JP2004129687A

JP2004129687A - Optimal golf club shaft selecting system and golf club shaft

Info

Publication number: JP2004129687A
Application number: JP2002294531A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Ueda; 植田　勝彦
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2004-04-30
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: JP4145618B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To select a golf club shaft optimal for a golfer by determining such a golf club shaft as enhancing the head speed for a golfer. <P>SOLUTION: This optimal golf club shaft selecting system is provided with a first analysis system having a shaft behavior measuring means measuring deformation behavior of the shaft during a swing, a shaft EI calculating means calculating the EI distribution of the shaft and a shaft shape calculating means calculating the deformation shape of the shaft during the swing, and a second analysis system having a swing classification means analyzing and classifying the swing of the golfer. This optimal golf club shaft selecting system analyzes the deformation behavior of the shaft during the swing, classifies the swing of the golfer and selects the shaft having the optimal head speed for the golfer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、最適ゴルフクラブシャフト選定システム及びゴルフクラブシャフトに関し、詳しくは、ゴルフクラブスイング中のシャフトの変形挙動を解析すると共に、ゴルファーのスイングを分類し、ゴルファーにとって最適なゴルフクラブ、特に、ヘッドスピードが速くなるゴルフクラブを選定するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルファーのスイングフォームは千差万別であるため、各ゴルファーにとって最適なゴルフクラブはそれぞれ異なっている。使用するゴルフクラブによりスコアに影響が出ることから、自分に合ったゴルフクラブを探し出すことはゴルファーにとって重要視されている。
【０００３】
ゴルファーにとって最適なゴルフクラブとしては、種々の要因が挙げられるが、特に大きな飛距離が得られることが要求され、よってスイング時のヘッドスピードが速くなるようなゴルフクラブが望まれている。従来、飛距離が得られるクラブを選定するためには、ゴルフ場及び練習場等で、実際にボールを打って飛距離、打ち出し方向等を計測することでクラブの適否を経験的、感覚的に判断している。
【０００４】
その他、スイング画像によりスイングフォームをチェックする、あるいは、シャフトにひずみゲージ等のセンサーを取り付け、シャフトのしなり具合を計測する等によりゴルフクラブの挙動等を計測し、ゴルファーに最適な条件を調査する種々の方法が提案されている。
【０００５】
例えば、特許第３２４３２１０号のスイング中のゴルフシャフトしなり挙動解析システムでは、ゴルフシャフトに取り付けた４ヶ所のひずみゲージにより測定したひずみの時系列と、シャフトに静的荷重を与えることによって求めたシャフトのＥＩ分布を用いて、シャフトの曲げ・曲率分布の変化率（時間微分）を含むしなり挙動を求めている。
【０００６】
また、特許第３２４３２０９号のゴルフクラブシャフトの調子の判定方法、その方法に表現される特性を特徴としたゴルフシャフトでは、特許第３２４３２１０号のしなり挙動解析システムを用いて、シャフトに発生する曲げモーメント分布を求め、多変量解析、クラスター分析によりゴルファーにスイングパターンを分類し、調子を判定している。
【０００７】
具体的には、以下の▲１▼、▲２▼に示す手法により調子を判定している。
▲１▼インパクト手前のスイング方向の曲げモーメント分布とシャフトのＥＩ分布からシャフトの曲率分布の変化率を解析し、シャフトを３等分あるいは等分した場合、全体の曲率分布の変化率に対するチップ・バット・中間の曲率分布の変化率の割合（動的なフレキシブル・レシオ：ＤＦＲ　Ｒａｔｉｏ）によって
（ｉ）ＤＦＲ　Ｒａｔｉｏ　Ｔｉｐ＞２０％　→先調子
ＤＦＲ　Ｒａｔｉｏ　Ｔｉｐ＜２０％　→手元・中調子
（ｉｉ）ＤＦＲ　Ｒａｔｉｏ　Ｂｕｔｔ／ＤＦＲ　ｍｉｄｄｌｅ＞１．２　手元調子
ＤＦＲ　Ｒａｔｉｏ　Ｂｕｔｔ／ＤＦＲ　ｍｉｄｄｌｅ＜１．２　中調子と判別する。また、曲率分布の変化率のピーク位置（動的なキックポイント）によって調子を判別する。
【０００８】
▲２▼インパクト手前のトウダウン方向の最大曲げモーメント分布、あるいは、トップオブスイングやコック解放時付近の最大曲げモーメント分布、シャフトのＥＩ分布から求まる曲率分布によってシャフトの特性を明確にする。
【０００９】
従来までの調子を判定するシステム（順式や逆式のフレックスの比・静的座屈による最大撓み位置・静的荷重を負荷することによる各部の曲率）では「調子」の性能が官能評価とは一致しない場合があったが、これらの手法によって、スイング中のシャフトの調子と官能評価が一致するようなゴルフシャフトの調子判定方法を開示している。
【００１０】
【特許文献１】
特許第３２４３２１０号
【００１１】
【特許文献２】
特許第３２４３２０９号
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許第３２４３２１０号では、スイング中のしなり挙動を解析することができるが、ヘッドスピードが速くなるようなゴルフクラブシャフトを判定するまでには至らず、ゴルファーに最適なゴルフクラブシャフトを選定できないという問題がある。
【００１３】
また、上記特許第３２４３２０９号では、動的なシャフト変形挙動を解明することで、シャフトの調子とフィーリングとの関係が官能評価と一致するとされているものの、具体的な官能評価と動的シャフト変形挙動（曲率分布の変化率）との関係が示されていない。よって、ヘッドスピードが速くなるようなゴルフクラブシャフトを判定するまでには至らず、ゴルファーに最適なゴルフクラブシャフトを選定できないという問題がある。
【００１４】
さらに、特許第３２４３２０９号、特許第３２４３２１０号で記載されているＥＩ分布の測定方法では、撓み量ｙを計測装置によって求め、シャフト軸方向の距離ｘとｙの最小自乗法によりｙとｘの近似式を算出し、シャフト先端に付加したモーメントと上記近似式からＥＩ分布を計算している。
【００１５】
しかし、この方法では、ＥＩ分布の測定対象が既知の鉄の棒の場合は、既知ＥＩ分布と計測ＥＩ分布は良く一致するが、ゴルフシャフト、特に、図１０に示すように、ＦＲＰ製のシャフト（Ａ〜Ｃの３種類）について、上記記載方法でＥＩ分布を測定すると、最小自乗法の近似の次数によって、チップ・バット部のＥＩ分布が発散してしまい、正確にＥＩ分布を求められないことがある。
【００１６】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、ゴルファーにとってヘッドスピードが速くなるようなゴルフクラブシャフトを判定可能とし、ゴルファーに最適なゴルフクラブシャフトを選定できる最適ゴルフクラブシャフト選定システムを提供することを課題としている。
【００１７】
【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、スイング中のシャフトの変形挙動を測定するシャフト挙動測定手段と、
シャフトのＥＩ分布を算出するシャフトＥＩ算出手段と、
スイング中のシャフトの変形形状を計算するシャフト形状計算手段とを有する第１解析システムと、
ゴルファーのスイングを解析分類するスイング分類手段を有する第２解析システムとを備え、
上記スイング中の上記シャフトの変形挙動を解析すると共に、上記ゴルファーのスイングを分類し、上記ゴルファーにとってヘッドスピードが最適なシャフトを選定することを特徴とする最適ゴルフクラブシャフト選定システムを提供している。
【００１８】
シャフトの変形挙動及びシャフトのＥＩ分布を測定・算出し、シャフトの変形形状を計算すると共に、ゴルファーのスイングの特徴を把握した上で、ゴルファーに最適なシャフトを選定している。このため、各ゴルファーのスイング軌道に応じて、シャフトが適切に変形し、インパクト時にヘッドの重心深度相当分のシャフト先端にスイング方向に十分な撓みが生じるような、ヘッドスピードが速くなるゴルフクラブシャフトを選定することができる。
【００１９】
具体的には、本発明は、鋭意研究の結果、以下のことを見出したことに基づくものである。ヘッドスピードは、シャフトの撓み速度と手元の速度の２つが大きな要因となることを解明し、シャフトの撓み速度が最大になるのは、ヘッドの重心が最下点になるときである、即ち、重心深度相当分だけスイング方向に変形していればヘッドスピードが最も速くなることを解明した。スイングによってシャフト変形方向が異なるので、ヘッド重心がインパクトで最下点になるのもシャフトにより異なることとなるため、スイングパターンによって最適なシャフトが異なることとなる。
【００２０】
また、手元速度は、ゴルファーのスイングパターンに依存し、インパクト前に手元速度が急激に低下する場合や、逆に急激に上昇する場合がある。手元速度が低下する場合、ヘッドスピードのピークで打つためには柔らかいシャフトが最適シャフトとなる。一方、手元速度が上昇する場合、ヘッドスピードのピークで打つためには硬いシャフトが最適シャフトとなる。
【００２１】
また、本発明では、ひずみゲージによる測定ではなく、画像によるスイング分析から最適シャフトを選定することもできる。さらに、上記のようにシャフトの調子や硬さとヘッドスピードの関係を明確にしているため、ヘッドスピードが速くなるようなシャフトを選定可能となった。
【００２２】
即ち、シャフト挙動測定手段によりスイング中のシャフトに生じるひずみ量を測定し、上記シャフト形状計算手段によりインパクト時の変形形状を計算すると共に、上記シャフト分類手段によりゴルファーのスイングの特徴を抽出し、ヘッドスピードが速いシャフトを選定することが好ましい。即ち、撓み曲線の方程式等を用いて、シャフトの撓み量を計算することで、シャフトの変形形状を計算している。
【００２３】
シャフトに生じるひずみ量を測定するとシャフトの挙動を容易かつ正確に把握することができる。また、打球の飛距離や打球方向への影響が大きいインパクト時の変形形状を計算し、より精度の高い選定を可能にしている。
【００２４】
上記シャフトは繊維強化樹脂製とし、該シャフトにひずみゲージを４箇所以上取り付け、該各箇所に生じるひずみを測定し、上記ひずみの測定データから上記シャフトに生じる曲げモーメントを計算すると共に、複合材料に関する積層理論を用いて上記ＥＩ分布を算出し、
上記第１解析システムにより、撓み曲線の微分方程式、上記曲げモーメント、上記ＥＩ分布を用いてシャフト変形形状を計算し、シャフトの変形挙動を解析することが好ましい。
【００２５】
カーボン繊維等の強化繊維と熱硬化性樹脂等の樹脂中に含浸させたプリプレグの積層体等からなる繊維強化樹脂製のシャフトにおいても、複合材料に関する積層理論を用いてＥＩ分布を算出しているため、より正確なＥＩ分布を得ることができ、解析精度を向上することができる。ひずみゲージは複数個が良いが精度を高めるには４個以上が良く、シャフトの軸方向にできるだけ均等に、少なくともチップ側とバット側の両端に配置されるのが好ましく、有線あるいは無線により検知した電圧信号を送信することができる。ひずみゲージは、非常に軽量で小さいため、ゴルファーにとってスイング時に違和感もなく、測定から検知された信号を処理する時間も短い。なお、金属製等のシャフトの解析も可能であり、ドライバー、アイアン、パター用等、全ての種類のゴルフクラブシャフトの解析が可能である。
【００２６】
複合材料に関する積層理論とは、積層からなる材料（複合材料）のプライ（巻き付け）によって弾性定数は異なるので、応力は一様にならないことを考慮し、プライ間の平均応力を定義することによって多方向の積層材の等価弾性定数に置き換えた理論である。これによれば、シャフトを等分割（あるいは複数の要素）に分けてＥＩを求めることができ、チップ、バット部についても、シャフト軸方向のＥＩを補間せずに求めているので、他の部分（シャフト中央部）と同様の扱いで計算できる。よって、シャフトのチップ（ヘッド）側、バット（グリップ）側端部のＥＩが発散しないＥＩ分布を求めることができる。
【００２７】
さらに詳述すると積層理論とは、以下の２つの仮定の基に成り立つ理論である。
▲１▼積層板は対称である。従って、プライの配向角や弾性係数は積層板の中央面に対して対称である。
▲２▼ひずみは積層板の厚さを通じて一定である。これは、積層板の厚みが長さ・幅に対して小さいためである。
積層理論では、以上の仮定を基に、「積層板はプライによって弾性定数は異なるので応力分布は一様でない。従って、平均応力を定義すると容易になる。」という考えに基づき弾性定数を求めている。
【００２８】
積層方向の平均応力は下記の式１、積層１枚についての応力は斜向座標系での応力−ひずみの関係より下記の式２で求められる。また、図１（Ａ）に積層材料ＳＳの積層方向を示す。プリプレグをシャフトにした時のシャフト軸方向を方向１、方向１に垂直方向を方向２、せん断方向を方向６としている。厚み方向Ｚ、厚みはｈとしている。Ｑとは斜向軸系の工学的定数である。
【００２９】
【式１】

