JP4043866B2 - ゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法およびゴルフクラブ - Google Patents
ゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法およびゴルフクラブ Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフクラブヘッドの各点を打撃手段により打撃した際に、打撃手段の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を測定してゴルフクラブヘッドの剛性分布を測定するゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法およびゴルフクラブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ＵＳＧＡ（全米プロゴルフ協会）はゴルフクラブヘッドのフェース面がゴルフボールを打撃する時に作用する反発係数を測定する測定方法を提案している。図９（ａ）は、この提案するゴルフクラブヘッドの反発係数を測定する測定装置を示す模式的正面図であり、（ｂ）はその側面図である。なお、図９（ｂ）に示す側面図においては、図９（ａ）に示すストッパ１３０および波形解析装置１５０の図示を省略している。
図９（ａ）および（ｂ）に示すように、ＵＳＧＡが提案している測定装置１００は、載置台１０２と、支持枠１１０と、位置決手段１２０と、ストッパ１３０と、測定部１４０とを有する。
支持枠１１０は、載置台１０２の上に立設され、位置決手段１２０を保持するものである。支持枠１１０においては、１対の第１の支持部材１１２が載置台１０２に立設されている。第２の支持部材１１４が、この第１の支持部材１１２を支えるように斜めに載置台１０２の上に設けられており、第１の支持部材１１２がそれぞれ支持されている。また、第１の支持部材１１２の間には、その上部に水平方向に延びる梁部１１６が設けられている。
【０００３】
位置決手段１２０は、ゴルフクラブＧをスイングさせるとともに、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの打撃位置を合わせるものである。位置決手段１２０においては、梁部１１６に、ゴルフクラブＧを垂直方向に移動させる第１のガイド機構１２２が設けられている。この第１のガイド機構１２２には、ハンドル１２３が設けられており、このハンドル１２３を回転させることにより、ゴルフクラブＧが垂直方向に移動する。また、第１の移動機構１２２には、ゴルフクラブＧを水平方向に移動させる第２のガイド機構１２４が設けられている。この第２のガイド機構１２４にもハンドル１２５が設けられており、このハンドル１２５を回転させることにより、ゴルフクラブＧが水平方向に移動する。このようにして、ゴルフクラブＧを水平方向および垂直方向に移動させることができる。
【０００４】
第２のガイド機構１２４には、支持部材１２８ａが設けられ、この支持部材１２８ａに揺動可能に枠部材１２８ｂが設けられている。この枠部材１２８ｂの枠内には、Ｖ字状の溝が形成されたブロックからなる挟持片１２６が、その溝部を対向させて、１対配置されている。
この枠部材１２８ｂには、ねじ軸に直結されたハンドル１２９が設けられており、このねじ軸は挟持片１２６の一方を押圧する。このハンドル１２９を回転させることにより、挟持片１２６が押圧されてゴルフクラブＧのグリップｇが溝部に挟持される。この状態でゴルフクラブＧは回転可能になる。
【０００５】
ストッパ１３０は、ゴルフクラブヘッドＨを所定の高さで固定するものであり、載置台１０２の端部に設けられた支持台１０４に設置されている。ストッパ１３０においては、シャフト１３４がゴルフクラブＧの回転方向と同じ方向に回動可能に可動部材１３２を介して設けられている。シャフト１３４の端部には、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆに整合する位置に留部材１３６が設けられている。可動部材１３２は係止部材（図示せず）により係止され、シャフト１３４の延在方向が垂直方向になり、ゴルフクラブＧの回転が留部材１３６により止められる。また、この係止部材による可動部材１３２の係止を解除することにより、ストッパ１３０がゴルフクラブＧと同じ方向に回動し、ゴルフクラブＧがスイングする。
【０００６】
測定部１４０は、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの応答を測定するものであり、波形解析装置１５０を有する。測定部１４０においては、載置台１０２の上の第１の支持部材１１２の間に台１４２が設けられている。台１４２の上には、支持部材１４４を介して金属球１４６が設けられている。ゴルフクラブヘッドＨは、そのフェース面Ｆの中心に金属球１４６が衝突するように、上述の位置決手段１２０により調整される。金属球１４６には、フェース面Ｆと衝突する面の裏面に加速度センサ１４８が設けられている。この加速度センサ１４８は、波形解析装置１５０に接続されている。この波形解析装置１５０は、金属球１４６とフェース面Ｆとが衝突した際に生じる金属球１４６の加速度を計測し、衝突してから、加速度が最初に０になる時間を算出し、この情報から反発係数を求める装置である。
【０００７】
このゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの反発係数の測定方法においては、ゴルフクラブＧを位置決手段１２０で固定するとともに、フェース面Ｆの打撃位置を合わせる。そして、ゴルフクラブヘッドＨを所定の高さにストッパ１３０で固定し、このストッパ１３０を解除して、所定の速度で金属球１４６にゴルフクラブヘッドを衝突させる。そして、金属球１４６とフェース面Ｆとが衝突してから、金属球１４６の加速度が最初に０になる時間を波形解析装置１５０で算出する。この方法によると、ゴルフクラブヘッドＨが異なっていても、同じ速度で金属球１４６にゴルフクラブヘッドＨを衝突させた場合、加速度が最初に０になるまでの時間が短い程、反発係数が高くなるとされている。このため、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの反発係数を評価することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、提案されているゴルフクラブヘッドのフェース面の反発係数の測定方法においては、ゴルフクラブシャフトを回転可能に支持してゴルフクラブヘッドＨを回転させる、いわゆる振り子を用いるために、測定に際して、各ゴルフクラブヘッドのフェース面の打撃位置がばらつき、ゴルフクラブヘッドのフェース面の反発係数について適正に測定できない虞がある。
また、この提案されている反発係数の測定方法においては、測定されるゴルフクラブヘッドの質量により、衝撃力が変化するという問題点もあり、これにより、反発係数を高精度に測定できない虞がある。
【０００９】
このように、提案されているゴルフクラブヘッドの反発係数の測定方法では、ゴルフクラブヘッドの反発係数を適正に評価していない虞があり、ゴルフクラブヘッドの反発係数の測定精度を向上させることが望まれている。
【００１０】
さらに、提案されているゴルフクラブヘッドの反発係数の測定装置では、ゴルフクラブヘッドの衝突速度を上げるために、測定に際してゴルフクラブヘッドＨを持ち上げる必要があり、このため、ストッパのシャフトを長くする必要があるとともに、多くのスペースを必要とする。
ところで、上述の反発係数の大小は、ゴルフクラブのフェース面の剛性の大小と対応する。このため、ゴルフクラブヘッドの剛性を測定する場合に、上記反発係数と同様の問題点が発生する虞がある。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、ゴルフクラブヘッドの剛性分布を簡易に、かつ高精度に測定できるゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法およびゴルフクラブを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ゴルフクラブヘッドを打撃することによってゴルフクラブヘッドの剛性分布を測定するゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法であって、打撃手段により、前記ゴルフクラブヘッドの複数位置を打撃し、前記複数位置のそれぞれにおける前記打撃手段の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間を測定する工程と、前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が剛性の違いにより異なり、前記最初に０になる時間が短いと剛性が高いという関係に基づいて、打撃した前記複数位置の各位置において求められた前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間から、ゴルフクラブヘッドの剛性分布を求める工程とを有することを特徴とするゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法を提供するものである。
