シャフト振動数＝硬さではない

01 ─ WHAT CPM MEASURES

振動数（CPM）は何を測っているのか

CPMはCycles Per Minuteの略です。バット側を固定し、先端をたわませて放した後、1分当たり何周期で往復するかに換算します。240CPMなら、1秒当たり4周期なので4Hzです。

Hz（ヘルツ）は、1秒間の繰り返し回数を表す単位です。音や電波の周波数にも同じ単位を使います。異なるのは数えている現象で、ここではシャフトの往復振動を数えます。240CPMを60秒で割ると4Hzになります。

実際に1分間数える必要はなく、測定器は数周期を検出して換算・平均します。

未組立シャフトでは約200～205gの先端錘を使う方法が広く見られますが、条件は一つではありません。Titleistの説明は約200g、東京大学の博士論文に記載された設計現場の一例は196g・固定位置180mmです。完成クラブならヘッド自体が先端質量になります。

梁理論では、固有振動数は曲げ剛性EIが高いほど上がり、長さと質量が増えるほど下がります。つまり、CPMはEIだけの関数ではありません。同じシャフトでも長さやヘッド重量を変えれば値が動きます。反対に、EIと質量分布の違うシャフトが同じCPMになることもあります。

02 ─ FAIR COMPARISON

メーカー横断比較には共通試験条件が必要

各メーカーの公表CPMを公平に比べるには、少なくとも次の条件を揃える必要があります。

• ・未組立シャフトか完成クラブか
• ・有効長とクランプ長
• ・クランプ圧と治具の剛性
• ・先端錘またはヘッドの質量
• ・グリップの有無・硬さ・太さ
• ・測定方向とシャフトの向き
• ・たわませる量と計測周期数
• ・使用する測定器と換算方法

シャフト全体を比較するなら、CPMに加えてEI分布、ねじり剛性GJ、重量と重心位置、減衰、完成クラブの慣性条件まで共通試験法で測る必要があります。

03 ─ CPM IS NOT EI PROFILE

CPMと硬さが完全一致しない3つの理由

理由1：曲げ剛性は一本の数値ではなく、位置ごとに分布する

工学的な「曲げにくさ」は曲げ剛性EIで表します。Eは材料の弾性係数、Iは断面形状が持つ曲がりにくさです。ゴルフシャフトはテーパー形状で肉厚と積層が変わるため、EIは先端から手元まで一定ではありません。

東京大学の博士論文では、熟練した設計者が「重量」「トルク」「CPM」「EI分布」を別々の設計変数として扱っています。設計実務でも、CPMとEI分布は同じ情報ではありません。Titleistも、現代のグラファイトシャフトでは複数位置の振動数を測る方が完全な分析になると説明しています。

理由2：CPMはシャフト単体ではなく、測定系全体の値

完成クラブのCPMには、ヘッド、グリップ、接着、ホーゼル挿入長、完成長が入ります。さらに固定方法が変われば、シャフトのうち実際に動ける長さも変わります。「同じシャフトの硬さ」が変化したのではなく、測っているシステムが変わった結果です。

理由3：体感的な硬さには曲げ以外も混ざる

ゴルファーが感じる硬さには、先端・中間・手元の曲げ方だけでなく、ねじり、重量、重心位置、減衰、クラブ全体の慣性が関係します。ミズノも、同一のたわみ量・振動数でも、重量、トルク、調子、ヘッド条件が変われば感じる硬さは異なると説明しています。

したがって「同じCPM＝同じ振り心地」ではありません。CPMが近い二本を打って、一方は手元が硬く、もう一方は先端が動くと感じても矛盾ではないのです。

04 ─ WHAT DOES “STIFF” MEAN?

