JPH0741087B2 - ゴルフスイング診断機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本願発明は、ゴルフスイング中の体重移動を可視化して
表示することにより被験者の技能を診断し技能向上の指
針にすることができるゴルフスイング診断機に関する。

〔従来の技術〕

ゴルフのスイングは一般にフォームが重要であるが、重
心の移動、いわゆるウエートシフトもまた重要な要因で
あることは良く知られている。

従来、スイング中の動きをビデオテープに録画して後で
モニターテレビに繰り返し再生して解析することが行わ
れている。また、重心の左右の移動に注目をして、左右
の足をそれぞれ荷重検出器に乗せてスイングし、その時
に測定した荷重測定値から左右の荷重バランスの移動状
況を表示することも行われていた。さらに、その両者を
同時にテレビ画面に出力する装置が開示されている（特
開昭62−44275号公報）。

ところで、ゴルフスイング中のウエートシフトは右足と
左足の間の直線的移動であるとするものが多かったので
あるが、近時の研究の結果、アドレスからバックスイン
グの間は重心は両足の丁度中央から右足の方に直線的に
シフトするが、ダウンスイングからインパクトにかけて
は重心はアドレス時よりもやや爪先に掛かりつつ左足の
方に移動することにより、重心の軌跡は前方に脹らみ、
後に再び後方に重心が移って、インパクトの瞬間の重心
は軌跡中最も左側で左右の足の中心を結ぶ線上にあるの
が良いことが分かってきた。多くのゴルファーに見られ
る欠点であるスエーやダウンスイングでのウエートシフ
トがスムーズでないなどの状況は、重心移動を時系列的
に捕らえその軌跡を平面的に投影して示すことにより、
明瞭に観察できる。こうして得られる重心軌跡を先に述
べた模範的なパターンに合わせるようにゴルフスイング
の訓練をすることが出来れば、ゴルフの実力は格段に向
上することになる。

従って、スイング中の重心移動軌跡を求めて表示する装
置は、有効なスイング診断機となり、多くのゴルファー
にとって極めて有用なスイング練習補助装置になる。と
ころが、前記スイング解析装置は単に左右の１次元的な
動きを捕らえることが出来るだけであるので、上記重心
軌跡を求めることには役に立たない。現状において上記
目的に利用できるのは、専門家が高度な測定解析装置を
駆使して解析するシステムであって、とても日常的な利
用を行うことにはならなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、本願発明が目的とするところは、ゴルフスイン
グ中の被験者の重心軌跡を測定し、これを２次元的に表
示して、スイングの良否を判断する助けをなさしめるゴ
ルフスイング診断機を提供することである。また、ゴル
フスイング中の重心移動の軌跡からスイングの特徴を表
現する特性値を演算して表示しスイングの良否を容易か
つ的確に診断するゴルフスイング診断機を提供すること
である。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題の解決のために、本願第１の発明は、被験者を
載せる天板と該天板を支えるロードセルをその周縁部下
側に３個以上設置した荷重測定台が設けられたゴルフス
イング診断機において、ゴルフボールをセットする位置
とクラブヘッドのアドレス位置にクラブヘッド通過を検
出する検出器を配設したヘッド検出器と、前記荷重測定
台のロードセルの荷重測定出力、及び、前記検出器の検
出出力から、スイング中の天板上の荷重の重心位置を算
出する演算装置と、該重心位置の軌跡を２次元面投影図
として表示し、かつ該図中にバックスイング開始時点と
インパクト時点における重心位置を表示する表示装置が
設けられていることを特徴とする。

また、第２の発明は、被験者の試技による測定結果を記
憶する記憶装置を備え、前記表示装置は、新しい測定結
果を表示するときに、該記憶装置の記憶情報を該測定結
果と重ねて表示するように構成されていることを特徴と
する。

また、第３の発明は、前記荷重測定台のロードセルの荷
重測定出力から被験者の重心軌跡の特性値を演算する演
算装置と、その結果を表示する表示装置を備えることを
特徴とする。

また、第４の発明は、前記演算表示する重心軌跡の特性
値が、バックスイング中の重心移動の横方向距離と時
間、ダウンスイング中の重心移動の横方向距離と時間お
よび縦方向移動幅、フォロースイング中の重心移動の縦
方向距離、インパクト時の重心位置および荷重の内のい
ずれかを含むことを特徴とする。

