JP3878880B2 - シャフトの撓み測定方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シャフトの撓み測定方法及びその装置に係わり、更に詳しくはゴルフクラブ用の非金属製シャフト（カーボンシャフト, 樹脂シャフト等）または金属製シャフト（スチールシャフト等）等のシャフトの撓みを自動的に測定するシャフトの撓み測定方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非金属製シャフトまたは金属製シャフト等のゴルフクラブ用シャフトの撓み測定方法は、テーパ状に形成されたシャフトの一端を固定し、他端側に測定治具を取付けて所定重量の錘りを吊り下げてシャフトを撓ませ、この時のシャフトの撓み量を、スケール等の目盛りを目視により読み取って測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記のような人手による測定では、シャフトのセット，荷重の選定及びセット，手動測定，手動によるデータ記録等に多大な時間を要し、測定作業を効率良く行うことが出来ず、また目視の測定で、手動によるデータ記入を行うために、データにバラツキが発生したり、データ記入ミス等が起こり、測定精度が極めて悪いと言う問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、シャフトの固定軸と同一方向に荷重をかけた時のシャフトの撓み測定及び記録データの記入等を全て自動的に行うことで、短時間に、しかも精度良く行うことができるシャフトの撓み測定方法及びその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明のシャフトの撓み測定方法は、支持フレームにシャフトの一端を固定し、他端側をクランプアームの一端に固定し、このクランプアームの他端側に自在継手を介して連結された荷重アームによりシャフトの固定軸と同一方向に荷重をかけてシャフトを撓ませ、該シャフトの撓みに沿って撓み量検出センサーを移動させながらシャフトの撓み量を測定する方法であって、前記シャフトにクランプアームを介して荷重をかけてシャフトを撓ませる際、前記シャフトにかける荷重をロードセルにより検出しながら一定荷重となるように制御するとともに、鉛直方向に対する前記荷重アームの角度を角度センサーにより検出し、この検出したデータに基づき制御装置により演算処理して前記荷重アームの水平方向位置を制御して荷重方向が常に一定になるように制御することを要旨とするものである。
【０００６】
ここで、前記撓み量検出センサーにより測定したシャフトの撓み量を前記制御装置に出力し、該撓み量を前記制御装置に接続した表示手段に表示するとともに、前記制御装置に接続したＸ−Ｙレコーダに記録するようにすることもできる。
【０００７】
前記シャフトとしては、一端が小径で他端側に向かって大径となるテーパシャフトであって、該テーパシャフトが、ゴルフクラブ用の非金属製シャフトまたは金属製シャフトを例示できる。
【０００８】
このように、支持フレームにシャフトの一端を固定し、他端側に自在継手を介してシャフトの固定軸と同一方向に荷重をかけてシャフトを撓ませ、該シャフトの撓みに沿って撓み量検出センサーを移動させながら撓み量を自動的に測定すると共に、自動的に記録することで、測定ミスや測定誤差がなく測定精度を高めることが出来る上に測定作業を効率良く行うことが出来るものである。
【０００９】
また、この発明のシャフトの撓み測定装置は、水平なベースフレームに対して鉛直に立設された支持フレーム上に、Ｙ軸駆動手段を介して鉛直方向に移動可能なＹ軸ベースプレートと、このＹ軸ベースプレート上に、Ｘ軸駆動手段を介して水平方向に移動可能なＸ軸ベースプレートとを配設し、前記支持フレームの上方にシャフトの一端を着脱可能にクランプするクランプ手段を設けると共に、前記支持フレーム上にシャフトの撓みに沿って移動可能な撓み量検出センサーを設け、前記Ｘ軸ベースプレート上に、自在継手を介してクランプアームの基端部と荷重アームの一端とを揺動可能に連結し、前記クランプアームの先端に、前記シャフトの他端を係合保持するクランプ部を設け、前記荷重アームの他端側に自在継手を介して鉛直荷重のロードセルを設け、この荷重アームの近傍に、鉛直方向に対する荷重アームの角度を常時検出する角度センサーを設け、該角度センサーで検出したデータを制御装置に出力し、該制御装置で前記荷重アームの荷重方向が常に鉛直になるように演算処理して前記Ｘ軸駆動手段を駆動制御するように構成したことを要旨とするものである。
【００１０】
ここで、前記制御装置に表示手段とＸ−Ｙレコーダとを接続し、前記撓み量検出センサーにより測定して前記制御装置に出力したシャフトの撓み量を前記表示手段に表示するとともに、前記Ｘ−Ｙレコーダに記録するように構成することもできる。また、前記シャフトとしては、一端が小径で他端側に向かって大径となるテーパシャフトであって、該テーパシャフトが、ゴルフクラブ用の非金属製シャフトまたは金属製シャフトを例示できる。
【００１１】
