JP5364339B2 - ゴルフボール成形用金型、及びそれを用いたゴルフボールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゴルフボール成形用金型、及びそれを用いて製造されたゴルフボールに関する。具体的には、本発明は、ゴルフボールの成形に用いられる金型の改良に関する。

ゴルフボールは、通常、射出成形法又は圧縮成形法により製造されている。このいずれの成形法においても、成形用金型が用いられる。この成形用金型の内部には、球状のキャビティが形成されている。

ゴルフボールの成形時に、キャビティの壁面とゴルフボールの芯材であるゴム製弾性体との隙間に存在する空気と、樹脂に混じって放出されるガスは、キャビティの壁面に設けられたベントピン収容孔とベントピンとの間隙を通じて金型の外へ排出される。

この空気及びガスが金型から上手く排出されないと、例えば、鳥の足のようないわゆるウェルドマークがゴルフボールの表面に形成されるなどといった、不良が製品に発生する。このような不良を防ぐため、ベントピンの設置数を増やすという方策もある。しかし、キャビティの壁面には、芯材を保持するために複数のサポートピンを設置する必要があり、また、キャビティの壁面全周にディンプル形成用の複数の突起を配置する必要があり、ベントピンの設置数や位置は限られる。

特開２０００−３７４８０号公報には、ベントピンを多孔質材料で形成することが記載されている。また、特開平７−８０８４８号公報には、キャビティの壁面に、ガス抜き用のスリットを設けることが記載されている。ガスを排出する際、ガス中に含まれる微量の樹脂が固化する、モールドデポジットが発生する。多孔質ベントピン内やスリット内に発生したモールドデポジットは、清掃等により容易に取り除くことが出来ず、ガスの排出性能が回復しない。

米国特許第６８７７９７４号明細書には、ベントピンを、ピンの長さ方向に２つに分割し、２つの断面半円形状のピンセクションから組み立てられた１本の断面円形のベントピンが記載されている。この２つのピンセクションの合わせ面には、排気孔を形成する窪みが設けられている。しかし、この特許では、ピン先端の単位面積当たりに設けることの出来る排気用開口の大きさが限られる。
特開２０００−３７４８０号公報 特開平７−８０８４８号公報 米国特許第６８７７９７４号明細書

本発明は、ガスを排出する際に発生するモールドデポジットを容易に取り除くことができるとともに、ピン先端の単位面積当たりの排気用開口の面積を飛躍的に増やすことができるゴルフボール用金型、及びそれを用いて製造されたゴルフボールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、その一態様として、ゴルフボール成型用金型であって、このゴルフボール成型用金型は、少なくとも２つの金型本体であって、ゴルフボールを成形するためのキャビティがこれら本体の接合により形成される金型本体と、前記金型本体の少なくとも１つに設けられ、前記キャビティ内の気体を排出するための排気孔と、前記排気孔内に存在するピンとを含んでおり、前記ピンは、その中心から複数の層が重なって構成されている。

前記ピンは、断面円形形状とすることができる。前記複数の層の各外周面は、その断面において同心円とすることができる。前記ピンを構成する層の数は、２層〜１０層とすることができる。前記ピンを構成する各層間のクリアランスは、２μｍ〜５０μｍとすることができる。

本発明は、別の態様として、ゴルフボールであり、このゴルフボールは、以下の金型によって製造されるものである。このゴルフボール成型用金型は、少なくとも２つの金型本体であって、ゴルフボールを成形するためのキャビティがこれら本体の接合により形成される金型本体と、前記金型本体の少なくとも１つに設けられ、前記キャビティ内の気体を排出するための排気孔と、前記排気孔内に存在するピンとを含んでおり、前記ピンは、その中心から複数の層が重なって構成されている。

本発明の上記構成によれば、ガスを排出する際に発生するモールドデポジットを容易に取り除くことができるとともに、ピン先端の単位面積当たりの排気用開口の面積を飛躍的に増やすことができるゴルフボール用金型、及びそれを用いて製造されたゴルフボールを提供することができる。

以下に、図面を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。具体例として、芯材であるゴム製弾性体の周囲に、射出成形法によりカバー層を成形してツーピースソリッドゴルフボールを製造する場合を説明する。なお、本発明は、この実施の形態に限定されるものではなく、その他のゴルフボールの製造にも適用できる。

図１に示すように、射出成形法によりゴルフボールを製造する場合、射出成形用金型１０が用いられる。この射出成形用金型１０は、金属製の上型１１と下型１２とを含んでいる。上型１１と下型１２とを分離可能に接合することにより、内部に球状のキャビティ１４が形成される。

