JP2004201874A - ゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、ゴルフボール成型用金型マスター、ゴルフボール成型用金型、及びゴルフボール - Google Patents

Abstract

【解決手段】半球面を備えた無垢マスターの表面にディンプル型付け用凹部を有するゴルフボール成型用金型マスターの製造方法であって、該ディンプル型付け用凹部がエンドミルを用いた切削加工により形成されることを特徴とするゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
【効果】本発明によれば、半球面を備えた無垢マスターの表面をエンドミルにて切削加工し、該無垢マスター表面にディンプル型付け用凹部を形成することにより、表面に多様な表面形状が精度良く、しかも安価に形成されたゴルフボール成型用金型マスターを製造することができる。
当該ゴルフボール成型用金型マスターの表面形状を反転して作成したゴルフボール成型用金型を用いて製造されるゴルフボールは、上記ゴルフボール成型用金型マスターの表面形状とほぼ同一の表面形状を有するものであり、空力特性に優れ、飛び性能に優れたゴルフボールである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、該製造方法により製造したゴルフボール成型用金型マスター、該ゴルフボール成型用金型マスターにより製造したゴルフボール成型用金型、及び該ゴルフボール成型用金型により製造したゴルフボールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴルフボールは金型成形により製造されているが、ゴルフボール表面にはゴルフボールに良好な飛び性能を付与することを目的として多数のディンプルが形成される。従って、ゴルフボール成型用金型のキャビティ内壁面にも、ディンプルを形成するための多数の凸部が設けられる。
【０００３】
このようなゴルフボール成形用金型の内壁面を形成する方法としては、上記多数の凸部を形成し得る凹部を備えたマスター型をまず作製し、該マスター型の表面形状を反転させることによって形成する方法が通常用いられる。この場合、かかる凹部を有するマスター型を作製する方法としては、図３に示したように、半球状の金属製無垢マスター型ａの半球状表面にディンプル切削用カッターｂを回転させながら定位置より一定量の深さに送り込むことによって、凹部を形成する方法が広く用いられており、この際、送り込み量を一定にすることにより同じ直径、深さの凹部（ディンプル）を作り出している。従来、マスターの製造方法においてはこの様に、回転切削工具を上記金属製無垢マスター型ａの半球状表面に対して上記ディンプル切削用カッターｂを垂直方向より送り込むことでディンプルを加工していたため、マスター表面に形成される凹部の形状は、必然的に円形であった。
【０００４】
一方、ゴルフボールにおいては、飛距離のより一層の増大が望まれ、ゴルフボールの空力特性向上を目的としたゴルフボール表面形状の設計により、非円形形状のディンプルをはじめとして、多様な表面形状を実現する加工技術の必要性が近来高まりつつある。しかし、上述の如く従来の切削用カッターを用いた方法では、非円形ディンプルをはじめとした多様なゴルフボール表面形状に対応するマスター型表面の凹凸形状を形成することは非常に困難である。
【０００５】
非円形であるゴルフボールディンプル形成用小凹窪部をマスター型に形成する方法として、放電加工を用いる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、放電加工を用いる方法は精度及びコスト面でなお改善の余地があり、いまだ実用化には至っていないのが現状である。
従って、精度良く、しかも安価にゴルフボール成型用のマスター型の表面形状を自在に形成する方法が求められていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−５５３６４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、多様な表面形状を有するゴルフボール用金型マスターを精度良く、且つ安価に形成可能なゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、該ゴルフボール成型用金型マスターの製造方法により製造したゴルフボール成型用金型マスター、該ゴルフボール成型用金型マスターにより製造したゴルフボール成型用金型、及び該ゴルフボール成型用金型により製造したゴルフボールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討の結果、半球面を備えた無垢マスターの表面をエンドミルにて切削加工し、該無垢マスター表面にディンプル型付け用凹部を形成することにより、上記無垢マスター表面に多様なディンプル型付け用凹部形状を精度良く、しかも安価に形成することが可能であることを知見し、本発明をなすに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、ゴルフボール成型用金型マスター、ゴルフボール成型用金型、及びゴルフボールを提供するものである。
