JP2006158893A - ロングパット練習器 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のパッティング練習器は一般家屋のスペースからせいぜい３ｍ以下の距離でしかなかった。しかし実際のコースでは数ｍ〜２０ｍ以上の距離をファーストパットでカップ０．５ｍ圏内に付けることが重要で、任意の距離数に応じた打ち分けのできる練習用品が望まれていた。
【解決手段】 グリーン上のカップまでの距離計測は 実願２００３−００３９３６距離計測機能付パター 等で述べている方法で正確に測れる。また距離に応じたパッティングのテークバック量もパターの振り子理論で求められる。
本発明はプレーヤの身長と目標の距離数を指定してパターを振った場合、パターのヘッドスピード計測値からボール転がり量を算出して、指定距離の許容誤差範囲内に打てたかを表示する機器を提供。またフェルト状マットの中央ラインを高くして正確な方向性を養う等、実践的なロングパットの練習ができる。
【選択図】 図３

Description

ゴルフのパッティングを練習する市販品は家屋のスペースから精々２〜３ｍのショートパットに限られていた。しかし実際のゴルフ場では３ｍ以上のロングパットが大半を占めており、普段の練習に使える用品が望まれていた。本発明はカップまでの距離数に合せて打つ練習を何時でも何処でも行える有効な手段を提供するものである。

ゴルフのグリーン上でボールからカップまでの距離を精確に計測する手段と、その距離数に合った振り子理論によるパッティング法は既に下記特許・実用新案等で明示されている。
実願２００３−００３９３６ 距離計測機能付きパター
実願２００３−２７２１６３ 距離計測機能付パター用品
実願２００３−２７２９７３ 距離計測機能付パター
特願２００３−４３６５４５ 多機能付パター
これら実（特）願で述べている振り子理論のパッティング法によれば、カップまでの距離数に合ったパターのテークバック量がプレーヤの身長に応じて分かっている。このテークバック量を基にパターの自重で理論通りに振るにはそれなりの練習が必要になる。

ゴルフのパッティング要領はファーストパットでカップ１ｍ以内に付け、セカンドパットで確実にカップインする精確性にある。１ｍ以内のショートパット練習用品は既に市場にあるが、ファーストパットの例えば３０ｍのロングパットは家庭内で練習が出来ない。計測距離に合わせて所定のテークバック量からパターを振り子のように自重でダウンスイングする感覚の練習手段と、そのスイングで所定の距離までボールが転がるか否かの判断をする手段が無かった。

本発明は上記課題を解決するもので、振り子理論によってテークバック量とボールの転がり量の関係式から、ボールに当る瞬間のパターヘッドのスピードが分かっている。従ってパターヘッド底面に所定幅の薄板状マグネットを貼り、グリーンの模擬マットには磁気センサーとＣＰＵ演算処理回路、表示回路、電源等をまとめたユニットを置き、パターヘッドのスピードを検出する。
また振り子理論によってパターの振り下ろす所要時間は、テークバック量に関係なく一定であることも分かっている。従って所要時間の整数倍（推奨２倍）で音もしくは光で上記ユニットがリズムを作り、それに合わせてパッティングの練習をする。
更にボールを打った感触を得る方法として、グリーンに模擬したフェルト状の細長いマット他端には打ったボールを受止める衝撃吸収材を貼った壁を用意し、標的中央には圧力センサーを組み込み、パットの打出し角度確認に使用する。

本発明は普段練習のできないロングパットを距離数に応じて打ち分ける練習を何時でも何処でも出来る為、実際のグリーン上では自信を持ってパッティングに望める。これは前述した特願２００３−４３６５４５ 、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００４／００３５０１ にて説明する「距離計測機能付パター」と共に使用することで、パッティング技術が短時間で飛躍的に向上する相乗効果がある。

