本實(shí)用新型涉及一種在高爾夫球頭的底面形成因渦流而產(chǎn)生的滯留空氣層的木質(zhì)的高爾夫球桿，尤其涉及一種減少揮桿時(shí)的高爾夫球頭的空氣阻力而實(shí)現(xiàn)順暢的揮桿動(dòng)作的木質(zhì)的高爾夫球桿。

背景技術(shù)：

要想加大1號(hào)木桿的飛行距離，需要加大木質(zhì)的高爾夫球桿的揮桿速度。為此，需要盡量減少通過(guò)揮桿使高爾夫球頭高速移動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的空氣阻力。作為減少該空氣阻力的以往技術(shù)，將高爾夫球頭主體的形狀設(shè)為等邊三角形，并且將高爾夫球頭主體的整體形狀設(shè)為扁平的炮彈形狀，從而減少高爾夫球頭主體的空氣阻力，并且在根部設(shè)置有頸部(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。然而，將高爾夫球頭形狀設(shè)為扁平形狀以使高爾夫球頭的厚度變薄是有限度的，無(wú)法期待更多的減少空氣阻力的效果。

對(duì)此，著眼于木質(zhì)的高爾夫球桿在揮桿時(shí)在高爾夫球頭的后方產(chǎn)生渦流致使空氣阻力變大，而其成為無(wú)法提高揮桿速度的主要原因的這一點(diǎn)，提出有在高爾夫球頭H的頂部的中央附近的空氣分離點(diǎn)的后方設(shè)置多個(gè)凹面，從而用凹面減少在高爾夫球頭后方產(chǎn)生的空氣的亂流的木質(zhì)的高爾夫球桿(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本實(shí)開(kāi)昭60-128664號(hào)公報(bào)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)平6-7484號(hào)公報(bào)

對(duì)此，將以往的木質(zhì)的高爾夫球頭看作沿著揮桿方向垂直切割的縱剖面的二維模型。在風(fēng)洞中，若從前方擊打面方向以整流狀態(tài)輸送空氣(圖1(c))，則沿頂面的表面流過(guò)的空氣流在經(jīng)過(guò)了頂面的頂部的位置從頂面分離，并在其后方產(chǎn)生空氣流的亂流，成為空氣阻力的主要原因。然而，從揮桿中的高爾夫球頭的軌跡(圖1(a))中可知，在高爾夫球頭的從最上方位置經(jīng)過(guò)下降揮桿而到達(dá)擊球位置的揮桿軌跡中，主要是高爾夫球頭的底面和周?chē)諝饬鹘佑|。而且，相對(duì)于高爾夫球，擊打面只是在剛要擊球的前后才成為垂直面，從而形成相對(duì)于高爾夫球頭的上下(即頂面和底面)平行流過(guò)的空氣流(圖1(c))。因此，形成在高爾夫球頭頂部后方的凹面的空氣阻力降低效果較低。因此，若從力學(xué)角度看高爾夫球桿的揮桿，則在揮桿時(shí)，連接握把B和桿身前端A的桿身線(xiàn)AB與連接高爾夫球頭重心G和握把B的線(xiàn)段BG會(huì)錯(cuò)開(kāi)一定角度，而該角度的錯(cuò)開(kāi)不僅引起擊球時(shí)高爾夫球頭的趾部C下降的現(xiàn)象，而且在揮桿時(shí)會(huì)使桿身扭曲，從而引起內(nèi)傾現(xiàn)象。對(duì)此，以往，欲通過(guò)將高爾夫球頭的重心移向根部側(cè)而消除該問(wèn)題，但是設(shè)計(jì)人發(fā)現(xiàn)，該問(wèn)題主要是由揮桿時(shí)的空氣因粘性而貼附在高爾夫球頭的周?chē)嫔隙斐傻?，要想減少揮桿中的高爾夫球頭的空氣阻力，重要的是主要從揮桿軌道減少底面的空氣阻力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本設(shè)計(jì)人根據(jù)上述觀點(diǎn)進(jìn)行了深入研究，其結(jié)果發(fā)現(xiàn)，要想消除揮桿時(shí)的周?chē)諝獾馁N附，優(yōu)選在周?chē)諝夂透郀柗蚯蝾^表面之間存在空氣層，據(jù)此完成了本實(shí)用新型。本實(shí)用新型的高爾夫球桿由高爾夫球頭和桿身構(gòu)成，該高爾夫球頭至少具有頂面和底面，其特征在于，具有如下脊結(jié)構(gòu)：在高爾夫球頭的至少底面設(shè)置有第1脊和第2脊，所述第1脊在揮桿時(shí)接受流過(guò)高爾夫球頭周?chē)目諝舛蔀樽璞?，所述?脊相對(duì)于所述第1脊隔著間隔而設(shè)置在所述第1脊的空氣流的后方，空氣流與第1脊的前壁碰撞，第2脊接受越過(guò)第1脊而流入第2脊的前方的空氣流，空氣流與第2脊的前壁碰撞而反轉(zhuǎn)，由此，在第1脊和第2脊之間形成渦流，使得在高爾夫球頭表面和周?chē)諝庵g存在空氣層。

