JP2006031430A - Golf club design or selection support apparatus and golf ball design or selection support apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴルフクラブまたはゴルフボールの静的状態を特徴づける静的特性値とゴルフスウィングにおけるゴルフクラブまたはゴルフボールの動的挙動を特徴づける動的特性値との相関を表す散布図を生成して出力する、ゴルフクラブの設計または選定支援装置およびゴルフボールの設計または選定支援装置に関する。 The present invention generates a scatter diagram representing a correlation between a static characteristic value that characterizes the static state of a golf club or golf ball and a dynamic characteristic value that characterizes the dynamic behavior of the golf club or golf ball in a golf swing. The present invention relates to a golf club design or selection support device and a golf ball design or selection support device.
多くのゴルファは、ゴルフボールを目標位置により正確に飛ばしたり、より遠くに飛ばすことができる、より良いゴルフスウィングが行えるように、自分のゴルフスウィングの技術の向上を常に目指すと同時に、自分のゴルフスウィングに合ったゴルフクラブを求めている。 Many golfers are always aiming to improve their golf swing skills so that they can have a better golf swing that allows the golf ball to fly more accurately at a target location or farther away. Looking for a golf club that fits the swing.
自分のゴルフスウィングの特徴に合ったゴルフクラブを選ぶには、例えば、実際にゴルフ練習場などで特性の異なる種々のゴルフクラブを用いてゴルフスウィングを行い、打ち出されたゴルフボールの弾道を確認することで、ゴルフクラブの違いに対応したゴルフボールの弾道の特徴を知り、自分に合ったゴルフクラブを選ぶことができる。しかし、このような方法では、自分に合った最適なゴルフクラブを、実際に用いたゴルフクラブの中から主観的判断により選択することしかできない。
このため、自分に合ったゴルフクラブの選択に多くの時間を要するとともに、ゴルフスウィングに合った最適なゴルフクラブの持ち得る特性が何かを科学的根拠のもとで客観的に知ることができない。このようにして選ばれたゴルフクラブは、必ずしも自分のゴルフスウィングに合った最適なゴルフクラブでない場合もある。自分のゴルフスウィングに合った最適なゴルフクラブの持ち得る特性がどのようなものかを科学的根拠のもとに客観的に知ることができれば、実際の規格製品と比べて自分に合ったゴルフクラブを入手することも可能である。このような背景において、多くのゴルファは自分のゴルフスウィングに合ったゴルフクラブがどのようなものか、客観データに基づいた情報を知ることを望むゴルファも多い。
To select a golf club that matches the characteristics of your own golf swing, for example, actually perform golf swing using various golf clubs with different characteristics at a driving range and check the trajectory of the launched golf ball. Thus, it is possible to know the characteristics of the trajectory of the golf ball corresponding to the difference in the golf club, and to select a golf club that suits oneself. However, with such a method, it is only possible to select an optimum golf club that suits oneself from subjectively used golf clubs by subjective judgment.
For this reason, it takes a lot of time to select a golf club that suits you, and it is not possible to objectively know what the optimal characteristics of a golf club that suits your golf swing can have. . The golf club selected in this way may not necessarily be the optimal golf club that suits your golf swing. If you can objectively know the characteristics of an optimal golf club that suits your golf swing from the scientific basis, you can compare it with the actual standard product. Can also be obtained. In such a background, many golfers want to know what kind of golf club is suitable for their golf swing, and information based on objective data.
自分に合ったゴルフクラブを選択する上で重要となるゴルフスウィングにおけるゴルフクラブの所望の特性値の中で、インパクト時のゴルフクラブのヘッドスピードはゴルフボールの飛距離に直接影響を与える重要な特性値である。
ゴルフスウィングにおけるゴルフボールを打ち出す時のゴルフクラブヘッドのヘッドスピードは、ゴルフクラブシャフトの種類によって変化することが知られている。これは、バックスウィングからトップの状態、さらにはダウンスウィングに至る一連のゴルフスウィングがグリップ部を介してゴルフクラブに入力されるため、撓んだ状態にあるゴルフクラブシャフトをトップの状態から振り下ろす間（ダウンスウィング中）、ゴルフクラブヘッドに作用する遠心力によってゴルフクラブシャフトが過渡的に変形し、この時の変形速度がゴルフボールの打ち出し時点のゴルフクラブヘッドのヘッドスピードに加算されるからである。このため、自分のゴルフスウィングに合ったゴルフクラブシャフト、ゴルフクラブヘッドを選定することは極めて重要であり、ゴルフスウィングにおけるゴルフクラブの所望の特性値の中で、インパクト時のゴルフクラブのヘッドスピードはゴルフボールの飛距離に直接影響を与える重要な特性値である。多くのゴルファは、自分のゴルフスウィングに最適なゴルフクラブとして、より速いヘッドスピードが得られるようなゴルフクラブを探索している。
Among the desired characteristics of golf clubs in golf swing, which is important in selecting the golf club that suits you, the important characteristics that the golf club head speed at impact directly affects the flight distance of the golf ball Value.
It is known that the head speed of a golf club head when a golf ball is launched in a golf swing varies depending on the type of golf club shaft. This is because a series of golf swings from the back swing to the top swing and further down to the swing are input to the golf club through the grip portion, so that the bent golf club shaft is swung down from the top state. During the downswing, the golf club shaft is transiently deformed by the centrifugal force acting on the golf club head, and the deformation speed at this time is added to the head speed of the golf club head when the golf ball is launched. is there. For this reason, it is extremely important to select a golf club shaft and a golf club head suitable for one's own golf swing. Among the desired characteristic values of the golf club in the golf swing, the head speed of the golf club at the impact is It is an important characteristic value that directly affects the flight distance of a golf ball. Many golfers are searching for a golf club that can obtain a higher head speed as a golf club most suitable for their golf swing.
そのため、多くのゴルファはより速いヘッドスピードが得られるよう、自分のゴルフスウィングに適したゴルフクラブを特性の異なる種々のゴルフクラブの中から選択して購入している。また、ゴルフ販売業者や製造業者等は、様々なゴルフスウィングに適する種々のゴルフクラブを提案し、ゴルファ各自のゴルフスウィングの特徴に適したゴルフクラブを選択させて販売する方法を提案している。 Therefore, many golfers select and purchase golf clubs suitable for their own golf swing from various golf clubs having different characteristics so that a higher head speed can be obtained. Further, golf dealers, manufacturers and the like have proposed various golf clubs suitable for various golf swings, and proposed a method of selecting and selling golf clubs suitable for the characteristics of each golf swing.
現在、ゴルフスウィングを計測して客観的に所定のゴルフスウィングにおけるヘッドスピードを最大にするゴルフクラブの特性を知る方法として、例えば、下記特許文献１が挙げられる。
特許文献１では、ビデオカメラでゴルフスウィングにおけるスウィング動作中の肩や肘や手首等の位置および回転角のいずれか１つ以上のデータを得る。これに基づいてゴルファのモデルをはり要素やトラス要素や有限要素法等による立体要素で作成し、さらに設計対象の変更可能なゴルフクラブを有限要素法等による立体要素で作成し、ゴルフスウィングによるシミュレーション演算を行う。そして、この演算結果から算出された値からゴルフスウィングを評価し、これにより自分のゴルフスウィングに適したゴルフクラブシャフトを選択することができるとされている。
In Patent Document 1, at least one of the positions and rotation angles of the shoulder, elbow, wrist, etc. during a swing operation in a golf swing is obtained with a video camera. Based on this, a golfer's model is created with three-dimensional elements such as beam elements, truss elements, and the finite element method, and a golf club whose design object can be changed is created with three-dimensional elements such as the finite element method, and simulation by golf swing Perform the operation. Then, the golf swing is evaluated from the value calculated from the calculation result, so that it is possible to select a golf club shaft suitable for one's own golf swing.
特許文献１に記載のゴルフクラブの設計方法では、ゴルフクラブシャフトを有限要素でモデル化し、ゴルフクラブシャフトのシャフトの曲げ剛性、ねじり剛性、重量、長さのいずれか１つ以上を設計変数とし、ゴルフボール打撃時のヘッドスピードを演算して、この演算結果を最速にするゴルフクラブシャフトを有するゴルフクラブを最適なゴルフスウィングクラブとして設計している。この際、ゴルフクラブモデルの振動数とヘッドスピードとの関係を散布図に表し、最適なゴルフクラブを選択する指針としている（特許文献１図５参照）。
詳しくは、特許文献１では、９つの異なるゴルフクラブモデルそれぞれについて、ゴルフクラブモデルの固有値解析を行ってゴルフクラブモデルの１次固有振動数を求め、また、ゴルフクラブモデルを用いたゴルフスウィングのシミュレーション解析（シミュレーション演算）によってヘッドスピードを求めている。そして、これら９つの異なるゴルフクラブモデルそれぞれについての解析結果を、一方の軸をゴルフクラブモデルの１次固有振動数、他方の軸をヘッドスピードとした二次元座標に散布図として表している。このようにして得られた散布図の点を曲線で結んでグラフとし、このグラフから判断されるヘッドスピードが極大となる際のゴルフクラブモデルの振動数の値を、ヘッドスピードを略最大にするゴルフクラブシャフトの振動数としている。
In the golf club design method described in Patent Document 1, the golf club shaft is modeled by a finite element, and any one or more of bending rigidity, torsional rigidity, weight, and length of the shaft of the golf club shaft is a design variable. A golf club having a golf club shaft that calculates the head speed at the time of hitting a golf ball and maximizes the calculation result is designed as an optimal golf swing club. At this time, the relationship between the frequency of the golf club model and the head speed is shown in a scatter diagram as a guideline for selecting an optimum golf club (see FIG. 5 of Patent Document 1).
Specifically, in Patent Document 1, for each of nine different golf club models, eigenvalue analysis of the golf club model is performed to determine the primary natural frequency of the golf club model, and golf swing simulation using the golf club model is performed. The head speed is obtained by analysis (simulation calculation). The analysis results for each of these nine different golf club models are shown as a scatter diagram in two-dimensional coordinates with one axis as the primary natural frequency of the golf club model and the other axis as the head speed. The points of the scatter diagram obtained in this way are connected by a curve to form a graph, and the frequency value of the golf club model when the head speed determined from this graph is maximized is set so that the head speed is substantially maximized. The frequency of the golf club shaft.
特許文献１では、このように、算出されたゴルフクラブの１次固有振動数とヘッドスピードの情報から散布図を作成している。このような、算出された情報を２次元座標上にプロットすることで作成される散布図の作成には多くの手間と時間を必要とする。
また、特許文献１では、９つのゴルフクラブについてゴルフクラブの１次固有振動数とスウィング時のヘッドスピードとの関係を散布図によって表している。しかし、選択されたこれら９つのゴルフクラブ以外のゴルフクラブについての情報はなく、散布図上の９つの点を曲線で結んで得られたグラフもあくまで推測によって作成されたグラフであり、科学的根拠に基づいて得られたグラフとはいえない。このようにして得られた最適化設計案も科学的根拠に基づいて得られた正確なものとはいえず、最適設計案ではない場合もある。
In Patent Document 1, as described above, a scatter diagram is created from information on the calculated primary natural frequency of the golf club and the head speed. Such a scatter diagram created by plotting the calculated information on two-dimensional coordinates requires a lot of labor and time.
Moreover, in patent document 1, the relationship between the primary natural frequency of a golf club and the head speed at the time of swing is represented with a scatter diagram about nine golf clubs. However, there is no information about golf clubs other than these nine selected golf clubs, and the graph obtained by connecting the nine points on the scatter diagram with a curve is a graph created by speculation only. It cannot be said to be a graph obtained based on. The optimized design plan obtained in this way is not an accurate one obtained based on scientific grounds, and may not be an optimal design plan.
そこで本発明は、ゴルフクラブの静的状態を特徴づけるゴルフクラブの静的特性値と、このゴルフクラブを把持してスウィングを行った際のゴルフスウィングにおけるゴルフクラブの動的挙動を特徴づけるゴルフクラブの動的特性値またはゴルフスウィングにおいてゴルフボールをインパクトした際のゴルフボールの動的挙動を特徴づけるゴルフボールの動的特性値との関係を表す散布図を自動的に作成して表示する、ゴルフクラブの設計または決定支援装置を提供することを目的とする。
また、ゴルフボールの静的状態を特徴づけるゴルフボールの静的特性値と、ゴルフスウィングにおいてこのゴルフボールをインパクトした際のゴルフボールの動的挙動を特徴づけるゴルフボールの動的特性値との関係を表す散布図を自動的に作成して表示する、ゴルフボールの設計または決定支援装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention relates to a golf club that characterizes the static characteristics of the golf club that characterizes the static state of the golf club, and the dynamic behavior of the golf club in the golf swing when the golf club is held and swinged. Golf that automatically creates and displays a scatter diagram that represents the relationship between the dynamic characteristic value of the golf ball or the dynamic characteristic value of the golf ball that characterizes the dynamic behavior of the golf ball when the golf ball impacts the golf swing The purpose is to provide a club design or decision support device.
Also, the relationship between the static characteristic value of the golf ball that characterizes the static state of the golf ball and the dynamic characteristic value of the golf ball that characterizes the dynamic behavior of the golf ball when the golf ball is impacted in a golf swing An object of the present invention is to provide a golf ball design or decision support device that automatically creates and displays a scatter diagram representing the above.
