JP5914032B2 - Resin long material design system - Google Patents
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Description
本発明は、物理的要素による数値化された感性的評価を用いて、樹脂製の管状若しくは板状の長尺部材を設計する設計システムに関する。 The present invention relates to a design system for designing a tubular member or a plate-like long member made of resin by using a numerical sensibility evaluation by a physical element.
近年では、釣竿やゴルフシャフト等の管状若しくは板状の長尺部材は、カーボン等の強化繊維を含む樹脂材料を用いて作製されている。従って、長さや外径だけではなく、種々の特徴を持つ長尺部材を設計することができる。設計においては、例えば、樹脂材料内にカーボン強化繊維の占める割合及び、カーボン強化繊維の巻方向等々を適宜、組み合わせて、曲げ剛性やねじれ剛性等の固有の特性を決定している。例えば、釣竿においては、竿の曲がり具合である掛けカーブや竿の剛性、竿先に発生した魚の引きによる振動の伝達等、種々の要素が含まれている。 In recent years, tubular or plate-like long members such as fishing rods and golf shafts have been produced using resin materials containing reinforcing fibers such as carbon. Therefore, not only the length and the outer diameter, but also a long member having various characteristics can be designed. In the design, for example, the ratio of the carbon reinforcing fiber in the resin material, the winding direction of the carbon reinforcing fiber, and the like are appropriately combined to determine specific characteristics such as bending rigidity and torsional rigidity. For example, a fishing rod includes various elements such as a hanging curve, which is the degree of bending of the rod, rigidity of the rod, and transmission of vibration caused by a fish pull generated at the tip of the rod.
通常、新たな特徴を有する樹脂長尺部材を作製する場合には、これまでの作製資料や経験に基づいて仕様を決める。例えば、所望の曲げ剛性等が得られる樹脂材料や構造を取り入れた設計を行い試作品を作製する。この試作品は、専門の検査員が実際に使用して感覚的な評価結果を得て、この評価結果から試行錯誤しながら調整を行い、最終的な製品の仕様を決定している。 Usually, when producing a long resin member having new characteristics, specifications are determined based on past production materials and experiences. For example, a prototype is produced by designing a resin material or structure that can obtain a desired bending rigidity. This prototype is actually used by a professional inspector to obtain a sensory evaluation result, and the final product specification is determined by adjusting the evaluation result through trial and error.
従来から長尺部材例えば、釣竿の設計では、これまでの作製経験より積み重ねた過去の評価結果を利用することで、ある程度の特性を想定することが可能である。例えば、竿先に負荷が掛かった際の竿の曲がり具合、即ち、掛けカーブに対しては、カーボン強化繊維の方向、樹脂量及び、肉厚等の既知な数値を組み合わせた設計を行い、剛性や掛けカーブ等を想定している。また、その設計により作製した試作品に対して、竿先に錘を吊すことで、目視による確認も可能である。 Conventionally, in designing a long member, for example, a fishing rod, it is possible to assume a certain level of characteristics by using past evaluation results accumulated from past manufacturing experience. For example, when the load is applied to the tip of the heel, it is designed to combine the known values such as the direction of the carbon reinforcing fiber, the amount of resin, and the wall thickness for the bending curve, that is, the rigidity. This assumes a hanging curve. Moreover, visual confirmation is also possible by suspending a weight from the tip of the prototype produced by the design.
しかしながら、錘を吊す等の製造現場で得られる性能測定は、実釣における魚が掛かった時に得られる結果とは必ずしも一致しないため、専門の検査員の実釣による感性的評価を得て、設計変更を行っている。つまり、試作された複数の釣竿において、同じ重さの錘を竿先に吊して、見た目に略同じ形状の掛けカーブであったとしても、検査員による感性的評価結果、例えば操作性について、一方は良好であるが、他方は不十分であると判定が分かれる場合もあった。これは、現状の設計技術では、釣竿の操作性やタメ等の感性的評価が数値化されていないため、これらの仕様が設計段階では、設定されがたいと考えられる。 However, performance measurements obtained at the manufacturing site, such as hanging weights, do not always match the results obtained when fish are caught in actual fishing. Changes have been made. In other words, in a plurality of prototype fishing rods, even if the weights of the same weight are hung on the tip of the fishing rod, even if it is a hanging curve of substantially the same shape to the appearance, the result of the sensibility evaluation by the inspector, for example, operability, In some cases, it was judged that one was good but the other was insufficient. This is because it is difficult to set these specifications at the design stage, because the current design technology does not quantify the sensibility evaluation of fishing rod operability and turrets.
このため、得られた感性的評価において、良・不良が評価されたにもかかわらず、既存の設計技術で使用している剛性や掛けカーブの設定では差がでていない場合には、試作と実釣による確認の繰り返しによる場渡り的な設計変更となり、試作品を数多く作製する手間及び試作コストが増えて、製品の仕上がりまでに期間を要している。 For this reason, if there is no difference in the stiffness and multiplication curve used in the existing design technology, despite the good / bad evaluation in the obtained Kansei evaluation, This is a cross-border design change due to repeated confirmation by actual fishing, which increases the time and cost of making a large number of prototypes, and it takes time to finish the product.
そこで本発明は、樹脂材料により形成される管状又は板状の長尺部材に関わる感性的評価を数値化された物理的要素として捕らえ、その物理的要素から所望する仕様の管状又は板状の長尺部材を設計する樹脂長尺部材の設計システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention captures the sensibility evaluation related to a tubular or plate-like long member formed of a resin material as a quantified physical element, and the tubular or plate-like length of a desired specification from the physical element. It aims at providing the design system of the resin long member which designs a long member.
上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態の樹脂長尺部材の設計システムは、樹脂長尺部材である釣竿の設計の仕様に基づき、釣竿の長さ、外径、釣竿に取り付けて使用する部品、樹脂材料の固有値、繊維方向、肉厚、積層構造及び、樹脂材料の弾性率をパラメータを含む設定項目に関する固有の物理的要素の数値を入力して設定する設定部と、設定された前記物理的要素に基づき、形成される前記釣竿に掛けカーブを与えた際に、前記釣竿の竿先端から竿尻までに平滑的にエネルギー変化が伝達されるように、前記釣竿に作用するモーメントと曲げ剛性により数値化された物理的要素である、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布からなるエネルギー特性のシミュレーション値を演算する演算部と、前記演算部により生成された前記ひずみエネルギー分布と、予め定めた判定基準となるひずみエネルギー分布とを比較して良否を判断する判断部と、前記判断部で良好と判断された前記物理的要素と、寸法、重量、材質及び内部構造の設定事項とを設計項目に含み、長尺樹脂部材の製作条件設定を行う設計部と、を具備する。 In order to achieve the above object, the resin long member design system of the embodiment according to the present invention is used by attaching to the fishing rod length, outer diameter, and fishing rod based on the design specification of the fishing rod which is a resin long member. parts of, the resin material eigenvalues, fiber orientation, thickness, laminated structure and a setting unit that sets a modulus of elasticity of the resin material by entering a number of inherent physical factors related to setting items including parameters, are set A moment acting on the fishing rod so that, when a curve is given to the formed fishing rod based on the physical element, a change in energy is smoothly transmitted from the tip of the rod to the bottom of the rod. bending is a physical element that is quantified by stiffness, a calculator for calculating a simulation value of the energy characteristics consisting of strain energy and the strain energy distribution, generation of by the arithmetic unit The energy distribution strain, a judging section for judging the acceptability by comparing the strain and energy distribution becomes a predetermined criterion, and the physical components that are determined to be good by the determination unit has, size, weight, material And a design section for setting production conditions for the long resin member.
本発明によれば、樹脂材料により形成される管状又は板状の長尺部材に関わる感性的評価を数値化された物理的要素として捕らえ、その物理的要素から所望する仕様の管状又は板状の長尺部材を設計する樹脂長尺管状部材の設計システムを提供することができる。 According to the present invention, kansei evaluation related to a tubular or plate-like long member formed of a resin material is captured as a physical element that has been digitized, and the desired specification of the tubular or plate-like shape is obtained from the physical element. A design system for a resin long tubular member for designing a long member can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
本発明の実施形態に係る樹脂管状部材の設計システムの概念について説明する。以下の説明においては、樹脂材料による管状又は板状の長尺部材として釣竿を一例とした釣竿設計システムについて詳細に説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The concept of the resin tubular member design system according to the embodiment of the present invention will be described. In the following description, a fishing rod design system using a fishing rod as an example of a tubular or plate-like long member made of a resin material will be described in detail.
一般的には、樹脂を含浸した繊維強化樹脂材料からなる釣竿は、所望する長さ、外径等を定めて、重量及び、剛性(曲げ剛性、ねじり剛性)等の物理量及びその分布(以下、これらを物理的要素又は、物理量と称する)を、仕様に従った材料を選択すれば、作製することができる。本実施形態でいう感性的評価とは、釣り人が実釣した際に釣竿の動作に生じて、感覚的に判断する操作性(タメ操作、引き操作及び、抜きあげ操作等)を主とする。ここで、タメとは、釣竿に大きな負荷(魚)が掛かり湾曲した際に、釣竿の操作(竿の上げ下げ及び竿先の引き寄せ)を主導的に行える竿全体に及ぶ剛性バランスを示唆する。尚、負荷に対して、釣竿の主導的な操作ができない状態を竿がのされると称している。 Generally, a fishing rod made of a fiber-reinforced resin material impregnated with a resin defines a desired length, outer diameter, etc., and physical quantities such as weight and rigidity (bending rigidity, torsional rigidity) and distribution thereof (hereinafter, These are referred to as physical elements or physical quantities) and can be produced by selecting materials in accordance with specifications. The sensibility evaluation referred to in the present embodiment is mainly operability (tame operation, pulling operation, extraction operation, etc.) that occurs in the operation of the fishing rod when the angler actually fishes and makes a sensuous judgment. . Here, the term “tame” indicates a rigidity balance over the entire rod that can lead the fishing rod operation (raising and lowering the rod and pulling the rod tip) when a large load (fish) is applied to the rod and curves. Note that a state in which the fishing rod cannot be led to the load is referred to as a rod being loaded.
釣竿設計システムは、釣竿の設計及び試作にあたり、所望する仕様(竿の寸法(長さ及び外径)、調子、曲がり具合、感度等)になるように、釣竿に関わる物理的要素を選択して設定する。 The fishing rod design system selects the physical elements related to the fishing rod so that it meets the specifications (desired dimensions (length and outer diameter), tone, bending condition, sensitivity, etc.) in designing and prototyping the fishing rod. Set.
