(57)【要約】【課題】対象ゴルファーのスイング特性を考慮に入れてゴルフシャフトを設計する。【解決手段】シャフトに３軸の加速度と３軸の角速度を検出する６軸センサを取り付け、該シャフトの既知の設計因子データがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した場合の６軸センサの出力データを計測データとして取得する計測データ取得手段と、複数のゴルフクラブそれぞれの計測データから、試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出部と、スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られたゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の設計因子データを特定することにより設計因子データを最適化する最適化処理部と、最適化された設計因子データを出力する設計データ出力手段とを備えた。【選択図】図１
2011000425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに３軸の加速度と３軸の角速度を検出する６軸センサを取り付け、該シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した場合の前記６軸センサの出力データを計測データとして取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段と、
前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データから、試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出部と、
前記スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られたゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理部と、
前記最適化された前記設計因子データを出力する設計データ出力手段と
を備えたことを特徴とするゴルフシャフト設計装置。
【請求項２】
シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した際に、身体の体幹上部、体幹下部、左右の上腕、前腕及び前記ゴルフクラブの変位を計測した計測データを取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段と、
前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データから、試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出部と、
前記スイング応答曲面によって得られる前記身体の運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながら前記身体の運動を解析し、得られた身体負荷量が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理部と、
前記最適化された前記設計因子データを出力する設計データ出力手段と
を備えたことを特徴とするゴルフシャフト設計装置。
【請求項３】
シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した際に、身体の体幹上部、体幹下部、左右の上腕、前腕及び前記ゴルフクラブの変位を計測した計測データを取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段と、
前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データから、試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出部と、
前記スイング応答曲面によって得られる前記身体の運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながら前記身体の運動を解析するとともに、前記スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られた身体負荷量とゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理部と、
前記最適化された前記設計因子データを出力する設計データ出力手段と
を備えたことを特徴とするゴルフシャフト設計装置。
【請求項４】
既存シャフトの識別情報に対して、該シャフトの設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータが関係付けられて予め記憶されたシャフトデータ記憶手段と、
前記シャフトデータ記憶手段に記憶されている前記設計因子データを参照して、前記最適化処理手段において最適化された設計因子データに近い設計因子データを持つシャフトを選択するシャフト選択手段と
をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のゴルフシャフト設計装置。
【請求項５】
シャフトに３軸の加速度と３軸の角速度を検出する６軸センサを取り付け、該シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した場合の前記６軸センサの出力データを計測データとして取得して、計測データ記憶手段に保存する計測データ取得手段を備えたゴルフシャフト設計装置上のコンピュータに、前記設計因子データを最適化させるゴルフシャフト設計プログラムであって、
前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データを読み出し、該計測データから試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出ステップと、
前記スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られたゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理ステップと
をコンピュータに行わせることを特徴とするゴルフシャフト設計プログラム。
【請求項６】
シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した際に、身体の体幹上部、体幹下部、左右の上腕、前腕及び前記ゴルフクラブの変位を計測した計測データを取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段を備えたゴルフシャフト設計装置上のコンピュータに、前記設計因子データを最適化させるゴルフシャフト設計プログラムであって、
前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データを読み出し、該計測データから試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出ステップと、
前記スイング応答曲面によって得られる前記身体の運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながら前記身体の運動を解析するとともに、前記スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られた身体負荷量とゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理ステップと
