JP2012055636A - System and method for designing golf club - Google Patents

System and method for designing golf club Download PDF

Info

Publication number
JP2012055636A
JP2012055636A JP2010204658A JP2010204658A JP2012055636A JP 2012055636 A JP2012055636 A JP 2012055636A JP 2010204658 A JP2010204658 A JP 2010204658A JP 2010204658 A JP2010204658 A JP 2010204658A JP 2012055636 A JP2012055636 A JP 2012055636A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
golf club
club head
hitting
sound
golf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010204658A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Ono
一則 小野
Hiroshi Saegusa
宏 三枝
Kumiko Shioda
久美子 塩田
Hisaki Oishi
久己 大石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Kogakuin University
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
Kogakuin University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd, Kogakuin University filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP2010204658A priority Critical patent/JP2012055636A/en
Publication of JP2012055636A publication Critical patent/JP2012055636A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Golf Clubs (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a design system and a design method of golf club by which a change of ball hitting sound when changing the structure of the golf club head can be estimated by simulation and a golf club head generating good ball hitting sound can be efficiently designed.SOLUTION: The design system of golf club includes: an analysis model forming part which can form a golf club head analysis model capable of performing numerical analysis of a golf club head to form a numerical analysis model capable of performing numerical analysis at a position corresponding to a response point away from the golf club head by a prescribed distance; an analysis part which virtually applies exciting force to a face of the golf club head analysis model to acquire a frequency response function of the numerical analysis model to acquire time waveform data of sound pressure upon golf ball hitting in the numerical analysis model using the frequency response function and the exciting force applied to the golf club head upon golf ball hitting; and an evaluation part which evaluates hitting sound upon golf ball hitting using the time waveform data of the sound pressure.

Description

本発明は、シミュレーションにより得られたゴルフクラブヘッドの打音を用いるゴルフクラブの設計システムおよびゴルフクラブの設計方法に関し、特に、シミュレーションにより、ゴルフクラブヘッドの構造を変更した場合の打音の変化を予測するゴルフクラブの設計システムおよびゴルフクラブの設計方法に関する。   The present invention relates to a golf club design system and a golf club design method using a golf club head hitting sound obtained by simulation, and more particularly to a change in hitting sound when a golf club head structure is changed by simulation. The present invention relates to a predicted golf club design system and a golf club design method.

近年、ゴルフボールをより遠くに飛ばすことのできるゴルフクラブヘッド、スイートスポットが大きく安定したゴルフクラブヘッドが種々提供されている。このようなゴルフクラブヘッドは、例えば、フェース部、ソール部、クラウン部等の構造を変えている。このことから、フェース面、すなわち、打撃面への打撃の際に発生する打音がそれぞれ大きく異なる。このため、実際にはゴルフボールを遠くに飛ばすことができるにもかかわらず、打音自体が鈍い音を発して、飛距離の出ないゴルフクラブとしての印象をゴルファに与えたり、不快なイメージを与える場合も多い。このような背景から、ゴルフクラブによるゴルフボールの打撃時の打音を調整することが望まれている。
ゴルフボールの打撃時の打音を調整するためには、ゴルフクラブの打音のもつ特徴がどのようになるか調整すればよいかの指針が必要である。
In recent years, various golf club heads that can fly golf balls farther and golf club heads that have a large and stable sweet spot have been provided. Such a golf club head has a different structure such as a face portion, a sole portion, a crown portion, and the like. For this reason, the hitting sounds generated when hitting the face surface, that is, the hitting surface are greatly different from each other. For this reason, although the golf ball can actually fly far away, the hitting sound itself makes a dull sound, giving the golfer the impression of a golf club with no flying distance, or giving an unpleasant image Often given. From such a background, it is desired to adjust the sound of hitting a golf ball by a golf club.
In order to adjust the hitting sound at the time of hitting a golf ball, a guideline on how to adjust the characteristics of the hitting sound of the golf club is necessary.

ところで、望まれた打音を発するゴルフクラブヘッドを製造するためには、ゴルフクラブヘッドを実際に設計し、試作した後に、試打を行い、打音を確かめる必要がある。望まれた打音が得られるまで、設計、試作のサイクルを繰り返し行う。しかしながら、このようなゴルフクラブヘッドの設計方法は、効率が悪く、開発期間および開発コストが増大する傾向がある。そこで、打音に優れたゴルフクラブヘッドを効率良く製造するためのゴルフクラブの設計方法が提案されている(例えば、特許文献1)。   By the way, in order to manufacture a golf club head that emits a desired hitting sound, it is necessary to actually design the golf club head and make a trial, and then perform a test hit to confirm the hitting sound. The design and prototype cycle is repeated until the desired sound is obtained. However, such a golf club head design method is inefficient and tends to increase the development period and development cost. Therefore, a golf club design method for efficiently producing a golf club head excellent in hitting sound has been proposed (for example, Patent Document 1).

特許文献1においては、先ずゴルフクラブヘッドの一次設計が行われる(ステップS1)。そして、一次設計されたゴルフクラブヘッドをコンピュータで、解析アプリケーションソフトを用いてモード解析を行う(ステップS2)。これにより、ゴルフクラブヘッドを実際に試作する前に、ゴルフクラブヘッドについて振動特性を把握することができる([0021])。
次に、一次設計されたヘッドを実際に試作し、その打球音を採取、評価する(ステップS3〜S5)。
ゴルフクラブヘッドの打球音の測定は、試作されたゴルフクラブヘッドにシャフトを装着してゴルフクラブを試作し、このゴルフクラブを用いて、実際のゴルフボールを打撃する打撃テストを行う。そして、打撃時の音をマイクロフォンにて採取する([0023])。なお、マイクロフォンは、アドレスしたゴルファの耳の高さでかつゴルフボールと耳との間の水平距離を、ゴルフボールからテストゴルファと反対側に隔てた位置に設置される([0027])。
打球音の評価(ステップS5)は、例えば、記録した打球音を、アンプを介してヘッドフォン又はスピーカにて再生し、これを評価者の耳で聞いて行う。評価の基準としては、「音の高さ」、「残響長さ」、「音の強さ」、「好み」等である([0032])。
In Patent Document 1, first, a primary design of a golf club head is performed (step S1). Then, mode analysis is performed on the primary designed golf club head by using a computer with analysis application software (step S2). Accordingly, it is possible to grasp the vibration characteristics of the golf club head before actually making a prototype of the golf club head ([0021]).
Next, the primary designed head is actually prototyped, and the hitting sound is collected and evaluated (steps S3 to S5).
In the measurement of the hitting sound of the golf club head, a golf club head is prototyped by mounting a shaft on the prototyped golf club head, and a golf ball hitting test is performed using this golf club. And the sound at the time of impact is sampled with a microphone ([0023]). The microphone is installed at the position of the addressed golfer's ear and the horizontal distance between the golf ball and the ear on the opposite side of the golf ball from the test golfer ([0027]).
The evaluation of the hitting sound (step S5) is performed by, for example, reproducing the recorded hitting sound with a headphone or a speaker via an amplifier and listening to it with an evaluator's ear. Evaluation criteria include “sound pitch”, “reverberation length”, “sound intensity”, “preference”, and the like ([0032]).

一次設計されたゴルフクラブヘッドの打球音の評価結果において、好ましくないこと等が判明した場合(ステップS6でN)、この打球音と振動特性とに基づいて、打球音を向上させる改良点を特定する(ステップS7)。改良点を特定するためには、先ず打球音から改善したい音の周波数帯を特定し、この音の発生要因となる部位をモード解析により得られた振動特性から推定する([0031])。
そして、ヘッド改良点を特定して、この改良点を適用してゴルフクラブヘッドの二次設計が行われる(ステップS8)。二次設計されたゴルフクラブヘッドを試作する前に、この二次設計のゴルフクラブヘッドについて、コンピュータ上でモード解析を行い振動特性を取得する処理が行われる(ステップS9)。
改善前後の振動特性を比較して打球音の向上効果を確認する(ステップS10)。二次設計のゴルフクラブヘッドにおいて改善効果が認められた場合(ステップS11でY)、ステップS3に戻り、二次設計のゴルフクラブヘッドの試作、打球音の採取、評価(ステップS3〜5)を行う。
If the evaluation result of the hitting sound of the primary designed golf club head is found to be undesirable (N in step S6), an improvement point for improving the hitting sound is identified based on the hitting sound and vibration characteristics. (Step S7). In order to identify the improvement point, first, the frequency band of the sound to be improved is identified from the hitting sound, and the part that causes the sound is estimated from the vibration characteristics obtained by the mode analysis ([0031]).
Then, a head improvement point is specified, and the secondary design of the golf club head is performed by applying this improvement point (step S8). Prior to trial production of the secondary designed golf club head, the secondary designed golf club head is subjected to a mode analysis on a computer to obtain vibration characteristics (step S9).
The improvement of the hitting sound is confirmed by comparing the vibration characteristics before and after the improvement (step S10). When the improvement effect is recognized in the secondary design golf club head (Y in step S11), the process returns to step S3, and the trial production of the secondary design golf club head, sampling of the hitting sound, and evaluation (steps S3 to 5) are performed. Do.

そして、二次設計のゴルフクラブヘッドの打球音が満足のゆくものであれば(ステップS6でY)、二次設計のゴルフクラブヘッドの設計案で打球音が良好なゴルフクラブヘッドを製造することができる。なお、この二次設計のゴルフクラブヘッドでも満足のゆく打球音が得られなかった場合には、再び、上述のステップS7以降を繰り返し、三次設計などが行われる。   If the hitting sound of the secondary design golf club head is satisfactory (Y in step S6), a golf club head with good hitting sound is manufactured by the design plan of the secondary design golf club head. Can do. If a satisfactory hitting sound is not obtained even with the golf club head of this secondary design, the above-described step S7 and subsequent steps are repeated again to perform the tertiary design and the like.

特開2005−6763号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-6673

特許文献1においては、モード解析を行い、ゴルフクラブヘッドについて振動特性を把握し、改善前後の振動特性を比較して打球音の向上効果を確認している。特許文献1においては、打球音が良好なゴルフクラブヘッドを得るためには、ゴルフクラブヘッドを試作する必要があり、更には、打球音を得るために、試打する必要もある。このように、特許文献1においても、効率の改善の程度が低く、開発期間および開発コストを短縮することができないという問題点がある。   In Patent Literature 1, mode analysis is performed, the vibration characteristics of the golf club head are grasped, and the vibration characteristics before and after the improvement are compared to confirm the effect of improving the hitting sound. In Patent Document 1, it is necessary to make a prototype golf club head in order to obtain a golf club head with good hitting sound, and it is also necessary to make a trial hit in order to obtain a hitting sound. Thus, even in Patent Document 1, there is a problem that the degree of improvement in efficiency is low and the development period and development cost cannot be shortened.

本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、シミュレーションにより、ゴルフクラブヘッドの構造を変更した場合の打音の変化を予測し、打音が良好なゴルフクラブヘッドを効率良く設計することができるゴルフクラブの設計システムおよびゴルフクラブの設計方法を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the problems based on the above prior art, predict a change in hitting sound when the structure of the golf club head is changed by simulation, and efficiently design a golf club head with good hitting sound. An object of the present invention is to provide a golf club design system and a golf club design method that can be performed.

上記目的を達成するために、本発明は、ゴルフクラブヘッドについて数値解析可能なゴルフクラブヘッド解析モデルを作成するとともに、前記ゴルフクラブヘッドから所定の距離離れた応答点に相当する位置に数値解析可能な数値解析モデルを作成する解析モデル作成部と、前記ゴルフクラブヘッド解析モデルのフェース面に所定の加振力を仮想的に加えて前記応答点の数値解析モデルの周波数応答関数を求めるとともに、前記周波数応答関数とゴルフボール打撃時に前記ゴルフクラブヘッドに加わる加振力とを用いて、前記応答点の数値解析モデルにおける前記ゴルフボール打撃時の音圧の時間波形データを求める解析部と、前記音圧の時間波形データを用いて、前記ゴルフボール打撃時の打音を評価する評価部とを有することを特徴とするゴルフクラブの設計システムを提供するものである。   In order to achieve the above object, the present invention creates a golf club head analysis model that can be numerically analyzed for a golf club head and can perform numerical analysis at a position corresponding to a response point that is a predetermined distance away from the golf club head. An analytical model creation unit for creating a numerical analysis model, and a frequency response function of the numerical analysis model of the response point is obtained by virtually applying a predetermined excitation force to the face surface of the golf club head analysis model, Using the frequency response function and the excitation force applied to the golf club head at the time of hitting the golf ball, an analysis unit for obtaining time waveform data of sound pressure at the time of hitting the golf ball in the numerical analysis model of the response point; And an evaluation unit that evaluates the hitting sound at the time of hitting the golf ball using time waveform data of pressure. It is intended to provide a golf club design system.

この場合、前記応答点は、前記ゴルフボールを打撃するゴルファの耳の高さに相当する位置であることが好ましい。
また、前記評価部は、前記ゴルフボール打撃時の打音の大きさを表す音圧パラメータと、前記打音の減衰の度合を表す残響パラメータと、前記打音の周波数特性を表す高低パラメータとを評価パラメータとして算出することが好ましい。
前記解析部は、例えば、前記周波数応答関数を、音場解析を用いて算出する。
In this case, it is preferable that the response point is a position corresponding to the height of a golfer's ear hitting the golf ball.
In addition, the evaluation unit includes a sound pressure parameter that represents the magnitude of the hitting sound when hitting the golf ball, a reverberation parameter that represents the degree of attenuation of the hitting sound, and a high and low parameter that represents the frequency characteristic of the hitting sound. It is preferable to calculate as an evaluation parameter.
For example, the analysis unit calculates the frequency response function using sound field analysis.

