專利名稱：其凹痕具有連續(xù)曲面的高爾夫球的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在其表面上具有凹痕圖案的高爾夫球。本發(fā)明具體涉及一種高爾夫球的凹痕圖案，其中每個(gè)凹痕在進(jìn)入半徑、偏轉(zhuǎn)點(diǎn)和凹痕底部的中心點(diǎn)具有連續(xù)曲面。
背景技術(shù)：
早在19世紀(jì)高爾夫球運(yùn)動(dòng)員或許就認(rèn)識(shí)到具有凹痕表面的高爾夫球其飛行性能優(yōu)于平滑表面的高爾夫球，至少在19世紀(jì)60年代前就可以買到用手錘敲制的杜仲膠高爾夫球，具有刺(凸出的刺而不是凹入的刺)高爾夫球在19世紀(jì)晚期到1908年已經(jīng)很流行。在1908年英國人William Taylor取得了一個(gè)具有凹痕高爾夫球的專利，這種高爾夫球的飛行特性好于帶有刺的高爾夫球，而且也比帶刺的高爾夫球精密。隨后A.G.Spalding & Bros購買了美國專利權(quán)，并生產(chǎn)出有TAYLOR凹痕的GLORY球。直到20世紀(jì)70年代，GLORY球以及大多數(shù)其它的帶有凹痕的高爾夫球具有336個(gè)凹痕，該凹痕具有同樣尺寸和同樣圖案，即ATTI圖案。該ATTI圖案是八面體圖案，分成八個(gè)同心的直線行，這種圖案是根據(jù)高爾夫球主要生產(chǎn)廠家得名。
在過去六十年中關(guān)于高爾夫球的唯一革新是Albert Penfold做出的。他為Dunlop發(fā)明了一種網(wǎng)格圖案的高爾夫球。這種圖案發(fā)明于1912年，但是一直到20世紀(jì)30年代才被接受。
在20世紀(jì)70年代主要高爾夫球生產(chǎn)商已提出凹痕圖案的改進(jìn)。在1973年Titleist引進(jìn)一種二十面體圖案，該圖案將高爾夫球分成二十個(gè)三角形區(qū)域。在John Vernon Pugh提出的英國專利NO.377354中已公開一種二十面體圖案，然而這種圖案高爾夫球在中緯線上具有凹痕，該中緯線通常是高爾夫球模具的分模線。這樣，二十面體便逐漸變成今天高爾夫球的主要圖案。
在二十世紀(jì)70年代后期至80年代，高爾夫球主要生產(chǎn)廠商的數(shù)學(xué)家主要致力于增加高爾夫球有凹痕的表面積(由凹痕覆蓋的表面積)的發(fā)明。ATTI圖案的高爾夫球有凹痕表面約為50％。在二十世紀(jì)70年代，有凹痕的面積增加到大于高爾夫球表面面積的60％。這種有凹痕的表面面積又突破性的增加到高于表面面積的70％。William Gobush的美國專利NO.4949976公開一種凹痕數(shù)高到422個(gè)而覆蓋面積占78％的高爾夫球。在二十世紀(jì)90年代，凹痕表面面積已突破達(dá)到80％的覆蓋率。
在高爾夫球表面上不同凹痕的數(shù)目還隨表面積覆蓋率的增加而增加。ATTI圖案公開一種是具有一種尺寸凹痕的凹痕圖案。不同類型凹痕的數(shù)目增加，例如具有三種不同類型凹痕已成為不同類型凹痕的最佳數(shù)目。Oka等人的美國專利NO.4463公開一種在表面具有四種類型凹痕的凹痕圖案，其中沒有凹痕的表面不包含輔助的凹痕。Steven Aoyama的英國專利申請(qǐng)NO.2157959公開一種具有五種不同直徑的凹痕。另外William Gobush發(fā)明一種有十一種不同直徑凹痕的立方八面體圖案。見Antique Traade Books《高爾夫球500年》，第189頁。然而對(duì)于高爾夫球，發(fā)明的具有多種凹痕的凹痕圖案只有在商業(yè)化和一般高爾夫運(yùn)動(dòng)員采用時(shí)才具有價(jià)值。
另外，根據(jù)截面形狀凹痕圖案已有例如八面體、十二面體和二十面體。美國專利NO.5201522公開一種高爾夫球凹痕圖案，這種圖案為五角結(jié)構(gòu)，其中具有同樣數(shù)目的凹痕。美國專利NO.4880241公開一種高爾夫球凹痕圖案，該圖案具有變型的二十面體圖案，其中小的三角形部分沿著中緯線，由此形成無凹痕的中緯線。