をコンピュータに行わせることを特徴とするゴルフシャフト設計プログラム。
【請求項７】
シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した際に、身体の体幹上部、体幹下部、左右の上腕、前腕及び前記ゴルフクラブの変位を計測した計測データを取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段を備えたゴルフシャフト設計装置上のコンピュータに、前記設計因子データを最適化させるゴルフシャフト設計プログラムであって、
前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データを読み出し、該計測データから試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出ステップと、
前記スイング応答曲面によって得られる前記身体の運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながら前記身体の運動を解析し、得られた身体負荷量が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理ステップと
をコンピュータに行わせることを特徴とするゴルフシャフト設計プログラム。
【請求項８】
前記ゴルフシャフト設計装置は、
既存シャフトの識別情報に対して、該シャフトの設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータが関係付けられて予め記憶されたシャフトデータ記憶手段をさらに備え、
前記シャフトデータ記憶手段に記憶されている前記設計因子データを参照して、前記最適化処理ステップにおいて最適化された設計因子データに近い設計因子データを持つシャフトの識別情報を選択するシャフト選択ステップをさらにコンピュータに行わせることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のゴルフシャフト設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルファーの技量に適したゴルフシャフトを設計するゴルフシャフト設計装置及びゴルフシャフト設計プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ゴルフクラブ、ゴルフボール等のゴルフギアを自分の実力、技能に照らして選択するだけでなく、理想または趣味嗜好に合わせて選択できるようにするために、インターネット等通信ネットワークを介してユーザ端末と接続し、ユーザ端末のユーザに好適なゴルフギアの選定を行なうゴルフギア選定方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、インターネット等通信ネットワーク上でのゴルフプレイヤに適合するゴルフクラブ、ゴルフボール等ゴルフギアの客観的選定、即ちゴルフクラブ等のセッティングを可能にし、ゴルフプレイヤの年齢、スコア、ゴルフ歴等のゴルフ能力、技量に応じて実用的にゴルフクラブ、ボール等のゴルフギアを選定するだけでなく、ゴルフプレイヤの理想とするまたは趣味、嗜好に合わせたゴルフクラブ、ボール等ゴルフギアの選択を可能にし、ゴルフプレイヤの好みに適したゴルフクラブ等ゴルフギアを紹介し、購入を可能にするものである。
【０００３】
一方、ゴルフクラブにセンサを取り付けてスイングを行った場合のセンサ出力を解析することによりゴルフスイング運動の診断を行う装置が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。この装置を用いることによって、ゴルフスイングが正しいか否かを、競技場又は練習場のような実環境で、即座に判断することができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２１８０７８号公報
【特許文献２】特表２００８−５０６４２１号公報
【特許文献３】特開２００８−０７３２１０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】計算工学講演会論文集Ｖｏｌ．１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年は、余暇の増加に伴い様々なレジャーやレクリエーションが楽しまれるようになっており、ゴルフはその一端を担う世界有数のレジャースポーツである。日本のゴルフ愛好者は数百万人とも言われ、それだけに愛好者の要求は多種多様であり、個人に適したゴルフシャフトの設計が求められている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示すゴルフギア選定方法は、通信ネットワーク上でゴルフギア選定サーバが、ユーザ端末に性別、年齢、ゴルフ歴等現実的選定基準とは別に、理想とするゴルフ観等に関する設問と回答欄を送信し、その回答結果を所定のゴルフギア選定基準データと照合し、回答点数を算定基準に従って算定し、算定値に基づいて最適ゴルフギアを評価することにより、ゴルフギア観に適合するゴルフギアを選定し、選定したゴルフギアに関する情報をユーザ端末に送信するものであったため、ユーザが自身の技量の判断を誤って回答を行ってしまうと適切なゴルフクラブの選定が行われないという問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２、３に示すゴルフスイング診断装置は、ゴルフスイングが正しいか否かを判断するものであるため、ゴルファーのスイングに適したゴルフクラブの選定やクラブシャフトの設計を行うことはできないという問題がある。特に、ゴルファーは、スイングを行う際に使用したクラブの曲げ剛性やねじれ剛性などを考慮に入れ、そのクラブ特性にあわせたスイングを行っており、特に上級者においてはその傾向が顕著である。すなわち、異なるゴルフクラブを使用してスイングを行った場合、使用したゴルフクラブにスイングを合わせてしまう傾向がある。この傾向は、ゴルファーの技量や癖によっても異なるため、ゴルフシャフトの最適設計を行う際にはゴルフクラブを使用するゴルファーのスイング特性を考慮に入れて、ゴルファーの技量や癖を確実に把握して、技量や癖に合致したゴルフシャフトの設計を行う必要がある。また、非特許文献１には、対象ゴルファーのスイング特性を考慮に入れて、ゴルファーの技量に適したゴルフシャフト（設計因子；曲げ剛性、ねじれ剛性、ヘッド重量）を設計する方法が記載されている。しかしながら、非特許文献１は、設計因子にヘッド重量を使用しているため、ゴルファーに適したゴルフクラブの設計は可能であったが、シャフトの特性に絞った設計には十分でないという問題がある。
【０００９】