釣竿に関わる物理的要素について説明する。
これらの設定される公知な物理的要素として、具体的には、主として以下の要素がある。
[長さ]釣竿の長さである。対象魚及び、使用するフィールド等により適宜、設定される。例えば、対象魚が河川における鮎釣であれば、8〜10m程度の長さとなり、釣船上におけるキス釣であれば、2m前後の長さとなる。
[外径]竿の外径は、材料の強度、即ち樹脂を含浸した繊維強化樹脂材料の選択によって大半が決定され、竿の長さと同様に、対象魚又は仕掛けにより掛かる負荷に応じて、外径が設定される。管状構造(中空形状)である場合には、厚さ及び内径も含む。尚、撮影された画像における画素数から竿の外径を類推することができる。
The physical elements related to fishing rods are explained.
Specific examples of these known physical elements to be set include the following elements.
[Length] The length of the fishing rod. It is set as appropriate depending on the target fish and the field to be used. For example, if the target fish is carp fishing in a river, the length is about 8 to 10 m, and if the target fish is kiss fishing on a fishing boat, the length is about 2 m.
[Outer diameter] The outer diameter of the kite is largely determined by the strength of the material, that is, the selection of the fiber-reinforced resin material impregnated with the resin. The diameter is set. In the case of a tubular structure (hollow shape), the thickness and the inner diameter are also included. The outer diameter of the ridge can be inferred from the number of pixels in the photographed image.
[重量]主として、繊維強化樹脂材料の使用量による重さである。リールを使用する釣竿の場合には、リールシートや釣糸ガイドを含む。
[継ぎ数]携帯するために分離構造が採用され、分離した際の短い竿の本数(ピース又は番竿)である。継ぎの無い釣竿については、延べ竿又は1ピース竿と称されている。尚、並継ぎも振り出しも同じ継ぎ数に扱われる。但し、複数の異なる継ぎ構造があり、強度的には異なっている。
[Weight] The weight is mainly based on the amount of the fiber reinforced resin material used. In the case of a fishing rod using a reel, a reel seat and a fishing line guide are included.
[Number of joints] Separation structure is adopted for carrying, and the number of short ridges (pieces or numbers) when separated. A fishing rod without a joint is called a total rod or a one-piece rod. In addition, both the parallel splicing and the swing are handled with the same splicing number. However, there are a plurality of different joint structures, which differ in strength.
[曲率]曲率とは、曲線(曲面)上の各点における、その曲線(曲面)の曲がりの程度を示す値であり、曲率半径ρの逆数で示される。曲率が大きいほど湾曲は大きくなる。また、画像を利用した曲率の算出も可能である。例えば、撮像素子の画素位置を位置情報として、曲がった釣竿の曲線上に設定した複数の注目位置における曲率を算出する。又は、釣竿に負荷を掛けて撮影した連続画像に対して、注目位置の画素とその周辺画素による注目パターン領域を釣竿上に設定する。公知な画像相関法を利用して、画像間の注目パターン領域を見出して、これらの差からひずみを検出し、このひずみを利用して曲率を算出する。尚、曲率は、1/ρで示され、1/ρ=M/EIである。尚、M:モーメント、EI:物体の剛性である。 [Curvature] The curvature is a value indicating the degree of curvature of the curve (curved surface) at each point on the curve (curved surface), and is represented by the reciprocal of the radius of curvature ρ. The greater the curvature, the greater the curvature. It is also possible to calculate curvature using an image. For example, the curvature at a plurality of positions of interest set on a curved fishing rod curve is calculated using the pixel position of the image sensor as position information. Alternatively, for a continuous image taken with a load applied to the fishing rod, the attention pattern region of the pixel of interest and its surrounding pixels is set on the fishing rod. Using a known image correlation method, a target pattern region between images is found, a distortion is detected from these differences, and a curvature is calculated using the distortion. The curvature is indicated by 1 / ρ, and 1 / ρ = M / EI. M: moment, EI: rigidity of the object.
[掛けカーブ]釣竿の竿先に負荷が掛かった時の曲がり形状である。また、ガイドの有無により、曲がり形状が異なる。
[樹脂材料]公知な樹脂材料であり、繊維や樹脂の有無や材質の設計仕様に基づき、適宜選択される。
[Hanging curve] It is a bent shape when a load is applied to the tip of the fishing rod. Further, the bending shape varies depending on the presence or absence of a guide.
[Resin Material] A known resin material, which is appropriately selected based on the presence / absence of fibers and resin and the design specifications of the material.
[繊維方向]繊維強化樹脂材料における複数のカーボン等の強化繊維の配列方向(繊維方向)である。ここでは、竿の長手方向を縦方向(0度)とし、これと直交する方向を横方向(90度)としている。この繊維方向の角度により、剛性が変化する。 [Fiber direction] An arrangement direction (fiber direction) of a plurality of reinforcing fibers such as carbon in the fiber reinforced resin material. Here, the longitudinal direction of the ridge is defined as the vertical direction (0 degree), and the direction orthogonal thereto is defined as the horizontal direction (90 degrees). The rigidity changes depending on the angle in the fiber direction.
[積層構造]樹脂を含浸した繊維強化樹脂材料の層である。シート状の樹脂材料層を複数重ね合わせて、円柱又は円筒形状で先細るように形成される。この釣竿は、内部に空間がある円筒状の管状構造と、内部の空間がない中実構造がある。異なる弾性の強化繊維の繊維強化樹脂材料の積層順で剛性が異なってくる。尚、シート部材の繊維方向、及び積層枚数を含めた積層構造を内部構造とする。 [Laminated structure] A layer of fiber reinforced resin material impregnated with resin. A plurality of sheet-like resin material layers are overlapped and formed to taper in a columnar or cylindrical shape. This fishing rod has a cylindrical tubular structure with an internal space and a solid structure without an internal space. The rigidity varies depending on the stacking order of the fiber reinforced resin materials having different elastic reinforcing fibers. In addition, let the lamination structure including the fiber direction of a sheet | seat member and the number of lamination | stacking be an internal structure.
[樹脂量]釣竿を形成する繊維強化樹脂材料における強化繊維(カーボンやガラス等)間の接着剤として機能する樹脂(レジン)の量である。所定の断面積におけるレンジ量を減らしてカーボン繊維の密度(単位体積あたりの繊維数)を高めることにより、軽量化できる。通常は、繊維強化樹脂材料は、薄いシート部材として形成されている。尚、シート部材の樹脂量を含めた樹脂材料を樹脂の材質とする。 [Resin Amount] The amount of resin (resin) that functions as an adhesive between reinforcing fibers (carbon, glass, etc.) in the fiber reinforced resin material forming the fishing rod. By reducing the range amount in a predetermined cross-sectional area and increasing the density of carbon fibers (the number of fibers per unit volume), the weight can be reduced. Usually, the fiber reinforced resin material is formed as a thin sheet member. The resin material including the resin amount of the sheet member is a resin material.
[剛性(弾性率)]釣竿における曲げやねじれ等に対して変形しにくさである。このうち、曲げ剛性は、釣竿に負荷が掛かった際の曲がり具合、即ち、掛けカーブに大きく影響を与えている。ねじり剛性は、繊維方向によって異なり、竿の長手方向(0度)及び横方向(90度)が最も弱く、斜め方向45°が最も大きい。ねじり剛性が弱い場合、例えば、釣竿に設けた複数のガイドに竿の長手方向(軸方向)に対して斜め(回転方向)に負荷が掛かると、上向きの外ガイドが横方向に傾き、竿の操作性が悪くなる。例えば、ルアーをキャストする仕様の釣竿であれば、キャスト方向及び着水位置の正確さに影響する。 [Rigidity (elastic modulus)] It is difficult to be deformed by bending or twisting in a fishing rod. Among these, the bending rigidity greatly affects the bending state when a load is applied to the fishing rod, that is, the hanging curve. The torsional rigidity varies depending on the fiber direction, and is weakest in the longitudinal direction (0 degree) and lateral direction (90 degrees) of the ridge, and is largest in the oblique direction 45 °. When the torsional rigidity is weak, for example, when a load is applied to a plurality of guides provided on a fishing rod obliquely (rotational direction) with respect to the longitudinal direction (axial direction) of the rod, the upward outer guide tilts laterally, Operability deteriorates. For example, a fishing rod having a specification for casting a lure affects the accuracy of the casting direction and the landing position.
これらは、既知な主たる釣竿設計の際に設定するパラメータである。これらの物理的要素は、互いに影響し合う関係を持ち、1つの物理的要素を変えると、他の物理的要素にも影響を及ぼしている。従って、1つの物理的要素の向上を図る設計を行うと、他の物理的要素に悪影響がでる場合もあるので、複数の物理的要素間で調和をとる必要がある。 These are parameters that are set when designing a known main fishing rod. These physical elements have a mutual influence relationship, and if one physical element is changed, the other physical elements are also affected. Accordingly, when a design for improving one physical element is performed, other physical elements may be adversely affected, and therefore, it is necessary to achieve a harmony among a plurality of physical elements.
本発明の実施形態では、モーメント及び剛性による物理的要素の1つとして、釣竿に働くエネルギーに着目する。通常、図3に示すように、釣竿の先に外力(例えば、釣魚による負荷)が働いた場合には、竿全体に及ぶ曲がりが発生する。具体的には、竿尻を支点として、釣り人の手による竿の把持箇所を支持位置として、角度θ1を保持した場合、角度θ2の方向に働く負荷荷重が作用し、掛けカーブが生じる。 In the embodiment of the present invention, attention is paid to energy acting on a fishing rod as one of physical elements based on moment and rigidity. Usually, as shown in FIG. 3, when an external force (for example, a load by a fishing fish) is applied to the tip of a fishing rod, bending occurs over the entire rod. Specifically, when the angle θ1 is held with the heel as the fulcrum and the angler 1 gripped by the angler's hand as the support position, a load load acting in the direction of the angle θ2 acts and a multiplying curve is generated.
釣竿の竿先に負荷が加わった場合、竿先から竿尻に掛けて変形したことにより、元の形状に戻ろうとするエネルギーが釣竿全体に亘り生じ、負荷が解除されるまで、蓄えられている。このエネルギーを感性的評価を行うための数値化された物理的要素として、[ひずみエネルギー]と称する。 When a load is applied to the tip of the fishing rod, it is deformed by hanging from the tip of the rod to the bottom of the rod, so that energy to return to the original shape is generated throughout the fishing rod and stored until the load is released. . This energy is referred to as [strain energy] as a quantified physical element for performing kansei evaluation.