〔作 用〕

本願第１の発明による作用は以下の通りである。

荷重測定台の隅部に設置された少なくとも３個のロード
セルが天板の支点となっているから、荷重の重心を各支
点間距離により按分した重力がロードセルにかかる。従
って、それぞれの検出出力を逆に比較按分すれば、台に
掛かる荷重の中心位置が求まる。この時、台自身の荷重
を補正すれば、被験者の重心位置が水平面に投影された
形で求まる。荷重の重心位置はロードセル３個により、
正確に求めることができるが、算出式が若干複雑にな
り、また天板の安定が悪くなる。それに対し、該ロード
セルが正確に正方形の４隅に配置されその上に台が載置
されている場合には、それぞれの出力を用いた簡単な比
例演算により、台上に投影された重心の位置が容易に与
えられる。なお、ロードセルが４個配置されても、その
設置位置が正確な対称位置になくて、それぞれのロード
セルに掛かる初期荷重が異なり、かつ荷重が掛かったと
きに出力変化の度合いが異なる場合であっても、予め与
える出力補償値と重み係数値を調整することにより、正
しく重心の投影位置が求められる。この演算は演算装置
に備わる機械計算手段にとっては極めて容易であるか
ら、被験者が台上で動く場合にも、ほぼリアルタイムで
その計算結果を得ることが出来る。なお、ここでロード
セルとは、広く荷重の検出端を意味し、必ずしもストレ
ンゲージによるものでなくても良い。

荷重測定台のほぼ中央にゴルフクラブを持った被験者を
立たせて、台前の、例えばティー上にセットしたゴルフ
ボールを打たせる。この時、アドレスして後スイングを
開始した時点から、クラブを振り切ったスイング終了時
点までの間、逐次ロードセルの測定出力信号を入力し
て、上記演算をし、重心の移動状態を算出し、結果をCR
T、液晶表示器、あるいはプラズマディスプレー等の２
次元表示装置、またはプロッターやプリンター等の２次
元記録装置で構成される表示装置に表示することができ
る。

ところで、演算装置に対して、重心位置の算出を開始す
るための開始指令を与える必要があるが、この演算装置
への算出開始指令を人が与える構成にすると不便なもの
となる。

また、表示装置に表示される重心軌跡から該試技時にお
けるスイングの良否が判定出来るのであるが、実際に判
定に用いる場合には、スイング動作の前後で体が動く結
果現れる部分と、スイング動作中の軌跡が区別して表示
される必要がある。スイング動作に入る前の部分を指定
するため、人がタイミングを計ってスイング開始の信号
を入力する方法であれば、スイングをする被験者自身が
信号器を操作することはできないことから、必ず補助者
が必要になるという不便がある。

本発明の装置に具備されるヘッド検出器には、透過式の
あるいは反射式の光学式検出器、空気背圧の測定器、磁
気センサーあるいは接触センサーなどの検出器が、アド
レスする時のクラブヘッドの位置に設置されていて、ク
ラブヘッドの動きを監視している。そして、検出器がク
ラブヘッド通過を検出することに基づいて、演算装置へ
の算出開始指令を与えるとともに、スイング開始信号を
入力するように構成してある。

従って、演算装置への算出開始指令を人手によらず与え
ることができ、また、バックスイングの開始時点を人手
によらず、しかも正確に特定することができる。ちなみ
に、ゴルフスイングを行う場合、緊張感が和らげるため
にバックスイングの開始前にワッフルを行うのが通常で
あるが、被験者は、検出器にヘッド通過を検出させない
ように注意しさえすれば、バックスイングの開始前にワ
ッフルを行っても、バックスイングの開始時点を正確に
特定することができるのである。

そして、前記方法により逐次演算して求める被験者の重
心位置の軌跡を、この開始時点から２次元面投影図とし
て表示すると、スイングに入る前の軌跡が除去されて、
スイングに係る部分についてのみの重心移動軌跡の投影
図が得られ、また、その図中に記号を記入したり、対象
軌跡部分を色彩により区別したりすることにより、バッ
クスイング開始時点を表示することができるので、特に
スイングの初期における重心移動の良否が明瞭に評価判
定できるものになり好ましい。

