JP3601699B2

JP3601699B2 - ゴルフボールをレーザー処理するための方法及び装置

Info

Publication number: JP3601699B2
Application number: JP2001075824A
Authority: JP
Inventors: ピーウェイマーティン
Original assignee: キャラウェイ・ゴルフ・カンパニ
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2021-03-16
Also published as: CN1317351A; GB2361434A; JP2001327633A; GB0106611D0; US6248974B1; KR20010092377A; GB2361434B

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフボールの製造に関する。特に、本発明は、ゴルフボールから余剰のシーム材料を最初に除去するためのレーザーの使用を含むゴルフボールの製造の方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフボールは、一般的に、ワンピース構造か、あるいは、コアと、一又は複数の中間層及びコアと中間層を囲む外カバーとから構成される。ゴルフボールは、単一コンポーネントであれ、マルチコンポーネントであれ、代表的には、種々の注型成形方法により製造される。通常、ゴルフボールのコアは、圧縮成形、注入成形または類似の方法により形成される。中間層が必要とされる場合は、キャスティング、圧縮成形、及び／又は注入成形のいずれかまたは組み合わせによりコアの上に一又は複数の中間層が加えられる。次に、コアと、もしあれば中間層の上にカバーがキャスティング、圧縮成形又は注入成形により形成される。
【０００３】
注入成形の場合は、ゴルフボールは、典型的には、予め形成されたコアの周囲に流体状の材料を注入成形することにより製造される。２つのコンポーネントのゴルフボールの場合は、流体状材料はゴルフボールに使用されるカバー材料である。注入成形の装置は、通常、中でゴルフボールが製造されるキャビティを形成する２つの分割され、合体される半球状の半金型を有している。流体状材料は、通常、注型内のキャビティに一又は複数の、当分野では一般に「ランナー」と呼ばれている、通路を通して供給される。流体状材料はランナーを通して一又は複数のゲートを経て金型の実際のキャビティの中へ入る。これらのゲートは代表的には、２つの半金型の接合部により形成される分離ラインに位置している。しかしながら、分離ラインにゲートを位置させることは、新しく形成されたゴルフボールの分離ライン上に不必要な材料を残す結果となる。例えば、ゴルフボールの赤道領域に沿ってフラッシュが発生する。さらに、ゲートが金型の分離ラインに位置すると、成形装置のゲート内の貯留材料の残りが半金型が分離されたときゴルフボールの表面に付着する。したがって、ゴルフボールの表面のディンプルパターンに障害を与え、それによりゴルフボールの特性に影響を与えるフラッシュと余剰材料を除去するための追加的な仕上げ工程が必要となる。
【０００４】
コア又は多数層ゴルフボール半製品上に熱硬化性ポリマーをキャスティングする場合にも同様な問題が生ずる。典型的な熱硬化性ポリマー材料は、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエーテルブロックアミド、または類似のものを含む。熱硬化性カバーは、典型的に強固で通常の技術では除去することが困難なフラッシュリングを持つ。熱硬化性のカバーを使用することは、しばしばサンディング又はバッフィングに先立ちフラッシュリングを切断する必要とすることがある。さらに、フラッシュリングの除去は、分離ラインの幅とサンディング又はバッフィング装置の精度によるが、分離ラインに隣接するディンプルに悪影響を与える。
【０００５】