【００１３】
本発明においては、例えば、前記打撃手段は、ハンマであり、前記加速度は、前記ハンマの打撃部分に設けられた加速度センサにより測定される。
また、本発明においては、前記ゴルフクラブヘッドは、直交する３軸方向に移動可能に支持され、前記打撃手段は、金属からなる球体、前記球体に接続された軸、および前記軸を一定速度で移動させて前記球体を前記ゴルフクラブヘッドに衝突させる移動手段を有し、前記加速度は、前記球体に設けられた加速度センサにより測定されることが好ましい。
さらに、本発明においては、打撃直後に最初に０になる時間を測定する工程の後工程に、更に前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が反発係数の違いにより異なり、前記最初に０になる時間が長いと反発係数が高いという関係に基づいて、打撃した前記複数位置の各位置において求められた前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間から、ゴルフクラブヘッドの反発係数の分布を求める工程を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の態様は、上記本発明の第１の態様のゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に基づいて設計されていることを特徴とするゴルフクラブを提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法について、添付の図面を基に詳細に説明する。
本願発明者等は、上述の如く、フェース面と金属球とを衝突させて、衝突時点から金属球の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を測定する場合、ゴルフクラブヘッドの位置によって、金属球の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が違うことを知見した。このように、ゴルフクラブヘッドの位置によって金属球の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が異なるのは、ゴルフクラブヘッドのフェース面の剛性の違いによるものであることを見出した。すなわち、ゴルフクラブヘッドと金属球とを衝突させて、衝突時点から金属球の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を測定することは、ゴルフクラブヘッドの局所的な剛性を相対的（定性的）に測定することに対応する。
【００１６】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に利用される剛性分布測定装置を模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の剛性分布装置の処理装置を示すブロック図である。
剛性分布測定装置５０は、ゴルフクラブヘッドＨの剛性分布を測定する装置であって、ゴルフクラブヘッドＨの各点を打撃手段により打撃し、このときの打撃手段の加速度の応答信号を取り込み、加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間、すなわち、打撃手段によりゴルフクラブヘッドの各点において、打撃が加えられた時点から打撃直後に最初に加速度が０になる時間を求める。この打撃手段の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を、ゴルフクラブヘッドの各点について求め、この加速度が打撃直後に最初に０になる時間に基づいて、ゴルフクラブヘッドの剛性分布を求める。この剛性分布の測定部位は、フェース面に限定されるものではなく、ゴルフクラブヘッドのソール、クラウンおよび側壁などであっても、その剛性分布を測定することができる。
この剛性分布は、例えば、打撃音の改善、および剛性の改善などのゴルフクラブヘッドの設計に反映させることができる。
【００１７】
剛性分布測定装置５０は、打撃手段であるインパクトハンマ１０と、インパクトハンマ１０の加速度を測定する加速度センサ１４と、この加速度センサ１４により得られた加速度信号を処理する処理部とを有する。
インパクトハンマ１０は、打撃面に金属球１２が設けられている。打撃部分、より詳しくは、打撃面の裏面に、加速度センサ１４が設けられている。
加速度センサ１４は、例えば、Endevco 社製Model122等小型軽量のものが用いられる。
【００１８】
処理部は、加速度センサ１４の加速度信号が入力されるアンプ１６と、この加速度信号を取り込むアナログ入出力カード２０と、アナログ入出力カード２０から供給される増幅された加速度信号を用いて、ゴルフクラブヘッドの剛性の特性を評価するモバイル型のコンピュータ２２と、を有して構成される。
アンプ１６は、加速度センサ１４から取り込まれた加速度信号を増幅するものであり、加速度センサ１４に接続される接続端子１６ａと、アナログ入出力カード２０に接続される接続コネクタ１８とが設けられている。接続コネクタ１８は、例えばＤ−ｓｕｂ３７ピンコネクタが用いられる。
アナログ入出力カード２０は、コンピュータ２２の所定のスロットに装着され、アンプ１６で増幅されたアナログ信号である加速度信号をデジタル信号に変換する装置である。このアナログ入出力カード２０は、例えば、CONTEC社製、AD-12-8 (PM)等が用いられる。
アナログ入出力カード２０は、コンピュータ２２の所定の位置に挿入されて、コンピュータ２２と一体化されている。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、コンピュータ２２には、インパクトハンマ１０の加速度信号を波形解析する波形解析ユニット２２ａと、加速度信号の波形から、インパクトハンマ１０でフェース面Ｆを打撃してから、インパクトハンマ１０の加速度が０になる時間を算出する減衰時間測定ユニット２２ｂと、加速度信号の波形、および加速度が打撃直後に最初に０になるまでの時間などを表示するディスプレイ２２ｃとを有して構成される。
なお、波形解析ユニット２２ａと、減衰時間算出ユニット２２ｂとは所定のプログラムを実行することで機能を発揮する。すなわち、ソフトウェア処理によって機能を発揮するユニットである。なお、本実施形態においては、アナログ入出力カード２０に変えて、アンプ１４より出力された加速度信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transformation)アナライザを用いて上述の波形解析をしてもよい。
【００２０】
インパクトハンマ１０は、例えば、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆを打撃することにより振動する。この振動によって発生する加速度は、加速度センサ１４により加速度信号に変換され、アンプ１６で増幅され、さらに、アナログ入出力ボード２０を介してコンピュータ２２に取り込まれる。
なお、インパクトハンマ１０の打撃面に設けられた金属球１２は、例えば、鋼製であり、直径が１５ｍｍ〜２５ｍｍのものが用いられる。インパクトハンマ１０による打撃は、一定の速度で行う必要がある。
打撃を受けるゴルフクラブヘッドＨは、例えば、ゴルフクラブ１２のシャフトＳが軽く固定支持されるか、または、天井よりホゼール部が宙づり状態とされて自由端を形成する。いずれにしても、ゴルフクラブヘッドＨにインパクトハンマ１０で打撃を与えることができる固定方法であればよい。
【００２１】
波形解析ユニット２２ａは、アンプ１４より入力された加速度信号を時間系列に配置し、加速度波形を得るものである。
図２は、横軸に時間をとり、縦軸に加速度をとって、フェース面Ｆをインパクトハンマで打撃した場合のインパクトハンマから得られる加速度波形を模式的に示すグラフである。なお、図２に示す時間軸における時間が０とは、インパクトハンマ１０によりフェース面Ｆが打撃された時点を示す。
図２に示すように、フェース面Ｆをインパクトハンマ１０で打撃することにより、例えば、加速度波形Ａ、Ｂを得ることができる。加速度波形Ａおよび加速度波形Ｂは、インパクトハンマ１０で、フェース面Ｆの異なる箇所を同じ速度で打撃することにより得られたものである。
また、図１（ｂ）に示すように、減衰時間算出ユニット２２ｂは、波形解析ユニット２２ａにより得られた図２に示す加速度波形Ａおよび加速度波形Ｂから、加速度が打撃直後に最初に０になる時間ｔ1 、ｔ2 を算出するものである。加速度が打撃直度に最初に０になる時間が短い方が剛性が定性的に高い。
【００２２】
