、従来技術では開示されていない、ゴルフクラブにとって望ましい慣性主軸の配置を三次元的に設計することで、打撃位置のばらつきに対してより効率的に飛距離と打球方向のばらつきを抑えたゴルフクラブヘッドを提供しようとするものである。
【００１１】
物体には、図１に示すように、慣性楕円体が三次元的に存在する。図１の（Ａ）と（Ｂ）において、ゴルフクラブヘッド１はフェース面１１を有する。このゴルフクラブヘッド１内の慣性楕円体１０は、慣性主軸Ｉ１、Ｉ２およびＩ３を有する。これらの慣性主軸は、原点としての重心Ｇで交わる。
【００１２】
慣性楕円体においては、一般には、主軸の長さがその軸まわりの慣性モーメントの大きさの平方根の逆数で表わされる。任意の平面で慣性楕円体を切断するとき、その断面の面積が小さいほどその面に垂直に作用する荷重に対する慣性抵抗は大きくなる。
【００１３】
ここで、ゴルフクラブでボールを打撃する際に発生する荷重は図２中のベクトルＦで示される。このベクトルＦは、フェース面１１に垂直なベクトルＦＰと、フェース面１１に平行な微小なベクトルＦＨとの分解することができる。飛距離や飛球方向のばらつきはゴルフクラブヘッド１の矢印１２で示す不必要な回転運動に起因する。この回転運動を発生させるモーメントのほとんどは、その大きさからフェース面１１に垂直なベクトルＦＰが主な成分であり、フェース面１１に平行なベクトルＦＨは微小成分であり、無視し得る程度であることがわかる。
【００１４】
すなわち、ゴルフクラブヘッド１を回転させようとする荷重は、フェース面１１に垂直な方向から加わり、この荷重に対するゴルフクラブヘッド１の慣性抵抗を大きくするために、フェース面１１に平行で慣性楕円体の中心を通る平面で慣性楕円体を切断し、その断面積（以下、有効断面積という）がなるべく小さくなるようにフェース面１１を設計すればよいことがわかる。
【００１５】
なお、ゴルフクラブヘッドの中には、一般的なウッド用のゴルフクラブヘッドのように、フェース面１１が凸状となったものがあるが、この場合は、フェース面の中心（図心）近傍に位置する面をフェース面と定義する。この場合、フェース図心、スイートスポットまたはフェース面外周を含む面に対して最も距離があるフェース面上の点に接する平面がフェース面である。各々の点は図心付近に位置するので、いずれに接する面を基準にしても大きな違いはない。
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下の構成からなる方法を用いて慣性楕円体およびその切断面を求めた。
【００１７】
図３において、地面に垂直で重心Ｇを通る軸をＺ軸とし、フェース面１１の図心（フェース面１１の中心）における接面と地面との交線に平行でかつＺ軸と垂直で重心Ｇを通る軸をＸ軸とする。Ｘ軸とＺ軸の両方に垂直で重心Ｇを通る軸をＹ軸とする。
【００１８】
まず、図４で示すように、フェース面の図心における接面（フェース面）と地面との交線に平行でかつ重心を通る面の方向ベクトルをｆ（ｌ，ｍ，ｎ）Ｔとし、次式の各ベクトルを計算する。
【００１９】
ｆ１（ｌ１，ｍ１，ｎ１）Ｔ＝ｆ×Ｚ（０，０，１）Ｔ
ｆ２（ｌ２，ｍ２，ｎ２）Ｔ＝ｆ１×ｆ                              …（１）
ｆ３（ｌ３，ｍ３，ｎ３）Ｔ＝ｆ１×ｆ２
ただし、×は外積を表わす。
【００２０】
次に、図５で示すように、フェース面１１の図心２１ａにおける接面２１と地面２３との交線２２に平行でかつ重心Ｇを通る軸をα軸、その接面２１に平行でα軸と垂直な軸をβ軸、α軸とβ軸に垂直な軸をγ軸とすると、α，β，γ座標系からＸ，Ｙ，Ｚ座標系への変換が、次式で表わされる。
【００２１】
Ｘ＝ｌ１・α＋ｌ２・β＋ｌ３・γ
Ｙ＝ｍ１・α＋ｍ２・β＋ｍ３・γ                              …（２）
Ｚ＝ｎ１・α＋ｎ２・β＋ｎ３・γ
ここで、ｌ１，ｌ２，ｌ３，ｌ１２，ｌ１３，ｌ２３はＸ，Ｙ，Ｚ軸に関する慣性モーメントと慣性乗積とすると、以下の関係が得られる。
【００２２】
0003592961.tif 000002
式（３）で表わされる楕円体は慣性楕円体と呼ばれている。これは各方向の慣性抵抗の大きさを示すものである。式（２）を式（３）に代入し、γの項を０にすると、切断楕円面の式（４）が求められる。
【００２３】
0003592961.tif 000003
この切断面の大きさは、この面での回転のしやすさを示す慣性抵抗の大きさを表わしていることになり、またその切断面はその面の垂直方向の慣性抵抗を表わしている。さらに、図６、７および８に示すように、この切断面の形状は立体の慣性楕円体と面の切断面であるため、平面楕円となるのは明白である。
【００２４】
図７で示すように、この平面楕円の式により、長軸の長さをａ、短軸の長さをｂとすると、この長軸と短軸を含む平面で慣性楕円体を切断したときの面積Ｓは以下の式で表わされる。
【００２５】
Ｓ＝πａｂ
このときの面積が有効断面積である。
【００２６】
