JP2010536514A - ゴルフクラブの打撃精度制御装置と方法 - Google Patents

Abstract

精度を制御するために装置が用いられ、それによってゴルフクラブの打撃面（１６）はゴルフボールを打つ。それは板状センサ（１８）を有し、当該センサは打撃面（１６）に固定されており、それによって打撃点を突き止めることができる。センサ（１８）は信号線（２６）を介して測定演算回路（３０）に接続され、ゴルフクラブのシャフト（１２）又はヘッドの後ろに取り外し可能に固定され、ハウジング内に電圧源と共に装着され、各一連の打撃において予め決められたリファレンス点（２２）位置に対する打撃点の座標を決定するように測定プロセスを実行する。測定演算回路（３０）に接続された無線モジュール（３４）は測定結果を、プログラム制御された評価及び表示画面（４０）へ表示をするために、携帯電話等のような評価装置（３６）へ送信する。

Description

本発明は、精度制御装置と方法に関しており、それを用いてゴルフクラブのクラブヘッドの打撃面はゴルフボールを打つ。

特にパッティングにおいて、このために用いられるパターが精確にガイドされて打撃面上の理想点で、いわゆるスイートスポットで、重心を考慮に入れながらゴルフボールを打つことが重要である。この状況は、チッピング及びピッチングにおいても同様である。

ゴルファーがパッティング技術を修得したかどうか、及び、繰り返しスイートスポットを打っているかどうかは、数多くのパットの結果からのみ知ることができる。連続動作を最善にするための扶助として時折カメラが使われるが、写真を撮影すること及びフィルムを評価することには時間がかかり且つ膨大な費用が発生するので、これは一時しのぎの手段としてのみ考えられる。各パットに先んじて、圧力下で変色する箔をパターの上記面に貼り付けて、その後に連続する箔を評価することも可能である。この方法も面倒で長期間に渡って実践することができない。

最後に、「Dixx Digital Instruction Putter」と呼ばれるゴルフクラブが、アランエレクトロニクス有限責任会社（Alan Electronics GmbH）、６３３０３ ドライアイヒ（Dreieich）、インターネットアドレスwww.dixxgolf.deによって販売されており、加速センサ、電子計測器と評価装置、及び平面型表示画面を含有するハウジング、又はこのユニットと同じ重さの重りをクラブヘッドの後ろに交換可能に固定するという方法を提供している。加速センサは、一連のゴルフスイングにおけるゴルフクラブの動きの幾つかのパラメータを、とりわけスイートスポットの一面又は他面上打撃点位置をも検出するのに適している。しかし、実際にボールが当たる打撃面上の点の確定は、そのような測定方法では不可能である。

US 6,239,790 B1

したがって本発明の課題は、冒頭で述べた種類の装置であって、ゴルフクラブの特性を実質的に変化することなく当該ゴルフクラブに常習的に取り付けることが可能であって、プレー中に測定の目的ですら動作の干渉を必要とせず、今までよりもより厳密にゴルフボール上の打撃点を記録し、及び、プログラムに従って評価した後にいつでも入手可能な形で記録した測定結果を表示する、装置をもたらすことである。

上記課題は本発明にしたがい、
− 板状センサであって、打撃面上の所定の位置に取り外し可能に固定することが可能であり、それによって一連のゴルフボール打撃での打撃点位置の厳密な点の場所を突きとめることが可能である、板状センサと、
− ハウジングであって、ゴルフクラブのシャフト又はヘッドの後部上に取り外し可能に固定することが可能であり、電圧源と、信号線を介してセンサと共に作用する電気的測定演算回路とを有し、それによって予め決定したリファレンス点の位置に対する打撃点の整合（座標）を決定する測定プロセスが、一連のゴルフボール打撃において実施することが可能である、ハウジングと、及び、
− 無線モジュールであって、プログラム制御した評価及び測定結果の表示を表示画面上にするための、携帯電話、スマートフォン、又はＰＤＡの性質を帯びている評価装置に測定結果の無線送信をするための、上記測定演算回路と接続された、無線モジュールとを有する装置によって達成される。

