JP4996449B2 - Golf ball design method and manufacturing method thereof - Google Patents
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本発明は、コンピュータによる数値解析を利用して最適な運動状態を発揮しうるゴルフボールを効率良く設計するのに役立つゴルフボールの設計方法及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a golf ball design method useful for efficiently designing a golf ball capable of exhibiting an optimal motion state using numerical analysis by a computer, and a manufacturing method thereof.
ゴルフボールは、通常、材料が異なる複数の層が同心に配された多層構造を具える。ゴルフボールの各種の運動状態を最適化するために、各層には、それぞれの位置及び/又は機能に基づいた異なる材料が採用される。最適な運動状態を発揮しうるゴルフボールを開発するためには、上述の各層に種々の材料を割り当てて数多くのゴルフボールを試作して性能評価する必要がある。しかし、材料の組み合わせ数は膨大な数に及ぶため、ゴルフボールの開発には、非常に多くの時間と労力が必要であった。 A golf ball usually has a multilayer structure in which a plurality of layers of different materials are concentrically arranged. In order to optimize the various motion states of the golf ball, different materials are employed for each layer based on their position and / or function. In order to develop a golf ball capable of exhibiting an optimal motion state, it is necessary to assign a variety of materials to each of the above-described layers and make a number of trial golf balls to evaluate the performance. However, since the number of combinations of materials is enormous, the development of a golf ball requires a great deal of time and effort.
そこで、近年では、コンピュータによる数値解析法を利用し、最適な運動状態を発揮しうるゴルフボールを設計するための方法が種々提案されている(例えば、下記特許文献1ないし7参照)。これらの方法は、有限要素法等で数値解析が可能な複数種類のゴルフボールモデルを設定し、このゴルフボールモデルを用いて打撃シミュレーションを行い、該シミュレーションの結果(例えば、打ち出し初速やバックスピン量など)から、運動状態が最適なゴルフボールの材料の分布などを選択することを提案している。
Therefore, in recent years, various methods for designing a golf ball that can exhibit an optimal motion state using a numerical analysis method using a computer have been proposed (for example, see
ところで、上述の設計方法では、最適な運動状態を発揮しうるゴルフボールを見つけるために、各層に異なる設計変数(材料特性であり、例えば弾性率など)が割り当てられた数多くのゴルフボールモデルが設定される。しかしながら、従来の方法では、設計変数の数がゴルフボールモデルの層の数と等しくなるので、例えば詳細な解析を行うためにゴルフボールモデルの層数を多くすると、それに伴って設計変数の数が増加し、最適解の探索に非常に多くの時間を要するという問題があった。 By the way, in the above-described design method, in order to find a golf ball capable of exhibiting an optimal motion state, a large number of golf ball models in which different design variables (material characteristics such as elastic modulus) are assigned to each layer are set. Is done. However, in the conventional method, the number of design variables becomes equal to the number of layers of the golf ball model. For example, when the number of layers of the golf ball model is increased for detailed analysis, the number of design variables is accordingly increased. There has been a problem that the search for the optimum solution takes a very long time.
また、従来の方法では、各層の設計変数が何ら関連付けられていない。このため、運動状態を最適とするものとして得られた設計変数の値が、隣接している層間で大きく異なる場合があり、実際の設計ないし製造が困難な場合があった。 In the conventional method, design variables of each layer are not associated at all. For this reason, the value of the design variable obtained by optimizing the motion state may vary greatly between adjacent layers, and actual design or manufacture may be difficult.
本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、ゴルフボールモデルの層において最内層から最外層に至る材料の特性の分布を一つの関数(基本関数)として捉え、この関数に、重み付け係数を変えて連続関数からなる1以上の基底関数を順次線形結合することにより得られる複数の関数に基づいて、複数種類のゴルフボールモデルを設定することを基本として、ゴルフボールモデルの層数に拘わらず設計変数の数を減らすことを可能とするとともに、ゴルフボールモデルの層間での材料の特性の大きな差を抑制して実際に設計ないし製造可能なゴルフボールの設計方法及びそれを用いたゴルフボールの製造方法を提供することを主たる目的としている。
The present invention has been devised in view of the above circumstances. In the golf ball model layer, the material property distribution from the innermost layer to the outermost layer is regarded as one function (basic function). The golf ball model layer is based on setting a plurality of types of golf ball models based on a plurality of functions obtained by sequentially linearly combining one or more basis functions consisting of continuous functions by changing weighting coefficients. Regardless of the number, it is possible to reduce the number of design variables, and to suppress a large difference in material properties between layers of the golf ball model, and to use a golf ball design method that can be actually designed or manufactured. The main object of the present invention is to provide a golf ball manufacturing method.
本発明のうち請求項1記載の発明は、材料が異なる複数の層が同心に配された多層構造のゴルフボールを設計するための方法であって、数値解析が可能かつゴルフクラブで打ち出されたときのゴルフボールの運動状態に影響を及ぼすゴルフボールの前記材料の特性が定義された複数個の要素を用いてゴルフボールをモデル化し、前記層において最内層から最外層に至る前記材料の特性の分布が異なる複数種類のゴルフボールモデルを設定するモデル設定ステップと、予め設定された条件に基づいて、個々のゴルフボールモデルの運動状態を計算するシミュレーションステップと、前記複数種類のゴルフボールモデルから前記運動状態が最適なものを探索する探索ステップとを含むとともに、前記モデル設定ステップは、下記式(1)のように、予め設定された前記材料の特性の分布を表す基本関数X 0 に、重み付け係数を変えて連続関数からなる1以上の基底関数を線形結合することにより得られる複数の関数X S に基づいて、前記複数種類のゴルフボールモデルが設定されることを特徴とする。
X S =X 0 +a 1 ・X 1 +a 2 ・X 2 +…+a n ・X n …(1)
ここで、X0は基本関数、a1、a2、…anは重み付け係数、X1、X2、…Xnは連続関数からなる基底関数であり、基本関数及び基底関数は、いずれも前記層の番号を説明変数とする。
The invention described in
X S = X 0 + a 1 ·
Here, X 0 is a basic function, a 1 , a 2 ,..., An are weighting coefficients, X 1 , X 2 ,... X n are basis functions consisting of continuous functions. The layer number is used as an explanatory variable.
また請求項2記載の発明は、前記基本関数に線形結合される前記基底関数の数nが、前記ゴルフボールモデルの前記材料の特性によって区別可能な層数よりも少ない請求項1記載のゴルフボールの設計方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the golf ball according to the first aspect, the number n of the basis functions linearly coupled to the basic function is smaller than the number of layers distinguishable by the characteristics of the material of the golf ball model. This is the design method.
