(57)【要約】【課題】  澄んだ音感が得られ、かつ打球音の高さも適切に設定された打球音が得られるゴルフクラブヘッド及びその設計方法を提供する。【解決手段】    打球音のパワースペクトルの代表的ピークから求められる複数の絶対不協和度要素から構成される絶対不協和度マトリクスにおいて、絶対不協和度が１５０以上となる前記絶対不協和度要素が２つ以下であり、且つ、前記代表的ピークから求められるスペクトル重心が６０００Ｈｚ以上であることを特徴とするゴルフクラブヘッドとする。【選択図】      図１
2005143589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打球音のパワースペクトルの代表的ピークから求められる複数の絶対不協和度要素から構成される絶対不協和度マトリクスにおいて、絶対不協和度が１５０以上となる前記絶対不協和度要素が２つ以下であり、且つ、前記代表的ピークから求められるスペクトル重心が６０００Ｈｚ以上であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
モーダル解析によって求められたソール部、フェース部およびクラウン部の各部の振幅を比較したとき、一次乃至三次の固有振動モードにおいては、前記振幅が最大となる部位はフェース部またはクラウン部であることを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
ヘッド体積が４００ｃｃ以上であり、且つ、ソール部のトウ・ヒール方向における曲率半径が４インチ以下であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
ゴルフクラブヘッドを試作するステップと、
該ゴルフクラブヘッドの打球音を採取するステップと、
該打球音のパワースペクトルにおけるピークのうち、人間の聴覚に影響の大きいピークを選別するステップと、
前記影響の大きいピークに基づいて絶対不協和度マトリクスとスペクトル重心とを求めるステップと、
これら求められた絶対不協和度マトリクスとスペクトル重心とに基づいて打球音の良否を判断するステップと、
を含むことを特徴とするゴルフクラブヘッドの設計方法。
【請求項５】
ゴルフクラブヘッドにおいてモーダル解析を行い、少なくとも一次乃至三次までの固有振動モードを解析するステップと、
該一次乃至三次の固有振動モードにおけるソール部、フェース部およびクラウン部の各部の振幅を比較するステップと、
一次乃至三次の固有振動モードにおいて、ソール部の振幅が最大となる固有振動モードが有るか否かを判断するステップと、
を含むことを特徴とするゴルフクラブヘッドの設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打球音に優れたゴルフクラブヘッド及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブによりボールを打球する際に発生する打球音は、特に近年、ゴルフクラブの特性として重要視されるようになってきた。そのため、打球音を心地よくするための工夫が提案されている。
特許文献１には、チタン製ゴルフクラブヘッドのフェース部に所定の熱処理を施すことにより、８〜１０ｋＨｚの周波数帯域において打球音残響性を高め、且つ４〜６ｋＨｚの周波数帯域において打球音残響性を低めたチタン製ゴルフクラブヘッドの製造方法が記載されている（特許文献１参照）。
特許文献２には、打球音のピーク周波数のうち、音圧の高い２つの周波数が２以上１０以下の自然数の整数比を持つように設計して、打球音の音色を改良したゴルフクラブヘッドについての記載がある（特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７９８１９号公報（請求項１）
【特許文献２】特開２００３−９３５５６号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、大まかな周波数帯域における残響性については考慮しているが、個々のピーク周波数についてまでは考慮おらず、さらには打球音の協和度（周波数の異なる複数の単音を同時に聞くとき、澄んだ音感がどの程度得られるかについての指標）について考慮していないため、改良の余地がある。
特許文献２では、個々のピーク周波数の組み合わせによる打球音の協和度について考慮して音色を改良している。しかしながら、考慮しているピークは、音圧の高い２つの周波数のピークのみであり、比較的大きな音圧を有するピークが３つ以上存在するような場合には打球音全体の評価として適切とはいえず、さらに、打球音の高さについても充分な考慮がなされていなかったため、改良の余地がある。また、２つのピーク周波数について自然数の整数比とすることは、量産されたヘッド個々における肉厚等のバラツキをも考慮すると、発明の実施が極めて困難であるという問題もある。
【０００５】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであって、澄んだ音感が得られ、かつ打球音の高さも適切に設定された打球音が得られるゴルフクラブヘッド及びその設計方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のゴルフクラブヘッドは、打球音のパワースペクトルの代表的ピークから求められる複数の絶対不協和度要素から構成される絶対不協和度マトリクスにおいて、絶対不協和度が１５０以上となる前記絶対不協和度要素が２つ以下であり、且つ、前記代表的ピークから求められるスペクトル重心が６０００Ｈｚ以上であることを特徴とする。
