JPH0268077A - ゴルフボール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 阪２直へ秤匪立毀 本発明は、ディンプルの形状に特徴を有するゴルフボー
ルに関し、特に、ディンプルの形状を抗力係数を減じる
ように形成して、ゴルフボールの飛距離を増大させるも
のである。

従来の技術 周知のように、ゴルフボールの表面には、ボールが飛ぶ
際に抗力係数を低減して飛距離の増加を図るためにディ
ンプルが設けられており、これらディンプルは、成形の
容易性等の製作上の理由より、大きな半径からなる円弧
に沿って球状に凹設されている。

発明が解決しようとする課題 本発明者がディンプルの形状と罷力係数との関係につい
て、後述するように研究および実験した結果によれば、
ディンプルを単に円弧に沿った球状に凹設した場合には
、抗力係数の低減を効果的に図ることが出来ない不具合
があった。

よって、本発明は、上記ディンプルの形状を改良するこ
とにより、簡単に抗力係数の低減を図りゴルフボールの
飛距離を増大させることを目的とするものである。

課題を解決するための手段 まず、上記したディンプルの形状と抗力係数との関係に
ついての本発明者の研究および実験について説明する。

ボールの抗力係数については、一般に、風洞実験により
レイノルズ数との関係で測定がなされており、ディンプ
ル付きのゴルフボールと、平滑な球とについて実験した
結果は第１図の表に示す通りである（Ｂｅａｒｍａｎ、
　Ｐ、胃、　＆　ｌ１ａｒｖｅｙ、　Ｊ、に、。

”Ｇｏ１４　ｂａｌｌ　ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ　、
　ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＱｕａｒｔｅｒｌｙ、　１
９７６、　ｐ、１１２〜！２２に記載）。

尚、レイノルズ数とは Ｒｅ　＝　Ｕｄ／（μρ） Ｕ：流速、　ｄ：球の直径、 μ：粘性係数　　　ρ：密度 で定義される無次元数であり、流体の粘性の影響力を現
すパラメータである。上記式から判るようにレイノルズ
数は流速に比例する。

上記第１図に示す如く、実線で示すディンプル付ゴルフ
ボールの抗力係数ＣＤは、点線で示す平滑な球の抗力係
数と比較して、レイノルズ数Ｒｅの小さい領域（４ＸＩ
Ｏ’〜５Ｘ１０’）で、抗力係数ＣＤが急激に低減する
（この時のレイノルズ数をして臨界レイノルズ数ｎｅｃ
という）。

一方、平滑な球では、レイノルズ数Ｒｅが小さい領域で
は抗力係数ＣＤが大きく、レイノルズ係数Ｒｅが高い領
域で抗力係数ＣＤが急激に低減して臨界レイノルズ数Ｒ
ｃｃに達し、該臨界レイノルズ数Ｒｅｅを超えた領域で
はディンプル付のゴルフボールに比べて抗力係数ＣＤは
１／２以下になる。

しかしながら、ゴルフボールにおいては、実際にボール
が飛ぶ時のレイノルズ数Ｒｅは、０．６×１０’〜２Ｘ
１０’の小さい領域であり、この小さいレイノルズ数の
領域では、上記したように平滑な球は抗力係数ＣＤが高
く飛距離が出す、ディンプル付ゴルフボールの方が抗力
係数が低く、飛距離が出る。しかしながら、ディンプル
付ゴルフボールにおいては、臨界レイノルズ数を超えた
領域で、平滑な球のように抗力係数ＣＤを小さくするこ
とができれば更に飛距離アップが大きく期待出来る。

上記した臨界レイノルズ数Ｒｅｃを超えた領域において
、平滑な球の抗力係数が急激に低下する原因は下記の理
由に因ると考察されている。

即ち、臨界レイノルズ数１”ｔｅａを超えた後において
、流体は平滑な表面を有する球に対して第２図に示すよ
うに、矢印方向から流れて（る流体は、球６（図面中、
断面円形で示されている）に衝突する前方の澱み点Ｐ１
力＼ら円の表面に沿って流れる層流境界層７となり、こ
の層流境界層７はθ＝８０°付近の層流剥離点ＬＳで円
の表面から剥離するが、すぐに、遷移点Ｔより層流剥離
した境界層が乱流に遷移して乱流境界層８を発生し、円
の表面に再付着する。この乱流境界層３は圧力上昇に耐
えてθ＝１３０°付近の乱流剥離点ＴＳで剥離するまで
、円の表面に沿って流れる。