一方、上述のように、フェース面１１に平行で慣性楕円体の中心を通る平面で切断した慣性楕円体の有効断面積は、その面に垂直に働く荷重に対する物体の慣性抵抗の大きさを表わす。この有効断面積が小さいほど慣性抵抗は大きくなる。このため、有効断面積を極力小さくするように設計することで飛距離と方向の安定したヘッドを提供することができるのである。
【００２７】
この発明に従ったゴルフクラブヘッドは、ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、原点を通り、フェース面に平行な平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ａ（有効断面積）と、軸Ｉ１および軸Ｉ２を含む平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂ（最小断面積）との比（Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下となる。
【００２８】
また、好ましくは、断面積Ａ（有効断面積）が、０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下である。
【００２９】
また、好ましくは、断面積Ａ（有効断面積）が、０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００１２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下である。
【００３０】
また、好ましくは、断面積Ａ（有効断面積）をフェース面の面積で除した値が１．００×１０−４（１／ｇ・ｃｍ４）以下である。
【００３１】
さらに、好ましくは、断面積Ａ（有効断面積）をゴルフクラブヘッドの体積で除した値が１．５０×１０−５（１／ｇ・ｃｍ５）以下である。
【００３２】
また、好ましくは、断面積Ａ（有効断面積）をゴルフクラブヘッドの質量で除した値が１．００×１０−５（１／ｇ２・ｃｍ２）以下である。
【００３３】
また、好ましくは、ゴルフクラブヘッドが、ウッド用のゴルフクラブヘッドであって、断面積Ａ（有効断面積）が０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２０（１／ｇ・ｃｍ２）以下である。
【００３４】
また、好ましくは、ゴルフクラブヘッドは、アイアン用のゴルフクラブヘッドであって、断面積Ａ（有効断面積）が０．００１（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下である。
【００３５】
また、好ましくは、ゴルフクラブヘッドは、アイアン用のゴルフクラブヘッドであって、断面積Ａ（有効断面積）をゴルフクラブヘッドの体積で除した値が７．８０×１０−５（１／ｇ・ｃｍ５）以下である。
【００３６】
また、好ましくは、ゴルフクラブヘッドは、アイアン用のゴルフクラブヘッドであって、断面積Ａ（有効断面積）をゴルフクラブヘッドの質量で除した値が１．１０×１０−５（１／ｇ２・ｃｍ２）以下である。
【００３７】
また、この発明に従ったゴルフクラブは、上述のゴルフクラブヘッドと、その一方端がゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備える。
【００３８】
また、そのゴルフクラブにおいて、好ましくは、ロフト角は１６°以下である。
【００３９】
この発明に従ったゴルフクラブセットは、アイアンのゴルフクラブとウッドのゴルフクラブとを備える。
【００４０】
アイアンのゴルフクラブは、アイアン用のゴルフクラブヘッドと、その一方端がアイアン用のゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備える。アイアン用のゴルフクラブヘッドは、ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、原点を通り、フェース面に平行な平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ａ（有効断面積）と、軸Ｉ１および軸Ｉ２を含む平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂ（最小断面積）との比（Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下となる。また、断面積Ａ（有効断面積）は０．００１（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下である。
【００４１】
ウッドのゴルフクラブは、ウッド用のゴルフクラブヘッドと、その一方端がウッド用のゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備える。ウッド用のゴルフクラブヘッドでは、断面積Ａ（有効断面積）と断面積Ｂ（最小断面積）との比（Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下となる。また、断面積Ａは０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２０（１／ｇ・ｃｍ２）以下である。