近年、リシャフト傾向が強まり、ヘッドよりもシャフトが自身に合っているか否かを考慮するゴルファーが増加している。ゴルファー所有のヘッドに適し、かつゴルファーの技量に適したシャフトを設計するには、設計因子にヘッド重量を使用することは適していなかった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シャフトの設計因子を曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布として、ゴルファーの技量に適したゴルフシャフトを設計することができるゴルフシャフト設計装置及びゴルフシャフト設計プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、シャフトに３軸の加速度と３軸の角速度を検出する６軸センサを取り付け、該シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した場合の前記６軸センサの出力データを計測データとして取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段と、前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データから、試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出部と、前記スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られたゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理部と、前記最適化された前記設計因子データを出力する設計データ出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した際に、身体の体幹上部、体幹下部、左右の上腕、前腕及び前記ゴルフクラブの変位を計測した計測データを取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段と、前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データから、試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出部と、前記スイング応答曲面によって得られる前記身体の運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながら前記身体の運動を解析し、得られた身体負荷量が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理部と、前記最適化された前記設計因子データを出力する設計データ出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した際に、身体の体幹上部、体幹下部、左右の上腕、前腕及び前記ゴルフクラブの変位を計測した計測データを取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段と、前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データから、試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出部と、前記スイング応答曲面によって得られる前記身体の運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながら前記身体の運動を解析するとともに、前記スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られた身体負荷量とゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理部と、前記最適化された前記設計因子データを出力する設計データ出力手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明は、既存シャフトの識別情報に対して、該シャフトの設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータが関係付けられて予め記憶されたシャフトデータ記憶手段と、前記シャフトデータ記憶手段に記憶されている前記設計因子データを参照して、前記最適化処理手段において最適化された設計因子データに近い設計因子データを持つシャフトを選択するシャフト選択手段とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明は、シャフトに３軸の加速度と３軸の角速度を検出する６軸センサを取り付け、該シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した場合の前記６軸センサの出力データを計測データとして取得して、計測データ記憶手段に保存する計測データ取得手段を備えたゴルフシャフト設計装置上のコンピュータに、前記設計因子データを最適化させるゴルフシャフト設計プログラムであって、前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データを読み出し、該計測データから試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出ステップと、前記スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られたゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理ステップとをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した際に、身体の体幹上部、体幹下部、左右の上腕、前腕及び前記ゴルフクラブの変位を計測した計測データを取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段を備えたゴルフシャフト設計装置上のコンピュータに、前記設計因子データを最適化させるゴルフシャフト設計プログラムであって、前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データを読み出し、該計測データから試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出ステップと、前記スイング応答曲面によって得られる前記身体の運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながら前記身体の運動を解析するとともに、前記スイング応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られた身体負荷量とゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理ステップとをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１７】
本発明は、シャフトの既知の設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータがそれぞれ異なる複数のゴルフクラブのそれぞれを使用して試打した際に、身体の体幹上部、体幹下部、左右の上腕、前腕及び前記ゴルフクラブの変位を計測した計測データを取得して、計測データ記憶手段に記憶する計測データ取得手段を備えたゴルフシャフト設計装置上のコンピュータに、前記設計因子データを最適化させるゴルフシャフト設計プログラムであって、前記計測データ記憶手段に記憶された前記複数のゴルフクラブそれぞれの前記計測データを読み出し、該計測データから試打者の技量を関数化したスイング応答曲面を算出する応答曲面算出ステップと、前記スイング応答曲面によって得られる前記身体の運動を変位データとして与え、前記設計因子データを変化させながら前記身体の運動を解析し、得られた身体負荷量が所定の目的関数を満たした場合の前記設計因子データを特定することにより前記設計因子データを最適化する最適化処理ステップとをコンピュータに行わせることを特徴とする。
【００１８】