如圖3所示，在高爾夫球頭表面和周?chē)諝饬髦g存在空氣層的脊結(jié)構(gòu)中，重要的是，與從高爾夫球頭的底面S突出的第1脊碰撞的空氣流越過(guò)第1脊而與空氣流后方的第2脊碰撞，從而產(chǎn)生反轉(zhuǎn)以形成渦流。考慮到揮桿時(shí)高爾夫球頭的底面向逆時(shí)針?lè)较蚧剞D(zhuǎn)位移的軌道(圖1(a))，優(yōu)選第2脊相對(duì)于第1脊向順時(shí)針?lè)较蚪俏灰?。首先，需要使?脊相對(duì)于第1脊放射狀地角位移。接著，優(yōu)選使第1脊和第2脊之間的空間形成為實(shí)質(zhì)上被包圍的空間，由此能夠確保與第2脊碰撞而形成的渦流滯留?；谏鲜鲈瓌t，第1實(shí)施方式具有如下脊結(jié)構(gòu)：沿著底面的周?chē)诵纬蒛字形的脊(12a)，并且形成隔著規(guī)定間隔從該脊(12a)朝向周?chē)朔派錉钛由斓募?12b、12c)，從而進(jìn)行分隔(參照?qǐng)D2(a)至圖2(c))。第2實(shí)施方式具有如下脊結(jié)構(gòu)：在高爾夫球頭的底面(20)以規(guī)定間隔重疊有形狀相似且大小不同的多個(gè)多邊形(31、32、33)(圖中為五邊形)，并且其底邊(21a)大致與擊打面(23)平行，通過(guò)以連接多個(gè)多邊形的棱點(diǎn)的方式放射狀延伸的分隔線(xiàn)(24)而被分隔(參照?qǐng)D4，圖中的多邊形為三個(gè)五邊形的重疊)。并且，具有如下脊結(jié)構(gòu)：在底面(30)設(shè)置有由脊構(gòu)成的多重圓(31、32、33)，并且通過(guò)放射狀延伸的脊(34)區(qū)劃、分隔該多重圓(參照?qǐng)D5，圖中三個(gè)圓形重疊)。而且，就相似形狀的多重空間而言，通過(guò)脊形成多個(gè)箭羽形狀(41a、41b、41c、41d、41e)的周?chē)?，并將具有封閉空間的脊以放射狀重疊(參照?qǐng)D6，圖中，箭羽為五個(gè))。以上是形成有規(guī)則的風(fēng)車(chē)形狀的脊結(jié)構(gòu)的方法，但是，如圖7所示，還可以具有如下脊結(jié)構(gòu)：將彎曲成大致N形狀的閃電狀的多個(gè)脊(51、52、53)配置成其傾斜方向向順時(shí)針?lè)较蜃兓??？偠灾?，在本?shí)用新型中，重要的是使脊的放射狀延伸的傾斜方向隨著揮桿時(shí)的底部的位移而向順時(shí)針?lè)较蛭灰?，從而成為有效的阻壁，這就是在高爾夫球頭表面和周?chē)諝庵g形成滯留的空氣層的條件。而且，傾斜的脊實(shí)際上形成封閉空間是確?？諝鈱拥臏魰r(shí)間的優(yōu)選條件。

接著，在本實(shí)用新型中形成的脊的尺寸是考慮高爾夫球的飛行速度以及轉(zhuǎn)速來(lái)確定的，但是，針對(duì)通常的高爾夫球，合適的脊的高度為0.2mm以上且3mm以下，寬度為1～5mm。脊之間的間隔根據(jù)脊的高度和寬度的相關(guān)關(guān)系來(lái)確定，但是優(yōu)選形成為脊的上升部分成為空氣流的阻壁。

如圖3所示，在本實(shí)用新型中，空氣流與從底面S隆起的第1脊R1碰撞而上升，并且被周?chē)諝饬鱂按壓于第1脊和后方的第2脊R2之間，之后與第2脊碰撞而反轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生逆流，并且通過(guò)反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作，在高爾夫球頭的底面和周?chē)諝鈱又g存在由多個(gè)脊形成的渦流W構(gòu)成的空氣層。由此，能夠抑制周?chē)諝馀c高爾夫球頭再次接觸，能夠減少高爾夫球頭的空氣阻力。