そもそも「シャフトが硬い」とは何を意味するのか

「硬い」は便利な一方、物理的には定義が足りない言葉です。材料、構造、測定値、商品表示、人の感覚が一つの言葉に混ざっています。

「しなる」「柔らかい」「戻る」「張りがある」は同義ではない

「しなる」は荷重を受けて変形している状態です。「柔らかい」は、同じ条件なら小さな力で大きく変形する、つまり剛性が低いことを指します。一方の「戻る」は、荷重の変化に伴う弾性回復です。変形量、変形しにくさ、回復運動は別の概念です。

一般の材料では、低剛性だからといって完全に回復するとは限りません。弾性範囲なら元へ戻り、粘弾性なら時間をかけて回復し、塑性変形なら永久変形が残ります。ただし、正常なゴルフシャフトを通常の使用範囲で曲げた場合は、基本的に弾性範囲であり、柔らかいシャフトも戻ります。

外から見えるしなり量と、本人が感じる硬さは一致しない

ここでいう「張り」も単一の物理量ではありません。復元力、応答の時刻、減衰、EI分布などを、人がまとめて受け取った感覚表現です。販売・フィッティングの現場でも、同じシャフトを「硬くて振れない」と感じる人と、そう感じない人がいました。曲げ剛性はシャフト側の客観的特性ですが、感じる硬さは人とシャフトの関係で変わります。

05 ─ TEST BENCH vs REAL SWING

測定器の往復振動と実スイングは別の運動

CPM測定では、静止した台にバット側を固定し、先端をたわませて放します。その後は、測定系が持つ固有振動数で自由振動します。これは再現性のある検査を行うための、よく整理された条件です。

一方の実スイングでは、グリップ端そのものが移動します。手元から入る力とトルクは時間とともに変わり、クラブは回転し、軸力、リード／ラグ方向の曲げ、トゥアップ／ダウン方向の曲げ、ねじりが同時に起こります。手と腕には動きと減衰があり、剛体クランプでもありません。

ただし「すべてのゴルファーが厳密に一往復だけ」とも言い切れません。Jonesらが12名の熟練ゴルファーを調べた研究では、実打中のひずみ波形に単峰、二峰、ランプ状といった違いが見られました。同じゴルファー内の波形は、シャフト剛性を変えても他人同士より似ていました。シャフトの応答は、シャフトだけでなくゴルファーの入力にも強く依存します。

このため、CPMを「実スイング中のしなり戻り速度」と言い換えるのは正確ではありません。自由振動の周期を測っているという意味では復元の速さと関係しますが、実打でいつニュートラルを通過し、どの向きでインパクトするかを直接測ってはいません。

06 ─ MEASURE THE GOLFER’S INPUT

CPMで見えない「人がシャフトへどう入力したか」を測る

CPMは、クラブ側を決めた条件で測る試験です。一方、フィッティングで知りたいのは、ゴルファーがスイング中にシャフトへどのような負荷を、どの時刻に加えたかです。この入力側を可視化する計測システムもあります。

少佐がいう「シャフトへエネルギーをどうかけているか」を調べる発想は、フィッティング上とても重要です。ただし、センサーが直接測る量と、そこから計算・推定する負荷やエネルギーは区別する必要があります。機器の解析結果だけで決めず、同じクラブで複数球を打った再現性、フェース姿勢、打点、弾道、本人の感じる張りや合わせやすさと一緒に評価します。

なお、ShaftMax（シャフトマックス）はSLAPとは別に紹介されてきたセンサー式の計測器です。今回確認できた一次資料が限られるため、両者を同一製品として扱ったり、測定値の詳細を断定したりはしません。

07 ─ HOW TO USE CPM

CPMが役立つ場面、判断を誤る場面

08 ─ EIGHT CHECKPOINTS

シャフトを科学的に比べる8項目

1. 01

   完成長

   振動数とクラブ慣性の前提

2. 02

   ヘッド重量・クラブ慣性

   シャフトにかかる負荷を左右

3. 03

   シャフト重量・重心位置

   振り心地と入力を左右

4. 04

   同一条件のCPM

   一次曲げモードの比較

5. 05

   EI分布・多点振動数

   どの部位が曲がりにくいか

6. 06

   GJ・トルク・減衰

   ねじれと振動の収まり方

7. 07

   実打中の入力・応答

   負荷、しなり、ねじれと発生時刻

8. 08

   弾道と本人の再現性

   打点、フェース、打ち出し、スピン、体感

09 ─ FAQ

振動数と硬さのよくある質問

VIDEO ─ 動画で理解する

本記事の内容は、姉妹チャンネル「くまンモGOLF」の解説動画でも扱っています。CPMの測定の仕組み・「硬い」の5つの意味・実スイングとの違いを12分で整理しています。

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