JP4591881B2 - ゴルフクラブヘッドの設計方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフクラブヘッドの設計方法に関し、詳しくは、ゴルフクラブヘッドとゴルフボールのインパクト時の両者の接触状況をコンピュータ上で分析し、ヘッドの肉厚、材料、形状をコンピュータ上で変更することにより、ゴルフボールのバックスピン量の低減と打出角度の増大を実現し、特に、ウッド型ヘッドや低番手のアイアン型ヘッドに好適なゴルフクラブヘッドを効率良く設計するものである。
【0002】
【従来の技術】
ゴルフクラブの種類や番手により、その程度に差はあるものの、いかに効率良くゴルフボールに大きな飛距離を与えられるかという点がゴルフクラブヘッドの設計において非常に重要である。
【0003】
特に大きな飛距離性能が要求されるウッド型クラブや低番手のアイアン型クラブのヘッドでは、飛距離を向上させるために、打撃されたゴルフボールのバックスピン量を低減させるのが良く、これによりゴルフボールの打出角度を大きくすることが効果的であることが知られている。
一方、打球のコントロール性が特に要求される高番手のアイアン型クラブでは、ある程度の飛距離性能を維持しながらコントロール性を向上させるために、打球されたゴルフボールのバックスピン量を増大させることが効果的であることが知られている。
【0004】
このように、ゴルフボールのバックスピンとゴルフボールの飛距離及び、ゴルフボールを打撃するヘッドの関係については、従来、種々の提案がなされている。例えば、本出願人は、特開2001−346907号公報(特許文献1)及び特開2002−263216号公報(特許文献2)で、ゴルフボールの構造を工夫することにより、ヘッドとの接触中にバックスピンを減らす側に働く力を相対的に増やしていき、バックスピン量が少なく、かつ打出角度が高くなるゴルフボールについて提案している。
【0005】
また、本出願人は、特開平11−253584号公報(特許文献3)では、ヘッドのフェース面の表面状態をコントロールすることにより、ゴルフボールとクラブヘッドの接触面を粗くして両者間の摩擦係数を増加させ、これによりゴルフボールとの接触中にバックスピンを減らす側に働く力を相対的に増やしていき、バックスピン量が少なく、かつ打出角度が高くなるアイアンクラブヘッドセットを提案している。特に、ロフト角が30度未満の番手で有効であることが開示されている。
【0006】
【特許文献1】
特開2001−346907号公報
【0007】
【特許文献2】
特開2002−263216号公報
【0008】
【特許文献3】
特開平11−253584号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2のようにゴルフボール自体の性能が優れていても、これを打撃するゴルフクラブヘッドの構造によっては、その効果に差が生じることも考えられる。上記したように、バックスピンを低減できるゴルフクラブヘッドで打撃するのが好ましいが、どのようなゴルフクラブヘッドが適しているのかを容易に予測できないという問題がある。
【0010】
また、上記特許文献3では、アイアンクラブヘッドセットにおいて、ヘッドのフェース面の摩擦係数を番手により変更させており、番手に応じてバックスピン量を調整しているが、摩擦係数の特定のみでは、より大きな飛距離を得るには不十分である。また、フェース面の状態は、打撃の繰り返しにより変化することも考えられ、安定して大きな飛距離を得るにはさらに改良の余地がある。
【0011】
さらに、ゴルフボールのバックスピン量と、打撃するゴルフクラブヘッドとの関係を把握するためには、実際に多数のヘッド等の部材を試作し、実験によりバックスピン量等の測定を行う必要がある。しかし、このような試作には手間と費用が必要である上に、打撃時のバックスピンの解析に必要な摩擦力等の測定は複雑な装置が必要であり、精度良い測定は非常に困難である。よって、上記のような目標性能を有するゴルフクラブヘッドを的確かつ簡易に設計することができないという問題がある。
