KR101938854B1 - 골프공 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인접한 딤플들 사이에 에어 채널이 구비된 골프공에 관한 것이다. 본 발명에 따른 골프공은, 인접한 딤플들을 연결하는 에어 채널이 구비되되 상기 에어 채널의 외측 선단이 모따기 또는 모깍이 가공된 것을 특징으로 한다. 외측 선단이 모따기 또는 모깍이 가공된 에어 채널 구조는 골프공 표면 전반에 걸쳐 에어 채널의 외측 선단에서의 내구성 저하 문제를 해소하는 한편, 에어 채널의 외측 선단에서의 공기의 영향을 최소화하고 압력 항력을 균일하게 하여 충분한 비거리를 확보하면서도 슬라이스 방지, 직진성 및 우수한 탄착점과 관련된 비행 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 에어 채널의 외측 선단에 대한 모따기 또는 모깍이 가공에 수반하여 딤플 자체의 깊이를 에어 채널이 구비된 종전 골프공의 딤플 깊이보다 선택적으로 더 크게 형성함으로써 양력 및 비거리 손실을 최소화할 수 있다.

Description

골프공{GOLF BALL}

본 발명은 골프공에 관한 것으로, 구체적으로 인접한 딤플들 사이에 에어 채널이 구비된 골프공에 관한 것이다.

골프공 표면의 딤플들은 공기역학적으로 직접적인 관여를 하여 골프공의 비행 성능에 지대한 영향을 준다. 즉, 골프공은 타격시 골프채의 로프트 각도에 따라 역회전을 일으킴과 동시에 골프공의 핵으로부터 발생하는 강한 반발 탄성에 의해 튀어 나가게 되는데, 이 경우 초기 탄도가 비슷하더라도 딤플들의 종류와 형상 또는 그의 배열에 따라 탄도의 모양과 그 탄도의 정점, 비행 시간 등은 상당히 달라지게 된다. 물론, 동일한 사용자가 동일한 골프채를 사용하여 골프공을 가격하여도 골프공의 반발 탄성 능력과 딱딱함, 그리고 회전 성능의 차이에 의해서도 비행 특성이 다르게 나타나지만, 딤플들의 형상, 크기, 개수, 면적율, 깊이, 배열 방법 등에 따라 체공시간, 정점의 높이, 직진성, 바람의 영향 등에 많은 차이가 나타나게 된다.

일반적으로 골프공의 딤플로서 가장 많이 사용된 것은 원형 딤플인데, 이 원형 딤플은 공기의 흐름을 일정하게 하기 쉽고 골프공 표면 전반에 걸쳐 균형 잡힌 배열을 할 수 있어 가장 많이 사용되고 있다. 또한 몰드 캐비티의 제작도 용이하여 많은 골프공에 응용되고 있다. 그러나 이러한 원형 딤플은 그 크기에 따라 골프공의 비행 성능에 많은 차이가 생기게 된다. 크기가 작은 원형 딤플은 양력을 얻기 어렵지만 바람의 영향을 덜 받아 골프공에 비행 안정성을 부여할 수 있다. 반대로 큰 딤플은 양력을 얻기 쉽지만 바람의 영향을 많이 받아 골프공에 비행 안정성을 부여하기 어려워지고 이에 따라 골프공이 원하는 지점으로 비행하지 않고 의도하지 않은 방향으로 날아가기도 한다. 모든 골프공들이 딤플들을 배열할 때 추구하는 궁극적인 목표는, 직진성이 좋고 체공시간이 더 늘어나 결과적으로 비거리와 비행 안정성이 좋고, 숏게임시 적절한 스핀 성능을 가지고 있어 그린에서의 조절력이 좋은 그런 골프공을 만드는 것이다.

종래 딤플 배열 방법에 관한 일례로서 U.S. Pat. No. 4,560,168은, 6개의 대원으로 구체의 표면을 분할하여 구상 20-12면체의 분할 구도로 딤플들을 배열함에 있어서 각 분할선에 딤플들이 걸쳐 있지 않는 것을 특징으로 하고, 이 경우 구상 20면체에서 각 변의 중간 점을 서로 이웃하는 것끼리 연결하여 구상 20-12면체가 생성되고, 그 분할선에 딤플들이 걸쳐지지 않게 배열함으로써, 비행 성능을 향상시키는 골프공의 딤플 배열 방법에 관해 개시하고 있다.

또한 U.S. Pat. No. 5,957,787은, 구체의 표면을 구상 20면체로 나누어 각 구상 삼각형의 중심 부위에 가장 큰 원형 딤플들을 배열하고, 그 원형 딤플과 같은 중심을 갖는 환상 딤플을 그 원형 딤플의 바깥쪽에 배열하여, 저속영역에서 항력계수를 낮춰주고 이 환상 딤플이 공기의 흐름방향의 직각 방향에 있을 때는 회전을 더 길게 유지시켜 비행 안정성을 부여하여 비거리를 늘려주는 딤플 배열 방법에 대해 개시하고 있다. 그러나 이러한 딤플 배열 방법의 경우, 하나의 큰 연속된 깊이를 갖는 환상 요면으로 인하여 이 환상 딤플 내부에서 공기의 흐름이 강하게 되어 초기 탄도를 너무 낮추어 주는 경향이 있어 적절한 탄도에 의한 비거리의 향상이 어렵게 될 가능성이 있었다.