このように、支持フレームにシャフトの一端を鉛直向きに固定し、他端側に自在継手を介して鉛直荷重をかけてシャフトを撓ませ、該シャフトの撓みに沿って撓み量検出センサーを移動させながら撓み量を自動的に測定する装置であるため、装置自体は幅方向に広いスペースを取ることなく設置でき、狭いスペースで効率良く測定作業を行うことが出来るものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、この発明のシャフトの撓み測定方法を実施するための測定装置全体の概略正面図、図２は図１の平面図を示し、この測定装置は、フレーム本体１の水平なベースフレーム２に対して鉛直に立設された支持フレーム３上に、サーボモータ４及びボールネジ５から成るＹ軸駆動手段６を介してガイドレール７に沿って鉛直方向（図１の上下方向）に移動可能なＹ軸ベースプレート８と、このＹ軸ベースプレート８上に配設されたガイドレール９に沿ってサーボモータ１０及びボールネジ１１から成るＸ軸駆動手段１２を介して水平方向（図１の左右方向）に移動可能なＬ字状のＸ軸ベースプレート１３とが配設されている。
【００１４】
前記支持フレーム３の上方には、シャフトＳの一端を着脱可能にクランプするチャック等のクランプ手段１４を設ける。前記Ｘ軸ベースプレート１３上には、図３及び図４に示すように、自在継手１５を介して一端が揺動可能に支持された荷重アーム１６が水平方向に取付けられ、荷重アーム１６の先端には、前記シャフトＳの他端を支持する断面コ字状の支持手段１７が設けられている。
【００１５】
この発明の実施形態におけるシャフトＳとしては、一端が小径で他端側に向かって大径となるテーパシャフトであって、該テーパシャフトとしては、ゴルフクラブ用の非金属製シャフト（カーボンシャフト，樹脂シャフト等）または金属製シャフト（スチールシャフト等）等である。
【００１６】
前記荷重アーム１６の一端を揺動可能に支持し、荷重アーム１６の揺動支点となる自在継手１５の支持軸１８には、図３及び図４に示すように、前記Ｘ軸駆動手段１２によりシャフトＳの他端側に付与する水平荷重Ｗａを検出するためのロードセル１９が設けてある。
【００１７】
また荷重アーム１６の近傍には、鉛直方向に対する荷重アーム１６の角度を常時検出する角度センサー２０が配設され、この角度センサー２０は、図１に示すように、制御装置２１を介してＹ軸駆動手段６のサーボモータ４及びＸ軸駆動手段１２のサーボモータ１０に接続されている。
【００１８】
前記制御装置２１には、シャフトＳの撓み量を表示する表示手段２２と、シャフトＳの撓み状態を記録するＸ−Ｙレコーダ２３とが接続され、これによりシャフトＳの撓み測定状態を即座に判断でき、また記録することが可能である。
【００１９】
前記支持フレーム３上には、図１に示すように、シャフトＳの撓みに沿って移動可能な光学的検出センサー等（例えば、レーザーセンサー等）の撓み量検出センサー２４が配設され、この撓み量検出センサー２４は、支持部材２５に支持されると共に、この支持部材２５は、アクチュエータ３８及びサーボモータ３９により水平方向に移動可能になっている。
【００２０】
前記支持部材２５が連結されたアクチュエータ３８及びサーボモータ３９は、図示しないナット部材を介してガイドレール２６上に支持されたボールネジ２７に連結され、ボールネジ２７はサーボモータ４０により回転駆動される。従って、サーボモータ４０によりボールネジ２７が回転駆動されるとナット部材を介してアクチュエータ３８及びサーボモータ３９がガイドレール２６に沿って昇降し、これと同時に、支持部材２５に支持された撓み量検出センサー２４も昇降するように構成されている。また撓み量検出センサー２４は、前記制御装置２１にも接続されている。
【００２１】
前記支持フレーム３上には、上述したシャフトＳと直交する方向の荷重の撓み測定装置（水平荷重の撓み測定装置）の他に、シャフトＳの固定軸と同一方向の荷重の撓み測定装置（鉛直荷重の撓み測定装置）も備えている。
【００２２】
このシャフトＳの固定軸と同一方向の荷重の撓み測定装置は、上記のシャフトＳと直交する方向の荷重の撓み測定装置の構成要素を共用できるものは共用して測定するように構成されている。即ち、Ｙ軸駆動手段６を介してガイドレール７に沿って鉛直方向に移動可能なＹ軸ベースプレート８、及びＹ軸ベースプレート８上に設けられた水平方向に移動可能なＸ軸ベースプレート１３は共用し、また支持フレーム３の上方に設けたシャフトＳの一端を着脱可能にクランプするクランプ手段１４も共用するように構成されている。
【００２３】
前記Ｘ軸ベースプレート１３上には、図３及び図４に示すように、自在継手２８を介してクランプアーム２９の基端部２９ａと荷重アーム３０の一端３０ａとが揺動可能に連結され、前記クランプアーム２９の先端には、前記シャフトＳの他端を係合保持する断面凹状のクランプ部３１がクランプアーム２９と直交する向き（断面Ｌ字状）に一体的に形成されている。
【００２４】
前記荷重アーム３０の他端３０ｂ側には、自在継手４１の支持軸４２を介して前記Ｙ軸駆動手段６によりシャフトＳの他端側に付与する鉛直荷重Ｗｂを検出するためのロードセル３２が設けてあり、この荷重アーム３０の近傍には、鉛直方向に対する荷重アーム３０の角度を常時検出する角度センサー３３が設けてあり、この角度センサー３３と前記Ｘ軸ベースプレート１３を駆動制御するＸ軸駆動手段１２と、前記Ｙ軸ベースプレート８を駆動制御するＹ軸駆動手段６とは制御装置２１を介して接続されている。
【００２５】
前記角度センサー３３で検出したデータを制御装置２１に出力し、制御装置２１で荷重アーム３０の方向が常に鉛直方向になるように演算処理し、Ｘ軸駆動手段１２を介してＸ軸ベースプレート１３の水平方向の移動量を駆動制御するものである。そして、このシャフトＳの固定軸と同一方向の荷重の重撓み測定は、上記撓み量検出センサー２４を用いて、シャフトＳの鉛直荷重Ｗｂに対する撓みを測定する。
【００２６】
更に、前記支持フレーム３上には、上述したシャフトＳのキックポイントＫを自動的に測定するキックポイント測定装置が設けてある。
