JP4957904B2 - ゴルフボール - Google Patents

Description

本発明は、ボール表面に多数のディンプルが形成されたゴルフボールであり、アマチュアゴルファー及びプロゴルファーなどのあらゆるゴルファーにおいて飛翔特性に優れたゴルフボールに関する。

打撃後の飛行中のゴルフボールにおいて、ボールの表面近くを流れる空気の薄層は境界層と呼ばれている。ディンプルのないボールでは、その境界層においては乱れのない大気の流れとなるが、ボール表面に多数のディンプルが形成されれば、飛翔中のボール表面の空気の流れを層流から乱流にすることで、剥離点を後退させ、空気抵抗を低減させることが知られている。

また、ボールの飛行時間を長くし、その結果、飛距離を大きくさせる重要な因子（ファクター）として、揚力を大きくすることが知られており、ボール表面に比較的大きなディンプルを形成すると、そのディンプルは、ボール弾道における最高点以降の低速領域時の揚力を維持する効果があることが知られている。

このため、ディンプルの配置や形状及び構造などに着目した種々のディンプル設計が従来から行われている。

しかしながら、従来のディンプルの設計ではゴルフボールの飛距離を伸ばすのには限界があった。そこで、更なる飛距離の増大を図るために、斬新かつ新規なディンプル設計を行うことが要望されていた。

特開平２−２９５５７３号公報 特開平２−６８０７７号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、ディンプル効果による空気力学的性能を一層向上させて、ボールの飛距離増大を図ることができるゴルフボールを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、打撃後のボール弾道において、打ち出し直後の高速領域、最高点以降の低速領域の各領域におけるディンプル作用による空気力学的性能を改善することに主眼を置き、それぞれの領域において、最適に作用するように断面形状を工夫したディンプルを創案したものである。

具体的には、ディンプルの輪郭をなす円形状外縁部を有するディンプルにおいて、そのディンプルの内部中心付近に円形状縁部を有する凸部を形成すると共に、上記円形縁部と上記円形状外縁部との間に湾曲した断面形状を有するリング状壁部を形成し、上記凸部の上端面を平坦に形成し、その凸部高さをディンプル深さ（円形状外縁部からリング状壁部の最深の位置までの深さ）の６０％以下に調整することにより、打ち出し直後の高速領域、最高点以降の低速領域の各領域においてディンプル最適に作用することを創案したものである。

従って、本発明は、下記のゴルフボールを提供する。
（１）ディンプルの輪郭をなす円形状外縁部を有するディンプルをボール表面に多数形成したゴルフボールにおいて、上記ディンプルの内部中心付近には円形状縁部を有する凸部が形成されると共に、上記凸部の円形状縁部と上記ディンプルの円形状外縁部との間には、湾曲した断面形状であるリング状壁部が形成されてなり、かつ上記凸部の上端面がほぼ平坦であり、その凸部の高さが、上記ディンプルの円形状外縁部からリング状壁部の最深の位置までの深さの６０％以下であることを特徴とするゴルフボール。
（２）ディンプル総数が２５０個以上３６０個以下であり、そのうちの半数以上のディンプルの直径が４．２ｍｍ以上である（１）記載のゴルフボール。
（３）凸部の上端面が円形であり、その半径が、ディンプル半径の３０〜７０％の範囲内である（１）又は（２）記載のゴルフボール。
（４）凸部の円形状縁部におけるエッジ角が１０〜３０度であると共に、ディンプルの円形状外縁部におけるエッジ角が１０〜３０度である（１）〜（３）のいずれか１項記載のゴルフボール。
（５）凸部の高さが、ディンプルの円形状外縁部からリング状壁部の最深の位置までの深さの４０％以下である（１）〜（４）のいずれか１項記載のゴルフボール。
（６）凸部及びリング状壁部を含むディンプルの占める割合が、ディンプル総数に対し３０％以上である（１）〜（５）のいずれか１項記載のゴルフボール。

本発明のゴルフボールによれば、上述した特殊なディンプルの内面形状により、打ち出し直後のボール弾道の高速領域と最高点以降の低速領域での異なるディンプル作用により、空気低減効果及び揚力維持効果によりボールの飛距離を伸ばすことができるものである。

以下、本発明のゴルフボールについて、図面を参照して詳しく説明する。
本発明のゴルフボールには、図１に示すように、そのボール表面１に多数のディンプル１０が形成されてなり、このディンプル１０の外周縁端は円形状に形成されており、この外周端はディンプルの輪郭をなし、この輪郭により、平面視上、多数の円形模様がボール表面に現れる。上記の外周縁端を以下「円形状外縁部１０ａ」と言う。なお、上記に言う平面視上の形状とは、ボールを真上から見た場合に平面的に映る輪郭形状を意味する。そして、上記ディンプル１０の内面、即ち、円形状外縁部１０ａの内側において、その中央部又はその近傍には凸部１０ｂが形成される。この凸部１０ｂは円形状縁部１０ｄを有し、この円形状縁部１０ｄにより、平面視上、多数の円形模様がボール表面に現れる。よって、図１に示すように、ディンプル１０の円形状外縁部１０ａ及び凸部１０ｂの円形状縁部１０ｄにより一つのディンプルに二重の円形輪郭が現れる。