為了增強(qiáng)高爾夫球飛行的空氣動(dòng)力學(xué)性能，高爾夫球行業(yè)已經(jīng)研究和提高凹痕的設(shè)計(jì)水平。例如，Shimosaka等人的題為“高爾夫球”的美國專利NO.5720676公開的每個(gè)凹痕的橫截面區(qū)域?yàn)?，低于凹痕邊緣的距離為0.01mm，Shimoska專利的凹痕在此邊緣以下具有同樣的橫截面，因?yàn)樵诟哂?.01mm的凹痕邊緣在上漆以后被倒圓，所以與反向的母模凹痕圖案不一致。
其它的例子是Ihara等人的題為“高爾夫球”的美國專利NO.4848381和Yamagishi等人的題為“兩部分組成的實(shí)心高爾夫球”，這兩個(gè)專利在每個(gè)凹痕的邊緣部分進(jìn)行平緩的過渡。Ihara和Yamagishi的專利特別的目的在于具有一種由離聚物材料組成面層的高爾夫球。
再一個(gè)例子是Kasashima等人的題為“高爾夫球”的美國專利NO.5906551，該專利在分模線上具有凹痕。在分模線上的凹痕其進(jìn)入角大于不在分模線上的凹痕進(jìn)入角。在Kasashima專利中，在分模線凹痕上應(yīng)用較大的進(jìn)入角可以提高對(duì)稱性。
凹痕進(jìn)入角的另一個(gè)例子公開于Miyagawa等人的題為“高爾夫球”的美國專利NO.5857924。為了防止降低因?yàn)橹貜?fù)擊球造成的旋轉(zhuǎn)敏感性，Miyagawa的專利其進(jìn)入角在5到20度之間。
在Oka等人的題為“高爾夫球”美國專利NO.4813677中公開控制凹痕邊緣的另一個(gè)例子。該Oka的專利對(duì)于凹痕的壁表面具有很陡的傾斜角，以增加凹痕的容積。
在Boehm的題為“高爾夫球”的美國專利NO.5566943中公開一種與平緩凹痕邊緣不同的邊緣。該Boehm專利公開的凹痕在整個(gè)凹痕區(qū)域上具有恒定的深度。Boehm的專利中凹痕的側(cè)壁基本上與表面成90度角。這樣便可改進(jìn)鐵竿擊球的阻力。
雖然有關(guān)高爾夫球凹痕已提出數(shù)百篇專利，但仍需要對(duì)現(xiàn)在的凹痕進(jìn)行改進(jìn)，特別是對(duì)于具有熱固性聚氨酯面層的高爾夫球需要改進(jìn)。具有熱固性聚氨酯面層的高爾夫球，例如具有MaxfliREVOLUTION、MaxfliH、Titleist PROFESSIONAL、Titleist TOURPRESTIGE和Slazenger RAM 420面層的高爾夫球，都需要補(bǔ)償聚氨酯材料的固有特性，這種特性妨礙使用離聚物面層所用的某加工方法，例如，不能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)精加工。克服此問題的一個(gè)例子是采用雙半徑設(shè)計(jì)，例如在Moriyama的美國專利NO.5735757中公開的設(shè)計(jì)。然而仍需要設(shè)計(jì)一種凹痕，以盡量增加具有熱固性聚氨酯面層的高爾夫球的空氣動(dòng)力學(xué)特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種新穎的凹痕橫截面，這種橫截面可以減小高爾夫球的阻力而同時(shí)增加其升力，飛行較大的距離。本發(fā)明對(duì)每個(gè)凹痕根據(jù)貝塞爾五次曲線提供一種連續(xù)曲面，由此可以達(dá)到此目的。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種具有表面的高爾夫球，在該表面上具有許多凹痕。每個(gè)凹痕的輪廓從每個(gè)凹痕的第一邊緣到每個(gè)凹痕的第二相對(duì)邊緣是連續(xù)的。第一邊緣的輪廓等于高爾夫球面的曲面。每個(gè)凹痕的曲面從第一邊緣到第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及從第二邊緣到第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)是向上凸的，而在第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)和第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間該曲面是向下凹的。該凹痕輪廓由以下方程確定P(t)＝3 BiJn，i(t)0#t#1其中Jn，i(t)＝(ni)ti(1-t)n-i，n至少等于5，而i＝n+1。
