JP3667351B2 - 改善された飛距離特性を有するゴルフボール - Google Patents

Description

技術分野
本発明は一般にゴルフボールに関し、更に詳しくは高い初速度を有し改善された、米国ゴルフ協会によって確立された全体の距離規格（Overall Distance Standard,ODS）の範囲内にある飛距離特性を有するゴルフボールに関する。
発明の背景
ゴルフボールは、典型的には、単一の又は二重のカバーによってしっかりと包囲された単一の又は二重のコアによって構築されている。ゴルフボールコアは、典型的には固体構造又は糸巻き構造からなる。固体コアは、典型的にはポリブタジエンからなり、糸巻きコアは、典型的には固体又は液体センター、及びセンターの回りにしっかりと巻きついたゴムの繊維からなる。上記コアを生成する方法は当業界において周知である。伝統的に、ゴルフボールカバーは高分子材料から製造されている。例えば、カバーは伝統的に、天然のバラタ、合成バラタ、又は天然及び合成バラタの配合物であるバラタゴム、又は、商標「サーリン」（SURLYN）で販売されているアイオノマーから製造されている
米国ゴルフ協会（USGA）により承認されているゴルフの規定は、ゴルフボールのの構成に関して以下の規定を含む。
a.重量
ゴルフボールの重量は1.620オンス（45.92g）を越えるべきではない。
b.サイズ
ゴルフボールの直径は1.680インチ（42.67mm）未満であるべきでない。本明細書は、試験を23±１℃で行った場合、無作為に選択した100個のうち25個以下が1.680インチ（42.67mm）のリングゲージを通過した場合に満足する。
c.球対称
ボールは、球対称なボールの性質とは異なる性質を持つように、設計、製造、又は意図的に改良されるべきでない。
d.初速度
米国ゴルフ協会によって承認された装置により測定した場合、ボールの初速度は250フィート（76.2m）／秒を越えるべきではない。
e.全体の距離規格（ODS）
USGAによりファイルされたゴルフボールの全体の距離規格に示された条件下で、USGA本部における戸外のレンジにおけるUSGAにより承認された装置により試験した場合、ゴルフボールのブランドは、キャリー及び転がりにおいて280ヤード（256m）を越えた平均距離（６％の許容）をカバーすべきでない。
ゴルフボールの飛距離は、ゴルファーによって典型的に制御される３つの要因だけでなく、多くの要因により決定される。ボールをゴルフクラブでインパクトすることにより、ゴルファーは、典型的にはゴルフボールの速度、打つ角度、及びスピンの割合を制御する。打つ角度は、ゴルフボールの飛行の初期軌道を示す。ボールの速度及びスピンは、ゴルフボールの重量及び抵抗とともに、ボールの全部の飛行経路を定義するボールの揚力を提供する。また、ゴルフクラブにより打たれた後にボールが止まる場所は、天候、及びボールが接触する土地の表面に非常に依存する。
多くのゴルファーは、「低いスイング速度」と呼ばれる。これは、インパクト時のクラブヘッドスピードがプロゴルファーに比べて相対的に低いことを意味する。典型的には、ゴルフボールを打った場合、平均のプロゴルフボールの速度は約234フィート／秒（160mph）（71.3m/秒）である。低いスイングスピードを有する人は、典型的には176フィート（秒）（120mph））53.6m/秒）の速度でボールを打つ。全てのゴルファー30％以上は、今日、210ヤード（192m）未満のドライブを引き起こすスイング速度を有する。低いスイング速度を有する人は低いボールスピードを有する。彼又は彼女のボールは、速度及び揚力の不足のため、非常に遠くには飛ばない。
Cayman Golf CompanyのSPECTRA^TM、Ram LASER LIGHT^▲Ｒ▼、及びPinnacle EQUALIZER^▲Ｒ▼等の低重量ゴルフボールは過去において提案されている。低重量ゴルフボールは、低いスイング速度のゴルファーによって得られる飛距離を向上させる傾向がある。クラブがボールをインパクトした時、運動量の維持は、低重量ボールが重いボールよりも大きい速度をを獲得することを決定する。取引は、低重量ゴルフボールが、抵抗、早い速度において拡大される影響のためにより早く速度を落とすことである。結果として、低重量ボールは高いスイング速度を有するプレーヤーには良くなく、低いスイング速度のプレーヤーには有利である。
ゴルフボールの飛距離における他の重大な要因は天候である。特に、風はゴルフボールの飛距離において重大な影響を有する。Old Britishゴルフボール（USGA前に製造されたボールは、スコットランド、セントアンドリュースのRoyal and Ancient Golf Clubによって採用された。）は典型的には1.62インチ（4.115cm）の直径を有するように製造される。上記ボールは、その小さい直径のために風の中において良好な飛距離特性を有すると一般に考えられる。
ODSに勝る先行技術のゴルフボールは、サイズ、重量又は初速度等の１又はそれ以上のUSGA規定を越えることによってなされてきた。先行技術は、ODS規定に一致し、初速度規定を越えるために構築されたゴルフボールを提供しない。このようなボールは、風の強い条件でプレーする低いスイング速度を有するか、レクリエーショナルなゴルファーに利益を与える。
発明の要約
本発明の目的は、改善されたプレー性能を有するゴルフボールを提供することである。更に詳しくは、ボールのプレー性能を改善するために改善された飛距離特性を有するゴルフボールを提供することである。他の目的は、向上した初速度を有するが、USGAによって示されたODSを満足するゴルフボールを提供することである。