上記ヘッド検出器上のボールセット位置には、上記バッ
クスイング検出用検出器と同様な検出器がクラブヘッド
の通過を検出するように設けられていて、インパクト時
点を検出するから、このインパクト時点における重心位
置を前記重心移動軌跡図中に表示する。先に述べたよう
に、インパクト時およびその前後にかけての体重中心位
置の動きはスイングの良否の最も重要な指標になるか
ら、該軌跡図にインパクト時点が併記されることはゴル
フスイング診断機の機能を大いに向上させるのである。

スイング動作はフォロースイングで終了し、このフォロ
ースイングもスイングの良否を大きく左右するのである
が、体重移動の状況からスイングの良否を判定するとい
う立場からは、スイング途中までの様子を知れば十分で
ある。そこで、特に厳密なフォロースイング終了時点を
知る必要はなく、インパクト時点から適当な時間を切っ
て軌跡図の表示を打ち切るようにしてよい。

また、第２の発明による作用は以下の通りである。

被験者が試技をして結果が好ましかった時に、この結果
を別途記録しておいて、別の時に試技した新しい測定結
果と共に重ねて表示することができるので、自身がベス
トスイングした時の重心移動状況との差異が明瞭になる
ので、調整が容易である。

また、第３及び第４の発明による作用は以下の通りであ
る。

荷重測定台により測定される被験者の重心軌跡からスイ
ングの特徴を表現しうる特性値を演算し、その結果を表
示することができるので、指標として有用なことが判明
しているパラメータが直接提示されるから、誰でもスイ
ングの適合度合いを定量的に把握することが出来、ゴル
フスイング診断機の診断の信頼性が高まる。この場合の
表示は、２次元表示装置でなく、バー表示や数字による
表現であっても、十分利用できる。

〔発明の効果〕

本願発明のゴルフスイング診断機によれば、補助者の手
を必要とせずにスイング中の重心移動の様子が測定で
き、被験者のスイングの良否が重心移動の適切性の観点
から判定できる。また、該診断機により与えられる判定
は定量性を有し、客観的な指標として使用できる。さら
に自身のベストと比較することができるものは、例えば
プレー前の調整などにも極めて有効に利用できるもので
ある。

〔実施例〕

以下、実施例を示す図面に従って、本願発明のゴルフス
イング診断機を詳しく説明する。第１図は本願発明の１
実施例における荷重測定台とヘッド検出器の配置関係を
示す平面図、第２図は同立面図である。第３図、第４図
は同ゴルフスイング診断機による測定結果の１例を示す
図面である。また第５図はゴルフスイング診断機の構成
例、第６図はその信号ブロックダイアグラムである。

本願発明においては、荷重測定台（１）の前にティース
タンド（25）が配設される。荷重測定台（１）には、４
個のロードセル（12），（13），（14），（15）によっ
て４隅を支持された天板（11）が設備されている。ティ
ースタンド（25）には、ゴルフボールをセットする位置
のクラブヘッド通路を挟んだ手前側に受光器（21A）、
向こう側にそれに対応した投光器（21B）を備えクラブ
ヘッドの通過を検知してインパクトの瞬間を検出するイ
ンパクト検出器（21）と、前記ボールセット位置の若干
右側であってアドレス後バックスイングの開始時にクラ
ブヘッドが必ず通過する位置に、上記と同様に設置され
た受光器（22A）と投光器（22B）からなりバックスイン
グの開始を検出するスイング検出器（22）が備えられ、
さらに前記両受光器（21A），（22A）の間に押しボタン
（23）が備えられたヘッド検出器（２）が配設されてい
る。なお、クラブの番号が低いものにはティーを使用す
るのが当たり前であるから、前記ボールセット位置には
ティーが設備できるようになっている。

