(57)【要約】【課題】ゴルフクラブヘッドのＣＴ値を短時間、低コストで正確に求めることができ、設計の効率化を図る上で有利なゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法を提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッド１０の有限要素モデルであるゴルフクラブヘッドモデル１０Ａと、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａのフェース面１２に衝突する質量体６の有限要素モデルである質量体モデル６Ａとを作成する。ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａのフェース部１４が質量体モデル６Ａに衝突する部分の要素の長さであるフェース部要素長さＬｆと、質量体モデルがゴルフクラブヘッドモデルに衝突する部分の要素の長さである質量体要素長さＬｒとの比率Ｌｒ／Ｌｆを０．７５以上２以下とする。有限要素法の衝突解析のシミュレーションを行うことにより、ペンデュラム試験に準拠して測定されるＣＴ値を算出する。【選択図】図６
2011240043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＧＡが定めるペンデュラム試験に準拠して測定されるゴルフクラブヘッドのフェース部の反発特性を表す評価データとしてのＣＴ値を算出する計算方法であって、
ゴルフクラブヘッドの有限要素モデルであるゴルフクラブヘッドモデルと、ペンデュラム試験において前記フェース部のフェース面に衝突する質量体の有限要素モデルである質量体モデルとを作成するモデル作成ステップと、
前記質量体モデルが予め定められた速度で前記フェース面に衝突したときに前記質量体モデルに発生する速度の時系列データを有限要素法による衝突解析のシミュレーションによって求める速度算出ステップと、
前記速度の時系列データから前記ペンデュラム試験で定められる方法に基づいてＣＴ値を算出するＣＴ値算出ステップとを含み、
前記ゴルフクラブヘッドモデルのフェース部が前記質量体モデルに衝突する部分の要素の長さをフェース部要素長さＬｆとし、
前記質量体モデルが前記ゴルフクラブヘッドモデルに衝突する部分の要素の長さを質量体要素長さＬｒとしたとき、
比率Ｌｒ／Ｌｆが０．７５以上２以下である、
ことを特徴とするゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法。
【請求項２】
前記ゴルフクラブヘッドモデルを構成する全ての要素の数をヘッド全要素数Ｎｈとし、
前記フェース部を構成する全ての要素の数をフェース要素数Ｎｆとしたとき、
比率Ｎｈ／Ｎｈが２以上８以下である、
ことを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法。
【請求項３】
前記ゴルフクラブヘッドモデルを構成する全ての要素の数をヘッド全要素数Ｎｈとし、
前記フェース部を構成する全ての要素の数をフェース要素数Ｎｆとしたとき、
前記ヘッド全要素数Ｎｈが５０以上７４５以下、かつ、前記フェース要素数Ｎｆが９以上９５以下である、
ことを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法。
【請求項４】
前記質量体モデルが前記フェース面に衝突する衝突面は、前記フェース面に向かって凸状の球面を呈し、
前記モデル作成ステップによる前記ゴルフクラブヘッドモデルおよび前記質量体モデルの作成は、
前記フェース面を構成する複数の要素を規定する複数の節点のうち前記衝突面に衝突する節点を第１の節点とし、
前記衝突面を構成する複数の要素を規定する複数の節点のうち前記フェース面に衝突する節点を第２の節点とし、
前記フェース面を構成する複数の要素を分割する分割線のうち前記第１の節点を通る分割線を第１の分割線とし、
前記衝突面を構成する複数の要素を分割する分割線のうち前記第２の節点を通る分割線を第２の分割線とし、
前記フェース面を平面視した場合に、前記第１の節点と前記第２の節点とが合致し、かつ、前記第１の分割線と前記第２の分割線とが合致するようになされる、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法。
【請求項５】
前記質量体モデルが前記フェース面に衝突する衝突面は、前記フェース面に向かって凸状の球面を呈し、
前記速度算出ステップにおける前記質量体モデルの前記フェース面への衝突は前記球面の中心が前記フェース面の中心に衝突することでなされる、
ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載のゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法。
【請求項６】
前記ＣＴ値算出ステップによるＣＴ値の算出は、
前記速度の時系列データにおける最高速度をＶｍａｘとし、前記速度がＶｍａｘのα％に達する時間を開始時間ｔｓとし、前記速度がＶｍａｘのβ％に達する時間を終了時間ｔｅとし、αを０〜９９％とし、βを１〜１００％とし、α＜βとしたときに、ｔｅ−ｔｓによって求められる、
ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載のゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法。
【請求項７】
前記α％が５％、前記β％が９５％である、
ことを特徴とする請求項６記載のゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブの設計においては、打球の飛距離を向上することが重要であり、そのため、ゴルフクラブヘッドでゴルフボールを打撃したときの初速をなるべく大きな値とすることが求められる。
初速に大きな影響を与える要因としてゴルフクラブヘッドの反発特性がある。
反発特性を評価する評価データの一つとして、ＵＳＧＡ（全米ゴルフ協会）が定めたペンデュラム試験によって測定されるＣＴ値がある。
ＣＴ値の測定に際しては、実際にゴルフクラブヘッドを製作し、製作したゴルフクラブヘッドを、ペンデュラム試験用の専用の測定装置を用いて測定することによりＣＴ値を得ている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２４９０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来技術では、実際にゴルフクラブヘッドを製作する必要があるため、ゴルフクラブヘッドの製作に時間、コストがかかる不利がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ゴルフクラブヘッドの評価データとしてのＣＴ値を短時間、低コストで正確に求めることができ、設計の効率化を図る上で有利なゴルフクラブヘッドの評価データの計算方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、ＵＳＧＡが定めるペンデュラム試験に準拠して測定されるゴルフクラブヘッドのフェース部の反発特性を表す評価データとしてのＣＴ値を算出する計算方法であって、ゴルフクラブヘッドの有限要素モデルであるゴルフクラブヘッドモデルと、ペンデュラム試験において前記フェース部のフェース面に衝突する質量体の有限要素モデルである質量体モデルとを作成するモデル作成ステップと、前記質量体モデルが予め定められた速度で前記フェース面に衝突したときに前記質量体モデルに発生する速度の時系列データを有限要素法による衝突解析のシミュレーションによって求める速度算出ステップと、前記速度の時系列データから前記ペンデュラム試験で定められる方法に基づいてＣＴ値を算出するＣＴ値算出ステップとを含み、前記ゴルフクラブヘッドモデルのフェース部が前記質量体モデルに衝突する部分の要素の長さをフェース部要素長さＬｆとし、前記質量体モデルが前記ゴルフクラブヘッドモデルに衝突する部分の要素の長さを質量体要素長さＬｒとしたとき、比率Ｌｒ／Ｌｆが０．７５以上２以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ゴルフクラブヘッドモデルのフェース部が質量体モデルに衝突する部分の要素の長さであるフェース部要素長さＬｆと、質量体モデルがゴルフクラブヘッドモデルに衝突する部分の要素の長さである質量体要素長さＬｒとの比率Ｌｒ／Ｌｆを０．７５以上２以下とする。そして、それらゴルフクラブヘッドモデルと質量体モデルとを用いて有限要素法の衝突解析のシミュレーションを行うことにより、ペンデュラム試験に準拠して測定されるゴルフクラブヘッドのフェース部の反発特性を表す評価データとしてのＣＴ値を算出する。
したがって、実際にゴルフクラブヘッドを製作して専用のペンデュラム測定器による測定を行うことなく、ゴルフクラブヘッドの反発特性を示すＣＴ値を得ることができ、設計の効率化を図る上で有利となる。
