(57)【要約】【課題】ヘッドスピードを増大させうるゴルフクラブの提供。【解決手段】クラブ２は、ヘッド４、シャフト６及びグリップ８を備えている。クラブ２のクラブ振動数Ｆは、６０（ｃｐｍ）以上１３０（ｃｐｍ）以下である。クラブ２は、次の（ａ）及び／又は（ｂ）を満たす。  （ａ）上記シャフトの先調子率Ｒ１が４８．０％以上である。  （ｂ）上記ヘッドの重心深さＤ１が２０ｍｍ以上である。  好ましくは、上記クラブ振動数Ｆは、８０（ｃｐｍ）以上１１０（ｃｐｍ）以下である。上記クラブ振動数Ｆは、６０（ｃｐｍ）以上９０（ｃｐｍ）未満であってもよい。【選択図】図１
2015188681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド、シャフト及びグリップを備えており、
クラブ振動数Ｆが、６０（ｃｐｍ）以上１３０（ｃｐｍ）以下であり、
次の（ａ）及び／又は（ｂ）を満たすゴルフクラブ。
（ａ）上記シャフトの先調子率Ｒ１が４８．０％以上である。
（ｂ）上記ヘッドの重心深さＤ１が２０ｍｍ以上である。
【請求項２】
上記クラブ振動数Ｆが、８０（ｃｐｍ）以上１１０（ｃｐｍ）以下である請求項１に記載のゴルフクラブ。
【請求項３】
上記クラブ振動数Ｆが、６０（ｃｐｍ）以上９０（ｃｐｍ）未満である請求項１に記載のゴルフクラブ。
【請求項４】
ウッド型、ユーティリティ型、ハイブリッド型又はアイアン型である、請求項１から３のいずれかに記載のゴルフクラブ。
【請求項５】
クラブ長さＬ１が４３インチ以上である請求項１から４のいずれかに記載のゴルフクラブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブの重要な評価項目として、飛距離が挙げられる。
【０００３】
飛距離の観点から、シャフトの曲げ剛性が考慮されたゴルフクラブが提案されている。
【０００４】
特開２００１−４６５６３号公報は、シャフトの各区間における曲げ剛性が規定されたゴルフクラブを開示している。この文献では、２００〜２６０ｃｐｍのクラブ振動数が開示されている。
【０００５】
特開２００３−２１０６３０号公報は、所定の条件に基づく撓み量が１２〜２７ｍｍであるゴルフクラブを開示する。
【０００６】
特開２００５−３４６１４号公報では、スイング中における第１の時間Ｔ１と第２の時間Ｔ２とが検出され、Ｔ１のＴ２に対する比率である係数Ｒが算出されている。この係数Ｒを用いて、シャフトの最適振動数が決定されている。
【０００７】
特開２００５−３１２９４８号公報は、ヘッドスピードとダウンスイング時間とを用いて、シャフトの硬さを算出するステップを含むシャフトの選定方法が開示されている。
【０００８】
特開２０００−１８９５４８号公報は、グリップエンドまわりの慣性モーメントＭと、曲げ振動の周期Ｔとが、所定の範囲に設定されたゴルフクラブを開示する。
【０００９】
特開２００１−１４９５１０号公報は、リアルロフトが１１°以下であり、振動数が４．００Ｈｚ（２４０ｃｐｍ）以下であり、更に、リアルロフトと振動数とが所定の関係式を満たすゴルフクラブを開示する。振動数は、２００ｃｐｍ以上２４０ｃｐｍ以下とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−４６５６３号公報
【特許文献２】特開２００３−２１０６３０号公報
【特許文献３】特開２００５−３４６１４号公報
【特許文献４】特開２００５−３１２９４８号公報
【特許文献５】特開２０００−１８９５４８号公報
【特許文献６】特開２００１−１４９５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来は、当業者の技術水準に基づいてシャフトの硬さの範囲が設定され、この硬さの範囲において、ヘッドスピードが増大する条件が探索されていた。
【００１２】
当業者の常識を排除し、スイング中のシャフトのしなりに関する力学的理論が検討された。この結果、ヘッドスピードを増大させうる新たな条件が明らかとなった。
【００１３】
本発明の目的は、ヘッドスピードを増大させうるゴルフクラブの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る好ましいゴルフクラブは、ヘッド、シャフト及びグリップを備えている。このクラブのクラブ振動数Ｆは、６０（ｃｐｍ）以上１３０（ｃｐｍ）以下である。このクラブは、次の（ａ）及び／又は（ｂ）を満たす。
（ａ）上記シャフトの先調子率Ｒ１が４８．０％以上である。
（ｂ）上記ヘッドの重心深さＤ１が２０ｍｍ以上である。
【００１５】
好ましくは、上記クラブ振動数Ｆが、８０（ｃｐｍ）以上１１０（ｃｐｍ）以下である。上記クラブ振動数Ｆは、６０（ｃｐｍ）以上９０（ｃｐｍ）未満であってもよい。  
【００１６】
好ましくは、上記クラブは、ウッド型、ユーティリティ型、ハイブリッド型又はアイアン型である。
【００１７】
好ましくは、上記クラブのクラブ長さＬ１は、４３インチ以上である。
【発明の効果】
【００１８】
ヘッドスピードを増大させうるゴルフクラブが得られうる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブを示す。