本発明は、前記ゴルフシャフト設計装置は、既存シャフトの識別情報に対して、該シャフトの設計因子データである曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布のデータが関係付けられて予め記憶されたシャフトデータ記憶手段をさらに備え、前記シャフトデータ記憶手段に記憶されている前記設計因子データを参照して、前記最適化処理ステップにおいて最適化された設計因子データに近い設計因子データを持つシャフトの識別情報を選択するシャフト選択ステップをさらにコンピュータに行わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数のゴルフクラブそれぞれのスイング時の計測データから、対象ゴルファーの技量を関数化した応答曲面を算出し、この応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップの運動を変位データとして与え、シャフトの設計因子データ（曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布）を変化させながらゴルフクラブヘッドの運動を解析し、得られたゴルフクラブヘッドの運動が所定の目的関数を満たした場合の設計因子データを特定するようにしたため、対象ゴルファーのスイング特性を考慮に入れて、ゴルファーの技量に合致したゴルフシャフトを設計することができるという効果が得られる。
【００２０】
また、複数のゴルフクラブそれぞれのスイング時の計測データから、対象ゴルファーの技量を関数化した応答曲面を算出し、この応答曲面によって得られるゴルフクラブグリップと身体の運動を変位データとして与え、シャフトの設計因子データ（曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布）を変化させながらゴルフクラブヘッドと身体の運動を解析し、得られたゴルフクラブヘッドの運動と身体負荷量が所定の目的関数を満たした場合の設計因子データを特定するようにしたため、対象ゴルファーのスイング特性と身体負荷を考慮に入れて、ゴルファーの技量に合致したゴルフシャフトを設計することができるという効果が得られる。
【００２１】
また、既存シャフトの設計因子データを参照して、最適化された設計因子データに最も近い設計因子データを持つ既存シャフトを選択するようにして、対象ゴルファーのスイング特性を考慮に入れた既存シャフトの選択を行うことができるため、ゴルファーの技量に合致した既存ゴルフシャフトの選択することができるという効果も得られる。また、設計因子データとして曲げ剛性、ねじれ剛性及び曲げ剛性分布を使用することにより、シャフトの特性に絞った設計が可能となるため、ゴルファーが所有するヘッドに適し、かつゴルファーの技量に適したシャフトを設計することができるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示すゴルフシャフト設計装置２の動作を示すフローチャートである。
【図３】ゴルフシャフトの設計因子の一例を示す説明図である。
【図４】試打に使用する９本のゴルフシャフト特性の一例を示す説明図である。
【図５】図１に示す座標データ記憶部２２のテーブル構造を示す説明図である。
【図６】図１に示すシャフトデータ記憶部３４のテーブル構造を示す説明図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図８】図７に示すゴルフシャフト設計装置２の動作を示すフローチャートである。
【図９】図１に示す座標データ記憶部２２のテーブル構造を示す説明図である。
【図１０】身体負荷解析に用いる身体とクラブのモデルを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態によるゴルフシャフト設計装置を図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、符号１は、予め設計因子が既知であるゴルフクラブであり、グリップ部分のシャフト内部に６軸センサ１１と、６軸センサ１１の出力を無線通信によって外部へ送信する送信部を備えている。６軸センサ１１は、３軸の加速度と、３軸の角速度を検出して出力するセンサである。
【００２４】
符号２は、ゴルフシャフト設計装置である。符号２０は、送信部１２が送信するセンサ出力データを受信する受信部である。符号２１は、受信部２０が受信したセンサ出力データを計測データとして記憶する計測データ記憶部である。符号２２は、６軸センサ１１の出力データ（計測データ）から解析処理しやすい座標値データに変換した結果を記憶する座標データ記憶部である。符号２３は、キーボードやマウス等で構成する入力部である。符号２４は、液晶のディスプレイ装置等で構成する表示部である。符号２５は、計測データ記憶部２２に記憶されている計測データを読み込み、解析処理しやすい座標値データに変換して座標データ記憶部２２へ書き込む計測データ入力部である。符号２６は、座標データ記憶部２２に記憶されている座標値データから、ゴルフクラブ１を試打した時のスイング応答曲面を求める応答曲面算出部である。符号２７は、設計対象のゴルフシャフトの設計因子を最適化するための目的関数を入力する目的関数入力部である。
【００２５】
符号２８は、設計対象のゴルフシャフトの設計因子を最適化する処理を行う最適化処理部である。符号２９は、設計因子の値を選択する設計因子選択部である。符号３０は、設計因子選択部２９において選択された設計因子の値と、応答曲面算出部２６において算出されたスイング応答曲面に基づいて、設計対象のゴルフシャフトを用いたゴルフクラブヘッドの運動の解析を、動的有限要素法を用いて行うスイング解析部である。符号３１は、スイング解析部３０において得られたゴルフクラブヘッドの運動の解析結果が目的関数入力部２７によって入力した目的関数を満たしたか否かを評価する目的関数評価部である。符号３２は、最適化された設計対象のゴルフシャフトの設計因子に最も近い値を持つ既存シャフトを選択するシャフト選択部である。符号３３は、最適化処理部２８において得られた最適化された設計因子の値を記憶する最適解記憶部である。符号３４は、既存シャフトの識別情報に対して、該シャフトの設計因子データが関係付けられて予め記憶されたシャフトデータ記憶部である。
【００２６】
次に、設計対象のゴルフシャフトを使用するユーザのスイング計測データを得るための試打に用いるゴルフクラブ１について説明する。ゴルファーは、スイングを行う際に使用したクラブの曲げ剛性やねじれ剛性などを考慮に入れ、そのクラブ特性にあわせたスイングを行うため、所定の特性を有する１本のゴルフクラブを使用してスイングの計測データを取得して、スイングの解析を行っても妥当な解析結果を得ることができない場合がある。そこで、実験計画法に基づき、設計因子として、曲げ剛性、ねじれ剛性、曲げ剛性分布（調子）を使用し、それぞれ３水準として、直行表Ｌ９に基づき９本のゴルフクラブを作製した。
【００２７】
図３に示すように、シャフトの３つの設計因子は、たわみで規定する曲げ剛性（図３（ａ））と、ねじれ角で規定するねじれ剛性（図３（ｂ））と、シャフトのしなりが最も大きくなる点を示す関数Ｐの係数Ｃで規定する曲げ剛性分布（図３（ｃ））とからなる。曲げ剛性分布は、シャフトのしなりが最も大きくなる点がグリップ寄りにある手元調子（ｂｕｔｔ）、ヘッド寄りにある先調子（ｔｉｐ）、中間にある中調子（ｍｉｄ）で表現する。３つのシャフトの設計因子が、曲げ剛性、ねじれ剛性、ヘッド重量である場合に比べてシャフトの特性に絞った設計が可能となる点で有利である。
【００２８】
