JP7425285B2 - 剛性特性計測方法および剛性特性計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、被衝突体の剛性特性を計測する剛性特性計測方法および剛性特性計測装置に関する。

従来、ゴルフクラブヘッド等の打撃具に関して、その反発性能に影響を与える指標として、ＣＴ値や反発係数などの剛性特性を計測する技術が知られている。
特に競技用のゴルフクラブにおいては、ＵＳＧＡ（全米ゴルフ協会）が定めたペンデュラム試験によって計測されるＣＴ値が剛性特性の評価基準値として用いられている。ペンデュラム試験の手順等は、下記非特許文献１に詳細に記載されている。
下記特許文献１は、上記ペンデュラム試験を実施するための装置であり、ヘッドとシャフトが一体となった状態のゴルフクラブを固定して、金属性の球体を振り子によりフェース面に衝突させる。球体には加速度センサが取り付けられており、その検出値から剛性特性を示すパラメータを算出する。

また、下記特許文献２は、ゴルフクラブヘッド（被衝突体）の剛性特性を計測する剛性特性計測装置であって、フェース面を上方に向けてゴルフクラブヘッドを保持するヘッド固定用治具と、衝突ロッド（衝突体）をゴルフクラブヘッドに向けて鉛直方向に落下させるリニアブッシュと、加速度センサが取り付けられた衝突ロッドと、加速度センサの検出値に基づいてゴルフクラブヘッドの剛性特性、例えばＣＴ値を算出するコンピュータとを備えている。

米国特許第６８３７０９４号明細書 国際公開第２０１９／０３０９７３号

「Technical Description of the Pendulum Test(Revised Version)」，The Royal and Ancient Golf Club of St Andrews and United States Golf Association,２００３年１１月

上記特許文献１では、ヘッドとシャフトが一体となったクラブ形状での試験を前提としており、シャフト部を保持して試験を実施する必要がある。このため、ヘッドの製造工程において品質管理のために計測を行う場合などは、シャフトを取り付ける工程が必要になり、煩雑であるという課題がある。
また、シャフトは円柱形状であるため、周方向に回転し易く、試験中に衝突体との衝突角度を一定に保つように設定するのが難しい。また、シャフトの材質やクランプ位置、クランプ強さなどから来るシャフトの固有振動の影響を受け、剛性特性が変化する可能性がある。
さらに、特許文献１のように振り子を使った衝突方法では、ヘッド形状（ＦＰ値の違いなど）の特性上、最下点で安定して打撃することは難しく、このずれにより打点位置や衝突角が変動する可能性があり、調整も難しい。
また、上記特許文献２は、簡易かつ一定の精度でゴルフクラブヘッドの剛性特性を計測することができるものの、フェース面のバルジやロールの影響で計測箇所ごとに衝突距離が変化する可能性があり、剛性特性の計測精度が低下する可能性があるという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、被衝突体の剛性特性を簡易かつより高精度に計測することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１の発明にかかる剛性特性計測方法は、被計測面を上方に向けて被衝突体を保持し、衝突体を前記被計測面に向けて鉛直方向に落下させ、前記衝突体に取り付けられた加速度センサの検出値に基づいて前記被衝突体の剛性特性を算出する剛性特性計測方法であって、前記被計測面上の計測箇所を変更する毎に、前記計測箇所への前記衝突体への衝突速度が略一定となるように前記衝突体の落下距離を調整する落下距離変更工程を含む、ことを特徴とする。
請求項２の発明にかかる剛性特性計測方法は、前記落下距離変更工程では、前記加速度センサで得られる加速度信号を積分して前記衝突速度を算出し、前記衝突速度が所定範囲となるように前記衝突体の落下距離を調整する、ことを特徴とする。
請求項３の発明にかかる剛性特性計測方法は、前記落下距離変更工程では、落下前の前記衝突体と前記計測箇所との離間距離を測定し、前記離間距離が一定となるように前記衝突体の落下距離を調整する、ことを特徴とする。
請求項４の発明にかかる剛性特性計測方法は、前記衝突体の落下方向と前記計測箇所の法線方向とが略一致するように前記被衝突体の保持角度を調整する衝突角度調整工程を更に含む、ことを特徴とする。
請求項５の発明にかかる剛性特性計測方法は、前記衝突体と前記被衝突体との相対位置を変更することにより前記被計測面上の前記計測箇所を変更する計測箇所調整工程と、前記計測箇所に前記衝突体を落下させ、前記落下時の前記加速度センサの検出値に基づいて各計測箇所における前記剛性特性を算出する剛性特性算出工程と、を更に含み、前記計測箇所調整工程では、水平面内の直交する２軸に沿って所定距離ずつ前記衝突体と前記被衝突体との相対位置を変更する、ことを特徴とする。
請求項６の発明にかかる剛性特性計測方法は、各計測箇所に対応して算出された前記剛性特性に基づいて、前記水平面内に設定された計測範囲における前記剛性特性の分布を作成する特性分布作成工程を更に含む、ことを特徴とする。
請求項７の発明にかかる剛性特性計測方法は、前記特性分布作成工程で作成された前記計測範囲における前記剛性特性の分布に基づいて、前記剛性特性の特徴点を抽出する特徴点抽出工程を更に含む、ことを特徴とする。
請求項８の発明にかかる剛性特性計測方法は、前記被衝突体はゴルフクラブヘッドであり、前記剛性特性は、前記ゴルフクラブヘッドのＣＴ値である、ことを特徴とする。
請求項９の発明にかかる剛性特性計測装置は、被衝突体の剛性特性を計測する剛性特性計測装置であって、被計測面を上方に向けて前記被衝突体を保持する保持機構と、衝突体を前記被衝突体に向けて鉛直方向に落下させる落下機構と、前記衝突体に取り付けられた加速度センサと、前記加速度センサの検出値に基づいて前記被衝突体の剛性特性を算出する特性算出部と、前記被計測面上の計測箇所を変更する毎に、前記計測箇所への前記衝突体への衝突速度が略一定となるように前記衝突体の落下距離を調整する落下距離変更部と、を備えることを特徴とする。

請求項１および請求項９の発明によれば、被計測面上の計測箇所を変更する毎に計測箇所への衝突体への衝突速度が略一定となるように衝突体の落下距離を調整するので、被計測面が曲率を有する場合でも各計測箇所での衝突速度を略一定とすることができ、剛性特性が速度依存性を有する場合などに計測精度を向上させる上で有利となる。また、請求項１の発明によれば、衝突体を被衝突体に向けて鉛直方向に落下させるので、衝突体の衝突位置や衝突角度を一定に保つことが容易となり、剛性特性の計測精度を向上させる上で有利となる。
請求項２の発明によれば、剛性特性の計測に用いる加速度センサを用いて衝突速度を算出して落下距離を調整するので、落下距離変更工程の実施にかかるコストを低減する上で有利となる。
請求項３の発明によれば、衝突体と計測箇所との離間距離を測定して落下距離を調整するので、迅速に落下距離を調整し、効率的に計測を行う上で有利となる。
請求項４の発明によれば、衝突体の落下方向と計測箇所の法線方向とが略一致するように被衝突体の保持角度を調整するので、剛性特性の計測精度をより向上させる上で有利となる。
請求項５の発明によれば、水平面内の直交する２軸に沿って衝突体と被衝突体との相対位置を変更させながら剛性特性の計測を行うので、被衝突体の剛性特性を連続的に計測する上で有利となる。
請求項６の発明によれば、複数の計測箇所に対応して算出された剛性特性に基づいて、水平面内に設定された計測範囲における剛性特性の分布を作成するので、被衝突体全体の剛性特性を把握する上で有利となる。
請求項７の発明によれば、剛性特性の分布に基づいて剛性特性の特徴点を抽出するので、被衝突体の剛性特性の評価を行う上で有利となる。
請求項８の発明によれば、ゴルフクラブヘッドの評価指標として重要なＣＴ値を容易かつ高精度に計測することができる。

