クラブ選択・振動数一致で飛距離アップ

シャフト振動数理論の定義

 



 

飛距離アップにはヘッドスピードにシャフトの硬さ(振動数)を一致させることが最も飛距離アップや方向の安定性が計れます

 

それは、ヘッドスピードとシャフトの硬さ(振動数)が一致したシャフトからは、最大のボール初速と大きな慣性力と遠心力がボールに伝わり、飛距離を伸ばせ正確なショットを打つことができるからです。

以下の記事は当サイトが国内で初めて振動数理論でシャフトのメカニズムの特許取得(富士通のアプリケーション・Golsys)した、データに基づいて作成されています。

 

 

 

シャフトのシャフトの振動数理論で飛距離アップ

 

シャフト振動数

 

振動数(しんどうすう、英語:frequency)は、物理学において等速円運動あるいは単振動などの振動運動や波動が単位時間当たりに繰り返される回数である。振動数は、運動の周期の逆数であり、単位はヘルツになります。

 

振動の速さは単位時間に起こる往復運動の回数で表され、この回数を振動数または周波数といい単位はHz(ヘルツ)になります。

 

角振動数

 

振動の1回の往復運動は円運動1周に対応していて、振動の速さは単位時間におこなわれる円運動の回転角で表されこれを角振動数といいます。

 

角振動数は振動数に1周の角度2π(rad)をかけて定義される。単位はrad/sになります。

 

 

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ゴルフシャフトの振動数を波形に置き換え解説

 

振動数をゴルフクラブのシャフトの硬さに適応するには、振動数を深堀して理解することが重要です。

 

シャフトの振動数は上に示すように、単位時間当たりに繰り返される回数であって、一般的なシャフトの硬さ表示Rに置き換えればRの表示を細かく割れば済むことになります。

 

ここで重要な点は、シャフトが等速運動であれば、シャフトの繰り返される運動を時間に置き換えることができることです。

 

つまり、シャフトの硬さを時間に置き換えが可能になることで、シャフトのシナリ速度を時間で表すことができるのです。

 

このシャフトのシナリ速度こそインパクトのタイミングでスイングで最も重要なファクターになるのです。

 

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そこで、具体的に詳細な説明が以下の記事になります。

 

ゴルフシャフト振動測定器を使い、実際シャフトがスウイングしている状態の、シャフトの硬さを数値化した値が振動数(cpm)になります。

 

この振動数(CPM)の持つ意味は、シャフトが1分間に何回ヘルツ【上下動】運動を起したかの回数の数値です。

 

振動数(cpm)はCycie Per Minuteの略

 

ゴルフスイングの場合は、角振動でシャフトの振動数1ヘルツ(1回)が1回のスイングにあたり、この時のシャフトの速さ(往復するスピード)と、ヘッドスピードの値と一致させることで、両方のエネルギーが合体して、相乗効果で直接飛距離アップと正確なボールを打つのに決定的な役割をします。

 

振動数とヘッドスピードの一致は、正しいスイングを作る上でとても大切な要素で、クラブがスイングを作ると言われる所以です。

 

そこで、ゴルフクラブ振動数の定義で最低理解しておくは、シャフトの振動は固有(等速)であるということです。

 

この固有振動は下の図で示すように、250cpmのシャフトが同じ長さではふり幅の大きさや小ささで振動数は変化しないことです。

 

シャフトのふり幅が違ってきても、インパクトのタイミング(復元する時間は同じ)は変化しないことです。

 

シャフトの硬さ

シャフト復元時間

タイミング

適合

240cpm

0.0625秒

遅い

250cpm

0.06秒

260cpm

0.057秒

速い

 

上の表から、各3本のシャフトは異なった振動数で、復元時間も異なります。真ん中の250cpmを基準にすれば、260cpmは250cpmに比べインパクトのタイミングが速く、240cpmは250cpmに比べインパクトのタイミングが遅いことを表しています。

 

さらに、このシャフトのタイミング(シャフトの復元時間)はヘッドスピードを変えても不変で、これが固有振動数の定義になります。

 




