KR20120043728A - 둘레가 원호인 비원형 딤플 골프 볼 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타원형 딤플 골프 볼을 제공한다.
본 발명의 골프 볼은, 구형체 또는 다면체로 구성된 유사 구형체의 표면에, 짧은 축의 1.2배 이상의 긴 축을 가지는 둘레가 한 쌍의 원호로 된 비원형이며, 그 둘레에 있어서 난류가 발생하는 깊이를 가지는 딤플을 복수개 형성하여 이루어지는 비타원형 딤플 골프 볼이고, 원형 딤플에 비해 박리 경계에서의 박리 폭을 축소시켜서 저항력를 저감시키는 것이다. 다면체는 삼각형, 오각형 또는 육각형으로 실질적으로 구성할 수 있다.

Description

둘레가 원호인 비원형 딤플 골프 볼{Golf Ball with Non-Circular Dimples Having Circular Arc-Shaped Outer Peripheral Edges}

본 발명은, 골프 볼의 공기 역학 특성을 개선하는 딤플을 비원형으로 한 골프 볼에 관한 것이다.

종래, 골프 볼은 20~70m/sec의 속도로 회전하면서 비행하기 때문에, 이 속도 영역에서는 딤플이 없는 것보다 둘레가 원형(이하, 단순히 원형이라고 함)의 딤플을 가지는 것이 저항력이 작아, 같은 초속(初速)이 주어지면 보다 긴 비행거리를 얻을 수 있는 것이 널리 인식되어 있다. 그리고, 저속에서는 큰 원형 딤플이 바람직하고, 고속에서는 작은 원형 딤플이 바람직한 것도 널리 알려져 있다.

그리고, 최근에 골프 볼의 비행거리에 영향을 주는 양항비(양력/저항력)를 크게 하는 것을 염두에 두고 딤플의 형상, 딤플의 단면 형상이 여러 가지로 검토되고 있다. 예를 들면, 원형 딤플이 아닌, 딤플의 둘레를 삼각형으로 하고, 소정의 간격을 두어 분산 배치한 것(미국특허공보 제4,830,378호), 딤플의 표면 형상을 삼각형으로 하고, 단면 형상을 역 원추형으로 한 것(일본공개특허공보 H06-190082호), 딤플의 표면 형상을 다각형으로 하고, 인접하는 딤플의 경계에 리지 형상을 형성한 것(일본공개특허공보 2005-185341호)이 제안되고 있다.

즉, 종래의 골프 볼에 있어서, 양항비(양력/저항력)를 크게 하기 위해서 딤플은 필수적인 것이고, 요컨대 인접하는 딤플 사이에는 소정의 평면 또는 리지부가 필요하다라는 생각이 지배적이었다.

한편, 골프 볼에는 중량, 사이즈, 초속, 대칭성 등에 기준을 마련하고, 이것에 적합한 볼을 공인하는 제도(R＆A Rules)가 있어, 비행거리를 지배하는 초속에 영향을 주는 반발 계수는 일정한 범위로 제한되고 있다. 그래서, 소정의 반발 계수의 범위에서 골프 볼의 비행거리를 증대시키는 기술로서 3피스, 4피스 볼 및 재질의 개발이 여러 가지로 이루어지고 있다.

본건 발명자들은 반발 계수의 제한이 있는 볼의 개선에 있어서, 원형 딤플이 형성된 이래, 딤플의 개수, 치수의 개선과 함께 3피스, 4피스 등의 볼의 층수를 검토하고 있지만, 실제의 공기력 특성에서의 개선에 대한 검토가 전혀 진행되고 있지 않은 것을 감안하여, 공기 역학적 관점에서 예의 검토한 결과, 원형 딤플이 최선이라는 종래의 상식을 깨는 지식을 얻기에 이르렀다. 즉, 골프 볼의 표면에 원형 딤플을 형성하는 것은 양력을 올려 저항력을 감소시키기 위해서는 필요하지만, 발명자들의 지식으로는, 회전하면서 비행하는 볼에 있어서 종래의 골프 볼 표면의 원형 딤플은 거기에서 발생하는 스핀량의 증대에 따라 반대로 저항력도 증대되는 것을 발견하였다. 그 결과, 아마츄어의 히팅에서는 자주 일어나는 현상인데, 타격시 클럽의 타격면이 골프 볼에 대해서 스퀘어로 되어 있지 않은 경우, 원형 딤플에서는 볼의 훅 또는 슬라이스의 정도가 확대되기 쉬운 현상을 초래한다. 한편, 볼의 초속은 볼의 반발 계수의 영향을 크게 받지만, 볼 초속에 일정한 제한이 있는 현재 상태에서는, 골프 볼의 개선에는 공중 비행시의 공기 저항을 최대한 저감시키고, 동시에 볼의 직진성을 향상시키는 것이 매우 중요하다는 인식에 이르렀다.