実施の形態にかかる剛性特性計測装置１０の構成を示す説明図である。 ゴルフクラブヘッド３０の構成を示す図である。 ヘッド固定用治具１２にゴルフクラブヘッド３０をセットした状態を示す図である。 衝突ロッド２４の構成を示す図である。 衝突ロッド２４の衝突時の挙動を示す説明図である。 コンピュータ５０の構成を示すブロック図である。 剛性特性計測装置１０による計測手順を示すフローチャートである。 衝突ロッド２４の速度Ｖの時系列データを示すグラフである。 衝突速度を変更して複数回計測したＣＴ値の一例を示すグラフである。 図９を変換したグラフである。 落下距離変更工程の有無によるＣＴ値の違いを示す説明図である。 ゴルフクラブヘッド３０上の計測箇所を模式的に示す説明図である。 カム２７０２とレバー２１４０の動きを模式的に示す説明図である。 コンピュータ５０の機能的構成を示すブロック図である。 衝突角度調整機構８０の一例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる剛性特性計測装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
剛性特性計測装置は、被衝突体の剛性特性を計測するための装置である。本実施の形態では、被衝突体はゴルフクラブヘッド３０であり、剛性特性としてゴルフクラブヘッド３０のＣＴ値を計測するものとする。

まず、被衝突体であるゴルフクラブヘッド３０について説明する。
図２に示すように、ゴルフクラブヘッド３０は、フェース面３２、クラウン部３３、ソール部３４と、サイド部３５とを備えて中空構造を呈している。
フェース面３２はゴルフボールを打撃するフェース面を形成する。
クラウン部３３はフェース面３２に接続される。
ソール部３４はフェース面３２およびクラウン部３３に接続される。
サイド部３５はクラウン部３３およびソール部３４に接続されフェース面３２に対向する。
ゴルフクラブヘッド３０は、例えば金属製であり、チタン合金やアルミニウム合金などの高強度の低比重金属が好ましく用いられる。
また、クラウン部３３には、フェース面３２側でかつヒール３６寄りの位置にシャフト３９に接続するホーゼル３８が設けられている。
また、フェース面３２を正面から見てゴルフクラブヘッド３０のヒール３６と反対側がトウ３７である。
なお、一般にフェース面３２は平坦面ではなく、曲面（曲率を有する面）となっている。より詳細には、フェース面３２の上下方向（縦方向、矢印Ｒ）の曲がりをロール、水平方向（横方向、矢印Ｂ）の曲がりをバルジと呼ぶ。
また、本実施の形態は、図２に示すような中空構造を有するウッド系ゴルフクラブヘッドを用いて説明するが、これに限らず、例えば中空、中実構造を有するアイアン系ゴルフクラブヘッド、さらにはユーティリティー系のゴルフクラブヘッドに対しても本発明は適用可能である。

図１は、実施の形態にかかる剛性特性計測装置１０の構成を示す説明図である。
剛性特性計測装置１０は、フェース面３２（被計測面）を上方に向けてゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）を保持し、衝突ロッド２４（衝突体）をフェース面３２に向けて鉛直方向に落下させ、衝突ロッド２４に取り付けられた加速度センサ２６の検出値に基づいてゴルフクラブヘッド３０の剛性特性を算出する。

より詳細には、剛性特性計測装置１０は、ヘッド固定用治具１２、ＸＹステージ１４、支柱１８、アーム２０、リニアブッシュ２２、衝突ロッド２４、加速度センサ２６およびコンピュータ５０（図６参照）を備える。
ヘッド固定用治具１２は、被計測面を上面に向けて被衝突体を保持する保持機構として機能する。本実施の形態では、ヘッド固定用治具１２は直方体状を呈し、上方に配置された衝突ロッド２４と面する上面１２０２、ＸＹステージ１４と接する下面（図示なし）、紙面左右方向（Ｘ方向）に面する側面１２０４、紙面奥行方向（Ｙ方向）に面する側面１２０６を有する。
上面１２０２には、ゴルフクラブヘッド３０が嵌合する嵌合孔１２０８が形成されている。嵌合孔１２０８は、ゴルフクラブヘッド３０のサイド部３５側と同型に形成されており、図３に示すように、フェース面３２（被計測面）を上方に向けてゴルフクラブヘッド３０を嵌め込み可能となっている。嵌合孔１２０８に嵌め込まれた状態のゴルフクラブヘッド３０は、フェース面３２を上面に向けてヘッド固定用治具１２により保持される。このとき、フェース面３２は略水平となるように（フェース中心の法線が鉛直方向となるように）嵌合孔１２０８の形状が形成されている。
また、嵌合孔１２０８に嵌め込まれた状態のゴルフクラブヘッド３０は、サイド部３５はヘッド固定用治具１２（嵌合孔１２０８）に接するがクラウン部３３およびソール部３４はヘッド固定用治具１２に接していない。これは、直接フェース面３２と接するクラウン部３３およびソール部３４にヘッド固定用治具１２が接することで、フェース面３２にたわみが生じるのを防止するためである。
なお、異なる型番（形状）のゴルフクラブヘッド３０を計測する際は、当該ゴルフクラブヘッド３０の形状に合わせて形成されたヘッド固定用治具１２と交換する。
ヘッド固定用治具１２は、例えばシリコン等の制振素材で形成されている。これは、後述する衝突ロッド２４がフェース面３２に衝突した際に生じるゴルフクラブヘッド３０の振動を減衰させ、加速度センサ２６の計測ノイズを軽減するためである。すなわち、保持機構であるヘッド固定用治具１２は、被衝突体であるゴルフクラブヘッド３０の振動を減衰する制振素材を含んで形成されている。

ＸＹステージ１４は、Ｘ軸方向テーブル１４０２、Ｘ軸方向ステージ１４０４、Ｙ軸方向テーブル１４０６、Ｙ軸方向ステージ１４０８を備える。
Ｙ軸方向テーブル１４０６には、ヘッド固定用治具１２が載置される。また、Ｘ軸方向テーブル１４０２には、Ｙ軸方向ステージ１４０８が載置される。
Ｘ軸方向ステージ１４０４にはアクチュエータ等の移動機構が内蔵されており、Ｘ軸方向テーブル１４０２をＸ軸方向ステージ１４０４上で移動させることが可能である。
同様に、Ｙ軸方向ステージ１４０８にもアクチュエータ等の移動機構が内蔵されており、Ｙ軸方向テーブル１４０６をＹ軸方向ステージ１４０４上で移動させることが可能である。
本実施の形態では、ＸＹステージ１４にコンピュータ５０（図６参照）が接続されており、上記移動機構が自動制御されることにより、ヘッド固定用治具１２が所定のタイミングで自動的に移動する。
なお、ＸＹステージ１４の機構は、上記に限らず従来公知の様々な機構を採用可能である。

本実施の形態では、ＸＹステージ１４によりヘッド固定用治具１２（保持機構）を水平方向（ＸＹ方向）に移動可能とし、ゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）のフェース面３２（被計測面）上における衝突ロッド２４（衝突体）の落下位置を調整可能としている。
なお、後述するリニアブッシュ２２（落下機構）を水平方向（ＸＹ方向）に移動可能とすることにより、ゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）のフェース面３２（被計測面）上における衝突ロッド２４（衝突体）の落下位置を調整可能としてもよい。