板状センサは軽くて薄いために、打撃が実施された場合に実際的に感触を与えることがない。ゴルフクラブの後部ではなく、打撃面への取付であるので、各打撃点は非常に厳密に記録される。好ましくはゴルフクラブのシャフトに固定することのできる測定演算回路は、その重量を最小限増すだけである、というのはそれが、測定プロセスを制御し且つ打撃点の整合を決定するために必要な機能を実行することのみを、及び、測定結果を例えば携帯電話又はスマートフォンへ無線によって送信することのみを必要とするからである。それらはそこに保存され、適切なプログラムによって評価することが可能である。大抵の場合、携帯電話、スマートフォン等がどのみち入手可能であって、ゴルフコースへ通例携帯されるのである。測定結果を評価するために適切なプログラムは、インターネットを通じて携帯電話又はスマートフォンにダウンロードすることが可能である。したがって打つと直ぐに、打撃面のどの点にボールが当たったのかということを携帯電話の画面上で読み取ることが可能となるのである。次にプレーヤは、クラブの保持及びガイドの有り得るエラー補正を、次の一連の打撃において既に試みることができる。さらに何時でも、例えば列車移動中、又はレストランで、更に一人で又は他のゴルファー達と共に携帯電話を取り出して、例えばある期間に渡って収集され、評価されて表にされた打撃精度の評点を検査し、他のプレーヤ達と比較し、話し合うことが可能となる。

板状センサは、長方形の支持板とフレキシブル保護板を供えたコンピュータタッチパッドで好ましくは構成され、前記長方形の支持板は、その前に取り付けられた第１導電層であって、向かい合って配置された二つのエッジ領域に沿って一つの信号線に接続された各プリントストリップコンダクタに接続された、第１導電層を有しており、フレキシブル保護板の後ろには、向かい合って配置された二つのエッジ領域に沿って一つの信号線に接続され且つ第１導電層に接続されたストリップコンダクタを横断して延びる各プリントストリップコンダクタに接続された、第２導電層が取り付けられ、前記導電層は弾性スペーサによって分離され、当該スペーサの回復力は、ゴルフボールが打撃点を打った場合にのみ導電層間の一時的接触を生じるように選択された。

そのようなタッチパッドは、例えば特許文献１中に記載されており、平易にするために、上記特性のセンサの機能説明に関するリファレンスとした。しかしここでは、例えばラップトップ型のコンピュータタッチパッドがコンピュータのハウジング内に固定装備され、比較的軽く且つゆっくりと指で触れることを意図していることを注意されたい。それとは対照的に本発明に係る測定装置のセンサには、硬いゴルフボールを打つ時に、はるかに大きな程度の機械的応力が加わるのである。その上、他の要求がセンサに成される、というのはコンピュータタッチパッドとは対照的に、支持表面から容易に取り外し可能となることを意図しているからである。

タッチパッドと比較してより大きなショック様の応力にも関わらず、同様の材料が用いられる場合、異なる条件から結果として生じる問題の解決法は、驚くべきことに、より厚い従ってより強固なセンサの設計ではなく、正反対に板厚みの減少にあるということを示した。上記種類のタッチパッドでは、支持板は通常約１．６ｍｍの厚みを有するのだが、新規なセンサの支持板は半分の厚みであることが可能である、というのは、ゴルフクラブの打撃面の全面に渡って支持されるからであり、その結果大きな厚みは必要ではない。

支持板の厚み減少と同時に、それ、及びそれを備えた板状センサはより柔軟となり、その結果、両面接着箔によってゴルフクラブの打撃面上に固定された場合には、より簡単に取り除くことができるようになる、という利点が獲得される。

提案した測定装置のセンサとコンピュータタッチパッドとの更なる違いは、タッチパッドの支持板はその後部又は各下面にストリップコンダクタを備えており、且つ電子構成部品を支持しているという点にある。それとは対照的に、提案したセンサのセンサ電子機器は、好ましくはゴルフクラブのシャフトに取り付けられた、測定演算回路のハウジング内に在る。より薄い支持板とクラブシャフトへのセンサ電子機器の移転は、板状センサ全体が約１から２ｍｍの厚みを有することのみが必要であるという更なる有利な結果を有し、したがってゴルフクラブの打撃面は最小限だけ前へ変位するのである。