請求項１：
半球面を備えた無垢マスターの表面にディンプル型付け用凹部を有するゴルフボール成型用金型マスターの製造方法であって、該ディンプル型付け用凹部がエンドミルを用いた切削加工により形成されることを特徴とするゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項２：
前記エンドミルを用いた切削加工が、エンドミルのエッジ部を用いる切削加工である請求項１記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項３：
前記切削加工の経路が等高線状経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項４：
前記切削加工の経路が平行線状経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項５：
前記切削加工の経路が放射線状経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項６：
前記切削加工の経路がスパイラル状経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項７：
前記切削加工の経路が面沿い加工経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
請求項８：
前記切削加工の経路が２０μｍ以下のピッチ幅を有するものである請求項３乃至７のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項９：
前記エンドミルのシャンク径が２ｍｍ以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項１０：
前記エンドミルの底刃形状がボールエンドである請求項１乃至９のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項１１：
上記無垢マスターの表面を球面加工した後にエンドミルにて切削加工を行う請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項１２：
前記ディンプル型付け用凹部が平面視円形状ディンプルを形成可能な半球状形状を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項１３：
前記ディンプル型付け用凹部が平面視非円形状ディンプルを形成可能な半球状形状を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法、
請求項１４：
請求項１乃至１３のいずれかに記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法により製造したゴルフボール成型用金型マスター、
請求項１５：
請求項１４記載のゴルフボール成型用金型マスターにより製造されたゴルフボール成型用金型、
請求項１６：
請求項１５記載のゴルフボール成型用金型により製造されたゴルフボール。
【００１０】
【発明の実施の形態及び実施例】
本発明のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法は、半球面を備えた無垢マスターの表面にディンプル型付け用凹部を有するゴルフボール成型用金型マスターの製造方法であって、該ディンプル型付け用凹部がエンドミルを用いた切削加工により形成されることを特徴とするものである。本発明においては無垢マスターの表面に、好ましくはエンドミルのエッジ部を用いた切削加工によりディンプル型付け用凹部を形成するため、精度良く、しかも安価にゴルフボール成型用金型マスターの表面形状を自在に加工することが可能となる。
【００１１】
エンドミルを用いた切削加工においては、エンドミルの刃数、刃長、底刃の形状、シャンク径等によって、その切削能力や加工精度等が大きく左右される。
本発明に好適に使用されるエンドミルの刃数としては、２枚刃、３枚刃、４枚刃であることが好適である。該刃数が２枚より少ないと、工具断面積が小さくなるため剛性が低下し、切削加工中にたわみが生じて精密な加工ができなくなる場合があり、一方、４枚より多いと、チップポケットが小さくなるため切りくず収容能力が低下し、切りくず詰まりの状態を生じやすくなって切削能力が低下する場合がある。
【００１２】
