JP5498121B2

JP5498121B2 - ゴルフボール

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Publication number: JP5498121B2
Application number: JP2009235070A
Authority: JP
Inventors: 克典佐藤
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2009-10-09
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2029-10-09
Also published as: JP2010088896A; US8002647B2; US20100093468A1

Description

本発明は、ゴルフボールに関し、詳しくは、飛距離が向上するようにディンプルが表面に形成されたゴルフボールに関する。

ゴルフボールの設計において、ゴルフボールを打った際に大きな飛距離を得るためには、ゴルフボール自体に備わる高反発性と、ゴルフボール表面に配置されたディンプルによる飛行時の空気抵抗の低減が重要であることがよく知られている。通常、ゴルフボールの表面には多数のディンプルが配置されているが、空気抵抗を低減することを目的として、ディンプルを可及的に高密度に且つ均等にボール表面に配列する方法が種々提案されている。

特開２００６−０９５２８１号公報や特開２００８−１２２９９号公報には、円形のディンプル間に非円形のディンプルを配置することによって、ディンプルの表面占有率を高くして、空気力学的性能を向上させることが記載されている。また、特開２００７−２１２０３公報には、打球の飛距離を向上するために、ディンプルの壁面を複数の平坦な面で構成することが記載されている。

しかしながら、特開２００６−０９５２８１号公報や特開２００８−１２２９９号公報に記載された非円形ディンプルの底面の形状は、ディンプルの中心に向かって深くなるように湾曲しているので、ディンプルの表面占有率を上げることができるものの、ディンプルの深さが深くなってしまう傾向がある。このような形状では、ディンプルの表面占有率が高いことから、飛行中の空気抵抗が低下するものの、打球後の高速領域におい揚力が過剰に働いてしまい、ゴルフボールが吹き上がる傾向があるともに、弾道後半の低速領域において、ゴルフボールの揚力が長く持続しない傾向がある。そのため、十分な飛距離を得ることができない。

特開２００６−０９５２８１号公報特開２００８−１２２９９号公報特開２００７−２１２０３公報

そこで、本発明は、ディンプルの表面占有率を高くしても、ディンプルの深さを浅く維持することで、打球後の高速領域で飛行するゴルフボールに働く揚力を抑え、且つ弾道後半の低速領域で飛行するゴルフボールの揚力を長く維持し、より長い飛距離を得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。

上記の目的を達成するために、本発明は、表面に複数のディンプルを備えたゴルフボールであって、このゴルフボールに形成された全ディンプルのうち少なくとも１０％のディンプルは、陸部とディンプルとの境界線が曲線部と直線部からなる非円形ディンプルであり、この非円形ディンプルは平坦な底面を備えることを特徴とする。

前記非円形ディンプルの底面は、その平面形状が円形または多角形などであることが好ましい。また、前記非円形ディンプルの底面の平面形状は、その前記境界線に対して略相似形になっていることがより好ましい。底面と境界線との距離を一定に保つことができるため、前記非円形ディンプルの前記境界線を構成する曲線部と直線部がつながる部分は、滑らかな曲率を持っていることが好ましい。

前記ゴルフボール表面における前記非円形ディンプルの占有率は、少なくとも６５％であることが好ましい。前記非円形ディンプルは、少なくとも５０個形成されていることが好ましい。また、本発明に係るゴルフボールは、Ｒｅ７００００／２０００ｒｐｍでの揚力係数ＣＬが、Ｒｅ８００００／２０００ｒｐｍでの揚力係数ＣＬの７０％以上であり、Ｒｅ１８００００／２５２０ｒｐｍの抗力係数ＣＤが０．２２５以下であることが好ましい。

このように本発明によれば、ゴルフボールに形成された全ディンプルのうち少なくとも１０％のディンプルを、陸部とディンプルとの境界線である最外輪郭線が曲線部と直線部からなる非円形ディンプルとするとともに、この非円形ディンプルの底面を平坦にすることで、ディンプルの深さは浅く形成されるので、ディンプルの表面占有率を高くしても、適切なディンプルの総容積を維持することができる。これにより、打球後の高速領域で飛行するゴルフボールに働く揚力を抑え、吹き上がりを抑えることができるともに、且つ弾道後半の低速領域で飛行するゴルフボールの揚力を長く維持し、滞空時間が長くなり、よって、飛距離を向上することができる。