또한 U.S. Pat. No. 6,709,349는, 골프공의 표면에 딤플을 배열함에 있어서 딤플의 중심 또는 거의 중심에 가까운 곳으로부터 방사상으로 요면, 또는 돌출 부위로 된 다양한 형태의 방사상 팔(arm)들을 만들거나 또는 딤플의 중심에 허브(hub)로부터 가장자리로 균일한 형태의 방사상 팔들을 만들어 주고, 그 딤플의 가장자리 부위 또는 딤플 내부에 다양한 형태의 보조 딤플(sub-dimple)들을 설치하여 공기의 흐름을 휘저어 주어 빨리 에너지화시켜 비거리를 늘려주는 딤플 배열 방법에 대해 개시하고 있다. 그러나 이러한 딤플 배열 방법의 경우, 하나의 딤플 속에서 딤플 중심으로부터 균등한 형태로 나누어져 있어 그 하나의 딤플 내부 전체는 어느 곳이든 동일한 압력을 받게 되어 회전력에 도움을 주지 못하고 골프공의 압력 항력과 마찰 항력만 높이게 되어 비행시 탄도의 급격한 변화로 오히려 비거리가 줄어들 수가 있다.

또한 U.S. Pub. No. 2012/0,302,377 A1는, 구상 다면체의 골프공의 표면에 타원 또는 비원형의 딤플을 배열하되 하나의 쌍을 이루는 주축의 길이는 짧은 축의 길이의 1.2배 이상으로 길고 이 긴 축은 한쌍의 원형 호로 이루어져 있어 이 한 쌍의 긴 호로 이루어진 딤플들의 에지(edge)에서 난류 천이를 촉진시켜 일반적인 원형 딤플들이 형성하는 경계층에서의 박리 대역의 폭보다 더 감소시킴으로써 골프공이 비행시의 드래그(drag)를 감소시켜 비거리를 늘리는 딤플 배열 방법에 대해 개시하고 있다. 그러나 이러한 배열 형태의 딤플은 긴 축과 짧은 축의 차이가 많아 타격시 골프공의 동일 부위를 반복해서 가격하지 못하면, 긴 축 쪽을 가격했을 때와 짧은 축 쪽을 가격했을 때의 각 비행 방향이 일정치 않고 차이가 생겨, 비행 안정성에 문제점이 생길 가능성이 있다.

한편 U.S. Pat. No. 5,879,245는, 구상 다면체로 나누어진 구체의 표면에 형성된 딤플들 사이에 공기 연결 통로 즉 에어 채널(air channel)을 형성하여 딤플 각각의 독립성을 감소시킨다는 독특한 개념의 딤플 배열 방법에 대해 개시하고 있다. U.S. Pat. No. 5,879,245에 따른 에어 채널을 구비한 딤플 배열 방법에 따르면, 공기 흐름에 연속성을 부여하여 골프공 비행시 발생하는 드래그(drag)를 최소화시켜 비행 안정성과 비거리를 늘릴 수 있는 것으로 개시되어 있다. 그러나, U.S. Pat. No. 5,879,245가 개시하고 있는 에어 채널의 경우 그 외측 선단이 예리한 모서리 구조로 인해 의도하지 않은 여러 문제가 수반되고 있다.

예컨대, U.S. Pat. No. 5,879,245이 개시하고 있는 에어 채널 외측 선단으로 인한 예리한 요철은 숏 아이언이나 웨지 등의 골프채 가격시 쉽게 손상될 수 있어 내구성이 떨어지는 문제가 있고, 또한 드라이버 가격시 공기의 과도한 영향으로 인해 슬라이스가 발생하거나 짧은 비행 거리에서 탄도의 최고점에 급격히 도달하여 비거리가 짧아지거나 또는 과도하게 높은 탄도로 인해 대기 상층부에서의 바람의 영향으로 직진성이 급격히 떨어지는 등의 문제가 있어, 공기 연결 통로의 형성을 통해 의도하는 효과를 충분히 구현하지 못하는 한계가 있다.

U.S. Pat. No. 4,560,168 U.S. Pat. No. 5,957,787 U.S. Pat. No. 6,709,349 U.S. Pub. No. 2012/0,302,377 U.S. Pat. No. 5,879,245

본 발명의 목적은 U.S. Pat. No. 5,879,245의 개선에 관한 것이며, 공기 흐름에 연속성을 부여하여 골프공 비행시 발생하는 드래그(drag)를 최소화시켜 비행 안정성과 비거리를 증가시키기 위해 형성되는 에어 채널을 구비한 골프공에 있어서, 골프공 표면 전반에 걸쳐 에어 채널의 외측 선단에서의 내구성 저하 문제를 해소하는 한편, 에어 채널 외측 선단에서의 공기의 영향을 최소화하고 압력 항력을 균일하게 하여 충분한 비거리를 확보하면서도 슬라이스 방지, 직진성 및 우수한 탄착점과 관련된 비행 안정성도 개선된 골프공을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 상기 해결과제와 관련된 골프공을 연구 및 개발하는 과정에서, 인접한 딤플들을 연결하는 에어 채널(air channel)이 구비된 골프공에서 공기의 영향을 최소화하기 위한 수단으로서 에어 채널의 외측 선단을 모따기(chamfer) 또는 모깍이(fillet) 가공하여 종래 예리한 모서리 형상의 외측 선단을 갖는 에어 채널에서 공기 흐름이 급격히 변하여 발생되는 와류를 순화시키는 방안을 착안하는 한편, 이러한 모따기 또는 모깍이에 의해 에어 채널의 깊이가 커지고 딤플 자체의 깊이는 상대적으로 작아짐으로써 양력이 감소되는 현상에 주목하여 이를 상쇄시키기 위한 수단으로서 딤플 자체의 깊이를 에어 채널이 구비된 종전 골프공의 딤플 깊이보다 더 크게 형성시키는 방안을 착안하여 본 발명에 도달하게 되었다. 상기한 해결과제에 대한 인식 및 지견에 기초한 본 발명의 요지는 청구범위에 기재된 것과 동일한 아래의 내용이다.

