(57)【要約】  【課題】従来に比べて精度高く反発係数を算出することができ、しかも、その算出が容易であるゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法および反発特性評価装置を提供する。  【解決手段】既知の質量を有する質量調整体１５をゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆに貼り付けた質量付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数と、質量調整体１５をフェース面Ｆに貼り付けていない質量無付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数とを、インパクト加振によるフェース面Ｆの応答信号を取得することによって求め、これら２つの共振周波数を用いて、ゴルフボールをフェース面で打撃する際の反発係数ｅを求める。【選択図】図１
2004321768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフクラブヘッドのゴルフボールの打撃面に外力を与えてインパクト加振を行うことでゴルフクラブヘッドの反発特性を評価する方法であって、
既知の質量を有する質量調整体を前記打撃面に貼り付けた質量付加状態における前記打撃面の共振周波数と、前記質量調整体を前記打撃面に貼り付けていない質量無付加状態における前記打撃面の共振周波数とを、前記インパクト加振による前記打撃面の応答信号を用いて求め、
求められた複数の共振周波数を用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を算出することを特徴とするゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項２】
ゴルフクラブヘッドのゴルフボールの打撃面に外力を与えてインパクト加振を行うことでゴルフクラブヘッドの反発特性を評価する方法であって、
互いに異なる既知の質量を有する複数の質量調整体を前記打撃面にそれぞれ貼り付けた複数の質量付加状態における前記打撃面の共振周波数を、前記インパクト加振による前記打撃面の応答信号を用いて求め、
求められた複数の共振周波数を用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を算出することを特徴とするゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項３】
前記反発係数を算出する際、前記質量調整体を前記打撃面に貼り付けていない質量無付加状態における前記打撃面の共振周波数を規定するパラメータを求め、このパラメータを用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を算出する請求項１または２に記載のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項４】
前記共振周波数は、前記打撃面の１次共振周波数である請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項５】
前記パラメータは、前記打撃面の共振モードのモーダルパラメータである請求項３に記載のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項６】
前記反発係数を算出する際、モーダルマスおよびモーダルスティフネスのいずれか一方のモーダルパラメータを求め、このモーダルパラメータを用いて反発係数を算出する請求項５に記載のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項７】
前記応答信号は前記打撃面の振動の加速度信号である請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項８】
インパクト加振の加振位置を前記打撃面上で分散させてインパクト加振を行い、インパクト加振力の信号に対する加速度信号の伝達関数を、インパクト加振の加振位置毎に得、得られた伝達関数のいずれにおいても同一位相でピークを形成するピーク周波数を前記打撃面の１次共振周波数として求める請求項７に記載のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項９】
前記応答信号は、前記打撃面の音圧信号である請求項１〜６のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法。
【請求項１０】
ゴルフクラブヘッドのゴルフボールの打撃面に外力を与えてインパクト加振を行った際の前記打撃面の応答信号を用いてゴルフクラブヘッドの反発特性を評価するゴルフクラブヘッドの反発特性評価装置であって、
既知の質量を有する質量調整体を前記打撃面に貼り付けた質量付加状態における前記打撃面の共振周波数と、前記質量調整体を前記打撃面に貼り付けていない質量無付加状態における前記打撃面の共振周波数とを、前記打撃面の応答信号を用いて求める共振周波数算出部と、
求められた複数の共振周波数を用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を求める反発係数算出部と、を有することを特徴とするゴルフクラブヘッドの反発特性評価装置。