本発明に係るゴルフボールの一実施の形態の表面を拡大して示す平面図である。ＡＡ線に沿った図１のゴルフボールの部分断面図である。本発明に係る非円形ディンプルの一実施の形態を示す平面図である。本発明に係る非円形ディンプルの一実施の形態を示す平面図である。本発明に係る非円形ディンプルの一実施の形態を示す平面図である。実施例１のゴルフボールを示す写真である。比較例１のゴルフボールを示す写真である。比較例２のゴルフボールを示す写真である。比較例３のゴルフボールを示す写真である。比較例４のゴルフボールを示す写真である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係るゴルフボールの実施の形態について説明する。図１は、本発明に係るゴルフボールの一実施形態の表面を拡大して示す平面図である。図２は、ＡＡ線に沿った図１のゴルフボールの部分断面図である。

図１に示すように、本実施の形態のゴルフボールの表面には、複数のディンプルが形成されている。この複数のディンプルとしては、非円形ディンプル１０と、円形ディンプル２０とが形成されている。ゴルフボール表面のうちディンプルが形成されていない部分を陸部３０と呼ぶ。非円形ディンプル１０とは、この陸部３０と非円形ディンプル１０との境界線である最外輪郭線１１が、曲線部と直線部とからなる流線型の形状であるものをいう。円形ディンプル２０とは、その最外輪郭線が円の形状であるものをいう。

本実施の形態では、１つの円形ディンプル２０の周りは、図１に示すように、５つの非円形ディンプル１０で囲まれており、円形ディンプル２０同士が隣接することはない。非円形ディンプル１０の最外輪郭線１１は、円形ディンプル２０に隣接する側の曲線部１１ａと、非円形ディンプル１０に隣接する側の直線部１１ｂとを備える。非円形ディンプル１０の最外輪郭線の曲線部１１ａは、円形ディンプル２０の最外輪郭線２１と同心円状の弧の形状を有する。

曲線部１１ａと直線部１１ｂとがつながる部分Ｒは、半径ｒの円（図中の破線）の弧の形状を有する。非円形ディンプル１０の角の部分が、角張った形状では、飛行中にゴルフボールが受ける抗力が大きくなってしまうものの、本実施の形態のように、角の部分Ｒを丸めることで、抗力が大きくなるのを抑え、飛距離を向上することができる。角の部分Ｒの半径ｒは、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上が好ましい。半径ｒが０．１ｍｍ未満であると、ボールの空気抵抗が増大する傾向がある。一方、半径ｒは、５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましい。半径ｒが５ｍｍを超えると、意図したディンプルの形状とは大きく異なり、また美観も損なう。

ゴルフボール表面のうちディンプルが形成されていない陸部３０は、非円形ディンプル１０同士の間では直線状３１に形成され、非円形ディンプル１０と円形ディンプル２０との間では円弧状３２に形成されている。そして、この１つの直線状の陸部３１と２つの円弧状の陸部３２とが三叉状の陸部３３でつながっている。

図２に示すように、非円形ディンプル１０は、ゴルフボール表面に対して同心円状の湾曲した底面ではなく、平坦な底面１２を備えている。また、非円形ディンプル１０は、この底面１２と陸部３０との間に壁面１３を備えている。底面１２と壁面１３との境界線は、底面輪郭線１５と呼ぶ。壁面１３は、この底面輪郭線１５と最外輪郭線１１とを最短距離で結ぶ面１４（図中の破線）とすることもできるが、図２に示すように、この面１４よりも、外側に凸となるよう湾曲した形状を有している。

なお、壁面１３を、上述した最短距離の面とした場合、ディンプル容積の算出および変更を容易に行うことができる。また、壁面１３を、湾曲した形状とした場合、ディンプルの深さをより浅くすることができるともに、ディンプルとして十分な容積を得ることができる。底面に対する壁面１３の角度θは、９０°以上が好ましく、１００°以上がより好ましい。また、角度θは、１８０°以下が好ましい。なお、角度θが１８０°の場合は壁面がなく構成となる。

最外輪郭線１１により囲まれたゴルフボールの仮想の球状の表面Ｍから、ディンプル１０の底面１２と同一の平面上に対して垂直に降ろした線が、一番長くなるときの線を、中心線Ｌとし、この中心線Ｌが底面１２と交差するように、ディンプルの最外輪郭線１１に対して底面１２の位置を配置することが好ましい。