【００３０】
【式２】

【００３１】
式２を式１へ代入すると下記の式３が得られ、ひずみは仮定より定ひずみであるため以下のように変形され面内の合応力が得られる。
【００３２】
【式３】

【００３３】
斜向軸系の工学的定数Ｑと弾性係数の関係は単軸引張試験を想定すると明確となる。図１（Ｂ）に示す積層材料において、等価弾性係数Ｅを求めるために下記の関係を得る。
【００３４】
【式４】

【００３５】
式４を式３に代入し、また一様平均な応力が積層材に生じている（つまりプライ配向角＝０ｄｅｇの等方性材料）ので下記の関係が得られる。Ａ１１、Ａ１２はＱ１１、Ｑ１２の加算である。ＥＩを考える場合は、各プライの工学的定数の断面二次モーメントを掛け、加算することで積層材の等価ＥＩを計算できる。
【００３６】
【式５】

【００３７】
上記スイング分類手段により、ゴルファーのスイングを、腕ターンあるいはボディターン、コック有あるいはコック無から選択される４つのパターンに分類していることが好ましい。ゴルファーのスイングをこのようなパターンに分類することで、各ゴルファーのスイングの特徴別に適したゴルフクラブシャフトの選定を行うことができる。
【００３８】
上記スイング分類は、ＤＬＴ法等を用いたスイング画像処理データ、あるいは、スイング時のシャフトに生じるひずみの時系列データを用いて行うことができる。
画像処理を用いてスイングパターンを分類するためには、人体各部（頭・首・肩・肘・手首・腰）等の複数箇所とシャフトの挙動を計測する必要がある。また、ひずみの時系列データを用いてスイングパターンを分類するためには、ひずみの波形データとスイング分類との相関関係を把握する必要がある。
【００３９】
上記ゴルファーがスイングした際の、三次元あるいは二次元座標系における手首関節角度の変化量によりコックの有無を判定し、上記ゴルファーのスイング時のダウンスイング開始時刻からインパクトまでの三次元あるいは二次元座標系における頭・手首・左腰の変位量から求められる（腰部変位量）／（頭部変位量）、あるいは、（左腰変位量）の２つのパラメータによりボディターンと腕ターンを判定することができる。
【００４０】
上記２つのパラメータは、予めレッスンプロ等のスイング診断の結果により、コックの有無の判定及びボディターンと腕ターンの判定との相関が得られているものである。このように事前に診断した相関関係と照合することで、判定精度をより高めている。
【００４１】
また、本発明は、本発明の最適ゴルフクラブシャフト選定システムを用いて選定されたことを特徴とするゴルフクラブシャフトを提供している。
本発明の最適ゴルフクラブシャフト選定システムでは、曲げ剛性分布等の特性が異なるシャフトの中からゴルファーに最適なゴルフクラブシャフトを選定することができる。このため、選定されたゴルフクラブシャフトは、各ゴルファーにとって使いやすく、容易に大きな飛距離が得られるため、非常に有用なものである。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の最適ゴルフクラブシャフト選定システムの第１実施形態を図面を参照して説明する。
最適ゴルフクラブシャフト選定システムは、スイング中のシャフトの変形挙動を測定するシャフト挙動測定手段と、シャフトのＥＩ分布を算出するシャフトＥＩ算出手段と、スイング中のシャフトの変形形状を計算するシャフト形状計算手段とを有する第１解析システムと、ゴルファーのスイングを解析分類するスイング分類手段を有する第２解析システムとを備えており、スイング中のシャフトの変形挙動を解析すると共に、ゴルファーのスイングを分類し、ゴルファーにとってヘッドスピードが最適なシャフトを選定する構成としている。
【００４３】
具体的には、シャフト挙動測定手段によりスイング中のシャフトに生じるひずみ量を測定し、シャフト形状計算手段によりインパクト時の変形形状を計算すると共に、シャフト分類手段によりゴルファーのスイングの特徴を抽出し、ヘッドスピードが速いシャフトを選定するものである。
【００４４】
以下、最適シャフトの選定までの手順について説明する。
挙動解析を行うシャフトを準備する。図２に示すように、シャフト１は、カーボン繊維を強化繊維としたプリプレグの積層体からなり、小径側先端にヘッド２が取り付けられ、大径端側にグリップ３が取り付けられている。シャフト１には、ひずみゲージＧ（Ｇ１〜Ｇ４）が４箇所貼り付けられている。具体的には、ヘッド取付端から８５ｍｍの位置に第１ひずみゲージＧ１、さらに２００ｍｍずつ間隔をあけて第２ひずみゲージＧ２、第３ひずみゲージＧ３、第４ひずみゲージＧ４がシャフト１の長軸方向の同一軸線上の同面でスイング方向に対して垂直な面に貼り付けられ、スイング時にシャフト１に生じるひずみを測定可能な構成としている。
【００４５】
ひずみゲージＧで検出された電圧信号は、ブリッジボックスとアンプを介して動ひずみ計に送信され（図示せず）、コンピュータに取り込まれ、シャフト１の各ひずみ測定箇所の電圧信号を入力できる。スイング測定終了後、キャリブレーションを行うことによって、電圧をひずみに変換し、図３に示すように、各測定箇所でのひずみの時系列をシャフト挙動測定手段で計測している。図中、ひずみ（ｓｔｒａｉｎ）のグラフが０に近い側からＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４のデータとしている。
【００４６】
次に、複合材料に関する積層理論、即ち、複合材料の材料定数算出方法で用いられる積層理論を用いてシャフトのＥＩ分布を算出する。
具体的には、実測にて繊維軸系のヤング率・ポアソン比を求める。また、以下に繊維軸系の応力−ひずみの関係式を示す。これは、単軸縦方向、単軸横方向、縦方向せん断方向についてのひずみと応力の関係について、線形弾性材料に限定することで、重ね合わせを行うことで求めている。
【００４７】
【式６】

【００４８】
式中、σは応力、Ｅは縦弾性係数、ｍは１／（１−ν_ｘν_ｙ）で表される定数、εはひずみ、νはポアソン比を示す。ｘは引張方向、ｙは圧縮方向、Ｓはせん断方向を指す。
【００４９】
即ち、斜向軸系のひずみをひずみ変換則、斜向軸系の応力を応力逆変換則でそれぞれ斜向軸系と繊維軸系の関係を算出し、上記の応力−ひずみ関係式に代入することによって、繊維軸系の応力−ひすみ関係を求める。
また、繊維軸系の応力−ひずみ関係から斜向軸系の材料定数を決定し、積層されるプリプレグ１枚分の剛性を求める。
上記方法で繊維材であるプリプレグ毎の斜向軸系の材料定数を決定し、積層理論によってシャフトＥＩ算出手段によりＥＩ分布を算出する。
即ち、繊維軸系とは実測で求めた軸系に相当し、例えば、引張試験をした場合の軸系になる。斜向軸系とは、１枚のプリプレグを巻きつけた場合の軸系（シャフト長手方向を軸とする）になる。
【００５０】
そして、上記ひずみの測定データから測定各箇所においてシャフトに生じる曲げモーメントを計算する。撓み方向の変位をｙ、シャフト軸方向の距離をｘ、曲げモーメントをＭ、曲げ剛性をＥＩ、ひずみをε、シャフト内径をｒとすると、下記の撓み曲線の微分方程式が得られる。プリプレグを巻きつけると周方向に不均一な厚みになるのでｒを均一化して求めている。
【００５１】
【式７】

【００５２】
曲げモーメントＭをｘを変数とする２次式で近似し、最小自乗近似によって下記式の係数ａ、ｂ、ｃを算出する。
【００５３】
【式８】

【００５４】
算出された曲げモーメントＭの近似式を撓み曲線の微分方程式に代入し、１回積分することによって、撓み角度θ、２回積分することによって、撓み量ｙを算出する（ただし、グリップ部の撓み・撓み角度は０とする拘束条件を付加）。
【００５５】
【式９】