特に、比率Ｌｒ／Ｌｆを０．７５以上２以下とすることで、必要十分なＣＴ値の精度を確保しつつ、有限要素法の衝突解析のシミュレーションに要する計算時間の短縮化、ひいてはシミュレーションの低コスト化を図る上で有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明方法の対象となるゴルフクラブヘッド１０を示す正面図である。
【図２】ペンデュラム試験を行う専用の測定装置の原理を示す側面図である。
【図３】質量体６の速度Ｖの時系列データを示す線図である。
【図４】ゴルフクラブヘッド１０の評価データとしてのＣＴ値を求める計算を行うためのコンピュータ３０の構成を示すブロック図である。
【図５】コンピュータ３０によって構成される計算装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】第１の実施の形態の計算方法を示すフローチャートである。
【図７】ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａおよび質量体モデル６Ａの説明図である。
【図８】ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａの要素Ｅ、節点Ｎ、分割線Ｓ１を示す正面図である。
【図９】（Ａ）は質量体モデル６Ａの要素Ｅ、節点Ｎ、分割線Ｓ２を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図である。
【図１０】ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａのフェース面１２と質量体モデル６Ａの衝突面６Ｂとの位置関係を示す説明図である。
【図１１】実施例１、２におけるフェース部要素長さＬｆと質量体要素長さＬｒとの比率Ｌｒ／Ｌｆを比較する説明図である。
【図１２】実施例１、２におけるＣＴ値（指数）と計算時間とを示す説明図である。
【図１３】ＣＴ値の実測値、実施例１、２によるＣＴ値の計算値を示す説明図である。
【図１４】ゴルフクラブヘッド１０のローリングの説明図である。
【図１５】ゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２における速度分布を示す説明図である。
【図１６】３次元位置方向計測システム６０の構成を示す説明図である。
【図１７】３次元位置方向計測システム６０の構成を示すブロック図である。
【図１８】ゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２の速度分布の測定結果の一例を示す説明図である。
【図１９】第２の実施の形態におけるゴルフクラブヘッドのスイートエリアの算出手順を示すフローチャートである。
【図２０】フェース面１２上における第１のボール初速Ｖ１の分布を示す説明図である。
【図２１】フェース面１２上におけるＣＴ値から換算された計算反発係数Ｒｓの分布を示す説明図である。
【図２２】フェース面１２上における第２のボール初速Ｖ２の分布を示す説明図である。
【図２３】フェース面１２上におけるスイートエリアＳＡの分布を示す説明図である。
【図２４】コンピュータ３０によって構成される計算装置の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明の計算方法の対象となるゴルフクラブヘッドについて説明する。
図１に示すように、ゴルフクラブヘッド１０は、フェース部１４と、クラウン部１６と、ソール部１８と、サイド部２０とを備えて中空構造を呈している。
フェース部１４はゴルフボールを打撃するフェース面１２を形成する。
クラウン部１６はフェース部１４に接続される。
ソール部１８はフェース部１４およびクラウン部１６に接続される。
サイド部２０はクラウン部１６およびソール部１８に接続されフェース部１４に対向する。
ゴルフクラブヘッド１０は、金属製であり、ゴルフクラブヘッド１０の金属材料は、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１６には、フェース面１２側でかつヒール２２寄りの位置にシャフト２８に接続するホーゼル２６が設けられている。
また、フェース面１２を正面から見てゴルフクラブヘッド１０のヒール２２と反対側がトウ２４である。
【０００９】
次に、本発明の前提となるＵＳＧＡが定めるペンデュラム試験について説明する。
図２はペンデュラム試験を行う専用の測定装置の原理を示す側面図である。
測定装置は、軸心を水平方向に向けた支軸２と、支軸２に上端が揺動可能に支持されたアーム４と、アーム４の下端に固定された半球状の金属材料からなる質量体６と、質量体６に取り付けられた加速度センサ８と、シャフト２８を固定する不図示のチャックとを備えている。
フェース面１２に質量体６が衝突する際の質量体６の移動方向がフェース面１２に対して直交するように、フェース面１２の向きが調整され、この状態が保持されるようにシャフト２８が前記のチャックにより固定される。
【００１０】
試験手順は次のとおりである。
まず、アーム４と鉛直線とがなす角度が所定角度となるまで質量体６が持ち上げられたのち、アーム４が振り下ろされる。
これにより、アーム４が支軸２を支点として下方に揺動され質量体６がフェース面１２に衝突する。
質量体６がフェース面１２に接触している間、質量体６の移動方向とは逆方向における加速度を示す検出信号が加速度センサ８によって検出される。
検出された加速度を示す検出信号は、不図示の信号処理部によって積分されることにより、速度Ｖの時系列データに変換される。
【００１１】
図３は、質量体６の速度Ｖの時系列データを示す線図である。
ゴルフクラブヘッド１０の反発係数を示すＣＴ値は、以下のようにして算出される。
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。
【００１２】
図４はゴルフクラブヘッド１０の評価データとしてのＣＴ値を求める計算を行うためのコンピュータ３０の構成を示すブロック図である。
コンピュータ３０は、ＣＰＵ３２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ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６、ハードディスク装置３８、ディスク装置４０、キーボード４２、マウス４４、ディスプレイ４６、プリンタ４８、入出力インターフェース５０などを有している。
ＲＯＭ３４は制御プログラムなどを格納し、ＲＡＭ３６はワーキングエリアを提供するものである。
【００１３】
ハードディスク装置３８は、ゴルフクラブヘッド１０および質量体６の有限要素解析を行う有限要素解析プログラムと、この有限要素プログラムによって得られたシミュレーション結果を用いてゴルフクラブヘッド１０の評価データを計算する計算プログラムを格納している。この種の計算プログラムは、専用のプログラムを用いても、あるいは、市販の表計算ソフトウェア（アプリケーションプログラム）およびそのマクロプログラムを用いるなど任意である。
【００１４】
有限要素解析プログラムとして、有限要素解析を行う従来公知のさまざまな市販の有限要素解析ソフトウェア、例えば、ＡＢＡＱＵＳ（ＳＩＭＵＬＩＡ  Ａｍｅｒｉｃａｓ社の登録商標）などを用いることができる。
有限要素解析プログラムは、以下のプログラムを含んで構成されている。
１）有限要素モデルを作成するためのプログラム：
本実施の形態ではゴルフクラブヘッド１０の有限要素モデルと、質量体６の有限要素モデルとを作成するためのプログラムである。
２）有限要素モデルを用いて有限要素法によるシミュレーション（解析）を行うためのプログラム：
本実施の形態では、ゴルフクラブヘッドの有限要素モデルを用いて衝突解析を行うためのプログラムである。
３）シミュレーション結果を出力するためのプログラム：
シミュレーション結果をコンター図などを含むさまざまな形態の図や数表として可視化して出力するためのプログラムである。
【００１５】
ディスク装置４０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４２およびマウス４４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４６はデータを表示出力するものであり、プリンタ４８はデータを印刷出力するものであり、ディスプレイ４６およびプリンタ４８によってデータを出力する。
入出力インターフェース５０は、外部機器との間でデータの授受を行うものである。
【００１６】
また、コンピュータ３０はゴルフクラブヘッドの評価データの計算装置を構成する。
図５に示すように、この計算装置は、モデル作成手段３０Ａと、速度算出手段３０Ｂと、ＣＴ値算出手段３０Ｃと、ＣＴ値出力手段３０Ｄとを含んで構成されている。
これら各手段３０Ａ乃至３０Ｄは、コンピュータ３０が前記の有限要素解析プログラムおよび前記の計算プログラムを実行することによって実現されるものである。