【0012】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、ゴルフボールのバックスピン量を低減し打出角度を高くできるゴルフクラブヘッドを効率良く設計することを課題としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、コンピュータを用いて、有限要素で分割したゴルフクラブのヘッドモデルとゴルフボールモデルを作成し、衝撃解析ソフトを使用して、前記有限要素モデルのヘッドモデルをゴルフボールモデルに衝突させて打撃のシミュレーションを行ってゴルフクラブヘッドの設計を行う方法であり、
上記ヘッドモデルで上記ゴルフボールモデルを実使用速度範囲でインパクトし、該インパクト時における上記ヘッドモデルのフェース面が上記ゴルフボールモデルと接触する時間T2と、上記フェース面にかかる垂直力が接触開始時からピーク値をとるまでの時間T1とを計測し、
上記ヘッドモデルの肉厚、材料あるいは/および形状の諸元の設定を変更して、上記垂直力がピーク値をとるまでの時間T1と上記接触時間T2との関係を、T2/T1の値を2.2以下1.9以上に設定し、上記ゴルフボールモデルのバックスピンを減らす方向に働く摩擦力を大きく且つ該摩擦力の作用時間を長くして、バックスピン量を少なくかつ打出角度を高くすることを特徴とするゴルフクラブヘッドの設計方法を提供している。
【0014】
このように、ヘッドモデルにおいて特にフェース部の肉厚、材料、形状等のヘッドの緒元を全体的あるいは部分的に変更し、ゴルフボールモデルとヘッドモデルとのインパクト時の上記垂直力の立ち上がりを滑らかにして、垂直力がピーク値をとるまでの時間T1が上記接触時間T2中で占める割合を長くするように設定する。その結果、ゴルフボールモデルのバックスピンを減らす方向に摩擦力が働いている時間に、ゴルフボールに高い垂直力を加えることができ、バックスピンを減らす方向の力積を増大することができる。よって、低バックスピンで、かつ高打出角度になり、大きな飛距離が得られるゴルフクラブヘッドを、試作を繰り返すことなく、コンピュータ上で設計することが可能となる。
【0015】
即ち、物体が運動しているときの摩擦力をF、垂直力をNとすると
F=μN (μ:動摩擦係数)
の関係が成り立ち、FとNは比例関係にあることが知られている。
ここで、ヘッドとゴルフボールの接触中において、バックスピンを減らす方向に摩擦力Fが働く時間帯である接触後期における垂直力Nが大きいとバックスピンを減らす方向の摩擦力Fが働きやすくなる。よって、バックスピンを減らす方向の力積が大きくなり、バックスピンを低減することができる。
【0016】
また、本発明の設計方法において、ゴルフクラブのヘッドモデルとゴルフボールモデルとして有限要素モデルを用いているため、ヘッドモデルやゴルフボールモデルの肉厚、材質、重量、形状等の変更は、各モデルを構成する要素への入力データを変更するだけで簡単に行うことができる。このため、様々なパターンのヘッドモデルとゴルフボールモデルをコンピュータ上で作成し、インパクト時の時間T1及び時間T2をコンピュータ上で容易に計測することができる。
【0017】
このように、ヘッドモデルの肉厚、材料、形状等の諸元を変更して、インパクト時の時間T1と時間T2を計測するシミュレーションとを繰り返すことにより、効率の良いヘッドの設計を行うことができる。
【0018】
ウッド型やアイアン型等の各ヘッドの種類に応じ、かつ、インパクト後のボールの打出速度で変化するが、目標とするバックスピン量や打出角度を適宜変更することができる。
上記ヘッドモデルで上記ゴルフボールモデルを打撃する時の速度はアイアン型ヘッドモデルでは20m/s〜60m/s、ウッド型ヘッドモデルでは40m/sとしている。上記速度は、通常のゴルファーが各ヘッドを取り付けたゴルフクラブでゴルフボールを打撃する際に生じうるヘッドスピードである。他のヘッドスピードで打撃した際でも、同様にバックスピンの低減と打出角度の増大を図ることができる。
【0019】