好ましい態様は、ODSに適合するためのボールの飛行経路を変えるために、高い初速度を有するが充分な揚力を有するゴルフボールを提供する。この態様は、低いスイング速度を有するレクリエーショナルなゴルファーに、改善された飛距離を提供することができる。上記ボールは高い揚力特性を有する。それは約1.35〜1.62オンス（38.3g〜45.9g）の重量を有する。好ましくは、ソフトカバーにより達成される上昇したスピン速度を有する。更に好ましくは上記ボールは約60未満のショアＤ硬度、及び約95以上の圧縮荷重（compression）を有する硬いコアを有する。好ましくは、上記カバーは高揚力（high−lift）ディンプルを有する。また、上記ボールは、利用可能な揚力面を増加させるために1.68インチ（4.27cm）以上の直径を有する。
他の態様は、風の強い日に改善されたプレー性能を有するゴルフボールを提供する。この態様は、高い初速度を有するが十分な抵抗に対する揚力比を有しODSに応ずる。この態様は、低い揚力／高い抵抗（drag）のディンプルを有する。風の強い日のプレー性能を改良するために、ボールは、好ましくは硬いカバーによって引き起こされる最小のスピン速度を有する。好ましくは、上記カバーは約65を越えるショアＤ硬度、及び約90以下の圧縮荷重を有するソフトコアを有する。一体構造（solid construction）の態様においては、ボールの圧縮荷重を減少し、初速度を上昇させるために、コアは好ましくはポリブタジエンをベースとし亜鉛ジアクリレート及び酸化カルシウムを有する。本発明の態様によるボールの重量は、約1.62オンス（45.9g）より大きく、その直径は約1.62〜1.68インチ（4.11〜4.23cm）である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明のゴルフボールの態様の断面図である。
図２は、本発明のゴルフボールの他の態様の断面図である。
図３は、本発明のゴルフボールの斜視図である。
図４は、本発明のディンプルの断面図である。
図５は、本発明の種々の態様の飛行経路を含むグラフである。
好ましい態様の詳細な説明
図１は、本発明のゴルフボール10の断面図を示す。ゴルフボール10は、単一又は複数の層状のコア11、及び単一又は複数の層状のカバー12からなる。
図２は、糸巻き構造を有する本発明のゴルフボール20の断面図を示す。ゴルフボール20は、センター21、ボールの初速度を増加させるためのセンター21の回りにしっかりと巻かれた糸巻きゴム糸23の層、及び単一又は複数の層状のカバー12からなる。
図３は、ゴルフボール10又は20のカバーの外側を示す。一体化ボール10及び糸巻きボール20の態様の両方において、カバー12はディンプル30のパターンを含む。
本発明のゴルフボールの構造のために、USGA規則に準じて試験した場合、ゴルフのルールの下で、最大の許容できる初速度である255フィート／秒（77.7m/秒）（250フィート／秒＋２％の許容範囲）を越える。しかし、該ボールはODSにより規定された280ヤード（256m）以上をカバーしないだろう。
打撃がボールの反発係数に関連する場合、初速度はゴルフボールによって達成される。反発係数を測定する方法は、鉄板で空気砲の中から外へボールを撃つことである。ボールの跳ね返り速度は、反発係数を決定するために入力速度により割られる。高い反発係数を有するボールは、低い反発係数を有するボールよりも、熱としての衝突エネルギーを分散する。従って、高い反発係数は、高いボール初速度を決定する。
初速度規則の範囲内に残存するためにボールに許容された最大反発係数を測定するために、一連の４種の非常に弾力のあるボールのタイプが生産され、試験のためにUSGAに送られた。それぞれのボールタイプの２ダースのサンプルを、それぞれ独立して初速度、及びインバウンドスピードが143.8フィート／秒（43.8m/秒）である時の反発係数の試験を行った。上記グループの平均初速度は、許容される最大の速度である250フィート／秒（76.2m/秒）＋２％の試験許容範囲に対応する255.0フィート／秒（77.7m/秒）であった。同一のグループについて143.8フィート／秒（43.8m/秒）のインバウンドスピードで試験した時の平均反発係数は0.791であった。従って、143.8フィート／秒（43.8m/秒）の初速度で試験した時、初速度規則の範囲内に残存するためのボールに許容される最大反発係数は0.791である。
現在の初速度規則の範囲内に残存するためのボールについての許容される最大反発係数（C_Rmax）は以下のように表わされる。
C_Rmax＝１−0.00145（秒／フィート）Ｖ
式中、ｖはフィート／秒で測定した、打撃物体の入力速度である。好ましくは、本発明のゴルフボールはC_Rmaxよりも大きい反発係数を示す。
C_R＞１−0.00145（秒／フィート）Ｖ
好ましくは、本発明のゴルフボールについては125フィート／秒のインパクト速度で試験したときの係数が以下の式より大きい。
C_R＞１−0.00145（秒／フィート）125（フィート／秒）
又は
C_R＞0.819
飛行中に、ゴルフボールは重力及び空力抵抗及び揚力を経験する。一般に、抵抗及び揚力（Ｄ及びＬ）は以下のように表わされる。
Ｄ＝1/2ρC_Du²A
Ｌ＝1/2ρC_Lu²A
式中、C_D及びC_Lは抵抗及び揚力係数であり、ρは空気密度であり、Ａはボールの断面積であり、ｕは空気中のボールの速度である。
高揚力の態様（High−Lift Embodiments）
高揚力の態様においては、ボール10、20又は異なる方法で構築されたボールは、初めは十分に上昇して曲がり距離を制限し、USGAに承認された装置により試験した時の280ヤード（256m）の最大をカバーする。図５を参照すると、カーブC2はODS試験にさらした高い初速度を有する、別の標準のゴルフボールの飛行軌道を示す。カーブE1は、同じ試験における本発明の高揚力の態様の軌道を示す。E1軌道を有するボールは、通常のC2の軌道よりも高く飛び、より短い距離に着陸する。
