JPH0693931B2 - ゴルフボール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はゴルフボールに関し、特に改良されたディンプ
ルを有するゴルフボールに関する。

〔従来の技術とその問題点及び発明の背景と目的〕

従来からゴルフボールディンプルのパターン、形状につ
いては主としてゴルフボールの飛行性能の向上を目的と
して、いろいろの技術が提案され、あるいは実施されて
きた。

従来の技術を大別すれば、一様なディンプルの個々の形
状（ディンプルの直径、深さ、断面形状等）を最適化し
ようと試みるもの（特開昭60−96272号、特開昭60−163
674号、特開昭58−25180号、特開昭49−52029号等）、
ディンプル間ピッチをある範囲に規定しているもの（特
公昭58−50744号、特開昭53−115330号）、全ディンプ
ルを等ピッチに配列する態様を呈示しているもの（特開
昭57−107170号）、ディンプルのない部分をボール球面
上に均等に配列しているもの（特公昭57−22595号）等
が存在する。

これらの技術に共通している点は、「個々のディンプル
形状は全く同じであること」を前提としている点であ
る。そもそもゴルフボールというものがゴルフ競技に於
て、20〜80m/秒という高速で、かつ2000〜10000rpmとい
う高速回転にて飛行する球体であるから、ボール球面上
の凹凸が、平均的ディメンジョンとして空気力に影響を
及ぼすと、従来は考えられてきたためである。

一方、ゴルフボールに於けるディンプルの役割は、境界
層の乱流遷移を促進し、乱流剥離を起こすことで、ディ
ンプルのないゴルフボールの層流剥離に比べて、剥離点
が後方に下がり、剥離域が小さくなることで圧力抵抗を
小さくする点と、剥離点の上下差の助長等により揚力を
向上する点の２点にある。しかもこれが低速から高速ま
でオールラウンドに効果的でなければならない。

しかし乍ら、従来技術の様に、ボール球面上に同じ形状
のディンプルを配していた場合、その形状のディンプル
が最も有効に作用する飛行速度では効果が最大化される
が、その他の飛行速度領域では、有効に作用せず総合性
能に於て問題点があった。

一方、球の表面粗さと、抗力の関係については、古くか
ら研究されており、平滑球の抗力と比べ表面粗さが粗く
なれば、臨界レイノルズ数での抗力及びそれ以上の領域
での抗力が増す傾向にあると共に、該臨界レイノルズ数
が小さくなる傾向にある。そして、ゴルフボールディン
プルの場合は、臨界レイノルズ数を越えた領域に於て、
表面傷的粗さと異なり、抗力の上昇はマイルドである
が、上記傾向については同様な事が言える。

また、平滑球の臨界レイノルズ数は、ゴルフボール実使
用範囲によりもはるかに大きく、表面粗さを粗くする
程、低速域へシフトし、ゴルフボール実使用範囲に入
る。

しかして、ゴルフボールでは、例えば、ディンプル直径
を大きくすれば、臨界レイノルズ数は下がり、低速域で
の抗力が小さくなると共に高速域での抗力が大きくなる
傾向にあり、また、この傾向はディンプル数を増した場
合又はディンプル深さをある程度まで、増した場合も同
様である。逆にディンプル直径を小さく、ディンプル数
を少なく又はディンプル深さをある程度浅くすると、臨
界レイノルズ数は上がり、低速域での抗力が大きくなる
と共に高速域での抗力が小さくなる傾向にある。

従って、従来技術では、飛行直後の高速時から飛行ピー
クまでと飛行ピークから落下に至る低速時までの全領域
で、最大効果を発揮できるディンプルはなく、ディンプ
ル配列等に種々検討を加えても限界があった。つまり、
ディンプル数が少なかったり、ディンプル直径が小さい
場合、飛行直後は伸びのある良好な球筋となるが、飛行
ピーク付近で、いわゆるホップ現象が生じ、浮き上がり
鈍角に落下し、飛行後半の飛距離のロスが生じる。ま
た、逆の場合、飛行ピーク付近のホップがなく伸びのあ
る球筋であり比較的鋭角に落下するが、飛行直後の伸び
にとぼしく飛行前半の飛距離ロスが生じる。

また、これら抗力の状況と共に揚力の問題があるが、遷
移領域以上の高速領域では、ディンプル数が多い場合、
ディンプル直径が大きい場合又はディンプル深さがある
程度深い場合には、全般的に揚力が少なく、飛距離の点
で不利であるが、風に影響されない点で有利である等の
長短相反する効用をもっている。