具体的には、ボール打出速度、使用するボールの種類によっても相違するが、例えば、ボール初速が51m/sでは、バックスピン量は1800〜2200rpm、打出角度は19〜21°、ボール初速が58m/sでは、バックスピ1400〜1800rpm、打出角度は15〜17°となるように目標を設定することが好ましい。
【0020】
上記時間T1と時間T2との関係は、T2/T1の値を2.2以下に設定していることが好ましい。これはT2/T1の値が2.2より大きくなるとバックスピンを低減する力が弱くなり、打出角度を大きくしにくいためである。T2/T1の値がより小さくなると、バックスピンを低減する力がより大きくなるが、T2/T1が小さくなりすぎると打球感が悪くなることより、T2/T1は1.9以上に設定するのが良い。
よって、T2/T1の値は1.9以上2.2以下、より好ましく、1.95以上2.1以下である。
また、T1及びT2はT2/T1の値が2.2以下となる組み合わせであれば良いが、具体的には、T1は0.227ms〜0.35msが良く、T2は0.5ms〜0.7msが良い。
【0021】
上記ゴルフボールモデルのバックスピン量及び打出角度は、該ゴルフボールモデルの全体運動量、角運動量を算出し、その運動量から並進速度を求め、各成分の比率から上記打出角度を算出し、上記角運動量よりバックスピン量を算出している。
インパクト後、ゴルフボールは振動しているため、幾何学的にバックスピン量や打出角度を求めることは困難であるが、上記のように運動量から算出すると、精度良くバックスピン量や打出角度を求めることができる。
【0022】
本発明の設計方法は、中空部を有するウッド型ヘッド、アイアン型ヘッド等のあらゆる形状のヘッドに適用することができる。特に、#1、#2、#3、・・#9等のドライバークラブやフェアウェイウッドクラブのヘッド、#1、#2、#3、・・#7等の低番手のアイアンクラブのヘッドの設計に有効である。
【0023】
ヘッドモデル全体及びフェース部の形状は、コンピュータによりモデルを作成するだけであるため、あらゆる形状に対応することができ、平面あるいは/及び曲面等を有する種々の形状等とすることができる。ヘッドの材質は、従来用いられるパーシモン(ウッド)、繊維強化樹脂、スチール・アルミニウム合金・チタン・チタン合金・ジュラルミン・ステンレス等の金属材料あるいはこれらの合金等の種々の材質とすることができる。材質は部分的に変更することもでき、モデルにおいてその材質の該当部分に該当する材質の物性値が入力されていれば良い。ゴルフボールの材質は、従来ゴルフボールに使用されうる材料とすることができ、各種ゴム、合成樹脂等を用いたポリマー組成物等とすることができる。
【0024】
ヘッドモデル及びゴルフボールモデルは、シェル要素やソリッド要素等でモデル化することができる。各モデルの要素の数は、多ければ多いほど計算の精度が高くなるが、設計効率を考慮すると、シェル要素でモデル化する場合、5000〜10000要素とするのが好ましい。なお、この範囲は現段階での計算機の能力を鑑みてのものであり、今後計算機の能力が向上するにつれ、計算時間が短縮され、さらに多くの要素の数とすることもできる。
【0025】
また、本発明の設計方法に係わるゴルフクラブヘッドは、その肉厚を全体的あるいは部分的に薄くし、或いは/およびフェース面を柔らかい材質とすることで、ゴルフボールを実使用速度範囲でゴルフクラブヘッドで打撃した時に、上記ゴルフクラブヘッドのフェース面にかかる垂直力がピーク値をとるまでの時間T1と、上記ゴルフクラブヘッドと上記ゴルフボールの接触時間T2との関係を、T2/T1の値が2.2以下1.9以上としていることを特徴とするものとなる。
【0026】
上記のように、ゴルフクラブヘッドのフェース部の肉厚を薄くする、フェース部に軟らかい材料を用いる、フェース面積を大きくする等の緩衝効果をフェース部に持たせることによって、上記T2/T1の値を上記設定とし、低バックスピンで、かつ高打出角度になるゴルフクラブヘッドを実現することができる。
【0027】