新規な装置のセンサは、コンピュータタッチパッドよりもずっと多くの温度変化や湿気にさらされる。したがって保護板が支持板に、エッジ領域内での材料結合手法でしっかりと且つ密封して結合されること、例えば空気入口及び出口開口部を除いて互いに糊付けされることが有効である。空気入口及び出口開口部は、耐水ではあるが空気透過性の箔によって、又はカバー、例えばラビリンスシールで、ＩＰ（Ingress Protection）５４に従って埃及び水はねに対して少なくともセンサが保護されるように覆うことが可能である。

作動センサ表面が約４５から５５ｍｍ幅であり、パターには約１６から２０ｍｍ高さ、ピッチング及びチッピング用クラブには２０から３０ｍｍ高さであることのみが必要であることを試験は示した。好ましくは、スイートスポットは中央に位置する。

さらに、センサと測定演算回路との間の信号線が、取り外し可能なプラグ接続を有することが有効であることを表している。これはゴルフクラブ上の、各二つのユニットの、別個の使用と取替えを可能にする。好ましくは、プラグ接続の半分は測定演算回路のハウジングに固定取付又は支持板上に固定され、一方でプラグ接続のもう半分はケーブルの自由端に位置する。このハウジングをゴルフクラブのシャフトに固定するには、多くの様々な実施形態が可能である。少なくとも一つのクランプ又はクランプ留めストラップによる摩擦性接続でハウジングを固定することが既に十分かもしれない、その際ゴム様接触面又は媒介層が有利である。

本発明の例示的実施形態を、図面を用いて以下でより詳細に記載する。

提案した装置の全体構成の概略図である。 センサを通る簡略な断面図である。 相当するセンサの回路図である。 クラブシャフトに取り付けられたセンサ電子機器の必須要素の図である。 センサ電子機器のハウジングと、取付位置のクラブシャフトの簡略な断面図である。

ゴルフクラブは図１に表しており、そのクラブヘッドは１０で、シャフトは１２で、グリップは１４で識別している。以下でより詳細に説明するセンサ１８はクラブヘッドの打撃面１６上に固定され、その作用感知表面は２０で識別している。ここで、実質的に採用される座標方向ｘ、ｙ、ｚも記載された。それら共通の原点は、打撃面１６のスイートスポット２２内に位置する。

センサ１８は、プラグ接続２４と、ケーブルを形成するように組み合わされた信号線２６とを介して、全体を３０で識別したセンサ電子機器であって、測定演算回路を備え且つ容易に取り外せる固定装置３２によってシャフト１２に取り付けられた保護ハウジング２８内に据えられたセンサ電子機器に接続され、且つ、無線モジュール３４、好ましくはブルートゥースを介して、その対応する無線モジュールは３８で平面型表示画面は４０で且つキーボードは４２で識別されている、携帯電話、スマートフォン、又はＰＤＡの性質を帯びている移動型評価装置３６と交信する。必要ならば、ラップトップも評価装置３６として採用することが可能である。

測定演算回路３０によって決定され且つセンサ１８によって一つの点に精確に記録される、スイートスポット２２に対するゴルフボール打撃点のｘ−及びｙ−座標は、更なるボール衝突の打撃点座標と共に、プログラム制御下において評価装置３６で評価され、図表により表示される。

センサ１８は、図２中に表した構造体で成っている。それは、両面粘着性の箔４６によって打撃面１６に固定され得る支持板４８と、ならびに、支持板４８の正面外側に配置された保護板５０とから成る。例えば支持板４８はガラス繊維補強したエポキシ樹脂（好ましくはＦＲ４又はＦＲ５）で作ることができる。保護板５０はプラスチック材料（好ましくはポリエステル）で作ることができる。登録商標Ｔｅｓａ、登録商標Ｈｅｒｍａ、又は登録商標Ｓｃｏｔｃｈで市販されている箔が、両面粘着性を有する箔４６と考えられ、その場合、粘着力は、打撃面１６と接続される側よりも支持板４８と接続される側が好ましくは僅かに強い。

