JP5800756B2 - ゴルフボール - Google Patents

Description

本発明は、多層構造のゴルフボールに関する。

近年、種々の性能を有するゴルフボールが開発されている。ゴルフボールの性能の中でも、とりわけドライバーでショットした場合での飛距離は重要な性能の一つである。この飛距離に影響を与える飛び出し条件の因子として、ボールの初速、飛び出し角、スピンがあり、初速は速い方が、飛び出し角が高い方が、そしてスピンは少ない方が一般的に飛距離を増大せしめることが知られている。そこで、飛距離を増大させる因子の一つであるスピンを低減させるという課題を解決する為に種々のものが提案されており、その一種にボールを複数の層で構成する多層構造のゴルフボールがある。一般に、多層構造のゴルフボール、特に３層構造以上のゴルフボールでは、目的とする性能を創出するため、硬度の異なる層を組み合わせている。例えば、硬度の低いコアに、硬度の高い中間層を被覆し、その外側をカバーで覆うと、コアのリコイル効果によりスピンを低減したゴルフボールを構成することができる。このようなゴルフボールとしては、例えば、特許文献１に記載のものがある。

また、スピン量を低減するためには、ゴルフボールの慣性モーメントを大きくすることが良いとされており、そのためのゴルフボールの構造として、ゴルフボールの径方向外側層の重量を径方向内側層の重量よりもできる限り大きくして、ボールの重心を中心よりも径方向外側に配置したゴルフボールが提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。

一方で、ウェッジなどのアプローチショットでは、ボールには飛距離よりも狙った位置に止まるという性能が求められる。その為に必要な性能としてスピンが掛かることが挙げられ、スピンを増大せしめる必要がある。

米国特許第６４８５３７８号明細書 特許第４１０４２１０号公報 特開２００８−６３０２号公報

ところが、特許文献１のような硬度の異なる層を組み合わせた多層構造のゴルフボールでは、ドライバー、ウェッジといった目的の異なるクラブを用いた場合でも、同様の挙動を示すことが知られている。例えば、上記のような硬度の低いコアに硬度の高い中間層を被覆したゴルフボールでは、次のような挙動を示す。すなわち、ドライバーによる打撃時では、バックスピンの量が小さくなり、高い打ち出し角の弾道を生み出す。しかしながら、この挙動は、ウェッジによる打撃でも同様となってしまい、目的とする多いバックスピンを得られないという問題が生じる。

また、特許文献２，３のように慣性モーメントを大きくしたことで、ドライバーでのスピンを掛かりにくくした結果、ウェッジなどのアプローチショットにおいても同様の効果となり、狙った位置に止めることが難しくなるという問題が生じる。

従って、ゴルファーの求めるドライバーで飛びアプローチで止まるというボールの性能を両立させる為には、ショット時に掛かるスピンが重要であり、ドライバーショットでは少なく、アプローチショットでは多く掛かる必要があるという、相反する課題を解決する必要がある。尚、両ショット条件共に飛び出し角が高い方が、ドライバーでは飛距離を増加せしめ、ウェッジではボールの落下角が大きくなる為止まり易いボールとなる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、ドライバー、ウェッジといったクラブごとに、目的に応じた打撃の挙動を生み出すことが可能なゴルフボールを提供することを目的とする。

本発明に係るゴルフボールは、コアと、前記コアを覆い、少なくとも一層からなる中間体と、前記中間体を覆うカバーと、を備え、前記中間体において、少なくとも最も外側にある層の表面の硬度が、前記コアの表面の硬度よりも大きく、前記コアの比重が、前記中間体において少なくとも最も外側にある層の比重より大きい。

この構成によれば、ドライバーによるボールの変形の大きい打撃時には、ボールの打ち出し角を高くでき、かつ、ボールに生じるスピン量を低減することができる。これにより、ボールの飛距離を伸ばすことができる。一方、ウェッジなどのボールの変形の小さい打撃時には、ボールに生じるスピン量を大きくすることができ、バックスピンによりボールの転がりを抑えることができる。その結果、使用するクラブの目的に応じた打撃が可能となる。以下、このメカニズムについて、詳細に説明する。

一般的に、ゴルフクラブによる打撃を行った場合、ボールが瞬時に変形すると同時に、クラブフェース面の法線方向に作用する力と、クラブフェース面に平行な方向（ボールの接線方向）に作用する力（摩擦力）とに分けられる打撃力が生み出される。摩擦力はボールのバックスピンに関連付けられ、先の２つの力の合力の水平線とのなす角度が、ボールの飛び出し角度と関連づけられる。

ボールの変形が少ないショットの場合、打撃力は、フェースの表層で受け止めることとなり、結果ボールとフェースとの摩擦力が大きくなり、バックスピンを増大させる効果となる。また、摩擦力が大きい為、フェース面法線方向に作用する力との合力が下向きに振られ飛び出し角を下げる効果となる。反対に、ボールの変形が大きいショットの場合での打撃力は、ボールがフェースに張り付くような格好となって、摩擦力は小さくなりバックスピンを減少させる効果となる。また、変形の少ない場合とは反対に飛び出し角を高める効果となる。

加えて、ボールは打撃により生じるクラブフェース面との摩擦により、周方向に捩れた状態となる。このボールがクラブフェース面から離れる過程においては、コアの弾性力により捩れた状態から元に戻ろうとする作用（捩れ戻り作用）が働く。このとき発生するコアが元に戻ろうとする力（捩れ戻り力）は、バックスピンとは正反対の向きであることから、ボールに生じるスピン量を低減させることになる。この捩れ戻り力は、打撃時のボールの変形が大きいほど大きくなる。また、捩れ戻り力の上向きの力が作用することとなるので、ボールの飛び出し角も大きくなる。この効果は、ボールの変形により生み出されるものなので、変形の大きいドライバーショットでは大きく作用し、変形の少ないウェッジショットでは少なくなる。