[ひずみエネルギー]について説明する。
通常、ひずみは、加えられる力に対して、同じ形状であれば、硬質材料による構成部位はひずみが小さく、軟質材料による構成部位は、ひずみが大きくなる。前述したように、ひずみが生じると元の形状に戻ろうとする力が生じる。釣竿においては、曲がった竿が元のまっすぐな状態に戻ろうとするエネルギーであり、設計の重要な物理的要素である。
[Strain energy] will be described.
Usually, if the strain has the same shape with respect to the applied force, the constituent portion made of the hard material has a small strain, and the constituent portion made of the soft material has a large strain. As described above, when strain occurs, a force is generated to return to the original shape. In a fishing rod, the bent rod is the energy that tries to return to its original straight state and is an important physical element of the design.
以下に説明する実施形態では、釣竿上の任意に定めた複数の特定な位置(以下、特定位置と称する)における複数のひずみエネルギーを算出し、後述する良否判定を行う比較のための固有な数値又は、エネルギー分布として利用する。
ひずみエネルギーは、作用するモーメントと剛性(曲げ剛性)により求めることができ、以下の公知な式(1)で与えられる。
The strain energy can be obtained from the acting moment and stiffness (bending stiffness), and is given by the following well-known formula (1).
但し、M=EI/ρであり、M:モーメント、EI:物体の剛性、1/ρ:曲率とする。 However, M = EI / ρ, where M is moment, EI is object rigidity, and 1 / ρ is curvature.
釣竿にひずみエネルギーを適用する場合、竿先から竿尻までに定めた複数の特定位置におけるそれぞれのひずみエネルギーを算出する。算出された結果は、数値表として管理するだけではなく、後述するように、グラフ化して分布特性として判定に用いる。ひずみエネルギーは、上述した演算式を利用したシミュレーションにより算出することができる。且つ、実際の釣竿の特定位置に既知なひずみセンサーを配置して、実測を行い、シミュレーションによる算出結果を確認することも可能である。 When applying strain energy to a fishing rod, the strain energy at a plurality of specific positions determined from the tip of the rod to the bottom of the rod is calculated. The calculated result is not only managed as a numerical table, but is also graphed and used as a distribution characteristic for determination, as will be described later. The strain energy can be calculated by simulation using the above-described arithmetic expression. It is also possible to place a known strain sensor at a specific position of the actual fishing rod, perform an actual measurement, and check the calculation result by simulation.
次に、釣竿の設計シミュレーションについて、具体的な掛けカーブを一例として説明する。
図7は、従来の設計技術による釣竿の曲げ剛性の特性を示している。図8は、従来の設計技術による釣竿の掛けカーブを示している。図7は、竿の各位置における竿の径、繊維強化樹脂材料の弾性率を用いて算出した曲げ剛性を示している。この例では、鮎等を釣るための継ぎ目を有する長尺な釣竿(鮎竿)を例として説明する。
Next, a fishing rod design simulation will be described using a specific curve as an example.
FIG. 7 shows the characteristics of the bending rigidity of a fishing rod according to a conventional design technique. FIG. 8 shows a fishing rod hanging curve according to a conventional design technique. FIG. 7 shows the bending rigidity calculated using the diameter of the ridge at each position of the ridge and the elastic modulus of the fiber-reinforced resin material. In this example, a long fishing rod having a seam for fishing a rod or the like will be described as an example.
図8は、例えば、対象魚、竿の長さ・径、調子、錘負荷が同じ2つの釣竿S1,S2の竿先に同じ負荷[g]をそれぞれに掛けた時の釣竿S1,S2の掛けカーブを示している。尚、図7に示す曲げ剛性の特性曲線上の複数の段は、釣竿の継ぎ目部分に、より剛性を持たせているために生じる急峻な変化を示している。これに対して、1ピースロッド等の継ぎ目の無い釣竿においては、リニアな変化となる。 FIG. 8 shows, for example, multiplication of fishing rods S1 and S2 when the same load [g] is applied to the rod tips of two fishing rods S1 and S2 having the same length, diameter, tone and weight load of the target fish. The curve is shown. Note that a plurality of steps on the characteristic curve of the bending stiffness shown in FIG. 7 shows steep changes that occur because the seam portion of the fishing rod is made more rigid. In contrast, in a seamless fishing rod such as a one-piece rod, the change is linear.
これらの曲げ剛性及び掛けカーブは、特性が異なっていれば、ずれた2本の特性曲線となるが、ここでは略一致して重なった曲がり具合となっている。つまり、見かけ上は、同じ特性を有している。従って、この評価結果から同じ特性の釣竿として判定される。 If the characteristics are different, the bending rigidity and the multiplying curve become two characteristic curves that are shifted, but here, they are substantially coincident and overlapped. In other words, it has the same characteristics in appearance. Therefore, it is determined from this evaluation result that the fishing rod has the same characteristics.
しかし、実釣を行ったところ、専門の検査員による感性的評価では、一方は、釣竿の竿先から竿尻に移動しながら掛かる負荷の全体的なバランスが悪いとの評価結果であった。この点については、これまでのシミュレーションでは、数値として得ることができない。 However, when actual fishing was performed, in the sensuous evaluation by a specialized inspector, one of the evaluation results showed that the overall balance of the load applied while moving from the tip of the fishing rod to the bottom of the rod was poor. This point cannot be obtained as a numerical value in previous simulations.
そこで、本発明では、外力が加わった時に、釣竿に働くひずみエネルギーに着目して、シミュレーションを行う。
図4は、実釣下における竿先に軽い負荷(例えば、仕掛け及びおとり鮎による負荷)が掛かった状態の釣竿S1,S2に蓄えられるシミュレーションで得たひずみエネルギーの分布(エネルギー特性)を示す図である。尚、この図は、竿先から竿尻側の所定範囲の分布を示すものである。また、軽い負荷とは、釣竿のおもり負荷許容範囲内で軽い側の負荷をいうものであり、例えば、仕掛けを水中(又は、海中)に沈めた状態を示唆する。また以下の説明において、中程度の負荷とは、おもり負荷許容範囲内の中程の負荷をいうものであり、例えば、魚が掛かった際に掛かる負荷を示唆する。同様に、大きい負荷とは、おもり負荷許容範囲内の重い側の負荷をいうものであり、例えば、魚が掛かった際の引き寄せ時(又は、釣り糸の巻き上げ時)又は、抜きあげ時に掛かる負荷を示唆する。
Therefore, in the present invention, the simulation is performed by paying attention to the strain energy acting on the fishing rod when an external force is applied.
FIG. 4 is a diagram showing a strain energy distribution (energy characteristic) obtained by simulation stored in the fishing rods S1 and S2 in a state where a light load (for example, a load due to a device and a decoy rod) is applied to the rod tip under actual fishing. It is. This figure shows the distribution of a predetermined range from the heel tip to the buttock side. The light load means a load on the light side within the weight load allowable range of the fishing rod, and suggests, for example, a state where the device is submerged in water (or in the sea). Moreover, in the following description, the medium load means a medium load within the weight load allowable range, and suggests, for example, a load applied when a fish is applied. Similarly, a large load means a load on a heavy side within a weight load allowable range. For example, a load applied when a fish is caught (or when a fishing line is wound) or a load applied when a fish is pulled out. Suggest.
図3に示したように、釣竿の竿先が持ち上げられて、傾きが任意の角度(例えば、45°)を維持することを想定して、前述した式(1)で釣竿上の複数の特定位置でそれぞれにひずみエネルギーを算出して、釣竿の各特定位置にプロットする。但し、各プロットが線形状に並ばない場合には、近似した曲線にて記載している。尚、ここでは、検査員による感性的評価結果として、釣竿S1は、操作性が良好であるが、釣竿S2は不良と判定されている。 As shown in FIG. 3, it is assumed that the tip of the fishing rod is lifted and the inclination is maintained at an arbitrary angle (for example, 45 °). Strain energy is calculated for each position and plotted at each specific position on the fishing rod. However, when the plots do not line up in a linear shape, they are described as approximate curves. Here, as a result of the sensibility evaluation by the inspector, the fishing rod S1 has good operability, but the fishing rod S2 is determined to be defective.
これらの釣竿S1,S2のシミュレーションで得たひずみエネルギー特性を比較すると、共に竿先側から、例えば、竿長の1割弱の距離を竿尻側に移動した特定位置mにひずみエネルギーの最も高いピークが設定される。ひずみエネルギー特性の変化は、釣竿S1においては、そのピークの特定位置mから竿尻に向かい、スムーズで線形的なU字形状を成している。釣竿S2においては、釣竿S1と同じ特定位置mにピークが設定され、そのピーク値は、釣竿S1よりも高い値である。そのピークの特定位置mから竿尻に向かい、複数の段を有したU字形状を成している。 Comparing the strain energy characteristics obtained by the simulation of these fishing rods S1 and S2, the strain energy is the highest at a specific position m that is moved from the tip side to the bottom side, for example, a distance of less than 10% of the rod length. A peak is set. The change in the strain energy characteristic of the fishing rod S1 forms a smooth and linear U shape from the peak specific position m to the bottom of the rod. In the fishing rod S2, a peak is set at the same specific position m as the fishing rod S1, and the peak value is higher than that of the fishing rod S1. A U-shape having a plurality of steps is formed from a specific position m of the peak toward the buttock.
前述したように、釣竿S1を良好、釣竿S2を不良と判定されていた場合、釣竿S2のひずみエネルギー特性の変化は、釣竿S1に比べて、竿先からの振れ幅が大きく急峻な変化であり、且つ凹凸の段を有し、平滑的な推移ではない特性曲線となっている。つまり、釣竿全体から見ると、ひずみエネルギーがある特定位置に集中し、且つ平滑的にエネルギー変化が竿尻まで伝達されないため、竿先に生じている小さな変化が、釣り人へ感性的には伝えられていないものと判定できる。即ち、釣竿S2は、おとりからの引きの変化(魚信)が上手く伝えられていないため、おとり操作が実行しづらいという感性的評価を与えている。 As described above, when the fishing rod S1 is determined to be good and the fishing rod S2 is determined to be defective, the change in the strain energy characteristics of the fishing rod S2 is a sharp change with a large swing width from the tip of the fishing rod S1. In addition, the characteristic curve has uneven steps and is not a smooth transition. In other words, when viewed from the whole fishing rod, the strain energy is concentrated at a specific position and the energy change is not smoothly transmitted to the buttock, so small changes occurring at the tip of the rod are sent sensibly to the angler. It can be determined that it is not. That is, the fishing rod S2 gives a sensibility evaluation that the decoy operation is difficult to execute because the change of the pull from the decoy (fish trust) is not well transmitted.