【請求項１１】
ゴルフクラブヘッドのゴルフボールの打撃面に外力を与えてインパクト加振を行った際の前記打撃面の応答信号を用いてゴルフクラブヘッドの反発特性を評価するゴルフクラブヘッドの反発特性評価装置であって、
互いに異なる既知の質量を有する複数の質量調整体を前記打撃面にそれぞれ貼り付けた複数の質量付加状態における前記打撃面の共振周波数を、前記インパクト加振による前記打撃面の応答信号を用いて求める共振周波数算出部と、
求められた複数の共振周波数を用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を求める反発係数算出部と、を有することを特徴とするゴルフクラブヘッドの反発特性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフボールを金属製の中空ゴルフクラブヘッド等のゴルフクラブヘッドで打撃する際のゴルフクラブヘッドの打撃面の反発特性を評価するゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法および反発特性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、ゴルフクラブメーカーはゴルフクラブヘッドの構造や素材の改良や開発を通じて、非力なゴルファーでもゴルフボールを遠くに飛ばすことができるように、反発性の良いゴルフクラブヘッドを持つゴルフクラブを種々提案している。
【０００３】
また、ゴルフクラブヘッドの反発性の良し悪しは、例えば、全米ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）の提案する測定方法で求められる反発係数ｅで評価される。全米ゴルフ協会（ＵＳＧＡ）では、この反発係数ｅが０．８３０以下のゴルフクラブをゴルフ競技会で使用することを規定している。
ここで、反発係数ｅは、ゴルフクラブヘッド単体を載置台の上に置いた状態でゴルフクラブヘッドのフェース面に対して垂直にゴルフボールを衝突させて、その時のゴルフボールの入射速度Ｖinと反射速度Ｖoutとゴルフクラブヘッドの質量Ｍhとゴルフボールの質量Ｍbとの情報を用いて衝突時の下記関係式から反発係数ｅを求めるものである。
Ｖout／Ｖin  ＝  （ｅ・Ｍh−  Ｍb）／（Ｍh＋  Ｍb）
【０００４】
これに対して、下記特許文献１では、ゴルフクラブヘッド単体にゴルフボールを衝突させることなく、ゴルフクラブヘッドのフェース面にインパクト加振を行ってフェース面の１次共振周波数からフェース面の反発係数ｅを容易に求めることのできる方法が開示されている。
また、下記特許文献２では、実験により得られたゴルフクラブヘッドの伝達関数とゴルフボールの衝撃速度にゴルフボールモデルを入力して、ゴルフクラブヘッドの反発係数を推定する方法が提案されている。具体的には、ゴルフボールモデルを介して反発係数ｅを衝突時の関係式から求めるものである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３３１０５０号公報
【特許文献２】特開２００３−０２４４７７号公報
【０００６】
上記特許文献１では、極めて容易かつ短時間にゴルフクラブヘッドの反発係数を求めることができ、上記特許文献２でも、反発係数を適切に求めることができるが、一方において、フェース面の肉厚が分布を持った偏肉構造のフェース面を含む種々のゴルフクラブヘッドの反発係数をより精度高く求めることが依然として強く望まれている。
また、上記特許文献２では、反発係数ｅを求める際にゴルフボールモデルを予め用意する必要があるといった煩雑さもある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記特許文献２のようにゴルフボールモデルを用いることなく、従来に比べて精度高く反発係数を算出することができ、しかも、その算出が容易であるゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法および反発特性評価装置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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、ゴルフクラブヘッドのゴルフボールの打撃面に外力を与えてインパクト加振を行うことでゴルフクラブヘッドの反発特性を評価する方法であって、既知の質量を有する質量調整体を前記打撃面に貼り付けた質量付加状態における前記打撃面の共振周波数と、前記質量調整体を前記打撃面に貼り付けていない質量無付加状態における前記打撃面の共振周波数とを、前記インパクト加振による前記打撃面の応答信号を用いて求め、求められた複数の共振周波数を用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を算出することを特徴とするゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法を提供する。
【０００９】