なお、非円形ディンプル１０の深さｄは、この中心線Ｌの仮想球状面Ｍから底面１２と同一の平面までの距離をいう。ディンプルの深さｄは、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１０ｍｍ以上がより好ましい。また、ディンプルの深さｄは、０．４０ｍｍ以下が好ましく、０．３０ｍｍ以下がより好ましく、０．２５ｍｍ以下が更に好ましい。なお、円形ディンプル２０の底面の形状は、従来の中央が窪んだ湾曲形状でよく、その最も深い位置での深さは、例えば、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１０ｍｍ以上がより好ましく、一方で、０．４５ｍｍ以下が好ましく、０．３５ｍｍ以下がより好ましい。

最外輪郭線１１と底面輪郭線１５との間の距離が、非円形ディンプル１０の外周のいずれの位置でも同じ長さとなるように、すなわち、底面輪郭線１５が最外輪郭線１１と略相似形となるように、底面１２の位置を配置することが好ましい。これにより、ディンプルの配置をより柔軟に行うことができる。

底面１２の形状は、特に限定されないが、図３に示すように、底面輪郭線１５を最外輪郭線１１と略相似形にしたり、図４に示すような六角形などの多角形にしたり、図５に示すような円形にすることができる。これらの中でも、図３に示すような略相似形の底面１２にすることが特に好ましい。底面輪郭線１５を最外輪郭線１１と略相似形とすることで、底面１２との距離を適切に保つことができるため、ディンプルの深さを浅くしても、ディンプルとして十分な容積を得ることができる。

底面輪郭線１５によって囲まれる面積Ｓ_２は、最外輪郭線１１によって囲まれる面積Ｓ_１の５％以上が好ましく、２０％以上がより好ましく、５０％以上がさらに好ましい。底面輪郭線１５の面積Ｓ_２を最外輪郭線１１の面積Ｓ_１の５％以上にすることで、ディンプルの容積を別個のパラメータとして扱うことができる。また、底面輪郭線１５の面積Ｓ_２は、最外輪郭線１１の面積Ｓ_１の１００％以下が好ましく、９５％以下がより好ましい。底面輪郭線１５の面積Ｓ_２を最外輪郭線１１の面積Ｓ_１の１００％以下にすることで、理想的な空気力学特性と美的外観を引き出すことができる。なお、最外輪郭線１１によって囲まれる面積Ｓ_１は、最外輪郭線１１の長さを、平面上の円の円周の長さと擬制して、この円の面積として計算する。同様に、底面輪郭線１５によって囲まれる面積Ｓ_２は、底面輪郭線１５の長さを、平面上の円の円周の長さと擬制して、この円の面積として計算する。

最外輪郭線１１の長さは、３ｍｍ以上が好ましく、６ｍｍ以上がより好ましく、９ｍｍ以上が更に好ましい。また、最外輪郭線１１の長さは、２２ｍｍ以下が好ましく、１９ｍｍ以下がより好ましく、１７ｍｍ以下が更に好ましい。最外輪郭線の長さを上記の範囲にすることで、弾道後半の揚力の持続に有効な場合がある。

なお、上述してきた曲線部と直線部からなる最外輪郭線を有する非円形ディンプル１０は、１つのゴルフボールに同一設計のもののみとすることが好ましいが、ゴルフボールは球状であるため、全てを同一設計のものにすることは難しく、よって、１つのゴルフボールには、多少の変形を施した類似する設計のものが含まれる場合もある。

本発明に係るゴルフボールは、図１に示した実施の形態に限定されず、曲線部と直線部からなる最外輪郭線を有する非円形ディンプルだけで、構成することもできる。また、曲線部と直線部からなる最外輪郭線を有する非円形ディンプルと組み合わせることができるディンプルは、図１に示した円形ディンプルの他に、楕円形、多角形、デュードロップ形等の形状のディンプルを採用することができる。複数種類のディンプルを組み合わせることにより、よりディンプルの持つ機能を多機能化させることができる。

ゴルフボールに複数種類のディンプルを形成する場合、これら全ディンプル中の曲線部と直線部からなる最外輪郭線を有する非円形ディンプルの割合は、１０％以上が好ましく、３０％以上がより好ましく、４０％以上がさらに好ましい。非円形ディンプルの割合が１０％未満と少ない場合は、適切な揚抗力を得ることができず、飛距離を増大させることができない。一方、全ディンプル中の非円形ディンプルの割合は、１００％以下が好ましく、８０％以下が好ましい。