【図２】図２は、クラブ振動数の測定方法を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、順式フレックスの測定方法を示す図であり、図３（ｂ）は、逆式フレックスの測定方法を示す図である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、力学的理論を説明するための図である。
【図５】図５は、質点−バネ系モデルの概念図であり、土台が加振される場合を示す。
【図６】図６は、質点−バネ系モデルの概念図であり、質点が加振される場合を示す。
【図７】図７は、ゴルフクラブのしなり挙動を説明するための概念図である。
【図８】図８は、半周期正弦波形を示すグラフである。
【図９】図９は、強制加振力が半周期正弦波形であるときの過渡応答を示すグラフである。
【図１０】図１０は、慣性力成分ｆｐの時系列データを示すグラフである。
【図１１】図１１は、プレーン座標系におけるヘッドの変位の時系列データを示すグラフである。
【図１２】図１２は、重心深さ及び先調子率の効果を説明するための図である。
【図１３】図１３は、実施例１に係るクラブを示す。
【図１４】図１４は、図１３のクラブの断面図である。
【図１５】図１５は、実施例４の評価結果の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００２１】
なお、本願において、「軸方向」とは、シャフト軸方向を意味する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係るゴルフクラブ２を示す。ゴルフクラブ２は、ヘッド４と、シャフト６と、グリップ８とを備えている。シャフト６の先端部に、ヘッド４が取り付けられている。シャフト６の後端部に、グリップ８が取り付けられている。ヘッド４は中空構造を有する。ヘッド４は、ウッド型である。本実施形態において、ゴルフクラブ２は、ドライバー（１番ウッド）である。
【００２３】
ゴルフクラブ２として、ウッド型、ユーティリティ型、ハイブリッド型、アイアン型及びパター型が例示される。飛距離性能の重要性の観点から、ゴルフクラブ２は、パター型以外であるのが好ましい。好ましいクラブとして、ウッド型、ユーティリティ型、ハイブリッド型及びアイアン型が例示される。パター型以外のクラブでは、通常、クラブ長さが３５インチ以上４８インチ以下であり、リアルロフト角が７度以上７０度以下である。
【００２４】
飛距離性能の重要性の観点から、より好ましくは、ゴルフクラブ２は、ウッド型である。ウッド型ゴルフクラブとして、ドライバー（１番ウッド）及びフェアウエイウッドが挙げられる。
【００２５】
ヘッド４の製法及び材質として、公知技術が適用されうる。グリップ８の製法及び材質として、公知技術が適用されうる。
【００２６】
シャフト６の製法として、後述の実施例で用いられている製法が採用されうる。シャフト６の製法及び材質として、公知技術が適用されてもよい。シャフト６は、シートワインディング製法により製造されてもよい。シャフト６は、フィラメントワインディング製法により製造されていてもよい。
【００２７】
シャフト６の材質として、金属及び繊維強化樹脂が例示される。軽量且つ高強度の観点から、繊維強化樹脂が好ましい。繊維強化樹脂に含まれる強化繊維として、炭素繊維及びガラス繊維が例示される。繊維強化樹脂のマトリクス樹脂として、エポキシ樹脂が例示される。シャフト６は、繊維強化樹脂層の積層体によって形成されていてもよい。
【００２８】
図１が示すように、シャフト６は、先端（チップエンド）Ｔｐと後端（バットエンド）Ｂｔとを有する。先端Ｔｐは、ヘッド４の内部に位置している。後端Ｂｔは、グリップ８の内部に位置している。
【００２９】
一般的なシャフトと同様に、シャフト６は、管状体であってもよい。一般的なシャフトとは異なり、シャフト６は、中実であってもよい。後述される実施例のシャフトは、中実である。
【００３０】
クラブ振動数を小さくする観点から、シャフト６の曲げ剛性は小さいのが好ましい。小さい曲げ剛性と高強度との両立の観点から、シャフト６は、中実とされてもよい。中実のシャフト６では、小さい外径（細さ）と高強度とが両立しうる。小さな外径は、シャフトの曲げ剛性の低下に寄与しうる。
【００３１】
図１において両矢印Ｌｓで示されているのは、シャフト長さである。シャフト長さＬｓは、先端Ｔｐと後端Ｂｔとの間の軸方向距離である。図１において両矢印Ｌ１で示されているのは、クラブ長さである。このクラブ長さＬ１の測定方法は、後述される。
【００３２】
［定義］
本願では、クラブ長さＬ１、クラブ振動数Ｆ、シャフトの先調子率Ｒ１及びヘッドの重心深さＤ１が定義される。
【００３３】
［クラブ長さＬ１］
クラブ長さＬ１は、Ｒ＆Ａ（Ｒｏｙａｌ  ａｎｄ  Ａｎｃｉｅｎｔ  Ｇｏｌｆ  Ｃｌｕｂ  ｏｆ  Ｓａｉｎｔ  Ａｎｄｒｅｗｓ；全英ゴルフ協会）が定めるゴルフ規則「付属規則II  クラブのデザイン」の「１  クラブ」における「１ｃ  長さ」の記載に準拠して測定される。
【００３４】
［クラブ振動数Ｆ］