それらの面している側において、各支持板４８と保護板５０にはそれぞれ導電層５２、５４が設けられている。これらは、特許文献１に係る既定の線形抵抗を有する半導体層であってもよい。十分な寸法且つ十分に分散したスペーサ５６が、二つの導電層５２と５４の間に配置され、導電層５２、５４は、例えばゴルフボールが当たった時に十分な圧力がフレキシブル保護板５０に局部的に又は点で加わった場合にのみ、互いに接触することが分かる。５８で示されているように、保護板５０は、エッジ領域に沿って支持板４８と共に固定して糊付けされているが、しかし少なくとも一つの空気入口及び出口開口部は、図示してはいないが開いたままであり、ラビリンスシールのように設計される、それによってセンサはＩＰ５４にしたがい埃と水はねから保護される。

さらに表していないものが二つのプリントストリップコンダクタであって、支持板４８の向かい合って配置されたエッジ領域に沿って延びており、且つ、それらの長さに渡って導電層５２と電気的に接続している。その内側において、支持板４８には更に二つのプリントストリップコンダクタが設けられ、向かい合って配置されたエッジ領域に沿って、最初に述べたストリップコンダクタに対して直角に延び、且つ、組み立てられた状態では、保護板５０上の導電層５４とその長さに渡って接触する。

代替として、導電層５４と電気的に接続したストリップコンダクタも、保護板５０上にプリントしてもよい。４つのストリップコンダクタの各々１つが、ケーブル２６に続く信号線を介して、測定演算回路３０と接続される。

フレキシブル保護板５０が一つの場所で意図した範囲まで十分に存在し、それによって導電層５４が、支持板４８上の他の導電層５２に接触する場合には、二つの層のうち一つと接続したストリップコンダクタへの所定のリファレンス電圧印加に続いて、それぞれ他層と接続したストリップコンダクタ間の電圧を測定することが可能であり、リファレンス電圧を印加したストリップコンダクタからの打撃点の距離における変化に比例してそれぞれ上昇又は下降し、その結果、基準化に続いてｘ−及びｙ−座標を決定することも可能となる。

特許文献１のコンピュータタッチパッドと接続して、互いに直角に配置されたストリップコンダクタからの圧迫点距離は、ストリップコンダクタに接続した所定のキャパシタを電流で充電するために要する時間の長さに基づいて計算される。導電層のうち一つを通る電流路の増加は、増加した抵抗と、つまり減少した電流強度と、それによる各キャパシタを充電するために必要なより長い時間と等価である。

それとは対照的に、新規なセンサと作用するために、異なるより速い測定方法がショック様の負荷量によってもたらされる。このために、図３中の等価の回路図にリファレンスが作られ、YlとYrで識別したストリップコンダクタがそれぞれ導電層５２の左エッジに、又は右エッジに配置され、例えば、ZoとZuで識別したストリップコンダクタがそれぞれ導電層５４の上エッジ又は下エッジに配置され、各ストリップコンダクタに割り当てられた固定抵抗体は、Ryr、Ryl、Rzo及びRzuで識別し、それぞれ打撃点と四つのストリップコンダクタ間の、導電層５２又は導電層５４のｋΩ範囲内の抵抗体はRya、Ryb、ならびにRza、Rzbによって識別する。

打撃点での二つの導電層５２、５４間の接触無しでは、層５２のストリップコンダクタと層５４のストリップコンダクタ間の抵抗は、スペーサ５６のために無限大となる。一点で保護板５０上に十分大きな圧力が加えられた場合には、二つの層５２、５４は図３に示した抵抗ネットワークを構成する。ゴルフボールの打撃点座標決定のために、所定のリファレンス電圧Vrefが、YlとYr間の打撃中ならびにZoとZu間の打撃中に交互に加えられ、且つ、他層の一端で高インピーダンスによって電圧降下が同時に測定される。理解できるようにそれぞれ、ZuとYr間の測定電圧は、
Vz = Vref x (Rzb + Rzu)/(Rzo + Rza + Rzb + Rzu)
及び、YlとZo間では、
Vy = Vref x (Rya + Ryl)/(Ryl + Rya + Ryb + Ryr)
が、センサ面上のＺ−及びＹ−方向の打撃点位置に対応する。例えばセンサ作用面領域内に所定の間隔をおいて支持板５０上に刷り込まれた、座標システムの原点２２周囲に対称に配置された４つの位置決めマーカー４４上への圧迫の場合には、電圧を測定することによって、電圧と間隔の間の関係を決定することが可能となり、且つ、センサはこのようにして較正することが可能であり、それによってスイートスポット上に置かれた座標システムの原点２２に対するｍｍ位置への電圧値からの換算が可能となる。