高揚力の面は低いスイング速度を有するゴルファーの利益を与える。低いスイング速度のゴルファーがドライバータイプのクラブで本発明のボール10又は20を打った時、ボール10又は20は、標準のゴルフボールより高い初速度、及び高い揚力対重量比（L/W）を与える。得られた、高い軌道は、低いスイング後にボール10又は20によってカバーされる、大きな距離を生ずる。この態様の好ましいL/W比は、約3000のスピン速度及び約160,000のレイノルドナンバーにおいて約1.12より大きい。
これを達成するために、ゴルフボール10又は20は減少した重量、及び増加した空力的揚力（aerodynamic lift force）を有する。増加した揚力は、以下の要因、すなわち増加した対気速度、スピン、表面積、及び／又は高揚力ディンプルの使用の結果である。
本発明の目的のために、低いスイング速度のゴルファーは、約176フィート／秒（53.6m/秒）未満の速度でボールを打つ速度を有する人と考えられる。計算の目的のための例として、典型的な低いスイング速度のゴルファーは、ドライバータイプのクラブを用いてピナクルゴールド^▲Ｒ▼を打った時に約150フィート／秒（45.7m/秒）のボール速度、地平線から約14゜の打ち上げ角度、及び約3,000rpmのスピン速度を達成する人である。1996個のピナクルゴールド^▲Ｒ▼は、1.68インチ（4.27cm）の名目上のサイズ、1.62オンス（45.9g）の名目上の重量、約65,000psiのカバー曲げ弾性率、及び約105の圧縮加重を有する、アクシュネットカンパニーによって製造された、通常の一体構造の遠距離ボールである。
ボールの揚力係数（lift coefficient）は、スピンによって相当強く影響される。ボールのスピン速度が大きくなると大きな揚力を経験する。カバー材料は、ゴルフボールに与えられたスピンについて劇的な影響をもたらし得る。柔らかいカバーはスピンを増加する。より柔らかい材料はバラタ及び非常に低い弾性率のアイオノマーを含む。しかし、最適のスピンを与えるためにカバー材料の種々の配合物が混合される。65以下のショアＤ硬度を有する、柔らかいカバー材料を用いることが好ましい。本発明において用いられるカバー材料は、米国特許第52,298,571号明細書、第5,120,791号明細書、第5,068,151号明細書、5,000549号明細書、第3,819,768号明細書、第4,264,075号明細書、第4,526,375号明細書、第4,911,451号明細書、第5,197,740号明細書及び第3,264,272号明細書に開示されたものを含む。好ましいカバー材料は、商標サーリン（SURLYN^▲Ｒ▼）でDuPont Co.から市販されているようなアイオノマー樹脂である。現在のところ、好ましいカバー材料は、15％メタクリル酸で製造されているリチウムアイオノマーである、50％のサーリン^▲Ｒ▼7940、及び低弾性率のナトリウムアイオノマーである、50％のサーリン^▲Ｒ▼8320の組み合わせである。このカバーは約60のショアＤのカバー硬度を有する。
図２に示されたような糸巻きゴルフボールは、固体又は液体センター21のどちらかにより製造されている。固体センター21は、一般に液体センターよりも高いスピン速度を与える。ゴム糸の糸巻きの張力が増加し、故に上述したように143.8フィート／秒（43.8m/秒）の速度におけるボールの反発係数は0.791以上である。
図１に示したような、一体構造のボール10におけるゴルフボールコア11を形成するための代表的なベース組成物、又は図２に示したような、固体センターを有する糸巻きボール20中のセンター21はポリブタジエンを含む。100重量部のポリブタジエンに基づき、コア11又はセンター21は20〜50部のジアクリレート、ジメタクリレート又はモノメタクリレートの金属塩、好ましくは亜鉛ジアクリレートを含有する。ポリブタジエンは、好ましくは約90％以上、更に好ましくは約96％以上のcis1,4の内容物を含む。ポリブタジエンの商業的な源は、Shell Chemicalにより製造されているShell 1220、Enichem Elastomersにより製造されているNeocis BR40、及びUbe Industries,Ltd.により製造されているUbepol BR150を含む。所望であれば、コアの性質を改良するために、当業界で知られている、天然ゴム、スチレンブタジエン及びイソプレン等の、他のエラストマーを添加してもよい。エラストマー混合物を用いた場合、コア組成物中の他の構成要素の量は、全エラストマー混合物の重量によって100部を基準とされる。
本発明において用いるのに適当なジアクリレート、ジメタクリレート及びモノメタクリレートの金属塩は、金属がマグネシウム、カルシウム、亜鉛、アルミニウム、ナトリウム、リチウム又はニッケルであるものを含む。USGAにおける高い初速度を有するゴルフボールを与えるので、亜鉛ジアクリレートが好ましい。亜鉛ジアクリレートは、純度に種々のグレードがある。本発明の目的のためには、亜鉛ジアクリレート中に存在するステアリン酸亜鉛の量が低い方が亜鉛ジアクリレートの純度が高い。約10％未満のステアリン酸亜鉛を含む亜鉛ジアクリレートが好ましい。更に好ましくは、約４〜８％のステアリン酸亜鉛を含む亜鉛ジアクリレートである。適当には、商業的に得られる亜鉛ジアクリレートは、Rockland React−Rite及びSartomerから得られるものを含む。用いられる亜鉛ジアクリレートの好ましい濃度は、100部のポリブタジエン、又は100部と等しい他のエラストマーとポリブタジエンの混合物を基準にして100部あたり（pph）30〜50部である。最も好ましくは、ボールの初速度を最大にするために約40pph以上の亜鉛ジアクリレート濃度である。ボールの初速度を増加する、他の適当な化合物は酸化カルシウムを含む。しかし、好ましい、高揚力態様は、コアを柔らかくしボールのスピンを減少する傾向があるので、酸化カルシウムを含まないか、少量含む。