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例えば、硬いシャフトを柔らかくしならせようと、無理やりヘッドスピードを上げてもシャフトのシナリ戻りの時間は変化しないと言うことです。

 

下の振動数を電気信号ヘルツに変換図で説明すると、250cpmのシャフトのA~A’の時間帯は、ヘッドスピードが変化しても変わらないことです。

 

固有振動理論から、1本のシャフトの復元時間はふり幅の大きさで変化は起こさなことです。ただし、ふり幅が大きい方インパクト時の衝撃度が高まることから、ダウンスイングはレートヒッテングでシャフトのシナリを大きく作る方か飛距離を伸ばせることになります。

 

シャフトの固有振動数は、シャフトの動的な動きの硬さで(cpm)スイングにおけるインパクトのタイミングと定義づけることができます。

 

シャフトの振動数それぞれでインパクトのタイミングが異なって来ることが定義できるのです。

 

この理論が固有振動数理論で以下の記事を読む上で必ず頭に入れておいてください。

 

 

 

振動数幅
下の図は、振動数を電気信号に置き換えた1ヘルツの表示図です。
測定値は一分間に何回の振動を起こしたかの値ですが、スイングにおいては、1回のサイクルでアドレスからフィニッシュまでが行われます。

 

振動数を電気信号ヘルツに変換
サイクル

 

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上の図の解説

 

上の2本の曲線は、異なった硬さを持つ2本のシャフトの振動数の値を1ヘルツに置き換えた図で表示しています。

 

Aの横軸は時間値で、青の曲線はシャフトの硬さが260cpmの1ヘルツを表しています。、オレンジの曲線は250cpmの1ヘルツの状態を表しています。

 

A-Cは青のシャフトのシナリ速度(時間)、A-C1はオレンジのシャフトのシナリ速度(時間)になります。横軸が時間を示すことで、青のシャフトがオレンジのシャフトよりシナリ時間が速い事がわかります。これは青シャフトがオレンジシャフトより硬いことを意味します。

 

この青並びにオレンジの曲線を、スウイング中の位置に対比させると、Aは青、オレンジシャフトが共にトップスイング状態で、シャフトのシナリが発生した瞬間の位置になります。

 

A~A1、A~A2がダウンスウイングの時間帯になり、Bは青シャフトのインパクトの時間帯、B1がオレンジのシャフトのインパクトの時間帯になります。

 

このA1は青のシャフトの最下点に当たりシャフトが最もエネルギーを貯めるジャストタイミングの地点になります。同様、B1はオレンジシャフトの最下点ジャストタイミングに当たりシャフトが最もエネルギーを貯める地点になります。

 

「シャフトの最下点はシナッタシャフトが元の状態に復元する最もエネルギーを多く蓄えて地点になります」

 

そこで、波長とはシャフトのシナリ速度(時間)で、波高はシャフトのシナリ幅と理解してください。

 

Aからの横軸は時間を表していますから、青曲線のA~C オレンジ曲線のA~C1は波長になり、シャフトの1回の上下動の復元時間になります。

 

また、青のA1~B オレンジのA2~B1は波高で、シャフトのシナリ幅の大きさを表すことになります。

 



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以上の波形図から、青シャフト オレンジシャフトの二本の機能について以下のことが解明できます。

 

青のシャフトは、波形から波長が短く、波高も低いため、シャフトの復元時間が早く、フェースローテイションも小さい事がわかります。
このフェースローテイションが小さいことは、ヘッドの返りが鈍い反面、インパクトでフェース向きが安定していることになります。
ヘッドスピードの速いゴルファー向き

 

一方、オレンジのシャフトは、波形から波長が長く、波高も高いため、シャフトの復元時間が遅く、フェースローテイションも大きくなり、シャフトが軟らかい事がわかります。 このフェースローテイションが大きい事は、インパクトでヘッドの返りが良い反面、フェース向きが不安定になることです。
ヘッドスピードの遅いゴルファー向き

 

アイアンダウンスイング

右の図の様に、固有振動数の特徴は、260cpm、250cpmの波長(A~C A~C1)はサイクル運動が衰退しても波長(A~C A~C1)の復元時間は一定で変化を起こさず、波高だけが低く衰退していくのが特徴です。