【００２７】
このキックポイント測定装置は、図１及び図３に示すように、支持フレーム３の上方に設けたシャフトＳの一端を着脱可能に保持するクランプ手段１４を共用し、また前記Ｘ軸ベースプレート１３の先端部分には、シャフトＳの他端を着脱可能に嵌合保持する断面凹状の支持手段３５が設けてある。
【００２８】
また、支持フレーム３の上方とベースフレーム２とには、シャフトＳのキックポイント計測用の光電管等の投光器３６ａと受光器３６ｂとが相対向する位置に平行に設置され、前記投光器３６ａはベースフレーム２上に移動可能に取付けられ、また受光器３６ｂはガイドレール７とガイドレール２６とを連結するフレーム２６ａに移動可能に取付けられている。
【００２９】
なお、投光器３６ａと受光器３６ｂとは、ベースフレーム２及びフレーム２６ａ上を手動により移動させても良いが、ボールネジ及びサーボモータ等を介して個別に、または同時に駆動制御するように構成しても良い。
【００３０】
次に上述した撓み測定装置によるシャフトＳと直交する方向の荷重の撓み測定方法について説明する。
【００３１】
この測定方法は、図１，図３及び図５に示すように、シャフトＳの一端を支持フレーム３の上方に設けたクランプ手段１４に鉛直向きにクランプさせると共に、シャフトＳの他端をＸ軸ベースプレート１３上に設けた荷重アーム１６の先端に設けた断面コ字状の支持手段１７に保持させる。
【００３２】
そして、荷重アーム１６を設けたＸ軸ベースプレート１３を、Ｙ軸ベースプレート８上のガイドレール９に沿ってサーボモータ１０及びボールネジ１１から成るＸ軸駆動手段１２を介して水平方向（図１の右方向）に移動させ、図５に示すようにシャフトＳを撓ませながら水平荷重Ｗａをかけて行く。
【００３３】
この際、シャフトＳにかける水平荷重Ｗａをロードセル１９により検出しながら一定荷重となるように制御し、また水平荷重ＷａをシャフトＳにかけて撓ませた際、荷重アーム１６はシャフトＳに引っ張られて自在継手１５の荷重支点Ｑａを介して斜め上向きとなる。
【００３４】
この際、荷重アーム１６の角度を角度センサー２０により常時検出して、Ｘ軸ベースプレート１３をＹ軸方向に上昇移動させて荷重アーム１６を水平制御することで、シャフトＳの水平荷重Ｗａは常に水平方向、即ち、シャフトＳと直交する方向から負荷された状態となる。
【００３５】
なお、この水平制御は、前記角度センサー２０により検出した角度データを制御装置２１に出力し、この制御装置２１で演算処理してＹ軸駆動手段６のサーボモータ４の回転数を設定し、ボールネジ５を介してＹ軸ベースプレート８を上昇移動させることにより水平制御を行うものである。
【００３６】
このようにして、シャフトＳに一定の水平荷重Ｗａをかけた状態で、シャフトＳの撓みに沿ってレーザーセンサー等の撓み量検出センサー２４を、上述したようにサーボモータ４０によりボールネジ２７を回転駆動させることにより支持部材２５を介してガイドレール２６に沿って昇降移動させ、シャフトＳの水平荷重Ｗａに対する撓み（外径）を測定する。
【００３７】
この撓み量検出センサー２４で測定されたシャフトＳの撓みは、表示手段２２及びＸ−Ｙレコーダ２３に表示されると共に記録される。
【００３８】
次に、上記のようなシャフトＳの撓み測定装置によるシャフトＳの固定軸と同一方向の荷重の撓み測定方法について説明する。
【００３９】
この測定方法は、図１，図３及び図６に示すように、シャフトＳの一端を支持フレーム３の上方に設けたクランプ手段１４に鉛直向きにクランプさせると共に、シャフトＳの他端を断面Ｌ字状のクランプアーム２９のクランプ部３１に固定する。
【００４０】
そして、このクランプアーム２９の他端側に自在継手２８を介して連結された荷重アーム３０にＹ軸ベースプレート８を鉛直方向に移動させ、自在継手４１の支持軸４２に設けたロードセル３２により鉛直荷重Ｗｂを検出しながら鉛直荷重Ｗｂをかけると、シャフトＳはクランプアーム２９，荷重アーム３０により図６に示すように斜め上方（図６の右方向）に向かって撓む。
【００４１】
この際、荷重支点Ｑｂと鉛直荷重Ｗｂとの方向、即ち、荷重アーム３０の方向が常に鉛直になるように制御し、更にシャフトＳの撓みに沿って上記と同様な撓み量検出センサー２４をサーボモータ４０の駆動によりボールネジ２７及び支持部材２５を介してガイドレール２６に沿って昇降移動させ、シャフトＳの鉛直荷重Ｗｂに対する撓み（外径）を測定する。
【００４２】
即ち、前記シャフトＳにかける鉛直荷重Ｗｂを自在継手４１の支持軸４２に設けたロードセル３２により検出しながら一定荷重となるように制御し、前記荷重アーム３０に対して荷重方向が常に鉛直になるように角度センサー３３により検出し、この検出したデータに基づき、制御装置２１を介して荷重支点Ｑｂと鉛直荷重Ｗｂとの方向とが鉛直になるようにＹ軸ベースプレート８上に配設されたＸ軸ベースプレート３の左右方向の位置を制御する。
【００４３】
即ち、この鉛直制御は、前記角度センサー３３により検出した角度データを制御装置２１に出力し、この制御装置２１で演算処理してＸ軸駆動手段１２のサーボモータ１０の回転数を設定し、ボールネジ１１を介してＸ軸ベースプレート１３を水平方向に移動させることにより行うものである。
【００４４】
そして、このような状態で上述した撓み量検出センサー２４でシャフトＳの鉛直荷重Ｗｂに対する撓みを測定し、この撓み量検出センサー２４で測定されたシャフトＳの撓みは、制御装置２１を介して表示手段２２及びＸ−Ｙレコーダ２３に表示されると共に記録される。
【００４５】