各手段３０Ａ乃至３０Ｄについては本実施の形態の計算方法と共に説明する。
【００１７】
次に、図６のフローチャートを参照して本実施の形態の計算方法について説明する。
以下の各処理は、コンピュータ３０が有限要素解析プログラムおよび前記の計算プログラムを実行することに行われるものである。
まず、図７に示すように、ゴルフクラブヘッド１０の有限要素モデルであるゴルフクラブヘッドモデル１０Ａと、前記の質量体６の有限要素モデルである質量体モデル６Ａとを作成する（ステップＳ１０：モデル作成ステップ）。
これら有限要素モデルの作成は従来公知の有限要素法に基づいてなされるものである。
具体的には、３次元ＣＡＤプログラムを用いて作成されたゴルフクラブヘッド１０および質量体６の３次元形状データ、すなわち、設計データ（ＣＡＤデータ）をコンピュータ３０に入力する。
また、ゴルフクラブヘッド１０および質量体６の有限要素モデルを作成するために必要な拘束条件や材料定数を含むさまざまなデータをコンピュータ３０に入力する。
コンピュータ３０が有限要素解析プログラムを実行することにより、ゴルフクラブヘッド１０の３次元形状データがそれぞれメッシュ分割される。
有限要素としては、シェル要素およびソリッド要素の何れを用いてもよいが、シェル要素を用いるとソリッド要素に比較して計算に要する時間の短縮化を図る点で有利となる。
これにより、図７に示すように、ゴルフクラブヘッド１０の有限要素モデルとしてのゴルフクラブヘッドモデル１０Ａ、質量体６の有限要素モデルとしての質量体モデル６Ａが作成される。
なお、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａは、ゴルフクラブヘッド１０の全体、より詳細には、フェース部１４、クラウン部１６、ソール部１８、サイド部２０の全てを含むゴルフクラブヘッド１０の有限要素モデルで構成される。
図７ではゴルフクラブヘッドモデル１０Ａ、質量体モデル６Ａが多数の要素に分割された状態を示す線を省略している。
【００１８】
図８に示すように、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａは、多数の要素Ｅおよび各要素Ｅの節点Ｎによって規定される。
また、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、質量体モデル６Ａは、フェース面１２に衝突する衝突面６Ｂを備え、衝突面６Ｂはフェース面１２に向かって凸状の球面を呈している。
そして、質量体モデル６Ａも、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａと同様に、多数の要素Ｅおよび各要素Ｅの節点Ｎによって規定される。
ステップＳ１０はコンピュータ３０が有限要素解析プログラムを実行することで行われる。
なお、このステップＳ１０は、図５のモデル作成手段３０Ａに相当する。
【００１９】
本実施の形態では、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａのフェース部１４が質量体モデル６Ａに衝突する部分の要素Ｅの長さをフェース部要素長さＬｆとし、質量体モデル６Ａがゴルフクラブヘッドモデル１０Ａに衝突する部分の要素Ｅの長さを質量体要素長さＬｒとしたとき、比率Ｌｒ／Ｌｆが０．７５以上２以下となるようにした。
比率Ｌｒ／Ｌｆが上記の範囲内であると、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａのフェース部１４の単位体積当たりの要素数と、質量体モデル６Ａの単位体積当たりの要素数とが後述する衝突解析のシミュレーションによって得られる速度の時系列データの精度を確保するために必要十分なものとなり、かつ、フェース部１４の要素数および質量体モデル６Ａの要素数を抑制できるため、シミュレーションに要する計算時間の短縮化を図る上で有利となる。
比率Ｌｒ／Ｌｆが上記の範囲に満たないと、シミュレーションに要する計算時間の短縮化を図れるものの、速度の時系列データの精度を確保する上で不利となる。
比率Ｌｒ／Ｌｆが上記の範囲を超えると、速度の時系列データの精度を確保できるものの、シミュレーションに要する計算時間の短縮化を図る上で不利となる。
【００２０】
また本実施の形態では、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａを構成する全ての要素Ｅの数をヘッド全要素数Ｎｈとし、フェース部１４を構成する全ての要素Ｅの数をフェース要素数Ｎｆとしたとき、比率Ｎｈ／Ｎｆが２以上８以下となるようにした。
比率Ｎｈ／Ｎｆが上記の範囲内であると、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａの単位体積当たりの要素数と、フェース部１４の単位体積当たりの要素数とが後述する衝突解析のシミュレーションによって得られる速度の時系列データの精度を確保するために必要十分な比率となり、かつ、ヘッド全要素数Ｎｈを抑制できるため、シミュレーションに要する計算時間の短縮化を図る上で有利となる。
比率Ｎｈ／Ｎｆが上記の範囲に満たないと、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａの単位体積当たりの要素数が、フェース部１４の単位体積当たりの要素数に比較して少なすぎるため、速度の時系列データの精度を確保する上で不利となる。
比率Ｎｈ／Ｎｆが上記の範囲を超えると、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａの単位体積当たりの要素数が、フェース部１４の単位体積当たりの要素数に比較して多すぎるため、シミュレーションに要する計算時間の短縮化を図る上で不利となる。
【００２１】
また本実施の形態では、ヘッド全要素数Ｎｈが５０以上７４５以下、かつ、フェース要素数Ｎｆが９以上９５以下となるようにした。
ヘッド全要素数Ｎｈおよびフェース要素数Ｎｆがそれぞれ上記の範囲内であると、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａの単位体積当たりの要素数と、フェース部１４の単位体積当たりの要素数とが後述する衝突解析のシミュレーションによって得られる速度の時系列データの精度を確保するために必要十分な割合となり、かつ、ヘッド全要素数Ｎｈを抑制できるため、シミュレーションに要する計算時間の短縮化を図る上で有利となる。
ヘッド全要素数Ｎｈおよびフェース要素数Ｎｆがそれぞれ上記の範囲に満たないと、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａの単位体積当たりの要素数と、フェース部１４の単位体積当たりの要素数とが後述する衝突解析のシミュレーションによって得られる速度の時系列データの精度を確保するために不足するため、速度の時系列データの精度を確保する上で不利となる。
ヘッド全要素数Ｎｈおよびフェース要素数Ｎｆがそれぞれ上記の範囲を超えると、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａの単位体積当たりの要素数と、フェース部１４の単位体積当たりの要素数とが多すぎるため、シミュレーションに要する計算時間の短縮化を図る上で有利となる。
【００２２】
また、本実施の形態では、図８乃至図１０に示すように、フェース面１２と衝突面６Ｂとの位置関係が以下のとおりとなるようにされている。
図８に示すように、フェース面１２を構成する複数の要素Ｅを規定する複数の節点Ｎのうち衝突面６Ｂに衝突する節点Ｎを第１の節点Ｎ１とする。
図９（Ａ）に示すように、衝突面６Ｂを構成する複数の要素Ｅを規定する複数の節点Ｎのうちフェース面１２に衝突する節点Ｎを第２の節点Ｎ２とする。
図８に示すように、フェース面１２を構成する複数の要素Ｅを分割する分割線Ｓのうち第１の節点Ｎ１を通る分割線Ｓを第１の分割線Ｓ１とする。
図９（Ａ）に示すように、衝突面６Ｂを構成する複数の要素Ｅを分割する分割線Ｓのうち第２の節点Ｎ２を通る分割線Ｓを第２の分割線Ｓ２とする。
図１０はフェース面１２に衝突面６Ｂが衝突した状態を示す平面図である。
図１０に示すように、フェース面１２を平面視した状態で、第１の節点Ｎ１と第２の節点Ｎ２とが合致し、かつ、第１の分割線Ｓ１と第２の分割線Ｓ２とが合致する。
このようにすると、衝突するフェース面１２および衝突面６Ｂの間で節点の位置および分割線の位置が合致した状態で以下に説明する有限要素法による衝突解析のシミュレーションを行うことができるため、シミュレーションの精度を確保でき、したがって、質量体モデル６Ａに発生する速度の時系列データの精度を確保する上で有利となる。
【００２３】
次に、質量体モデル６Ａが予め定められた速度でフェース面１２に衝突したときに質量体モデル６Ａに発生する速度の時系列データを有限要素法による衝突解析のシミュレーションによって求める（ステップＳ１２：速度算出ステップ）。言い換えると、質量体モデル６Ａの重心位置における速度ベクトル履歴を算出する。
