(57)【要約】【課題】  衝突板にゴルフボールを衝突させ、その動摩擦係数を測定することで、実際のゴルフクラブとゴルフボールが衝突時する際の接触力を解析し、ゴルフボールのスピン量を予測する。【解決手段】  ゴルフボールの飛行方向に対して、所定の角度で傾斜して設置された衝突板にゴルフボールが衝突する際のゴルフボールと衝突板の動摩擦係数の測定方法であって、衝突板に垂直な方向の接触力の時間関数Ｆｎ（ｔ）および衝突板に平行な方向の接触力の時間関数Ｆｔ（ｔ）を同時に求め、次の式で定義される両者の比の時間関数Ｍ（ｔ）の最大値を動摩擦係数して求めることを特徴とする前記ゴルフボールと衝突板の動摩擦係数の測定方法。        Ｍ（ｔ）＝Ｆｔ（ｔ）／Ｆｎ（ｔ）【選択図】        図１
2006343139.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフボールの飛行方向に対して、所定の角度で傾斜して設置された衝突板にゴルフボールが衝突する際のゴルフボールと衝突板の動摩擦係数の測定方法であって、衝突板に垂直な方向の接触力の時間関数Ｆｎ（ｔ）および衝突板に平行な方向の接触力の時間関数Ｆｔ（ｔ）を同時に求め、次の式で定義される両者の比の時間関数Ｍ（ｔ）の最大値を動摩擦係数して求めることを特徴とする前記ゴルフボールと衝突板の動摩擦係数の測定方法。
Ｍ（ｔ）＝Ｆｔ（ｔ）／Ｆｎ（ｔ）
【請求項２】
衝突板はゴルフボールの飛行方向に対して１０度〜９０度の角度範囲に調整し得ることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項３】
衝突板は着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【請求項４】
衝突板には圧力センサが付設されていることを特徴とする請求項１記載の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴルフボールが衝突板に衝突する際のゴルフビールと衝突板の動摩擦係数の測定方法に関する。この測定値を解析することでゴルフボールが実際のゴルフクラブで打撃される際の動摩擦係数を予測し、ゴルフボールのスピン量の調整を容易にすることができる。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフボールのスピン量は、飛距離性能及びコントロール性能を支配する重要な特性である。スピン量が大きいゴルフボールはバックスピンによってグリーン上で速やかに停止することができ、またゴルフボールにサイドスピンをかけ、飛行軌跡がドローまたはフェイドになるようにコントロールすることが可能である。そのため、スピン量の高いゴルフボールはプロゴルファあるいは低ハンディキャップのゴルファに好んで採用されている。
【０００３】
一方、スピン量が小さいゴルフボールはバックスピンが小さいため、コントロール性に劣る反面、飛行距離が大きい点で優れており、高ハンディキャップのゴルファに多用されている。
【０００４】
従来、スピン量を調整するのに、ゴルフボール全体の剛性、その分布、最外層部分の剛性の大小、最外層部分の厚さ、ゴルフボール全体の比重分布等の多くの要素を調整して実施されていた。例えば、特許文献１には、打ち出し角度が従来よりも大きく、かつバックスピンが従来よりも小さいゴルフボールとして、多層構造のゴルフボールが提案されている。
【０００５】
一方、ゴルフクラブの観点からは、クラブヘッドのフェース面に形成される溝やパンチマークなどの深さ、幅、大きさ、形状、配置間隔、更にフェース面の表面粗さなどが調整されている。例えば、フェース面の表面粗さなどをクラブの番手に応じて変化させることで、ロフト角の相対的に小さい低番手のクラブヘッドほどフェース面の摩擦係数を小さく設定し、逆に高番手のクラブヘッドほどフェース面の摩擦係数を大きく設定する手法もとられている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第３３７４１２３号公報