ここで、ドライバーショットにて、ボールを高い飛び出し角と少ないバックスピンで飛び出させる為に、本発明のようにコアの硬度が中間体の硬度よりも低い内軟外硬構造であると、ボールのクラブとの接触時間が長く持続して、上記捩れ戻り作用が働く時間が増長される。その結果、ボールがクラブから離れるまでにボールに生じるスピン量が低減される。また、捩れ戻り力の上向きの力が上記理由により長い時間作用することとなるので、ボールの飛び出し角も大きくなる。加えて、本発明に係るゴルフボールでは、コアの比重が中間体において少なくとも最も外側にある層の比重よりも大きいため、ボールの慣性モーメントを低くすることができる。ボールの慣性モーメントを低くすることで、捩れ戻り方向への回転が掛かり易くなるので、内軟外硬構造にて増長された捩れ戻り力によるスピンを低減する効果がさらに増す。

よって、上述のように、本願発明に係るゴルフボールでは、ドライバー打撃時にはボールに生じるスピン量を低減でき、且つ、ボールの飛び出し角が大きくなるため、飛距離を伸ばすことができる。このように、ボールの慣性モーメントを小さくすると、一般的には打撃時にボールに生じるスピンの量はどのようなクラブを使っても増大すると考えられていたが、本願発明のような内軟外硬構造のゴルフボールでは、慣性モーメントを小さくすることによりスピン量の増加を抑制できることが明らかにされた。

一方、ウェッジショットのように、バックスピンを多く掛けたいショットでは、本発明に係るゴルフボールでは、ショットによるボールの変形が少ない為、内軟外硬構造による捩れ戻り効果の発現はドライバーショットによるそれより軽微である。逆に大きな効果を占めてくるのが、インパクト時のクラブのロフト角が大きいことと相まって、フェースとボールとの間に生じる摩擦力である。そこで、本発明にように、コアの比重が中間体において少なくとも最も外側にある層の比重よりも大きいことで、ボールの慣性モーメントが低いことより、摩擦力による回転がかかりやすくなり、すなわちバックスピンが増える。その結果、バックスピンによりボールの転がりを小さくすることができる。また、慣性モーメントの低下に伴ってスピンが掛かり易くなり、少ない摩擦力でスピンが掛かることになるため、ボールの飛び出し角も大きくなる。

このように、本発明に係るゴルフボールでは、ドライバー、ウェッジといった使用するクラブの目的に応じた挙動を創出することができる。なお、本発明に係るゴルフボールにおいて、中間体は、１層で形成してもよいし、複数の層で形成してもよい。複数の層で形成する場合、少なくとも最外層の比重及び硬度が、コアよりも低ければよい。したがって、最外層を含むその他の層の比重及び硬度も、コアより低くすることができる。また、本発明におけるコアは、球状のほか、正多面体で形成することもできる。

上記ゴルフボールにおいては、コアの比重が１．３５以上であり、且つ、中間体において少なくとも最も外側にある層の比重が１．１１以下とすることができる。これにより、慣性モーメントを小さくすることができる。さらに、コアの径を、１５〜３２ｍｍとすると、さらに慣性モーメントを小さくすることができる。また、前記中間体において、少なくとも最も外側にある層の表面の硬度が、前記コアの表面の硬度よりも１０以上大きくすることができる。これにより、ドライバー打撃時にボールに生じるスピン量を低減でき、且つ、ボールの飛び出し角が大きくなるため、飛距離を伸ばすことができる。これにより、ドライバー打撃時におけるバックスピンの低減、及び、ウェッジ打撃時におけるバックスピン量の増大をより効果的に実現することができる。

上記ゴルフボールにおいては、前記中間体における最内層以外の層または前記カバーと、前記コアとの間に配置される少なくとも一つの支持部をさらに設けることができる。このとき、支持部の間に形成される凹部に、中間体が充填される。

この構成によれば、支持部によって、コアを支持することができる。したがって、ボールを製造する際には、支持部によってコアをボールの中心に保持することができ、偏心を防止することができる。なお、中間体が一層で形成される場合には、支持体は、コアとカバーとの間に配置されることになる。また、支持部の間に充填される中間層は、支持部と同一材料或いは異なる材料とすることができる。

また、支持部を複数設ける場合、複数の支持部をコアの表面に沿って点対称となるように形成することができる。このようにすると、支持部が点対称に配置されるため、ボールを製造する際に金型からの型抜きを容易に行うことができる。また、ボールの重量バランスも向上することができる。なお、上記支持部は、コアと一体的に形成することもできる。

本発明に係るゴルフボールによれば、ドライバー、ウェッジといったクラブごとに、目的に応じた打撃の挙動を生み出すことが可能となる。

本発明に係るゴルフボールの第１実施形態を示す断面図である。 図１のゴルフボールの作用効果のメカニズムを示す図である。 図１のゴルフボールの作用効果のメカニズムを示す図である。 図１のゴルフボールの作用効果のメカニズムを示す図である。 本発明に係るゴルフボールの第２実施形態を示す断面図である。 （ａ）図５のゴルフボールのコア、（ｂ）コアとリブからなる半成品、（ｃ）コアとリブと中間層とからなる半成品、をそれぞれ示す斜視図である。 図５のゴルフボールにおけるコアと中間層とからなる半成品の他の例を示す斜視図である。 図７の正面図である。 図８の半成品の他の例を示す一部正面図である。 図８の半成品のさらに他の例を示す正面図である。 図５に示すゴルフボールの製造方法の一例を示す図である。 図５に示すゴルフボールの製造方法の一例を示す図である。 図５に示すゴルフボールの製造方法の他の例を示す図である。 本発明のゴルフボールの他の例を示す断面図である。 本発明のゴルフボールの他の例を示す断面図である。 本発明のゴルフボールの他の例を示す断面図である。 １番ウッド（ヘッドスピード48.8m/s）を使用した打撃テストの結果（硬度差と飛び出し角の関係）を示すグラフである。 １番ウッド（ヘッドスピード44.3m/s）を使用した打撃テストの結果（硬度差と飛び出し角の関係）を示すグラフである。 １番ウッド（ヘッドスピード38.8m/s）を使用した打撃テストの結果（硬度差と飛び出し角の関係）を示すグラフである。 ウェッジを使用した打撃テストの結果（硬度差と飛び出し角の関係）を示すグラフである。 １番ウッド（ヘッドスピード48.8m/s）を使用した打撃テストの結果（硬度差とスピンの関係）を示すグラフである。 １番ウッド（ヘッドスピード44.3m/s）を使用した打撃テストの結果（硬度差とスピンの関係）を示すグラフである。 １番ウッド（ヘッドスピード38.8m/s）を使用した打撃テストの結果（硬度差とスピンの関係）を示すグラフである。 ウェッジを使用した打撃テストの結果（硬度差とスピンの関係）を示すグラフである。

