技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种在高尔夫球头的底面形成因
涡流而产生的滞留空气层的木质的高尔夫球杆，尤其涉及一种减少挥杆时的高尔夫球头的
空气阻力而实现顺畅的挥杆动作的木质的高尔夫球杆。
背景技术
[0002] 要想加大1号木杆的飞行距离，需要加大木质的高尔夫球杆的挥杆速度。为此，需要尽量减少通过挥杆使高尔夫球头高速移动时产生的空气阻力。作为减少该空气阻力的以往技术，将高尔夫球头主体的形状设为等边三
角形，并且将高尔夫球头主体的整体形状设为扁平的炮弹形状，从而减少高尔夫球头主体的空气阻力，并且在根部设置有颈部(
专利文献1)。然而，将高尔夫球头形状设为扁平形状以使高尔夫球头的厚度变薄是有限度的，无法期待更多的减少空气阻力的效果。
[0003] 对此，着眼于木质的高尔夫球杆在挥杆时在高尔夫球头的后方产生涡流致使空气阻力变大，而其成为无法提高挥杆速度的主要原因的这一点，提出有在高尔夫球头H的顶部的中央附近的空气分离点的后方设置多个凹面，从而用凹面减少在高尔夫球头后方产生的空气的乱流的木质的高尔夫球杆(专利文献2)。
[0004] 专利文献1：日本实开昭60-128664号
公报[0005] 专利文献2：日本特开平6-7484号公报
[0006] 对此，将以往的木质的高尔夫球头看作沿着挥杆方向垂直切割的纵剖面的二维模型。在
风洞中，若从前方击打面方向以整流状态输送空气(图1(c))，则沿顶面的表面流过的空气流在经过了顶面的顶部的
位置从顶面分离，并在其后方产生空气流的乱流，成为空气阻力的主要原因。然而，从挥杆中的高尔夫球头的轨迹(图1(a))中可知，在高尔夫球头的从最上方位置经过下降挥杆而到达击球位置的挥杆轨迹中，主要是高尔夫球头的底面和周围空气流
接触。而且，相对于高尔夫球，击打面只是在刚要击球的前后才成为垂直面，从而形成相对于高尔夫球头的上下(即顶面和底面)平行流过的空气流(图1(c))。因此，形成在高尔夫球头顶部后方的凹面的空气阻力降低效果较低。因此，若从力学角度看高尔夫球杆的挥杆，则在挥杆时，连接握把B和杆身前端A的杆身线AB与连接高尔夫球头
重心G和握把B的线段BG会错开一定角度，而该角度的错开不仅引起击球时高尔夫球头的趾部C下降的现象，而且在挥杆时会使杆身扭曲，从而引起内倾现象。对此，以往，欲通过将高尔夫球头的重心移向根部侧而消除该问题，但是设计人发现，该问题主要是由挥杆时的空气因粘性而贴附在高尔夫球头的周围面上而造成的，要想减少挥杆中的高尔夫球头的空气阻力，重要的是主要从挥杆轨道减少底面的空气阻力。实用新型内容
[0007] 本设计人根据上述观点进行了深入研究，其结果发现，要想消除挥杆时的周围空气的贴附，优选在周围空气和高尔夫球头表面之间存在空气层，据此完成了本实用新型。本实用新型的高尔夫球杆由高尔夫球头和杆身构成，该高尔夫球头至少具有顶面和底面，其特征在于，具有如下脊结构：在高尔夫球头的至少底面设置有第1脊和第2脊，所述第1脊在挥杆时接受流过高尔夫球头周围的空气而成为阻壁，所述第2脊相对于所述第1脊隔着间隔而设置在所述第1脊的空气流的后方，空气流与第1脊的前壁碰撞，第2脊接受越过第1脊而流入第2脊的前方的空气流，空气流与第2脊的前壁碰撞而反转，由此，在第1脊和第2脊之间形成涡流，使得在高尔夫球头表面和周围空气之间存在空气层。
[0008] 如图3所示，在高尔夫球头表面和周围空气流之间存在空气层的脊结构中，重要的是，与从高尔夫球头的底面S突出的第1脊碰撞的空气流越过第1脊而与空气流后方的第2脊碰撞，从而产生反转以形成涡流。考虑到挥杆时高尔夫球头的底面向逆
时针方向回转位移的轨道(图1(a))，优选第2脊相对于第1脊向顺时针方向