【０００７】
このようにすると、絶対不協和度という指標を導入することで打球音の協和度について客観的な評価ができる。また、打球音のパワースペクトルにおいて比較的音圧レベルの大きな代表的ピークが多数存在する場合であっても、それらの全てにおいて絶対不協和度により評価を行って絶対不協和度マトリクスを作製するので、打球音全体として正確な評価ができる。そして、絶対不協和度が１５０以上となる絶対不協和度要素が２つ以下であるので、協和度の高い打球音となる。また、スペクトル重心が６０００Ｈｚ以上であるから、澄んだ音と感じられやすい周波数の高い打球音となる。さらに、打球音の高さの評価指標としてスペクトル重心を用いたので、打球音全体の音の高さを精度よく評価できる。
なお、絶対不協和度とは、音の協和度の低さの度合いを示す１つの指標であるが、その計算手法については後述する。また、代表的ピークの選択手法及び絶対不協和度マトリクスの作製手法の詳細についても後述する。また、スペクトル重心とは、打球音の高低を示す指標であるが、これについても後述する。
【０００８】
このゴルフクラブヘッドにおいては、モーダル解析によって求められたソール部、フェース部およびクラウン部の各部の振幅を比較したとき、一次乃至三次の固有振動モードにおいては、前記振幅が最大となる部位はフェース部またはクラウン部であるのが好ましい。
このようにすると、フェース部、クラウン部およびソール部の３つの部位での比較において、一次乃至三次の固有振動モードではソール部の振幅が最大となることがない。ソールの振動により起因する打球音は、その多くが地面に反射されてから耳に届くため、多数のピーク周波数を含んだ音になり打球音の協和度を低下させる傾向にある。また、周波数の比較的低い打球音は澄んだ音と感じられにくいので、この低い周波数の音が地面に反射されると特に協和度が低下する傾向となる。ここでは、周波数が比較的低い一次乃至三次の固有振動モードにおいてソール部の振幅が最大とならないようにしているので、ソールの振動により起因する打球音の周波数を高くして打球音の協和度を高めることができる。
なお、ヘッド各部位（ソール部、フェース部、及びクラウン部）における振幅とは、当該各部（例えばソール部）内における各位置での振幅のうちの最大の振幅のことをいう。
【０００９】
上述のゴルフクラブヘッドでは、ヘッド体積が４００ｃｃ以上であり、且つ、ソール部のトウ・ヒール方向における曲率半径が４インチ以下であることが好ましい。
ヘッド体積が４００ｃｃ以上の場合には、ヘッドの慣性モーメントが高まるなど多くの利点がある一方、ヘッドの薄肉化等により打球音の音圧レベルが高くなるので打球音の良否がクラブの評価に大きな影響を与える。よって打球音の協和度を高めることによる上記効果が顕著に発揮される。また、４００ｃｃ以上の大型ヘッドでは打球音の周波数が低くなる傾向となるが、スペクトル重心を考慮することにより打球音の周波数を高めてゴルファーの好みに合わせることができる。
【００１０】
また、本発明におけるゴルフクラブヘッドの設計方法は、ゴルフクラブヘッドを試作するステップと、該ゴルフクラブヘッドの打球音を採取するステップと、該打球音のパワースペクトルにおけるピークのうち、人間の聴覚に影響の大きいピークを選別するステップと、前記影響の大きいピークに基づいて絶対不協和度マトリクスとスペクトル重心とを求めるステップと、これら求められた絶対不協和度マトリクスとスペクトル重心とに基づいて打球音の良否を判断するステップと、を含むことを特徴とする。
このようにすると、実際の打球音をもとにして、人間の聴覚に影響の大きいピークについて、絶対不協和度マトリクス及びスペクトル重心という評価指標を用いて評価するので、打球音にすぐれたゴルフクラブヘッドを精度良く設計することができる。
【００１１】
本発明の他の設計方法は、ゴルフクラブヘッドにおいてモーダル解析を行い、少なくとも一次乃至三次までの固有振動モードを解析するステップと、該一次乃至三次の固有振動モードにおけるソール部、フェース部およびクラウン部の各部の振幅を比較するステップと、一次乃至三次の固有振動モードにおいて、ソール部の振幅が最大となる固有振動モードが有るか否かを判断するステップと、を含むことを特徴とする。
このようにすると、一次乃至三次の固有振動モードではソール部の振幅が最大とならず協和度の高い打球音となるゴルフクラブヘッドを精度よく設計することができる。
【発明の効果】
【００１２】
絶対不協和度やスペクトル重心を考慮することにより、協和度が高く澄んだ音感が得られるゴルフクラブヘッド及びその設計方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態のゴルフクラブヘッド及びその設計方法について説明する。
図１は、本発明の一実施形態のゴルフクラブヘッド（以下、単にヘッドともいう）１の斜視図である。このヘッド１は、中空構造のウッド型ゴルフクラブヘッドであり、ボールを打球するためのフェース部２と、その上面を構成するクラウン部３と、その底面を構成するソール部４と、クラウン部３とソール部４との間であってフェース部２以外の部分に延びるサイド部５と、シャフトを挿入接着するためのシャフト穴１０を備えたホーゼル部６と、からなる。ホーゼル部６は、その大部分がヘッド１の内部に収容されている。
