CN103313761A - 非圆形凹面高尔夫球 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有非圆形凹面的高尔夫球。本发明的高尔夫球，以球体表面作为纹间表面部，在该纹间表面部上形成多个凹面，其特征在于：假设多面体内接于形成纹间表面部的球体，在将该假想的内接多面体的各面投影的纹间表面部上形成多个宽为1.5mm以上、长为宽的2倍以上的非圆形凹面，并且配设成从相邻凹面流出的纵向涡流流向两个以上不同方向。本发明与圆形凹面相比，使剥离边界后退而降低阻力。多面体实质上由四面体、六面体、八面体、十二面体、二十面体构成。

Description

非圆形凹面高尔夫球

技术领域

本发明涉及一种改善高尔夫球空气动力学特性的凹面形成为非圆形的高尔夫球。

背景技术

众所周知，以往，由于高尔夫球以20～70m/sec的速度旋转飞行，因而在该速度范围内，具有周围边缘为圆形（下面，简称为圆形）的凹面的球比没有凹面的球阻力小，在相同的初速度下，能够飞行更长的距离。而且，低速时较大的圆形凹面为佳，高速时则较小的圆形凹面为佳。

因此，近年来，为了使影响高尔夫球飞行距离的升力阻力比（升力/阻力）变大，对凹面形状、凹面剖面形状进行了各种研究。例如，公开有，凹面不是圆形、凹面周围边缘为三角形，并且相隔规定间隔分散配置的高尔夫球（专利文献1）；凹面表面形状为三角形，剖面形状为反圆锥形的高尔夫球（专利文献2）；凹面表面形状为多角形，相邻凹面的边界上形成有脊形状的高尔夫球（专利文献3）。

即，大家都认为以往的高尔夫球为了提高升力阻力比（升力/阻力）必须要有凹面，即相邻凹面之间必须要有规定的平面或者脊部。

另一方面，存在，设定高尔夫球的重量、尺寸、初速度、对称性等标准并且公认符合这些标准的高尔夫球的制度（R＆A Rules），因而影响支配飞行距离的初速度的恢复系数限制在一定范围内。对此，作为在规定恢复系数范围内提高高尔夫球的飞行距离的技术，对三层球、四层球以及材质等进行了各种研发。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】美国专利第4,830,378号说明书

【专利文献2】日本专利公开公报特开平06－190082号

【专利文献3】日本专利公开公报特开2005－185341号

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的发明人等发现，在恢复系数受限的高尔夫球的改善中，自圆形凹面问世以来，虽然与凹面数、尺寸的改善一同对三层球、四层球等球的层数进行了研究，却一直没有从实际空气动力学特性出发进行改善的研究。对此，本发明人等，从空气动力学的观点出发精心研究的结果，得出了打破圆形凹面为最佳的以往常识的观点。即，在高尔夫球表面形成圆形凹面有助于提高升力降低阻力，而要想使高尔夫球的剥离边界层后退却存在极限。这是因为，在圆形凹面内产生的纵向涡流流向一个方向，其结果在圆形凹面内会残留涡流，因而，最大105°，即使考虑到球的转速，在上侧110°，在下侧105°为极限。

解决问题的技术手段

本发明鉴于上述问题而作，其第1目的在于提供一种比以往的高尔夫球优越的阻力较小的高尔夫球。

本发明的发明人，为了解决上述问题精心研究，从空气动力学实验及其观察中得出了以往的想法不一定正确的观点。即，旋转飞行的高尔夫球，如图1（A）所示，在其最大直径附近存在剥离边界，受高尔夫球的该剥离边界后方产生的涡流的影响产生阻力，因而极大地受该剥离边界上下宽即剥离宽度的影响。因此，以往普遍的想法是，形成圆形凹面，使涡流的剥离位置向后方移动，从而缩小剥离宽度以减小阻力，并且通过凹面所引起的高尔夫球的上下空气流速差得到升力，因而形成圆形凹面是必须的。然而，在旋转飞行的高尔夫球和周围空气之间，虽然无法避免凹面所产生的涡流，然而当凹面为宽度1.5mm以上、长度为宽度的2倍以上的非圆形凹面时，发现涡流难以残留在凹面内，而且当其纵向涡流的方向不同时，在相邻凹面产生的纵向涡流流向后方，在高尔夫球后方形成的剥离边界更向后方移动。