上記課題を解決するために、本発明は、ゴルフクラブの設計または選定を支援する支援装置であって、ゴルフクラブにおける変更すべき設計パラメータを設定し、この設計パラメータを変数として少なくともゴルフクラブシャフトモデルが設けられたゴルフクラブモデルを生成するモデル生成部と、前記設計パラメータの値の許容範囲を少なくとも設定する条件設定部と、前記設計パラメータの値を与えて生成されたゴルフクラブモデルの静的状態を特徴づける静的特性値を求める第１の算出部と、前記ゴルフクラブモデルに所定の境界条件を与えて前記ゴルフクラブモデルのスウィング挙動を演算し、前記スウィングにおける前記ゴルフクラブモデルの動的挙動を特徴づける動的特性値を算出する第２の算出部と、前記ゴルフクラブモデルに与える前記設計パラメータの値を前記許容範囲内で繰り返し変更して設定し、変更の度にこの変更によって生成されるゴルフクラブモデルについて、前記第１の算出部および前記第２の算出部における算出処理を繰り返させる繰り返し制御部と、前記静的特性値と前記動的特性値とをそれぞれ軸にとった座標平面上に、前記繰り返し制御部で求められた複数のゴルフクラブモデルそれぞれの前記静的特性値と前記動的特性値との相関を表した散布図を生成して出力する散布図生成出力部と、を有することを特徴とするゴルフクラブの設計または選定支援装置を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a support device for supporting design or selection of a golf club, which sets design parameters to be changed in the golf club, and uses at least the golf club shaft model as a variable. A model generation unit that generates a golf club model, a condition setting unit that sets at least an allowable range of the design parameter value, and a static state of the golf club model generated by giving the design parameter value And calculating a swing behavior of the golf club model by giving a predetermined boundary condition to the golf club model, and a dynamic behavior of the golf club model in the swing. A second calculation unit for calculating a dynamic characteristic value characterizing the golf club, and the golf club model The design parameter value to be given is repeatedly changed and set within the allowable range, and a calculation process in the first calculation unit and the second calculation unit is performed for the golf club model generated by the change every time the change is made. A repetitive control unit that repeats the static characteristic value, and the static characteristics of each of the plurality of golf club models obtained by the repetitive control unit on a coordinate plane that takes the static characteristic value and the dynamic characteristic value as axes. There is provided a golf club design or selection support device, comprising: a scatter diagram generation output unit that generates and outputs a scatter diagram representing a correlation between a value and the dynamic characteristic value.
前記繰り返し制御部で変更されて設定される設計パラメータの値は、実験計画法によって定められることが好ましい。 The value of the design parameter that is changed and set by the repetitive control unit is preferably determined by an experimental design method.
また、前記ゴルフクラブモデルは、少なくともゴルフクラブシャフトモデルの端部に有限要素で離散化されたゴルフクラブヘッドモデルが設けられていることが好ましい。 The golf club model is preferably provided with a golf club head model discretized by a finite element at least at the end of the golf club shaft model.
また、前記ゴルフクラブヘッドモデルの前記有限要素は六面体ソリッド要素であることが好ましい。 The finite element of the golf club head model is preferably a hexahedral solid element.
また、前記ゴルフクラブモデルの静的特性値はゴルフクラブモデルの１次固有振動数であり、かつ前記ゴルフクラブモデルの動的特性値は、ゴルフスウィングにおけるゴルフクラブのヘッドスピード、およびゴルフスウィングにおけるインパクトの瞬間のゴルフクラブヘッドのフェース面の向きの少なくともいずれか一方であることが好ましい。 The static characteristic value of the golf club model is a primary natural frequency of the golf club model, and the dynamic characteristic value of the golf club model is the head speed of the golf club in the golf swing and the impact in the golf swing. It is preferable that the direction of the face surface of the golf club head at the moment is at least one of the orientations.
また、前記第２の算出部は、前記スウィングにおける前記ゴルフクラブモデルのそれぞれ異なる特徴を表す複数の動的特性値を求めてもよく、前記散布図生成出力部は、前記ゴルフクラブにおける前記静的特性値と複数の前記動的特性値それぞれとの相関を表す散布図をそれぞれ生成し、それぞれの散布図における前記静的特性値の軸を一致させて、同一平面上に複数の散布図を重ねて表示して出力してもよい。
なお、この場合、前記ゴルフクラブモデルの静的特性値はゴルフクラブモデルの１次固有振動数であり、かつ前記ゴルフクラブモデルの複数の動的特性値は、ゴルフスウィングのインパクトの瞬間におけるゴルフクラブヘッドのヘッドスピード、およびゴルフスウィングのインパクトの瞬間におけるゴルフクラブヘッドのフェース面の向きであることが好ましい。
Further, the second calculation unit may obtain a plurality of dynamic characteristic values representing different characteristics of the golf club model in the swing, and the scatter diagram generation output unit includes the static value in the golf club. Generate a scatter diagram representing the correlation between a characteristic value and each of the plurality of dynamic characteristic values, and align the axes of the static characteristic values in each scatter diagram to overlap a plurality of scatter diagrams on the same plane. May be displayed and output.
In this case, the static characteristic value of the golf club model is the primary natural frequency of the golf club model, and the plurality of dynamic characteristic values of the golf club model are the golf clubs at the moment of impact of the golf swing. The head speed of the head and the orientation of the face surface of the golf club head at the moment of impact of the golf swing are preferable.
なお、前記モデル生成部は、ゴルフクラブに加えてゴルフボールの変更すべき設計パラメータを設定し、この設計パラメータを変数として少なくともゴルフクラブシャフトモデルが設けられたゴルフクラブモデルとともにゴルフボールモデルを生成し、前記第２の算出部において、前記スウィング挙動を演算する際に、前記ゴルフクラブモデルで前記ゴルフボールモデルにインパクトを与え、ゴルフスウィングにおけるゴルフクラブモデルの動的特性値として、ゴルフクラブの打撃特性値を代用するインパクト直後のゴルフボールの動的挙動を特徴づける動的特性値を算出し、前記繰り返し制御部は、前記ゴルフクラブモデルに与える前記設計パラメータの値を前記許容範囲内で繰り返し変更し、変更の度にこの変更によって生成されるゴルフクラブモデルについて前記第１の算出部および前記第２の算出部における算出処理を繰り返させ、前記散布図生成出力部は、前記静的特性値と前記動的特性値とをそれぞれ軸にとった座標平面上に、前記繰り返し制御部で求められた複数のゴルフクラブモデルそれぞれの前記静的特性値と前記動的特性値との相関を表した散布図を生成して出力することを特徴とするゴルフクラブの設計または選定支援装置も提供する。 The model generation unit sets design parameters to be changed for the golf ball in addition to the golf club, and generates a golf ball model together with at least the golf club model provided with the golf club shaft model using the design parameter as a variable. In the second calculation unit, when the swing behavior is calculated, the golf club model has an impact on the golf ball model, and the golf club hitting characteristic is used as a dynamic characteristic value of the golf club model in the golf swing. Substituting the value, the dynamic characteristic value characterizing the dynamic behavior of the golf ball immediately after impact is calculated, and the repetitive control unit repeatedly changes the value of the design parameter given to the golf club model within the allowable range. , Gol generated by this change with every change The club model is caused to repeat the calculation processing in the first calculation unit and the second calculation unit, and the scatter diagram generation output unit is configured to coordinate the static characteristic value and the dynamic characteristic value as axes. Generating and outputting a scatter diagram representing a correlation between the static characteristic value and the dynamic characteristic value of each of a plurality of golf club models obtained by the repetitive control unit on a plane; Also provide club design or selection support equipment.
また、本発明は、ゴルフボールの設計または選定を支援する支援装置であって、ゴルフボールにおける変更すべき設計パラメータを設定し、この設計パラメータを変数としたゴルフボールモデルおよびゴルフクラブモデルを生成するモデル生成部と、前記設計パラメータの値の許容範囲を少なくとも設定する条件設定部と、前記設計パラメータの値を与えて生成されたゴルフボールモデルの静的状態を特徴づける静的特性値を求める第１の算出部と、前記ゴルフクラブモデルに所定の境界条件を与えて前記ゴルフクラブモデルのスウィング挙動を演算し、前記ゴルフクラブモデルを前記ゴルフボールモデルにインパクトさせて、インパクト直後のゴルフボールモデルの動的挙動を特徴づける動的特性値を算出する第２の算出部と、前記ゴルフボールモデルに与える前記設計パラメータの値を前記許容範囲内で繰り返し変更し、変更の度にこの変更によって生成されるゴルフボールモデルについて前記第１の算出部および前記第２の算出部における算出処理を繰り返させる繰り返し制御部と、前記静的特性値と前記動的特性値とをそれぞれ軸にとった座標平面上に、前記繰り返し制御部で求められた複数のゴルフボールモデルそれぞれの前記静的特性値と前記動的特性値との相関を表した散布図を生成して出力する散布図生成出力部とを有することを特徴とする、ゴルフボールの設計または選定支援装置も提供する。 In addition, the present invention is a support device that supports design or selection of a golf ball, sets design parameters to be changed in the golf ball, and generates a golf ball model and a golf club model using the design parameters as variables. A model generation unit; a condition setting unit that sets at least an allowable range of the design parameter value; and a static characteristic value that characterizes a static state of the golf ball model generated by giving the design parameter value. A calculation unit of 1 and a predetermined boundary condition for the golf club model to calculate a swing behavior of the golf club model, the golf club model is impacted on the golf ball model, A second calculation unit for calculating a dynamic characteristic value characterizing dynamic behavior; and the golf The value of the design parameter given to the golf ball model is repeatedly changed within the allowable range, and the calculation processing in the first calculation unit and the second calculation unit is repeated for the golf ball model generated by the change every time the change is made. And a plurality of golf ball models obtained by the repetition control unit on coordinate planes each having the static characteristic value and the dynamic characteristic value as axes. There is also provided a golf ball design or selection support device, comprising: a scatter diagram generation output unit that generates and outputs a scatter diagram representing a correlation with the dynamic characteristic value.
本発明のゴルフクラブの設計または選定支援装置によると、ゴルフクラブの静的特性値と、このゴルフクラブを把持してゴルフスウィングを行った際のゴルフスウィングにおけるゴルフクラブの動的特性値、またはゴルフスウィングにおいてゴルフクラブヘッドをゴルフボールにインパクトさせてゴルフボールを飛翔させた際のゴルフボールの動的特性値との関係を詳細に表す散布図を、短い時間で自動的に作成して表示することができる。また、本発明のゴルフボールの設計または選定支援装置によると、ゴルフボールの静的特性値と、ゴルフクラブを把持して行うゴルフスウィングにおける、ゴルフクラブヘッドをゴルフボールにインパクトさせてゴルフボールを飛翔させた際のゴルフボールの動的特性値との関係を詳細に表す散布図を短い時間で自動的に作成して表示することができる。
このような散布図から得られた情報を基に、ゴルフクラブやゴルフボールの設計や選択を高精度・高効率に実施することができる。
According to the golf club design or selection support device of the present invention, the static characteristic value of the golf club and the dynamic characteristic value of the golf club in the golf swing when the golf club is held and golf swing is performed. Automatically create and display a scatter diagram that shows the details of the relationship between the dynamic characteristics of the golf ball when the golf ball flies by impacting the golf club head on the golf ball in the swing. Can do. In addition, according to the golf ball design or selection support device of the present invention, the golf ball is made to fly by impacting the golf club head on the golf ball in the golf swing performed by holding the golf club and the static characteristic value of the golf ball. It is possible to automatically create and display, in a short time, a scatter diagram that shows a detailed relationship with the dynamic characteristic value of the golf ball at the time.
Based on the information obtained from such a scatter diagram, the design and selection of a golf club and a golf ball can be performed with high accuracy and high efficiency.
また、本発明のゴルフクラブの設計または選定支援装置およびゴルフボールの設計または選定支援装置によって作成される散布図は、設計パラメータの変更許容範囲全体から、実験計画法を用いて効率よく選択された多数の設計パラメータの値を用いて生成されており、ゴルフクラブやゴルフボールの静的特性値と、これらゴルフクラブやゴルフボールのゴルフスウィングにおける動的特性値との相関関係を高い信頼度で知ることができる。 In addition, the scatter diagram created by the golf club design or selection support device and the golf ball design or selection support device of the present invention was efficiently selected from the entire allowable change range of the design parameters using the experimental design method. It is generated using a number of design parameter values, and the correlation between the static characteristic values of golf clubs and golf balls and the dynamic characteristic values of these golf clubs and golf balls in golf swings is known with high reliability. be able to.
以下、本発明のゴルフクラブの設計パラメータの決定支援装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。 Hereinafter, a golf club design parameter determination support apparatus according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
図１は、本発明のゴルフクラブの設計または選定支援装置およびゴルフボールの設計または選定支援装置の一例である、設計支援装置１（以降、装置１とする）の概略を示したブロック図である。
装置１は、ゴルフクラブを再現するゴルフクラブモデル（以降、クラブモデルとする）、またはクラブモデルおよびゴルフボールを再現するゴルフボールモデル（以降、ボールモデルとする）を生成し、クラブモデルの固有振動数、およびこのクラブモデルにゴルフスウィングを再現するための境界条件を与えたときのクラブモデルの挙動を算出する算出ユニット２と、この算出結果からゴルフクラブの静的特性値の１つである固有振動数とスウィングの際のクラブモデルの動的特性値の相関を表す散布図を生成して出力する散布図生成出力ユニット４を備えて構成された装置である。
本発明における静的特性値とは、ゴルフクラブまたはゴルフボールを特徴づける物理量であり、ゴルフクラブまたはゴルフボールの運動状態によらない、ゴルフクラブまたはゴルフボール固有の物理量である。
FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a design support device 1 (hereinafter referred to as device 1) which is an example of a golf club design or selection support device and a golf ball design or selection support device of the present invention. .
The apparatus 1 generates a golf club model that reproduces a golf club (hereinafter referred to as a club model), or a golf ball model that reproduces a club model and a golf ball (hereinafter referred to as a ball model), and the natural vibration of the club model. And a
The static characteristic value in the present invention is a physical quantity that characterizes a golf club or a golf ball, and is a physical quantity unique to the golf club or golf ball that does not depend on the motion state of the golf club or golf ball.