次に、前記キックポイント測定装置によるシャフトＳのキックポイント測定方法は、図１，図３及び図７に示すように、シャフトＳの一端を支持フレーム３の上方に設けたクランプ手段１４にクランプさせると共に、シャフトＳの他端側（小径側）をＸ軸ベースプレート１３の先端部分に設けた断面凹状の支持手段３５に係合保持させる。
【００４６】
このような状態から、Ｙ軸駆動手段６のサーボモータ４及びボールネジ５を駆動させて、Ｙ軸ベースプレート８をガイドレール７に沿って鉛直方向に移動させる。これと同時に、Ｙ軸ベースプレート８上に載置されているＸ軸ベースプレート１３を鉛直方向に移動させることで、シャフトＳを所定の方向に所定量撓ませる。
【００４７】
このようにして、所定の方向にシャフトを撓ませた時における所定量、即ち、シャフトＳの最大撓み点Ｋ（一般にキックポイントと呼称されている）を投光器３６ａと受光器３６ｂとで検出し、またその撓んだシャフトＳの撓み状態を撓み量検出センサー２４により計測するものである。
【００４８】
なお、撓み量検出センサー２４により計測されたシャフトＳの撓み状態及び最大撓み点Ｋのデータは、制御装置２１を介して表示手段２２及びＸ−Ｙレコーダ２３に表示されると共に記録される。
【００４９】
以上のように、この発明では支持フレーム３にシャフトＳの一端を鉛直向きに固定し、他端側の所定位置にシャフトＳと直交する水平方向から水平荷重ＷａをかけてシャフトＳを撓ませ、該シャフトＳの撓みに沿って撓み量検出センサー２４を移動させながら撓み量を自動的に測定するため、装置自体は幅方向に広いスペースを取ることなく設置でき、狭いスペースで効率良く測定作業を行うことが出来るものである。
【００５０】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。
(a).シャフトの鉛直荷重の撓み測定及び記録データの記入等を全て自動的に行うことで、短時間に、しかも測定ミス，測定誤差が少なく、精度良く測定を行うことができる。
【００５１】
因みに、この発明の実施形態における実験では、従来の手動計測に比べて、１本のシャフト当たり１／３５〜１／４０程度時間を短縮でき、測定精度も１２倍〜１５倍程度向上させることが出来た。
(b).シャフトを鉛直向きに固定して、鉛直方向から鉛直荷重を自動的にかけてシャフトの撓み量を測定するので、狭いスペースで効率良く測定作業を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明のシャフトの撓み測定方法を実施するための測定装置全体の概略正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】この発明のＸ軸ベースプレートの拡大正面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】シャフトと直交する方向の荷重の撓み測定方法の説明図である。
【図６】シャフトの固定軸と同一方向の荷重の撓み測定方法の説明図である。
【図７】シャフトのキックポイントの測定方法の説明図である。
【符号の説明】
１ フレーム本体 ２ ベースフレーム
３ 支持フレーム ４ サーボモータ
５ ボールネジ ６ Ｙ軸駆動手段
７ ガイドレール ８ Ｙ軸ベースプレート
９ ガイドレール １０ サーボモータ １１ ボールネジ
１２ Ｘ軸駆動手段 １３ Ｘ軸ベースプレート
１４ クランプ手段 １５ 自在継手
１６ 荷重アーム １７ 支持手段
１８ 支持軸 １９ ロードセル
２０ 角度センサー ２１ 制御装置
２２ 表示手段 ２３ Ｘ−Ｙレコーダ
２４ 撓み量検出センサー ２５ 支持部材
２６ ガイドレール ２６ａ フレーム
２７ ボールネジ ２８ 自在継手
２９ クランプアーム ２９ａ クランプアームの基端部
３０ 荷重アーム ３０ａ 荷重アームの一端
３０ｂ 荷重アームの他端 ３１ クランプ部
３２ ロードセル ３３ 角度センサー
３５ 支持手段 ３６ａ 投光器
３６ｂ 受光器 ３８ アクチュエータ
３９ サーボモータ ４０ サーボモータ
４１ 自在継手 ４２ 支持軸
Ｓ シャフト Ｗａ 水平荷重
Ｗｂ 鉛直荷重 Ｑａ，Ｑｂ 荷重支点
【発明の属する技術分野】
この発明は、シャフトの撓み測定方法及びその装置に係わり、更に詳しくはゴルフクラブ用の非金属製シャフト（カーボンシャフト, 樹脂シャフト等）または金属製シャフト（スチールシャフト等）等のシャフトの撓みを自動的に測定するシャフトの撓み測定方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、非金属製シャフトまたは金属製シャフト等のゴルフクラブ用シャフトの撓み測定方法は、テーパ状に形成されたシャフトの一端を固定し、他端側に測定治具を取付けて所定重量の錘りを吊り下げてシャフトを撓ませ、この時のシャフトの撓み量を、スケール等の目盛りを目視により読み取って測定していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、上記のような人手による測定では、シャフトのセット，荷重の選定及びセット，手動測定，手動によるデータ記録等に多大な時間を要し、測定作業を効率良く行うことが出来ず、また目視の測定で、手動によるデータ記入を行うために、データにバラツキが発生したり、データ記入ミス等が起こり、測定精度が極めて悪いと言う問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、シャフトの固定軸と同一方向に荷重をかけた時のシャフトの撓み測定及び記録データの記入等を全て自動的に行うことで、短時間に、しかも精度良く行うことができるシャフトの撓み測定方法及びその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明のシャフトの撓み測定方法は、支持フレームにシャフトの一端を固定し、他端側をクランプアームの一端に固定し、このクランプアームの他端側に自在継手を介して連結された荷重アームによりシャフトの固定軸と同一方向に荷重をかけてシャフトを撓ませ、該シャフトの撓みに沿って撓み量検出センサーを移動させながらシャフトの撓み量を測定する方法であって、前記シャフトにクランプアームを介して荷重をかけてシャフトを撓ませる際、前記シャフトにかける荷重をロードセルにより検出しながら一定荷重となるように制御するとともに、鉛直方向に対する前記荷重アームの角度を角度センサーにより検出し、この検出したデータに基づき制御装置により演算処理して前記荷重アームの水平方向位置を制御して荷重方向が常に一定になるように制御することを要旨とするものである。
【０００６】
ここで、前記撓み量検出センサーにより測定したシャフトの撓み量を前記制御装置に出力し、該撓み量を前記制御装置に接続した表示手段に表示するとともに、前記制御装置に接続したＸ−Ｙレコーダに記録するようにすることもできる。
【０００７】
前記シャフトとしては、一端が小径で他端側に向かって大径となるテーパシャフトであって、該テーパシャフトが、ゴルフクラブ用の非金属製シャフトまたは金属製シャフトを例示できる。
【０００８】
このように、支持フレームにシャフトの一端を固定し、他端側に自在継手を介してシャフトの固定軸と同一方向に荷重をかけてシャフトを撓ませ、該シャフトの撓みに沿って撓み量検出センサーを移動させながら撓み量を自動的に測定すると共に、自動的に記録することで、測定ミスや測定誤差がなく測定精度を高めることが出来る上に測定作業を効率良く行うことが出来るものである。
【０００９】
また、この発明のシャフトの撓み測定装置は、水平なベースフレームに対して鉛直に立設された支持フレーム上に、Ｙ軸駆動手段を介して鉛直方向に移動可能なＹ軸ベースプレートと、このＹ軸ベースプレート上に、Ｘ軸駆動手段を介して水平方向に移動可能なＸ軸ベースプレートとを配設し、前記支持フレームの上方にシャフトの一端を着脱可能にクランプするクランプ手段を設けると共に、前記支持フレーム上にシャフトの撓みに沿って移動可能な撓み量検出センサーを設け、前記Ｘ軸ベースプレート上に、自在継手を介してクランプアームの基端部と荷重アームの一端とを揺動可能に連結し、前記クランプアームの先端に、前記シャフトの他端を係合保持するクランプ部を設け、前記荷重アームの他端側に自在継手を介して鉛直荷重のロードセルを設け、この荷重アームの近傍に、鉛直方向に対する荷重アームの角度を常時検出する角度センサーを設け、該角度センサーで検出したデータを制御装置に出力し、該制御装置で前記荷重アームの荷重方向が常に鉛直になるように演算処理して前記Ｘ軸駆動手段を駆動制御するように構成したことを要旨とするものである。
【００１０】
ここで、前記制御装置に表示手段とＸ−Ｙレコーダとを接続し、前記撓み量検出センサーにより測定して前記制御装置に出力したシャフトの撓み量を前記表示手段に表示するとともに、前記Ｘ−Ｙレコーダに記録するように構成することもできる。また、前記シャフトとしては、一端が小径で他端側に向かって大径となるテーパシャフトであって、該テーパシャフトが、ゴルフクラブ用の非金属製シャフトまたは金属製シャフトを例示できる。
【００１１】
このように、支持フレームにシャフトの一端を鉛直向きに固定し、他端側に自在継手を介して鉛直荷重をかけてシャフトを撓ませ、該シャフトの撓みに沿って撓み量検出センサーを移動させながら撓み量を自動的に測定する装置であるため、装置自体は幅方向に広いスペースを取ることなく設置でき、狭いスペースで効率良く測定作業を行うことが出来るものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。
【００１３】
図１は、この発明のシャフトの撓み測定方法を実施するための測定装置全体の概略正面図、図２は図１の平面図を示し、この測定装置は、フレーム本体１の水平なベースフレーム２に対して鉛直に立設された支持フレーム３上に、サーボモータ４及びボールネジ５から成るＹ軸駆動手段６を介してガイドレール７に沿って鉛直方向（図１の上下方向）に移動可能なＹ軸ベースプレート８と、このＹ軸ベースプレート８上に配設されたガイドレール９に沿ってサーボモータ１０及びボールネジ１１から成るＸ軸駆動手段１２を介して水平方向（図１の左右方向）に移動可能なＬ字状のＸ軸ベースプレート１３とが配設されている。
【００１４】
前記支持フレーム３の上方には、シャフトＳの一端を着脱可能にクランプするチャック等のクランプ手段１４を設ける。前記Ｘ軸ベースプレート１３上には、図３及び図４に示すように、自在継手１５を介して一端が揺動可能に支持された荷重アーム１６が水平方向に取付けられ、荷重アーム１６の先端には、前記シャフトＳの他端を支持する断面コ字状の支持手段１７が設けられている。
【００１５】
この発明の実施形態におけるシャフトＳとしては、一端が小径で他端側に向かって大径となるテーパシャフトであって、該テーパシャフトとしては、ゴルフクラブ用の非金属製シャフト（カーボンシャフト，樹脂シャフト等）または金属製シャフト（スチールシャフト等）等である。
【００１６】
前記荷重アーム１６の一端を揺動可能に支持し、荷重アーム１６の揺動支点となる自在継手１５の支持軸１８には、図３及び図４に示すように、前記Ｘ軸駆動手段１２によりシャフトＳの他端側に付与する水平荷重Ｗａを検出するためのロードセル１９が設けてある。