金型１０のキャビティ壁面１３には、ゴルフボールの表面、すなわちカバー層の表面にディンプルを型付けするための突起（図示省略）が多数設けられている。上型１１及び下型１２の分割面ＰＬは、キャビティの赤道に対応する位置となる。キャビティ壁面１３には、キャビティ１４の北極点及び南極点の位置に、金型１０の分割面ＰＬと直交する方向に延びる、ガス抜き用のガスベントピン収容孔１５が設けられている。このガスベントピン収容孔には、進退可能にガスベントピン２０が収容されている。

また、図２に示すように、キャビティ壁面１３には、ガスベントピン収容孔１５と平行して延びる、サポートピン収容孔１６が３個設けられている。この３個の孔は、キャビティの中心軸を重心とする正三角形Ｔの各頂点に位置している。このサポートピン収容孔１６の各々には、ゴルフボールの芯材であるゴム製弾性体１を支持するためのサポートピン３０が進退可能に配設されている。これらサポートピン３０をキャビティ１４内に進出させることにより、予め別工程で成形したゴム製弾性体１をキャビティ１４の中心部に保持することができる。なお、サポートピンの本数及び配置は、図２に限定されず、ゴム製弾性体又は中間層形成体を安定して支持するできる本数及び配置でよい。

図３は、ガスベントピン２０及びガスベントピン収容孔１５の拡大断面図である。図４は、ガスベントピン２０及びガスベントピン収容孔１５を、キャビティ１４側から見た拡大平面図である。なお、図１及び２では、ガスベントピン２０及びガスベントピン収容孔１５を、ピン径及び孔径が同一の直線状に延びるピン及び孔として描いたが、図３及び４に示すように、異なるピン径及び孔径を有し、段部が形成されたピン及び孔とすることもできる。

図３及び４に示すように、本実施の形態では、ガスベントピン２０は、断面円形のピン中心層２１と、その周囲に位置する断面環状のピン中間層２２と、更にその周囲に位置する断面環状のピン外殻層２３とから構成されている。これら層の断面周縁は、全て同心円状となるように構成されている。ピン中心層２１とピン中間層２２との間、及びピン中間層２２とピン外殻層２３との間には、それぞれ間隙２６及び２７が設けられている。これら間隙２６、２７は、キャビティ１４内と連通するともに、金型外部とも連通している。

なお、本発明のガスベントピンの層の数は、このような３層に限定されず、２層から１０層の多重層構造に形成されることが好ましく、２層から７層がより好ましく、２層から５層が更に好ましい。２層から１０層の多重層構造にすることで、効果的に層間のクリアランスを設けることができ、よって、ガス抜きの効率を上げることができると共に、ベントピンが複雑な構造になることを防止することができる。１０層を超えて層を重ねると、ベントピンの径が太くなり過ぎたり、駆動機構が複雑化したりする要因になりえるため好ましくない。

このような多重層構造の層間のクリアランスの下限値は、２μｍが好ましく、５μｍがより好ましく、１０μｍが更に好ましい。クリアランスの下限値を２μｍ未満とすると、層同士が接触し易く、ベントピンの耐久性が低下するとともに、ガス抜きの効率が落ちてしまうため、好ましくない。クリアランスの上限値は、５０μｍが好ましく、３０μｍがより好ましく、２０μｍが更に好ましい。クリアランスの上限値が５０μｍを超えると、樹脂材料がピン収容孔１５内へ流れ入ってしまうため、ゴルフボールにバリが発生しやすくなるばかりか、成形不良の要因にもなり得る。３層以上の多重層構造にする場合、層間のクリアランスを全て同じにしても良いし、異なるようにしても良い。

ベントピン２０の断面形状は、円形に限定されるものではなく、多角形状や、デュードロップ型等の任意の形状を選択することが可能である。また、ベントピン２０の先端形状は、図３に示すように、キャビティ壁面と同一面とすることができる。なお、ベントピン２０の先端形状は、これに限定されず、先端がディンプルを形成するように、ディンプルの形状を型付けする突起状にすることもできる。

円形状のベントピン２０の直径の下限値は、０．８ｍｍが好ましく、１．３ｍｍがより好ましく、２．０ｍｍが更に好ましい。また、ベントピン２０の直径の上限値は、７ｍｍが好ましく、６ｍｍがより好ましく、５ｍｍが更に好ましい。ベントピンの直径が０．８ｍｍ未満では、ベントピンを多重層構造に形成することが難しくなり好ましくない。また、ベントピンの直径が７ｍｍを超えると、ベントピンの先端をディンプル形状に適合させることが難しくなり好ましくない。