本発明においては、ディンプルの円形状外縁部１０ａと凸部の円形状縁部１０ｄとの間には、湾曲した断面形状であるリング状壁部１０ｃが形成される。このリング状壁部１０ｃは、図３に示されるように、ディンプルの円形状外縁部１０ａと凸部の円形状縁部１０ｄとの間において、その断面形状が滑らかな弧を描く形状を呈するものであり、平面視上ではリング状を呈する。換言すれば、このリング状壁部１０ｃは内外の２つの周縁部を有し、内側の周縁部が凸部の円形状縁部１０ｄと一致し、外側の周縁部がディンプルの円形状外縁部１０ａと一致するものである。この２つの周縁部１０ａ，１０ｄにけるリング状壁部１０ｃのエッジ角Ａ１，Ａ２は、図３で説明されるように、ディンプル断面においてディンプル又は凸部の縁部と縁部とを結ぶ線分と各周縁部における曲線上（軌跡）の接線との角度で示されるものであり、そのエッジ角Ａ１，Ａ２は、１０〜４５度の範囲であることが好適であり、より好ましくは１０〜３０度の範囲である。

本発明においては、上記リング状壁部１０ｃ又はディンプル１０全体が空気抵抗低減及び揚力維持のために有効に作用する。要するに、本発明は、ボール弾道中、打ち出し直後の高速領域と最高点以降の低速領域における境界層に違いにより、それに応じてディンプルによる作用を使い分けて飛距離増大を図ったものである。即ち、打ち出し直後の高速領域では境界層が薄いため、空気の流れが図４に示した高速境界層となり、それ故、リング状壁部１０ｃの湾曲部がディンプルのように作用し、空気抵抗を低減することができる。

また、弾道の最高点以降の低速領域においては、境界層は厚いため、空気の流れが図４に示した低速境界層となり、リング状壁部１０ｃはほとんど作用せず、ディンプル１０全体による大きなディンプルとして作用し、揚力を持続することができる。

上記凸部１０ｂの上端面は、図２に示すようにほぼ平坦である。具体的には、その上端面を図２，図３に示すように真横から視たとき、ディンプルの端縁部を水平に結んだ直線に平行であるか、或いは、半径２１ｍｍ以上の円弧形状の一部である。その理由は、ボール半径が通常２１ｍｍ程度なので、その程度であれば、ボール弾道における高速領域においてはリング状壁部１０ｃから形成された小さいディンプルによる効果を発揮させ、低速領域においてはディンプル全体による大きなディンプルによる効果を発揮させることができると考えられるからである。

上記凸部１０ｂの上端面は円形状を有し、その半径は、図３に示したＲ２に相当する。この半径Ｒ２は、ディンプルの半径Ｒ１の３０〜７０％の範囲内とすることが好ましく、より好ましくは４０〜６０％である。この半径Ｒ２が上記範囲よりも大きすぎると、リング状壁部１０ｃの幅が細くなりすぎてしまい、リング状壁部による空気力学的性能を効果的に得ることができなくなる。逆に、上記半径Ｒ２が小さすぎると、大きい方のディンプルによる効果を得られ難くなる。

図３に示すように、上記ディンプル１０の円形状外縁部１０ａからリング状壁部１０ｃの最深の位置までの深さをＤとすると、上記凸部１０ｂの高さＨはその深さＤの６０％以下であり、ディンプル円形状外縁部１０ａの高さを超えることはない。上記凸部の高さＨの範囲は、上限として、好ましくは５０％以下、より好ましくは４０％以下である。上記凸部１０ｂが上記範囲より高すぎると、ボール弾道において最高点以降の低速領域では大きなディンプル１０による空気力学的効果が十分に得られなくなるおそれがある。また、上記凸部の高さＨの下限としては、５％以上であることが好ましい。

本発明に用いられるディンプルの種類については、全て単一の１種のディンプルのほか、直径及び／又は深さが異なるディンプルを複数種使用することができる。なお、ディンプルの種類とは、直径及び／又は深さが異なるものを異種とみなし、例えば、直径が大、中、小の３種のディンプルの深さが同じである場合、そのディンプルは３種となる。特に、複数種のディンプルを使用することにより、ディンプルを高密にかつ均一に配置し易くなり、その結果、ボール表面に対するディンプル占有率を上げ易くなる。用いられるディンプル種類の上限としては、特に制限はないが、３種〜２０種程度とすることが望ましい。