 

ここで、重要なことは、波長が変化せず、波高のみ変化する事の意味は、図の赤円では強くスイングした時、オレンジ円は普通にスイングした時、空色はゆったり振った時、でも波長の変化は起こらず、シャフトのシナリ速度は変化しないことです。

 

つまり、シャフトごとに固有のタイミングを持ち、ヘッドスピードを変えることでも、このタイミングの時間は不変であることです。

 

これが、シャフトの持つ特性で固有振動数になります。

 

例えば、硬いシャフトを使用してるゴルファーが、力一杯スイングを行い、シャフトを軟らかく使おうとしても、波長の長さは一定で変化をおこしません。つまりインパクト時のタイミングの変化は起きないことです。

 

つまり、力一杯振ってもインパクトのタイミングが合わずスイングを崩すだけの事になります。

 

このように、シャフトの硬さが負荷をいくらかけても変化しない性質を固有振動数理論になります。

 

この様に、振動数をただ数値化するのではなく、波形を分析すれば青の260cpmとオレンジの250cpmのシャフトの波長と、波高の特性の違いがはっきりと目で確認でき理解できるようになります。

 

また、青シャフトが最適なゴルファーがオレンジのシャフトを使えば、インパクトのタイミングの違いや、シナリ幅の違いでフェースが暴れ正確なショットが打てない事になります。。

 

振動数と硬さの基準
260cpmは1分間でA~C(1ヘルツ)が260cpm回起こることなります。同じように250cpmは1分間でA~C1が250回起こります。

 

振動数の数値が多い方がシャフトは硬く、少ない方がシャフトが軟らかい事になります。振動数は数値の大きい方がシャフトが硬く、数値の少ない方がシャフトが軟らかいことになります。

 

 

 

 

 

 

上

 

 

 



 

 

固有振動数の定義

 

固有振動数は字のごとくシャフトの持っている固有の硬さで、異なる負荷を加えてもシャフトのシナリ(波長の時間)は変化せず、振動数の値は変わりません。

 

例えば260cpmのシャフトを異なったヘッドスピード(40m/c 45m/c 50m/cのスピード)でスイングしても、シャフトの復元時間は260cpmで変化せず、復元速度は一定になります。

 

このことは、一般のゴルファーは、硬いシャフトでも力をいれて早くスイングすれば、シャフトが軟らかくなると、勘違いされている方が、意外と多い様に思えます。

 

合わないシャフトで力を入れてスイングしても、シャフトの硬さは変化せず、逆に、ヘッドスピードも上がらず、バランスを崩すだけで、何も良い結果は生まれずミスショットに繋がります。力んでスイングするのがいかに無駄かを理解してください。

 

この固有振動数の特性は、シャフトを長くするか、ヘッドを重くすることで振動数は変化します。

 

この変化には一定の法則があり、シャフトの場合、振動数の変化は0.5インチインチ短くすることで4cpm前後上がり硬くなり、、反対に0.5インチ長くすることで4CPM下がり軟らかくなり、この数値は長さに比例していきます。

 

又、振動数と重さの関係は2g程度で1cpm変化しますが、重くするにつれて振動数は比例して下がりシャフトは軟らかくなります。逆に2g軽くすると1cpm硬くなることになります。

 

固有振動数の法則は、硬さが同じシャフトを長くしたり、短くしたりしても振動数の変化は起こりますが、シャフトの本来の素材の硬さは変化しない法則です。本来シャフトの持っている硬さを絶海硬度と呼び、シャフトの調和を行うには重要な数値になります。

 

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波長・波高の分析でインパクトの時間の違い

 

 

青の260CPMとオレンジの250CPMの波形の波長分析

 

グラフで青の曲線は260cpmの硬さを持つシャフト、 赤の曲線は250cpmの硬さを持つシャフトです。

 

横軸は時間を表しています。
260cpmの1ヘルツはA~Cでスイング中に起こるシャフトのシナリ時間
250cpmの1ヘルツはA~C1でスイング中に起こるシャフトのシナリ時間

 