上記乱流境界層８が層流境界層７と比較して円の表面か
ら剥離しにくいのは、乱流境界層内では乱雑な渦運動に
より運動量の交換がさかんで、境界層外側の流れから運
動ｍを受けた流体粒子が境界層全体に運動量を運んで、
圧力上昇による境界層の減速を押さえるからと認められ
ている。

上記した臨界レイノルズ数Ｒｅｃを超えるレイノルズ数
Ｒｅでの円の外周の圧力分布状態は第３図に示す通りで
ある（Ｒｏｓｈｋｏ、　Ａ、、“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
ｓ　ｏｎｔｈｅ　Ｎｏｗ　ｐａｓＬ　ａ　ｃｉｒｃｕｌ
ａｒ　ｃｙｌｉｎｄｅｒ　ａｔ　ｖｅｒｙｈｉｇｈ　Ｒ
ｅｙｎｏｌｄｓ　ｎｕｍｂｅｒ　、　Ｊ、　Ｆｌｕｉｄ
　Ｍｅｃｈ、、　１９６１゜Ｖｏｌ、１０，ｐ３４５〜
：（５６に記載）。図中、θは第２図と同様に、円の中
心０と前記澱み点Ｐ、とを結ぶ線からの角度を現してい
る。該第３図に示すように、θ＝１００°付近に平らな
部分Ｘが生じており、この平らな部分Ｘは層流境界層７
が一旦剥離して乱流となり円の表面に再付着する際の剥
離泡と呼ばれるもので、その中では圧力が傘り大きく変
化しないため上記平らな部分Ｘを構成している。

上記したように、表面が平滑な円の場合は、しイノルズ
数Ｒｅが臨界レイノルズ数Ｒｅｃより大きい領域では、
層流境界層は一旦剥離するが（層流剥Ｍ）、剥離泡を作
って乱流境界層へと遷移するからで、剥離泡の発生が再
付着後の乱流剥離点の後退の大きな原因となっている。

剥離泡が乱流剥離点の後退原因となるのは、まず、第一
に剥離泡が発生した部分では、剥離泡の上を流れが滑り
、見掛は上の内表面で流れが加速されて、剥離しようと
する流れが再付着し、それによって、乱流剥離点が後退
するからである。

第二に、剥離泡が外部のボ、テンシャル流れに対して凸
状の流れとなり、それにより表面圧力がその部分で平坦
となり、圧力上昇が押さえられて乱流剥離点が後退する
からである。

第三に、第４図に示すように、層流境界層７ｈ４凸状流
れの剥離泡９に当たると、その内部は矢印Ｙで示すよう
にせん断流れが強くなり、層流境界層７の内縁（底部）
７ａは再付着する点Ｚで速度Ｏとなるまで減速するが、
層流境界Ｆ！７の外縁７ｂは圧力分布からも分かるよう
に、殆ど減速することなく流れ、この境界層のせん断流
れにより境界層の再付着が促進され境界層の剥離が遅ら
されるからである。

上記したように、剥離泡は圧力上昇を押さえる形状効果
と、境界層のせん断流れを強化する効果と、剥離池内の
流れによる滑り効果があり、こられの組み合わせ効果に
より、大幅な乱流剥離点の後退、それに伴う抗力係数の
大幅な軽減が起こるものとみなされる。

従って、ディンプル付きのゴルフボールについても、上
記した流れ、即ち、凸状の剥離泡の流れと、該剥離泡に
よる層流境界層のせん断流れを発生させることができれ
ば、乱流剥離点を大幅に後退させて、抗力係数を大幅に
低減し、飛距離の増大を図ることが出来る。

本発明は、上記した点に鑑みてなされたもので、ディン
プルの底面に円弧状の凸部を設けることにより、層流剥
離点で強制的に剥離泡を発生させ、剥離泡の凸状の流れ
および該凸部自体の存在により、層流境界層の流れに強
いせん断流れを発生さ仕ると共に、該凸部表面での圧力
上昇を押さえ、よって、剥離点を従来のディンプルより
大幅に後退させるようにしたものである。