【特許文献２】特開２００４−６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の如く、ゴルフボールのスピン量に寄与する摩擦係数は、ゴルフボールの種類とゴルフクラブヘッドの表面構造の組み合わせによって決定されるが、各種ゴルフボールに対するゴルフクラブヘッドの摩擦係数の予測ができればスピン量の設計が容易になる。そこで本発明は着脱可能に取り付けた衝突板をゴルフクラブヘッドのモデルを作成し、これにゴルフボールを衝突させ、その動摩擦係数を測定する。そしてその測定値に基づき、実際のゴルフクラブヘッドとゴルフボールの衝突時の接触力および動摩耗係数を予測し、ゴルフボールのスピン量の設計を容易に行う方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ゴルフボールの飛行方向に対して、所定の角度で傾斜して設置された衝突板にゴルフボールが衝突する際のゴルフボールと衝突板の動摩擦係数の測定方法であって、衝突板に垂直な方向の接触力の時間関数Ｆｎ（ｔ）および衝突板に平行な方向の接触力の時間関数Ｆｔ（ｔ）を同時に求め、次の式で定義される両者の比の時間関数Ｍ（ｔ）の最大値を動摩擦係数して求めることを特徴とする前記ゴルフボールと衝突板の動摩擦係数の測定方法である。
【０００８】
Ｍ（ｔ）＝Ｆｔ（ｔ）／Ｆｎ（ｔ）
前記、衝突板はゴルフボールの飛行方向に対する角度（α）は、１０度〜９０度の範囲に調整することができる。また該衝突板は着脱自在に装着されていることがのぞましい。さらに前記衝突板には圧力センサが付設されることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の測定方法は着脱可能に取り付けた衝突板を用いるもので、実際のゴルフクラブの打撃に極めて近いモデルであり、その動摩擦係数を測定することで、実際のゴルフクラブとゴルフボールの衝突時の接触力および摩擦現象などの衝突現象が解析できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜動摩擦係数の測定方法＞
本発明におけるゴルフボールと衝突板の動摩擦係数の測定方法を図１及び図２の測定装置に基づいて以下に説明する。ここで図１は本発明に採用される動摩擦係数の測定装置であり、図２はその衝突板３の拡大断面図を示す。
【００１１】
図１において、発射装置１からエアガン方式で、垂直鉛直上向きにゴルフボール２が発射される。ゴルフボール２の初速度は、例えば約２０〜５０ｍ／秒とされる。ここでゴルフボールの初速度は第１センサＳ１と第２センサＳ２との間の距離と遮断時間差を測定することで算出される。
【００１２】
発射されたゴルフボール２はゴルフボール発射方向（飛行方向）に予め所定の角度（α）に設定された衝突板３に衝突させる。ゴルフボールの初速度及びは、衝突板の角度（α）は制御ボックス４において制御される。
【００１３】
衝突後のゴルフボール２は、図１に示すように左下方向に跳ね返る。この衝突時における衝突板に垂直方向の力の時系列データであるＦｎ（ｔ）と、衝突板に平行方向の力の時系列データであるＦｔ（ｔ）とが、衝突板３に付設された圧力センサ２２で測定される。
【００１４】
図３は、図１及び図２の測定装置で測定されるＦｎ（ｔ）及びＦｔ（ｔ）の一例が示されたグラフである。図３において、点Ｐ０は圧力センサ２２が力を感知し始める点から位置であり、衝突板３とゴルフボール２との衝突開始時にほぼ相当する。そして垂直な方向の接触力であるＦｎ（ｔ）は点Ｐ０から徐々に増加し、点Ｐ４で最高値となり、ここから減少して点Ｐ３でゼロとなる。この点Ｐ３は、圧力センサ２２が力を感知しなくなった点であり、衝突板３からゴルフボール２が離れた時点にほぼ相当する。
【００１５】