第１図で示す様にカップＡまでの距離数はプレーヤの身長Ｌと体型Ｋ１、Ｋ２によって幾何学的に求められる。即ちグリーン傾斜θ＝０の場合、ボールＢ位置にパター１を吊り下げ、持った腕は伸ばしたままグリップ終端Ｄをプレーヤの目の高さＥに合わせてカップＡを覗いた時、目線と交わるグリップ位置Ｐから距離Ｘが次式で求まる。
Ｘ＝（Ｋ１・Ｋ２・Ｌ^２／ＤＰ）−Ｋ２・Ｌ
ただし Ｋ１：目の高さ／身長 Ｋ２：腕の長さ／身長
またその距離数に応じたテークバック量は振り子理論によって次の様に求められる。
第２図はパッティング動作を腕とパターを一体にした振り子Ｒとしてモデル化、テークバックして振り子に蓄えた位置エネルギーの一部は、パッティング後のボールが転がる過程で転がり抵抗と位置エネルギーに消失する。
パター先端の等価重量Ｍ、振り子長さＲ、テークバック量Ｔとした場合、パターに蓄えられる位置エネルギーはボールＢに当たる直前で全て運動エネルギーに変わるものとして、
ＭＶ^２／２ｇ＝ＭＲ（１−ｃｏｓβ） β：パターの振上げ角
但し ｓｉｎβ＝Ｔ／Ｒ、 Ｖ：パター速度、 ｇ：重力加速度
ボールに当たった瞬間は運動量保存の法則から
ＭＶ＝（１−Ｋ）ＭＶ＋ｍｖ＋ε
但しｍ：ボール重量、ｖ：ボール初速、Ｋ：パター／ボール間の運動量伝達率
ε：ボールの非線形歪み等によるエネルギー損失による運動量
ｍｖ≒ＫＭＶ （ε≒０ 量的には少ないので無視する）

初速ｖを得たボールＢはグリーン傾斜角θの所でＸだけ転がったとすると、
ｍｖ^２／２ｇ＝ｍμＸ＋ｍＸｓｉｎθ 但しμ：グリーン芝の転がり抵抗係数
これらの式からボール転がり量Ｘとパターのテークバック量Ｔとの関係は
Ｔ＝Ｒｓｉｎβ Ｖ^２＝２ｇＲ（１−ｃｏｓβ）
但し β＝ｃｏｓ^−１（１−（ｍ／ＫＭ）^２・（Ｘ／Ｒ）・（μ＋ｓｉｎθ））
グリーン傾斜角θ＝０°の場合のボール転がり量Ｘ（ｃｍ）に必要な振り子の振上げ角β（°）、テークバック量Ｔ（ｃｍ）とパターのヘッドスピードＶ（ｃｍ／ｓ）の関係を、身長１７０ｃｍを例に求めたのが表１である。

ただしパターを軽く握った手は剛体でないため、パターがボールに当る瞬間の運動量の伝達率Ｋはボール重量とパター重量の比にしている。即ち上記関連式からボールの転がり量はボール重量の要因が消され、他の要因が同じであれば例え卓球ボールでも転がる距離はゴルフボールとほぼ同じである事を意味している。

プレーヤの腕とパターを一体にした振り子の自由振動に基づく周期τは次式で求められる。
τ＝２π・（Ｒ／ｇ）^１／２ ｇ：重力加速度 Ｒ：振り子長さ
即ちパッティングの距離数に関係無くパターの自重による振り下ろし時間は常に一定である。身長１７０ｃｍの場合の振り下ろし時間は周期τの１／４であることから、（τ／４）＝０．５８秒 を得る。参考まで身長１６０ｃｍ、１９０ｃｍについては、それぞれ（τ／４）＝０．５７秒、０．６２秒であった。パッティング距離がどのように変化しても、ダウンスイングの所要時間が一定となるリズム感を普段から養っておく必要がある。

本発明の実施例を図に従って具体的に説明する。図３は概観を示しており、芝の抵抗を作り出すフェルト生地のマット２にパター１のヘッドスピードを検出するユニット３とゴルフボールを受止める壁４が置いてある。スピード検出ユニット３は磁気センサー５を組込んだプローブ６があって、このプローブは磁気センサー５と増幅回路部品を実装したフレキシブル基板を柔軟性に富む材質で包み込み、コネクター７でユニット本体３と接続する。壁４は中央部に台形状の突き出しを設けてターゲット８とし、このターゲット正面の横幅ωの間に当ったボールのみがパッティング方向に戻り、それを外れると強制的に両側にはねて側壁４−ａ、ｂで止まる。ターゲット先端幅ωを変えることでパッティングの難易度が上がり、正確性の向上に繋がる。側壁４−ａ、ｂの最小長さＵは斜面に当るボールの最小入射角γから求まる。
Ｕ≧（Ｗ−ω）×（ｔａｎγ＋１／ｔａｎ２γ）／２
ただし Ｗ：マット横幅
Ｗ＝４５ｃｍ、ω＝３ｃｍ の場合、多少の安全を考慮して台形の傾斜角γ＝２５°、側壁の長さＵ≧３３ｃｍ が望ましい。