(1) 인접한 딤플들을 연결하는 에어 채널이 구비된 골프공에 있어서, 상기 에어 채널의 외측 선단이 모따기 또는 모깍이 가공된 것을 특징으로 하는 골프공.

(2) 상기 모깍이의 반경은 0보다 크되 0.1mm 미만인 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(3) 상기 에어 채널의 폭은 딤플 직경의 5~20%인 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(4) 상기 딤플의 직경은 2.54mm 이상이고, 상기 에어 채널의 폭은 01mm~1.2mm인 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(5) 상기 에어 채널의 깊이는 딤플 깊이의 5~50%인 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(6) 상기 딤플의 깊이는 0.18~0.25mm이고, 상기 에어 채널의 깊이는 0.01~0.125mm인 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(7) 상기 에어 채널의 바닥면은 평면, 삼각면 또는 곡면의 단면 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(8) 상기 딤플들 전체에서 에어 채널이 구비된 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(9) 상기 딤들들 중 일부에 에어 채널이 구비된 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(10) 상기 에어 채널이 구비된 딤플들의 면적율은 전체 표면적 기준 79% 이상인 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

(11) 상기 딤플의 깊이는 에어 채널의 외측 선단이 모따기 또는 모깍이 가공되지 않은 경우의 딤플 깊이보다 20~50% 더 깊은 것을 특징으로 하는 상기(1)의 골프공.

이상과 같이 본 발명에 따라 외측 선단이 모따기 또는 모깍이 가공된 에어 채널 구조는 골프공 표면 전반에 걸쳐 에어 채널의 외측 선단에서의 내구성 저하 문제를 해소하는 한편, 에어 채널의 외측 선단에서의 공기의 영향을 최소화하고 압력 항력을 균일하게 하여 충분한 비거리를 확보하면서도 슬라이스 방지, 직진성 및 우수한 탄착점과 관련된 비행 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 에어 채널의 외측 선단에 대한 모따기 또는 모깍이 가공에 수반하여 딤플 자체의 깊이를 에어 채널이 구비된 종전 골프공의 딤플 깊이보다 선택적으로 더 크게 형성함으로써 양력 및 비거리 손실을 최소화할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 에어 채널이 구비된 골프공의 표면 및 단면 프로파일을 나타낸 도면.
도 2는 종래 기술에 따라 다양한 단면 형태의 에어 채널이 구비된 골프공의 단면 프로파일을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에어 채널이 구비된 골프공의 표면 및 단면 프로파일을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 다양한 단면 형태의 에어 채널이 구비된 골프공의 단면 프로파일을 나타낸 도면.
도 5 내지 7은 본 발명의 실시예에 따른 에어 채널이 구비된 골프공의 비행 성능에 관한 실험 사진.
도 8은 종래 기술에 따른 에어 채널이 구비된 골프공의 비행 성능에 관한 실험 사진.
도 9는 종래 기술에 따라 에어 채널이 없는 골프공의 비행 성능에 관한 실험 사진.
도 10 및 도 11은 슬라이스성 타격시 본 발명의 실시예에 따른 에어 채널이 구비된 골프공의 비행 성능에 관한 실험 사진.
도 12는 슬라이스성 타격시 종래 기술에 따라 에어 채널이 없는 골프공의 비행 성능에 관한 실험 사진.

이하에서는, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

일반적으로 골프공의 표면에 딤플을 형성하는 이유는 공기 역학적으로 딤플들의 역할이 지대하기 때문이다. 역회전하며 목표 지점으로 비행하는 골프공은 딤플들로 인해 그 아래쪽에서 공기가 천천히 흐르며 압력이 높아지고 반대로 위쪽에서는 공기가 아주 빨리 흐르며 압력이 낮아지게 됨으로써 베르누이의 원리에 의해 형성된 양력에 의해 비행하게 된다. 이때는 압력 항력이나 마찰 항력도 같이 높아지게 된다. 현재까지 골프공의 딤플들로 원형 딤플이 가장 많이 사용되고 있는 것은 주지의 사실이다. 구체 표면에 원형 딤플들을 배열하는 방법과 관련하여, 먼저 구체 표면을 대원(Great Circle)들로 분할함으로써 복수의 구상 다각형(Spherical Polygon)을 면요소로 하는 구상 다면체(Spherical Polyhedron)을 형성한 후, 그 위에 원형 딤플들을 좌우 대칭으로 배열하고 있다. 물론, 원형 딤플 외에 타원, 구상 육각형, 구상 삼각형 등 여러 다른 형태의 딤플들도 사용되고 있으나, 원형 딤플들이 공기의 흐름을 대칭적으로 유도하여 직진 비행에 유리하고 바람의 영향으로 인해 급격한 진로의 변화가 적기 때문에 대부분의 골프공에는 원형 딤플들이 채택되고 있다. 다만 전술한 바와 같이 원형 딤플의 크기가 큰 경우 양력을 얻기 쉬우나 비행시 바람의 영향을 많이 받아 비행 안정성이 나쁘고, 반대로 크기가 작은 경우 비행 안정성은 양호하나 양력을 얻기 어려워 비거리가 상대적으로 짧아진다. 또한 큰 직경의 딤플이 많은 골프공의 경우, 비행 방향의 뒷쪽으로부터 생기는 항력(drag)으로 비거리가 줄어드는 것 외에도 비행시 회전축을 형성하는 양 옆쪽에서 생기는 항력도 있어 정타로 가격을 하지 못할 경우 즉 빗맞을 경우 거리가 멀어질수록 원하는 지점에서 상당히 멀리 떨어진 곳에 낙하되어 탄착점이 형성되거나 탄도가 바람의 영향을 심하게 받아 흔들리기도 한다.