본 발명의 제1의 목적은, 스핀량이 증대하여도 양항비(양력/저항력)를 크게 할 수 있도록 한 골프 볼을 제공하는 것을 과제로 한다. 그리고, 제2의 목적은 타격시의 클럽의 타격면이 골프 볼에 대하여 스퀘어에 해당되지 않는 경우에도, 직진성이 뛰어난 골프 볼을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 공기 역학 실험 및 그러한 고찰로부터 종래의 생각이 반드시 올바르지는 않다는 것을 알았다. 즉, 회전하면서 비행하는 골프 볼은 도 4의 (a)에 나타내듯이, 그 최대 직경 부근에 박리 경계가 존재하고, 그 박리 경계로부터 골프 볼의 후방에 발생하는 소용돌이의 영향에 의해 저항력이 발생하므로, 그 박리 경계의 상하 폭인 박리폭의 영향을 크게 받는다. 그 때문에, 종래의 생각은, 원형 딤플의 형성에 의해 이 소용돌이의 박리 위치를 보다 후방으로 이동시키고, 박리폭을 축소시켜 저항력을 감소시키는 동시에, 딤플에 의한 골프 볼의 상하 공기의 유속의 차에 의해 양력을 얻으려고 한 것어서, 원형 딤플의 형성은 필수라는 생각이 지배적이었다. 그렇지만, 회전하면서 비행하는 골프 볼과 주위 공기 사이에는 딤플에 있어서의 소용돌이의 발생은 피할 수 없기는 하지만, 원형 딤플을 형성하지 않는 경우(본 발명자들은 골프 볼을 정삼각형 다면체로 형성하고, 그 다면체 능선에 홈을 형성하였다), 저항력의 감소가 현저하기는 하지만, 충분한 양력을 얻지 못하고, 결과적으로 골프 볼로서 필요한 비행거리를 얻을 수 없는 것을 발견하였다.

본 발명은, 상기 골프 볼의 새로운 공기 역학적 지식에 근거하여 이루어진 것으로, 구형체의 표면을 랜드부로 하고, 그 랜드부에 복수의 딤플을 형성하여 이루어지는 골프 볼에 있어서, 상기 복수의 딤플의 일부 또는 전부가, 구형체에 내접하는 다면체의 꼭지점을 연결하는 능선의 양측을 따라서 연장되는 한 쌍의 동일 또는 다른 곡률을 가지는 원호로 형성되는 둘레로 둘러싸인 비원형 딤플이며, 그 비원형 딤플의 내접 다면체의 능선을 따르는 긴 축이 능선에 직교하는 짧은 축의 1.2배 이상인 것을 특징으로 하는 비원형 딤플을 가지는 골프 볼에 관한 것이다.