また請求項3記載の発明は、前記基底関数は、定数関数と一次関数とからなる直線関数グループ、周期が異なる複数の正弦関数からなる正弦関数グループ及び周期が異なる複数の余弦関数からなる余弦関数グループの少なくとも2つのグループからそれぞれ選ばれた合計2以上の連続関数を含む請求項1又は2記載のゴルフボールの設計方法である。
According to a third aspect of the present invention, the basis function includes a linear function group including a constant function and a linear function, a sine function group including a plurality of sine functions having different periods, and a cosine function including a plurality of cosine functions having different periods. 3. The golf ball design method according to
また請求項4記載の発明は、前記材料の特性は、弾性率、ポアソン比、密度、せん断弾性率又は減衰定数の少なくとも一つを含む請求項1乃至3のいずれかに記載のゴルフボールの設計方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the golf ball design according to any one of the first to third aspects, the characteristics of the material include at least one of an elastic modulus, a Poisson's ratio, a density, a shear elastic modulus, or a damping constant. Is the method.
また請求項5記載の発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載されたゴルフボールの設計方法により得られた最適なゴルフボールモデルの前記材料の特性の分布に基づいてゴルフボールを製造するステップを含むことを特徴とするゴルフボールの製造方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, a golf ball is manufactured based on a distribution of characteristics of the material of an optimum golf ball model obtained by the golf ball design method according to any one of the first to fourth aspects. It is a manufacturing method of the golf ball characterized by including a step.
請求項1に記載の発明において、モデル設定ステップは、ゴルフクラブで打ち出されたときのゴルフボールの運動状態に影響を及ぼす材料の特性の分布を表す基本関数に、重み付け係数を変えて1以上の連続関数からなる基底関数を順次線形結合して得られる複数の関数に基づいて、前記材料の特性の分布が異なる複数種類のゴルフボールモデルが設定される。従って、請求項1に記載の発明では、ゴルフボールモデルの設計変数は、前記重み付け係数の数、言い換えると基本関数に線形結合される基底関数の数に等しい。従って、例えば詳細な解析を行うためにゴルフボールモデルの層数を多くしても、設計変数の数を層数よりも少なくすることができる。従って、最適解の探索時間を短縮でき、ひいては設計効率を高めうる。また、例えば線形結合される連続関数の種類及び/又は重み付け係数を一定の範囲に規制したときには、ゴルフボールモデルの隣接する層間での材料の特性の値が大きく異なることを防止することもできる。
In the first aspect of the present invention, the model setting step may be performed by changing the weighting coefficient to a basic function that represents the distribution of material characteristics that affect the motion state of the golf ball when it is launched by a golf club. Based on a plurality of functions obtained by sequentially linearly combining basis functions consisting of continuous functions, a plurality of types of golf ball models having different material property distributions are set. Therefore, in the invention according to
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
本実施形態のゴルフボールの設計方法では、ゴルフクラブで打ち出されたときの運動状態を最適とするゴルフボール、とりわけ材料が異なる複数の層が同心に配された多層構造のソリッドタイプのゴルフボールが設計される。図1には、このような設計方法の手順の一例が示される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the golf ball designing method of the present embodiment, a golf ball that optimizes the motion state when hit by a golf club, in particular, a solid type golf ball having a multilayer structure in which a plurality of layers of different materials are concentrically arranged. Designed. FIG. 1 shows an example of the procedure of such a design method.
図1に示されるように、本実施形態の設計方法では、先ず、ゴルフボールモデルが設定される(ステップS1)。該ゴルフボールモデルを設定する具体的な処理の一例は図2に示される。本実施形態では、先ず、ゴルフボールを有限個の要素を用いてモデル化する処理が行われる(ステップS11)。 As shown in FIG. 1, in the design method of the present embodiment, first, a golf ball model is set (step S1). An example of a specific process for setting the golf ball model is shown in FIG. In the present embodiment, first, a process of modeling a golf ball using a finite number of elements is performed (step S11).
図3には、ゴルフボールモデル2の一例が断面図として視覚化されている。該ゴルフボールモデル2は、例えば解析対象となるゴルフボール(実在するか否かは問わない。)が、数値解析が可能な複数個の要素eを用いて分割される。言い換えると、ゴルフボールモデル2は、有限個の小さな要素e…の集合体である。また数値解析が可能とは、例えば有限要素法、有限体積法、差分法又は境界要素法といった数値解析法によりモデルの変形計算が可能なことを意味する。このために、各要素eには、それぞれ節点の座標値、要素形状及び該要素が表している材料の物性値などが適宜定義される。このようなゴルフボールモデル2の実体は、コンピュータ装置(図示省略)にて取り扱い可能な数値データである。
In FIG. 3, an example of the
前記要素eとしては、例えば三次元ソリッド要素などが好ましい。本実施形態のゴルフボールモデル2は、11個の層状物でモデル化されており、具体的には、最内層をなす球状のコア部2aと、その外側に同心に順次積層された10個の層部2bないし2kから構成されている。この層数(材料数)などは、解析ないし設計の対象となるゴルフボールに準じて適宜変更しうるのは言うまでもないが、近年の慣例に従い、2層以上、より好ましくは3層以上で設定されるのが望ましい。
The element e is preferably a three-dimensional solid element, for example. The