また、本発明は、ゴルフクラブヘッドのゴルフボールの打撃面に外力を与えてインパクト加振を行うことでゴルフクラブヘッドの反発特性を評価する方法であって、互いに異なる既知の質量を有する複数の質量調整体を前記打撃面にそれぞれ貼り付けた複数の質量付加状態における前記打撃面の共振周波数を、前記インパクト加振による前記打撃面の応答信号を用いて求め、求められた複数の共振周波数を用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を算出することを特徴とするゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法を提供する。
【００１０】
例えば、前記反発係数を算出する際、前記質量調整体を前記打撃面に貼り付けていない質量無付加状態における前記打撃面の共振周波数を規定するモーダルパラメータを求め、このモーダルパラメータを用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を算出する。あるいは、この他に、前記共振周波数が２つの場合、これらの共振周波数の差または比率等の演算結果を用いて前記反発係数を算出してもよい。
ここで、前記共振周波数は、例えば１次共振周波数が用いられる。また、前記パラメータは、例えば前記打撃面の共振モードのモーダルパラメータである。例えば、前記反発係数を算出する際、モーダルマスおよびモーダルスティフネスのいずれか一方のモーダルパラメータを求め、このモーダルパラメータを用いて反発係数を算出する。
【００１１】
前記応答信号は、例えば、前記打撃面の振動の加速度信号、あるいは、前記打撃面の音圧信号である。加速度信号の場合、インパクト加振の加振位置を前記打撃面上で分散させてインパクト加振を行い、インパクト加振力の信号に対する加速度信号の伝達関数を、インパクト加振の加振位置毎に得、得られた伝達関数のいずれにおいても同一位相でピークを形成するピーク周波数を前記打撃面の１次共振周波数として求めるのが好ましい。
また、前記質量調整体の前記打撃面における貼り付け位置を前記打撃面上で変更し、変更の度に前記２つの共振周波数を求め、これらの２つの共振周波数から前記パラメータを求めることで、前記打撃面における前記反発係数の分布を求めることもできる。
【００１２】
また、本発明は、ゴルフクラブヘッドのゴルフボールの打撃面に外力を与えてインパクト加振を行った際の前記打撃面の応答信号を用いてゴルフクラブヘッドの反発特性を評価するゴルフクラブヘッドの反発特性評価装置であって、既知の質量を有する質量調整体を前記打撃面に貼り付けた質量付加状態における前記打撃面の共振周波数と、前記質量調整体を前記打撃面に貼り付けていない質量無付加状態における前記打撃面の共振周波数とを、前記打撃面の応答信号を用いて求める共振周波数算出部と、求められた複数の共振周波数を用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を求める反発係数算出部と、を有することを特徴とするゴルフクラブヘッドの反発特性評価装置を提供する。
【００１３】
また、本発明は、ゴルフクラブヘッドのゴルフボールの打撃面に外力を与えてインパクト加振を行った際の前記打撃面の応答信号を用いてゴルフクラブヘッドの反発特性を評価するゴルフクラブヘッドの反発特性評価装置であって、互いに異なる既知の質量を有する複数の質量調整体を前記打撃面にそれぞれ貼り付けた複数の質量付加状態における前記打撃面の共振周波数を、前記インパクト加振による前記打撃面の応答信号を用いて求める共振周波数算出部と、求められた複数の共振周波数を用いてゴルフボールを前記打撃面で打撃する際の反発係数を求める反発係数算出部と、を有することを特徴とするゴルフクラブヘッドの反発特性評価装置を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、質量調整体の貼り付けの有無による質量付加状態および質量無付加状態、あるいは、複数の質量付加状態における打撃面の共振周波数を求め、こられの共振周波数を用いて従来に比べて反発係数を精度高く求めることができる。特に、質量無付加状態における打撃面の共振周波数を規定するパラメータを求めることができ、このパラメータを用いて従来に比べて反発係数を精度高く求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法および反発特性評価装置について、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明のゴルフクラブの反発特性評価方法を実施する評価システム１０を示す。評価システム１０で評価されるゴルフクラブ１２は、ウッド系のゴルフクラブで、金属製等の中空ゴルフクラブヘッドＨを持つものである。
評価システム１０は、ゴルフクラブヘッドＨをゴルフクラブシャフトＳから外すことなくゴルフクラブ一体のままにフェース面（打撃面）Ｆの反発特性を評価できる。
評価システム１０は、インパクト加振を行う加振治具１４、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆに自在に貼り付け可能な質量が既知の質量調整体１５、騒音計測装置１６、ＦＦＴアナライザ１８およびコンピュータ２０を有して構成される。
【００１７】
加振治具１４は、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆをインパクト加振する治具であり、治具の先端はフェース面Ｆにキズをつけない程度の硬さを持つ金属材料が用いられる。また、インパクト加振では、フェース面Ｆにキズをつけない程度に、加振治具１４を用いて軽くフェース面Ｆを打撃する。
