(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製外殻構造のヘッド部を備えたゴルフクラブであって、前記ヘッド部のソール部において、打球時に発生する面外二次曲げ振動の振動の腹部、即ち該振動の腹部とは振幅が最大となる箇所と振幅が最大となる箇所の近傍部分であり、ソール部１４のトウ・ヒール方向の長さをトウエンド部１６からヒールエンド部１７にわたるＬＳとし、前記トウエンド部１６、前記トウエンド部１６から０．４０ＬＳ〜０．４５ＬＳに相当する部位およびヒールエンド部１７の三箇所に振動の節部２２を有し、トウエンド部１６から０．２０ＬＳ〜０．２５ＬＳに相当する部位とトウエンド部１６から０．６５ＬＳ〜０．７０ＬＳに相当する部位との二箇所に振動の腹部２１を有し、該腹部に、振動制御用のリブを前記ソール部のトウ・ヒール方向にわたって配置したことによりソール部のトウ部からヒール部に向かうトウ・ヒール方向の曲げ剛性をソール部のフェース部からバック部に向かうフェース・バック方向の曲げ剛性に対して２倍以上５倍以下にしたことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
金属製外殻構造のヘッド部を備えたゴルフクラブであって、前記ヘッド部のソール部において、打球時に発生する面外三次曲げ振動の振動の腹部、即ち該振動の腹部とは振幅が最大となる箇所と振幅が最大となる箇所の近傍部分であり、ソール部１４のトウ・ヒール方向の長さをトウエンド部１６からヒールエンド部１７にわたるＬＳとし、前記トウエンド部１６、トウエンド部１６から０．３４ＬＳ〜０．３９ＬＳに相当する部位、トウエンド部１６から０．６７ＬＳ〜０．７２ＬＳに相当する部位およびヒールエンド部１７の四箇所に振動の節部２２を有し、トウエンド部１６から０．１６ＬＳ〜０．２１ＬＳに相当する部位、トウエンド部１６から０．５１ＬＳ〜０．５６ＬＳに相当する部位およびトウエンド部１６から０．８２ＬＳ〜０．８７ＬＳに相当する部位の三箇所に振動の腹部２１を有し、該腹部に、振動制御用のリブを前記ソール部のトウ・ヒール方向にわたって配置したことによりソール部のトウ部からヒール部に向かうトウ・ヒール方向の曲げ剛性をソール部のフェース部からバック部に向かうフェース・バック方向の曲げ剛性に対して２倍以上５倍以下にしたことを特徴とする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】
本発明は金属製外殻構造のゴルフクラブヘッド（本発明で用いるゴルフクラブ、ゴルフクラブヘッド、ヘッド等はウッド型ゴルフクラブに関するものである。）に関するものであり、フェース面の反発性能を損なうことなく主に打球音を中心とする打球感を向上させる構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近のゴルフクラブにおいては、Ｔｉ合金等の軽金属材料を用いることで、ヘッドの体積が３００ｃｍ3を越えるような大型化したものが見られるようになっている。ヘッドを大型化してフェース面の領域を拡大すれば、打点位置がばらついた場合でも打球の飛距離の低下を防ぐことができるので、初心者をはじめとして大型のゴルフクラブヘッドの需要は高まっている。そのようなゴルフクラブヘッドにおいては、ヘッドの大型化によるヘッド質量の増加を比較的抑えるためには、ヘッドの外殻部分の肉厚を薄くする必要がある。
【０００３】
他方、ゴルフクラブヘッドは、打球時にゴルフボールとの衝突においてある周波数領域の打球音を発生させる。最近になって打球音は打球感としてゴルフクラブの性能に非常に大きな要素を占めることが知られるようになってきた。しかし、打球の飛距離向上および方向性の安定を目的としたゴルフクラブヘッドの構造に比べて、良い打球音を発生させるゴルフクラブヘッドの構造についてはあまり知られていない。特に前記のような大型のゴルフクラブヘッドでは、ヘッドの外殻部分の肉厚を比較的薄く形成するために打球音が低くなる傾向にあり、一般的に好まれる高い金属音にはならない傾向にあった。
【０００４】