高圧縮加重コア又はセンターは、ボールのスピン速度を増加する。コア11又はセンター21の好ましい圧縮加重は約95以上である。亜鉛ジアクリレート及び酸化亜鉛等の高濃度の化合物は、コア又はセンターの圧縮加重を増加させるために用いられる。しかし、過剰の酸化亜鉛はボールの重量を増加する。従って、酸化亜鉛の好ましい量は、ポリブタジエンの約１〜8pphである。
ジアクリレート、ジメタクリレート又はモノメタクリレートの金属塩とポリブタジエンとの架橋結合を促進するために遊離基開始剤（free radical initiator）が用いられる。本発明において用いられる遊離基開始剤は、ジクミルパーオキシド、1,1−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、ａ−ａビス（ｔ−ブチルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチル−2,5ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、又はジーｔ−ブチルペルオキシド、及びそれらの混合物等の過酸化物化合物を含むが、それらに限定されない。他の有用な開始剤は、実験の必要なしに、当業者にとって容易に明白である。100％活性における開始剤は、ブタジエン、又は１又はそれ以上の他のエラストマーとブタジエンとの混合物100部を基準として、好ましくは約0.05〜2.5pphの範囲の量が加えられる。更に好ましくは、開始剤の量は0.15〜2pphの範囲であり、最も好ましくは0.25〜1.5pphの範囲である。典型的な先行技術のゴルフボールコアは、コア成型工程の間のポリブタジエンを架橋する、亜鉛ジアクリレート−ペルオキシド硬化システム中に５〜50pphの酸化亜鉛を組み込む。
また、本発明によって製造されたエラストマーコア中に酸化防止剤を含有してもよい。酸化防止剤は、エラストマーの破壊を防止する化合物である。本発明において有用な酸化防止剤は、キノリンタイプの酸化防止剤、アミンタイプの酸化防止剤、及びフェノール類タイプの酸化防止剤を含むが、それらに限定されない。高揚力の態様のゴルフボール10又は20は、ゴルフボールについてのUSGAの最大重量より小さい重量である。この重量減少は、コア11又はセンター21,カバー12,又はそれらの組み合わせからきているかもしれない。カバー12における小さい重量に原因するこの態様におけるボール10又は20の重量を減少するのは好都合であり、故にスピンを増加するためにボールの慣性モーメントが減少する。
ボールの重量を、USGAによって特定された最大に近づけるために、ボールコア又はセンターには、通常は充填材が加えられる。有用な充填材は、酸化亜鉛、30メッシュの粒径サイズに粉砕された再生利用コア成型マトリックスである粉砕再生材、及び硫酸バリウムを含む。L/W比を最大にするために、コア11又は固体センター21における減少が、加えられる充填材の量を減少することにより達成されることが好ましい。また、ゴルフボール10又は20のセンターからの距離により密度が変化するような方法で充填材が加えられる。例えば、センターからの距離が小さくなるようにコア11又はセンター21の濃度を製造することにより、ゴルフボール10又は20の慣性モーメントを減少し、従って打った時にボールのスピンを増加することが可能である。
固体のポリブタジエンコア又はセンターを有する典型的なゴルフボールは、約1.25の比重を有する。本発明の一態様において、コア11又はセンター21は、約1.1未満、好ましくは約1,0未満の比重を有する低重量ポリブタジエンからなることが好ましい。
糸巻きボール20においては、高い圧縮荷重を有する液体センターは高い初速度を与える。多くの糸巻きゴルフボールの伝統的な液体センターは、コーンシロップ、塩及び水の混合物を充填したゴムの球であった。コーンシロップ及び塩は、センターの比重を１より大きい値に増加させるために加えられる。低いセンター21の密度は重量を最小化するのに好ましい。高揚力態様において好ましい低重量液体センターは、水のみ、又は硫酸バリウム（BaSO₄）ペーストを用いる。
L/W比を増加するためのゴルフボール好ましい重量は約1.35〜1.62オンス（38.3〜45.9g）である。更に詳しくは、この範囲の高い末端に近い重量は中程度に遅いスイングスピードのゴルファーにとって好ましく、この範囲の低い末端に近い重量は非常に遅いスイングスピードを有するゴルファーにとって好ましい。
上記態様の高揚力ゴルフボールは、「高揚力」ディンプルを用いる。通常の球状の形態のディンプルにとって、高揚力ディンプルは、ボールの表面積の大部分をカバーする、通常に用いられるディンプルに比べより小さく及び／又は浅いものである。すなわち、通常のディンプルよりも深さ及び／又は直径が減少している。
図４を参照して、高揚力態様において用いられるディンプル30の深さＤは通常より浅い傾向があるが、所望に増加したボールを打ち上げる軌道を導く揚力性質を生じる深さであり得る。特に、高揚力ディンプル30は、好ましくは、映像のボール表面からディンプル30の最も深い部分まで測定した場合に約0.004インチ〜約0.015インチ（0.01016cm〜0.0381cm）の深さＤを有する。ディンプル30は通常の球状形態を有すると思われる。所望の揚力特性を提供するために、他の形態は他の深さを必要とする。更に、揚力を最大化するために、ディンプル30の少なくとも約90％の縁角（edge angle）は、それぞれのディンプルの隣接したゴルフボール10又は20の表面に接して14〜16゜を形成する。
本発明のゴルフボールの表面上のディンプル30の数は広く変化する。通常の球状ディンプル30の数は、約100個〜約1000個であり、更に好ましくは約300個〜500個である。最も好ましくは、本発明のゴルフボールの表面上には、約332個〜約440個のディンプル30がある。他のディンプル形態は他の数を必要とする。また、本発明のゴルフボールは、種々のサイズ及び形態のディンプルを含んでもよい。