算出ユニット２は、制御部１２、モデル生成部１４、静特性解析演算部１６、スウィング解析演算部１８および特性値算出・統合部２０を有し、この他に、上記各部位の演算を一括管理して制御するＣＰＵ２３および各部位で算出された結果を記憶保持するメモリ２４を有する。
なお、算出ユニット２は、プログラムを実行することで各部位が機能するコンピュータによって構成されてもよいし、各部位が専用回路で構成された専用装置であってもよい。
The
The
散布図生成出力部である散布図生成出力ユニット４は、散布図データ生成部２２と、モニタ画面に散布図を表示するモニタ２６および所定の紙面上に散布図を印刷して出力するプリンタ２８とを含んで構成されている。
The scatter diagram generation output unit 4, which is a scatter diagram generation output unit, includes a scatter diagram
まず、算出ユニット２の各部について説明する。制御部１２は、キーボードやマウス等の図示されない操作系を用いて入力された条件に基づいて、ゴルフクラブまたはゴルフボールの基準案、変更すべき設計パラメータ、変更すべき設計パラメータの値の許容範囲を設定する条件設定部として機能する。また制御部１２は、設定された設計パラメータを変数とするゴルフクラブモデルまたはゴルフボールモデルに対して設計パラメータの値を種々に割り付けし、割り付けの度に、割り付けられた設計パラメータの値に応じて生成されるゴルフクラブモデルおよびゴルフボールモデルについて、後述する静特性解析演算、スウィング解析演算、特性値の算出および散布図の作成を繰り返させる繰り返し制御部でもある。
First, each part of the
モデル生成部１４は、制御部１２において設定された変更すべき設計パラメータを変数としたゴルフクラブモデル、またはゴルフクラブモデルおよびゴルフボールモデルを生成する部位である。
すなわち、ゴルフクラブモデルおよびゴルフボールモデルは設定された設計パラメータを変数とし、制御部１２で割り付けられた設計パラメータの値が制御部１２から供給されると、モデル生成部１４はこの値に応じた解析可能な有限要素モデルであるゴルフクラブモデルおよびゴルフボールモデルを生成する。
The
That is, the golf club model and the golf ball model use the set design parameter as a variable, and when the value of the design parameter assigned by the
ゴルフクラブモデルおよびゴルフボールモデルは各有限要素の幾何学形状の情報とメッシュ分割により生成された各節点の位置情報とが設定されることによって作成され、さらに、各有限要素の材料定数が設定されて計算可能な有限要素モデルとなる。すなわち、有限要素モデルは、実質的には、各節点の座標値と各節点を番号化して各有限要素の形状を規定した番号の組と、各有限要素によって表される構成部材の材料定数の数値データとによって構成されたものである。したがって、有限要素モデルの生成とは、各節点を表した番号と対応づけられた節点の座標値と、各有限要素の形状を表す上記節点の番号の組と、材料定数の数値データとが一つのファイルとしてメモリ２４に記憶されることをいう。
The golf club model and the golf ball model are created by setting geometric information of each finite element and position information of each node generated by mesh division, and further, material constants of each finite element are set. It becomes a finite element model that can be calculated. In other words, the finite element model is essentially a set of the coordinate values of each node and a number that defines the shape of each finite element by numbering each node and the material constants of the components represented by each finite element. It consists of numerical data. Therefore, the generation of the finite element model means that the coordinate value of the node associated with the number representing each node, the set of the node numbers representing the shape of each finite element, and the numerical data of the material constant are the same. It is stored in the
図２（ａ）は、本発明において作成される、クラブシャフト３２の先端側（チップ側）にクラブヘッド３６が、後端側（バット側）にグリップ３８が設けられた固有値解析およびスウィングシミュレーション解析の基準案となるゴルフクラブ３０およびゴルフボール４０を示す概略図であり、図２（ｂ）は、この基準案となるゴルフクラブ３０とゴルフボール４０とを有限要素でモデル化して再現した基準クラブモデルおよび基準ボールモデルの一例である、ゴルフクラブモデル６０とゴルフボールモデル７０を示す図である。また図３は、図２で示すゴルフクラブモデル６０のクラブヘッドモデル６６とゴルフボールモデル７０を拡大して表す図である。
FIG. 2A shows an eigenvalue analysis and a swing simulation analysis in which the
図２（ｂ）に示すゴルフクラブモデル６０は、散布図の生成における基準案となるゴルフクラブ３０を再現したモデルである。ゴルフクラブモデル６０は、ゴルフクラブ３０のクラブシャフト部３２を再現する、複数の要素からなる断面積が一定の真直梁モデルでモデル化された部分モデルであるクラブシャフトモデル６２（基準クラブシャフトモデル６２）のチップ側の先端（図２（ｂ）中下側の端）に、ゴルフクラブ３０のクラブヘッド３６を再現する、六面体のソリッド要素でモデル化された部分モデルであるクラブヘッドモデル６６（基準クラブヘッドモデル６６）が設けられている。また、クラブシャフトモデル６２の後端側（バット側）には、ゴルフクラブ３０のグリップ３８を再現する、剛体要素からなる部分モデルであるクラブグリップモデル６８が設けられている。このグリップ３８は剛体要素からなることに限らず複数の弾性体要素でモデル化しても良い。
A
本発明の散布図を利用して設計または選定されるゴルフクラブのクラブシャフトは、例えば、炭素繊維やガラス繊維等の補強繊維をマトリクス層に配した補強層をマンドレルに巻き付けた繊維強化プラスチック製（ＦＲＰ）シャフトである。この場合、補強層をマンドレルに巻き付けたクラブシャフトを設計するには、補強層を巻きつけるマンドレルの材料、マンドレルの形状、補強層をマンドレルに巻き付ける巻き付け位置、巻き付け枚数、補強層の厚さ、補強層の補強繊維の配向角度または補強層における補強繊維やマトリクス層の種類を定める必要がある。これらは、クラブシャフトの設計パラメータとして自由に変更することができる。これらの設計パラメータを自由に変更することにより、クラブシャフトを部分的に補強することができるため、クラブシャフトの剛性分布を自由に変えることが可能である。例えば、先調子や元調子等キックポイントの位置を変えたものを自由に設計でき、特性の異なるクラブシャフトを種々設計することができる。また、金属製シャフトの場合は、シャフトの材料定数、形状等を設計パラメータとして変更し、これら設計パラメータの値を変更することでクラブシャフトの剛性分布を自由に変えることが可能であり、特性の異なるクラブシャフトを種々再現することができる。 A club shaft of a golf club designed or selected using the scatter diagram of the present invention is made of, for example, a fiber reinforced plastic in which a reinforcing layer in which reinforcing fibers such as carbon fiber and glass fiber are arranged in a matrix layer is wound around a mandrel ( FRP) shaft. In this case, to design a club shaft with a reinforcing layer wound around a mandrel, the mandrel material around which the reinforcing layer is wound, the shape of the mandrel, the winding position where the reinforcing layer is wound around the mandrel, the number of windings, the thickness of the reinforcing layer, the reinforcement It is necessary to determine the orientation angle of the reinforcing fibers of the layer or the type of the reinforcing fibers or the matrix layer in the reinforcing layer. These can be freely changed as design parameters of the club shaft. Since the club shaft can be partially reinforced by freely changing these design parameters, the rigidity distribution of the club shaft can be freely changed. For example, it is possible to design freely the ones with different kick points such as the first tone and the original tone, and various club shafts having different characteristics can be designed. In the case of a metal shaft, it is possible to change the rigidity distribution of the club shaft freely by changing the material constant, shape, etc. of the shaft as design parameters and changing the values of these design parameters. Different club shafts can be reproduced in various ways.
図２（ｂ）および図３に示す例では、クラブシャフトモデル６２は、断面積が一定の真直梁要素で離散化されてモデル化されている。クラブシャフトモデル６２の複数の梁要素の各要素の材料定数はヤング率とポアソン比である。そして、各要素の断面寸法は例えば外径と肉厚となる。各要素における真直梁モデルにおける曲げ剛性は、材料定数と断面寸法とで決定する。
例えば、ＦＲＰシャフトの場合、図４に示すように、補強層をマンドレルに巻き付けたゴルフクラブシャフトの積層構造について、構造力学および公知の古典積層理論が適用されて、制御部１２から供給される設計パラメータの割り付け値や基準案の設計パラメータの値から、ヤング率および断面２次モーメントを算出して曲げ剛性ＥＩz（ヤング率Ｅ×断面２次モーメントＩz）を中間パラメータとして算出する。より具体的には、補強層における補強繊維やマトリクス層の各種力学物性値（ヤング率、剪断弾性係数、ポアソン比）、補強層の厚さ、補強層における補強繊維の配向角度、巻き付け位置、巻き付け枚数、マンドレルの外径等の設計パラメータの値から、ヤング率および断面２次モーメントを算出し、真直梁モデルにおける曲げ剛性ＥＩzを中間パラメータとして算出する。また、スチールシャフトの場合も同様に、制御部１２から供給される設計パラメータの割り付け値や基準案の設計パラメータの値から、ヤング率および断面２次モーメントを算出して曲げ剛性ＥＩz（ヤング率Ｅ×断面２次モーメントＩz）を中間パラメータとして算出する。なお、構造力学および古典積層理論に基づく曲げ剛性ＥＩzの算出は、モデル生成部１４において行われる。
In the example shown in FIGS. 2B and 3, the
For example, in the case of an FRP shaft, as shown in FIG. 4, a design supplied from the
図２（ｂ）および図３に示すクラブヘッドモデル６６は、基準案となるゴルフクラブ３０のゴルフクラブヘッド３６を再現するモデルであり、クラブヘッドモデル６６は、形状（フェース厚、ヘッド厚、ロフト角等）、材料定数（ヤング率、剪断弾性係数、ポアソン比、密度）などを設計パラメータとして自由に変更することができる。これら設計パラメータの値を変更することで、特性の異なる種々のクラブヘッドを再現することができる。
The
クラブヘッドモデル６６は、ゴルフクラブヘッドのフェース部、クラウン部、サイド部、ソール部およびネック部それぞれを再現する、６面体ソリッド要素からなるフェース部モデル６６ａ、クラウン部モデル６６ｂ、サイド部モデル６６ｃ、ソール部モデル６６ｄ（図３において表示されず）およびネック部モデル６６ｅによって囲まれて中空部が形成された中空ゴルフクラブヘッドの有限要素モデルである。
The
クラブヘッドモデル６６は、６面体メッシュ生成により立体形状モデルをメッシュ分割することにより、図３に示す仮想平面Ｂと６面体ソリッド要素の１つの面が接するように複数の６面体ソリッド要素を仮想平面Ｂに沿って隣接するとともに、分割されたそれぞれの部分表面に位置する６面体ソリッド要素の各頂点のうち、他の６面体ソリッド要素との共有点となる頂点は、いずれも２つまたは４つの６面体ソリッド要素の共有点となり、かつ、立体形状モデルのそれぞれの部分の内部に位置する、他の６面体ソリッド要素との共有点となる頂点は、いずれも８つの６面体ソリッド要素の共有点となるように、隣り合う６面体ソリッド要素を隣接させて各部分毎にメッシュ分割して立体形状モデルの全体がメッシュ分割されて生成されている。このようなメッシュ分割によって、クラブヘッドモデル６６は６面体ソリッド要素が列を成して整然と配列されて生成されている。ここで、仮想平面Ｂは、ゴルフクラブによるゴルフボールの打撃方向である方向Ａ（図３中の矢印Ａで示す方向）に平行で、クラブヘッドモデル６６のフェース部モデル６６ａに略垂直な、仮想的に設けられた平面である。
The
このように、６面体ソリッド要素が列を成して整然と配列されているので、後述のスウィングシミュレーション演算を行う際に求める安定時間増分（クーラン条件を満たす時間増分）の極小化を回避できる他、計算結果から応力や歪み等を算出する時間も短縮出来る。これにより、短時間で高精度の後述のスウィングシミュレーション演算結果を得ることが可能である。 In this way, since the hexahedral solid elements are arranged in an orderly manner, in addition to avoiding minimization of the stable time increment (time increment satisfying the Courant condition) required when performing the swing simulation calculation described later, The time for calculating stress, strain and the like from the calculation result can also be shortened. Thereby, it is possible to obtain a swing simulation calculation result described later with high accuracy in a short time.
また、６面体ソリッド要素が列を成して整然と配列されて形成された、ゴルフクラブヘッド３６を高精度に再現するクラブヘッドモデル６６を用いることで、後述のスウィングシミュレーション演算に加え、例えばゴルフクラブヘッドがゴルフボールに衝突した際の応力分布や歪み分布等を求める場合、応力分布や歪み分布等がギザギザの変動分布をもつことなく、高精度な演算結果を得ることが可能である。また、例えばある特定位置における厚さ方向に沿った歪み分布といったように、特定位置に関する分布も正確に求めることもできる。
Further, by using a
ボールモデル７０は、基準案となるゴルフボール４０を再現するモデルであり、８節点ソリッド要素でモデル化されている。ボールモデル７０は、表面が略球形状のモデルであり、一般的にゴルフボールの表面に設けられているディンプルと呼ばれる複数の凹部は設けられていない。ディンプルは、ボールが大気中を飛翔する際、ボール表面に乱流層を形成する効果があり、その結果、ボール表面にディンプルが設けられていない場合に比べて、表面の空気流の剥離位置がボールの飛翔方向に対し後退し，ボール後方の後流領域が小さくなり，抗力が減少しボールの飛距離を向上させる効果を有しており、主にボール打ち出し後のボール飛翔中の空力特性に影響することが知られている。解析演算部１８において、インパクト直後のボールの打ち出し初速度、打ち出し角、バックスピン量、サイドスピン量を算出する場合、これらにはボールの空力特性はほとんど関係していない。このため、ゴルフボール４０を再現するモデルとして、ゴルフボールモデル７０は略球形状の簡略モデルとしても充分な精度を有した解析が可能である。簡略化し略球形状のモデルとすることで、短い時間でゴルフボールの略最適設計案を出力することが可能である。
本発明におけるゴルフボールモデルの形状は簡略化された略球形状のモデルに限定されず、より高精度に解析するには、ディンプルを有する通常のゴルフボールに即した表面形状を有するモデルを用いてもよい。
The
The shape of the golf ball model in the present invention is not limited to a simplified substantially spherical model, and in order to analyze with higher accuracy, a model having a surface shape that matches a normal golf ball having dimples is used. Also good.