ディスプレイ２２ｃは、図２に示す加速度波形Ａおよび加速度波形Ｂ、ならびに加速度が打撃直後に最初に０になる時間ｔ1 、ｔ2 などを表示するものであり、特に限定されるものではなく、液晶表示装置、ＣＲＴ、およびプラズマ表示装置などが挙げられる。また、ディスプレイ２２ｃに、後述するように、フェース面Ｆを格子状に区切り、その格子点における加速度が打撃直後に最初に０になる時間を測定することによって剛性分布を測定した場合、剛性分布を各格子点に対応させて表示してもよく、さらに剛性分布を、例えば格子点間で補間して等高線図で表示してもよい。なお、この等高線図は、等高線によって区画される領域ごとに、色分けして表示してもよく、また、模様などを変えて表示してもよい。
【００２３】
なお、本発明においては、金属球の加速度が打撃直後に最初に０になる時間ｔ1 、ｔ2 を求めることによりゴルフクラブヘッドＨの局所的な剛性を相対的に測定することになるが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、インパクトハンマ１０による打撃の大小により加速度が打撃直後に最初に０になる時間が微妙に変わるが、この打撃の大小を加速度波形の加速度が打撃直後に最初に０になるまでの積分値を用いて規格化してもよい。例えば、加速度が打撃直後に最初に０となる時間を積分値で除算した値を用いる。
なお、本発明においては、金属球の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間を測定することをゴルフクラブヘッドＨの局所的な剛性を相対的に測定することとみなす。
【００２４】
次に、本実施形態の剛性分布の測定方法によるフェース面の剛性分布の測定方法について説明する。
先ず、例えば、フェース面Ｆを格子状に区切り、その格子点（測定位置）にマークをつける。次に、ゴルフクラブＧのゴルフクラブシャフトＳを支持部材（図示せず）に固定する。次に、各マークをインパクトハンマ１０で打撃して、夫々インパクトハンマ１０の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求める。このように、測定位置が複数あっても、インパクトハンマ１０で叩く速度は一定にする。
各測定位置におけるインパクトハンマ１０の加速度が打撃直後に最初に０になる時間から、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの剛性分布を求める。
【００２５】
また、本願発明者等は、加速度が打撃直後に最初に０になる時間と、反発係数とに相関関係があることを見出した。図３は、横軸に加速度が打撃直後に最初に０になる時間をとり、縦軸に反発係数をとって、加速度が打撃直後に最初に０になる時間と反発係数との関係を示すグラフである。図３に示すように、加速度が打撃直後に最初に０になる時間が長くなるにつれて、すなわち、剛性が相対的に低いと反発係数が高い。このように、加速度が打撃直後に最初に０になる時間（ゴルフクラブヘッドの局所的な剛性）の分布を測定することにより、ゴルフクラブヘッドの各部位における反発係数の分布も測定することができる。これにより、本発明の方法により求められた剛性分布から反発係数の分布を求めることもできる。なお、反発係数と剛性との相関関係を求める場合、本発明は、試験条件（打撃速度）の依存性があるので、実験条件を合わせることが好ましい。
【００２６】
本実施形態においては、ゴルフクラブＧをスイングさせる必要がないので、従来の測定方法に用いられる測定装置よりも装置を小型化することができるとともに、測定位置の精度も高くすることができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に用いられる剛性分布測定装置を示す模式図である。なお、本実施形態においては、図１に示す本発明の第１の実施形態の剛性分布測定装置と同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図４に示すように、本実施形態の剛性分布測定装置６０においては、第１の実施形態の剛性分布測定装置５０と比較して、打撃手段の構成、およびゴルフクラブＧを固定する３次元ステージ４０を有する点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の３次元ステージ４０は、ゴルフクラブヘッドＨを、直交する３方向、すなわち、水平面内の直交する２方向、およびこの２方向と直交する垂直方向に移動させるものであり、水平ステージ４２と、垂直ステージ４４とを有する。垂直ステージ４４には、ゴルフクラブシャフトＳを固定するための固定部材４６が設けられている。
【００２８】
また、本実施形態の打撃手段は、所定の速度で金属球を水平方向に移動させて、ゴルフクラブヘッドＨを打撃するものである。
打撃手段は、金属球３２と、この金属球３２を水平方向移動させる水平方向移動手段３０とを有する。水平方向移動手段３０は、この金属球３２に設けられ水平方向に延在するシャフト３４と、このシャフト３４が挿通されて案内するガイド部３６と、このガイド部３６に挿通されたシャフト３４を水平方向移動させるリニア式移動装置３８とを有する。
リニア式移動装置３８は、ガイド部３６に挿通されたシャフト３４を、例えば電磁力を利用して、方向Ｄに一定の速度で移動させることができる。なお、水平方向移動手段３０は、特に限定されるものではなく、シャフト３４をリニアモータに取り付けて、このリニアモータによって金属球３２をゴルフクラブヘッドＨに衝突させてもよい。このリニアモータとしては、例えば、ＬｉｎＭｏｔ社製リニアモータ（PS01−23S ×80−AGI ）が挙げられる。
【００２９】
この水平方向移動手段３０により、シャフト３４を方向Ｄに移動させて、金属球３２を、例えばフェース面Ｆに衝突させる。このとき、金属球３２の加速度を加速度センサ１４によって測定し、第１の実施形態と同様にして、加速度波形を測定し、加速度が打撃直後に最初に０になる時間を算出する。
【００３０】
次に、本実施形態の剛性分布の測定方法について説明する。例えば、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの剛性分布を測定する場合について説明する。
先ず、測定するフェース面Ｆを格子状に区切り、各格子点（測定位置）にマークをつける。
次に、フェース面Ｆが金属球３２と対向するように、ゴルフクラブＧのゴルフクラブシャフトＳを固定部材４６に固定する。
次に、３次元ステージ４０の水平ステージ４２および垂直ステージ４４を移動させて、マークに金属球３２が衝突するように位置合わせを行う。
次に、金属球３２をリニア式移動装置３８により、マークに衝突させて、コンピュータ２２により金属球３２の加速度が０になる時間を算出する。
上述の工程を繰り返して、フェース面Ｆの各マークにおける金属球３２の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求める。
そして、各打撃点における加速度が打撃直後に最初に０になる時間から、剛性分布を求める。なお、本実施形態においても、図３に示す加速度が打撃直後に最初に０になる時間と反発係数との関係から、フェース面Ｆの反発係数の分布を求めることもできる。なお、フェース面Ｆの剛性分布の測定に限定されるものではなく、それ以外のゴルフクラブヘッドの部位について剛性分布を測定する場合には、各部位を金属球３２に対向させて３次元ステージ４０に固定すればよい。
【００３１】
また、本実施形態においては、ゴルフクラブＧを３次元ステージ４０に固定して、これを用いて打撃位置の位置決めをしているので、金属球３２によるマークに対する打撃位置の精度を向上させることができ、ゴルフクラブヘッドの各部位における剛性分布を精度良く測定することができる。
【００３２】
本実施形態においても、ゴルフクラブＧをスイングさせる必要がないので、従来の測定方法に用いられる測定装置よりも装置を小型化することができる。また、特に、３次元ステージ４０と、水平方向移動手段３０とを組み合わせているので、打撃位置の位置決め精度が向上し、さらに一定速度で金属球をゴルフクラブヘッドに衝突させることができる。このため、ゴルフクラブヘッドの各点における局所的な剛性を高精度で測定することになり、これにより、剛性分布を高精度に測定することができる。
なお、上述のいずれの実施形態においても、打撃ごとに加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求める必要はなく、所定の回数、例えば、全ての格子点について、加速度信号を測定した後に、まとめて加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求めるようにしてもよい。
【００３３】
図５は、本発明の第２の実施形態の剛性分布測定装置の変形例を示す模式図である。なお、本変形例においては、図４に示す本発明の第２の実施形態の剛性分布測定装置と同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図５に示すように、本変形例の剛性分布測定装置７０においては、第２の実施形態の剛性分布測定装置６０に比して、打撃手段における水平方向移動手段３０が、振子式移動手段８０である点が異なり、それ以外の構成は、第２の実施形態と同様の構成であるので、その詳細な説明は省略する。