このようにして求められた速度の時系列データは、図３に示す速度Ｖの時系列データに相当するものである。
なお、衝突解析のシミュレーションは、衝突面６Ｂをなす球面の中心がフェース面１２の予め定められた箇所に衝突する条件でなされる。本実施の形態では、衝突解析のシミュレーションは、衝突面６Ｂをなす球面の中心がフェース面１２の中心に衝突する条件でなされる。
また、実際のペンデュラム試験と同様の条件となるように、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａのホーゼル２６を完全拘束としている。
ステップＳ１２はコンピュータ３０が有限要素解析プログラムを実行することで行われる。
なお、このステップＳ１２は、図５の速度算出手段３０Ｂに相当する。
【００２４】
次に、速度の時系列データから前述したペンデュラム試験で定められる方法に基づいてＣＴ値を算出する（ステップＳ１４：ＣＴ値算出ステップ）。
すなわち、ＣＴ値は、速度ＶがＶ１（Ｖ１＝Ｖｍａｘのα％）に達する時間を開始時間ｔｓ、速度ＶがＶ２（Ｖ２＝Ｖｍａｘのβ％）に達する時間を終了時間ｔｅとしたとき、ｔｅ−ｔｓによってＣＴ値を算出する。
本実施の形態では、α％＝５％、β％＝９５％としている。
ステップＳ１４はコンピュータ３０が前記の計算プログラムを実行することで行われる。
なお、このステップＳ１４は、図５のＣＴ値算出手段３０Ｃに相当する。
【００２５】
次に、ＣＴ値を出力する（ステップＳ１６：評価データ出力ステップ）。
ステップＳ１６はコンピュータ３０が前記の計算プログラムを実行することで行われる。
なお、このステップＳ１６は、図５の評価データ出力手段３０Ｄに相当する。
ＣＴ値の出力形態は任意であり、例えば、ディスプレイ４６の表示画面にＣＴ値を表示し、あるいは、ＣＴ値をプリンタ４８によって印刷出力する。
無論、ＣＴ値のデータをディスク装置４０を介して記録媒体に格納するなど任意である。
以上で一連の処理を終了する。
【００２６】
次に実施例について説明する。
図１１は実施例におけるフェース部要素長さＬｆと質量体要素長さＬｒとの比率Ｌｒ／Ｌｆを比較する説明図である。
条件は以下の通りである。
実施例１：Ｌｒ／Ｌｆ＝２．１
実施例２：Ｌｒ／Ｌｆ＝０．７５
何れもＬｒ／Ｌｆ≧０．７５という条件を満足している。
言い換えると、比率Ｌｒ／Ｌｆはフェース部１２を構成する要素の密度に対する質量体モデル６Ａを構成する要素の密度の大小を表わす値であり、したがって、実施例１は実施例２に比較してフェース部１２を構成する要素の密度が高いことになる。
したがって、実施例１は密モデル、実施例２は粗モデルと表現することができる。
また、密モデルである実施例１は、粗モデルである実施例２に比較してフェース部１２のモデルをより密度の高い要素で分割していることからＣＴ値の精度を確保する上で有利であると考えられる。
このような条件でゴルフクラブヘッドモデル１０Ａ、質量体モデル６Ａを作成し、本実施の形態で説明した計算方法によって計算した場合のＣＴ値（指数）と、計算時間とを図１２に示す。
図１２に示すように、実施例１のＣＴ値（指数）を１００とした場合、実施例２のＣＴ値は９８．７３となっており、実施例２であってもＣＴ値を精度よく求めることができた。
また、実施例２の計算時間は２０秒であり、実施例１の計算時間１時間１４分４３秒に比較して大幅に短縮できた。
このような結果から、本実施の形態のように、比率Ｌｒ／Ｌｆを０．７５以上２以下とすることが、ＣＴ値の精度を確保しつつ、計算時間の短縮化を図る上で有利であることがわかった。
【００２７】
次に、ゴルフクラブヘッド１０のフェース部１４の肉厚を変化させた場合におけるＣＴ値の計算値と、実測値とを比較するために実験を行った。
実験条件は以下のとおりである。
実際にフェース肉厚が３．２ｍｍ、３．４ｍｍ、３．６ｍｍとなる３つのゴルフクラブヘッド１０をそれぞれ製作した。
そして、３つのゴルフクラブヘッド１０について前記のペンデュラム試験に準拠した試験を行いフェース面１２の中心点におけるＣＴ値を３点実測値として測定した。
また、前記の実施例１、２に示した密モデル、粗モデルを用いて本実施の形態の計算方法に基づいてフェース面１２の中心点におけるＣＴ値を計算によって求めた。この場合、フェース肉厚を３．１ｍｍから３．７ｍｍまで０．１ｍｍ単位で異ならせてＣＴ値を６点計算によって求めた。
図１３は、実測値、実施例１による計算値、実施例２による計算値を示す説明図であり、横軸はフェース肉厚（ｍｍ）、縦軸はＣＴ値（指数）を示す。なお、本例では、肉厚３．４ｍｍにおける実測値のＣＴ値を指数１００として計算している。
図中、記号△は実測値（３点）を示し、記号□は実施例１（密モデル）による計算値（６点）を示し、記号◇は実施例２（粗モデル）による計算値（６点）を示している。
図１３に示すように、実施例１、２の計算値と、実測値とはよく一致しており、本実施の形態の計算方法によって評価データとしてのＣＴ値を正確に得ることができた。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態の計算方法によれば、ゴルフクラブヘッドの有限要素モデルであるゴルフクラブヘッドモデルと、ゴルフクラブヘッドモデルのフェース面に衝突する質量体の有限要素モデルである質量体モデルとを作成する。その際、ゴルフクラブヘッドモデルのフェース部が質量体モデルに衝突する部分の要素の長さであるフェース部要素長さＬｆと、質量体モデルがゴルフクラブヘッドモデルに衝突する部分の要素の長さである質量体要素長さＬｒとの比率Ｌｒ／Ｌｆを０．７５以上２以下とする。
そして、それらゴルフクラブヘッドモデルと質量体モデルとを用いて有限要素法の衝突解析のシミュレーションを行うことにより、ペンデュラム試験に準拠して測定されるゴルフクラブヘッドのフェース部の反発特性を表す評価データとしてのＣＴ値を算出する。
したがって、実際にゴルフクラブヘッドを製作して専用のペンデュラム測定器による測定を行うことなく、ゴルフクラブヘッドの反発特性を示すＣＴ値を得ることができ、設計の効率化を図る上で有利となる。
特に、比率Ｌｒ／Ｌｆを０．７５以上２以下とすることで、必要十分なＣＴ値の精度を確保しつつ、有限要素法の衝突解析のシミュレーションに要する計算時間の短縮化、ひいては低コストを図る上で有利となる。
【００２９】
また、ゴルフ用品の販売店やフィッティングスタジオに設置されたコンピュータ３０で本発明の計算方法を実施することにより次の効果が期待できる。
種々のゴルフクラブの評価データとしてのＣＴ値を直ちに計算してディスプレイ４６に表示出力することによってゴルフクラブヘッド１０の特長を効果的に宣伝することができる。
具体的には、ＣＴ値が予め定められた上限値に近く反発特性が規定で定められている上限値に近いものであることをアピールするといった効果的な宣伝を行うことができる。
また、ゴルフクラブヘッドの設計パラメータを個別に指定してオーダーメードでゴルフクラブヘッドを作成するといった場合、設計パラメータを変化させる毎に、直ちに評価データとしてのＣＴ値を算出して表示すれば、ゴルフクラブヘッドの商品価値を高め、顧客に対する宣伝効果を高める上で有利となる。
【００３０】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、第１の実施の形態において評価データとして反発特性を示すＣＴ値を算出した場合に、このＣＴ値を用いることによりゴルフクラブの設計に際して重要なスイートエリアを求めるものである。
ここでスイートエリアとは、ゴルフクラブによって打撃したゴルフボールの初速が予め定められた閾値以上となるゴルフクラブヘッドのフェース面の領域をいう。
すなわち、ゴルフボールの飛距離を確保する上でスイートエリアをどのようにフェース面上に設定するかは、ＣＴ値と同様に重要である。
【００３１】
本発明者らは、ゴルフクラブのスイング時におけるフェース面１２のスピードの分布がスイートエリアに大きな影響を与えるという知見を得た。
そして、フェース面１２のスピードの分布を考慮してスイートエリアを算出する方法を案出した。
すなわち、この方法は以下の手順を含むものである。
１）ゴルフクラブヘッドが剛体であるものとして構成された剛体ゴルフクラブヘッドモデルのフェース面上にスピードの分布を設定した上で有限要素法によるシミュレーションを行うことによってボール初速を求める。
２）剛体ゴルフクラブヘッドモデルにおける剛体モデル反発係数Ｒｍを決定すると共に、実際のゴルフクラブヘッドの実測反発係数Ｒｒを測定する。
３）剛体ゴルフクラブヘッドモデルとゴルフボールモデルとを用いて有限要素法によるシミュレーションを行うことによって、フェース面上における第１のボール初速Ｖ１の分布を求める。
４）実際のゴルフクラブヘッドのフェース面上における第２のボール初速をＶ２としたとき、Ｖ２＝Ｖ１（Ｒｒ／Ｒｍ）なる式に基づいて実際のゴルフクラブヘッドのフェース面上における第２のボール初速Ｖ２の分布を求める。
５）予め定められたしきい値以上の値を有する第２のボール初速Ｖ２に対応するフェース面の領域をスイートエリアとして決定する。