また、本発明は、ゴルフクラブヘッドについて数値解析可能なゴルフクラブヘッド解析モデルを作成し、前記ゴルフクラブヘッドから所定の距離離れた応答点に相当する位置に数値解析可能な数値解析モデルを作成する工程と、前記ゴルフクラブヘッド解析モデルのフェース面に所定の加振力を仮想的に加えて前記応答点の数値解析モデルの周波数応答関数を求める工程と、前記周波数応答関数とゴルフボール打撃時に前記ゴルフクラブヘッドに加わる加振力とを用いて、前記応答点の数値解析モデルにおける前記ゴルフボール打撃時の音圧の時間波形データを求める工程と、前記音圧の時間波形データを用いて、前記ゴルフボール打撃時の打音を評価する工程とを有することを特徴とするゴルフクラブの設計方法を提供するものである。   Further, the present invention creates a golf club head analysis model that can be numerically analyzed for a golf club head, and creates a numerical analysis model that can be numerically analyzed at a position corresponding to a response point that is a predetermined distance away from the golf club head. A step of virtually applying a predetermined excitation force to the face surface of the golf club head analysis model to obtain a frequency response function of the numerical analysis model of the response point, and the frequency response function and the golf ball when hitting Using the excitation force applied to the golf club head, obtaining the time waveform data of the sound pressure at the time of hitting the golf ball in the numerical analysis model of the response point, and using the time waveform data of the sound pressure, And a step of evaluating a hitting sound at the time of hitting a golf ball.

この場合、前記応答点は、前記ゴルフボールを打撃するゴルファの耳の高さに相当する位置であることが好ましい。
また、前記打音を評価する工程は、前記ゴルフボール打撃時の打音の大きさを表す音圧パラメータと、前記打音の減衰の度合を表す残響パラメータと、前記打音の周波数特性を表す高低パラメータとを評価パラメータとして算出することが好ましい。
前記周波数応答関数は、例えば、音場解析を用いて算出される。
In this case, it is preferable that the response point is a position corresponding to the height of a golfer's ear hitting the golf ball.
Further, the step of evaluating the hitting sound represents a sound pressure parameter indicating a magnitude of the hitting sound when hitting the golf ball, a reverberation parameter indicating a degree of attenuation of the hitting sound, and a frequency characteristic of the hitting sound. It is preferable to calculate the elevation parameter as an evaluation parameter.
The frequency response function is calculated using, for example, sound field analysis.

本発明によれば、シミュレーションにより、ゴルフクラブヘッドの構造を変更した場合の打音の変化を予測し、打音が良好なゴルフクラブヘッドを効率良く設計することができる。   According to the present invention, it is possible to predict a change in hitting sound when the structure of the golf club head is changed by simulation, and to efficiently design a golf club head with good hitting sound.

本発明の実施形態のゴルフクラブの設計システムを示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a golf club design system of an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態のゴルフクラブの設計方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the design method of the golf club of embodiment of this invention. (a)は、本発明の実施形態のゴルフクラブの設計システムに用いられる第1のゴルフクラブヘッドモデルを示す模式的斜視図であり、(b)は、第1のゴルフクラブヘッドモデルの大きさを示す模式的斜視図であり、(c)は、第1のゴルフクラブヘッドモデルの大きさを示す切断面図であり、(d)は、本発明の実施形態のゴルフクラブの設計システムに用いられる第2のゴルフクラブヘッドモデルを示す模式的斜視図である。(A) is a typical perspective view which shows the 1st golf club head model used for the design system of the golf club of embodiment of this invention, (b) is a magnitude | size of a 1st golf club head model. FIG. 4C is a cutaway view showing the size of the first golf club head model, and FIG. 4D is used for the golf club design system of the embodiment of the present invention. It is a typical perspective view showing the 2nd golf club head model. 本発明の実施形態のゴルフクラブの設計方法に用いられる解析モデルを示す模式的斜視図である。It is a typical perspective view which shows the analysis model used for the design method of the golf club of embodiment of this invention. (a)〜(c)は、解析モデルから求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルの伝達関数と、図10(a)に示す測定装置で求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルの伝達関数を示すグラフである。(A)-(c) are the transfer function of the 1st golf club head model calculated | required from the analysis model, and the transfer function of the 1st golf club head model calculated | required with the measuring apparatus shown to Fig.10 (a). It is a graph which shows. (a)、(b)は、解析モデルから求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルの打音を示すグラフであり、(c)、(d)は、図10(b)に示す測定装置で求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルの打音を示すグラフである。(A), (b) is a graph which shows the hit sound of the 1st golf club head model calculated | required from the analysis model, (c), (d) is a measuring apparatus shown in FIG.10 (b). It is a graph which shows the hit sound of the calculated | required 1st golf club head model. (a)は、図10(b)に示す測定装置で求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルおよび第2のゴルフクラブヘッドモデルの音圧パラメータ、ならびに解析モデルから求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルおよび第2のゴルフクラブヘッドモデルの音圧パラメータを示すグラフであり、(b)は、図10(b)に示す測定装置で求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルおよび第2のゴルフクラブヘッドモデルの残響パラメータ、ならびに解析モデルから求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルおよび第2のゴルフクラブヘッドモデルの残響パラメータを示すグラフであり、(c)は、図10(b)に示す測定装置で求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルおよび第2のゴルフクラブヘッドモデルの高低パラメータ、ならびに解析モデルから求められた第1のゴルフクラブヘッドモデルおよび第2のゴルフクラブヘッドモデルの高低パラメータを示すグラフである。(A) is the 1st golf club calculated | required from the sound pressure parameter of the 1st golf club head model and 2nd golf club head model calculated | required with the measuring apparatus shown in FIG.10 (b), and an analysis model. It is a graph which shows the sound pressure parameter of a head model and a 2nd golf club head model, (b) is the 1st golf club head model and 2nd golf which were calculated | required with the measuring apparatus shown in FIG.10 (b). It is a graph which shows the reverberation parameter of a club head model, and the reverberation parameter of the 1st golf club head model and the 2nd golf club head model which were calculated | required from the analysis model, (c) is shown in FIG.10 (b). High and low parameters of the first golf club head model and the second golf club head model obtained by the measuring device, It is a graph showing the height parameter of the first golf club head model and a second golf club head model which is obtained from the analysis model each time. (a)〜(c)は、解析モデルから求められた第2のゴルフクラブヘッドモデルの伝達関数と、図10(a)に示す測定装置で求められた第2のゴルフクラブヘッドモデルの伝達関数を示すグラフである。(A)-(c) is the transfer function of the 2nd golf club head model calculated | required from the analysis model, and the transfer function of the 2nd golf club head model calculated | required with the measuring apparatus shown to Fig.10 (a). It is a graph which shows. (a)、(b)は、解析モデルから求められた第2のゴルフクラブヘッドモデルの打音を示すグラフであり、(c)、(d)は、図10(b)に示す測定装置で求められた第2のゴルフクラブヘッドモデルの打音を示すグラフである。(A), (b) is a graph which shows the hit sound of the 2nd golf club head model calculated | required from the analysis model, (c), (d) is a measuring apparatus shown in FIG.10 (b). It is a graph which shows the hit sound of the calculated | required 2nd golf club head model. (a)は、各応答点に相当する位置における伝達関数の測定に用いられる測定装置を示す模式図であり、(b)は、各応答点に相当する位置における打音の測定に用いられる測定装置を示す模式図である。(A) is a schematic diagram which shows the measuring apparatus used for the measurement of the transfer function in the position corresponding to each response point, (b) is the measurement used for the measurement of the hitting sound in the position corresponding to each response point. It is a schematic diagram which shows an apparatus. 加振力の測定に用いられる測定装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the measuring apparatus used for the measurement of an exciting force. 縦軸に出力値をとり、横軸に時間をとって、加えた加振力の時間波形と、逆算して求めた加振力の時間波形とを示すグラフである。It is a graph which shows the time waveform of the applied excitation force, and the time waveform of the excitation force calculated | required by calculating backward, taking an output value on a vertical axis | shaft and taking time on a horizontal axis. 加振力の測定に用いられる落下試験装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the drop test apparatus used for the measurement of an exciting force.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のゴルフクラブの設計システムおよびゴルフクラブの設計方法を詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態のゴルフクラブの設計システムを示す模式図である。図2は、本発明の実施形態のゴルフクラブの設計方法を示すフローチャートである。
Hereinafter, a golf club design system and a golf club design method according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a golf club design system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing a golf club design method according to an embodiment of the present invention.

図1に示す実施形態のゴルフクラブの設計システム10(以下、設計システム10という)は、シミュレーションにより、ゴルフクラブヘッドの構造を変更した場合の打音の変化を予測し、打音が良好なゴルフクラブヘッドを効率良く設計するものである。この設計システム10では、ゴルフクラブヘッドの解析モデルを用いて、例えば、ゴルファの耳の位置を応答点として、周波数応答解析を行う。この周波数応答解析結果と、ゴルフクラブヘッドに加える打撃力を用いて、例えば、ゴルファの耳の位置(応答点)における複素スペクトルを求め、この複素スペクトルを逆FFT(高速フーリエ変換)することにより、応答点の時間波形を求める。さらに、時間波形を用いて、打音の評価パラメータを算出し、打音を評価することにより、ゴルフクラブの設計を行うものである。なお、時間波形を、WAVEファイル等の音声データに変換することにより、ゴルファ、設計者等が聞くことができる、シミュレーションによるゴルファの耳の位置(応答点)での打音を得ることができる。なお、応答点は、1つに限定されるものではなく、複数でもよい。   A golf club design system 10 (hereinafter referred to as a design system 10) of the embodiment shown in FIG. 1 predicts a change in hitting sound when the structure of the golf club head is changed by simulation, and golf with good hitting sound. The club head is designed efficiently. In the design system 10, a frequency response analysis is performed using, for example, the position of the golfer's ear using a golf club head analysis model as a response point. Using this frequency response analysis result and the striking force applied to the golf club head, for example, a complex spectrum at the position (response point) of the golfer's ear is obtained, and by performing inverse FFT (fast Fourier transform) on this complex spectrum, Obtain the time waveform of the response point. Furthermore, the golf club is designed by calculating the evaluation parameter of the hitting sound using the time waveform and evaluating the hitting sound. In addition, by converting the time waveform into audio data such as a WAVE file, it is possible to obtain a hitting sound at the position (response point) of the golfer's ear that can be heard by the golfer, the designer, and the like. Note that the number of response points is not limited to one and may be plural.

設計システム10は、処理装置12と、操作部14と、モニタ16とを有する。操作部14は、一般的にPCに用いられるキーボード、マウス等である。また、モニタ16は、処理装置12で算出された各種の解析結果、解析モデル、応答点の時間波形、打音の評価パラメータ等が表示されるものである。モニタ16には、一般的にパーソナルコンピュータに利用されているものが種々利用可能である。   The design system 10 includes a processing device 12, an operation unit 14, and a monitor 16. The operation unit 14 is a keyboard, a mouse, or the like generally used for a PC. The monitor 16 displays various analysis results, analysis models, response point time waveforms, hitting evaluation parameters, and the like calculated by the processing device 12. Various types of monitors 16 that are generally used in personal computers can be used.

処理装置12は、解析モデル作成部20と、解析部22と、打音の評価パラメータ算出部24と、メモリ26と、CPU28とを備える。CPU28により、解析モデル作成部20、解析部22および打音の評価パラメータ算出部24が制御されるとともに、解析モデル作成部20、解析部22および打音の評価パラメータ算出部24とメモリ26との間のデータの移動も制御されて、メモリ26にデータが記憶される。メモリ26には、ゴルフクラブヘッドモデルの3次元CADデータが記憶されている。   The processing device 12 includes an analysis model creation unit 20, an analysis unit 22, a hitting sound evaluation parameter calculation unit 24, a memory 26, and a CPU 28. The CPU 28 controls the analysis model creation unit 20, the analysis unit 22, and the hitting sound evaluation parameter calculation unit 24, and the analysis model creation unit 20, the analysis unit 22, the hitting sound evaluation parameter calculation unit 24, and the memory 26. The movement of data between them is also controlled, and the data is stored in the memory 26. The memory 26 stores three-dimensional CAD data of the golf club head model.

解析モデル作成部20は、3次元CADデータで表されたゴルフクラブヘッドモデルを、後述する数値解析(シミュレーション)による音場解析のために、有限要素解析等の数値解析が可能なメッシュデータに変換し、メッシュモデル(ゴルフクラブヘッド解析モデル)を作成するものである。また、ゴルフクラブヘッド以外にも、ゴルフクラブヘッドから所定の距離離れた位置、例えば、ゴルファの耳の位置に設定される応答点に相当する領域を有限要素解析等の数値解析が可能なメッシュデータに変換し、観測用メッシュのメッシュモデル(数値解析モデル)を作成するものである。このゴルフクラブヘッドモデルのメッシュモデルおよび応答点に相当する領域のメッシュモデルにより、後述する数値解析(シミュレーション)に用いられる解析モデルが構成される。これらのメッシュモデルの作成には、有限要素法等の数値解析(シミュレーション)に用いられる公知の方法を用いることができる。
解析モデル作成部20を、例えば、ソフトウェアで代替させて、CPU28でソフトウェア実効させることもできる。この場合、ソフトウェアとしては、例えば、MSC社製のPatranを用いることができる。
The analysis model creation unit 20 converts the golf club head model represented by the three-dimensional CAD data into mesh data that can be subjected to numerical analysis such as finite element analysis for sound field analysis by numerical analysis (simulation) described later. Then, a mesh model (golf club head analysis model) is created. In addition to the golf club head, mesh data that can be subjected to numerical analysis such as finite element analysis for a position corresponding to a response point set at a predetermined distance from the golf club head, for example, the position of the golfer's ear To create an observation mesh mesh model (numerical analysis model). An analysis model used for numerical analysis (simulation) described later is configured by the mesh model of the golf club head model and the mesh model of the region corresponding to the response point. A known method used for numerical analysis (simulation) such as a finite element method can be used to create these mesh models.
For example, the analysis model creation unit 20 can be replaced with software and the CPU 28 can execute the software. In this case, for example, Patran manufactured by MSC can be used as software.