なお、ヘッド１を構成する材料としては金属材料や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等が適宜用いられ、また金属材料としては、チタン、チタン合金、ステンレス等が好適に用いられる。また、チタンまたはチタン合金とＣＦＲＰとを複合したものも好適である。
このヘッド１について、前述した絶対不協和度マトリクスやスペクトル重心を求め、さらにモーダル解析を行う。これら各用語の意味や測定方法等について先ず説明する。
【００１４】
絶対不協和度マトリクスを求めるには、先ず打球音の測定を行うことが必要である。この測定は次のようにして行う。
打球音は、実際にゴルファーがゴルフボールｂを打球した際の打球音である。即ち、本発明のヘッド１にシャフトｓやグリップ等を装着してゴルフクラブ１１とし、図２及び図３は打球音を測定する際の様子を示す図であり、図２は飛球線方向後方から見た図、図３は上方から見た図である。測定場所は屋外とし且つ半径５０ｍ以内に音を反射させるような遮蔽物が無い場所にて無風状態（風速１ｍ以下）で行う。ゴルファーｇはヘッドスピード４０ｍ／ｓ〜４２ｍ／ｓにて打球するものとする。
また、打点位置によって打球音が実質的に変化することがあるので、ショットの際のボールの打点位置が残るようにするため、打球の際にはフェース部２にショットマークを貼着して打球する。そして打球後に打点を確認し、フェース中心（フェース部２の図心）から半径５ｍｍの円内に打点の中心が入った場合の打球音のみを採用する。
なお、シャフトｓとしては一般的なカーボンシャフトを用いることができ、以下に記載の測定においては、ＳＲＩスポーツ株式会社製の登録商標ゼクシオＭＰ２００カーボンシャフト（硬度Ｓ）を用いた。また、ゴルフボールｂとしてはＳＲＩスポーツ株式会社製の登録商標ＨＩ−ＢＲＩＤ  ｅｖｅｒｉｏ（３ピースソリッドゴルフボール）を用いて以下に記載の測定を行ったが、ＨＩ−ＢＲＩＤ  ｅｖｅｒｉｏとカバー硬度及びボールコンプレッションが同程度のものを用いても良い。
【００１５】
打球音は、マイクロフォンｍにより採取する。マイクロフォンｍの設置は、図２に示すように、打球されるゴルフボールｂとの距離ｄを１８８７ｍｍとし、地面からの高さｈを１６００ｍｍとしてゴルフボールｂに向けて設置し、且つ図３に示すようにゴルファーｇの略正面に設置する。
【００１６】
そして、マイクロフォンｍから採取された音を記録媒体に記録する。録音はデジタル録音とし、サンプリング周波数を４４ｋＨｚとし、周波数帯域を０〜２０ｋＨｚとし、量子化ビット１６ビットとし、録音時間は、０．３秒とする。また、打球音の音圧校正は、精密音圧発生器（２５０Ｈｚ、１１４ｄＢ）にて行う。なお周波数補正は行わない。そして、録音された打球音は、信号処理装置を用いて周波数分析する。さらに、得られた離散データをスムージングをするために移動平均処理を行う。移動平均処理は、離散した各生データ（移動平均処理前のデータ）に対して、当該生データの前後各３つの生データ（合計７つの生データ）を平均する処理である。この移動平均処理を経て、打球音のパワースペクトルを得る。
【００１７】
マイクロフォンｍとしては、リオン社製精密騒音計ＮＬ−３２を用いうる。また、記録装置は松下電器産業株式会社製のＴｅｃｈｎｉｃｓ  ＳＶ−Ｄ１０００を用いることができ、記録媒体はｍａｘｅｌｌ  ＤＡＴ  ＤＭ６０を用いうる。精密音圧発生器としては、リオン社製ピストンホンＮＣ−７２を用いうる。信号処理装置としては、小野測器社製信号処理装置Graduo DS2000  を用いることができる。以下に記載のデータではこれらの機器を用いて測定した。
【００１８】
次に、パワースペクトルの代表的ピークの決定手法について説明する。これは、パワースペクトルのピークのうち人間の聴覚に影響の大きいピークを選別するために行われるものであり、以下の（ａ）〜（ｃ）の手順により行われる。
（ａ）パワースペクトルにおけるピークのうち、音圧レベル（ｄＢ  ＳＰＬ）の最も大きいピークに対して８０％以上の音圧レベルを有するピークを選別する（以後、選別ピークなどという）。
（ｂ）上記（ａ）により選別されたピークのうち所定の条件を満たすピークについては、以下の合体処理を行う。即ち、隣接する２つのピークを比較したとき、ピーク周波数の差が１００Ｈｚ以下であり且つ音圧レベル差が５（ｄＢ  ＳＰＬ）以下である場合は、これら隣接する２つのピークを合体させた１つのピークとする。この合体したピークのピーク周波数及びそのピーク音圧レベルは、それぞれ合体前の２つのピークの平均値とされている。なお合体処理は、周波数の低い側から順次行い、合体したピークの高周波数側に隣接して更に合体すべきピークがある場合は、これら２つのピークがさらに合体されることとなる。
（ｃ）上記（ｂ）の合体処理後の選別ピークについてさらに次のような削除処理を行う。親切する２つのピークを比較したとき、ピーク周波数の差が１００Ｈｚ以下であり且つ音圧レベル差が１２（ｄＢ  ＳＰＬ）以上である場合には、当該２つのピークのうち音圧レベルの小さい方のピークを削除し、音圧レベルの大きい方のピークのみを残す。また、この削除処理は、前述の（ｂ）の合体処理と同様、周波数の低い側から順次行う。
そして、（ｂ）の合体処理及び（ｃ）の削除処理を経たものを含んだ（ａ）の選別ピークの全てが、代表的ピークである。