詳しくは、ゴルフボールのディンプルの底部に、上方へ
円弧状に突出した凸部を形成し、該凸部の大きさを、 凸部の最大径の基部の直径を（Ｄ１）、ディンプルの外
端縁の直径を（Ｄ２）とし、Ｌ＝ＤＩ／Ｄ２とすると、 ０．２　　　＜　　　Ｌ　　　＜　　　０．７かつ、凸
部１１の高さを（Ｈ１）、円弧状に凹設したディンプル
の仮想最大深さを（Ｈ２）とし、Ｋ＝ＨＩ／１−１２と
すると、 ０．２　≦　Ｋ　≦　０．５５ さらに、！個のゴルフボールに設けられた夫々凸部を有
するディンプルの空間体積の総和をＶとすると、 ２５（ｌｍｍ３　　　＜　　　Ｖ　　　＜　　　４００
＋ｕ＋”に設定したことを特徴とするゴルフボールを提
供するものである。

上記構成上りなるゴルフボールにおいて、１個のゴルフ
ボールに設けられた夫々凸部を有するディンプルの空間
体積の総和Ｖは、 ３００ｍ５’　　　＜　　　Ｖ　　　＜　　　４００ｍ
ｍ’の範囲が好ましく、特に、 ３００ｍｍ’　　＜　　Ｖ　　＜　　３６０ｍａ’に設
定することが最も好ましい。

また、上記構成よりなるゴルフボールにおいて、１個の
ゴルフボールに設けるディンプル付ｔ径を２種以上とし
ていることが好ましい。

皿 上記したように、本発明では、ディンプルの底部に円弧
状の凸部を設けていることにより、剥離泡を強制的に発
生させることが出来、よって、レイノルズ数が臨界レイ
ノルズ数を超えた領域において、抗力係数を従来のディ
ンプルと比べ大きく低減することができ、結果的にゴル
フボールの飛距離を増大させることが出来る。

寒凰鉱 以下、本発明を第５図に示す実施例により詳細に説明す
る。

上記各図面はゴルフボールの一部を拡大して示しており
、ＩＯはディンプル、１１はディンプル１０の底部に円
弧状に突設した凸部、１２はディンプル１０の外縁端、
１３はディンプルが設けられていない部分の外縁面であ
る。

ディンプル１０は断面真円形状の凹部であり、該ディン
プルｔＯの最下端位置を中心として断面真円形状の凸部
１１を一体に突設している。該凸部１１は適切な大きさ
とする必要があり、小さ過ぎると効果がなく、また、大
き過ぎてもディンプル１０の内部で閉じた流れが発生す
るのを阻害するため、実験結果より、下記の範囲に設定
している。即ち、 凸部（１１）の最大径の基部の直径を（Ｄり、ディンプ
ル（１０）の外端縁（！２）の直径を（Ｄ２）とし、Ｌ
＝Ｄ１／Ｄ２とすると、 ０．２　　＜　　Ｌ　　＜　　０．７　　に設定してい
る。

また、凸部１１の高さを（Ｈ１）、円弧状に凹設したデ
ィンプルの仮想最大深さを（Ｈ２）とし、Ｋ＝Ｈ１／Ｈ
２とすると、 ０．２　≦　Ｋ　≦　０．５５　に設定している。

例えば、ディンプル１０を、 Ｄｒ＝３．６０ｍｍ、Ｄ＋＝　１．８０ｍｍ、Ｌ＝０．
５［−１＋＝０．０６３ｍｍ、　Ｉ（ｔ＝０．２５　Ｉ
ｎ＋ｒａ。

Ｋ＝０．２５に設定し、 上記寸法のディンプルのみを１個のゴルフボールに設け
た場合は、 ディンプル総数＝３９２個 ディンプルの総容積Ｖ＝３２Ｏｎ＋ｍ’に設定している
。