본 발명은, 이러한 원형 딤플의 단점을 개선하기 위해 종래 U.S. Pat. No. 5,879,245와 마찬가지로 공기 흐름에 연속성을 부여하여 골프공 비행시 발생하는 드래그(drag)를 최소화시켜 비행 안정성과 비거리를 증가시키기 위해 인접한 딤플들 사이에 에어 채널을 구비하는 것을 기본적인 특징으로 한다. 이 경우, 이러한 에어 채널은 딤플들 중 전부 또는 일부에 형성될 수 있으며, 일부 형성시 에어 채널이 구비된 딤플들의 면적율은 에어 채널에 의한 효과 구현에 충분하도록 전체 표면적 기준 79% 이상으로 설계되는 것이 바람직하다.

한편 상기 에어 채널은 단순 원형 딤플들로 이루어진 골프공이 갖는 단점을 해소할 수 있지만, 종래 U.S. Pat. No. 5,879,245가 개시하고 있는 에어 채널은 상술한 바와 같이 에어 채널의 예리한 외측 선단 형상으로 인해 숏 아이언이나 웨지 가격시 내구성이 저하되는 문제, 비행시 과도한 공기 영향으로 슬라이스가 발생하거나 또는 근거리에서 급격히 탄도가 상승함으로써 비거리가 손실되고 바람의 영향으로 비행 안정성이 떨어지는 등의 또 다른 문제를 수반할 수 있다. 도 1 및 도 2는 U.S. Pat. No. 5,879,24와 같은 종래 에어 채널에 관련된 도면이다. 도 1은 골프공의 표면 및 단면 프로파일을 나타내며, 인점한 딤들들 사이에 예리한(sharp)한 외측 선단 형상의 에어 채널이 구비된 골프공 표면의 일부가 표시되어 있다. 또한 도면에 도시된 바와 같이 종래 골프공의 경우 에어 채널 깊이(ch) 및 딤플의 깊이(h)는 수치적으로 낮게 설계되어 있으며 이는 후술하는 바와 같이 본 발명과의 차이점 중 하나이다. 도 2는 종래 다양한 형태의 에어 채널에 대한 단면 프로파일을 나타낸다. 종래 예리한 외측 선단을 갖는 에어 채널의 다양한 단면 형태를 나타내었으며, 도 1과 마찬가지로 에어 채널의 깊이(ch) 및 딤플의 깊이(h)는 수치적으로 낮게 설계되어 있는 것으로 표시되어 있다.

본 발명은 이러한 종래 에어 채널이 갖는 문제점을 개선하기 위해, 에어 채널을 구비하되 그 외측 선단이 부드러운 모따기(chamfer) 또는 모깍이(fillet) 가공된 것을 또 다른 특징으로 한다. 상기 모따기 또는 모깍이 가공에 의해 에어 채널 외측 선단의 예리한 모서리가 완만하게 부드러워져 골프공 비행시 외측 선단 근방에서의 공기 흐름이 방해되거나 와류가 발생되는 현상히 현저히 개선됨으로써 궁극적으로 에어 채널 외측 선단에서의 과도한 공기 영향을 최소화시킬 수 있게 된다. 또한 예리한 모서리 형태의 외측 선단 대비 모따기 또는 모깍이 가공이 이루어진 외측 선단이 외부로 돌출된 정도가 작아지기 때문에 골프채 타격에 따른 외측 선단의 손상 가능성 및 내구성 저하 문제가 효과적으로 방지될 수 있다.

한편 상기 에어 채널 외측 선단에 대해 모따기 또는 모깍이 가공을 하는 경우, 몰드 캐비티 제작시 금속 가공이 수반되어 에어 채널의 깊이(ch)도 더 깊어지게 되고, 이에 따라 양력에 관계되는 딤플의 깊이(h)는 실제 설계치보다 낮아지게 된다. 따라서 본 발명은 모따기 또는 모깍이 가공에 따른 양력 감소를 딤플의 깊이(h)를 종래 예리한 에어 채널을 구비한 딤플보다 깊게 하는 것을 또 다른 특징으로 한다. 이 경우, 본 발명에 따라 외측 선단이 모따기 또는 모깎이 가공된 에어 채널을 구비한 딤플의 깊이(h)는 종래 대비 20~50% 더 깊은 것이 바람직하다. 20% 미만이며 양력 증가의 효과가 충분하지 않으며 50% 초과이면 너무 깊어 실제로 캐비티 제작에 문제가 있어 바람직하지 않다.