（ａ）のように選別ピークを定めたのは、音圧レベルの比較的高いピークを評価対象とすることにより、人間の聴覚に影響の大きいピークを選別するためである。そして、（ｂ）の合体処理や（ｃ）の削除処理を行うのは、絶対不協和度による評価の誤差を少なくして評価精度を高めるためである。
【００１９】
次に、絶対不協和度について説明する。絶対不協和度は、２つの単音を同時に聞いたときの不協和度（協和度が小さい度合い）を表す指標である。いま、絶対不協和度を求める対象である２つの単音の周波数がそれぞれｆ１（Ｈｚ），ｆ２（Ｈｚ）（０Ｈｚ≦ｆ１≦７０００Ｈｚ且つ０Ｈｚ≦ｆ２≦１４０００Ｈｚ）の場合の絶対不協和度ＡＤ（ｆ１，ｆ２）は、次の数式（１）乃至数式（３）により求められる。
【００２０】
【数１】
2005143589.tif 000003
【数２】
2005143589.tif 000004
ＡＤ（ｆ１，ｆ２）＝ｋＣ＝６５              ・・・・・・・・・（３）
【００２１】
但し、ｆｂ＝２．２７ｆ１０．４７７であり、ｋ＝１．０であり、Ｃ＝６５である。
また、ｆ２＞ｆ１且つｆ２−ｆ１≦ｆｂの場合には数式（１）を用い、ｆ２＞ｆ１且つｆｂ＜ｆ２−ｆ１≦ｆ１の場合には数式（２）を用い、ｆ２＞２ｆ１の場合には数式（３）を用いる。また、ｆ２＜ｆ１など数式（１）または数式（２）の適用範囲外の場合にも数式（３）を用いる。
【００２２】
そして、上述した代表的ピークのうち、０〜７０００Ｈｚの周波数帯域に属する全てのピークから選ばれる任意の１ピークＰ１と、０〜１４０００Ｈｚの周波数帯域に属する全てのピークから選ばれる任意の１ピークＰ２との組み合わせ（Ｐ１，Ｐ２）から絶対不協和度ＡＤを算出する。この絶対不協和度ＡＤは、可能な全ての組み合わせ（Ｐ１，Ｐ２）について求める。このようにして求められた全ての絶対不協和度ＡＤを記載した表が絶対不協和度マトリクスであり、この絶対不協和度マトリクスを構成する個々の絶対不協和度ＡＤが絶対不協和度要素である。
【００２３】
次に、スペクトル重心Ｇについて説明する。スペクトル重心Ｇは、全ての代表的ピークを対象として算出される。代表的ピークがｎ個存在し、各代表的ピークの周波数が周波数の低い側からＸ１，Ｘ２，Ｘ３，・・・，Ｘｎであり、それらの音圧が周波数の低い側からＤ１，Ｄ２，Ｄ３，・・・，Ｄｎであるとき、スペクトル重心Ｇは次の数式（４）で与えられる。よって、このスペクトル重心Ｇは、全ての代表的ピークの総合評価として打球音の高さ（周波数）がどの程度かを示す指標となっている。
【数３】
2005143589.tif 000005
【００２４】
次に、モーダル解析について説明する。モーダル解析としては、実験モーダル解析と、有限要素法に基づいたコンピュータシミュレーションによる方法のいずれも用いることができるが、ここでは実験モーダル解析方法の一例を説明する。
ゴルフクラブヘッドの実験モーダル解析では、自由状態としたヘッド１をインパクトハンマー７で打撃し、ヘッド１に広い周波数帯で振動を与えこれを測定する。図４に示すように、ヘッド１を自由状態とするため、枠体１２の上部に紐１３を架け渡し、この紐１３の上にソール部４を下にした状態で載置する。ヘッド１は張設された紐１３のみと接した自由状態で静止している。
【００２５】
また図５に示すように、ヘッド１のフェース部２の中央（フェース部２の図心）には、加速度ピックアップ８を瞬間接着剤にて取り付ける。このような状態のヘッド１表面をインパクトハンマー７で打撃していく。打撃する位置は、ヘッド１のフェース部２、クラウン部３及びソール部４の表面上において略等間隔おきに設定された各点である。図５及び図４のヘッド１に記載の略等間隔に記載された各点が打撃点である。打撃点の配置間隔は、小さすぎるとデータ量が膨大となって処理や解析に時間がかかり、大きすぎるとデータの精度が低下する傾向となるので、例えば１２ｍｍ間隔程度とする。インパクトハンマー７及び加速度ピックアップ８はパワーユニット（図示省略）を介してＦＦＴアナライザ（図示省略）に接続されている。
【００２６】
上記した各打撃点においてインパクトハンマー７にて打撃を行い、各打撃点における伝達関数を求める。なお、各打撃点における伝達関数における一次乃至５次ピークのコヒーレンスが０．９以上という条件下で測定する。その測定によって得られた波形に理論的に構成した伝達関数を近似させ（カーブ・フィット）、それによって固有振動数、モード減衰比、振動の形態を得る。なお、測定の際におけるサンプリング時間は０．０８１９２秒とし、サンプリング周波数は５０ｋＨｓとする。また、ウインドウは無しとし、算術・５回平均による平均化を行い、カーブ・フィットの方法としてはＳＤＯＦ法を用いる。なお、実験モーダル解析には、市販の計測システムである米国ＥＤＳ社製のＩ−ｄｅａｓ  ＮＸ  Ｓｅｒｉｅｓ等を用いることができる。また、有限要素法を用いたモーダル解析ソフトとしては、市販の解析アプリケーションソフト（例えばＨＫＳ社製「ＡＢＡＱＵＳ」）を用いることができる。
【００２７】
次に、実施例及び比較例により実際に測定した結果を示して具体的に説明する。実施例、比較例ともにチタン合金製の中空構造のウッド型ゴルフクラブヘッドであって、いずれも体積が４０５ｃｃであり、且つ各部肉厚分布及び全体重量は両者間ですべて同一である。実施例と比較例とで相違する点は、ソール部４の形状と後述するクラウン部３の内面に設けられたリブ９の有無の２点のみである。
