KR200410589Y1 - 개량된 축구 볼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 운동용으로 사용하는 볼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼의 표면에

형 홈의 딤플이 형성된 축구 볼에 관한 것이다.

이를 위하여 본 고안은, 볼의 표면에 적절한 형태,크기와 깊이의

형 홈의 딤플을 형성하여 볼의 비행거리를 향상시키고 볼의 회전에 따른 다양한 형태의 비행을 구사할 수 있는 것을 특징으로 하며, 더욱 상세하게는 볼의 크기를 고려하여 볼의 표면에 골프 볼의 표면과 같은 원형이나 다각형의

형 홈 형태로 된 적절한 크기와 깊이의 딤플을 형성한 것을 특징으로 하며, 보다 다양하고 빠른 패스와 강력하고 다양한 형태의 슛이 가능하도록 함으로써 선수들의 경기력을 향상시키고 관객의 흥미를 증진시키는 효과를 가져 온다.

딤플 베르누이 방정식

Description

개량된 축구 볼{The improved football}

도 1은

형 홈의 딤플이 형성된 축구 볼의 사시도

도 2는 외피의 표면과 내면이 평행하게 형성되어 외피의 두께가 동일하게 형성된 축구 볼의 외피 단면도

도 3은 외피의 내면이 구면의 형태로 형성된 외피의 단면도

본 고안은 축구경기에 사용되는 볼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 볼의 표면에 적절한 형태, 크기와 깊이를 갖는

형 홈의 딤플을 형성한 볼에 관한 것이다.

공인 축구 볼의 규격 요건을 보면 가죽 또는 알맞은 재질의 둥근 모양이고 둘레의 길이는 68cm(27인치) ~ 70cm(28인치)이며 경기 시작시의 무게는 410g(14온스) ~ 450g(16온스), 공기압력은 해면에서 0.6기압 ~ 1.1기압으로 규정하고 있다. 또한 축구 볼은 부드러울 것, 컨트롤이 잘 될 것, 속도가 빠를 것, 질길 것, 방수가 잘 될 것 등 크게 다섯 가지 요구를 만족해야 한다. 새로 개발된 축구 볼이 월 드컵 공인구가 되려면 심사과정에서 기계장치로 8만 번의 탄력테스트를 받고 또한 기계에 고정돼 3천여 회의 압력에 견뎌야 한다.

축구 볼은 모양과 성능 개선을 위해 여러 조각을 기워 만들기 시작했다. 19세기 초 탄생한 최초의 정식 축구공은 8조각이었으나, 보다 완벽한 구형을 만들기 위해 18개, 26개로 늘어났다가 현재는 오각형 조각 12개와 육각형 조각 20개로 만든 32조각의 축구공을 사용하고 있다. 축구 볼을 만드는 재료로 처음에 사용했던 쇠가죽은 부위별로 서로 탄력이 틀리고 방수성이 없기 때문에 지금은 대부분 인조가죽을 사용하며 바깥의 외피와 안쪽의 부직포, 그리고 고무 튜브로 구성되어 있다.

1978년 아르헨티나 월드컵 경기에서 완전 방수제품이면서 보다 향상된 탄력과 회전력을 갖는 볼이 사용되었고, 1982년 스페인 대회에서는 물에 젖어도 무게가 달라지지 않는 전천후 볼이 사용되었다. 1986년 멕시코 월드컵 경기에서는 천연 가죽 대신에 100% 인조 가죽(폴리우레탄)으로 제조된 볼이 선보였고 이후 반발력을 높이기 위한 끊임없는 노력이 있어 왔다. 1994년 미국 월드컵 경기에서는 폴리우레탄에 기포를 넣어 반발력을 더욱 높임으로써 이전 대회보다 0.5골이 많은 게임당 2.71골이 기록되었다. 축구공이 이처럼 변천을 거듭해온 것은 축구공의 반발력을 높여서 패스를 빠르게 하고 강한 슈팅이 되도록 함으로써 경기의 박진감을 높여 팬들의 흥분을 자아내려는 끊임없는 노력의 산물이다.

볼의 발전과정을 볼 때 조각으로 된 가죽을 실로 꿰매는 방법으로 만들어지는 축구공이나 야구공의 재질과 제조기술은 향상되었지만 볼의 매끄러운 표면은 그 대로 유지되고 있기 때문에 비행거리가 길지 않고 휘어짐도 크지 않기 때문에 축구경기에서 패스를 빠르게 하고 강한 슈팅이 되도록 하고자 하는 노력은 한계에 부닥쳐 있다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 볼의 문제점을 해소하기 위하여, 볼의 표면에 적절한 형태, 크기와 깊이를 갖는

형 홈으로 된 딤플을 형성함으로써 볼이 비행할 때에 볼의 뒤편에 발생하는 진공의 힘을 감소시키고, 볼의 표면을 따라 흐르던 공기가 요철 주변에서 작은 회오리를 일으켜 공기의 저항을 분산시켜 볼을 떠오르게 하며, 볼의 회전속도와 회전방향에 따라 다양한 형태로 비행하게 되어 더욱 흥미있는 경기가 되도록 하는데 본 고안의 목적이 있다.