特定のゴルフボールの全ディンプル容積を計算するためにディンプルの深さ及び直径が用いられるので、本発明の高揚力ディンプルが特定のゴルフボール表面に乗った全ディンプル容積により表わされる。これは、異なったサイズのディンプルの多様性の存在を許容する。
形態が球状であるディンプルにおいては、上記態様のディンプルの全ディンプル容積はゴルフボールの全容積の約0.8％〜約２％であり、更に好ましくは約１％〜約1.5％である。L/W比を最大にするための最も好ましい形態においては、全ディンプル容積は約１％〜約1.25％である。上述したように、全ディンプル容積は変化するが、ゴルフボールのL/W比に影響を及ぼす他の要素に依存して調製される本発明の要素である。本発明のゴルフボールにおいて用いられる特定のディンプル構造の例は、米国特許第4,560,168号明細書、5,158,300号明細書、4,960,281号明細書及び5,415,410号明細書に開示されたものを含み、これらの明細書は本明細書において参考文献として組み込まれる。更に、本明細書において参考文献として組み込まれる米国特許第4,729,861号明細書は、ディンプル理論の詳細な議論を提供し、本発明において用いられる多数の種々のディンプルを示す。
L/W比を増加するための更なる方法は、ボールの直径を大きくすることを含む。この方法においては、ボールの空力的揚力表面が増加し、全揚力が増加する。ゴルフボールのサイズを大きくするが重量を変化させない態様においては、ボールの比重を減少させるために充填材の量を減少し、重量における大きな容積の影響を相殺しなければならない。好ましくは、直径の二乗と重量との比は約1.76以上である。最も好ましくは、直径の二乗と重量との比は約1.8以上である。
上記態様におけるゴルフボール10又は20は、標準のボールよりも、飛行において最大の高さを達成する。すなわち、本発明のこの態様のゴルフボールは、ODS試験条件下で試験した場合、約35ヤード（32m）以上の最大高さを有するだろう。高揚力の態様においては、揚力係数を増加し得るどんな要因も用いられる。更に、上述した態様において記載された技術は、ODSの制限の範囲内に残存しながら、本発明により達成される増加した速度及び揚力を達成するために組み合わせられる。
低揚力（Low Lift）の態様
本発明は、ODSの範囲内でボールの飛距離を制限しながら、USGAにより許容された最大を越えたゴルフボール10又は20の初速度を増加する第二の方法を提供する。ODSを越えるために非常に高く上昇するようにボール10又は20の飛行経路を改良するためにL/W比を増加させる代わりに、本発明の低揚力の態様が、低い揚力と抵抗との比（L/D）を達成し、故にボール10又は20は急速に遅くなり少し上昇し、規則により化された最大を越える初速度であるとしてもODS制限のには達しない。図５において、E5は本発明の低揚力態様の軌道を示す。低く飛ぶ軌道を有するボールは、カーブC2に示されるような高速を有する通常のボールよりも、低く飛び、短い距離で着地する。
低揚力の態様のゴルフボールは、図１に示すような一体構造、図２に示すような糸巻き構造、又は当業界で知られている他のタイプの構造からなる。上記ゴルフボールは通常のゴルフボールよりも空気中の時間が少なく、従って、風が当たる時間が短くその飛行経路を変え、ボールの軌道が風の速度が一般的に低い地面に近づくので風の強い日に用いるのに有利である。特定の態様は、小さい直径、高い重量、及び低いスピン等の風の強い日のボールの特性を用い、それらは全てバリによってカバーされた距離を増加させる傾向にある。しかし、上記態様におけるL/D比は、ODSの認可よりボールを更にとばすための上記要因の傾向を補正するために調製されなければならない。
上記態様におけるゴルフボールは最小の揚力及び高い抵抗を有する。好ましくは、3000rpmのスピン速度及び160,000のレイノルドナンバーにおいてL/D比は約0.75未満であり、最も好ましくは0.70未満である。この低い比を達成するために、高抵抗／低揚力のディンプルが用いられる。
図３を参照して、球状形態のディンプル30については、低揚力ディンプルは、ボールの表面積の大部分をカバーするために伝統的に用いられているディンプルよりも大きくて深い。更に詳しくは、この態様のディンプル30は、図４に示したように、それぞれのディンプルに隣接したゴルフボール10又は20の表面に接して約17゜以上、最も好ましくは18゜以上の縁角31を有する。ディンプルは、ゴルフボールと同じ直径を有する球状の容積の約1.25％以上の全容積を含む。ディンプルのパターンは、４分の１がディンプルを有しない、基本的な八面体であってもよい。このパターは、ディンプル30が通常の球状形態を有することを推定させる。所望の減少した揚力及び増加した抵抗性質を提供するために、他の形態は異なる深さ及びレイアウトを必要とするかもしれない。
ディンプルの縁角31及び全容積は変化し得、ゴルフボールのL/D比に影響を及ぼす他の要素に依存して調製される本発明の２つの要素は変化しない。
本発明のゴルフボールの表面上のディンプル30の数は広く変化する。通常の球状のディンプル30の数は約100個〜約1000個であり、更に好ましくは約300個〜約350個である。他のディンプル形態は異なる数を必要とする。