本実施形態では、ゴルフクラブヘッドモデルとしては、例えば、図3(a)〜(c)に示す第1のゴルフクラブヘッドモデル30および図3(d)に示す第2のゴルフクラブヘッドモデル30aが用いられる。
図3(a)に示す第1のゴルフクラブヘッドモデル30は、フェース部とソール部とに着目してゴルフクラブヘッドをモデル化したものである。第1のゴルフクラブヘッドモデル30は、フェース部に相当するフェース部分32と、ソール部に相当するソール部分34と、ホーゼル部に相当するホーゼル部分38とを有する。フェース部分32の表面32aがフェース面に相当する。
第1のゴルフクラブヘッドモデル30には、フェース部分32の両側には、それぞれ裏面32bからソール部分34に達する略三角形状のリブ36が設けられている。一方のリブ36にホーゼル部分38が設けられている。このホーゼル部分38には、ゴルフクラブシャフトを取り付けるための取付穴39が形成されている。
第1のゴルフクラブヘッドモデル30の大きさは、例えば、図3(b)、(c)に示す大きさである。
In this embodiment, examples of the golf club head model include a first golf club head model 30 shown in FIGS. 3A to 3C and a second golf club head model 30a shown in FIG. Used.
A first golf club head model 30 shown in FIG. 3A is obtained by modeling a golf club head by paying attention to a face portion and a sole portion. The first golf club head model 30 includes a face portion 32 corresponding to the face portion, a sole portion 34 corresponding to the sole portion, and a hosel portion 38 corresponding to the hosel portion. The surface 32a of the face portion 32 corresponds to the face surface.
In the first golf club head model 30, substantially triangular ribs 36 that reach the sole portion 34 from the back surface 32 b are provided on both sides of the face portion 32. One rib 36 is provided with a hosel portion 38. The hosel portion 38 has a mounting hole 39 for mounting a golf club shaft.
The magnitude | size of the 1st golf club head model 30 is a magnitude | size shown to FIG.3 (b), (c), for example.

また、図3(d)に示す第2のゴルフクラブヘッドモデル30aは、第1のゴルフクラブヘッドモデル30に比して、ソール部分34に、フェース部分32の横方向に伸びたリブ35が2つ設けられている点が異なり、それ以外は構成および大きさが第1のゴルフクラブヘッドモデル30と同じである。なお、リブ35は、断面が四角形であり、高さが5.5mmで、幅が3.0mmである。
第1のゴルフクラブヘッドモデル30および第2のゴルフクラブヘッドモデル30aは、いずれも3次元CADデータで表されるものであり、メモリ26に記憶されている。第1のゴルフクラブヘッドモデル30および第2のゴルフクラブヘッドモデル30aは、3次元CADデータで表されるものであるため、工作機械を用いて金属材料を加工して容易に実物を作製することができる。
In addition, the second golf club head model 30a shown in FIG. 3D has two ribs 35 extending in the lateral direction of the face portion 32 on the sole portion 34 as compared with the first golf club head model 30. The other configurations are the same as those of the first golf club head model 30 except for the configuration. The rib 35 has a square cross section, a height of 5.5 mm, and a width of 3.0 mm.
The first golf club head model 30 and the second golf club head model 30 a are both represented by three-dimensional CAD data and are stored in the memory 26. Since the first golf club head model 30 and the second golf club head model 30a are represented by three-dimensional CAD data, a real material can be easily manufactured by processing a metal material using a machine tool. Can do.

解析部22は、数値解析(シミュレーション)による音場解析、および数値解析(シミュレーション)による打音の作成を行うものである。音場解析には、仮想的に、ゴルフクラブヘッドモデルのフェース面の中心に、所定の加振力を、例えば、正弦波状に加えて加振したときの周波数応答解析を行うとともに、ゴルフクラブヘッドから離れた位置、例えば、ゴルファの耳の位置に相当する位置に設けた観測用メッシュでの応答を数値解析によって求めるものである。すなわち、観測用メッシュでの周波数応答関数を求める。この音場解析では、ゴルフクラブヘッドの周囲の流体は、例えば、空気とする。ゴルフクラブヘッドの材質としては、例えば、6−4チタン(Ti−6Al−4V)の材料特性の情報を用いる。また、解析する周波数域を2kHz〜10kHzとして、例えば、3Hz毎,50Hz毎に解析を行う。
なお、ゴルフクラブシャフトは、打音に対する影響が小さいことが知られているため、解析モデルにおいては、ゴルフクラブシャフトの固定条件は特に定めなくてもよい。また、応答点は、1つでも、複数でもよい。
The analysis unit 22 performs sound field analysis by numerical analysis (simulation) and creation of a hitting sound by numerical analysis (simulation). For the sound field analysis, a frequency response analysis is performed when a predetermined excitation force is applied to the center of the face surface of the golf club head model, for example, in the form of a sine wave. The response at the observation mesh provided at a position away from the position, for example, a position corresponding to the position of the golfer's ear is obtained by numerical analysis. That is, the frequency response function in the observation mesh is obtained. In this sound field analysis, the fluid around the golf club head is, for example, air. As the material of the golf club head, for example, information on material characteristics of 6-4 titanium (Ti-6Al-4V) is used. In addition, the analysis is performed at a frequency range of 2 kHz to 10 kHz, for example, every 3 Hz or every 50 Hz.
In addition, since it is known that the golf club shaft has a small influence on the hitting sound, in the analysis model, the fixing condition of the golf club shaft may not be particularly defined. Further, one or more response points may be used.

解析部22は、算出した応答点の伝達関数(周波数応答関数)を、例えば、メモリ26に記憶させる。
解析部22においては、仮想的に、ゴルフクラブヘッドモデルのフェース面の中心に加振力のスペクトルを加えた際の、応答点の複素スペクトルを計算する。解析部22において、この応答点の複素スペクトルに対して逆FFTをすることにより、数値解析(シミュレーション)による応答点での音圧レベルの時間波形データ、すなわち、音圧波形データを得る。この得られた音圧レベルの時間波形を、例えば、メモリ26に記憶させる。
For example, the analysis unit 22 stores the calculated transfer function (frequency response function) of the response point in the memory 26.
The analysis unit 22 virtually calculates a complex spectrum of the response point when an excitation force spectrum is applied to the center of the face surface of the golf club head model. The analysis unit 22 performs inverse FFT on the complex spectrum of the response point to obtain time waveform data of the sound pressure level at the response point by numerical analysis (simulation), that is, sound pressure waveform data. The obtained time waveform of the sound pressure level is stored in the memory 26, for example.

ここで、周波数応答関数(伝達関数)は、入力のフーリエスペクトルと出力のフーリエスペクトルとの比で表されるものである。入力のフーリエスペクトルは、フェース面の加振力信号のフーリエスペクトル(複素スペクトル(スペクトルの虚部と実部))のことである。出力のフーリエスペクトルは、応答点、すなわち、観測メッシュにおける音圧信号のフーリエスペクトルのことである。ここで、周波数応答関数をGとするとき、この周波数応答関数Gは、下記数式1により表される。   Here, the frequency response function (transfer function) is expressed by the ratio of the input Fourier spectrum and the output Fourier spectrum. The Fourier spectrum of the input is the Fourier spectrum (complex spectrum (imaginary part and real part of spectrum)) of the excitation force signal on the face surface. The Fourier spectrum of the output is the response point, that is, the Fourier spectrum of the sound pressure signal at the observation mesh. Here, when the frequency response function is G, the frequency response function G is expressed by the following Equation 1.

G=X(f)/Fa(f) (1)   G = X (f) / Fa (f) (1)

なお、上記数式1において、Fa(f)は、フェース面の加振力信号の複素フーリエスペクトルであり、X(f)は、観測メッシュにおける音圧信号の複素フーリエスペクトルである。上述のように、解析部22で計算された周波数応答関数(伝達関数)と、ゴルフボール打撃時に発生する加振力の加振力信号の複素フーリエスペクトルとを用いることにより、観測メッシュにおける音圧信号の複素フーリエスペクトルを求めることができる。この観測メッシュにおける音圧信号の複素フーリエスペクトルについて、逆FFTをし、逆フーリエ変換データを得る。これにより、ゴルフボール打撃時に発生する打音の時間波形データを得ることができる。   In Equation 1, Fa (f) is the complex Fourier spectrum of the excitation force signal on the face surface, and X (f) is the complex Fourier spectrum of the sound pressure signal in the observation mesh. As described above, the sound pressure in the observation mesh is obtained by using the frequency response function (transfer function) calculated by the analysis unit 22 and the complex Fourier spectrum of the excitation force signal generated when the golf ball is hit. The complex Fourier spectrum of the signal can be determined. The complex Fourier spectrum of the sound pressure signal in this observation mesh is subjected to inverse FFT to obtain inverse Fourier transform data. Thereby, time waveform data of the hitting sound generated when the golf ball is hit can be obtained.

また、解析部22においては、打音の時間波形データを、音声ファイルデータ、例えば、WAVEファイルに変換し、ゴルファ、設計者等が聞くことが可能な打音を作成することができる。
解析部22は、上述のように、数値解析(シミュレーション)による音場解析および打音の作成を行うものであり、音場解析ソフトと、FFTアナライザの機能を兼ね備えるものである。このため、解析部22は、音場解析ソフトとFFTアナライザで代替することができる。音場解析ソフトには、例えば、日本イーエスアイ株式会社製、VA One(商品名)を用いることができる。
Further, the analysis unit 22 can convert the time waveform data of the hitting sound into voice file data, for example, a WAVE file, and create a hitting sound that can be heard by golfers, designers, and the like.
As described above, the analysis unit 22 performs sound field analysis and sound generation by numerical analysis (simulation), and has both functions of sound field analysis software and an FFT analyzer. For this reason, the analysis unit 22 can be replaced by sound field analysis software and an FFT analyzer. As the sound field analysis software, for example, VA One (trade name) manufactured by Nippon SII Co., Ltd. can be used.

打音の評価パラメータ算出部24は、解析部22で得られた音圧レベルの時間波形データを用いて、例えば、打音の大きさを表す音圧パラメータと、打音の減衰の度合を表す残響パラメータと、打音の周波数特性を表す高低パラメータとを、評価用パラメータとして算出するものである。音圧パラメータ、残響パラメータ、および高低パラメータの算出には、例えば、特開2008−132262号公報に開示された方法が用いられる。   The hitting sound evaluation parameter calculation unit 24 uses the time waveform data of the sound pressure level obtained by the analysis unit 22 to represent, for example, a sound pressure parameter indicating the size of the hitting sound and a degree of attenuation of the hitting sound. The reverberation parameter and the height parameter representing the frequency characteristic of the hitting sound are calculated as evaluation parameters. For example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-132262 is used to calculate the sound pressure parameter, the reverberation parameter, and the height parameter.

音圧パラメータとしては、ISO532B規格に規定されるラウドネス(単位;sone)を対数表示した、公知のラウドネスレベル(単位;phon)の値を用いる。具体的には、打音の評価に用いる音圧波形データ全体(16384個)でFFTによる周波数解析を行なってスペクトル波形を求め、ISO532B規格におけるラウドネス曲線を適用することで、音圧波形のラウドネス(単位;sone)を求め、このラウドネスを対数表示したラウドネスレベル(単位;phon)の値を求める。この求められた音圧パラメータの値は、処理装置12のメモリ26に記憶される。   As the sound pressure parameter, a known loudness level (unit: phon) value obtained by logarithmically expressing the loudness (unit: one) defined in the ISO 532B standard is used. Specifically, the entire sound pressure waveform data (16384) used for evaluation of the hitting sound is subjected to frequency analysis by FFT to obtain a spectrum waveform, and by applying a loudness curve in the ISO 532B standard, the loudness ( Unit) and a value of the loudness level (unit: phon) obtained by logarithmically expressing the loudness. The calculated sound pressure parameter value is stored in the memory 26 of the processing device 12.

残響パラメータとしては、音圧波形データを、時間軸上で一番最初のサンプルデータ(始点データ)を基準番号とし、この番号から所定のサンプル数、例えば、サンプル数100で音圧波形が順次区切られたブロック群αを作成する。そして、ブロック群αのブロックA毎に音圧波形のレベルの二乗和を求め、各ブロック毎にこの二乗和の対数値(以降、ブロック値とする)を求める。そして、ブロック群αの各ブロックから、ブロック値が最大となる最大音圧ブロックを、起点ブロックとして抽出する。そして、この最大音圧ブロックのブロック値から所定値(本実施形態では30dB)だけ低い値を終点ブロック値として設定し、起点ブロック以降の複数のブロックにおいて、ブロック値が最初に終点ブロック値以下となる終点ブロックを抽出する。そして、これら起点ブロックと終点ブロックそれぞれの、時間軸上で最前のサンプルデータ間での時間幅を残響パラメータとする。 As the reverberation parameter, the sound pressure waveform data is set to the first sample data (start point data) on the time axis as a reference number, and the sound pressure waveform is sequentially divided from this number by a predetermined number of samples, for example, 100 samples The obtained block group α is created. Then, a block A k square sum of the sound pressure waveform level for each of the blocks alpha, logarithm (hereinafter referred to as block value) of the sum of squares for each block obtained. Then, the maximum sound pressure block having the maximum block value is extracted from each block of the block group α as a starting block. Then, a value lower than the block value of the maximum sound pressure block by a predetermined value (30 dB in the present embodiment) is set as an end point block value, and in a plurality of blocks after the start point block, the block value is initially equal to or less than the end point block value. Extract the end point block. Then, the time width between the earliest sample data on the time axis of each of the start block and the end block is used as a reverberation parameter.

詳述すると、44.1kHzのサンプリング周波数でサンプリングされた音圧波形の信号をy(i)(i=1〜16384の自然数)とすると、下記式2に従ってサンプル数100毎に区分けしたブロック数A毎に、相対音圧レベルの値E(k)(Kは1〜16285)を計算し、例えば、16285個のE(k)を求め、この中で最大となるE(k)を最大音圧ブロックとして抽出する。処理装置12では、この求められた残響パラメータの値は、処理装置12のメモリ26に記憶される。 More specifically, assuming that a sound pressure waveform signal sampled at a sampling frequency of 44.1 kHz is y (i) (i = 1 to 16384 natural number), the number of blocks A divided into 100 samples according to the following equation 2. For each k , a relative sound pressure level value E (k) (K is 1 to 16285) is calculated, for example, 16285 E (k) are obtained, and E (k) that is the maximum among them is determined as the maximum sound. Extract as a pressure block. In the processing device 12, the obtained reverberation parameter value is stored in the memory 26 of the processing device 12.

高低パラメータとしては、得られた音圧波形のデータについて、時間軸上で最前部分の所定個数のサンプル(本実施形態では、1500個)を除いた音圧波形データのうち、最前部分の所定数のデータ(本実施形態では、8192データ)について周波数解析を行なって、スペクトル波形を求める。そして、このスペクトル波形のスペクトル値を重み付け係数として用いた、低周波成分を除いた所定の周波数範囲(本実施形態では、1kHz〜20kHz)における、振動波形のエネルギー加重平均周波数を高低パラメータとする。この求められた高低パラメータの値は、処理装置12のメモリ26に記憶される。   As the high and low parameters, the sound pressure waveform data obtained is a sound pressure waveform data excluding a predetermined number of samples (1,500 in this embodiment) on the time axis on the time axis. Frequency analysis is performed on the data (8192 data in this embodiment) to obtain a spectrum waveform. Then, the energy weighted average frequency of the vibration waveform in a predetermined frequency range (1 kHz to 20 kHz in the present embodiment) excluding the low frequency component using the spectrum value of the spectrum waveform as a weighting coefficient is set as a high and low parameter. The obtained value of the height parameter is stored in the memory 26 of the processing device 12.