비원형 딤플은, 그 둘레에 있어서 난류를 발생시키는 리지와 깊이를 가지면, 원형 딤플과 달리 딤플의 둘레에서 형성되는 소용돌이가 시간차를 가지고 형성되어, 발생한 소용돌이가 비원형 딤플의 둘레를 따라 흐르기 때문에, 그 결과, 딤플에 의한 양력을 받으면서 스핀량이 증대하여도, 도 4의 (b)에 나타내듯이 볼에 형성되는 박리폭을 축소시켜 저항력를 감소시킨다고 생각되어, 같은 초속(같은 반발 계수)이어도 비행거리가 향상되는 것을 발견하였다. 이러한 현상은 세로소용돌이를 발생시키고, 딤플의 둘레가 원호로 형성된 이러한 볼은 세로소용돌이의 흐름이 원형 딤플과 달리 볼의 진행 방향에 대해서 일정하지 않기 때문에(원형 딤플에서는 그 둘레와 공기의 접촉 방향이 항상 일정함), 둘레에서 발생한 세로소용돌이가 딤플의 둘레에 그치지 않고, 둘레를 따라 흐른다. 본 발명은 기능상 이러한 현상이 일어나는 것을 기본으로 하고 있다. 딤플은 볼의 대칭성을 고려하면, 한 쌍의 동일한 곡률을 가지는 원호로 형성된 타원형으로 둘레를 형성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 구형체(구형체와 실질적으로 유사한 다면체로 이루어지는 유사 구형체를 포함)의 표면에, 구형체에 내접하는 다면체의 꼭지점을 연결하는 능선의 전체에 양측을 따라서 연장되는 한 쌍의 동일 또는 다른 곡률을 가지는 원호로 형성된 둘레로 둘러싸인 비원형 딤플을 형성한다. 삼각형 다면체를 예로 들면, 도 8에 나타내듯이, 비원형 딤플의 능선에 직교하는 짧은 축(Ds)의 1.2배 이상, 바람직하게는 2배 이상에서 10배까지, 보다 바람직하게는 2배 이상에서 5배까지의 긴 축(DL)(비원형 딤플의 능선에 따르는 축)으로 된 둘레를 가지는 딤플을 복수개 형성하여 이루어져 있다. 여기에서, 딤플은 한 쌍의 원호(2a, 2b)로 구성되어 있고, 원호(2a,2b)의 곡률이 동일한 경우에는 타원형이 되고, 원호(2a, 2b)의 곡률이 다른 경우에는 유사 타원형이 된다. 비원형 딤플의 깊이는 원형 딤플과 마찬가지로, 볼 주위의 공기의 흐름을 받아서 난류를 발생시킬 수 있는 깊이가 필요하고, 통상적으로 0.2mm에서 0.5mm의 범위로 형성된다.

본 발명에 있어서의 딤플의 형성은, 볼 표면 전체에 균일하게 형성하는 것이 바람직하고, 상기 구형체에 내접하는 삼각형, 오각형 또는 육각형의 다면체를 가상하여, 구분한 면체의 각 능선 위에 딤플의 긴 축이 위치하도록 비원형 딤플을 형성하는 것이 바람직하다. 삼각형 다면체에서는 도 5의 (a)에 나타내는 정십이면체를 기본으로 하여, 각 삼각형을 도 6의 (a)에 나타내듯이 상하 2단으로 나누어 4분할하면 팔십면체가 형성되고, 도 6의 (b)에 나타내듯이 3단으로 나누어 9분할하면 백팔십면체가 형성되며, 도 6의 (c)에 나타내듯이 4단으로 나누어 16분할하면 삼백이십면체가 형성되게 된다. 여기에서, 각 능선을 따라 비원형 또는 타원형의 딤플을 형성할 경우, 팔십면체에서는 120개, 백팔십면체에서는 270개, 삼백이십면체에서는 480개의 딤플이 형성되게 된다. 각 면체에서의 랜드부가 차지하는 면적은 형성되는 딤플의 짧은 축 직경(Ds)에 의해 변하지만, 특히 팔십면체에서는 딤플에 둘러싸이는 랜드부가 차지하는 면적을 조정하여, 양력을 향상시키기 위해서, 도 9에 나타내듯이 각 면의 비원형 딤플(2)로 둘러싸이는 랜드부(1)에 적어도 1개의 원형 또는 다각형 딤플(3)을 형성하는 것이 바람직한 경우가 있다.

상기 구형체에 내접하는 다면체가 오각형 또는 육각형, 혹은 오각형 및 육각형이 조합된 다면체인 경우, 각 면체의 능선을 따라 상기 비원형 딤플을 형성하여도 좋지만, 오각형의 경우를 예를 들면, 도 7의 (a)에 나타내듯이, 정십이면체를 기본으로 하여, 그 전개도에 있어서의 각 오각형면의 꼭지점에서 그 면의 중심에 이르는 선분으로 분할된 삼각형을 형성하고(도 7의 (b)), 도 8에 나타내듯이 각 삼각형의 능선을 따라 연장되는 비원형 딤플을 형성하여 골프 볼을 제조할 수가 있다.