台座１６は、底板部１６０２およびレール１６０４を備える。
底板部１６０２は、作業台など安定した水平面に配置される。
レール１６０４は、底板部１６０２上にＹ軸方向に沿って配置され、その上にＸＹステージ１４のＸ軸方向ステージ１４０４が配置される。Ｘ軸方向ステージ１４０４は、レール１６０４上を紙面奥行方向（Ｙ軸方向）に移動可能である。
レール１６０４の紙面奥側（Ｚステージ１８側）の終端部には、図示しない磁石（位置固定機構）が取り付けられている。本実施の形態では、ＸＹステージ１４のＸ軸方向ステージ１４０４がステンレス等の金属で形成されており、Ｘ軸方向ステージ１４０４がレール１６０４の紙面奥側の終端部（計測位置）まで移動すると、Ｘ軸方向ステージ１４０４が磁石に吸着されることによりＸＹステージ１４の位置が固定される。
このようなレール１６０４を用いた台座１６を採用することによって、ゴルフクラブヘッド３０をヘッド固定用治具１２にセットする際に、後述するリニアブッシュ２２と上下方向に干渉しない位置にヘッド固定用治具１２を移動させることができる。
なお、このようなレール１６０４を用いたヘッドセッティング機構を用いる代わりに、ＸＹステージ１４のＹ軸方向のストローク（Ｙ軸方向ステージ１４０８のストローク）を大きくとるようにしてもよい。特に今回のような自動制御型のＸＹステージ１４の場合は、ゴルフクラブヘッド３０をヘッド固定用治具１２にセットする際のヘッド供給位置、およびその後の計測位置を予めプログラム上に設定しておけば、コンピュータ５０の操作により容易にそれぞれの位置を瞬時に正確に再現することができる。

Ｚステージ１８は、アーム２０を高さ方向（Ｚ軸方向）に移動させるものであり、支柱１８０２と図示しない移動機構を備えている。
支柱１８０２は、底板部１６０２の端部から上方に向かって垂直方向（Ｚ軸方向）に立設されている。
移動機構は、アクチュエータ等を備え、支柱１８０２に設けられた溝１８０４に沿ってアームを高さ方向に移動させる。
本実施の形態では、Ｚステージ１８にコンピュータ５０（図６参照）が接続されており、上記移動機構が自動制御されることにより、アーム２０が所定のタイミングで自動的に移動する。
なお、Ｚステージ１８の機構は、上記に限らず従来公知の様々な機構を採用可能である。

アーム２０は、支柱１８０２から装置前面（ＸＹステージ１４等が配置されている側）に向かって水平方向（Ｙ軸方向）に延在している。
Ｚステージ１８によりアーム２０が上下方向に移動可能であることによって、アーム２０に接続されたリニアブッシュ２２も上下方向に移動可能となり、後述する衝突ロッド２４（衝突体）の落下開始位置とゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）のフェース面３２（被衝突面）との上下方向（鉛直方向）に沿った距離を調整可能である。すなわち、Ｚステージ１８は、落下距離調整機構として機能する。

このように衝突ロッド２４の落下開始位置とフェース面３２との上下方向に沿った距離を調整可能とするのは、この距離によって衝突ロッド２４のフェース面３２への衝突速度が変化するためである。本実施の形態で計測するＣＴ値には速度依存性があることが知られている。このため、衝突ロッド２４のフェース面３２への衝突速度を予め決定し、その衝突速度で計測を行う必要がある。落下距離調整機構を設けることにより、衝突ロッド２４のフェース面３２への衝突速度を任意に調整することが可能となる。

リニアブッシュ２２は、アーム２０のアーム本体２００２の先端に取り付けられ、後述する衝突ロッド２４（衝突体）をゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）に向けて鉛直方向（柱状の衝突ロッド２４の長手方向）に落下させる落下機構として機能する。
リニアブッシュ２２は、本体部２２０２および挿通孔２２０４を備える。挿通孔２２０４は、本体部２２０２の上面２２０６から下面２２０８（図５参照）を貫通している。本体部２２０２内の挿通孔２２０４の内周面にはベアリング機構を構成する鋼球が配置されており、挿通孔２２０４に挿入された衝突ロッド２４を鉛直方向下方に案内する。
リニアブッシュ２２を用いることにより、衝突ロッド２４の落下方向が規制され、ゴルフクラブヘッド３０に対する落下位置を高精度に調整することができる。
なお、リニアブッシュ２２として、単純な筒状の摺動体を利用したタイプを用いてもよい。

衝突ロッド２４（衝突体）は、図４にも示すように、ロッド本体２４０４、上方ストッパ２４０６、下方ストッパ２４０８、レバー２４１０を備える。
ロッド本体２４０４は、円柱状の棒状部材であり、ステンレス等の金属によって形成されている。なお、ロッド本体２４０４は、円柱以外の柱形状（例えば角柱状など）であってもよい。ロッド本体２４０４の一方の底面２４１２（使用状態においてゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）に衝突する側の底面）は、球面形状に形成されている。ロッド本体２４０４の直径は、リニアブッシュ２２の挿通孔２２０４から落下可能な寸法で形成されている。

上方ストッパ２４０６は、ロッド本体２４０４の上端部（底面２４１２と反対側の端部）に取り付けられている。上方ストッパ２４０６は、リニアブッシュ２２の挿通孔２２０４の内径よりも大きな外径を有しているため、上方ストッパ２４０６はリニアブッシュ２２の挿通孔２２０４内には移動できない。よって、衝突ロッド２４の落下時には上方ストッパ２４０６がリニアブッシュ２２の上面２２０６に当接した位置より下方には衝突ロッド２４は移動できない。すなわち、上方ストッパ２４０６は、リニアブッシュ２２の挿通孔２２０４内に位置する衝突ロッド２４の最下点位置を規制する。
なお、実際の使用時には、図１および図５に示すように上方ストッパ２４０６とリニアブッシュ２２の上面２２０６との間にばね２８を挟むため、上方ストッパ２４０６と上面２２０６とが直接接することはない。ばね２８は、例えば圧縮コイルばねであり、その内径側に衝突ロッド２４のロッド本体２４０４が挿通される。
詳細は後述するが、ばね２８は、衝突ロッド２４（衝突体）がフェース面３２（被計測面）に衝突した後、衝突ロッド２４をフェース面３２より上方に保持し、衝突ロッド２４がフェース面３２に再度衝突するのを防止する再衝突防止機構として機能する。

下方ストッパ２４０８は、ロッド本体２４０４の底面２４１２寄りに取り付けられている。
下方ストッパ２４０８は、可撓性部材で形成され、例えばゴムによって形成されている。
下方ストッパ２４０８もリニアブッシュ２２の挿通孔２２０４の内径よりも大きな外径を有しているため、下方ストッパ２４０８はリニアブッシュ２２の挿通孔２２０４内には移動できない。よって、衝突ロッド２４を上方に移動させた際には、下方ストッパ２４０８がリニアブッシュ２２の下面２２０８に接した位置より上方には衝突ロッド２４は移動できない。すなわち、下方ストッパ２４０８は、挿通孔２２０４内に位置する衝突ロッド２４の最上点位置を規制する。
なお、本実施の形態では後述するカム機構２７で衝突ロッド２４を上方に移動させるが、その際の移動量は、図５Ａに示すように下方ストッパ２４０８がリニアブッシュ２２の下面２２０８に接しない範囲（衝突ロッド２４が最上点位置に至らない範囲）に設定している。
また、下方ストッパ２４０８はロッド本体２４０４から着脱可能である。衝突ロッド２４をリニアブッシュ２２から取り外す際は、下方ストッパ２４０８をロッド本体２４０４から外した上でロッド本体２４０４を上方に向かって移動させ、挿通孔２２０４から引き抜く。そして、衝突ロッド２４をリニアブッシュ２２に取り付ける際は、下方ストッパ２４０８を外した状態のロッド本体２４０４を挿通孔２２０４内に挿入し、ばね２８で規制される位置まで下方に移動させる。その後、ロッド本体２４０４に下方ストッパ２４０８を取り付ける。