質量調整体１５は、例えば、１〜２０ｇ、好ましくは２〜１０ｇの既知の質量を有し、フェース面Ｆに接着剤や粘着剤等を用いて自在に貼り付け可能なものである。質量調整体１５は、後述するように、質量調整体１５の貼り付けの有無によってフェース面Ｆの共振周波数を変化させるために用いられる。
騒音計測装置１６は、先端に騒音マイク１６ａおよび騒音計本体１６ｂを備え、騒音マイク１６ａの周りに防風スクリーン１６ｃが設けられる。このような騒音計測装置１６は、公知の精密騒音計が用いられる。本発明においては、騒音マイク１６ａを用いた精密騒音計の替わりに、音圧の較正をしない簡易なマイクロフォンを用いた騒音計を用いることもできる。
【００１８】
ＦＦＴアナライザ１８は、騒音計測装置１６から出力された音圧信号を周波数解析し、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの１次共振周波数を求めるための分析器であり、本発明における共振周波数算出部を成す。ＦＦＴアナライザ１８は、公知の周波数分析器が用いられる。ＦＦＴアナライザ１８で得られた１次共振周波数はコンピュータ２０に送信される。
コンピュータ２０は、後述するように、質量調整体１５をフェース面Ｆに取り付けた質量付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数と、フェース面Ｆに質量調整体１５を取り付けていない質量無付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数との結果から、質量無付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数を規定するモーダルパラメータを求め、さらに、このパラメータから、モーダルパラメータと反発係数ｅとの関係式や参照テーブルを利用してゴルフボールをフェース面Ｆで打撃する際の反発係数ｅを算出し、ゴルフクラブヘッドＨの反発特性を評価する部分で、本発明における反発係数算出部を成す。
【００１９】
また、コンピュータ２０は、質量が互いに異なる複数の質量調整体１５をフェース面Ｆに取り付けた複数の質量付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数の結果から、質量無付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数を規定するモーダルパラメータを求め、さらに、このパラメータから、モーダルパラメータと反発係数ｅとの関係式や参照テーブルを利用してゴルフボールをフェース面Ｆで打撃する際の反発係数ｅを算出し、ゴルフクラブヘッドＨの反発特性を評価するものであってもよい。さらに、コンピュータ２０は、例えば、質量無負荷状態における１次共振周波数と、算出された上記モーダルパラメータとを組み合わせて反発係数ｅを算出してもよい。また、質量付加状態および質量無負荷状態における１次共振周波数の差分あるいは比率を用いて反発係数ｅを算出してもよい。このように、本発明は、少なくとも質量無負荷状態および質量付加状態における１次共振周波数を用いて反発係数ｅを算出できるものである限りにおいて反発係数ｅの求め方は制限されない。
【００２０】
なお、コンピュータ２０は、プログラムを実行することで反発係数ｅを算出するソフトウェア処理によって装置を構成するが、本発明においては、これらの処理を回路基板等で構成された専用装置によって行う評価装置であってもよい。
さらに、本発明では、ＦＦＴアナライザ１８の周波数解析をコンピュータ２０で実行させることもでき、この場合、騒音計測装置から出力される音圧信号をＡＤ変換するＡＤ変換ボードをコンピュータ２０に組み込み、音圧信号をコンピュータ２０に直接取り入れる構成としてもよい。
【００２１】
このような評価システム１０では、まず、加振治具１４によってゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆが加振される。この時ゴルフクラブ１２は、例えば、天井よりホーゼル部が宙づり状態とされて、自由端を形成するのが好ましいが、ゴルフクラブ１２のゴルフクラブシャフトＳを軽く固定支持してもよい。後述するように、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆが膜状に振動する時の共振周波数に影響を与えない程度の固定方法であればよい。
一方、フェース面Ｆの近傍に配し、予めピストンフォン等によって較正された騒音計測装置１６の騒音マイク１６ａからインパクト加振時のフェース面Ｆの打撃音が計測され、騒音計測装置１６ｂから音圧信号としてＦＦＴアナライザ１８に出力される。
【００２２】
このような計測は、例えば、フェース面１５への質量調整体１５の貼り付けの有無による２つの状態（質量付加状態および質量無付加状態）について行われる。質量調整体１５のフェース面Ｆでの貼り付ける位置は特に限定されないが、異なる種々のゴルフクラブヘッドの反発特性を比較、評価する場合、精度の高い反発特性の評価を行う点からフェース面Ｆの略一定の位置に質量調整体１５を貼り付けるのが好ましい。例えば、フェース面Ｆの略幾何学中心位置またはこの中心位置近傍が例示される。あるいは、ゴルフクラブヘッドＨの重心を通るフェース面Ｆに垂直な直線とフェース面Ｆとの交点の位置を質量調整体１５の貼り付け位置としてもよい。