図４はスピード検出ユニット３の概観図を示し、液晶表示器９を中心に電源ＳＷ１０、身長入力ダイアル１１、距離入力ダイアル１２、モード切替ＳＷ１３、リズム兼センサー検出表示用ＬＥＤ１４、スピード測定のスタートボタン１５を配置したユニット本体３を構成し、磁気センサー５を組込んだ薄型プローブ６がコネクター７で本体に接続されている。
身長入力ダイアル１１は例えば１５０ｃｍから１９０ｃｍまでを５ｃｍ刻みで９箇所のクリック感があるポントを設けてプレーヤの身長指定ができる。また距離入力ダイアル１２は例えば１１箇所のポイントを設け、１〜１０箇所はプレーヤ自身がパッティング距離数の指定用に使い、残り１箇所は検出ユニット自身が２ｍ〜３０ｍまでをランダムに指定する「フリー」が割り当てられている。

クラブヘッドの速度検出は磁気センサー５が１個の場合、パターヘッド底面に貼る薄板マグネット１６がヘッド進行方向に対し長さがし、マグネット１６の通過で磁気センサーから出力する信号の立上り／立下りの時間差を検出し、その時間差ΔｔからヘッドスピードＶが求まる。
Ｖ＝Ｌ／Δｔ
磁気センサー５を２個使用する場合は、センサー間の距離をＬ′にとってそれぞれの検出信号の立上りから時間差Δｔを求め、上記と同様の式でヘッド速度を求める。
Ｖ＝Ｌ′／Δｔ
磁気センサー５が正常に動作している場合は検出信号をトリガーに一定時間ＬＥＤ１４を点灯してプレーヤに知らせる。

身長入力が例えば１７０ｃｍの場合、距離入力の１０ポントは自動的に３ｍ、４ｍ、５ｍ、６ｍ、８ｍ、１０ｍ、１２ｍ、１５．３ｍ、１８ｍ、２３．３ｍ が割り付けられ、それぞれのダイアル位置で液晶表示器９に「目標ヘッドスピード」と参考値「パット距離数」が表示される。この割り付け距離数は既に特許提案されているＰＣＴ／ＪＰ２００４／００３５０１「距離計測機能付パター」の表示目盛りに合わせており、パッティングの技術向上に相乗効果がある。但し必ずしもこれに限定するものではない。
使い方はモード切替ＳＷ１３で「パッティング」モードにして、或るパット距離数にプリセットした後に計測開始用のスタートボタン１５を押す。その距離数に合わせたパッティング動作からパターヘッドのスピードを検出し、その時の距離換算値が例えば指定距離数から±３０ｃｍ以内であれば合格を意味する音声を、±３０ｃｍ以上の誤差があれば不合格を意味する音声をスピーカ１７から出力する。

その他の機能として、モード切替ＳＷ１３にはスライド方式で３箇所の停止位置があり、それぞれ「ヘッドスピード」、「パッティング」、「リズム」の３モードが用意されている。「ヘッドスピード」はパターのみならず、後述する専用マットを使えばアイアン、ドライバーでもヘッドスピードの検出が可能である。
「リズム」はパターのダウンスイングをリズムで覚えるもので、振り子理論から求まる周期τを基にＬＥＤ１４を点灯させ、スピーカ１７からリズム音が出力される。例えば身長１７０ｃｍのプレーヤが任意のテークバック量を振り子の最大振幅にして、左右の最大振幅間をτ／２で振る時の周波数は約５２Ｈｚ、このリズムでＬＥＤ１４の点灯とスピーカから音を出力し、いかなるパッティング距離数でも同じリズムでスイングする感覚を身に付けるのである。

図５は本発明を横から見たロングパット練習器の概観で、ターゲット８の断面及びプローブ６の収納部１８とゴルフボール１９及びパターヘッド底面に貼った薄板の磁性体１６の位置関係を示している。
プローブ収納部１８はフェルト状のマットベースに透明のビニール製袋を取付けたもので、この中にプローブ６を挿入しボール１９の間際に設定する。またフェルトの植毛とビニール製袋によってクラブヘッドの直撃からプローブを保護している。
壁４に付設されたターゲット８及び側壁の表面は衝撃吸収材でカバーし、ターゲット内部には圧力センサー２０が組込まれて、ターゲット先端部にボールが当った場合のみにセンサーが検出してプレーヤに音声で知らせるものである。また各壁には危険防止のため庇を付けている。