구체적으로 도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 관한 도면이다. 먼저 도 3은 에어 채널이 구비된 골프공의 표면 및 단면 프로파일을 나타내고 종래와 비교을 위해 앞서 도 1과 유사하게 표현하였다. 도 3은 본 발명에 따라 성능이 개선된 에어 채널을 갖고 있는 딤플들을 배열시킨 골프공 표면의 일부분을 나타낸 하나의 예인데, 기존의 에어 채널의 깊이(ch)보다 더 깊어지고 외측 선단이 기존의 예리한 모서리 형태와는 달리 부드러운 모따기 또는 모깍이 가공되어 있고 실제 모깎기 반경 R을 갖도록 설계된 사항을 나타내고 있고, 딤플의 깊이(h)도 에어 채널이 깊어짐에 따른 상대적인 깊이 손실만큼 도 1의 기존의 딤플보다 훨씬 더 깊게 만들어져 있음을 수치적으로 나타내었고, 이렇게 설계가 변경되어 성능이 개선된 골프공의 실제 표면의 일부를 확대하여 보여주고 있다. 다음으로 도 4는 다양한 단면 형태의 에어 채널이 구비된 골프공의 단면 프로파일을 나타내며 종래와 비교를 위해 앞서 도 2와 유사하게 표현하였다. 도 4는 부러운 모따기 또믄 모깍이 반경 R을 갖도록 가공된 외측 선단을 갖는 에어 채널의 다양한 단면 형태를 나타내었으며, 도 3과 마찬가지로 에어 채널의 깊이(ch) 및 딤플의 깊이(h)는 수치적으로 종래 도 2 대비 더 크게 설계되어 있는 것으로 표시되어 있다.

상기 부드러운 모따기나 둥근 모깍이는 후술하는 바와 같이 에어 채널의 깊이(ch)와도 연관되며 종래 에어 채널의 예리한 선단에서 발생하는 전술한 여러 문제점들을 해소하고 에어 채널의 기능을 강화시켜 딤플의 비행 성능을 향상시키는데 대단히 중요한 역할을 한다. 즉, 종래의 에어 채널의 단점 중 하나가 웨지나 숏 아이언으로 타격하면 예리한 선단이 쉽게 손상되는 것이고 또한 드라이버로 가격을 하면 회전하며 비행할 때 급격한 와류로 탄도가 일반적이 골프공보다 더 높은 최고점에 일찍 도달하여 바람의 영향을 많이 받게 되는 것인데, 상기 부드러운 모따기나 둥근 모깍이에 이러한 문제를 개선하게 된다. 이 경우 부드러운 모따기 또는 모깍기 가공시, 모깍이 반경(R)은 0보다 크되 0.1mm 미만인 것이 바람직하다. 만일 0.1 mm 보다 크면 채널 양 쪽으로 각각 0.1 mm 이상씩 점하게 되어 그 크기로 인한 양력의 손실이 오고 그 결과로 비거리에 손실을 초래하게 된다. 따라서 후술하는 에어 채널 깊이(ch)에 따라 모깎기 반경이 결정되는 것이 좋으며, 또한 후술하는 바와 같이 에어 채널의 깊이(ch)는 딤플의 깊이(h)을 기준으로 하여 결정하는 것이 좋다.

상기 에어 채널의 폭(cw)은 딤플 직경의 5~20%인 것이 바람직하다. 딤플 직경이 딤플 직경의 5% 미만이면 에어 채널 형성의 효과가 미미하며, 20% 초과로 너무 크면 공기의 압력이 너무 쉽게 해소되어 필요한 양력을 얻기가 어려워져 바람직하지 않다. 한편 일반적인 원형 딤플들의 직경을 감안할 때 에어 채널의 폭(cw)은 0.1mm ~ 1.2mm 범위가 바람직한데, 이 경우 딤플 직경이 너무 작으면 에어 채널을 형성하기 곤란하기 때문에 딤플 직경의 최소 크기는 2.54 mm 이상 되어야 한다. 왜냐하면 골프공 제조용 금속 몰드 가공의 한계상 딤플 직경(d)에 대한 깊이(h)가 한정되기 때문에 본 발명에 따른 에어 채널 형성시 모따기 또는 모깎기 반경(R)을 감안할 때 상술한 폭(cw) 및 후술하는 깊이(ch)를 갖게 하기 어렵기 때문이다.

또한 본 발명에 의한 에어 채널의 깊이(ch)는 해당 딤플의 깊이(h; 절두 깊이(frustum depth)를 의미함)와 연관되어 결정하게 되는데, 에어 채널의 깊이(ch)는 본 발명에 있어 가장 중요한 부분 중 하나이다. 종래 에어 채널은 일반적인 원형 딤플들을 응용해 원형 딤플들의 깊이와 비슷한 딤플 깊이(h)를 가지고 있고 여기에 에어 채널을 설계한 것으로 사실상 에어 채널 깊이(ch)와 해당 딤플 깊이(h)의 연관 관계를 중요하게 고려하지 않았다. 이에 대해 본 발명에 의한 에어 채널의 경우, 외측 선단을 부드러운 모따기 또는 둥근 모깎기 반경(R)로 가공하기 때문에 종래 에어 채널 보다 깊게 형성될 필요가 있다. 이 경우 본 발명에 따라 깊이(ch)가 커진 에어 채널을 일반적인 원형 딤플에 적용할 경우 해당 원형 딤플들의 깊이(h)가 상대적인 낮아져 결과적으로 공기 역학적으로 양력이 적어지고 형태에 의한 항력만 증가시켜 비거리가 현저히 줄어들고 또한 타격 후 근거리에서 신속하게 최고 탄도점에 도달함으로써 바람의 영향을 더 많이 받게 되어 탄도에도 영향을 미쳐 착지각(Landing Angle)이 흐트러져 일정하고 균일한 탄착점을 얻기 어렵게 된다.