測定は、１ｋＨと４ｋＨの間の適切な走査周波数で、好ましくは２ｋＨで連続して実行され、圧迫期間中、両座標方向への打撃点の明確な位置決めが可能となる。さらにゴルフボールの衝突時間と圧迫期間とを決定することが可能で、その際正しい測定値が、固定末端抵抗体Ryl、Ryr、Rzo、及びRzuによって０ボルトから区別され得る。圧力が加えられた場合に測定可能な電圧は、
ｚ−軸に対しては、
Vref x (Rzo + Rza + Rzb)/(Rzo + Rza + Rzb + Rzu) ボルトと、
Vref x Rzu/(Rzo + Rza + Rzb + Rzu) ボルトの間、
ｙ−軸に対しては、
Vref x (Ryl + Rya + Ryb)/(Ryl + Rya + Ryb + Ryr) ボルトと、
Vref x Ryr/(Ryl + Rya + Ryb + Ryr) ボルトの間である。
スキャンは８bit〜１２bitで、好ましくは１０bitで実施する。

図４には、測定演算回路３０の本質部分を表している。当該部分はハウジング２８内のボード６０に取り付けられて、通例の手法で相互接続される。

最も重要なのは６２で識別したマイクロコンピュータであり、RAMと、FlASHメモリと、A/Dコンバータ、入力出力（GPIOｓ）及び直列インターフェース、好ましくはUARTとSPIとを備えている。マイクロコンピュータ６２は、導電層５２、５４と接続された信号線へのリファレンス電圧の印加を制御し、一連の測定プロセスで測定した電圧とそれに関連した時間とを記録し、且つ、打撃点の座標を計算する。これらは途中で保存され、アンテナ、好ましくはセラミックアンテナ３５を備えた無線モジュール３４を介して評価装置３６に送信する。バッテリ６４が電流供給源として用いられ、このチャージ制御装置は６６で表されている。チャージはジャック６８、好ましくはＭｉｎｉ−ＢタイプのＵＳＢジャック、又は２．５ｍｍジャックブッシュによって実施される。マイクロコンピュータ６２は、このジャックを介して再プログラムすることも可能である。

ゴルフクラブのシャフト１２に測定演算回路３０のハウジング２８を取り外し可能に固定するための、クイック固定装置が図５中に表されており、図１にしたがうと、好ましくはクラブヘッド１０とは反対のシャフト１２の側に、又は打撃面１６とは反対の側に好ましくは位置する。記載のように、シャフト１２に対して載っている側には、シャフト経よりも僅かに大きな直径を有する溝様のカットアウトがある。ゴム挿入物７０がハウジング２８とシャフト１２の間に置かれ、ハウジング２８に糊付けしてもよく、且つＩＰ５４にしたがい埃及び水はねからのハウジングの保護を補助することができる。シャフト１２とハウジングとの接続は、フレキシブルプラスチックシャックル、又はクランプストリップ７２、例えば布ストリップによって実施し、各々内側をゴムで被覆することができる。クランプストリップ７２の一端は、ハウジング２８に接続された偏向ピン７４上に固定される。偏向ピンに向かい合っているハウジング２８の側には、シャフト１２の周りに置かれたクランプストリップが、ハウジング２８のカットアウト７８を留め且つその一連の閉鎖運動においてクランプストリップ７２をクランプするクランプ又は拘束レバー７６と結合される。ハウジング２８をシャフト１２上に固定する他の装置、例えばハウジング２８の少なくとも一つの側にあるフックであって、その中にはシャフト１２の反対側の周りに渡されたゴムクランプストリップが引っ掛けられるフック、が多数存在することが理解される。