そのような打球音の問題を解決するために、特開平１０-２４１２８号では、ソール面殻部の内面に板状或いは棒状の音響調整材を設け、この音響調整材をフェース面殻部、クラウン面殻部及び周側壁面殻部に対して隙間を持たせて離間状態で設けたことを特徴とするゴルフ用ウッドクラブヘッドが開示されている。しかし、特開平１０-２４１２８号の発明では、板状或いは棒状の音響調整材をソール部の打球方向（フェース・バック方向）に沿って設けているために、ソール部のフェース・バック方向の剛性がトウ・ヒール方向の剛性よりも大きくなってしまうので、フェース面の反発性能を損ない、打球の飛距離が低下するという問題がある。
【０００５】
また、クラウン部及びソール部に特徴を持たせたものとしては、特許２０１０２３８号には、山部および谷部がフェース面近傍から後部に向かって延びる波状壁部を外殻体の上壁部および下壁部に形成することで、外殻体に破壊が生じにくく、耐久性に優れたことを特徴とするゴルフ用クラブヘッドが開示されている。しかし、特許２０１０２３８号の発明では、山部および谷部がフェース・バック方向に向かって延びるように波状壁部を設けているために、クラウン部及びソール部のフェース・バック方向の剛性がトウ・ヒール方向の剛性よりも大きくなってしまうので、前記と同様にフェース面の反発性能を損ない、打球の飛距離が低下するという問題が生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、前記の従来技術の問題点を解決するために、フェース面の反発性能を損なうことなく、打球感、特に打球音を向上させたゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、金属製外殻構造のヘッド部を備えたゴルフクラブであって、前記ヘッド部のソール部において、打球時に発生する面外二次曲げ振動の振動の腹部、即ち該振動の腹部とは振幅が最大となる箇所と振幅が最大となる箇所の近傍部分であり、ソール部１４のトウ・ヒール方向の長さをトウエンド部１６からヒールエンド部１７にわたるＬＳとし、前記トウエンド部１６、前記トウエンド部１６から０．４０ＬＳ〜０．４５ＬＳに相当する部位およびヒールエンド部１７の三箇所に振動の節部２２を有し、トウエンド部１６から０．２０ＬＳ〜０．２５ＬＳに相当する部位とトウエンド部１６から０．６５ＬＳ〜０．７０ＬＳに相当する部位との二箇所に振動の腹部２１を有し、該腹部に、振動制御用のリブを前記ソール部のトウ・ヒール方向にわたって配置したことによりソール部のトウ部からヒール部に向かうトウ・ヒール方向の曲げ剛性をソール部のフェース部からバック部に向かうフェース・バック方向の曲げ剛性に対して２倍以上５倍以下にしたことを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
【０００８】
請求項２の発明は、金属製外殻構造のヘッド部を備えたゴルフクラブであって、前記ヘッド部のソール部において、打球時に発生する面外三次曲げ振動の振動の腹部、即ち該振動の腹部とは振幅が最大となる箇所と振幅が最大となる箇所の近傍部分であり、ソール部１４のトウ・ヒール方向の長さをトウエンド部１６からヒールエンド部１７にわたるＬＳとし、前記トウエンド部１６、トウエンド部１６から０．３４ＬＳ〜０．３９ＬＳに相当する部位、トウエンド部１６から０．６７ＬＳ〜０．７２ＬＳに相当する部位およびヒールエンド部１７の四箇所に振動の節部２２を有し、トウエンド部１６から０．１６ＬＳ〜０．２１ＬＳに相当する部位、トウエンド部１６から０．５１ＬＳ〜０．５６ＬＳに相当する部位およびトウエンド部１６から０．８２ＬＳ〜０．８７ＬＳに相当する部位の三箇所に振動の腹部２１を有し、該腹部に、振動制御用のリブを前記ソール部のトウ・ヒール方向にわたって配置したことによりソール部のトウ部からヒール部に向かうトウ・ヒール方向の曲げ剛性をソール部のフェース部からバック部に向かうフェース・バック方向の曲げ剛性に対して２倍以上５倍以下にしたことを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に示すマイク５１、アンプ５２、ＦＦＴアナライザー５３で構成される実験装置を用いて、ゴルフクラブ１でボール５０を打球した際にゴルフクラブヘッド１１から発生する打球音を分析した。