また、各要素eには、ゴルフクラブで打ち出されたときのゴルフボールの運動状態に影響を及ぼす材料の特性が少なくとも定義される。ここで、ゴルフボールの運動状態としては、例えば、飛距離、打ち出し角、バックスピン量又は打ち出し初速などを挙げることができる。また、本実施形態のゴルフボールモデル2は、全ての要素eが弾性体として定義された弾性体モデルとして設定されている。このため、前記運動状態に影響を及ぼす材料の特性としては、弾性率、ポアソン比、密度、せん断弾性率又は減衰定数の少なくとも一つを含むことが望ましい。なお、前記飛距離は、後述の打撃シミュレーションによって得られた打ち出し角、バックスピン量及び打ち出し初速を用いて弾道計算によって求められる。
Each element e defines at least a material characteristic that affects the motion state of the golf ball when it is launched by a golf club. Here, examples of the motion state of the golf ball include a flight distance, a launch angle, a backspin amount, or a launch initial speed. In addition, the
また、ゴルフボールモデル2を構成する要素eの総数(全要素数)は、特に限定さるものではないが、少なすぎると、例えばボールの変形を細かく解析するのが困難になるおそれがあり、逆に多すぎると、ゴルフボールモデル2の変形計算に多くの時間を要するおそれがある。このような観点より、ゴルフボールモデル2を構成する要素eの総数は、好ましくは100個以上、より好ましくは1000個以上が望ましく、また、好ましくは1000000個以下、より好ましくは100000個以下が望ましい。
Further, the total number (total number of elements) of the elements e constituting the
なお、本実施形態のゴルフボールモデル2では、コア部2aを除く各層2bないし2kは、それぞれ六面体ソリッド要素を球面方向に接続して球殻状に形成されている。また、本実施形態のコア部2aは、球状を簡単に表現するために、複数個の正六面体ソリッド要素を重ねて立方体に形成された立方体部2a1と、この立方体部2a1の外面の各要素面から放射方向にのびるとともに全体として球状の外面を構成する複数の六面体ソリッド要素の殻部2a2とから構成される。なお、ゴルフボールモデル2のモデリングは、球状を再現しうるものであれば、種々の方法を採用できる。例えば、上記実施形態のゴルフボールモデル2は、全てソリッド要素を用いて構成されているが、例えばシェル要素などを含むものでも良い。
In the
次に、本実施形態では、基本となるゴルフボールモデル2の前記材料の特性の分布を表す基本関数X 0 が設定される(ステップS12)。材料の特性には、上述のように種々のものが含まれるが、この基本関数X0で表される材料の特性には、その値を種々変化させることでゴルフボールモデルの運動状態を最適化するものが選択される。本実施形態では、この分布を表す材料の特性として弾性率が採用される。このような弾性率の分布は、種々の方法によって決定される。例えば、ゴルフボールモデル2の各層2aないし2kに、既存のゴルフボールの弾性率の分布を割り当てて決定しても良いし、一定値に設定されても良い。
Next, in the present embodiment, a basic function X 0 representing the distribution of the material characteristics of the basic
図4には、基本となるゴルフボールモデル2の弾性率の分布を表す基本関数X0が示される。図4では、縦軸に弾性率が、横軸にゴルフボールモデル2の最内層(コア部2a)から最外層(層2k)へ向かって順番に割り当てられた層の番号が設定される。本実施形態の基本関数X0は、図4に示されるように、全ての層2aないし2kの弾性率が、300MPaとなる分布を示す関数として定義される。
FIG. 4 shows a basic function X0 representing the elastic modulus distribution of the basic
次に、下記の例示式(1)のように、前記基本関数X0に、重み付け係数a1、a2、…anを変えて1以上、より好ましくは複数の連続関数からなる基底関数X1、X2、…Xnを、順次、線形結合(一次結合)することにより、前記基本関数X0とは異なった弾性率の分布を表す複数の関数XSを得る処理が行われる(ステップS13)。
XS=X0+a1・X1+a2・X2+…+an・Xn …(1)
Then, as in the illustrative formula (1), the basic function X 0, the weighting coefficients a 1, a 2, 1 or more to change the ... a n, basis functions X and more preferably comprising a plurality of continuous functions 1, X 2, and ... X n, successively, by a linear combination (linear combinations), the process of obtaining a plurality of functions X S representing the distribution of the different elastic modulus and the basic function X 0 is performed (step S13).
X S = X 0 + a 1 ·
このように、基本関数X0に、重み付け係数a1、a2、…anを変えた基底関数X1、X2、…Xnを順次線形結合することにより、前記材料の特性(弾性率)の分布が異なる様々な関数XSを複数作ることができる。種々の関数XSを得るために、基底関数X1、X2、…Xnには、いかなる連続関数が用いられても良く、例えば定数関数、一次関数、二次関数、三次関数、指数関数、対数関数及び三角関数といった連続関数から選ばれる1個以上、より好ましくは複数個の関数が用いられる。
Thus, the basic function X 0, the weighting coefficients a 1, a 2, ... basis function X 1, X 2 which changed a n, by ... sequentially linear combination of X n, characteristic of the material (elastic modulus distribution) can make a plurality of different functions X S different. In order to achieve various functions X S, basis functions X 1, X 2, the ... X n, may any continuous function may be used, for example constant function, a linear function, quadratic function, cubic function, exponential function One or more, more preferably a plurality of functions selected from continuous functions such as a logarithmic function and a trigonometric function are used.
また、選ばれた基底関数には、重み付け係数が乗じられる。これにより、様々な弾性率の分布を表す関数Xsを得ることができる。例えば、3つの基底関数X1、X2及びX3を基本関数X0に線形結合する場合、前記式(1)は次のように表される。
XS=X0+a1・X1+a2・X2+a3・X3
上式から明らかなように、材料の特性の分布を示す新たに設定される前記関数Xsは、3つの変数(a1・X1)、(a2・X2)及び(a3・X3)のみで、ゴルフボールモデル2の各層の弾性率の分布を特定できる。従って、本発明の設計方法では、基本関数X0に線形結合される基底関数X1、X2…の数が、ゴルフボールモデル2の設計変数の数と等しくなる。
The selected basis function is multiplied by a weighting coefficient. Thereby, functions Xs representing various elastic modulus distributions can be obtained. For example, when three basis functions X 1 , X 2, and X 3 are linearly combined with the basic function X 0 , the equation (1) is expressed as follows.