【００１７】
また荷重アーム１６の近傍には、鉛直方向に対する荷重アーム１６の角度を常時検出する角度センサー２０が配設され、この角度センサー２０は、図１に示すように、制御装置２１を介してＹ軸駆動手段６のサーボモータ４及びＸ軸駆動手段１２のサーボモータ１０に接続されている。
【００１８】
前記制御装置２１には、シャフトＳの撓み量を表示する表示手段２２と、シャフトＳの撓み状態を記録するＸ−Ｙレコーダ２３とが接続され、これによりシャフトＳの撓み測定状態を即座に判断でき、また記録することが可能である。
【００１９】
前記支持フレーム３上には、図１に示すように、シャフトＳの撓みに沿って移動可能な光学的検出センサー等（例えば、レーザーセンサー等）の撓み量検出センサー２４が配設され、この撓み量検出センサー２４は、支持部材２５に支持されると共に、この支持部材２５は、アクチュエータ３８及びサーボモータ３９により水平方向に移動可能になっている。
【００２０】
前記支持部材２５が連結されたアクチュエータ３８及びサーボモータ３９は、図示しないナット部材を介してガイドレール２６上に支持されたボールネジ２７に連結され、ボールネジ２７はサーボモータ４０により回転駆動される。従って、サーボモータ４０によりボールネジ２７が回転駆動されるとナット部材を介してアクチュエータ３８及びサーボモータ３９がガイドレール２６に沿って昇降し、これと同時に、支持部材２５に支持された撓み量検出センサー２４も昇降するように構成されている。また撓み量検出センサー２４は、前記制御装置２１にも接続されている。
【００２１】
前記支持フレーム３上には、上述したシャフトＳと直交する方向の荷重の撓み測定装置（水平荷重の撓み測定装置）の他に、シャフトＳの固定軸と同一方向の荷重の撓み測定装置（鉛直荷重の撓み測定装置）も備えている。
【００２２】
このシャフトＳの固定軸と同一方向の荷重の撓み測定装置は、上記のシャフトＳと直交する方向の荷重の撓み測定装置の構成要素を共用できるものは共用して測定するように構成されている。即ち、Ｙ軸駆動手段６を介してガイドレール７に沿って鉛直方向に移動可能なＹ軸ベースプレート８、及びＹ軸ベースプレート８上に設けられた水平方向に移動可能なＸ軸ベースプレート１３は共用し、また支持フレーム３の上方に設けたシャフトＳの一端を着脱可能にクランプするクランプ手段１４も共用するように構成されている。
【００２３】
前記Ｘ軸ベースプレート１３上には、図３及び図４に示すように、自在継手２８を介してクランプアーム２９の基端部２９ａと荷重アーム３０の一端３０ａとが揺動可能に連結され、前記クランプアーム２９の先端には、前記シャフトＳの他端を係合保持する断面凹状のクランプ部３１がクランプアーム２９と直交する向き（断面Ｌ字状）に一体的に形成されている。
【００２４】
前記荷重アーム３０の他端３０ｂ側には、自在継手４１の支持軸４２を介して前記Ｙ軸駆動手段６によりシャフトＳの他端側に付与する鉛直荷重Ｗｂを検出するためのロードセル３２が設けてあり、この荷重アーム３０の近傍には、鉛直方向に対する荷重アーム３０の角度を常時検出する角度センサー３３が設けてあり、この角度センサー３３と前記Ｘ軸ベースプレート１３を駆動制御するＸ軸駆動手段１２と、前記Ｙ軸ベースプレート８を駆動制御するＹ軸駆動手段６とは制御装置２１を介して接続されている。
【００２５】
前記角度センサー３３で検出したデータを制御装置２１に出力し、制御装置２１で荷重アーム３０の方向が常に鉛直方向になるように演算処理し、Ｘ軸駆動手段１２を介してＸ軸ベースプレート１３の水平方向の移動量を駆動制御するものである。そして、このシャフトＳの固定軸と同一方向の荷重の重撓み測定は、上記撓み量検出センサー２４を用いて、シャフトＳの鉛直荷重Ｗｂに対する撓みを測定する。
【００２６】
更に、前記支持フレーム３上には、上述したシャフトＳのキックポイントＫを自動的に測定するキックポイント測定装置が設けてある。
【００２７】
このキックポイント測定装置は、図１及び図３に示すように、支持フレーム３の上方に設けたシャフトＳの一端を着脱可能に保持するクランプ手段１４を共用し、また前記Ｘ軸ベースプレート１３の先端部分には、シャフトＳの他端を着脱可能に嵌合保持する断面凹状の支持手段３５が設けてある。
【００２８】
また、支持フレーム３の上方とベースフレーム２とには、シャフトＳのキックポイント計測用の光電管等の投光器３６ａと受光器３６ｂとが相対向する位置に平行に設置され、前記投光器３６ａはベースフレーム２上に移動可能に取付けられ、また受光器３６ｂはガイドレール７とガイドレール２６とを連結するフレーム２６ａに移動可能に取付けられている。
【００２９】
なお、投光器３６ａと受光器３６ｂとは、ベースフレーム２及びフレーム２６ａ上を手動により移動させても良いが、ボールネジ及びサーボモータ等を介して個別に、または同時に駆動制御するように構成しても良い。
【００３０】
次に上述した撓み測定装置によるシャフトＳと直交する方向の荷重の撓み測定方法について説明する。
【００３１】
この測定方法は、図１，図３及び図５に示すように、シャフトＳの一端を支持フレーム３の上方に設けたクランプ手段１４に鉛直向きにクランプさせると共に、シャフトＳの他端をＸ軸ベースプレート１３上に設けた荷重アーム１６の先端に設けた断面コ字状の支持手段１７に保持させる。
【００３２】
そして、荷重アーム１６を設けたＸ軸ベースプレート１３を、Ｙ軸ベースプレート８上のガイドレール９に沿ってサーボモータ１０及びボールネジ１１から成るＸ軸駆動手段１２を介して水平方向（図１の右方向）に移動させ、図５に示すようにシャフトＳを撓ませながら水平荷重Ｗａをかけて行く。