【００２３】
ＦＦＴアナライザ１８では、周波数分析が行われ、例えば０〜７０００Ｈｚの帯域でベースバンドの周波数分析が行われる。
周波数分析では、例えば図２（ａ）に示すような音圧波形が得られる。図２（ａ）は、質量無付加状態における音圧波形である。ここで、音圧波形は、０Ｈｚ〜７０００Ｈｚの帯域に複数のピークが発生するが、１次共振周波数ｆの発生帯域を、例えば３０００〜５０００Ｈｚのように予め絞っておき、音圧信号の周波数波形から、フェース面Ｆに質量無付加状態における１次共振周波数ｆ１を特定することができる。また、同様にして、図２（ｂ）に示すように、フェース面Ｆに質量付加状態における１次共振周波数ｆ２を特定することができる。
なお、質量付加状態における１次共振周波数ｆ２は、質量無付加状態における１次共振周波数ｆ１に対して質量調整体１５の質量分低下する。
また、このような発生帯域が予め設定できず、１次共振ピークが特定できない場合は、以下の方法によって１次共振ピークを特定してもよい。
【００２４】
すなわち、１次共振周波数ｆ１，ｆ２は数千Ｈｚの周波数帯域に存在するので、音圧信号のみならずフェース面Ｆの振動にも１次共振ピークの情報が含まれることを利用するものである。
図３は図１に示す評価システム１０とは異なる評価システム５０を示す。
評価システム５０は、図３に示すように、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆに質量が例えば１ｇ以下の加速度ピックアップ５２を貼り付け、インパクトハンマー５６を用いて、フェース面Ｆをインパクト加振を行う。加速度ピックアップ５２は、例えば、質量が０．１４ｇのエンデブコ社製モデル２２が例示される。なお、加速度ピックアップ５２は、フェース面Ｆの振動に与える影響が小さいフェース面Ｆの端部の位置に貼り付けられるが、加速度ピックアップ５２の質量がフェース面Ｆの振動に与える影響を無視できない場合は、後述するように、加速度ピックアップ５２と質量調整体１５を１つの質量調整体と見なすために、加速度ピックアップ５２を質量調整体１５の貼り付け位置近傍に貼り付けてもよい。
加速度ピックアップ５２からアンプ５４を介して得られる加速度信号と、インパクト加振の加振力を計測するインパクトハンマー５６を用いてアンプ５８を介して得られる加振力の加振信号とをＦＦＴアナライザ６０に取込み、ＦＦＴアナライザ６０でインパクト加振の加振力に対する加速度信号の関数、すなわち伝達関数を求める。その際、インパクトハンマー５６による加振位置をゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆ上で分散させてインパクト加振を行い（図３では例えばフェース面Ｆ上に示す●印の位置で加振を行い）、伝達関数を加振位置別に求める。こうして求められた複数の伝達関数において、加振位置にかかわらずフェース面Ｆの１次共振周波数の振動モードの形態に起因した同一の位相を持つ急峻なピークが現れる。このピーク位置における周波数を１次共振周波数として取り出すことができる。図３では、質量付加状態における１次共振周波数ｆ２を求める例であるが、この他に、質量調整体１５をフェース面Ｆから取り除いて、質量無付加状態における１次共振周波数ｆ１を求める。
評価システム５０においても、ＦＦＴアナライザ６０の伝達関数を求める処理をコンピュータで実行させることもでき、この場合、騒音計測装置から出力される音圧信号をＡＤ変換するＡＤ変換ボードをコンピュータに組み込み、加振信号および加速度信号をコンピュータに取り入れる構成としてもよい。
【００２５】
図４は、図２（ａ），（ｂ）に用いたゴルフクラブヘッドとは別のゴルフククラブヘッドを用い、フェース面Ｆに質量無付加状態におけるフェース面Ｆにおいて、５箇所の異なる位置でインパクト加振を行った際の伝達関数の虚数部の波形をそれぞれ示している。これによると、位置Ａのところで、５つの伝達関数のいずれにおいても虚数部が急峻な最大ピークとなって共振ピークを形成することがわかる。この位置Ａの周波数は１次共振周波数ｆ１＝５８２０（Ｈｚ）である。
また、加振位置に関わらず伝達関数が同一位相となって形成する急峻なピークのピーク周波数を１次共振周波数ｆ１として求めてもよい。このように同一位相の急峻なピークを見出すことによって１次共振周波数ｆ１を求めることができるのは、１次共振周波数における振動形態は、フェース面Ｆが膜のようにフェース面Ｆの垂直方向に一様に突出しあるいは凹む変形形態を有するからである。
【００２６】
このようにして、図２に示す複数のピークのうちからピークが１次共振による共振ピークを伝達関数を利用して特定することができる。このようにして、質量付加状態、質量無付加状態における１次共振周波数ｆ１，ｆ２を求めることができる。図２（ａ），（ｂ）に用いたゴルフクラブヘッドと図４に示すゴルフクラブヘッドは異なる種類のものであるため、図２（ａ）に示す１次共振周波数ｆ１と図４に示す１次共振周波数ｆ１とは異なっている。
なお、１次共振周波数ｆ１，ｆ２は、加速度信号を計測することによって求められる伝達関数から正確に求めることができるが、予め周波数帯域を定めておいて、音圧信号の音圧波形から１次共振周波数ｆ１，ｆ２を求めてもよい。