上記で議論したように、ボールにおける風の影響を減少するために、ボールのスピン速度及び直径を減少し、重量を増加させる。図１及び２を参照して、低スピン速度は硬いカバー12及び柔らかいコア11又はセンター21を提供することにより達成される。カバー材料の広い多様性は本発明において用いられる。好ましい通常のカバー材料はアイオノマー樹脂である。更に特異的には、酸含有エチレンコポリマーアイオノマー等のアイオノマーはE/X/Yコポリマーを含む。上記式中、Ｅはエチレンであり、Ｘは、ポリマーの０〜50質量％（好ましくは０〜25質量％、最も好ましくは０〜２質量％）存在するアクリレート又はメタクリレート等の軟化コモノマーであり、Ｙは、ポリマーの５〜35質量％（好ましくは10〜35質量％、最も好ましくは15〜20質量％）存在するアクリル酸又はメタクリル酸であり、酸部分は１〜90％が中和され、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、鉛、錫、亜鉛又はアルミニウム等の陽イオン、又はリチウム、ナトリウム及び亜鉛等のカチオンの組み合わせによりアイオノマーを形成している。特定の酸含有エチレンコポリマーは、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸/n−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸/n−フチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／イソブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸／イソブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸/n−ブチルメタクリレート、エチレン／アクリル酸／メチルメタクリレート、エチレン／アクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルメタクリレート及びエチレン／アクリル酸/n−ブチルメタクリレートを含む。好ましい酸含有エチレンコポリマーは、エチレン／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸、エチレン／メタクリル酸/n−ブチルアクリレート、エチレン／アクリル酸/n−ブチルアクリレート、エチレン／メタクリル酸／メチルアクリレート及びエチレン／アクリル酸／メチルアクリレートコポリマーを含む。最も好ましい酸含有エチレンコポリマーは、エチレン／メタクリル酸、エチレン／アクリル酸、エチレン／（メタ）アクリル酸/n−ブチルアクリレート、エチレン／（メタ）アクリル酸／エチルアクリレート及びエチレン／（メタ）アクリル酸／メチルアクリレートコポリマーである。
上記アイオノマーを製造する方法は、米国特許第3,262,272号明細書に開示されているように、当業者によく知られている。好ましいカバーは50/50のサーリン^▲Ｒ▼8140、及び約19％のメタクリル酸を有するリチウムサーリン^▲Ｒ▼である、サーリン^▲Ｒ▼AD8546（SEP671）の配合物からなる。この材料は約105,000psiの曲げ弾性率を有する。好ましくはカバーの曲げ弾性率は約75,000psiより大きい。他の好ましいカバー12は、50/50の約19％のメタクリル酸を有するサーリン^▲Ｒ▼AD8546、及び標準亜鉛サーリン^▲Ｒ▼であるサーリン^▲Ｒ▼9910の配合物からなり、カバーは高酸サーリン^▲Ｒ▼AD8546からなる。更に、好ましいカバーは約70ショアＤ硬度より大きい硬度を有する。高い曲げ弾性率はスピン速度を低くするだけでなく、初速度を増加させる。
柔らかいコアは低いスピン速度を生成する。低揚力の態様のコア11又はセンター21は、ボールのスピン速度を遅くし揚力を減少させるために低い圧縮荷重を有する。好ましくは、コア11又はセンター21の圧縮荷重は約90以下である。しかし、ボールの圧縮荷重が全て非常に遠くで低下すると、初速度は同様に減少する。従って、圧縮荷重はボールのスピン比を低下するのに十分なほど柔らかいが、USGA試験における規則下での最大の許容初速度255フィート／秒（77.7m/秒）をもたらすほど柔らかくない。
上記態様において、酸化亜鉛（ZnO）がゴルフボールコア組成物中の酸化カルシウム（CaO）のために減少又は除去されるかもしれない。このような混合物から製造されるコア11又はセンター21及びボール10又は20は、典型的には向上した性能を示す。標準のボールの初速度はUSGaにより許容される最大を越えて維持されるが、ボールの圧縮荷重は少なくとも約２圧縮荷重ポイント減少し、14ポイント程度まで減少する。先行技術のコアに取り込まれる酸化亜鉛の量は、上述したように典型的には５〜50pphであり、本発明のコア形成組成物に添加される活性化剤としての酸化カルシウムの量は、典型的にはポリブタジエンの約0.1〜15、好ましくは１〜10、最も好ましくは1.25〜5pphである。
低揚力の態様は、コア11又は固体センター21の比重を増加させるために十分な充填材を含み、これにより風の影響が減少する。一方、過度の密度のコアはボールによる飛距離を増加する傾向がある。従って、充填材の量及び比重は、ボールをODSの範囲内に維持するために制限されなければならない。風のネガティブな影響を減少するために、ボールの重量は好ましくは1.62オンス（45.93g）を越え、最も好ましくは1.64オンス（46.5g）を越える。
ボールの慣性モーメントを増加は、ボールのスピン速度を減少させる。本発明の好ましい態様の密度はセンターから離れて増加し、従って慣性モーメントが上昇する。
低揚力の糸巻きの態様において、センター21は液体又は固体のいずれでもよい。液体センターは、低いスピン速度及び高い初速度を生ずるので好ましい。センター21の重量は、塩及びコーンシロップ等の比重を増加する物質を水に溶解することにより変化する。
ボールの飛行経路における風の影響を減少するために、ボール10又は20の直径は減少される。ボールのサイズの減少は抵抗を減少させる。それ故、ボール上のディンプル30は、抵抗を増加し揚力を減少することにより飛距離を制限するために選択すべきである。低揚力の態様の直径は好ましくは1.68インチ（4.27cm）以下である。