本変形例の振子式移動手段８０は、支持台８２と、この支持台８２に端部が回転自在に設けられた揺動部材８４とを有する。揺動部材８４の先端部には、金属球３２が設けられており、金属球３２には、第２の実施形態と同様に加速度センサ１４が設けられている。また、振子式移動手段８０には金属球３２を所定の高さに保持するストッパ（図示せず）が設けられている。
【００３４】
本変形例においても、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆを、例えば正方格子状に区切り、正方格子の格子点にマークをつける。そして、各マーク（測定位置）に金属球３２が衝突するように、３次元ステージ４０で位置合わせを行う。そして、金属球３２を所定の高さにストッパで保持し、所定の速度で金属球３２をフェース面Ｆのマークに衝突させ、コンピュータ２２により金属球３２の加速度が打撃直後、最初に０になる時間を算出する。
上述の工程を繰り返して、フェース面Ｆの各マークにおける金属球３２の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求める。これにより、ゴルフクラブヘッドＨにおける剛性分布を高精度に測定することができる。
このように、本発明の第２の実施形態における打撃手段においては、水平方向移動手段３０によって、金属球３２をゴルフクラブヘッドＨに衝突させることに限定されるものではなく、振子式移動手段８０を用いて、速度を一定にして金属球３２をゴルフクラブヘッドＨに衝突させてもよい。なお、本変形例においても、第２の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３５】
また、上述のいずれの実施形態においても、剛性分布は、フェース面に限定さるものではなく、クラウン、ソールおよび側壁などのゴルフクラブヘッドの各部位について剛性分布を測定することができ、各部位の剛性分布を定性的に評価できる。このようにして得られたゴルフクラブヘッドの各部位の剛性分布に基づいて、ゴルフクラブヘッドを設計し、ゴルフクラブを製造することができる。また、ゴルフクラブに、タグまたはシールなどの表示部を設け、この表示部に剛性分布を表示してもよい。
さらに本発明の測定方法は、打撃によるものであるため、得られる剛性分布は、実際のゴルフボールを打撃した時の動的な剛性を反映するものであり、実際の使用状況と整合が取れたものである。このため、例えば、所定の部位の剛性分布に基づいて、ゴルフクラブヘッドを補強すれば、必要以上に質量が増すことなく剛性が高いゴルフクラブヘッドを得ることができる。
【００３６】
【実施例】
以下本発明の実施例について具体的に説明する。本発明のゴルフヘッドの剛性分布の測定方法によりゴルフクラブヘッドのフェース面の剛性分布を測定した。図６は、ゴルフクラブヘッドのフェース面の測定位置を示す模式図である。図６に示すように、フェース面Ｆを正方格子状に区切り、この格子の格子点の座標を（ｘ、ｙ）で表し、フェース面ＦのセンタＣを座標（０、０）とし、このセンタＣを中心として、１０ｍｍ間隔で格子点をとり、この各格子点について、第２の実施形態に示す剛性分布の測定方法により、加速度が打撃直後に最初に０になるまでの時間を求めた。この結果を下記表１に示す。なお、表１に示す座標は、図６に示すセンタＣを原点とした座標系（ｘ、ｙ）における各格子点の座標に対応するものであり、加速度が打撃直後に最初に０になるまでの時間の単位は「μｓ」である。
【００３７】
図７は、横軸に時間をとり、縦軸に加速度センサの出力電圧をとって、フェース面の格子点における加速度波形の例を示すグラフである。なお、図７において、点線で示す加速度波形Ｐは、センタＣ（図６参照）におけるものであり、１点鎖線で示す加速度波形Ｑは、センタＣから１０ｍｍ下側の格子点Ｃ1 （図６参照）におけるものであり、実線で示す加速度波形Ｒは、センタＣから２０ｍｍ下側の格子点Ｃ2 （図６参照）におけるものである。
図７に示すように、フェース面の各位置における加速度波形Ｐ、Ｑ、Ｒは、場所ごとに明確な違いが見られた。フェース面Ｆの中心から外縁に向かって、加速度が打撃直後に最初に０になる時間が短くなっていた。すなわち、フェース面Ｆの中心から外縁に向かって、剛性が相対的に高くなっていた。
【００３８】
【表１】
【００３９】
図８は、ゴルフクラブヘッドのフェース面の剛性分布を示す等高線図であり、表１に示す各格子点の加速度が０になる時間に基づいて、各格子点間のデータを補間して作成したものである。なお、図８に括弧内に示す数値は、上述の座標を示すものであり、図６に示すフェース面Ｆの各格子点の座標に対応するものである。
図８に示すように、フェース面の中心部は加速度が打撃直後に最初に０になる時間が長く、外縁に向かって加速度が打撃直後に最初に０になる時間が短くなる。すなわち、フェース面Ｆの中心部は相対的に剛性が低く、外縁部は相対的に剛性が高くなっていた。
【００４０】
上記表１および図８に示すように、本発明の剛性分布の測定方法を用いることにより、フェース面の剛性分布を測定することができた。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、打撃手段により、ゴルフクラブヘッドの複数位置を打撃して、この複数位置の各位置において、打撃手段の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間を測定することは、ゴルフクラブヘッドの局所的な剛性を測定することになり、これにより、ゴルフクラブヘッドの各部位における剛性分布を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、本発明の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に利用される剛性分布測定装置を模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の剛性分布装置の処理装置を示すブロック図である。
【図２】 横軸に時間をとり、縦軸に加速度をとって、フェース面Ｆをインパクトハンマで打撃した場合のインパクトハンマから得られる加速度波形を模式的に示すグラフである。
【図３】 横軸に加速度が打撃直後に最初に０になる時間をとり、縦軸に反発係数をとって、加速度が最初に０になる時間と反発係数との関係を示すグラフである。
【図４】 本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に用いられる測定装置を示す模式図である。
【図５】 本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に用いられる測定装置の変形例を示す模式図である。
【図６】 ゴルフクラブヘッドのフェース面の測定位置を示す模式図である。
【図７】 横軸に時間をとり、縦軸に加速度センサの出力電圧をとって、フェース面の格子点における加速度波形の例を示すグラフである。
【図８】 ゴルフクラブヘッドのフェース面の剛性分布を示す等高線図である。
【図９】 （ａ）は、この提案するゴルフクラブヘッドの反発係数を測定する測定装置を示す模式的正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１０ インパクトハンマ
１２、３２ 金属球
１４ 加速度センサ
１６ アンプ
１８ 接続コネクタ
２０ アナログ入出力カード
２２ コンピュータ
２２ａ 波形解析ユニット
２２ｂ 減衰時間算出ユニット
２２ｃ ディスプレイ
３０ 水平方向移動手段
３４ シャフト
３６ 案内部
３８ リニア式移動装置
４０ ３次元ステージ
４２ 水平ステージ
４４ 垂直ステージ
４６ 固定部材
５０、６０、７０ 剛性分布測定装置
８０ 振子式移動手段
１００ 反発係数測定装置
１１０ 支持枠
１２０ 位置決手段
１３０ ストッパ
１４０ 測定部
１５０ 波形解析装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフクラブヘッドの各点を打撃手段により打撃した際に、打撃手段の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を測定してゴルフクラブヘッドの剛性分布を測定するゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法およびゴルフクラブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ＵＳＧＡ（全米プロゴルフ協会）はゴルフクラブヘッドのフェース面がゴルフボールを打撃する時に作用する反発係数を測定する測定方法を提案している。図９（ａ）は、この提案するゴルフクラブヘッドの反発係数を測定する測定装置を示す模式的正面図であり、（ｂ）はその側面図である。なお、図９（ｂ）に示す側面図においては、図９（ａ）に示すストッパ１３０および波形解析装置１５０の図示を省略している。