また、図5は、実釣下における竿先に中程度の負荷(例えば、魚が掛かったときの負荷)が掛かった時に、前述した釣竿S1,S2に蓄えられるシミュレーションで得たひずみエネルギーの分布(エネルギー特性)を示す図である。 FIG. 5 shows the distribution of strain energy obtained by the simulation stored in the fishing rods S1 and S2 when a medium load is applied to the rod tip under actual fishing (for example, a load when a fish is caught). It is a figure which shows (energy characteristic).
これらの釣竿S1,S2のエネルギー特性を比較すると、共に図4に示したと同じ特定位置mにひずみエネルギーの最も高いピークが設定される。ひずみエネルギー特性の変化は、釣竿S1では、そのピークの特定位置mから竿尻側に向かい、スムーズで線形的に減少している。釣竿S2においては、釣竿S1と同じ特定位置mで釣竿S1よりも高いピーク値が設定される。そのピークの特定位置mから竿尻側に向かい、釣竿S1のエネルギー特性と差が減少するようにスムーズに減少している。 Comparing the energy characteristics of these fishing rods S1 and S2, the highest peak of strain energy is set at the same specific position m as shown in FIG. The change in the strain energy characteristic is smoothly and linearly decreased in the fishing rod S1 from the specific position m of the peak toward the buttock side. In the fishing rod S2, a peak value higher than that of the fishing rod S1 is set at the same specific position m as the fishing rod S1. From the specific position m of the peak toward the bottom of the rod, it smoothly decreases so that the difference from the energy characteristics of the fishing rod S1 decreases.
釣竿S2のひずみエネルギー特性の変化は、釣竿全体から見ると、釣竿S1に比べて、ひずみエネルギーがある特定位置mに大きく集中し、竿先からの振れ幅が大きく急峻な変化である。つまり、竿先に生じた魚が掛かった時の魚信(負荷変動)をある特定位置で溜めてしまい、魚信の大きさの減少と共に、溜めていた時間分の伝達ロスが発生し、竿先から竿尻側までのエネルギー変化の伝達が遅延する。よって、釣り人は、魚が掛かったという魚信の伝達遅れが、感性的評価として満足できない結果となっている。 The change in the strain energy characteristics of the fishing rod S2 is a sharp change in which the strain energy is greatly concentrated at a certain position m and the deflection width from the tip of the fishing rod is larger than that of the fishing rod S1. In other words, the fish faith (load fluctuation) when the fish produced at the tip of the hook is accumulated at a specific position, and with the decrease in the size of the fish faith, a transmission loss for the accumulated time occurs. Transmission of energy change from the tip to the buttock side is delayed. Therefore, the fisherman is not satisfied with the sensibility evaluation of the fish transmission delay that the fish was caught.
また、図6は、実釣下における竿先に大きい負荷(例えば、掛かった魚を引き寄せる時又は、抜きあげ時の負荷)が掛かった時に、前述した釣竿S1,S2に蓄えられるシミュレーションで得たひずみエネルギーの分布(エネルギー特性)を示す図である。
これらの釣竿S1,S2のエネルギー特性を比較すると、共に竿先側から竿長の1/4程度の距離を竿尻側に移動した特定位置にひずみエネルギーの最も高いピークが設定される。
Further, FIG. 6 was obtained by a simulation stored in the above-described fishing rods S1 and S2 when a large load (for example, a load at the time of pulling a fish caught or a load at the time of withdrawal) was applied to the rod tip under actual fishing. It is a figure which shows distribution (energy characteristic) of strain energy.
Comparing the energy characteristics of these fishing rods S1 and S2, the peak with the highest strain energy is set at a specific position where the distance from the tip of the rod is about 1/4 of the rod length to the rod tail side.
ひずみエネルギー特性の変化は、釣竿S1では、そのピークの特定位置nから竿尻側に向かい、スムーズで緩慢なU字形状を成している。釣竿S2においては、釣竿S1よりも竿尻側中央に近い特定位置pで釣竿S1よりも高いピーク値が設定される。そのピークの特定位置pから竿尻側に向かい、釣竿S1の特性曲線と交差して、一旦、釣竿S1よりも低いエネルギー値となる。 In the fishing rod S1, the change in the strain energy characteristic is directed from the specific position n of the peak toward the buttock side and forms a smooth and slow U-shape. In the fishing rod S2, a peak value higher than that of the fishing rod S1 is set at a specific position p closer to the center of the rod tail than the fishing rod S1. It goes from the specific position p of the peak toward the rod end, intersects with the characteristic curve of the fishing rod S1, and once becomes an energy value lower than that of the fishing rod S1.
釣竿S2のひずみエネルギー特性の変化は、釣竿S1に比べて、竿尻中央から竿尻側に掛けて振れ幅が大きく変化している。つまり、釣竿全体から見ると、ひずみエネルギーが竿尻側の中央寄りに大きく溜まるため、剛性が小さく、竿尻側に掛けてひずみエネルギーが低くなるため、剛性が大きくなる。よって、釣竿S2は、竿尻側中央が硬く、より大きく曲がる特性となり、釣り人から、タメのない操作性であるとの感性的評価を受けることとなる。 As for the change in the strain energy characteristics of the fishing rod S2, the swing width is greatly changed from the center of the buttocks to the side of the buttocks as compared to the fishing rod S1. That is, when viewed from the whole fishing rod, the strain energy is largely accumulated near the center of the buttock side, so that the rigidity is small, and the strain energy is lowered toward the buttock side, so that the rigidity is increased. Therefore, the fishing rod S2 has a characteristic that the center of the buttock side is hard and bends more, and the angler receives a sensibility evaluation that the operability is free from the fisherman.
また、感性的評価が良好である釣竿S1で得られたひずみエネルギー分布は、比較のための基準として記憶され、新たな釣竿が設計された際に、比較基準として用いられる。以降、良好として判定されたひずみエネルギー分布は、その都度、記憶される。さらに、先に記憶されているひずみエネルギー分布の補正に使用して、理想とするひずみエネルギー分布のモデルを構築してもよい。また、不良と判定されたひずみエネルギー分布も併せて記憶し、不良解析の際に原因の根拠としてもよい。 Further, the strain energy distribution obtained with the fishing rod S1 with good sensitivity evaluation is stored as a reference for comparison, and is used as a comparison reference when a new fishing rod is designed. Thereafter, the strain energy distribution determined as good is stored each time. Further, an ideal strain energy distribution model may be constructed by using the previously stored strain energy distribution for correction. Further, the strain energy distribution determined to be defective may also be stored and used as a basis for the cause in the failure analysis.
図1は、本発明の第1の実施形態における釣竿設計システムの概念的な構成を示す図である。
本実施形態の釣竿設計システム1は、前述した物理的要素を得る物理的要素演算部(設計部)2と、入力部3と、表示部4と、複数の外部端末5で構成される。
FIG. 1 is a diagram showing a conceptual configuration of a fishing rod design system according to a first embodiment of the present invention.
The fishing rod design system 1 of this embodiment includes a physical element calculation unit (design unit) 2 that obtains the physical elements described above, an input unit 3, a display unit 4, and a plurality of external terminals 5.
物理的要素演算部2は、前述した物理的要素に関する演算処理及び通信処理の制御を行う制御部(処理部:CPU)7と、入力部3の指示により選択及び物理的要素の設定を行うための複数の設定テーブルを有する設定条件設定部6と、設定条件設定部6に対して選択設定させるためのパラメータ(例えば、使用する樹脂材料又は部品により規定された固有値)をデータベースとして記憶するパラメータデータ部10と、算出された物理的要素のうちの、例えば、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布(シミュレーション値)の結果に対して良否判定を行う判定部8と、これまでに処理された過去データと実釣による評価結果を関連づけて記憶するデータ部9とで構成される。 The physical element calculation unit 2 performs selection and setting of physical elements according to an instruction from the control unit (processing unit: CPU) 7 that performs calculation processing and communication processing related to the physical elements described above and the input unit 3. Parameter data for storing as a database a setting condition setting unit 6 having a plurality of setting tables, and parameters for selecting and setting the setting condition setting unit 6 (for example, eigenvalues defined by a resin material or a part to be used) Of the calculated physical elements, for example, a determination unit 8 that performs pass / fail determination on the result of strain energy and strain energy distribution (simulation value), past data processed so far, and actual It is comprised with the data part 9 which memorize | stores and associates the evaluation result by fishing.
パラメータデータ部10は、最新のアイテム情報や樹脂材料等の釣竿を作製するための各部品や材料に関するデータを格納するデータベースである。パラメータデータ部10とデータ部9とを併せた1つの構成部であってもよい。 The parameter data unit 10 is a database that stores data relating to each part and material for producing the latest item information and a fishing rod such as a resin material. One component unit that combines the parameter data unit 10 and the data unit 9 may be used.
表示部4は、液晶表示デバイス等により情報を表示する公知な表示装置である。外部端末5は、外部機器であり、I/Oポート11を通じてLAN等のネットワークにより接続された設計者が使用しているパソコン等である。
入力部3は、キーボード及び、表示部4の画面表面に設けられたタッチパネル等により構成される。尚、入力部3としては、外部端末5に備えられるキーボード等の入力デバイスも含まれるものとする。
The display unit 4 is a known display device that displays information using a liquid crystal display device or the like. The external terminal 5 is an external device, such as a personal computer used by a designer connected via a network such as a LAN through the I / O port 11.
The input unit 3 includes a keyboard and a touch panel provided on the screen surface of the display unit 4. The input unit 3 includes an input device such as a keyboard provided in the external terminal 5.
設定条件設定部6は、制御部7において、演算(シミュレーション)を実行するために、表示画面上で設定項目ごとに設計仕様に必要なパラメータ設定を行う。設定項目(設定画面)として、例えば、竿の長さ、外径、ガイド位置、使用する部品や樹脂材料の固有値、繊維方向、肉厚、積層構造、樹脂材料の弾性率等をパラメータとして入力して設定する。 The setting condition setting unit 6 sets parameters necessary for design specifications for each setting item on the display screen in order to execute calculation (simulation) in the control unit 7. As setting items (setting screens), for example, input the length, outer diameter, guide position, eigenvalues of parts and resin materials used, fiber direction, thickness, laminated structure, elastic modulus of resin materials, etc. as parameters. To set.