（第１実施形態）
本発明に係るゴルフボールの第１実施形態を、図面を参照して説明する。図１は本実施形態に係るゴルフボールの断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係るゴルフボールは、最内層の球状のコア１を、中間層（中間体）５及びカバー７で被覆したいわゆるスリーピースのゴルフボールである。カバー７とは、後述するディンプル（図示せず）を有する最外層を指している。ゴルフボールの直径は、規則（Ｒ＆Ａ及びＵＳＧＡを参照）の定めるところにより、４２．６７ｍｍ以上にする必要がある。但し、空力特性等を考慮するとボール径はできるだけ小さくすることが好ましく、例えば４２．７〜４３．７ｍｍとすることができる。

コア１は、本実施形態では球状に形成され、ゴム組成物で形成されている。コア１と中間層５の比重差を付け、ボールの慣性モーメントを効果的に低減せしめるには、コア１の径が小さい方が良い。一方で、コア１があまりに小さすぎると、生産時の不良が起き易くなる、或いは、コア１に比重が非常に大きな材料を用意する必要があるなどの問題が生じる。従って、コア１の直径は、１５〜３２ｍｍにすることが好ましく、２０〜２５ｍｍにすることがさらに好ましい。また、内軟外硬構造としては、その硬度差を大きくつけた方が、その効果をより効果的に発現せしめることとなるので、コア１の硬度は可能な範囲で許される限り柔らかい方が良い。従って、コア１の表面の硬度は、例えばＪＩＳ−Ｃ硬度で２５〜８５であることが好ましいが、柔らかい材料を用いると反発の低下も無視できなくなることから、５０〜８０であることがさらに好ましい。

中間層５は、ゴム組成物又はエラストマーで構成されている。中間層５の層厚は、ボールのサイズをルールに適合させる意図から、コア１の直径とカバー７の厚みにより決まるもので、２．３〜１３ｍｍにすることが好ましく、２．３〜９ｍｍにすることがさらに好ましい。また、内軟外硬構造としては、その硬度差を大きくつけた方が、その効果をより効果的に発現せしめることとなるので、中間層５の表面の硬度は、可能な範囲で許される限り硬い方が良い。従って、中間層５の表面硬度は、コア１よりも大きくなっており、ＪＩＳ−Ｃ硬度で３５〜１００であることが好ましく、６０〜１００であることがより好ましいが、ＪＩＳ−Ｃ硬度でコア１の硬度よりも１０以上大きいことがさらに好ましく、１７以上大きいことがさらに好ましい。これは、例えば中間体をゴム組成物にて成型した場合において、単一層とした構造においても、中間体の表面と内部に、内部の硬度の方が柔らかいという、ある程度の意図しない硬度差が生じる場合が見受けられるからである。

カバー７は、エラストマーで構成されている。そして、その表面には、図示を省略するが、所定形状のディンプルが形成されている。カバー７の層厚は０．５〜２．６ｍｍとするのが好ましく、１．６〜２．０ｍｍとするのがさらに好ましい。この範囲外も可能ではあるが、その理由は、カバー７の層厚が０．８ｍｍより小さくなると、カバー７の耐久性が著しく低下するとともに成形が困難になる一方、２．６ｍｍを越えると打感が硬くなり過ぎるからである。また、その表面の硬度はＪＩＳ−Ｃ硬度で６０〜１００であるのが好ましく、７０〜１００であることがさらに好ましい。なお、カバー７の層厚とは、ディンプルが形成されていない径方向の最も外側の任意の一点から、中間層５と接する任意の一点までの距離を法線に沿って計測した値である。

なお、本実施形態においては、カバー７を単一層としているが、アウターカバー、及びインナーカバーよりなるダブルカバー構造、あるいはそれ以上の複数層カバー構造としてもよい。ここで、カバー材料の比重調整を行わなければ、カバーに一般的に利用される樹脂比重は０．９７〜１．１５程度である。慣性モーメントを低減せしめるには、０．９７程度の比重の材料である、アイオノマーを使用するほうが好ましく、この場合、複数カバーの採用によるカバー厚の増加があっても、本発明の作用効果に影響は与えない。

上述した硬度は、次のように測定することができる。まず、ボールを２分割する。そして、各部材の表面、つまり他の部材との界面から約１ｍｍ内側において硬度を測定する。カバーについては、表面においてディンプルとディンプルの間の硬度を測定する。部材の層厚が１ｍｍ未満の場合はその中間を測定する。また、計測値のバラツキを考慮して、少なくとも５箇所以上でなるべく等間隔に離して計測しその平均値とした方が、望ましい。なお、測定機器としては、例えばＡＳＫＥＲ ＣＬ−１５０（高分子計器株式会社製）を用いることができ、この場合、ボールが針の重みでずれないようしっかりと固定したうえで測定を行なう。