【００４２】
この発明に従ったゴルフクラブセットは、ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、原点を通り、フェース面に平行な平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ａ（有効断面積）と、軸Ｉ１および軸Ｉ２を含む平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂ（最小断面積）との比（＝Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下のゴルフクラブヘッドと、その一方端がゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとにより構成される複数のゴルフクラブを備える。複数のゴルフクラブヘッドについて、断面積Ａ（有効断面積）と断面積Ｂ（最小断面積）との比の値は、所定値Ｃに対して最大でＣ＋０．１以下であり、最小でＣ−０．１以上である。
【００４３】
このゴルフクラブセットは、ウッドのゴルフクラブにより構成されるもの、アイアンのゴルフクラブにより構成されるもの、ウッドとアイアンのゴルフクラブとにより構成されるもののいずれにも適用される。
【００４４】
また、この発明に従ったゴルフクラブセットは、ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、原点を通り、フェース面に平行な平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ａ（有効断面積）と、軸Ｉ１および軸Ｉ２を含む平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂ（最小断面積）との比（＝Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下のゴルフクラブヘッドと、その一方端がゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとにより構成される複数のウッドのゴルフクラブと、断面積Ａ（有効断面積）と断面積Ｂ（最小断面積）との比が１以上１．４以下のゴルフクラブヘッドと、その一方端がゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとにより構成される複数のアイアンのゴルフクラブとを備える。
【００４５】
複数のウッドのゴルフクラブヘッドについて、断面積Ａ（有効断面積）と断面積Ｂ（最小断面積）との比の値は、所定値Ｄに対して最大でＤ＋０．１以下であり、最小でＤ−０．１以上である。複数のアイアンのゴルフクラブヘッドについて、断面積Ａ（有効断面積）と断面積Ｂ（最小断面積）との比の値は、所定値Ｄとは異なる値Ｅに対して最大でＥ＋０．１以下であり、最小でＥ−０．１以上である。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００４７】
まず、この発明では、ゴルフクラブヘッドの慣性楕円体であり、その原点で互いに直交する慣性楕円体の３本の主軸を、それらの主軸まわりの慣性モーメントが大きい順に軸Ｉ１、軸Ｉ２および軸Ｉ３としたとき、原点を通り、フェース面に平行な平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ａ（有効断面積）と、軸Ｉ１および軸Ｉ２を含む平面で慣性楕円体を切断したときの断面積Ｂ（最小断面積）との比（Ａ／Ｂ）が１以上１．４以下となる。
【００４８】
上述のように、ゴルフクラブヘッドを回転させる主な荷重はフェース面に垂直に作用する。フェース面に垂直に作用する荷重に対する慣性抵抗の大きさは、有効断面積Ａで表わすことができる。
【００４９】
すなわち、慣性楕円体の有効断面積が最小のときが、フェース面に加わる荷重に対して最も抵抗が大きくなる。有効断面積を最小断面積Ｂの１．４倍以下に抑えることにより飛距離が安定する。
【００５０】
図９は、軸Ｉ３をトウ−ヒール方向に連続的に変化させ、スイートスポットからトウ側に１０ｍｍずらした位置でボールを打撃したときの慣性楕円体の有効断面積／最小面積比の変化と、飛距離の関係をシミュレートしたものである。
【００５１】
これにより、有効断面積／最小面積比が１．４を超えなければ飛距離の著しい低下は起きない。すなわち、有効断面積／最小面積比を１．４以下に収めればよいことがわかる。
【００５２】
また、上述のようなゴルフクラブヘッドを用いてゴルフクラブセットを構成することができる。従来のゴルフクラブヘッドでは、有効断面積／最小面積比はヘッドごとに異なっており、特にウッド用のゴルフクラブヘッドとアイアン用のゴルフクラブヘッドとにおける差が大きい。ウッドは飛距離のクラブ、アイアンは方向性のクラブと言われるのはこのためである。
【００５３】
セットを構成するすべてのゴルフクラブが上述の範囲を満たすようにすれば、ゴルフクラブヘッドが持つ最大の慣性抵抗と実際に有する慣性抵抗の割合が一定になるので、飛距離の安定したゴルフクラブセットとすることができる。