ベントピン２０の材料としては、これらに制限されないが、ＳＵＳ等の金属や、ＰＥＥＫ、ポリテトラフルオロエチレン等のフィルムを用いることができる。なお、これら材料は多孔質でもよい。また、ベントピン２０の各層の厚さは、上記したベントピンの層の数、層間のクリアランス、ベントピンの直径から、適宜設計することができる。金属を用いる場合、ピンの各層として強度が十分に保てる厚さを有する断面環状の部材が複数重なるように、成形することができる。また、フィルムを用いる場合、断面環状の部材に形成し、これを複数重ねることもできる。

ゴルフボールの外観にはディンプルがある。よって、ディンプルのデザインに合わせて、キャビティ壁面１３にベントピン収容孔１５及びベントピン２０を配置することで、ゴルフボールの外観デザインを損なうことを避けることができる。例えば、これらに限定されないが、ディンプルの位置にベントピン２０を配置することが好ましい。ウェルドライン状にベントピン２０を配置することがより好ましい。キャビティ１４の両極点にベントピン２０を配置することが更に好ましい。

キャビティ１４の赤道から樹脂が注入され、キャビティ１４の両極点で注入された樹脂が合流するため、キャビティ１４の両極点にベントピンを配置することで、キャビティ１４内の空気を効果的に排出することができる。これにより、成形不良を抑えることができ、生産効率を向上させることができるとともに、キャビティ壁面１３に設けるベントピン収容孔１５の数を減らすことができ、金型１０の構造を簡略化できる。

なお、ガスベントピン２０の多重層構造について説明してきたが、サポートピン３０を多重層構造にすることもできる。図５に示すように、サポートピン３０は、ピンコア層３１とピン外殻層３３とから構成されている。サポートピン３０も、上述したベントピンの同様な具体的な構成を採用することができる。図５に示すように、サポートピン３０の先端は、ゴルフボールのカバー層５のディンプル６の形状に適合する突起が形成されている。

ベントピン収容孔１５とベントピン２０とのクリアランスの上限値は、３０μｍが好ましく、２５μｍがより好ましい。下限値は、１０μｍが好ましく、１５μｍがより好ましい。また、サポートピン収容孔１６とサポートピン３０とのクリアランスの上限値は、３０μｍが好ましく、２５μｍがより好ましい。下限値は、１０μｍが好ましく、１５μｍがより好ましい。

キャビティ１４の赤道をとりまくように、リング状ランナー１８が設けられている。キャビティ１４内に開口する成形材料注入ゲート１９が、このリング状ランナー１８の内周部に周方向に沿って等間隔に複数箇所設けられている。また、金型１０のリング状ランナー１８の周上には、分割面ＰＬと直交する方向に昇降可能なエジェクタピン３６とその収容孔１７が複数箇所設けられている。

上記説明してきた構成によれば、先ず、図１に示すように、上型１１と下型１２との間にゴルフボールの芯材となるゴム製弾性体１を置いて、上型１１と下型１２を接合し、キャビティ１４を形成する。ゴム製弾性体１を３つのサポートピン３０により中心部分に支持する。次いで、熱可塑性樹脂を主成分としたカバー材を、成形材料注入ゲート１９を通じて、キャビティ１４内に注入する。カバー材は、ゴム製弾性体１とキャビティ壁面１３との間の空隙部を流れ、キャビティ１４の北極点および南極点で合流し、ゴム製弾性体１の表面全面にカバー材が被覆される。

ゴム製弾性体１とキャビティ壁面１３との隙間に存在する空気と、樹脂に混じって放出される揮発成分等のガスは、ガスベントピン２０とガスベントピン収容孔１５との間隙、並びにガスベントピンを構成する各層２１、２２、２３の間の間隙２６、２７を通じて金型１０の外へと排出される。また、上記空気及びガスは、サポートピン３０とサポートピン収容孔１６との間隙、並びにサポートピンを構成する各層３１、３３間の間隙（図示省略）を通じても金型１０の外へ排出される。

なお、カバー材がキャビティ１４内に充填されると同時に又は直前に、サポートピン３０の先端をキャビティ壁面１３の位置まで後退するように、サポートピン３０を引き抜く。以上により、ゴム製弾性体１がカバー層５で覆われ、カバー層５の表面に複数のディンプルが形成されたゴルフボールが製造される。なお、ランナー１８内で硬化した樹脂が金型１０内に密着して離れ難い場合、成形後、エジェクタピン３６を上昇させることにより、押圧を加えることで容易に離型することができる。