また、コア１、中間層５、及びカバー７の比重は、次のように調整される。まず、コア１の比重は、中間層５よりも大きくなっている。ここで、コアの比重は本発明の主旨からは可能な限り大きければ良いのだが、比重を高める為にゴム或いはエラストマーに高比重の充填剤を多量に添加することが必要となる。この高比重の充填剤の添加量が増えすぎると、コア１の反発が低下するという問題が生じる為、例えば、コア１の比重は、１．３５〜３．７５にするが好ましく、１．５〜２．５５にすることがさらに好ましい。中間層５の比重は、ボールの重量をルールに適合させる意図から、コア１の重量とカバー７の重量とにより自ずと決まるものなので、コア１よりも低く、０．９〜１．１１にすることが好ましく、０．９５〜１．１１にすることがさらに好ましい。このようにすると、後述するように、ボールの中心付近の重量が径方向外側付近の重量に比べて重くなるため、ボールの慣性モーメントを低くすることができる。また、カバー７の比重は少なくともコア１よりも小さいことが好ましいが、中間層５と同等にすることもできる。よって、本発明の主旨から、ボールの慣性モーメントとしては可能な限り小さければ好ましいが、前述のとおりの比重の材料と、径或いは厚みを用いれば、例えば、６９〜７９が好ましく、６９〜７７．５であることがさらに好ましいこととなる。

次に、上記ゴルフボールの各部材を構成する材料について詳細に説明する。

コア１は、基材ゴム、架橋材、不飽和カルボン酸の金属塩、充填剤等を配合した公知のゴム組成物で製造することができる。基材ゴムとしては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ＥＰＤＭ等を使用できるが、シス１，４結合を少なくとも４０％以上、好ましくは８０％以上を有するハイシスポリブタジエンを使用することが特に好ましい。

架橋剤としては、例えばジクミルパーオキサイドやｔ−ブチルパーオキサイドのような有機過酸化物を使用することができるが、ジクミルパーオキサイドを使用するのが特に好ましい。配合量は、基材ゴム１００重量部に対して０．３〜５重量部であり、好ましくは０．５〜２重量部である。

不飽和カルボン酸の金属塩としては、アクリル酸又はメタクリル酸のような炭素数３〜８の一価又は二価の不飽和カルボン酸の金属塩を使用することが好ましいが、アクリル酸亜鉛を使用するとボールの反発性能を向上することができ、特に好ましい。配合量は、基材ゴム１００重量部に対して１〜５０重量部にするのが好ましい。

充填剤は、コア１に通常配合されるものを使用することができ、例えば酸化亜鉛、硫酸バリウム、炭酸カルシウム等を使用することができる。上記のようにコア１の比重を大きくするためには、特に、酸化亜鉛、硫酸バリウムを用いることが好ましい。その他、高比重の充填剤も使用することができる。配合量は、基材ゴム１００重量部に対して例えば酸化亜鉛を用いた場合、８０重量部以上とすることができるが、ミキサー、ロール等で混練可能なできるだけ多くの量にすることができる。また、必要に応じて老化防止剤、またはしゃく解剤、軟化材等を配合してもよい。このような充填剤を添加することで、コア１の比重を向上することができる。また、コアを上述したゴムで形成する場合、充填材を高比重フィラーに入れ替えることも可能である。

なお、コア１を構成する材料は、上記ゴム組成物の他、公知のエラストマーを用いることができる。

中間層５は、ゴム組成物またはエラストマー等で構成されており、ゴム組成物で形成する場合には、上記したコア１と同様の材料で構成することができる。但し、本実施形態においては、不飽和カルボン酸や有機過酸化物の配合量をコア１の場合と異ならせる等して、コア１の硬度と中間層５の硬度とが異なるように設定される。例えば、中間層５における不飽和カルボン酸および有機過酸化物の配合量を多くすることにより、中間層５の硬度をコア１の硬度よりも高くすることができる。

中間層５をエラストマーで構成する場合には、例えばスチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＰＳ）のようなスチレン系熱可塑性エラストマー；ポリエチレンまたはポリプロピレンをハードセグメントとし、ブタジエンゴム、アクリルニトリルブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴムをソフトセグメントとするオレフィン系熱可塑性エラストマー；結晶ポリ塩化ビニルをハードセグメントとし、非晶ポリ塩化ビニルまたはアクリロニトリル・ブタジエンゴムをソフトセグメントとする塩化ビニル系熱可塑性エラストマー；ポリウレタンをハードセグメントとし、ポリエーテルまたはポリエステルをソフトセグメントとするウレタン系熱可塑性エラストマー；ポリエステルをハードセグメントとし、ポリエーテルまたはポリエステルをソフトセグメントとするポリエステル系熱可塑性エラストマー；ポリアミドをハードセグメントとし、ポリエーテルまたはポリエステルをソフトセグメントとするポリアミド系熱可塑性エラストマー；アイオノマー樹脂などを使用することができる。また、中間層５の比重を低下させるには、例えば、発泡剤を用いることができ、これにより、比重を１．１以下にすることができる。

カバー７は、公知のエラストマーで構成され、上記中間層５と同じものを使用することができる。

以上のように、本実施形態によれば、中間層５の硬度がコア１の硬度よりも大きいこと、及び、中間層５の比重がコア１の比重よりも低いことから、次の効果を得ることができる。以下では、図２から図４を用いて作用効果のメカニズムを説明するが、各図においては便宜上、カバーを省略している。

一般的に、ゴルフクラブによる打撃を行った場合、図２に示すように、ボールが瞬時に変形すると同時に、クラブフェース面Ｓの法線方向Ｎに作用する力Ｙと、クラブフェース面Ｓに平行な方向Ｖ（ボールの接線方向）に作用する力（摩擦力Ｘ）とに分けられる打撃力Ｆが生み出される。摩擦力Ｘはボールのバックスピンに関連付けられ、先の２つの力の合力Ｆの水平線とのなす角度が、ボールの飛び出し角度αと関連付けられる。ボールの変形が少ないショットの場合、打撃力は、フェースの表層で受け止めることとなり、結果ボールとフェースとの摩擦力Ｘが大きくなり、バックスピンを増大させる効果となる。また、摩擦力Ｘが大きい為、フェース面法線方向Ｎに作用する力との合力が下向きに振られ飛び出し角αを下げる効果となる。反対に、ボールの変形が大きいショットの場合での打撃力は、ボールがフェースに張り付くような格好となって、摩擦力Ｘは小さくなりバックスピンを減少させる効果となる。また、変形の少ない場合とは反対に飛び出し角を高める効果となる。