本発明の散布図を利用して設計または選定されるゴルフボールは、例えば、コアの表面にカバー層の設けられたツーピース構造、またはコアの表面にマントル層が設けられ、このマントル層の表面にカバー層の設けられたスリーピース構造、あるいはそれ以上の層が設けられた各種の多層構造のゴルフボールである。ボールモデル７０では、設計するこれらの層それぞれがモデル化され再現されており、各層毎の形状（厚さ）、材料定数（ヤング率、剪断弾性係数、ポアソン比、密度、エネルギー損失係数）などを設計パラメータとして自由に変更することができる。これら設計パラメータの値を変更することで特性の異なる種々のゴルフボールを再現することができる。
また、本発明によるボールモデルは、ゴルフボールのそれぞれの層をモデル化せず、ゴルフボールの有限要素を均一な材料定数を有する有限要素としてモデル化してもかまわない。この場合、各層の形状・材料定数を設計パラメータとして、構造力学および公知の古典積層理論が適用されて、各要素における剛性を中間パラメータとして算出しておく。この場合、構造力学および古典積層理論に基づく剛性の算出は、モデル生成部１４において行われる。
The golf ball designed or selected by using the scatter diagram of the present invention has, for example, a two-piece structure in which a cover layer is provided on the surface of the core, or a mantle layer provided on the surface of the core. A golf ball having a three-piece structure provided with a cover layer or various multilayer structures provided with more layers. In the
The ball model according to the present invention may model the finite element of the golf ball as a finite element having a uniform material constant without modeling each layer of the golf ball. In this case, structural mechanics and a known classical lamination theory are applied using the shape and material constant of each layer as design parameters, and the rigidity of each element is calculated as an intermediate parameter. In this case, the calculation of rigidity based on structural mechanics and classical lamination theory is performed in the
静特性解析演算部１６は、生成されたゴルフクラブモデル６０およびゴルフボールモデル７０を用い、これらゴルフクラブモデル６０およびゴルフボールモデル７０が再現する、ゴルフクラブおよびゴルフボールの静的特性値をシミュレーション演算によって求める部位である。
The static characteristic
ゴルフクラブモデル６０の静的特性値としてはゴルフクラブモデルの固有振動数が挙げられる。実際のゴルフクラブにおける振動数の測定方法として、ゴルフクラブの後端部を振動数測定器に所定幅（例えば１７８ｍｍ）固定して、ゴルフクラブヘッドを手などで摘んで鉛直方向に変位させた後、手を放して振動させたときの振動数を測定する方法（社団法人日本ゴルフ用品協会が定めるゴルフ曲げ振動数の測定手順）が一般的である。これをゴルフクラブモデルで極めてよくシミュレートさせる方法として、例えば、図２（ｂ）に示すようなゴルフクラブモデル６０を用いて、バット側のグリップモデル６８を固定端とした境界条件の下、ゴルフクラブシャフトモデル６２の振動による固有振動数を算出する固有値解析を行う。この固有値解析は、例えば、公知の有限要素ソルバーによるサブルーチンを実行することで機能する。例えば、ゴルフクラブシャフトモデル６２が支配的に変形する１次、２次、・・・等の固有振動数が算出される。
The static characteristic value of the
静的特性値としては、この他、ゴルフクラブシャフトの撓み量、撓み角、ねじれ角、キックポイント、ゴルフクラブの各部位の質量や長さなどが挙げられる。ここでいう撓み量とは、特許文献である特開平１１−２５３５８５号で規定する撓み角αと同義である。 Other static characteristic values include the amount of deflection, the angle of deflection, the torsion angle, the kick point, the mass and length of each part of the golf club, and the like. The amount of bending here is synonymous with the bending angle α defined in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-253585.
また、ゴルフボールの静的特性値としては、例えば、ゴルフボールの直径方向に外側から中央に向けて均一に圧力を印加した際のゴルフボールの変形をシミュレーション演算によって求め、ゴルフボールを直径方向に決められたサイズになるまで圧縮させるのに必要な圧力の大きさの指標を示すコンプレッションの値を算出する。このコンプレッションの値は、異なる複数のゴルフボールにおいて硬さを比較する際の指標となる。このシミュレーション演算は公知の有限要素ソルバーによるサブルーチンを実行することで機能する。 In addition, as the static characteristic value of the golf ball, for example, the deformation of the golf ball when the pressure is uniformly applied from the outside to the center in the diameter direction of the golf ball is obtained by a simulation operation, and the golf ball is A compression value indicating an index of the amount of pressure required for compression until a predetermined size is obtained is calculated. The compression value serves as an index for comparing the hardness of different golf balls. This simulation operation functions by executing a subroutine by a known finite element solver.
スウィング解析演算部１８は、ゴルフスウィングを再現するための境界条件をグリップモデル６８に与えたときのゴルフクラブモデル６０の挙動、およびゴルフスウィングにおいてゴルフクラブモデル６０でゴルフボールモデル７０をインパクトした際のゴルフボールモデルの挙動を算出する部位であり、例えば、公知の有限要素ソルバーによるサブルーチンを実行することで機能する。
ここで、ゴルフスウィングを再現するための境界条件は、予めメモリ２４に種々のゴルフスウィングの時系列データのファイルが記録されており、図示されない操作系によってゴルフスウィングの時系列データのファイルが呼び出されてゴルフクラブモデル６０の挙動が算出される。
The swing
Here, as the boundary conditions for reproducing the golf swing, various time series data files of the golf swing are recorded in the
ゴルフスウィングの時系列データは、例えば、図５に示すような測定装置５２を用いて、実際にゴルファＧがゴルフクラブ３０を把持してゴルフスウィングしたときのグリップ部３８の位置とゴルフクラブシャフト３２の向き（グリップ部３８の向き）を示した３次元の時系列データである。
The time series data of the golf swing is obtained by using the measuring
具体的には、図５に示す測定装置５２は、ゴルフスウィング中のゴルフクラブ３０のグリップ部３８の位置と、この位置に対応したゴルフクラブ３０のゴルフクラブシャフト３２の向き（グリップ部３８の向き）を測定する装置である。
測定装置５２は、ゴルフクラブ３０のグリップ部３８を把持して行うゴルフスウィング中のグリップ部３８の移動範囲内に、強さと方向が既知の分布を持つ磁場を形成するトランスミッタ５２ａと、グリップ部３８の端部に固定され、磁場を感知することにより基準位置に対する３次元位置とオイラー角の情報を含んだ信号を出力するレシーバ（磁気センサ）５２ｂと、この信号に基づいてグリップ部３８の３次元位置の時系列データとグリップ部のオイラー角の時系列データとを生成するコントローラ５２ｃとを有する。
Specifically, the measuring
The measuring
すなわち、測定装置５２は、図５に示すように、ゴルフスウィングするゴルファＧの背後に配置固定したトランスミッタ５２ａから３種類の所定の磁場を次々に発生させ、一方、移動および回転するグリップ部３８に固定されたレシーバ５２ｂが、トランスミッタ５２ａによって作られる３種類の磁場内の位置および向きに対応して磁気を感知して合計９つの出力電圧を出力し、この出力電圧からコントローラ５２ｃにおいてデータ処理がなされてレシーバ５２ｂの３次元位置と向き（オイラー角）のデータを得ることができる装置である。
That is, as shown in FIG. 5, the measuring
コントローラ５２ｃにおいて得られたグリップ部３８の３次元位置座標とオイラー角の時系列データは、コンピュータ５４に送られて、基準位置、例えばトランスミッタ５２ａの中心位置およびトランスミッタ５２ａにおいて定められた所定の基準方向を基準として、グリップ部３８の３次元位置とグリップ部３８の３次元方向の向きについての時系列データを演算により求める部位である。例えば、３次元位置座標と、所定の座標系における方位角と仰角の時系列データを求める。この時系列データは、モニタ５６による画面表示に用いられるとともに、図１に示すメモリ２４に供給されて記録保持される。モニタ２６による画面表示では、例えば、図６に示されるように、トップの状態からダウンスウィング、インパクトおよびフォロースルーにかけてのグリップ部３８の挙動が、位置と向きが変化する複数の線分を用いて表示される。ここで、線分の端点Ｐはグリップ部３８の位置を、線分の向きはグリップ部３８の向きを表す。
The time series data of the three-dimensional position coordinates and Euler angles of the
このようなグリップ部３８の位置と向きの時系列データが、種々のゴルファのゴルフスウィングについて計測され、メモリ２４に記録保持されている。
この時系列データの内、所望の時系列データが呼び出されて、スウィング解析演算部１８において、グリップモデル６８に付与する境界条件として用いられる。
Such time-series data of the position and orientation of the
Among the time series data, desired time series data is called and used as a boundary condition to be given to the
特性値算出・統合部２０は、１つのゴルフクラブモデルまたはゴルフボールモデルについて静特性解析演算部１６におけるシミュレーション演算から所望の静的特性値を抽出するとともに、スウィング解析演算部１８において得られたゴルフクラブモデルまたはゴルフボールモデルの挙動から、境界条件を与えた際にゴルフクラブモデルが再現するゴルフスウィングにおける、ゴルフクラブモデルの動的挙動を特徴づける動的特性値を算出する部位である。
この動的特性値としては、例えば、ゴルフスウィングにおけるインパクト時のヘッドスピードや、インパクト時のフェース面の向き等が挙げられる。
The characteristic value calculation / integration unit 20 extracts a desired static characteristic value from a simulation calculation in the static characteristic
Examples of the dynamic characteristic value include a head speed at the time of impact in a golf swing, a direction of a face surface at the time of impact, and the like.
例えば、ゴルフクラブモデルの１次固有振動数とヘッドスピードについて散布図を作成する場合、１次固有振動数からゴルフクラブシャフトモデル６２が支配的に変形して振動する１次固有振動数を抽出するとともに、スウィング解析演算部１８で算出されたゴルフクラブモデル６０の挙動のうちのゴルフクラブヘッド３６のインパクト時のヘッドスピードを算出する。特性値算出・統合部２０において算出された１つのゴルフクラブモデルにおける１次の固有振動数とインパクト時のヘッドスピードの値は、散布図データ生成・出力ユニット４の散布図データ生成部２２に送られる。
For example, when creating a scatter diagram for the primary natural frequency and the head speed of a golf club model, the primary natural frequency at which the golf
なお、特性値算出・統合部２０においては、スウィング解析演算部１８において得られたゴルフクラブモデルまたはゴルフボールモデルの挙動から、ゴルフクラブモデルまたはゴルフボールモデルの挙動のそれぞれ異なる特徴を表す複数の動的特性値を求めてもよい。例えば、ゴルフクラブモデルの１次固有振動数とヘッドスピードについての散布図に加え、ゴルフクラブモデルの１次固有振動数とゴルフクラブモデルのインパクト時のフェース面の向きについての散布図を生成したい場合、特性値算出・演算部２０において、ヘッドスピードとインパクト時のフェース面の向きとを求めればよい。特性値算出・演算部２０において求められる動的特性値の数は限定されない。
The characteristic value calculation / integration unit 20 uses a plurality of motions representing different characteristics of the golf club model or the golf ball model from the behavior of the golf club model or the golf ball model obtained by the swing
散布図データ生成部２２は、特性値算出・統合部２０から送られた複数のデータ対を所定の座標軸上にプロットした散布図の画像データを作成して、モニタ２６およびプリンタ２８へ出力する部位である。
すなわち、例えば、ゴルフクラブモデルの１次固有振動数とヘッドスピードについて散布図を作成する場合、特性値算出・統合部２０において算出されたゴルフクラブモデルにおける１次の固有振動数とインパクト時のヘッドスピードの値が、一方の軸が１次固有振動数、他方の軸がスウィング時のヘッドスピードである直交座標系にプロットされた散布図の画像データを生成する。
なお、特性値算出・統合部２０において複数の動的特性値を求めた場合、この散布図データ生成部２２では、ゴルフクラブにおける静的特性値と複数の動的特性値それぞれとの相関を表す散布図の画像データをそれぞれ生成する。また、この場合、それぞれの散布図の画像データに加え、それぞれの散布図の静的特性値の軸を一致させて、同一平面上に複数の散布図を重ねて示す重複散布図の画像データも併せて生成することが好ましい。
ここで作成された散布図（または重複散布図）の画像データは、モニタ２６およびプリンタ２８へ送られる。
The scatter diagram
That is, for example, when creating a scatter diagram for the primary natural frequency and head speed of a golf club model, the primary natural frequency and impact head in the golf club model calculated by the characteristic value calculating / integrating unit 20 Scatter chart image data in which the speed value is plotted in an orthogonal coordinate system in which one axis is the primary natural frequency and the other axis is the head speed at the time of swing is generated.
When the characteristic value calculation / integration unit 20 determines a plurality of dynamic characteristic values, the scatter diagram
The image data of the scatter diagram (or overlapping scatter diagram) created here is sent to the
散布図の画像データがモニタ２６およびプリンタ２８に送られると、上述の散布図の画像がモニタ２６の画面に表示されるとともにプリンタ２８によって紙面に印刷されて出力される。本発明の出力ユニット４はこれに限定されずモニタ２６およびプリンタ２８のいずれか一方のみであってもよい。なお、特性値算出・統合部２０において複数の動的特性値を求めた場合、散布図データ生成部２２で生成した複数の散布図の画像データをそれぞれ個別に出力してもよく、１つの紙面に上述の重複散布図の画像のみを出力することで、複数の散布図を出力してもよい。また、散布図生成・出力ユニット４は、所定の処理を行うことで散布図を確認することができる散布図の画像データを生成して出力する機能を有していればよく、例えばプロジェクターなどの投影表示装置によって散布図を表示してもよい。また、散布図の画像データを磁気記録媒体やＣＤーＲなどに記録して出力してもよく、出力ユニット４の構成は特に限定されない。
When the image data of the scatter diagram is sent to the
このような、本発明のゴルフクラブの設計パラメータの決定支援装置を用いて行われる、本発明の第１の実施形態であるゴルフクラブの固有振動数とインパクトの際のヘッドスピードとの相関を表す散布図の作成方法について詳細に説明する。
図７は、装置１を用いて行われる、ゴルフクラブの静的特性値と動的特性値との相関を表す散布図の作成方法の手順を示すフローチャートである。
まず、装置１において、図示されない操作系から、基準案となる補強層をマンドレルに巻き付けたゴルフクラブシャフトの仕様が入力され、さらに、変更すべき設計パラメータが設定される（ステップ１００）。
具体的には、マンドレルの長さ、外径、ゴルフクラブシャフトの長さ方向にマンドレルの断面形状が変化している場合にはこの外径の分布、マンドレルの力学物性値（ヤング率、剪断弾性率、ポアソン比）、さらに、補強繊維の体積占有率、補強繊維の配向角度、さらに、補強層のマンドレルへの巻き付け位置、巻き付け枚数、厚さ等の設計パラメータの値を基準案の仕様として設定する。
また、上記設計パラメータの値の中から、散布図の作成のために変更すべき設計パラメータを設定する。
これらの設定は、装置１に付随して接続されているマウスやキーボード等の操作系を用いた入力に基づいて設定される。
The correlation between the natural frequency of the golf club according to the first embodiment of the present invention and the head speed at the impact, which is performed by using the golf club design parameter determination support apparatus of the present invention, is shown. A method for creating a scatter diagram will be described in detail.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of a method for creating a scatter diagram representing a correlation between a static characteristic value and a dynamic characteristic value of a golf club, which is performed using the apparatus 1.