【００３２】
ここで、実際のゴルフクラブヘッドの実測反発係数Ｒｒに代えて、第１の実施の形態で算出したＣＴ値から換算した計算反発係数Ｒｓを用いれば、実測反発係数Ｒｒを測定することなく、スイートエリアを決定することができることになる。
すなわち、第２の実施の形態は、第１の実施の形態で求めたＣＴ値を用いてスイートエリアを特定しようとするものである。
【００３３】
まず、ゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２における速度分布について説明する。
本発明者らは、上記のゴルフクラブヘッド１０の有限要素モデルであるゴルフクラブヘッドモデルを用いて有限要素解析を行った。
なお、有限要素解析は、第１の実施の形態で説明したように、パーソナルコンピュータ３０にインストールされた従来公知のさまざまな有限要素解析プログラムを実行することによって行うことができる。
【００３４】
まず、有限要素モデルで構成されたゴルフクラブヘッドモデルを設定する。
次に、上記で設定したゴルフクラブヘッドモデルを用いて、フェース面１２の速度分布を計算によって求め、フェース面１２の速度分布をフェース面１２に設定する。
ここで、フェース面１２の速度分布とは、プレイヤーがゴルフクラブヘッド１０を有するゴルフクラブでゴルフボールを打撃したときに、打撃直前におけるフェース面１２の速度分布を意味するものである。
フェース面１２の速度分布は、シャフト２８の長さに依存する成分と、ゴルフクラブヘッド１０のローリング（シャフト２８の回りの回転）による成分とから主に決定される。
図１４に示すように、前者のシャフト２８の長さに依存する成分は、シャフト２８の中心軸の延長線Ｌの垂線が、ゴルフクラブヘッド１０のソール部１８に接する点Ａにおいて最大となる。
また、後者のゴルフクラブヘッド１０のローリングに依存する成分は、シャフト２８の中心軸の延長線Ｌから最も離れた点Ｂ（ゴルフクラブヘッド１０のトウ２４側端部）において最大となる。
従って、フェース速度は、図１５に示すように、フェース面１２のヒール２２側の上部ａからトウ２４側の下部ｇへ向けて次第に大きくなるように分布する。なお、図１５においては、速度０．５ｍ／ｓ毎に等高線ｖを示している。
ここで速度分布の等高線ｖとは、フェース速度の分布を示すために、フェース面１２上において互いに等しいフェース速度の点を結んだ線である。
【００３５】
フェース面１２の速度分布が異なれば、スイートエリアの位置や大きさも変化すると考えられ、したがって、フェース面１２の速度分布を考慮することによってスイートエリアをより正確に求めることが可能となる。
そこで、本実施の形態では、実際にゴルファがゴルフクラブをスウィングした際のフェース面１２の速度分布を測定し、その測定結果を用いてスイートエリアを求めるようにしている。
【００３６】
なお、フェース面１２の速度分布は、前述したように、シャフト２８の長さに依存する成分と、ゴルフクラブヘッド１０のローリングに依存する成分とから主に決定されるものとした。
しかしながら、厳密に言えば、フェース面１２の速度分布は、ゴルファの体格（例えば腕の長さ）の違い、ゴルファのスウィングタイプによるスウィング時のローリングの量の違いの影響も受ける。
そして、体格やスウィングタイプはゴルファ一人ひとりで異なるため、フェース面１２の速度分布も当然ゴルファごとに異なるものと考えられる。
したがって、ゴルファ一人ひとりについてフェース面１２の速度分布を測定し、その測定結果を用いてスイートエリアをゴルファ一人ひとりについて求めることがゴルファごとのスイートエリアをより厳密に求める上では好ましい。
しかしながら、平均的なゴルファに対応したスイートエリアを求めれば足りると考えるならば、多数のゴルファについてフェース面１２の速度分布を測定し、その測定結果を平均化した速度分布を用いてスイートエリアを求めるようにすればよい。
なお、スウィングロボットによりゴルフクラブをスウィングさせて、フェース面１２の速度分布を測定することも可能である。
ただし、この場合は、単純にスウィングロボットを用いてゴルフクラブをスウィングさせればよいのではなく、スウィングロボットに対してシャフトの長さに関連する成分（ゴルフクラブ長さ、スウィングロボットのゴルフクラブを把持するアーム部の長さとアーム部の回転速度）と、ローリングの量とをどのように設定するかが重要である。
すなわち、フェース面１２の速度分布は、前述したように、シャフトの長さとローリングの量とに加え、ゴルファの体格の違いやゴルファのスウィングタイプによるスウィング時のローリングの量の違いの影響を受ける。
したがって、上述の影響を考慮してシャフトの長さに関連する成分（ゴルフクラブ長さ、スウィングロボットのゴルフクラブを把持するアーム部の長さとアーム部の回転速度）とローリングの量を設定する必要がある。
例えば、一般的なゴルファが一般的なゴルフクラブをスウィングした場合を想定して、シャフトの長さに関連する成分（ゴルフクラブ長さ、スウィングロボットのゴルフクラブを把持するアーム部の長さとアーム部の回転速度）とローリングの量を設定することで、スウィングロボットにより一般的なゴルファによるスウィングを再現することができることになる。
あるいは、理想的なスウィングを想定してシャフトの長さに関連する成分（ゴルフクラブ長さ、スウィングロボットのゴルフクラブを把持するアーム部の長さとアーム部の回転速度）とローリングの量を設定することで、スウィングロボットにより理想的なスウィングを再現することができることになる。
すなわち、スウィングロボットを用いた場合は、上述のようにして設定されたシャフトの長さに関連する成分（ゴルフクラブ長さ、スウィングロボットのゴルフクラブを把持するアーム部の長さとアーム部の回転速度）とローリングの量に基づいてゴルフクラブをスウィングさせることにより、ゴルファの体格の違いやゴルファのスウィングタイプによるスウィング時のローリングの量の違いの影響を反映したフェース面１２の速度分布を測定することができる。そして、そのようにして測定したフェース面１２の速度分布を平均化した速度分布を用いてスイートエリアを求めることができる。
【００３７】
次に、フェース面１２の速度分布の計測方法の一例について具体的に説明する。
図１６は３次元位置方向計測システム６０の構成を示す説明図、図１７は３次元位置方向計測システム６０の構成を示すブロック図である。
図１６、図１７に示すように、３次元位置方向計測システム６０は、ゴルフクラブ７０のグリップ部７２およびゴルフクラブヘッド１０の３次元位置と向き（方向）とを示す時系列データを計測するものである。
３次元位置方向計測システム６０は、トランスミッタ６２と、３次元磁気センサ６４と、コントローラ・データ処理装置６６と、パーソナルコンピュータ６８とを含んで構成されている。
【００３８】
トランスミッタ６２は、予め定められた位置に設置されており、図１７に示すように、トランスミッタ６２は、お互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に各々ループ状に巻かれた３つのコイルによって構成されている。
トランスミッタ６２は、Ｘ軸およびＹ軸が水平面上を延在し、Ｚ軸が鉛直方向を向くように設置されている。
図１６に示すように、トランスミッタ６２の中心位置を予め定められた基準位置６２０２とし、基準位置６２０２を通るＹ軸方向を予め定められた基準方向６２０４とする。
トランスミッタ６２は、コントローラ・データ処理装置６６から供給される駆動信号により、強さと方向に関する分布が既知である磁場を発生させる。
【００３９】
３次元磁気センサ６４は、図１７に示すように、お互いに直交する３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に各々ループ状に巻かれた３つのコイルによって構成されている。
図１６に示すように、３次元磁気センサ６４は、測定点６４０２および測定方向６４０４を有している。
３次元磁気センサ６４は、測定点６４０２の周りの磁気を互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向で感知すると共に、基準位置６２０２に対する測定点６４０２の３次元位置および基準方向６２０４に対する測定方向６４０４の向きに応じて検出信号Ｓ１を出力するものである。
測定点６４０２は３次元磁気センサ６４の中心位置であり、測定方向６４０４は測定点６４０２を通るＹ軸方向である。
３次元磁気センサ６４は、ゴルフクラブ７０のグリップ部７２の端部に固定されている。
３次元磁気センサ６４は、Ｙ軸（測定方向６４０４）をゴルフクラブ７０の打撃方向と平行させ、かつ、Ｚ軸をシャフト軸と平行させている。
このような計測システム６０として、例えば、ＬＩＢＥＲＴＹ（Ｐｏｌｈｅｍｕｓ社製）を挙げることができる。
【００４０】
図１７に示すように、コントローラ・データ処理装置６６は、駆動回路６６０２、検出回路６６０４、コンピュータ６６０６を有している。