ソール部４の形状は、いずれもいわゆるラウンドソールとされているが、実施例はソール部４のトウ・ヒール方向の曲率半径が４インチとなっているのに対して、比較例では同６インチとなっている。なお、トウ・ヒール方向とは、所定のライ角及びロフト角でヘッド１を水平面上に載置した基準状態において、シャフト穴１０の軸線を含む鉛直面と平行な方向のことである。
【００２８】
これら実施例と比較例とについて、前述の手法で打球音を採取し、これをフーリエ変換してパワースペクトルを得た。図６は、実施例のパワースペクトルのグラフであり、図７は、比較例のパワースペクトルのグラフである。これらのパワースペクトルについて、前述した手順により代表的ピークが決定される。図６及び図７においては、代表的ピークに＋印を記載している。
【００２９】
そして、実施例及び比較例のそれぞれについて絶対不協和度マトリクスを求める。図８に示す表が実施例の絶対不協和度マトリクスであり、図９に示す表が比較例の絶対不協和度マトリクスである。
たとえば、実施例では、代表的ピークが０〜１４０００Ｈｚの周波数帯域内に１０ピーク（低周波数側から順にｆ１，ｆ２，ｆ３・・・・，ｆ１０）存在し、このうち０〜７０００Ｈｚの周波数帯域内には５ピーク（ｆ１、ｆ２，・・・・，ｆ５）が存在する。これら０〜１４０００Ｈｚに存在する１０ピークのうちの１ピークと、０〜７０００Ｈｚに存在５ピークのうちの１ピークとの組み合わせから、前述の数式により絶対不協和度ＡＤを計算するとともに、これを全ての組み合わせについて計算した結果が絶対不協和度マトリクスである。したがって、実施例１では１０×５＝５０個の絶対不協和度ＡＤが求まる。これら５０個の絶対不協和度ＡＤのそれぞれが絶対不協和度要素である。図８の表では、例えば０〜１４０００Ｈｚ内の１０ピークのうち周波数が２番目に低いピークｆ２の行と、０〜７０００Ｈｚ内の５ピークのうち周波数が最も低いピークｆ１の列とが交差するセルに、それら２ピークから求められる絶対不協和度要素１５３．８９が記載されている。
【００３０】
同様に、図９に示すように、比較例では代表的ピークが０〜１４０００Ｈｚの周波数帯域内に１４ピーク（低周波数側から順にｆ１，ｆ２，ｆ３・・・・，ｆ１４）存在し、このうち０〜７０００Ｈｚの周波数帯域内には１２ピーク（ｆ１、ｆ２，・・・・，ｆ１２）が存在する。したがって、絶対不協和度要素は１２×１４＝１６８個である。
【００３１】
図８に示すように、実施例の絶対不協和度のうち、絶対不協和度ＡＤが１５０以上となっている絶対不協和度要素は２つである（図８の太線内の絶対不協和度要素）。これに対して比較例では、絶対不協和度ＡＤが１５０以上となっている絶対不協和度要素は５つである（図９の太線内の絶対不協和度要素）。このため、実施例の打球音は澄んだ音感となり協和度が高いと感じられるのに対し、比較例では澄んだ音感が少なく濁った音感となる協和度が低い音と感じられる。このように、絶対不協和度が１５０以上となる絶対不協和度要素は２個以下であれば良いが、好ましくは１個以下、さらに好ましくは０個であるのが良い。絶対不協和度が１５０以上の絶対不協和度要素が少ないほど澄んだ音感と感じられるからである。
【００３２】
また、前述の式（４）により計算されたスペクトル重心Ｇは、実施例では６３９１Ｈｚとなったのに対して、比較例では５５２０Ｈｚとなった。このように実施例では、スペクトル重心Ｇが６０００Ｈｚ以上であるので、比較的澄んだ音に聞こえやすく且つゴルファーに比較的好まれる高い音となっている。スペクトル重心Ｇを高音とすると比較的澄んだ音に聞こえやすくゴルファーの好みにも合致するため、スペクトル重心Ｇが６２００Ｈｚ以上が好ましく、６３００Ｈｚ以上がさらに好ましい。ただし、高音となりすぎると逆に不快な音となる場合があるので、スペクトル重心Ｇは８０００Ｈｚ以下が好ましく、さらには７０００Ｈｚ以下がより好ましい。
【００３３】
このように、絶対不協和度という指標を導入することで打球音の協和度について客観的な評価ができる。また、打球音のパワースペクトルにおいて比較的音圧レベルの大きな代表的ピークが多数存在する場合であっても、それらの全てにおいて絶対不協和度により評価を行って絶対不協和度マトリクスを作製するので、打球音全体として正確な評価ができる。そして、絶対不協和度が１５０以上となる絶対不協和度要素が２つ以下であるので、協和度の高い打球音となる。また、スペクトル重心が６０００Ｈｚ以上であるから、澄んだ音と感じられやすい周波数の高い打球音となる。さらに、打球音の高さの評価指標としてスペクトル重心を用いたので、打球音全体の音の高さを精度よく評価できる。
なお、絶対不協和度の評価指標としての客観性については、例えば１９８４年１１月１０日初版第１刷発行の「聴覚ハンドブック」（株式会社ナカニシヤ出版発行）の１７８頁〜１８１頁等に記載がある。
【００３４】
なお、本発明のゴルフクラブヘッドでは、代表的ピークが比較的多い場合により好適である。なぜなら、絶対不協和度マトリクスやスペクトル重心という指標を用いることにより、代表的ピークの全てを評価対象としているので、代表的ピークが多い場合には、最大音圧ピークのみあるいは音圧が大きい上位２本のピークのみを評価対象とした場合などと比較して評価対象ピークが多くなり、打球音全体の評価としてより好適だからである。かかる観点から、代表的ピークが３つ以上の場合が好ましく、５つ以上の場合がより好ましい。
【００３５】
実施例及び比較例について前述した実験モーダル解析を行い、一次乃至五次の固有振動モードにおいてソール部、フェース部およびクラウン部の各部の振幅を比較したところ、次の表１に示す結果が得られた。