【００５４】
このとき、ゴルフクラブセット内で有効断面積／最小面積比の値を一定または最大でも±０．１の範囲にすることで、よりゴルフクラブセット内の飛距離安定性に対するフィーリングが一致することは言うまでもない。
【００５５】
また、この発明に従ったゴルフクラブヘッドは、有効断面積Ａが０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下となるゴルフクラブヘッドである。有効断面積は、慣性楕円体の主軸の傾斜や慣性楕円体の形状により値が変わる。この値が大きいと最小断面積との比率に関係なく慣性抵抗が小さくなり飛距離安定性のないヘッドになってしまう。そのため、有効断面積Ａは０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下にするのがよい。
【００５６】
さらに、ウッド用のゴルフクラブヘッドでは、有効断面積Ａは０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２（１／ｇ・ｃｍ２）以下にするのがよい。
【００５７】
ゴルフクラブヘッドは、有効断面積Ａが０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００１２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下となるゴルフクラブヘッドである。
【００５８】
図１０に、ドライバヘッドの有効断面積を変化させたときの、スイートスポットからトウ側に１０ｍｍ外して打撃したときの飛距離変化を示す。この試験は、図１１に示すように所定の質量より軽量のヘッドを準備し、その重心Ｇに関して対称となる位置に等しい重量を配置し、ゴルフクラブヘッドの重心位置と重量は変化しないが、慣性主軸の傾きのみが変化するように調整した。
【００５９】
たとえば、ヘッド１で表示される軸の傾斜は、ヘッドスピード４０ｍ／ｓでロボットで試打した結果である。その他についても、ヘッドスピードは４０ｍ／ｓとした。図１０において、破線は実測データを多項式で近似し、仮想線で結んだものである。このデータより、有効断面積Ａが０．００１２５付近に高原状のピークがあることわかる。また、有効断面積Ａが０．００２５を超えるあたりから急激に飛距離が低下しているのがわかる。そのため、有効断面積Ａは、０．００２（１／ｇ・ｃｍ２）以下、望ましくは０．００１２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下に設定することがよいことがわかる。
【００６０】
また、この発明に従ったゴルフクラブヘッドは、有効断面積Ａをフェース面の面積で除した値が１．００×１０−４（１／ｇ・ｃｍ４）以下のゴルフクラブヘッドである。
【００６１】
慣性楕円体の有効断面積を小さくするには、ゴルフクラブヘッドを大きくすることでも達成できる。この場合、ゴルフクラブヘッドを大きくすると必然的にフェース面の面積も大きくなる。しかし、一般レベルのゴルファーの打点位置のばらつきは、フェース面積の６５〜７０％で一定している。そのため、ヘッドを大きくすると打点のばらつきも大きくなる。
【００６２】
慣性楕円体を小さくしても、打点のばらつきが大きくなればクラブとしての性能は向上しないので、何らかの制限を設けるべきである。このため打点のばらつきと相関のあるフェースの面積と有効断面積の比の範囲を１．００×１０−４（１／ｇ・ｃｍ４）以下にすることで両者のバランスを取ることができるのである。
【００６３】
また、上述のとおり、ゴルファーはフェース面積の大きさに合わせて打点のばらつき量が変わる、常用打撃面積を持つ。ゴルフクラブセットにおいて、ウッド用のゴルフクラブヘッドでは番手が大きくなるほどフェース面積が小さくなるが、フェース面積と有効断面積の比を一定にすることでゴルファーが持つ常用打撃面積との感覚の一致した、扱いやすいクラブを提供ことができる。
【００６４】
また、ゴルフクラブヘッドでは、有効断面積Ａをゴルフクラブヘッドの体積で除した値が１．５０×１０−５（１／ｇ・ｃｍ５）以下である。
【００６５】
ゴルフクラブ、特にウッド用のゴルフクラブヘッドを大きくする手法において、ヘッドの高さ、長さ、幅方向に拡大させることができる。拡大する方向により慣性楕円体の形状が変化し、有効断面積の値も変化する。ここで、単位体積当りの慣性楕円体への寄与率が高いほど飛距離のばらつきの少ないヘッドにすることができる。その有効断面積Ａをヘッドの体積で除した値は１．５０×１０−５（１／ｇ・ｃｍ５）以下にすることが望ましい。
【００６６】
また、ゴルファーは、経験的に、体積の大きいヘッドは慣性抵抗が大きく、ヘッド体積の小さいものは慣性抵抗が小さいと感じている。このため、ヘッド体積と有効断面積の比率を一定に揃えるとゴルファーのフィーリングにマッチしたクラブセットが提供できることは言うまでもない。
【００６７】
また、ゴルフクラブヘッドでは、有効断面積Ａをゴルフクラブヘッドの質量で除した値が１．００×１０−５（１／ｇ２・ｃｍ２）以下である。