本発明のゴルフクラブヘッドの設計方法は、短期間で効率良く設計できるため、上述した本発明の設計方法により設計されるのが特に好ましい。時間T1及び時間T2は、多軸の加速度ピックアップやロードセルをフェース部の裏面に貼り付けて、実際にインパクトしている時の接触力等を実測すること等により求めることもでき、それに基づいて本発明のゴルフクラブを得ることもできる。
【0028】
具体的には、ゴルフクラブヘッドのフェース部は、全体的あるいは部分的に肉厚を薄くした薄肉部を有し、該薄肉部の肉厚はウッド型ヘッドでは1.5mm〜2.7mm、アイアン型ヘッドでは1.5mm〜2.5mmであるのが好ましい。また、フェース部は、全体的あるいは部分的に軟らかくした柔軟部を有し、該柔軟部の弾性率はウッド型ヘッドでは1000kgf/mm2〜21000kgf/mm2、アイアン型ヘッドでは800kgf/mm2〜21000kgf/mm2であるのが好ましく、より緩衝効果をもたせるには柔軟部がフェース面となるのが好ましい。
具体的には、フェース面にチタンまたはチタン合金を配置して上記薄肉の柔軟部となるフェース部を形成している。
フェース面にチタン合金が配置される場合、該チタン合金の弾性率E(kgf/mm2)は9000≦E≦12000、肉厚T(mm)は1.5≦T≦2.7に設定している。
また、薄肉部、柔軟部は、少なくともスイートエリア内に配置されるのが良く、フェース面の面積は、ある程度の緩衝効果を持たせるには、ウッド型ヘッドでは35cm2〜50cm2、アイアン型ヘッドでは28cm2〜35cm2であるのが好ましい。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1に本発明のゴルフクラブヘッドの設計方法のフローチャートを示し、まず、該フローチャートに基づいて概略的に説明する。
【0030】
まず、ステップ#1で、ゴルフクラブヘッドとゴルフボールを、有限要素に分割した有限要素モデルでモデル化する。
ステップ#2で、ヘッドモデルでゴルフボールモデルを実使用速度範囲でインパクトさせるシミュレーションを行う。
ステップ#3で、インパクト時におけるヘッドモデルのフェース面がゴルフボールモデルと接触する時間T2と、フェース面にかかる垂直力が接触開始時からピーク値をとるまでの時間T1とを計測する。
ステップ#4で、時間T1が時間T2中で占める割合を評価する。
ステップ#5で、ゴルフボールのバックスピンを減らす方向に働く摩擦力を大きくすると共に該摩擦力の作用時間を長くして、バックスピン量を少なくかつ打出角度を高くするように定めた許容範囲内に、T1とT2の評価値が含まれるか判定する。
ステップ#6で、評価値が許容範囲内であれば設計を終了し、試作、評価する。一方、許容範囲外であれば、ヘッドモデルの肉厚あるいは/及び材料を変えて、再度、シミュレーションを行い、許容範囲内になるまでヘッドモデルの肉厚あるいは/及び材料の制御とシミュレーションを繰り返す。
【0031】
以下、上記設計方法について詳述する。
まず、コンピュータによりゴルフクラブヘッドとゴルフボールをモデル化し、初期条件を設定する。
【0032】
図2(A)にシミュレーションで用いたウッド型のヘッドモデル10を示す。
ヘッドモデル10は中空型であり、その体積を300cc、重量を188.0gとし、材質はチタンとしている。ヘッドモデル10のフェース部13は略楕円形状の板状としている。ヘッドモデル10は、7498個の要素11に分割し、多数の節点12を得ており、有限要素の一辺の平均長さは約2.5mmとし、全体を4節点シェル要素の弾性体でモデル化している。要素11の肉厚を各部位で変更させることで、実形状のモデル化を行っている。比重、弾性定数等の材料物性値については、文献値を用いている。フェース部の肉厚は1.9mmで一定とし、弾性率は11020kgf/mm2としている。
【0033】