Aはトップでシャフトがシナリを起こした位置で は260cpmのインパクトゾーン、B1は250cpmのインパクトゾーンなります。このインパクトゾーンはシャフトの最下点と考えてください。

 

横軸は時間軸でインパクト時間を計算できます

しなり

 

上の1ヘルツの図をを1/2ヘルツにした図
サイクル図

 


 

赤の放物線250CPMの1ヘルツ時間

 

250CPMは1分間に250回の振動を行い、スイングは1回の振動(ヘルツ)の中で行われます。そこで1回の振動(ヘルツ)の時間(A~C1)は
60秒÷250cpm(振動数)=0.24秒(1ヘルツの時間・1回の振動)(A~C1)になる事がわかります。

 

これで1回のスイングで起こるシナリの速さが0.24秒になります。

 

インパクトの値を求めるには、この1ヘルツの1/4である事から、250CPMのインパクト時間は以下の計算で求められます。

 

1/2ヘルツにした図

 

0.24秒÷4分の1=0.06秒   

 

このシャフトの復元時間のA2は0.06秒で、シャフトが最下点に到達して、スイング中に最大パワーをボールに伝達できる時間になります。

 

このことは、250cpmの硬さを持つシャフトは、トップからインパクトまで0.06秒のスイングスピードを行えるゴルファーに、最適なシャフトであることがわかります・

 

 

 

青の放物線260CPMの1ヘルツ時間

 

60秒÷260cpm(振動数)=0.23秒(1ヘルツの時間)(A~C)

 

260cpmのインパクトBは1ヘルツの四分一の位置にあたります。

 

は0.23秒を4で割った数値になります。

 

0.23秒÷4分の1=0.057秒  
 このA1の0.057秒の値が260cpmのシャフトが最下点に到達して、スイング中に最大パワーをボールに伝達できる時間になります。

 

 

上のヘルツの波形から、260cpmのシャフトと250のシャフトのインパクトゾーンの時間帯が異なることが分かります。

 

もし、250cpmのシャフトが合うゴルファーには、260cpmのシャフトを使えば、最大の最大パワーの時間帯が0.003秒早く迎えてしまいます。

 

この0.003秒は、インパクトの瞬間が1万分5,6秒の世界においては、ジャストミートするには致命的な時間誤差になり,、当然ヘッドとボールのミート率は低下して飛距離を大きくロスすることになります。

 

ミート率の低下で起こる結果についてはこちらを参照してください。

ヘッドスピード

ミート率

飛距離

飛距離ロス

40m/c

1,5(100%)

240y

1.4

224y

26y

1.3

208

42y

参考資料 アマチュアゴルファーの平均ミート率は1.37前後  プロの平均ミート率は1.47前後

 

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波形の波高分析

 

波高は、シャフトのシナリ幅の大きさです。

 

波高が高い程、スイング中のシャフトのシナリ幅が大きく、ヘッドの遊び(ヘッドの回転移動)も大きくなり、波高が低い程ヘッドの遊びが小さくなります。

 

このヘッドの遊びとは、トップスイングで開いたフェースを、インパクトする時までに、アドレスで構えた元のフェースの位置に戻すことで、遊びが大きい程戻すフェースの回転角度が大きく、、反対に遊びが小さい程戻す回転角度が小さいことです。

 

これは、遊びの小さい方が、フェースローテイションが小さく方向性性は安定しますが、ヘッドの返る力は弱くなります。
逆に、遊びの大きい方は、フェースローテイションが大きく方向性は不安定なりますが、ヘッドの返る力は強くなります

 

このことから、ヘッドスピードの速いゴルファーには、波高の低い硬いシャフトの方がスイングが安定しやすく、ヘッドのブレも少なく安定したインパクトを迎えることが出来、操作性の優れています。

 

逆に、ヘッドスピードの遅いゴルファーには、少し遊びの大きい柔らかいシャフトを使用する事でヘッドの遊びを利用して、ヘッドが返りが良くなり、球の捕まりの良いインパクトを迎える事ができます。

 

自分のシャフトの波高と波長を知ることで、自分に合うクラブや悩みの解決の糸口になります。是非参考にシャフト選びを行って下さい。

 

 

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