被験者はクラブを持ち、前記荷重測定台（１）上、天板
（11）のほぼ中央に立ってスタンスをとる。荷重測定台
の４隅にあるロードセル（12），（13），（14），（1
5）は荷重変換器（16）における零調整により、それぞ
れ予め天板荷重を相殺してあるから、その出力（W1），
（W2），（W3），（W4）の合計（WT）が天板上に乗った
被験者の重量になる。さらにこの時、荷重の掛かる位置
とロードセルの設置位置との関係によって、ロードセル
それぞぞれの出力割合が異なり、ここから逆算すること
によって、荷重が掛かっている位置、即ち重心を水平面
に投影した位置が分かる。４個のロードセル（12），
（13），（14），（15）が天板（11）の下、正方形の４
隅に正確に配置されている場合には、第１図中左上隅の
ロードセル（12）を原点とし、ロードセル同士の間隔を
を単位にして表現する重心位置の左右方向成分Ｘと前後
方向成分Ｙは、 Ｘ＝（W2＋W3）/WT Ｙ＝（W3＋WS）/WT から求めることが出来る。

ロードセルの配置が正方形でない場合であっても、それ
ぞれの配置に特有な、幾何学的に定まる補正係数を持ち
込むことによって、重心位置の算出が可能である。

被験者が荷重測定台（１）の上でスイングして動くと、
それに伴って、それぞれのロードセル出力は変動する。
該各出力（W1），（W2），（W3），（W4）は測定ブリッ
ジ回路とA/D変換器を備えた荷重変換器（16）で、天板
（11）重量を補償した荷重測定値を算定し、デジタル変
換し、出力し、これがI/Oインターフェース（32）を介
して、順次演算装置（３）に取り込まれる。

被験者の上下動に伴う重心の加速度やクラブヘッドとの
複合体としての重心位置の変化に起因して観測される重
量変化と、被験者の重心位置（X,Y）は、演算装置
（３）中の演算処理手段（31）により、上式に従って演
算しながら追跡することができる。その結果はICメモリ
ー等で構成される内部記憶手段（33）に記憶され、必要
に応じてI/Oインターフェース（32）を介して表示装置
（４）で表示されて、スイング中あるいはスイング後に
被験者が見ることが出来る。また、磁気ディスクやコン
パクトディスク等からなる外部記憶装置（35）に出力さ
れて、磁気記録媒体や光学的記録媒体に記録しておくこ
とができる。

被験者は、ゴルフスイング診断機が作動をしうる状態に
在ることを表示ランプ、ディスプレー等で確認してか
ら、試技を開始する開始信号を装置に送る。該開始信号
は、ヘッド検出器（２）に兼備する押しボタン（23）を
クラブヘッドで押して発生させるようにすると、そのア
ドレス直前の姿勢を崩さず、かつ被験者が自身で入力す
ることが出来て便利である。勿論、一定の場所にクラブ
ヘッドを近づけると信号を発する機構や、足踏み、手押
し、あるいは遠隔のスイッチ等を用いることも、またゴ
ルフスイング診断機自身が発生する準備終了信号で代用
することも可能である。

次に、クラブヘッドを前記スイング検出器（22）の左側
にアドレスした後、バックスイングを始める。この時、
クラブヘッドがスイング検出器の投光器（22B）から放
射される光線を遮り、受光器（22A）の光検出を中断す
ることにより、スイング開始検出信号が発生する。発受
光光線は、受光器（22A）に入射する光線をクラブヘッ
ドで遮光できることが条件で、指向性の高い細いビーム
が好まれ、また線種としては、周囲環境に存在しにくい
赤外線を選択するのが好ましい。ヘッド検出器（２）と
しては、この他にも、クラブヘッド中に鉄片など磁性体
を仕込んでおいて、ティースタンド側に仕込んだ検出コ
イルによってその通過を検出する、超音波を利用するな
ど、各種検出原理が利用できる。なお、上記と逆に、初
めにクラブヘッドを検出していて、スイングが始まると
ヘッドがそこに無くなることから、スイングの開始を知
る方式も利用される。

上記検出信号は演算装置中のI/Oインターフェース（3
2）を介して演算装置（３）に対するトリガーとなり、
この時以降該演算処理手段（31）が、上式の計算により
重心位置を逐次求める。重心位置の計算結果は、内部記
憶装置（33）に記憶し、必要に応じて２次元画面表示装
置（41）、記録装置（42）あるいは外部記憶装置（35）
に出力し、判定に役立たせることが可能になる。制御卓
（34）は演算プログラムの管理や測定パラメータの設定
などに用いられる。