駆動回路６６０２は、トランスミッタ６２に所定の３種類の磁場を順次発生させる駆動信号を生成し、該駆動信号をトランスミッタ６２に供給するものである。
検出回路６６０４は、３次元磁気センサ６４から供給される第１の検出信号Ｓ１を検出するものである。
【００４１】
コンピュータ６６０６は、データ処理用ソフトウェアを実行することにより次の機能を実現する。
すなわち、コンピュータ６６０６は、駆動回路６６０２および検出回路６６０４を制御し、検出回路６６０４から得られた出力電圧よりデータ処理を行って、３次元磁気センサ６４の位置と向きを示すデータを生成する。
コンピュータ６６０６は、トランスミッタ６２の位置を基準位置６２０２とし、お互いに直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚを基準とする３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）の時系列データを演算して出力する。
また、コンピュータ６６０６は、トランスミッタ６２を中心とするＹ軸方向を基準方向６２０４とし、この基準方向６２０４に対する３次元磁気センサ６４の向きを表す姿勢角度、すなわちヨー角、ピッチ角およびロール角（以降では、（θｙ，θｐ，θｒ）と表す）の時系列データを演算して出力するものである。
したがって、３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）の時系列データが３次元磁気センサ６４の位置を示すデータであり、ヨー角θｙ、ピッチ角θｐおよびロール角θｒの時系列データが３次元磁気センサ６４の向きを示すデータである。
【００４２】
次に、３次元磁気センサ６４の測定点６４０２の基準位置６２０２に対する３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と、測定方向６４０４の基準方向６２０４に対する姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）の時系列データの生成について説明する。
駆動回路６６０２は、コンピュータ６６０６の指令信号にしたがって、周波数と位相が常時一定の同一信号を出力し、トランスミッタ６２の３軸方向に巻かれた３つのループ状コイルを順次励磁する。
各ループ状コイルは、励磁のたびに各々異なる磁場を発生し、それに基づいて３次元磁気センサ６４の３軸方向に巻かれた３つのループ状コイルに各々独立な出力電圧Ｖを発生させる。
この出力電圧Ｖは、トランスミッタ６２の３つのループ状コイルによって励磁される３つの磁場に応じて、３次元磁気センサ６４の３つのループ状コイルに発生する３つの出力電圧Ｖが得られるため、合計９個（３×３個）の出力電圧Ｖが得られる。
【００４３】
一方、磁場を形成させるトランスミッタ６２が所定の位置に固定設置されているので、発生する磁場の強さと方向に関する分布はトランスミッタ６２の設置された基準位置６２０２および、基準方向６２０４に対して既知となる。
この形成された磁場によって生じる９つの出力電圧Ｖを用いることによって、上記基準方位置６２０２に対する３次元磁気センサ６４の３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と上記基準方向６２０４に対する姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）の６つの未知数を求めることができる。
コントローラ・データ処理装置６６のコンピュータ６６０６において、検出回路６６０４から送られてきた９つの出力電圧Ｖを用いて、３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）のデータを演算して求める。
【００４４】
コントローラ・データ処理装置６６で得られた３次元位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）と姿勢角度（θｙ，θｐ，θｒ）は、パーソナルコンピュータ６８に取り込まれ、ＡＤ変換され、グリップ部７２のスウィング中の挙動の時系列データを得ることができる。
【００４５】
次に、パーソナルコンピュータ６８について説明する。
パーソナルコンピュータ６８は、コントローラ・データ処理装置６６から供給されるグリップ部７２のスウィング中の挙動の時系列データに基づいてゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２の速度分布を算出するものである。
具体的には、パーソナルコンピュータ６８が所定のプログラムを実行することで以下の処理を行う。
【００４６】
１）コントローラ・データ処理装置６６から供給されるグリップ部７２のスウィング中の挙動の時系列データに基づいて、フェース面１２がゴルフボールをインパクトする直前の所定時間（例えば０．０２５秒間）のシャフト２８の軌跡を求め、この軌跡からシャフト２８が通過した平面（シャフト平面）を最小二乗法により算出する。
具体的には、グリップ部７２の端部である第１の位置と、該第１の位置からゴルフクラブヘッド１０に近接する方向にシャフト２８の中心軸に沿ってゴルフクラブ７０の長さ分離間した第２の位置との２点のデータの軌跡に基づいて最小二乗法によりシャフト平面を求める。
なお、第１の位置は前記のグリップ部７２のスウィング中の挙動の時系列データに基づいて求められ、第２の位置は既知であるゴルフクラブ７０の長さと前記時系列データとに基づいて算出されるものである。
【００４７】
２）インパクト直前の前記所定時間におけるフェース面１２の中心点をシャフト平面に投影した軌跡を最小二乗法より円弧に近似し、この円弧の半径Ｒｈと、円弧の中心位置とを求め、前記円弧の中心位置周りにおけるフェース面１２の中心点の回転数Ｋｈ(ｒｐｓ)を求める。
【００４８】
３）前記時系列データに基づいて、インパクト直前の所定時間のシャフト２８の中心軸周りにおけるフェース面１２の中心点の回転数Ｋｓ(ｒｐｓ)を求める。この回転数Ｋｓは前記所定時間における平均値として求める。
【００４９】
４）円弧の半径Ｒｈの中心位置から、フェース面１２の各点を前記シャフト平面に投影した位置までの距離を半径とし、この半径と回転数Ｋｈとに基づいて、シャフト平面に沿った回転による速度Ｖｈをフェース面１２の各点で求める。
【００５０】
５）シャフト２８の中心軸とフェース面１２の各点との距離を求め、この距離とシャフト２８の中心軸周りの回転数Ｋｓとに基づいて、シャフト２８の中心軸周りの回転による速度Ｖｓをフェース面１２の各点で求める。
ここでシャフト２８の中心軸とフェース面１２の各点との距離は、シャフト２８の中心軸と直交しフェース面１２の点を通る直線に沿った距離である。
【００５１】
６）シャフト平面に沿った回転によるフェース面１２の各点の速度Ｖｈと、シャフト２８の中心軸周りの回転によるフェース面１２の各点の速度Ｖｈを加算することでフェース面１２の各点における速度Ｖｆが求められ、したがって、フェース面１２の速度分布が得られることになる。
【００５２】
したがって、ゴルファごとにこのような測定を行うことによってゴルファごとにフェース面１２の速度分布が得られる。
このような測定を行うことで得られたフェース面１２の速度分布は、シャフト２８の長さに依存する成分と、ゴルフクラブヘッド１０のローリング（シャフト２８の回りの回転）による成分とを含む正確なものとなる。
【００５３】
図１８は、ゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２の速度分布の測定結果の一例を示す説明図である。
図１８において、ゴルフクラブヘッド１０をライ角どおりにセットした状態でゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２のトウ２４側からヒール２２側に向かう水平方向を横軸（Ｘ方向）とし、鉛直上向きの方向を縦軸（Ｙ方向）とし、フェース面１２の中心の座標を（０，０）としている。
したがって、Ｘ座標はフェース面１２における水平方向打点位置を示し、Ｙ座標はフェース面１２における鉛直方向打点位置を示す。
図中、フェース面１２の速度Ｖｆ（ｍ／ｓｅｃ）はハッチングの種類によって示している。
図１８に示すように、フェース面１２の速度Ｖｆは、フェース面１２のヒール側２２上部からトウ側２４下部に向けて次第に大きくなっている。
【００５４】
なお、本例では、３次元位置方向計測システム６０を用いて測定したグリップ部７２のスウィング中の挙動の時系列データに基づいてフェース面１２の速度分布を求める場合について説明した。
しかしながら、フェース面１２の速度分布を求める方法は限定されるものではなく、従来公知のさまざまな方法が採用可能である。
【００５５】
次に、ゴルフクラブヘッドのスイートエリアの算出方法について詳細に説明する。
ゴルフクラブヘッドのスイートエリアの算出を行うためには第１の実施の形態と同様にコンピュータ３０（図４）を用いるため、説明を省略する。
また、第１の実施の形態と同様に、ハードディスク装置３８は有限要素法によるさまざまな解析を行う有限要素解析プログラム、および、後述する処理を行う専用の計算プログラムを格納している。