이러한 관점에서 상기 에어 채널의 깊이(ch)는 해당 딤플 깊이(h)의 5% ~ 50% 로 설정하는 것이 바람직하다. 에어 채널의 깊이(ch)가 딤플 깊이(h)의 5% 미만에서는 사실상 너무 얕아 에어 채널의 역할이 무의미하고 일반적인 원형 딤플과 별 차이가 없게 된다. 반대로 에어어 채널의 깊이(ch)가 해당 딤플 깊이(h)의 50% 초과이면 양력에 문제가 생겨 비거리의 감소가 두드러진다. 따라서, 예컨대 해당 딤플의 깊이(h)를 0.18 mm ~ 0.25 mm로 하면 이에 상응하는 에어 채널의 깊이(ch)는 0.01 mm ~ 0.125 mm 로서, 딤플 깊이(h)가 낮으면 에어 채널의 깊이(ch)도 상대적으로 더 낮게 되어야 그 본연의 역할을 수행하는데 지장이 없게 된다.

상기한 에어 채널의 깊이(ch)에 연관되는 부드러운 모따기나 둥근 모깍이는 종래 에어 채널의 예리한 선단에서 발생하는 전술한 여러 문제점들을 해소하고 에어 채널의 기능을 강화시켜 딤플의 비행 성능을 향상시키는데 대단히 중요한 역할을 한다. 종래의 에어 채널의 단점 중 하나가 웨지나 숏 아이언으로 타격하면 예리한 선단이 쉽게 손상되는 것이고 또한 드라이버로 가격을 하면 회전하며 비행할 때 급격한 와류로 탄도가 일반적이 골프공보다 더 높은 최고점에 일찍 도달하여 바람의 영향을 많이 받게 되는 것이었다. 본 발명에 따라 모깍이 선단의 반경(R)은 물론 원에 가까운 둥근 모양의 것을 반경R로 본 것으로 0 mm < Fillet Radius R < 0.1 mm 가 본 발명에 맞는 에어 채널 (71)의 외측 선단이다. 만일 0.1 mm 보다 크면 채널 양 쪽으로 각각 0.1 mm 이상씩 점하게 되어 그 크기로 인한 양력의 손실이 오고 그 결과로 비거리에 손실을 초래하게 된다. 따라서 전술한 바와 같이 채널 깊이(ch)에 따라 모깎기 반경(R)이 같이 결정되는 것이 좋으며 이는 딤플의 깊이(h)에 기준하여 결정하는 것이 좋다.

상기 에어 채널의 바닥면은 평면, 삼각면 또는 곡면의 단면 프로파일을 가질 수 있다.

성능 평가

상기와 같이 본 발명에 따른 새로운 에어 채널을 3종류로 변화를 주어 각 종류의 에어 채널을 구비한 딤플들의 표면으로 이루어진 골프공8개씩을Golf Laboratories, Inc.(미국)의 Servo Swing Robot에 드라이버를 장착해 90 MPH로 가격해 Trackman A/S사(Denmark)의 Trackman(이중 레이더 및 카메라가 장착된 타격및 비행 분석 장비)으로 본 발명에 의한 에어 채널을 갖고 있는 골프공들의 타격후의 성능(공의 초속, 발사각, 회전량, 비행 정점 높이, 착지각, 비거리, 비행시간 등의 평균 값)과 비행 탄도와 그 낙하지점인 탄착점을 레이더와 카메라가 추적해서 궤적을 나타내고, 이와 비교되는 기존의 에어 채널을 갖고 있는 딤플들로 표면을 이루고 있는 골프공 8개와 이 에어 채널을 깆는 딤플들로 표면을 이룬 골프공과 동일한 딤플 배열(332딤플 :유사 절두형 20면체; Quasi-Truncated Icosahedron)을 하고 있는 일반적인 원형 딤플들의 골프공 함께 비교하여 그 결과를 도 5 내지 도 12에 각각 나타내었다.

먼저 도 5 는 본 발명에 의해 만들어진 성능이 개선된 에어 채널을 갖고 있는 딤플들을 배열시킨 8개의 골프공들의 타격후의 성능(공의 초속, 발사각, 회전량, 비행 정점 높이, 착지각, 비거리, 비행시간 등의 평균 값)과 비행 탄도와 그 낙하지점인 탄착점을 레이더와 카메라가 추적해서 궤적을 나타낸 것으로, 다른 것들과 비교하여 보면 정확한 탄착점과 안정된 비행 탄도 등 공의 개선된 성능을 확실히 볼 수 있다. 이 경우 상기 딤플들은 그 깊이(h)가 에어 채널이 깊어진 만큼 크게하고, 적절한 모깎기 R반경을 갖는다.

도 6 은 본 발명의 최적점을 찾기 위한 하나의 과정 중의 골프공 8개를 상기 도 5에서와 동일한 방식으로 탄착점과 비행궤도 등을 분석한 결과로서 비거리도 도 5의 경우보다 떨어지고, 탄착점도 도 5의 경우보다 정확치 않아 직진성이 떨어짐을 알 수 있다. 도 6의 골프공에서, 딤플의 깊이(h)는 종래 에어 채널을 구비한 딤플과 비슷하고, 모깍이 가공된 에어 채널의 외측 선단은 딤플 깊이(h)에 비해 큰 반경(R)을 갖는다.