【００５６】
撓み曲線の微分方程式、上記曲げモーメント、上記ＥＩ分布を用いてシャフト形状計算手段によりシャフト変形形状を計算し、第１解析システムにより、シャフトの変形挙動を解析する。このようにして、シャフトの変形形状を時々刻々算出している。
具体的には、図４において、スイング中のシャフトの変形形状の時間変化を示している。図中の右側から順にインパクトから１ｍｓ、５ｍｓ、１０ｍｓ、１５ｍｓ、２０ｍｓ、２５ｍｓ、３０ｍｓ、３５ｍｓ前としている。このように、シャフト各部の撓み量を計算することでシャフトの変形形状を把握している。
【００５７】
スイング分類手段を有する第２解析システムによりスイングパターンを分類する。具体的には、ゴルファーのスイングを、腕ターンあるいはボディターン、コック有あるいはコック無の４つのパターンに分類している。
【００５８】
スイングパターンを分類するために、ゴルファーの人体各部（頭・首・肩・肘・手首・腰等）とシャフトの動きを計測する。このような画像を計測する方法としてＤＬＴ法を用いる。具体的には、図５に示すように、２台の同期したカメラＣ１、Ｃ２によってスイングを測定し、各カメラ毎の人体各部の２次元座標を求め、既知の空間上の点（コントロールポイント）でカメラのキャリブレーションを行うことによって三次元座標を算出する手法である。図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に手首のポインティング結果を各軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）毎に示す。各プロットを５次式で近似しデータを補正した。
【００５９】
これらゴルファーがスイングした際の座標値から、三次元あるいは二次元座標系における手首関節角度の変化量によりコックの有無を判定する。
具体的には、まず、人体各部を正面（ＸＺ平面）に投影し、肘−手首ベクトル、シャフト−手首ベクトルから、その間の手首関節角度を求める。そして、コック解放からインパクト時までの手首関節角度の角度変化が６０ｄｅｇ以上であればコック有り、６０ｄｅｇ未満ではコック無しと判定する。この判定に６０ｄｅｇという数値を用いたのは事前にレッスンプロのスイング診断の結果によるコックの有無の判定と相関が高かったためである。
【００６０】
次に、スイングがボディターンか腕ターンかを判定する方法について説明する。
ゴルファーのスイング時のダウンスイング開始時刻からインパクトまでの三次元あるいは二次元座標系における頭・手首・左腰の変位量から求められる（腰部変位量）／（頭部変位量）あるいは、（左腰変位量）の２つのパラメータにより判定している。
【００６１】
例えば（腰部変位量）／（頭部変位量）の値が１２以上であれば腕ターンと判定し、（左腰変位量）の値が２５０以下であれば腕ターンと判定する。（腰部変位量）／（頭部変位量）と（左腰変位量）のどちらもが腕ターンと判断されない場合はボディターンと判定する。この判定に（腰部変位量）／（頭部変位量）の値が１２、（左腰変位量）の値が２５０という数値を用いたのは、事前にレッスンプロのスイング診断の結果によるボディターン・腕ターンの判定と相関が高かったためである。
【００６２】
これらの解析結果に基づき、ヘッドスピードが速くなるシャフトを選定する。第１解析システム、第２解析システムによって４つのスイング分類に分け、これら４つの分類と、それに適した曲げ剛性分布を有するシャフトとの関係を以下に示す。
【００６３】
シャフトのチップからの距離が、０〜２００ｍｍまでの部分をＡ（先）、２００〜４００ｍｍ（先よりの中央）までの部分をＢ、４００〜６００ｍｍ（中央）までの部分をＣ、６００〜８００ｍｍ（手元よりの中央）までの部分をＤ、８００〜１０００ｍｍ（手元）までの部分をＥとして、各部分のＥＩをそれぞれ以下のように設定している。
【００６４】
１．ボディターン・コック有りの場合
Ｅ部分の剛性を高くし、Ｄ部分の剛性を低くする。（後述する実施例のシャフト▲２▼のようなシャフト）
２．ボディターン・コック無しの場合
Ｅ部分の剛性を高くし、Ｂ・Ｃ・Ｄ部分の剛性をチップ先端から徐々に高くする。（後述する実施例のシャフト▲５▼のようなシャフト）
３．腕ターン・コック有りの場合
シャフトの剛性（フレックス）を低くする。例えば、シャフトの硬さをＳ→Ｒにする。（後述する実施例のシャフト▲４▼のようなシャフト）
４．腕ターン・コック無しの場合
Ｅ部分の剛性を低くする。（後述する実施例のシャフト▲３▼のようなシャフト）あるいは、Ｅ部分の剛性を高くし、Ｂ・Ｃ・Ｄ部分の剛性をチップ先端から徐々に高くする。（後述する実施例のシャフト▲５▼のようなシャフト）
【００６５】
このように各分類毎に選定されるヘッドスピードが最適なシャフトは、そのシャフトの変形形状がインパクト時にヘッドスピードが最適になる形状になっている。具体的には、ヘッドの重心深度相当分のシャフト先端に撓みが生じているので、ゴルファーにとってヘッドスピードが速くなる最適なゴルフシャフトを提供することができる。
【００６６】
このように、ゴルファーのスイングを画像処理、シャフトの変形をひずみゲージによって測定することで、ゴルファーのスイングを分類し、分類毎にヘッドスピードが最適なシャフトを選定することができる。
【００６７】
また、上記のように最適ゴルフクラブシャフト選定システムを用いて選定されたゴルフクラブシャフトは、シャフトの変形挙動に加え、ゴルファーのスイングを考慮しているため、ゴルファーのヘッドスピードが速くなり、非常に大きな飛距離を得ることができる。
【００６８】
また、スイング分類は、上記実施形態のようにＤＬＴ法を用いたスイング画像処理データを用いても良いが、以下に示すように、スイング時のシャフトに生じるひずみの時系列データを用いて行っても良い。
【００６９】
上記４つのスイング分類と、ひずみの波形データに基づくシャフトの変形挙動の関係を以下に示す。
図７、８に示すように、画像によるスイング分類とシャフトに生じるひずみの時系列（上記実施形態のように４箇所にひずみゲージを取り付けた場合）の関係から、ボディターンと腕ターン、コックの有無はそれぞれ１対１の関係になっていることがわかる。なお、ゲージ番号とＣＨの番号は一致している。図中、ひずみ（ｓｔｒａｉｎ）のグラフが０に近い側から１ｃｈ、２ｃｈ、３ｃｈ、４ｃｈのデータとしている。
【００７０】
１．ボディターン・コック有りの場合
ひずみのピークが２つで、最初のピークが大きい。
２．ボディターン・コック無しの場合
ひずみのピークが３つ。
３．腕ターン・コック有りの場合
ひずみのピークが２つで、最初のピークが小さい。
４．腕ターン・コック無しの場合
ひずみのピークが１つ、あるいは、インパクト前のピークがかなり小さい。
従って、この関係を利用すれば、画像処理ではなく、ひずみの時系列結果からもスイング分類を行うことができる。
【００７１】
以下、本発明の最適ゴルフクラブシャフト選定システムの実施例について詳述する。
図９に示すように５パターンのＥＩ（曲げ剛性）分布を示すシャフト（シャフト▲１▼〜シャフト▲５▼）を準備した。
【００７２】
まず、テスター９名（Ａ〜Ｉ）について、シャフト▲１▼の剛性分布を有する基準シャフトにヘッドを取り付けスイングし、各テスター毎にヘッドスピードを測定した。
【００７３】
次に、上記第１実施形態と同様に、画像によるスイングの測定、及びシャフトのひずみを測定し、スイング分類を行うことによってヘッドスピードが速くなるシャフトを選定した。また、選定結果を確認するために、シャフト▲２▼〜シャフト▲５▼についても各テスターがスイングし、ヘッドスピードを測定した。
各テスター毎のスイング分類の判定結果と各シャフトでのヘッドスピードの測定結果を下記の表１に示す。
【００７４】
【表１】

