刚性特性计测方法和刚性特性计测装置与流程

1.本发明涉及计测被碰撞体的刚性特性的刚性特性计测方法和刚性特性计测装置。


背景技术：

2.以往，已知有：关于高尔夫球杆头等击打工具，对作为对其反弹性能带来影响的指标的ct(characteristic time：特征时间)值、反弹系数等刚性特性进行计测的技术。
3.特别是在竞技用高尔夫球杆中，通过usga(united states golf association：全美高尔夫协会)所规定的摆锤(pendulum)试验计测出的ct值被用作刚性特性的评价基准值。摆锤试验的步骤等详细地记载于下述非专利文献1。
4.下述专利文献1是用于实施上述摆锤试验的装置，将杆头与杆身为一体的状态下的高尔夫球杆固定，通过摆使金属性的球体与杆面碰撞。在球体装配有加速度传感器，根据其检测值计算出表示刚性特性的参数。
5.此外，下述专利文献2是计测高尔夫球杆头(被碰撞体)的刚性特性的刚性特性计测装置，其具备：杆头固定用夹具，以将杆面朝向上方的方式保持高尔夫球杆头；直线衬套，使碰撞杆(碰撞体)朝向高尔夫球杆头沿铅垂方向下落；碰撞杆，装配有加速度传感器；以及计算机，基于加速度传感器的检测值计算出高尔夫球杆头的刚性特性例如ct值。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1：美国专利第6837094号说明书
9.专利文献2：国际公开第2019/030973号
10.非专利文献
11.非专利文献1：“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


技术实现要素：

12.发明要解决的问题
13.在上述专利文献1中，以用杆头与杆身成一体的球杆形状的试验为前提，需要保持杆身部来实施试验。因此，在杆头的制造工序中为了品质管理而进行计测的情况下等，需要装配杆身的工序，存在繁杂的问题。
14.此外，杆身为圆柱形状，因此容易在周向旋转，在试验中难以设定为与碰撞体的碰撞角度保持为恒定。此外，受到来自杆身的材质、夹紧位置、夹紧强度等的杆身的固有振动的影响，刚性特性可能会变化。
15.而且，在像专利文献1那样使用了摆的碰撞方法中，在杆头形状(fp(face progression：杆心面距)值的差异等)的特性上，难以在最低点稳定地进行击打，击中点位置、碰撞角可能会因该偏差而变动，也难以调整。
16.此外，上述专利文献2能简易且在一定的精度下计测高尔夫球杆头的刚性特性，但存在受杆面的水平弧形面(bulge)、垂直弧形面(roll)的影响，碰撞距离在每个计测部位可能变化，刚性特性的计测精度可能降低这样的问题。
17.本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于简易且高精度地计测被碰撞体的刚性特性。
18.解决问题的技术手段
19.为了达成上述的目的，本发明的一个实施方式是刚性特性计测方法，以将被计测面朝向上方的方式保持被碰撞体，使碰撞体朝向所述被计测面沿铅垂方向下落，基于装配于所述碰撞体的加速度传感器的检测值计算出所述被碰撞体的刚性特性，所述刚性特性计测方法的特征在于，包括：下落距离变更工序，每次变更所述被计测面上的计测部位时，以所述碰撞体向所述计测部位的碰撞速度设为大致恒定的方式调整所述碰撞体的下落距离。
20.此外，本发明的一个实施方式是刚性特性计测装置，计测被碰撞体的刚性特性，所述刚性特性计测装置的特征在于，具备：保持机构，以使被计测面朝向上方的方式保持所述被碰撞体；下落机构，使碰撞体朝向所述被碰撞体沿铅垂方向下落；加速度传感器，装配于所述碰撞体；特性计算部，基于所述加速度传感器的检测值计算出所述被碰撞体的刚性特性；以及下落距离变更部，每次变更所述被计测面上的计测部位时，以所述碰撞体向所述计测部位的碰撞速度为大致恒定的方式调整所述碰撞体的下落距离。
21.发明效果
22.根据本发明的一个实施方式，每次变更被计测面上的计测部位时，以碰撞体向计测部位的碰撞速度为大致恒定的方式调整碰撞体的下落距离，因此在被计测面具有曲率的情况下也能将在各计测部位的碰撞速度为大致恒定，对在刚性特性具有速度依存性的情况下等提高计测精度方面是有利的。此外，根据本发明，使碰撞体朝向被碰撞体沿铅垂方向下落，因此，容易将碰撞体的碰撞位置、碰撞角度保持为恒定，在提高刚性特性的计测精度方面是有利的。
附图说明
23.图1是表示实施方式的刚性特性计测装置10的构成的说明图。
24.图2是表示高尔夫球杆头30的构成的图。
25.图3是表示在杆头固定用夹具12安装有高尔夫球杆头30的状态的图。
26.图4是表示碰撞杆24的构成的图。
27.图5是表示碰撞杆24的碰撞时的动作的说明图。
28.图6是表示计算机50的构成的框图。
29.图7是表示刚性特性计测装置10的计测步骤的流程图。
30.图8是表示碰撞杆24的速度v的时序数据的曲线图。
31.图9是表示变更碰撞速度并多次计测出的ct值的一个例子的曲线图。
32.图10是将图9变换后的曲线图。
33.图11是表示有无下落距离变更工序导致的ct值的不同的说明图。
34.图12是示意地表示高尔夫球杆头30上的计测部位的说明图。
35.图13是示意地表示凸轮2702和操作杆2410的动作的说明图。
36.图14是表示计算机50的功能构成的框图。
37.图15是表示碰撞角度调整机构80的一个例子的说明图。
具体实施方式
38.以下，参照附图，对本发明的刚性特性计测装置的优选实施方式进行详细说明。
39.刚性特性计测装置是用于计测被碰撞体的刚性特性的装置。在本实施方式中，被碰撞体是高尔夫球杆头30，计测高尔夫球杆头30的ct值作为刚性特性。