なお、ヘッドモデルの作成には三次元形状計測、もしくは設計時に用いた三次元CADデータを使用することができ、要素モデルに連続体要素を用いる場合は、その肉厚付きの三次元CADデータを用いて4面体、もしくは6面体で要素分割を行う。シェル要素を用いてモデル化しても良いが、その場合、シェル要素は肉厚の中立面に配置するようにし、肉厚を正しく定義する。ヘッドモデルは、ソリッドモデルを用いて解析を行っても良い。また、材料物性値は、JIS等の規格に基づいて実測した値を用いても良いし、文献値を用いても良い。
【0034】
また、図2(B)に示すように、シミュレーションで用いたゴルフボールモデル(以下、ボールモデルとも称す)20は、直径42.8mm、全体を8節点ソリッド要素の弾性体でモデル化している。弾性率については、材料モデルは線形弾性モデルとし、静的な圧縮試験の結果が実験値と合うように逆同定した値を用いている。ボールモデル20は、64000個の要素21に分割している。
【0035】
次に、ヘッドモデル10とボールモデル20を用い、図3(A)(B)(C)に示すように、ゴルフクラブヘッドによるゴルフボールの打撃を想定したシミュレーションを行う。即ち、ヘッドモデル10のフェース面13aの幾何学的なセンター位置にボールモデル20が衝突するように配置し、ヘッドモデル10に初速40m/sを与え、ボールモデル20に衝突させる。ヘッドモデル10を衝突させた後、ボールモデル20がヘッドモデル10から完全に離れるまで計算を行う。フェース面13aとボールモデル20の接触面にはクローン摩擦を定義し、動摩擦係数、静止摩擦係数を共に0.3としている。
【0036】
本シミュレーションでは、汎用衝撃解析ソフト(ls−dyna:LSTC社製)を使用している。他に、PAM−CRASH(ESI社製)、ABAQUS−EXPLICIT(HKS社製)等を用いてもよい。
【0037】
図4に示すように、ヘッドモデル10とボールモデル20の接触中において、バックスピンを減らす方向(あるいはバックスピンをかける方向)に摩擦力Fが働くと共に、フェース面13aに垂直方向に垂直力Nが働いている。
【0038】
インパクト時の両者の接触状況をシミュレーションすることにより、摩擦力Fと垂直力Nの時刻歴データを計算する。図5は垂直力Nの時刻歴データを示し、これに基づき、インパクト時におけるヘッドモデル10のフェース面13aがボールモデル20と接触する時間T2と、フェース面13aにかかる垂直力Nが接触開始時からピーク値をとるまでの時間T1とを特定する。
【0039】
図6は摩擦力Fの時刻歴データを示す。図6において、摩擦力が正の値を示すときはバックスピンがかかる方向に摩擦力が働き、摩擦力が負の値を示すときはバックスピンを減らす方向に摩擦力が働く。
【0040】
図6において、バックスピンをかける方向の力積を表す面積Saから、バックスピンを減らす方向の力積を表す面積Sbを引いた値が小さいほど、ボールモデル20のバックスピンを低減することができる。
即ち、垂直力Nがピーク値をとるまでの時間T1が接触時間T2中で占める割合を長くするように設定すると、ボールモデル20のバックスピンを減らす方向に摩擦力Fが働いている時間に、ボールモデルに高い垂直力Nを加えることができ、バックスピンを減らす方向の力積を増大することができる。よって、バックスピンを低減し、高い打出角度を得ることができる。
【0041】
ここで、時間T1が時間T2中で占める割合を評価する。即ち、ゴルフボールのバックスピンを減らす方向に働く摩擦力を大きくすると共に該摩擦力の作用時間を長くして、バックスピン量を少なくかつ打出角度を高くするように定めたい場合には、具体的に、時間T1と時間T2との関係が、T2/T1の値(評価値)が2.2以下になっているか評価する。
【0042】
そして、許容範囲内に、T1とT2の評価値が含まれるか否かを判定する。評価値が許容範囲内であれば設計を終了し、試作、評価する。一方、許容範囲外であれば、ヘッドモデルの肉厚あるいは/及び材料を変えて、再度、シミュレーションを行い、許容範囲内になるまでヘッドモデルの肉厚あるいは/及び材料の制御とシミュレーションを繰り返し、最終的にヘッドモデルの仕様を決定する。
【0043】
これにより、低バックスピンで、かつ高打出角度になり、大きな飛距離が得られるゴルフクラブヘッドを非常に効率良く設計することができる。