볼이 회전할 때에 볼의 표면 근방의 공기층은 점성(粘性) 때문에 회전방향으로 이동한다. 공기의 정상 흐름과 회전운동에 의한 공기의 항력이 결합하여 유선과 난류모양이 발생한다. 예를 들어 볼이 좌측에서 우측으로 비행하면서 수평축을 기준으로 반 시계방향으로 회전하는 경우에 유선의 흐름과 볼의 회전방향이 같은 볼 위쪽의 공기의 속도는 볼 아래쪽의 속도보다 크다. 따라서 베르누이의 방정식에 따라 볼 위쪽의 압력이 볼 아래쪽보다 낮기 때문에 볼은 동역학적으로 떠올림을 받게 되어 상승한다. 볼이 앞쪽으로 비행하면서 공중에서 보아 수직축을 기준으로 반 시계방향으로 회전하는 경우에도 상기와 같은 베르누이의 방정식에 따라 볼은 좌측으로 휘게 된다. 상기의 경우와 볼의 회전방향이 반대인 경우에는 반대의 현상이 발생한다.

또한 동일한 힘과 스핀에 의해 볼이 비행하는 경우에 딤플의 깊이가 얕으면 상하 좌우의 휘어짐은 크지만 비행거리는 짧아지고, 깊으면 비행방향이 라이너성이 되어 휘어짐은 작고 비행거리는 더 멀어진다.

이처럼 볼의 비행형태는 볼의 형태와 무게, 속도 그리고 표면의 상태에 따라서 달라지기 때문에, 볼의 일반적 규격조건을 유지하면서 볼의 회전형태에 따라 다양한 방향과 비행거리를 갖도록 함으로써, 축구선수의 기술력이 향상되고 관객에게는 더욱 박진감을 느끼며 흥미를 갖게 하는 축구경기가 되도록 하는데 본 고안의 목적이 있으며, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 축구 볼의 표면에 적절한 형태, 크기와 깊이의

형 홈으로 된 딤플을 형성하는 것이다.

운동경기의 역사를 고찰해 볼 때 경쟁에서 승리할 뿐만 아니라 기록을 경신하고 인간능력의 한계를 확인하려는 목적에서, 인간이 가지고 있는 잠재력과 새로운 경기기술을 개발하고 운동경기에 사용되는 도구와 장비를 개발하는 노력은 지속되어 왔다. 대부분의 구기종목에서 경기력과 기술의 증진을 위해 볼의 성능과 재질은 물론 신발과 라켓 등의 장비를 발전시켜 왔고, 특히 골프의 경우에 볼을 더 멀리 보내고 경기 스코어를 향상시키기 위해 신체적 기술의 개발에 추가하여 골프 클럽과 볼의 재질 및 구조와 형태를 부단히 개발해 온 것과 마찬가지로, 이제는 축구경기의 기술을 향상하고 흥미를 증진하기 위해 축구 볼의 형태에 변화를 가져오는 노력이 필요할 때이다.

본 고안은 표면에 적절한 형태, 크기와 깊이의

형 홈으로 된 딤플이 형성된 것을 특징으로 하는 볼에 관한 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 고안에 따른 실시 예를 설명한다.

도 1은 본 고안의 제 1 실시 예에 따라 공의 구형 표면에 일정한 크기와 형태의

형 홈의 딤플이 형성된 축구 볼의 사시도 이다.

도 1에서와 같이 외피가 가죽 또는 폴리우레탄 등의 인조피혁의 재질로 된 구형의 볼 표면에 골프 볼에 형성된 것과 같은 형태의 적절한 크기의 원이나 다각형 형태의

형 홈으로 된 딤플이 형성된다.

볼의 표면에 형성되는 딤플(2)은 그 외곽(5)이 원이나 다각형의 형태이고 딤플(2)은 볼의 중심방향으로 구면형태의

형 홈으로 형성된다. 딤플(2)의 외곽(5)이 다각형인 경우에는 다각형의 꼭지점에서 딤플의 중심방향으로 모서리의 형태를 유지하다가 점차 구면의 형태를 유지한다.

딤플(2)은 볼의 표면에 규칙적이거나 불규칙적으로 배열하는 것이 가능하며, 규칙적으로 배열하는 경우에는 볼을 구성하는 각각의 외피 조각(패널)에서만 규칙성을 이루는 방법과 볼의 전체 표면에서 규칙성을 이루도록 하는 방법이 가능하다. 또한 하나의 볼에 형성되는 딤플(2)의 형태와 크기를 동일하게 하거나 상이하게 형성할 수 있다.