エンドミルの底刃の形状としては、スクエアエンド、ボールエンド、ラジアルエンド、コーナ面取り、コーナラウンディング、ドリルノーズ等の底刃の形状を用途に応じて適宜選定することができるが、曲面加工の観点から、本発明においてはボールエンドを用いることが特に好適である。なお、本発明におけるエンドミルを用いた切削加工においては、エンドミルのエッジ部が好ましく用いられる。エッジ部を用いて切削加工を行うことにより、上記マスター金型の表面形状を精密に加工することが可能となる。
また、上記エンドミルの底刃形状としてボールエンドを採用し、当該ボールエンドの底部球面半径を１ｍｍ以下、特に０．５ｍｍ以下とした場合には、ディンプル型付け用凹部形状をより精密に形成することが可能となると共に、エンドミル加工により形成される加工表面の表面粗度をより低減することが可能となるため好適である。このような条件下での切削加工は、上記無垢マスター表面へのエンドミルを用いた切削加工が複数回行われる場合の最後の切削加工（仕上げ切削加工）として行われてもよい。
【００１３】
エンドミルのシャンク径も、形成するキャビティ内壁面形状に応じて適宜設定することができるが、本発明に使用するエンドミルの径長としては、通常２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、更に好ましくは０．５ｍｍ以下である。シャンク径が２ｍｍを超えると、ワークと工具が干渉する場合がある。
【００１４】
エンドミルの素材としては、本発明に使用される金型母材を切削可能な素材であれば特に制限されるものではないが、その表面にＣｒ−Ｎｉコーティングやダイヤモンドコーティングがなされているものが、エンドミルの耐久性等の観点から特に好適である。なお、本発明に好適に用いられる金型マスターの材料としては、切削性や精度の観点から、アルミ、真鍮、プリハードン鋼、焼入れ焼きもどし鋼、析出硬化鋼、耐食鋼、非磁性鋼、冷間ダイス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、熱間ダイス鋼、高速度工具鋼、マルエーシンク鋼が好適に用いられる。
なお、図１は、エンドミル１を用いて半球面を備えた無垢マスターの表面２を切削加工することにより、ディンプル形成用凹部３を形成している様子を示す概略図である。無垢マスターの表面２の切削形成にあたっては、エンドミルのエッジ部４を用いている。
【００１５】
本発明におけるエンドミル切削加工において、その回転数としては通常１００００ｒｐｍ以上、好ましくは１２０００ｒｐｍ以上、上限として通常１０００００ｒｐｍ以下、好ましくは５００００ｒｐｍ以下である。エンドミルの回転数が１００００ｒｐｍ未満であると、面粗度が粗い場合があり、一方、１０００００ｒｐｍを超えると、工具の磨耗が大きく精度が悪くなる場合がある。
また、上記エンドミルを用いた上記半球面を備えた無垢マスター表面の切削形成にあたっては、上記半球面を備えた無垢マスター表面の法線方向と上記エンドミルの軸方向とのなす角度が常に一定の角度であることが好ましい。その角度は特に制限されるものではなく、適宜設定することができる。
【００１６】
半球面を備えた無垢マスターの表面をエンドミルにて切削加工する際の、切削加工の経路としては、等高線状経路、平行線状経路、放射線状経路、スパイラル状経路、面沿い加工経路を採用することが好ましい。
等高線状経路とは、地図上で土地の起伏を正確に表すために等しい高度の点を結んだ曲線を描くような経路を意味するものである。
平行線状経路とは、加工経路を平面視する場合に、同一平面上にある複数の平行な直線を描くような経路を意味するものである。
放射線状経路とは、加工経路を平面視する場合に、特定の一点から四方八方に放出した直線を描くような経路を意味するものである。
スパイラル状経路とは、加工経路を平面視する場合に、らせん状の曲線を描くような経路を意味するものである。
面沿い加工経路とは、面上ピッチ（カスプ）が一定であるような経路を意味するものである。
このような切削経路とすることは、従来の円形ディンプルを有するゴルフボール用金型マスターではなく、非円形ディンプル及びその他の幾何学的模様を表面に有するゴルフボール用金型マスターを精密にかつ短時間に加工する点で有利である。
また、前記切削加工の経路のピッチ幅としては、通常２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下である。ピッチ幅が２０μｍを超えると、面が粗くなる場合がある。
【００１７】
図２ａ〜２ｅは、エンドミルを用いて半球面を備えた無垢マスターの表面を切削加工する工程における、種々の切削経路を示す概略図である。図２ａは等高線状経路で加工を行う様子、図２ｂは平行線状経路で加工を行う様子、図２ｃは放射線状経路で加工を行う様子、図２ｄはスパイラル状経路で加工を行う様子、図２ｅは面沿い加工経路で加工を行う様子をそれぞれ示している。図中のｐは、切削経路のピッチ幅を示すものである。
