(57)【要約】【課題】フェースの上打撃時において飛距離の低下を低減する。【解決手段】加振法により測定された周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数が７００〜１２００Hzかつリアルロフト角が５〜１２゜のウッド型ゴルフクラブヘッド１である。フェース面２のスイートスポット点Ｓよりもクラウン部４側をなすフェース上領域２ｕの十点平均粗さＲｚu が１．５μｍよりも小であり、かつフェース面２のスイートスポット点Ｓよりもソール部５側をなすフェース下領域２ｄの十点平均粗さＲｚd が１．５〜１０μｍであることを特徴とする。【選択図】  図１
2004201787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加振法により測定された周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数が７００〜１２００（Hz）かつリアルロフト角が５〜１２（゜）のウッド型ゴルフクラブヘッドであって、
フェース面のスイートスポット点よりもクラウン部側をなすフェース上領域の十点平均粗さＲｚu が１．５（μｍ）よりも小であり、
かつフェース面のスイートスポット点よりもソール部側をなすフェース下領域の十点平均粗さＲｚd が１．５〜１０（μｍ）であることを特徴とするウッド型ゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
重心深度が３５〜５０（mm）である請求項１記載のウッド型ゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記十点平均粗さの比（Ｒｚu ／Ｒｚd ）が０．０１〜１．０であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウッド型ゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打球の飛距離の向上に役立つウッド型ゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ドライバーなどロフト角の小さウッド型ゴルフクラブヘッドにおいて、打球の飛距離を増大させるために、加振法により測定されたヘッドの周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数をボールのそれに近づける試みが行われている（下記特許文献１参照）。このような理論は、一般にインピーダンスマッチング理論と呼ばれている。この理論によれば、ボールとヘッドとの衝突時におけるエネルギー伝達ロスを減じることができ、ひいては打ち出しされたボールの初速を最大限に高め得る。具体的には、ヘッドのフェースの厚さ薄くしたり、またフェースに低ヤング率の材料を用いるなどによってヘッドの剛性を低下させ、前記周波数を７００〜１２００Hz程度に設定することが好ましいとされている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２９９９６９号公報
【０００４】
ところで、ロフト角のあるヘッドでボールを打球すると、ボールにはフェース面との摩擦力に基づくバックスピンが生じる。そして、一般的にはロフト角が大きいほど、またフェース面の摩擦係数が大きいほど、ボールのバックスピン量は大きくなるものと考えられている。しかしながら、上述のようなヘッドでは、打ち出しされたボールのバックスピン量が従来に比して全体的に減少することが分かった。またロフト角の小さいヘッドでは、意外にもフェース面の摩擦係数が大きいほど、バックスピン量が減少することが確認された。この点については、下記特許文献２に記載がある。
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−５３５２号公報
【０００６】
また、例えば図９（Ａ）に示すように、上述のようなヘッドにおいて、フェース面ａのスイートスポット点Ｓよりも上のフェース上領域ａ１でボールｂを打撃すると、バックスピン量が元々少ないのに、縦方向のギア効果による作用力ｆ１がボールに加わり、さらにバックスピン量が減じらることとなる。また図９（Ｂ）には、打ち出しされたボールの弾道を示す。弾道Ｌ１はスイートスポット点Ｓで打撃した理想的なもの、弾道Ｌ２はフェース上領域ａ１で打撃したものを示している。弾道Ｌ２では、ボールが高く上がらず、すぐに地面に落下するいわゆるドロップと呼ばれる球筋になり飛距離の著しい低下が見られる。この飛距離の低下代は、従来のヘッドよりも大きいものとなる。特にヘッドの大型化により、フェース面とヘッド重心Ｇとの間の最短距離である重心深度が大きくなると、ギア効果が大きく作用するため、さらに飛距離が低減される。
【０００７】