所述脊R1、R2…使高爾夫球頭的周?chē)諝饬鱂與壁碰撞而上升，并利用其它空氣流按壓該上升的空氣流于高爾夫球頭的表面，并使其與后方的第2脊R2碰撞而產(chǎn)生渦流，從而在第1脊和第2脊之間產(chǎn)生渦流W。重要的是，在后方的脊之間依次反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作，因此，如上所述，優(yōu)選調(diào)整脊的高度和脊的間距以便在脊之間形成渦流。因此，脊在高爾夫球頭的表面上的配置形狀可以由連續(xù)或間斷的脊形成，且并不限于線(xiàn)狀的脊。并且，還可以連續(xù)或間斷地形成脊。

在本實(shí)用新型中，脊形成在空氣阻力產(chǎn)生最多的底面，但是也可以在頂面形成相同的脊結(jié)構(gòu)。并且，在頂面，考慮到擊打面成為垂直的擊球前后(圖1(c))，可以排列設(shè)置與擊打面平行的線(xiàn)狀脊(11a、11a)，并在后端設(shè)置垂直的一對(duì)L形脊(11c)。

附圖說(shuō)明

圖1(a)表示揮桿軌跡，并且表示該軌跡與桿身的彎矩以及扭矩的關(guān)系。圖1(b)是表示高爾夫球桿的桿身線(xiàn)與重力作用線(xiàn)之間的關(guān)系的說(shuō)明圖。圖1(c)是表示擊球時(shí)的周?chē)諝饬鞯臓顟B(tài)的剖視說(shuō)明圖。

圖2(a)是表示本實(shí)用新型的第1實(shí)施例的頂部側(cè)的俯視圖，圖2(b)是表示底部側(cè)的仰視圖，圖2(c)是表示側(cè)部的側(cè)視圖，并且在圖2(a)至圖2(c)中示出在高爾夫球頭表面產(chǎn)生的渦流和周?chē)諝饬髦g的關(guān)系。

圖3是表示本實(shí)用新型的脊結(jié)構(gòu)的渦流形成過(guò)程的說(shuō)明圖。

圖4是表示本實(shí)用新型的底部側(cè)的多重多邊形的第2脊結(jié)構(gòu)的仰視圖。

圖5是表示本實(shí)用新型的底部側(cè)的多重圓形的第3脊結(jié)構(gòu)的仰視圖。

圖6是表示本實(shí)用新型的底部側(cè)的風(fēng)車(chē)形的第4脊結(jié)構(gòu)的仰視圖。

圖7是表示本實(shí)用新型的底部側(cè)的閃電形的第5脊結(jié)構(gòu)的仰視圖。

具體實(shí)施方式

在揮桿時(shí)，桿身的彎矩以及扭矩如圖1所示。

(1)下降揮桿開(kāi)始時(shí)，在揮桿的最上方，高爾夫球頭因重力而下降，導(dǎo)致桿身向與重力相反的方向彎曲。

(2)及(3)一旦開(kāi)始下降揮桿，握把會(huì)沿高爾夫球手的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)，其力從桿身作用于高爾夫球頭，使得桿身產(chǎn)生彎矩。

(4)一般的揮桿中，彎矩在腰部附近因反作用力而返回原狀并開(kāi)始反向彎曲。

(5)該反向彎曲逐漸變大，并且同時(shí)在桿身產(chǎn)生扭矩。

(6)然后，在擊球時(shí)，反向彎曲開(kāi)始返回，并且通過(guò)扭矩的返回而出現(xiàn)高爾夫球頭的前端內(nèi)傾(toe-in)的現(xiàn)象。

為了減少該扭矩，以往進(jìn)行了將高爾夫球頭的重心移向根部側(cè)從而在力學(xué)上消除扭矩的研究。這次，設(shè)計(jì)人等利用空氣的流動(dòng)減少該扭矩以及桿身的彎曲。

在高爾夫球手為右撇子的情況下，上述下降揮桿與身體一同向左旋轉(zhuǎn)，因而在桿身產(chǎn)生扭矩。這是因握把B與高爾夫球頭A之間的桿身AB和由握把B與高爾夫球頭的重心G所形成的線(xiàn)段(圖中的虛線(xiàn))之間的分開(kāi)角度而重力作用于重心G與桿身端B之間而產(chǎn)生的。要想減少該扭矩，不僅要將上述重心位置G移向根部側(cè)，這次還需要通過(guò)減少揮桿時(shí)的高爾夫球頭的空氣阻力而減少扭矩。

