本實用新型涉及一種在高爾夫球頭的底面形成因渦流而產生的滯留空氣層的木質的高爾夫球桿，尤其涉及一種減少揮桿時的高爾夫球頭的空氣阻力而實現順暢的揮桿動作的木質的高爾夫球桿。

背景技術：

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

對此，著眼于木質的高爾夫球桿在揮桿時在高爾夫球頭的后方產生渦流致使空氣阻力變大，而其成為無法提高揮桿速度的主要原因的這一點，提出有在高爾夫球頭H的頂部的中央附近的空氣分離點的后方設置多個凹面，從而用凹面減少在高爾夫球頭后方產生的空氣的亂流的木質的高爾夫球桿(專利文獻2)。

專利文獻1：日本實開昭60-128664號公報

專利文獻2：日本特開平6-7484號公報

對此，將以往的木質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。在風洞中，若從前方擊打面方向以整流狀態輸送空氣(圖1(c))，則沿頂面的表面流過的空氣流在經過了頂面的頂部的位置從頂面分離，并在其后方產生空氣流的亂流，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過下降揮桿而到達擊球位置的揮桿軌跡中，主要是高爾夫球頭的底面和周圍空氣流接觸。而且，相對于高爾夫球，擊打面只是在剛要擊球的前后才成為垂直面，從而形成相對于高爾夫球頭的上下(即頂面和底面)平行流過的空氣流(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，若從力學角度看高爾夫球桿的揮桿，則在揮桿時，連接握把B和桿身前端A的桿身線AB與連接高爾夫球頭重心G和握把B的線段BG會錯開一定角度，而該角度的錯開不僅引起擊球時高爾夫球頭的趾部C下降的現象，而且在揮桿時會使桿身扭曲，從而引起內傾現象。對此，以往，欲通過將高爾夫球頭的重心移向根部側而消除該問題，但是設計人發現，該問題主要是由揮桿時的空氣因粘性而貼附在高爾夫球頭的周圍面上而造成的，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。

技術實現要素：

本設計人根據上述觀點進行了深入研究，其結果發現，要想消除揮桿時的周圍空氣的貼附，優選在周圍空氣和高爾夫球頭表面之間存在空氣層，據此完成了本實用新型。本實用新型的高爾夫球桿由高爾夫球頭和桿身構成，該高爾夫球頭至少具有頂面和底面，其特征在于，具有如下脊結構：在高爾夫球頭的至少底面設置有第1脊和第2脊，所述第1脊在揮桿時接受流過高爾夫球頭周圍的空氣而成為阻壁，所述第2脊相對于所述第1脊隔著間隔而設置在所述第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，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圍空氣之間存在空氣層。

如圖3所示，在高爾夫球頭表面和周圍空氣流之間存在空氣層的脊結構中，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第1脊而與空氣流后方的第2脊碰撞，從而產生反轉以形成渦流。考慮到揮桿時高爾夫球頭的底面向逆時針方向回轉位移的軌道(圖1(a))，優選第2脊相對于第1脊向順時針方向角位移。首先，需要使第2脊相對于第1脊放射狀地角位移。接著，優選使第1脊和第2脊之間的空間形成為實質上被包圍的空間，由此能夠確保與第2脊碰撞而形成的渦流滯留。基于上述原則，第1實施方式具有如下脊結構：沿著底面的周圍端形成U字形的脊(12a)，并且形成隔著規定間隔從該脊(12a)朝向周圍端放射狀延伸的脊(12b、12c)，從而進行分隔(參照圖2(a)至圖2(c))。第2實施方式具有如下脊結構：在高爾夫球頭的底面(20)以規定間隔重疊有形狀相似且大小不同的多個多邊形(31、32、33)(圖中為五邊形)，并且其底邊(21a)大致與擊打面(23)平行，通過以連接多個多邊形的棱點的方式放射狀延伸的分隔線(24)而被分隔(參照圖4，圖中的多邊形為三個五邊形的重疊)。并且，具有如下脊結構：在底面(30)設置有由脊構成的多重圓(31、32、33)，并且通過放射狀延伸的脊(34)區劃、分隔該多重圓(參照圖5，圖中三個圓形重疊)。而且，就相似形狀的多重空間而言，通過脊形成多個箭羽形狀(41a、41b、41c、41d、41e)的周圍，并將具有封閉空間的脊以放射狀重疊(參照圖6，圖中，箭羽為五個)。以上是形成有規則的風車形狀的脊結構的方法，但是，如圖7所示，還可以具有如下脊結構：將彎曲成大致N形狀的閃電狀的多個脊(51、52、53)配置成其傾斜方向向順時針方向變化。總而言之，在本實用新型中，重要的是使脊的放射狀延伸的傾斜方向隨著揮桿時的底部的位移而向順時針方向位移，從而成為有效的阻壁，這就是在高爾夫球頭表面和周圍空氣之間形成滯留的空氣層的條件。而且，傾斜的脊實際上形成封閉空間是確保空氣層的滯留時間的優選條件。