加えて、図３に示すように、ボールは打撃により生じるクラブフェース面Ｓとの摩擦により、周方向に捩れた状態となる。このボールがクラブフェース面Ｓから離れる過程においては、コアの弾性力により捩れた状態から元に戻ろうとする作用（捩れ戻り作用）が働く。このとき発生するコアが元に戻ろうとする力（捩れ戻り力）Ｋは、バックスピンＢとは正反対の向きであることから、ボールに生じるスピン量を低減させることになる。この捩れ戻り力Ｋは、打撃時のボールの変形が大きいほど大きくなる。また、捩れ戻り力Ｋの上向きの力が作用することとなるので、ボールの飛び出し角も大きくなる。この効果は、ボールの変形により生み出されるものなので、変形の大きいドライバーショットでは大きく作用し、変形の少ないウェッジショットでは少なくなる。

ここで、ドライバーショットにて、ボールを高い飛び出し角と少ないバックスピンで飛び出させる為に、本発明のようにコアの硬度が中間体の硬度よりも低い内軟外硬構造であると、ボールのクラブとの接触時間が長く持続して、上記捩れ戻り作用が働く時間が増長される。その結果、ボールがクラブから離れるまでにボールに生じるスピン量が低減される。また、捩れ戻り力Ｋの上向きの力が上記理由により長い時間作用することとなるので、ボールの飛び出し角も大きくなる。

加えて、本発明に係るゴルフボールでは、コアの比重が中間体において少なくとも最も外側にある層の比重よりも大きいため、ボールの慣性モーメントを低くすることができる。ボールの慣性モーメントを低くすることで、捩れ戻り方向への回転が掛かり易くなるので、内軟外硬構造にて増長された捩れ戻り力Ｋによるスピンを低減する効果がさらに増す。

よって、上述のように、本願発明に係るゴルフボールでは、ドライバー打撃時にはボールに生じるスピン量を低減でき、且つ、ボールの飛び出し角が大きくなるため、飛距離を伸ばすことができる。このように、ボールの慣性モーメントを小さくすると、一般的には打撃時にボールに生じるスピンの量はどのようなクラブを使っても増大すると考えられていたが、本願発明のような内軟外硬構造のゴルフボールでは、慣性モーメントを小さくすることによりスピン量の増加を抑制できることが明らかにされた。

一方、ウェッジショットのように、バックスピンを多く掛けたいショットでは、図４に示すように、本発明に係るゴルフボールでは、ショットによるボールの変形が少ない為、内軟外硬構造による捩れ戻り効果の発現はドライバーショットによるそれより軽微である。逆に大きな効果を占めてくるのが、インパクト時のクラブのロフト角が大きいことと相まって、フェースとボールとの間に生じる摩擦力Ｘである。そこで、本発明にように、コアの比重が中間体において少なくとも最も外側にある層の比重よりも大きいことで、ボールの慣性モーメントが低いことより、摩擦力Ｘによる回転がかかりやすくなり、すなわちバックスピンが増える。その結果、バックスピンによりボールの転がりを小さくすることができる。また、慣性モーメントの低下に伴ってスピンが掛かり易くなり、少ない摩擦力Ｘでスピンが掛かることになるため、ボールの飛び出し角も大きくなる。

このように、本実施形態に係るゴルフボールでは、ドライバー、ウェッジといった使用するクラブの目的に応じた挙動を創出することができる。

（第２実施形態）
本発明に係るゴルフボールの第２実施形態を、図面を参照して説明する。図５は本実施形態に係るゴルフボールの断面図である。

本実施形態に係るゴルフボールが第１実施形態と相違するのは、コアの外周面にリブを設けている点である。これ以外の点は、第１実施形態と同じであるため、以下では、主として相違点のみを説明する。

図５に示すように、本実施形態に係るゴルフボールは、球状のコア１を、リブ（支持部）３、中間層５及びカバー７で被覆したいわゆるフォーピースゴルフボールである。

図６は、コア１（ａ）、及びコア１にリブ３を配置した半成品（ｂ）、及びこれにさらに中間層５を被覆した半成品（ｃ）を示す斜視図である。各リブ３は、ゴム組成物又はエラストマーで構成されており、コア１の表面に描かれ相互に直交する大円に沿って延びている。そして、これらリブ３によってコア１の表面には８個の凹部４が形成されている。リブ３の高さは、２．３〜１３．０ｍｍであることが好ましく、２．３〜９．０ｍｍにすることがさらに好ましい。なお、リブ３の高さは上記範囲外も可能ではあるが、リブの高さを１３．０ｍｍ以内にしておくと、製造時にリブが倒れるのを防止することができる。

また、図５に示すように、各リブ３は、コア１側にいくにしたがってその幅が増大するように断面台形状に形成されている。リブ３の径方向外方の上端部の幅ａは１．５〜３．０ｍｍにすることが好ましく、またリブ３の径方向内方の下端部の幅ｂは７〜１２ｍｍにすることが好ましい。これ以外も可能ではあるが、このようにリブ３の各端部の下限を設定すると、後述するように、製造時に中間層用の材料を充填する際に、成形型を締めるときの圧力からくる材料の充填圧によってリブ３が変形するのを防止することができる。その結果、コア１を成形型の中心に正確に保持することができる。また、上記のようにリブ３の各端部の上限を設定することにより、硬度の低いリブ３とカバー７内面とが接する部分が広くなりすぎず、打撃時の反発性能を適度に保つことができる。このようなリブ３の形状によって、各凹部４は３つのリブ３と、僅かに露出するコア１の表面とによって囲まれる三角錐状に形成されている。そして、このコア１の露出部分は、中間層５と接触している。