図９（ａ）および（ｂ）に示すように、ＵＳＧＡが提案している測定装置１００は、載置台１０２と、支持枠１１０と、位置決手段１２０と、ストッパ１３０と、測定部１４０とを有する。
支持枠１１０は、載置台１０２の上に立設され、位置決手段１２０を保持するものである。支持枠１１０においては、１対の第１の支持部材１１２が載置台１０２に立設されている。第２の支持部材１１４が、この第１の支持部材１１２を支えるように斜めに載置台１０２の上に設けられており、第１の支持部材１１２がそれぞれ支持されている。また、第１の支持部材１１２の間には、その上部に水平方向に延びる梁部１１６が設けられている。
【０００３】
位置決手段１２０は、ゴルフクラブＧをスイングさせるとともに、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの打撃位置を合わせるものである。位置決手段１２０においては、梁部１１６に、ゴルフクラブＧを垂直方向に移動させる第１のガイド機構１２２が設けられている。この第１のガイド機構１２２には、ハンドル１２３が設けられており、このハンドル１２３を回転させることにより、ゴルフクラブＧが垂直方向に移動する。また、第１の移動機構１２２には、ゴルフクラブＧを水平方向に移動させる第２のガイド機構１２４が設けられている。この第２のガイド機構１２４にもハンドル１２５が設けられており、このハンドル１２５を回転させることにより、ゴルフクラブＧが水平方向に移動する。このようにして、ゴルフクラブＧを水平方向および垂直方向に移動させることができる。
【０００４】
第２のガイド機構１２４には、支持部材１２８ａが設けられ、この支持部材１２８ａに揺動可能に枠部材１２８ｂが設けられている。この枠部材１２８ｂの枠内には、Ｖ字状の溝が形成されたブロックからなる挟持片１２６が、その溝部を対向させて、１対配置されている。
この枠部材１２８ｂには、ねじ軸に直結されたハンドル１２９が設けられており、このねじ軸は挟持片１２６の一方を押圧する。このハンドル１２９を回転させることにより、挟持片１２６が押圧されてゴルフクラブＧのグリップｇが溝部に挟持される。この状態でゴルフクラブＧは回転可能になる。
【０００５】
ストッパ１３０は、ゴルフクラブヘッドＨを所定の高さで固定するものであり、載置台１０２の端部に設けられた支持台１０４に設置されている。ストッパ１３０においては、シャフト１３４がゴルフクラブＧの回転方向と同じ方向に回動可能に可動部材１３２を介して設けられている。シャフト１３４の端部には、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆに整合する位置に留部材１３６が設けられている。可動部材１３２は係止部材（図示せず）により係止され、シャフト１３４の延在方向が垂直方向になり、ゴルフクラブＧの回転が留部材１３６により止められる。また、この係止部材による可動部材１３２の係止を解除することにより、ストッパ１３０がゴルフクラブＧと同じ方向に回動し、ゴルフクラブＧがスイングする。
【０００６】
測定部１４０は、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの応答を測定するものであり、波形解析装置１５０を有する。測定部１４０においては、載置台１０２の上の第１の支持部材１１２の間に台１４２が設けられている。台１４２の上には、支持部材１４４を介して金属球１４６が設けられている。ゴルフクラブヘッドＨは、そのフェース面Ｆの中心に金属球１４６が衝突するように、上述の位置決手段１２０により調整される。金属球１４６には、フェース面Ｆと衝突する面の裏面に加速度センサ１４８が設けられている。この加速度センサ１４８は、波形解析装置１５０に接続されている。この波形解析装置１５０は、金属球１４６とフェース面Ｆとが衝突した際に生じる金属球１４６の加速度を計測し、衝突してから、加速度が最初に０になる時間を算出し、この情報から反発係数を求める装置である。
【０００７】
このゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの反発係数の測定方法においては、ゴルフクラブＧを位置決手段１２０で固定するとともに、フェース面Ｆの打撃位置を合わせる。そして、ゴルフクラブヘッドＨを所定の高さにストッパ１３０で固定し、このストッパ１３０を解除して、所定の速度で金属球１４６にゴルフクラブヘッドを衝突させる。そして、金属球１４６とフェース面Ｆとが衝突してから、金属球１４６の加速度が最初に０になる時間を波形解析装置１５０で算出する。この方法によると、ゴルフクラブヘッドＨが異なっていても、同じ速度で金属球１４６にゴルフクラブヘッドＨを衝突させた場合、加速度が最初に０になるまでの時間が短い程、反発係数が高くなるとされている。このため、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの反発係数を評価することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、提案されているゴルフクラブヘッドのフェース面の反発係数の測定方法においては、ゴルフクラブシャフトを回転可能に支持してゴルフクラブヘッドＨを回転させる、いわゆる振り子を用いるために、測定に際して、各ゴルフクラブヘッドのフェース面の打撃位置がばらつき、ゴルフクラブヘッドのフェース面の反発係数について適正に測定できない虞がある。
また、この提案されている反発係数の測定方法においては、測定されるゴルフクラブヘッドの質量により、衝撃力が変化するという問題点もあり、これにより、反発係数を高精度に測定できない虞がある。
【０００９】
このように、提案されているゴルフクラブヘッドの反発係数の測定方法では、ゴルフクラブヘッドの反発係数を適正に評価していない虞があり、ゴルフクラブヘッドの反発係数の測定精度を向上させることが望まれている。
【００１０】
さらに、提案されているゴルフクラブヘッドの反発係数の測定装置では、ゴルフクラブヘッドの衝突速度を上げるために、測定に際してゴルフクラブヘッドＨを持ち上げる必要があり、このため、ストッパのシャフトを長くする必要があるとともに、多くのスペースを必要とする。
ところで、上述の反発係数の大小は、ゴルフクラブのフェース面の剛性の大小と対応する。このため、ゴルフクラブヘッドの剛性を測定する場合に、上記反発係数と同様の問題点が発生する虞がある。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、ゴルフクラブヘッドの剛性分布を簡易に、かつ高精度に測定できるゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法およびゴルフクラブを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、ゴルフクラブヘッドを打撃することによってゴルフクラブヘッドの剛性分布を測定するゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法であって、打撃手段により、前記ゴルフクラブヘッドの複数位置を打撃し、前記複数位置のそれぞれにおける前記打撃手段の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間を測定する工程と、前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が剛性の違いにより異なり、前記最初に０になる時間が短いと剛性が高いという関係に基づいて、打撃した前記複数位置の各位置において求められた前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間から、ゴルフクラブヘッドの剛性分布を求める工程とを有することを特徴とするゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法を提供するものである。
【００１３】
本発明においては、例えば、前記打撃手段は、ハンマであり、前記加速度は、前記ハンマの打撃部分に設けられた加速度センサにより測定される。
また、本発明においては、前記ゴルフクラブヘッドは、直交する３軸方向に移動可能に支持され、前記打撃手段は、金属からなる球体、前記球体に接続された軸、および前記軸を一定速度で移動させて前記球体を前記ゴルフクラブヘッドに衝突させる移動手段を有し、前記加速度は、前記球体に設けられた加速度センサにより測定されることが好ましい。
さらに、本発明においては、打撃直後に最初に０になる時間を測定する工程の後工程に、更に前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が反発係数の違いにより異なり、前記最初に０になる時間が長いと反発係数が高いという関係に基づいて、打撃した前記複数位置の各位置において求められた前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間から、ゴルフクラブヘッドの反発係数の分布を求める工程を有することが好ましい。
【００１４】