第３図は典型的な重心軌跡の平面投影図を示す例であ
る。左足（LF）と右足（RF）の位置が点線で示されてい
る。

多くのプレーヤの試技結果から解析すると、好ましいス
イングをしたときの重心の軌跡は、まず、初めにスタン
スを取ったときには、重心が左右の足のほぼ中間点（P
2）にあり、バックスイングを始めると、これがほぼ直
線的に右足の方に移動し、右足（RF）の内側の辺りに達
したところを最右端とし、そこからダウンスイングに入
る。ダウンスイング中は若干爪先の方に重心がかかるた
め、重心軌跡は左方に移動しながら前方に緩やかな弧を
描く。この弧は体の正面位置で最も膨らむ形をしてお
り、クラブヘッドがティー位置に近づくにつれて再び手
前方向に戻ってきて、弧の最左端では左足（LF）の中側
の辺り、左右の足を結んだ線上（P1）に達する。ここで
インパクトするのが好ましい。インパクトの後フォロー
スイングでは、重心軌跡は左足（LF）の内側後方に自然
な小円を描いて終わる。

以上が典型的な重心軌跡であって、クラブや飛距離が異
なる場合も、基本的なパターンに大きな変化はない。し
かし、最適な軌跡、例えばヘッドスピードが最大になる
軌跡は、人によりまた条件により多少異なる。ダウンス
イング中の軌跡にしても、緩やかな円弧の代わりに、頂
点を有する底辺の広い三角形を形成する場合の方が良い
人もいる。勿論、スイングするクラブの番号によって
も、またねらうべき飛距離によっても、最適パターンは
変化する。

このように人により条件により、最適パターンが変わる
のではあるが、ある条件の下におけるその人自身のベス
トスイングにおける重心軌跡は再現性があるので、本願
発明装置で測定された重心軌跡は、ベストスイングにな
っているかを調べるために良い指標になる。従って、ス
イングの測定、表示の際に、その人のベストスイングの
時の軌跡を共に重ねて表示すると、プレーヤの技術向上
ばかりでなく、プレー直前に調子の調整を行ったりする
ことにも役に立つ装置になる。

第４図は、重心位置変化のＸ方向成分（Ｘ）とＹ方向成
分（Ｙ）、また荷重の変化（Ｗ）を、インパクトした時
を表す縦線（P1）と共に時間軸上に表示したものであ
る。実施例においては、表示装置（４）を通じて観察さ
れる。

バックスイングは重心の移動が体の横方向、即ちＸ方向
最大値に達するまでで比較的緩やかに推移する。

ダウンスイングはインパクトまでと考えることが出来、
インパクト検出器（21）の信号により記入される縦線
（P1）で区切られるところまでとされる。この間の重心
移動速度はダウンスイングの開始時点から徐々に上昇す
るから、重心のＸ方向の変化量が大きくなり、ほぼ左側
最大値でインパクトに至るのが良い。またＹ方向では、
爪先に体重が若干かかるのに伴い、前方向に重心移動し
て、Ｘ方向中央の辺りで最も大きな値を取り、インパク
トする辺りで初めの値を横切るようにするときに最も良
好なスイングとなる。

フォロースイングは、Ｙ値が一旦後方最大値まで達した
後、初めのＹ値より後方で揺動し、Ｘ値の方は一旦右
側、正方向に揺れ戻す。初めにその極値に達するまでの
時間と、左側極値からのＸ座標上の距離はスイングフォ
ームの良否に関連があり重要である。

また、荷重はクラブヘッドを持ち上げるに連れてバック
スイング後半から減少してゆき、ダウンスイングに入る
と増加し始め、ヘッド速度が上がるに連れて急速に増加
する。インパクトの瞬間における荷重がヘッド速度を左
右するので、インパクトの瞬間に最大値になるのが好ま
しい。

以上から、重心軌跡、バックスイングの際の重心移
動の距離と時間、ダウンスイングの重心移動距離と時
間、フォロースイングの重心移動幅と時間、重心軌跡
横方向長さと、縦方向の幅、即ちアドレススタートポイ
ント（P2）のＹ値とダウンスイング中最も前方に重心が
偏るときのＹ値との差、インパクト時の重心、荷重、
スイング時の荷重変化、などの指標を使用すると、ス
イングの特徴をうまく表すことが出来ることが分かっ
た。