【表１】
2005143589.tif 000006
【００３６】
このように、実施例では、モーダル解析によって求められたソール部４、フェース部２およびクラウン部３の各部の振幅を比較したとき、一次乃至三次の固有振動モードにおいては、前記振幅が最大となる部位はクラウン部３となっており、四次の固有振動モードで初めてソール部４が最大振幅部位となっている。つまり、フェース部２、クラウン部３およびソール部４の３つの部位での比較において、一次乃至三次の固有振動モードにおけるソール部４の振幅が最大となることがない。ソール部４の振動により起因する打球音は、その多くが地面に反射されてから耳に届くため、多数のピーク周波数を含んだ音になり打球音の協和度を低下させる傾向にある。また、周波数の比較的低い打球音は澄んだ音と感じられにくいので、この低い周波数の音が地面に反射されると特に協和度が低下する傾向となる。実施例では、周波数が比較的低い一次乃至三次の固有振動モードにおいてソール部の振幅が最大となっていないので、ソール部４の振動により起因する打球音の周波数を高くして澄んだ音感の打球音とすることができる。これに対して比較例では、ソール部４が一次の固有振動モードにおいて最大振幅部位となっているため、濁った音感の打球音となる。
【００３７】
実施例のヘッド１では、ヘッド体積が４００ｃｃ以上であるから、ヘッドの慣性モーメントが高まるなど多くの利点がある一方、ヘッド１の薄肉化等に伴い打球音の音圧レベルが高くなるので打球音の良否がクラブの評価に大きな影響を与える。よって打球音の協和度を高めることによる上記効果が顕著に発揮されている。よってヘッドは４００ｃｃ以上が好ましいが、さらには４５０ｃｃ以上が好ましい。ヘッド体積が大きすぎると強度が低下する傾向となるから、６００ｃｃ以下が好ましく、５５０ｃｃ以下がより好ましい。また、４００ｃｃ以上の大型ヘッドでは打球音の周波数が低くなる傾向となるが、スペクトル重心を考慮することにより打球音の周波数を高めてゴルファーの好みに合わせている。
【００３８】
また、実施例と比較例の相違は、前述のようにソール部４の曲率半径のみであって、ソール部４の肉厚（１．１５ｍｍ〜１．５ｍｍ）及びソール部４の肉厚分布も同一である。よって、表１に示す最大振幅部位の相違は、ソール部４の曲率の効果により生じている。即ち実施例では、ソール部４の曲率半径を４インチ以下として、比較例の６インチよりも曲率半径を小さくすることによりソール部４の剛性を高めて、一次乃至三次でソール部４が最大振幅部位にならないようにして、澄んだ音感の打球音としている。このようにソール部４の曲率半径は４インチ以下が好ましいが、曲率半径が小さすぎると、ソール部４を接地してクラブとして構えたときの安定性が低下するので、この曲率半径は２．５インチ以上がよい。
【００３９】
実施例及び比較例のヘッドで、前述した打球音採取手法と同じ条件でテスターが打球し、その打球音を１０名のゴルファーに聴いてもらい打球音の官能評価を行った。評価は、澄んだ音感か否かについての１点〜５点の５段階評価（以下、評価Ａなどという）と、その打球音が好きか嫌いかについての１点から５点の５段階評価（以下、評価Ｂなどという）とについて行った。評価Ａでは、音が澄んだと感じるほど高い点数とし、評価Ｂでは、好きと感じるほど高い点数とした。１０名それぞれが２つの評価項目についてそれぞれ５段階評価を行い、１０名の平均値を算出した。その結果、実施例では評価Ａの点数が４．２点、評価Ｂの点数が４．０点であったのに対し、比較例では評価Ａの点数が２．３点、評価Ｂの点数が２．０点であった。
【００４０】
また、実施例のゴルフクラブヘッドの設計方法は、図１１にフローチャートで示すように、ゴルフクラブヘッドを試作するステップＳ１と、該ゴルフクラブヘッドの打球音を採取するステップＳ２と、該打球音のパワースペクトルにおけるピークのうち、人間の聴覚に影響の大きいピークを選別するステップＳ３と、前記影響の大きいピークに基づいて絶対不協和度マトリクスとスペクトル重心とを求めて打球音を評価するステップＳ４と、これら求められた絶対不協和度マトリクスとスペクトル重心とに基づいて打球音の良否を判断ステップＳ５と、を含む。そして、打球音が良好でないと判断された場合は、打球音を良好にするための改良点を推定するステップＳ６を経て、該改良点を適用したゴルフクラブヘッドを再試作すべく前記ステップＳ１に戻る。これを改良点が無くなるまで繰り返す。
【００４１】
また、人間の聴覚に影響の大きいピークとは、音圧の大きさやピーク周波数等を考慮して決定されるが、例えば前述した代表的ピークとしてもよい。また単に音圧の大きい順に選択されたピークとしてもよく、また、最大音圧を有するピークに対して所定の割合以上の音圧を有するピークを採用してもよい。
絶対不協和度マトリクスに基づく打球音の良否判断としては、前述したような絶対不協和度マトリクスにおける絶対不協和度要素の数を基準とする判断が可能である。また、スペクトル重心に基づく打球音の良否判断としては、前述したようにスペクトル重心の値が所定値（６０００Ｈｚ、好ましくは６２００Ｈｚ、更に好ましくは６３００Ｈｚ）以上であるか否かという判断基準を採用できる。
【００４２】