図２は、クラブ振動数Ｆの測定の様子を示す。クラブ振動数の測定には、藤倉ゴム工業株式会社製の商品名「ＧＯＬＦ ＣＬＵＢ ＴＩＭＩＮＧ ＨＡＲＭＯＮＩＺＥＲ」（商品名）が用いられる。この測定では、クランプＣＰ１によって、グリップエンドから７インチの地点からグリップエンドまでが固定される。すなわち、固定部分の長さＦＸ１は７インチ（約１７８ｍｍ）とされる。この固定状態では、シャフト６の軸線が水平である。この固定状態において、ヘッド４に対して下方に向けて任意の負荷が加えられる。この負荷により、シャフト６は振動する。１分間当たりの振動数が計測値として示される。この計測値が、クラブ振動数Ｆ（ｃｐｍ）である。
【００３５】
［シャフトの先調子率Ｒ１］  
シャフトの先調子率Ｒ１（％）は、次式によって定義される。
Ｒ１＝［Ｂ２／（Ｂ１＋Ｂ２）］×１００
ただし、Ｂ１は順式フレックス（ｍｍ）であり、Ｂ２は逆式フレックス（ｍｍ）である。
【００３６】
図３（ａ）は、順式フレックスＢ１の測定方法を示す。図３（ａ）が示すように、後端Ｂｔから７５ｍｍの位置に、第一支持点ｓｐ１が設定される。更に、後端Ｂｔから２１５ｍｍの位置に、第二支持点ｓｐ２が設定される。第一支持点ｓｐ１は、シャフト６をを上方から支持する支持体Ｍ１によって構成されている。第二支持点ｓｐ２は、シャフト６を下方から支持する支持体Ｍ２によって構成されている。荷重のない状態において、シャフト６の中心軸線は水平とされる。後端Ｂｔから１０３９ｍｍ隔てた荷重点ｐ１に、２．７ｋｇの荷重が与えられる。この荷重の向きは、鉛直方向下向きである。荷重のない状態と荷重をかけた状態との間の荷重点ｐ１の移動距離（ｍｍ）が、順式フレックスＢ１である。この移動距離は、鉛直方向に沿って測定される。
【００３７】
なお、シャフト６と当接する部分（以下、当接部分という）における支持体Ｍ１の断面形状は、次の通りである。シャフト軸方向に対して平行な断面において、支持体Ｍ１の当接部分の断面形状は、凸状の丸みを有する。この丸みの曲率半径は、１５ｍｍである。シャフト軸方向に対して垂直な断面において、支持体Ｍ１の当接部分の断面形状は、凹状の丸みを有する。この凹状の丸みの曲率半径は、４０ｍｍである。シャフト軸方向に対して垂直な断面において、支持体Ｍ１の当接部分の水平方向長さ（図３（ａ）における奥行き方向長さ）は、１５ｍｍである。支持体Ｍ２の当接部分の断面形状は、支持体Ｍ１のそれと同一である。荷重点ｐ１に２．７ｋｇの荷重を与える荷重圧子（図示省略）の当接部分の断面形状は、シャフト軸方向に対して平行な断面において、凸状の丸みを有する。この丸みの曲率半径は、１０ｍｍである。荷重点ｐ１に２．７ｋｇの荷重を与える荷重圧子の当接部分の断面形状は、シャフト軸方向に対して垂直な断面において、直線である。この直線の長さは、１８ｍｍである。
【００３８】
逆式フレックスの測定方法が、図３（ｂ）で示される。第一支持点ｓｐ１が先端Ｔｐから１２ｍｍ隔てた点とされ、第二支持点ｓｐ２が先端Ｔｐから１５２ｍｍ隔てた点とされ、荷重点ｐ２が先端Ｔｐから９３２ｍｍ隔てた点とされ、荷重が１．３ｋｇとされた他は順式フレックスＢ１と同様にして、逆式フレックスＢ２が測定される。
【００３９】
［ヘッドの重心深さＤ１］
重心深さＤ１は、ヘッド重心とシャフト軸線との距離である。この距離は、フェースバック方向に沿って測定される。
【００４０】
本願では、基準状態（図示されない）が定義される。この基準状態とは、規定のライ角及びリアルロフト角で、クラブ２が水平面上に載置された状態である。この基準状態では、シャフト軸線が、上記水平面に垂直な平面ＶＰ１に含まれる。規定のライ角及びリアルロフト角は、例えば、製品のカタログに掲載されている。フェース−バック方向とは、この平面ＶＰ１に対して垂直な方向である。上記重心深さＤ１は、この平面ＶＰ１とヘッド重心との距離である。
【００４１】
通常、ヘッド重心は、上記平面ＶＰ１よりもバック側に位置する。このため、重心深さＤ１が大きい場合、動ロフト増大効果が奏されうる。
【００４２】
従来技術にとらわれることなく、ヘッドスピードの増大を追求する観点から、以下のような力学的理論が検討された。
【００４３】
［スイング中のシャフトのしなり挙動に関する力学的理論］
【００４４】
図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は、スイング中のシャフトのしなり挙動に関する力学的理論を説明するための概念図である。
【００４５】
ヘッド速度は、クラブ全体の動きに起因する部分と、シャフトのしなりに起因する部分とに大別される。前者は、基本的には、ゴルファーの能力に依存する。これに対して、後者は、クラブの特性に依存する。よって、ゴルフクラブの性能により改善が期待できるのは、主として後者である。この観点から、ヘッドスピードを決定する要因として重要なのは、グリップから見たヘッドの挙動である。
【００４６】
図４（ａ）は、グリップから見たヘッドの動きを示す概念図である。この図４（ａ）は、グリップ８を加振（運動）させた場合の、グリップ８から見たヘッド４の動きを示している。この図４（ａ）の動きが、図４（ｂ）に示されるような片持ち梁モデルで近似されると仮定する。この片持ち梁モデルでは、片持ち梁１４の一端に質点１２が設けられており、片持ち梁１４の他端は土台１６に固定されている。図４（ａ）におけるヘッド４の動きは、この土台１６に強制加振Ｖ１が与えられたときの質点１２の動きに近似されうる。