X S = X 0 + a 1 · X 1 + a 2 · X 2 + a 3 · X 3
As is clear from the above equation, the newly set function Xs indicating the distribution of material properties is represented by three variables (a 1 · X 1 ), (a 2 · X 2 ), and (a 3 · X 3). ) Alone, the distribution of the elastic modulus of each layer of the
従来の設計方法においても、各要素に材料の特性(例えば弾性率)がそれぞれ割り当てられる。しかしながら、これらの材料の特性はボール半径方向で隣り合う要素間(層間)で何ら関連付けされていない。従って、従来の設計方法では、該ゴルフボールモデル2を構成している層の数が、ゴルフボールモデル2の設計変数の数となる(例えば、ゴルフボールモデル2を構成する層数が11個の場合、その設計変数の数は11個になる。)。このように、本実施形態の設計方法と従来の設計方法とでは、設計変数の対象が全く異なる。従って、本実施形態の設計方法では、設計変数の数は、ゴルフボールモデル2の層の数と切り離して自由に定めることができる。
Also in the conventional design method, a material characteristic (for example, elastic modulus) is assigned to each element. However, the properties of these materials are not related at all between adjacent elements (interlayers) in the ball radial direction. Therefore, in the conventional design method, the number of layers constituting the
また、本実施形態の設計方法では、基本関数X0に線形結合される基底関数の数は、ゴルフボールモデル2を構成する層数(ここで言う「層数」とは、前記材料の特性が異なることによって区別可能な層数を意味する。)よりも少なく設定される。従って、従来よりも少ない設計変数(上記の例では僅か3つの設計変数)で11個の層を有するゴルフボールモデル2の弾性率の分布を定義しうる。しかも、このような設計変数の少ないゴルフボールモデル2は、コンピュータの計算負荷を大幅に低減でき、後述の最適解の探索処理に要する計算時間が短縮される。従って、本実施形態の設計方法は、設計効率を大幅に向上しうる。
In the design method of the present embodiment, the number of basis functions linearly coupled to the basic function X 0 is the number of layers constituting the golf ball model 2 (here, “number of layers” refers to the characteristics of the material). It means the number of layers that can be distinguished by being different). Therefore, the elastic modulus distribution of the
特に限定されるわけではないが、前記式(1)で表される関数XSにおいて、基本関数X0に線形結合される基底関数X1、X2…の数が少なすぎると、ゴルフボールモデル2の弾性率の分布の多様性が損なわれ、ひいてはゴルフボールモデルの運動状態を十分に向上させる最適解が得られないおそれがある。このような観点より、前記関数Xsを得る際に、基本関数X0に線形結合される基底関数の数は、好ましくは6個以上、より好ましくは10個以上、さらに好ましくは14個以上が望ましい。他方、前記基底関数の数が多すぎると、従来と同様、ゴルフボールモデル2の設計変数が多くなり、最適解を見つけ出すまでの計算時間が長くなるおそれがある。このような観点より、前記基底関数の数は、ゴルフボールモデル2を構成する前記層数よりも小であることが望ましいが、好ましくは30個以下、より好ましくは25個以下、さらに好ましくは20個以下が望ましい。
In particular but not limited, in the function X S represented by the formula (1), the basis function X 1 is a linear combination to the basic function X 0, X 2 ... number is too small, the golf ball model Therefore, there is a risk that the optimal solution for sufficiently improving the motion state of the golf ball model cannot be obtained. From this point of view, when obtaining the function X s , the number of basis functions linearly coupled to the basic function X 0 is preferably 6 or more, more preferably 10 or more, and still more preferably 14 or more. desirable. On the other hand, if the number of the basis functions is too large, the design variables of the
以上の処理により、基本関数X0に、重み付け係数a1、a2、…anを変えた基底関数X1、X2、…Xnを順次線形結合することにより、前記基本関数X0とは異なる弾性率の分布を示す様々な関数XSを多数得ることができる。 By the above processing, the basic function X 0, the weighting coefficients a 1, a 2, ... basis function X 1, X 2 which changed a n, ... by sequentially linear combination of X n, and the basic function X 0 can obtain a number of different functions X S showing the distribution of different modulus.
ここで、弾性率の変化がより滑らかな関数Xsを得るためには、前記基底関数は、直線関数グループA、正弦関数グループB及び余弦関数グループCの少なくとも2つのグループからそれぞれ選ばれた合計2以上の関数が用いられるのが望ましい。 Here, in order to obtain a function Xs having a smoother change in elastic modulus, the basis function is a total of 2 each selected from at least two groups of a linear function group A, a sine function group B, and a cosine function group C. It is desirable to use the above function.
図5には、前記直線関数グループAの例を示し、該グループAには、例えば定数関数A−1と一次関数A−2とを含めることができる。前記定数関数A−1は、ゴルフボールモデル2の各層において弾性率が一定で連続する関数である。このような定数関数A−1を基底関数X1として基本関数X0に線形結合した場合、該基本関数X0を上又は下に平行移動させることができる。そして、その移動量及び方向は、それに乗じられる重み付け係数の値及び符号を変えることにより調整できる。
FIG. 5 shows an example of the linear function group A, and the group A can include, for example, a constant function A-1 and a linear function A-2. The constant function A-1 is a function having a constant elastic modulus in each layer of the
また、前記一次関数A−2は、弾性率がゴルフボールモデル2の最内層からの位置に比例して大きくなる関数である。該一次関数A−2を基底関数X2として基本関数X0に線形結合した場合、基本関数X0全体の傾きを変えることができる。前記傾きの方向及び角度は、それに乗じられる重み付け係数の値及び符号によって調整できる。なお、本実施形態の一次関数A−2は、ゴルフボールモデル2の層数の中間位置(この例では6層目)で弾性率が零になる。従って、該一次関数A−2は、基本関数X0をその層数の中間位置を支点として回転させることができる。
The linear function A-2 is a function in which the elastic modulus increases in proportion to the position from the innermost layer of the
また、図6には正弦関数グループBの例を示す。該グループBには、例えば周期が異なる複数の正弦関数(sin関数)を含む。具体的には、横軸のゴルフボールモデル2の層番号1〜11までの横軸長さLの1/2以上かつ2倍以下の周期を有する4つの正弦関数が望ましい。具体的には、前記長さLの2倍の周期を有する基本正弦関数B−1、前記長さLと等しい周期を有する2倍正弦関数B−2、前記長さLの2/3の周期を有する3倍正弦関数B−3及び前記長さLの1/2の周期を有する4倍の正弦関数B−4が示されている。
FIG. 6 shows an example of the sine function group B. The group B includes, for example, a plurality of sine functions (sin functions) having different periods. Specifically, four sine functions having a period of 1/2 or more and 2 or less times the horizontal axis length L from the
さらに、図7には余弦関数グループCの例を示す。該グループCは、例えば周期が異なる複数の余弦関数(cos関数)を含む。具体的には、横軸のゴルフボールモデル2の層番号1〜11までの横軸長さLの1/2以上かつ2倍以下の周期を有する4つの余弦関数の例が示される。具体的には、前記長さLの2倍の周期を有する基本余弦関数C−1、前記長さLと等しい周期を有する2倍余弦関数C−2、前記長さLの2/3の周期を有する3倍余弦関数C−3及び前記長さLの1/2の周期を有する4倍余弦関数C−4が示されている。
FIG. 7 shows an example of the cosine function group C. The group C includes a plurality of cosine functions (cos functions) having different periods, for example. Specifically, examples of four cosine functions having a period of 1/2 or more and 2 or less times the horizontal axis length L from the
これらの正弦関数及び余弦関数が基底関数として用いられた場合、その波形のピーク位置における基本関数X0の弾性率を滑らかに増加させ又は減少させ得る。また、三角関数(正弦関数及び余弦関数)を適宜重ねることにより、実質的に全ての連続関数を表現できる点でも望ましい。さらに、本実施形態のように、正弦関数及び余弦関数の各周期を、いずれも前記長さLの1/2以上とした場合、正弦関数又は余弦関数の波形のピークは、最大でも5つしか存在しない。従って、このような基底関数は、基本関数X0の弾性率が、多数のピークを有して頻繁に上下動を繰り返すような波形に変形されるのを防止できる点でも望ましい。 If these sine and cosine functions is used as a basis function may smoothly or decrease to increase the elastic modulus of the basic function X 0 at the peak position of the waveform. In addition, it is desirable that substantially all continuous functions can be expressed by appropriately overlapping trigonometric functions (sine function and cosine function). Further, as in the present embodiment, when each period of the sine function and cosine function is set to ½ or more of the length L, the peak of the waveform of the sine function or cosine function is only five at the maximum. not exist. Therefore, such a basis function, the modulus of elasticity of the basic function X 0 is also desirable because it prevented from being deformed in a waveform as repeated frequently moved up and down a number of peaks.