すなわち、上述したようにリニアブッシュ２２（落下機構）は衝突ロッド２４（衝突体）を鉛直方向に移動可能に保持するが、上方ストッパ２４０６および下方ストッパ２４０８は、リニアブッシュ２２に挿通（保持）された状態における衝突ロッド２４の最上点位置および最下点位置を規制するストッパ機構として機能する。

レバー２４１０は、上方ストッパ２４０６に取り付けられた棒状の部材であり、カム機構２７により衝突ロッド２４の位置を上方に移動させる際に用いられる。
カム機構２７は、カム２７０２、モータ２７０４、シャフト２７０６を備える。リニアブッシュ２２の側面（レバー２４１０が延びる側）には、水平方向（Ｘ軸方向）に延びるステイ２７０８が取り付けられており、ステイ２７０８上にモータ２７０４が載置される。モータ２７０４の駆動によりシャフト２７０６が回転し、シャフト２７０６を中心にカム２７０２がＹＺ平面内を回転する。シャフト２７０６の回転によりカム２７０２が上方に位置すると、レバー２４１０を押し上げ、衝突ロッド２４全体が上方に移動する。

カム２７０２とレバー２１４０の動きについて、より詳細に図１３に示す。図１３では、視認性の観点から、カム２７０２およびレバー２１４０以外の構成については図示を省略している。
本実施の形態では、カム２７０２は略半円形状であり、その側面は円弧部Ａｒと直線部Ｓｔを有する。カム２７０２は、シャフト２７０６を中心として円弧部Ａｒ側がレバー２１４０に接するように、反時計回りに回転する。シャフト２７０６は、レバー２１４０の直下に位置する。

図１３Ａに示すように、カム２７０２とレバー２１４０とが離れた状態では、衝突ロッド２４は通常位置（衝突ロッド２４の自重分縮んだばね２８の上に上方ストッパ２４０６が位置する状態）にある。
図１３Ｂに示すように、カム２７０２の円弧部Ａｒとレバー２１４０とが接すると、衝突ロッド２４は通常位置（図１３Ｂに点線で示す）から上方に押し上げられていく。
図１３Ｃに示すように、カム２７０２の円弧部Ａｒの端部がレバー２１４０から離れると、衝突ロッド２４は上方に押し上げられた状態（図１３Ｃに点線で示す）から下方に自由落下する。
このような機構により、衝突ロッド２４の上下運動を自動的に実行することができる。
なお、衝突ロッド２４を上下させる機構は、上記のようなカム機構に限らず従来公知の様々な機構を採用可能である。

衝突ロッド２４のサイズとしては、例えばロッド本体２４０４の直径は１２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、長さ（上方ストッパ２４０６と加速度センサ２６との境界から底面２４１２までの長さ）は６０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下、質量（ロッド本体２４０４、上方ストッパ２４０６、下方ストッパ２４０８、レバー２４１０を含む）は１００ｇ以上２００ｇ以下、底面２４１２の曲率半径は３０ｍｍ以下とするのが好ましく、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下とするのがより好ましい。
これは、上述した範囲にペンデュラム試験の手順（非特許文献１参照）に規定される衝突体のサイズが含まれるためである。

図１の説明に戻り、加速度センサ２６は、衝突ロッド２４（衝突体）の底面２４１２と反対側の面に取り付けられており、衝突ロッド２４とフェース面３２（被衝突体）とが衝突した際に生じる衝突ロッド２４の加速度を計測する。
加速度センサ２６は、配線２６０２によりデジタルオシロスコープを介してコンピュータ５０に接続され、その検出値をコンピュータ５０に出力する。デジタルオシロスコープでは、加速度センサから出力されたアナログ信号をデジタル値に変換する。なお、加速度センサ２６とコンピュータ５０とを無線通信により接続してもよい。

図６は、コンピュータ５０の構成を示すブロック図である。
コンピュータ５０は、ＣＰＵ５２と、不図示のインターフェース回路およびバスラインを介して接続されたＲＯＭ５４、ＲＡＭ５６、ハードディスク装置５８、ディスク装置６０、キーボード６２、マウス６４、ディスプレイ６６、プリンタ６８、入出力インターフェース７０などを有している。
ＲＯＭ５４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ５６はワーキングエリアを提供するものである。

ハードディスク装置５８は、加速度センサ２６の検出値に基づいてゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）の剛性特性（本実施の形態ではＣＴ値）を算出する剛性特性算出プログラムを格納している。

ディスク装置６０はＣＤやＤＶＤなどの記録媒体に対してデータの記録および／または再生を行うものである。
キーボード６２およびマウス６４は、操作者による操作入力を受け付けるものである。
ディスプレイ６６はデータを表示出力するものであり、プリンタ６８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ６６およびプリンタ６８によってデータを出力する。
入出力インターフェース７０は、加速度センサ２６など外部機器との間でデータの授受を行うものである。

図１４は、コンピュータ５０の機能的構成を示すブロック図である。
上記ＣＰＵ５２は、上記制御プログラムを実行することにより、計測箇所調整部５０２、落下距離変更部５０４、落下制御部５０６、剛性特性算出部５０８、特性分布作成部５１０、特徴点抽出部５１２として機能する。

計測箇所調整部５０２は、衝突ロッド２４（衝突体）とゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）との相対位置を変更することにより、フェース面３２（被計測面）上の計測箇所を変更する。
本実施の形態では、計測箇所調整部５０２は、ＸＹステージ１４に対して、Ｘ軸方向テーブル１４０２およびＹ軸方向テーブル１４０６の移動を指示する制御信号を出力することにより、衝突ロッド２４に対するゴルフクラブヘッド３０の位置を変更してフェース面３２上の計測箇所を変更する。

図１２は、ゴルフクラブヘッド３０上の計測箇所を模式的に示す説明図である。
本実施の形態では、図１２Ｂに示すように、ゴルフクラブヘッド３０のフェース面３２に所定広さの計測範囲Ｍを設定する。さらに、図１２Ａに示すように、計測範囲Ｍを複数の微小領域に分割し、各微小領域の中心位置を計測箇所とする。図１２の例では、微小領域の大きさを２．５ｍｍ四方とし、１７×２１＝３５７個の計測箇所を設定している。
計測範囲Ｍは、例えばフェース面３２のセンターを基準として、上下（クラウン－ソール）方向および左右（トウ－ヒール）方向がそれぞれ対称となるように設定することが好ましい。図１２の例では、計測箇所「９Ｋ」の中心をフェース面３２のセンターに合わせて計測範囲Ｍおよび計測箇所を設定している。
また、計測箇所の設定値（微小領域の大きさおよび位置）のパターンを予めいくつか準備しておき、コンピュータ５０のハードディスク装置５８等にファイルとして保存すると共に、計測対象となるゴルフクラブ（ドライバー、フェアウェー等）に応じて適宜設定値を呼び出すことで計測範囲Ｍや計測箇所を変更するようにしてもよい。

計測時には、計測箇所調整部５０２は、まず例えば計測箇所１Ａが衝突ロッド２４の直下になるようにＸＹステージ１４の位置を制御する。計測箇所１Ａでの計測が終了すると、計測箇所調整部５０２は、計測箇所１Ｂが衝突ロッド２４の直下になるようにＸ軸方向テーブル１４０２の位置を移動させるよう制御する。以下同様に１行目の計測箇所を全て（１Ｕまで）計測すると、計測箇所調整部５０２は、計測箇所２Ｕが衝突ロッド２４の直下になるようにＹ軸方向テーブル１４０６の位置を移動させるよう制御する。以下同様に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の移動をくり返すことによって、３５７個の計測箇所での計測を行う。
すなわち、本実施の形態では、計測箇所調整部５０２は、水平面内の直交する２軸（Ｘ軸、Ｙ軸）に沿って所定距離ずつ衝突ロッド２４（衝突体）とゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）との相対位置を変更する。