【００４７】
この片持ち梁モデルは、図４（ｃ）に示される質点−バネ系モデルに近似できることが知られている。この質点−バネ系モデルでは、バネ１８の一端に質点１２が設けられており、バネ１８の他端は土台１６に固定されている。この質点−バネ系モデルでは、バネ１８の伸縮方向に沿った強制加振Ｖ２が土台１６に与えられ、質点１２もこの伸縮方向に沿って振動する。この質点−バネ系モデルでは、ヘッド４は質点１２に置き換えられ、シャフト６の硬さ（曲げ剛性）はバネ１８のバネ定数に置き換えられる。
【００４８】
上述の仮定が成立し且つ上記強制加振が単純な波形とみなすことができるとすれば、シャフトのしなりに起因するヘッドスピードの生成メカニズムが、物理モデルに基づいて簡単に説明されうる。以下では、スイングと物理モデルとの対比を行い、上記仮定が成立すること及び上記強制加振波形が単純とされうることを証明する。
【００４９】
図５は、図４（ｃ）と同じ質点−バネ系モデルである。図５が示すように、土台１６の運動方向に座標ｙが設定され、質点１２の運動方向に座標ｘが設定される。強制加振を受ける土台１６に乗っている人２０から見た質点１２の動きは［ｘ−ｙ］である。この動き［ｘ−ｙ］は、次の式１を満たす。なおｋはバネ定数である。
【００５０】
【数１】
2015188681.tif 000003
【００５１】
ここで、ｒ及びｆを以下のように定義する。
【００５２】
【数２】
2015188681.tif 000004
【００５３】
この場合、次の式２が成立する。
【００５４】
【数３】
2015188681.tif 000005
【００５５】
図６は、図５と同じ質点−バネ系モデルである。ただし、図６では、土台１６は動かされず、質点１２に強制加振力ｆが与えられている。この図６の場合における質点１２の動きを表す式は、上記式２に一致する。これは、以下の動きＡが動きＢに置き換えられることを示している。動きＡは図５に示されており、動きＢは図６に示されている。
・［動きＡ］：強制加振Ｖ２を受ける土台１６に乗っている人２０から見た質点１２の動き。
・［動きＢ］：動かない土台１６に乗っている人２０から見た、強制加振力ｆを受ける質点１２の動き。
【００５６】
図７は、図４（ａ）と同じ図である。図７では、グリップ加振Ｖｇを受けるグリップ８に乗っている人２０が示されている。グリップ８から見たヘッド４の動きは、シャフト６のしなりが時々刻々と変化するような動きである。換言すれば、この人２０から見たヘッド４の動きは、シャフト６のしなりが時々刻々と変化するような動きである。シャフト６のしなりは、主として、スイングプレーン上で起こる。この点に着目し、スイングプレーン上に投影したグリップ８から見たときの、ヘッド４の動きが考察される。本実施形態では、インパクト時刻及びその一つ前の時刻のグリップ軸ベクトルの外積ベクトルを法線とする平面が、スイングプレーンとされる。スイング中の全時刻において、スイングプレーンは一定とみなされる。
【００５７】
先ず、グリップ情報のみを用いて、以下のようなプレーン座標系が定義される。スイング中の各時刻において、スイングプレーンの法線方向が軸１とされ、スイングプレーンに投影されたグリップ軸の方向が軸２とされ、上記軸１に垂直で且つ上記軸２に垂直な方向が軸３とされる。これら軸１、軸２及び軸３が定義された座標系が、プレーン座標系である。軸１は一定であるが、軸２及び軸３は時々刻々変化する。プレーン座標系原点Ｌは、グリップ中心がスイングプレーン上に投影された地点である。グリップ中心とは、グリップの中心軸の中点である。プレーン座標系原点Ｌは時々刻々移動する。
【００５８】
プレーン座標系におけるヘッドの動きに関して、次の式３が成立する。
【００５９】
【数４】
2015188681.tif 000006
【００６０】
なお、式３において、右上の添え字Ｌはプレーン座標系を意味する。右上の添え字Ｌは、そのベクトルがプレーン座標系の成分で表されることを意味する。右上の添え字Ｇは絶対座標系を意味する。右上の添え字Ｇは、そのベクトルが絶対座標系の成分で表されることを意味する。
【００６１】
式３の形は、前述した式２の形と同じである。これは、以下の動きＣが動きＢに置き換えられることを示している。動きＣは図７に示されており、動きＢは図６に示されている。
・［動きＣ］：グリップ加振Ｖｇを受けるグリップ８に乗っている人２０から見たヘッド４の動き。
・［動きＢ］：動かない土台１６に乗っている人２０から見た、強制加振力ｆを受ける質点１２の動き。
【００６２】
ここで、図６の上記質点−バネ系モデルにおける上記強制加振力ｆが、図８のような半周期正弦波形である場合を考える。この場合、過渡応答は、図９の通りとなることが知られている。この過渡応答は、加振周波数ω（＝２π／Ｔ）と、系の固有振動数ωｎ（＝（ｋ／ｍ）１／２ ）との関係に基づいて求められる。なお、Ｔは周期であり、ｋはバネ１８のバネ定数であり、ｍは質点１２の質量である。図９において、実線は、２ω＝ωｎの場合である。図９において、二点鎖線は、３ω＝ωｎの場合である。図９において、一点鎖線は、４ω＝ωｎの場合である。図９において、破線は、５ω＝ωｎの場合である。図９において、時刻Ｔ／２における速度は、時刻Ｔ／２におけるグラフの傾きである。図９が示すように、時刻Ｔ／２において速度が最大であるのは、２ω＝ωｎの場合（実線）である。