40.首先，对被碰撞体即高尔夫球杆头30进行说明。
41.如图2所示，高尔夫球杆头30具备：杆面32、冠部33、底部34以及侧部35，呈中空构造。
42.杆面32形成击打高尔夫球的击打面。
43.冠部33连接于杆面32。
44.底部34连接于杆面32和冠部33。
45.侧部35连接于冠部33和底部34，与杆面32对置。
46.高尔夫球杆头30例如是金属制，优选使用钛合金、铝合金等高强度的低比重金属。
47.此外，在冠部33中，在杆面32侧且靠近跟部(heel)36的位置设有与杆身39连接的杆颈(hosel)38。
48.此外，从正面观察杆面32，高尔夫球杆头30的与跟部36相反的一侧是趾部(toe)37。
49.需要说明的是，一般而言杆面32不是平坦面，而是成为曲面(具有曲率的面)。更详细地说，杆面32的上下方向(纵向，箭头r)的弯曲称为垂直弧形面，将水平方向(横向，箭头b)的弯曲称为水平弧形面。
50.此外，本实施方式使用如图2所示的具有中空构造的木系高尔夫球杆头来进行说明，但不限于此，例如对具有中空、实心构造的铁系高尔夫球杆头甚至通用系高尔夫球杆头也可以应用本发明。
51.图1是表示实施方式的刚性特性计测装置10的构成的说明图。
52.刚性特性计测装置10以使杆面32(被计测面)朝向上方的方式保持高尔夫球杆头30(被碰撞体)，使碰撞杆24(碰撞体)朝向杆面32沿铅垂方向下落，基于装配于碰撞杆24的加速度传感器26的检测值计算出高尔夫球杆头30的刚性特性。
53.更详细地说，刚性特性计测装置10具备：杆头固定用夹具12、xy工作台14、z工作台18、臂20、直线衬套22、碰撞杆24、加速度传感器26以及计算机50(参照图6)。
54.杆头固定用夹具12作为以使被计测面朝向上表面的方式保持被碰撞体的保持机构发挥功能。在本实施方式中，杆头固定用夹具12呈长方体形状，具有：面向配置于上方的碰撞杆24的上表面1202、与xy工作台14相接的下表面(未图示)、面向纸面左右方向(x方向)的侧面1204以及面向纸面进深方向(y方向)的侧面1206。
55.在上表面1202形成有供高尔夫球杆头30嵌合的嵌合孔1208。嵌合孔1208形成为与高尔夫球杆头30的侧部35侧相同的形状，如图3所示，能供高尔夫球杆头30以杆面32(被计测面)朝向上方的方式嵌入。嵌入嵌合孔1208的状态的高尔夫球杆头30通过杆头固定用夹具12以使杆面32朝向上表面的方式被保持。此时，以杆面32为大致水平的方式(以面中心的
法线为铅垂方向的方式)形成嵌合孔1208的形状。
56.此外，嵌入至嵌合孔1208的状态的高尔夫球杆头30的侧部35与杆头固定用夹具12(嵌合孔1208)相接，但冠部33和底部34不与杆头固定用夹具12相接。这是为了，通过直接与杆面32相接的冠部33和底部34与杆头固定用夹具12相接，来防止在杆面32发生挠曲。
57.需要说明的是，在计测不同型号(形状)的高尔夫球杆头30时，更换为与该高尔夫球杆头30的形状配合而形成的杆头固定用夹具12。
58.杆头固定用夹具12例如由硅胶(silicon)等减振材料形成。这是为了使将在后文叙述的碰撞杆24与杆面32碰撞时产生的高尔夫球杆头30的振动衰减，从而减轻加速度传感器26的计测噪声。即，作为保持机构的杆头固定用夹具12形成为包含使作为被碰撞体的高尔夫球杆头30的振动衰减的减振材料。
59.xy工作台14具备：x轴方向载物台1402、x轴方向工作台1404、y轴方向载物台1406以及y轴方向工作台1408。
60.在y轴方向载物台1406载置有杆头固定用夹具12。此外，在x轴方向载物台1402载置有y轴方向工作台1408。
61.在x轴方向工作台1404内置有驱动器等移动机构，能使x轴方向载物台1402在x轴方向工作台1404上移动。
62.同样的，在y轴方向工作台1408也内置有驱动器等移动机构，能使y轴方向载物台1406在y轴方向工作台1404上移动。
63.在本实施方式中，计算机50(参照图6)连接于xy工作台14，通过对上述移动机构进行自动控制，来使杆头固定用夹具12按照规定的定时自动移动。
64.需要说明的是，xy工作台14的机构不限于上述，可以采用以往公知的各种各样的机构。
65.在本实施方式中，通过xy工作台14使杆头固定用夹具12(保持机构)在水平方向(xy方向)可移动，可调整高尔夫球杆头30(被碰撞体)的杆面32(被计测面)上的碰撞杆24(碰撞体)的下落位置。
66.需要说明的是，也可以是，使将在后文叙述的直线衬套22(下落机构)在水平方向(xy方向)可移动，由此可调整高尔夫球杆头30(被碰撞体)的杆面32(被计测面)上的碰撞杆24(碰撞体)的下落位置。
67.台座16具备底板部1602和导轨1604。
68.底板部1602配置于作业台等稳定的水平面。
69.导轨1604在底板部1602上沿y轴方向配置，在其上配置有xy工作台14的x轴方向工作台1404。x轴方向工作台1404可在导轨1604上沿纸面进深方向(y轴方向)移动。
70.在导轨1604的纸面里侧(z工作台18侧)的终端部装配有未图示的磁铁(位置固定机构)。在本实施方式中，xy工作台14的x轴方向工作台1404由不锈钢等金属形成，当x轴方向工作台1404移动直至导轨1604的纸面里侧的终端部(计测位置)时，xy工作台14的位置通过x轴方向工作台1404被磁铁吸附而固定。
71.通过采用使用了这样的导轨1604的台座16，在将高尔夫球杆头30安装于杆头固定用夹具12时，能使杆头固定用夹具12在与将在后文叙述的直线衬套22在上下方向不干涉的位置移动。