ゴルフボールの仮想の球状表面に占めるディンプルの表面の割合、すなわち、ディンプルの表面占有率は、６５％以上が好ましく、７５％以上がより好ましく、８５％以上が更に好ましい。ディンプルの表面占有率を６５％以上とすることで、空気抵抗を低下させることができる。一方、ディンプルの表面占有率は、１００％以下が好ましい。

ゴルフボールの仮想の球状容積に占めるディンプルの容積の割合、すなわち、ディンプルの容積占有率は、０．９％以上が好ましく、１．０％以上がより好ましく、１．１％以上が更に好ましい。一方、ディンプルの容積占有率は、２．０％以下が好ましく、１．９％以下がより好ましく、１．８％以下が更に好ましい。ディンプルの容積占有率を上記の範囲にすることで、安定した弾道を得ることができる。

ゴルフボール表面に形成されたディンプルの総容積は、４００ｍｍ³以上が好ましく、５００ｍｍ³以上がより好ましい。一方、ディンプルの総容積は、８００ｍｍ³以下が好ましく、７００ｍｍ³以下がより好ましい。ディンプルの総容積を上記の範囲にすることで、理想的な弾道を得ることができる。

ゴルフボール表面に形成されたディンプルの総数は、５０個以上が好ましく、２００個以上がより好ましく、２５０個以上が更に好ましく、３００個以上がより更に好ましい。一方、ディンプルの総数は、５００個以下が好ましく、４００個以下がより好ましく、３６０個以下が更に好ましい。

ゴルフボールの構造は、ワンピースボールであっても、２ピース以上のマルチピースのゴルフボールであっても良い。特に、低スピン化されたマルチピースのゴルフボールに対して、本発明のディンプルをより効果的に用いることができる。ウッドクラブ＃１（ドライバー）などの長飛距離用のゴルフクラブで打球した場合に、飛距離を長くし、風に強くし、ランが長いボールを得るには、打球の揚力と抗力のバランスが適切である。この打球の揚力と抗力のバランスは、ゴルフボールの構造や使用材料と共に、特に、使用されるディンブルの種類、総数、表面占有率、総体積等に依存する。

ゴルフボールに働く力Ｆは、次の弾道方程式（１）で表される。
Ｆ＝ＦＬ＋ＦＤ＋Ｍｇ（１）
なお、ＦＬは揚力、ＦＤは抗力、Ｍｇは重力を示す。

また、弾道方程式（１）の揚力ＦＬおよび抗力ＦＤは、それぞれ次の式（２）および式（３）で表される。
ＦＬ＝０．５×ＣＬ×ρ×Ａ×Ｖ² （２）
ＦＤ＝０．５×ＣＤ×ρ×Ａ×Ｖ² （３）
なお、ＣＬは揚力係数、ＣＤは抗力係数、ρは空気密度、Ａはゴルフボールの最大断面積、Ｖはゴルフボールの対空気速度を示す。

飛距離を向上するには、高速条件では低い抗力係数ＣＤとし、低速条件では高い揚力係数ＣＬとすることが良い。より詳細には、本発明の非円形ディンプルを配置することによって、Ｒｅ７００００／２０００ｒｐｍでの揚力係数ＣＬが、Ｒｅ８００００／２０００ｒｐｍでの揚力係数ＣＬの７０％以上となることが好ましく、７５％以上となることがより好ましい。このＣＬの割合が７０％を下回る場合、低速域における揚力ＦＬを適切に得ることができず、打球の飛距離を十分に得ることができないことがある。

また、本発明の非円形ディンプルを配置することによって、Ｒｅ１８００００／２５２０ｒｐｍでの抗力係数ＣＤが０．２２５以下となることが好ましく、０．２２０以下となることがより好ましい。０．２２５よりも大きな抗力係数ＣＤである場合、打球の飛距離を十分に得ることができないことがある。打球の飛距離を向上させるには、抗力ＦＤ又は抗力係数ＣＤのみを小さくしてもあまり効果がない。抗力係数ＣＤのみを小さくした場合、打球の最高点の位置は伸びるが、最高点以降の低速度域において、揚力ＦＬの不足に基づくドロップによって、打球の飛距離をロスする傾向があるためである。

本発明に係るゴルフボールは金型により製造することができる。このような金型の作成には、３ＤＣＡＤ又はＣＡＭを使用し、反転用マスター型に、全表面形状を直接的に３次元で削りだす手法や、又は成型用金型のキャビティ部を直接３次元で削りだす手法を用いることができる。金型のパーティングラインがゴルフボール表面の陸部を通るように金型を設計することによって、仕上げ加工（トリミング）を容易にすることができる。また、ゴルフボールの球面に陸部を偏りなく展開するには、２０面体、１２面体、８面体などの多面体、３回対称、５回対称などの配置手法を利用することが好ましい。