図１４の説明に戻り、落下距離変更部５０４は、フェース面３２（被計測面）上の計測箇所を変更する毎に、計測箇所への衝突ロッド（衝突体）への衝突速度が略一定となるように衝突ロッド２４（衝突体）の落下距離を調整する。
上述のように、本実施の形態で計測するＣＴ値には速度依存性があることが知られている。このため、全ての計測箇所において衝突ロッド２４の衝突速度は一定であることが望ましい。一方で、ゴルフクラブヘッド３０のフェース面３２は平坦面ではなく、ヘッド固定用治具１２に対するアーム２０の位置を固定した場合、例えばフェース面３２の中心に位置する計測箇所とフェース面３２の端部に位置する計測箇所とで衝突速度が異なってしまう。よって、落下距離変更部５０４によりＺステージ１８を制御し、計測箇所ごとにアーム２０の位置（高さ）を変更する。

落下距離変更部５０４による落下距離の決定は、例えば以下のいずれかの方法を用いることができる。
＜方法１＞
計測箇所ごとに実際に衝突ロッド２４をフェース面３２に衝突させて加速度を計測し、この加速度を積分することにより衝突速度を算出してアーム２０の位置を変更する。
例えば、衝突速度が予め定めた計測時衝突速度よりも速い場合（衝突速度を遅くしたい場合）にはアーム２０の位置をより高くして落下距離を長くし、遅い場合（衝突速度を速くしたい場合）にはアーム２０の位置をより低くして落下距離を短くする。
なお、様々な要因により、同一の落下距離であっても衝突ロッド２４の衝突速度は計測毎にごくわずかに異なると考えられる。よって、例えば計測時衝突速度に対して±０．０５ｍ／ｓ程度は許容範囲とするのが現実的である。
また、一般的には衝突速度を遅くしたい場合にはアーム２０の位置をより低くして落下距離を短くし、衝突速度を速くしたい場合にはアーム２０の位置をより高くして落下距離を長くすることが考えられる。しかしながら、本実施の形態で用いる剛性特性計測装置１０は、後述するように（図５参照）、衝突ロッド２４はばね２８を圧縮しながらフェース面３２へと衝突する。アーム２０の位置を高くして、衝突ロッド２４の落下開始点とフェース面３２との距離を長くすると、衝突時にばね２８が大きく圧縮された状態となり、アーム２０の位置変更前と比較して衝突ロッド２４の衝突速度が遅くなる。なお、アーム２０の位置を高くし過ぎると、衝突ロッド２４とフェース面３２が接触しなくなる。
また、アーム２０の位置をより低くして、衝突ロッド２４の落下開始点とフェース面３２との距離を短くすると、ばね２８の圧縮量が少ない状態（減速前）に衝突ロッド２４とフェース面３２が衝突することになり、アーム２０の位置変更前と比較して衝突ロッド２４の衝突速度が速くなる。なお、アーム２０の位置を低くし過ぎると、無荷重時にも衝突ロッド２４とフェース面３２が接触してしまう。
よって、落下距離変更部５０４は、荷重負荷時に衝突ロッド２４とフェース面３２が接触し、かつ無荷重時に衝突ロッド２４とフェース面３２が接触しない範囲でアーム２０の位置を調整する。
すなわち方法１は、落下距離変更部５０４は、加速度センサ２６で得られる加速度信号を積分して衝突速度を算出し、衝突速度が所定範囲となるように衝突ロッド２４（衝突体）の落下距離を調整する方法である。

＜方法２＞
距離センサにより衝突ロッド２４の先端と計測箇所との間の離間距離（落下距離）を測定してアーム２０の位置を変更する。
この場合、例えば衝突ロッド２４の先端またはリニアブッシュ２２の本体部２２０２の下面２２０８（図５参照）に光学式等の距離センサを設置する。衝突ロッド２４の先端に距離センサを設置した場合には、衝突ロッド２４が通常位置にある時に距離センサで測定した距離がそのまま落下距離となる。また、リニアブッシュ２２の下面２２０８に距離センサを設置した場合には、距離センサで測定した距離－リニアブッシュ２２の下面２２０８から通常位置の衝突ロッド２４の先端までの距離が落下距離となるが、リニアブッシュ２２の下面２２０８から通常位置の衝突ロッド２４の先端までの距離は一定となるので、センサの測定値の差分はそのまま落下距離の差分となる。
落下距離変更部５０４は、距離センサの測定値が予め定めた離間距離となるようにＺステージ１８を制御する。
すなわち方法２は、落下距離変更部５０４は、落下前の衝突ロッド２４（衝突体）と計測箇所との離間距離を測定し、離間距離が一定となるように衝突ロッド２４（衝突体）の落下距離を調整する。

落下制御部５０６は、ゴルフクラブヘッド３０に対する衝突ロッド２４の落下状態を制御する。より詳細には、落下制御部５０６は、カム機構２７のモータ２７０４の駆動状態（回転速度やカム２７０２の位置）を制御し、所定のタイミングで衝突ロッド２４をゴルフクラブヘッド３０に向けて落下させる。所定のタイミングとは、例えば計測箇所調整部５０２によるＸＹステージ１４の位置調整や落下距離変更部５０４による落下距離の変更（上記方法２を採用する場合）が完了したタイミングである。

剛性特性算出部５０８は、計測箇所に衝突ロッド２４（衝突体）を落下させ、落下時の加速度センサ２６の検出値に基づいて各計測箇所における剛性特性を算出する。本実施の形態では、剛性特性とはゴルフクラブヘッド３０の（より詳細には、フェース面３２の各計測箇所における）ＣＴ値である。
加速度センサ２６で検出される加速度は、所定のサンプリング間隔で検出される時系列の加速度データである。剛性特性算出部５０８は、加速度データをフィルタ処理してノイズを除去した上で積分し、速度Ｖの時系列データに変換する。

図８は、衝突ロッド２４の速度Ｖの時系列データを示すグラフである。
剛性特性算出部５０８は、以下のようにゴルフクラブヘッド３０の剛性特性を示すＣＴ値を算出する。
速度Ｖの時系列データにおける最高速度をＶｍａｘとする。
速度ＶがＶ１（Ｖ１＝Ｖｍａｘのα％）に達する時間を開始時間ｔｓとする。
速度ＶがＶ２（Ｖ２＝Ｖｍａｘのβ％）に達する時間を終了時間ｔｅとする。
αを０～９９％とし、βを１～１００％とし、α＜βとする。
ＣＴ値はｔｅ－ｔｓによって求められる。
なお、一般的にはα％＝５％、β％＝９５％とされる。

また、上述したように、ＣＴ値には速度依存性がある。よって、複数の衝突速度でＣＴ値の計測を行い、衝突速度とＣＴ値との関係から当該ゴルフクラブヘッド３０の代表ＣＴ値を算出する場合もある。
図９は、同一のゴルフクラブヘッド３０について、衝突速度を変更して（アーム２０の位置を変更して）複数回計測したＣＴ値の一例を示すグラフである。
図９において、横軸は衝突速度［ｍ／ｓ］、縦軸はＣＴ値［μｓ］である。
図９のグラフに示すように、ＣＴ値は衝突速度が遅いほど大きく、衝突速度が速いほど小さくなっている。