L/D比を減少し得る要因は、ODSによる承諾を保証するために、低揚力の態様のボール10又は20による飛距離を制限するために用いられる。米国ゴルフ協会により確立されたゴルフボールについての全体の距離規格に示された条件下で試験した場合に、低揚力の態様は、ボールが地面から25ヤード（22.9m）未満の最大高さを有するように構成される。
実施例
本発明の上記又は他の特徴は、以下の、単に本発明の好ましい態様を説明したにすぎず、添付した請求の範囲により定義される本発明の範囲を構成しない、非限定的な実施例を参照して完全に理解される。実施例は、上述したゴルフボールによる飛距離を制限するためにL/W比を増加し又はL/D比を減少し高い初速度を有するための方法を記述した、本発明のいくつかの態様を説明する。
実施例は、ハードカバー、一体構造、低スピン、距離のあるゴルフボールである典型的なモデルの比較例C1に基づくコンピューターモデルである。ゴルフボールのこの分類は、ピナクルゴールド^▲Ｒ▼、タイトリスト DT^▲Ｒ▼ ２−pc、及びタイトリストHVC^▲Ｒ▼を含む。それぞれのモデルにおいて、本発明の選択された態様の性能を反映するために種々のパラメーターを変更する。表Ｉは、それぞれの実施例の構造、ディンプルパターンの変化の影響、標準化された3000rpm及び160,000レイノルドナンバーにおける、それぞれの実施例の構成のL/W及びL/D比を示す。表IIは、ODS試験下のそれぞれの実施例の性能を示す。表III及びIVは、典型的なゴルファー及び低スイング速度のゴルファーによりそれぞれ課された打撃条件下の高揚力の実施例E1、E2、E3及びE4の性能を示す。表Ｖは、20mphのヘッドウインドにおけるODS打撃条件下の低揚力の態様E5、E6及びE7の性能を比較例C1の性能と比較する。表II、III、IV、及びＶにおける打撃条件は、後述するような初速度、打撃角、実施例C1により達成されるスピン速度及び存在するボールにより、それぞれの打撃において定義される。
最初の比較例C1は標準サイズ及び重量、1.68インチ（4.27cm）及び1.62オンス（45.93g）である。それは、16゜に近い縁角、ボール表面の約70％のカバーを有する複合サイズにおける440ディンプルを有し、約0.31インチ^２（2.03cm²）の全容積、又はボールと同じ直径を有する球の1.25％を含む。このパターンは、160,000のレイノルドナンバー及び約3000rpmのスピン速度において1.12のL/W比、及び0.77のL/Dを生ずる。ボールのC_Rは、143.8フィート／秒（43.83m/秒）のインボンド速度で約0.787である。このボールはUSGA試験をを通過する。
ODS試験及び速度試験による異なった打撃条件のために、ODS試験によるバールの初速度は速度試験によるよりも低い。速度試験による255フィート／秒（77.7m/秒）に近い初速度を有する、最初の比較例C1は、ODS試験においては、たったの235.0フィート／秒（71.3m/秒）の初速度を有する。経験は、235フィート／秒（71.3mp/秒）のODS速度を有するボールが限界に非常に近い初速度試験を通過することを示す。従って、２％速いボールは、許容される範囲をプラスした初速度を越える。他の比較例C2及びE1〜E7の初速度は、ODSにおいてのみ初速度が増加することが表において示されるが、USGA試験及びクラブで打った時の両方において最初の比較例C1よりも約２％速い。
第二の比較例C2は、コア組成が143.8フィート／秒（43.8m/秒）のインバウンド速度において約0.823のC_Rを達成するように改良されており、約２％のボール速度の増加を生ずることを除いて第一のC1と同じである。以下の実施例のそれぞれは実施例C2と同じC_Rを有する。
４つの態様、E1〜E4は高揚力タイプのボールを例示する。第一の態様、E1は、糸巻きコア及び60以下のショアＤ硬度を有する柔らかいカバーを提供するために改良された高スピンタイプの構成を有すること以外はC2と同じである。この構造は、ドライバーで打った時に低い角度において、C2よりも約23％スピン速度を増加させる。
第二の態様、E2は、重量を1.55オンス（43.9g）減少させるためのコア組成を変化した以外はボールC2と同様である。
第三の態様、E3は、160,000のレイノルドナンバー及び3,000rpmのスピン速度において約1.23のL/Wを生ずる高揚力ディンプルを有する以外はC2と同じである。含まれる全ディンプル容積はボールの直径の球の容積の1.17％まで低下されるか、0.290in³（4.75cm³）である。
第四の態様、E4はC2タイプのボールであり、1.72インチ（4.37cm）の直径を有するが、重量は同じであり、含まれる全ディンプルの絶対容積が同じ、すなわち0.310in³（5.08cm³）である。従って、球の百分率としてのディンプル容積は低下している。
３つの態様、E5〜E7は低揚力タイプである。これらの態様のそれぞれは、ボールの激しい風に対する性能を向上させる特徴とともに低揚力／高抵抗ディンプルを特徴とする。
それら自身による激しい風に対する性能はボールによる飛距離を増加する傾向がある。従って、増加した初速度、及び低揚力／高抵抗ディンプルのみを含み付加的な特徴を有しない態様（表にしていない）においては、それでもODSを満足する。
態様E5はC2タイプのボールであるが、
例えば非常に柔らかいコア及び硬いコアを供給することにより低スピン速度を有するように改良されている。ディンプルパターンは、18゜の縁角を有し、ボールとしての同じ直径を有する球の容積の1.41％の容積を有するように、すなわち含まれる全ディンプル容積が0.0349in³（0.57cm³）になるように変化している。この構造は改良していない実施例C2よりも約10％少なくスピンがかかり、わずかに増加した角度で打撃される。