図４に、スイング計測データを得るための試打に用いる９本のゴルフクラブの特性を示す。図４において、ねじれ剛性と曲げ剛性は、正規化した値を示しており、値が大きい方が剛性が高いことを意味する。ねじれ剛性、曲げ剛性は共に、規定の長さと径を有する場合にゴルフシャフトとして機能する上限値１．５及び下限値０．５と、その中間値である１．０を採用した。また、曲げ剛性分布（調子）は、関数Ｐの係数Ｃで規定する値を、手元調子（ｂｕｔｔ）、先調子（ｔｉｐ）、中調子（ｍｉｄ）のいずれかに割り当てている。図１には、ゴルフクラブ１が１本のみ図示されているが、計測データの取得は、前述した９本のゴルフクラブ１を使用して、設計対象のゴルフシャフトを使用するユーザが試打したときのスイングの計測データを取得する。
【００２９】
なお、図４に示す９本のゴルフクラブに取り付けられるヘッドは同一のものを使用しており、また、シャフト長さとゴルフクラブの重量も同一である。ゴルフクラブヘッド、シャフト長さ及びゴルフクラブ重量は、設計対象のシャフトを使用するユーザが好みや技量に応じて予め決めておくものである。また、９本のゴルフクラブ１は、６軸センサ１１、送信部１２等をシャフト内に挿入することによりゴルフクラブ１の総重量が重くならないように、６軸センサ１１、送信部１２及びこれらを動作させるために必要な機器全体の重量を２０ｇに抑えている。これにより、市販の軽量グリップを用いることで総重量の増加を抑えることができるためクラブの重量増加によるスイングへの悪影響を与えないようにしている。
【００３０】
次に、図２を参照して、図１に示すゴルフシャフト設計装置２の動作を説明する。まず、試打を行う者（設計対象のゴルフシャフトを使用するユーザ）は、９本のゴルフクラブ１のうち、クラブＮｏ．が「１」であるゴルフクラブ１を使用して試打を行う。６軸センサ１１は、この試打動作中の検出結果を送信部１２に対して出力する。送信部１２は、６軸センサ１１から検出データの出力が行われると、無線通信を使用してセンサ出力データを外部へ送信する。このセンサ出力データは、受信部２０によって受信され、受信したセンサ出力データを計測データとして計測データ記憶部２１に記憶する（ステップＳ１）。この動作を９本のゴルフクラブ１（クラブＮｏ．が「２」〜「９」）について繰り返し行うことによって、計測データ記憶部２１には、少なくとも９本のゴルフクラブ１のそれぞれによって１回試打した場合の時系列の計測データが記憶されることになる。計測データ記憶部２１には、試打したゴルフクラブを識別可能なクラブＮｏ．と計測データが関係付けられて記憶される。
【００３１】
次に、シャフト設計者が、入力部２３からシャフト設計を行うことを指示する操作を行うと、計測データ入力部２５は、計測データ記憶部２１から９つの計測データを入力する（ステップＳ２）。そして、計測データ入力部２５は、入力した計測データをゴルフクラブ１のグリップ部分の予め決められた２点の軌跡の３次元座標データと、シャフトの軸回転データとに変換する。この変換は、ゴルフクラブ１内に挿入されている６軸センサ１１の取付位置と、ゴルフクラブ１のグリップ部分の予め決められた２点の位置関係とから幾何学的に変換することにより行う。また、計測データ入力部２５は、計測データを参照して、計測データの中からアドレス（ゴルフクラブを構えた状態）からインパクト（ヘッドがボールに当たった状態）までの計測データのみを座標値データと軸回転データに変換する対象とする。計測データ入力部２５は、計測データを変換することにより得られた２点の軌跡の３次元座標データと、シャフトの軸回転データとを座標データ記憶部２２に記憶する。
【００３２】
ここで、図５を参照して、図１に示す座標データ記憶部２２に記憶される座標値データについて説明する。図５に示すように、座標データ記憶部２２には、ゴルフクラブ１のグリップ部分の点Ｐ１の移動軌跡を示す３次元座標データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、点Ｐ２の移動軌跡を示す３次元座標データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と、シャフトの軸回転データの６つのデータが、時系列毎に記憶される。送信部１２は、６軸センサ１１の出力を０．１ｍｓ毎にサンプリングして送信するため、計測データは、０．１ｍｓ毎の計測データとなり、座標値データも０．１ｍｓ毎のデータとなる。図５に示す座標値及び軸回転のデータを記憶するテーブルは、９本のゴルフクラブのそれぞれについて記憶されることになるため、座標データ記憶部２２には、９つのテーブルが記憶されることになる。計測データ入力部２５は、座標データ記憶部２２に対する座標値データに記憶処理が終了すると、目的関数入力部２７に対して、計測データ入力が終了したことを通知する。
【００３３】
次に、目的関数入力部２７は、目的関数を入力することを指示するメッセージを表示部２４に表示する。このメッセージが表示されたことを受けて、設計者は、入力部２３から設計対象のゴルフシャフトの設計因子を最適化するための目的関数を入力する（ステップＳ３）。例えば、目的関数の一例として、（１）式を入力する。
ｍｉｎＦ＝α×ｆ１＋（１−α）×ｆ２    ・・・（１）
（１）式において、ｆ１は、ヘッド速度であり、ｆ１＝５３−ｖ、ｆ２はヘッド返りであり、ｆ２＝ｃ×（θ−θ０）２、αは重み係数であり、α∈（０，１）で表される。
ここで、ｖはインパクト時のヘッド速度であり各解析に都合の良い任意値が与えられる。θはインパクト時のヘッド部シャフト軸周りの回転角、θ０はインパクト時のグリップ部シャフト軸周りの回転角である。ｃは速度項ｆ１と回転項ｆ２の定量性を補正する係数である。目的関数入力部２７は、ここで入力された目的関数を内部に保持する。
【００３４】
次に、応答曲面算出部２６は、座標データ記憶部２２に記憶されているデータを読み出して、試打者の技量と癖を１次関数化したスイング応答曲面を算出する（ステップＳ４）。応答曲面とは、図４に示す９種類のゴルフクラブで試打した場合に得られた２点（Ｐ１、Ｐ２）の移動軌跡（３次元座標データ）、軸回転データと、ゴルフシャフトの３つの設計因子（ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布）の関係式である。
【００３５】
９つのゴルフクラブを試打することにより計測されたスイングをｆ１〜ｆ９で表現すると、（２）式が得られる。
【数１】
2011000425.tif 000003
ここで、ｘ，ｙ，ｚはそれぞれ設計変数であり、ｘが曲げ剛性、ｙがねじり剛性、ｚが曲げ剛性分布である。ｘ１〜ｘ９、ｙ１〜ｙ９、ｚ１〜ｚ９における１〜９の番号は各クラブの番号に対応する。ｘバー，ｙバー，ｚバーはそれぞれの基準値で各解析に都合の良い任意値が与えられる。
【００３６】
（２）式を一般化逆行列を用いて解くことにより、（２）式で表現された応答曲面の係数ａ１〜ａ４は、（３）式によって求めることができる。（３）式で求められた係数ａ１〜ａ４が試打者の技量とスイングの癖に相当する値である。
【数２】
2011000425.tif 000004
【００３７】
次に、設計因子選択部２９は、ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布のそれぞれの値の初期値を選択する（ステップＳ５）。そして、スイング解析部３０は、設計因子選択部２９が選択したねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布のそれぞれの値と、応答曲面算出部２６が算出した応答曲面と、座標データ記憶部２２に記憶されているグリップ部分の２点の軌跡座標データ及び軸回転データとを入力として、ゴルフクラブヘッドの運動を動的に解析する（ステップＳ６）。スイング解析部３０は、算出した応答曲面で得られるグリップの２点の変位および回転を強制変位として与えることにより、ヘッドの運動を動的有限要素法により解析を行う。