【００７５】
表１に示すように、テスターＡ〜Ｃのスイングは、ボディターン・コック有であるため、本システムの解析結果によれば、シャフト▲２▼が最適となるはずであり、実際のヘッドスピードの測定結果は、この解析結果と一致していた。また、テスターＤ、Ｅのスイングは、腕ターン・コック有であるため、本システムの解析結果によれば、シャフト▲４▼が最適となるはずであり、実際のヘッドスピードの測定結果は、この解析結果と一致していた。
【００７６】
テスターＦ、Ｇのスイングは、ボディターン・コック無であるため、本システムの解析結果によれば、シャフト▲５▼が最適となるはずであり、実際のヘッドスピードの測定結果は、この解析結果と一致していた。また、テスターＨ、Ｉのスイングは、腕ターン・コック無であるため、本システムの解析結果によれば、シャフト▲３▼あるいはシャフト▲５▼が最適となるはずであり、実際のヘッドスピードの測定結果は、この解析結果と一致していた。
【００７７】
このように、各テスター全てにおいて、スイング分類によって分類毎に最適と判断されたシャフトが、５本のシャフトの中で最もヘッドスピードが速くなっているシャフトであることが確認できた。
【００７８】
【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、シャフトの変形挙動及びシャフトのＥＩ分布を算出し、シャフトの変形形状を計算すると共に、ゴルファーのスイングの特徴を把握した上で、ゴルファーに最適なシャフトを選定している。このため、各ゴルファーのスイング軌道に応じて、シャフトが適切に変形し、ヘッドの重心深度相当分のシャフト先端にスイング方向へ十分な撓みが生じるような、ヘッドスピードが速くなるゴルフクラブシャフトを選定することができる。また、複合材料に関する積層理論を用いてＥＩ分布を算出しているため、より正確なＥＩ分布を得ることができ、解析精度を向上することができる。
【００７９】
よって、各ゴルファーは、練習場や販売店等での試打の繰り返しを行うことなく、自分のスイングに適したゴルフクラブシャフトを的確に選定できるため、ゴルフ選びのための無駄なコストや時間を低減することができる。
【００８０】
さらに、本発明のゴルフクラブシャフトは、ゴルファーのヘッドスピードが速くなるようなシャフトであるため、容易に大きな飛距離を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は積層理論の説明図である。
【図２】ゴルフクラブシャフトへのひずみゲージの取り付け状況を示す図である。
【図３】スイング中にシャフトに生じるひずみの時刻歴データを示す図である。
【図４】シャフトの変形形状の計算結果を示す図である。
【図５】ＤＬＴ法による測定状況を示す図である。
【図６】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、ＤＬＴ法による手首のポインティング結果を示す図である。
【図７】スイング分類（ボディターン）とひずみの波形データに基づくシャフト挙動の関係を示す図である。
【図８】スイング分類（腕ターン）とひずみの波形データに基づくシャフト挙動の関係を示す図である。
【図９】シャフトのＥＩ分布を示す図である。
【図１０】従来のＥＩ分布の計算結果を示す図である。
【符号の説明】
１　シャフト
２　ヘッド
３　グリップ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optimum golf club shaft selection system and a golf club shaft, and more particularly, analyzes the deformation behavior of a shaft during a golf club swing and classifies the golfer's swing so as to optimize the golf club, particularly the head. The golf club that increases the speed is selected.
[0002]
[Prior art]
Since golfers have various swing forms, the optimal golf clubs for each golfer are different. Finding a golf club that suits you is important to golfers because the golf club you use will affect your score.
[0003]
Various factors can be cited as an optimum golf club for a golfer, and it is required that a particularly large flight distance be obtained. Therefore, a golf club that increases the head speed during a swing is desired. Conventionally, in order to select a club that can obtain a flight distance, it is empirically and sensorily determined whether or not the club is suitable by actually hitting the ball and measuring the flight distance and launch direction at golf courses and practice fields. Deciding.
[0004]
In addition, check the swing form from the swing image, or attach a sensor such as a strain gauge to the shaft and measure the bending condition of the shaft to measure the behavior of the golf club and investigate the optimal conditions for the golfer. Various methods have been proposed.
[0005]
For example, in the golf shaft bending behavior analysis system disclosed in Japanese Patent No. 3243210, a strain time series measured by four strain gauges attached to the golf shaft and a shaft obtained by applying a static load to the shaft. The bending behavior including the rate of change (time differentiation) of the bending / curvature distribution of the shaft is obtained using the EI distribution.
[0006]
In addition, the golf club shaft tone judging method disclosed in Japanese Patent No. 3243209, and the golf shaft characterized by the characteristics expressed in the method, the bending generated in the shaft using the bending behavior analysis system of Japanese Patent No. 3243210. Moment distribution is obtained, swing patterns are classified into golfers by multivariate analysis and cluster analysis, and the tone is judged.
[0007]
Specifically, the tone is determined by the following methods (1) and (2).
(1) Analyzing the rate of change of the curvature distribution of the shaft from the bending moment distribution in the swing direction before the impact and the EI distribution of the shaft, and when the shaft is divided into three equal parts or equal parts, the tip By the rate of change of the curvature distribution between the bat and the middle (dynamic flexible ratio: DFR Ratio)
(I) DFR Ratio Tip> 20% → ahead
DFR Ratio Tip <20% → Hand / Medium tone
(Ii) DFR Ratio Butt / DFR middle> 1.2 Hand tone
DFR Ratio Butt / DFR middle <1.2 Judged as medium tone. Also, the tone is determined by the peak position (dynamic kick point) of the change rate of the curvature distribution.
[0008]
(2) Clarify the shaft characteristics by the maximum bending moment distribution in the toe-down direction before impact, the maximum bending moment distribution near the top of swing or when the cock is released, and the curvature distribution obtained from the EI distribution of the shaft.
[0009]
In the conventional system for judging the tone (forward / reverse flex ratio, maximum deflection position due to static buckling, and curvature of each part by applying a static load) Although there is a case where they do not coincide with each other, these methods disclose a method for judging the tone of a golf shaft so that the tone of the shaft during swing matches the sensory evaluation.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3243210
[0011]
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3243209
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned Japanese Patent No. 3243210, it is possible to analyze the bending behavior during the swing, but it is not enough to determine a golf club shaft that increases the head speed. There is a problem that it cannot be selected.
[0013]
Further, in the above-mentioned Japanese Patent No. 3243209, by clarifying the dynamic shaft deformation behavior, the relationship between the tone of the shaft and the feeling agrees with the sensory evaluation, but the specific sensory evaluation and the dynamic shaft The relationship with deformation behavior (change rate of curvature distribution) is not shown. Therefore, there is a problem that it is not possible to determine a golf club shaft that increases the head speed, and it is impossible to select an optimal golf club shaft for a golfer.
[0014]
Further, in the EI distribution measuring method described in Japanese Patent Nos. 3243209 and 3243210, the amount of deflection y is obtained by a measuring device, and approximates y and x by the least square method of the distances x and y in the shaft axis direction. The formula is calculated, and the EI distribution is calculated from the moment added to the shaft tip and the above approximate formula.
[0015]
However, in this method, when the measurement target of the EI distribution is a known iron rod, the known EI distribution and the measured EI distribution agree well. However, as shown in FIG. 10, the shaft made of FRP, as shown in FIG. When the EI distribution is measured by the above-described method for three types (A to C), the EI distribution of the tip butt portion diverges due to the approximation order of the least square method, and the EI distribution cannot be obtained accurately. Sometimes.
[0016]