本发明根据上述高尔夫球的新空气动力学知识而作。本发明的具有非圆形凹面的高尔夫球，其以球体表面作为纹间表面，在该纹间表面上形成有多个凹面，其特征在于：假设多面体内接于形成纹间表面部的球体，在将该假想的内接多面体的各面投影的纹间表面部上形成宽为1.5mm以上、长为宽的2倍以上的多个非圆形凹面，并且配设成从相邻凹面流出的纵向涡流流向两个以上不同方向。

本发明的非圆形凹面，如果宽度为1.5mm、长度为宽度的2倍以上，则在其周围边缘所形成的纵向涡流与圆形凹面不同，在凹面周围边缘所形成的涡流具有时间差，所产生的涡流沿着非圆形凹面的周围边缘流动，其结果，如图1（B）所示，在标准状态下，剥离边界层几乎后退5°左右以减小阻力，在相同的初速度（相同的恢复系数）下能够加大飞行距离。上述现象中，不可避免凹面的周围边缘与空气接触产生纵向涡流，而在相邻的非圆形凹面中，凹面周围边缘至少朝向两个不同方向形成，与圆形凹面不同，相对于高尔夫球的行进方向上非固定（在圆形凹面中，其周围边缘和空气接触的方向始终保持固定），在周围边缘所产生的纵向涡流不会停留在凹面的周围边缘，沿着周围边缘流动，凹面内的残留变为极少。本发明，在功能上以产生这种现象为基础。考虑到高尔夫球的对称性，较为理想的是，使正多面体内接，并在该各个面体投影的纹间表面上形成从中心放射状延伸的花瓣形凹面。因此，本发明提供一种在所述多面体的各面的投影纹间表面部上，至少从其中心沿着球面朝向内接于球面的各个顶点，以放射状形成多个的由沿着球面延伸的一对弧或者直线夹住的非圆形凹面以形成花瓣形状的高尔夫球。非圆形凹面的面积可以通过相邻的所述花瓣形状的非圆形凹面之间配设辅助凹面来进行调整。

另外，作为正多面体，可以是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体中的任意一种，作为内接于所述球体的假想的多面体可以是将正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体中的任意一种的各个顶点水平切割的切割多面体。通过切割形成的面可以分为切割宽度从小到大的多种类型，但是切割宽度小时，在投影的纹间表面上形成辅助凹面，而切割宽度大时则形成通常的凹面。

本发明中，非圆形凹面的深度，与圆形凹面相同，需要受到高尔夫球周围空气流能够产生乱流的深度，通常形成为0.2mm到0.5mm范围。

本发明的要点在于，假设多面体内接于球体，并以此为基础，在将各个内接面投影于内接球体上的纹间表面上形成多个宽度为1.5mm以上、长度为宽度的2倍以上的非圆形凹面，则非圆形凹面内不会残留涡流，而且沿着凹面的场边方向产生纵向涡流，当流动方向不同时，与在相邻凹面所产生的纵向涡流互相干扰而易于流向后方，使形成在高尔夫球后方的剥离边界层更向后方移动，从而替代以往的圆形凹面。如果非圆形凹面在纹间表面（球体表面）上的所占面积较小导致升力不足时，可在剩余的纹间表面上形成圆形或者多角形凹面以提高升力。

发明的效果

在以往的圆形凹面中，在周围边缘产生的涡流有滞留倾向，而采用本发明，高尔夫球表面的凹面形成为非圆形，从而使在周围边缘产生的涡流具有时间差，其结果该涡流沿着椭圆形周围边缘流出，因而不会滞留。而且，从相邻凹面流出的纵向涡流互相合作将剥离边界推向高尔夫球的后方，因而剥离边界层与圆形凹面时相比更向后方移动，从而减小阻力。

附图说明

图1是对以往的圆形凹面和本发明的非圆形凹面的剥离边界层的形成状态进行比较的作用比较图。

图2是表示使正四面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面时的情况，（c）至（f）表示形成方法的代表例。

图3是表示使正六面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面时的情况，（c）至（h）表示形成方法的代表例。

图4是表示使正八面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面时的情况，（c）至（f）表示形成方法的代表例。

图5是表示使正十二面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面时的情况，（c）至（h）表示形成方法的代表例。

图6是表示表示使正二十面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面时的情况，（c）至（f）表示形成方法的代表例。