【００３８】
この動的有限要素法によるゴルフクラブヘッドの運動の解析方法は、公知の方法（例えば、市販の有限要素法ソフトウェア）を用いるため、詳細な処理動作の説明を省略する。
この解析によって、設計因子選択部２９において選択した設計因子（ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布）を適用したシャフトのゴルフクラブを使用して、設計対象のシャフトのユーザがスイングを行った場合のゴルフクラブのヘッドの運動を模擬することができる。このとき、スイング解析部３０に対して、試打者の技量と癖を１次関数化したスイング応答曲面を入力としているため、試打者の技量と癖を考慮したゴルフクラブのヘッドの運動を模擬することができる。
【００３９】
次に、スイング解析部３０は、解析処理によって得られたゴルフクラブヘッドの解析結果（インパクト時のヘッド速度とヘッドの角度）を目的関数評価部３１へ出力する（ステップＳ７）。目的関数評価部３１は、目的関数入力部２７に保持されている目的関数を読み込み、スイング解析部３０から出力されたヘッド速度とヘッドの角度が目的関数を満たしたか否かを判定する（ステップＳ８）。この判定の結果、スイング解析部３０から出力されたヘッド速度とヘッドの角度が目的関数を満たしていなければ、目的関数評価部３１は、設計因子選択部２９に対して、新たな設計因子の値を選択するように指示する。
【００４０】
これを受けて、設計因子選択部２９は、新たな設計因子の値を選択（ステップＳ５）し、スイング解析部３０及び的関数評価部３１は、スイング解析を行い、解析結果が目的関数を満たしたか否かの判定（ステップＳ６〜Ｓ８）する処理を繰り返す。このステップＳ５〜Ｓ８の最適化処理は、逐次二次計画法を用いることによって、計算処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００４１】
そして、解析結果が目的関数を満たした時点で、繰り返し処理を終了し、目的関数評価部３１は、解析結果が目的関数を満たした時点の設計因子（ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布）の値を最適解記憶部３３へ記憶する（ステップＳ９）。続いて、最適化処理部２８は、設計因子の最適化処理が終了したことを示すメッセージと得られた最適化設計因子の値を表示部２４に表示する。ここで表示された設計因子の値がゴルフシャフト設計装置２の出力結果であり、ユーザの技量とスイング時の癖を考慮したゴルフシャフトの設計が行われたことになる。この設計因子の値を使用して、オーダーメイドのシャフトを製造することにより、ゴルファーの技量に適したゴルフシャフトを提供することができる。
【００４２】
次に、設計者は、必要に応じて、既存シャフト（カタログに掲載されたシャフト）の選択を行う指示の操作を入力部２３から行う。これを受けて、シャフト選択部３２は、最適解記憶部３３に記憶されている設計因子の値を読み出し、シャフトデータ記憶部３４を参照して、読み出した最適化設計因子に最も近い値を有する既存シャフトの選択を行う（ステップＳ１０）。シャフトデータ記憶部３４は、図６に示すように、既存のシャフトを識別可能なシャフト識別番号に対して、設計因子の値が予め関係付けられて記憶されている。図６に示すテーブル構造は、３つの設計因子（ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布）の値が記憶されている例であるが、この他の設計因子についても同様にシャフト識別番号に対して関係付けられている。
【００４３】
シャフト選択部３２は、読み出した最適化設計因子の値と完全に一致する既存シャフトがシャフトデータ記憶部３４に記憶されている場合は、この既存シャフトを最適シャフトとして選択する。一方、完全に一致する既存シャフトが存在しない場合、シャフト選択部３２は、完全に一致する既存シャフトが存在しないことを示すメッセージを表示部２４に表示する。そして、シャフト選択部３２は、最も近い既存シャフトを選択する場合の設計因子の優先順位を入力すること示すメッセージを表示部２４に表示する。ここで、設計者は、設計因子の優先順位を入力する。
【００４４】
シャフト選択部３２は、入力された設計因子の優先順位に基づいて、最適化設計因子に最も近い値を有する既存シャフトの選択を行う。例えば、ねじれ剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布の順であれば、まず、最適化されたねじれ剛性が最も近い既存シャフトを特定し、この既存シャフトが複数存在する場合は、最適化された曲げ剛性が最も近い既存シャフトを特定し、さらに複数存在すれば、最適化された曲げ剛性分布が最も近い既存シャフトを選択する。
【００４５】
次に、シャフト選択部３２は、この選択処理によって特定された既存シャフトのシャフト識別番号を表示部２４に表示する。ここで表示されたシャフト識別番号の既存シャフトがユーザの技量とスイング時の癖を考慮した既存のゴルフシャフトである。このように、ユーザがオーダーメイドのシャフトを望まない場合は既存のシャフトの中からユーザの技量とスイング時の癖を考慮した最適なシャフトの選択を行うことができる。
【００４６】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態によるゴルフシャフト設計装置を図面を参照して説明する。図７は同実施形態の構成を示すブロック図である。この図において、図１に示す装置と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。図７に示す装置が図１に示す装置と異なる点は、４台のビデオカメラ３から出力する画像データを入力して記憶する画像記憶部３５、画像記憶部３５に記憶されている画像データを解析して、ゴルフクラブ１を使用してスイングを行ったユーザ（試打する者）の身体運動の３次元軌跡データを求める画像解析部３６を新たに設けた点である。これに伴い、最適化処理部２８内に、スイング解析部３０に代えて、身体負荷量を求める身体負荷解析部３７と、ゴルフクラブ１のヘッド速度を求めるゴルフクラブ解析部３８を設けた。
【００４７】
次に、図８を参照して、図７に示すゴルフシャフト設計装置２の動作を説明する。まず、試打を行う者（設計対象のゴルフシャフトを使用するユーザ）は、９本のゴルフクラブ１のうち、クラブＮｏ．が「１」であるゴルフクラブ１を使用して試打を行う。６軸センサ１１は、この試打動作中の検出結果を送信部１２に対して出力する。送信部１２は、６軸センサ１１から検出データの出力が行われると、無線通信を使用してセンサ出力データを外部へ送信する。このセンサ出力データは、受信部２０によって受信され、受信したセンサ出力データを計測データとして計測データ記憶部２１に記憶する（ステップＳ１１）。これと並行して、４台のビデオカメラで撮像した画像データを画像記憶部３５に記憶する（ステップＳ１２）。ユーザの身体には、画像抽出が容易なマーカーが取り付けられており、４台のビデオカメラ３により、このマーカーの画像を撮像する。マーカーは、ユーザの肩、腰、左の上腕、左の前腕、右の上腕及び右の前腕の計６点に取り付けられている。画像解析部３６は、画像記憶部３５に記憶されている４台分の画像データを画像解析して、６つのマーカーの３次元座標値を求め、この求めた３次元座標値を計測データとして計測データ記憶部２１に記憶する（ステップＳ３１）。画像データを解析して、マーカーの３次元座標値を求める処理は、公知の方法（例えば、市販の運動解析ソフトウェア）を用いるため、ここでは詳細な処理動作の説明を省略する。