72.需要说明的是，也可以是，替代使用这样的使用导轨1604的杆头设定机构，而是使xy工作台14的y轴方向的行程(y轴方向工作台1408的行程)增大。特别是在如本次这样的自动控制型的xy工作台14的情况下，如果事先在程序中设定将高尔夫球杆头30设置于杆头固定用夹具12时的杆头供给位置和其后的计测位置，则能通过计算机50的操作容易地瞬间准确地再现各自的位置。
73.z工作台18使臂20在高度方向(z轴方向)移动，具备支柱1802和未图示的移动机构。
74.支柱1802从底板部1602的端部朝向上方在垂直方向(z轴方向)立起设置。
75.移动机构具备驱动器等，使臂20沿设于支柱1802的槽1804在高度方向移动。
76.在本实施方式中，计算机50(参照图6)连接于z工作台18，通过对上述移动机构进行自动控制，来使臂20按照规定的定时自动移动。
77.需要说明的是，z工作台18的机构不限于上述，可以采用以往公知的各种各样的机构。
78.臂20从支柱1802朝向装置前表面(配置有xy工作台14等的一侧)在水平方向(y轴方向)延伸。
79.臂20通过z工作台18在上下方向可移动，因此连接于臂20的直线衬套22也在上下方向可移动，可调整将在后文叙述的碰撞杆24(碰撞体)的下落开始位置与高尔夫球杆头30(被碰撞体)的杆面32(被碰撞面)的沿上下方向(铅垂方向)的距离。即，z工作台18作为下落距离调整机构发挥功能。
80.这样使碰撞杆24的下落开始位置与杆面32的沿上下方向的距离可调整，是因为碰撞杆24的向杆面32的碰撞速度根据该距离而变化。已知在本实施方式中计测的ct值存在速度依存性。因此，需要预先决定碰撞杆24的向杆面32的碰撞速度，并在该碰撞速度下进行计测。通过设置下落距离调整机构，能任意地调整碰撞杆24的向杆面32的碰撞速度。
81.直线衬套22装配于臂20的顶端，作为使将在后文叙述的碰撞杆24(碰撞体)朝向高尔夫球杆头30(被碰撞体)沿铅垂方向(柱状的碰撞杆24的长尺寸方向)下落的下落机构发挥功能。
82.直线衬套22具备主体部2202和插通孔2204。插通孔2204从主体部2202的上表面2206贯通下表面2208(参照图5)。在主体部2202内的插通孔2204的内周面配置有构成轴承机构的钢球，将插入于插通孔2204的碰撞杆24向铅垂方向下方引导。
83.通过使用直线衬套22来限制碰撞杆24的下落方向，能高精度地调整相对于高尔夫球杆头30的下落位置。
84.需要说明的是，作为直线衬套22，也可以使用利用了单纯的筒状的滑动体的类型。
85.也如图4所示，碰撞杆24(碰撞体)具备：杆主体2404、上方止动件2406、下方止动件2408、操作杆2410。
86.杆主体2404是圆柱状的棒状构件，由不锈钢等金属形成。需要说明的是，杆主体2404也可以是圆柱以外的柱状(例如棱柱状等)。杆主体2404的一方的底面2412(在使用状态下与高尔夫球杆头30(被碰撞体)碰撞的一侧的底面)形成为球面形状。杆主体2404的直径按照从直线衬套22的插通孔2204可下落的尺寸形成。
87.上方止动件2406装配于杆主体2404的上端部(与底面2412相反的一侧的端部)。上
方止动件2406具有比直线衬套22的插通孔2204的内径大的外径，因此上方止动件2406无法移动至直线衬套22的插通孔2204内。由此，在碰撞杆24下落时，碰撞杆24无法移动至上方止动件2406与直线衬套22的上表面2206抵接的位置的下方。即，上方止动件2406限制位于直线衬套22的插通孔2204内的碰撞杆24的最低点位置。
88.需要说明的是，在实际使用时，如图1和图5所示，在上方止动件2406与直线衬套22的上表面2206之间夹着弹簧28，因此上方止动件2406与上表面2206不直接相接。弹簧28例如为压缩螺旋弹簧，在其内径侧插通有碰撞杆24的杆主体2404。
89.详情内容将在后面叙述，弹簧28作为再碰撞防止机构发挥功能，在碰撞杆24(碰撞体)与杆面32(被计测面)碰撞后，将碰撞杆24保持于杆面32的上方，防止碰撞杆24与杆面32再次碰撞。
90.下方止动件2408装配于杆主体2404的底面2412附近。
91.下方止动件2408由可挠性构件形成，例如由橡胶形成。
92.下方止动件2408也具有比直线衬套22的插通孔2204的内径大的外径，因此下方止动件2408无法移动至直线衬套22的插通孔2204内。由此，在使碰撞杆24向上方移动时，碰撞杆24无法移动至下方止动件2408与直线衬套22的下表面2208相接的位置的上方。即，下方止动件2408限制位于插通孔2204内的碰撞杆24的最高点位置。
93.需要说明的是，在本实施方式中用将在后文叙述的凸轮机构27使碰撞杆24向上方移动，但如图5(a)所示，此时的移动量设定在下方止动件2408不与直线衬套22的下表面2208相接的范围(碰撞杆24达不到最高点位置的范围)内。
94.此外，下方止动件2408可从杆主体2404拆装。在将碰撞杆24从直线衬套22卸下时，在将下方止动件2408从杆主体2404卸下之后使杆主体2404朝向上方移动，从插通孔2204拔出。然后，在将碰撞杆24装配于直线衬套22时，将卸下了下方止动件2408的状态的杆主体2404插入至插通孔2204内，使其向下方移动至由弹簧28限制的位置为止。其后，将下方止动件2408装配于杆主体2404。
95.即，如上所述，直线衬套22(下落机构)保持碰撞杆24(碰撞体)沿铅垂方向可移动，上方止动件2406和下方止动件2408作为限制插通(保持)于直线衬套22状态下的碰撞杆24的最高点位置和最低点位置的止动件机构发挥功能。