その結果、一般的に打球音は、打球時にフェース部１２とボール５０との衝突によって発生する圧縮音と打球した際の衝撃によりゴルフクラブヘッド１１の各部（フェース部１２、クラウン部１３、ソール部１４およびサイド部１５及びヘッド内部充填物）の振動によって発生する残響音とで構成されていることがわかった。その中でもソール部１４から発生する残響音は周波数が低く、フェース部１２から発生する圧縮音及び残響音とは周波領域が異なり、異音に感じることが多い。実際にソール部１４を極端に薄くしたゴルフクラブヘッド１１で打球した場合は、打球音の中にソール部１４から発生する周波数が通常より低い残響音が多く含まれるので打球音と打球感が非常に悪いものとなる。
【００１０】
このようなソール部１４から発生する残響音を分析するために、ＦＥＭ（有限要素法）解析によりゴルフクラブヘッド１１の固有値解析を行った。その結果、打球時のソール部１４における振動形態は、図２の断面図に示すような面外二次曲げ振動および図３の断面図に示すような面外三次曲げ振動を示すことがわかった。これらの各振動を図４および図５を用いて詳しく説明する。ソール部１４のトウ・ヒール方向の長さは、トウエンド部１６からヒールエンド部１７にわたるＬＳとする。また、本発明で用いる振動の腹部とは振幅が最大となる箇所と振幅が最大となる箇所の近傍部分である。（具体的には振幅が最大となる箇所からトウ・ヒール方向に±１０ｍｍの部分）図４に示すように打球時にソール部１４に見られる面外二次曲げ振動はトウエンド部１６、トウエンド部１６から０．４０ＬＳ〜０．４５ＬＳに相当する部位およびヒールエンド部１７の三箇所に振動の節部２２を有し、トウエンド部１６から０．２０ＬＳ〜０．２５ＬＳに相当する部位とトウエンド部１６から０．６５ＬＳ〜０．７０ＬＳに相当する部位との二箇所に振動の腹部２１を有する。図５に示すように打球時にソール部１４に見られる面外三次曲げ振動はトウエンド部１６、トウエンド部１６から０．３４ＬＳ〜０．３９ＬＳに相当する部位、トウエンド部１６から０．６７ＬＳ〜０．７２ＬＳに相当する部位およびヒールエンド部１７の四箇所に振動の節部２２を有し、トウエンド部１６から０．１６ＬＳ〜０．２１ＬＳに相当する部位、トウエンド部１６から０．５１ＬＳ〜０．５６ＬＳに相当する部位およびトウエンド部１６から０．８２ＬＳ〜０．８７ＬＳに相当する部位の三箇所に振動の腹部２１を有する。
前記の面外二次曲げ振動および面外三次曲げ振動では、振動の腹部２１において振幅２３は最大となり、振幅２３の大きさに比例して振動による残響音は大きく低くなる傾向にある。
【００１１】
従って、ソール部から発生する周波数領域の低い打球音を改善するためには、ソール部の曲げ剛性を高くし、前記の各振動の振幅を小さくする必要がある。ソール部の曲げ剛性を高くする方法としては、従来の技術で挙げたようにソール部にリブを設ける方法、ソール部の形状に変化を与える方法以外にソール部に曲げ剛性の高い素材を用いる方法、ソール部の肉厚を厚くする方法などが考えられる。しかしながら、ソール部に曲げ剛性の高い素材を用いる方法およびソール部の肉厚を厚くする方法では、ソール部全体の曲げ剛性が高くなるために、ソール部におけるフェース・バック方向の曲げ剛性も高くなってしまい、フェース面の反発性能を損なう問題が生じる。従って、ソール部の曲げ剛性のうちトウ・ヒール方向の曲げ剛性のみを高くすれば、フェース面の反発性能を損なうことなく、前記の各振動が制御され打球音が改善できると考えられる。本発明では、ソール部において前記の各振動における振動の腹部を含む部分に振動制御用のリブをトウ・ヒール方向に配置することで、ソール部の曲げ剛性のうちトウ・ヒール方向の曲げ剛性のみを高くし、フェース面の反発性能を損なうことなく、打球音と打球感とを向上させようとするものである。
【００１２】