【００３３】
この際、シャフトＳにかける水平荷重Ｗａをロードセル１９により検出しながら一定荷重となるように制御し、また水平荷重ＷａをシャフトＳにかけて撓ませた際、荷重アーム１６はシャフトＳに引っ張られて自在継手１５の荷重支点Ｑａを介して斜め上向きとなる。
【００３４】
この際、荷重アーム１６の角度を角度センサー２０により常時検出して、Ｘ軸ベースプレート１３をＹ軸方向に上昇移動させて荷重アーム１６を水平制御することで、シャフトＳの水平荷重Ｗａは常に水平方向、即ち、シャフトＳと直交する方向から負荷された状態となる。
【００３５】
なお、この水平制御は、前記角度センサー２０により検出した角度データを制御装置２１に出力し、この制御装置２１で演算処理してＹ軸駆動手段６のサーボモータ４の回転数を設定し、ボールネジ５を介してＹ軸ベースプレート８を上昇移動させることにより水平制御を行うものである。
【００３６】
このようにして、シャフトＳに一定の水平荷重Ｗａをかけた状態で、シャフトＳの撓みに沿ってレーザーセンサー等の撓み量検出センサー２４を、上述したようにサーボモータ４０によりボールネジ２７を回転駆動させることにより支持部材２５を介してガイドレール２６に沿って昇降移動させ、シャフトＳの水平荷重Ｗａに対する撓み（外径）を測定する。
【００３７】
この撓み量検出センサー２４で測定されたシャフトＳの撓みは、表示手段２２及びＸ−Ｙレコーダ２３に表示されると共に記録される。
【００３８】
次に、上記のようなシャフトＳの撓み測定装置によるシャフトＳの固定軸と同一方向の荷重の撓み測定方法について説明する。
【００３９】
この測定方法は、図１，図３及び図６に示すように、シャフトＳの一端を支持フレーム３の上方に設けたクランプ手段１４に鉛直向きにクランプさせると共に、シャフトＳの他端を断面Ｌ字状のクランプアーム２９のクランプ部３１に固定する。
【００４０】
そして、このクランプアーム２９の他端側に自在継手２８を介して連結された荷重アーム３０にＹ軸ベースプレート８を鉛直方向に移動させ、自在継手４１の支持軸４２に設けたロードセル３２により鉛直荷重Ｗｂを検出しながら鉛直荷重Ｗｂをかけると、シャフトＳはクランプアーム２９，荷重アーム３０により図６に示すように斜め上方（図６の右方向）に向かって撓む。
【００４１】
この際、荷重支点Ｑｂと鉛直荷重Ｗｂとの方向、即ち、荷重アーム３０の方向が常に鉛直になるように制御し、更にシャフトＳの撓みに沿って上記と同様な撓み量検出センサー２４をサーボモータ４０の駆動によりボールネジ２７及び支持部材２５を介してガイドレール２６に沿って昇降移動させ、シャフトＳの鉛直荷重Ｗｂに対する撓み（外径）を測定する。
【００４２】
即ち、前記シャフトＳにかける鉛直荷重Ｗｂを自在継手４１の支持軸４２に設けたロードセル３２により検出しながら一定荷重となるように制御し、前記荷重アーム３０に対して荷重方向が常に鉛直になるように角度センサー３３により検出し、この検出したデータに基づき、制御装置２１を介して荷重支点Ｑｂと鉛直荷重Ｗｂとの方向とが鉛直になるようにＹ軸ベースプレート８上に配設されたＸ軸ベースプレート３の左右方向の位置を制御する。
【００４３】
即ち、この鉛直制御は、前記角度センサー３３により検出した角度データを制御装置２１に出力し、この制御装置２１で演算処理してＸ軸駆動手段１２のサーボモータ１０の回転数を設定し、ボールネジ１１を介してＸ軸ベースプレート１３を水平方向に移動させることにより行うものである。
【００４４】
そして、このような状態で上述した撓み量検出センサー２４でシャフトＳの鉛直荷重Ｗｂに対する撓みを測定し、この撓み量検出センサー２４で測定されたシャフトＳの撓みは、制御装置２１を介して表示手段２２及びＸ−Ｙレコーダ２３に表示されると共に記録される。
【００４５】
次に、前記キックポイント測定装置によるシャフトＳのキックポイント測定方法は、図１，図３及び図７に示すように、シャフトＳの一端を支持フレーム３の上方に設けたクランプ手段１４にクランプさせると共に、シャフトＳの他端側（小径側）をＸ軸ベースプレート１３の先端部分に設けた断面凹状の支持手段３５に係合保持させる。
【００４６】
このような状態から、Ｙ軸駆動手段６のサーボモータ４及びボールネジ５を駆動させて、Ｙ軸ベースプレート８をガイドレール７に沿って鉛直方向に移動させる。これと同時に、Ｙ軸ベースプレート８上に載置されているＸ軸ベースプレート１３を鉛直方向に移動させることで、シャフトＳを所定の方向に所定量撓ませる。
【００４７】
このようにして、所定の方向にシャフトを撓ませた時における所定量、即ち、シャフトＳの最大撓み点Ｋ（一般にキックポイントと呼称されている）を投光器３６ａと受光器３６ｂとで検出し、またその撓んだシャフトＳの撓み状態を撓み量検出センサー２４により計測するものである。
【００４８】
なお、撓み量検出センサー２４により計測されたシャフトＳの撓み状態及び最大撓み点Ｋのデータは、制御装置２１を介して表示手段２２及びＸ−Ｙレコーダ２３に表示されると共に記録される。
【００４９】
以上のように、この発明では支持フレーム３にシャフトＳの一端を鉛直向きに固定し、他端側の所定位置にシャフトＳと直交する水平方向から水平荷重ＷａをかけてシャフトＳを撓ませ、該シャフトＳの撓みに沿って撓み量検出センサー２４を移動させながら撓み量を自動的に測定するため、装置自体は幅方向に広いスペースを取ることなく設置でき、狭いスペースで効率良く測定作業を行うことが出来るものである。