また、ゴルフクラブヘッドのフェース面Ｆに加速度ピックアップ５２を貼り付けて加振治具１４で加振することで得られる加速度信号の波形から１次共振周波数ｆ１，ｆ２を求めてもよい。この場合、１次共振周波数ｆ１，ｆ２の特定は、上述した音圧信号から１次共振周波数ｆ１，ｆ２を特定する方法と同様に行うとよい。
【００２７】
なお、図４に示す例では伝達関数をインパクト加振の加振位置ごとに求めて、１次共振周波数を求めるが、インパクト加振の加振位置毎に得られる伝達関数を平均化して１つの伝達関数として表し、平均化された伝達関数において得られる最大ピークを１次共振ピークとして１次共振周波数を特定してもよい。
図５は、図３で得られる、質量無付加状態における加速度信号の波形の一例を示しているが、位置Ｃにおいて１次共振ピークを形成する。
【００２８】
こうして求められた質量調整体１５の貼り付けの有無によるゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの２つの状態における１次共振周波数ｆ１，ｆ２がコンピュータ２０に送られる。
コンピュータ２０では、下記式（１），（２）を用いて１次共振モードにおけるモーダルパラメータｍ（動的質量あるいはモーダルマスという）およびｋ（動的バネ定数あるいはモーダルスティフネス）を算出する。
２π×ｆ１  ＝  （ｋ／ｍ）(1/2)                        （１）
２π×ｆ２  ＝  （ｋ／（ｍ＋Δｍ））(1/2)              （２）
ここで、πは円周率であり、Δｍは質量調整体１５の既知の質量である。
【００２９】
このように、式（１）および式（２）によって１次共振周波数を規定できるのは、１次共振周波数ｆ１，ｆ２における１次共振モードが、フェース面Ｆの幾何学的中心位置近傍を最大変位として、フェース面Ｆが膜のようにフェース面Ｆの垂直方向に一様に突出しあるいは窪む、単純な振動による変形形態を有するからである。このため、得られたモーダルパラメータｍ，ｋは、実際のゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの１次共振周波数を定める動的質量および動的バネ定数に概略対応する。
コンピュータ２０では、式（１）および（２）で表されるモーダルパラメータｍ，ｋが、得られた１次共振周波数ｆ１，ｆ２を用いて求められる。さらに、求められたモーダルパラメータｍ，ｋのうちモーダルパラメータｋを用い、コンピュータ２０内で予め定められた式あるい参照テーブルを利用してゴルフボールの反発係数ｅが推定算出される。
このようにモーダルパラメータｋを用いてゴルフボールの反発係数ｅを推定算出することができるのは、モーダルパラメータｋと反発係数ｅの相関関係が、従来の推定算出方法で用いられる１次共振周波数と反発係数の相関関係に比べてより強い相関を持って対応することを見出したことによるものである。例えば、ゴルフクラブのフェース面の肉厚が場所によって変化する偏肉構造を含む各種ゴルフクラブヘッドの反発係数ｅとモーダルパラメータｋとの相関関係は従来に比べて向上する。
【００３０】
図６には、モーダルパラメータｋとゴルフボールの反発係数ｅの関係の一例が示されている。図７には、１次共振周波数ｆ１と反発係数ｅとの関係の一例が示されている。
図６に示す◆は、フェース面Ｆの肉厚が場所によって変化する偏肉構造をはじめとする各種ゴルフクラブヘッドにおける、質量無付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数を規定するモーダルパラメータｋと反発係数ｅとの関係を示している。図６に示すように、モーダルパラメータｋと反発係数ｅとの関係は、相関係数Ｒ２が０．８１９４で直線回帰されることがわかる。
【００３１】
一方、図７に示す◆は、フェース面Ｆの肉厚が場所によって変化する偏肉構造をはじめとする各種ゴルフクラブヘッドにおける、フェース面Ｆの１次共振周波数ｆ１（質量無付加状態における１次共振周波数）と反発係数ｅとの関係を示している。図７に示すように、１次共振周波数ｆ１と反発係数ｅの関係は、相関係数Ｒ２が０．５５８９で直線回帰される。
このように、図６で示されるモーダルパラメータｋと反発係数ｅとの関係を表す直線回帰式Ｌは、図７で示される１次共振周波数ｆ１と反発係数ｅとの関係を表す直線回帰式に比べて相関が極めて高いことがわかる。したがって、直線回帰式Ｌを利用して、あるいは、この直線回帰式Ｌに基づいて作成された参照テーブルを利用してモーダルパラメータｋから従来に比べて精度高く反発係数ｅを推定算出することができる。
このような直線回帰式Ｌ、あるいは、直線回帰式Ｌに基づいて作成された参照テーブルをコンピュータ２０に予め記憶保持しておき、この直線回帰式あるいは参照テーブルを利用して反発係数ｅを推定算出し、ＵＳＧＡが定めたルール、すなわち反発係数ｅが０．８３０以下の条件を満たすかどうか評価することができる。
【００３２】
また、本実施例では、質量付加状態、質量無付加状態におけるフェース面Ｆの１次共振周波数を求め、これに基づいてモーダルパラメータｋを算出するが、質量の異なる２つ以上の質量調整体をフェース面Ｆに貼り付けた２つ以上の質量付加状態における１次共振周波数を求め、これらのフェース面の１次共振周波数を用いて、質量無付加状態におけるフェース面の１次共振周波数を規定するモーダルパラメータを算出してもよい。