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an optimum golf club shaft selection system that can determine a golf club shaft that increases the head speed for a golfer and that can select an optimum golf club shaft for the golfer. The challenge is to do.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a shaft behavior measuring means for measuring the deformation behavior of a shaft during a swing,
Shaft EI calculation means for calculating the EI distribution of the shaft;
A first analysis system having shaft shape calculation means for calculating the deformation shape of the shaft during the swing;
A second analysis system having a swing classification means for analyzing and classifying a golfer's swing;
An optimal golf club shaft selection system is provided that analyzes the deformation behavior of the shaft during the swing, classifies the golfer's swing, and selects a shaft having the optimum head speed for the golfer. .
[0018]
The shaft deformation behavior and shaft EI distribution are measured and calculated, the shaft deformation shape is calculated, and the characteristics of the golfer's swing are grasped, and the optimum shaft for the golfer is selected. For this reason, the golf club shaft that increases the head speed so that the shaft is appropriately deformed according to the swing trajectory of each golfer and sufficient deflection in the swing direction occurs at the tip of the shaft corresponding to the depth of the center of gravity of the head at the time of impact. Can be selected.
[0019]
Specifically, the present invention is based on the following findings as a result of intensive studies. It is clarified that the head speed is greatly influenced by the shaft deflection speed and the hand speed, and the shaft deflection speed is maximized when the center of gravity of the head is at the lowest point. It was elucidated that the head speed would be the fastest if it was deformed in the swing direction by an amount equivalent to the center of gravity depth. Since the shaft deformation direction varies depending on the swing, the center of gravity of the head becomes the lowest point due to the impact, which differs depending on the shaft. Therefore, the optimum shaft varies depending on the swing pattern.
[0020]
Also, the hand speed depends on the golfer's swing pattern, and the hand speed may drop sharply before impact, or conversely, suddenly rise. When the hand speed decreases, the soft shaft is the optimum shaft to hit at the peak head speed. On the other hand, when the hand speed increases, a hard shaft is the optimum shaft for hitting at the peak head speed.
[0021]
Further, in the present invention, the optimum shaft can be selected not by measurement using a strain gauge but by swing analysis using images. Furthermore, since the relationship between the tone and hardness of the shaft and the head speed is clarified as described above, it is possible to select a shaft that increases the head speed.
[0022]
That is, the amount of strain generated in the shaft during the swing is measured by the shaft behavior measuring means, the deformation shape at the time of impact is calculated by the shaft shape calculating means, and the characteristics of the golfer's swing are extracted by the shaft classification means, and the head It is preferable to select a shaft with a high speed. In other words, the deformed shape of the shaft is calculated by calculating the amount of bending of the shaft using the equation of the bending curve.
[0023]
Measuring the amount of strain generated in the shaft makes it possible to grasp the behavior of the shaft easily and accurately. In addition, the deformation shape at the time of impact that has a great influence on the flight distance and direction of the hit ball is calculated, thereby enabling selection with higher accuracy.
[0024]
The shaft is made of fiber reinforced resin, and strain gauges are attached to the shaft at four or more locations, the strain generated in each location is measured, the bending moment generated in the shaft is calculated from the strain measurement data, and the composite material Calculate the EI distribution using the lamination theory,
It is preferable to analyze the deformation behavior of the shaft by calculating the shaft deformation shape using the differential equation of the bending curve, the bending moment, and the EI distribution by the first analysis system.
[0025]
Even in a fiber reinforced resin shaft made of a laminate of a prepreg impregnated in a resin such as a carbon fiber and a thermosetting resin, the EI distribution is calculated using the lamination theory of the composite material. Therefore, a more accurate EI distribution can be obtained and the analysis accuracy can be improved. A plurality of strain gauges are good, but four or more are good for improving accuracy, and they are preferably arranged at least at both ends of the tip side and the butt side as much as possible in the axial direction of the shaft. A voltage signal can be transmitted. Since the strain gauge is very light and small, the golfer does not feel uncomfortable when swinging, and the time for processing the signal detected from the measurement is short. It is possible to analyze a shaft made of metal or the like, and it is possible to analyze all types of golf club shafts such as for drivers, irons, and putters.
[0026]
The lamination theory related to composite materials is based on the fact that the elastic constants differ depending on the ply (wrapping) of the material (composite material) consisting of laminates, so that the stress is not uniform and the average stress between the plies is defined. The theory is replaced with the equivalent elastic constant of the laminated material in the direction. According to this, the EI can be obtained by dividing the shaft into equal parts (or a plurality of elements), and the EI in the shaft axis direction is also obtained without interpolation for the tip and butt parts. It can be calculated in the same way as (shaft center). Therefore, the EI distribution in which the EI at the tip (head) side and the butt (grip) side end of the shaft does not diverge can be obtained.
[0027]
More specifically, the lamination theory is a theory based on the following two assumptions.
(1) The laminate is symmetrical. Therefore, the orientation angle and elastic modulus of the ply are symmetric with respect to the center plane of the laminate.
(2) The strain is constant throughout the thickness of the laminate. This is because the thickness of the laminate is smaller than the length / width.
In the lamination theory, the elastic constant is calculated based on the above assumption based on the idea that “the laminated plate has different elastic constants depending on the ply, so the stress distribution is not uniform. Yes.
[0028]
The average stress in the stacking direction is obtained by the following formula 1, and the stress for one stack is obtained by the following formula 2 from the stress-strain relationship in the oblique coordinate system. FIG. 1A shows the stacking direction of the stack material SS. When the prepreg is a shaft, the shaft axial direction is direction 1, the direction perpendicular to direction 1 is direction 2, and the shear direction is direction 6. The thickness direction is Z and the thickness is h. Q is an engineering constant of the oblique axis system.
[0029]
[Formula 1]