【００５６】
図１９はゴルフクラブヘッドのスイートエリアの算出手順を示すフローチャートである。
まず、スイートエリアを算出する対象となるゴルフクラブ７０のゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２の速度分布Ｄｖｆがコンピュータ３０に設定される（ステップＳ１００：フェース面速度分布設定ステップ）。
ステップＳ１００はコンピュータ３０が前記の専用の計算プログラムを実行することで行われる。
すなわち、フェース面１２がゴルフボールを打撃する直前におけるフェース面１２の速度分布Ｄｖｆのデータがコンピュータ３０のハードディスク装置３８などに格納される。
設定されるフェース面１２の速度分布Ｄｖｆは、前述したようにゴルファごとに測定したものを用いてもよいし、あるいは、多数のゴルファによってゴルフクラブ７０がスウィングされた状態で実測された速度分布を平均化したものを用いてもよい。
【００５７】
次に、ゴルフクラブヘッド１０を有限要素法によって解析するために必要なデータがコンピュータ３０に入力される。
上記データは次の通りである。
１）有限要素モデルからなるゴルフクラブヘッドモデルを設定すると共に、該設定されたゴルフクラブヘッドモデルを有限要素法によって解析するための第１の有限要素解析用データ。
２）有限要素モデルからなるゴルフボールモデルを設定すると共に、該設定されたゴルフボールモデルを有限要素法によって解析するための第２の有限要素解析用データ。
【００５８】
コンピュータ３０（ＣＰＵ３２）は、有限要素解析プログラムを実行することにより、第１の有限要素解析用データに基づいてゴルフクラブ７０が剛体で形成されたものとして有限要素モデルで構成されたゴルフクラブヘッドモデルを剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈとしてコンピュータ３０に設定する（ステップＳ１０２：剛体ゴルフクラブヘッドモデル設定ステップ）。
すなわち、剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのデータがコンピュータ３０のハードディスク装置３８などに格納される。
ステップＳ１０２はコンピュータ３０が前記の有限要素解析プログラムを実行することで行われる。
なお、本実施の形態では、剛体とは、大きさ、質量、慣性モーメント、重心位置を有しており、かつ、外部からの力によって変形しないものをいう。
次いで、コンピュータ３０は、第２の有限要素解析用データに基づいて有限要素モデルで構成されたゴルフボールをボールモデルＭｂとしてコンピュータ３０に設定する（ステップＳ１０４：ボールモデル設定ステップ）。
ステップＳ１０４はコンピュータ３０が前記の有限要素解析プログラムを実行することで行われる。
すなわち、ボールモデルＭｂのデータがコンピュータ３０のハードディスク装置３８などに格納される。
具体的には、ゴルフクラブヘッド１０を複数の有限要素Ｘｉｊｋに、ゴルフボールを複数の有限要素Ｙｉｊｋ（ｉ、ｊ、ｋは整数）に、それぞれ分割する。
ここで有限要素とは、有限要素法による解析を行うための要素であって、梁要素、シェル要素及び固体要素などが例示される。
また、計算に必要な物性値としては、ロフト角、重心深さ、バルジ＆ロール半径、ＦＰ値（フェースプログレッション）や、慣性モーメント、ヘッド質量などが例示される。これら物性値は第１の有限要素解析用データに含まれる。
【００５９】
次に、コンピュータ３０は、フェース面１２の速度分布Ｄｖｆと、剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈと、ボールモデルＭｂとを用いて有限要素法による衝突解析のシミュレーションを行う。これによりコンピュータ３０は、剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面１２で打撃されたゴルフボールのボール初速を第１のボール初速Ｖ１としたとき、剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面１２における第１のボール初速Ｖ１の速度分布を求める（ステップＳ１０６：第１のボール初速分布算出ステップ）。
ステップＳ１０６はコンピュータ３０が前記の有限要素解析プログラムを実行することで行われる。
具体的には、コンピュータ３０は、剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面１２に予め設定された点のそれぞれについて第１のボール初速Ｖ１を算出し、これにより剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面における第１のボール初速Ｖ１の速度分布を算出する。
【００６０】
ここで、剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面１２に予め設定された点は、図１８においてフェース面１２上に設定したＸ座標、Ｙ座標で示される複数の点である。
例えば、各点は、Ｘ座標についてはフェース面１２の中心座標（０ｍｍ）を中心として７ｍｍ間隔で設け、Ｙ座標についてはフェース面１２の中心座標を中心として５ｍｍ間隔で設ける。
すなわち、各点のＸ座標については、−３５ｍｍ、−２８ｍｍ、−２１ｍｍ、−１４ｍｍ、−７ｍｍ、０ｍｍ、７ｍｍ、１４ｍｍ、２１ｍｍ、２８ｍｍ、３５ｍｍの１１点となり、各点のＹ座標については、−２０ｍｍ、−１５ｍｍ、−１０ｍｍ、−５ｍｍ、０ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの９点となり、合計１１×９＝９９個の点が設定される。
図２０は第１のボール初速Ｖ１を各点について算出した結果、すなわち、フェース面１２上における第１のボール初速Ｖ１の分布を示す説明図である。
図中、第１のボール初速Ｖ１（ｍ／ｓｅｃ）の値はハッチングの種類によって示している。
【００６１】
次に、ゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２におけるＣＴ値の分布を計算反発係数Ｒｓの分布としてコンピュータ３０に設定する（ステップＳ１０８：反発係数分布設定ステップ）。
より詳細には、第１の実施の形態と同様の手順（図６のステップＳ１０、Ｓ１２，Ｓ１４）でゴルフクラブヘッドモデル１０Ａのフェース面１２に予め設定された点のそれぞれについてＣＴ値を計算反発係数Ｒｓとして求め、フェース面１２の各点に関連付けられたＣＴ値を計算反発係数Ｒｓの分布としてコンピュータ３０に設定する。
すなわち、ＣＴ値の分布のデータがコンピュータ３０のハードディスク装置３８などに格納される。
ステップＳ１０８はコンピュータ３０が第１の実施の形態で説明した有限要素解析プログラムおよび前記の計算プログラムを実行することで行われる。
図２１はフェース面１２上におけるＣＴ値から換算された計算反発係数Ｒｓの分布を示す説明図である。
図中、計算反発係数Ｒｓはハッチングの種類によって示している。
【００６２】
次に、コンピュータ３０は、ゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２で打撃されたゴルフボールのボール初速を第２のボール初速Ｖ２とし、剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面１２の反発係数を予め定められた剛体モデル反発係数Ｒｍとしたときに次の処理を行う。
すなわち、コンピュータ３０は、ステップＳ１０６で算出された第１のボール初速Ｖ１と、ステップＳ１０８で設定された計算反発係数Ｒｓと、剛体モデル反発係数Ｒｍとに基づいて、以下の式（１）に基づいてゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２における第２のボール初速Ｖ２の分布を求める（ステップＳ１１０：第２のボール初速分布算出ステップ）。
Ｖ２＝Ｖ１（Ｒｓ／Ｒｍ）      （１）
式（１）は、第１のボール初速Ｖ１と第２のボール初速Ｖ２との比が、剛体モデル反発係数Ｒｍと計算反発係数Ｒｓとの比に等しい関係にあることを示す。
ステップＳ１１０はコンピュータ３０が前記の専用の計算プログラムを実行することで行われる。
【００６３】
本実施の形態では、剛体モデル反発係数Ｒｍ＝０．７６０とした。
剛体モデル反発係数Ｒｍは、以下に例示するように、剛体とみなすに足る剛性を有する実験用ゴルフクラブヘッドを実際に作成し、この実験用ゴルフクラブヘッドのフェース面の反発係数を以下のように実測したものである。
実験用ゴルフクラブヘッドの仕様について説明する。
実験用ゴルフクラブヘッドは、直方体状を呈しており、Ｘ方向の寸法が６０ｍｍ、Ｙ方向の寸法が４０ｍｍの矩形状のフェース面を有し、フェース面と直交する方向の厚さは３０ｍｍである。
材質は、アルミ合金（A7075）である。
質量は、２０３（ｇ）である。
実験条件について説明する。