バッフィング工程の例として、基礎出願が１９８６年に出願され、「ゴルフボールを自動的にバッフィングする方法及び装置」に関するレイド（Ｒｅｉｄ）他の米国特許第４，７７９，３８７号がある。このレイドの特許はフラッシュリングを除去するための切断及びサンディングについて開示している。レイド特許のサンディングベルト（１５２）はフラッシュリングを除去する間、ゴルフボールの周りで部分的に向きを変える。
【０００６】
他の例は、１９８７年に基礎出願が日本において出願され、「ゴルフボールの外層樹脂のバリを研削するための装置」に関する、高崎による米国特許第４，８９４，９５８号である。この高崎の特許はゴルフボールを回転させ、その間にバイトアセンブリがフラッシュリングを除去する装置を開示している。
【０００７】
更に他の例として、基礎出願が日本において１９９２年に出願された「ゴルフボールの製造方法及び装置」に関する、岡他による米国特許第５，４９４，６３１がある。この岡の特許は、分離ラインにディンプルを有するゴルフボールからフラッシュリングを除去する装置を開示している。
【０００８】
他の例は、基礎出願が１９９４年に日本において出願され、「球状体の製造」に関する井原による米国特許第５，５５４，３３７がある。この井原の特許は、レーザービームを使用し、レーザーの熱によるゴルフボールの表面を焼いてフィンを除去することを開示している。
【０００９】
対象物から余剰に材料を除去するのに役立つレーザーの使用は、また、ミレリック（Ｍｉｌｌｅｒｉｃｋ）他による米国特許第５，０９９，１０１号、及びピッシオロ（Ｐｉｃｃｉｏｌｏ）他による米国特許第４，５３９，４６３号に開示されている。ミレリックの特許は、半導体のパッケージから余剰の材料を除去するためのものであり、ピシオロの特許はポリエステル容器から余剰の材料を除去するためのものである。
【００１０】
成形後のゴルフボールのディンプルを形成について１９９０年日本において基礎出願として出願された「ゴルフボール」に関する岡の米国特許第５，１９０，２９４号に開示されている。この岡の特許は、フラッシュリングを除去し、次に熱したこてを使用してシームライン上にディンプルを形成することが記載されている。
【００１１】
したがって、成形後のゴルフボール、特に、分離ラインにディンプルを有するゴルフボールのフラッシュリングを効果的に除去するための要求は残っている。
発明の開示
本発明は成形されたばかりのゴルフボールのフラッシュリングを除去する新規な方法及び装置を提供する。本発明は、これを、ホルダー上で回転するゴルフボールに対して配置されるレーザーを使用し、これによりフラッシュリングを効果的に除去することにより達成している。
【００１２】
本発明の一つの態様は、ゴルフボールから余剰の材料を除去する方法である。ゴルフボールはゴルフボールの各ポール（極）を通る仮想の軸を中心に回転される。次に、仮想の軸に対して実質的に直交する余剰材料にレーザービームが収束される。次に、仮想の軸を中心にゴルフボールが回転している間にレーザービームからの熱により余剰材料はゴルフボールから焼失する。
【００１３】
他の本発明の態様は、ゴルフボールから余剰の材料を除去する装置である。この装置は、回転手段とレーザー機構を含む。回転手段は前記仮想軸を中心に毎分５０００回でゴルフボールを回転させる。
【００１４】
更に本発明の他の態様は、滑らかなゴルフボールの表面にディンプルパターンを付与する方法である。レーザービームが滑らかな表面に焦点をずらして照射され、ゴルフボールが仮想軸の周りに回転している間に焦点がずらされたレーザービームからの熱により滑らかな表面にディンプルパターンが焼かれる。
図面の簡単な説明
図１はレーザービームによるフラッシュリングの除去のために配置されたゴルフボールを伴う本発明による装置の概要図である。
【００１５】
図１Ａはフラッシュリングを除去するレーザービームが焦点がずらされて配置されたゴルフボールを伴う本発明による装置の概要図である。
【００１６】
図２は図１の平面図である。
【００１７】
図２Ａは図１Ａの平面図である。
【００１８】
図３はレーザービームがフラッシュリングに対して直接に下方に向けられた状態の本発明の他の実施例の装置の概要図である。
【００１９】
図４は図３のゴルフボールからフラッシュリングをレーザービームにより除去する部分の部分拡大図である。
【００２０】
図５はゴルフボールのエッジにレーザービームが照射される本発明の他の実施例の平面概要図である。