上述のエネルギー加重平均周波数は下記式3に従って求める。式3において、fは周波数、Lはスペクトル波形における周波数fにおけるスペクトル値から求めた、周波数fにおける振動波形の音圧レベル(dB値)であり、式3に従って、低周波成分を除いた所定の周波数範囲(1kHz〜20kHz)においてエネルギー加重平均周波数を求める。このようなエネルギー加重平均周波数は、打撃後一定の時間を経た振動波形データを用いて求めるので、パラメータとしての精度、さらには再現性が悪化するといった問題は解消する。また、例えば、周波数が1kHz未満の低周波成分を除いた周波数範囲でエネルギー加重平均周波数を求めるので、振動波形について周波数解析を行なった際に発生するDC(直流)成分の影響を除くことができ、パラメータとしての精度、さらには再現性が悪化するといった問題をさらに解消している。   The above-mentioned energy weighted average frequency is obtained according to the following formula 3. In Expression 3, f is the frequency, L is the sound pressure level (dB value) of the vibration waveform at the frequency f obtained from the spectrum value at the frequency f in the spectrum waveform. An energy weighted average frequency is obtained in a frequency range (1 kHz to 20 kHz). Such an energy weighted average frequency is obtained using vibration waveform data that has passed a certain time after the impact, so that the problem of deterioration of accuracy as a parameter and reproducibility is solved. In addition, for example, since the energy weighted average frequency is obtained in a frequency range excluding low frequency components whose frequency is less than 1 kHz, the influence of DC (direct current) components generated when frequency analysis is performed on the vibration waveform can be eliminated. Further, the problem that accuracy as a parameter and further reproducibility deteriorate is further solved.

次に、ゴルフクラブの設計方法について説明する。
本実施形態のゴルフクラブの設計方法においては、まず、3次元CADデータで表される第1のゴルフクラブヘッドモデル30に対して音場解析ができるように、第1のゴルフクラブヘッドモデル30の3次元CADデータをメモリ26から解析モデル作成部20に呼び出し、解析モデル作成部20で、第1のゴルフクラブヘッドモデル30を有限要素解析等の数値解析が可能なメッシュデータに変換し、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のメッシュモデル(ゴルフクラブヘッド解析モデル)を作成する(ステップS10)。さらに、応答点を含む領域も有限要素解析が可能なメッシュデータに変換し、観測用メッシュのメッシュモデル(数値解析モデル)を作成する(ステップS10)。応答点は、例えば、フェース面を基準として所定の距離をあけて、ゴルファの耳の位置を含む3点設定される。これにより、例えば、図4に示す解析モデル40が得られ、モニタ16に表示される。
図4に示す解析モデル40は、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のメッシュモデル42に対して、第1の観測用メッシュのメッシュモデル44、第2の観測用メッシュのメッシュモデル46、第3の観測用メッシュのメッシュモデル48がフェース面を基準として所定の距離をあけて、仮想的に配置されたものである。
Next, a golf club design method will be described.
In the golf club designing method of the present embodiment, first, the first golf club head model 30 is designed so that sound field analysis can be performed on the first golf club head model 30 represented by three-dimensional CAD data. The three-dimensional CAD data is called from the memory 26 to the analysis model creation unit 20, and the analysis model creation unit 20 converts the first golf club head model 30 into mesh data that can be subjected to numerical analysis such as finite element analysis. A mesh model (golf club head analysis model) of the golf club head model 30 is created (step S10). Further, the region including the response point is also converted into mesh data that can be subjected to finite element analysis, and a mesh model (numerical analysis model) of the observation mesh is created (step S10). For example, the response points are set at three points including a golfer's ear position at a predetermined distance from the face surface. Thereby, for example, the analysis model 40 shown in FIG. 4 is obtained and displayed on the monitor 16.
The analysis model 40 shown in FIG. 4 is different from the mesh model 42 of the first golf club head model 30 in that the mesh model 44 for the first observation mesh, the mesh model 46 for the second observation mesh, The observation mesh mesh model 48 is virtually arranged with a predetermined distance from the face surface.

また、解析モデル40において、第1のゴルフクラブヘッドモデル30および第2のゴルフクラブヘッドモデル30aの材料特性は、下記表1に示す材料特性を有する6−4チタン(Ti−6Al−4V)とし、ゴルフクラブヘッドの周囲の流体は、下記表2に示す特性の空気である。   In the analysis model 40, the material characteristics of the first golf club head model 30 and the second golf club head model 30a are 6-4 titanium (Ti-6Al-4V) having the material characteristics shown in Table 1 below. The fluid around the golf club head is air having the characteristics shown in Table 2 below.

次に、解析部22で、解析モデル40に対して音場解析を行い、各応答点に相当するメッシュモデル44〜48の周波数応答関数(伝達関数)を算出する(ステップS12)。
なお、周波数応答関数(伝達関数)の算出には、例えば、メッシュモデル42のフェース面の中心に相当する位置に、加振力を1N、正弦波状に加えたときのメッシュモデル44〜48での周波数応答解析を、解析する周波数域を2kHz〜10kHzとして、例えば、3Hz毎に行う。
第1のゴルフクラブヘッドモデル30の周波数応答解析の結果(周波数応答関数(伝達関数))を図5(a)〜(c)に示す。また、図5(a)〜(c)には、比較のために、第1のゴルフクラブヘッドモデル30を実際に作製し、後述する図10(a)に示す測定装置100aを用いて、各応答点に相当する位置における周波数応答関数(伝達関数)を求めた結果も示す。なお、図5(a)〜(c)に示すβは数値解析(シミュレーション)によって得られた周波数応答関数(伝達関数)であり、γは実際に作製したものについて、後述する図10(a)に示す測定装置100aを用いて得られた周波数応答関数(伝達関数)である。第1のゴルフクラブヘッドモデル30は、6−4チタン(Ti−6Al−4V)で作製した。
Next, the analysis unit 22 performs sound field analysis on the analysis model 40, and calculates the frequency response functions (transfer functions) of the mesh models 44 to 48 corresponding to the response points (step S12).
For calculating the frequency response function (transfer function), for example, in the mesh model 44 to 48 when the excitation force is applied to the position corresponding to the center of the face surface of the mesh model 42 in a sine wave form at 1N. The frequency response analysis is performed at a frequency range of 2 kHz to 10 kHz, for example, every 3 Hz.
The results of the frequency response analysis (frequency response function (transfer function)) of the first golf club head model 30 are shown in FIGS. Further, in FIGS. 5A to 5C, for comparison, the first golf club head model 30 is actually manufactured, and each measurement device 100a shown in FIG. The result of obtaining the frequency response function (transfer function) at the position corresponding to the response point is also shown. Note that β shown in FIGS. 5A to 5C is a frequency response function (transfer function) obtained by numerical analysis (simulation), and γ is what is actually produced. The frequency response function (transfer function) obtained using the measuring apparatus 100a shown in FIG. The first golf club head model 30 was made of 6-4 titanium (Ti-6Al-4V).

次に、解析モデル40において、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のメッシュモデル42のフェース面の中心位置に加振力のスペクトルを加えたときの各応答点における複素スペクトル(打音スペクトル(スペクトルの虚部と実部))を、解析部22で計算し、各応答点における複素スペクトルをメモリ26に記憶させる。
次に、各応答点における複素スペクトルに対して逆FFTをする。これにより、各応答点における音圧波形データ(音圧レベルの時間波形データ)が得られる(ステップS14)。各応答点における音圧波形データは、シミュレーションにより作成された打音を示すものである。各応答点における音圧波形データをメモリ26に記憶させる。
Next, in the analysis model 40, a complex spectrum (hitting sound spectrum (spectrum of spectrum)) at each response point when an excitation force spectrum is applied to the center position of the face surface of the mesh model 42 of the first golf club head model 30. The imaginary part and the real part)) are calculated by the analysis unit 22 and the complex spectrum at each response point is stored in the memory 26.
Next, inverse FFT is performed on the complex spectrum at each response point. Thereby, sound pressure waveform data (sound pressure level time waveform data) at each response point is obtained (step S14). The sound pressure waveform data at each response point indicates the hitting sound created by the simulation. Sound pressure waveform data at each response point is stored in the memory 26.

第1のゴルフクラブヘッドモデル30に関して、図6(a)に第1の観測用メッシュのメッシュモデル44の位置のシミュレーションにより作成された打音の時間波形を示し、図6(b)に第2の観測用メッシュのメッシュモデル46の位置のシミュレーションにより作成された打音の時間波形を示す。また、比較のために、第1のゴルフクラブヘッドモデル30に関して、図6(c)に第1の観測用メッシュのメッシュモデル44と同じ位置で測定した打音の時間波形を示し、図6(d)に第2の観測用メッシュのメッシュモデル46と同じ位置で測定した打音の時間波形を示す。なお、図6(c)、(d)に示す打音の時間波形は、後述する図10(b)に示す測定装置100bを用いて測定されたものである。   With respect to the first golf club head model 30, FIG. 6A shows the time waveform of the hitting sound created by the simulation of the position of the mesh model 44 of the first observation mesh, and FIG. The time waveform of the hitting sound created by the simulation of the position of the mesh model 46 of the observation mesh is shown. For comparison, with respect to the first golf club head model 30, FIG. 6C shows the time waveform of the hitting sound measured at the same position as the mesh model 44 of the first observation mesh. d) shows the time waveform of the hitting sound measured at the same position as the mesh model 46 of the second observation mesh. In addition, the time waveform of the hitting sound shown in FIGS. 6C and 6D is measured using a measuring apparatus 100b shown in FIG. 10B described later.

次に、解析部22において、各応答点における音圧レベルの時間波形データを、音声データ、例えば、WAVEファイルに変換する。そして、各応答点におけるWAVEファイルをメモリ26に記憶させる。このように音声データに変換することにより、ゴルファ、設計者等がシミュレーションにより作成された各応答点での打音を聞くことができる。   Next, the analysis unit 22 converts the time waveform data of the sound pressure level at each response point into sound data, for example, a WAVE file. Then, the WAVE file at each response point is stored in the memory 26. By converting into voice data in this way, a golfer, a designer, etc. can hear the hitting sound at each response point created by simulation.

次に、各応答点における音圧レベルの時間波形をメモリ26から打音の評価パラメータ算出部24に呼び出す。次に、各応答点における音圧レベルの時間波形を用いて、打音の評価パラメータ算出部24で、音圧パラメータ、残響パラメータおよび高低パラメータを算出させる(ステップS16)。音圧パラメータ、残響パラメータおよび高低パラメータの結果をメモリ26に記憶させる。
図7(a)に音圧パラメータの結果を、図7(b)に残響パラメータの結果を、図7(c)に高低パラメータの結果を示す。
図7(a)〜(c)に示すように、試作することなく、シミュレーションにより作成した打音を用いて打音を評価することができる。
Next, the time waveform of the sound pressure level at each response point is called from the memory 26 to the evaluation parameter calculation unit 24 for the hitting sound. Next, using the time waveform of the sound pressure level at each response point, the sound pressure evaluation parameter calculation unit 24 calculates the sound pressure parameter, the reverberation parameter, and the height parameter (step S16). The results of the sound pressure parameter, reverberation parameter, and high / low parameter are stored in the memory 26.
FIG. 7A shows the result of the sound pressure parameter, FIG. 7B shows the result of the reverberation parameter, and FIG. 7C shows the result of the high and low parameter.
As shown in FIGS. 7A to 7C, the hitting sound can be evaluated using the hitting sound created by the simulation without making a prototype.

なお、図7(a)〜(c)において、Pは、第1の観測用メッシュのメッシュモデル44の位置での結果を示すものであり、Pは、第2の観測用メッシュのメッシュモデル46の位置での結果を示すものであり、Pは、第3の観測用メッシュのメッシュモデル48の位置での結果を示すものである。なお、図7(a)〜(c)には、比較のために、図7(a)に第1のゴルフクラブヘッドモデル30を実際に作製して得られた音圧パラメータの結果を、図7(b)に残響パラメータの結果を、図7(c)に高低パラメータの結果も示す。図7(a)〜(c)において、Dは、第1の観測用メッシュのメッシュモデル44に相当する位置での結果を示すものであり、Dは、第2の観測用メッシュのメッシュモデル46に相当する位置での結果を示すものであり、Dは、第3の観測用メッシュのメッシュモデル48に相当する位置での結果を示すものである。図7(a)〜(c)に示すD〜Dは、後述する図10(b)に示す測定装置100bを用いて得られたものである。 7A to 7C, P 1 indicates the result at the position of the mesh model 44 of the first observation mesh, and P 2 indicates the mesh of the second observation mesh. and shows the results at the location of the model 46, P 3 shows the result of the position of the third observation mesh of the mesh model 48. For comparison, FIGS. 7A to 7C show the results of sound pressure parameters obtained by actually producing the first golf club head model 30 in FIG. 7 (b) shows the result of the reverberation parameter, and FIG. 7 (c) also shows the result of the high / low parameter. 7A to 7C, D 1 indicates a result at a position corresponding to the mesh model 44 of the first observation mesh, and D 2 indicates the mesh of the second observation mesh. and shows the results at the location corresponding to the model 46, D 3 shows the results at the location corresponding to the mesh model 48 of the third observation mesh. D 1 to D 3 shown in FIGS. 7A to 7C are obtained using a measuring apparatus 100b shown in FIG. 10B described later.