[0030]
[Formula 2]

[0031]
Substituting Equation 2 into Equation 1 yields Equation 3 below. Since the strain is a constant strain from the assumption, it is deformed as follows and an in-plane resultant stress is obtained.
[0032]
[Formula 3]

[0033]
The relationship between the engineering constant Q of the oblique axis system and the elastic modulus becomes clear when a uniaxial tensile test is assumed. In the laminated material shown in FIG. 1B, the following relationship is obtained in order to obtain the equivalent elastic modulus E.
[0034]
[Formula 4]

[0035]
Substituting Equation 4 into Equation 3 and a uniform average stress is generated in the laminated material (that is, an isotropic material with a ply orientation angle = 0 deg), the following relationship is obtained. A11 and A12 are additions of Q11 and Q12. When considering EI, the equivalent EI of the laminated material can be calculated by multiplying and adding the cross-sectional second moment of the engineering constant of each ply.
[0036]
[Formula 5]

[0037]
It is preferable that the swing classification means classifies the golfer's swing into four patterns selected from arm turn or body turn, with or without cock. By classifying the golfer's swing into such a pattern, it is possible to select a golf club shaft suitable for each golfer's swing characteristics.
[0038]
The swing classification can be performed using swing image processing data using the DLT method or the like, or time series data of strain generated in the shaft during the swing.
In order to classify the swing pattern using image processing, it is necessary to measure the behavior of the shaft and a plurality of parts such as each part of the human body (head, neck, shoulder, elbow, wrist, waist). In addition, in order to classify a swing pattern using time series data of strain, it is necessary to grasp a correlation between strain waveform data and swing classification.
[0039]
The presence or absence of a cock is determined from the amount of change in wrist joint angle in the three-dimensional or two-dimensional coordinate system when the golfer swings, and the three-dimensional or two-dimensional coordinates from the downswing start time to the impact when the golfer swings It is possible to determine body turn and arm turn based on two parameters (lumbar displacement) / (head displacement) or (left hip displacement) obtained from the displacement of the head, wrist and left hip in the system it can.
[0040]
The above two parameters are obtained in advance from the result of swing diagnosis by a lesson professional or the like, and the correlation between the presence / absence of a cock and the determination of the body turn and the arm turn is obtained. Thus, the accuracy of determination is further increased by collating with the correlation diagnosed in advance.
[0041]
The present invention also provides a golf club shaft that is selected using the optimum golf club shaft selection system of the present invention.
In the optimum golf club shaft selection system of the present invention, it is possible to select an optimum golf club shaft for a golfer from among shafts having different characteristics such as bending stiffness distribution. For this reason, the selected golf club shaft is very useful because it is easy to use for each golfer and a large flight distance can be easily obtained.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of an optimum golf club shaft selection system of the present invention will be described with reference to the drawings.
The optimum golf club shaft selection system includes shaft behavior measuring means for measuring the deformation behavior of the shaft during the swing, shaft EI calculating means for calculating the EI distribution of the shaft, and shaft shape calculation for calculating the deformed shape of the shaft during the swing. A first analysis system having a means and a second analysis system having a swing classification means for analyzing and classifying the golfer's swing, analyzing the deformation behavior of the shaft during the swing, and classifying the golfer's swing. The golf club has a configuration that selects the shaft with the optimum head speed.
[0043]
Specifically, the amount of strain generated in the shaft during the swing is measured by the shaft behavior measuring means, the deformation shape at the time of impact is calculated by the shaft shape calculating means, and the characteristics of the golfer's swing are extracted by the shaft classification means, A shaft with a fast head speed is selected.
[0044]
Hereinafter, the procedure up to selection of the optimum shaft will be described.
Prepare a shaft for behavior analysis. As shown in FIG. 2, the shaft 1 is formed of a prepreg laminate using carbon fibers as reinforcing fibers, and a head 2 is attached to the small-diameter end and a grip 3 is attached to the large-diameter end. Four strain gauges G (G1 to G4) are attached to the shaft 1. Specifically, the first strain gauge G1 is located at a position 85 mm from the head mounting end, and further, the second strain gauge G2, the third strain gauge G3, and the fourth strain gauge G4 are arranged in the longitudinal direction of the shaft 1 at intervals of 200 mm. Are attached to a surface perpendicular to the swing direction on the same surface on the same axis, and the strain generated in the shaft 1 during the swing can be measured.
[0045]
A voltage signal detected by the strain gauge G is transmitted to a dynamic strain gauge (not shown) via a bridge box and an amplifier (not shown), taken into a computer, and a voltage signal at each strain measurement point of the shaft 1 can be input. After the end of the swing measurement, calibration is performed to convert the voltage into strain, and as shown in FIG. 3, the time series of strain at each measurement location is measured by the shaft behavior measuring means. In the figure, the strain graph is G1, G2, G3, and G4 data from the side close to zero.
[0046]
Next, the EI distribution of the shaft is calculated using the lamination theory relating to the composite material, that is, the lamination theory used in the material constant calculation method for the composite material.
Specifically, the Young's modulus / Poisson's ratio of the fiber shaft system is obtained by actual measurement. Moreover, the relational expression of the stress-strain of the fiber axis system is shown below. This is obtained by performing superposition by limiting the relationship between strain and stress in the uniaxial longitudinal direction, uniaxial transverse direction, and longitudinal shear direction to linear elastic materials.
[0047]
[Formula 6]