【００２１】
図６はゴルフボールのエッジに対し４５度の角度でレーザービームが照射される本発明の他の実施例の平面概要図である。
【００２２】
図７はレーザーに対して傾斜して配置されたゴルフボールを伴う本発明の他の実施例の側面概要図である。
【００２３】
図８はゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成する前のゴルフボールの側面図である。
【００２４】
図９は、ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成してる図８のゴルフボールの側面図である。
【００２５】
図１０は、ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成した後の図８のゴルフボールの側面図である。
【００２６】
図１１はディンプルを形成するためゴルフボールからフラッシュリングを焦点がずれたレーザーにより除去する状態の拡大図である。
【００２７】
図１１Ａはディンプルを形成するためゴルフボールから焦点を合わされたレーザーによりフラッシュリングを除去する状態の拡大図である。
【００２８】
図１２はディンプルパターンをレーザーにより形成する前のゴルフボールの滑らかな表面の平面図である。
【００２９】
図１３はディンプルパターンをレーザーにより形成している状態の図２のゴルフボールの平面図である。
【００３０】
図１４はレーザーによりディンプルパターンを形成した後の図１２のゴルフボールの平面図である。
本発明の実施の形態のベストモード
図１〜７に示されるように、成形された直後のゴルフボールから余剰の材料をレーザーにより除去する装置が全体として１９で示される。ゴルフボール２０は、ゴルフボール２０にカバーを形成するために使用される半金型の分離ラインに沿って余剰な材料を外方に向けて押し出す注型成形技術により、フラッシュリングのような余剰材料２２を持っている。カバーを成形する技術は、キャスティング、圧縮成形及び注入成形技術を含む。余剰材料２２はゴルフボール上にフラッシュリングや突出物、あるいはそれに類似するような形で残る。
【００３１】
ゴルフボール２０のカバーはゴルフボール２０の空気力学的パターンを形成する複数のディンプル２４を持つ。ゴルフボール２０は一対のポール２０と赤道２８を持つような「マップ化」することができる。ほとんどの分離ラインはゴルフボール２０の赤道に整列しているため、余剰材料２２は通常は赤道に沿っている。仮想軸３０はゴルフボール２０の二つのポール２６を貫通している。
【００３２】
レーザー機構３２はレーザービームの使用を通じて余剰材料２２を効果的に除去するためにゴルフボールに対向して配置される。レーザー機構３２はレーザービームを余剰材料２２に向けて照射する収束レンズ３６を有するハウジング３４を有している。レーザー機構はゴルフボール２０に対してｘ、ｙ、ｚ軸方向に移動可能とされている。一つの実施例においては、レーザービーム３８は焦点４０を持ち、余剰材料２２を除去するよに考慮されている。他の実施例においては、レーザービーム３８ａはゴルフボール２０の前で収束し、焦点がずれるように考慮されている。ゴルフボール２０は除去工程の間、回転ホルダー５０の中で回転される。好ましい実施例においては、ポール２６を通る仮想軸３０の回りに回転する。ゴルフボール２０は余剰材料２２がレーザービーム３８により除去される位置に配置される。したがって、余剰材料２２は回転ホルダー５０の中には位置していない。
【００３３】
図１及び図２に示された好ましい実施例は、ゴルフボール２０の赤道２８に対し水平な面にある余剰材料２２に直接に焦点が合わされるレーザービーム３８を有している。この実施例では、レーザービーム３８はゴルフボール２０がホルダー５０上で回転する過程において余剰材料２２を焼失させる。レーザービーム３８の出力はゴルフボール２０の表面を焦がしたり他の有害な影響を与えないように制御される。このようして、余剰材料２２だけが焼けてゴルフボール２０の所望の表面はレーザービーム３８に触れないようにされる。
【００３４】