상기 비원형의 딤플은 각 능선의 전체에 걸쳐서 형성되는 것을 기본으로 하지만, 도 10에 나타내듯이 딤플(2)이 능선의 중앙부에만 형성되어 꼭지점 부분에 랜드부가 형성되는 경우, 양력을 향상시키기 위해서, 구형체에 내접하는 다면체의 꼭지점에 원형 또는 다각형 딤플(4)을 형성하여 골프 볼을 제조하여도 좋다.

요컨대, 본 발명에서는 구형체에 내접하는 다각형 다면체를 기준으로 하여, 그 꼭지점을 연결하는 능선 또는 각 면을 다시 삼각형으로 분할한 내접 다면체를 가상하고, 그 꼭지점을 연결하는 능선에 한 쌍의 원호로 둘러싸이는 비원형 딤플을 형성하여, 종래의 원형 딤플을 대체하는 것을 요지로 하는 것으로, 비원형 딤플의 랜드부(구형체 표면)에서 차지하는 면적이 작고, 양력이 부족하게 되는 경우에는 나머지 랜드부에 원형 또는 다각형 딤플을 형성하여 양력의 향상을 도모할 수가 있다.

종래의 원형 딤플에서는 둘레에서 형성된 소용돌이가 체류하는 경향이 있지만, 본 발명에 의하면, 볼 표면의 딤플을 한 쌍의 원호로 둘러싸이는 비원형으로 구성함으로써 딤플 둘레에서 형성된 소용돌이는 시간차를 가지고 형성되므로, 타원형 둘레를 따라 흘러서 체류하지 않는다. 따라서, 원형 딤플을 형성한 골프 볼에 비해 스핀량이 증대하여도 저항력이 증대되지 않으므로 비행거리가 향상된다. 또한, 골프 볼이 가지는 훅 또는 슬라이스가 되는 공기 저항을 증대시키지 않기 때문에, 직진성이 뛰어나다.

도 1은 본 발명의 제1의 실시 형태에 따른 골프 볼의 전체를 나타내는 사시도이다.
도 2는 제2의 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 제3의 실시 형태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 원형 딤플의 골프 볼의 박리 경계가 형성된 상황(a)과, 본 발명에 따른 비원형 딤플의 골프 볼의 박리 경계가 형성된 상황(b)의 개념도이다.
도 5는 정이십면체의 입체도(a)와 전개도(b)이다.
도 6은 도 5의 정이십면체의 각 삼각형의 4분할(a), 9분할(b), 16분할(c)의 모양을 나타내는 설명도이다.
도 7은 정이십면체의 입체도(a)와 전개도(b)이고, 전개도에는 정오각형의 분할예를 나타낸다.
도 8은 다면체의 각 면이 삼각형인 경우의 한 쌍의 원호로 딤플을 형성하는 방법을 나타내는 설명도이다.
도 9는 비원형 딤플로 둘러싸이는 랜드부에 원형 딤플을 배치하는 경우의 설명도이다.
도 10은 비원형 딤플이 내접하는 다면체의 능선 전체에 걸치지 않는 경우의 꼭지점을 포함한 랜드부에 원형 딤플을 배치하는 경우의 설명도이다.
도 11은 제2의 실시 형태의 모식도이다.
도 12는 도 11의 A-A선 단면도이다.
도 13은 도 11의 B-B선 단면도이다.

이하, 본 발명을 도면에 나타내는 구체적인 예에 근거하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 골프 볼을 나타낸다. 도면에 있어서, 1은 구형체를 이루는 골프 볼이며, 구형체에 내접하는 삼각형의 백팔십면체의 꼭지점을 연결하는 능선을 따라 짧은 축(능선에 직교하는 축)에 대하여 3.7배 길이의 긴 축(능선에 평행한 축)으로 이루어지는 타원형 딤플(2)을 형성하고, 딤플의 깊이를 0.3mm로 한 것이다.