また、加速度ピックアップ５２の質量が既知であり、この質量がフェース面Ｆの振動に影響を与える程度である場合、上述した加速度ピックアップ５２から得られる加速度信号を用いて以下のように２つの状態の１次共振周波数を求めて、これより質量無付加状態における１次共振周波数を規定するモーダルパラメータを求めてもよい。加速度ピックアップ５２を１つの質量調整体としてフェース面Ｆの中心位置等に貼り付けて１つ目の質量付加状態とする。さらに加速度ピックアップ５２の貼り付け位置近傍に質量調整体１５を貼り付けて２つ目の質量付加状態とする。この２つの質量付加状態で１次共振周波数を求め、質量無付加状態におけるフェース面の１次共振周波数を規定するモーダルパラメータを算出する。
【００３３】
なお、本実施例では反発係数ｅの推定算出にモーダルパラメータｋを用いたが、モデルパラメータｋの逆数と反発係数ｅとの関係を直線回帰した直線回帰式、あるいはこの直線回帰式に基づいて作成された参照テーブルを利用して反発係数ｅを推定算出してもよい。すなわち、モーダルパラメータｋの逆数を用いて反発係数ｅを推定算出してもよい。さらには、動的質量ｍを用いて反発係数ｅを推定算出してもよい。
【００３４】
さらに、本発明では、モーダルパラメータｍ、ｋを加減乗除した値と反発係数ｅとを対応づけて、この対応づけを表す回帰式や参照テーブルを作成し、これを利用して反発係数ｅを推定算出してもよい。少なくとも、質量調整体１５の貼り付けの有無による２つの状態によるフェース面Ｆの１次共振周波数を規定するモーダルパラメータを用いて算出できれば、いずれのモーダルパラメータを用いてもよい。また、モーダルパラメータは、質量パラメータや剛性パラメータの他に、１次共振周波数および１次共振振動の減衰に寄与する減衰パラメータを含んでもよい。
【００３５】
なお、本発明において共振周波数として１次共振周波数を用いるのは、フェース面Ｆの１次振動モードがゴルフボールを打撃するときのフェース面Ｆの変形に良く近似するからである。
【００３６】
さらに、より精度良く反発係数ｅを算出するには、１次共振周波数ｆ１とモーダルパラメータｋとを用いて反発係数ｅを算出するのが好ましい。１次共振周波数ｆ１とモーダルパラメータｋとを用いることによって、上記偏肉構造およびフェース面Ｆの肉厚が場所によらず均一の均一肉厚構造の区別なく、より精度高く反発係数ｅを算出することができる。すなわち、所定の係数ａ，ｂおよびｃを用いて下記式（３）で反発係数ｅを算出する。
反発係数ｅ  ＝  ａ・ｆ１  ＋  ｂ・ｋ  ＋  ｃ                  （３）
【００３７】
図８（ａ）は、１３種の偏肉構造の市販されているゴルフクラブヘッドと３２種の均一肉厚構造の市販されているゴルフクラブヘッドの計４５種について上記モーダルパラメータｋと反発係数ｅとの相関を表す散布図である。図８（ｂ）は、式（３）の右辺で算出される値と反発係数ｅとの相関を表す散布図である。
これより、式（３）の右辺で算出される値と反発係数ｅとの相関係数Ｒ２は０．９２７２となり偏肉構造および均一肉厚構造の区別無く極めて良好に対応していることがわかる。
【００３８】
図９（ａ）は、上記３２種の均一肉厚構造のゴルフクラブヘッドにおける従来の１次共振周波数ｆ１と反発係数ｅとの相関を表す散布図であり、図９（ｂ）は、上記３２種の均一肉厚構造のゴルフクラブヘッドにおけるモーダルパラメータｋと反発係数ｅとの相関を表す散布図である。また、図９（ｃ）は、上記１３種の偏肉構造のゴルフクラブヘッドにおける従来の１次共振周波数ｆ１と反発係数ｅとの相関を表す散布図であり、図９（ｄ）は、上記１３種の偏肉構造のゴルフクラブヘッドにおけるモーダルパラメータｋと反発係数ｅとの相関を表す散布図である。
【００３９】
図９（ｃ），（ｄ）の散布図によると、偏肉構造のゴルフクラブヘッドの反発係数ｅは、モーダルパラメータｋの相関係数Ｒ２が０．８９６６（図９（ｄ）参照）であり、１次共振周波数ｆ１の相関係数Ｒ２が０．７３９３（図９（ｃ）参照）である。これより、モーダルパラメータｋの方が１次共振周波数ｆ１に比べて相関が高い。一方、図９（ａ），（ｂ）の散布図によると、均一肉厚構造のゴルフクラブヘッドの反発係数ｅは、モーダルパラメータｋの相関係数Ｒ２が０．８１４７（図９（ｂ）参照）であり、１次共振周波数ｆ１の相関係数Ｒ２が０．８８２１（図９（ａ）参照）である。これより、モーダルパラメータｋの方が１次共振周波数ｆ１に比べて相関が低い。このため、より精度の高い反発係数ｅを算出するためには、均一肉厚構造では１次共振周波数ｆ１を用いて、偏肉構造ではモーダルパラメータｋを用いること、すなわち、ゴルフクラブのヘッド構造により使い分ける必要が生じる。しかし、上述したように式（３）を用いて反発係数ｅを算出する方法は、図８（ｂ）に示すように相関係数Ｒ２が０．９２７２と、極めて高い相関を示す。このため、ゴルフクラブのヘッド構造により反発係数ｅの算出方法を使い分ける必要がなく、式（５）の右辺の値を用いて反発係数ｅを求めることができる。
【００４０】