態様E6は、E5と同じディンプルパターンを有し実施例C2と同じ構造を有し、風の影響を減少するために、重量が1.67オンス（47.3g）増加している。
最後の態様、E7は、C2の構造を有し、より小さい直径を有し、ボールの直径を有する球の容積の1.57％の全ディンプル容積を含み、この場合、ディンプル容積は0.0324in³（0.53cm³）である。
ODS試験にかけた時、本発明のそれぞれの態様の全飛距離は、初速度が増加するにもかかわらず、規則で規定した最大の280ヤード（256m）よりも短い。上記で定義したように、この全飛距離は、ボールがトンで転がる距離の合計である。通常の特性を有する第二の比較例C2のみがODS規則を越える。この実施例C2は本発明の発明的特徴を用いていない。しかし、それらの増加した速度にかかわらず、高揚力の態様E1〜E4は、典型的な又は低スイング速度のゴルファーによる、現実の世界の打撃条件により打った時にベースラインのC1に比較して増加した飛距離を示し、激しい風の環境に対して調整された低揚力の態様E5〜E7は、大きな向かい風がある場合に、C1による飛距離を越える。

本発明の異なる側面の比較のために、図５は、ODS試験条件下における比較例C2及び態様E1及びE5の飛行経路（その後の転がりが示さない）を示す。
当業者は、多くの改良及び具体物を工夫するだとうと認められる。以下の請求の範囲は、本発明の真の精神及び範囲内にあるような全ての改良及び具体物をカバーすることを意図する。

Claims (14)

1. コア、及び多数のディンプルを有する外側表面を有するカバーを含むゴルフボールであって、前記コア、前記カバー及び前記ディンプルがそれぞれお互いに関して関連しており、前記ゴルフボールが143.8フィート／秒（43.83m/秒）の入力速度で測定した時に0.791を超える反発係数を有し、前記ゴルフボールが、所定の 直径と所定の重量を有し、少なくとも90％のディンプル が外側表面に対して18〜20゜の縁角度を有し、且つ前記 ディンプルが、前記ゴルフボールの所定の直径と等しい 直径を有する球の容積の1.41％〜1.57％の全体容積を有 する事を特徴とするゴルフボール。
2. 前記ゴルフボールが、3000rpmのスピン速度及び160,000のレイノルドナンバーにおいて、1.00〜 1.04の、ボールの重量に対する空力的揚力の比を有する、請求項１に記載のゴルフボール。
3. 前記カバーが、60〜65のショアＤ硬度を有する材料を含む、請求項１に記載のゴルフボール。
4. 前記ゴルフボールが、3000rpmのスピン速度及び160,000のレイノルドナンバーにおいて、0.63〜 0.68の、空力抵抗力に対する空力的揚力の比を有する、請求項１に記載のゴルフボール。
5. 前記カバーが、65〜70のショアＤ硬度を有する材料を含む、請求項４に記載のゴルフボール。
6. 前記ゴルフボールが、1.62オンス（45.93 g）〜1.67オンス（47.34g）の重量を有する、請求項４に記載のゴルフボール。
7. 前記ゴルフボールが、1.58インチ（4.01c m）〜1.68インチ（4.27cm）の直径を有する、請求項４に記載のゴルフボール。
8. コア、及び多数のディンプルを有する外側表面を有するカバーを含むゴルフボールであって、前記コア、前記カバー及び前記ディンプルがそれぞれお互いに関して関連しており、前記ゴルフボールが143.8フィート／秒（43.83m/秒）の入力速度で測定した時に0.791を超える反発係数を有し、前記ゴルフボールが、1.62オ ンス（45.93g）の重量と1.68インチ（4.26cm）〜1.72イ ンチ（4.36cm）の直径を有し、少なくとも90％のディン プルが外側表面に対して15〜16゜の縁角度を有し、且つ 前記ディンプルが、前記ゴルフボールの所定の直径と等 しい直径を有する球の容積の1.16％〜1.17％の全体容積 を有する事を特徴とするゴルフボール。
9. 前記ゴルフボールが、3000rpmのスピン速度及び160,000のレイノルドナンバーにおいて、0.77〜 0.81の、空力抵抗力に対する空力的揚力の比を有する、請求項８に記載のゴルフボール。
10. 前記ゴルフボールが、3000rpmのスピン速度及び160,000のレイノルドナンバーにおいて、1.12 〜1.23の、ボールの重量に対する空力的揚力の比を有する、請求項８に記載のゴルフボール。
11. コア、及び多数のディンプルを有する外側表面を有するカバーを含むゴルフボールであって、前記コア、前記カバー及び前記ディンプルがそれぞれお互いに関して関連しており、前記ゴルフボールが143.8フィート／秒（43.83m/秒）の入力速度で測定した時に0.791を超える反発係数を有し、前記ゴルフボールが、1.55 オンス（43.94g）の重量と1.68インチ（4.26cm）の直径 を有し、少なくとも90％のディンプルが外側表面に対し て16゜の縁角度を有し、且つ前記ディンプルが、前記ゴ ルフボールの所定の直径と等しい直径を有する球の容積 の1.25％の全体容積を有する事を特徴とするゴルフボール。
12. 前記ゴルフボールが、3000rpmのスピン速度及び160,000のレイノルドナンバーにおいて、0.77の、空力抵抗力に対する空力的揚力の比を有する、請求項11に記載のゴルフボール。
13. 前記ゴルフボールが、3000rpmのスピン速度及び160,000のレイノルドナンバーにおいて、1.17の、ボールの重量に対する空力的揚力の比を有する、請求項11に記載のゴルフボール。
14. 請求項１〜13のいずれか一項に記載のゴルフボールであって、ｖの入力速度において、下記式より大きい反発係数を有する事を特徴とするゴルフボール。
    １−0.00145（秒／フィート）ｖ
    （式中、ｖは、フィート／秒で測定した入力速度である）

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