從底部中心到第一邊緣每個(gè)點(diǎn)的半徑不同于從底部中心到第一邊緣的其它任何點(diǎn)的半徑。該半徑在底部中心最大。
本發(fā)明的另一方面是在其表面上具有熱固性聚氨酯面層的高爾夫球。熱固性聚氨酯面層的表面至少涂有一層基層。這種高爾夫球在其表面具有許多凹痕，而且每個(gè)凹痕的輪廓從每個(gè)凹痕的第一邊緣到該每個(gè)凹痕的第二相對(duì)邊緣是連續(xù)的。


圖1是本發(fā)明高爾夫球優(yōu)選實(shí)施例的中緯線視圖；圖1A是圖1的視圖，示出凹痕的行；圖1B是圖1的視圖，示出凹痕的過渡區(qū)域；圖2是圖1所示高爾夫球的球極視圖；圖2A是圖2的視圖，示出串聯(lián)凹痕的五角形；圖2B是圖2的視圖，示出凹痕的一個(gè)包圍的五角形；圖3是圖1所示高爾夫球的球極視圖，示出星型結(jié)構(gòu)；圖4是本發(fā)明高爾夫球地第一組凹痕的凹痕放大截面圖；圖4A是圖4分離的橫截面圖，示出進(jìn)入半徑的定義；圖5是本發(fā)明高爾夫球第二組凹痕的凹痕放大橫截面圖；圖6是本發(fā)明高爾夫球第三組凹痕的凹痕放大橫截面圖；圖7是本發(fā)明高爾夫球第四組凹痕的凹痕放大橫截面圖；圖8是本發(fā)明高爾夫球第五組凹痕的凹痕放大橫截面圖；圖9是本發(fā)明高爾夫球第六組凹痕的凹痕放大橫截面圖；圖10是本發(fā)明高爾夫球第七組凹痕的凹痕放大橫截面圖；圖11是現(xiàn)有技術(shù)凹痕的橫截面圖；圖12是現(xiàn)有技術(shù)另一種凹痕的橫截面圖；圖13是本發(fā)明凹痕的分離頂視平面圖；圖14是圖13所示凹痕的橫截面?zhèn)纫晥D；圖14A是圖13凹痕的橫截面?zhèn)纫晥D，示出進(jìn)入角和弦深；圖14B是圖13凹痕的橫截面圖，示出用于形成凹痕曲面的橋結(jié)曲面；
圖15是從凹痕的一端到相對(duì)端距離與半徑關(guān)系的曲線與先有技術(shù)凹痕的凹痕橫截面相結(jié)合的圖，顯示出不連續(xù)的曲面；圖16是從凹痕的一端到相對(duì)端的距離與半徑關(guān)系的曲線與本發(fā)明凹痕的凹痕橫截面連續(xù)曲面結(jié)合的圖示；圖17示出升力系數(shù)對(duì)雷諾數(shù)的曲線；圖18是阻力系數(shù)對(duì)雷諾數(shù)的曲線。
具體實(shí)施例方式
如圖1至3所示，高爾夫球總的用編號(hào)20表示。高爾夫球可以是由兩部分或三部分拼合成的高爾夫球。另外，由三部分組成的高爾夫球具有繞卷層或者具有牢固的邊界層。高爾夫球20的面層可以用任何合適的材料制作。優(yōu)選的面層由熱固性聚氨酯材料組成。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)看到，可以利用其它的面層材料而不超出本發(fā)明的范圍和精神。高爾夫球20可以具有由底漆或/和面漆構(gòu)成的飾面。
高爾夫球20具有表面22。高爾夫球20還具有將高爾夫球20分成第一半球26和第二半球28的中緯線24，在第一半球26上的第一球極30位于從中緯線24開始沿經(jīng)線弧轉(zhuǎn)過90度的位置，在第二半球28上的第二球極位于從中緯線24沿經(jīng)線弧轉(zhuǎn)過90度的位置。
在兩個(gè)半球26和28的表面22上有分成7組不同凹痕的382個(gè)凹痕。在優(yōu)選實(shí)施例中的第一組凹痕34是最大數(shù)目的凹痕，有222個(gè)凹痕。第二組凹痕36是數(shù)目次大的凹痕，有100個(gè)凹痕。第三組凹痕38和第四組凹痕40是下一個(gè)最大數(shù)目的凹痕，在優(yōu)選實(shí)施例中每個(gè)組38和40有20個(gè)凹痕。第五組凹痕42和第六組凹痕44是再下一個(gè)數(shù)目最多的凹痕，在優(yōu)選實(shí)施例中，每個(gè)組42和44有10個(gè)凹痕。第七組凹痕46僅有2個(gè)凹痕。在優(yōu)選實(shí)施例中，382個(gè)凹痕總計(jì)覆蓋高爾夫球表面22的86％。
第七組凹痕46的兩個(gè)凹痕分別位于相應(yīng)的球極30和32上，第五組凹痕42中的每個(gè)凹痕鄰接第七組凹痕46中的一個(gè)凹痕，第五組凹痕42中位于第一半球26上的五個(gè)凹痕與中緯線24和第一球極30分別等距。位于第二半球28上的第五組凹痕上的五個(gè)凹痕分別與中緯線24和第二球極32等距。這些球極凹痕42和46總共覆蓋高爾夫球20表面22的約為2％。