ゴルフボールの表面に形成する多数のディンプル１０は
上記した形状としており、該形状のディンプル１０を、
その径を変化させた大小種々設けても良いことは言うま
でもない。１個のゴルフボールに設けるディンプルの総
数は２４０〜６００の範囲としており、かつ、ディンプ
ル１０の表面を図中仮想線で示す平板２０で閉鎖した場
合におけるディンプルの空間体積の１個のゴルフボール
に示す総和■は、 ２５０ＩＩｌ１３＜■＜４００ＩｌＩＩ１１３の範囲に
設定している。この１個のゴルフボールに占めるディン
プルの総容積Ｖを上記し？４２５０ｎａ＋’以上、４０
０ｎｍ’以下としているのは、２５０ｍｍ３以下では球
筋が高すぎ、また、４００＋ｍ’以上では球筋が低すぎ
てゴルフボールとして不適である理由による。

上記したように、ディンプルＩＯの底部に凸部１１を設
けた場合、第６図に示すように、ディンプル１０の周り
に矢印方向に流体が流れると、上流側の後端Ａ！に当た
った流れは、そこで分離してディンプル内の底辺に当た
り、そこを澱み点Ｐ３として矢印方向に示すように更に
分離し、ディンプル内方にむかって流れる分離流れを発
生する。

該分離流れはディンプル内部に設けた凸部２に当たって
上向きの流れとなり凸状の流れの剥離泡！５を発生する
。また、上記後端ＡＩから分離した流れは、直接的に凸
部１１に当接し、当接点を澱み点Ｐ４として分離し、凸
状の剥離泡１６を発生させる。

（実験例） 本発明に係わる形状のディンプルを備えたゴルフボール
（実施例１．２．３）と、ディンプル内に凸部を形成し
ていない従来のゴルフボール（比較例１．２）を設けた
。

上記した実施例！、２．３および比較例１．２はツルー
テンパーＭ／Ｃを使用し、ヘッドスピード４８．７５ｍ
／ｓおよび４５．０ｍ／ｓでボールを打撃し、その飛距
離を測定した。その結果は下記の第１表に示す通りであ
った。

また、上記実施例１，２．３および比較例１．２のゴル
フボールは、ラージサイズ（直径４２．７５ｍｍφ）、
２ピースボール、２０面体配列で、各ゴルフボールに設
けるディンプルは下記の第２表に示す通りであった。

（以下余白） 発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わるゴルフ
ボールによれば、各ディンプルの内部に適切寸法の凸部
を設けているため、ディンプル内で剥離泡をほぼ強制的
に発生さけることができる。

よって、剥離泡により乱流剥離点を従来と比較して大幅
に後退させることが出来、よって、ゴルフボールの飛距
離を増大させることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はディンプル付ゴルフボールと平滑な球のレイノ
ルズ数と抗力係数との関係を示す線図、第２図は断面円
形の球に対する流体の流れを示す模式図、第３図は上記
円形まわりの圧力分布を示す線図、第４図は剥離泡の作
用を示す図面、第５図は本発明の実施例を示すディンプ
ルの一部拡大図、第６図はディンプル内の凸部の作用を
示す図面である。 １０・・・ディンプル、　　１ト・・凸部、１２・・・
ディンプル外縁端、 １３・・・ゴルフボール外縁面。 第３図 箪４区

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ゴルフボールのディンプル（１０）の底部に、上方
   へ円弧状に突出した凸部（１１）を形成し、該凸部（１
   １）の大きさを、 凸部（１１）の最大径の基部の直径を（Ｄ１）、ディン
   プル（１０）の外端縁（１２）の直径を（Ｄ２）とし、
   Ｌ＝Ｄ１／Ｄ２とすると、 ０．２＜Ｌ＜０．７ かつ、凸部１１の高さを（Ｈ１）、円弧状に凹設したデ
   ィンプルの仮想最大深さを（Ｈ２）とし、Ｋ＝Ｈ１／Ｈ
   ２とすると、 ０．２≦Ｋ≦０．５５ さらに、１個のゴルフボールに設けられた夫々凸部（１
   １）を有するディンプルの空間体積の総和をＶとすると
   、 ２５０ｍｍ＾３＜Ｖ＜４００ｍｍ＾３ に設定したことを特徴とするゴルフボール。