なお図９（Ａ）のように、フェースａのスイートスポット点Ｓよりも下側のフェース下領域ａ２でボールを打撃した場合には、縦方向のギア効果によってボールにバックスピンを発生させる向きの作用力ｆ２が加わるためバックスピン量が増加する。そして図９（Ｂ）の弾道Ｌ３のように、ボールが高く上がるいわゆる吹け上がる弾道となる。しかし、ドロップの場合に比べ、飛距離の低下は少なく抑えうるし、又ヘッドスピードによっては、スイートスポット点で打撃したときよりも飛ぶこともある。
【０００８】
以上から明らかなように、上述のようなインピーダンスマッチング理論を適用させたヘッドにおいて、打球の飛距離をバランス良く向上させるためには、フェース上領域ａ１で打球したときのバックスピン量を増加させるとともに、フェース下領域ａ２で打球したときのバックスピン量を低減させることが重要となる。
【０００９】
本発明は、このような実状に鑑み案出なされたもので、スイートスポット点を境としたフェース上領域とフェース下領域とで夫々十点平均粗さを限定することを基本として、フェース上領域又はフェース下領域で打撃した場合であっても、飛距離の低下を抑制し、打球の飛距離をバランス良く向上しうるのに役立つウッド型ゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
【００１０】
なおフェース面において摩擦係数を違えたゴルフクラブヘッドとしては、例えば下記特許文献３ないし４がある。しかしながら、特許文献３ないし４に記載されているヘッドは、その周波数伝達関数の一次の極小値が示す周波数を限定したものでないこと、またこれとの関連によりボールのバックスピン量についての前記新規な知見を認識しておらず、何ら本発明の動機付けを与えるものではない。
【００１１】
【特許文献３】
特公平６−７１４８６号公報
【特許文献４】
特公平６−７１４８７号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明のうち請求項１記載の発明は、加振法により測定された周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数が７００〜１２００Hzかつリアルロフト角が５〜１２゜のウッド型ゴルフクラブヘッドであって、フェース面のスイートスポット点よりもクラウン部側をなすフェース上領域の十点平均粗さＲｚu が１．５μｍよりも小であり、かつフェース面のスイートスポット点よりもソール部側をなすフェース下領域の十点平均粗さＲｚd が１．５〜１０μｍであることを特徴としている。
【００１３】
ここで、加振法により測定されたヘッドの周波数伝達関数とは、加振機がヘッドを加振するときの加振点（加振機とヘッドとの固着点）の加速度α１、応答加速度をα２とするとき、下記式により求めることができる。
周波数伝達関数＝（α１のパワースペクトル）／（α２のパワースペクトル）
【００１４】
また前記「加振法」は、ヘッドを加振機に固着して加振機からの振動によって生じるヘッド側の応答を測定するものである。本明細書では「加振法」による測定を次のように定める。
（１）先ずゴルフクラブのシャフトからヘッドを取り外す（予めヘッド単体が準備されている場合にはこの工程は不要である。）。
（２）図５、図６に示すように、ヘッド１のフェース面２のスイートスポット点Ｓに加振機１３の加振部材１２（外径１０mmの円筒状）を接着剤で固着する。スイートスポット点Ｓに固着するのは、加振時に偏心によるモーメントの発生を防止するためである。なお、ここで言うスイートスポットＳは、ヘッド重心からフェース面に引いた垂線が該フェース面と交わる点であるが、便宜上、例えば内径１．５mm、外径２．５mm垂直なパイプの上端にフェース面を下向きとしてヘッドを載置しバランスする位置として求めても良い。
（３）図５のように加速度ピックアップＰａ２を、ヘッド１の振動が測定できるフェース面２の適当な位置（本例では図６のようにスイートスポットＳからトウ側に２０mmの位置）に例えば接着剤で固着する。
（４）図５のように、加振機１３がヘッドを加振するときの加振点の加速度を測定する加速度ピックアップＰａ１を入力治具１５に取付ける。
（５）図７に示すように、加振機１３でヘッド１に振動を与え、入力治具１５の加速度α１の信号およびヘッド１側の加速度α２の信号をパワーユニットを介してＦＦＴアナライザに取り込む。
（６）ＦＦＴアナライザで周波数伝達関数を（α１のパワースペクトル／α２のパワースペクトル）にて求める。
（７）図８は、周波数伝達関数の測定結果を示す。このようなグラフからヘッドを加振機に固着して加振法により測定されたヘッドの周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数Ｆ（fix ）（複数の極小値を示す周波数のうち最も小さい周波数）を読取る。
【００１５】