特に好ましくは、直線関数グループA、正弦関数グループB及び余弦関数グループCの少なくとも2つのグループからそれぞれ選ばれた2以上の関数が用いられるのが望ましい。つまり、前記3つのグループAないしCから少なくとも2つのグループが選ばれ(例えばA及びB)、この選ばれた各グループからそれぞれ少なくとも一つの関数(例えば定数関数A−1及び基本正弦関数B−1)が選ばれるのが望ましい。これにより、基本関数X0で表された弾性率の分布を様々な態様に変化させ得る。特に好ましくは、前記3つのグループからそれぞれ少なくとも一つの関数が選ばれるのが望ましい。これによって、さらに多様な弾性率の分布が得られる。なお、関数XSを順次得る際に、結合される基底関数の数は一定でも良いし、また変化させても良いのは言うまでもない。 It is particularly preferable that two or more functions selected from at least two groups of the linear function group A, the sine function group B, and the cosine function group C are used. That is, at least two groups are selected from the three groups A to C (for example, A and B), and at least one function (for example, a constant function A-1 and a basic sine function B-1) is selected from each of the selected groups. ) Is preferred. This may alter the various aspects of the distribution of the represented modulus basic function X 0. It is particularly preferable that at least one function is selected from each of the three groups. As a result, various elastic modulus distributions can be obtained. Needless to say, when the functions XS are sequentially obtained, the number of basis functions to be combined may be constant or may be changed.
前記基底関数の選択や、重み付け係数の値の設定については、特に限定されるものではなく、例えばランダムに行われても良いし、また予め定めた何らかのアルゴリズム(例えば遺伝的アルゴリズム等)に従って行われても良い。 The selection of the basis function and the setting of the weighting coefficient value are not particularly limited, and may be performed randomly, for example, or may be performed according to some predetermined algorithm (for example, a genetic algorithm). May be.
次に、設定された弾性率の分布を表す関数XSの種類数が十分か否かについて判断され(ステップS14)、結果が真(Y)の場合には、図1のステップS2に戻る。他方、ステップS14で結果が偽(N)の場合には、基底関数及び/又は重み付け係数の値を変更し(ステップS15)、ステップS14の結果が真(Y)になるまで上記ステップS13の処理が繰り返される。このようにして、ゴルフボールの設計に必要かつ十分なゴルフボールモデルの弾性率の分布を表す関数XSが得られる。これらの関数XSは、逐次、図示しないコンピュータの記憶装置などに記憶される。 Next, it is determined whether not the number of types is enough of functions X S representing the distribution of the set elasticity modulus (step S14), and if the result is true (Y), the process returns to step S2 of FIG. On the other hand, if the result is false (N) in step S14, the value of the basis function and / or the weighting coefficient is changed (step S15), and the process of step S13 is performed until the result of step S14 becomes true (Y). Is repeated. In this way, the function X S is obtained which represents the distribution of the elastic modulus of the necessary and sufficient golf ball models in the design of the golf ball. These functions XS are sequentially stored in a storage device of a computer (not shown).
図8には、上記のステップS11ないしS15により得られたゴルフボールモデル2の弾性率の分布を示す299個の関数XSの例が基本関数X0とともに示される。本実施形態では、得られた関数XSは、予め定められた弾性率の上限及び下限の範囲内にあるものだけが採用されるという制約条件で絞り込まれ、これを満たさない関数XSは利用されることなく削除される。これにより、製造困難なボールの弾性率の分布を示す関数が生成されるのを抑制できる。このような制約条件の基準としては、例えば、新たに設定される弾性率の分布を表す関数XSの最小値(下限)は、基本関数X0の最小値の50%以上とし、また関数XSの最大値(上限)は、基本関数X0の最大値の150%以下とすることが挙げられる。
Figure 8 shows an example of a 299 amino function X S showing the distribution of the elastic modulus of the resulting
次に、本実施形態では、各種の条件が設定され(ステップS2)、それに基づいて、個々のゴルフボールモデル2の運動状態を計算する打撃シミュレーションステップが行われ、その結果から運動状態が出力される(ステップS3)。即ち、上述のステップS1で得られた多数のゴルフボールモデル2を用いて打撃シミュレーションを行い、それぞれの運動状態が計算される。
Next, in the present embodiment, various conditions are set (step S2), and based on the conditions, an impact simulation step for calculating the motion state of each
図9に示されるように、打撃シミュレーションは、例えば、ゴルフボールモデル2を、固定された平板モデル3に衝突させてゴルフボールモデル2の変形計算を時系列的に行うことにより実行される。平板モデル3は、ゴルフクラブヘッドを真似たもので、ゴルフボールモデル2と同様、有限個の要素で構成される。本実施形態の平板モデル3は、計算を簡単にするために、変形しない剛体要素3aで定義されるが、実際のクラブヘッドの材料に基づいた弾性特性などが定義されても良い。
As shown in FIG. 9, the hitting simulation is executed, for example, by causing the
また、打撃シミュレーションに際し、ゴルフボールモデル2には、種々の条件(物性値)が定義される。本実施形態のゴルフボールモデル2は、弾性体モデルからなるため、各要素eには、質量密度やポアソン比などが設定される。本実施形態では、弾性率の影響を主体的に調べるために、これらの値は全ての層で同一の値として定義される。また、打撃シミュレーションのために、ゴルフボールモデル2と平板モデル3との衝突速度(ヘッドスピードに相当)、衝突角度(ロフト角に相当)及びゴルフボールモデル2と平板モデル3との間の摩擦係数などが設定される。
Further, various conditions (physical property values) are defined in the
打撃シミュレーションでは、ゴルフボールモデル2の変形計算が行われる。該変形計算は、各要素の形状及び材料特性などをもとに、各要素の質量マトリックス、剛性マトリックス及び減衰マトリックスがそれぞれ作成され、これらの各マトリックスを組み合わせて全体の系のマトリックスが作成される。そして、前記各種の条件を当てはめて運動方程式が作成され、例えば、これらが微小な時間増分Δtきざみでコンピュータ装置にて逐次計算・記憶される。これにより、平板モデル3と衝突したゴルフボールモデル2の変形挙動が、各要素の節点の座標値を示す数値データとして時系列的に得られる。