【００４８】
この動作（ステップＳ１１〜Ｓ１３）を９本のゴルフクラブ１（クラブＮｏ．が「２」〜「９」）について繰り返し行うことによって、計測データ記憶部２１には、少なくとも９本のゴルフクラブ１のそれぞれによって１回試打した場合の時系列の計測データ（ゴルフクラブのグリップ位置の座標値と、ユーザの肩、腰、左の上腕、左の前腕、右の上腕及び右の前腕に取り付けられたマーカー位置の座標値）が記憶されることになる。計測データ記憶部２１には、試打したゴルフクラブを識別可能なクラブＮｏ．と計測データが関係付けられて記憶される。
【００４９】
次に、シャフト設計者が、入力部２３からシャフト設計を行うことを指示する操作を行うと、計測データ入力部２５は、計測データ記憶部２１から９つの計測データを入力する（ステップＳ１４）。そして、計測データ入力部２５は、入力した計測データをゴルフクラブ１のグリップ部分の予め決められた２点の軌跡の３次元座標データと、シャフトの軸回転データとに変換する。この変換は、ゴルフクラブ１内に挿入されている６軸センサ１１の取付位置と、ゴルフクラブ１のグリップ部分の予め決められた２点の位置関係とから幾何学的に変換することにより行う。また、計測データ入力部２５は、計測データを参照して、計測データの中からアドレス（ゴルフクラブを構えた状態）からインパクト（ヘッドがボールに当たった状態）までの計測データのみを座標値データと軸回転データに変換する対象とする。また、計測データ入力部２５は、計測データ記憶部２１に記憶されているアドレスからインパクトまでのマーカー位置の座標値を入力し、先に求めたゴルフクラブ１の軌跡の３次元座標データと座標系を一致させる座標変換を行う。そして、計測データ入力部２５は、計測データを変換することにより得られた２点の軌跡の３次元座標データと、シャフトの軸回転データと、６つのマーカーの３次元座標値データとを座標データ記憶部２２に記憶する。
【００５０】
ここで、図１に示す座標データ記憶部２２に記憶される座標値データについて説明する。ゴルフクラブ１の２点の軌跡の３次元座標データと、シャフトの軸回転データについては、第１の実施形態と同様に、図５に示すテーブル構造を有している。図９に、６つのマーカー位置の座標値データのテーブル構造を示す。図９に示すように、座標データ記憶部２２には、ユーザに取り付けられた６箇所（肩、腰、左の上腕、左の前腕、右の上腕及び右の前腕）のマーカーの移動軌跡を示す３次元座標データ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）が、時系列毎に記憶される。マーカーの時系列データについては、図５に示す時系列データと同期が取れていることが望ましい。図９に示す例では、図５に示す例と同様に、０．１ｍｓ毎のデータを示している。図９に示すマーカー位置の座標値データを記憶するテーブルは、９本のゴルフクラブのそれぞれについて記憶されることになるため、座標データ記憶部２２には、図９に示すテーブル９つ分記憶されることになる。
【００５１】
図８に戻り、計測データ入力部２５は、座標データ記憶部２２に対する座標値データに記憶処理が終了すると、目的関数入力部２７に対して、計測データ入力が終了したことを通知する。これを受けて、目的関数入力部２７は、目的関数を入力することを指示するメッセージを表示部２４に表示する。このメッセージが表示されたことを受けて、設計者は、入力部２３から設計対象のゴルフシャフトの設計因子を最適化するための目的関数を入力する（ステップＳ１５）。例えば、目的関数の一例として、（４）式を入力する。
Ｆ＝α×（−ｆ３）＋（１−α）×ｆ４    ・・・（４）
（４）式において、ｆ３は、ヘッド速度であり、ｆ２＝５３−ｖ、ｆ４は身体負荷量であり、αは重み係数であり、α∈（０，１）で表される。ここで、ｖはインパクト時のヘッド速度であり各解析に都合の良い任意値が与えられる。目的関数入力部２７は、ここで入力された目的関数を内部に保持する。
【００５２】
次に、応答曲面算出部２６は、座標データ記憶部２２に記憶されているデータを読み出して、試打者の技量と癖を１次関数化したスイング応答曲面を算出する（ステップＳ１６）。応答曲面については、第１の実施形態で説明したので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５３】
次に、設計因子選択部２９は、ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布のそれぞれの値の初期値を選択する（ステップＳ１７）。そして、ゴルフクラブ解析部３７は、設計因子選択部２９が選択したねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布のそれぞれの値と、応答曲面算出部２６が算出した応答曲面と、座標データ記憶部２２に記憶されているグリップ部分の２点の軌跡座標データ及び軸回転データとを入力として、ゴルフクラブヘッドの運動を動的に解析する（ステップＳ１８）。ゴルフクラブ解析部３７は、算出した応答曲面で得られるグリップの２点の変位および回転を強制変位として与えることにより、ヘッドの運動を動的有限要素法により解析を行う。この動的有限要素法によるゴルフクラブヘッドの運動の解析方法は、公知の方法（例えば、市販の有限要素法ソフトウェア）を用いるため、詳細な処理動作の説明を省略する。
【００５４】
この解析によって、設計因子選択部２９において選択した設計因子（ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布）を適用したシャフトのゴルフクラブを使用して、設計対象のシャフトのユーザがスイングを行った場合のゴルフクラブのヘッドの運動を模擬することができる。このとき、ゴルフクラブ解析部３７に対して、試打者の技量と癖を１次関数化したスイング応答曲面を入力としているため、試打者の技量と癖を考慮したゴルフクラブのヘッドの運動を模擬することができる。続いて、ゴルフクラブ解析部３７は、解析処理によって得られたゴルフクラブヘッドの解析結果（インパクト時のヘッド速度とヘッドの角度）を目的関数評価部３１へ出力する（ステップＳ１９）。
【００５５】
次に、身体負荷解析部３８は、設計因子選択部２９が選択したねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布のそれぞれの値と、応答曲面算出部２６が算出した応答曲面と、座標データ記憶部２２に記憶されている６つのマーカーの軌跡座標データとを入力として、ユーザ身体の運動を動的に解析する（ステップＳ２０）。
【００５６】
ここで、図１０を参照して、身体運動の解析モデルについて説明する。図１０は、マルチボディダイナミクス解析に用いる身体運動の解析モデルを示す模式図である。身体運動の解析モデルは、７つの剛体ボディを球ジョイントで連結されたモデルである。７つの剛体ボディは、ゴルフクラブＭ１、右の前腕Ｍ２、左の前腕Ｍ３、右の上腕Ｍ４、左の上腕Ｍ５、体幹上部（肩に相当）Ｍ６及び体幹下部（腰に相当）Ｍ７から構成する。このモデルを使用して、身体の負荷量を評価するため、腹部、肩、肘関節のトルクを算出する。
【００５７】
図８に戻り、身体負荷解析部３８は、算出した応答曲面で得られる各剛体ボディの変位を強制変位として与えることにより、身体の運動を動的有限要素法により解析を行う。この動的有限要素法による身体の運動の解析方法は、公知の方法（例えば、市販の有限要素法ソフトウェア）を用いるため、詳細な処理動作の説明を省略する。
【００５８】