また請求項２記載の発明は、重心深度が３５〜５０mmである請求項１記載のウッド型ゴルフクラブヘッドである。
【００１６】
また請求項３記載の発明は、前記十点平均粗さの比（Ｒｚu ／Ｒｚd ）が０．０１〜１．０であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウッド型ゴルフクラブヘッドである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態のウッド型ゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」ということがある。）１の斜視図、図２はヘッドを規定のライ角α、ロフト角として水平面ＨＰに載置した基準状態の正面図を示している。
【００１８】
図において、本実施形態のヘッド１は、ボールを打球する面であるフェース面２を有するフェース部３と、前記フェース面２の上縁２ａに連なりヘッド上面をなすクラウン部４と、フェース面２の下縁２ｂに連なりヘッド底面をなすソール部５と、クラウン部４とソール部５との間を継ぎフェース面２のトウ側縁２ｃからバックフェースを通りフェース面２のヒール側縁２ｄにのびるサイド部６と、フェース部２とクラウン部３とサイド部５とのヒール側の交わり部の近傍に配されかつ図示しないシャフトの一端が装着されるネック部７とを具えたドライバーが示される。なおネック部７は、円筒状のシャフト差込孔７ａが内部に形成されており、ヘッド１を規定のライ角αに傾ける際にはこのシャフト差込孔７ａの軸中心線ＣＬを基準としうる。
【００１９】
前記ヘッド１は、一般的に用いられている種々の材料を用いて形成でき、例えばチタン、チタン合金、ステンレス、アルミ合金等の１種以上の金属材料、又は繊維強化樹脂といった非金属材料、さらにはこれらを複合した複合材料などが挙げられる。なお必要なヘッド重心設計をなし得るために、比重が大の錘部材などを適宜配することができる。またヘッド１の体積は、特に限定はされないが、好ましくは２５０cm3 以上、より好ましくは３００cm3 以上、さらに好ましくは３２０〜５００cm3 程度に大型化することが慣性モーメントを増大し、ミスショットを軽減しうる点で望ましい。
【００２０】
本発明のヘッド１は、加振法により測定された周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数が７００〜１２００Hzかつリアルロフト角が５〜１２゜のものを前提としている。このようなヘッド１は、ボールのバックスピン量が全体的に少なく、フェース面２のスイートスポット点Ｓよりも上側であるフェース上領域２ｕで打球したときの飛距離の低下がより大きくなる。またこのようなヘッド１は、フェース面２の摩擦係数が大きいほどバックスピン量が小さくなるという現象が生じる。本発明は、このようなヘッドに適用することにより、フェース上領域２ｕでの打撃時の飛距離の大幅な低下を抑制する。
【００２１】
ヘッド１の前記周波数を７００〜１２００Hzに設定するためには、例えばフェース部３ないしヘッド全体に高強度かつ低ヤング率の金属材料を用いることや、フェース部３ないしヘッド各部の厚さを薄くすること、ヘッドを大型化することなどの１以上の手段により、ヘッドないしフェース部２の剛性を下げることで可能となる。一例として、ヘッド１がチタン合金の場合、例えば図３に示すように、フェース部３の裏面周縁に環状の凹溝１０を設け、フェース部３の周辺を薄肉化することが特に好適である。例えば凹溝１０でのフェース部の厚さｔ１を１．７〜２．８mm、より好ましくは１．７〜２．２mmとし、凹溝１０で囲まれる中央部の厚さｔ２（＞ｔ１）を２．３〜３．０mm程度に設定する。また他の部分の各厚さ等を概ね次のように設定することで、周波数伝達関数の前記周波数Ｆを約１０００Hzとするヘッド１を得ることができた。
クラウン部：０．９〜１．１mm
ソール部  ：１．０〜１．３mm
サイド部  ：１．０〜１．２mm
【００２２】
前記周波数は、より好ましくは７５０〜１１００Hz、特に好ましくは８００〜９００Hzである。これにより、主要なゴルフボールとの周波数差がさらに減じられ、飛距離をより一層向上しうる。またリアルロフト角は、より好ましくは６〜１２゜、より好ましくは８〜１１゜である。なお該ヘッド１は、特に限定はされないが、好ましくはアルミニウム合金、チタン、チタン合金又はステンレスなど各種の金属材料により形成され、図３に示すように、内部に中空部ｉを有して形成される。
【００２３】
本発明のヘッド１は、上述のような周波数、リアルロフト角を前提としつつ、フェース面２のスイートスポット点Ｓよりもクラウン部４側をなすフェース上領域２ｕの十点平均粗さＲｚu を１．５（μｍ）よりも小とし、かつフェース面２のスイートスポット点Ｓよりもソール部５側をなすフェース下領域２ｄの十点平均粗さＲｚd を１．５〜１０（μｍ）とすることを特徴事項の一つとしている。