次に、第1のゴルフクラブヘッドモデル30に対して、構造を変更した第2のゴルフクラブヘッド30aについて、第1のゴルフクラブヘッドモデル30と同様にして打音を評価する。
この場合、解析モデル作成部20にて、第2のゴルフクラブヘッドモデル30aをメッシュデータに変換するとともに、応答点についても第1の観測用メッシュ〜第3の観測用メッシュのメッシュモデル44〜48を作成して解析モデルを作成する(ステップS10)。次いで、解析部22で解析モデルに対して音場解析を行い、各応答点に相当するメッシュモデルの周波数応答関数(伝達関数)を算出する(ステップS12)。この結果を図8(a)〜(c)に示す。
また、図8(a)〜(c)には、比較のために、第2のゴルフクラブヘッドモデル30aを実際に作製し、後述する図10(a)に示す測定装置100aを用いて、各応答点に相当する位置における周波数応答関数(伝達関数)を求めた結果も示す。なお、図8(a)〜(c)に示すβは数値解析(シミュレーション)によって得られた周波数応答関数(伝達関数)であり、γは実際に作製したものについて、後述する図10(a)に示す測定装置100aを用いて得られた周波数応答関数(伝達関数)である。第2のゴルフクラブヘッドモデル30aは、6−4チタン(Ti−6Al−4V)で作製した。
Next, with respect to the first golf club head model 30, the second golf club head 30a whose structure is changed is evaluated in the same manner as the first golf club head model 30.
In this case, the analysis model creation unit 20 converts the second golf club head model 30a into mesh data, and the response points also include the first observation mesh to the third observation mesh mesh models 44 to 48. To create an analysis model (step S10). Next, the analysis unit 22 performs sound field analysis on the analysis model, and calculates a frequency response function (transfer function) of the mesh model corresponding to each response point (step S12). The results are shown in FIGS. 8 (a) to (c).
Further, in FIGS. 8A to 8C, for comparison, the second golf club head model 30a is actually manufactured, and each measurement device 100a shown in FIG. The result of obtaining the frequency response function (transfer function) at the position corresponding to the response point is also shown. Note that β shown in FIGS. 8A to 8C is a frequency response function (transfer function) obtained by numerical analysis (simulation), and γ is what is actually produced, which will be described later with reference to FIG. The frequency response function (transfer function) obtained using the measuring apparatus 100a shown in FIG. The second golf club head model 30a was made of 6-4 titanium (Ti-6Al-4V).

次に、解析モデル40において、第2のゴルフクラブヘッドモデル30aのメッシュモデルのフェース面の中心位置に加振力のスペクトルを加えたときの各応答点における複素スペクトル(打音スペクトル(スペクトルの虚部と実部))を、解析部22で計算し、各応答点における複素スペクトルをメモリ26に記憶させる。
次に、各応答点における複素スペクトルに対して逆FFTをする。これにより、各応答点における音圧波形データが得られる(ステップS14)。各応答点における音圧波形データをメモリ26に記憶させる。また、各応答点における音圧波形データを、図9(a)、(b)に示す。なお、図9(a)に第1の観測用メッシュのメッシュモデル44の位置のシミュレーションにより作成された打音の時間波形を示し、図9(b)に第2の観測用メッシュのメッシュモデル46の位置のシミュレーションにより作成された打音の時間波形を示す。また、比較のために、図9(c)に第1の観測用メッシュのメッシュモデル44と同じ位置で測定した打音の時間波形を示し、図9(d)に第2の観測用メッシュのメッシュモデル46と同じ位置で測定した打音の時間波形を示す。なお、図9(c)、(d)に示す打音の時間波形は、後述する図10(b)に示す測定装置100bを用いて測定されたものである。
Next, in the analysis model 40, a complex spectrum (hitting sound spectrum (imaginary spectrum) at each response point when the excitation force spectrum is applied to the center position of the face surface of the mesh model of the second golf club head model 30a. Part and real part)) are calculated by the analysis unit 22, and the complex spectrum at each response point is stored in the memory 26.
Next, inverse FFT is performed on the complex spectrum at each response point. Thereby, sound pressure waveform data at each response point is obtained (step S14). Sound pressure waveform data at each response point is stored in the memory 26. The sound pressure waveform data at each response point is shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b). FIG. 9A shows the time waveform of the hitting sound created by the simulation of the position of the mesh model 44 of the first observation mesh, and FIG. 9B shows the mesh model 46 of the second observation mesh. The time waveform of the hitting sound created by the simulation of the position of is shown. For comparison, FIG. 9 (c) shows a time waveform of the hitting sound measured at the same position as the mesh model 44 of the first observation mesh, and FIG. 9 (d) shows the second observation mesh. The time waveform of the hitting sound measured at the same position as the mesh model 46 is shown. In addition, the time waveform of the hitting sound shown in FIGS. 9C and 9D is measured using a measuring apparatus 100b shown in FIG. 10B described later.

次に、解析部22において、各応答点における音圧レベルの時間波形データを、音声データ、例えば、WAVEファイルに変換する。そして、各応答点におけるWAVEファイルをメモリ26に記憶させる。このように音声データに変換することにより、ゴルファ、設計者等がシミュレーションにより作成された各応答点での打音を聞くことができる。   Next, the analysis unit 22 converts the time waveform data of the sound pressure level at each response point into sound data, for example, a WAVE file. Then, the WAVE file at each response point is stored in the memory 26. By converting into voice data in this way, a golfer, a designer, etc. can hear the hitting sound at each response point created by simulation.

次に、各応答点における音圧レベルの時間波形データをメモリ26から打音の評価パラメータ算出部24に呼び出す。次に、各応答点における音圧レベルの時間波形を用いて、打音の評価パラメータ算出部24で、音圧パラメータ、残響パラメータおよび高低パラメータを算出させる(ステップS16)。音圧パラメータ、残響パラメータおよび高低パラメータの結果をメモリ26に記憶させる。
図7(a)に音圧パラメータの結果を、図7(b)に残響パラメータの結果を、図7(c)に高低パラメータの結果を示す。図7(a)〜(c)に示すように、第2のゴルフクラブヘッドモデル30aにおいても、試作することなく、シミュレーションにより作成した打音を用いて打音を評価することができる。
Next, the time waveform data of the sound pressure level at each response point is called from the memory 26 to the evaluation parameter calculation unit 24 for the hitting sound. Next, using the time waveform of the sound pressure level at each response point, the sound pressure evaluation parameter calculation unit 24 calculates the sound pressure parameter, the reverberation parameter, and the height parameter (step S16). The results of the sound pressure parameter, reverberation parameter, and high / low parameter are stored in the memory 26.
FIG. 7A shows the result of the sound pressure parameter, FIG. 7B shows the result of the reverberation parameter, and FIG. 7C shows the result of the high and low parameter. As shown in FIGS. 7A to 7C, in the second golf club head model 30a, the hitting sound can be evaluated using the hitting sound created by the simulation without making a prototype.

図7(a)〜(c)に示すように、第1のゴルフクラブヘッドモデル30と、第2のゴルフクラブヘッドモデル30aとでは、音圧パラメータ、残響パラメータおよび高低パラメータの結果が異なる。この相違は、ソール部分にリブを設けたことによるものである。しかも、リブを設けたことによる各評価パラメータの違いは、試作した第1のゴルフクラブヘッドモデル30、第2のゴルフクラブヘッドモデル30aと比較した場合でも同様の傾向が得られる。
本実施形態のように、打音をシミュレーションで作成した場合でも、ゴルフクラブヘッドの構造の違いに基づく、音圧パラメータ、残響パラメータおよび高低パラメータの変化を再現することができる。このため、ゴルフクラブヘッドを設計する際に、ゴルフクラブヘッドの構成に基づく打音の変化を試作することなく、シミュレーションによって知ることができる。打音に関しては、音が高く、かつ残響が大きい方が好まれることが官能検査からわかっている。このため、構造変更の際に、構造変更前に比して、音が高く、かつ残響が大きくなっているかによって、リブなどの部材の配置の適否を確認することができる。
As shown in FIGS. 7A to 7C, the first golf club head model 30 and the second golf club head model 30a have different sound pressure parameters, reverberation parameters, and height parameter results. This difference is due to the rib provided on the sole portion. In addition, the difference in each evaluation parameter due to the provision of the ribs can be obtained in the same tendency even when compared with the first golf club head model 30 and the second golf club head model 30a that were prototyped.
Even when the hitting sound is created by simulation as in this embodiment, changes in the sound pressure parameter, the reverberation parameter, and the height parameter based on the difference in the structure of the golf club head can be reproduced. For this reason, when designing a golf club head, it is possible to know by simulation without making a trial change of the hitting sound based on the configuration of the golf club head. It is known from sensory tests that the higher the sound and the greater the reverberation, the better. For this reason, when changing the structure, whether or not the arrangement of the members such as the ribs is appropriate can be confirmed depending on whether the sound is higher and the reverberation is higher than before the structure change.

以下に、各応答点に相当する位置における伝達関数の測定に用いられる測定装置100aおよび各応答点に相当する位置における打音の測定に用いられる測定装置100bについて説明する。
図10(a)に示す測定装置100aは、第1のマイク102a〜第3のマイク102cと、FFTアナライザ104と、PC106と、モニタ108と、第1のゴルフクラブヘッドモデル30に所定の加振力を加えるインパルスハンマ122とを有する。
Hereinafter, a measuring apparatus 100a used for measuring a transfer function at a position corresponding to each response point and a measuring apparatus 100b used for measuring a hitting sound at a position corresponding to each response point will be described.
The measurement apparatus 100a shown in FIG. 10A has predetermined vibrations applied to the first microphone 102a to the third microphone 102c, the FFT analyzer 104, the PC 106, the monitor 108, and the first golf club head model 30. And an impulse hammer 122 for applying a force.

第1のマイク102a〜第3のマイク102cは、インパスルハンマ122により第1のゴルフクラブヘッドモデル30を打撃した際に発生した打音を測定するものであり、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のフェース部分32の表面32aから所定の間隔をあけて配置されている。第1のマイク102a〜第3のマイク102cは、第1の観測用メッシュのメッシュモデル44、第2の観測用メッシュのメッシュモデル46、第3の観測用メッシュのメッシュモデル48に対応する位置に設けられている。第1のマイク102a〜第3のマイク102cの打音の出力信号がFFTアナライザ104に出力される。   The first microphone 102 a to the third microphone 102 c measure the hitting sound generated when the first golf club head model 30 is hit with the impulse hammer 122, and the first golf club head model 30. The face portion 32 is disposed at a predetermined interval from the surface 32a. The first microphone 102a to the third microphone 102c are located at positions corresponding to the mesh model 44 of the first observation mesh, the mesh model 46 of the second observation mesh, and the mesh model 48 of the third observation mesh. Is provided. Output signals of the hit sounds of the first microphone 102 a to the third microphone 102 c are output to the FFT analyzer 104.

インパルスハンマ122は、構造物の固有振動数測定やモーダル解析を行うための力センサを内蔵した加振ハンマである。このインパルスハンマ122で、例えば、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のフェース部分32の表面32aを打撃した場合、内蔵されている力センサから加振力信号がFFTアナライザ104に出力される。このインパルスハンマ122により、第1のゴルフクラブヘッドモデル30に既知の加振力を付与することができる。   The impulse hammer 122 is a vibration hammer having a built-in force sensor for measuring the natural frequency of the structure and performing modal analysis. For example, when the impulse hammer 122 strikes the surface 32 a of the face portion 32 of the first golf club head model 30, an excitation force signal is output from the built-in force sensor to the FFT analyzer 104. With this impulse hammer 122, a known excitation force can be applied to the first golf club head model 30.

FFTアナライザ104は、第1のマイク102a〜第3のマイク102cで測定された打音の音圧信号を時系列で取り込み、デジタル信号に変換して、打音の音圧信号の時系列データ(打音の時間波形データ)を得るとともに、インパルスハンマ122から出力される加振力信号を時系列で取り込み、デジタル信号に変換して、インパルスハンマ122による加振力の時系列データ(時間波形)を得る。
さらに、FFTアナライザ104は、第1のマイク102a〜第3のマイク102cによる打音の音圧信号の時系列データ(打音の時間波形データ)、およびインパルスハンマ122による加振力の時系列データ(時間波形)に基づいて、周波数応答関数を求める機能を有する。その他、FFTアナライザ104は、一般的なFFTアナライザが備える機能を有する。
FFTアナライザ104に取得された打音の音圧信号の時系列データ、インパルスハンマ122による加振力の時系列データ(時間波形)およびFFTアナライザ104で求められた周波数応答関数(伝達関数)の結果はPC106に出力される。
The FFT analyzer 104 takes in the sound pressure signals of the hit sounds measured by the first microphone 102a to the third microphone 102c in time series, converts them into digital signals, and converts the sound pressure signals of the hit sounds to time series data ( Time-series data (time waveform) of the excitation force by the impulse hammer 122 is obtained in a time series and is converted into a digital signal. Get.
Further, the FFT analyzer 104 includes time-series data of sound pressure signals of the sound hit by the first microphone 102 a to the third microphone 102 c (time waveform data of the hit sound) and time-series data of the excitation force from the impulse hammer 122. It has a function of obtaining a frequency response function based on (time waveform). In addition, the FFT analyzer 104 has a function included in a general FFT analyzer.
Time series data of the sound pressure signal of the hitting sound acquired by the FFT analyzer 104, time series data (time waveform) of the excitation force by the impulse hammer 122, and the result of the frequency response function (transfer function) obtained by the FFT analyzer 104 Is output to the PC 106.

PC106は、処理装置であって、一般的なパーソナルコンピュータと同様の構成を有するものであり、CPU(図示せず)、メモリ(図示せず)を備え、キーボード、マウスなどのコンピュータの入力に用いられる入力部(図示せず)と、入力部からの入力情報およびCPUで情報処理された情報を表示するLCDなどのモニタ108とを有する。
測定装置100aでは、インパルスハンマ122で、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のフェース部分32の表面32aが打撃された際に生じる打音が第1のマイク102a〜第3のマイク102cで測定されて、FFTアナライザ104では、打音の時間波形データが得られるとともに、インパルスハンマ122による加振力の時系列データ(時間波形)も得られる。更に、FFTアナライザ104では、これらに基づいて周波数応答関数(伝達関数)fが求められる。
The PC 106 is a processing device and has a configuration similar to that of a general personal computer. The PC 106 includes a CPU (not shown) and a memory (not shown) and is used for computer input such as a keyboard and a mouse. An input unit (not shown), and a monitor 108 such as an LCD for displaying input information from the input unit and information processed by the CPU.
In the measuring apparatus 100a, the impulse hammer 122 measures the hitting sound generated when the surface 32a of the face portion 32 of the first golf club head model 30 is hit with the first microphone 102a to the third microphone 102c. The FFT analyzer 104 obtains time waveform data of the hitting sound and time series data (time waveform) of the excitation force by the impulse hammer 122. Further, the FFT analyzer 104 obtains a frequency response function (transfer function) f based on these.