圖8示出第五組凹痕42中的凹痕橫截面。凹痕42的半徑R5約為0.0720英寸，弦深C5約為0.0054英寸，進(jìn)入角θ5約為15.7度，而進(jìn)入半徑ER5約為0.0336英寸。和現(xiàn)有技術(shù)中的術(shù)語“進(jìn)入半徑”或者“邊緣半徑”的用法不同，本文所定義的進(jìn)入半徑是與進(jìn)入角相結(jié)合用來確定凹痕輪廓下凹和上凸部分的一個(gè)數(shù)值。在由該進(jìn)入半徑和進(jìn)入角確定的這一點(diǎn)使得兩根貝塞爾曲線第一和第二導(dǎo)數(shù)相等，如圖4A所示。
圖10示出第七組凹痕46中凹痕的橫截面。該凹痕46的半徑R7約為0.0510英寸，弦深C7約為0.0049英寸，進(jìn)入角θ7約為13.4度，而進(jìn)入半徑ER7約為0.0336英寸。
第六組凹痕44中的十個(gè)凹痕總共覆蓋高爾夫球20表面22的約3％。在第一半球26上的第六組凹痕44中的五個(gè)凹痕分別與中緯線24和第一球極30等距。在第二半球28上的第六組凹痕44中的五個(gè)凹痕分別與中緯線24和第二球極32等距。另外第六組凹痕中每個(gè)凹痕鄰接3個(gè)不同組凹痕34、36和40。
圖9示出第六組凹痕44中的凹痕的橫截面。凹痕44的R6約等于0.093英寸，弦深C6約為0.0051英寸，進(jìn)入角θ6約為15.2度，而進(jìn)入半徑ER6約為0.0333英寸。第六組凹痕44中每個(gè)凹痕的超大直徑使得本發(fā)明的凹痕圖案具有極大的表面覆蓋率。這與通常的想法不一致，即認(rèn)為采用直徑較小的凹痕可得到較大的表面覆蓋率。
第四組凹痕40中的所有凹痕鄰接第六組凹痕44中至少一個(gè)凹痕。第四組凹痕40中的20個(gè)凹痕覆蓋高爾夫球20表面22的約2.7％。在第一半球26上的第四組凹痕40中的10個(gè)凹痕分別與中緯線24和第一球極30等距。位于第二半球28上的第四組凹痕40中的10個(gè)凹痕分別與中緯線24和第二球極32等距。另外第四組凹痕40中的每個(gè)凹痕鄰接三個(gè)不同組的凹痕36、38和44。
圖7示出第四組凹痕40中凹痕的橫截面。凹痕40的半徑R4約為0.062英寸，弦深C4約為0.0052英寸，進(jìn)入角θ4約為15.2度，而進(jìn)入半徑ER4約為0.0358英寸。
第三組凹痕38中所有凹痕均鄰接第六組凹痕44中至少一個(gè)凹痕。第三組凹痕38中的20個(gè)凹痕總共覆蓋高爾夫球20表面22的約3.8％。在第一半球26上的第三組凹痕38中的10個(gè)凹痕分別與中緯線24和第一球極30等距。位于第二半球28上的第三組凹痕38中10個(gè)凹痕分別與中緯線24和第二球極32等距。另外第四組凹痕38中每個(gè)凹痕均鄰接3個(gè)不同組的凹痕34、36和40。
圖6示出第三組凹痕38中凹痕的橫截面。凹痕38的半徑R3約為0.074英寸，弦深C3約等于0.0053英寸，進(jìn)入角θ3約等于15.3度，而進(jìn)入半徑ER3約等于0.0344英寸。
第一組凹痕34中的222個(gè)凹痕由于其數(shù)目、尺寸和在高爾夫球20表面22上的位置而成為不同組凹痕34至46中最有影響的凹痕。第一組凹痕34中的222個(gè)凹痕覆蓋高爾夫球20表面22的約53％。位于第一半球26上的第一組凹痕34中的110個(gè)凹痕位于中緯線24上面的第一行80和第二行82兩個(gè)行中，或者位于圍繞第一球極30的偽星型結(jié)構(gòu)84中，如圖3清楚示出的那樣。同樣，位于第二半球28上的第一組凹痕34中110個(gè)凹痕或者位于中緯線24下面的第一行90和第二行92中，或者位于圍繞未示出的第二球極32的未示出的偽星型結(jié)構(gòu)94中。
圖4示出第一組凹痕34中凹痕的橫截面。凹痕34的半徑R1約等于0.0834英寸，弦深C1約等于0.0053英寸，進(jìn)入角θ1約為15.3度，而進(jìn)入半徑ER1約為0.0344英寸。