図１０は、図９の横軸を－０．３２９乗した値（Ｖ^{－０．３２９}）に変換したグラフである。
このような変換を行うと、ＣＴ値は直線上に並ぶ。この直線とＹ軸との交点（ｙ切片）を当該ゴルフクラブヘッド３０の代表ＣＴ値とする。図１０の例では、各衝突速度におけるＣＴ値はＴ＝２４８．６＋１３．７３Ｖ^{－０．３２９}の直線上に並んでおり、代表ＣＴ値は２４８．６となる。
なお、図９および１０には衝突速度を変更して１０回計測を行った結果を図示しているが、一般的には３回程度の計測（３つの速度水準）でゴルフクラブヘッド３０の代表ＣＴ値を算出する。

図１４の説明に戻り、特性分布作成部５１０は、各計測箇所に対応して算出された剛性特性に基づいて、水平面内に設定された計測範囲Ｍにおける剛性特性の分布を作成する。
本実施の形態では例えば図１２Ａに示すように、各計測箇所に対応する微小領域を、各計測箇所におけるＣＴ値の値によって色分けしたコンター図によって剛性特性の分布を可視化するものとした。
図１２Ａでは、ＣＴ値（小数第一位を四捨五入した値）が０から２３９の領域、２４０から２５２の領域、２５３から２６４の領域、２６５以上の領域をそれぞれ色分けして表示している。図１２Ａの例では、ＣＴ値２６５以上の領域が計測範囲Ｍの左右に１箇所ずつ存在していることがわかる。また、計測範囲Ｍの中央部、すなわちフェース面３２の中央部で必ずしもＣＴ値が大きい訳ではないことが分かる。
このようにすることで、計測範囲Ｍ内における剛性特性の分布を容易に把握することができ、ゴルフクラブヘッド３０の性能評価を効率的に行うことができる。
なお、剛性分布の形態については、コンター図に限らず従来公知の様々な形式が採用可能である。

特徴点抽出部５１２は、特性分布作成部５１０で作成された計測範囲Ｍにおける剛性特性の分布に基づいて、剛性特性の特徴点を抽出する。
剛性特性の特徴点とは、例えば計測範囲Ｍ内で剛性特性値の最大値または最小値を取る点（計測箇所）、極大値または極小値を取る点（計測箇所）である。極大値（または極小値）とは剛性特性値が複数のピークを取る場合にそれぞれのピークの最大値（または最小値）に対応する点である。
一般にＣＴ値はその最大値が問題となるため、最大値または極大値について注目すると、図１２Ａの例では、計測範囲Ｍ内でＣＴ値の最大値を取る点は７Ａの２７５（２７４．５２９）である。また、左右に１つずつ存在するＣＴ値２６５以上の領域の各極大値は、左の領域では７Ａの２７５（２７４．５２９）、右の領域では８Ｏの２７０（２７０．２３３）である。

つぎに、図７のフローチャートを参照して、剛性特性計測装置１０による計測手順について説明する。
図７のフローチャートでは、量産した同一型番のゴルフクラブヘッド３０を複数個用意し、それぞれのゴルフクラブヘッド３０の剛性特性（例えばＣＴ値）を計測するものとする。また、図７のフローチャートにおいて、落下距離変更部５０４による落下距離の決定は、上記方法２を用いている。
計測に先立って、剛性特性の計測箇所（フェース面３２上における衝突ロッド２４の衝突位置）や衝突ロッド２４の衝突速度、衝突ロッド２４と計測箇所との間の離間距離などの計測パラメータを決定しておく（ステップＳ７０）。

つぎに、ゴルフクラブヘッド３０をヘッド固定用治具１２にセットする（ステップＳ７２）。
より詳細には、まず計測者はレール１６０４上のＸＹステージ１４を手前方向に移動させる。これは、ゴルフクラブヘッド３０をセットする際にリニアブッシュ２２等と干渉しない位置にヘッド固定用治具１２を移動させるためである。つぎに、ゴルフクラブヘッド３０のフェース面３２を上方に向けて、サイド部３５側を嵌合孔１２０８に嵌め込む。そして、レール１６０４上のＸＹステージ１４を奥方向（Ｚステージ１８側）に移動させる。レール１６０４端部までＸＹステージ１４が移動すると、磁石によりがＸＹステージ１４の位置が固定される。

つぎに、計測箇所調整部５０２は、衝突ロッド２４の落下位置に最初の計測箇所（例えば図１２Ａの１Ａ）が位置するようにＸＹステージ１４に対して制御信号を出力する。これにより、ＸＹステージ１４が稼働し、計測箇所が衝突ロッド２４の落下位置に位置する（ステップＳ７４、計測箇所調整工程）。
つづいて、落下距離変更部５０４は、図示しない距離センサによって衝突ロッド２４の先端と計測箇所との間の離間距離（落下距離）を測定し、ステップＳ７０で設定した離間距離となるようにアーム２０の位置を変更する（ステップＳ７６、落下距離変更工程）。

落下制御部５０６は、カム機構２７のモータ２７０４を駆動し、衝突ロッド２４を計測箇所に向けて落下させる。また、落下から衝突までの一連の加速度を加速度センサ２６で計測する（ステップＳ７８）。
図５は、計測時における衝突ロッド２４の挙動を模式的に示す図である。
なお、視認性の観点から、図５Ｃおよび図５Ｄではカム機構２７の図示を省略している。
計測時には、図５Ａに示すように、カム２７０２により衝突ロッド２４のレバー２１４０を上方に引き上げる。本実施の形態では、カム２７０２により衝突ロッド２４が引き上げられた状態でも、下方ストッパ２４０８がリニアブッシュ２２の下面２２０８より下側に位置するようにしている。
なお、計測時には衝突ロッド２４のロッド本体２４０４にばね２８が挿通される。ばね２８はリニアブッシュ２２の上面２２０６上に位置する。図５Ａの状態では、ばね２８に力がかかっていないため、ばね２８の長さは自然長Ｈ０となっている。
図５Ｂに示すように、カム２７０２が回転してレバー２１４０から離れると、衝突ロッド２４を鉛直方向に自由落下し、重力加速度によって落下速度が加速する。
その後、上方ストッパ２４０６がばね２８の上端位置まで落下すると、衝突ロッド２４の荷重（質量×加速度）がばね２８にかかる。この荷重により、ばね２８は縮んで自然長Ｈ０より短い長さＨ１となる（図５Ｃ参照）。一方、衝突ロッド２４にはばね２８からの反力がかかり、落下速度は減速する。この減速の過程で、衝突ロッド２４がフェース面３２に所定の衝突速度で衝突する。
フェース面３２と衝突した衝突ロッド２４は、反力を受けて上方へと移動する。衝突ロッド２４が上方に移動すると、ばね２８にかかる荷重がなくなり、ばね２８は自然長Ｈ０に戻る。衝突ロッド２４は、一定距離上方に移動した後、重力により再度下方（フェース面３２方向）へと落下する。しかしながら、最初の落下時と比較して落下開始位置が低いため、ばね２８にかかる荷重は小さくなり、ばね２８を縮ませる程度の荷重には至らない（または図５Ｃよりも縮み量が小さくなる）。
よって、図５Ｄに示すように、衝突ロッド２４の底面２４１２はフェース面３２よりも上方に保持される。すなわち、ばね２８は、衝突ロッド２４（衝突体）がフェース面３２（被計測面）に衝突した後、衝突ロッド２４をフェース面３２より上方に保持し、衝突ロッド２４がフェース面３２に再度衝突するのを防止する再衝突防止機構として機能する。
このような再衝突防止機構を設けているのは、再衝突によって加速度センサ２６の検出値のノイズが増大するのを防止するためである。