First, in the apparatus 1, specifications of a golf club shaft in which a reinforcing layer serving as a reference plan is wound around a mandrel is input from an operation system (not shown), and design parameters to be changed are set (step 100).
Specifically, when the mandrel length, outer diameter, and cross-sectional shape of the mandrel change along the length of the golf club shaft, the distribution of the outer diameter, the mechanical properties of the mandrel (Young's modulus, shear elasticity) Ratio, Poisson's ratio), reinforcement fiber volume occupancy, reinforcement fiber orientation angle, and design parameters such as the position of the reinforcement layer wound around the mandrel, the number of windings, and thickness are set as the specifications of the standard proposal To do.
Also, design parameters to be changed for creating a scatter diagram are set from the values of the design parameters.
These settings are set based on an input using an operation system such as a mouse or a keyboard connected to the apparatus 1.
次に、基準案の仕様と変更すべき設計パラメータの情報から、モデル生成部１４において変更すべき設計パラメータを変数とした、ゴルフクラブモデル６０が生成される（ステップ１０２）。
Next, a
生成されるゴルフクラブモデル６０は、変更すべき設計パラメータの値が変数となっており、後述するように変更すべき設計パラメータの割り付け値を定めることによって、ゴルフクラブモデル６０は解析可能なモデルとして完成する。
例えば、変更すべき設計パラメータとしてゴルフクラブシャフトの材料定数に関するパラメータが設定されている場合、上記ゴルフクラブシャフトモデル６２のモデル形状は定まっている。このゴルフクラブシャフトモデル６２に、材料定数に関する設計パラメータが割り付け値によって割り付けられることにより、ゴルフクラブモデル６０は解析可能なモデルとして完成する。
In the generated
For example, when a parameter relating to a material constant of the golf club shaft is set as a design parameter to be changed, the model shape of the golf
次に、ゴルフクラブモデル６０のゴルフスウィングの挙動を算出するためにグリップモデル６８に付与する境界条件が設定される（ステップ１０４）。
具体的には、メモリ２４には、図５に示す方法によって得られたグリップ部３８の３次元位置座標とグリップ部３８の向きの時系列データが複数種類ファイル別に記録保持されているので、この中から所望の時系列データのファイルが呼び出される。
なお、時系列データは、初級者、中級者、および上級者等のゴルファの種類別のデータ、ヘッドスピードの高低別のデータ、コックを主に利用したゴルフスウィングあるいはボディターンを主に利用したゴルフスウィング等のタイプ別のデータが記録保持されている。あるいは、図５に示す測定装置５２でゴルファＧのゴルフスウィングを計測することによって得られたゴルファＧ自身のデータであってもよい。
Next, in order to calculate the behavior of the golf swing of the
Specifically, the
Note that the time series data includes golfer type data such as beginners, intermediates, and advanced players, head speed level data, golf swing mainly using cocks, or golf mainly using body turns. Data by type such as swing is recorded and held. Alternatively, it may be the data of the golfer G itself obtained by measuring the golf swing of the golfer G with the measuring
次に、変更すべき設計パラメータの値の許容範囲の設定と割り付けが行われる（ステップ１０６）。割り付けとは、ゴルフクラブモデル６０を変更して最適なゴルフクラブの設計案を見いだすために、変更すべき設計パラメータの値を予め定められた方法によって種々設定することをいう。
変更すべき設計パラメータの設定によっては、例えば、補強層における補強繊維の配向角度をゴルフクラブシャフトの長さ方向に分布を持たせることができ、ゴルフクラブシャフトモデルの各要素で上記配向角度を変えることができる。この場合、上述したように、図４に示したように、古典積層理論を用いてゴルフクラブシャフトのヤング率および断面２次モーメントを算出することができ、ゴルフクラブシャフトモデル６２の各要素の真直梁モデルの硬さに関する情報を、曲げ剛性ＥＩｚによって等価的に置き換えることができる。
図８は、ゴルフクラブシャフトモデル６２に対応する各要素の位置をｘ方向にとり、変更すべき設計パラメータの許容範囲の値を等価的に置き換えた曲げ剛性ＥＩｚの値をｙ方向にとり、各要素における曲げ剛性ＥＩｚの値を割り付けた組を、ｎ組（ケース１〜ｎ：ｎは自然数）生成することを示している。
曲げ剛性ＥＩｚの値の割り付けは、実験計画法に基づく割り付けが行われ、直交表に基づく割り付け方法やラテンハイパーキューブ法等のランダムな割り付け方法等によって行われる。本発明における割り付け方法は特に限定されない。
Next, an allowable range of design parameter values to be changed is set and assigned (step 106). Allocation refers to setting various values of design parameters to be changed by a predetermined method in order to find an optimum golf club design plan by changing the
Depending on the setting of design parameters to be changed, for example, the orientation angle of the reinforcing fibers in the reinforcing layer can be distributed in the length direction of the golf club shaft, and the orientation angle is changed by each element of the golf club shaft model. be able to. In this case, as described above, as shown in FIG. 4, the Young's modulus and the moment of inertia of the golf club shaft can be calculated using the classical lamination theory, and the straightness of each element of the golf
FIG. 8 shows the position of each element corresponding to the golf
Allocation of the value of the bending rigidity EIz is performed based on an experimental design method, and is performed by an allocation method based on an orthogonal table, a random allocation method such as a Latin hypercube method, or the like. The allocation method in the present invention is not particularly limited.
次に、設計パラメータの割り付け値に基づいて、解析可能とするゴルフクラブモデル６０が生成され、固有値解析およびスウィング解析が実行される（ステップ１０８）。
すなわち、静特性解析演算部１６において固有値解析が行われ、ゴルフクラブモデル６０のグリップモデル６８を固定した時の固有振動数が算出される。
図９には、ゴルフクラブモデル６０のグリップモデル６８を固定したときの１次固有振動数における変形形態の一例を示している。
一方、スウィング解析演算部１８においてステップ１０４で設定された境界条件がゴルフクラブモデル６０に付与されてスウィング解析が行われ、ゴルフクラブモデル６０の挙動が算出される。スウィング解析演算部１８においては、バックスウィングも含め、アドレスからインパクトに至るゴルフスウィング時のゴルフクラブモデル６０の変形挙動を算出する。図１０には、スウィング解析の結果である、ゴルフスウィング時のゴルフクラブモデル６０の変形挙動の一例を示している。なお、この図１０では、アドレスからトップに至るバックスウィングの挙動は省略し（図示せず）、ゴルフスウィング時におけるダウンスウィングからインパクトにかけての変形挙動のみを示している。
図１０に示すように、ゴルフスウィング時におけるダウンスウィングからインパクトにかけて、ゴルフクラブシャフトモデル６２は変形する。従って、ゴルフクラブヘッド３６に対応するゴルフクラブヘッドモデル６６のインパクト時におけるスウィング速度（ヘッドスピード）もゴルフクラブシャフトモデル６２の変形の程度や変形の仕方に従って変わる。
Next, a
That is, the static characteristic
FIG. 9 shows an example of a variation in the primary natural frequency when the
On the other hand, the boundary condition set in step 104 is given to the
As shown in FIG. 10, the golf
このような解析結果から、特性値算出部・統合部２０において１次固有振動数およびヘッドスピードが算出されて、算出された１つのゴルフクラブにおける１次固有振動数とヘッドスピードとは１対の組み合わせのデータとして、メモリ２４に記憶される（ステップ１１０）。 From such an analysis result, the characteristic value calculation unit / integration unit 20 calculates the primary natural frequency and the head speed, and the calculated primary natural frequency and head speed of one golf club are a pair. The combination data is stored in the memory 24 (step 110).
次に、割り付けられた全てのケース１〜ｎについて、ステップ１０８およびステップ１１０が実行されたか否かが判別される（ステップ１１４）。この判別において否定された場合、ケース番号が変更されて（ステップ１１６）、実行されていないケースの固有値解析およびスウィング解析が実行される。全てのケースにおいて１次固有振動数とヘッドスピードが算出されてメモリ２４に記憶されると、これらのデータは散布図生成出力ユニット４の散布図データ生成部２２に送られる。
Next, it is determined whether or not Step 108 and Step 110 have been executed for all the assigned cases 1 to n (Step 114). If this determination is negative, the case number is changed (step 116), and the eigenvalue analysis and swing analysis of the case that has not been executed are executed. In all cases, when the primary natural frequency and the head speed are calculated and stored in the
次に、散布図データ生成部２２において、一方の軸を固有振動数、他方の軸をヘッドスピードとした直交座標系に、算出された全てのケースそれぞれの、１対の１次固有振動数とヘッドスピードの値がプロットされた散布図の画像データが生成される（ステップ１１７）。
Next, in the scatter diagram
次に、生成された散布図の画像データが出力ユニット４に送られ、モニタ２６の画面に散布図の画像が出力されるとともに、プリンタ２８により所定の紙面上に出力される。
本発明では、このようにして１次固有振動数とヘッドスピードの相関を表す散布図が画像として出力される（ステップ１１８）。
また、散布図の画像はモニタの画面および紙面の双方に出力されることに限定されず、図示しない操作系によっていずれか一方の出力形態を選択し、画面および紙面のいずれか一方に出力してもよい。
Next, the generated image data of the scatter diagram is sent to the output unit 4, and the image of the scatter diagram is output to the screen of the
In the present invention, a scatter diagram showing the correlation between the primary natural frequency and the head speed is thus output as an image (step 118).
In addition, the image of the scatter diagram is not limited to being output to both the monitor screen and the paper surface. Either one of the output forms is selected by an operation system (not shown), and the image is output to either the screen or the paper surface. Also good.
図１１（ａ）および（ｂ）に、このようにして画像として出力された散布図の一例を示す。
図１１（ａ）および（ｂ）に示す散布図は、具体的には、ゴルフクラブシャフト長が４６インチの所定のゴルフクラブを把持してゴルフスウィングを行った際の、Ｈ氏のゴルフスウィングとＮ氏のゴルフスウィングのそれぞれについて、上述のスウィング解析によるシミュレーション演算を行い、種々のゴルフクラブモデルについてゴルフクラブの振動数とヘッドスピードとの関係を求め、Ｈ氏およびＮ氏それぞれについてゴルフクラブの振動数とヘッドスピードとの相関を表した散布図である。図１１（ａ）はＨ氏についての散布図を、また図１１（ｂ）はＮ氏についての散布図を示す。
FIGS. 11A and 11B show an example of a scatter diagram output as an image in this way.
Specifically, the scatter charts shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b) show Mr. H's golf swing when a golf swing is performed while holding a predetermined golf club having a golf club shaft length of 46 inches. For each of Mr. N's golf swings, the simulation calculation by the above-described swing analysis is performed, and the relationship between the golf club vibration frequency and the head speed is obtained for various golf club models. It is a scatter diagram showing the correlation between the number and the head speed. FIG. 11A shows a scatter diagram for Mr. H, and FIG. 11B shows a scatter diagram for Mr. N.
図１１（ａ）および（ｂ）に示されるように、本実施形態によって生成された散布図は、実験計画法によって設定された設計パラメータをもつ種々のゴルフクラブモデルについての静的特性値であるゴルフクラブシャフトの固有振動数と動的特性値であるゴルフクラブヘッドのヘッドスピードとをプロットして得られた散布図である。ゴルフクラブモデルの設計パラメータが実験計画法によって、設定された許容範囲全体からまんべんなく抽出されることで、振動数範囲全体にまんべんなく多数のデータがプロットされた散布図が得られている。 As shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b), the scatter diagram generated by this embodiment is a static characteristic value for various golf club models having design parameters set by the experimental design method. FIG. 6 is a scatter diagram obtained by plotting the natural frequency of a golf club shaft and the head speed of a golf club head, which is a dynamic characteristic value. The design parameters of the golf club model are uniformly extracted from the entire set allowable range by the experimental design method, thereby obtaining a scatter diagram in which a large number of data is uniformly plotted over the entire frequency range.
このような散布図である図１１（ａ）および（ｂ）から、Ｈ氏およびＮ氏ともにヘッドスピードはゴルフクラブシャフトの固有振動数の値に応じて一定周期で変動しており、複数の振動数の値において極大値および極小値をもっていることが判断でき、極大値および極小値をもつ際の振動数の値を高い信頼度で抽出することができる。
ここでいう極大値とは、図１１（ａ）および（ｂ）に示す散布図をカーブフィッティング手法を用いて適当な関数で近似した際、この関数が極大値をもつ振動数の値を中心とした所定の振動数範囲におけるヘッドスピードの最大値のことをいう。
11 (a) and 11 (b), which are such scatter diagrams, the head speed for both Mr. H and Mr. N fluctuates at a constant period depending on the natural frequency value of the golf club shaft, and a plurality of vibrations It can be determined that the numerical value has a local maximum value and a local minimum value, and the frequency value at the time of having the local maximum value and the local minimum value can be extracted with high reliability.
The local maximum here means that when the scatter diagram shown in FIGS. 11 (a) and 11 (b) is approximated by an appropriate function using a curve fitting method, this function is centered on the frequency value having the local maximum. The maximum value of the head speed in the predetermined frequency range.