图7是在内接正十二面体的投影纹间表面部上形成花瓣形凹面的同时，顺着各个顶点之间的棱线形成由一对弧包围而成的凹面的实际高尔夫球的主视图。

图8是图7的变形例，在内接正十二面体的投影纹间表面部上形成花瓣形凹面，而未形成顺着各个顶点之间的棱线由一对弧包围而成的凹面的实际高尔夫球的主视图。

图9是图7的变形例，将正十二面体的一部分顶角水平切割，在投影纹间表面部上形成花瓣形凹面，另一方面顺着各个顶点的切割面上的棱线形成由一对弧包围而成的凹面，并且在中心形成圆形凹面的实际高尔夫球的主视图。

图10表示非圆形凹面为其长度为宽的2倍以上的长条状时的第1变形例。

图11表示非圆形凹面为其长度为宽的2倍以上的长条状时的第2变形例。

图12表示在本发明的多面体投影纹间表面上形成的代表性变形凹面形状（a）（b）（c）。

具体实施方式

下面，根据附图所示具体例，对本发明进行详细说明。图2至图6表示从各种内接多面体制造高尔夫球的各种凹面的实例。在各个附图中，圆形表示球状高尔夫球，内接的多角形为内接于球体的假想的多角形。将多角形的各面投影在球体上，并在其纹间表面部上形成凹面。高尔夫球的尺寸为标准尺寸，非圆形凹面2形成为从周围边缘朝向中心部在0.2～0.5mm范围内逐渐加深，以使空气流导向长边方向，流出时在周围边缘形成纵向涡流。另外，只要能够形成纵向涡流，凹面的深度也可以均匀。

图2至图6表示假设正多面体内接于球体，在各面的投影纹间表面部上形成图示形状的凹面的方法。

图2是表示使正四面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面的情况，（c）表示将正四面体的顶点水平切割棱线的三分之一使各面形成为正六面体，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面的情况，（d）表示将正四面体的顶点水平切割棱线五分之一左右使各面形成为变形六面体，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面（e），并且在切割面的三角形的投影纹间表面部上形成圆形、放射状花瓣形、顺着各棱线由一对弧包围而成的凹面的情况（f）。

图3是表示使正六面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面的情况，（c）表示将正四面体的顶点水平切割棱线的五分之一使各面形成为变形八角形，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面（d）的同时在切割面的三角形的投影纹间表面部上形成圆形、放射状花瓣形、顺着各棱线由一对弧包围而成的凹面的情况（e），（f）表示将正六面体的顶点水平切割棱线的二分之一左右使各面形成为正方形面，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面（h）的同时在切割面的三角形的投影纹间表面部上形成圆形、放射状花瓣形、顺着各棱线由一对弧包围而成的凹面的情况（g）。

图4是表示使正八面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面的情况，（c）表示将正八面体的顶点水平切割棱线的三分之一使各面形成为正六角形，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面的情况，（d）表示将正八面体的顶点水平切割棱线的四分之一左右使各面形成为变形六角形面，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面（e），并且在切割面的三角形的投影纹间表面部上形成圆形、放射状花瓣形、顺着各棱线由一对弧包围而成的凹面的情况（f）。

图5是表示使正十二面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面的情况，（c）表示将正十二面体的顶点水平切割棱线的四分之一使各面形成为变形十角形，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面（d）的同时在切割面的三角形的投影纹间表面部上形成圆形、放射状花瓣形、顺着各棱线由一对弧包围而成的凹面的情况（e），（f）表示将正十二面体的顶点水平切割棱线的二分之一左右使各面形成为正五角形面，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面（g）的同时在切割面的三角形的投影纹间表面部上形成放射状花瓣形凹面的情况（h）。

图6是表示使正二十面体（a）内接于球体（b），并在各个面上形成放射状延伸的非圆形凹面的情况，（c）表示将正二十面体的顶点水平切割棱线的三分之一使各面形成为正六角形，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面的的同时在切割面的五角形的投影纹间表面部上形成圆形、放射状花瓣形、顺着各棱线由一对弧包围而成的凹面（未图示）的情况，（d）表示将正二十面体的顶点水平切割棱线的五分之一左右使各面形成为变形六角形面，并在各面投影于球体的纹间表面部上形成放射状延伸的花瓣形（非圆形）凹面（e），并且在切割面的五角形的投影纹间表面部上形成放射状花瓣形凹面的情况（f）。