【００６３】
いくつかの条件でスイングシミュレーションを行い、グリップ位置、グリップ加速度、グリップ角速度、グリップ角加速度、ヘッド位置及びヘッド重量のデータを得た。これらのデータを用いて、上記式３における慣性力１〜４の、スイングプレーン上でのしなり方向成分を算出した。この結果、以下の事項（ａ）〜（ｃ）が判明した。
（ａ）上記慣性力１及び２に比較して、上記慣性力３及び４は無視できるほど小さい。
（ｂ）プレーン座標系原点に対するヘッドの位置は、１つの成分がクラブ長さに一致し且つ他の２つの成分がゼロのベクトルで、近似できる。
（ｃ）クラブ長さの違いに起因する［慣性力１＋慣性力２］の変化は、小さい。
【００６４】
つまり、上記式３における慣性力ｆのスイングプレーン上でのしなり方向成分ｆｐは、グリップ位置、グリップ加速度、グリップ角速度、グリップ角加速度及びヘッド重量で近似できることが分かった。
【００６５】
この近似により得られた上記ｆｐの時系列変化の一例が、図１０に示される。この図１０の波形は、図８で示される半周期正弦波形に、よく似ている。
【００６６】
図１０に示される慣性力ｆｐをヘッド重量ｍで除したとしても、波形は変わらない。慣性力ｆｐをヘッド重量ｍで除した値は、グリップ運動の情報のみから算出できる値である。グリップ運動の情報とは、グリップ位置、グリップ加速度、グリップ角速度及びグリップ角加速度である。この半周期正弦波形によく似た波形（図１０）から求めた周波数がスイング周波数と定義される。このスイング周波数は、波形の立ち上がりからインパクトまでの時間を［Ｔ／２］秒として求めた。
【００６７】
図９における加振周波数ωは、スイングにおけるスイング周波数と考えることができる。図９における固有振動数ωｎは、スイングにおけるクラブの固有振動数を考えることができる。スイング周波数ωとクラブの固有振動数ωｎとの関係より、ヘッドの動きは、図９のようになるはずである。そこで、あるスイングに対して異なる固有振動数を有する複数のクラブを振らせるスイングシミュレーションを実施して、「プレーン座標系原点に対するヘッドの位置」のしなり方向成分の時刻歴変化を求めた。この結果が図１１に示される。図１１において、実線は、クラブ固有振動数が２ωである場合の結果であり、二点鎖線は、クラブ固有振動数が３ωである場合の結果であり、一点鎖線は、クラブ固有振動数が４ωである場合の結果であり、破線は、クラブ固有振動数が５ωである場合の結果である。これらの波形は、図９に示される波形によく似ている。図１１においても、２ω＝ωｎである場合に、ヘッドスピードが最大となっていた。ヘッドスピードは、時刻がゼロのときのグラフの傾きである。いくつかのスイングについて同様のシミュレーションを実施したところ、いずれのスイングにおいても、２ω＝ωｎの場合に、ヘッドスピードが最大となった。
【００６８】
以上より、上記仮定が成立することが分かった。以上より、図６の質点−バネ系モデルによる近似及び半周期正弦波形による近似が可能であることが分かった。そして、シャフトのしなりに基づくヘッド速度の最大化には、クラブ固有振動数が重要であることが分かった。
【００６９】
この結果により、クラブ振動数を従来よりも小さくすることが有効であることが判明した。従来は、当業者の技術水準に基づいてシャフトの硬さの範囲が設定され、この硬さの範囲において、ヘッドスピードが増大する条件が探索されていた。実際にボールを打球するクラブとしては、本発明のクラブ振動数Ｆは想定外であった。
【００７０】
スイング周波数は、スイングの開始からインパクトまでの時間を計測することによって把握されうる。各ゴルファーのスイングを計測すると、スイング周波数は、おおよそ、３０ｃｐｍから６５ｃｐｍの範囲内にあることが判明した。そして、上述の結果より、クラブ周波数Ｆは、スイング周波数の２倍程度とされるのがよいことが分かった。よって、クラブ振動数Ｆは、６０ｃｐｍ以上が好ましく、１３０ｃｐｍ以下が好ましい。
【００７１】
ヘッドスピードの最大化の観点からは、クラブ振動数Ｆは、１２０ｃｐｍ以下が好ましく、１１０ｃｐｍ以下がより好ましい。
【００７２】
クラブ振動数Ｆを小さくするためには、シャフトの曲げ剛性を下げるのが有効である。シャフトの曲げ剛性が小さい場合、ミート率が低下する場合がある。換言すれば、シャフトのしなりが大きい場合、ミート率が低下する場合がある。よって、ミート率の観点からは、小さいクラブ振動数Ｆは不利である場合もある。しかし、ヘッドスピードの最大化の観点からは、クラブ周波数Ｆは、スイング周波数の２倍程度とされるのがよい。ミート率とは、ナイスショットの確率である。
【００７３】
ミート率とヘッドスピードの最大化との両立が考慮されてもよい。この場合、クラブ振動数Ｆは、７０ｃｐｍ以上とされるのが好ましく、８０ｃｐｍ以上とされるのがより好ましい。
【００７４】
非力なゴルファーのスイング周波数は小さい傾向にある。非力なゴルファーにおけるヘッドスピードの最大化が考慮されてもよい。この場合、クラブ振動数Ｆは、１００ｃｐｍ以下が好ましく、９０ｃｐｍ以下がより好ましく、９０ｃｐｍ未満がより好ましい。