図７の説明に戻り、剛性特性算出部５０８は、ステップＳ７８で検出された加速度を用いて、ゴルフクラブヘッド３０の剛性特性（ＣＴ値）を算出する（ステップＳ８０）。
今回計測するゴルフクラブヘッド３０に設定された全ての計測箇所での計測が完了するまでは（ステップＳ８２：ＮＯ）、ステップＳ７４に戻り、計測箇所を移動して計測および剛性特性の算出を継続する。
全ての計測箇所での計測が完了すると（ステップＳ８２：ＹＥＳ）、特性分布作成部５１０は、各計測箇所における剛性特性の値をコンター図にプロットし、計測範囲Ｍにおける剛性特性の分布を作成する（ステップＳ８４、特性分布作成工程）。
また、特徴点抽出部５１２は、剛性特性の分布に基づいて剛性特性の特徴点（最大値や極大値を取る測定箇所）を特定する（ステップＳ８６、特徴点抽出工程）。

複数個用意したゴルフクラブヘッド３０の計測を全て終了するまでは（ステップＳ８８：ＮＯ）、ヘッド固定用治具１２にセットするゴルフクラブヘッド３０を交換し（ステップＳ９０）、ステップＳ７４に戻り以降の処理をくり返す。
そして、複数個用意したゴルフクラブヘッド３０の計測を全て終了すると（ステップＳ８８：ＹＥＳ）、本フローチャートによる処理を終了する。

図１１は、落下距離変更工程の有無によるＣＴ値の違いを示す説明図である。
図１１Ａは、ゴルフクラブヘッド３０のフェース面３２の中心位置（計測箇所０）から上下方向に所定距離ずつ離れた点を計測箇所（打点位置）として計測したＣＴ値を示している。また、図１１Ｂは、図１１Ａの値をプロットしたグラフであり、縦軸がＣＴ値、横軸が計測箇所である。
計測箇所として、フェース面３２の中心位置（計測箇所０）、計測箇所０から上方向に１０ｍｍ離れた点および２０ｍｍ離れた点、計測箇所０から下方向に１０ｍｍ離れた点（－１０ｍｍ）および２０ｍｍ離れた点（－２０ｍｍ）を設定した。

落下距離変更工程を実施せず、計測箇所０を基準として落下距離を一定とした場合（計測箇所０で衝突速度が０．４０ｍ／ｓとなる落下距離で全ての計測箇所で計測した場合）、他の計測箇所では衝突速度が０．４０ｍ／ｓよりも遅くなり、例えば計測箇所－２０では０．３３ｍ／ｓとなった。また、ＣＴ値は計測箇所０で一番大きく、計測箇所０からの距離が大きい計測箇所ほど小さくなった。

一方、落下距離変更工程を実施して、全ての計測箇所で衝突速度が０．４０ｍ／ｓとなるように落下距離を変更した場合、落下距離一定の場合に比べて全ての計測箇所でＣＴ値が小さくなった。上述のようにＣＴ値は速度依存性があるため、衝突速度一定で計測したＣＴ値の方が信頼性が高いと考えられる。特に、計測箇所０からの距離が大きい計測箇所ほど、フェース面３２の曲率の影響で誤差が大きくなるため、落下距離変更工程を実施して計測を行うのが有効である。

更に、フェース面３２が曲率を有するということは、フェース面３２の各点における法線方向も異なることになる。より厳密に剛性特性を計測するには、各計測箇所において衝突ロッド２４の衝突角度を一致させる（垂直にする）ことが望ましい。
そこで、衝突ロッド２４（衝突体）の落下方向とフェース面３２の計測箇所の法線方向とが略一致するように、ゴルフクラブヘッド３０（被衝突体）の保持角度を調整する衝突角度調整機構８０を設け、衝突角度調整工程を実行するようにしてもよい。

図１５は、衝突角度調整機構８０の一例を示す説明図である。
衝突角度調整機構８０は、ヘッド固定用治具１２を握持する握持部８２と、平面上（図１５の例ではＹ軸方向テーブル１４０６）に配置される接地部８４と、握持部８２を任意の角度に回転させる回転部８６とを備える。
握持部８２は、十字型に形成されヘッド固定用治具１２の底面に接する基部と、基部の先端から垂直方向上側に伸びヘッド固定用治具１２の側面１２０４および１２０６に接する立設部を備え、ヘッド固定用治具１２を握持する。

図１５Ａの状態では、衝突ロッド２４の落下方向とフェース面３２の略中央にある計測箇所Ａの法線方向（計測箇所Ａからの矢印で示す）とは一致している。一方、フェース面３２の端部にある計測箇所Ｂの法線方向（計測箇所Ｂからの矢印で示す）は、衝突ロッド２４の落下方向とずれている。
このため、計測箇所Ｂでの計測を行う際は、図１５Ｂに示すように衝突ロッド２４の落下方向と計測箇所Ｂの法線方向とが一致するように回転部８６により握持部８２を回転させる。
なお、各計測箇所の法線方向は、例えばゴルフクラブヘッド３０の設計データから算出する。
このようにすることで、より高精度に曲面上の各計測箇所の剛性特性を計測することができる。

以上説明したように、実施の形態にかかる剛性特性計測装置１０は、フェース面３２上の計測箇所を変更する毎に計測箇所への衝突ロッド２４への衝突速度が略一定となるように衝突ロッド２４の落下距離を調整するので、フェース面３２が曲率を有する場合でも各計測箇所での衝突速度を略一定とすることができ、剛性特性が速度依存性を有する場合などに計測精度を向上させる上で有利となる。
剛性特性計測装置１０において、剛性特性の計測に用いる加速度センサ２６を用いて衝突速度を算出して落下距離を調整すれば（上記方法１）、落下距離変更工程の実施にかかるコストを低減する上で有利となる。
請求項３の発明によれば、衝突体と計測箇所との離間距離を測定して落下距離を調整するので、迅速に落下距離を調整し、効率的に計測を行う上で有利となる。
また、剛性特性計測装置１０において、衝突ロッド２４の落下方向と計測箇所の法線方向とが略一致するように被衝突体の保持角度を調整するようにすれば、剛性特性の計測精度をより向上させる上で有利となる。
また、剛性特性計測装置１０は、水平面内の直交する２軸に沿って衝突ロッド２４とゴルフクラブヘッド３０との相対位置を変更させながら剛性特性の計測を行うので、ゴルフクラブヘッド３０の剛性特性を連続的に計測する上で有利となる。
また、剛性特性計測装置１０は、複数の計測箇所に対応して算出された剛性特性に基づいて、水平面内に設定された計測範囲における剛性特性の分布を作成するので、ゴルフクラブヘッド３０全体の剛性特性を把握する上で有利となる。
また、剛性特性計測装置１０は、剛性特性の分布に基づいて剛性特性の特徴点を抽出するので、ゴルフクラブヘッド３０の剛性特性の評価を行う上で有利となる。
また、剛性特性計測装置１０は、ゴルフクラブヘッド３０の評価指標として重要なＣＴ値を容易かつ高精度に計測することができる。