具体的には、図１１（ａ）および（ｂ）から判断できるように、Ｈ氏とＮ氏はともに一般的に平均的な硬さのゴルフクラブシャフトの振動数として用いられる２４０ｃｐｍ〜２８０ｃｐｍの振動数範囲において、１つの基準極大値（図１１（ａ）中でＨ２、図１１（ｂ）中でＮ２として示す）を有している。
また、Ｈ氏およびＮ氏ともに、ヘッドスピードの値が基準極大値となる際の振動数よりも低い振動数で、上記基準極大値と隣り合う極大値（図１１（ａ）中でＨ１、図１１（ｂ）中でＮ１として示す）を有し、また、ヘッドスピードが基準極大値となる際の振動数よりも高い振動数で、基準となる極大値と隣り合う極大値（図１１（ａ）中でＨ３、図１１（ｂ）中でＮ３として示す）を有している。
ヘッドスピードがこれら極大値をとる際の各振動数は、各ゴルファ毎のゴルフスウィングにおいて比較的高いヘッドスピードとなる振動数であり、このような極大値をもつ振動数の近傍の振動数がゴルフスウィングにおいて比較的高いヘッドスピードとなる振動数であることが図１１（ａ）および（ｂ）から判断される。
また、図１１（ａ）および（ｂ）から判断されるように、ヘッドスピードが極大値および極小値をもつ際のゴルフクラブシャフトの振動数は、各ゴルファのスウィング毎に異なっている。本発明によれば、このようにゴルファ毎に異なっている、ゴルフクラブの静的特性値とゴルフクラブまたはゴルフボールの動的特性値との相関、および、ゴルフボールの静的特性値とゴルフボールの動的特性値との相関を知ることができる。
Specifically, as can be judged from FIGS. 11 (a) and 11 (b), both Mr. H and Mr. N are vibrations of 240 cpm to 280 cpm, which are generally used as the frequencies of golf club shafts having an average hardness. In a number range, it has one reference maximum value (indicated as H 2 in FIG. 11A and N 2 in FIG. 11B).
In addition, both Mr. H and Mr. N have a frequency lower than the frequency at which the head speed value becomes the reference maximum value, and are adjacent to the reference maximum value (in FIG. 11A, H 1 , have shown as N 1) in FIG. 11 (b) in, also at a higher frequency than the frequency at which the head speed is the reference maximum value, maximum value adjacent to the maximum value as a reference (Fig. 11 H 3 in (a), has shown as N 3) in FIG. 11 (b).
The frequency at which the head speed takes these maximum values is the frequency at which the golf swing of each golfer has a relatively high head speed, and the frequency in the vicinity of the frequency having such a maximum value is the golf frequency. It is determined from FIGS. 11A and 11B that the vibration frequency is a relatively high head speed in the swing.
Further, as judged from FIGS. 11A and 11B, the frequency of the golf club shaft when the head speed has a maximum value and a minimum value is different for each golfer swing. According to the present invention, the correlation between the static characteristic value of the golf club and the dynamic characteristic value of the golf club or the golf ball, which is different for each golfer, and the static characteristic value of the golf ball and the golf ball. It is possible to know the correlation with the dynamic characteristic value.
なお、本発明では、異なるゴルファそれぞれの上述の静的特性値と動的特性との相関を、同一の座標平面上にまとめて表してもよい。例えば、上述のＨ氏とＮ氏について、横軸（固有振動数）および縦軸（ヘッドスピード）をそれぞれ共通の軸にとった同一の座標平面に、Ｈ氏およびＮ氏の両氏の振動数とヘッドスピードの相関をまとめて表してもよい（すなわち、Ｈ氏およびＮ氏の２つのデータ系統の散布図を同一座標平面上に重ねて示してもよい）。このようにすることで、振動数とヘッドスピードの相関の情報（上述の、ヘッドスピードの極大値を与える際の固有振動数についての情報など）について、Ｈ氏とＮ氏それぞれについて同一座標平面上で視覚的に容易に比較することができる。このようにすることで、複数のゴルファそれぞれについて、静的特性値と動的特性の相関の特徴を容易に比較することができる。 In the present invention, the correlation between the above-mentioned static characteristic value and dynamic characteristic of each of the different golfers may be collectively represented on the same coordinate plane. For example, for Mr. H and Mr. N, the frequency of both Mr. H and Mr. N on the same coordinate plane taking the horizontal axis (natural frequency) and the vertical axis (head speed) as a common axis. The correlation between the head speeds may be expressed together (that is, the scatter plots of the two data systems of Mr. H and Mr. N may be superimposed on the same coordinate plane). By doing in this way, about the information on the correlation between the frequency and the head speed (the above-mentioned information about the natural frequency when giving the maximum value of the head speed, etc.), Mr. H and Mr. N are on the same coordinate plane. Can be easily compared visually. By doing in this way, the characteristic of the correlation of a static characteristic value and a dynamic characteristic can be easily compared about each of several golfers.
このような情報は、例えば、ゴルフクラブの設計やゴルフクラブの選択に有効に活用することができる。
すなわち、この散布図の作成時以上に多種の設計パラメータを変更してゴルフクラブの最適な設計パラメータを探索する場合や、より細かく設計パラメータを振ってゴルフクラブモデルを作成してスウィングシミュレーション演算を行った結果からゴルフクラブの最適な設計パラメータを探索する場合など、多くのゴルフクラブモデルを生成してシミュレーション演算を行う必要があり、多くの時間を要する。このような場合に、散布図で得られた極大値および極小値の情報をもとに、散布図において極大値となる振動数の近傍の振動数を有するゴルフクラブモデルに絞ってシミュレーション演算を行うことで、最適な設計パラメータの探索に要する時間を減少させることができる。このように装置１で得られた情報を基に、最適設計案を探索する振動数範囲を極大値をもつ際の振動数の近傍に絞りこむことで最適設計パラメータの値の決定に要する時間を大幅に短縮することができる。
Such information can be effectively used for designing a golf club or selecting a golf club, for example.
That is, when searching for the optimum design parameters of a golf club by changing various design parameters more than at the time of creating this scatter diagram, or by swinging design parameters more finely, creating a golf club model and performing a swing simulation calculation For example, when searching for the optimum design parameter of a golf club from the results, it is necessary to generate a lot of golf club models and perform a simulation calculation, which takes a lot of time. In such a case, based on information on the maximum value and the minimum value obtained in the scatter diagram, the simulation calculation is performed by narrowing down to a golf club model having a frequency in the vicinity of the frequency that becomes the maximum value in the scatter diagram. As a result, the time required for searching for the optimum design parameter can be reduced. Thus, based on the information obtained by the apparatus 1, the time required for determining the optimum design parameter value can be reduced by narrowing the frequency range in which the optimum design plan is searched for to the vicinity of the frequency when having the maximum value. It can be greatly shortened.
また、ゴルフクラブの固有振動数は、ゴルフスウィングにおけるヘッドスピードに影響するのみでなく、ゴルフスウィングにおけるゴルファのフィーリングにも影響することが知られている。ゴルフクラブの振動数には、ゴルファ毎に最適と感じる振動数範囲がある。この範囲から外れるものは、ゴルフスウィングの際にゴルファのフィーリングで極端に硬い、柔らかいと感じられたり、ゴルフクラブのしなりが極端に小さい、または大きいと感じられてゴルファは不快感を感じる。
ゴルフクラブの振動数の変化に応じた、ゴルフスウィングにおけるヘッドスピードの変化の情報を知ることで、複数の最適振動数の候補値（上述の極大値となる際の振動数の値）が得られる。
これにより、ゴルフスウィングを行った際に自分が不快と感じる振動数以外の最適振動数候補値から、自分のフィーリングに最も適した振動数を選択することができる。
本発明の装置で得られる散布図から得られる情報を基に、このようにヘッドスピードおよびフィーリングを多角的に検討することができる。
Further, it is known that the natural frequency of a golf club not only affects the head speed in the golf swing but also affects the feeling of the golfer in the golf swing. The frequency of the golf club has a frequency range that is optimal for each golfer. Anything outside this range feels uncomfortable when the golfer feels that the golfer feels extremely hard and soft, or that the golf club bends extremely small or large during golf swing.
By knowing information on the change in the head speed in the golf swing according to the change in the frequency of the golf club, a plurality of candidate values for the optimum frequency (the values of the frequencies at which the above-mentioned maximum values are obtained) can be obtained. .
This makes it possible to select the most suitable frequency for his / her feeling from the optimum frequency candidate values other than the frequencies he / she feels uncomfortable when performing golf swing.
Based on the information obtained from the scatter diagram obtained by the apparatus of the present invention, the head speed and the feeling can be examined from various perspectives.
また、散布図において、振動数に対するヘッドスピードの増減の周期が短い（散布図の凹凸が急峻な）振動数領域では、ヘッドスピードを最適とする振動数の値から少しずれた振動数ではヘッドスピードが極端に低くなる。このような領域における設計パラメータをゴルフクラブのヘッドスピードを最適とする設計パラメータとして選択しゴルフクラブを製造すると、ゴルフクラブの製造のばらつき具合によってはゴルファのヘッドスピードを極端に低くする振動数を有するゴルフクラブが製造される場合がある。
製造のばらつきを考慮すると、振動数に対するヘッドスピードの増減の周期が長い（散布図の凹凸が急峻でない）振動数領域において比較的ヘッドスピードを高くする振動数を有する際の設計パラメータを選択した方が、振動数に対するヘッドスピードの増減の周期が短い（散布図の凹凸が急峻な）振動数領域におけるヘッドスピードを最も高くする振動数を選択する場合に比べて、自分のヘッドスピードを高くする振動数のゴルフクラブを得られる可能性が高い場合もある。本発明の散布図を利用することで、このように製造時のロバスト性も考慮して、ゴルファ毎にヘッドスピードを高くする振動数のゴルフクラブを得られる設計パラメータを選択することもできる。
このように、本発明の散布図を利用することで、ヘッドスピードおよびフィーリング、および、製造上の誤差に対してゴルフクラブの性能が不安定にならない、いわゆるロバスト性等を総合的に判断して、自分に最も適した振動数の範囲がどのくらいであるかを知ることができる。
Also, in the scatter diagram, in the frequency range where the increase / decrease cycle of the head speed with respect to the frequency is short (the unevenness of the scatter diagram is steep), the head speed is at a frequency slightly deviated from the frequency value that optimizes the head speed. Becomes extremely low. When a golf club is manufactured by selecting a design parameter in such a region as a design parameter that optimizes the head speed of the golf club, the golf club has a frequency at which the head speed of the golfer is extremely reduced depending on variations in manufacturing of the golf club. A golf club may be manufactured.
In consideration of manufacturing variation, the design parameter is selected when the head speed increases or decreases with respect to the frequency (the unevenness of the scatter diagram is not steep), and the design parameter is selected when the frequency has a relatively high head speed. However, the vibration that increases your own head speed compared to selecting the frequency that maximizes the head speed in the frequency range where the increase / decrease cycle of the head speed with respect to the frequency is short (the unevenness of the scatter diagram is steep). In some cases, it is likely that a number of golf clubs will be obtained. By using the scatter diagram of the present invention, it is possible to select design parameters that can obtain a golf club having a frequency that increases the head speed for each golfer in consideration of the robustness at the time of manufacture.
In this way, by using the scatter diagram of the present invention, it is possible to comprehensively judge the so-called robustness, etc., in which the performance of the golf club does not become unstable with respect to head speed and feeling, and manufacturing errors. Thus, it is possible to know how much frequency range is most suitable for me.
また、ゴルフ用品店などにおいて実際に多くのゴルフクラブを用いて素振りや試打を行って自分に最適なゴルフクラブを選択する場合などにおいても、素振りや試打を行うゴルフクラブの振動数範囲を極大値をもつ際の振動数の近傍に絞りこむことで、自分のゴルフスウィングにおけるゴルフクラブのヘッドスピードを略最大とするゴルフクラブを迅速に選択することができる。 In addition, even when golf clubs or the like actually perform swinging and trial hits using many golf clubs to select the best golf club for themselves, the maximum frequency range of the golf clubs to be shaken or trial hits is maximized. By narrowing down to the vicinity of the vibration frequency when having a golf ball, it is possible to quickly select a golf club that substantially maximizes the head speed of the golf club in one's own golf swing.
本発明のゴルフクラブの設計パラメータの決定支援装置では、上述のように、特性値算出・統合部２０において、スウィング解析演算部１８において得られたゴルフクラブモデルまたはゴルフボールモデルの挙動から、ゴルフクラブモデルまたはゴルフボールモデルの挙動のそれぞれ異なる特徴を表す複数の動的特性値を求めてもよい。この場合、上述の重複散布図の画像を出力して示すことで、この重複散布図を確認した人物（例えば、ゴルフクラブの設計者やゴルフ販売業者など）が、複数の動的特性それぞれとゴルフクラブモデルの静的特性値との相関それぞれを視覚的に把握することができる。
In the golf club design parameter determination support device of the present invention, as described above, the characteristic value calculation / integration unit 20 determines the golf club from the behavior of the golf club model or the golf ball model obtained by the swing
図１２は、本発明のゴルフクラブの設計パラメータの決定支援装置によって出力される重複散布図（重複散布図の画像）の一例を示す概略イメージ図である。図１２は、図１１（ｂ）に示した、Ｎ氏についてゴルフクラブの振動数とヘッドスピードとの相関を表した散布図と、Ｎ氏についてゴルフクラブの振動数とインパクト時のフェースの向きとの相関を表した散布図（イメージ図）とを重ねて示す重複散布図の概略を示すイメージ図であり、それぞれの散布図におけるゴルフクラブの振動数を同一の軸にとって示した図である。
なお、図１２における重複散布図のうち、ゴルフクラブの振動数とインパクト時のフェースの向きとの相関を表した散布図（図１２中、丸印のプロットで示す）は、本発明の重複散布図を説明するためのイメージ像である。実際のゴルフクラブの振動数とインパクト時のフェースの向きとの相関は、図１２に示される様相を示すものとは限らない。
FIG. 12 is a schematic image diagram showing an example of an overlap scatter diagram (image of an overlap scatter diagram) output by the golf club design parameter determination support device of the present invention. FIG. 12 is a scatter diagram showing the correlation between the golf club vibration frequency and the head speed for Mr. N shown in FIG. 11B, and the golf club vibration frequency for Mr. N and the orientation of the face at impact. It is an image figure which shows the outline of the overlapping scatter diagram which overlaps and shows the scatter diagram (image diagram) showing these correlations, and is the figure which showed the frequency of the golf club in each scatter diagram on the same axis | shaft.