中間層５は、リブ３の高さとほぼ同じ層厚を有し、リブ３によって囲まれる８つの凹部４に充填されてその外形が略球形をなしている。このとき、中間層５は、各凹部４に充填されることにより三角錐状に形成されている。また、図６（ｃ）に示すように、リブ３の上端面は中間層５から露出した状態になっており、カバーに接触している。また、リブ３の硬度は、コア１よりも小さいが、中間層５と同じであってもよいし、あるいは中間層５の硬度をリブ３の硬度よりも高くすることもできる。具体的には、リブ３の表面の硬度は、ＪＩＳ−Ｃ硬度で６５〜１００であることが好ましく、７０〜１００あることがさらに好ましい。なお、本実施の形態２に係るゴルフボールのコア１、リブ３、及び中間層５のショアＤ硬度の測定方法は以下の通りである。まず、中間層５については、上述した実施の形態１と同様に、ボールを２分割し、中間層のボール表面側、つまりカバー部材との界面から約１ｍｍ内側において硬度を測定する。カバーについては、その表面においてディンプルとディンプルの間の硬度を測定する。またコア１については、ボールを２分割し、コア１のボール表面側、つまりリブ３、あるいは中間層５との界面から約１ｍｍ内側の硬度を測定する。一方、リブ３については、ボールを２分割し、カバー７、あるいは中間層５との界面から約１ｍｍ内側の硬度を測定すればよい。これは、通常、コア形成時の温度や圧力は、コアのリブとリブ以外の部分とに同様にかかるため、リブの上端部でもそれ以外の部分の表面部でも硬度は同等であることによるものである。

リブ３の比重は、コア１よりも小さいなっている。また、リブ３と中間層５の比重は同じでもよいが、慣性モーメントを低くするという観点から、中間層５よりもリブ３の比重を高くすることができる。したがって、例えば、リブ３の比重は、０．９〜１．１１であることが好ましく、０．９５〜１．１１とすることがさらに好ましい。

リブ３は、ゴム組成物またはエラストマーで構成することができ、ゴム組成物で形成する場合には、上記したコア１と同様の材料で構成することができる。但し、本実施形態においては、不飽和カルボン酸や有機過酸化物の配合量をコア１の場合と異ならせる等して、コア１の硬度とリブ３の硬度とが異なるように設定される。例えば、リブ３における不飽和カルボン酸および有機過酸化物の配合量を多くすることにより、リブ３の硬度をコア１の硬度よりも高くすることができる。

以上のように、本実施形態によれば、リブ３の端部がカバー７に接触しているため、コア１は、リブ３によって最外層であるカバー７に支持されることになる。さらに中間層５の端部がコア１に接触しているため、中間層５によってもコア１が支持されることになる。コア１がボールの中心に強固に保持されるため、偏心を防止することができる。

ところで、上述したリブは、種々の形状にすることができるが、製造時に中間層を効率よく成形する観点からは、次のような切欠部をリブに形成することが好ましい。図７に示すように、リブ３の一部に切欠部３１を形成することもできる。この例では、各リブ３は大円上の交点付近に切欠部３１を有している。より詳細には、図８に示すように、切欠部３１は、大円の交点Ｐを通るコア１の法線ｎと垂直な平面Ｈに沿って延びる底面３１ａを有するように形成されている。すなわち、この切欠部３１は、上記平面Ｈでリブ３を切り取ることによって形成される。なお、この切欠部３１の深さＤ、つまり切欠部３１がない仮想的なリブ３の上端から切欠部３１の最深部までの長さは、１．２〜３．６ｍｍにすることが好ましい。

このように切欠部３１を形成することにより、大円の交点Ｐを中心として配置される４つの凹部４が連通し、中間層用の材料を切欠部３１を介して各凹部４に容易に行き渡らせることができる。この場合、図９に示すように、平面Ｈからリブ１１の中央側へ１〜３度傾斜した平面Ｈ_１、つまりコア１の法線ｎと正面視において９１〜９３°の角度をなす平面に沿って切欠部３１の底面３１ａを形成するようにしてもよい。このようにすると、上記傾斜が抜き勾配となり、例えば成形型が上型と下型の２つの型から構成されている場合に、コア１を成形型から容易に取り出すことができる。

また、リブ３において各交点Ｐによって区切られた各円弧セクションＳの中間に切欠部を設けることもできる。すなわち、図１０に示すように、円弧セクションＳの円弧方向の中心点を通るコア１の法線ｍ上の一点Ｑから両端の交点Ｐ側へ延びる２つの底面３２ａを有するように切欠部３２を形成することもできる。この場合、底面３２ａと法線ｍとが正面視で４５〜４８度をなすようにすることが好ましい。このようにすると、上記したように、コア３を成形型から容易に抜き出すことができる。

また、切欠部は、円弧セクションＳが、図７、図８，または図９に示す切欠部３１、及び図１０に示す切欠部３２の両方を有するようにしてもよい。

次に、上記のように構成されたゴルフボールの製造方法の一例について図１１〜図１３を参照しつつ説明する。まず、ゴム組成物を成形型内で、例えば１４０〜１６５℃で５〜２５分間、プレスしてコア１を形成する。このとき、コア１は上述のようにエラストマーによって構成してもよく、この場合、プレス成形の他、射出成形でコア１を形成することができる。次に、こうして成形されたコア１を、図１１（ａ）に示す第１の成形型２内に配置する。第１の成形型２は、上型２ａ及び下型２ｂから構成されており、それぞれにキャビティが形成されている。各キャビティは、コア１の表面と対応する半球状の受入部（基部）２１と、この受入部の壁面に形成された溝２２とから構成されている。溝２２は、受入部２１の大円に沿って深さが略同一に形成されているが、３つの大円の各交点部分の溝は他の部分に比べて浅くなっている。これにより、リブ３に上記切欠部が形成されるようになっている。また、溝２２の表面は荒研磨により粗く仕上げられており、これによって成形されたリブ３の表面に微細な凹凸を形成することができ、中間層５との密着性を向上することができる。