딤플(2)과 딤플(2)의 사이는 볼의 구면형태(4)를 유지하고 볼의 구면(4)과 딤플(2)의 경계선인 딤플의 외곽(5)은 공기와의 마찰을 최소화하도록 라운드형으로 형성되며. 딤플(2) 표면은 딤플의 중심을 최저점으로 하는 구면을 형성한다. 볼의 표면을 구성하는 구면(4)과 딤플(2)은 동일한 외피의 재료로 구성되고 동일한 표면 상태를 유지하며 딤플(2)의 형태는 가급적 장시간 유지될 수 있어야 한다.

볼의 외피 조각(패널)의 연결부분(3)에는 딤플(2)을 형성하지 않는다.

도 2에서와 같이 외피의 두께를 볼의 표면의 형태에 따라 평행하게 동일한 두께로 형성하여 외피의 내면이 요철의 형태(6)를 형성하도록 하는 방법과, 도 3에서와 같이 외피의 두께가 볼의 표면의 형태에 따라 상이하고 외피의 내면이 구면의 형태(7)로 형성하는 방법이 가능하다. 따라서 도 2에서는 외피의 단면 두께가 일정하지만, 도 3에서는 딤플의 중심부분은 얇고 딤플이 없는 구면형태의 부분은 두꺼운 형태가 된다.

골프 볼 한 개에 약 300 ~ 500개의 딤플이 형성되어 있고 딤플의 형태, 크기와 깊이도 다양하지만 통상적으로 딤플 외곽의 직경은 약 3mm이고 깊이는 약 0.175mm이다. 딤플의 깊이가 얕으면 볼이 높은 포물선을 그리는 대신에 비행거리는 짧아지고, 깊으면 볼은 라이너성이 되면서 비행거리는 길어지는 점을 고려하여 딤플의 형태, 크기와 깊이를 형성한다.

볼의 비행거리를 어느 정도로 하고 얼마만큼 휘어지도록 할 것인가를 고려하 여 딤플의 형태, 크기와 깊이를 결정해야 할 것이며 이는 국제 공인구의 새로운 규격 조건이 될 것이다.

전술한 본 고안의 축구 볼에 의하면 국제 공인구의 조건에 부합하면서도 기존의 매끄러운 표면을 갖는 구면의 볼에 비하여 볼의 표면에 적절한 형태, 크기와 깊이를 갖는

형 홈 형태의 딤플이 형성됨으로써, 동일한 힘의 킥에 의하더라도 볼의 속도가 빨라지고 비거리도 더 증가하며, 킥의 방법과 볼과 발의 접촉 형태에 따라서 볼의 회전속도와 방향이 달라지고 다양한 비행경로를 갖는 구질을 구사할 수 있기 때문에. 경기의 템포가 빨라지고 선수들이 다양한 패스와 슈팅을 구사할 수 있으며, 골의 득실이 많아져서 축구선수의 기술력이 향상되고 관객에게는 더욱 박진감을 느끼고 흥미를 갖게 하는 축구경기가 된다.

대부분의 구기종목에서 과학의 발전과 더불어 경기력 및 흥미의 향상을 위해 경기에 사용되는 볼이나 장비의 지속적인 발전이 이루어져 왔으며, 특히 골프의 경우에는 경기 스코어 향상을 위해 볼과 장비가 급속도로 발전하여 온 점을 고려한다면, 축구경기에서도 본 고안에서 제시된 형태의 볼이 사용된다면 경기력 및 흥미 향상에 크게 기여할 것이다.

Claims (6)

1. 볼의 표면에

   

   형 홈의 딤플이 형성된 축구 볼에 있어서, 볼의 외피 표면에 형성된 딤플의 외곽이 원형이며 볼의 중심부를 향하여 구면의 형태로

   

   형 홈을 형성하고

   

   형 홈의 가장 깊은 곳이 딤플의 중심이 되며, 딤플과 딤플 사이의 표면은 원래의 볼의 구면형태를 이루며 딤플의 외곽과 구면의 경계는 라운드형으로 형성되고, 외피의 내면은 외피의 표면에 평행하게 동일한 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 축구 볼
2. 제 1 항에 있어서, 딤플의 외곽이 다각형의 형태인 것을 특징으로 하는 축구 볼
3. 제 1 항에 있어서, 딤플의 외곽이 원형의 형태인 것과 다각형의 형태인 딤플이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 축구 볼
4. 제 1 항에 있어서, 외피의 내면이 구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 축구 볼
5. 제 2 항에 있어서, 외피의 내면이 구형으로 형성된 것을 특징으로 하는 축구 볼
6. 제 4 항에 있어서, 딤플의 외곽이 원형의 형태인 것과 다각형의 형태인 딤플이 혼합되어 형성된 것을 특징으로 하는 축구 볼

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