本発明の第２の態様は、上記本発明の第１の態様のゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に基づいて設計されていることを特徴とするゴルフクラブを提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法について、添付の図面を基に詳細に説明する。
本願発明者等は、上述の如く、フェース面と金属球とを衝突させて、衝突時点から金属球の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を測定する場合、ゴルフクラブヘッドの位置によって、金属球の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が違うことを知見した。このように、ゴルフクラブヘッドの位置によって金属球の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が異なるのは、ゴルフクラブヘッドのフェース面の剛性の違いによるものであることを見出した。すなわち、ゴルフクラブヘッドと金属球とを衝突させて、衝突時点から金属球の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を測定することは、ゴルフクラブヘッドの局所的な剛性を相対的（定性的）に測定することに対応する。
【００１６】
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に利用される剛性分布測定装置を模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の剛性分布装置の処理装置を示すブロック図である。
剛性分布測定装置５０は、ゴルフクラブヘッドＨの剛性分布を測定する装置であって、ゴルフクラブヘッドＨの各点を打撃手段により打撃し、このときの打撃手段の加速度の応答信号を取り込み、加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間、すなわち、打撃手段によりゴルフクラブヘッドの各点において、打撃が加えられた時点から打撃直後に最初に加速度が０になる時間を求める。この打撃手段の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を、ゴルフクラブヘッドの各点について求め、この加速度が打撃直後に最初に０になる時間に基づいて、ゴルフクラブヘッドの剛性分布を求める。この剛性分布の測定部位は、フェース面に限定されるものではなく、ゴルフクラブヘッドのソール、クラウンおよび側壁などであっても、その剛性分布を測定することができる。
この剛性分布は、例えば、打撃音の改善、および剛性の改善などのゴルフクラブヘッドの設計に反映させることができる。
【００１７】
剛性分布測定装置５０は、打撃手段であるインパクトハンマ１０と、インパクトハンマ１０の加速度を測定する加速度センサ１４と、この加速度センサ１４により得られた加速度信号を処理する処理部とを有する。
インパクトハンマ１０は、打撃面に金属球１２が設けられている。打撃部分、より詳しくは、打撃面の裏面に、加速度センサ１４が設けられている。
加速度センサ１４は、例えば、Endevco 社製Model122等小型軽量のものが用いられる。
【００１８】
処理部は、加速度センサ１４の加速度信号が入力されるアンプ１６と、この加速度信号を取り込むアナログ入出力カード２０と、アナログ入出力カード２０から供給される増幅された加速度信号を用いて、ゴルフクラブヘッドの剛性の特性を評価するモバイル型のコンピュータ２２と、を有して構成される。
アンプ１６は、加速度センサ１４から取り込まれた加速度信号を増幅するものであり、加速度センサ１４に接続される接続端子１６ａと、アナログ入出力カード２０に接続される接続コネクタ１８とが設けられている。接続コネクタ１８は、例えばＤ−ｓｕｂ３７ピンコネクタが用いられる。
アナログ入出力カード２０は、コンピュータ２２の所定のスロットに装着され、アンプ１６で増幅されたアナログ信号である加速度信号をデジタル信号に変換する装置である。このアナログ入出力カード２０は、例えば、CONTEC社製、AD-12-8 (PM)等が用いられる。
アナログ入出力カード２０は、コンピュータ２２の所定の位置に挿入されて、コンピュータ２２と一体化されている。
【００１９】
図１（ｂ）に示すように、コンピュータ２２には、インパクトハンマ１０の加速度信号を波形解析する波形解析ユニット２２ａと、加速度信号の波形から、インパクトハンマ１０でフェース面Ｆを打撃してから、インパクトハンマ１０の加速度が０になる時間を算出する減衰時間測定ユニット２２ｂと、加速度信号の波形、および加速度が打撃直後に最初に０になるまでの時間などを表示するディスプレイ２２ｃとを有して構成される。
なお、波形解析ユニット２２ａと、減衰時間算出ユニット２２ｂとは所定のプログラムを実行することで機能を発揮する。すなわち、ソフトウェア処理によって機能を発揮するユニットである。なお、本実施形態においては、アナログ入出力カード２０に変えて、アンプ１４より出力された加速度信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transformation)アナライザを用いて上述の波形解析をしてもよい。
【００２０】
インパクトハンマ１０は、例えば、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆを打撃することにより振動する。この振動によって発生する加速度は、加速度センサ１４により加速度信号に変換され、アンプ１６で増幅され、さらに、アナログ入出力ボード２０を介してコンピュータ２２に取り込まれる。
なお、インパクトハンマ１０の打撃面に設けられた金属球１２は、例えば、鋼製であり、直径が１５ｍｍ〜２５ｍｍのものが用いられる。インパクトハンマ１０による打撃は、一定の速度で行う必要がある。
打撃を受けるゴルフクラブヘッドＨは、例えば、ゴルフクラブ１２のシャフトＳが軽く固定支持されるか、または、天井よりホゼール部が宙づり状態とされて自由端を形成する。いずれにしても、ゴルフクラブヘッドＨにインパクトハンマ１０で打撃を与えることができる固定方法であればよい。
【００２１】
波形解析ユニット２２ａは、アンプ１４より入力された加速度信号を時間系列に配置し、加速度波形を得るものである。
図２は、横軸に時間をとり、縦軸に加速度をとって、フェース面Ｆをインパクトハンマで打撃した場合のインパクトハンマから得られる加速度波形を模式的に示すグラフである。なお、図２に示す時間軸における時間が０とは、インパクトハンマ１０によりフェース面Ｆが打撃された時点を示す。
図２に示すように、フェース面Ｆをインパクトハンマ１０で打撃することにより、例えば、加速度波形Ａ、Ｂを得ることができる。加速度波形Ａおよび加速度波形Ｂは、インパクトハンマ１０で、フェース面Ｆの異なる箇所を同じ速度で打撃することにより得られたものである。
また、図１（ｂ）に示すように、減衰時間算出ユニット２２ｂは、波形解析ユニット２２ａにより得られた図２に示す加速度波形Ａおよび加速度波形Ｂから、加速度が打撃直後に最初に０になる時間ｔ1 、ｔ2 を算出するものである。加速度が打撃直度に最初に０になる時間が短い方が剛性が定性的に高い。
【００２２】
ディスプレイ２２ｃは、図２に示す加速度波形Ａおよび加速度波形Ｂ、ならびに加速度が打撃直後に最初に０になる時間ｔ1 、ｔ2 などを表示するものであり、特に限定されるものではなく、液晶表示装置、ＣＲＴ、およびプラズマ表示装置などが挙げられる。また、ディスプレイ２２ｃに、後述するように、フェース面Ｆを格子状に区切り、その格子点における加速度が打撃直後に最初に０になる時間を測定することによって剛性分布を測定した場合、剛性分布を各格子点に対応させて表示してもよく、さらに剛性分布を、例えば格子点間で補間して等高線図で表示してもよい。なお、この等高線図は、等高線によって区画される領域ごとに、色分けして表示してもよく、また、模様などを変えて表示してもよい。
【００２３】
なお、本発明においては、金属球の加速度が打撃直後に最初に０になる時間ｔ1 、ｔ2 を求めることによりゴルフクラブヘッドＨの局所的な剛性を相対的に測定することになるが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、インパクトハンマ１０による打撃の大小により加速度が打撃直後に最初に０になる時間が微妙に変わるが、この打撃の大小を加速度波形の加速度が打撃直後に最初に０になるまでの積分値を用いて規格化してもよい。例えば、加速度が打撃直後に最初に０となる時間を積分値で除算した値を用いる。
なお、本発明においては、金属球の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間を測定することをゴルフクラブヘッドＨの局所的な剛性を相対的に測定することとみなす。
【００２４】
次に、本実施形態の剛性分布の測定方法によるフェース面の剛性分布の測定方法について説明する。