第二組凹痕36中100個(gè)凹痕由于其數(shù)目、尺寸和在高爾夫球20表面22上的位置在不同組的凹痕34至46中具有第二最大影響。第二組凹痕36的100個(gè)凹痕約覆蓋高爾夫球20表面22的22％，因此，第一組凹痕34和第二組凹痕36加起來總共覆蓋高爾夫球20表面22的約75％。位于第一半球26上的第二組凹痕36中的50個(gè)凹痕，或者位于中緯線上面的第三行86中和圍繞第一球極30的第二五角形102中，或者沿著緯度過渡區(qū)域70。同樣，位于第二半球28上的第二組凹痕36中的50個(gè)凹痕，位于中緯線24下面第三行96中和圍繞第二球極32未示出的第二五角形102a中，或者沿著緯度過渡區(qū)域72。
圖5示出，第二組凹痕36中凹痕的橫截面。凹痕36的半徑R2約為0.079英寸，弦深C2約為0.0053英寸，進(jìn)入角θ2約為15.1度，而進(jìn)入半徑ER2約為0.0315英寸。
如圖1A清楚示出的，每個(gè)半球26和28有三行從中緯線24開始。第一半球26的第一和第二行80和82以及第二半球28的第一和第二行90和92由第一組凹痕34構(gòu)成。第一半球26的第三行86和第二半球28的第三行96由第二組凹痕36組成。用這種成行的圖案可以在高爾夫球20上獲得更大的凹痕表面積覆蓋率。如上所述，常規(guī)的做法是外加較小直徑的凹痕行來獲得較大表面積覆蓋率。然而本發(fā)明的凹痕圖案是從凹痕數(shù)相同的行過渡到五角形區(qū)域98。五角形區(qū)域98示于圖2A。同樣的五角形區(qū)域98a未示出，該區(qū)域圍繞著第二球極32。五角型區(qū)域98具有從第一球極30展開的五個(gè)五角型100、102、104、106和108。而同樣的五角形100a、102a、104a、106a和108a則從第二球極32展開。第一五角形100由第五組凹痕42組成。第二五角形102由第二組凹痕36組成。第三五角形104由第一組凹痕34組成。第四五角形106也由第一組凹痕34組成。第五組五角形108由第一組凹痕34和第六組凹痕44組成。然而更大的第五五角形108’將包括第五五角形108和所有在第三行和第五五角形108之間的凹痕。五角型區(qū)域98可使本發(fā)明的凹痕圖案具有較大的表面積。
圖2B示出構(gòu)成五角形區(qū)域98的五個(gè)三角形130至138。劃線140示出較大五角形區(qū)域98’的延伸部，該延伸部與緯度過渡區(qū)域70重疊。
如圖1B清楚示出的，第三組凹痕38、第四組凹痕40和第六組凹痕44中的所有凹痕位于緯向過渡區(qū)域70和72中，緯度過渡區(qū)域由70和72使本發(fā)明的凹痕圖案從排行80、82、86、90、92和96過渡到五角型區(qū)域98和98a。緯度過渡區(qū)域70和72中的每個(gè)過渡區(qū)域覆蓋相應(yīng)半球26和28上從中緯線24開始的40至60經(jīng)度之間的環(huán)形區(qū)域。第一緯度過渡區(qū)域70具有第一球極邊界120和中緯線邊界122，前者位于從中緯線24開始的約60度經(jīng)度角，而后者位于從中緯線開始的40度經(jīng)度角。類似地，第二緯度過渡區(qū)域72具有球極邊界120a和中緯線邊界122a，前者位于從中緯線24開始的約60度經(jīng)度角，而后者位于從中緯線24開始的約40度經(jīng)度角。
圖11和12示出現(xiàn)有技術(shù)凹痕的橫截面。如圖11所示，現(xiàn)有技術(shù)高爾夫球171具有凹痕173的橫截面，該橫截面從凹痕173一端175到凹痕173的另一端177具有同樣的半徑“R”。更準(zhǔn)確講，凹痕173中心179的半徑R等于在端部175或端部177點(diǎn)上的半徑R。這種現(xiàn)有技術(shù)高爾夫球171具有由離聚物組成的面層，這種面層可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)精加工，以形成結(jié)束高爾夫球171球表面和開始凹痕173的平滑的邊緣。
圖12示出的現(xiàn)有技術(shù)高爾夫球171a通常具有由熱固性聚氨酯材料組成的面層，這種面層比離聚物的面層更耐用。然而聚氨酯面層不能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)精加工，產(chǎn)生更光滑的邊緣。因此現(xiàn)有技術(shù)例如美國專利NO.5735757公開的現(xiàn)有技術(shù)已形成具有兩個(gè)半徑的凹痕173a。如圖12所示，中心179a的半徑R2不同于端部175a或者端部177a的半徑。因此在過渡區(qū)域181a至181b之間，凹痕173a具有半徑R2，并且從點(diǎn)181a到175a以及從181b到177a，凹痕173a具有R1。半徑R3示出模仿旋轉(zhuǎn)精加工高爾夫球的要求半徑。這樣凹痕173a便形成不連續(xù)的形狀。