角位移。首先，需要使第2脊相对于第1脊放射状地角位移。接着，优选使第1脊和第2脊之间的空间形成为实质上被包围的空间，由此能够确保与第2脊碰撞而形成的涡流滞留。基于上述原则，第1实施方式具有如下脊结构：沿着底面的周围端形成U字形的脊(12a)，并且形成隔着规定间隔从该脊(12a)朝向周围端放射状延伸的脊(12b、12c)，从而进行分隔(参照图2(a)至图2(c))。第2实施方式具有如下脊结构：在高尔夫球头的底面(20)以规定间隔重叠有形状相似且大小不同的多个多边形(31、32、33)(图中为五边形)，并且其底边(21a)大致与击打面(23)平行，通过以连接多个多边形的棱点的方式放射状延伸的分隔线(24)而被分隔(参照图4，图中的多边形为三个五边形的重叠)。并且，具有如下脊结构：在底面(30)设置有由脊构成的多重圆(31、32、33)，并且通过放射状延伸的脊(34)区划、分隔该多重圆(参照图5，图中三个圆形重叠)。而且，就相似形状的多重空间而言，通过脊形成多个箭羽形状(41a、41b、41c、41d、41e)的周围，并将具有封闭空间的脊以放射状重叠(参照图6，图中，箭羽为五个)。以上是形成有规则的风车形状的脊结构的方法，但是，如图7所示，还可以具有如下脊结构：将弯曲成大致N形状的闪电状的多个脊(51、52、53)配置成其倾斜方向向顺时针方向变化。总而言之，在本实用新型中，重要的是使脊的放射状延伸的倾斜方向随着挥杆时的底部的位移而向顺时针方向位移，从而成为有效的阻壁，这就是在高尔夫球头表面和周围空气之间形成滞留的空气层的条件。而且，倾斜的脊实际上形成封闭空间是确保空气层的滞留时间的优选条件。
[0009] 接着，在本实用新型中形成的脊的尺寸是考虑高尔夫球的飞行速度以及转速来确定的，但是，针对通常的高尔夫球，合适的脊的高度为0.2mm以上且3mm以下，宽度为1～5mm。脊之间的间隔根据脊的高度和宽度的相关关系来确定，但是优选形成为脊的上升部分成为空气流的阻壁。
[0010] 如图3所示，在本实用新型中，空气流与从底面S隆起的第1脊R1碰撞而上升，并且被周围空气流F按压于第1脊和后方的第2脊R2之间，之后与第2脊碰撞而反转，从而产生逆流，并且通过反复进行该动作，在高尔夫球头的底面和周围空气层之间存在由多个脊形成的涡流W构成的空气层。由此，能够抑制周围空气与高尔夫球头再次接触，能够减少高尔夫球头的空气阻力。
[0011] 所述脊R1、R2…使高尔夫球头的周围空气流F与壁碰撞而上升，并利用其它空气流按压该上升的空气流于高尔夫球头的表面，并使其与后方的第2脊R2碰撞而产生涡流，从而在第1脊和第2脊之间产生涡流W。重要的是，在后方的脊之间依次反复进行该动作，因此，如上所述，优选调整脊的高度和脊的间距以便在脊之间形成涡流。因此，脊在高尔夫球头的表面上的配置形状可以由连续或间断的脊形成，且并不限于线状的脊。并且，还可以连续或间断地形成脊。
[0012] 在本实用新型中，脊形成在空气阻力产生最多的底面，但是也可以在顶面形成相同的脊结构。并且，在顶面，考虑到击打面成为垂直的击球前后(图1(c))，可以排列设置与击打面平行的线状脊(11a、11a)，并在后端设置垂直的一对L形脊(11c)。
附图说明
[0013] 图1(a)表示挥杆轨迹，并且表示该轨迹与杆身的弯矩以及
扭矩的关系。图1(b)是表示高尔夫球杆的杆身线与重力作用线之间的关系的说明图。图1(c)是表示击球时的周围空气流的状态的剖视说明图。
[0014] 图2(a)是表示本实用新型的第1
实施例的顶部侧的俯视图，图2(b)是表示底部侧的仰视图，图2(c)是表示侧部的侧视图，并且在图2(a)至图2(c)中示出在高尔夫球头表面产生的涡流和周围空气流之间的关系。
[0015] 图3是表示本实用新型的脊结构的涡流形成过程的说明图。
[0016] 图4是表示本实用新型的底部侧的多重多边形的第2脊结构的仰视图。
[0017] 图5是表示本实用新型的底部侧的多重圆形的第3脊结构的仰视图。
[0018] 图6是表示本实用新型的底部侧的风车形的第4脊结构的仰视图。
[0019] 图7是表示本实用新型的底部侧的闪电形的第5脊结构的仰视图。
具体实施方式
[0020] 在挥杆时，杆身的弯矩以及扭矩如图1所示。
[0021] (1)下降挥杆开始时，在挥杆的最上方，高尔夫球头因重力而下降，导致杆身向与重力相反的方向弯曲。