【００１８】
なお、半球面を備えた無垢マスターの表面をエンドミルにて切削加工した後には、加工後の無垢マスターの表面（ディンプル型付け用凹部含む）の表面粗度を低減する工程を含むことが好適である。該表面粗度を低減する方法としては特に制限はなく、金型加工の分野で通常行われる方法を用いれば良い。
【００１９】
本発明においては、半球面を備えた無垢マスターの表面をエンドミルにて切削加工することによって、該無垢マスター表面にディンプル型付け用凹部が形成される。
得られた無垢マスターの表面は、目的とするゴルフボールの表面形状に対応して適切な形状に加工されるものである。従って、ゴルフボールの空力性能の向上を目的としてゴルフボール表面に種々の形状を形成する場合には、その形状に応じた形状を、上記無垢マスターの表面が具備することが好適である。
【００２０】
上記ディンプル型付け用凹部の形状は、ゴルフボール表面に好適に形成される所望形状のディンプル、あるいは模様に対応して適宜形成されるものであるため、特に限定されるものではないが、当該ディンプル型付け用凹部の平面視形状としては、例えば円形状、多角形状（正多角形状を含む）等の非円形状に形成することができ、また凹部周壁に環状段部を設けたり、凹部の開口周縁部が平面視円形状でありながら、底部側を多角形状に形成するなど、凹部形状を半球状以外の種々の異型ディンプル型付け用突起を形成し得る。
なお、上記ディンプル型付け用凹部の形状が半球状である場合には、ディンプル型付け用凹部形状のさらなる精度向上の観点から半球状凹部にのみ、さらに上記仕上げ切削加工を行うことが好ましい。仕上げ切削加工を行うにあたり、その切削加工の経路としては等高線状経路またはスパイラル状経路であることが特に好適である。
【００２１】
本発明のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法は、上記のような切削加工により行うものであるため、単純な半球形状に限らず、複雑な凹部形状を無垢マスターの表面に精度良く形成可能であり、ゴルフボールの空力性能の向上を目的としたゴルフボール表面の種々の複雑なディンプル形状を実現するためのゴルフボール成型用金型マスターの製造方法として、特に適するものである。
【００２２】
なお、上述のエンドミルによる無垢マスターの表面の切削加工は、あらかじめ無垢マスター表面が球面加工された後に行われることが好ましい。エンドミルによる切削加工前の無垢マスターの表面形状が真球形状に近いほど、切り込み量が安定となって好適である。
【００２３】
本発明のゴルフボール成型用金型マスターは上述のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法により製造されるものであり、また、本発明のゴルフボール成型用金型は当該ゴルフボール成型用金型マスターの表面形状を反転させて形成したものである。
この反転は公知の方法を用いて行うことができ、特に限定されるものではないが、例えばホビング法、精密鋳造法、放電加工法、電鋳加工法等が挙げられる。
なお、上記ゴルフボール成型用金型としては、球状キャビティを内部に有し、このキャビティの実質上赤道の位置にパーティング面を有する２分割可能なゴルフボール成形用金型であることが好適である。
更に、本発明のゴルフボールは、当該ゴルフボール成形用金型により成型されるものであって、その表面形状は、上記本発明の製造方法により製造したゴルフボール成型用金型マスターの表面形状とほぼ同一の形状を有する物である。このゴルフボール成型用金型により製造されるゴルフボールは、空力特性に優れ、飛び性能に優れたゴルフボールである。
【００２４】
本発明において、半球面を備えた無垢マスターの表面に、エンドミルを用いた切削加工を施す場合には、手作業にて切削作業を行っても良いが、精度の観点から、通常は数値制御工作機器を用いて切削加工が行われる。即ち、数値制御工作機器のテーブルに半球面を備えた無垢マスターを固定し、主軸部にエンドミルを装着した後、エンドミルを備えた主軸部を回転させ、所定の位置へエンドミルの刃先を移動させることにより、所望の表面形状が無垢マスター表面に付与されることとなる。この際、エンドミルを備えた主軸部の移動位置については、座標情報を数値制御工作機器に入力して制御しても良いし、特許第２８９６５９０号公報に開示の方法のように、エンドミル先端と金型母材との接触又は近接を表面センシング機構で検知し、主軸部の前進距離を決定するように制御しても良い。