また、剛性特性計測装置１０は、衝突体である衝突ロッド２４を、被衝突体であるゴルフクラブヘッド３０に向けて鉛直方向に落下させるので、衝突ロッド２４の衝突位置や衝突角度を一定に保つことが容易となり、剛性特性の計測精度を向上させる上で有利となる。
また、剛性特性計測装置１０は、衝突ロッド２４が柱状であるため、長手方向に沿った移動の経路が規制しやすく、衝突ロッド２４の衝突位置や衝突角度を一定に保つことがより容易となり、剛性特性の計測精度をより向上させる上で有利となる。また、衝突ロッド２４の底面２４１２（衝突面）が球面形状に形成されているので、ペンデュラム試験に準拠した計測を行うことができる。
また、剛性特性計測装置１０は、衝突ロッド２４の最上点位置および最下点位置を規制する上方ストッパ２４０６および下方ストッパ２４０８（ストッパ機構）が設けられているので、衝突ロッド２４の落下距離を一定に保つことができ、フェース面３２への衝突速度を一定にする上で有利となる。
また、剛性特性計測装置１０は、衝突ロッド２４がフェース面３２に再衝突するのを防止するばね２８（再衝突防止機構）が設けられているので、短時間での繰り返し衝突による計測への影響を軽減する上で有利となる。また、衝突ロッド２４がフェース面３２より上方に保たれるため、計測対象となるゴルフクラブヘッド３０を交換する際の作業効率を向上させることができ、またフェース面３２にキズ等がつくのを防止することができる。
また、剛性特性計測装置１０は、衝突ロッド２４の落下開始位置とフェース面３２との距離（衝突体の落下距離）を調整する落下距離調整機構（アーム２０の位置固定機構２００６）が設けられているので、衝突ロッド２４の衝突速度を任意の速度に調整することができ、特に速度依存性がある剛性特性を計測する場合の利便性を向上することができる。
また、剛性特性計測装置１０は、フェース面３２上における衝突ロッド２４の落下位置を調整可能なので、フェース面３２上の任意の位置における剛性特性を計測することができる。
また、剛性特性計測装置１０は、ヘッド固定用治具１２が制振素材を含んで形成されているので、加速度センサ２６の検出値に過度なノイズが乗るのを防止して、安定した計測を行う上で有利となる。
また、剛性特性計測装置１０は、シャフトが取り付けられていないゴルフクラブヘッド３０のみを被衝突体とすることが可能なので、ゴルフクラブヘッド３０の試作工程や製造工程におけるＣＴ値の計測を容易に行うことができる。

なお、本実施の形態では、ゴルフクラブヘッド３０の剛性特性としてＣＴ値を算出するものとしたが、例えば反発係数（衝突前後における相対速度の比）など、加速度センサ２６の検出値を用いて算出可能な他の剛性特性を算出するようにしてもよい。

１０ 剛性特性計測装置
１２ ヘッド固定用治具
１４ ＸＹステージ
１６ 台座
１８０２ 支柱
２０ アーム
２２ リニアブッシュ
２４ 衝突ロッド（衝突体）
２４０４ ロッド本体
２４０６ 上方ストッパ
２４０８ 下方ストッパ
２４１０ レバー
２４１２ 底面
２６ 加速度センサ
２７ カム機構
２８ ばね（再衝突防止機構）
３０ ゴルフクラブヘッド（被衝突体）
３２ フェース面（被計測面）
５０ コンピュータ（特性算出部）
５０２ 計測箇所調整部
５０４ 落下距離変更部
５０６ 落下制御部
５０８ 剛性特性算出部
５１０ 特性分布作成部
５１２ 特徴点抽出部
８０ 衝突角度調整機構

Claims (5)

1. 被計測面を上方に向けて被衝突体を保持し、衝突体を前記被計測面に向けて鉛直方向に落下させ、前記衝突体に取り付けられた加速度センサの検出値に基づいて前記被衝突体の剛性特性を算出する剛性特性計測方法であって、
   前記被衝突体はゴルフクラブヘッドであり、
   前記剛性特性は、前記ゴルフクラブヘッドのＣＴ値であり、
   前記衝突体が前記被計測面に衝突した後、前記衝突体を前記被計測面より上方に保持し、前記衝突体が前記被計測面に再度衝突するのを防止するばねを設け、
   前記被計測面上の計測箇所を自動的に変更する毎に、前記計測箇所への前記衝突体への衝突速度が略一定となるように前記衝突体の落下距離を自動的に調整する落下距離変更工程を含み、
   前記落下距離変更工程では、前記加速度センサで得られる加速度信号を積分して前記衝突速度を算出し、前記衝突速度が所定範囲となるように前記衝突体の落下距離を調整し、
   更に前記落下距離変更工程による前記衝突体の落下距離の自動的な調整は、前記衝突体の落下開始位置と前記被衝突体の前記被計測面との上下方向に沿った距離を調整可能とした落下距離調整機構を用いて、前記衝突体の落下時の荷重が前記ばねに対して加わった荷重負荷時に前記衝突体と前記被計測面が接触し、かつ前記衝突体の落下時の荷重が前記ばねに加わらない無荷重時に前記衝突体と前記被計測面が接触しない範囲となるようになされ、
   水平面内の直交する２軸に沿って所定距離ずつ前記衝突体と前記被衝突体との相対位置を自動的に変更することにより前記被計測面上の前記計測箇所を自動的に変更する計測箇所調整工程と、
   前記計測箇所に前記衝突体を落下させ、前記落下時の前記加速度センサの検出値に基づいて各計測箇所における前記剛性特性を算出する剛性特性算出工程と、を更に含む、
   ことを特徴とする剛性特性計測方法。
2. 前記衝突体の落下方向と前記計測箇所の法線方向とが略一致するように前記被衝突体の保持角度を調整する衝突角度調整工程を更に含む、
   ことを特徴とする請求項１記載の剛性特性計測方法。
3. 各計測箇所に対応して算出された前記剛性特性に基づいて、前記水平面内に設定された計測範囲における前記剛性特性の分布を作成する特性分布作成工程を更に含む、
   ことを特徴とする請求項２記載の剛性特性計測方法。
4. 前記特性分布作成工程で作成された前記計測範囲における前記剛性特性の分布に基づいて、前記剛性特性の特徴点を抽出する特徴点抽出工程を更に含む、
   ことを特徴とする請求項３記載の剛性特性計測方法。
5. 被衝突体の剛性特性を計測する剛性特性計測装置であって、
   前記被衝突体はゴルフクラブヘッドであり、
   前記剛性特性は、前記ゴルフクラブヘッドのＣＴ値であり、
   被計測面を上方に向けて前記被衝突体を保持する保持機構と、
   衝突体を前記被衝突体に向けて鉛直方向に落下させる落下機構と、
   前記衝突体に取り付けられた加速度センサと、
   前記加速度センサの検出値に基づいて前記被衝突体の剛性特性を算出する特性算出部と、
   前記被計測面上の計測箇所を自動的に変更する毎に、前記計測箇所への前記衝突体への衝突速度が略一定となるように前記衝突体の落下距離を自動的に調整する落下距離変更部と、
   前記衝突体が前記被計測面に衝突した後、前記衝突体を前記被計測面より上方に保持し、前記衝突体が前記被計測面に再度衝突するのを防止するばねとを備え、
   前記落下距離変更部は、前記加速度センサで得られる加速度信号を積分して前記衝突速度を算出し、前記衝突速度が所定範囲となるように前記衝突体の落下距離を調整し、
   更に前記落下距離変更部による前記衝突体の落下距離の自動的な調整は、前記衝突体の落下開始位置と前記被衝突体の前記被計測面との上下方向に沿った距離を調整可能とした落下距離調整機構を用いて、前記衝突体の落下時の荷重が前記ばねに対して加わった荷重負荷時に前記衝突体と前記被計測面が接触し、かつ前記衝突体の落下時の荷重が前記ばねに加わらない無荷重時に前記衝突体と前記被計測面が接触しない範囲となるようになされ、
   水平面内の直交する２軸に沿って所定距離ずつ前記衝突体と前記被衝突体との相対位置を自動的に変更することにより前記被計測面上の前記計測箇所を自動的に変更する計測箇所調整部と、
   前記計測箇所に前記衝突体を落下させ、前記落下時の前記加速度センサの検出値に基づいて各計測箇所における前記剛性特性を算出する剛性特性算出部と、を更に含む、
   ことを特徴とする剛性特性計測装置。

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