請求項１に記載の通り、金属製外殻構造のヘッド部を備えたゴルフクラブであって、前記ヘッド部のソール部において、打球時に発生する面外二次曲げ振動の振動の腹部、即ち該振動の腹部とは振幅が最大となる箇所と振幅が最大となる箇所の近傍部分であり、ソール部１４のトウ・ヒール方向の長さをトウエンド部１６からヒールエンド部１７にわたるＬＳとし、前記トウエンド部１６から０．４０Ｌ１〜０．４５Ｌ１に相当する部位およびヒールエンド部１７の三箇所に振動の節部２２を有し、トウエンド部１６から０．２０Ｌ１〜０．２５Ｌ１に相当する部位とトウエンド部１６から０．６５Ｌ１〜０．７０Ｌ１に相当する部位との二箇所に振動の腹部２１を有し、該腹部に、振動制御用のリブを前記ソール部のトウ・ヒール方向にわたって配置したことによりソール部のトウ部からヒール部に向かうトウ・ヒール方向の曲げ剛性をソール部のフェース部からバック部に向かうフェース・バック方向の曲げ剛性に１に対して２倍以上５倍以下であることが好ましい。これは１倍未満では、トウ・ヒール方向の曲げ剛性がフェース・バック方向の曲げ剛性よりも低くなってしまうために、前記の各振動のたわみ方向が反転してしまう可能性が生じるためである。また、５倍より大きくするためには、後述する振動制御用のリブを配置する方法を用いた際にゴルフクラブヘッドの質量が重くなり過ぎてしまうという欠点を生じる。さらに、請求項２に記載の通り、ソール部における、トウ・ヒール方向の曲げ剛性はフェース・バック方向の曲げ剛性に対して２倍から５倍であることが好ましい。この範囲内であれば前記の各振動を十分制御できると共に、後述する振動制御用のリブを配置する方法を用いた際にゴルフクラブヘッドの質量が重くなり過ぎるといったことを防止できる。
【００１３】
【実施例】
図６に示す本発明の第１実施例では、ソール部１４において、図６で説明したところの面外二次曲げ振動の腹部（二箇所）に相当する部分に、幅Ｗ１．０ｍｍ、長さＬ１５．０ｍｍ、高さＨ１０．０ｍｍのチタニウム製のリブ３１がトウ・ヒール方向にわたって配置されている。リブ３１はソール部１４に溶接によって取り付けられている。リブ３１の形状は幅Ｗが１．０ｍｍ以上２０．０ｍｍ以下、長さＬが５．０ｍｍ以上８０．０ｍｍ以下、高さＨが１．５ｍｍ以上１５．０ｍｍ以下であることが好ましい。このような形状であれば、打球した際にリブを設けたことによる違和感を覚えることはない。このように、面外二次曲げ振動の腹部に振動制御用のリブ３１を設ければ、打球時のソール部１４における面外二次曲げ振動の振幅が制御されるので、ソール部１４から発生する音は周波数の高いものとり、打球感と打球音が改善されると共に、リブ３１はトウ・ヒール方向にわたって配置されているためにフェース・バック方向の曲げ剛性には影響を与えにくく、フェース面の反発性能を損なうことはない。
【００１４】
図７に示す本発明の第２実施例では、ソール部１４において、図６で説明したところの面外三次曲げ振動の腹部（三箇所）に相当する部分に、幅Ｗ１．０ｍｍ、長さＬ１５．０ｍｍ、高さＨ１０．０ｍｍのチタニウム製のリブ３１がトウ・ヒール方向にわたって配置されている。リブ３１はソール部１４に溶接によって取り付けられている。リブの好ましい形状およびその理由は第１実施例で説明したこころと同じである。このように、面外三次曲げ振動の腹部に振動制御用のリブ３１を設ければ、第１実施例で説明したところと同様に、打球感と打球音が改善されると共にフェース面の反発性能を損なうことはない。リブの配置の仕方は図８に示す第３実施例のようにしても良い。この場合、振動制御用のリブ３２はＶ字形状であり、幅Ｗ１６．０ｍｍ、長さＬ６５．０ｍｍ、高さＨ２．０ｍｍである。そして、図９に示すように面外三次曲げ振動の腹部（三箇所）に相当する部分でソール部１４と溶接されている。
フェース部またはサイド部とソール部との境界線において切断することにより、ソール部を切り出し、図１０に示すように三点曲げによって、各実施例のソール部１４における曲げ剛性を測定した。（図１０は各実施例の構成を実施する前のソール部１４で示している。）図１０（ａ）はフェース・バック方向の測定方法を、図１０（ｂ）はトウ・ヒール方向の測定方法を示している。三点曲げはＪＩＳ Ｚ ２２４８「金属材料曲げ試験方法」に準ずるが、荷重Ｗは４９０Ｎ、支え６１と支え６１との距離ＬＳは５０ｍｍとし、支え６１と押金具６２とは円柱状とし直径φは２０ｍｍとした。実際の測定では、島津製作所製の精密万能試験機ＡＧ５０００Ｄにおける曲げ試験装置を用いて、一定の荷重を加えた際の各実施例のソール部のたわみ量を求め、式（１）によって曲げ剛性の値を求めた。
ＥＩ＝Ｗ（ＬＳ）３／４８Ｙ 式（１）