図10(b)に示す測定装置100bは、インパルスハンマ122に代えて、筒110が設けられている以外は、図10(a)に示す測定装置100aと同様の構成である。
筒110は、ゴルフボール112が通過できる内径を有するものである。この筒110は、その開口110aを第1のゴルフクラブヘッドモデル30に向け、かつ筒110の軸線が水平面に対して垂直に設けられている。
この筒110の上方の開口110bからゴルフボール112が落下されて、筒110の内部を通り、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のフェース部分32の表面32aに衝突する。このゴルフボール112の落下により生じる打音が第1のマイク102a〜第3のマイク102cで測定される。
A measuring apparatus 100b shown in FIG. 10B has the same configuration as the measuring apparatus 100a shown in FIG. 10A except that a cylinder 110 is provided instead of the impulse hammer 122.
The cylinder 110 has an inner diameter through which the golf ball 112 can pass. The cylinder 110 has an opening 110a facing the first golf club head model 30, and the axis of the cylinder 110 is provided perpendicular to the horizontal plane.
The golf ball 112 is dropped from the opening 110 b above the cylinder 110, passes through the inside of the cylinder 110, and collides with the surface 32 a of the face portion 32 of the first golf club head model 30. The hitting sound generated by the fall of the golf ball 112 is measured by the first microphone 102a to the third microphone 102c.

測定装置100bでは、ゴルフボール112が落下されて、筒110の内部を通り、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のフェース部分32の表面32aに衝突した際に生じる打音が第1のマイク102a〜第3のマイク102cで測定されて、FFTアナライザ104により、打音の時間波形データが得られるとともに、周波数応答関数(伝達関数)fが求められる。   In the measuring apparatus 100b, the hitting sound generated when the golf ball 112 is dropped and passes through the inside of the cylinder 110 and collides with the surface 32a of the face portion 32 of the first golf club head model 30 is the first microphones 102a to 102b. The time waveform data of the hitting sound is obtained by the FFT analyzer 104 and measured by the third microphone 102c, and the frequency response function (transfer function) f is obtained.

また、打音を得るために、解析モデル40のメッシュモデル42に加える加振力は、実際の打音に近づけるためには、ゴルファのスイングによって生じる加振力であることが好ましい。さらには、特願2009−204505号に示すように、具体的には、以下に示すようにして測定した加振力を利用することもできる。   Further, the excitation force applied to the mesh model 42 of the analysis model 40 in order to obtain a hitting sound is preferably an excitation force generated by a golfer's swing in order to approximate the actual hitting sound. Furthermore, as shown in Japanese Patent Application No. 2009-204505, specifically, an excitation force measured as shown below can be used.

図11に示すゴルフクラブヘッド130にゴルフボール等によって加えられる加振力を測定する測定装置120を用いる。
図11に示す測定装置120は、所定の加振力をゴルフクラブヘッド130に加えるインパルスハンマ122と、FFTアナライザ124と、加速度センサ126と、アンプ128と、コンピュータ(以下、PCという)129とを有する。
加速度センサ126はアンプ128を介してFFTアナライザ124に接続されており、インパルスハンマ122はFFTアナライザ124に接続されている。
A measuring device 120 that measures the excitation force applied by the golf ball or the like to the golf club head 130 shown in FIG. 11 is used.
11 includes an impulse hammer 122 that applies a predetermined excitation force to the golf club head 130, an FFT analyzer 124, an acceleration sensor 126, an amplifier 128, and a computer (hereinafter referred to as a PC) 129. Have.
The acceleration sensor 126 is connected to the FFT analyzer 124 via the amplifier 128, and the impulse hammer 122 is connected to the FFT analyzer 124.

インパルスハンマ122は、上述の測定装置100aと同じものであるため、その詳細な説明は省略する。このインパルスハンマ122で、例えば、ゴルフクラブヘッド130のフェース面132を打撃した場合、内蔵されている力センサから加振力信号がFFTアナライザ124に出力される。このインパルスハンマ122により、ゴルフクラブヘッド130に既知の加振力を付与することができる。   Since the impulse hammer 122 is the same as the measurement apparatus 100a described above, a detailed description thereof is omitted. For example, when the impulse hammer 122 hits the face surface 132 of the golf club head 130, an excitation force signal is output from the built-in force sensor to the FFT analyzer 124. With this impulse hammer 122, a known excitation force can be applied to the golf club head 130.

加速度センサ126は、ゴルフクラブヘッド130のフェース面132に加振力が印加された場合におけるゴルフクラブヘッド130に生じる加速度を測定するものである。
この加速度センサ126は、例えば、ゴルフクラブヘッド130のホーゼル部134の下方に取り付けられる。この加速度センサ126が取り付けられる位置を取付位置dという。
加速度センサ126には、例えば、軽量加速度ピックアップが用いられる。なお、加速度ピックアップは超軽量のものが好ましい。例えば、質量が0.6gのものを用いるとよい。これは、質量が大きいとフェース面132の振動に対する影響が大きくなるためである。
The acceleration sensor 126 measures the acceleration generated in the golf club head 130 when an excitation force is applied to the face surface 132 of the golf club head 130.
The acceleration sensor 126 is attached below the hosel part 134 of the golf club head 130, for example. The position where the acceleration sensor 126 is attached is referred to as an attachment position d.
For the acceleration sensor 126, for example, a lightweight acceleration pickup is used. The acceleration pickup is preferably an ultralight one. For example, a material having a mass of 0.6 g may be used. This is because the influence on the vibration of the face surface 132 is increased when the mass is large.

アンプ128は、加速度センサ126に接続されている。このアンプ128には、加速度センサ126で得られた加速度信号が、例えば、電荷の形態で入力される。アンプ128は、その電荷の形態で入力された加速度信号を電圧に変換し、増幅してFFTアナライザ124に加速度信号として出力する。   The amplifier 128 is connected to the acceleration sensor 126. An acceleration signal obtained by the acceleration sensor 126 is input to the amplifier 128 in the form of electric charges, for example. The amplifier 128 converts the acceleration signal input in the form of the electric charge into a voltage, amplifies it, and outputs it to the FFT analyzer 124 as an acceleration signal.

FFTアナライザ124は、アンプ128から電圧の形態で出力される加速度センサ126による加速度信号およびインパルスハンマ122から出力される加振力信号を時系列で取り込み、更には後述のように周波数応答関数を求めるものである。   The FFT analyzer 124 takes the acceleration signal from the acceleration sensor 126 output in the form of voltage from the amplifier 128 and the excitation force signal output from the impulse hammer 122 in time series, and further obtains a frequency response function as described later. Is.

FFTアナライザ124においては、例えば、加速度センサ126による加速度信号、およびインパルスハンマ122の加振力信号について、それぞれ打撃してから、例えば、20マイクロ秒のサンプリング周期(0.35秒/16384)で0.35秒間(サンプリング時間)取り込む。なお、取り込みの際、サンプリング周波数は48kHzであり、取込みデータ数は16384である。
FFTアナライザ124により、加速度センサ126による加速度の時系列データ(時間波形)が取得されるとともに、インパルスハンマ122による加振力の時系列データ(時間波形)が取得される。
In the FFT analyzer 124, for example, the acceleration signal from the acceleration sensor 126 and the excitation force signal from the impulse hammer 122 are struck, and then, for example, 0 at a sampling period of 20 microseconds (0.35 seconds / 16384). Capture for 35 seconds (sampling time). At the time of capture, the sampling frequency is 48 kHz, and the number of captured data is 16384.
The FFT analyzer 124 acquires time series data (time waveform) of acceleration by the acceleration sensor 126 and time series data (time waveform) of excitation force by the impulse hammer 122.

また、FFTアナライザ124は、加速度センサ126による加速度の時系列データ(時間波形)、およびインパルスハンマ122による加振力の時系列データ(時間波形)についてFFTを行う機能を有する。
さらに、FFTアナライザ124は、加速度センサ126による加速度の時系列データ(時間波形)、およびインパルスハンマ122による加振力の時系列データ(時間波形)に基づいて、周波数応答関数を求める機能を有する。その他、FFTアナライザ124は、一般的なFFTアナライザが備える機能を有する。
The FFT analyzer 124 has a function of performing FFT on time series data (time waveform) of acceleration by the acceleration sensor 126 and time series data (time waveform) of excitation force by the impulse hammer 122.
Further, the FFT analyzer 124 has a function of obtaining a frequency response function based on time series data (time waveform) of acceleration by the acceleration sensor 126 and time series data (time waveform) of excitation force by the impulse hammer 122. In addition, the FFT analyzer 124 has a function included in a general FFT analyzer.

FFTアナライザ124に取得された加速度センサ126による加速度の時系列データ(時間波形)およびインパルスハンマ122による加振力の時系列データ(時間波形)はPC129に出力される。
また、FFTアナライザ124でなされたFFTの結果、および求められた周波数応答関数についてもPC129に出力される。
The time series data (time waveform) of acceleration obtained by the acceleration sensor 126 and the time series data (time waveform) of the excitation force obtained by the impulse hammer 122 acquired by the FFT analyzer 124 are output to the PC 129.
Further, the result of the FFT performed by the FFT analyzer 124 and the obtained frequency response function are also output to the PC 129.

なお、FFTアナライザ124による加速度信号、および加振力信号についてのサンプリング周期は、20マイクロ秒に限定されるものではなく、要求される振動の測定精度に応じて適宜変更可能である。さらには、FFTアナライザ124による加速度信号、および加振力信号についての取り込み時間(サンプリング時間)も、0.35秒に限定されるものではなく、ゴルフクラブヘッド130の特性、要求される測定精度に応じて適宜変更可能である。   The sampling period for the acceleration signal and the excitation force signal by the FFT analyzer 124 is not limited to 20 microseconds, and can be changed as appropriate according to the required measurement accuracy of vibration. Furthermore, the acquisition time (sampling time) for the acceleration signal and the excitation force signal by the FFT analyzer 124 is not limited to 0.35 seconds, and the characteristics of the golf club head 130 and the required measurement accuracy are not limited. It can be changed as appropriate.

PC129およびモニタ129aは、上述の図10(a)に示す測定装置100aのPC106とモニタ108と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。
PC129は、FFTアナライザ124からの加速度センサ126による加速度信号の時系列データ(時間波形)、インパルスハンマ122の加振力信号の時系列データ(時間波形)が入力されて、例えば、メモリ、ハードディスク(図示せず)等に記憶されるとともに、モニタ129aに、グラフ、数値等の形態で表示させる機能を有する。
The PC 129 and the monitor 129a have the same configuration as the PC 106 and the monitor 108 of the measurement apparatus 100a shown in FIG.
The PC 129 receives time series data (time waveform) of the acceleration signal from the acceleration sensor 126 from the FFT analyzer 124 and time series data (time waveform) of the excitation force signal of the impulse hammer 122, for example, a memory, a hard disk ( (Not shown) and the like, and has a function of displaying the monitor 129a in the form of a graph, a numerical value, or the like.

次に、ゴルフクラブヘッド130の加振力の測定方法について説明する。ゴルフクラブヘッド130の取付位置dに、加速度センサ126が取り付けられている。
まず、ゴルフクラブヘッド130のフェース面132の中心点Pにインパルスハンマ122で打撃する。この打撃時に、インパルスハンマ122から加振力信号がFFTアナライザ124に出力される。この打撃によりゴルフクラブヘッド130に生じた加速度(第1の応答信号)が加速度センサ126で測定されて、その加速度の加速度信号がFFTアナライザ124にアンプ128を介して出力される。
Next, a method for measuring the excitation force of the golf club head 130 will be described. An acceleration sensor 126 is attached to the attachment position d of the golf club head 130.
First, the impulse hammer 122 strikes the center point P of the face surface 132 of the golf club head 130. At the time of hitting, an excitation force signal is output from the impulse hammer 122 to the FFT analyzer 124. The acceleration (first response signal) generated in the golf club head 130 by the hit is measured by the acceleration sensor 126, and the acceleration signal of the acceleration is output to the FFT analyzer 124 via the amplifier 128.

FFTアナライザ124において、加速度センサ126による加速度信号、およびインパルスハンマ122の加振力信号について、例えば、20マイクロ秒のサンプリング周期(0.35秒/16384)で0.35秒間(サンプリング時間)取り込み、ゴルフクラブヘッドの加速度の時系列データ、およびインパルスハンマ122による加振力の時系列データが取得される。   In the FFT analyzer 124, for example, the acceleration signal from the acceleration sensor 126 and the excitation force signal of the impulse hammer 122 are captured for 0.35 seconds (sampling time) at a sampling period of 20 microseconds (0.35 seconds / 16384). The time series data of the acceleration of the golf club head and the time series data of the excitation force by the impulse hammer 122 are acquired.

次に、加速度の時系列データおよびインパルスハンマ122による加振力の時系列データに基づいて、FFTアナライザ124において中心点Pにおける周波数応答関数が計算される。
これらのゴルフクラブヘッドの加速度の時系列データ、およびインパルスハンマ122による加振力の時系列データならび周波数応答関数はPC129に出力され、PC129のメモリ、ハードディスク等に記憶される。
Next, a frequency response function at the center point P is calculated by the FFT analyzer 124 based on the time series data of acceleration and the time series data of the excitation force by the impulse hammer 122.
The time series data of acceleration of these golf club heads, the time series data of the excitation force by the impulse hammer 122, and the frequency response function are output to the PC 129 and stored in the memory of the PC 129, the hard disk, and the like.

周波数応答関数は、入力のフーリエスペクトルと出力のフーリエスペクトルとの比で表されるものである。入力のフーリエスペクトルは、インパルスハンマ122の加振力信号のフーリエスペクトルのことである。出力のフーリエスペクトルは、ゴルフクラブヘッドの加速度信号のフーリエスペクトルのことである。ここで、周波数応答関数をHとするとき、この周波数応答関数Hは、下記数式4により表される。   The frequency response function is represented by a ratio of an input Fourier spectrum and an output Fourier spectrum. The input Fourier spectrum is the Fourier spectrum of the excitation force signal of the impulse hammer 122. The output Fourier spectrum is the Fourier spectrum of the acceleration signal of the golf club head. Here, when the frequency response function is H, the frequency response function H is expressed by the following Equation 4.