一方、衝突板に平行な方向の接触力（すなわちせん断力）であるＦｔ（ｔ）の値は時間経過と共に点Ｐ０から増加し点Ｐ１で最高値となり、それから減少して点Ｐ２でゼロとなり、それ以降は負の値となる。点Ｐ３でゴルフボールが圧力センサ２２から離れるので、圧力センサ２２で感知されるＦｔ（ｔ）のカーブは点Ｐ３でゼロとなる。Ｆｔ（ｔ）のカーブと時間軸とで囲まれた領域のうちＦｔ（ｔ）が正の値をとる領域の面積Ｓ１は、せん断力が正である力積を表す。一方、Ｆｔ（ｔ）のカーブと時間軸とで囲まれた領域のうちＦｔ（ｔ）が負の値をとる領域の面積Ｓ２は、せん断力が負である力積を表す。力積Ｓ１はバックスピンを促進する方向に作用し、力積Ｓ２はバックスピンを抑制する方向に作用する。ここで、力積Ｓ１は力積Ｓ２よりも大きい値をとり、力積Ｓ１から力積Ｓ２を減じた値が、ゴルフボールのバックスピンに寄与する。
【００１６】
そして動摩擦係数として求めるには、Ｆｔ（ｔ）／Ｆｎ（ｔ）で得られるＭ（ｔ）の最大値を算出することで得ることができる。
【００１７】
＜ゴルフボールのスピン量等の同時測定方法＞
図１に示す測定装置において、衝突板に衝突したゴルフボールは、そのスピン量、速度、打ち出し角度を測定し、前記したＭ（ｔ）の算出値とスピン量との相関性を求めるための検証データとして利用することができる。
【００１８】
図１において、衝突板で跳ね返されたゴルフボール２は、その飛行軌跡の側面に配置された、ストロボ装置Ｋｂ、カメラ装置Ｋａによって飛行中のゴルフボールのスピン量、速度、及び飛行角度が、それぞれ測定される。前記ストロボ装置Ｋｂは、ストロボ電源５に接続され、前記カメラ装置Ｋａは、コンデンサボックス８を介してカメラ電源６に接続している。そしてスピン解析装置７を用いてスピン量、速度、飛行角度を解析することができる。さらに、これらの解析結果を前記動摩擦係数の測定結果を照会することで、動摩擦係数とスピン量の相関関係、更に動摩擦係数のゴルフボールの初速度、飛行角度への影響を評価することができる。
【００１９】
＜衝突板の構造＞
図２は、図１の測定装置に用いた衝突板３の拡大部分断面図である。該衝突板３は、基板２１と、圧力センサ２２と、表層板２３と、さらにこれらを固着一体化する主ボルト２５を備えている。
【００２０】
前記基板２１は所定強度と剛性を有するものであればよく、その材質は特には制限されないが、好ましくはスチールが用いられる。基板２１の厚みは、５．０〜２０．０ｍｍである。また、ＪＩＳ規格による主ボルト２５の型番は、例えばＭ１０である。
【００２１】
圧力センサ２２には、各種製品が使用できるが、例えばキスラー社の３成分力センサ（型式９０６７）が使用される。このセンサは、平行な方向、Ｙ方向及び垂直な方向の力の成分を測定できる。圧力の測定は、図示されていないが、圧力センサ２２にチャージアンプ（キスラー社の型式５０１１Ｂ）を接続して行われる。圧力センサ２２の中心には貫通孔２４が形成され、この貫通孔２４に主ボルト２５を挿入して圧力センサ２２は基板２１に固着一体化させている。
【００２２】
前記表層板２３は、本体２３ａと被覆板２３ｂとから構成されている。被覆板は本体と脱着自在に装着されており、被覆板の材質、表面形状、表面構造を任意に設計変更することで、各種のゴルフクラブヘッドの近似的モデルを作成し動摩擦係数を測定することができる。なお、本体２３ａと被覆板２３ｂの装着方法は、特に限定されず、例えばボルトで装着することができる。
【００２３】
表層板２３の本体２３ａの材料は限定されないが、一般的にはステンレススチール（ＳＵＳ−６３０）が使用される。本体２３ａの厚みは、通常１０〜２０ｍｍである。また、本体２３ａの平面形状は圧力センサ２２の平面形状と実質的に同一とすることができ、例えば、一辺が４０〜６０ｍｍの正方形である。本体２３ａには主ボルト２５の先端が螺入されている。これによって基板２１と本体２３ａとの間に圧力センサ２２が挟まれその位置が固定される。
【００２４】