如圖13、14、14A、14B所示，本發(fā)明的高爾夫球20其輪廓199不同于現(xiàn)有技術(shù)高爾夫球的輪廓。本發(fā)明的高爾夫球20具有連續(xù)的輪廓199，整個(gè)輪廓199具有變化的半徑。該輪廓199從邊緣200a開始并結(jié)束另一個(gè)邊緣200b。該輪廓199在轉(zhuǎn)折點(diǎn)202a和202b進(jìn)行轉(zhuǎn)折。劃線203示出凹痕40的環(huán)形向內(nèi)彎曲線。該輪廓199具有底部中心204，在該中心該凹痕40的深度達(dá)到最大深度。高爾夫球20具有曲面206，該曲面與高爾夫球20的沒有凹痕區(qū)域的球面211是一致的。劃線表示凹痕40上面高爾夫球的虛曲面206。高爾夫球20的曲面206等于在邊緣200a和200b中的每個(gè)邊緣上凹痕的輪廓199。這種輪廓199和曲面206在邊緣200a和200b上的相等性使得在高爾夫球20飛行期間可使空氣平滑的進(jìn)入凹痕40中。利用每個(gè)凹痕40的輪廓199可以控制在飛行期間作用在高爾夫球20上的空氣壓力。減小輪廓199的不連續(xù)性可以減小高爾夫球20飛行期間空氣壓力分布的不連續(xù)性，這樣便減少了在高爾夫球飛行期間產(chǎn)生紊流邊界層。
圖15和16清楚示出本發(fā)明高爾夫球20凹痕和現(xiàn)有技術(shù)高爾夫球凹痕之間輪廓的差別，如圖15所示。對(duì)于雙半徑凹痕(類似于圖12的凹痕)，該輪廓在過渡點(diǎn)具有不連續(xù)性。與此相反，如圖16所示本發(fā)明的輪廓199在整個(gè)輪廓上是連續(xù)的，在凹痕40的底部中心為最大值。雖然已作為例子示出凹痕40，但是本發(fā)明的高爾夫球20上的大部分其它凹痕或者所有凹痕均具有同樣的輪廓199。輪廓199的特征在于在轉(zhuǎn)折點(diǎn)202a和202b之間為下凹部，而在從邊緣200a到轉(zhuǎn)折點(diǎn)202a以及從轉(zhuǎn)折點(diǎn)202b到200b之間則為上凸部。
本發(fā)明的凹痕40的輪廓199是基于第五次貝塞爾多項(xiàng)式，該多項(xiàng)式具有以下表達(dá)式P(t)＝3BiJn，i(t)0#t#1式中P(t)是凹痕橫截面凸部和下凹部二者的參數(shù)定義點(diǎn)，貝塞爾混合函數(shù)是Jn，i(t)＝(ni)ti(1-t)n-i，而n等于確定貝塞爾混合函數(shù)的次數(shù)，該次數(shù)對(duì)于本發(fā)明最好是5。t是垂直于凹痕旋轉(zhuǎn)軸線的參數(shù)坐標(biāo)。Bi是構(gòu)成多角型第i個(gè)頂點(diǎn)的值，而i等于n+1。用在本發(fā)明中的貝塞爾的多項(xiàng)式的詳細(xì)說明闡述在McGraw-Hill，Inc.的David F.Roger和J.Alan Adams所著的“計(jì)算機(jī)制圖學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)”的第二版第289～305頁，該書已作為參考文獻(xiàn)包含在本說明中。
對(duì)于本發(fā)明，確定凹痕橫截面形狀的方程式需要邊緣200a和200b、轉(zhuǎn)折點(diǎn)202a和202b和底部中心點(diǎn)204的位置、進(jìn)入角EA、高爾夫球的半徑R球、凹痕的半徑RD、進(jìn)入半徑RE、底部中心204的曲率以及弦深C0這些數(shù)據(jù)使得要設(shè)計(jì)的凹痕40的輪廓199在整個(gè)凹痕上是連續(xù)的。在制造輪廓199時(shí)先加工作為輪廓199基礎(chǔ)的兩個(gè)有關(guān)橋接曲線。第一橋接曲線220從邊緣200a疊置到轉(zhuǎn)折點(diǎn)202a，該橋接曲線可消除在曲面上的由于使真實(shí)的弧尖點(diǎn)連續(xù)和相切造成的不連續(xù)性。