도 7 은 도 6의 것을 수정하여 다시 제작한 골프공 8개를 도 5에서와 동일한 방식으로 탄착점과 비행궤도 등을 분석한 결과로서 도 6의 경우보다 비거리도 늘었고 탄착점도 더 좋아졌고 비행 탄도의 궤적도 더 향상된 결과를 나타내었다. 도 7의 골프공에서, 딤플의 깊이(h) 에어 채널이 깊어지는 정도로 더 깊게 하고, 에어 채널의 외측 선단을 도 6의 경우와 동일한 반경(R)으로 모깍이 가공하였다.

도 8 은 도 1에 도시된 종래 에어 채널을 갖고 있는 골프공 8개를 도 5에서와 동일한 방식으로 탄착점과 비행궤도 등을 분석한 결과로서, 타격 후 과도하게 높은 비행 최고점이 생겨 비거리가 줄고 높은 고점 때문에 탄착점도 바람의 영향으로 왼쪽으로 몰려 있는 것을 알 수 있다. 도 8의 골프공에서, 딤플의 깊이(h)는 얕고, 에어 채널 깊이도 낮으며 예리한 외측 선단을 갖는다.

도 9 는 종래 에어 채널이 없는 일반적인 원형 딤플들로 구체의 표면에 배열한 골프공으로서 다른 도면에 나오는 골프공과 동일한 딤플들의 배열을 갖고 있으나 에어 채널만 없는 딤플들로 이루어진 것으로 에어 채널을 갖는 딤플들과 비교하기 위해 도 5에서와 동일한 방식으로 탄착점과 비행궤도 등을 분석한 결과로서, 에어 채널의 역할과 기능을 알기 위한 것이다. 도 9에 따르면 탄착점이 흐트러져 있는 것으로 나타나 있다. 도 9의 골프공에서, 딤플 깊이(h)는 도 6의 경우와 동일하다.

도 10 은 에어 채널 딤플의 개선의 목적의 하나인 골프공을 정타로 가격 못하고 클럽이 아웃에서 인으로 들어오는 이른바 슬라이스성 타격을 했을 때 비행 시작점으로부터 멀어짐에 따라 탄착점이 점점 더 멀어지는 것을 줄여주는 역할을 알아 보기 위한 것으로 도 5의 경우와 동일한 장비로 드라이버의 클럽 페이스 앵글(Face Angle)은 0도로 맞춰 놓고 클럽 통과 페스(Path)를 4도 아웃에서 인으로 지나가게 하여 슬라이스성 구질로 만드는 타격을 90MPH로 본 발명의 에어 채널을 갖는 딤플들로 표면이 이루어진 골프공을 가격해 골프공들의 타격후의 성능(공의 초속, 발사각, 회전량, 비행 정점 높이, 착지각, 비거리, 비행시간 등의 평균 값)과 비행 탄도와 그 낙하지점인 탄착점을 레이더와 카메라가 추적해서 궤적을 나타낸 것으로, 다른 것들과 비교하여 보면 훨씬 슬라이스가 완화되어 탄착점도 중앙 직선에 가장 가깝게 되어 기준인 중앙선으로부터 벗어난 편차(Side)도 작으며 일정한 착지점을 형성한 것을 알 수 있다.

도 11 은 도 7에서의 에어 채널 딤플들을 갖고 있는 골프공을 제 도10과 동일한 방법으로 동일한 장비로 드라이버의 클럽 페이스 앵글(Face Angle)은 0도로 맞춰 놓고 클럽 통과 페스(Path)를 4도 아웃에서 인으로 지나가게 하여 슬라이스성 구질로 만드는 타격을 90MPH로 실시해 그 성능을 Trackman으로 분석해 결과를 나타낸 것으로 도 10에서 나타낸 것과 유사한 탄착점을 보이고 있음을 알 수 있다.

도 12 는 에어 채널이 없는 도 9에서와 동일한 원형 딤플들로 구체의 표면을 이루고 있는 골프공을 도 10에서와 동일한 방법으로 동일한 장비로 드라이버의 클럽 페이스 앵글(Face Angle)은 0도로 맞춰 놓고 클럽 통과 페스(Path)를 4도 아웃에서 인으로 지나가게 하여 슬라이스성 구질로 만드는 타격을 90MPH로 실시해 그 성능을 Trackman으로 분석해 결과를 나타낸 것으로 본 발명에서와 같은 에어 채널이 없는 일반적인 원형 딤플들의 골프공이 기준인 중앙선으로부터의 편차가 많은 것이 나타나 있다.

한편, 도 5 내지 12에서 원으로 표시되는 골프공 8개씩의 탄착점의 모양은 작은 원으로 나타날수록 정확도가 높은 것을 나타낸다.

이상의 도 5 내지 도 12에 따른 비교 결과와 각각에 사용된 본 발명 및 종래 기술에 따른 골프공의 규격을 아래의 표 1 및 표 2로 종합하여 정리하였다.