Of the overlapping scatter diagrams in FIG. 12, a scatter diagram (indicated by a circle in FIG. 12) showing the correlation between the frequency of the golf club and the orientation of the face at the time of impact is the overlapping scatter diagram of the present invention. It is an image for explaining a figure. The correlation between the actual frequency of the golf club and the orientation of the face at the time of impact does not necessarily indicate the aspect shown in FIG.
図１２に示す散布図では、インパクト時のフェース面の向きを、このフェース面の法線方向の地面に平行な成分で表している。図１２に示す散布図では、この法線方向の地面に平行な成分が、インパクト直後のゴルフボールの理想とされる飛翔方向の地面に平行な成分と一致する場合を０°とし、インパクトされて飛翔するゴルフボールの球筋がフックとなる向きを＋、スライスとなる向きを−とし、フェース面の法線方向の地面に平行な成分と、理想とされる飛翔方向の地面に平行な成分とのなす角によってフェース面の向きを示している。このようなインパクトの瞬間のフェース面の向きは、ゴルフスウィングによって飛翔されるゴルフボールの球筋（一般的にストレート、スライス、フックといった表現で分類される）を特徴づける。 In the scatter diagram shown in FIG. 12, the orientation of the face surface at the time of impact is represented by a component parallel to the ground in the normal direction of the face surface. In the scatter diagram shown in FIG. 12, when the component parallel to the ground in the normal direction coincides with the component parallel to the ground in the flight direction that is ideal for the golf ball immediately after impact, the impact is assumed to be 0 °. The direction in which the ball of the flying golf ball becomes a hook is +, the direction in which it is a slice is-, and the component parallel to the ground in the normal direction of the face surface and the component parallel to the ground in the ideal flying direction The direction of the face surface is indicated by the angle formed. The orientation of the face surface at the moment of impact characterizes the ball streaks (generally classified by expressions such as straight, slice, and hook) of the golf ball flying by the golf swing.
このような、図１２に示す重複散布図から、Ｎ氏のゴルフスウィングにおける、ヘッドスピードおよびインパクト時のフェースの向きそれぞれとゴルフクラブモデルの静的特性値との相関それぞれを視覚的に把握することができ、ヘッドスピードおよびインパクト時のフェース面の向きの双方に基づいて総合的に判断したうえで、ゴルフスウィングにおけるゴルフクラブの動的特性値をバランスよくする、ゴルフクラブにおける静的特性値の範囲を抽出することができる。 From this overlapping scatter diagram shown in FIG. 12, the correlation between the head speed and the orientation of the face at the time of impact and the static characteristic value of the golf club model in Mr. N's golf swing is visually grasped. Range of static characteristic values in a golf club that balances the dynamic characteristic values of a golf club in a golf swing with a comprehensive judgment based on both the head speed and the orientation of the face surface at impact Can be extracted.
図１２にイメージ像で示す例では、ゴルフクラブの静的特性値が２４０〜２７０（ｃｐｍ）の範囲において、ヘッドスピードが極大値の近傍の値をとり、かつ、インパクト時のフェース面の向きが０°（ストレート方向）の近傍の値をとることが判断される。
重複散布図から、このように、Ｎ氏のゴルフスウィングにおいて、ヘッドスピードをなるべく速く、かつインパクト時のフェースの向きをなるべくストレートとし、ゴルフボールを打撃した際、ゴルフボールがなるべく真っ直ぐ飛ぶ、バランスのとれたゴルフクラブの静的特性値を抽出することができる。
In the example shown as an image in FIG. 12, in the range where the static characteristic value of the golf club is 240 to 270 (cpm), the head speed takes a value near the maximum value, and the orientation of the face surface at the time of impact is It is determined to take a value in the vicinity of 0 ° (straight direction).
From the multiple scatter plots, in Mr. N's golf swing, the head speed is as fast as possible and the direction of the face at impact is as straight as possible. When hitting a golf ball, the golf ball flies as straight as possible. It is possible to extract a static characteristic value of the obtained golf club.
なお、重複散布図から、ゴルフクラブの複数の動的特性値をバランスよくする静的特性値を抽出するには、出力された重複散布図を視覚的に判断するのみでなく、例えば、このような複数の散布図データを所定のデータ処理手段に入力し、データ処理することで複数の動的特性値をバランス良くするゴルフクラブの静的特性値を自動的に抽出してもよい。 In addition, in order to extract a static characteristic value that balances a plurality of dynamic characteristic values of a golf club from a duplicate scatter diagram, not only the output duplicate scatter diagram is visually judged but also, for example, A plurality of scatter diagram data may be input to predetermined data processing means, and data processing may automatically extract a static characteristic value of a golf club that balances a plurality of dynamic characteristic values.
データ処理手段において、例えば、以下のようなデータ処理がなされることで、複数の動的特性値をバランス良くするゴルフクラブの静的特性値を自動的に抽出することができる。図１３は、複数の動的特性値をバランス良くするゴルフクラブの静的特性値を抽出するために成されるデータ処理の一例について説明するイメージ図であり、図１２に示す２つの散布図それぞれを、カーブフィッティング手法を用いて近似して得られた近似曲線をそれぞれ示したグラフである。 In the data processing means, for example, by performing the following data processing, it is possible to automatically extract a static characteristic value of a golf club that balances a plurality of dynamic characteristic values. FIG. 13 is an image diagram for explaining an example of data processing performed to extract a static characteristic value of a golf club that balances a plurality of dynamic characteristic values, and each of the two scatter diagrams shown in FIG. 4 is a graph showing approximate curves obtained by approximation using a curve fitting method.
まず、それぞれの散布図から、それぞれの動的特性を略最適化する略最適振動数がそれぞれ抽出される。ヘッドスピードに関しては、上述のように極大値をとる際の振動数が抽出され、インパクト時のフェースの向きに関しては、ストレートすなわち０°になる際の振動数が抽出される。
そして、それぞれの振動数を中心とした所定の振動数範囲が略最適振動数候補範囲として抽出されて、ヘッドスピードにおける略最適振動数候補範囲とフェース面の向きにおける略最適振動数候補範囲とが重複する領域（図１３中の斜線領域）が、これら動的特性値をバランス良くする振動数範囲として抽出される。
First, from each scatter diagram, a substantially optimum frequency that substantially optimizes each dynamic characteristic is extracted. As for the head speed, the frequency at which the maximum value is obtained as described above is extracted, and as for the orientation of the face at the time of impact, the frequency at the straight, that is, 0 ° is extracted.
Then, a predetermined frequency range centered on each frequency is extracted as a substantially optimal frequency candidate range, and a substantially optimal frequency candidate range at the head speed and a substantially optimal frequency candidate range at the face direction are obtained. The overlapping area (shaded area in FIG. 13) is extracted as a frequency range that balances these dynamic characteristic values.
本発明のゴルフクラブの設計パラメータの決定支援装置によれば、スウィングシミュレーション解析において、ゴルフクラブモデルでゴルフボールモデルをインパクトさせて、ゴルフスウィングにおける動的特性値としてインパクト直後のゴルフボールの打ち出し速度（打ち出し初速度）の値を算出し、ゴルフクラブの固有振動数（１次の固有振動数）とゴルフボールの打ち出し初速度との相関を表す散布図を作成することもできる。 According to the golf club design parameter determination assisting apparatus of the present invention, in the swing simulation analysis, the golf ball model is impacted by the golf club model, and the golf ball launching speed immediately after the impact as the dynamic characteristic value in the golf swing ( It is also possible to calculate a value of the initial launch velocity) and create a scatter diagram showing the correlation between the natural frequency of the golf club (primary natural frequency) and the initial launch velocity of the golf ball.
具体的には、ステップ１０２においてゴルフクラブモデルに加えてゴルフボールモデルを生成し、ステップ１０８においてゴルフクラブモデルの固有値解析を行うとともに、スウィング解析を行うことでゴルフクラブモデルによってゴルフボールモデルを打撃させ、インパクト直後のゴルフボールの挙動を算出する。そして、ステップ１１０において、これらの解析結果からゴルフクラブモデルにおける静的特性値である１次固有振動数を算出するとともに、インパクト直後のゴルフボールの動的特性値であるゴルフボールの打ち出し初速度の値を算出する。以降、ゴルフクラブのヘッドスピードについて求めた場合と同様に、ステップ１１４〜ステップ１１８の処理を実施することで、ゴルフクラブの固有振動数とインパクト直後のゴルフボールの挙動の動的特性値との相関を表す散布図を出力することができる。 Specifically, in step 102, a golf ball model is generated in addition to the golf club model, and eigenvalue analysis of the golf club model is performed in step 108, and the golf ball model is hit by the golf club model by performing swing analysis. The behavior of the golf ball immediately after impact is calculated. In step 110, a primary natural frequency that is a static characteristic value in the golf club model is calculated from these analysis results, and a golf ball launch initial speed that is a dynamic characteristic value of the golf ball immediately after impact is calculated. Calculate the value. Thereafter, as in the case of obtaining the head speed of the golf club, by performing the processing of step 114 to step 118, correlation between the natural frequency of the golf club and the dynamic characteristic value of the behavior of the golf ball immediately after the impact is performed. Can be output.
また、本発明の設計パラメータの決定支援装置は、ゴルフボールの静的特性値とゴルフスウィングにおけるゴルフボールの動的特性値との相関を表す散布図を作成する、ゴルフボールの設計パラメータの決定支援装置としても機能する。
図１４に、本発明の第２の実施形態である、装置１を用いて行われるゴルフボールの静的特性値であるコンプレッションとゴルフボールの動的特性値である打ち出し初速度の相関を表す散布図の作成の手順を示すフローチャートを示す。
このゴルフボールのコンプレッションとゴルフボールの打ち出し初速度との相関を表す散布図の作成は、上記ゴルフクラブモデルにおける固有振動数をゴルフボールモデルのコンプレッション、上記インパクトの瞬間のゴルフクラブのヘッドスピードをインパクト直後のゴルフボールモデルの速度とし、上記ゴルフクラブモデルにおける固有振動数とヘッドスピードとの相関を表す散布図の作成と同様のステップを実施することで行われる。
Further, the design parameter determination support apparatus of the present invention creates a scatter diagram representing the correlation between the static characteristic value of the golf ball and the dynamic characteristic value of the golf ball in the golf swing, and supports the determination of the design parameter of the golf ball. It also functions as a device.
FIG. 14 is a scatter showing the correlation between the compression that is the static characteristic value of the golf ball performed using the apparatus 1 according to the second embodiment of the present invention and the initial launch speed that is the dynamic characteristic value of the golf ball. The flowchart which shows the preparation procedure of a figure is shown.
To create a scatter diagram that shows the correlation between the compression of the golf ball and the initial launch speed of the golf ball, the natural frequency in the golf club model is the compression of the golf ball model, and the head speed of the golf club at the moment of impact is impacted. The speed of the golf ball model immediately after is set, and the same steps as the creation of a scatter diagram representing the correlation between the natural frequency and the head speed in the golf club model are performed.
具体的には、まず、装置１において、図示されない操作系から、ゴルフボールの各部分毎の基準となる設計案の仕様、およびゴルフボールの基準となる設計案の仕様が入力されて設定される（ステップ２００）。 Specifically, first, in the device 1, the specifications of the design plan that becomes the reference for each part of the golf ball and the specifications of the design plan that becomes the reference of the golf ball are input and set from an operation system (not shown). (Step 200).
具体的には、第１の実施形態と同様に、例えば、ゴルフボールのコア層、マントル層、カバー層それぞれの層の形状（径、厚さ等）や材料定数（密度、ヤング率、剪断弾性率、ポアソン比、エネルギー損失係数）等を基準案の仕様として設定する。また、上記設計パラメータの値の中から変更すべき設計パラメータとして、ゴルフボールのコア層、マントル層、カバー層それぞれの層における、厚さ、密度、エネルギー損失等の設計パラメータを指示入力する。設計パラメータは上記の設計パラメータに限定されず、設計パラメータの種類や数は特に制限されない。また、このとき、インパクトを含んだスウィング解析に用いられるゴルフクラブモデルの基準案も設定される。
これらの設定は、第１の実施形態と同様に、装置１に付随して接続されているマウスやキーボード等の操作系を用いた入力に基づいて設定される。
Specifically, as in the first embodiment, for example, the shape (diameter, thickness, etc.) and material constants (density, Young's modulus, shear elasticity) of the core layer, mantle layer, and cover layer of the golf ball. Rate, Poisson's ratio, energy loss coefficient) etc. are set as the specifications of the proposed standard Further, design parameters such as thickness, density, energy loss and the like in the core layer, mantle layer, and cover layer of the golf ball are input as design parameters to be changed from among the design parameter values. The design parameters are not limited to the above design parameters, and the type and number of design parameters are not particularly limited. At this time, a standard draft of a golf club model used for swing analysis including impact is also set.
Similar to the first embodiment, these settings are set based on input using an operation system such as a mouse or a keyboard connected to the apparatus 1.
次に、基準案の仕様と変更すべき設計パラメータの情報から、モデル生成部１４において、変更すべき設計パラメータを変数とした、ゴルフボール４０のコア層、マントル層、カバー層をそれぞれ再現した、コア層モデル、マントル層モデルおよびカバー層モデルを有する、ゴルフボールを再現したゴルフボールモデル７０が生成される。また、ゴルフボールの略最適化設計案の探索に用いられる、基準となるゴルフクラブモデル６０も共に生成される（ステップ２０２）。
Next, from the specifications of the standard proposal and the design parameter information to be changed, the
生成されるボールモデル７０は、第１の実施形態と同様に変更すべき設計パラメータの値が変数となっており、後述するように、変更すべき設計パラメータの割り付け値を定めることによって、ボールモデル７０は解析可能なモデルとして完成する。
In the generated
次に、ボールモデル７０のゴルフスウィングにおける挙動を算出するために基準ゴルフクラブモデル６０のグリップ部に付与する境界条件が設定される（ステップ２０４）。
具体的には、第1の実施形態と同様に、メモリ２４から、図５に示す方法によって得られたグリップ３８の３次元位置座標とグリップ３８の向きの時系列データが呼び出される。
Next, in order to calculate the behavior of the
Specifically, as in the first embodiment, the time series data of the three-dimensional position coordinates of the
次に、ゴルフボールの基準案に対する変更すべきゴルフボールの設計パラメータ、変更すべき設計パラメータの値の許容範囲がオペレータの入力に応じて設定される（ステップ２０６）。 Next, the golf ball design parameters to be changed with respect to the golf ball standard plan and the allowable range of the design parameter values to be changed are set in accordance with the input of the operator (step 206).