【００７５】
上述の通り、クラブ振動数Ｆを小さくするためには、シャフトの曲げ剛性を下げるのが有効である。しかし、シャフトの曲げ剛性が小さい場合、シャフトのしなりが戻らず、インパクトにおいてヘッドが遅れることがある。このインパクトでは、動ロフトが小さくなる。動ロフトとは、実際のインパクトにおけるロフト角である。この動ロフトは、インパクトにおけるヘッド４の姿勢に基づき決定される。この動ロフトは、鉛直線に対するロフト角である。この動ロフトの減少に起因して、打ち出し角が小さくなり、意図する弾道が得られない。
【００７６】
この動ロフトの減少を抑制する観点から、ヘッドの上記重心深さＤ１は大きいのが好ましい。
【００７７】
図１２は、重心深さＤ１及び先調子率Ｒ１の効果を説明するための図である。スイング時の遠心力に起因して、ヘッド重心ｇは、グリップ中心軸線Ｚ１の延長線上に近づこうとする。このため、重心深さＤ１が大きい場合、動ロフトが増大しやすい（図１２参照）。大きな重心深さＤ１は、上述した動ロフトの減少を抑制しうる。この観点から、重心深さＤ１は、２０ｍｍ以上が好ましく、２１ｍｍ以上がより好ましく、２２ｍｍ以上がより好ましい。ヘッド体積の制約を考慮すると、重心深さＤ１は、３０ｍｍ以下が好ましい。
【００７８】
シャフトの先調子率Ｒ１が大きい場合、シャフトの先端部が曲がりやすい。シャフトの先調子率Ｒ１が大きい場合、動ロフトが大きくなりやすい（図１２参照）。上述した動ロフトの減少を抑制する観点から、シャフトの先調子率Ｒ１は、４８．０％以上が好ましく、４８．５％以上がより好ましく、４９．０％以上がより好ましい。シャフトの先端部の強度を考慮すると、シャフトの先調子率Ｒ１は、６０．０％以下が好ましい。
【００７９】
好ましいクラブ振動数Ｆを実現する観点から、順式フレックスＢ１は、２００ｍｍ以上が好ましく、２５０ｍｍ以上がより好ましく、３００ｍｍ以上がより好ましい。好ましいクラブ振動数Ｆを実現する観点から、順式フレックスＢ１は、６００ｍｍ以下が好ましく、５００ｍｍ以下がより好ましい。
【００８０】
好ましいクラブ振動数Ｆ及び好ましい先調子率Ｒ１を実現する観点から、逆式フレックスＢ２は、１９０ｍｍ以上が好ましく、２３０ｍｍ以上がより好ましく、２８０ｍｍ以上がより好ましい。好ましいクラブ振動数Ｆ及び好ましい先調子率Ｒ１を実現する観点から、逆式フレックスＢ２は、５６０ｍｍ以下が好ましく、４７０ｍｍ以下がより好ましい。
【００８１】
シャフトの強度及び耐久性の観点から、シャフト重量は、３０ｇ以上が好ましく、３２ｇ以上がより好ましく、３４ｇ以上がより好ましく、３６ｇ以上がより好ましい。ヘッドスピードの観点から、シャフト重量は、６０ｇ以下が好ましく、５５ｇ以下がより好ましく、５０ｇ以下がより好ましい。
【００８２】
クラブ振動数Ｆを小さくするためには、シャフトが長いほうが有利である。この観点から、シャフト長さＬｓは、９９ｃｍ以上が好ましく、１０５ｃｍ以上がより好ましく、１０７ｃｍ以上がより好ましく、１１０ｃｍ以上がより好ましい。ミート率の観点から、シャフト長さＬｓは、１２０ｃｍ以下が好ましく、１１８ｃｍ以下がより好ましく、１１６ｃｍ以下がより好ましい。
【００８３】
［クラブ長さＬ１］
クラブ振動数Ｆを小さくするためには、クラブが長いほうが有利である。この観点から、クラブ長さＬ１は、４３インチ以上が好ましく、４３．５インチ以上がより好ましく、４４インチ以上がより好ましく、４５インチ以上がより好ましく、４５．２インチ以上がより好ましく、４５．３インチ以上がより好ましい。ミート率の観点から、クラブ長さＬ１は、４８インチ以下が好ましく、４７．５インチ以下がより好ましく、４７インチ以下がより好ましい。
【００８４】
なお、飛距離性能が特に重視されるのは、ドライバーである。この観点から、好ましいクラブ２は、ドライバーである。飛距離性能の観点から、リアルロフトは、７°以上が好ましく、１３°以下が好ましい。重心深さＤ１の増大の観点から、ヘッドの体積は、３５０ｃｃ以上が好ましく、３８０ｃｃ以上がより好ましく、４００ｃｃ以上がより好ましく、４２０ｃｃ以上がより好ましい。ヘッド強度の観点から、ヘッドの体積は、４７０ｃｃ以下が好ましい。
【００８５】
ヘッドスピードを高める観点から、クラブ重量は、３１０ｇ以下が好ましく、３００ｇ以下がより好ましく、２９５ｇ以下がより好ましい。シャフト及びヘッドの強度の観点から、クラブ重量は、２５０ｇ以上が好ましく、２６０ｇ以上がより好ましい。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００８７】
［実施例１］
図１３は、実施例１に係るゴルフクラブ２２を示す。ゴルフクラブ２２は、ヘッド２４、シャフト２６及びグリップ２８を有する。ヘッド２４は、ウッド型ヘッドである。ゴルフクラブ２２は、ドライバーである。
【００８８】
ヘッド２４として、ダンロップスポーツ社製の商品名「ＸＸＩＯ７」に装着されているドライバーヘッド（ロフト１０．５°）が用いられた。グリップとして、同「ＸＸＩＯ７」に装着されているグリップが用いられた。
【００８９】