接著，在本實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速來確定的，但是，針對通常的高爾夫球，合適的脊的高度為0.2mm以上且3mm以下，寬度為1～5mm。脊之間的間隔根據脊的高度和寬度的相關關系來確定，但是優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，并且被周圍空氣流F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，從而產生逆流，并且通過反復進行該動作，在高爾夫球頭的底面和周圍空氣層之間存在由多個脊形成的渦流W構成的空氣層。由此，能夠抑制周圍空氣與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…使高爾夫球頭的周圍空氣流F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碰撞而產生渦流，從而在第1脊和第2脊之間產生渦流W。重要的是，在后方的脊之間依次反復進行該動作，因此，如上所述，優選調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或間斷的脊形成，且并不限于線狀的脊。并且，還可以連續或間斷地形成脊。

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

附圖說明

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系。圖1(b)是表示高爾夫球桿的桿身線與重力作用線之間的關系的說明圖。圖1(c)是表示擊球時的周圍空氣流的狀態的剖視說明圖。

圖2(a)是表示本實用新型的第1實施例的頂部側的俯視圖，圖2(b)是表示底部側的仰視圖，圖2(c)是表示側部的側視圖，并且在圖2(a)至圖2(c)中示出在高爾夫球頭表面產生的渦流和周圍空氣流之間的關系。

圖3是表示本實用新型的脊結構的渦流形成過程的說明圖。

圖4是表示本實用新型的底部側的多重多邊形的第2脊結構的仰視圖。

圖5是表示本實用新型的底部側的多重圓形的第3脊結構的仰視圖。

圖6是表示本實用新型的底部側的風車形的第4脊結構的仰視圖。

圖7是表示本實用新型的底部側的閃電形的第5脊結構的仰視圖。

具體實施方式

在揮桿時，桿身的彎矩以及扭矩如圖1所示。

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

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

(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始反向彎曲。

(5)該反向彎曲逐漸變大，并且同時在桿身產生扭矩。

(6)然后，在擊球時，反向彎曲開始返回，并且通過扭矩的返回而出現高爾夫球頭的前端內傾(toe-in)的現象。

為了減少該扭矩，以往進行了將高爾夫球頭的重心移向根部側從而在力學上消除扭矩的研究。這次，設計人等利用空氣的流動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，因而在桿身產生扭矩。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所形成的線段(圖中的虛線)之間的分開角度而重力作用于重心G與桿身端B之間而產生的。要想減少該扭矩，不僅要將上述重心位置G移向根部側，這次還需要通過減少揮桿時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)到結束(6)為止的期間所產生的空氣阻力在擊打面部分產生最大，且其為剛要擊球和剛擊球之后的極短距離和極短時間。因此，如圖1(c)所示，擊球前后的空氣阻力是由流過高爾夫球頭上下(即頂面和底面)的空氣流而產生的，但其只占據揮桿中的10％左右的距離和時間，而其余的揮桿中的離心力更長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中，底部始終100％與空氣接觸。著眼于此，發現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。并且發現，優選同時減少高爾夫球頭的側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，則從高爾夫球頭產生的對桿身的扭曲也越大，而通過其反作用力，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間成正比，因此，通過減少底部與空氣之間的摩擦就可以解決上述力矩。同樣，通過在高爾夫球頭的側部以及頂部將層流改變為亂流，能夠減少空氣阻力。由此，揮桿時，能夠感覺高爾夫球頭的重量頗為變輕且容易擊中高爾夫球。并且能夠確認到，同一人進行揮桿時，飛行距離也延長10碼至20碼，因此相當于高爾夫球頭速度提高了5％以上。

(實施例)

由木質的高爾夫球頭和桿身構成的高爾夫球桿中，在高爾夫球頭10的頂面11形成有從趾部側朝向根部側延伸的兩根脊11a、11b，并且在后部形成有一對L形脊11c(圖2(a))。另一方面，在底面12從擊打面側朝向后部側形成有U字形脊12a，并且隔著間隔形成有從該U字形脊12a朝向周圍輪廓的多根脊12b、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延伸的脊12c、12c(圖2(b))。在本實施例中，多個脊的尺寸設為高0.7mm、寬2.7mm，但是脊的尺寸允許在前述的一定范圍之中。可知在本實施例中，在頂面11、底面12和周圍空氣流之間存在渦流，周圍空氣不會與高爾夫球頭表面再次接觸而能夠順暢地流過(圖2(c))。

根據本實用新型，與第1脊碰撞而上升的空氣流通過周圍空氣流而流入第1脊和其后方的第2脊之間，并與第2脊碰撞而產生逆流，并且通過反復進行該動作，能夠使得由多個脊產生的渦流存在于高爾夫球頭底面和周圍空氣層之間。由此，抑制周圍空氣與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的線狀的脊構成，但是不只限于此。重要的是，使高爾夫球頭周圍空氣流與壁碰撞而上升，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脊碰撞而產生逆流，從而在第1脊和第2脊之間產生渦流，并在后方的脊之間依次反復進行該動作。因此，脊的高度和脊之間的間隔可以調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或間斷的脊形成，且不只限于線狀的脊。