そして、ステップ２０８において、ゴルフボールモデルを所定量だけ変形させる変形ミュレーション解析を行うとともに、ゴルフスウィングのシミュレーション演算を行うことでゴルフクラブモデルによってゴルフボールモデルを打撃させて、インパクト直後のゴルフボールの挙動を算出する。 Then, in step 208, a deformation simulation analysis for deforming the golf ball model by a predetermined amount is performed, and the golf ball model is hit by the golf club model by performing a golf swing simulation calculation. Calculate the behavior.
次に、ステップ２１０において、これらの解析結果からゴルフボールモデルの静的特性値であるコンプレッション（ゴルフボールを所定量変形させるのに必要な荷重の大きさ）を算出するとともに、インパクト直後のゴルフボールの動的特性値であるゴルフボールの打ち出し初速度の値を算出する。以降、ゴルフクラブのヘッドスピードについて求めた場合と同様に、ステップ２１４〜ステップ２１８の処理が実施されて、ゴルフボールのコンプレッションとインパクト直後のゴルフボールの打ち出し初速度との相関を表す散布図が出力される。 Next, in step 210, the compression (the amount of load necessary to deform the golf ball by a predetermined amount) is calculated from these analysis results, and the golf ball immediately after impact is calculated. The value of the initial launch velocity of the golf ball, which is the dynamic characteristic value, is calculated. Thereafter, as in the case where the head speed of the golf club is obtained, the processing from step 214 to step 218 is performed, and a scatter diagram representing the correlation between the compression of the golf ball and the initial launching speed of the golf ball immediately after impact is output. Is done.
ここで、コンプレッションとはボールの硬さを表す目安として一般に用いられている規格であり、ゴルフボールを決められたサイズまで歪ませるために必要な荷重の大きさで表された数値である。すなわち、ゴルフスウィングにおけるゴルフクラブヘッドとの衝撃による潰れやすさを表す、ゴルフボール固有の静的特性値である。
ゴルフボールはゴルフクラブの衝撃によって潰され、元に戻ろうとするエネルギーで飛び出す。この際、インパクトでゴルフボールが潰れれば潰れるほど速く飛び出す（ゴルフボールの打ち出し初速度が高い）というわけではなく、ゴルフボール毎にゴルフスウィングの際のゴルフボールの打ち出し初速度を最速にする適正な変形量がある。ゴルフボールの変形量は、ゴルフクラブヘッドのヘッドスピードやゴルフクラブヘッドの特性（フェース部やクラウン部の剛性等）によって変わり、ゴルファ各人それぞれのヘッドスピードやゴルフクラブのフェースの特性（例えば、フェース部の剛性など）に対し、ゴルフボールの打ち出し初速度を略最大化させる適正なコンプレッションの値がある。
ゴルフボールのコンプレッションとゴルフスウィングにおける打ち出し初速度との相関の散布図を出力してこれらの相関の情報を得ることは、ゴルフボールの設計や選択において、ゴルフクラブの固有振動数とヘッドスピードとの相関の情報を得ることと同様な効果がある。
Here, the compression is a standard generally used as a standard representing the hardness of the ball, and is a numerical value represented by the magnitude of the load necessary to distort the golf ball to a predetermined size. That is, it is a static characteristic value unique to a golf ball that represents the ease of being crushed by an impact with a golf club head in a golf swing.
The golf ball is crushed by the impact of the golf club and jumps out with energy to return to the original. At this time, if the golf ball is crushed due to impact, it does not jump out as quickly as it is crushed (the initial launch speed of the golf ball is high), but it is appropriate that the initial launch speed of the golf ball during golf swing is the fastest for each golf ball. There is a lot of deformation. The amount of deformation of the golf ball varies depending on the head speed of the golf club head and the characteristics of the golf club head (rigidity of the face portion and crown portion, etc.), and each golfer's individual head speed and the characteristics of the face of the golf club (for example, face There is an appropriate compression value that substantially maximizes the initial launch speed of the golf ball.
Outputting a scatter diagram of the correlation between the compression of the golf ball and the initial launch speed in the golf swing to obtain information on these correlations can be used to determine the relationship between the natural frequency of the golf club and the head speed. This has the same effect as obtaining correlation information.
本実施形態では、ゴルフボールの静的特性値としてゴルフボールのコンプレッションを用いている。本発明におけるゴルフボールの静的特性値は、例えば、ゴルフボールの固有振動数などゴルフボールに固有の静的特性を示す物性値を必要に応じて設定すればよく、特に限定されない。
また、本発明におけるゴルフクラブ動的特性値およびゴルフボールの動的特性値は、インパクト時のゴルフクラブのフェース面の向きや動的ロフト角や、ゴルフボールの打ち出し角、ゴルフボールのスピン量などであってもよく、特に限定されない。
In the present embodiment, the compression of the golf ball is used as the static characteristic value of the golf ball. The static characteristic value of the golf ball in the present invention is not particularly limited as long as a physical property value indicating the static characteristic unique to the golf ball, such as the natural frequency of the golf ball, is set as necessary.
Further, the golf club dynamic characteristic value and the golf ball dynamic characteristic value in the present invention include the orientation of the face surface of the golf club at the time of impact, the dynamic loft angle, the launch angle of the golf ball, the spin amount of the golf ball, etc. There is no particular limitation.
以上、本発明のゴルフクラブの設計パラメータの決定支援装置およびゴルフボールの設計パラメータの決定支援装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。 The golf club design parameter determination support apparatus and golf ball design parameter determination support apparatus of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and does not depart from the gist of the present invention. Of course, various improvements and modifications may be made within the scope.
１ 装置
２ 算出ユニット
４ 散布図データ生成・出力ユニット
１２ 制御部
１４ モデル生成部
１６ 静特性解析演算部
１８ スウィング解析演算部
２０ 特性値算出・統合部
２２ 散布図データ生成部
２３ ＣＰＵ
２４ メモリ
２６ モニタ
２８ プリンタ
３０ ゴルフクラブ
３２ ゴルフクラブシャフト
３６ ゴルフクラブヘッド
３８ ゴルフクラブグリップ
４０ ゴルフボール
６０ ゴルフクラブモデル
６２ ゴルフクラブシャフトモデル
６６ ゴルフクラブヘッドモデル
６８ ゴルフクラブグリップモデル
７０ ゴルフボールモデル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
24
Claims (10)
ゴルフクラブにおける変更すべき設計パラメータを設定し、この設計パラメータを変数として少なくともゴルフクラブシャフトモデルが設けられたゴルフクラブモデルを生成するモデル生成部と、
前記設計パラメータの値の許容範囲を少なくとも設定する条件設定部と、
前記設計パラメータの値を与えて生成されたゴルフクラブモデルの静的状態を特徴づける静的特性値を求める第１の算出部と、
前記ゴルフクラブモデルに所定の境界条件を与えて前記ゴルフクラブモデルのスウィング挙動を演算し、前記スウィングにおける前記ゴルフクラブモデルの動的挙動を特徴づける動的特性値を算出する第２の算出部と、
前記ゴルフクラブモデルに与える前記設計パラメータの値を前記許容範囲内で繰り返し変更して設定し、変更の度にこの変更によって生成されるゴルフクラブモデルについて、前記第１の算出部および前記第２の算出部における算出処理を繰り返させる繰り返し制御部と、
前記静的特性値と前記動的特性値とをそれぞれ軸にとった座標平面上に、前記繰り返し制御部で求められた複数のゴルフクラブモデルそれぞれの前記静的特性値と前記動的特性値との相関を表した散布図を生成して出力する散布図生成出力部と、を有することを特徴とするゴルフクラブの設計または選定支援装置。 A support device for supporting design or selection of a golf club,
A model generation unit for setting a design parameter to be changed in the golf club, and generating a golf club model provided with at least a golf club shaft model using the design parameter as a variable;
A condition setting unit for setting at least an allowable range of values of the design parameters;
A first calculation unit for obtaining a static characteristic value characterizing a static state of the golf club model generated by giving a value of the design parameter;
A second calculating unit that gives a predetermined boundary condition to the golf club model, calculates a swing behavior of the golf club model, and calculates a dynamic characteristic value characterizing the dynamic behavior of the golf club model in the swing; ,
A value of the design parameter given to the golf club model is repeatedly changed and set within the allowable range, and a golf club model generated by this change every time a change is made, the first calculation unit and the second calculation unit A repeat control unit that repeats the calculation process in the calculation unit;
The static characteristic value and the dynamic characteristic value of each of the plurality of golf club models obtained by the repetitive control unit on a coordinate plane having the static characteristic value and the dynamic characteristic value as axes. A golf club design or selection support device, comprising: a scatter diagram generation output unit configured to generate and output a scatter diagram representing the correlation of
前記散布図生成出力部は、前記ゴルフクラブにおける前記静的特性値と複数の前記動的特性値それぞれとの相関を表す散布図をそれぞれ生成し、それぞれの散布図における前記静的特性値の軸を一致させて、同一平面上に複数の散布図を重ねて表示して出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のゴルフクラブの設計または選定支援装置。 The second calculation unit obtains a plurality of dynamic characteristic values representing different characteristics of the golf club model in the swing,
The scatter diagram generation output unit generates a scatter diagram representing a correlation between the static characteristic value of the golf club and each of the plurality of dynamic characteristic values, and the axis of the static characteristic value in each scatter diagram The golf club design or selection support device according to claim 1, wherein a plurality of scatter diagrams are superimposed and displayed on the same plane and output.
前記第２の算出部において、前記スウィング挙動を演算する際に、前記ゴルフクラブモデルで前記ゴルフボールモデルにインパクトを与え、ゴルフスウィングにおけるゴルフクラブモデルの動的特性値として、ゴルフクラブの打撃特性値を代用するインパクト直後のゴルフボールの動的挙動を特徴づける動的特性値を算出し、
前記繰り返し制御部は、前記ゴルフクラブモデルに与える前記設計パラメータの値を前記許容範囲内で繰り返し変更し、変更の度にこの変更によって生成されるゴルフクラブモデルについて前記第１の算出部および前記第２の算出部における算出処理を繰り返させ、
前記散布図生成出力部は、前記静的特性値と前記動的特性値とをそれぞれ軸にとった座標平面上に、前記繰り返し制御部で求められた複数のゴルフクラブモデルそれぞれの前記静的特性値と前記動的特性値との相関を表した散布図を生成して出力することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のゴルフクラブの設計または選定支援装置。 The model generation unit sets a design parameter to be changed for the golf ball in addition to the golf club, and generates a golf ball model together with the golf club model provided with at least the golf club shaft model using the design parameter as a variable.
In the second calculation unit, when calculating the swing behavior, the golf club model has an impact on the golf ball model, and a golf club hitting characteristic value is used as a dynamic characteristic value of the golf club model in the golf swing. To calculate the dynamic characteristic value that characterizes the dynamic behavior of the golf ball immediately after impact.
The repetitive control unit repeatedly changes the design parameter value to be given to the golf club model within the allowable range, and the golf club model generated by the change every time the change is made, the first calculating unit and the first The calculation process in the calculation unit of 2 is repeated,
The scatter diagram generation output unit has the static characteristics of each of the plurality of golf club models obtained by the repetitive control unit on a coordinate plane having the static characteristic value and the dynamic characteristic value as axes. The golf club design or selection support device according to claim 1, wherein a scatter diagram representing a correlation between a value and the dynamic characteristic value is generated and output.
ゴルフボールにおける変更すべき設計パラメータを設定し、この設計パラメータを変数としたゴルフボールモデルおよびゴルフクラブモデルを生成するモデル生成部と、
前記設計パラメータの値の許容範囲を少なくとも設定する条件設定部と、
前記設計パラメータの値を与えて生成されたゴルフボールモデルの静的状態を特徴づける静的特性値を求める第１の算出部と、
前記ゴルフクラブモデルに所定の境界条件を与えて前記ゴルフクラブモデルのスウィング挙動を演算し、前記ゴルフクラブモデルを前記ゴルフボールモデルにインパクトさせて、インパクト直後のゴルフボールモデルの動的挙動を特徴づける動的特性値を算出する第２の算出部と、
前記ゴルフボールモデルに与える前記設計パラメータの値を前記許容範囲内で繰り返し変更し、変更の度にこの変更によって生成されるゴルフボールモデルについて前記第１の算出部および前記第２の算出部における算出処理を繰り返させる繰り返し制御部と、
前記静的特性値と前記動的特性値とをそれぞれ軸にとった座標平面上に、前記繰り返し制御部で求められた複数のゴルフボールモデルそれぞれの前記静的特性値と前記動的特性値との相関を表した散布図を生成して出力する散布図生成出力部とを有することを特徴とする、ゴルフボールの設計または選定支援装置。 A support device for supporting design or selection of a golf ball,
A model generation unit that sets a design parameter to be changed in the golf ball and generates a golf ball model and a golf club model using the design parameter as a variable;
A condition setting unit for setting at least an allowable range of values of the design parameters;
A first calculation unit for obtaining a static characteristic value characterizing a static state of the golf ball model generated by giving a value of the design parameter;
A predetermined boundary condition is given to the golf club model to calculate a swing behavior of the golf club model, and the golf club model is impacted on the golf ball model to characterize the dynamic behavior of the golf ball model immediately after the impact. A second calculation unit for calculating a dynamic characteristic value;
The value of the design parameter given to the golf ball model is repeatedly changed within the allowable range, and the calculation in the first calculation unit and the second calculation unit is performed on the golf ball model generated by the change every time the change is made. A repeat control unit for repeating the process;
The static characteristic value and the dynamic characteristic value of each of the plurality of golf ball models obtained by the repetitive control unit on a coordinate plane having the static characteristic value and the dynamic characteristic value as axes. A golf ball design or selection support apparatus, comprising: a scatter diagram generation / output unit that generates and outputs a scatter diagram representing the correlation between the two.
10. The golf ball design or selection support device according to claim 9, wherein the design parameter value changed and set by the repetitive control unit is determined by an experimental design method.
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