実施例１として図６に示す写真のゴルフボールを作製した。先ず、このゴルフボールの代表的な非円形ディンプルの面積比の計算を説明する。この代表的な非円形ディンプルは、底面輪郭線と最外輪郭線が相似形であり、最外輪郭線の長さが１５．６１ｍｍ、底面輪郭線の長さが１２．１９ｍｍであった。この場合、最外輪郭線で囲まれる面積Ｓ₁は１９．３９ｍｍ²、底面輪郭線で囲まれる面積Ｓ₂は１１．８２ｍｍ²であるので、面積割合（Ｓ₂／Ｓ₁）は６１．０％となる。そして、この代表的な非円形ディンプルとこれに類似する非円形ディンプルを２１６個、円形ディンプルを１１０個形成し、ディンプルの表面占有率を９０％、ディンプルの容積占有率を１．６８％、ディンプルの総容積を６８３．２ｍｍ³とした。この実施例１のゴルフボールを、ヘッドスピードが４５ｍ／ｓ、打出し角が１０°、スピンが２８００ｒｐｍの条件で、ドライバーで打った際の飛距離を測定した。その結果を表１に示す。

なお、比較例として、底面が平坦ではない非円形ディンプルと円形ディンプルを組み合わせた比較例１〜３のゴルフボールと、円形ディンプルのみの比較例４のゴルフボールを作製し、これらのゴルフボールについても同様の条件で飛距離を測定した。比較例１〜４のゴルフボールの写真を図７〜１０に示す。また、これらの設計条件および結果を表１に示す。なお、表１中の非円形ディンプルの深さは、ゴルフボール中の非円形ディンプルの平均の値である。また、比較例１〜３のゴルフボールの非円形ディンプルの最外輪郭線の平均長さは、それぞれ、１４．７１ｍｍ、１３．５０ｍｍ、１６．１６ｍｍとした。

表１に示すように、非円形ディンプルの底面が平坦でない比較例１のゴルフボールと比べて、非円形ディンプルの底面が平坦とした実施例１のゴルフボールは、キャリーが約１ｍ延び、トータルで約２ｍ延びた。底面が平坦でない非円形ディンプルと円形ディンプルの配置を変更したが、比較例２、３に示すように、実施例１の飛距離を超えることはできなかった。円形ディンプルのみの比較例４のゴルフボールは、非円形ディンプルを組み合わせたいずれのゴルフボールよりも、飛距離が短かった。

１０非円形ディンプル
１１最外輪郭線
１２底面
１３壁面
１５底面輪郭線
２０円形ディンプル
２１最外輪郭線
３０〜３３陸部
３５ゴルフボール本体

Claims

表面に複数のディンプルを備えたゴルフボールであって、このゴルフボールに形成された全ディンプルのうち少なくとも１０％のディンプルは、陸部とディンプルとの境界線が曲線部と直線部からなる非円形ディンプルであり、この非円形ディンプルは平坦な底面を備え、前記非円形ディンプルの底面の平面形状が、その前記境界線に対して略相似形であり、前記非円形ディンプルの底面輪郭線によって囲まれる面積Ｓ _２は、前記非円形ディンプルの前記境界線である最外輪郭線によって囲まれる面積Ｓ _１の５０％〜９５％であるゴルフボール。
前記非円形ディンプルの壁面は、前記底面輪郭線と前記最外輪郭線とを最短距離で結ぶ面である請求項１に記載のゴルフボール。
前記非円形ディンプルの前記境界線を構成する曲線部と直線部がつながる部分が、滑らかな曲率を持っている請求項１又は２に記載のゴルフボール。
前記ゴルフボール表面における前記非円形ディンプルの占有率が、少なくとも６５％である請求項１〜３のいずれか一項に記載のゴルフボール。
前記非円形ディンプルが少なくとも５０個形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載のゴルフボール。
Ｒｅ７００００／２０００ｒｐｍでの揚力係数ＣＬが、Ｒｅ８００００／２０００ｒｐｍでの揚力係数ＣＬの７０％以上であり、Ｒｅ１８００００／２５２０ｒｐｍの抗力係数ＣＤが０．２２５以下である請求項１〜５のいずれか一項に記載のゴルフボール。