図１Ａ、２Ａに示される他の実施例は、余剰材料を除去し、ゴルフボール２０の分離ライン／赤道上に複数のディンプル２４を形成するため、ゴルフボール２０の余剰材料に対し焦点を外して照射するレーザービーム３８ａを有している。焦点がずれたレーザービーム３８ａは、ゴルフボール２０の前で収束点３９を持っている。焦点がずれたレーザービーム３８ａは、中心部で最も高く、中心から外側に向けて低くなるエネルギーを有し、中心部が最も深くなるディンプルを形成する。焦点がずれたレーザービームは、以下に詳しく説明される。
【００３５】
好ましいレーザーは、マサチューセッツのコンバージェントエネルギースターブリッジから得られるような炭酸ガスレーザーである。レーザーは４００〜２０００ヘルツ、より好ましくは５００〜１５００ヘルツ、最も好ましくは１０００ヘルツの周波数を持つ。レーザーのパルス幅は３０〜１００マイクロセカンド、より好ましくは５０〜７５マイクロセカンド、最も好ましくは７０マイクロセカンドである。レーザー機構３２はレーザービーム３８をフォーカシングする図示されない直径０．６インチ（約１．５２センチ）のノズルを持っている。
【００３６】
レーザー機構３２は、また、余剰材料２２を除去することを補助するガス源を持っている。ガスは、窒素が好ましいが、当業者であれば本発明の精神と範囲を離れない限りにおいて他のガスも使用できることは認めるであろう。ガスは２０ポンド／平方インチ（約１．４ｋｇ／ｃｍ^２）の圧力で放出されるのが好ましい。
【００３７】
図３及び４は余剰材料を研削するためにレーザー機構３２がゴルフボール２０の上に設けられる本発明の他の実施例を示す。この実施例においては、レーザービーム３８はゴルフボール２０が所定の回転数で回転される間に余剰材料２２が研削される。焦点４０はゴルフボール２０の赤道２８又は分離ラインの所定の面のエッジに位置し、ゴルフボール２０の面に隣接する余剰の材料２２を焼くようにしている。
【００３８】
図５は更に別のレーザー機構３２の配置に関する実施例を示している。図５において、レーザー機構３２はゴルフボール２０のエッジの位置に配置され、ホルダー５０上でゴルフボールが回転しているとき材料を焼失させるようにしている。図６においては、レーザー機構３２はゴルフボール２０のエッジに対して４５度の角度で位置し、余剰材料２２を除去するようにしている。図７においては、余剰材料を除去するため、ゴルフボール２０はホルダー５０内でレーザービーム３８に対して傾けられている。本発明の精神と範囲を離れない限りにおいて、焦点のずれたビーム３８ａが図３〜７の実施例に使用できることは当業者であれば認めるところであろう。また、更に図８から１１に示された実施例においては、ゴルフボール２０の赤道２８又は分離ライン上にレーザーによるディンプルの形成に本発明が利用されている。図８においては、ゴルフボール２０は分離ライン上にフラッシュリングを有している。ゴルフボール２０が回転するとき、焦点のずれたレーザービーム３８ａはゴルフボール２０の表面にディンプル２４を形成する。図１１に示されるように、中心５７は中心部において最も高いエネルギー有し、外側の同心状の領域５７，５８はより低いエネルギーレベルを有しており、中心において最も深く、表面に向かうに従い低くなる注型成形により形成するようなディンプル２４が形成される。これとは異なり、図１１Ａに示されるように、焦点が合わされたレーザービーム３８は、ディンプル２４の所望の曲線状のパターンを再現するように調整される。いずれかの方法を使用し、レーザービーム３８又は３８ａは、ディンプル２４当たり１００〜２０００パルスがどこにでも向けられ、所定の直径、曲線、深さ、エッジ半径などを有するディンプル２４が形成される。このように、本発明は、ゴルフボール２０の分離ライン上に成形後のディンプル２４の形成が可能となる。
【００３９】