そして、図１１（ｂ）に示すように、第１の成形型２の受入部２１にコア１を配置するとともに、溝２２に中間層用の材料である未加硫のゴム組成物を配置し、例えば１４０〜１６５℃で５〜２５分間全加硫してプレス成形を行い、コア１の表面に複数のリブ３を形成する。

続いて、コア１及びリブ３からなる半成品を第１の成形型２から取り出し、第２の成形型６内に配置する。図１２（ａ）に示すように、この第２の成形型６は、上型６ａ及び下型６ｂからなり、これらには上記リブ３の最外径と対応する半球状のキャビティ６１がそれぞれ形成されている。すなわち、このキャビティ６１の壁面にリブ３の上端面が接するようになっている。また、上型６ａ及び下型６ｂのキャビティ６１は、第１の成形型２と同様に表面が粗く仕上げられるとともに、各キャビティ６１の周囲には複数の凹状のバリを溜める部分６２が形成されている。

そして、図１２（ａ）に示すように、下型６ｂのキャビティ６１に未加硫のゴム組成物Ｎ２を挿入するとともに、上記のように形成した半成品の上部にゴム組成物Ｎ２を配置し、この半成品を上型６ａ及び下型６ｂの間に配置する。続いて、図１２（ｂ）に示すように、上型６ａ及び下型６ｂを当接させ、ゴム組成物Ｎ２を１４０〜１６５℃で５〜２５分間全加硫してプレス成形を行い、中間層５を形成する。

このとき、コア１の上部及び下型６ａのキャビティ１４１に配置されたゴム組成物Ｎ２は、半成品の表面にプレスされながら、凹部４に充填されていく。上記したように隣接する各凹部４は切欠部３１を介して連通しているため、ゴム組成物Ｎ２はすべての凹部４に行き渡り、均一に充填される。なお、中間層５は、図１３に示すように、射出成形により形成することもできる。この場合、リブ３に切欠部がなければ、すべての凹部４に対してゲート８１を設けなければゴム組成物Ｎが均一に充填されないが、上記のようにリブ３に切欠部を設けることにより、１箇所のゲート８１からゴム組成物を注入しても、切欠部３１を介して各凹部４にゴム組成物が均一に充填される。

このように、リブ３に切欠部３１が形成され、隣接する凹部４が切欠部３１を介して連通しているため、ゴム組成物Ｎ２がコア１の表面のいずれの位置からプレスされても、すべての凹部４に行き渡って充填される。したがって、中間層５を容易に被覆することができ、製造時間を大幅に短縮することができる。なお、ここでは、中間層５をゴム組成物を用いて構成しているが、エラストマーを用いることもできる。この場合、射出成形によって中間層５を形成することができる。このとき、半成品は、リブ３によって、金型に支持されているため、コア１を金型の中心に保持することができる。これにより、コア１の偏心を防止することができる。

こうして中間層５の成形が完了すると、コア１、リブ３及び中間層５からなる半成品を第２の成形型１０４から取り出す。これに続いて、この半成品の表面に、カバー７をプレス成形或いは射出成形により所定のディンプルを備えた状態に被覆すると、本実施形態のゴルフボールが完成する。

なお、上記の説明では、切欠部が形成された中間層５を有するゴルフボールの製造方法について説明したが、切欠部がないものもほぼ同様の方法で製造することができる。但し、切欠部がない場合には、各凹部に中間層の材料が充填されるように材料を配置してプレス成形したり、射出成形の場合には各凹部に対応する複数のゲートを設ける必要がある。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、中間層は複数設けることもできる。図１４に示す例では、２つの中間層、つまり第１中間層５１と，第２中間層５２を設けており、第２中間層がリブ３を覆っている。このほか、さらに、外側に中間層を設けてもよいし、凹部に複数の中間層を充填することもできる。このように、複数の中間層を設けることは、リブを設けない形態においても同様である。そして、硬度及び比重に関しては、少なくとも最外の中間層の硬度及び比重が、コアの硬度及び比重よりも小さければよい。

また、図１５に示すように、コア１とリブ３とを一体化したコアとすることができ、これによりスリーピースのゴルフボールとすることもできる。この場合もコア１とリブ３とは同じ材料で形成されるが、中間層５よりも比重が高いため、上述した低い慣性モーメントによる効果を得ることができる。また、コア１及びリブ３の表面のＪＩＳ−Ｃ硬度を中間層よりも低くすることができる。

リブの形状は、種々の形態があるが、リブは、コアを挟んで対称な位置に配置されることが好ましい。例えば、図１６（ａ）に示すように、コアを挟んで２つのリブを配置することができる。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のコアとリブとを一体化したものである。図１６（ｃ）は、４つのリブを設けたものであり、図１６（ｄ）はコアとリブとを一体化したものである。また、リブ３は、周方向に延びる形態のほか、単なる突出部としてもよい。

以下、本発明の実施例及びこれと対比する比較例を示す。ここでは、本発明の実施例に係る８種類のゴルフボールと、比較例に係る８種類のゴルフボールとを比較する。実施例１〜６は、図１に示す実施形態と同様の形状であり、実施例７，８は、図５に示す実施形態と同様の形状である。以下の表１は各ゴルフボールの形状を示しており、表２は各部材の硬度及び比重を示している。なお、硬度差は、コアと中間層との硬度差を示している。また、表２中の「Comp.」とは、コンプレッションを意味している。