Result Drawing	Dimple Dia mm	Air Channel Width mm	Dimple Depth mm	Air Channel Depth mm	Fillet Radius mm
FIG. 5	4.382	0.8	0.205	0.075	0.05
FIG. 6	4.382	0.92	0.168	0.05	0.1
FIG. 7	4.382	0.92	0.195	0.09	0.1
FIG.8 (Prior Art)	4.382	0.92	0.168	0.05	No Fillet
FIG. 9Circular D.	4.382	-	0.168	-	-

* 타격조건: Face Angle 0 deg., Club Path 0 deg. ( Head speed 90 MPH)

Result Drawing	Dimple Dia mm	Air Channel Width mm	Dimple Depth mm	Air Channel Depth mm	Fillet Radius mm
FIG. 10	4.382	0.8	0.205	0.075	0.05
FIG. 11	4.382	0.92	0.195	0.09	0.1
FIG. 12Circular D.	4.382	-	0.168	-	-

* 타격조건: Face Angle 0 deg., Club Path 4 deg. ( Head speed 90 MPH)

표 1을 참조할 때, 본 발명에 따른 새로운 에어 채널을 구비한 딤플들 중 모깎기를 하고 채널의 깊이가 깊어짐에 따라 딤플의 깊이를 깊게 한 도 5의 것이 탄착점도 일정하고 비거리 및 직진성이 우수한 결과를 보였다. 이는 기존의 에어 채널의 것으로 이루어진 것을 나타낸 도 8을 보면 확연히 비교된다. 또한 기존의 것은 비거리도 현격히 떨어지고 높은 최고점으로 인한 바람의 영향을 더 받아 한 쪽으로 몰려 낙하되어 만들어진 탄착점이 나타나 있다.

표 2를 참조할 때, 먼저 종래 에어 채널을 구비한 골프공(도 8에 사용된 골프공에 해당) 비거리가 너무 짧아 슬라이스성 타격에 따른 비행 성능 비교에서 제외하였다. 이는 비거리가 길수록 중앙의 기준선으로부터 편차가 심해지는 현상을 감안한 것이다. 도 5와 동일한 골프공을 슬라이스성 타격한 결과가 도 10이고, 도 7 과 동일한 골프공을 슬라이스성 타격한 결과가 도 11 이고, 또한 도 9에서와 같이 종래 일반적인 원형 딤플을 사용한 골프공을 슬라이스성 타격한 결과가 도 12이며, 중앙선에서 벗어난 정도를 SIDE로 표시하여 나타내었는데 동일한 조건으로 슬라이성 타격을 하여도 착지점에서의 평균값은 많은 차이가 있음을 알 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따라 외측 선단이 모따기 또는 모깍이 가공된 에어 채널 구조는 골프공 표면 전반에 걸쳐 에어 채널의 외측 선단에서의 내구성 저하 문제를 해소하는 한편, 에어 채널의 외측 선단에서의 공기의 영향을 최소화하고 압력 항력을 균일하게 하여 충분한 비거리를 확보하면서도 슬라이스 방지, 직진성 및 우수한 탄착점과 관련된 비행 안정성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 에어 채널의 외측 선단에 대한 모따기 또는 모깍이 가공에 수반하여 딤플 자체의 깊이를 에어 채널이 구비된 종전 골프공의 딤플 깊이보다 선택적으로 더 크게 형성함으로써 양력 및 비거리 손실을 최소화할 수 있다.

이상의 설명은, 본 발명의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 본 발명에 따른 상기 실시예는 설명의 목적으로 개시된 사항이나 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되지는 않으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질을 벗어나지 아니하고 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 이러한 모든 수정과 변경은 특허청구범위에 개시된 발명의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.

cw: 채널 폭 ch: 채널 깊이
d: 딤플 직경 h: 딤플 깊이

Claims (11)

1. 인접한 딤플들을 연결하는 에어 채널이 구비된 골프공에 있어서, 상기 에어 채널의 외측 선단이 직선형으로 모따기 또는 모깍이 가공되고, 상기 딤플의 깊이는 에어 채널의 외측 선단이 모따기 또는 모깍이 가공되지 않은 경우의 딤플 깊이보다 20~50% 더 깊은 것을 특징으로 하는 골프공.
2. 제1항에 있어서, 상기 모깍이의 반경은 0보다 크되 0.1mm 미만인 것을 특징으로 하는 골프공.
3. 제1항에 있어서, 상기 에어 채널의 폭은 딤플 직경의 5~20%인 것을 특징으로 하는 골프공.
4. 제1항에 있어서, 상기 딤플의 직경은 2.54mm 이상이고, 상기 에어 채널의 폭은 01mm~1.2mm인 것을 특징으로 하는 골프공.
5. 제1항에 있어서, 상기 에어 채널의 깊이는 딤플 깊이의 5~50%인 것을 특징으로 하는 골프공.
6. 제1항에 있어서, 상기 딤플의 깊이는 0.18~0.25mm이고, 상기 에어 채널의 깊이는 0.01~0.125mm인 것을 특징으로 하는 골프공.
7. 제1항에 있어서, 상기 에어 채널의 바닥면은 평면, 삼각면 또는 곡면의 단면 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 골프공.
8. 제1항에 있어서, 상기 딤플들 전체에서 에어 채널이 구비된 것을 특징으로 하는 골프공.
9. 제1항에 있어서, 상기 딤들들 중 일부에 에어 채널이 구비된 것을 특징으로 하는 골프공.
10. 제1항에 있어서, 상기 에어 채널이 구비된 딤플들의 면적율은 전체 표면적 기준 79% 이상인 것을 특징으로 하는 골프공.
11. 삭제

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