前記被覆板２３ｂは、各種材料、表面形状及び表面構造が採用できるが、クラブヘッドのモデルを評価する観点から、例えば、６質量％のアルミニウムと４質量％のバナジウムとを含むチタン合金（６−４Ｔｉ）が一般的に使用される。被覆板２３ｂの厚みは、任意に変更できるが、例えば、１．０〜５．０ｍｍである。また、被覆板２３ｂの平面形状は前記本体２３ａの平面形状と実質的に同一寸法とし、例えば一辺が４０〜６０ｍｍの正方形とすることができる。また被覆板２３ｂの表面粗さは、任意に調整できるが、例えば１０点平均粗さＲｚで、２〜２０μｍの範囲に調整できる。
【００２５】
前記衝突板３は、ゴルフボールの飛行方向（打ち出し方向）に対して、角度（α）を任意に変更できる。本発明にいては、その角度（α）は通常１０°〜９０°の範囲に調整される。この角度はゴルフクラブのロフト角に対応し、各番手のクラブヘッド設計に有効に利用できる。
【実施例】
【００２６】
図１に示す概略構造で、以下に示す仕様の測定装置を用いて、ゴルフボールの動摩擦係数を測定した。
１．測定装置の仕様  
（Ａ）  発射装置：    エアガン方式
（Ｂ）  衝突板  ：
基板
スチール
厚さ：５．３５ｍｍ
本体
表層板
サイズ  ：５６ｍｍ×５６ｍｍ×１５ｍｍ
ステンレススチール（ＳＵＳ−６３０）
被覆板
サイズ  ：５６ｍｍ×５６ｍｍ×２．５ｍｍ
チタン合金  ６−４Ｔｉ（６ｗｔ％Ａｌ、４ｗｔ％Ｖ）
平均粗さ：１３．６μｍ±２．０μｍ
傾斜角度（α）
２２度（ゴルフボールの飛行方向に対して）
（Ｃ）  圧力センサ
キスラー社の３成分力センサ（型式９０６７）
チャージアンプ
キスラー社の型式５０１１Ｂ
（Ｄ）  接触力のＰＣへの取り込み
パルスカウンタボード  ＰＣＩ−６１０１（株式会社  インターフェイス社製）を用いた。１６ビット４チャンネルを持つＰＣＩパルスカウンタボードで、４種類のカウンタモードで用途に合った計測が実現できる。最大入力周波数は  １ＭＨｚ。
２．測定手順
動摩擦係数の測定は次の方法で行った。
【００２７】
（ａ）  衝突板の角度（α）をゴルフボールの飛行方向（垂直方向）に対して、２２度に設定した。
【００２８】
（ｂ）  発射装置１のエア圧を調整する。
（ｃ）  発射装置からゴルフボールを発射する。
【００２９】
（ｄ）  予め設定したセンサ１とセンサ２の距離とこの間のゴルフボールの遮蔽時間差からゴルフボール初速度を測定する。
【００３０】
（ｅ）  接触力Ｆｎ（ｔ）、接触力Ｆｔ（ｔ）を測定し、Ｆｔ（ｔ）／Ｆｎ（ｔ）の最大値を算出する。
【００３１】
（ｆ）ストロボ装置およびカメラ装置でゴルフボールのスピン量を測定する。
３．測定結果
上記装置、測定手順で測定された結果を図３で示す。図３からＭ（ｔ）の値は、Ｆｔ（ｔ）／Ｆｎ（ｔ）として算出され、その最大値は０．２１となる。なおＦｔ、Ｆｎは接触力の立ち上がる初期と終期においてノイズが発生しやすいので、初期の前段階、終期の後段階をトリムしてＭ（ｔ）の最大値を算出する。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、ゴルフボールをゴルフクラブで打撃する際における両者の接触力及びゴルフボールのスピン量を調整しうる方法を提供する。本発明は衝突板を用いたクラブ模型を用いた装置でゴルフボールと衝突板の動摩擦係数を測定することで、ゴルフクラブで打撃する際のスピン量の評価が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明で使用される測定方法の概略図を示す。
【図２】図１で使用される衝突板の拡大部分断面図を示す。
【図３】Ｆｔ（ｔ）、Ｆｎ（ｔ）及びＭ（ｔ）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１  発射装置、  ２  ゴルフボール、３  衝突板  ４  制御ボックス、５  ストロボ電源、６  カメラ電源、７  スピン解析装置、８  コンデンサボックス、  Ｓ１、Ｓ２  センサ、２１  基板、２２  圧力センサ、２３  表層板。
【図１】
2006343139.tif 000003
【図２】
2006343139.tif 000004
【図３】
2006343139.tif 000005