制御部7は、前述した式(1)を含む予め設定された処理プログラムを用いて、物理的要素のうちの、例えば、ひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布の算出を行う。制御部7は、他の演算式を用いて、曲げ剛性、ねじり剛性、強度、調子、曲率、重量、樹脂量、ガイド有無の掛けカーブ、重量分布、慣性モーメント、合わせ構造等の物理的要素を算出することも可能である。尚、設定条件設定部6と制御部7は、演算部を構成する。 The control unit 7 calculates, for example, strain energy and strain energy distribution among physical elements using a preset processing program including the above-described equation (1). The control unit 7 uses other arithmetic expressions to calculate physical elements such as bending rigidity, torsional rigidity, strength, tone, curvature, weight, resin amount, curve with or without guide, weight distribution, moment of inertia, and mating structure. It is also possible to calculate. The setting condition setting unit 6 and the control unit 7 constitute an arithmetic unit.
例えば、釣竿の複数の特定位置におけるひずみエネルギーを算出して、釣竿の特定位置と算出値による分布を図4乃至図6で示したようにグラフ化する。また、制御部7は、各外部端末5によりアクセスされた場合には、端末の入力指示に従い、演算処理を行う。尚、システム上において、制御部7は、各外部端末5の要求に従い、各種データ等の情報提供を行い、各外部端末5において演算処理を行ってシミュレーションを実行させてもよい。 For example, the strain energy at a plurality of specific positions of the fishing rod is calculated, and the distribution based on the specific positions of the fishing rod and the calculated values is graphed as shown in FIGS. In addition, when accessed by each external terminal 5, the control unit 7 performs arithmetic processing according to an input instruction of the terminal. In the system, the control unit 7 may provide information such as various data in accordance with a request from each external terminal 5, perform calculation processing in each external terminal 5, and execute a simulation.
判定部8は、算出された物理的要素のうちの、例えばひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布からなるエネルギー特性に対して、以前にデータ部9に記録された過去データと対比又は参照して、過去データに付された評価を基準として、良否判定を行う。例えば、算出されたひずみエネルギー分布と、過去データにより設定された判定基準となるひずみエネルギー分布と比較して、一致する又は近似するひずみエネルギー分布を検索する。検索されたひずみエネルギー分布に添付された評価に基づき、新たに求めたひずみエネルギー分布の特徴を抽出して、良・不良の判定を行う。 The determination unit 8 compares or refers to past data previously recorded in the data unit 9 with respect to energy characteristics including, for example, strain energy and strain energy distribution among the calculated physical elements. A pass / fail judgment is made based on the evaluation attached to the data. For example, the calculated strain energy distribution is compared with a strain energy distribution that is a criterion set by past data, and a strain energy distribution that matches or approximates is searched. Based on the evaluation attached to the retrieved strain energy distribution, the characteristics of the newly obtained strain energy distribution are extracted, and good / bad is determined.
尚、この判定は、判定基準のひずみエネルギー分布と一致する、予め定めた判定範囲以内にある場合には、良好と判定される。判定範囲以内は、過去の実績がある釣竿(製品化された釣竿又は感性的評価結果がよかった釣竿)のデータに基づき設定されている。その際、ひずみエネルギー分布における不良箇所を色表示等で表示して、補正すべき釣竿の箇所を告知してもよい。 This determination is determined to be good when it is within a predetermined determination range that matches the strain energy distribution of the determination criterion. Within the determination range, it is set on the basis of data of fishing rods that have been used in the past (manufactured fishing rods or fishing rods with good sensitivity evaluation results). At that time, a defective portion in the strain energy distribution may be displayed by color display or the like to notify the portion of the fishing rod to be corrected.
図2は、釣竿を製造する工程を概念的に示す図である。
本実施形態における釣竿を製造する工程は、会議等により釣竿のコンセプトを決定する設計仕様工程、設計仕様及び、フィードバックされた感性的評価結果を考慮して、各設計者による入力設定を行う設計工程、入力設定による物理的要素、例えばひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布の演算処理を行う物理的要素演算工程、物理的要素に基づく釣竿の試作品を作成する試作工程、検査員による実釣検査工程、実釣を行った検査員から評価を得る感性評価工程、決定された仕様による製品の製造工程がある。
FIG. 2 is a diagram conceptually illustrating a process of manufacturing a fishing rod.
The process of manufacturing the fishing rod in the present embodiment is a design specification process in which the concept of the fishing rod is determined by a meeting or the like, a design process in which the design settings are input by each designer in consideration of the feedback of the Kansei evaluation results. , Physical elements by input settings, for example, a physical element calculation process for calculating strain energy and strain energy distribution, a prototype process for creating a fishing rod prototype based on the physical elements, an actual fishing inspection process by an inspector, There are a sensitivity evaluation process for obtaining an evaluation from an inspector who has actually fished, and a manufacturing process for a product according to the determined specifications.
以下に、それぞれの竿製造工程について説明する。
まず、釣竿の設計仕様工程においては、市場調査等を含め、新製品となる釣竿のコンセプトが提案される。次に、設計工程において、設定条件設定部6に対して、入力部3により提案されたコンセプトを実現する釣竿の詳細な設計項目の入力を行う。この設計項目は、表示部4に表示された設定画面において、パラメータデータ部10からのパラメータ選択入力又は、直接入力により例えば、竿の長さ、外径、継ぎ数、ガイド数と配置位置、重量、樹脂材料の種別、及びカーボン繊維方向等の選択設定の入力を行う。
Below, each cocoon manufacturing process is demonstrated.
First of all, in the design specification process of fishing rods, a new fishing rod concept is proposed, including market research. Next, in the design process, a detailed design item of a fishing rod that realizes the concept proposed by the input unit 3 is input to the setting condition setting unit 6. For example, the design item is displayed on the setting screen displayed on the display unit 4 by parameter selection input from the parameter data unit 10 or direct input, for example, the length, outer diameter, number of joints, number of guides and arrangement position, weight, etc. Then, selection settings such as the type of the resin material and the carbon fiber direction are input.
物理的要素演算工程では、物理的要素演算部2により、入力設定された設定事項に基づき、シミュレーションによるモーメントと曲げ剛性等を求める。さらに、前述した式(1)から、ひずみエネルギーを算出し、併せて、ひずみエネルギー分布を作成する。さらに、判定部8において、物理的要素演算工程で算出されたひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布を、既にデータ部9に記録されている過去のひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布を判定基準に用いて、良好な算出結果か否かを判定する。 In the physical element calculation step, the physical element calculation unit 2 obtains the moment and bending stiffness by simulation based on the input set items. Furthermore, strain energy is calculated from the above-described equation (1), and a strain energy distribution is created. Further, the determination unit 8 uses the strain energy and strain energy distribution calculated in the physical element calculation step as the determination criteria, using the past strain energy and strain energy distribution already recorded in the data unit 9 as a determination criterion. It is determined whether it is a calculation result.
この判定において、判定基準と一致又は近似していた場合には、良好なひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布と判定し、試作工程に移行する。一方、前述した図4乃至図6に示したように、判定基準に対して、局所的な差、エネルギー分布差又は急峻な変化が生じていた場合には、設計工程に戻り、設計変更を行う。設計変更を行う場合には、主として、剛性バランスの調整を行う。 In this determination, if the determination criteria match or approximate, it is determined that the strain energy and strain energy distribution are good, and the process proceeds to a prototype process. On the other hand, as shown in FIG. 4 to FIG. 6 described above, when a local difference, energy distribution difference, or steep change occurs with respect to the determination criterion, the design process is returned to and the design is changed. . When the design is changed, the rigidity balance is mainly adjusted.
この剛性バランスは、例えば、樹脂部材における、材質、厚さ、カーボン繊維方向、樹脂シートの枚数(カーボンの層数)、弾性率の異なる樹脂シートの組み合わせ(層順)及び、釣竿の外径等を変更することで調整することが可能である。
次に、試作工程において、設計工程で設定された事項により、試作品となる釣竿を作製する。作製後は、従来から行っていた釣竿の性能試験を実施する。
This stiffness balance is, for example, the material, thickness, carbon fiber direction, number of resin sheets (number of carbon layers), combinations of resin sheets having different elastic moduli (layer order), and the outer diameter of a fishing rod, etc. It is possible to adjust by changing.
Next, in the prototype process, a fishing rod to be a prototype is produced according to the items set in the design process. After the production, the performance test of the fishing rod that has been performed conventionally will be carried out.
次に、実釣検査工程では、専門の検査員による実釣検査を実施し、操作性等に関する感性的評価を行う。感性評価工程では、釣竿の性能試験及び感性的評価結果を検討して、設計変更か否かを判定する。その判定結果は、設定条件設定部6により設定された設定項目に、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布を関連づけて、データ部9に設けられた設定テーブルに登録する。感性評価工程において、試作品が良好な判定を受けた場合には、製品の仕様として決定し、製品製造に移行する。一方、感性的評価結果が不十分であった場合には、設計工程にて、フィードバックされた感性的評価結果を参照して、前述した物理的要素演算工程による物理的要素のうちの、例えばひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布を考慮した設定項目の再設定を行い、再度、試作品の釣竿を作製する。 Next, in the actual fishing inspection process, an actual fishing inspection is performed by a specialized inspector, and a sensibility evaluation regarding operability and the like is performed. In the sensitivity evaluation process, the performance test and sensitivity evaluation results of the fishing rod are examined to determine whether or not the design is changed. The determination result is registered in the setting table provided in the data unit 9 in association with the strain energy and the strain energy distribution to the setting item set by the setting condition setting unit 6. In the sensitivity evaluation process, if the prototype is judged to be good, it is determined as the product specification and the process proceeds to product manufacturing. On the other hand, when the sensibility evaluation result is insufficient, referring to the sensual evaluation result fed back in the design process, for example, distortion among physical elements in the physical element calculation process described above. Reset the setting items considering the energy and strain energy distribution, and make a prototype fishing rod again.
以上説明した実施形態においては、樹脂管状部材として釣竿を一例とした釣竿設計システムについて説明したが、これに限定されるものではなく、本設計システムにより設計可能な樹脂管状部材としては、少なくとも、釣竿、ゴルフ又はバトミントンのシャフト、棒高跳び競技のポール及び、弓の矢のシャフト等、さらに、樹脂板状部材としては、アイスホッケーシャフト、ワカサギ用釣竿等に用いられる板状釣竿、単層又は積層構造による板バネ等の設計に容易に適用することができる。 In the embodiment described above, a fishing rod design system has been described using a fishing rod as an example of the resin tubular member. However, the present invention is not limited to this, and the resin tubular member that can be designed by this design system is at least a fishing rod. , Golf or badminton shafts, pole vaulting poles, bow and arrow shafts, etc. In addition, as resin plate-like members, ice hockey shafts, plate fishing rods used for smelting fishing rods, etc., single layer or laminated structure It can be easily applied to the design of a leaf spring or the like.