このように、ピンとピン収容孔との間の間隙だけでなく、ピン先端部分においても、空気及びガスを排気することができる。ピンを上記のような多重層構造にした場合、ピン先端部分におけるガスを排気できる開口面積は、ピンを単に２つの断面半円状に分割した場合に比べ、飛躍的に増加する。よって、ガスの排出不良に起因する不良製品の発生割合を大幅に抑えることができる。

また、ガスが排出される際、ガス中に含まれる微量の樹脂が固化し、ピン層間の間隙内や、ピンが多孔質の金属で形成されている場合はこの孔内に、モールドデポジットが発生する。この発生したモールドデポジットは、ピンを各層に分解することで、清掃等により容易に取り除くことができ、ガスの排出性能を容易に回復することができる。

本発明に係るゴルフボール成形用金型を用いて製造されたゴルフボールは、ピンの各層の間隙からガスを効果的に排出することができるとともに、ピンとピン収容孔との間のクリアランス及び各ピン層間のクリアランスを非常に小さくすることができ、バリの形成を防ぐことができるので、良好な表面状態を有する。

上記において、本発明に係るゴルフボール成形用金型の具体的実施の形態について説明した。しかし、本発明は、このような実施の形態に限定されるのではなく、当業者にとって明らかな変更、修正は、全て本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、ゴルフボールのカバー層５に二重ディンプル７を形成する場合、図６に示すように、サポートピン３０のピンコア層３１の先端部分を、二重ディンプル７の中心ディンプル７ａに合わせた形状とし、サポートピン３０のピン外殻層３３の先端部分を、中心ディンプル７ａ外周のサブディンプル７ｂに合わせた形状とすることができる。

また、例えば、のガスベントピン及びサポートピンは、芯材とカバー層との間に中間層を形成して、スリーピースソリッドゴルフボールを製造する場合、この中間層を形成する際の金型のガスベントピン及びサポートピンを、多重層構造にすることもできる。この場合、中間層の表面にディンプルは不要であることから、ピン先端部分はキャビティ壁面と同一とする。

本発明の一実施の形態に係るゴルフボール成形用金型の断面図である。 図１に示す線Ａ−Ａから見た金型の平面図である。 図１に示すガスベントピンの拡大断面図である。 図２に示すガスベントピンの拡大平面図である。 図１に示すガスベントピン及びサポートピンの拡大断面図である。 本発明の別の実施の形態に係るサポートピン先端の拡大断面図である。

符号の説明

１ ゴム製弾性体
５ カバー層
６ ディンプル
１０ 射出成形用金型
１１ 上型
１２ 下型
１３ キャビティ壁面
ＰＬ 分割面
１４ キャビティ
１５ ガスベントピン収容孔
１６ サポートピン収容孔
Ｔ 正三角形
１７ エジェクタピン収容孔
１８ リング状ランナー
１９ 成形材料注入ゲート
２０ ガスベントピン
２１ ピンコア層
２２ ピン中間層
２３ ピン外殻層
２６、２７ ピン層間の間隙
３０ サポートピン
３１ ピンコア層
３３ ピン外殻層
３６ エジェクタピン

Claims (4)

1. ゴルフボール成型用金型であって、
   少なくとも２つの金型本体であって、ゴルフボールを成形するためのキャビティがこれら本体の接合により形成される金型本体と、
   前記金型本体の少なくとも１つに設けられ、前記キャビティ内の気体を排出するための排気孔と、
   前記排気孔内に存在するガスベントピンと、
   ゴルフボールの芯材を支持するためのサポートピンと
   を含み、前記ガスベントピンは、その中心から複数の層が重なって構成されており、前記ガスベントピンが、断面円形形状であり、前記複数の層の各外周面が、その断面において同心円となっており、前記ガスベントピンを構成する層の数が、２層〜１０層であり、前記ガスベントピンを構成する各層間のクリアランスが、２μｍ〜５０μｍであり、前記ガスベントピンの直径が、０．８ｍｍ〜５ｍｍである、金型。
2. 前記サポートピンが、その中心から複数の層が重なって構成されており、前記サポートピンが、断面円形形状であり、前記複数の層の各外周面が、その断面において同心円となっており、前記サポートピンを構成する層の数が、２層〜１０層であり、前記サポートピンを構成する各層間のクリアランスが、２μｍ〜５０μｍであり、前記サポートピンの直径が、０．８ｍｍ〜５ｍｍである、請求項１に記載の金型。
3. 前記ガスベントピンの先端および前記サポートピンの先端が、ゴルフボールの表面にディンプルの形状を型付けする突起状となっている請求項１または２に記載の金型。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型を用いたゴルフボールの製造方法。

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