In the hit simulation, deformation calculation of the
また、ゴルフクラブで打撃されたときのゴルフボールの飛距離は、概ね、そのバックスピン量、打ち出し角及び打ち出し初速の3つの運動状態でほぼ決定される。従って、この運動状態を目的関数として定め、該目的関数が全て最適となるゴルフボールモデル2の各層の弾性率の分布を見つけることにより、運動特性(飛行特性)に優れたゴルフボールを設計できる。そこで、本実施形態の打撃シミュレーションでは、飛距離とともに前記3つの運動状態に関する結果が、各ゴルフボールモデル2毎に出力されコンピュータ装置に記憶される。ただし、運動状態は、上記3つの指標に限定されるものではない。
Further, the flight distance of a golf ball when hit with a golf club is substantially determined by the three motion states of the backspin amount, launch angle, and launch initial speed. Therefore, a golf ball having excellent motion characteristics (flight characteristics) can be designed by determining the motion state as an objective function and finding the elastic modulus distribution of each layer of the
次に、本実施形態の設計方法では、運動状態をスカラー化する処理が行われる(ステップS4)。互いに独立した複数の運動状態(目的関数)を最適化するゴルフボールモデル2の各層の弾性率の分布を探索するためには、何らかの重み付け条件を与えないと、最適な弾性率の分布の決定が困難になる。そこで、本実施形態では、重み付け係数を各運動状態の値に乗じて加算等することにより、複数の運動状態をスカラー化することが行われる。これにより、重視すべき運動状態が決定され得る。スカラー化を実現する具体的な方法については、特に限定されるものではないが、例えば線形結合(一般式は下式(2)参照)やチェビシェフ型(一般式は下式(3)参照)などを採用できる。
F=w1・f1+w2・f2+…+wr・fr …(2)
F=Max{w1・f1,w2・f2,…,wr・fr} …(3)
ただし、符号は次の通りである。
F:運動状態のスカラー値
fi:各運動状態の値を正規化したもの
wi:各運動状態に対する係数
Next, in the design method of the present embodiment, a process for scalarizing the motion state is performed (step S4). In order to search for a distribution of elastic modulus of each layer of the
F = w 1 · f 1 + w 2 · f 2 +... + W r · f r (2)
F = Max {w 1 · f 1 , w 2 · f 2 ,..., W r · f r } (3)
However, the symbols are as follows.
F: scalar value of motion state f i : normalized value of each motion state w i : coefficient for each motion state
次に、本実施形態では、近似応答関数が生成され(ステップS5)、それを用いて運動状態の最適解が探索される(ステップS6)。 Next, in the present embodiment, an approximate response function is generated (step S5), and an optimal solution for the motion state is searched using it (step S6).
近似応答関数は、設計変数である基底関数の重み付け係数a1、a2…anと、目的関数である運動状態のスカラー値Fとの間を、例えばニューラルネットワークを用いて関係付ける関数である。図10には、一例として、2つの重み付け係数a1及びa2と、運動状態のスカラー値Fとを関係付ける三次元曲面からなる近似応答関数が示される。 Approximation response functions is a function that relates with the weighting coefficients of basis functions a 1, a 2 ... a n is a design variable, between a scalar value F of the motion state is the objective function, for example, a neural network . FIG. 10 shows, as an example, an approximate response function including a three-dimensional curved surface that relates two weighting coefficients a 1 and a 2 and a scalar value F of a motion state.
近似応答関数を生成することは本発明の必須要件ではない。しかし、近似応答関数は、設定されなかった重み付け係数の位置における解析結果(スカラー値F)を補間し、迅速な最適化の候補の予想を可能とする。従って、最適解を効率良くかつ短時間で探索するには、このような近似応答関数を生成することが望ましい。また、本実施形態の設計方法では、設計変数の数を従来に比べて少なくすることが可能であるので、近似応答関数の生成も短時間で行うことができる点で望ましい。従って、設計効率がより一層向上する。なお、近似応答関数は、慣例に従って、種々の方法で実現することができるが、例えば応答曲面法(RSM:Response Surface Methodology)、動径基底関数(RBF:Radial Basis Function)又はKriging法などが好適に用いられる。また、近似応答関数から最適解を探索する手法には、慣例に従い、例えば遺伝的アルゴリズム、勾配法又は焼きなまし法などが採用される。 Generating an approximate response function is not a requirement of the present invention. However, the approximate response function interpolates the analysis result (scalar value F) at the position of the weighting coefficient that has not been set, and enables quick prediction of optimization candidates. Therefore, it is desirable to generate such an approximate response function in order to search for an optimal solution efficiently and in a short time. Further, in the design method of the present embodiment, the number of design variables can be reduced as compared with the prior art, and therefore it is desirable in that the approximate response function can be generated in a short time. Therefore, the design efficiency is further improved. The approximate response function can be realized by various methods according to the custom, but for example, a response surface method (RSM), a radial basis function (RBF) or a Kriging method is preferable. Used for. In addition, as a method for searching for an optimal solution from an approximate response function, a genetic algorithm, a gradient method, an annealing method, or the like is employed in accordance with a customary practice.