以上説明した本実施形態の樹脂長尺部材の設計システムによれば、釣竿に作用するモーメントと曲げ剛性により求めた数値化された物理的要素を、釣竿の設計項目として取り込むことにより、実釣による感性評価を数値化又はグラフ化(パターン化)することができ、多数の試作品を作製しなくとも、その釣竿の評価を、以前に作製された釣竿の評価から導き出すことができる。 According to the resin long member design system of the present embodiment described above, by taking the physical element obtained by the moment and the bending stiffness acting on the fishing rod as the design items of the fishing rod, Sensitivity evaluation can be digitized or graphed (patterned), and the evaluation of the fishing rod can be derived from the evaluation of the fishing rod that has been prepared before, without producing a large number of prototypes.
モーメントと曲げ剛性により求めた数値化された物理的要素を、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布として数値化しているため、再現性もよく、またひずみセンサーを用いることにより、評価結果を裏付ける測定データの取得も可能である。特に、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布を利用して、実釣に則した釣竿の掛けカーブの特性を求めることができる。 Since the quantified physical elements obtained from the moment and bending stiffness are quantified as strain energy and strain energy distribution, the reproducibility is good, and the measurement data that supports the evaluation results is obtained by using a strain sensor. Is also possible. In particular, it is possible to obtain the characteristics of a fishing rod hanging curve according to actual fishing by using strain energy and strain energy distribution.
さらに、試作品の作製数の減少による製造コストの低減、製品作製期間の短縮が実現できる。また、試作品の設計に用いた設計項目と、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布を含む物理的要素に関連づけた感性評価結果を共有な判断データとして格納しておくことで、他の設計者であっても、新製品の設計に役立てることができる。よって、設計期間においても短縮化が実現できる。 Furthermore, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of prototypes produced, and the product production period can be shortened. In addition, by storing the design items used for designing the prototype and the sensitivity evaluation results associated with physical elements including strain energy and strain energy distribution as shared judgment data, other designers can Can also help in the design of new products. Therefore, shortening can be realized even in the design period.
図9は、第2の実施形態における釣竿設計システムの概念的な構成を示す図である。本実施形態について、前述した第1の実施形態と同等の構成部位には、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の釣竿設計システム1は、図10に示すように、釣竿12に複数のひずみセンサー13を複数の特定位置に取り付けた後、負荷14を下げて実際の釣竿12の湾曲状態からひずみ信号を検出して、ひずみエネルギーを算出する構成である。図10に示すひずみセンサーの配置は、略均等に配置しているが、竿の調子によって、穂先側の配置間隔を狭めて密に配置し、竿尻側の配置間隔を広めて粗に配置するなど、設計に注目する箇所から詳細にセンサー信号を検出できるように、適宜配置を変更することができる。
FIG. 9 is a diagram illustrating a conceptual configuration of a fishing rod design system according to the second embodiment. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
As shown in FIG. 10, the fishing rod design system 1 according to the present embodiment attaches a plurality of strain sensors 13 to a fishing rod 12 at a plurality of specific positions, and then lowers the load 14 to obtain a strain signal from the actual curved state of the fishing rod 12. Is detected and strain energy is calculated. The strain sensors shown in FIG. 10 are arranged substantially evenly, but according to the tone of the heel, the tips are arranged densely by narrowing the tip-side arrangement interval, and the heel-end side arrangement interval is widened and arranged roughly. For example, the arrangement can be changed as appropriate so that the sensor signal can be detected in detail from a location focused on the design.
図9に示す本実施形態は、物理的要素演算部(設計部)2と、入力部3と、表示部4と、複数の外部端末5と、複数のひずみセンサー13(S1〜S13)とで構成される。
物理的要素演算部2は、各ひずみセンサーS1〜S13からのセンサー検出信号(ひずみ値:ε)からひずみエネルギーを算出するセンサー信号処理部15と、前述した選択及び物理的要素の設計仕様に必要なパラメータ設定を行う設定条件設定部6と、算出されたひずみエネルギーを予め設けた設定テーブルに格納し、予め設定された処理プログラム(演算式等)に従って、ひずみエネルギー分布等を算出する制御部7と、入力部3と、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布(実測値)の結果に対して良否判定を行う判定部8と、データ部9とで構成される。
The present embodiment shown in FIG. 9 includes a physical element calculation unit (design unit) 2, an input unit 3, a display unit 4, a plurality of external terminals 5, and a plurality of strain sensors 13 (S1 to S13). Composed.
The physical element calculation unit 2 is necessary for the sensor signal processing unit 15 that calculates strain energy from the sensor detection signals (strain values: ε) from the strain sensors S1 to S13, and for the selection and physical element design specifications described above. A setting condition setting unit 6 for performing appropriate parameter setting, and a control unit 7 for storing the calculated strain energy in a setting table provided in advance and calculating a strain energy distribution and the like according to a preset processing program (calculation formula and the like). And an input unit 3, a determination unit 8 that performs pass / fail determination on the results of strain energy and strain energy distribution (actually measured values), and a data unit 9.
ひずみセンサー13は、公知な金属ひずみゲージを用いて、実際の釣竿のひずみ量として、ブリッジ回路を利用した電気抵抗値の変化からなるセンサー信号を検出する。他にも、センサーとしては、ピエゾ抵抗素子、圧電素子を利用したひずみゲージ又は加速度センサーを採用してもよい。 The strain sensor 13 uses a known metal strain gauge to detect a sensor signal including a change in electric resistance value using a bridge circuit as an actual strain amount of the fishing rod. In addition, as the sensor, a piezoresistive element, a strain gauge using a piezoelectric element, or an acceleration sensor may be employed.
検出されたセンサー信号は、センサー信号処理部15において、釣竿の実測値から求められた曲率(センサ情報)として演算され、制御部7に出力される。制御部7は、この曲率を用いて、以下の式(2)でひずみエネルギーを求めることができる。
但し、M=EI/ρであり、M:モーメント、EI:物体の剛性、1/ρ:曲率、ε:ひずみ値(センサー信号)、R:釣竿の外半径、また、1/ρ=ε/Rとする。 Where M = EI / ρ, M: moment, EI: stiffness of object, 1 / ρ: curvature, ε: strain value (sensor signal), R: outer radius of fishing rod, and 1 / ρ = ε / Let R be.
従って、本実施形態によれば、釣竿の複数の特定位置にひずみセンサーをそれぞれに配置して実測による曲率を求めることができる。制御部7は、実測値から求めた曲率と、別途、設定条件設定部6により設定された設定項目を用いて、処理プログラムにより物理的要素のうちの、例えば、ひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布の算出を行い、グラフ化して、出力してもよい。これらのひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布により、前述した第1の実施形態と同様に、判定部8により、以前にデータ部9に記録された過去データと対比又は参照して、過去データに付された評価を基準として、良否判定を行う。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain the curvature by actual measurement by arranging the strain sensors at a plurality of specific positions of the fishing rod. The control unit 7 uses, for example, the curvature obtained from the actual measurement value and the setting item separately set by the setting condition setting unit 6, for example, strain energy and strain energy distribution among physical elements by the processing program. Calculation may be performed, graphed, and output. Based on these strain energy and strain energy distribution, the determination unit 8 compares or refers to past data previously recorded in the data unit 9 and attaches it to past data, as in the first embodiment described above. A pass / fail judgment is made based on the evaluation.
図11は、第2の実施形態における釣竿を製造する工程を概念的に示す図である。この釣竿製造工程は、前述した図2における製造工程において、センサ情報工程を追加し、設計工程にセンサー情報を加えている。センサー情報は、試作工程及び実釣検査工程で得られたセンサー情報やその補正情報を含み、これまでに蓄積された情報に最新の情報が追加又は更新する。このセンサー情報は、センサ信号処理部15又は、制御部7内のメモリに記憶されている。 FIG. 11 is a diagram conceptually illustrating a process of manufacturing a fishing rod in the second embodiment. In this fishing rod manufacturing process, a sensor information process is added to the manufacturing process in FIG. 2 described above, and sensor information is added to the design process. The sensor information includes the sensor information obtained in the trial production process and the actual fishing inspection process and the correction information thereof, and the latest information is added or updated to the information accumulated so far. This sensor information is stored in the sensor signal processing unit 15 or a memory in the control unit 7.
以上説明した本実施形態によれば、実際の釣竿に対して、ひずみセンサーを用いて実測されたセンサー信号(ひずみ値)による正確性の高い曲率に基づき、ひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布を算出して、より正しい良否判定を行うことができる。よって、評価品質の向上と設計時間の短縮が図れる。 According to the embodiment described above, strain energy and strain energy distribution are calculated based on a highly accurate curvature based on a sensor signal (strain value) measured using a strain sensor with respect to an actual fishing rod. Thus, it is possible to make a more correct pass / fail judgment. Therefore, the evaluation quality can be improved and the design time can be shortened.
また、本実施形態は、前述した第1の実施形態におけるシミュレーション処理と組み合わせて、実測値による補正やシミュレーション結果の裏付けとして利用することも可能である。また、本実施形態の実測のみでひずみエネルギー分布を算出する構成であれば、シミュレーション処理を実施するための高性能な演算機能は必要が無く、簡易なパソコンを制御部として用いることができる。 In addition, this embodiment can also be used as a correction by actual measurement values or as a support for simulation results in combination with the simulation processing in the first embodiment described above. In addition, if the strain energy distribution is calculated only by actual measurement according to the present embodiment, a high-performance calculation function for performing the simulation process is not necessary, and a simple personal computer can be used as the control unit.
さらに、本実施形態で使用されたセンサー信号によるひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布と、第1の実施形態のシミュレーション処理により求めたひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布との相関関係を調べてデータとして保存する。後に、略同等な材料や仕様の釣竿を設計した場合に、シミュレーション処理により求めたひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布に対して、前述した相関関係を利用して、実測したひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布に置き換えて、判定を行うことができる。 Further, the correlation between the strain energy and strain energy distribution by the sensor signal used in the present embodiment and the strain energy and strain energy distribution obtained by the simulation processing of the first embodiment is investigated and stored as data. . Later, when designing fishing rods of substantially the same material and specifications, the strain energy and strain energy distribution measured by using the above-described correlation with the strain energy and strain energy distribution obtained by the simulation process. It can replace with and can perform determination.