96.操作杆2410是装配于上方止动件2406的棒状的构件，在通过凸轮机构27使碰撞杆24的位置向上方移动时使用。
97.凸轮机构27具备：凸轮2702、电机2704以及轴2706。在直线衬套22的侧面(操作杆2410延伸的一侧)，装配有在水平方向(x轴方向)延伸的支架2708，在支架2708上载置有电机2704。通过电机2704的驱动轴2706进行旋转，凸轮2702以轴2706为中心在yz平面内旋转。当凸轮2702通过轴2706的旋转位于上方时，将操作杆2410推上去，碰撞杆24整体向上方移动。
98.在图13更详细地表示关于凸轮2702和操作杆2410的动作。在图13中，从视觉确认性的观点出发，省略了关于凸轮2702和操作杆2410以外的构成的图示。
99.在本实施方式中，凸轮2702是大致半圆形状，其侧面具有圆弧部ar和直线部st。凸轮2702以轴2706为中心，以使圆弧部ar侧与操作杆2410相接的方式沿逆时针旋转。轴2706位于操作杆2410的正下方。
100.如图13的(a)所示，在凸轮2702与操作杆2410分离的状态下，碰撞杆24处于通常位置(上方止动件2406位于收缩了碰撞杆24的自重的量的弹簧28上的状态)。
101.如图13的(b)所示，当凸轮2702的圆弧部ar与操作杆2410相接时，碰撞杆24从通常位置(在图13的(b)用虚线表示)被向上方推上。
102.如图13的(c)所示，当凸轮2702的圆弧部ar的端部ed与操作杆2410分离时，碰撞杆24从被推上至上方的状态(在图13的(c)用虚线表示)向下方自由下落。
103.通过这样的机构，能使碰撞杆24的上下运动自动执行。
104.需要说明的是，使碰撞杆24上下移动的机构不限于上述那样的凸轮机构，可以采用以往公知的各种各样的机构。
105.作为碰撞杆24的尺寸，例如优选设为：杆主体2404的直径为12mm以上20mm以下，长度(从上方止动件2406与加速度传感器26的边界至底面2412的长度)为60mm以上120mm以下，质量(包括杆主体2404、上方止动件2406、下方止动件2408、操作杆2410)为100g以上200g以下，底面2412的曲率半径为30mm以下，底面2412的曲率半径更优选为20mm以上30mm以下。
106.这是因为在上述的范围内包含摆锤试验的步骤(参照非专利文献1)所规定的碰撞体的尺寸。
107.回到图1的说明，加速度传感器26装配于碰撞杆24(碰撞体)的与底面2412相反的一侧的表面，计测在碰撞杆24与杆面32(被碰撞体)碰撞时产生的碰撞杆24的加速度。
108.加速度传感器26通过布线2602经由数字示波器连接于计算机50，将其检测值输出至计算机50。在数字示波器中，将从加速度传感器输出的模拟信号转换为数值。需要说明的是，也可以是，通过无线通信来连接加速度传感器26和计算机50。
109.图6是表示计算机50的构成的框图。
110.计算机50具备：cpu52、rom54、ram56、硬盘装置58、磁盘(disk)装置60、键盘62、鼠标64、显示器66、打印机68、输入输出接口70等，这些构成经由未图示的接口电路和总线进行连接。
111.rom54储存控制程序等，ram56提供工作区域。
112.硬盘装置58储存基于加速度传感器26的检测值来计算出高尔夫球杆头30(被碰撞体)的刚性特性(在本实施方式中为ct值)的刚性特性计算程序。
113.磁盘装置60对cd(compact disc：光盘)、dvd(digital video disc：数字视频光盘)等记录介质进行数据的记录和/或再现。
114.键盘62和鼠标64接受操作者的操作输入。
115.显示器66显示输出数据，打印机68打印输出数据，通过显示器66和打印机68来输出数据。
116.输入输出接口70在与加速度传感器26等外部设备之间进行数据的收发。
117.图14是表示计算机50的功能的构成的框图。
118.上述cpu52通过执行上述控制程序，作为计测部位调整部502、下落距离变更部504、下落控制部506、刚性特性计算部508、特性分布制作部510、特征点提取部512而发挥功能。
119.计测部位调整部502通过变更碰撞杆24(碰撞体)与高尔夫球杆头30(被碰撞体)的
相对位置，来变更杆面32(被计测面)上的计测部位。
120.在本实施方式中，计测部位调整部502通过对xy工作台14输出指示x轴方向载物台1402和y轴方向载物台1406的移动的控制信号，来变更高尔夫球杆头30相对于碰撞杆24的位置从而变更杆面32上的计测部位。
121.图12是示意地表示高尔夫球杆头30上的计测部位的说明图。
122.如图12的(b)所示，在本实施方式中，在高尔夫球杆头30的杆面32设定规定宽度的计测范围m。而且，如图12的(a)所示，将计测范围m分割为多个微小区域，将各微小区域的中心位置设为计测部位。在图12的例子中，将微小区域的大小设定为2.5mm见方，17
×
21＝357个计测部位。
123.计测范围m例如优选为设定为以杆面32的中心为基准，上下(冠—底部)方向和左右(趾部—跟部)方向分别对称。在图12的例子中，将计测部位“9k”的中心与杆面32的中心重合来设定计测范围m和计测部位。
124.此外，也可以是，提前准备好若干个计测部位的设定值(微小区域的大小和位置)的图案，在计算机50的硬盘装置58等保存为文件，并且根据作为计测对象的高尔夫杆(发球木杆(driver)、球道木杆(fairway)等)调用适当设定值来变更计测范围m、计测部位。