シャフト２６に関しては、上記市販品に装着されているシャフトは採用されず、新たに作製された。このシャフト２６は、細くされた。このシャフト２６はテーパーの無い形状とされた。即ち、シャフト２６の外径は一定とされた。実施例１において、シャフト２６の外径は、８ｍｍとされた。外径が小さくされることで、小さな曲げ剛性が達成された。ゴルフクラブ２２では、小さなクラブ振動数Ｆが達成された。
【００９０】
図１４は、ゴルフクラブ２２の断面図である。ただし、この断面図では、ヘッド２４の記載が省略されている。
【００９１】
図１３には図示されていないが、図１４が示すように、クラブ２２は、バット径調整部材３０と、チップ径調整部材３２とを有する。バット径調整部材３０の材質は、ガラス繊維強化樹脂とされた。このガラス繊維強化樹脂のマトリクス樹脂はエポキシ樹脂とされた。バット径調整部材３０はシャフト２６の後端部に接着された。チップ径調整部材３２の材質は、ガラス繊維強化樹脂とされた。このガラス繊維強化樹脂のマトリクス樹脂はエポキシ樹脂とされた。チップ径調整部材３２は、シャフト２６の先端部に接着された。
【００９２】
バット径調整部材３０は、パイプとされた。バット径調整部材３０の内径は、シャフト２６の後端部の外径に略等しくされた。バット径調整部材３０の外径は、１６ｍｍとされた。この外径は、グリップ２８の内径に略等しい。バット径調整部材３０の軸方向長さは、２６０ｍｍとされた。この長さは、グリップ２８の長さに略等しい。バット径調整部材３０の存在に起因して、細いシャフト２６に、汎用のグリップ２８を装着することが可能とされた。
【００９３】
チップ径調整部材３２は、パイプとされた。チップ径調整部材３２の内径は、シャフト２６の先端部の外径に略等しい。チップ径調整部材３２の外径は、ヘッド２４のホーゼル孔の内径に略等しい。チップ径調整部材３２の存在に起因して、細いシャフト２６に、汎用のヘッド２４を装着することが可能とされた。
【００９４】
シャフト２６は、中実とされた。図１４の拡大部が示すように、シャフト２６は、コアｃ１と外層部とを有する。外層部は、複数の層ｓ１からｓ４によって形成されている。コアｃ１は、丸棒である。コアｃ１は、繊維強化樹脂によって形成された。強化繊維はガラス繊維とされ、マトリクス樹脂はエポキシ樹脂とされた。層ｓ１からｓ４のそれぞれは、プリプレグによって形成された。このプリプレグとして、一般のカーボンシャフトに用いられているＵＤプリプレグが採用された。全ての層ｓ１からｓ４において、繊維の配向角度は、シャフト軸線に対して平行とされた。このプリプレグの強化繊維は炭素繊維とされ、マトリクス樹脂はエポキシ樹脂とされた。
【００９５】
シャフト２６の作製では、コアｃ１に、プリプレグが巻回され、中間体が得られた。通常のカーボンシャフトと同様にして、この中間体に、テープラッピング及び加熱処理が施された。その後、ラッピングテープが除去されて、シャフト２６を得た。このシャフト２６の作製では、マンドレルが不要である。このシャフト２６の作製では、マンドレルを抜く工程が不要である。
【００９６】
得られたシャフト２６に、バット径調整部材３０及びチップ径調整部材３２を接着し、更に、ヘッド２４及びグリップ２８を接着して、実施例１に係るゴルフクラブ２２を得た。クラブ長さＬ１は４５．５インチであった。この実施例１のクラブ振動数Ｆは、１１９ｃｐｍであった。
【００９７】
［実施例２］
外層部の積層数を調整することで、シャフトの外径が７ｍｍとされた。このシャフトの外径に対応して、バット径調整部材３０及びチップ径調整部材３２の内径が調整された。その他は実施例１と同様にして、実施例２に係るゴルフクラブを得た。この実施例２のクラブ振動数Ｆは、９２ｃｐｍであった。
【００９８】
［実施例３］
外層部の積層数を調整することで、シャフトの外径が６ｍｍとされた。このシャフトの外径に対応して、バット径調整部材３０及びチップ径調整部材３２の内径が調整された。その他は実施例１と同様にして、実施例３に係るゴルフクラブを得た。この実施例３のクラブ振動数Ｆは、６５ｃｐｍであった。
【００９９】
［比較例１］
外層部の積層数を調整することで、シャフトの外径が１０ｍｍとされた。このシャフトの外径に対応して、バット径調整部材３０の内径が調整された。チップ径調整部材３２は不要であった。ヘッドのホーゼル孔に適合するように、シャフトの先端径がバフによって調整された。その他は実施例１と同様にして、比較例１に係るゴルフクラブを得た。この比較例１のクラブ振動数Ｆは、１７５ｃｐｍであった。
【０１００】
［比較例２］
外層部の積層数を調整することで、シャフトの外径が９ｍｍとされた。このシャフトの外径に対応して、バット径調整部材３０の内径が調整された。チップ径調整部材３２は不要であった。ヘッドのホーゼル孔に適合するように、シャフトの先端径がバフによって調整された。その他は実施例１と同様にして、比較例２に係るゴルフクラブを得た。この比較例２のクラブ振動数Ｆは、１４６ｃｐｍであった。
【０１０１】
上述した各実施例では、シャフトの外径が全体的に細くされることで、曲げ剛性を抑制することができた。このため、好ましいクラブ振動数Ｆが達成された。また、中実とされることで、細い外径とシャフト強度との両立が達成された。
【０１０２】
［実施例４］
３名のゴルファーＡ〜Ｃの三次元スイングデータが計測された。これら３名のゴルファーは、代表的な３つのスイングタイプを有している。各ゴルファーのスイングタイプは、次の通りである。