第二橋接曲線222從轉(zhuǎn)折點(diǎn)202a疊置到底部中心204。在轉(zhuǎn)折點(diǎn)202a上橋接曲線220和222的連接形成等值的曲率并控制輪廓199。曲面在底部中心204的尺寸也可控制輪廓199?？稍跇蚪忧€220和222中的每個(gè)橋接曲線上應(yīng)用參數(shù)剛性控制法精細(xì)調(diào)整輪廓199的形狀。這種控制法允許細(xì)調(diào)凹痕40的形狀，通過衡量在橋接曲線220和222的每個(gè)端點(diǎn)上的正切和曲面極點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。
圖17示出具有本發(fā)明凹痕圖案的高爾夫球20的升力系數(shù)，并與Titlelist PROFESSIONAL，Titlelist TOUR PRESTIGE，the MaxfliREVOLUTION and the Maxfli HT URETHANE的高爾夫球進(jìn)行了比較。圖18示出具有本發(fā)明凹痕圖案的高爾夫球20的阻力系數(shù)，并與Titlelist PROFESSIONAL，Titlelist TOUR PRESTIGE，the MaxfliREVOLUTION and the Maxfli HT URETHANE的高爾夫球進(jìn)行了比較。用于比較實(shí)驗(yàn)的所有高爾夫球，包括具有本發(fā)明凹痕圖案的高爾夫球20，均具有熱固性聚氨酯面層。按1999年7月27日公布的題為“具有聚氨酯面層的高爾夫球”的美國專利NO.6117024的說明制造具有本發(fā)明凹痕圖案的高爾夫球20，該專利的相關(guān)部分已作為參考文獻(xiàn)包含在本文中。本發(fā)明凹痕圖案的空氣動(dòng)力學(xué)特性可以產(chǎn)生較大的升力同時(shí)減少了傳送到高爾夫球20上阻力，因此該高爾夫球比類似結(jié)構(gòu)的高爾夫球飛得更遠(yuǎn)。
在這一方面，由美國高爾夫球聯(lián)合會(huì)(USGA)和圣安德魯?shù)幕始液凸糯郀柗蚯蚓銟凡刻岢龅摹案郀柗蚯蛞?guī)則”，將高爾夫球的初速度限制為每秒250英尺(76.2米)(因2％的最大公差，達(dá)到每秒為255英尺)，將總的距離限制為280碼(256米)，加上6％的公差，達(dá)到總距離為296.8碼(6％的公差可以降到4％)?！案郀柗蚯蛞?guī)則”詳細(xì)說明可見USGA的網(wǎng)頁www.usga.org。因此為了符會(huì)“高爾夫球規(guī)則”，高爾夫球的初速度和總的距離一定不能超過這個(gè)限制。所以高爾夫球20的凹痕圖案應(yīng)使高爾夫球20滿足這些限制，而不能超出這些限制。
權(quán)利要求
1.一種具有表面的高爾夫球，該高爾夫球包括布置在該表面上許多凹痕，其中該許多凹痕中的每個(gè)凹痕具有一第一邊緣和一與該第一邊緣直徑上相對(duì)的一第二邊緣，該許多凹痕中每個(gè)凹痕輪廓的曲率半徑沿從該第一邊緣到該第二邊緣的整個(gè)輪廓是連續(xù)的。
2.如權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，該輪廓在該第一邊緣處的曲率半徑等于該高爾夫球球體的曲率半徑。
3.如權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，每個(gè)凹痕的輪廓從該第一邊緣到一第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)以及從該第二邊緣到一第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)是向上凸的，而該第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)和該第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間的輪廓是向下凹的。
4.如權(quán)利要求3所述的高爾夫球，其特征在于，該凹痕的向下凹和上凸部分分別由以下方程確定P(t)＝3BiJn，i(t)0#t#1其中，Jn，i(t)＝(ni)ti(1-t)n-in至少等于5，而i等于n+1。