125.在计测时，计测部位调整部502首先例如以使计测部位1a位于碰撞杆24的正下方的方式控制xy工作台14的位置。当在计测部位1a的计测结束时，计测部位调整部502进行如下控制：以使计测部位1b位于碰撞杆24的正下方的方式使x轴方向载物台1402的位置移动。以下同样地，当计测了第1行的全部(直到1u)计测部位时，计测部位调整部502进行如下控制：以使计测部位2u位于碰撞杆24的正下方的方式使y轴方向载物台1406的位置移动。以下同样地，通过反复进行x轴方向、y轴方向的移动，来进行在357个计测部位的计测。
126.即，在本实施方式中，计测部位调整部502沿水平面内的正交的2轴(x轴、y轴)以规定距离逐次变更碰撞杆24(碰撞体)与高尔夫球杆头30(被碰撞体)的相对位置。
127.回到图14的说明，下落距离变更部504在每次变更杆面32(被计测面)上的计测部位时，以向计测部位的碰撞杆(碰撞体)的碰撞速度为大致恒定的方式调整碰撞杆24(碰撞体)的下落距离。
128.如上所述，已知在本实施方式中计测的ct值存在速度依存性。因此，理想的是在全部的计测部位中碰撞杆24的碰撞速度恒定。另一方面，在高尔夫球杆头30的杆面32不是平坦面，而是将臂20相对于杆头固定用夹具12的位置固定的情况下，例如在位于杆面32的中心的计测部位与位于杆面32的端部的计测部位，碰撞速度不同。由此，通过下落距离变更部504控制z工作台18，按照每个计测部位变更臂20的位置(高度)，变更碰撞杆24的下落开始高度。
129.通过下落距离变更部504进行的下落距离的确定，可以使用例如以下的任意一种方法。
130.《方法1》
131.按照每个计测部位实际将碰撞杆24与杆面32碰撞并计测加速度，通过将该加速度积分来计算出碰撞速度并变更臂20的位置。
132.例如，在碰撞速度比预先决定的计测时碰撞速度快的情况(想减慢碰撞速度的情况)下，将臂20的位置升高来增长下落距离，在慢的情况(想加快碰撞速度的情况)下，将臂
20的位置降低来缩短下落距离。
133.需要说明的是，可以认为因为各种各样的因素导致即使是相同的下落距离，碰撞杆24的碰撞速度也会在每次计测时略微不同。由此，在实际计测时的碰撞速度相对于计测时碰撞速度在例如
±
0.05m/s的范围内的情况下，将此设为容许范围内的误差是现实的。
134.此外，可以认为，一般而言，在想减慢碰撞速度的情况下，将臂20的位置降低来缩短下落距离，在想加快碰撞速度的情况下，将臂20的位置升高来增长下落距离。然而，如将在后文叙述的那样(参照图5)，在本实施方式中使用的刚性特性计测装置10中，碰撞杆24在压缩弹簧28的同时向杆面32碰撞。当升高臂20的位置来增长碰撞杆24的下落开始点与杆面32的距离时，成为在碰撞时弹簧28被大幅压缩的状态，与变更臂20的位置之前相比，碰撞杆24的碰撞速度变慢。需要说明的是，若过度升高臂20的位置，则碰撞杆24与杆面32不接触。
135.此外，当降低臂20的位置来缩短碰撞杆24的下落开始点与杆面32的距离时，成为在弹簧28的压缩量小的状态下(减速前)碰撞杆24与杆面32碰撞，与变更臂20的位置之前相比，碰撞杆24的碰撞速度变快。需要说明的是，若过度降低臂20的位置，则在无载荷时碰撞杆24也与杆面32接触。
136.因而，下落距离变更部504下述范围内调整臂20的位置：在载荷负荷时，碰撞杆24与杆面32接触，且在无载荷时，碰撞杆24与杆面32不接触。
137.即方法1是如下方法：下落距离变更部504将通过加速度传感器26得到的加速度信号积分并计算出碰撞速度，以碰撞速度处于规定范围内的方式调整碰撞杆24(碰撞体)的下落距离。
138.《方法2》
139.通过距离传感器测定碰撞杆24的顶端与计测部位之间的分离距离(下落距离)来变更臂20的位置。
140.在该情况下，例如在碰撞杆24的顶端或直线衬套22的主体部2202的下表面2208(参照图5)设置光学式等距离传感器。在将距离传感器设置于碰撞杆24的顶端的情况下，将碰撞杆24位于通常位置时通过距离传感器测定的距离直接作为下落距离。此外，在将距离传感器设置在直线衬套22的下表面2208的情况下，将通过距离传感器测定的距离减去从直线衬套22的下表面2208至通常位置的碰撞杆24的顶端的距离设为下落距离，但从直线衬套22的下表面2208至通常位置的碰撞杆24的顶端的距离是固定的，因此将传感器的测定值的差分直接设为下落距离的差值。
141.下落距离变更部504以使距离传感器的测定值成为预先决定的分离距离的方式控制z工作台18。
142.即在方法2中，下落距离变更部504测定下落前的碰撞杆24(碰撞体)与计测部位的分离距离，以分离距离为恒定的方式调整碰撞杆24(碰撞体)的下落距离。
143.下落控制部506控制碰撞杆24相对于高尔夫球杆头30的下落状态。更详细地说，下落控制部506控制凸轮机构27的电机2704的驱动状态(旋转速度、凸轮2702的位置)，在规定的定时使碰撞杆24朝向高尔夫球杆头30下落。规定的定时指的是，例如计测部位调整部502进行的xy工作台14的位置调整、下落距离变更部504进行的下落距离的变更(在采用上述方法2的情况下)完成时的定时。
144.刚性特性计算部508使碰撞杆24(碰撞体)下落至计测部位，基于下落时的加速度
传感器26的检测值来计算出各计测部位的刚性特性。在本实施方式中，刚性特性指的是高尔夫球杆头30的(更详细地说，杆面32的各计测部位上的)ct值。
145.通过加速度传感器26检测的加速度是以规定的采样间隔检测出的时序的加速度数据。刚性特性计算部508在将加速度数据进行滤波(filter)处理而去除噪声之后进行积分，转换为速度v的时序数据。