・［ゴルファーＡ］：トップでシャフトの反動を大きく利用するタイプのゴルファー。
・［ゴルファーＢ］：トップでシャフトの反動を利用せず、トップでクラブを一旦ほぼ静止させ、その後クラブを加速させるタイプのゴルファー。
・［ゴルファーＣ］：ゴルファーＡとゴルファーＢとの中間のタイプのゴルファー。
【０１０３】
計測されたスイングデータを用いて、時系列データＡ１を得た。時系列データＡ１は、ゴルファーＡのグリップ位置及びグリップ姿勢のデータである。
【０１０４】
計測されたスイングデータを用いて、時系列データＢ１を得た。時系列データＢ１は、ゴルファーＢのグリップ位置及びグリップ姿勢のデータである。
【０１０５】
計測されたスイングデータを用いて、時系列データＣ１を得た。時系列データＣ１は、ゴルファーＣのグリップ位置及びグリップ姿勢のデータである。
【０１０６】
上記時系列データＡ１全体を時間軸に対して均等に圧縮し、ゴルファーＡと同じスイングタイプで且つスイングがより速い時系列データＡ２を得た。
【０１０７】
上記時系列データＡ１全体を時間軸に対して均等に引き延ばし、ゴルファーＡと同じスイングタイプで且つスイングがより遅い時系列データＡ３を得た。
【０１０８】
上記時系列データＢ１全体を時間軸に対して均等に圧縮し、ゴルファーＢと同じスイングタイプで且つスイングがより速い時系列データＢ２を得た。
【０１０９】
上記時系列データＢ１全体を時間軸に対して均等に引き延ばし、ゴルファーＢと同じスイングタイプで且つスイングがより遅い時系列データＢ３を得た。
【０１１０】
上記時系列データＣ１全体を時間軸に対して均等に圧縮し、ゴルファーＣと同じスイングタイプで且つスイングがより速い時系列データＣ２を得た。
【０１１１】
上記時系列データＣ１全体を時間軸に対して均等に引き延ばし、ゴルファーＣと同じスイングタイプで且つスイングがより遅い時系列データＣ３を得た。
【０１１２】
このように、３種のスイングタイプのそれぞれについて、３種のスイング速さが設定され、９種類の時系列スイングデータ（Ａ１〜Ａ３、Ｂ１〜Ｂ３及びＣ１〜Ｃ３）が得られた。これら９種のスイングデータのそれぞれについて、スイング周波数を算出した。
【０１１３】
ゴルフクラブとして、ダンロップスポーツ社製の商品名「ＸＸＩＯ７」ドライバー（ロフト１０．５°、シャフト硬さＲ）が用いられた。このＸＸＩＯ７の有限要素モデルが作製された。この有限要素モデルにおけるシャフトのＥＩ分布の全体をＸ倍することで、クラブ振動数Ｆが調整された。なお、Ｘは正数である。例えば、クラブ振動数Ｆが小さいクラブモデルを作製する場合、上記Ｘは１未満の正数とされた。この倍数Ｘを調整することで、クラブ振動数Ｆが５０ｃｐｍから２３０ｃｐｍまで１０ｃｐｍおきに設定された複数のクラブモデルを得た。
【０１１４】
上記９種のスイングデータを用いて、上記各クラブモデルをスイングさせるシミュレーションを行った。各スイングデータについて、全てのクラブモデルでスイングがなされ、ヘッドスピードが最大となるクラブモデルが決定された。
【０１１５】
図１５は、結果の一例である。図１５は、スイング周波数が３６ｃｐｍであるスイングデータＡ１の結果を示す。スイング周波数が３６ｃｐｍである場合、ヘッドスピードを最大とするクラブ振動数Ｆが、７０ｃｐｍであった。
【０１１６】
全てのスイングデータについての結果が、下記の表１に示される。
【０１１７】
【表１】
2015188681.tif 000007
【０１１８】
表１の結果より、クラブ振動数Ｆがスイング周波数の２倍に近い場合に、ヘッドスピードが最大であった。そして、ヘッドスピードを最大とするクラブ振動数Ｆは、６０ｃｐｍ以上１３０ｃｐｍ以下であった。この結果より、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上説明された構成は、ゴルフクラブに適用されうる。
【符号の説明】
【０１２０】
２・・・ゴルフクラブ
４・・・ヘッド
６・・・シャフト
８・・・グリップ
１２・・・質点
１４・・・片持ち梁
１６・・・土台
ｇ・・・ヘッドの重心
Ｔｐ・・・シャフトの先端
Ｂｔ・・・シャフトの後端
【図１】
2015188681.tif 000008
【図２】
2015188681.tif 000009
【図３】
2015188681.tif 000010
【図４】
2015188681.tif 000011
【図５】
2015188681.tif 000012
【図６】
2015188681.tif 000013
【図７】
2015188681.tif 000014
【図８】
2015188681.tif 000015
【図９】
2015188681.tif 000016
【図１０】
2015188681.tif 000017
【図１１】
2015188681.tif 000018
【図１２】
2015188681.tif 000019
【図１３】
2015188681.tif 000020
【図１４】
2015188681.tif 000021
【図１５】
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