本発明に用いられるディンプルの直径は、図３に示されたように、ディンプル半径Ｒ１を２倍したものであり、その大きさは、好ましくは２〜７ｍｍの範囲内であり、より好ましくは２．５〜６．０ｍｍである。

一方、ディンプル深さは、図３に示されたように、ディンプルの円形状外縁部からリング状壁部の最深の位置までの深さＤであり、その深さは、０．０５〜０．１５ｍｍの範囲内であり、通常用いられる一般のディンプルの深さよりも比較的浅めに設定されることが好ましい。

ボール表面１に形成されたディンプルの総数（図中で言うディンプル１０の総数を意味し、その中に含まれる凸部を除く。）については、特に制限はないが、好ましくは２５０個以上、より好ましくは２７０個以上、上限値として、好ましくは３６０個以下、特に３４０個以下である。

また、本発明では、リング状壁部によるディンプル効果を示すものであるので、比較的大きなディンプルと比較的少数（２５０〜３６０個程度）のディンプルとを組み合わせてディンプル全体を配列することにより、本発明の効果を有効に発揮させることも可能である。

上述した凸部及びリング状壁部を含むディンプルの占める割合が、ボール表面に形成されるディンプルの総数に対し、好ましくは３０％以上、より好ましくは５０％以上であれば本発明の作用・効果を発揮することができる。

また、上記に言うディンプル総数のうち、半数以上（５０％以上）のディンプルの直径が４．２ｍｍ以上であることが好適であり、より好ましくは７０％以上をその直径を有するディンプルが占めることである。

ボール球面に展開するディンプル配置パターンについては、球面２０面体、球面１２面体、球面８面体などの配置パターンを好適に採用することができる。この場合、球面多面体配置のユニットとして、例えば、ユニット三角形、ユニット五角形等のユニット多角形を採用することができる。即ち、このユニット多角形を上記球面多面体の繰り返しパターンに従ってディンプルを配置することができる。なお、全ディンプルの直径を少しずつ変えて用いることは可能である。

ディンプルの配置を平面的に視たとき、ゴルフボールの全表面に占めるディンプル面積の合計の比率，より具体的には、各ディンプルの縁部に囲まれた平面面積の合計が、ゴルフボールの表面にディンプルが存しないと仮定したときのボール表面の面積に占める比率は７０〜８９％が好ましい。

また、ディンプルの縁に囲まれた平面下のディンプル体積の総和は、２７０ｍｍ³以上３５０ｍｍ³以下とすることが好ましい。

ゴルフボール表面に形成されるディンプルは、ボールの最外層に形成されるため、最外層となるカバーを射出成型する際、該カバーの射出成型と同時にその表面に多数型付けすることが好適である。この場合、成型用金型（２分割タイプ）を作成する手法としては、３ＤＣＡＤ・ＣＡＭを使用し、所望の断面形状を含むディンプルをボール表面に形成するとき、その表面と同形状に全表面形状を反転用マスター型にて直接３次元で切削する手法、または成型用金型のキャビティ部（内壁面）を直接３次元で切削する手法などを採用することができる。

なお、ボール表面には、通常の方法と同様に白エナメル塗装やエポキシ塗装及びクリアー塗装等の各種の塗装を行うことができるが、上記ディンプルの断面形状が損なわれないようにムラなく均一に塗装することが望ましい。

ボールの内部構造に関しては、特に制限されるものではないが、ワンピースゴルフボール、ツーピースゴルフボール、３層構造以上のマルチピースゴルフボール等のソリッドゴルフボールとしても、糸巻きゴルフボールとしてもよく、あらゆる種類のゴルフボールに適用可能である。例えば、弾性ソリッドコアとカバーとを具備し、それらの間に１層又は複数層の中間層を配置した多層構造を好適に採用することができる。なお、ボール重量、直径等のボール規格はゴルフ規則に従って適宜設定することができる。

なお、本発明は、添付した図面のディンプルの種類、形状や大きさなどに限定されるものではなく、上記に説明した本発明の要旨や範囲を変更しない限り適宜選定することができるものである。

本発明を下記実施例を用いて具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。

〔実施例，比較例〕
実施例及び比較例のボール内部構造・材料として共通のボールを用いた。そのボールは、弾性コアが単層であり、中間層及びカバーを備えた構造を有する。

弾性コア
弾性コアとして、実施例及び比較例の共通の組成を用いた。その組成は、下記表１のとおりである。

注：表中の数字は「質量部」を示す。

・ポリブタジエンＢＲ７３０：ＪＳＲ社製
・アクリル酸亜鉛：日本蒸留工業（株）製
・酸化亜鉛：堺化学社製
・ステアリン酸亜鉛：日本油脂（株）製
・硫黄：鶴見工業（株）製
・１，１−ビス（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサン４０％希釈：日本油脂（株）製