次に、探索された最適解(運動状態)が満足できるものか否かが判断され(ステップS7)、それが真(ステップS7でY)の場合、最適解をもたらすゴルフボールモデル2の各層の弾性率の分布(関数)がモニタ又はプリンター等に可視情報として出力される(ステップS8)。他方、得られた最適解では満足し得ない場合(ステップS7でN)、再度、ステップS1以降が繰り返され、最適化の探索が引き続き行われる。ステップS7での判定は、例えば最適化前(基準関数X0の結果)と比較した運動状態の変化率(向上率)と、予め定めた閾値との比較で容易に行うことができる。
Next, it is determined whether or not the searched optimal solution (motion state) is satisfactory (step S7), and if it is true (Y in step S7), each layer of the
以上の手順にて設計された本実施形態のゴルフボールモデル2の各層の弾性率の分布は、予め設定された基本関数X0に、重み付け係数を変えて連続関数からなる基底関数X1、X2…を順次線形結合することにより得られる複数の関数XSに基づいて設定されるので、弾性率の変化が比較的滑らかなものとなる。従って、製造容易な弾性率の分布を具えかつ運動状態が最適化されたボールを設計しうる利点がある。さらに、設計変数となる基底関数の数を、ゴルフボールモデルの層数よりも少なく設定したときには、設計変数の数が従来に比して大幅に減少する。よって、最適解を探索する時間を短縮でき、ひいては設計効率を大幅に向上させることができる。
The distribution of elastic modulus of each layer of the
なお、各層の弾性率が決定されたゴルフボールは、慣例に従い、各層の配合を調整することによって容易に作ることができるのは言うまでもない。 Needless to say, a golf ball in which the elastic modulus of each layer is determined can be easily made by adjusting the blending of each layer in accordance with the custom.
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されるものではなく、種々変更して実施することができる。例えば、前記ゴルフボールモデル2は、要素が全て弾性体からなる弾性体モデルからなるものを示したが、このようなモデルに限定されるものではない。例えば、要素が剛体のみからなる剛体モデルや、要素が弾塑性要素からなる弾塑性モデル、さらには要素が超弾性体からなる超弾性体モデルでゴルフボールモデル2が設定されても良い。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and can be implemented with various modifications. For example, although the
また、剛体モデルの場合、ゴルフボールモデル2の各要素には、各層で分布が異なる材料の特性としては、質量密度が定義できる。また、弾塑性モデルの場合には、質量密度、せん断弾性形数、降伏応力、降伏後の塑性硬化係数及び体積弾性係数の少なくとも一つの材料の特性を変化させて各層に定義することができる。さらに、超弾性体モデルの場合、
In the case of the rigid body model, the mass density can be defined for each element of the
本発明の効果を確認するために、本発明に従ってゴルフボールの最適設計化が行われた。ゴルフボールモデルは、4257個のソリッド要素で構成されており、図3に示したように11の層を有するものとした。また、各要素の質量密度及びポアソン比は一定とし、各要素の弾性率のみを変化させた。なお、ゴルフボールモデルの中心から各層までの距離は、表1の通りである。 In order to confirm the effect of the present invention, the golf ball was optimally designed according to the present invention. The golf ball model is composed of 4257 solid elements and has 11 layers as shown in FIG. Moreover, the mass density and Poisson's ratio of each element were made constant, and only the elastic modulus of each element was changed. Table 1 shows the distances from the center of the golf ball model to each layer.
基本関数は、図4に示したように、各層とも300MPaの弾性率を有するものとした。また、最適化する運動状態(目的関数)として、バックスピン量、打ち出し角及び打ち出し初速の3つが選ばれた。 As shown in FIG. 4, the basic function is that each layer has an elastic modulus of 300 MPa. In addition, as the motion state (objective function) to be optimized, the back spin amount, launch angle, and launch initial speed were selected.
次に、上記の3つの運動状態を最適化するために、基本関数に種々の基底関数を線形結合して弾性率の分布が異なる複数種類のゴルフボールモデルを作り、これらについて打撃シミュレーションが行われた。基底関数には、直線関数グループの他、周期がともにゴルフボールモデルの長さの1/2以上かつ2倍以下の正弦関数からなる正弦関数グループ及び余弦関数からなる余弦関数グループの少なくとも2つのグループからそれぞれ選ばれた合計10個の関数が用いられた。また、弾性率の最小値は10MPa以上となるように制約条件が与えられた。 Next, in order to optimize the above three motion states, a plurality of types of golf ball models having different elastic modulus distributions are created by linearly combining various basis functions with the basic function, and a hitting simulation is performed on these models. It was. In addition to the linear function group, the basis function includes at least two groups: a sine function group consisting of a sine function whose period is ½ or more and twice or less the length of the golf ball model, and a cosine function group consisting of a cosine function. A total of 10 functions, each selected from: Further, a constraint condition was given so that the minimum value of the elastic modulus was 10 MPa or more.
また、打撃シミュレーションは、Intel Itanium (登録商標)1.6GHzプロセッサを有するコンピュータを使用し、有限要素法を用いたエンジニアリング系の解析アプリケーションソフトウエア(米国リバモア・ソフトウェア・テクノロジー社で開発・改良されたLS−DYNA)で約10時間の計算が行われた。なお、衝突条件は、ドライバーによる打撃を想定し、以下の条件が設定された。
衝突速度:34m/s
衝突角度:13度
ゴルフボールモデルと平板モデルとの間の摩擦係数:0.16
なお、上記各値を変えることで、アイアン、ウエッジ、さらにはパターなどの打撃シミュレーションを行いうるのは言うまでもない。
For the impact simulation, a computer having an Intel Itanium (registered trademark) 1.6 GHz processor is used, and an engineering analysis application software using the finite element method (LS developed and improved by Livermore Software Technology, USA). -DYNA) was calculated for about 10 hours. The following conditions were set for the collision conditions, assuming a driver's hitting.
Collision speed: 34m / s
Collision angle: 13 degrees Friction coefficient between golf ball model and flat plate model: 0.16
Needless to say, by changing each of the above values, a hitting simulation of an iron, a wedge, or a putter can be performed.
次に、打撃シミュレーションの後、運動状態のスカラー化、近似応答関数の生成及び最適解の探索が行われた。これらの処理には、Intel Pentiume4 (登録商標)3.8GHzプロセッサを有するコンピュータが使用され、約5時間で最適解を見つけることができた。また、運動状態のスカラー化関数には、以下の式が採用された。
F=2.0・f1+1.0・f2+1.0・f3
f1:バックスピン量の値を正規化したもの
f2:打ち出し角の値を正規化したもの
f3:打ち出し初速の値を正規化したもの
Next, after the hit simulation, the motion state was scalarized, the approximate response function was generated, and the optimum solution was searched. A computer having an Intel Pentiume 4 (registered trademark) 3.8 GHz processor was used for these processes, and an optimal solution could be found in about 5 hours. In addition, the following formula was adopted as the scalarization function of the motion state.