先ず、例えば、フェース面Ｆを格子状に区切り、その格子点（測定位置）にマークをつける。次に、ゴルフクラブＧのゴルフクラブシャフトＳを支持部材（図示せず）に固定する。次に、各マークをインパクトハンマ１０で打撃して、夫々インパクトハンマ１０の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求める。このように、測定位置が複数あっても、インパクトハンマ１０で叩く速度は一定にする。
各測定位置におけるインパクトハンマ１０の加速度が打撃直後に最初に０になる時間から、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの剛性分布を求める。
【００２５】
また、本願発明者等は、加速度が打撃直後に最初に０になる時間と、反発係数とに相関関係があることを見出した。図３は、横軸に加速度が打撃直後に最初に０になる時間をとり、縦軸に反発係数をとって、加速度が打撃直後に最初に０になる時間と反発係数との関係を示すグラフである。図３に示すように、加速度が打撃直後に最初に０になる時間が長くなるにつれて、すなわち、剛性が相対的に低いと反発係数が高い。このように、加速度が打撃直後に最初に０になる時間（ゴルフクラブヘッドの局所的な剛性）の分布を測定することにより、ゴルフクラブヘッドの各部位における反発係数の分布も測定することができる。これにより、本発明の方法により求められた剛性分布から反発係数の分布を求めることもできる。なお、反発係数と剛性との相関関係を求める場合、本発明は、試験条件（打撃速度）の依存性があるので、実験条件を合わせることが好ましい。
【００２６】
本実施形態においては、ゴルフクラブＧをスイングさせる必要がないので、従来の測定方法に用いられる測定装置よりも装置を小型化することができるとともに、測定位置の精度も高くすることができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図４は、本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に用いられる剛性分布測定装置を示す模式図である。なお、本実施形態においては、図１に示す本発明の第１の実施形態の剛性分布測定装置と同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図４に示すように、本実施形態の剛性分布測定装置６０においては、第１の実施形態の剛性分布測定装置５０と比較して、打撃手段の構成、およびゴルフクラブＧを固定する３次元ステージ４０を有する点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施形態と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の３次元ステージ４０は、ゴルフクラブヘッドＨを、直交する３方向、すなわち、水平面内の直交する２方向、およびこの２方向と直交する垂直方向に移動させるものであり、水平ステージ４２と、垂直ステージ４４とを有する。垂直ステージ４４には、ゴルフクラブシャフトＳを固定するための固定部材４６が設けられている。
【００２８】
また、本実施形態の打撃手段は、所定の速度で金属球を水平方向に移動させて、ゴルフクラブヘッドＨを打撃するものである。
打撃手段は、金属球３２と、この金属球３２を水平方向移動させる水平方向移動手段３０とを有する。水平方向移動手段３０は、この金属球３２に設けられ水平方向に延在するシャフト３４と、このシャフト３４が挿通されて案内するガイド部３６と、このガイド部３６に挿通されたシャフト３４を水平方向移動させるリニア式移動装置３８とを有する。
リニア式移動装置３８は、ガイド部３６に挿通されたシャフト３４を、例えば電磁力を利用して、方向Ｄに一定の速度で移動させることができる。なお、水平方向移動手段３０は、特に限定されるものではなく、シャフト３４をリニアモータに取り付けて、このリニアモータによって金属球３２をゴルフクラブヘッドＨに衝突させてもよい。このリニアモータとしては、例えば、ＬｉｎＭｏｔ社製リニアモータ（PS01−23S ×80−AGI ）が挙げられる。
【００２９】
この水平方向移動手段３０により、シャフト３４を方向Ｄに移動させて、金属球３２を、例えばフェース面Ｆに衝突させる。このとき、金属球３２の加速度を加速度センサ１４によって測定し、第１の実施形態と同様にして、加速度波形を測定し、加速度が打撃直後に最初に０になる時間を算出する。
【００３０】
次に、本実施形態の剛性分布の測定方法について説明する。例えば、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの剛性分布を測定する場合について説明する。
先ず、測定するフェース面Ｆを格子状に区切り、各格子点（測定位置）にマークをつける。
次に、フェース面Ｆが金属球３２と対向するように、ゴルフクラブＧのゴルフクラブシャフトＳを固定部材４６に固定する。
次に、３次元ステージ４０の水平ステージ４２および垂直ステージ４４を移動させて、マークに金属球３２が衝突するように位置合わせを行う。
次に、金属球３２をリニア式移動装置３８により、マークに衝突させて、コンピュータ２２により金属球３２の加速度が０になる時間を算出する。
上述の工程を繰り返して、フェース面Ｆの各マークにおける金属球３２の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求める。
そして、各打撃点における加速度が打撃直後に最初に０になる時間から、剛性分布を求める。なお、本実施形態においても、図３に示す加速度が打撃直後に最初に０になる時間と反発係数との関係から、フェース面Ｆの反発係数の分布を求めることもできる。なお、フェース面Ｆの剛性分布の測定に限定されるものではなく、それ以外のゴルフクラブヘッドの部位について剛性分布を測定する場合には、各部位を金属球３２に対向させて３次元ステージ４０に固定すればよい。
【００３１】
また、本実施形態においては、ゴルフクラブＧを３次元ステージ４０に固定して、これを用いて打撃位置の位置決めをしているので、金属球３２によるマークに対する打撃位置の精度を向上させることができ、ゴルフクラブヘッドの各部位における剛性分布を精度良く測定することができる。
【００３２】
本実施形態においても、ゴルフクラブＧをスイングさせる必要がないので、従来の測定方法に用いられる測定装置よりも装置を小型化することができる。また、特に、３次元ステージ４０と、水平方向移動手段３０とを組み合わせているので、打撃位置の位置決め精度が向上し、さらに一定速度で金属球をゴルフクラブヘッドに衝突させることができる。このため、ゴルフクラブヘッドの各点における局所的な剛性を高精度で測定することになり、これにより、剛性分布を高精度に測定することができる。
なお、上述のいずれの実施形態においても、打撃ごとに加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求める必要はなく、所定の回数、例えば、全ての格子点について、加速度信号を測定した後に、まとめて加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求めるようにしてもよい。
【００３３】
図５は、本発明の第２の実施形態の剛性分布測定装置の変形例を示す模式図である。なお、本変形例においては、図４に示す本発明の第２の実施形態の剛性分布測定装置と同一構成物には、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。
図５に示すように、本変形例の剛性分布測定装置７０においては、第２の実施形態の剛性分布測定装置６０に比して、打撃手段における水平方向移動手段３０が、振子式移動手段８０である点が異なり、それ以外の構成は、第２の実施形態と同様の構成であるので、その詳細な説明は省略する。
本変形例の振子式移動手段８０は、支持台８２と、この支持台８２に端部が回転自在に設けられた揺動部材８４とを有する。揺動部材８４の先端部には、金属球３２が設けられており、金属球３２には、第２の実施形態と同様に加速度センサ１４が設けられている。また、振子式移動手段８０には金属球３２を所定の高さに保持するストッパ（図示せず）が設けられている。
【００３４】
本変形例においても、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆを、例えば正方格子状に区切り、正方格子の格子点にマークをつける。そして、各マーク（測定位置）に金属球３２が衝突するように、３次元ステージ４０で位置合わせを行う。そして、金属球３２を所定の高さにストッパで保持し、所定の速度で金属球３２をフェース面Ｆのマークに衝突させ、コンピュータ２２により金属球３２の加速度が打撃直後、最初に０になる時間を算出する。
上述の工程を繰り返して、フェース面Ｆの各マークにおける金属球３２の加速度が打撃直後に最初に０になる時間を求める。これにより、ゴルフクラブヘッドＨにおける剛性分布を高精度に測定することができる。