カバー及び中間層
カバー材料及び中間層の材料としては、実施例及び比較例ともに、それぞれ熱可塑性ポリウレタンエラストマー及びアイオノマー樹脂を使用した。これらのボールの内部構造における諸物性を表２に示した。

たわみ量
硬板上でコアに対して９８Ｎ（１０ｋｇｆ）荷重を加えた状態から１２７５Ｎ（１３０ｋｇｆ）荷重を増加させた時に生じるたわみ量である。

ショアＤ硬度
各材料をシート状にして測定したＡＳＴＭ−Ｄ２２４０に基づく測定値である。

実施例及び比較例では、図５に示されたディンプル配置を有するゴルフボールを用い、それぞれ下記表３，４に示したディンプルを設計した。なお、図５のディンプルの配列は、半球で１２０°ユニット回転対称配列に基づくものである。なお、実施例を示す下記表３において、その表中のＤ，Ｈ，Ｒ１，Ｒ２，Ａ１及びＡ２は図３中の符号に相当する。

表中の説明
・直径 ：ディンプルの外周縁部に囲まれた平面の直径（図３中の符号Ｒ１の２倍）
・深さ（Ｄ）：ディンプルの円形状外縁部からリング状壁部の最深の位置までの深さ（デ
ィンプルの最大深さ）
・高さ（Ｈ）：上記のディンプル深さ（Ｄ）から凸部上端面までの高さ
・エッジ角（Ａ１，Ａ２）：ディンプル又は凸部の両周縁端部を結ぶ線分と各周縁端部に
おける曲線上の接線との角度
・表面占有率：ディンプルの縁に囲まれた平面の面縁で定義されるディンプル面積の合計
が、ディンプルが存在しないと仮定したボール球面積に占める比率
・総容積 ：ディンプルの縁に囲まれた平面から下方に形成されるディンプル容積の合
計

表中の説明
・ディンプル直径：上記と同じ
・ディンプル深さ：ディンプル周端縁からディンプル最深部までの深さ
・表面占有率：上記と同じ
・総容積 ：上記と同じ

上記実施例及び比較例のディンプルがボール表面に形成されたゴルフボールについての飛距離を下記の基準に従って測定した。その結果を表５に示す。

飛び性能
ドライバー（ブリヂストンスポーツ社製、X-DRIVETYPE 300 PROSPEC，ロフト角１０°）をスウィングロボット（ミヤマエ社製）に装着し、ヘッドスピード（ＨＳ）４５ｍ／ｓで打撃した時のトータル飛距離を測定した。

本発明のゴルフボールの表面を示す部分斜視図である。 本発明におけるディンプルを示す横断面図である。 図２示したディンプルの内部を説明する説明図である。 図１で示したゴルフボールにおいて、ボール表面上の空気の流れを説明する説明図である。 実施例で用いたボール表面上のディンプルの配置態様を示す正面図である。

符号の説明

１ ボール表面
１０ ディンプル
１０ａ 円形状外縁部
１０ｂ 凸部
１０ｃ リング状壁部
１０ｄ 円形状縁部

Claims (6)

1. ディンプルの輪郭をなす円形状外縁部を有するディンプルをボール表面に多数形成したゴルフボールにおいて、上記ディンプルの内部中心付近には円形状縁部を有する凸部が形成されると共に、上記凸部の円形状縁部と上記ディンプルの円形状外縁部との間には、湾曲した断面形状であるリング状壁部が形成されてなり、かつ上記凸部の上端面がほぼ平坦であり、その凸部の高さが、上記ディンプルの円形状外縁部からリング状壁部の最深の位置までの深さの６０％以下であることを特徴とするゴルフボール。
2. ディンプル総数が２５０個以上３６０個以下であり、そのうちの半数以上のディンプルの直径が４．２ｍｍ以上である請求項１記載のゴルフボール。
3. 凸部の上端面が円形であり、その半径が、ディンプル半径の３０〜７０％の範囲内である請求項１又は２記載のゴルフボール。
4. 凸部の円形状縁部におけるエッジ角が１０〜３０度であると共に、ディンプルの円形状外縁部におけるエッジ角が１０〜３０度である請求項１〜３のいずれか１項記載のゴルフボール。
5. 凸部の高さが、ディンプルの円形状外縁部からリング状壁部の最深の位置までの深さの４０％以下である請求項１〜４のいずれか１項記載のゴルフボール。
6. 凸部及びリング状壁部を含むディンプルの占める割合が、ディンプル総数に対し３０％以上である請求項１〜５のいずれか１項記載のゴルフボール。

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