評価装置３６は、必要な時に幾つかの測定演算回路３０から測定データを、例えばブルートゥース、又は適切な通信プロトコール、好ましくはＳＰＰ又はＨＤＩを介して評価装置３６へ各々送信される測定データを受け取り、保存し、評価し、表示するように、マスタモードで作動する。このようにして、例えば二人又は四人のプレーヤが共通の曲線図表上で互いに評価データを直接比較することが可能となる。

Claims (9)

1. 精度を制御するための装置であって、前記装置を備えたゴルフクラブのクラブヘッド（１０）の打撃面（１６）がゴルフボールを打つ、装置において、
   − 板状センサ（１８）であって、打撃面（１６）上の所定の位置に取り外し可能に固定され、それによって一連のゴルフボール打撃における座標システム内の打撃点位置の厳密な点を、座標からの距離の変化に比例して変化する電圧を測定することによって突きとめることが可能である、板状センサ（１８）と、
   − ハウジング（２８）であって、ゴルフクラブのシャフト（１２）又はヘッド（１０）の後部に取り外し可能に固定され、電圧源（６４）と、信号線（２６）を介してセンサ（１８）と共に作用する電子測定演算装置（３０）とを有しており、前記電子測定演算装置によって、予め決められたリファレンス点（２２）位置に対する打撃点の座標を決定するための測定プロセスが各一連のゴルフボール打撃において実行される、ハウジング（２８）と、及び、
   − 無線モジュール（３４）であって、測定結果のプログラム制御された評価とその表示画面（４０）表示をするために、測定結果を携帯電話、スマートフォン、又はＰＤＡの性質を帯びている評価装置（３６）へ無線送信するように測定演算回路（３０）に接続された、無線モジュール（３４）とによって特徴づけられる、装置。
2. 板状センサ（１８）はタッチパッドであって長方形の支持板（４８）とフレキシブル保護板（５０）とを有しており、
   長方形の支持板（４８）は、その前に取り付けられた第１導電層（５２）であって、二つの向かい合って位置するエッジ領域に沿って、一つの信号線に接続された各プリントストリップコンダクタと接続された第１導電層（５２）を有し、
   フレキシブル保護板（５０）は支持板（４８）の前に配置され、その後ろには、第２導電層（５４）であって、二つの向かい合って位置するエッジ領域に沿って、一つの信号線に接続され且つ第１導電層（５２）と接続したストリップコンダクタを横断して延びる各プリントストリップコンダクタと接続された第２導電層（５４）が取り付けられており、
   導電層（５２、５４）は弾性スペーサ（５６）によって分離され、その回復力は、ゴルフボールが打撃点に当たった場合にのみ導電層（５２、５４）間の一時的な接触が存在するように選択される、請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも一つの空気入口及び出口開口部を除くエッジ領域内において、保護板（５０）が支持板と材料結合手法で固定して結合されることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 支持板（４８）が最大１ｍｍ厚みであり且つ柔軟であることを特徴とする、請求項２又は３に記載の装置。
5. センサ（１８）の作用センサ面が、約４５から５５ｍｍ幅、且つパターに対しては約１６から２０ｍｍ高さ、且つピッチング及びチッピング用クラブに対しては２０から３０ｍｍ高さであることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 板状センサ（１８）が、両面粘着性の箔（４６）によって打撃面（１６）に取り外し可能に取り付けられ得ることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 信号線（２６）が、センサ（１８）と測定演算回路（３０）との間で解除可能なプラグ接続を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
8. 測定演算回路（３０）のハウジング（２８）が、クランプストリップ（７２）によるゴム様接触面（７０）を介してシャフト（１２）に摩擦接続手法で固定され得ることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
9. 請求項２に記載の装置によって、ゴルフクラブの打撃面（１６）上におけるゴルフボールの打撃点の位置を決定する方法において、
   打撃点での導電層（５２、５４）間の接触時間中に、導電層（５２、５４）のうち一つの各向かい合って位置するエッジ領域間に交互に電圧が印加され、且つ、それぞれ他の導電層（５４、５２）のエッジ領域のうち一つで少なくとも電圧測定が実施されること、及び、
   電圧値が、比例因子によって打撃点の座標に変換されることを特徴とする方法。

Images