[0022] (2)及(3)一旦开始下降挥杆，握把会沿高尔夫球手的旋转方向移动，其力从杆身作用于高尔夫球头，使得杆身产生弯矩。
[0023] (4)一般的挥杆中，弯矩在腰部附近因反作用力而返回原状并开始反向弯曲。
[0024] (5)该反向弯曲逐渐变大，并且同时在杆身产生扭矩。
[0025] (6)然后，在击球时，反向弯曲开始返回，并且通过扭矩的返回而出现高尔夫球头的前端内倾(toe-in)的现象。
[0026] 为了减少该扭矩，以往进行了将高尔夫球头的重心移向根部侧从而在力学上消除扭矩的研究。这次，设计人等利用空气的流动减少该扭矩以及杆身的弯曲。
[0027] 在高尔夫球手为右撇子的情况下，上述下降挥杆与身体一同向左旋转，因而在杆身产生扭矩。这是因握把B与高尔夫球头A之间的杆身AB和由握把B与高尔夫球头的重心G所形成的线段(图中的虚线)之间的分开角度而重力作用于重心G与杆身端B之间而产生的。要想减少该扭矩，不仅要将上述重心位置G移向根部侧，这次还需要通过减少挥杆时的高尔夫球头的空气阻力而减少扭矩。
[0028] 在图1(a)的挥杆轨迹中，从最上部(1)到结束(6)为止的期间所产生的空气阻力在击打面部分产生最大，且其为刚要击球和刚击球之后的极短距离和极短时间。因此，如图1(c)所示，击球前后的空气阻力是由流过高尔夫球头上下(即顶面和底面)的空气流而产生的，但其只占据挥杆中的10％左右的距离和时间，而其余的挥杆中的
离心力更长地且更快速地影响高尔夫球头的空气阻力。而且，在图1(a)的高尔夫球球头的旋转中，底部始终100％与空气接触。着眼于此，发现若至少减少底部的空气阻力就可以减少高尔夫球头本身的空气阻力。并且发现，优选同时减少高尔夫球头的侧部和顶部的空气阻力。其理由如下：
在下降挥杆中，若高尔夫球头的空气阻力越大，则从高尔夫球头产生的对杆身的扭曲也越大，而通过其反作用力，杆身的弯矩和扭矩也变大。杆身所受力矩与和空气接触的接触部分的面积以及时间成正比，因此，通过减少底部与空气之间的摩擦就可以解决上述力矩。同样，通过在高尔夫球头的侧部以及顶部将
层流改变为乱流，能够减少空气阻力。由此，挥杆时，能够感觉高尔夫球头的重量颇为变轻且容易击中高尔夫球。并且能够确认到，同一人进行挥杆时，飞行距离也延长10码至20码，因此相当于高尔夫球头速度提高了5％以上。
[0029] (实施例)
[0030] 由木质的高尔夫球头和杆身构成的高尔夫球杆中，在高尔夫球头10的顶面11形成有从趾部侧朝向根部侧延伸的两根脊11a、11b，并且在后部形成有一对L形脊11c(图2(a))。另一方面，在底面12从击打面侧朝向后部侧形成有U字形脊12a，并且隔着间隔形成有从该U字形脊12a朝向周围轮廓的多根脊12b、12b，并且考虑到挥杆中的高尔夫球头的朝向还形成有朝向后部侧延伸的脊12c、12c(图2(b))。在本实施例中，多个脊的尺寸设为高0.7mm、宽
2.7mm，但是脊的尺寸允许在前述的一定范围之中。可知在本实施例中，在顶面11、底面12和周围空气流之间存在涡流，周围空气不会与高尔夫球头表面再次接触而能够顺畅地流过(图2(c))。
[0031] 根据本实用新型，与第1脊碰撞而上升的空气流通过周围空气流而流入第1脊和其后方的第2脊之间，并与第2脊碰撞而产生逆流，并且通过反复进行该动作，能够使得由多个脊产生的涡流存在于高尔夫球头底面和周围空气层之间。由此，抑制周围空气与高尔夫球头再次接触，能够减少高尔夫球头的空气阻力。
[0032] 在顶面，脊通常由与击打面平行或大致平行且高度在0.2mm至3mm范围，宽度为1mm至5mm的线状的脊构成，但是不只限于此。重要的是，使高尔夫球头周围空气流与壁碰撞而上升，利用其他空气流按压该上升气流于高尔夫球头表面，并使其与后方的第2脊碰撞而产生逆流，从而在第1脊和第2脊之间产生涡流，并在后方的脊之间依次反复进行该动作。因此，脊的高度和脊之间的间隔可以调整为能够在脊之间形成涡流的程度。因此，在高尔夫球头表面上的脊的配置形状可以由连续或间断的脊形成，且不只限于线状的脊。