このように、ゴルフクラブ１２を、ゴルフクラブ１２のホーゼル部を宙づりにし、あるいは軽く支持した状態で、フェース面Ｆをインパクト加振し、このインパクト加振時の音圧信号を計測し、質量付加状態および質量無付加状態における２つの１次共振周波数ｆ１，ｆ２を求め、１次共振周波数ｆ１，ｆ２を用いて反発係数ｅを従来に比べて精度高く推定算出して反発特性を評価することができる。しかも、ゴルフクラブヘッドＨからゴルフクラブシャフトＳを外すことを不要とする。したがって、競技会前の限られた時間内に競技会で使用するゴルフクラブが反発係数ｅの規定を違反しているか否か、容易にしかも精度高く判定することができる。
また、ゴルフクラブメーカにおいて、同一のゴルフクラブ１２を大量に製造する場合、ゴルフクラブシャフトＳとゴルフクラブヘッドＨが一体化した完成品のゴルフクラブ１２のゴルフクラブヘッドＨの反発係数ｅを、質量調整体１５の貼り付けの有無によって極めて容易かつ短時間にしかも精度高く検査することができる。これによって、ゴルフクラブ１２の製品性能の検査工程を簡素化し、出荷されるゴルフクラブ１２の製品性能のばらつきを低減することができる。
【００４１】
本実施例では、ゴルフクラブヘッドＨのフェース面Ｆの１次共振周波数ｆ１，ｆ２から１次共振周波数を規定するパラメータを求め、このパラメータを用いて反発係数ｅを推定算出するが、さらに、質量調整体１５のフェース面Ｆにおける貼り付け位置をフェース面Ｆ上で様々に変更し、変更の度に質量調整体１５の貼り付けの有無による２つの共振周波数を求め、この２つの共振周波数からパラメータのフェース面Ｆでの分布を求めることで、フェース面Ｆにおける反発係数ｅの分布を求めることもできる。一般に、共振モードにおける振幅が大きい部分では、質量調整体１５の付加により共振周波数が大きく変化する、このことから、質量付加状態および質量無付加状態におけるフェース面Ｆでの共振周波数の差異をフェース面Ｆの種々の位置で計測することにより、フェース面Ｆの振動による振幅の大小の分布（変形の分布）、さらには、この分布からフェース面Ｆにおける反発係数の分布を容易に知ることができる。
【００４２】
本発明の方法では、ゴルフクラブヘッドＨの反発係数ｅを従来に比べて高い信頼性を持って推定算出することができるが、本発明の方法により推定算出されたゴルフクラブ１２における反発係数ｅを含むゴルフクラブ１２の特性に関する情報を広告や各種パンフレットに掲載することで、ゴルフクラブを購入するゴルファの有効な情報とすることができる。また、本発明の方法により推定算出されたゴルフクラブ１２の反発係数ｅを含むゴルフクラブ１２の特性に関する情報を、ゴルフクラブ１２に装着されるタグやシール等に表すこともできる。ゴルファは、この情報を見てゴルフクラブ１２を納得して購入することができる。
【００４３】
以上、本発明のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法および反発特性評価装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。例えば、本発明における質量調整体は１つである必要はなく、異なる質量を有する複数の質量調整体を用いて２つ以上の異なる質量付加状態における共振周波数および質量無付加状態における共振周波数を求め、質量無付加状態における共振周波数を規定するパラメータを精度高く算出して反発係数ｅを求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法を実施する評価システムの一例を示す図である。
【図２】図１に示す評価システムで得られる音圧信号の周波数分析の結果の一例のうち、（ａ）は質量無付加状態における結果の一例を、（ｂ）は質量付加状態における結果の一例を示す図である。
【図３】本発明のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法を実施する際の別の評価システムの例を示す図である。
【図４】図３に示す評価システムで得られる伝達関数の虚数部の波形の一例を示す図である。
【図５】図３に示す評価システムで加速度信号の周波数分析結果の一例を示す図である。
【図６】本発明のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法で得られるパラメータと反発係数との関係の一例を示す図である。
【図７】従来のゴルフクラブヘッドの反発特性評価方法で得られるパラメータと反発係数との関係の一例を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ）はゴルフクラブヘッドの反発係数とモーダルパラメータまたは式（３）で表される値との相関を表す一例の散布図である。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、ゴルフクラブヘッドの反発係数と１次共振周波数またはモーダルパラメータとの相関を表す他の例の散布図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０，５０  評価システム
１２  ゴルフクラブ
１４  加振治具
１５  質量調整体
１６  騒音計測装置
１８，６０  ＦＦＴアナライザ
２０  コンピュータ
５２  加速度ピックアップ
５４，５８  アンプ
５６  インパクトハンマー
【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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