なお、絶対不協和度マトリクスやスペクトル重心を所望の値に調整する手法としては、ヘッドの肉厚や肉厚分布を変化させたり、リブを設けたり、ヘッドの形状を変化させたりして剛性を変化させることが考えられる。即ち、剛性を高めることにより振動数が高くなり、スペクトル重心を高くすることができ、逆に剛性を低くすることにより振動数が低くなり、スペクトル重心を低くすることができる。そして、所望の絶対不協和度マトリクスやスペクトル重心が得られるまで上記ステップＳ１〜Ｓ６を繰り返して思考錯誤することにより所望の絶対不協和度マトリクスやスペクトル重心を有するヘッド１が得られる。
この設計方法では、実際の打球音をもとにして、人間の聴覚に影響の大きいピークについて、絶対不協和度マトリクス及びスペクトル重心という評価指標を用いて評価するので、所望の打球音を有するゴルフクラブヘッドを精度良く設計することができる。
【００４３】
この実施例においては、更に、次の設計方法を採用している。即ち、図１２のフローチャートに示すように、ヘッド１を試作するステップＳ７と、試作されたヘッド１においてモーダル解析を行い、少なくとも一次乃至三次までの固有振動モードを解析するステップＳ８と、該一次乃至三次の固有振動モードにおけるソール部、フェース部およびクラウン部の各部の振幅を比較するステップＳ９と、一次乃至三次の固有振動モードにおいて、ソール部４の振幅が最大となる固有振動モードが有るか否かを判断するステップＳ１０と、一次乃至三次の固有振動モードでは、前記振幅が最大となる部位はフェース部またはクラウン部となるように改良点を推定するステップＳ１１と、を含む方法である。
【００４４】
このようにすると、一次乃至三次の固有振動モードではソール部の振幅が最大とならず澄んだ音感の打球音となるゴルフクラブヘッドを精度よく設計することができる。
なお、前記振幅が最大となる部位がフェース部またはクラウン部となるような改良としては、各部の形状や肉厚を変化させたり、リブ等を設けたりすることにより当該各部の剛性を調整することが考えられる。即ち、当該各部の剛性を高くすることにより、振幅を小さくすることができ、逆に剛性を下げることにより振幅を大きくすることができる。そして、上記ステップＳ７〜Ｓ１１を繰り返し適用して思考錯誤を重ねることで所望の固有振動モードを備えたヘッド１を得ることができる。
なお、モーダル解析の手法としては、実験モーダル解析のみならず、有限要素法に基づくコンピュータシミュレーションをも採用することができる。この場合は、ステップＳ７においてヘッドを試作する必要はなく、ヘッドの三次元データを作製すればよい。
【００４５】
なお、実施例のヘッドでは、クラウン部３の内面には複数のリブ９が設けられている。図１０は、ヘッド１の外側からクラウン部３の内面に設けられたリブ９を透視した図であり、リブ９の一本一本をそれぞれ太線一本で示している。リブ９はクラウン部３の内面にあり外側からは見えないが、分かりやすいようにヘッド１の外側から見た透視図としている。このリブ９は、幅０．５〜１．５ｍｍ程度で且つ高さ０．５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の線状突起である。
【００４６】
リブ９は、略フェース・バック方向に延びる後方リブ９ａと、この後方リブ９ａよりもフェース側に位置し略トウ・ヒール方向に延びる前方リブ９ｂとを有する。さらにこの前方リブ９ｂは、フェース部２の図心であるフェース中心点Ｃよりもヒール側に位置し且つヒール側前方からトウ側後方へと配向するようにトウ・ヒール方向に対して傾斜して延びるヒール側前方リブ９ｂ１と、フェース中心点Ｃよりもトウ側に位置し且つトウ側前方からヒール側後方へと配向するようにトウ・ヒール方向に対して傾斜して延びるトウ側前方リブ９ｂ２とを有する。なお、ここで前方とは、フェース・バック方向のフェース側のことであり、後方とはフェース・バック方向のバック側のことである。また、フェース・バック方向とは、前述したトウ・ヒール方向に垂直でかつ前記基準状態における水平面に平行な方向である。
【００４７】
更に、クラウン部３の前方部分には、リブ９を有さないリブ無し部３ａが存在している。リブ９は、このリブ無し部３ａよりも後方側に設けられている。
そして、ヒール側前方リブ９ｂ１及びトウ側前方リブ９ｂ２はそれぞれ略平行に複数本設けられているとともに、ヒール側前方リブ９ｂ１同士の平均間隔であるピッチＰ１は、トウ側前方リブ９ｂ２同士の平均間隔であるピッチＰ２よりも狭くされている。
【００４８】
以上のように構成されたリブ９付きのクラウン部３は、以下のような効果を奏する。
まず、リブ９を設けることにより、ヘッド１の大型化に伴うクラウン部３の薄肉化を達成しつつクラウン部３の剛性を向上させて、ヘッド１の大型化により低くなりがちな打球音を高くしスペクトル重心の値を大きくすることができる。
そして、後方リブ９ａは略フェース・バック方向に配向しているので、後述するフェース・バック圧縮変形の稜線方向に対して略垂直な向きにリブ９が配向している。よって、クラウン部３の剛性を効果的に高めてスペクトル重心を大きくする。なお、後方リブ９ａが略フェース・バック方向に配向されていても、クラウン部３後方部の剛性は反発性能にほとんど影響を与えないので、反発性能が低下することはほとんどない。
【００４９】
一方、前方リブ９ｂは略トウ・ヒール方向に延びている。打球時におけるクラウン部３の変形のうち、クラウン部３がフェース・バック方向に圧縮された場合の変形であって略トウ・ヒール方向に平行な稜線を形成しつつ折れ曲がるような変形（以下、フェース・バック圧縮変形なとという）は、ヘッド１の反発性能を高める効果がある。前方リブ９ｂが略トウ・ヒール方向に延びているので、打球時のフェース・バック圧縮変形の前記稜線方向に対して略平行に配向したリブとなるので、このフェース・バック圧縮変形を阻害しにくい。よって、ヘッド１の反発性能の低下を抑える効果がある。即ち、前方リブ９ｂを設けることにより打球音のスペクトル重心を大としながら反発性能の低下を抑制できる。