在圖1(a)的揮桿軌跡中，從最上部(1)到結(jié)束(6)為止的期間所產(chǎn)生的空氣阻力在擊打面部分產(chǎn)生最大，且其為剛要擊球和剛擊球之后的極短距離和極短時(shí)間。因此，如圖1(c)所示，擊球前后的空氣阻力是由流過(guò)高爾夫球頭上下(即頂面和底面)的空氣流而產(chǎn)生的，但其只占據(jù)揮桿中的10％左右的距離和時(shí)間，而其余的揮桿中的離心力更長(zhǎng)地且更快速地影響高爾夫球頭的空氣阻力。而且，在圖1(a)的高爾夫球球頭的旋轉(zhuǎn)中，底部始終100％與空氣接觸。著眼于此，發(fā)現(xiàn)若至少減少底部的空氣阻力就可以減少高爾夫球頭本身的空氣阻力。并且發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選同時(shí)減少高爾夫球頭的側(cè)部和頂部的空氣阻力。其理由如下：在下降揮桿中，若高爾夫球頭的空氣阻力越大，則從高爾夫球頭產(chǎn)生的對(duì)桿身的扭曲也越大，而通過(guò)其反作用力，桿身的彎矩和扭矩也變大。桿身所受力矩與和空氣接觸的接觸部分的面積以及時(shí)間成正比，因此，通過(guò)減少底部與空氣之間的摩擦就可以解決上述力矩。同樣，通過(guò)在高爾夫球頭的側(cè)部以及頂部將層流改變?yōu)閬y流，能夠減少空氣阻力。由此，揮桿時(shí)，能夠感覺(jué)高爾夫球頭的重量頗為變輕且容易擊中高爾夫球。并且能夠確認(rèn)到，同一人進(jìn)行揮桿時(shí)，飛行距離也延長(zhǎng)10碼至20碼，因此相當(dāng)于高爾夫球頭速度提高了5％以上。

(實(shí)施例)

由木質(zhì)的高爾夫球頭和桿身構(gòu)成的高爾夫球桿中，在高爾夫球頭10的頂面11形成有從趾部側(cè)朝向根部側(cè)延伸的兩根脊11a、11b，并且在后部形成有一對(duì)L形脊11c(圖2(a))。另一方面，在底面12從擊打面?zhèn)瘸蚝蟛總?cè)形成有U字形脊12a，并且隔著間隔形成有從該U字形脊12a朝向周?chē)喞亩喔?2b、12b，并且考慮到揮桿中的高爾夫球頭的朝向還形成有朝向后部側(cè)延伸的脊12c、12c(圖2(b))。在本實(shí)施例中，多個(gè)脊的尺寸設(shè)為高0.7mm、寬2.7mm，但是脊的尺寸允許在前述的一定范圍之中。可知在本實(shí)施例中，在頂面11、底面12和周?chē)諝饬髦g存在渦流，周?chē)諝獠粫?huì)與高爾夫球頭表面再次接觸而能夠順暢地流過(guò)(圖2(c))。

根據(jù)本實(shí)用新型，與第1脊碰撞而上升的空氣流通過(guò)周?chē)諝饬鞫魅氲?脊和其后方的第2脊之間，并與第2脊碰撞而產(chǎn)生逆流，并且通過(guò)反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作，能夠使得由多個(gè)脊產(chǎn)生的渦流存在于高爾夫球頭底面和周?chē)諝鈱又g。由此，抑制周?chē)諝馀c高爾夫球頭再次接觸，能夠減少高爾夫球頭的空氣阻力。

在頂面，脊通常由與擊打面平行或大致平行且高度在0.2mm至3mm范圍，寬度為1mm至5mm的線(xiàn)狀的脊構(gòu)成，但是不只限于此。重要的是，使高爾夫球頭周?chē)諝饬髋c壁碰撞而上升，利用其他空氣流按壓該上升氣流于高爾夫球頭表面，并使其與后方的第2脊碰撞而產(chǎn)生逆流，從而在第1脊和第2脊之間產(chǎn)生渦流，并在后方的脊之間依次反復(fù)進(jìn)行該動(dòng)作。因此，脊的高度和脊之間的間隔可以調(diào)整為能夠在脊之間形成渦流的程度。因此，在高爾夫球頭表面上的脊的配置形狀可以由連續(xù)或間斷的脊形成，且不只限于線(xiàn)狀的脊。