図６はフェルト生地のマット２を上から見た平面図と側面図を示している。ロングパットは正確な方向性が要求されるため、通常の３ｍマットではあまりにも短すぎる。従ってマット中央部を太鼓状に膨らませ、両サイドに下りの斜面を持つ事で、正確に真中を直進させないと強制的に振り落とされる。この太鼓状の膨らみはフェルト生地背面に例えば伸縮性の富んだ発泡性ポリウレタンの材料で、尾根形状に成型したものを貼り合せている。
尾根の高さは斜面下端から約０．８〜１．６ｃｍで、頂きは幅数ｃｍ〜１０数ｃｍのフラットな面２１を有し、ここから転げ落ちるボールは縁取り２２で受止める。この縁取りは植毛生地をマット両脇に縫い合わせたもので、植毛の高さｈは中央部の尾根より高くしている。何故ならマットを丸めて収納する際の尾根に過度な力が加わって変形しないようにするためである。

図７は本発明の回路ブロック図を示す。電源ＳＷ１０が押されるとＣＰＵ２３が立上り、初期状態の画面データをメモリー２４から読取って液晶駆動回路２５に出力し、液晶表示器９に表示する。それと同時に音声データもメモリーから読取って音声回路２６に出力してスピーカ１７から発声する。即ち身長入力ダイアル１１の位置、距離入力ダイアル１２の位置をインターフェース回路２７を介して判別し、モード切替ＳＷ１３の位置からプレーヤの指定条件を判断し、それに基づいて必要データをメモリーから読取って、プレーヤに次の動作を案内する。

例えば身長１７０ｃｍ、パッティング距離数１５ｍ、モードはパッティングと判断されると、液晶画面に「目標ヘッドスピード：１２５．４ｃｍ／Ｓ」、「パット距離数（参考値）：１５ｍ」が画面左半分に表示され、「スタートボタンを押してください」を画面と音声で知らせる。プレーヤがマグネット１６を付けたパターをスイングして、磁気センサー５の信号から検出回路２８でヘッド通過の時間差Δｔを含んだ２信号を検出、ＣＰＵでヘッドスピードを算出する。この検出信号を基にＣＰＵはＬＥＤ１４を一定時間点灯して知らせ、演算結果は液晶表示器９に「検出スピード：△△△ｃｍ／Ｓ」、「パット距離数（参考値）：▽▽ｍ」が画面右半分に対比する形で表示する。
パット距離数で数メータの誤差があった場合は「□□ｍオーバー」と音声で知らせ不合格を意味する音を発生する。もし許容範囲内で例えば３０ｃｍ以内の場合は「１パット圏内」と音声で知らせ、合格を意味する音と静止画を液晶に出力する。

前述はパット距離数をプリセットして、それに合うヘッドスピードを作る為の動作を練習するものであったが、上級者向けにパット距離数の入力ダイアル１２の指定位置を「フリー」にすると、ユニット３自体がランダムに「目標パット距離数」を指定する。これに対して先の手順でパッティング動作をしてヘッド速度を検出、合格の連続回数が規定数に到達すると特別の音楽が出力する仕掛けも容易に出来る。

モード切替ＳＷ１３がリズムに指定されている場合は、身長入力ダイアルの位置から標準体型に基づく振り子の回転半径を割出して固有振動数を算出。液晶画面には「振り子の長さ：××ｃｍ」、「振り下し時間：○○Ｓ」、「往復リズム：◇◇Ｈｚ」を表示して、パター往復スイングの振幅最大位置で音と光が出力するリズムを作り出す。
モード切替ＳＷ１３が速度検出に指定されている場合は、スタートボタン１５が押されると検出待ちの状態になり、クラブヘッド底面につけたマグネットの通過時間を素早く検出してヘッドスピーを演算し液晶画面に表示する。この場合は検出対象をパターだけでは無くアイアンやドライバーでも良く、特にアイアンとドライバーは家屋の外で計測する事を考え、ハンディタイプの専用マット２９が用意されている。

図８は全てのクラブヘッドのスピードを検出するための専用マット２９を示す図である。厚さ約１ｃｍのゴム製ベース３０にスピード検出ユニット３を固定し、磁気センサー５組込のプローブ６を設置する場所を除くエリアに、比較的背丈が高く硬い植毛生地（人工芝）３１を貼り付けてプローブ６にクラブヘッドが直接当るのを回避する。またスイングの目安として右利きには図中左側人工芝３１にボールを模した白色の円を描いている。
プローブ６を固定すると共に衝撃保護用にビニール製袋をゴム製ベース３０に貼り付け、挿入したプローブはコネクター７でスピード検出ユニット３に接続する。しかしアイアンの場合はボールを直接打ち込むスイングをするため、時にはプローブ６を直撃して破損することも考えられる為、プローブは交換部品として用意されている。
専用マットとスピード検出ユニットをペアで持ち運ぶことができるサイズと重量のため、何時でも何処でも、任意の距離数を打ち分けるパッティングの練習ができる。