【００２４】
前記フェース上領域２ｕは、図２に示す前記ヘッド１の基準状態において、スイートスポット点Ｓを通る水平面ＨＰ２よりも上方のフェース面の領域であり、フェース下領域２ｄは、該水平面ＨＰ２よりも下方のフェース面の領域とする。
【００２５】
また「十点平均粗さ」は、ＪＩＳ−Ｂ−０６０１の規定に準拠して測定される。即ち、フェース面２を針触式の表面粗さ測定器で測定し、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の最も高い山頂から５番目までの山頂の標高の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートルで表したものを十点平均粗さとする。なお本例では基準長さを０．８mm、評価長さを４mmとする。
【００２６】
またフェース上領域２ｕの十点平均粗さＲｚu は、該フェース上領域２ｕの中から離散して１０カ所の測定ポイントを設定し、各測定ポイントで測定された十点平均粗さＲｚu1、Ｒｚu2、…、Ｒｚu10 から最大値と最小値とを取り除いた８つのデータを平均して求める。フェース下領域２ｄの十点平均粗さＲｚd についても同様とする。本実施形態では、フェース面２と水平面ＨＰ２との交わり線Ｋを境界とし、その上、下で実質的に十点平均粗さＲｚを異ならせた態様を示している。
【００２７】
本発明のヘッド１では、フェース上領域２ｕの十点平均粗さＲｚu が１．５μｍよりも小で形成されるため、この領域の摩擦係数が非常に小さくなる。このため、フェース上領域２ｕでボールを打球すると、ロフト角に基づいたバックスピン量が従来に比して増大する。従って、図９（Ａ）で示したギア効果による作用力ｆ１がボールに作用した場合でも、バックスピン量の著しい減少が抑制される。これにより、上打撃であっても、図４で実線で示す弾道Ｌ２のように、ボールを上げることができ、ドロップのような球筋になるのを防止できる。ここで、フェース上領域２ｕにおいて、前記十点平均粗さＲｚu が１．５μｍ以上であると、バックスピン量を増加させる効果が十分に得られないため好ましくない。特に好ましくは十点平均粗さＲｚu を０〜１．０μｍ、さらに好ましくは０．３〜１．０μｍとすることが望ましい。
【００２８】
また、本発明のヘッド１では、フェース下領域２ｄの十点平均粗さＲｚd が１．５〜１０μｍで形成されるため、この領域の摩擦係数が大きくなる。このため、フェース下領域２ｄでボールを打球すると、ロフト角に基づいたバックスピン量が従来に比して減少する。従って、図９（Ａ）で示したギア効果による作用力ｆ２がボールに作用した場合でも、バックスピン量の著しい増加が抑制される。これにより、下打撃であっても、図４で鎖線で示す弾道Ｌ３のように、ボールが過度に吹け上がるのを防止できる。なおフェース下領域２ｕにおいて、前記十点平均粗さＲｚd が１．５μｍ未満であると、バックスピン量を減少させる効果が十分に得られないため好ましくない。特に好ましくは十点平均粗さＲｚd を１．５〜３．０μｍ、さらに好ましくは１．５〜２．５μｍとすることが望ましい。
【００２９】
特に好ましくは前記十点平均粗さの比（Ｒｚu ／Ｒｚd ）を０．０１〜１．０、さらに好ましくは０．１〜０．５とすることが望ましい。前記比（Ｒｚu ／Ｒｚd ）が０．０１未満であると、フェース下領域２ｕでの打撃においてバックスピン量が過度に減少して飛距離が低下する傾向があり、逆に前記比（Ｒｚu ／Ｒｚd ）が１．０を超えると、フェース下領域２ｕでの打撃において、スピンが増加し易く、吹け上がる弾道となり飛距離をロスするなど好ましくない。
【００３０】
フェース面２の各領域の十点平均粗さを上述の範囲に規制するためには、例えばフェース面２に砥粒を噴射して衝突させるブラスト処理などが好ましい。そして、フェース上領域２ｕとフェース下領域２ｄとで、使用する砥粒の平均径、比重、材料、噴射時間又は噴射圧力などを違えることによって、容易に前記十点平均粗さＲｚの範囲に設定することができる。
【００３１】
一例として、ガラスビーズを４kg程度の噴射圧でかつ１０〜５０秒程度衝突させることによって容易に本発明のヘッドを製造することができる。またフェース面の表面粗さを上述の範囲とする方法は、ショットプラス以外にも、例えば研磨処理を施すことによっても行いうる。
【００３２】
また本実施形態のヘッド１では、ギア効果によるボールへの作用力ｆ１、ｆ２を低減させるために、重心深度ＧＬを３５〜５０mm、より好ましくは３５〜４５mmに設定するのが好ましい。重心深度ＧＬは、図３に示したように、フェース面２とヘッド重心Ｇとの間の最短距離である。重心深度ＧＬが３５mm未満であると、ギア効果の影響が小さくなるため、バックスピン量が多くなる傾向があり、飛距離の低下が生じ易くなり、逆に５０mmを超えると、ギア効果による前記作用力ｆ１、ｆ２が過大となり、フェース上領域２ｕでの打撃においてバックスピン量が低減したり或いはフェース下領域２ｄでの打撃において、過度にバックスピン量が増すという傾向がある。