[0048]
Where σ is stress, E is the longitudinal elastic modulus, m is 1 / (1-ν _x ν _y ), Ε is strain, and ν is Poisson's ratio. x indicates the tensile direction, y indicates the compression direction, and S indicates the shear direction.
[0049]
That is, the relationship between the oblique axis system and the fiber axis system is calculated using the strain conversion law for the strain of the oblique axis system and the stress reverse conversion law for the stress of the oblique axis system, respectively, and substituted into the above stress-strain relational expression. Thus, the stress-strain relationship of the fiber axis system is obtained.
Further, the material constant of the oblique axis system is determined from the stress-strain relationship of the fiber axis system, and the rigidity of one laminated prepreg is obtained.
The material constant of the oblique axis system for each prepreg, which is a fiber material, is determined by the above method, and the EI distribution is calculated by the shaft EI calculating means by the lamination theory.
That is, the fiber shaft system corresponds to the shaft system obtained by actual measurement, and is, for example, a shaft system when a tensile test is performed. The oblique axis system is an axis system (with the longitudinal direction of the shaft as an axis) when one prepreg is wound.
[0050]
Then, the bending moment generated in the shaft at each measurement point is calculated from the strain measurement data. If the displacement in the bending direction is y, the distance in the shaft axial direction is x, the bending moment is M, the bending rigidity is EI, the strain is ε, and the shaft inner diameter is r, the following differential equation of the bending curve is obtained. When the prepreg is wound, the thickness becomes non-uniform in the circumferential direction.
[0051]
[Formula 7]

[0052]
The bending moment M is approximated by a quadratic expression using x as a variable, and coefficients a, b, and c of the following expressions are calculated by least square approximation.
[0053]
[Formula 8]

[0054]
Substituting the approximate expression of the calculated bending moment M into the differential equation of the bending curve and integrating once, the bending angle θ is calculated twice, and the bending amount y is calculated (however, the bending of the grip portion)・ Additional constraint condition that the deflection angle is 0).
[0055]
[Formula 9]

[0056]
Using the differential equation of the bending curve, the bending moment, and the EI distribution, a shaft deformation shape is calculated by the shaft shape calculation means, and the deformation behavior of the shaft is analyzed by the first analysis system. In this way, the deformation shape of the shaft is calculated every moment.
Specifically, FIG. 4 shows the time change of the deformed shape of the shaft during the swing. In the order from the right side in the figure, it is assumed 1 ms, 5 ms, 10 ms, 15 ms, 20 ms, 25 ms, 30 ms, and 35 ms before impact. Thus, the deformation shape of the shaft is grasped by calculating the amount of deflection of each part of the shaft.
[0057]
A swing pattern is classified by a second analysis system having a swing classification means. Specifically, the golfer's swing is classified into four patterns of arm turn or body turn, with or without a cock.
[0058]
In order to classify the swing pattern, the movement of the human body parts (head, neck, shoulder, elbow, wrist, waist, etc.) and shaft are measured. The DLT method is used as a method for measuring such an image. Specifically, as shown in FIG. 5, the swing is measured by two synchronized cameras C1 and C2, two-dimensional coordinates of each part of the human body for each camera are obtained, and points (control points) in a known space are obtained. This is a method for calculating three-dimensional coordinates by performing camera calibration. FIGS. 6A, 6B, and 6C show wrist pointing results for each axis (X axis, Y axis, and Z axis). Each plot was approximated by a quintic equation to correct the data.
[0059]
The presence or absence of a cock is determined from the coordinate values when these golfers swing, based on the amount of change in wrist joint angle in a three-dimensional or two-dimensional coordinate system.
Specifically, first, each part of the human body is projected on the front (XZ plane), and the wrist joint angle between the elbow-wrist vector and the shaft-wrist vector is obtained. Then, if the change in the wrist joint angle from the release of the cock to the impact is 60 degrees or more, it is determined that there is a cock, and if it is less than 60 degrees, it is determined that there is no cock. The reason why the numerical value of 60 deg is used for this determination is that there is a high correlation with the determination of the presence or absence of a cock based on the result of lesson professional swing diagnosis.
[0060]
Next, a method for determining whether the swing is a body turn or an arm turn will be described.
Calculated from the amount of displacement of the head, wrist, and left hip in the three-dimensional or two-dimensional coordinate system from the downswing start time to the impact during the golfer's swing (lumbar displacement) / (head displacement) or (left hip) The displacement is determined by two parameters.
[0061]
For example, an arm turn is determined if the value of (lumbar displacement) / (head displacement) is 12 or more, and an arm turn is determined if the value of (left hip displacement) is 250 or less. If neither (lumbar displacement) / (head displacement) or (left hip displacement) is determined to be an arm turn, a body turn is determined. The reason why the value of (lumbar displacement) / (head displacement) is 12 and the value of (left hip displacement) is 250 is used for the body turn based on the result of lesson professional swing diagnosis in advance.・ This is because the correlation with the judgment of arm turn was high.
[0062]
Based on these analysis results, a shaft that increases the head speed is selected. The first analysis system and the second analysis system are divided into four swing classifications, and the relationship between these four classifications and a shaft having a bending stiffness distribution suitable for the four classifications is shown below.
[0063]
The distance from the tip of the shaft is 0 to 200 mm (A), 200 to 400 mm (center from the top) B, 400 to 600 mm (center) C, 600 to 800 mm The part up to (center from the hand) is D, the part up to 800 to 1000 mm (hand) is E, and the EI of each part is set as follows.
[0064]
1. With body turn and cock
Increase the rigidity of the E part and decrease the rigidity of the D part. (Shaft like shaft (2) in the embodiment described later)
2. Without body turn and cock
Increase the rigidity of the E part and gradually increase the rigidity of the B, C, and D parts from the tip of the chip. (Shaft as in shaft <5> in the embodiment described later)
3. With arm turn and cock
Reduce the rigidity (flex) of the shaft. For example, the shaft hardness is changed from S to R. (Shaft such as shaft (4) in the embodiment described later)
4). Without arm turn and cock
Reduce the rigidity of the E part. (A shaft like the shaft (3) of an embodiment described later) Alternatively, the rigidity of the E portion is increased, and the rigidity of the B, C, and D portions is gradually increased from the tip end. (Shaft as in shaft <5> in the embodiment described later)
[0065]
As described above, the shaft with the optimum head speed selected for each classification has a deformed shape of the shaft so that the head speed is optimized at the time of impact. Specifically, since the deflection of the tip of the shaft corresponding to the depth of the center of gravity of the head has occurred, it is possible to provide an optimal golf shaft that increases the head speed for the golfer.
[0066]
As described above, the golfer's swing is image-processed, and the deformation of the shaft is measured by the strain gauge, so that the golfer's swing can be classified, and a shaft having the optimum head speed can be selected for each classification.
[0067]
In addition, the golf club shaft selected using the optimum golf club shaft selection system as described above takes into account the golfer's swing in addition to the deformation behavior of the shaft, which increases the golfer's head speed, which is extremely A great flight distance can be obtained.
[0068]
The swing classification may use swing image processing data using the DLT method as in the above embodiment, but is performed using time series data of strain generated in the shaft during the swing as shown below. Also good.
[0069]
The relationship between the above four swing classifications and the deformation behavior of the shaft based on the waveform data of strain is shown below.
As shown in FIGS. 7 and 8, from the relationship between the swing classification based on the image and the time series of strain generated on the shaft (when strain gauges are attached at four locations as in the above embodiment), the body turn, arm turn, and cock It can be seen that the presence or absence has a one-to-one relationship. Note that the gauge number and the CH number match. In the figure, the strain graph is data of 1ch, 2ch, 3ch, 4ch from the side close to 0.
[0070]
1. With body turn and cock
There are two strain peaks and the first peak is large.
2. Without body turn and cock
Three strain peaks.
3. With arm turn and cock
There are two strain peaks and the first peak is small.
4). Without arm turn and cock
There is one strain peak, or the peak before impact is quite small.
Therefore, if this relationship is used, swing classification can be performed not from image processing but also from a time series result of distortion.
[0071]
Hereinafter, embodiments of the optimum golf club shaft selection system of the present invention will be described in detail.
As shown in FIG. 9, shafts (shaft (1) to shaft (5)) showing five patterns of EI (flexural rigidity) distribution were prepared.
[0072]
First, for 9 testers (A to I), a head was attached to a reference shaft having the rigidity distribution of the shaft (1) and swung, and the head speed was measured for each tester.
[0073]
Next, as in the first embodiment, the measurement of the swing by the image and the distortion of the shaft were measured, and the shaft whose head speed was increased by performing the swing classification was selected. In addition, in order to confirm the selection result, each tester also swung the shafts (2) to (5), and the head speed was measured.
Table 1 below shows the determination result of the swing classification for each tester and the measurement result of the head speed at each shaft.
[0074]
[Table 1]