図12は、第3の実施形態における釣竿設計システムの概念的な構成を示す図である。本実施形態について、前述した第1の実施形態と同等の構成部位には、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本実施形態の釣竿設計システム1は、撮影された画像から釣竿の湾曲形態を抽出して、注目部位の位置座標から曲率を求めて、ひずみエネルギーを算出する構成である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a conceptual configuration of a fishing rod design system according to the third embodiment. In this embodiment, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The fishing rod design system 1 of the present embodiment is configured to extract a curved shape of a fishing rod from a photographed image, obtain a curvature from the position coordinates of a region of interest, and calculate strain energy.
図12に示す本実施形態は、物理的要素演算部2と、入力部3と、表示部4と、複数の外部端末5と、撮影部16とで構成される。撮影部5としては、CCD又はCMOS等の固体撮像素子を搭載し、連続的に静止画像を撮影できる高速度撮影カメラ又は、プログレッシブ方式のビデオカメラを用いることができ、これらのカメラにより撮影された連続静止画像(画像データ)を出力する。 This embodiment shown in FIG. 12 includes a physical element calculation unit 2, an input unit 3, a display unit 4, a plurality of external terminals 5, and a photographing unit 16. As the photographing unit 5, a high-speed photographing camera or a progressive video camera that is equipped with a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS and can continuously photograph still images can be used. A continuous still image (image data) is output.
物理的要素演算部2は、撮影部16により撮影された連続静止画像を取得し、画像信号の注目部位の位置座標から曲率を算出する画像処理部17と、算出された曲率を予め設けた設定テーブルに格納し、前述した選択及び他の物理的要素の設定を行う設定条件設定部6と、ひずみエネルギーを算出する制御部7と、入力部3と、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布(計測算出値)の結果に対して良否判定を行う判定部8と、前述したデータ部9とで構成される。 The physical element calculation unit 2 acquires a continuous still image captured by the imaging unit 16 and calculates the curvature from the position coordinates of the target region of the image signal, and a setting in which the calculated curvature is provided in advance. A setting condition setting unit 6 that stores in the table and sets the above-described selection and other physical elements, a control unit 7 that calculates strain energy, an input unit 3, strain energy and strain energy distribution (measurement calculation values) ) And a data unit 9 described above.
図13を参照して、撮影された画像からの曲率の算出について説明する。図13において、釣竿の第1の形態12aの画像と、引き続く釣竿の第2の形態12bの画像とを重ね合わせた2枚の連続画像を示している。ここでは、釣竿の第1の形態12aが、負荷14が吊り下げられた際に、第2の形態12bに移動するものとする。 With reference to FIG. 13, calculation of curvature from a captured image will be described. FIG. 13 shows two continuous images obtained by superimposing the image of the first form 12a of the fishing rod and the image of the second form 12b of the subsequent fishing rod. Here, it is assumed that the first form 12a of the fishing rod moves to the second form 12b when the load 14 is suspended.
図13において、撮影画像の釣竿上には、注目位置P1〜P9(P1’〜P9’)、P10〜P13が設定される。これらの注目位置Pは、それぞれに画面上に2次元的な位置情報を有しているものとする。この位置情報は、2枚の画像の画面上の共通位置(例えば、竿尻)にX軸−Y軸(座標0,0)の基準を任意に設定して、それぞれの注目部位(例えば、竿先等)を、x座標又はy座標の位置座標で表すことができる。又は、固体撮像素子の画素位置を注目部位の位置座標として用いてもよい。また、位置座標以外では、竿尻を原点(0)として、距離と高さのグラフに当てはめてもよい。 In FIG. 13, attention positions P1 to P9 (P1 ′ to P9 ′) and P10 to P13 are set on the fishing rod of the photographed image. Each of these attention positions P has two-dimensional position information on the screen. This position information is obtained by arbitrarily setting a reference of the X axis and the Y axis (coordinates 0 and 0) at a common position (for example, buttock) on the screen of two images, and for each attention site (for example, 竿Can be expressed by the position coordinate of the x coordinate or the y coordinate. Or you may use the pixel position of a solid-state image sensor as a position coordinate of an attention site. Other than the position coordinates, the buttock may be applied to the graph of distance and height with the origin (0).
これらの位置座標と公知な画像処理ソフトウエアを用いて、曲線(曲面)上の各位置座標から第1の形態12a及び第2の形態12bにおける各注目位置Pの曲率をそれぞれに算出する。尚、ひずみエネルギーの算出に必要な釣竿の外径Rは、予め基準目盛りを撮影して、1画素の大きさと相関関係を取り、撮影された釣竿の画素数を数えることで、各注目位置Pにおける釣竿の外径を算出することができる。
制御部7は、算出された曲率と外径を用いて、前述した式(1)により、ひずみエネルギーを算出し、さらに、釣竿全体のひずみエネルギー分布を算出する。
Using these position coordinates and known image processing software, the curvature of each target position P in the first form 12a and the second form 12b is calculated from each position coordinate on the curve (curved surface). Note that the outer diameter R of the fishing rod necessary for calculating the strain energy is obtained by photographing the reference scale in advance, taking a correlation with the size of one pixel, and counting the number of pixels of the photographed fishing rod. The outer diameter of the fishing rod can be calculated.
Using the calculated curvature and outer diameter, the control unit 7 calculates strain energy according to the above-described equation (1), and further calculates strain energy distribution of the entire fishing rod.
以上説明した本実施形態によれば、撮影した釣竿の画像から取得した曲率を用いて、ひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布を算出することができる。よって、シミュレーション処理を行うための数値等のパラメータ設定が必要なく、湾曲した2次元画像から曲率を求めることができる。つまり、実際の釣竿を撮影しなくとも、紙面に描いた湾曲した釣竿の絵柄であっても曲率を求めることかできる。特に、実釣時など測定基材を持ち出せない河川や船上において測定を必要とした場合に、撮影した画像があれば、ひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布を算出することができる。尚、第3の実施形態における釣竿を製造する工程においては、前述した第2の実施形態の製造工程と同様であり、センサ信号に代わって、画像から取得した曲率等の画像情報を用いている。釣竿の画像から取得した曲率等のデータは、画像情報として、制御部7のメモリ等に記憶されている。 According to the present embodiment described above, the strain energy and the strain energy distribution can be calculated using the curvature obtained from the photographed fishing rod image. Therefore, it is not necessary to set parameters such as numerical values for performing the simulation process, and the curvature can be obtained from the curved two-dimensional image. In other words, the curvature can be obtained even if a picture of a curved fishing rod drawn on paper is taken without photographing an actual fishing rod. In particular, when measurement is required in a river or a ship where the measurement base material cannot be taken, such as during actual fishing, if there is a photographed image, the strain energy and the strain energy distribution can be calculated. The process for manufacturing a fishing rod in the third embodiment is similar to the manufacturing process in the second embodiment described above, and uses image information such as curvature obtained from an image instead of the sensor signal. . Data such as curvature obtained from the fishing rod image is stored in the memory of the control unit 7 as image information.
また、ひずみセンサー等の取り付け作業の必要もなく、簡易に、必要とする曲率を取得することができる。
さらに本実施形態は、前述した第2の実施形態と同様に、第1の実施形態におけるシミュレーション処理と組み合わせて、実測値による補正やシミュレーション結果の裏付けとして利用することも可能である。
In addition, the required curvature can be easily obtained without the need for attaching a strain sensor or the like.
Furthermore, like the second embodiment described above, this embodiment can also be used as a correction based on actual measurement values or as a support for simulation results in combination with the simulation processing in the first embodiment.
次に、第3の実施形態の変形例の釣竿設計システムについて説明する。
本変形例の構成は、第3の実施形態の構成と同等であり、演算方法が異なっている。本変形例については、前述した第1の実施形態と同等の構成部位には、同じ参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
本変形例の釣竿設計システムは、連続撮影された画像に含まれる釣竿上に設定した複数の注目部位に対して、画像相関法を用いて、釣竿の時系列的な湾曲形態を抽出して、注目部位における位置座標の変化から曲率を求めて、ひずみエネルギーを算出する構成である。
Next, a fishing rod design system according to a modification of the third embodiment will be described.
The configuration of this modification is the same as that of the third embodiment, and the calculation method is different. About this modification, the same referential mark is attached | subjected to the component equivalent to 1st Embodiment mentioned above, and the detailed description is abbreviate | omitted.
The fishing rod design system of the present modification extracts the time-series curved form of the fishing rod using the image correlation method for a plurality of attention sites set on the fishing rod included in the continuously shot images, In this configuration, the strain energy is calculated by obtaining the curvature from the change in the position coordinates at the site of interest.
物理的要素演算部2は、撮影部16により撮影された連続静止画像を取得し、画像信号の比較により曲率を算出する画像処理部17と、算出された曲率を予め設けた設定テーブルに格納し、前述した選択及び物理的要素の設定を行う設定条件設定部6と、ひずみエネルギーを算出する制御部7と、入力部3と、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布(計測算出値)の結果に対して良否判定を行う判定部8と、前述したデータ部9とで構成される。 The physical element calculation unit 2 acquires a continuous still image captured by the imaging unit 16 and stores the calculated curvature in a setting table provided in advance, and an image processing unit 17 that calculates the curvature by comparing image signals. The above-described setting condition setting unit 6 for performing selection and setting of physical elements, the control unit 7 for calculating strain energy, the input unit 3, and the results of strain energy and strain energy distribution (measurement calculation values). It comprises a determination unit 8 that performs pass / fail determination and the data unit 9 described above.
図13を参照して、撮影された画像からの曲率の算出について説明する。図13において、釣竿の第1の形態12aの画像と、引き続く釣竿の第2の形態12bの画像とを重ね合わせた2枚の連続画像を示しているものと考える。尚、ここでは、釣竿以外の背景画像については、全く同等のものとして、考慮しない。 With reference to FIG. 13, calculation of curvature from a captured image will be described. In FIG. 13, it is considered that two continuous images in which the image of the first form 12a of the fishing rod and the image of the second form 12b of the subsequent fishing rod are superimposed are shown. Here, the background images other than the fishing rod are not considered as being completely equivalent.