【００３３】
【実施例】
図１に示す基本形状を有するウッド型ゴルフクラブヘッドを表１の仕様により試作するとともに、試打テストを行い打球の飛距離等を測定した。共通仕様として、ヘッドをＴｉ−６Ａｌ−４Ｖで鋳造成形し、リアルロフト角１０゜、クラブ全長４５インチ、ヘッドの周波数伝達関数の一次の極小値を示す周波数をほぼ１０００Hzに統一した。
【００３４】
また試打テストは、各供試ヘッドに同一のシャフトを装着してウッド型ゴルフクラブを試作するとともにスイングロボットに取り付け、ヘッドスピードを４０ｍ／ｓとして下記の３つの打点で打球し、それぞれの打出角、飛距離、バックスピン量を測定した。飛距離は、各打点それぞれ５球づつ試打し、その平均値として表示している。
基準打撃：スイートスポット点
上打撃：スイートスポット点からフェース面に沿ってクラウン側に１０mmを隔てる位置
下打撃：スイートスポット点からフェース面に沿ってソール側に１０mmを隔てる位置
テストの結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2004201787.tif 000003
【００３６】
テストの結果、実施例のヘッドは、比較例と比べて、基準打撃においてスピンが僅かに増加しており飛距離も増大していることが確認できる。また上打撃においては、バックスピン量の低減が抑制された結果、ドロップせず飛距離の低下が抑えられている。また下打撃においても、バックスピン量の増加が抑えられており、飛距離の低下も少ないことが分かる。
【００３７】
次に、本発明のヘッドにおいて、各部の肉厚を変化させることにより、重心距離を異ならせたヘッドを試作し、上記と同様の試打テストを行ない、飛距離のみについて比較した。なおフェース面の表面粗さは各ヘッドとも同一とした。また各飛距離は、実施例１を１００とする指数で表示しており、数値が大きいほど良好である。テストの結果を表２に示す。
【００３８】
【表２】
2004201787.tif 000004
【００３９】
テストの結果、重心深度を３５〜５０mm、３５〜４５mmとした実施例のものでは、上打撃、下打撃時により一層飛距離の低下が少ないことが分かる。
【００４０】
次に本発明のヘッドにおいて、周波数伝達関数の一次の極小値が示す周波数を違えてテストを行った結果を表３に示す。この場合においても、フェース面の表面粗さと重心深度とは実質的に同一とした。
【００４１】
【表３】
2004201787.tif 000005
【００４２】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、フェース上領域で打撃したときのバックスピン量の大幅な減少を抑制することによりドロップを防止でき、かつフェース下領域で打撃したときのバックスピン量の著しい増加を抑制することにより吹け上がりを防止できる。従って、打点位置に拘わらず、バランス良く飛距離を向上することができる。
【００４３】
また請求項２記載の発明のように、重心深度を一定の範囲に設定した場合、さらには請求項３記載の発明のように、フェース上領域とフェース下領域との十点平均粗さの比（Ｒｚu ／Ｒｚd ）を一定範囲に限定したときには、縦のギア効果によるボールへの作用力をよりバランス良くコントロールすることができ、上打撃ないし下打撃時においてさらに飛距離の増大を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すゴルフクラブヘッドの斜視図である。
【図２】その基準状態の斜視図である。
【図３】ヘッドの縦断面図である。
【図４】本実施形態のヘッドにより打ち出された弾道を示す線図である。
【図５】加振法を説明する線図である。
【図６】フェース面の線図である。
【図７】加振法を説明する全体ブロック図である。
【図８】周波数伝達関数の一例を示すグラフである。
【図９】（Ａ）はヘッドの断面図、（Ｂ）は弾道を示す線図である。
【符号の説明】
１  ウッド型ゴルフクラブヘッド
２  フェース面
２ｕ  フェース上領域
２ｄ  フェース下領域
３  フェース部
４  クラウン部
５  ソール部
６  サイド部
７  ネック部
７ａ  シャフト差込孔
ＣＬ  シャフト差込孔の軸中心線
【図１】
2004201787.tif 000006
【図２】
2004201787.tif 000007
【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】
2004201787.tif 000012
【図８】
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【図９】
2004201787.tif 000014