【0044】
また、ゴルフボールモデルのバックスピン量及び打出角度は、ゴルフボールモデルの全体運動量、角運動量を算出し、その運動量から並進速度を求め、各成分の比率から上記打出角度を算出し、上記角運動量よりバックスピン量を算出することができる。
【0045】
上記実施形態では、ウッド型ヘッドを設計しているが、アイアン型ヘッドとしても良く、打撃速度は適宜変更することができる。また、フェース部の肉厚、材質(弾性率)、フェース面の面積等も目的性能に応じて全体的あるいは部分的に変更することができる。
【0046】
以下、本発明のゴルフクラブヘッドの実施例、比較例について詳述する。
上述した設計方法により下記に示す実施例及び比較例のゴルフクラブヘッドを設計した。各ゴルフクラブヘッドの計測値を下記の表1及び表2に示す。シミュレーションの条件は上記実施形態と同様とした。なお、表中の値はシミュレーションにより得られた計算値である。
【0047】
【表1】
【0048】
(実施例1)
T2/T1の値を2.127とした。フェース部の材質はチタンとし、フェース部の肉厚を全体的に1.9mm、弾性率は11020kgf/mm2とした。
【0049】
(比較例1〜4)
T2/T1の値が2.2より大きくなるように、表1のように設定した。フェース部の肉厚を各々変更した。その他は実施例1と同様とした。
【0050】
【表2】
【0051】
(実施例2〜4)
T2/T1の値を1.99999、2.03364、1.9605とした。フェース部の肉厚を全体的に2.7mmとし、弾性率[kgf/mm2]を表2のように設定した。その他は実施例1と同様とした。
【0052】
(比較例5、6)
T2/T1の値が2.2より大きくなるように、表2のように設定した。フェース部の肉厚を全体的に2.7mmとし、フェース部の弾性率[kgf/mm2]を各々変更した。その他は実施例1と同様とした。
【0053】
(バックスピン量、打出角度の算出)
上述したようにボール全体での運動量、角運動量を算出し、その運動量から並進速度を求め、各成分の比率から打出角度を算出すると共に、角運動量からバックスピン量を算出した。表中にこの算出値を示す。
【0054】
図7は、実施例1、比較例1〜4のゴルフクラブヘッドで計測したフェース面にかかる垂直力の時刻歴データを示す。ゴルフクラブヘッドのフェース面にかかる垂直力がピーク値をとるまでの時間T1と、ゴルフクラブヘッドとゴルフボールの接触時間T2はこのグラフより求められ、これによりT2/T1の値を各々計算した。また、図8は、実施例1、比較例1〜4のゴルフクラブヘッドで計測した摩擦力の時刻歴データを示す。
【0055】
実施例1、比較例1〜4のゴルフクラブヘッドにおいて、T2/T1を2.2以下とした実施例1は、比較例1〜4に比べ、バックスピン量が低減されており、打出角度が大きくなっていることが確認できた。
即ち、フェース部の厚みを変量させていったときに、フェース部に働く摩擦力がどのように変化していくかを計測した。フェース部を薄くしていくと、衝撃力が和らぎ、T1が大きくなっていく。そのため、摩擦力のバックスピンを減らす方向に働く力が大きくなるため、打出時に働くバックスピン量は少なく、かつ打出角度は大きくなることが確認できた。
【0056】
図9は、実施例2〜4、比較例5、6のゴルフクラブヘッドで計測したフェース面にかかる垂直力の時刻歴データを示す。上記同様にT2/T1の値を各々計算した。また、図10は、実施例2〜4、比較例5、6のゴルフクラブヘッドで計測した摩擦力の時刻歴データを示す。
【0057】
実施例2〜4、比較例5、6のゴルフクラブヘッドにおいて、T2/T1を2.2以下とした実施例2〜4は、比較例5.6に比べ、バックスピン量が低減されており、打出角度が大きくなっていることが確認できた。
【0058】
また、実際に実施例及び比較例のゴルフクラブヘッドを試作し、スイングロボットを用いて実打したところ、バックスピン量、打出角度共に、表1及び表2と同様の結果が得られ、上記T2/T1の設定により、バックスピン量が低減し、打出角度が増加することが確認できた。