ここでは、第1の形態12aの釣竿の画像位置が、負荷14が吊り下げられた際に、第2の形態12bの釣竿の画像位置に移動するものとする。 Here, it is assumed that the image position of the fishing rod in the first form 12a moves to the image position of the fishing rod in the second form 12b when the load 14 is suspended.
図13において、撮影された画像100上の釣竿12に対して、位置情報(x,y)を有する注目位置P1〜P9(P1’〜P9’)、P10〜P13を設定する。尚、ここでは、P10〜P13は、実際には、P10’〜P13’を含んでいるが、形状変化が生じなかったため、簡易にP10〜P13として示している。 In FIG. 13, attention positions P1 to P9 (P1 ′ to P9 ′) and P10 to P13 having position information (x, y) are set for the fishing rod 12 on the photographed image 100. In this case, P10 to P13 actually include P10 'to P13', but since no shape change has occurred, P10 to P13 are simply indicated as P10 to P13.
注目位置Pは、例えば、竿先の注目画像であり、注目画素とその周辺画素による注目画素領域とする。この注目画素領域は、輝度差を有する画素群による或る特徴パターンを有している。釣竿の第1の形態12aで設定した特徴パターン(注目位置P)を後続する連続画像の中で、近似する、即ち、相関関係を持つ画像領域を抽出して、第2の形態12bに存在する特徴パターン(注目位置P’)とする。つまり、第1の形態12aの釣竿の画像位置が第2の形態12bの釣竿の画像位置に移動、即ち、負荷によりひずみが生じて移動したと判断する。この移動距離をひずみ量とすれば、座標の差分により導き出すことができる。 The target position P is, for example, a target image of the tip, and is a target pixel region including the target pixel and its surrounding pixels. This target pixel region has a certain feature pattern based on a pixel group having a luminance difference. An image region that approximates, that is, has a correlation with, the feature pattern (attention position P) set in the first form 12a of the fishing rod is extracted from the subsequent images and exists in the second form 12b. Let it be a feature pattern (attention position P ′). That is, it is determined that the image position of the fishing rod of the first form 12a has moved to the image position of the fishing pole of the second form 12b, that is, has moved due to distortion caused by the load. If this moving distance is the amount of strain, it can be derived from the difference in coordinates.
よって、無負荷時又は、仕掛け投入時の釣竿12を撮影し、次に、負荷(魚)が掛かった状態の釣竿を撮影する。これらの撮影により、釣竿の第1の形態12aの画像と、引き続く釣竿の第2の形態12bの画像とを取得する。撮影された釣竿の第1の形態12aの釣竿上に複数の注目位置P1〜P13を設定し、第2の形態12bの釣竿の画像に対して、画像相関を行い、注目位置P1〜P13の注目画像に特徴パターンが相似する画像領域を、注目位置P1’〜P13’として、釣竿12上に設定する。釣竿の外径においても前述したと同様に、画素数を数えることにより、算出することができる。 Therefore, the fishing rod 12 when no load is applied or when the device is thrown in is photographed, and then the fishing rod in a state where a load (fish) is applied is photographed. By these photographing, an image of the first form 12a of the fishing rod and an image of the second form 12b of the subsequent fishing rod are acquired. A plurality of attention positions P1 to P13 are set on the fishing rod of the first form 12a of the photographed fishing rod, image correlation is performed on the fishing rod image of the second form 12b, and attentions of the attention positions P1 to P13 are obtained. An image area having a feature pattern similar to the image is set on the fishing rod 12 as the target positions P1 ′ to P13 ′. The outer diameter of the fishing rod can also be calculated by counting the number of pixels, as described above.
次に、注目位置P1〜P13と注目位置P1’〜P13’における位置情報(座標位置)の差を取り、ひずみ量として検出する。この演算を全ての注目位置に対して行うことで、釣竿全体のひずみエネルギー分布を算出することができる。 Next, the difference between the position information (coordinate positions) at the positions of interest P1 to P13 and the positions of interest P1 'to P13' is taken and detected as a distortion amount. By performing this calculation for all positions of interest, the strain energy distribution of the entire fishing rod can be calculated.
以上説明した本変形例によれば、撮影した釣竿の画像から画像相関法により取得したひずみ量から前述した第1の実施形態における演算処理により、ひずみエネルギー分布を算出することができる。本変形例によれば、第3の実施形態と同様な作用効果を得ることができる。また、ひずみセンサー等の取り付け作業の必要もなく、簡易に、必要とする曲率を取得することができる。 According to this modification described above, the strain energy distribution can be calculated by the arithmetic processing in the first embodiment described above from the strain amount obtained from the photographed fishing rod image by the image correlation method. According to this modification, it is possible to obtain the same effects as those of the third embodiment. In addition, the required curvature can be easily obtained without the need for attaching a strain sensor or the like.
本発明の実施形態は、以下の発明の要旨を含んでいる。
(1)設計の仕様に基づく釣竿の寸法、内部構造及び、形成に用いる材料に関する固有の物理的要素の数値を設定する設定部と、
設定された前記物理的要素に基づき、形成される釣竿に負荷を与えた際に、前記釣竿に作用するモーメントと剛性により数値化された物理的要素である、ひずみエネルギー及び、ひずみエネルギー分布を演算して、前記釣竿の全体に蓄えられた掛けカーブ特性として生成する演算部と、
前記演算部により生成された前記ひずみエネルギー分布と、予め定めた判定基準となるひずみエネルギー分布と比較して良否を判定する判定部と、
を具備することを特徴とする釣竿設計システム。
Embodiments of the present invention include the following gist.
(1) a setting unit for setting the numerical values of the specific physical elements related to the dimensions of the fishing rod based on the design specifications, the internal structure, and the material used for formation;
Based on the set physical elements, when a load is applied to the formed fishing rod, it calculates the strain energy and strain energy distribution, which are physical elements expressed by the moment and stiffness acting on the fishing rod. And a calculation unit that generates as a curve characteristic stored in the whole fishing rod;
A determination unit that determines pass / fail by comparing the strain energy distribution generated by the arithmetic unit with a strain energy distribution that is a predetermined determination criterion;
A fishing rod design system comprising:
(2)前記演算部により算出される物理的要素は、さらに、
重量、曲げ剛性、ねじり剛性、強度、調子、曲率、樹脂量、ガイド有無の掛けカーブ、重量分布、慣性モーメント、樹脂シート材料の合わせ構が含まれることを特徴とする(1)項に記載される釣竿設計システム。
(2) The physical element calculated by the calculation unit is further
It includes weight, bending rigidity, torsional rigidity, strength, tone, curvature, resin amount, curve with or without guide, weight distribution, moment of inertia, and resin sheet material alignment. A fishing rod design system.
1…釣竿設計システム、2…物理的要素演算部(設計部)、3…入力部、4…表示部、5…外部端末、6…設計条件設定部、7…制御部(演算処理部)、8…判定部、9…データ部、10…パラメータデータ部、11…I/Oポート、12…撮影部、13…画像処理部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fishing rod design system, 2 ... Physical element calculating part (design part), 3 ... Input part, 4 ... Display part, 5 ... External terminal, 6 ... Design condition setting part, 7 ... Control part (arithmetic processing part), DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Determination part, 9 ... Data part, 10 ... Parameter data part, 11 ... I / O port, 12 ... Imaging | photography part, 13 ... Image processing part.
Claims (4)
設定された前記物理的要素に基づき、形成される前記釣竿に掛けカーブを与えた際に、前記釣竿の竿先端から竿尻までに平滑的にエネルギー変化が伝達されるように、前記釣竿に作用するモーメントと曲げ剛性により数値化された物理的要素である、ひずみエネルギー及びひずみエネルギー分布からなるエネルギー特性のシミュレーション値を演算する演算部と、
前記演算部により生成された前記ひずみエネルギー分布と、予め定めた判定基準となるひずみエネルギー分布とを比較して良否を判断する判断部と、
前記判断部で良好と判断された前記物理的要素と、寸法、重量、材質及び内部構造の設定事項とを設計項目に含み、長尺樹脂部材の製作条件設定を行う設計部と、
を具備することを特徴とする樹脂長尺部材の設計システム。 Based on the design specifications of the fishing rod, which is a long resin member, the length of the fishing rod, the outer diameter, the parts attached to the fishing rod, the eigenvalues of the resin material, the fiber direction, the thickness, the laminated structure, and the elastic modulus of the resin material A setting unit for setting a numerical value of a specific physical element related to a setting item including a parameter, and
Based on the set physical element, when a curve is applied to the formed fishing rod, it acts on the fishing rod so that energy change is smoothly transmitted from the tip of the rod to the bottom of the rod. A calculation unit that calculates a simulation value of energy characteristics composed of strain energy and strain energy distribution, which is a physical element quantified by the moment to bend and bending rigidity;
A judgment unit for judging the quality by comparing the strain energy distribution generated by the arithmetic unit with a strain energy distribution serving as a predetermined criterion;
The design element that includes the physical elements determined to be good by the determination unit and the setting items of dimensions, weight, material, and internal structure as design items, and sets production conditions for the long resin member;
The resin long member design system characterized by comprising.
前記モーメントMをEI/ρ、但し、1/ρ:曲率、前記曲げ剛性をEIとして、前記物理的要素をひずみエネルギーとした際に、前記ひずみエネルギーをひずみセンサーが検出したひずみ値により算出することを特徴とする請求項1に記載の樹脂長尺部材の設計システム。 The calculation unit in the design system includes a strain sensor,
When the moment M is EI / ρ, where 1 / ρ is the curvature and the bending rigidity is EI, and the physical element is strain energy, the strain energy is calculated from the strain value detected by the strain sensor. The system for designing a long resin member according to claim 1 .
前記撮影部により撮影された時系列的に前記負荷が掛かった前記釣竿の湾曲した形態の画像内の注目部位における位置座標の変化から曲率を取得する画像処理部と、を具備し、
前記演算部は、取得した前記曲率と、少なくとも寸法、重量、材質及び内部構造による設定事項から、外的負荷が掛かる樹脂長尺部材に作用する、モーメントMをEI/ρ、但し、1/ρ:曲率、曲げ剛性をEI、ひずみをε及び、釣竿の外半径をRとして
An image processing unit that acquires a curvature from a change in position coordinates at a site of interest in an image of a curved form of the fishing rod that is loaded in time series, which is captured in time series by the imaging unit, and
The calculation unit calculates the moment M acting on the resin long member to which an external load is applied from the obtained curvature and at least the setting items based on the size, weight, material, and internal structure as EI / ρ, where 1 / ρ : Curvature, flexural rigidity is EI, strain is ε and fishing rod outer radius is R
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