[0075]
As shown in Table 1, since the swing of testers A to C has a body turn and a cock, according to the analysis result of this system, shaft (2) should be optimal, and the actual head speed The measurement result was consistent with the analysis result. In addition, since the swings of testers D and E have arm turns and cocks, according to the analysis results of this system, shaft (4) should be optimal, and the actual head speed measurement results are It was consistent with the analysis results.
[0076]
Since the swing of testers F and G is no body turn and cock, according to the analysis result of this system, shaft (5) should be optimal, and the actual head speed measurement result is the result of this analysis. Was consistent. In addition, since the swing of the testers H and I has no arm turn and cock, according to the analysis result of this system, the shaft (3) or the shaft (5) should be optimal, and the actual head speed The measurement result was consistent with the analysis result.
[0077]
Thus, in all the testers, it was confirmed that the shaft determined to be optimal for each classification by the swing classification was the shaft having the highest head speed among the five shafts.
[0078]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, the deformation behavior of the shaft and the EI distribution of the shaft are calculated, the deformation shape of the shaft is calculated, and the characteristics of the golfer's swing are grasped. The optimum shaft is selected. For this reason, a golf club shaft with a high head speed is selected so that the shaft is appropriately deformed according to each golfer's swing trajectory, and the shaft tip corresponding to the depth of the center of gravity of the head is sufficiently bent in the swing direction. can do. In addition, since the EI distribution is calculated using the lamination theory related to the composite material, a more accurate EI distribution can be obtained and the analysis accuracy can be improved.
[0079]
Therefore, each golfer can accurately select a golf club shaft suitable for his / her swing without repeating trial hits at driving ranges or dealers, thus reducing wasteful costs and time for golf selection. can do.
[0080]
Furthermore, since the golf club shaft of the present invention is a shaft that increases the head speed of the golfer, a large flight distance can be easily obtained.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are explanatory diagrams of a lamination theory.
FIG. 2 is a view showing a state in which a strain gauge is attached to a golf club shaft.
FIG. 3 is a diagram showing time history data of strain generated in a shaft during a swing.
FIG. 4 is a diagram showing a calculation result of a deformed shape of a shaft.
FIG. 5 is a diagram showing a measurement state by a DLT method.
6A, 6B, and 6C are diagrams showing wrist pointing results by the DLT method.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between swing classification (body turn) and shaft behavior based on strain waveform data.
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between swing classification (arm turn) and shaft behavior based on strain waveform data.
FIG. 9 is a diagram showing an EI distribution of a shaft.
FIG. 10 is a diagram showing a calculation result of a conventional EI distribution.
[Explanation of symbols]
1 Shaft
2 heads
3 grip

Claims

スイング中のシャフトの変形挙動を測定するシャフト挙動測定手段と、
シャフトのＥＩ分布を算出するシャフトＥＩ算出手段と、
スイング中のシャフトの変形形状を計算するシャフト形状計算手段とを有する第１解析システムと、
ゴルファーのスイングを解析分類するスイング分類手段を有する第２解析システムとを備え、
上記スイング中の上記シャフトの変形挙動を解析すると共に、上記ゴルファーのスイングを分類し、上記ゴルファーにとってヘッドスピードが最適なシャフトを選定することを特徴とする最適ゴルフクラブシャフト選定システム。Shaft behavior measuring means for measuring the deformation behavior of the shaft during the swing;
Shaft EI calculation means for calculating the EI distribution of the shaft;
A first analysis system having shaft shape calculation means for calculating the deformation shape of the shaft during the swing;
A second analysis system having a swing classification means for analyzing and classifying a golfer's swing;
An optimum golf club shaft selection system characterized by analyzing the deformation behavior of the shaft during the swing, classifying the golfer's swing, and selecting a shaft having the optimum head speed for the golfer.

上記シャフト挙動測定手段によりスイング中のシャフトに生じるひずみ量を測定し、上記シャフト形状計算手段によりインパクト時の変形形状を計算すると共に、
上記シャフト分類手段によりゴルファーのスイングの特徴を抽出し、ヘッドスピードが速いシャフトを選定する請求項１に記載の最適ゴルフクラブシャフト選定システム。Measure the amount of strain generated in the shaft during the swing by the shaft behavior measuring means, calculate the deformation shape at the time of impact by the shaft shape calculating means,
2. The optimum golf club shaft selection system according to claim 1, wherein the shaft classification means extracts a swing characteristic of a golfer and selects a shaft having a high head speed.

上記シャフトは繊維強化樹脂製とし、該シャフトにひずみゲージを４箇所以上取り付け、該各箇所に生じるひずみを測定し、上記ひずみの測定データから上記シャフトに生じる曲げモーメントを計算すると共に、複合材料に関する積層理論を用いて上記ＥＩ分布を算出し、
上記第１解析システムにより、撓み曲線の微分方程式、上記曲げモーメント、上記ＥＩ分布を用いてシャフト変形形状を計算し、シャフトの変形挙動を解析する請求項１または請求項２に記載の最適ゴルフクラブシャフト選定システム。The shaft is made of fiber reinforced resin, and strain gauges are attached to the shaft at four or more locations, the strain generated in each location is measured, the bending moment generated in the shaft is calculated from the strain measurement data, and the composite material Calculate the EI distribution using the lamination theory,
The optimal golf club according to claim 1 or 2, wherein the first analysis system calculates a shaft deformation shape using a differential equation of a bending curve, the bending moment, and the EI distribution, and analyzes the deformation behavior of the shaft. Shaft selection system.

上記スイング分類手段により、ゴルファーのスイングを、腕ターンあるいはボディターン、コック有あるいはコック無から選択される４つのパターンに分類している請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の最適ゴルフクラブシャフト選定システム。The optimal swing according to any one of claims 1 to 3, wherein the swing classification means classifies the golfer's swing into four patterns selected from arm turn or body turn, with or without a cock. Golf club shaft selection system.

上記スイング分類は、ＤＬＴ法を用いたスイング画像処理データ、あるいは、スイング時のシャフトに生じるひずみの時系列データを用いて行っている請求項４に記載の最適ゴルフクラブシャフト選定システム。5. The optimum golf club shaft selection system according to claim 4, wherein the swing classification is performed using swing image processing data using a DLT method or time-series data of strain generated in a shaft during a swing.

上記ゴルファーがスイングした際の、三次元あるいは二次元座標系における手首関節角度の変化量によりコックの有無を判定し、
上記ゴルファーのスイング時のダウンスイング開始時刻からインパクトまでの三次元あるいは二次元座標系における頭・手首・左腰の変位量から求められる（腰部変位量）／（頭部変位量）、あるいは、（左腰変位量）の２つのパラメータによりボディターンと腕ターンを判定している請求項５に記載の最適ゴルフクラブシャフト選定システム。When the golfer swings, the presence or absence of a cock is determined by the amount of change in the wrist joint angle in the three-dimensional or two-dimensional coordinate system,
It can be obtained from the amount of displacement of the head, wrist, and left hip in the three-dimensional or two-dimensional coordinate system from the downswing start time to the impact during the golfer's swing (lumbar displacement) / (head displacement), or ( 6. The optimum golf club shaft selection system according to claim 5, wherein a body turn and an arm turn are determined based on two parameters (left hip displacement).

請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の最適ゴルフクラブシャフト選定システムを用いて選定されたことを特徴とするゴルフクラブシャフト。A golf club shaft selected using the optimum golf club shaft selection system according to any one of claims 1 to 6.