【００５０】
【発明の効果】
この発明は、上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。
(a).シャフトの鉛直荷重の撓み測定及び記録データの記入等を全て自動的に行うことで、短時間に、しかも測定ミス，測定誤差が少なく、精度良く測定を行うことができる。
【００５１】
因みに、この発明の実施形態における実験では、従来の手動計測に比べて、１本のシャフト当たり１／３５〜１／４０程度時間を短縮でき、測定精度も１２倍〜１５倍程度向上させることが出来た。
(b).シャフトを鉛直向きに固定して、鉛直方向から鉛直荷重を自動的にかけてシャフトの撓み量を測定するので、狭いスペースで効率良く測定作業を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明のシャフトの撓み測定方法を実施するための測定装置全体の概略正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】この発明のＸ軸ベースプレートの拡大正面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】シャフトと直交する方向の荷重の撓み測定方法の説明図である。
【図６】シャフトの固定軸と同一方向の荷重の撓み測定方法の説明図である。
【図７】シャフトのキックポイントの測定方法の説明図である。
【符号の説明】
１ フレーム本体 ２ ベースフレーム
３ 支持フレーム ４ サーボモータ
５ ボールネジ ６ Ｙ軸駆動手段
７ ガイドレール ８ Ｙ軸ベースプレート
９ ガイドレール １０ サーボモータ １１ ボールネジ
１２ Ｘ軸駆動手段 １３ Ｘ軸ベースプレート
１４ クランプ手段 １５ 自在継手
１６ 荷重アーム １７ 支持手段
１８ 支持軸 １９ ロードセル
２０ 角度センサー ２１ 制御装置
２２ 表示手段 ２３ Ｘ−Ｙレコーダ
２４ 撓み量検出センサー ２５ 支持部材
２６ ガイドレール ２６ａ フレーム
２７ ボールネジ ２８ 自在継手
２９ クランプアーム ２９ａ クランプアームの基端部
３０ 荷重アーム ３０ａ 荷重アームの一端
３０ｂ 荷重アームの他端 ３１ クランプ部
３２ ロードセル ３３ 角度センサー
３５ 支持手段 ３６ａ 投光器
３６ｂ 受光器 ３８ アクチュエータ
３９ サーボモータ ４０ サーボモータ
４１ 自在継手 ４２ 支持軸
Ｓ シャフト Ｗａ 水平荷重
Ｗｂ 鉛直荷重 Ｑａ，Ｑｂ 荷重支点
Claims (6)
- 支持フレームにシャフトの一端を固定し、他端側をクランプアームの一端に固定し、このクランプアームの他端側に自在継手を介して連結された荷重アームによりシャフトの固定軸と同一方向に荷重をかけてシャフトを撓ませ、該シャフトの撓みに沿って撓み量検出センサーを移動させながらシャフトの撓み量を測定する方法であって、前記シャフトにクランプアームを介して荷重をかけてシャフトを撓ませる際、前記シャフトにかける荷重をロードセルにより検出しながら一定荷重となるように制御するとともに、鉛直方向に対する前記荷重アームの角度を角度センサーにより検出し、この検出したデータに基づき制御装置により演算処理して前記荷重アームの水平方向位置を制御して荷重方向が常に一定になるように制御するシャフトの撓み測定方法。
- 前記撓み量検出センサーにより測定したシャフトの撓み量を前記制御装置に出力し、該撓み量を前記制御装置に接続した表示手段に表示するとともに、前記制御装置に接続したＸ−Ｙレコーダに記録するようにした請求項１に記載のシャフトの撓み測定方法。
- 前記シャフトが、一端が小径で他端側に向かって大径となるテーパシャフトであって、該テーパシャフトが、ゴルフクラブ用の非金属製シャフトまたは金属製シャフトである請求項１または２に記載のシャフトの撓み測定方法。
- 水平なベースフレームに対して鉛直に立設された支持フレーム上に、Ｙ軸駆動手段を介して鉛直方向に移動可能なＹ軸ベースプレートと、このＹ軸ベースプレート上に、Ｘ軸駆動手段を介して水平方向に移動可能なＸ軸ベースプレートとを配設し、前記支持フレームの上方にシャフトの一端を着脱可能にクランプするクランプ手段を設けると共に、前記支持フレーム上にシャフトの撓みに沿って移動可能な撓み量検出センサーを設け、前記Ｘ軸ベースプレート上に、自在継手を介してクランプアームの基端部と荷重アームの一端とを揺動可能に連結し、前記クランプアームの先端に、前記シャフトの他端を係合保持するクランプ部を設け、前記荷重アームの他端側に自在継手を介して鉛直荷重のロードセルを設け、この荷重アームの近傍に、鉛直方向に対する荷重アームの角度を常時検出する角度センサーを設け、該角度センサーで検出したデータを制御装置に出力し、該制御装置で前記荷重アームの荷重方向が常に鉛直になるように演算処理して前記Ｘ軸駆動手段を駆動制御するように構成したシャフトの撓み測定装置。
- 前記制御装置に表示手段とＸ−Ｙレコーダとを接続し、前記撓み量検出センサーにより測定して前記制御装置に出力したシャフトの撓み量を前記表示手段に表示するとともに、前記Ｘ−Ｙレコーダに記録するように構成した請求項４に記載のシャフトの撓み測定装置。
- 前記シャフトが、一端が小径で他端側に向かって大径となるテーパシャフトであって、該テーパシャフトが、ゴルフクラブ用の非金属製シャフトまたは金属製シャフトである請求項４または５に記載のシャフトの撓み測定装置。
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