カップまでの距離計測値とグリーン傾斜角の関係 振子モデルにおけるテークバック量とグリーン傾斜角の関係 本発明品ロングパット練習器の概観平面図とターゲット形状 クラブヘッドのスピード検出ユニット平面図 本発明品ロングパット練習器の概観断面図 中央部を一定高さに膨らませたフェルト生地のマット平面図と側面図 スピード検出ユニットの回路ブロック図 ポータブルタイプのスピード検出ユニット概観図

符号の説明

１． 距離計測機能付パター
２． フェルト生地のマット
３． ヘッドスピード検出ユニット
４． ターゲット付の壁（正面部）
４−ａ、ｂ 開閉機構付側壁（右、左）
５． 磁気センサー
６． 磁気センサー組込のプローブ
７． プローブ接続用コネクター
８． 台形状のターゲット
９． 液晶表示器
１０． 電源ＳＷ
１１． 身長入力ダイアル
１２． 距離入力ダイアル
１３． モード切替ＳＷ
１４． リズム点灯用ＬＥＤ
１５． 計測開始用スタートボタン
１６． クラブヘッド底面に貼る薄板マグネット
１７． スピーカ
１８． マット備付のプローブ収納部
１９． ゴルフボール
２０． ターゲットに組込の圧力センサー
２１． マット中央部の平坦部（尾根の頂き）
２２． マット両側に縫合した植毛生地の縁取り
２３． ＣＰＵ
２４． メモリー
２５． 液晶駆動回路
２６． 音声回路（含 スピーカ駆動回路）
２７． インターフェース回路
２８． 速度検出回路
２９． ポ−タブル専用マット
３０． 専用マットのゴム製ベース
３１． 人工芝

Claims (8)

1. グリーン芝を模擬したフェルト生地の細長いマットとカップに相当する目標物で構成するパター練習用品において、パッティング位置でパターヘッドのスピードを計測するセンサーを具備したことを特徴とするロングパット練習器。
2. スピードセンサーはクラブヘッド底面に貼った所定幅の薄板状磁性体を検出する手段と、検出した信号から前記ヘッドスピードを算出する手段と、所定の速度に達しているかの判断手段と、その判断結果をプレーヤに知らせる手段を具備したことを特徴とする請求項１記載のロングパット練習器。
3. 前記スピードセンサーには身長入力手段とパターのスイングを自重による振り子として求めた固有振動数の周期を算出する手段を具備し、その四分の一周期の整数倍の間隔で音もしくはＬＥＤの光でプレーヤに知らせる事を特徴とした請求項２記載のロングパット練習器。
4. 前記スピードセンサーの速度検出用プローブはフレキシブル基板に実装された磁気センサーと付属回路が柔軟で薄い非磁性体の絶縁物に覆われ、前記フェルト生地に備付た収納スペースに前記プローブが収まり、前記スピードセンサー本体とはコネクタで接続することを特徴とした請求項２記載のロングパット練習器。
5. フェルト生地の細長いマット背面に伸縮性に富む素材を貼って、幅中央部を長手方向に厚みを持たせて一定の高さの尾根を作り、前記マット幅両端には前記中央部の尾根の高さ以上の背丈がある植毛生地を帯状に縫合したことを特徴とする請求項１記載のロングパット練習器。
6. パッティング目標物はフェルト生地のマット幅をカバーする壁を有し、その壁の中央域には台形状の突起部があって、前記台形状の斜面に当ったボ−ルは前記中央壁に付属する開閉自在の側壁に当って止まり、前記突起の中心部に当ったボールのみがパッティング位置方向に戻ることを特徴とした請求項１記載のロングパット練習器。
7. 前記パッティング目標物には台形の突起中央部に組込んだ圧力センサーによる衝突検出手段を具備し、検出した信号に基づく音声もしくはＬＥＤの光によってプレーヤに知らせる事を特徴とした請求項６記載のロングパット練習器。
8. スピード検出ユニットとパッティング目標物に組込まれた圧力センサー回路とは電気的に接続し、パット目標距離数に対し適正なヘッドスピードが検出され、しかも前記圧力センサーがボール衝突を検出した場合、ロングパット合格を音声もしくは映像で知らせる手段を具備したことを特徴とする請求項２記載のロングパット練習器。

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