【００６８】
ゴルフクラブヘッドの質量はゴルフクラブの設計上の制約を受けるので、体積を増加するにせよ質量配分を変更するにせよ、単位質量当りの有効断面積への寄与率が高いほど飛距離のばらつきの少ないヘッドにすることができる。この値として、１．００×１０−５（１／ｇ２・ｃｍ２）以下となるようにすることが望ましい。
【００６９】
また、ウッド用のゴルフクラブにする場合には、有効断面積Ａを０．０００５（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２０（１／ｇ・ｃｍ２）以下とすることが望ましい。この場合、ウッド用のゴルフクラブの特性を引出し、打撃位置のばらつきに起因する飛距離のばらつきの少ないヘッドにすることができる。
【００７０】
また、この発明に従ったゴルフクラブヘッドをウッド用のゴルフクラブセット内のすべてのクラブに適用することで、セット内のクラブの特性を等質化し、打球感の統一されたウッド用のゴルフクラブセットを構成することができる。
【００７１】
また、そのウッド用のゴルフクラブにおいて、ロフト角が１６°以下であることが好ましい。
【００７２】
本発明では、セット内のすべてのクラブの打球感を統一することが望ましいが、ロフト角が大きくなるとボールの打球感に対して鈍感になる。しかも、飛距離を求める場合、ゴルファーは１６°以下のロフト角を用いることが多い。最低でもロフト角が１６°以下のウッド用のゴルフヘッドについて、飛距離の安定性の高いクラブを提供すればよい。以上、ここまでは、主にウッド用のゴルフクラブヘッドについて記述したが、ウッドとアイアンでは形状を含む、さまざまな要因により個々の特性における数値が変わる。以下では、アイアン用のゴルフクラブヘッドにおける最適値を示すが、その効果はウッド用のゴルフクラブヘッドにおけるものに準ずる。
【００７３】
この発明に従ったアイアン用のゴルフクラブヘッドは、有効断面積Ａが０．００１（１／ｇ・ｃｍ２）以上０．００２５（１／ｇ・ｃｍ２）以下である。
【００７４】
また、アイアン用ゴルフクラブヘッドでは、有効断面積Ａをゴルフクラブヘッドの体積で除した値が７．８０×１０−５（１／ｇ・ｃｍ５）以下である。
【００７５】
また、アイアン用ゴルフクラブヘッドにおいて、有効断面積Ａをゴルフクラブヘッドの質量で除した値が１．１０×１０−５（１／ｇ２・ｃｍ２）以下である。
【００７６】
さらに、上述のアイアン用のゴルフクラブヘッドと、その一方端がゴルフクラブヘッドに接続されたシャフトとを備えたゴルフクラブであれば、上記特性を発揮できるので好ましい。
【００７７】
また、その場合、ゴルフクラブのロフト角は１６°以下である。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のゴルフクラブヘッドでは、ゴルフクラブヘッドの持つ慣性楕円体の有効断面積を、最小断面積に対して１．０倍以上１．４倍以下に抑えることにより、飛距離のばらつきを抑えたクラブとすることができる。そのときの有効断面積のベストモードの値を明示し飛距離の安定するヘッドの設計指針とするとともに、単位フェース面積、単位ヘッド体積、単位ヘッド質量当りの有効断面積のベストモードを開示し、より効果的に飛距離の安定を得るヘッドとなる効果を有する。さらに、上記の特性をクラブヘッドを構成するクラブに展開することにより、打球感の統一されたゴルフクラブセットとする効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ゴルフクラブヘッドの慣性主軸を模式的に示す図である。
【図２】ボール打撃時に発生する力とモーメントをフェースに水平な分力と垂直な分力とに分解した図である。
【図３】慣性楕円体系の座標の基本軸を示す概念図である。
【図４】切断楕円面と座標変換を説明するための模式図である。
【図５】フェース面の図心における接面と地面との交線に平行でかつ重心を通る軸をα軸、その面と平行でα軸に垂直な軸をβ軸、α軸とβ軸に垂直な軸をγ軸として示す模式図である。
【図６】慣性楕円体のその重心を通り、フェース面に平行な平面で切断した面を示す図である。
【図７】慣性楕円体のその重心を通り、フェース面で平行な平面で切断した面を示す図である。
【図８】慣性楕円体のその重心を通り、フェース面に平行な平面で切断した面を示す模式図である。
【図９】ドライバヘッドにおける有効断面積／最小面積比の変化とスイートスポットからトウ方向に１０ｍｍずらした位置でボールを打撃したときの飛距離のシミュレーションの結果を示すグラフである。
【図１０】ドライバヘッドにおける有効断面積とスイートスポットからトウ側に１０ｍｍずれた位置でボールを打撃したときの飛距離を示す図である。
【図１１】図１０で示すテストを実施する際に用いたゴルフクラブヘッドの模式図である。
【符号の説明】
１  ゴルフクラブヘッド、１０  慣性楕円体、１１  フェース面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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