このように、本発明の第２の実施形態における打撃手段においては、水平方向移動手段３０によって、金属球３２をゴルフクラブヘッドＨに衝突させることに限定されるものではなく、振子式移動手段８０を用いて、速度を一定にして金属球３２をゴルフクラブヘッドＨに衝突させてもよい。なお、本変形例においても、第２の実施形態と同様の効果を奏する。
【００３５】
また、上述のいずれの実施形態においても、剛性分布は、フェース面に限定さるものではなく、クラウン、ソールおよび側壁などのゴルフクラブヘッドの各部位について剛性分布を測定することができ、各部位の剛性分布を定性的に評価できる。このようにして得られたゴルフクラブヘッドの各部位の剛性分布に基づいて、ゴルフクラブヘッドを設計し、ゴルフクラブを製造することができる。また、ゴルフクラブに、タグまたはシールなどの表示部を設け、この表示部に剛性分布を表示してもよい。
さらに本発明の測定方法は、打撃によるものであるため、得られる剛性分布は、実際のゴルフボールを打撃した時の動的な剛性を反映するものであり、実際の使用状況と整合が取れたものである。このため、例えば、所定の部位の剛性分布に基づいて、ゴルフクラブヘッドを補強すれば、必要以上に質量が増すことなく剛性が高いゴルフクラブヘッドを得ることができる。
【００３６】
【実施例】
以下本発明の実施例について具体的に説明する。本発明のゴルフヘッドの剛性分布の測定方法によりゴルフクラブヘッドのフェース面の剛性分布を測定した。図６は、ゴルフクラブヘッドのフェース面の測定位置を示す模式図である。図６に示すように、フェース面Ｆを正方格子状に区切り、この格子の格子点の座標を（ｘ、ｙ）で表し、フェース面ＦのセンタＣを座標（０、０）とし、このセンタＣを中心として、１０ｍｍ間隔で格子点をとり、この各格子点について、第２の実施形態に示す剛性分布の測定方法により、加速度が打撃直後に最初に０になるまでの時間を求めた。この結果を下記表１に示す。なお、表１に示す座標は、図６に示すセンタＣを原点とした座標系（ｘ、ｙ）における各格子点の座標に対応するものであり、加速度が打撃直後に最初に０になるまでの時間の単位は「μｓ」である。
【００３７】
図７は、横軸に時間をとり、縦軸に加速度センサの出力電圧をとって、フェース面の格子点における加速度波形の例を示すグラフである。なお、図７において、点線で示す加速度波形Ｐは、センタＣ（図６参照）におけるものであり、１点鎖線で示す加速度波形Ｑは、センタＣから１０ｍｍ下側の格子点Ｃ1 （図６参照）におけるものであり、実線で示す加速度波形Ｒは、センタＣから２０ｍｍ下側の格子点Ｃ2 （図６参照）におけるものである。
図７に示すように、フェース面の各位置における加速度波形Ｐ、Ｑ、Ｒは、場所ごとに明確な違いが見られた。フェース面Ｆの中心から外縁に向かって、加速度が打撃直後に最初に０になる時間が短くなっていた。すなわち、フェース面Ｆの中心から外縁に向かって、剛性が相対的に高くなっていた。
【００３８】
【表１】
図８は、ゴルフクラブヘッドのフェース面の剛性分布を示す等高線図であり、表１に示す各格子点の加速度が０になる時間に基づいて、各格子点間のデータを補間して作成したものである。なお、図８に括弧内に示す数値は、上述の座標を示すものであり、図６に示すフェース面Ｆの各格子点の座標に対応するものである。
図８に示すように、フェース面の中心部は加速度が打撃直後に最初に０になる時間が長く、外縁に向かって加速度が打撃直後に最初に０になる時間が短くなる。すなわち、フェース面Ｆの中心部は相対的に剛性が低く、外縁部は相対的に剛性が高くなっていた。
【００４０】
上記表１および図８に示すように、本発明の剛性分布の測定方法を用いることにより、フェース面の剛性分布を測定することができた。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、打撃手段により、ゴルフクラブヘッドの複数位置を打撃して、この複数位置の各位置において、打撃手段の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間を測定することは、ゴルフクラブヘッドの局所的な剛性を測定することになり、これにより、ゴルフクラブヘッドの各部位における剛性分布を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、本発明の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に利用される剛性分布測定装置を模式図であり、（ｂ）は、（ａ）の剛性分布装置の処理装置を示すブロック図である。
【図２】 横軸に時間をとり、縦軸に加速度をとって、フェース面Ｆをインパクトハンマで打撃した場合のインパクトハンマから得られる加速度波形を模式的に示すグラフである。
【図３】 横軸に加速度が打撃直後に最初に０になる時間をとり、縦軸に反発係数をとって、加速度が最初に０になる時間と反発係数との関係を示すグラフである。
【図４】 本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に用いられる測定装置を示す模式図である。
【図５】 本発明の第２の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に用いられる測定装置の変形例を示す模式図である。
【図６】 ゴルフクラブヘッドのフェース面の測定位置を示す模式図である。
【図７】 横軸に時間をとり、縦軸に加速度センサの出力電圧をとって、フェース面の格子点における加速度波形の例を示すグラフである。
【図８】 ゴルフクラブヘッドのフェース面の剛性分布を示す等高線図である。
【図９】 （ａ）は、この提案するゴルフクラブヘッドの反発係数を測定する測定装置を示す模式的正面図であり、（ｂ）はその側面図である。
【符号の説明】
１０ インパクトハンマ
１２、３２ 金属球
１４ 加速度センサ
１６ アンプ
１８ 接続コネクタ
２０ アナログ入出力カード
２２ コンピュータ
２２ａ 波形解析ユニット
２２ｂ 減衰時間算出ユニット
２２ｃ ディスプレイ
３０ 水平方向移動手段
３４ シャフト
３６ 案内部
３８ リニア式移動装置
４０ ３次元ステージ
４２ 水平ステージ
４４ 垂直ステージ
４６ 固定部材
５０、６０、７０ 剛性分布測定装置
８０ 振子式移動手段
１００ 反発係数測定装置
１１０ 支持枠
１２０ 位置決手段
１３０ ストッパ
１４０ 測定部
１５０ 波形解析装置
Claims (5)
- ゴルフクラブヘッドを打撃することによってゴルフクラブヘッドの剛性分布を測定するゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法であって、
打撃手段により、前記ゴルフクラブヘッドの複数位置を打撃し、前記複数位置のそれぞれにおける前記打撃手段の加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間を測定する工程と、
前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が剛性の違いにより異なり、前記最初に０になる時間が短いと剛性が高いという関係に基づいて、打撃した前記複数位置の各位置において求められた前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間から、ゴルフクラブヘッドの剛性分布を求める工程とを有することを特徴とするゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法。 - 前記打撃手段は、ハンマであり、前記加速度は、前記ハンマの打撃部分に設けられた加速度センサにより測定される請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法。
- 前記ゴルフクラブヘッドは、直交する３軸方向に移動可能に支持され、前記打撃手段は、金属からなる球体、前記球体に接続された軸、および前記軸を一定速度で移動させて前記球体を前記ゴルフクラブヘッドに衝突させる移動手段を有し、前記加速度は、前記球体に設けられた加速度センサにより測定される請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法。
- 打撃直後に最初に０になる時間を測定する工程の後工程に、更に前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間が反発係数の違いにより異なり、前記最初に０になる時間が長いと反発係数が高いという関係に基づいて、打撃した前記複数位置の各位置において求められた前記加速度が打撃時点から打撃直後に最初に０になる時間から、ゴルフクラブヘッドの反発係数の分布を求める工程を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法。
- 請求項１乃至４のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドの剛性分布測定方法に基づいて設計されていることを特徴とするゴルフクラブ。
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