気温２４度の環境下において、エアーキャノン試験機を用いて、ボール速度４０（ｍ／ｓｅｃ）でゴルフボールを打ち出して実験用ゴルフクラブヘッドのフェース面上の重心点に衝突させ、反発速度とヘッド質量とボール質量とに基づいて反発係数を算出した。なお、重心点とは、実験用ゴルフクラブヘッドの重心位置をフェース面に垂直に投影させた点をいう。
ゴルフボールの試料数Ｎを５個として実測した場合、反発係数の実測値は以下の通りである。
反発係数の実測値：
０．８１３
０．８２２
０．８２３
０．８１８
０．８２２
したがって、反発係数の平均値は０．８２であった。
【００６４】
図２２は第２のボール初速Ｖ２を各点について算出した結果、すなわち、フェース面１２上における第２のボール初速Ｖ２の分布を示す説明図である。
図中、第２のボール初速Ｖ２の値はハッチングの種類によって示している。
【００６５】
次に、コンピュータ３０は、第２のボール初速Ｖ２の分布に基づいて、予め定められた閾値以上の値を有する第２のボール初速Ｖ２に対応するゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２の領域をスイートエリアＳＡとして決定する（ステップＳ１１２：スイートエリア決定ステップ）。
ステップＳ１１２はコンピュータ３０が前記の専用の計算プログラムを実行することで行われる。
前記の閾値は、例えば、第２のボール初速Ｖ２の最高速度の９８％とするなど任意の方法によって定めることができる。
このようにしてゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２におけるスイートエリアＳＡが得られる。
【００６６】
次に、コンピュータ３０は、決定されたスイートエリアＳＡのデータをゴルフクラブヘッド１０の評価データとして出力する（ステップＳ１１４：評価データ出力ステップ）。
ステップＳ１１４はコンピュータ３０が前記の専用の計算プログラムを実行することで行われる。
図２３はフェース面１２上におけるスイートエリアＳＡの分布を示す説明図である。
コンピュータ３０はステップＳ１１４を実行することにより、このようにして得られたスイートエリアＳＡの分布を、図２３に示すような図の形式でディスプレイ４６に表示出力し、あるいは、プリンタ４８を用いて用紙に印刷出力する。
なお、スイートエリアＳＡの分布をどのような形態で表示するか、あるいは、どのようなデータ形式で出力するかは任意である。
【００６７】
前述したように、ステップＳ１００において、速度分布Ｄｖｆとしてゴルファによってゴルフクラブ７０がスウィングされた状態で実測された速度分布を設定し場合には、そのゴルファ個人のスウィングを反映したより正確なスイートエリアＳＡを得る上で有利となる。
また、速度分布Ｄｖｆとして多数のゴルファによってゴルフクラブ７０がスウィングされた状態で実測された速度分布を平均化した速度分布を設定した場合には、平均的なゴルファのスウィングを反映したより汎用性の高いスイートエリアＳＡを得る上で有利となる。
【００６８】
すなわち、第２の実施の形態は、以下のステップを含むゴルフクラブヘッドにおけるスイートエリアの計算方法となっている。
１）スウィングされたゴルフクラブ７０のゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２がゴルフボールを打撃する直前におけるフェース面１２の速度分布を設定するフェース面速度分布設定ステップ（ステップＳ１００に相当）。
２）ゴルフクラブヘッドが剛体で形成されたものとして有限要素モデルで構成された剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈを設定する剛体ゴルフクラブヘッドモデル設定ステップ（ステップＳ１０２に相当）。
３）有限要素モデルで構成されたボールモデルＭｂを設定するボールモデル設定ステップ（ステップＳ１０４に相当）。
４）剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面１２で打撃されたゴルフボールのボール初速を第１のボール初速Ｖ１としたとき、フェース面１２の速度分布と剛体ゴルフクラブヘッドモデルとボールモデルとを用いて有限要素法による衝突解析を行うことにより剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面１２における第１のボール初速Ｖ１の速度分布を求める第１のボール初速分布算出ステップ（ステップＳ１０６に相当）。
５）ゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２における反発係数の計算値である計算反発係数Ｒｓの分布を設定する反発係数分布設定ステップ（ステップＳ１０８に相当）。
すなわち、この反発係数分布設定ステップは、ゴルフクラブヘッドモデル１０Ａのフェース面１２に予め設定された点のそれぞれについて第１の実施の形態のステップＳ１０、Ｓ１２、Ｓ１４を実行することで各点のＣＴ値を計算反発係数Ｒｓとして求め、フェース面１２の各点に関連付けられたＣＴ値を計算反発係数Ｒｓの分布として設定する。
６）ゴルフクラブヘッド１０のフェース面１２で打撃されたゴルフボールのボール初速を第２のボール初速Ｖ２とし、剛体ゴルフクラブヘッドモデルＭｈのフェース面の反発係数を予め定められた剛体モデル反発係数Ｒｍとしたとき、Ｖ２＝Ｖ１（Ｒｓ／Ｒｍ）なる式に基づいてゴルフクラブヘッドのフェース面における第２のボール初速Ｖ２の分布を求める第２のボール初速分布算出ステップ（ステップＳ１１０に相当）。
７）第２のボール初速Ｖ２の分布に基づいて、予め定められた閾値以上の値を有する第２のボール初速Ｖ２に対応するゴルフクラブヘッドのフェース面の領域をスイートエリアとして決定するスイートエリア決定ステップ（ステップＳ１１２に相当）。
８）スイートエリアのデータを評価データとして出力する評価データ出力ステップ（Ｓ１１４に相当）。
【００６９】
また、第２の実施の形態は、第１の実施の形態の図５の構成に加えて、図２４に示すように、コンピュータ３０によって構成されるゴルフクラブヘッドの評価データの計算装置が以下の手段を含むものである。
すなわち、以下の手段は、コンピュータ３０が有限要素解析プログラムおよび専用の計算プログラムを実行することによって実現されるものである。
フェース面速度分布設定手段３０Ｅ（フェース面速度分布設定ステップに相当）、剛体ゴルフクラブヘッドモデル設定手段３０Ｆ（剛体ゴルフクラブヘッドモデル設定ステップに相当）、ボールモデル設定手段３０Ｇ（ボールモデル設定ステップに相当）、第１のボール初速分布算出手段３０Ｈ（第１のボール初速分布算出ステップに相当）、反発係数分布設定手段３０Ｉ（反発係数分布設定ステップに相当）、第２のボール初速分布算出手段３０Ｊ（第２のボール初速分布算出ステップに相当）、スイートエリア決定手段３０Ｋ（スイートエリア決定ステップに相当）、評価データ出力手段３０Ｌ（評価データ出力ステップに相当）。
なお、反発係数分布設定手段３０Ｉは、図５に示す第１の実施の形態におけるモデル作成手段３０Ａ、速度算出手段３０Ｂ、ＣＴ値算出手段３０Ｃを含むものである。
【００７０】
以上説明したように第２の実施の形態によれば、実際にゴルフクラブがスウィングされた際のフェース面１２の速度分布に基づいてスイートエリアＳＡを求めるようにした。
したがって、従来のようにゴルフクラブヘッドのローリングなどが正確に再現されないスウィングロボットを用いてゴルフクラブをスウィングさせてボールを打撃したときのボール初速をフェース面の各点について測定し、その測定結果に基づいてスイートエリアの分布を得る場合に比較して、ゴルファのスウィングが反映された正確なスイートエリアを得る上で有利となる。
したがって、第２の実施の形態によって得られたスイートエリアに基づいてゴルフクラブヘッドを設計することにより、飛距離の増大を図る上で有利なゴルフクラブヘッドを実現することができる。
特に、第１の実施の形態で得られたＣＴ値から換算した計算反発係数Ｒｓを用いてスイートエリアを算出するようにしたので、実際にゴルフクラブヘッドを製作する必要が無い。
そのため、実際にゴルフクラブヘッドを製作することなく使用時におけるフェース面１２の速度分布を考慮したスイートエリアを短時間、低コストで正確に求めることができ、設計の効率化を図る上で有利となる。
【符号の説明】
【００７１】
６……質量体、６Ａ……質量体モデル、６Ｂ……衝突面、１０……ゴルフクラブヘッド、１０Ａ……ゴルフクラブヘッドモデル、１２……フェース面、Ｌｆ……フェース部要素長さ、Ｌｒ……質量体要素長さ、Ｎｈ……ヘッド全要素数、Ｎｆ……フェース要素数、Ｅ……要素、Ｎ……節点、Ｎ１……第１の節点、Ｎ２……第２の節点、Ｓ……分割線、Ｓ１……第１の分割線、Ｓ２……第２の分割線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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