H=A(f)/F(f) (4)   H = A (f) / F (f) (4)

なお、上記数式4において、F(f)は、インパルスハンマ122の加振力信号の複素フーリエスペクトルであり、A(f)は、ゴルフクラブヘッドの加速度の複素フーリエスペクトルである。
また、ゴルフボール112を、例えば、フェース面132の中心点Pに衝突させたときに発生する加振力の加振力信号の複素フーリエスペクトルをF1(f)とし、ゴルフボール112を、例えば、フェース面132の中心点Pに衝突させたときにゴルフクラブヘッド130に発生する加速度の加速度信号の複素フーリエスペクトルをA1(f)とするとき、この加振力信号の複素フーリエスペクトルF1(f)は、下記数式5により求めることができる。
In Formula 4, F (f) is a complex Fourier spectrum of the excitation force signal of the impulse hammer 122, and A (f) is a complex Fourier spectrum of the acceleration of the golf club head.
Further, for example, the complex Fourier spectrum of the excitation force signal generated when the golf ball 112 is caused to collide with the center point P of the face surface 132 is F1 (f). When the complex Fourier spectrum of the acceleration signal of the acceleration generated in the golf club head 130 when colliding with the center point P of the face surface 132 is A1 (f), the complex Fourier spectrum F1 (f) of this excitation force signal. Can be obtained by the following formula 5.

F1(f)=A1(f)/H (5)   F1 (f) = A1 (f) / H (5)

周波数応答関数Hを求める場合、まず、FFTアナライザ124により、ゴルフクラブヘッドの加速度の時系列データおよびインパルスハンマ122による加振力の時系列データについて、FFT(高速フーリエ変換)がなされる。これにより、ゴルフクラブヘッドの加速度についての複素フーリエスペクトル、すなわち、A(f)が得られる。更には、インパルスハンマ122による加振力についての複素フーリエスペクトル、すなわち、F(f)が得られる。   When obtaining the frequency response function H, first, FFT (Fast Fourier Transform) is performed on the time series data of the acceleration of the golf club head and the time series data of the excitation force by the impulse hammer 122 by the FFT analyzer 124. Thereby, the complex Fourier spectrum about the acceleration of the golf club head, that is, A (f) is obtained. Furthermore, a complex Fourier spectrum for the excitation force by the impulse hammer 122, that is, F (f) is obtained.

次に、FFTアナライザ124により、加速度の複素フーリエスペクトルA(f)および加振力の複素フーリエスペクトルF(f)を用いて周波数応答関数Hが計算される。これにより、周波数応答関数Hが得られ、周波数応答関数HがPC129に出力されて記憶される。
次に、周波数応答関数Hを測定したのと同じゴルフクラブヘッド130に対して、例えば、インパルスハンマ122で打撃を加えた中心点Pに、所定の速度でゴルフボール112を衝突させる。このとき、加速センサ126でゴルフクラブヘッド130に生じた加速度が測定され、アンプ128を介してFFTアナライザ124に出力される。このFFTアナライザ124では、ゴルフクラブヘッド130の加速度の時系列データが取得される。
Next, the frequency response function H is calculated by the FFT analyzer 124 using the complex Fourier spectrum A (f) of acceleration and the complex Fourier spectrum F (f) of excitation force. Thereby, the frequency response function H is obtained, and the frequency response function H is output to the PC 129 and stored.
Next, the golf ball 112 is caused to collide with the golf club head 130 on which the frequency response function H is measured, at a predetermined speed, for example, at the center point P hit with the impulse hammer 122. At this time, the acceleration generated in the golf club head 130 by the acceleration sensor 126 is measured and output to the FFT analyzer 124 via the amplifier 128. The FFT analyzer 124 acquires time series data of the acceleration of the golf club head 130.

次に、FFTアナライザ124により、このゴルフクラブヘッド130の加速度の時系列データが高速フーリエ変換され、ゴルフクラブヘッド130の加速度のフーリエ変換データを得る。これにより、ゴルフボール112を衝突させたときにゴルフクラブヘッド130に発生した加速度の複素フーリエスペクトルA1(f)を得る。
次に、PC129で記憶しておいた周波数応答関数H、加速度の複素フーリエスペクトルA1(f)をFFTアナライザ124に出力し、このFFTアナライザ124において、上記数式2を用いて、ゴルフボール112を衝突させたときにゴルフクラブヘッド130に発生した加振力の複素フーリエスペクトルF1(f)を求める。
Next, the time series data of the acceleration of the golf club head 130 is fast Fourier transformed by the FFT analyzer 124 to obtain the Fourier transform data of the acceleration of the golf club head 130. Thereby, the complex Fourier spectrum A1 (f) of the acceleration generated in the golf club head 130 when the golf ball 112 is collided is obtained.
Next, the frequency response function H stored in the PC 129 and the complex Fourier spectrum A1 (f) of acceleration are output to the FFT analyzer 124. The FFT analyzer 124 uses the above equation 2 to make the golf ball 112 collide. Then, a complex Fourier spectrum F1 (f) of the excitation force generated in the golf club head 130 is obtained.

次に、FFTアナライザ124により、求めた加振力の複素フーリエスペクトルF1(f)について、逆FFT(逆高速フーリエ変換)がされて、逆フーリエ変換データを得る。これにより、ゴルフボール112の衝突時における加振力の時系列データが得られる。
FFTアナライザ124において、この逆フーリエ変換で得られた加振力の時系列データにおける最大の加振力の値が抽出される。この加振力の最大値を、ゴルフボール112がフェース面に衝突したときの加振力F1として、FFTアナライザ124からPC129に出力し、PC129で記憶される。このようにして、ゴルフボール112を衝突させたときにゴルフクラブヘッド130に発生した加振力を求めることができる。
Next, the FFT analyzer 124 performs inverse FFT (inverse fast Fourier transform) on the complex Fourier spectrum F1 (f) of the obtained excitation force to obtain inverse Fourier transform data. Thereby, time series data of the excitation force at the time of collision of the golf ball 112 is obtained.
The FFT analyzer 124 extracts the maximum value of the excitation force in the time series data of the excitation force obtained by the inverse Fourier transform. The maximum value of the excitation force is output from the FFT analyzer 124 to the PC 129 as the excitation force F1 when the golf ball 112 collides with the face surface, and stored in the PC 129. In this way, the excitation force generated in the golf club head 130 when the golf ball 112 collides can be obtained.

なお、本実施形態において、インパルスハンマ122による加振力を、数式3を用いて、得られた加速度信号と周波数応答関数とに基づいて、加振力の複素フーリエスペクトルF(f)を求めた。この複素フーリエスペクトルF(f)について逆FFT変換をして、加振力信号の時系列データを求めた。
この結果、図12に示すグラフ140のように、計算で求めたインパルスハンマ122の加振信号の時系列データを示す曲線142と、インパルスハンマ122による加振信号の時系列データを示す曲線144とでは、ピーク値が略一致した。このように、インパルスハンマ122を用いて、加振力が分かるようにして、周波数応答関数を予め求めておけば、ゴルフボール112を衝突させたときのような加振力印加時の加速度の時系列データから、加振力を求めることができる。
In the present embodiment, the complex Fourier spectrum F (f) of the excitation force is obtained from the excitation force by the impulse hammer 122 based on the obtained acceleration signal and the frequency response function using Equation 3. . The complex Fourier spectrum F (f) was subjected to inverse FFT transform to obtain time series data of the excitation force signal.
As a result, as shown in a graph 140 in FIG. 12, a curve 142 indicating time series data of the excitation signal of the impulse hammer 122 obtained by calculation, and a curve 144 indicating time series data of the excitation signal of the impulse hammer 122 are obtained. Then, the peak values almost coincided. As described above, when the impulse response is obtained by using the impulse hammer 122 so that the excitation force can be understood, the acceleration at the time of applying the excitation force such as when the golf ball 112 is collided is obtained. The excitation force can be obtained from the series data.

次に、上述の加振力の測定方法により得られた加振力について検証する。
図13は、加振力の測定に用いられる落下試験装置を示す模式図である。
図13に示す落下試験装置(以下、単に試験装置という)150は、ロードセル152と、筒110と、アンプ128aと、FFTアナライザ124と、PC129と、モニタ129aとを有する。
ロードセル152は、ゴルフボール112による加振力を測定するものであり、水平面Bに載置されている。このロードセル152は、アンプ128aに接続されている。このアンプ128aにより、加振力に応じてロードセル152で発生した出力信号が所定倍に増幅される。この増幅された出力信号がFFTアナライザ124に出力される。
Next, the excitation force obtained by the above-described excitation force measurement method will be verified.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a drop test apparatus used for measuring the excitation force.
A drop test apparatus (hereinafter simply referred to as a test apparatus) 150 shown in FIG. 13 includes a load cell 152, a cylinder 110, an amplifier 128a, an FFT analyzer 124, a PC 129, and a monitor 129a.
The load cell 152 measures the excitation force by the golf ball 112 and is placed on the horizontal plane B. The load cell 152 is connected to the amplifier 128a. The amplifier 128a amplifies the output signal generated in the load cell 152 by a predetermined factor according to the excitation force. This amplified output signal is output to the FFT analyzer 124.

なお、FFTアナライザ124、PC129およびモニタ129aは、図11に示す測定装置120のFFTアナライザ124、PC129およびモニタ129aと同じ構成であるため、その詳細な説明は省略する。   The FFT analyzer 124, the PC 129, and the monitor 129a have the same configuration as the FFT analyzer 124, the PC 129, and the monitor 129a of the measurement apparatus 120 shown in FIG.

筒110は、図10(b)に示す測定装置100bの筒110と同じ構成であるため、その詳細な説明は省略する。筒110は、その開口110aをロードセル152に向け、かつ筒110の軸線が水平面Bに対して垂直に設けられている。
この筒110の上方の開口110bからゴルフボール112が落下されて、筒110の内部を通り、ロードセル152に衝突する。このゴルフボール112の落下によりロードセル152に生じる加振力が測定される。
Since the cylinder 110 has the same configuration as the cylinder 110 of the measuring apparatus 100b shown in FIG. 10B, a detailed description thereof is omitted. The cylinder 110 is provided with its opening 110 a facing the load cell 152 and the axis of the cylinder 110 perpendicular to the horizontal plane B.
The golf ball 112 is dropped from the opening 110 b above the cylinder 110, passes through the inside of the cylinder 110, and collides with the load cell 152. The excitation force generated in the load cell 152 due to the fall of the golf ball 112 is measured.

また、この試験装置150において、ロードセル152に代えて、図3(a)〜(c)に示す第1のゴルフクラブヘッドモデル30を用いた。この第1のゴルフクラブヘッドモデル30に対して加わる加振力を測定する。
フェース部分32の裏面32bに加速度センサ126aを取り付けることができる。このため、フェース部分32の表面32aにおける中心点にゴルフボール112を衝突させた場合、その中心点における加振力を測定することができる。これにより、ロードセル152にゴルフボール112を衝突させたときと同じ条件で、第1のゴルフクラブヘッドモデル30に対して、加振力を加えるとともに、その加振力を測定することができる。
Moreover, in this test apparatus 150, it replaced with the load cell 152 and used the 1st golf club head model 30 shown to Fig.3 (a)-(c). The excitation force applied to the first golf club head model 30 is measured.
An acceleration sensor 126 a can be attached to the back surface 32 b of the face portion 32. For this reason, when the golf ball 112 is caused to collide with the center point on the surface 32a of the face portion 32, the excitation force at the center point can be measured. Accordingly, it is possible to apply an excitation force to the first golf club head model 30 and to measure the excitation force under the same conditions as when the golf ball 112 collides with the load cell 152.

また、加速度センサ126aは、図11に示す測定装置120で用いられた加速度センサ126と同じである。このため、その詳細な説明は省略する。加速度センサ126aは、アンプ128aに接続されて、FFTアナライザ124に加速度信号が入力される。   The acceleration sensor 126a is the same as the acceleration sensor 126 used in the measurement apparatus 120 shown in FIG. For this reason, the detailed description is abbreviate | omitted. The acceleration sensor 126a is connected to the amplifier 128a, and an acceleration signal is input to the FFT analyzer 124.

図13に示す試験装置150において、ロードセル152に対して、ボール1〜ボール3の3種類のゴルフボールを用いて落下試験を行った。このときの加振力をそれぞれ測定した。
また、図13に示す試験装置150において、ロードセル152にかえて、第1のゴルフクラブヘッドモデル30を配置した。このとき、第1のゴルフクラブヘッドモデル30のフェース部分32の表面32aの高さを、ロードセル152でゴルフボールが衝突する部分と同じ高さにする。ロードセル152と同様に、ボール1〜ボール3の3種類のゴルフボールを用いて落下試験を行った。このときの加振力をそれぞれ測定した。
落下試験における試験条件は、ロードセルと、第1のゴルフクラブヘッドモデル30とでは同じであり、ゴルフボールの衝突時におけるゴルフボールと加振部分との接触時間も同程度である。
In the test apparatus 150 shown in FIG. 13, a drop test was performed on the load cell 152 using three types of golf balls 1 to 3. The excitation force at this time was measured.
Further, in the test apparatus 150 shown in FIG. 13, the first golf club head model 30 is arranged in place of the load cell 152. At this time, the height of the surface 32a of the face portion 32 of the first golf club head model 30 is set to the same height as the portion of the load cell 152 where the golf ball collides. Similar to the load cell 152, a drop test was performed using three types of golf balls, balls 1 to 3. The excitation force at this time was measured.
The test conditions in the drop test are the same for the load cell and the first golf club head model 30, and the contact time between the golf ball and the vibrating portion at the time of the collision of the golf ball is about the same.

なお、加振力の測定方法は、ロードセルおよび加速度センサと、FFTアナライザを用いた公知の測定方法であるため、その詳細な説明は省略する。測定した加振力の測定結果を下記表1に示す。   In addition, since the measuring method of an exciting force is a well-known measuring method using a load cell, an acceleration sensor, and an FFT analyzer, the detailed description is abbreviate | omitted. The measurement results of the measured excitation force are shown in Table 1 below.

下記表3においては、ボール1で得られた第1のゴルフクラブヘッドモデル30の加振力を基準として正規化している。また、ロードセルの欄において、括弧内に示す数値は、ロードセルを用いた落下試験において、ボール1で得られたロードセルの加振力を基準として正規化したものである。   In Table 3 below, normalization is performed based on the excitation force of the first golf club head model 30 obtained with the ball 1. In the load cell column, the numerical values shown in parentheses are normalized based on the excitation force of the load cell obtained with the ball 1 in the drop test using the load cell.