在本实施例中，要点在于，以正多面体为中心使凹面的周围边缘形成为由一对弧包围而成的椭圆形或者非圆形，使在周围边缘产生的乱流具有时间差，并使所产生涡流沿着由圆弧构成的周围边缘流动。因而，本领域技术人员在不脱离该要点的前提下能够进行变形以及修改。例如，凹面用于使在周围边缘所产生的纵向涡流易于流出并将其导向高尔夫球的后方，因而有时优选长边方向比凹面宽度的2倍（4mm）更长，然而超过2倍时优选在中间部形成隔壁W1（参照图10）。隔壁W1优选形成为圆弧状，然而还可以形成为反圆弧状（参照图11）。如图11所示，凹面的长边方向端部可以采用叉形、反圆弧、直线、锯齿形，反三角等各种形状。而且，在上述实施例中，使用放射状花瓣形式说明了凹面，但是只要在多面体的投影纹间表面部上至少形成不同的两个方向的纵向涡流即可，因而，如图12所示的卍形状、长边方向由一对直线包围的近于方形的凹面、环状凹面和圆形凹面的组合等，只要相对于凹面的宽度在长边方向上能够确保宽的2倍长度的凹面长度即可。

另外，本发明涉及高尔夫球的外壳形状，因而高尔夫球不仅可以适用于二层球、三层球，还可以适用于4层球等各种内部结构的高尔夫球上。

在图7至图9中，以实线表示实际制造的具有本发明的非圆形凹面的高尔夫球的实际球体外周及其纹间表面部上所形成的凹面周围边缘。即，图7是表示在内接正十二面体的投影纹间表面部形成花瓣形凹面的同时顺着各个顶点之间的棱线形成由一对弧包围而成的凹面的实际高尔夫球的主视图。

图8是图7的变形例，是在内接正十二面体的投影纹间表面部形成花瓣形凹面，而未形成顺着各个顶点之间的棱线由一对弧包围而成的凹面的实际高尔夫球的主视图。

图9是图7的变形例，是将正十二面体的一部分顶角水平切割，并在投影纹间表面部形成花瓣形凹面，另一方面顺着各个顶点的切割面上的棱线形成由一对弧包围而成的凹面的同时在中心形成圆形凹面的实际高尔夫球的主视图。

符号说明：

1、11、21    由球体构成的高尔夫球

2、12、22    椭圆形凹面

Claims (10)

1.一种具有非圆形凹面的高尔夫球，其以球体表面作为纹间表面部，在该纹间表面部上形成多个凹面，其特征在于：

假设多面体内接于形成纹间表面部的球体，在该假想的内接多面体的各面投影的纹间表面部上形成多个宽为1.5mm以上、长为宽的2倍以上的非圆形凹面，并且配设成从相邻凹面流出的纵向涡流流向两个以上不同方向。

2.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于：

在所述多面体的各面的投影纹间表面部上，至少从其中心沿着球面朝向内接于球面的各个顶点，以放射状形成多个由沿着球面延伸的一对弧或者直线夹住而成的花瓣形状的非圆形凹面。

3.根据权利要求2所述的高尔夫球，其特征在于：

在相邻的所述花瓣形状的非圆形凹面之间配设辅助凹面。

4.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于：

内接于形成纹间表面的球体的多面体为将正多面体的各个顶点水平切割而成的切割多面体，至少在除了切割而成的面以外的各个面的投影纹间表面部上形成多个宽1.5mm以上、长为宽的2倍以上的非圆形凹面，并且配设成从相邻凹面流出的纵向涡流流向两个以上不同方向。

5.根据权利要求4所述的高尔夫球，其特征在于：

在所述切割而成的面的投影纹间表面部上形成辅助凹面。

6.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于：

从各个面体中心放射状延伸的凹面，其凹面宽度随着远离中心逐渐变大。

7.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于：

所述凹面的短轴（最大宽度）为1.5～2.5mm，长轴（最大长度）为3.5～4.5mm。

8.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于：

凹面的长轴为3mm以上，并且在超过短轴的2倍长度的中间区域上具有阻壁。

9.根据权利要求2所述的高尔夫球，其特征在于：

内接于所述球体的假想的多面体为正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体中的任意一种。

10.根据权利要求1所述的高尔夫球，其特征在于：

内接于所述球体的假想的多面体为正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体中的任一种，并且将各个顶点水平切割的切割多面体。

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