146.图8是表示碰撞杆24的速度v的时序数据的曲线图。
147.刚性特性计算部508如下所述计算出表示高尔夫球杆头30的刚性特性的ct值。
148.将速度v的时序数据中的最高速度设为vmax。
149.将速度v达到v1(v1＝vmax的α％)的时间设为开始时间ts。
150.将速度v达到v2(v2＝vmax的β％)的时间设为结束时间te。
151.将α设为0至99％，将β设为1至100％，设为α《β。
152.ct值由te-ts求出。
153.需要说明的是，一般而言，设为α％＝5％、β％＝95％。
154.此外，如上所述，ct值具有速度依存性。由此，有时也在多个碰撞速度下进行ct值的计测，根据碰撞速度与ct值的关系计算出该高尔夫球杆头30的代表ct值。
155.图9是表示针对相同高尔夫球杆头30变更(变更臂20的位置)碰撞速度并多次计测出的ct值的一个例子的曲线图。
156.在图9中，横轴是碰撞速度[m/s]，纵轴是ct值[μs]。
[0157]
如图9的曲线图所示，碰撞速度越慢，ct值越大，碰撞速度越快，ct值越小。
[0158]
图10是将图9的横轴转换为-0.329次方的值(v-0.329
)后的曲线图。
[0159]
当进行这样的转换时，ct值排列在直线上。将该直线与y轴的交点(y截距)设为该高尔夫球杆头30的代表ct值。在图10的例子中，各碰撞速度下的ct值排列在t＝248.6 13.73v-0.329
的直线上，代表ct值为248.6。
[0160]
需要说明的是，在图9和图10中图示出变更碰撞速度并进行了10次计测的结果，但一般而言以3次左右的计测(3个速度水准)计算出高尔夫球杆头30的代表ct值。
[0161]
回到图14的说明，特性分布制作部510基于对应于各计测部位计算出的刚性特性，制作设定在水平面内的计测范围m中的刚性特性的分布。
[0162]
在本实施方式中例如图12的(a)所示，将与各计测部位对应微小区域通过按照各计测部位中的ct值的值进行颜色区分的等值线图使刚性特性的分布可视化。
[0163]
在图12的(a)中，将ct值(将小数第一位四舍五入后的值)按照0到240的区域、241到252的区域、253到264的区域、265以上的区域分别进行颜色区分来显示。在图12的(a)的例子中，可知ct值265以上的区域在计测范围m的左右各存在1个部位。此外，可知在计测范围m的中央部，即杆面32的中央部，ct值不一定大。
[0164]
通过以上的内容，能容易地掌握计测范围m内的刚性特性的分布，能高效地进行高尔夫球杆头30的性能评价。
[0165]
需要说明的是，对于刚性分布的形式不限于等值线图，可采用以往公知的多种多样的形式。
[0166]
特征点提取部512基于通过特性分布制作部510制作的计测范围m中的刚性特性的分布，提取刚性特性的特征点。
[0167]
刚性特性的特征点指的是，例如在计测范围m内取刚性特性值的最大值或最小值的点(计测部位)、取极大值或极小值的点(计测部位)。极大值(或极小值)指的是在刚性特性值取多个峰值的情况下，与各自的峰值的最大值(或最小值)对应的点。
[0168]
通常ct值的最大值成为问题，因此当关注最大值或极大值时，在图12的(a)的例子中，在计测范围m内取的ct值的最大值的点为7a的275(274.529)。此外，在左右各存在一个的ct值265以上的区域的各极大值中，在左区域的为7a的275(274.529)，在右区域的为8o的270(270.233)。
[0169]
接着，参照图7的流程图，对刚性特性计测装置10的计测步骤进行说明。
[0170]
在图7的流程图中，准备多个量产的相同型号的高尔夫球杆头30，计测各个高尔夫球杆头30的刚性特性(例如ct值)。此外，在图7的流程图中，使用上述方法2进行由下落距离变更部504进行的下落距离的确定。
[0171]
在计测之前，事先确定刚性特性的计测部位(在杆面32上的碰撞杆24的碰撞位置)、碰撞杆24的碰撞速度、碰撞杆24与计测部位之的间的分离距离等计测参数(步骤s70)。
[0172]
接着，将高尔夫球杆头30安装于杆头固定用夹具12(步骤s72)。
[0173]
更详细而言，首先，计测者使导轨1604上的xy工作台14向跟前方向移动。这是为了使杆头固定用夹具12移动至在设置高尔夫球杆头30时不与直线衬套22等干涉的位置。接着，使高尔夫球杆头30的杆面32朝向上方，将侧部35侧嵌入至嵌合孔1208。然后，使导轨1604上的xy工作台14向里方向(z工作台18侧)移动。当xy工作台14移动直至导轨1604端部时，通过磁铁来固定xy工作台14的位置。
[0174]
接着，计测部位调整部502以使最初的计测部位(例如图12的(a)的1a)位于碰撞杆24的下落位置的方式对xy工作台14输出控制信号。由此，xy工作台14运转，计测部位位于碰撞杆24的下落位置(步骤s74，计测部位调整工序)。
[0175]
接下来，下落距离变更部504通过未图示的距离传感器测定碰撞杆24的顶端与计测部位之间的分离距离(下落距离)，以成为通过步骤s70设定的分离距离的方式变更臂20的位置(步骤s76，下落距离变更工序)。
[0176]
下落控制部506驱动凸轮机构27的电机2704，使碰撞杆24朝向计测部位下落。此外，通过加速度传感器26计测从下落到碰撞为止的一系列的加速度(步骤s78)。
[0177]
图5是示意性地表示计测时的碰撞杆24的动作的图。
[0178]
需要说明的是，从视觉确认性的观点出发，在图5的(c)和图5的(d)中省略了凸轮机构27的图示。
[0179]