この解析によって、設計因子選択部２９において選択した設計因子（ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布）を適用したシャフトのゴルフクラブを使用して、設計対象のシャフトのユーザがスイングを行った場合の身体の運動を模擬することができ、身体の負荷量である腹部、肩、肘関節それぞれのトルクを求めることができる。このとき、身体負荷解析部３８に対して、試打者の技量と癖を１次関数化したスイング応答曲面を入力としているため、試打者の技量と癖を考慮したゴルフクラブのヘッドの運動と身体の運動を模擬することができる。続いて、身体負荷解析部３８は、解析処理によって得られた身体の解析結果（腹部、肩、肘関節それぞれのトルク）を目的関数評価部３１へ出力する（ステップＳ２１）。
【００５９】
次に、目的関数評価部３１は、目的関数入力部２７に保持されている目的関数を読み込み、ゴルフクラブ解析部３７から出力されたヘッド速度と、身体負荷解析部３８から出力された身体負荷量（腹部、肩、肘関節それぞれのトルク）に基づき目的関数を満たしたか否かを判定する（ステップＳ２２）。この目的関数を満たしたか否かの判定は、（４）式により得られるＦの値が所定のしきい値以下であるか否かによって行い、Ｆの値がしきい値より大きければ、目的関数を満たしていないと判定し、Ｆの値がしきい値以下であれば目的関数を満たしたと判定する。この判定の結果、目的関数を満たしていなければ、目的関数評価部３１は、設計因子選択部２９に対して、新たな設計因子の値を選択するように指示する。
【００６０】
これを受けて、設計因子選択部２９は、新たな設計因子の値を選択（ステップＳ１７）し、再度前述した解析を行い、解析結果が目的関数を満たしたか否かを判定（ステップＳ１８〜Ｓ２２）する処理を繰り返す。このステップＳ１７〜Ｓ２２の最適化処理は、逐次二次計画法を用いることによって、計算処理時間を大幅に短縮することが可能となる。
【００６１】
そして、解析結果が目的関数を満たした時点で、繰り返し処理を終了し、目的関数評価部３１は、解析結果が目的関数を満たした時点の設計因子（ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布）の値を最適解記憶部３３へ記憶する（ステップＳ２３）。続いて、最適化処理部２８は、設計因子の最適化処理が終了したことを示すメッセージと得られた最適化設計因子の値を表示部２４に表示する。ここで表示された設計因子の値がゴルフシャフト設計装置２の出力結果であり、ユーザの技量とスイング時の癖を考慮されるとともに、身体負荷が小さくなるゴルフシャフトの設計が行われたことになる。この設計因子の値を使用して、オーダーメイドのシャフトを製造することにより、ゴルファーの技量に適したゴルフシャフトを提供することができる。
【００６２】
次に、設計者は、必要に応じて、既存シャフト（カタログに掲載されたシャフト）の選択を行う指示の操作を入力部２３から行う。これを受けて、シャフト選択部３２は、最適解記憶部３３に記憶されている設計因子の値を読み出し、シャフトデータ記憶部３４を参照して、読み出した最適化設計因子に最も近い値を有する既存シャフトの選択を行う（ステップＳ２４）。シャフトの選択処理動作については、第１の実施形態と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。
【００６３】
このように、これまで熟練技術者の経験と勘に頼っていたゴルフシャフトの設計において、数値シミュレーションを用いて設計因子の最適化を図ることにより、客観性を持たせた設計を行うことが可能となる。また、本発明のゴルフシャフト設計装置は、ゴルフクラブのグリップ部分の動きを６軸センサによって３次元計測し、その計測結果に基づいてゴルフクラブの運動の解析を行うようにした。また、ゴルフクラブのねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布などの設計因子の変化に伴うスイングの変化の影響を考慮するために、実験計画法に基づき９通りのゴルフクラブを製作し、このゴルフクラブを使用して、設計対象のシャフトを使用するユーザによるスイングの計測を行い、その計測データを多項式による応答曲面で補間するようにしている。この応答曲面を用い、ゴルフクラブの設計因子を変化させて、目的関数を満たす設計因子を選択することによって最適化を行うことにより、対象ゴルファーのスイング特性を考慮に入れて、ゴルファーの技量に合致したゴルフシャフトを設計することができる。また、既存シャフトの設計因子データを参照して、最適化された設計因子データに最も近い設計因子データを持つ既存シャフトを選択するようにして、対象ゴルファーのスイング特性を考慮に入れた既存シャフトの選択を行うことができるため、ゴルファーの技量に合致した既存ゴルフシャフトを選択することができる。
【００６４】
また、クラブヘッドの速度向上させることができる解析評価に加え、ゴルファーの身体にかかる負荷を解析評価することによって、クラブヘッドの速度向上とゴルファーの身体負荷軽減の双方を満足するゴルフシャフトの設計を行うことができる。
【００６５】
また、本発明のゴルフシャフト設計装置が設計対象としている炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；carbon fiber reinforced plastics）を用いたゴルフシャフトは、金属を用いたシャフトに比べて、ねじり剛性、曲げ剛性、曲げ剛性分布等の設計因子の自由度が高いため、多彩なバリエーションのシャフトを設計することが可能である。本発明のゴルフシャフト設計装置によってゴルフシャフトの設計を行うことにより、ユーザのスイングにぴったり合ったシャフトを提供することが可能となる。また、ＣＦＲＰを用いたシャフトは、設計因子の自由度が高いにもかかわらず、製造が容易なため、オーダーメイドのゴルフシャフトでもコストアップすることなく、ユーザに合ったシャフトを提供することができる。
【００６６】
なお、図１に計測データ入力部２５、応答曲面算出部２６及び最適化処理部２８の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりゴルフシャフトの設計処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００６７】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１・・・ゴルフクラブ、１１・・・６軸センサ、１２・・・送信部、２・・・ゴルフシャフト設計装置、２０・・・受信部、２１・・・計測データ記憶部、２２・・・座標データ記憶部、２３・・・入力部、２４・・・表示部、２５・・・計測データ入力部、２６・・・応答曲面算出部、２７・・・目的関数入力部、２８・・・最適化処理部、２９・・・設計因子選択部、３０・・・スイング解析部、３１・・・目的関数評価部、３２・・・シャフト選択部、３３・・・最適解記憶部、３４・・・シャフトデータ記憶部、３・・・ビデオカメラ、３５・・・画像記憶部、３６・・・画像解析部、３７・・・ゴルフクラブ解析部、３８・・・身体負荷解析部
【図１】
2011000425.tif 000005
【図２】
2011000425.tif 000006
【図３】
2011000425.tif 000007
【図４】
2011000425.tif 000008
【図５】
2011000425.tif 000009
【図６】
2011000425.tif 000010
【図７】
2011000425.tif 000011
【図８】
2011000425.tif 000012
【図９】
2011000425.tif 000013
【図１０】
2011000425.tif 000014