また、表３は、コア、リブ、中間層、及びカバーを構成する材料の組成を示しており、数値は重量部を示している。なお、表３で、HPF-1000は、ディポン製アイオノマーHPF-1000を示し、9910は、デュポン社製サーリン9910を示し、8940は、デュポン社製サーリン8940を示し、8320は、デュポン社製サーリン8320を示している。

以上のように構成された実施例及び比較例に係るゴルフボールを用い、打撃ロボット（ミヤマエ株式会社製ＳＨＯＴ ＲＯＢＯ IV）による１番ウッド（１Ｗ：ミズノ株式会社製MP Craft425、ロフト角９．５°、シャフト QUAD ６ Buttスタンダード長さ４５インチ、シャフト硬さＳ）、サンドウェッジ（ＳＷ：ミズノ株式会社製MP Ｔシリーズ、５６°クロムメッキ、シャフト ダイナミックゴールド Wedgeフレックス 長さ３５．２５インチ）を使用した打撃テストを行い、ドライバーについては、飛び出し角、スピン量、及びキャリーを測定した。またサンドウェッジについては、飛び出し角とスピン量とを測定した。ここで、１番ウッドのヘッドスピードは４８．８ｍ／ｓ、４４．３ｍ／ｓ、３８．８ｍ／ｓとし、サンドウェッジのヘッドスピードは２１．２ｍ／ｓとした。結果は、以下の表４〜表７の通りである。

なお、表４〜表７において、Ｃｏｍｐ．１００補正とは、ボールのコンプレッションを１００としたときに予想される飛び出し角、及びスピン量の値を示している。すなわち、ボールの飛び出し角、及びスピン量は、ボールのコンプレッションの値により影響を受けるので、実施例と比較例の結果をＣｏｍｐ．１００とした場合の値に補正した上で、それぞれを比較評価の対象とすることとした。Ｃｏｍｐ．１００補正の方法としては、例えば、同一構造でコンプレッションの異なる複数のボールを準備し、それぞれのボールについて、様々なヘッドスピードに設定したロボットにて、ドライバー、アイアン、及びウェッジの各ショットにおける、飛び出し条件（初速、飛び出し角、スピン）を測定する。そして、クラブ種類やヘッドスピードなどを変化させた様々な条件においてコンプレッションの違いが飛び出し条件に与える影響をそれぞれ予め把握しておき、この関係に基づいて、本発明に係る実施例のボールのコンプレッションを１００とした場合の飛び出し角、スピン量、及びキャリーを算出すればよい。

図１７〜図２４は、表４〜表７の結果をグラフに示した図であり、実施例、及び比較例に係る各ボールの飛び出し角、あるいはスピン量（いずれもＣｏｍｐ．１００補正値）を示している。各図において、縦軸は各ボールの飛び出し角、あるいはスピン量を示し、横軸はコアと中間層の硬度差を示しており、実施例、及び比較例に係る各ボールは、この硬度差をもって特定している。図１７〜図２４のうち、図１７〜図１９は、各ボールを１Ｗの各ヘッドスピードで打撃した際の飛び出し角を示し、図２０は、各ボールをウェッジで打撃した際の飛び出し角を示している。また、図２１〜図２３は、各ボールを１Ｗの各ヘッドスピードで打撃した際のスピン量を示し、図２４は、各ボールをウェッジで打撃した際のスピン量を示す。

まず、飛び出し角に関し、図１７〜図１９示されるように、慣性モーメントが低い実施例のボールは、１Ｗのいずれのヘッドスピードにおいても、慣性モーメントが大きい比較例のボールに比べて飛び出し角は大きくなっている。また、実施例のボールを見ると、硬度差が大きいほど、飛び出し角が大きくなることが分かる。また、ウェッジによる打撃の場合も、図２０に示されるように、実施例のボールのほうが、比較例のボールよりも飛び出し角は大きく、さらに実施例のボールにおいても、硬度差が大きくなるほど飛び出し角は大きくなる。

次に、スピン量に関し、１Ｗでの打撃においては、ヘッドスピードが高い４８．８ｍ／ｓ（図２１）、及び４４．３ｍ／ｓ（図２２）では、実施例のスピン量は、比較例よりも大幅に低減されている。さらに実施例のボールを見ると、硬度差が大きくなるほどスピン量は低くなることが分かる。また、ヘッドスピードが低い３８．８ｍ／ｓ（図２３）においては、実施例のボールと比較例のボールのスピン量は同等の値を示すが、実施例のボールのほうが飛び出し角が大きい分、表６に示すようにキャリーは優れている。さらにウェッジによる打撃になると、実施例と比較例のスピン量は、１Ｗによる打撃の場合から逆転し（図２４）、いずれのボールにおいても、実施例のスピン量は比較例に比べて多くなっていることが確認された。

以上から明らかなように、本実施例に係るゴルフボールによれば、ドライバーショットにおいては飛距離を伸ばすことができるとともに、アプローチショットにおいては適度なバックスピンを生じさせることができ、狙った位置に止めることができる。

１ コア
３ リブ（支持部）
４ 凹部
５ 中間層（中間体）
７ カバー

Claims (3)

1. コアと、
   前記コアを覆い、少なくとも一層からなる中間体と、
   前記中間体を覆うカバーと、を備え、
   前記中間体において、少なくとも最も外側にある層の表面の硬度が、前記コアの表面の硬度よりも１０以上大きく、
   前記コアの比重が１．５以上であり、
   前記中間体において少なくとも最も外側にある層の比重が１．１１以下であり、
   前記コアの径は、１５〜３２ｍｍである、ゴルフボール。
2. 前記中間体における最内層以外の層または前記カバーと、前記コアとの間に配置される少なくとも一つの支持部をさらに備えており、
   前記支持部の間に形成される凹部に、前記中間体の少なくとも一部が充填されている、請求項１に記載のゴルフボール。
3. 前記支持部が複数設けられ、当該複数の支持部が前記コアの表面に沿って点対称となるように形成されている、請求項２に記載のゴルフボール。