【0059】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ヘッドモデルにおいて特にフェース部の肉厚あるいは/及び材料等を全体的あるいは部分的に変更し、フェース面にかかる垂直力がピーク値をとるまでの時間T1が、ヘッドモデルとゴルフボールモデルの接触時間T2中で占める割合を長くするように設定している。このため、ゴルフボールモデルのバックスピンを減らす方向に摩擦力が働いている時間に、ゴルフボールに高い垂直力を加えることができ、バックスピンを減らす方向の力積を増大することができる。よって、低バックスピンで、かつ高打出角度になり、大きな飛距離が得られるゴルフクラブヘッドを設計することができる。
【0060】
また、コンピュータによる仮想空間上で計算するため、肉厚や材料の変更も、入力データの変更だけで良く、様々なパターンのヘッドの設計を容易に行うことができる。また、実際のヘッドの試作回数を減らし、試作に要する費用と時間を削減することができ、ヘッドの設計時間を短縮することができる。
【0061】
さらに、本発明の設計方法に係わるゴルフクラブヘッドは、ゴルフボール打撃時にゴルフボールに生じるバックスピン量を従来になく低減することができるため、ゴルフボールの打出角度を増大させることができ、効率良く大きな飛距離を得ることができる。よって、ウッド型ヘッドや低番手のアイアン型ヘッドとして特に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のゴルフクラブヘッドの設計方法のフローチャートを示す。
【図2】(A)はヘッドモデルの概略図、(B)はゴルフボールモデルの概略図である。
【図3】(A)(B)(C)は、ゴルフボールモデルとヘッドモデルのインパクトのシミュレーションの説明図である。
【図4】インパクト時のヘッドモデルとゴルフボールモデルに働く力の説明図である。
【図5】垂直力の時刻歴データのグラフである。
【図6】摩擦力の時刻歴データのグラフである。
【図7】実施例1、比較例1〜4のゴルフクラブヘッドで計測したフェース面にかかる垂直力の時刻歴データを示す。
【図8】実施例1、比較例1〜4のゴルフクラブヘッドで計測した摩擦力の時刻歴データを示す。
【図9】実施例2〜4、比較例5、6のゴルフクラブヘッドで計測したフェース面にかかる垂直力の時刻歴データを示す。
【図10】実施例2〜4、比較例5、6のゴルフクラブヘッドで計測した摩擦力の時刻歴データを示す。
【符号の説明】
10 ヘッドモデル
13 フェース部
13a フェース面
20 ボールモデル
N 垂直力
F 摩擦力
Claims (2)
- コンピュータを用いて、有限要素で分割したゴルフクラブのヘッドモデルとゴルフボールモデルを作成し、衝撃解析ソフトを使用して、前記有限要素モデルのヘッドモデルをゴルフボールモデルに衝突させて打撃のシミュレーションを行ってゴルフクラブヘッドの設計を行う方法であり、
上記ヘッドモデルで上記ゴルフボールモデルを実使用速度範囲でインパクトし、該インパクト時における上記ヘッドモデルのフェース面が上記ゴルフボールモデルと接触する時間T2と、上記フェース面にかかる垂直力が接触開始時からピーク値をとるまでの時間T1とを計測し、
上記ヘッドモデルの肉厚、材料あるいは/および形状の諸元の設定を変更して、上記垂直力がピーク値をとるまでの時間T1と上記接触時間T2との関係を、T2/T1の値を2.2以下1.9以上に設定し、上記ゴルフボールモデルのバックスピンを減らす方向に働く摩擦力を大きく且つ該摩擦力の作用時間を長くして、バックスピン量を少なくかつ打出角度を高くすることを特徴とするゴルフクラブヘッドの設計方法。 - 上記ヘッドモデルで上記ゴルフボールモデルを打撃する時の速度はアイアン型ヘッドモデルでは20m/s〜60m/s、ウッド型ヘッドモデルでは40m/sとしている請求項1に記載のゴルフクラブヘッドの設計方法。
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