上記表3に示すように、ボールの種類による加振力の違いは、ロードセルと、第1のゴルフクラブヘッドモデル30とでは一致している。また、ロードセルと、第1のゴルフクラブヘッドモデル30とでは、同じゴルフボールを使用しても加振力が異なる。これは、ゴルフクラブヘッドのような薄肉中空構造物と水平面Bに直置きしたロードセルとにおいて、衝突する部分の剛性の違いの影響を受けている。上述のように、試験条件は、ロードセルと第1のゴルフクラブヘッドモデル30ともに同じである。これらのことから、第1のゴルフクラブヘッドモデル30について得られた加振力の値は、精度が高い値といえる。   As shown in Table 3 above, the difference in excitation force depending on the type of ball is the same between the load cell and the first golf club head model 30. Further, the load cell and the first golf club head model 30 have different excitation forces even when the same golf ball is used. This is affected by the difference in the rigidity of the colliding portion between the thin hollow structure such as a golf club head and the load cell placed directly on the horizontal plane B. As described above, the test conditions are the same for both the load cell and the first golf club head model 30. From these facts, it can be said that the value of the excitation force obtained for the first golf club head model 30 is a highly accurate value.

このように、周波数応答関数を予め求めておけば、ゴルフボールを衝突させたときの加振力を高い精度で求めることができる。これにより、例えば、ゴルフクラブヘッドについてFEM解析を行う場合には、実際に作用する加振力を用いることができるため、解析精度を高くすることができる。   Thus, if the frequency response function is obtained in advance, the excitation force when the golf ball is collided can be obtained with high accuracy. Thereby, for example, when performing FEM analysis about a golf club head, since the exciting force which actually acts can be used, analysis accuracy can be made high.

また、本実施形態においては、周波数応答関数Hを上記数式4のように規定したが、これに限定されるものではない。例えば、下記数式6で表される周波数応答関数H1を用いてもよい。この周波数応答関数H1は、周波数応答関数Hの逆数である。
この場合、ゴルフボール112を衝突させたときにゴルフクラブヘッド130に発生する加振力信号の複素フーリエスペクトルF1(f)は、下記数式7により求めることができる。この周波数応答関数H1を用いる場合でも、ゴルフクラブヘッド130について、周波数応答関数H1を予め求めておけば、上述のように、ゴルフボール112を衝突させたときの加振力を正確に求めることができる。このように、実際に作用する加振力を得ることができるため、数値解析を行う場合、解析精度を高くできる。
Further, in the present embodiment, the frequency response function H is defined as the above Equation 4, but the present invention is not limited to this. For example, a frequency response function H1 represented by the following formula 6 may be used. This frequency response function H1 is the reciprocal of the frequency response function H.
In this case, the complex Fourier spectrum F1 (f) of the excitation force signal generated in the golf club head 130 when the golf ball 112 is caused to collide can be obtained by the following formula 7. Even when this frequency response function H1 is used, if the frequency response function H1 is obtained in advance for the golf club head 130, the excitation force when the golf ball 112 is caused to collide can be obtained accurately as described above. it can. In this way, since the excitation force that actually acts can be obtained, the analysis accuracy can be increased when performing numerical analysis.

H1=F(f)/A(f) (6)   H1 = F (f) / A (f) (6)

F1(f)=H1×A(f) (7)   F1 (f) = H1 × A (f) (7)

本発明は、基本的に以上のように構成されるものである。以上、本発明のゴルフクラブの設計システムおよびゴルフクラブの設計方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。   The present invention is basically configured as described above. The golf club design system and golf club design method of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements or modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Of course.

10 ゴルフクラブの設計システム(設計システム)
12 処理装置
14 操作部
16 モニタ
20 解析モデル作成部
22 解析部
24 打音の評価パラメータ算出部
26 メモリ
28 CPU
30 第1のゴルフクラブヘッドモデル
30a 第2のゴルフクラブヘッドモデル
40 解析モデル
42 メッシュモデル
44 第1の観測用メッシュのメッシュモデル
46 第2の観測用メッシュのメッシュモデル
48 第3の観測用メッシュのメッシュモデル
10 Golf club design system (design system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Processing apparatus 14 Operation part 16 Monitor 20 Analysis model production part 22 Analysis part 24 Evaluation parameter calculation part 26 of impact sound 26 Memory 28 CPU
30 First golf club head model 30a Second golf club head model 40 Analytical model 42 Mesh model 44 Mesh model of first observation mesh 46 Mesh model of second observation mesh 48 Third mesh of observation 48 Mesh model

Claims (6)

ゴルフクラブヘッドについて数値解析可能なゴルフクラブヘッド解析モデルを作成するとともに、前記ゴルフクラブヘッドから所定の距離離れた応答点に相当する位置に数値解析可能な数値解析モデルを作成する解析モデル作成部と、
前記ゴルフクラブヘッド解析モデルのフェース面に所定の加振力を仮想的に加えて前記応答点の数値解析モデルの周波数応答関数を求めるとともに、前記周波数応答関数とゴルフボール打撃時に前記ゴルフクラブヘッドに加わる加振力とを用いて、前記応答点の数値解析モデルにおける前記ゴルフボール打撃時の音圧の時間波形データを求める解析部と、
前記音圧の時間波形データを用いて、前記ゴルフボール打撃時の打音を評価する評価部とを有することを特徴とするゴルフクラブの設計システム。
An analysis model creation unit for creating a golf club head analysis model capable of numerical analysis with respect to the golf club head and creating a numerical analysis model capable of numerical analysis at a position corresponding to a response point that is a predetermined distance away from the golf club head; ,
A predetermined excitation force is virtually applied to the face surface of the golf club head analysis model to obtain a frequency response function of the numerical analysis model of the response point, and the frequency response function and the golf club head at the time of golf ball hitting are obtained. An analysis unit for obtaining time waveform data of sound pressure at the time of hitting the golf ball in the numerical analysis model of the response point using an applied excitation force;
A golf club design system comprising: an evaluation unit that evaluates a hitting sound when the golf ball is hit using the time waveform data of the sound pressure.
前記応答点は、前記ゴルフボールを打撃するゴルファの耳の高さに相当する位置である請求項1に記載のゴルフクラブの設計システム。   The golf club design system according to claim 1, wherein the response point is a position corresponding to a height of a golfer's ear hitting the golf ball. 前記評価部は、前記ゴルフボール打撃時の打音の大きさを表す音圧パラメータと、前記打音の減衰の度合を表す残響パラメータと、前記打音の周波数特性を表す高低パラメータとを評価パラメータとして算出する請求項1または2に記載のゴルフクラブの設計システム。   The evaluation unit evaluates a sound pressure parameter representing the magnitude of the hitting sound when hitting the golf ball, a reverberation parameter representing the degree of attenuation of the hitting sound, and an elevation parameter representing the frequency characteristic of the hitting sound. The golf club design system according to claim 1, wherein the system is calculated as follows. ゴルフクラブヘッドについて数値解析可能なゴルフクラブヘッド解析モデルを作成し、前記ゴルフクラブヘッドから所定の距離離れた応答点に相当する位置に数値解析可能な数値解析モデルを作成する工程と、
前記ゴルフクラブヘッド解析モデルのフェース面に所定の加振力を仮想的に加えて前記応答点の数値解析モデルの周波数応答関数を求める工程と、
前記周波数応答関数とゴルフボール打撃時に前記ゴルフクラブヘッドに加わる加振力とを用いて、前記応答点の数値解析モデルにおける前記ゴルフボール打撃時の音圧の時間波形データを求める工程と、
前記音圧の時間波形データを用いて、前記ゴルフボール打撃時の打音を評価する工程とを有することを特徴とするゴルフクラブの設計方法。
Creating a golf club head analysis model capable of numerical analysis for the golf club head, and creating a numerical analysis model capable of numerical analysis at a position corresponding to a response point a predetermined distance away from the golf club head;
A step of virtually applying a predetermined excitation force to the face surface of the golf club head analysis model to obtain a frequency response function of the numerical analysis model of the response point;
Using the frequency response function and the excitation force applied to the golf club head when hitting a golf ball, obtaining time waveform data of sound pressure at the time of hitting the golf ball in the numerical analysis model of the response point;
And a step of evaluating a hitting sound when the golf ball is hit using the time waveform data of the sound pressure.
前記応答点は、前記ゴルフボールを打撃するゴルファの耳の高さに相当する位置である請求項4に記載のゴルフクラブの設計方法。   The golf club design method according to claim 4, wherein the response point is a position corresponding to a height of a golfer's ear hitting the golf ball. 前記打音を評価する工程は、前記ゴルフボール打撃時の打音の大きさを表す音圧パラメータと、前記打音の減衰の度合を表す残響パラメータと、前記打音の周波数特性を表す高低パラメータとを評価パラメータとして算出する請求項4または5に記載のゴルフクラブの設計方法。   The step of evaluating the hitting sound includes a sound pressure parameter that represents the magnitude of the hitting sound when hitting the golf ball, a reverberation parameter that represents the degree of attenuation of the hitting sound, and an elevation parameter that represents the frequency characteristic of the hitting sound. The golf club design method according to claim 4, wherein the evaluation parameter is calculated as an evaluation parameter.
JP2010204658A 2010-09-13 2010-09-13 System and method for designing golf club Pending JP2012055636A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010204658A JP2012055636A (en) 2010-09-13 2010-09-13 System and method for designing golf club

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010204658A JP2012055636A (en) 2010-09-13 2010-09-13 System and method for designing golf club

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012055636A true JP2012055636A (en) 2012-03-22

Family

ID=46053434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010204658A Pending JP2012055636A (en) 2010-09-13 2010-09-13 System and method for designing golf club

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012055636A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017090315A (en) * 2015-11-12 2017-05-25 国立大学法人 鹿児島大学 Diagnosis system, mobile device, diagnosis device, and diagnosis program
JP2017144106A (en) * 2016-02-18 2017-08-24 学校法人 中央大学 Design method of golf club, golf club, shaft of golf club, and correction device
WO2018225401A1 (en) * 2017-06-07 2018-12-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 Simulation device using auditory model

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08320947A (en) * 1995-05-25 1996-12-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device for generating mesh for numerical analysis
JP2003090758A (en) * 2001-09-17 2003-03-28 Toray Ind Inc Method and apparatus for simulating acoustic characteristic of molding
JP2005308726A (en) * 2004-03-24 2005-11-04 Mizuno Corp Sound simulation system
JP2006023955A (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Sri Sports Ltd Hitting ball sound predicting method
JP2006239132A (en) * 2005-03-03 2006-09-14 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method of evaluating hitting sound of golf club head, program making computer execute the method, and system of evaluating hitting sound of golf club head
JP2007301079A (en) * 2006-05-10 2007-11-22 Yokohama Rubber Co Ltd:The Hitting sound evaluation method of golf club head, program for performing this method on computer, and hitting sound evaluation system of golf club head

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08320947A (en) * 1995-05-25 1996-12-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and device for generating mesh for numerical analysis
JP2003090758A (en) * 2001-09-17 2003-03-28 Toray Ind Inc Method and apparatus for simulating acoustic characteristic of molding
JP2005308726A (en) * 2004-03-24 2005-11-04 Mizuno Corp Sound simulation system
JP2006023955A (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Sri Sports Ltd Hitting ball sound predicting method
JP2006239132A (en) * 2005-03-03 2006-09-14 Yokohama Rubber Co Ltd:The Method of evaluating hitting sound of golf club head, program making computer execute the method, and system of evaluating hitting sound of golf club head
JP2007301079A (en) * 2006-05-10 2007-11-22 Yokohama Rubber Co Ltd:The Hitting sound evaluation method of golf club head, program for performing this method on computer, and hitting sound evaluation system of golf club head

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017090315A (en) * 2015-11-12 2017-05-25 国立大学法人 鹿児島大学 Diagnosis system, mobile device, diagnosis device, and diagnosis program
JP2017144106A (en) * 2016-02-18 2017-08-24 学校法人 中央大学 Design method of golf club, golf club, shaft of golf club, and correction device
WO2018225401A1 (en) * 2017-06-07 2018-12-13 日立オートモティブシステムズ株式会社 Simulation device using auditory model

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4909715B2 (en) Golf club hit feeling evaluation method and apparatus
WO2019034184A1 (en) Method and system for articulation evaluation by fusing acoustic features and articulatory movement features
JP2012055636A (en) System and method for designing golf club
JP5176464B2 (en) Method for evaluating vibration damping performance of objects
JP4415603B2 (en) Method and apparatus for evaluating rebound characteristics of golf club head
JP4456723B2 (en) Concrete soundness judgment method and apparatus
JP2011212433A (en) Microphone array and its use method
JP3922061B2 (en) Sound quality evaluation apparatus and sound quality evaluation method
JP4674104B2 (en) Sound simulation system
JP2006239132A (en) Method of evaluating hitting sound of golf club head, program making computer execute the method, and system of evaluating hitting sound of golf club head
JP4598809B2 (en) Soundness diagnosis method by sound analysis
JP6487181B2 (en) Inspection support apparatus, inspection support method, inspection support program, and inspection support system
JP2003325707A (en) Evaluation method for hitting sound of golf club head, program for executing the same in computer, evaluation system for hitting sound of golf club head
Woodhouse et al. The dynamics of a ringing church bell
JP3996517B2 (en) Sound evaluation method
JP5454021B2 (en) Measuring method of excitation force
JP4840106B2 (en) Golf club head impact sound evaluation method, golf club head impact sound evaluation program, golf club head impact evaluation method, and golf club head impact evaluation program
JP3739668B2 (en) Method for evaluating rebound characteristics of golf club head and golf club
JP2005143589A (en) Golf club head and method for designing the same
US11951362B2 (en) Information processing apparatus and non-transitory computer-readable storage medium for extracting characteristic amounts of a golf ball striking sound
JP2007301079A (en) Hitting sound evaluation method of golf club head, program for performing this method on computer, and hitting sound evaluation system of golf club head
JP4440015B2 (en) Hitting sound prediction method
TWM384044U (en) Sweet point detectable racket
JP6959421B1 (en) Estimator and estimation method
JP2001314534A (en) Evaluation test method for golf club

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130911

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140304

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140306

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140701