図１２〜１４は、更に、本発明の他の実施例を示す。図１２において、表面が滑らかな表面５１を持つゴルフボール２０’が与えられる。表面材料はポリウレタン、アイオノマー、又は同様のポリマーの表面である。図１３において、ゴルフボール２０’は空気力学的パターンの部分的なレーザーによる形成をすでに受けたものである。この例では滑らかな表面５１の部分にレーザーによりディンプル２４が形成されているが、当業者であれば、他の空気力学的なパターンがゴルフボールにレーザーによって形成できることを認めることができるであろう。最後に図１４は、ゴルフボール２０の上にレーザーにより形成された完全な空気力学的パターンを示すものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザービームによるフラッシュリングの除去のために配置されたゴルフボールを伴う本発明による装置の概要図である。
【図１Ａ】フラッシュリングを除去するレーザービームが焦点がずらされて配置されたゴルフボールを伴う本発明による装置の概要図である。
【図２】図１の平面図である。
【図２Ａ】図１Ａの平面図である。
【図３】レーザービームがフラッシュリングに対して直接に下方に向けられた状態の本発明の他の実施例の装置の概要図である。
【図４】図３のゴルフボールからフラッシュリングをレーザービームにより除去する部分の部分拡大図である。
【図５】ゴルフボールのエッジにレーザービームが照射される本発明の他の実施例の平面概要図である。
【図６】ゴルフボールのエッジに対し４５度の角度でレーザービームが照射される本発明の他の実施例の平面概要図である。
【図７】レーザーに対して傾斜して配置されたゴルフボールを伴う本発明の他の実施例の側面概要図である。
【図８】ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成する前のゴルフボールの側面図である。
【図９】ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成している図８のゴルフボールの側面図である。
【図１０】ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成した後の図８のゴルフボールの側面図である。
【図１１】ディンプルを形成するためゴルフボールからフラッシュリングを焦点がはずれたレーザーにより除去する状態の拡大図である。
【図１１Ａ】ディンプルを形成するためゴルフボールから焦点を合わされたレーザーによりフラッシュリングを除去する状態の拡大図である。
【図１２】ディンプルパターンをレーザーにより形成する前のゴルフボールの滑らかな表面の平面図である。
【図１３】ディンプルパターンをレーザーにより形成している状態の図２のゴルフボールの平面図である。
【図１４】レーザーによりディンプルパターンを形成した後の図１２のゴルフボールの平面図である。
【符号の説明】
２０ゴルフボール
２２余剰材料
２４ディンプル
２６ポール
２８赤道
３２レーザー機構
３８レーザービーム
４０焦点
５１滑らかな面

Claims

ゴルフボールの表面から突出している余剰材料を持つゴルフボールをゴルフボールの各ポールを通る仮想軸を中心に回転させる工程と、
前記仮想軸に対して直交するレーザービームを該余剰材料に照射する工程と、
前記レーザービームの長さを、ディンプルの各表面が余剰材料で覆われている表面を含むゴルフボールの表面の曲面形状に従うように調整する工程と、
ゴルフボールが前記仮想軸を中心に回転している間にレーザービームの熱により前記余剰材料をゴルフボールから焼き取る工程と、
を有するゴルフボールから余剰材料を除去する方法。
ゴルフボールの表面から突出している余剰材料を持つゴルフボールをゴルフボールの各ポールを通る仮想軸を中心に回転させる工程と、
前記仮想軸に対して直交するレーザービームを該余剰材料に照射する工程と、
ゴルフボールが前記仮想軸を中心に回転している間にレーザービームの熱により前記余剰材料をゴルフボールから焼き取る工程と、
ゴルフボールの分離ライン上に複数のディンプルを焼いて形成する工程と
を有するゴルフボールから余剰材料を除去する方法。
ゴルフボールの仮想軸を中心にゴルフボールを回転する工程と、
少なくとも５００ヘルツの周波数と、少なくとも５０マイクロ秒のパルス幅
を有するレーザービームを滑らかな表面に照射し、前記仮想軸の回りにゴルフボールが回転している間、レーザービームからの熱によりゴルフボールの滑らかな表面上にディンプルパターンを焼いて形成する工程と、
からなるゴルフボールの滑らかな表面上にディンプルパターンを付与する方法。