F = 2.0 · f 1 + 1.0 · f 2 + 1.0 · f 3
f 1 : Normalized value of backspin amount f 2 : Normalized value of launch angle f 3 : Normalized value of launch initial speed
ゴルフボールモデルの3つの運動状態を最適とするゴルフボールモデルの各層の弾性率の分布は、図11に示すようになった。これらの図から明らかなように、本実施例によって得られたゴルフボールモデルの弾性率の分布では、隣り合う要素間で弾性率が大きく変化するいわゆる”弾性率の飛び”が生じておらず、しかもピークがいずれも少なく抑えられているので、製造が比較的容易に行える点で望ましい。また、最適化の前後の打撃シミュレーションによる前記3つの運動状態及びこれらを用いて弾道計算で求めた飛距離は、表2に示す通りである。 The distribution of the elastic modulus of each layer of the golf ball model that optimizes the three motion states of the golf ball model is as shown in FIG. As is clear from these figures, in the distribution of the elastic modulus of the golf ball model obtained by this example, there is no so-called “elasticity jump” in which the elastic modulus changes greatly between adjacent elements, And since all the peaks are suppressed few, it is desirable at the point which can manufacture comparatively easily. Further, Table 3 shows the above-described three motion states based on the impact simulation before and after the optimization, and the flight distance obtained by the ballistic calculation using them.
また、図12には、縦軸に感度、横軸に基底関数をとったグラフを示す。前記感度とは、その基底関数にかかる重み付け係数を変化させたときの各目的関数に与える影響度を数値化したものである。この感度が大きいほど、その目的関数に対する重要度が大きいことを示す。図12からは、本実施形態の打撃シミュレーションでは、定数関数、基本正弦関数及び基本余弦関数の感度が高いことが分かる。 FIG. 12 shows a graph with the vertical axis representing sensitivity and the horizontal axis representing basis functions. The sensitivity is obtained by quantifying the degree of influence on each objective function when the weighting coefficient applied to the basis function is changed. The greater the sensitivity, the greater the importance of the objective function. From FIG. 12, it can be seen that in the impact simulation of this embodiment, the sensitivity of the constant function, the basic sine function, and the basic cosine function is high.
また、比較のために、ゴルフボールモデルの各層の弾性率を基本関数と基底関数とを用いず、設計変数として層毎の弾性率を直接定義した場合の最適化結果を図13に示す。この方法では、設計変数の数は11個になり、最適解を見つけるのに約30時間を要した。また、最適化をもたらすゴルフボールモデルの弾性率の分布は、ピークが多くかつ層間での弾性率の飛びが発生していることが分かる。 For comparison, FIG. 13 shows an optimization result when the elastic modulus of each layer of the golf ball model is directly defined as a design variable without using the basic function and the basis function. In this method, the number of design variables is 11, and it takes about 30 hours to find the optimum solution. It can also be seen that the distribution of elastic modulus of the golf ball model that brings about optimization has many peaks and jumps in elastic modulus between layers.
さらに、図11の弾性率の分布に従ったゴルフボールを試作し、それらを5名のゴルファで打撃して飛距離などが測定された。結果は、それぞれ10球打撃時の平均値であり、最適化前の値を100とする指数で示した。数値が大きいほど良好である。なお、打撃シミュレーションと実打試験との条件違いの整合性ををとるために、使用されたゴルフクラブは、ロフト角12度のウッド型クラブであり、ゴルファにはヘッドスピードが約40m/s程度の者が選ばれた。
テストの結果を表3に示す。
Further, golf balls according to the elastic modulus distribution shown in FIG. 11 were made as prototypes, and they were hit with five golfers to measure the flight distance. The results are average values at the time of hitting 10 balls, respectively, and are shown as an index with the value before optimization being 100. The larger the value, the better. Note that the golf club used was a wood-type club with a loft angle of 12 degrees in order to ensure consistency in conditions between the hit simulation and the actual hit test, and the head speed is about 40 m / s for golfers. Was chosen.
Table 3 shows the test results.
テストの結果、最適化されたゴルフボールは、最適前に比べて飛距離の増大、バックスピン量の低減など良好な結果が確認できた。 As a result of the test, it was confirmed that the optimized golf ball showed favorable results such as an increase in flight distance and a reduction in the backspin amount as compared with before optimization.
2 ゴルフボールモデル
e 要素
X0 基本関数
X1,X2… 基底関数
A 直線関数グループ
B 正弦関数グループ
C 余弦関数グループ
2 golf ball model e element X 0 basic function X 1 , X 2 ... basis function A linear function group B sine function group C cosine function group
Claims (5)
数値解析が可能かつゴルフクラブで打ち出されたときのゴルフボールの運動状態に影響を及ぼすゴルフボールの前記材料の特性が定義された複数個の要素を用いてゴルフボールをモデル化し、前記層において最内層から最外層に至る前記材料の特性の分布が異なる複数種類のゴルフボールモデルを設定するモデル設定ステップと、
予め設定された条件に基づいて、個々のゴルフボールモデルの運動状態を計算するシミュレーションステップと、
前記複数種類のゴルフボールモデルから前記運動状態が最適なものを探索する探索ステップとを含むとともに、
前記モデル設定ステップは、下記式(1)のように、予め設定された前記材料の特性の分布を表す基本関数X 0 に、重み付け係数を変えて連続関数からなる1以上の基底関数を線形結合することにより得られる複数の関数X S に基づいて、前記複数種類のゴルフボールモデルが設定されることを特徴とするゴルフボールの設計方法。
X S =X 0 +a 1 ・X 1 +a 2 ・X 2 +…+a n ・X n …(1)
(ここで、X0は基本関数、a1、a2、…anは重み付け係数、X1、X2、…Xnは連続関数からなる基底関数であり、基本関数及び基底関数は、いずれも前記層の番号を説明変数とする。) A method for designing a golf ball having a multilayer structure in which a plurality of layers of different materials are concentrically arranged,
The golf ball is modeled using a plurality of elements that define the characteristics of the material of the golf ball that can be numerically analyzed and that affect the motion state of the golf ball when it is launched by a golf club. A model setting step for setting a plurality of types of golf ball models having different distributions of properties of the material from the inner layer to the outermost layer;
A simulation step for calculating the motion state of each golf ball model based on preset conditions;
A search step for searching for an optimal motion state from the plurality of types of golf ball models,
In the model setting step, as shown in the following formula (1), one or more basis functions composed of continuous functions are linearly combined with a basic function X 0 representing the distribution of the characteristic of the material set in advance by changing the weighting coefficient. the golf ball design method based on the plurality of functions X S obtained, wherein the plurality of types of the golf ball model is set by.
X S = X 0 + a 1 · X 1 + a 2 · X 2 + ... + a n · X n ... (1)
(Where X 0 is a basic function, a 1 , a 2 ,... An are weighting coefficients, X 1 , X 2 ,... X n are basis functions made up of continuous functions. Also, the layer number is an explanatory variable.)
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