例えば、重心が右足（RF）の外側近くまで移動してバッ
クスイングの重心移動距離が長すぎる時はスエーが生じ
ているし、重心軌跡が両足の中間部分で纏まって左右に
十分広がっていないで重心軌跡横方向長さが小さいとき
は、バックスイングで十分に体重を右にシフトしないう
ちにダウンスイングに入り、またインパクト後にも体重
が右足に残っていることを示す。

なお、天板（11）下面のロードセルに当たる部分を窪み
に形成して、天板を傾けてもロードセルの受圧部材の接
当位置が変わらないようにし、さらに天板（11）を傾け
るにつれ、ロードセル（12），（13），（14），（15）
の姿勢が連動して変化して、その受圧方向を垂直に維持
するように構成した場合には、荷重測定台を適当に傾斜
させることが出来るから、斜面におけるスイングをシミ
ュレートできるものとなり、プレー中のトラブル処理の
練習に役立つ。

上記説明において、装置や体の向きを左右限定したもの
としているが、左利きの被験者に対してはヘッド検出器
を逆に配置すればそのまま利用が出来ることは言うまで
もない。

また、特許請求の範囲の記載中に図面を参照する番号を
添えているが、これは理解を助ける目的で添付したもの
であって、これにより本願発明の技術的思想を制約する
ものでないことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

図面は本願発明に係るゴルフスイング診断機の実施例を
示し、第１図は本願発明の１実施例における荷重測定台
とヘッド検出器の配置関係を示す平面図、第２図は同立
面図、第３図と第４図はそれぞれ被験者の重心軌跡の平
面投影図と経時的な変化を記録した例、第５図は本願発
明実施例における機器構成を説明する図面、第６図はそ
のブロックダイヤグラムである。 （１）……荷重測定台、（２）……ヘッド検出器、
（３）……演算装置、（４）……表示装置、（12）〜
（15）……ロードセル、（21），（22）……ヘッド検出
用受光器、（41）……ディスプレー、（42）……プロッ
タ。

フロントページの続き (72)発明者 木村 隆司 兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号 久保田鉄 工株式会社技術開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−24864（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−26571（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−50745（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被験者を載せる天板（11）と該天板を支え
   るロードセル（12），（13），（14），（15）をその周
   縁部下側に３個以上設置した荷重測定台（１）が設けら
   れたゴルフスイング診断機であって、 ゴルフボールをセットする位置とクラブヘッドのアドレ
   ス位置にクラブヘッド通過を検出する検出器（21），
   （22）を配設したヘッド検出器（２）と、前記荷重測定
   台（１）のロードセル（12），（13），（14），（15）
   の荷重測定出力、及び、前記検出器（21），（22）の検
   出出力から、スイング中の天板（11）上の荷重の重心位
   置を算出する演算装置（３）と、該重心位置の軌跡を２
   次元面投影図として表示し、かつ該図中にバックスイン
   グ開始時点とインパクト時点における重心位置を表示す
   る表示装置（４）が設けられているゴルフスイング診断
   機。
2. 【請求項２】被験者の試技による測定結果を記憶する記
   憶装置（33），（35）を備え、前記表示装置（４）は、
   新しい測定結果を表示するときに、該記憶装置（33），
   （35）の記憶情報を該測定結果と重ねて表示するように
   構成されている請求項１記載のゴルフスイング診断機。
3. 【請求項３】前記荷重測定台（１）のロードセル（1
   2），（13），（14），（15）の荷重測定出力から被験
   者の重心軌跡の特性値を演算する演算装置（３）と、そ
   の結果を表示する表示装置（４）を備える請求項１記載
   のゴルフスイング診断機。
4. 【請求項４】前記演算表示する重心軌跡の特性値が、バ
   ックスイング中の重心移動の横方向距離と時間、ダウン
   スイング中の重心移動の横方向距離と時間および縦方向
   移動幅、フォロースイング中の重心移動の縦方向距離、
   インパクト時の重心位置および荷重の内のいずれかを含
   む請求項３記載のゴルフスイング診断機。