5.如權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，從一底部中心到該第一邊緣的輪廓每個(gè)點(diǎn)的曲率半徑不同于從該底部中心到該第一邊緣的任何其它點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，該許多凹痕中每個(gè)凹痕的底部中心的弦深在0.0045英寸和0.0060英寸之間。
7.如權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，該許多凹痕中每個(gè)凹痕具有一進(jìn)入半徑，而每個(gè)凹痕的進(jìn)入半徑在0.020和0.050英寸之間。
8.如權(quán)利要求1所述的高爾夫球，其特征在于，該許多凹痕包括布置在該表面上的第一許多凹痕，該第一許多凹痕中的每個(gè)凹痕具有第一直徑；布置在該表面上的第二許多凹痕，該第二許多凹痕中的每個(gè)凹痕具有第二直徑；該第二直徑大于該第一直徑；布置在該表面上的第三許多凹痕，該第三許多凹痕中的每個(gè)凹痕具有第三直徑；該第三直徑大于該第二直徑；布置在該表面上的第四許多凹痕，該第四許多凹痕中的每個(gè)凹痕具有第四直徑；該第四直徑大于該第三直徑；布置在該表面上的第五許多凹痕，該第五許多凹痕中的每個(gè)凹痕具有第五直徑；該第五直徑大于該第四直徑；其中該第一、第二、第三、第四、第五許多凹痕覆蓋該高爾夫球表面的至少80％。
9.如權(quán)利要求8所述的高爾夫球，其特征在于，該許多凹痕還包含布置在該表面上的第六許多凹痕，該第六許多凹痕具有第六直徑，該第六直徑大于該第五直徑；該第一、第二、第三、第四、第五和第六許多凹痕覆蓋該高爾夫球表面的至少83％。
10.如權(quán)利要求9所述的高爾夫球，其特征在于，該許多凹痕還包括至少一布置在該表面上的第七凹痕，該至少一第七凹痕具有第七直徑，該第七直徑小于該第一直徑；該第一、第二、第三、第四、第五和第六許多凹痕以及該至少一第七凹痕覆蓋該高爾夫球表面的至少86％。
11.一種其表面上具有熱固性聚氨酯面層的高爾夫球，該熱固性聚氨酯面層的表面涂有至少一基層，該高爾夫球包括布置在該表面上的許多凹痕，其中該許多凹痕中的每個(gè)凹痕具有第一邊緣和一與該第一邊緣直徑上相對(duì)的第二邊緣，該許多凹痕中每個(gè)凹痕輪廓的曲率半徑沿從該第一邊緣到該第二邊緣的整個(gè)輪廓是連續(xù)的。
12.一種熱固性聚氨酯面層上沒有涂層的未精加工的高爾夫球，該面層具有未涂的表面，該高爾夫球具有布置在未涂表面上的許多不同組凹痕，其中每個(gè)凹痕具有第一邊緣和一與該第一邊緣直徑上相對(duì)的第二邊緣，該許多凹痕中每個(gè)凹痕輪廓的曲率半徑沿從該第一邊緣到該第二邊緣的整個(gè)輪廓是連續(xù)的。
全文摘要
一種高爾夫球(20)，該高爾夫球具有表面(22)，在該表面上布置許多凹痕(34、36、38、40、42、44、46)。凹痕(34、36、38、40、42、44、46)中每個(gè)凹痕的輪廓(199)從每個(gè)凹痕(34、36、38、40、42、44、46)的第一邊緣(200a)到每個(gè)凹痕(34、36、38、40、42、44、46)的第二相對(duì)邊緣(200b)是連續(xù)的。在第一邊緣(200a)的輪廓(199)等于高爾夫球(20)的球的輪廓(199)。每個(gè)凹痕(34、36、38、40、42、44、46)的輪廓(199)從第一邊緣(200a)到第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)(202a)以及從第二邊緣(200a)到第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)(202b)是向上凸的，而在第一轉(zhuǎn)折點(diǎn)(202a)和第二轉(zhuǎn)折點(diǎn)(202b)之間的輪廓(199)是下凹的。該輪廓(199)由下列方程式確定P(t)=3B
文檔編號(hào)A63B37/00GK1399575SQ00815728
公開日2003年2月26日 申請(qǐng)日期2000年9月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月16日
發(fā)明者S·S·奧格 申請(qǐng)人:卡拉韋高爾夫公司