도 2는 구형체를 이루는 골프 볼(11)이며, 구형체에 내접하는 삼각형의 백팔십면체의 꼭지점을 연결하는 능선을 따라 짧은 축에 대하여 1.9배 길이의 긴 축을 형성하고, 깊이를 0.3mm로 한 타원형 딤플(12)이 형성되어 있다. 도 11은 도 2의 모식선도이고, 도 12는 도 11의 A-A선 확대단면도, 도 13은 도 11의 B-B선 확대단면도이다.

도 3은 구형체를 이루는 골프 볼(21)이며, 삼각형의 가상 삼백이십면체로 형성한 능선을 따라 짧은 축에 대하여 4.0배 길이의 긴 축을 형성하고, 깊이를 0.3mm로 한 타원형 딤플(22)이 형성되어 있다.

상기 실시예에서는, 구형체의 경우를 예로 들었지만, 삼각형, 오각형 또는 육각형 다면체의 각 능선에 타원형 딤플을 형성하여도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는 구형체에 내접하는 삼각형 백팔십면체, 삼백이십면체의 능선에 타원형 딤플을 형성하였지만, 삼각형 팔십면체의 능선에 비원형 딤플을 형성할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 딤플의 둘레를 한 쌍의 원호로 둘러싸이는 타원형 또는 비원형으로 하여, 둘레에서 난류를 시간차를 가지고 발생시켜서, 형성되는 소용돌이를 원호로 구성된 둘레를 따라 흐르도록 하는 것을 요지로 하며, 당업자라면 그러한 요지를 벗어나는 일 없이, 변형 및 수정할 수 있다. 한편, 본 발명은 골프 볼의 커버 형상에 관한 것이기 때문에, 2피스, 3피스 뿐만 아니라, 4피스 등의 다양한 내부 구조의 골프 볼에 적용할 수 있다.

1, 11, 21: 구형체로된 골프 볼
2, 12, 22: 타원형 딤플

Claims (7)

1. 구형체 표면을 랜드부로 하고, 그 랜드부에 복수의 딤플을 형성하여 이루어지는 골프 볼에 있어서,
   상기 복수의 딤플의 일부 또는 전부가, 골프 볼을 형성하는 구형체에 내접하는 다면체의 꼭지점을 연결하는 능선 전체에 걸쳐서, 그 양측을 따라 연장되는 한 쌍의 동일 또는 상이한 곡률을 가지는 원호를 둘레로 하는 비원형 딤플이며, 그 비원형 딤플의 내접 다면체의 능선을 따르는 긴 축이 능선에 직교하는 짧은 축의 1.2배 이상인 것을 특징으로 하는 둘레가 원호인 비원형 딤플 골프 볼.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 딤플의 외형이 한 쌍의 동일한 곡률을 가지는 원호로 형성된 타원형인 것을 특징으로 하는 골프 볼.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 구형체에 내접하는 다면체가 정삼각형 팔십면체 내지 삼백이십면체이며, 각 능선을 따라 연장되는 비원형 딤플을 120개 내지 480개 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 볼.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 구형체에 내접하는 다면체가 정삼각형 팔십면체이며, 능선의 양측을 따라 연장되는 둘레를 가지는 비원형 딤플 120개와 비원형 딤플에 둘러싸이는 랜드부에 적어도 1개의 원형 또는 다각형 딤플을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 볼.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 구형체에 내접하는 다면체가 오각형 또는 육각형, 혹은 오각형 및 육각형이 조합된 다면체이며, 각 다각형면이 그 꼭지점으로부터 그 면 중심에 이르는 선분으로 분할된 삼각형을 형성하고, 각 삼각형의 능선을 따라 연장되는 비원형 딤플을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 볼.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 딤플의 일부 또는 전부가, 골프 볼을 형성하는 구형체에 내접하는 다면체의 꼭지점을 연결하는 능선의 중앙 부분에서 양측을 따라 연장되는 한 쌍의 동일 또는 상이한 곡률을 가지는 원호를 둘레로 하는 비원형 딤플이며, 상기 내접 다각형의 꼭지점을 포함하는 랜드부에 적어도 1개의 원형 또는 다각형 딤플을 형성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 볼.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 딤플의 둘레가 골프 볼의 비행시에 공기의 흐름을 받아서 세로소용돌이가 발생하는 모서리 각도 및 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 골프 볼.

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