如图5的(a)所示，在计测时，通过凸轮2702将碰撞杆24的操作杆2410向上方提起。在本实施方式中，即使在通过凸轮2702将碰撞杆24提起的状态下，下方止动件2408也是位于直线衬套22的下表面2208的下侧。
[0180]
需要说明的是，计测时在碰撞杆24的杆主体2404插通有弹簧28。弹簧28位于直线衬套22的上表面2206上。在图5的(a)的状态下，没有力施加于弹簧28，因此弹簧28的长度为自然长度h0。
[0181]
如图5的(b)所示，当凸轮2702旋转，从操作杆2410分离时，使碰撞杆24沿铅垂方向自由下落，通过重力加速度使下落速度加速。
[0182]
此后，当上方止动件2406下落至弹簧28的上端位置时，碰撞杆24的载荷(质量
×
加
速度)施加于弹簧28。由于该载荷，弹簧28收缩而变为比自然长度h0短的长度h1(参照图5(c))。另一方面，来自弹簧28的反作用力施加于碰撞杆24，下落速度减速。在该减速的过程中，碰撞杆24以规定的碰撞速度与杆面32碰撞。
[0183]
与杆面32碰撞后的碰撞杆24受到反作用力而向上方移动。当碰撞杆24向上方移动时，施加于弹簧28的载荷消失，弹簧28回到自然长度h0。碰撞杆24在向上方移动固定距离后，因重力而再次向下方(杆面32方向)下落。然而，与最初下落时相比，下落开始位置低，因此，施加于弹簧28的载荷变小，没有达到使弹簧28收缩的程度的载荷(或者收缩量比图5的(c)小)。
[0184]
由此，如图5的(d)所示，碰撞杆24的底面2412被保持于比杆面32靠上方。即，弹簧28作为再碰撞防止机构发挥功能，该再碰撞防止机构在碰撞杆24(碰撞体)与杆面32(被计测面)碰撞后，将碰撞杆24保持于杆面32的上方，防止碰撞杆24与杆面32再次碰撞。
[0185]
设置这样的再碰撞防止机构是为了防止加速度传感器26的检测值的噪声因再碰撞而增大。
[0186]
回到图7的说明，刚性特性计算部508使用通过步骤s78检测出的加速度来计算出高尔夫球杆头30的刚性特性(ct值)(步骤s80)。
[0187]
到在本次计测的设定于高尔夫球杆头30的全部的计测部位的计测完成为止(步骤s82：否)，回到步骤s74，移动计测部位并继续计测和刚性特性的算出。
[0188]
当在全部的计测部位的计测完成时(步骤s82：是)，特性分布制作部510将各计测部位的刚性特性的值标示于等值线图，制作计测范围m上的刚性特性的分布(步骤s84，特性分布制作工序)。
[0189]
此外，特征点提取部512基于刚性特性的分布来决定刚性特性的特征点(取最大值、极大值的测定部位)(步骤s86，特征点提取工序)。
[0190]
直至准备了多个的高尔夫球杆头30的计测全部结束为止(步骤s88：否)，更换安装于杆头固定用夹具12的高尔夫球杆头30(步骤s90)，回到步骤s74，反复之后的处理。
[0191]
然后，当准备了多个的高尔夫球杆头30的计测全部结束时(步骤s88：是)，结束本流程图的处理。
[0192]
图11表示的是有无下落距离变更工序导致的ct值的不同的说明图。
[0193]
图11的(a)示出了从高尔夫球杆头30的杆面32的中心位置(计测部位0)起，将在上下方向上以每隔规定距离分离的点设为计测部位(打点位置)来计测的ct值。此外，图11的(b)是标示了图11的(a)的值的图表，纵轴为ct值，横轴为计测部位。
[0194]
将杆面32的中心位置(计测部位0)、从计测部位0向上方方向远离10mm的点和远离20mm的点、从计测部位0向下方方向远离10mm离的点(-10mm)和远离20mm的点(-20mm)设定为计测部位。
[0195]
在不实施下落距离变更工序，以计测部位0为基准将碰撞杆24的下落开始高度设为恒定的情况(从使计测部位0处的碰撞速度为0.40m/s的高度，在所有的计测部位进行了计测的情况)下，在其他的计测部位处碰撞速度比0.40m/s慢，例如在计测部位-20mm处碰撞速度为0.33m/s。此外，ct值在计测部位0最大，在与计测部位0的距离越大的计测部位，ct值越小。
[0196]
另一方面，在实施下落距离变更工序，以在全部的计测部位设定碰撞速度为
0.40m/s的方式变更碰撞杆24的下落开始高度的情况下，与下落开始高度恒定的情况相比，ct值在全部的计测部位变小。如上所述ct值具有速度依存性，因此可以认为按照碰撞速度恒定进行计测ct值的方式可靠性更高。特别是，与计测部位0的距离越大的计测部位，因杆面32的曲率的影响产生的误差越大，因此实施下落距离变更工序进行计测是有效的。
[0197]
而且，杆面32具有曲率意味着，杆面32的各点的法线方向也不同。对于更严格地计测刚性特性，理想的是，在各计测部位，碰撞杆24的碰撞角度一致(设为垂直)。
[0198]
由此，为了使碰撞杆24(碰撞体)的下落方向与杆面32的计测部位的法线方向大致一致，也可以设置调整高尔夫球杆头30(被碰撞体)的保持角度的碰撞角度调整机构80，执行碰撞角度调整工序。
[0199]
图15是表示碰撞角度调整机构80的一个例子的说明图。
[0200]
碰撞角度调整机构80具备：握持部82，握持杆头固定用夹具12；接地部84，配置于平面上(在图15的例子中是y轴方向载物台1406)；以及旋转部86，使握持部82以任意的角度旋转。
[0201]
握持部82具备：基部，与形成为十字型的杆头固定用夹具12的底面相接；以及立起设置部，从基部的前端向垂直方向的上侧延伸并于杆头固定用夹具12的侧面1204和1206相接，握持杆头固定用夹具12。
[0202]
在图15的(a)的状态下，碰撞杆24的下落方向与位于杆面32的大致中央的计测部位a的法线方向(用来自计测部位a的箭头表示)一致。另一方面，位于杆面32的端部的计测部位b的法线方向(用来自计测部位b的箭头表示)偏移为碰撞杆24的下落方向。