なお、金型母材を固定する上記テーブルと切削工具を装着する主軸部について、その制御方法は特に限定されるものではなく、例えば一方を固定し、他方を３軸制御しても良いし、各々について１〜３軸制御（同時制御含む）を行っても良いが、本発明における制御形態としては、工作機精度の観点から同時５軸制御（テーブルを同時２軸制御し、主軸部を同時３軸制御する。）を行うことが特に好適である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、半球面を備えた無垢マスターの表面をエンドミルにて切削加工し、該無垢マスター表面にディンプル型付け用凹部を形成することにより、表面に多様な表面形状が精度良く、しかも安価に形成されたゴルフボール成型用金型マスターを製造することができる。
当該ゴルフボール成型用金型マスターの表面形状を反転して作成したゴルフボール成型用金型を用いて製造されるゴルフボールは、上記ゴルフボール成型用金型マスターの表面形状とほぼ同一の表面形状を有するものであり、空力特性に優れ、飛び性能に優れたゴルフボールである。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンドミルを用いて半球面を備えた無垢マスターの表面を切削加工することにより、ディンプル形成用凹部を形成している様子を示す概略図である。
【図２】エンドミルを用いて半球面を備えた無垢マスターの表面を切削加工する際の、種々の切削経路を示す概略図である。
【図３】半球状の金属製無垢マスターの半球状表面にディンプル切削用カッターを回転させながら定位置より一定量の深さに送り込むことによって、凹部を形成する様子を説明する概略図である。
【符号の説明】
１ エンドミル
２ 半球面を備えた無垢マスターの表面
３ ディンプル形成用凹部
４ エンドミルのエッジ部
５１〜５５ 半球面を備えた無垢マスター
ｐ ピッチ
ａ 半球状の金属製無垢マスター
ｂ ディンプル切削用カッター

Claims (16)

1. 半球面を備えた無垢マスターの表面にディンプル型付け用凹部を有するゴルフボール成型用金型マスターの製造方法であって、該ディンプル型付け用凹部がエンドミルを用いた切削加工により形成されることを特徴とするゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
2. 前記エンドミルを用いた切削加工が、エンドミルのエッジ部を用いる切削加工である請求項１記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
3. 前記切削加工の経路が等高線状経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
4. 前記切削加工の経路が平行線状経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
5. 前記切削加工の経路が放射線状経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
6. 前記切削加工の経路がスパイラル状経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
7. 前記切削加工の経路が面沿い加工経路である請求項１又は２記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
8. 前記切削加工の経路が２０μｍ以下のピッチ幅を有するものである請求項３乃至７のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
9. 前記エンドミルのシャンク径が２ｍｍ以下である請求項１乃至８のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
10. 前記エンドミルの底刃形状がボールエンドである請求項１乃至９のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
11. 上記無垢マスターの表面を球面加工した後にエンドミルにて切削加工を行う請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
12. 前記ディンプル型付け用凹部が平面視円形状ディンプルを形成可能な半球状形状を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
13. 前記ディンプル型付け用凹部が平面視非円形状ディンプルを形成可能な半球状形状を有する請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載のゴルフボール成型用金型マスターの製造方法により製造したゴルフボール成型用金型マスター。
15. 請求項１４記載のゴルフボール成型用金型マスターにより製造されたゴルフボール成型用金型。
16. 請求項１５記載のゴルフボール成型用金型により製造されたゴルフボール。

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