【００５０】
そして、クラウン部３の前方寄り（フェース寄り）の部分はリブ無し部３ａとすることにより、反発性能に影響の大きいフェース寄り部分のフェース・バック圧縮変形を大きくし、反発性能を高めている。
なお、このリブ無し部３ａのフェース・バック方向幅Ｗは、大きすぎるとリブ９を設ける範囲が少なくなって前述したリブ９の効果が少なくなるので、３０ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましくは２０ｍｍ以下とするのがよい。一方、フェース・バック方向幅Ｗは、小さすぎるとヘッド１の反発性能が低下する傾向となるので、５ｍｍ以上が好ましく、さらに好ましくは１０ｍｍ以上とするのがよい。
【００５１】
そして、ヒール側前方リブ９ｂ１のピッチＰ１がトウ側前方リブ９ｂ２のピッチＰ２よりも狭くされているが、この理由について説明する。ヘッド１のモーダル解析によって得られたクラウン部３各位置での振幅は、クラウン部３のヒール側付近において最大となっていたので、かかる最大点の近傍においてリブ９を密に設けることにより、当該クラウン部３の振動から生ずる打球音の周波数を効果的に高めたものである。一方、トウ側前方リブ９ｂ２の配置された位置では、モーダル解析によって得られる振幅が比較的少ないので、リブ９の密度を多くしても打球音への寄与は少ない。よって、トウ側前方リブ９ｂ２のピッチＰ２は比較的広くして前記フェース・バック圧縮変形を大きくし反発性能を確保した。したがって、ヒール側前方リブ９ｂ１は、モーダル解析によって得られるクラウン部３各位置での振幅のうち最大の振幅となる点を含んだ位置に設けるのが好ましい。
またピッチＰ１は、狭すぎるとヘッド１の重量が増加したりヘッド１の反発性能が低下したりする恐れがあるので、３ｍｍ以上が好ましく、更に好ましくは５ｍｍ以上がよい。またピッチＰ１は、広すぎると前述した打球音への寄与が少なくなるので、１５ｍｍ以下が好ましく、更に好ましくは１０ｍｍ以下がよい。一方、ピッチＰ２は、狭すぎると前述したように打球音への寄与が小さいにも関わらずその本数が多くなり、ヘッド１の重量が増加したりヘッド１の反発性能が低下したりする恐れがあるので、５ｍｍ以上が好ましく、更に好ましくは７ｍｍ以上がよい。またピッチＰ２は、広すぎるとリブ９を設けた効果が少なくなるので、２０ｍｍ以下が好ましく、更に好ましくは１５ｍｍ以下がよい。
【００５２】
また、ヒール側前方リブ９ｂ１は、フェース中心点Ｃよりもヒール側に位置し且つヒール側前方からトウ側後方へと配向するようにトウ・ヒール方向に対して傾斜して延びており、且つ、トウ側前方リブ９ｂ２は、フェース中心点Ｃよりもトウ側に位置し且つトウ側前方からヒール側後方へと配向するようにトウ・ヒール方向に対して傾斜して延びているが、このことによる効果は次の通りである。
【００５３】
前述した反発性能に寄与するフェース・バック圧縮変形は、ボールがフェース中心点Ｃ付近で打球された場合には、このフェース中心点Ｃの変形がヘッド１の全体に伝播していくので、フェース中心点Ｃ付近を中心として略同心円状に広がる線に略沿った稜線を形成するように折れ曲がる変形と考えられる。よって、かかる稜線に略沿った方向にリブ９を配向することにより、反発性能に寄与するフェース・バック圧縮変形をより一層阻害しにくくなる。かかる観点より、ヒール側前方リブ９ｂ１又はトウ側前方リブ９ｂ２のヘッド１のトウ・ヒール方向に対する傾斜角度αは、少なすぎても多すぎても前記稜線に沿いにくくなるので、７．５度以上、更には１２．５度以上とするのが好ましく、２７．５度以下、更には２２．５度以下とするのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態のゴルフクラブヘッドの斜視図である。
【図２】打球音の測定方法を示す図（飛球線後方から見た図）である。
【図３】打球音の測定方法を示す図（上方から見た図）である。
【図４】実験モーダル解析におけるヘッドの状態を示す斜視図である。
【図５】実験モーダル解析の方法を説明するための図である。
【図６】実施例における打球音のパワースペクトルを示すグラフである。
【図７】比較例における打球音のパワースペクトルを示すグラフである。
【図８】実施例の絶対不協和度マトリクスである。
【図９】比較例の絶対不協和度マトリクスである。
【図１０】実施例のゴルフクラブヘッドにおけるクラウン部内面のリブを示す透視図である。
【図１１】実施例の設計方法を示すフローチャートである。
【図１２】実施例の他の設計方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１    ヘッド
２    フェース部
３    クラウン部
４    ソール部
【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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【図１２】
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