[0203]
因此，在进行在计测部位b的计测时，如图15的(b)所示以碰撞杆24的下落方向与计测部位b的法线方向一致的方式通过旋转部86使握持部82旋转。
[0204]
需要说明的是，各计测部位的法线方向例如根据高尔夫球杆头30的设计数据算出。
[0205]
通过以上的内容，能更高精度地计测曲面上的各计测部位的刚性特性。
[0206]
如以上说明的那样，在实施方式的刚性特性计测装置10中，每次变更杆面32上的计测部位时，以向计测部位的碰撞体24的碰撞速度为大致恒定的方式调整碰撞体24的下落距离，因此在杆面32具有曲率的情况下也能将在各计测部位的碰撞速度设为大致恒定，在刚性特性具有速度依存性的情况下等提高计测精度方面是有利的。
[0207]
在刚性特性计测装置10中，如果使用用于刚性特性的计测的加速度传感器26计算出碰撞速度并调整下落距离(上述方法1)，则在降低下落距离变更工序的实施的成本方面是有利的。
[0208]
此外，在刚性特性计测装置10中，如果以测定碰撞杆24与计测部位的分离距离的方式调整下落距离(上述方法2)，则在迅速地调整下落距离，高效地进行计测方面是有利的。
[0209]
此外，在刚性特性计测装置10中，如果以碰撞杆的下落方向与计测部位的法线方向呈大致一致的方式调整被碰撞体的保持角度，则在进一步提高刚性特性的计测精度方面是有利的。
[0210]
此外，刚性特性计测装置10沿水平面内的正交的2轴使碰撞杆与高尔夫球杆头30的相对位置变更的同时进行刚性特性的计测，因此在连续地计测高尔夫球杆头30的刚性特
性方面是有利的。
[0211]
此外，刚性特性计测装置10基于对应于多个计测部位计算出的刚性特性，制作设定于水平面内的计测范围中的刚性特性的分布，因此在掌握高尔夫球杆头30整体的刚性特性方面是有利的。
[0212]
此外，刚性特性计测装置10基于刚性特性的分布提取刚性特性的特征点，因此在进行高尔夫球杆头30的刚性特性的评价方面是有利的。
[0213]
此外，刚性特性计测装置10能容易且高精度地计测作为高尔夫球杆头30的评价指标而言重要的ct值。
[0214]
此外，刚性特性计测装置10使作为碰撞体的碰撞杆24朝向作为被碰撞体的高尔夫球杆头30沿铅垂方向下落，因此容易将碰撞杆24的碰撞位置、碰撞角度保持为恒定，在提高刚性特性的计测精度方面是有利的。
[0215]
此外，刚性特性计测装置10的碰撞杆24为柱状，因此容易限制沿长尺寸方向的移动的路径，更容易将碰撞杆24的碰撞位置、碰撞角度保持为恒定，在进一步提高刚性特性的计测精度方面是有利的。
[0216]
此外，碰撞杆24的底面2412(碰撞面)形成为球面形状，因此能进行依据摆锤试验的计测。
[0217]
此外，刚性特性计测装置10设有限制碰撞杆24的最高点位置和最低点位置的上方止动件2406和下方止动件2408(止动件机构)，因此能将碰撞杆24的下落距离保持为恒定，在将向杆面32的碰撞速度设为恒定方面是有利的。
[0218]
此外，刚性特性计测装置10设有防止碰撞杆24与杆面32再碰撞的弹簧28(再碰撞防止机构)，因此在减轻短时间内的反复碰撞对计测的影响方面是有利的。此外，碰撞杆24保持于杆面32的上方，因此能提高更换作为计测对象的高尔夫球杆头30时的作业效率，此外，能防止在杆面32产生伤痕等。
[0219]
此外，刚性特性计测装置10设有调整碰撞杆24的下落开始位置与杆面32的距离(碰撞体的下落距离)的下落距离调整机构(臂20的位置固定机构2006)，因此能将碰撞杆24的碰撞速度调整为任意的速度，特别是能提高计测具有速度依存性的刚性特性的情况下的便利性。
[0220]
此外，刚性特性计测装置10能调整杆面32上的碰撞杆24的下落位置，因此能计测杆面32上的任意位置的刚性特性。
[0221]
此外，刚性特性计测装置10的杆头固定用夹具12形成为包含减振材料，因此在防止过度的噪声叠加于加速度传感器26的检测值，进行稳定的计测方面是有利的。
[0222]
此外，在刚性特性计测装置10中，能仅将未装配有杆身的高尔夫球杆头30设为被碰撞体，因此，能容易地进行高尔夫球杆头30的试制工序、制造工序中的ct值的计测。
[0223]
需要说明的是，在本实施方式中，计算出ct值作为高尔夫球杆头30的刚性特性，但也可以计算出例如反弹系数(碰撞前后的相对速度之比)等能使用加速度传感器26的检测值来计算出的其他刚性特性。
[0224]
符号说明
[0225]
10 刚性特性计测装置
[0226]
12 杆头固定用夹具
[0227]
14 xy工作台
[0228]
16 台座
[0229]
18 支柱
[0230]
20 臂
[0231]
22 直线衬套
[0232]
24 碰撞杆(碰撞体)
[0233]
2404 杆主体
[0234]
2406 上方止动件
[0235]
2408 下方止动件
[0236]
2410 操作杆
[0237]
2412 底面
[0238]
26 加速度传感器
[0239]
27 凸轮机构
[0240]
28 弹簧(再碰撞防止机构)
[0241]
30 高尔夫球杆头(被碰撞体)
[0242]
32 杆面(被计测面)
[0243]
50 计算机(特性计算部)
[0244]
502 计测部位调整部
[0245]
504 下落距离变更部
[0246]
506 下落控制部
[0247]
508 刚性特性计算部
[0248]
510 特性分布制作部
[0249]
512 特征点提取部
[0250]
80 碰撞角度调整机构