ここでＥＩは曲げ剛性、Ｗは荷重、ＬＳは支え６１と支え６１との距離、Ｙは荷重によるたわみ量である。測定値から求めた各実施例におけるフェース・バック方向の曲げ剛性とトウ・ヒール方向の曲げ剛性の比率を表１に示す。
【００１５】
【表１】
各実施例のフェース・バック方向の曲げ剛性とトウ・ヒール方向の曲げ剛性の比率
0004793898.tif 000002
【００１６】
表２は、前記の各実施例の構成を実施する前のゴルフクラブヘッドと実施後のゴルフクラブとにおけるの打球音の周波数解析結果を示している。表２から分かるように、第１実施例においては実施前に３８１０Ｈｚであったピーク周波数が７５２０Ｈｚに変化しており、第２実施例においては実施前に３５４０Ｈｚであったピーク周波数が８０９０Ｈｚに変化しており、第３実施例においては実施前に３４８０Ｈｚであったピーク周波数が１１０４０Ｈｚに変化しており、ピーク周波数が高くなったことにより、ゴルファーは打球音をより良く感じるようになる。
【００１７】
【表２】
打球音解析結果
0004793898.tif 000003
【００１８】
表３は、表２に示した各実施例のゴルフクラブヘッドを取り付けたゴルフクラブを用いて、５人のゴルファー（Ａ〜Ｅ）を対象に打球音に関するアンケートを５点評価で行った結果である。５点が最も良い評価であり１点が最も良くない評価である。表２から明らかなように、本発明の各実施例は打球音が改善されたゴルフクラブとすることができる。
【００１９】
【表３】
打球音アンケート結果
0004793898.tif 000004
【００２０】
【発明の効果】
本発明のゴルフクラブヘッドによれば、ソール部において、トウ・ヒール方向の曲げ剛性よりもフェース・バック方向の曲げ剛性を高く構成することで、フェース面の反発性能を損なうことなく、打球音を改善することができる。本発明の構造は特に大型のヘッドにおいて有効である。本発明のゴルフクラブヘッドでは、打球時のソール部における面外二次曲げ振動および面外三次曲げ振動の振動の腹部を含む部分に振動制御用のリブを配置することで効果的に打球音の周波領域を高くすることができる。また、リブを配置する方向をトウ・ヒール方向とすることで、フェース面の反発性能を損なうことはない。
【００２１】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、ゴルフクラブヘッドの打球音を分析する実験装置を示す図である。
【図２】図２は、ソール部における面外二次曲げ振動を示す拡大図である。
【図３】図３は、ソール部における面外三次曲げ振動を示す拡大図である。
【図４】図４は、ソール部における面外二次曲げ振動の説明図である。
【図５】図４は、ソール部における面外三次曲げ振動の説明図である。
【図６】図６は、本発明の第１実施例を示す一部切り欠き部を有する斜視図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施例を示す一部切り欠き部を有する斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施例を示す一部切り欠き部を有する斜視図である。
【図９】図９は、本発明の第３実施例を示す断面図る。
【図１０】図１０は、ゴルフクラブヘッドのソール部の曲げ剛性を測定する際の三点曲げの実験装置を示す図である。
【符号の説明】
１ ゴルフクラブ
１１ ゴルフクラブヘッド
１２ フェース部
１３ クラウン部
１４ ソール部
１５ サイド部
１６ トウエンド部
１７ ヒールエンド部
２１ 腹部
２２ 節部
２３ 振幅
３１ リブ
３２ 振幅
５０ ボール
５１ マイク
５２ アンプ
５３ インパルスハンマー
５４ 加速度計
ＬＳ ソール部の長さ
Ｗ 幅
Ｌ 長さ
Ｈ 高さ
６１ 支え
６２ 押金具
Ｗ 荷重
ＬＳ 距離
φ 直径
【図１】
0004793898.tif 000005
【図２】
0004793898.tif 000006
【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】
0004793898.tif 000013
【図１０】
0004793898.tif 000014