一方ディンプル配列パターンそのもののみを抽出してみ
れば、できるだけ無方向化する必要性があり、これまで
に種々提案されてきている。

すなわち、第１として正８面体配列された約336個のデ
ィンプルを有するもの、特開昭60−111665号に見られる
416個のディンプルを有するもの。第２として特公昭57
−22595号に見られる正12面体配列された360個のディン
プルを有するもの。第３として特開昭49−52029号や特
開昭60−234674号にみられる20面体配列された252個の
ディンプルを有するものや、432個のディンプルを有す
るものや、492個のディンプルを有するもの。第４とし
て特公昭58−50744号に見られる20面体配列から金型作
成の事情によりシーム部の一列を抜いて約332個とする
かあるいは一列増やして約392個としたディンプルを有
するもの。第５として特開昭53−115330号に見られる同
心円状配列された約280〜350個のディンプルを有するも
の。第６として特開昭57−107170号に見られる正20面体
配列で等ピッチ配列された320個のディンプルを有する
もの等々である。

この中で第４及び第５の配列パターンは、配列の方向性
がきつく、ゴルフボールをショットした時の回転軸によ
って弾道に差異が見られるので、無方向化という意味で
論外である。そして、他の配列は、無方向化と言う意味
で良好な配列と考えられる。

そこで、本発明は、従来のこのような問題点を解決し
て、高速領域から低速領域に至までのゴルフボールの実
使用範囲に於て、抗力を極小化できると共に、揚力を最
適化できるゴルフボールを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のゴルフボールは、ボール球面上に複数種類のデ
ィンプルが配設されると共に、各ディンプルの一部をも
含まない大円帯が０〜１個形成され、かつ、該ディンプ
ルによって包囲された陸地部を、該ディンプルの平均面
積以上の面積を有する新たなディンプルが形成できない
大きさに形成している。

〔作用〕

上述の如く構成すれば、ボール全球面に渡って均一一様
なディンプルを配するのではなく、複数種類のディンプ
ルが配設されるので、ボール球面上でのいずれの回転軸
のまわりにおいてもディンプルが整然と整列している状
態と異なり、空気流がより乱され、剥離点が後方に下が
ると共に、ボール飛行中の各速度領域に於て、夫々のデ
ィンプル形状のディンプルが有効に作用する。つまり、
高速領域に於ては、ディンプル効果の小さいディンプル
が効用を発揮し、低速領域に於ては、ディンプル効果の
大きいディンプルが効用を発揮する。なお、ここでディ
ンプル効果が大きいとは、ディンプル１個当たりの容積
が大きい事を意味し、ディンプル直径を大きくする、デ
ィンプル深さを深くする、ディンプル壁面傾斜を鋭くす
る又はそれらの組合せにより大きくすることができる。
また、ディンプル効果が小さいとは、ディンプル１個当
たりの容積が小さいことを意味する。また、ディンプル
によって包囲された陸地部を、該ディンプルの平均面積
以上の面積を有する新たなディンプルが形成できない大
きさに形成することにより、ディンプルのゴルフボール
球面に占める面積の割合（表面積占有率）を大きくする
ことができ、陸地部の割合が大きいゴルフボールに比
べ、空気流がより乱され、剥離点を後方に下げることが
できる。

〔実施例〕

以下、実施例に基づいて本発明を詳説する。

第１図乃至第６図は、本発明の夫々別の実施例を具体的
に図示したものである。

いずれの実施例においても、ボール球面上に４種類の大
小のディンプル1,2,3,4が配列されると共に、該ディン
プル1,2,3,4によって包囲された陸地部５…、該ディン
プル1,2,3,4の平均面積以上の面積を有する新たなディ
ンプルが形成できない大きさに形成している。つまり、
この陸地部５…には、各ディンプル1,2,3,4に外接する
平均ディンプル面積以上の円を描くことができないとい
うことである。また、ディンプルの種類の増減は勿論自
由であるが、ゴルフボール弾道を考えた場合、ボールの
飛行曲線を４分割し、それぞれの領域に対応させてディ
ンプル効果の異なる４種類のディンプルを組み合わせる
のが最も望ましい。例えば、ゴルフボールがボール飛行
速度65m/秒でかつバックスピン3500rpmの条件で打出さ
れる場合、ボール速度が65m/秒から約50m/秒程度である
初期弾道、ボール速度が約50m/秒から約35m/秒である第
２弾道、ボール速度が約35m/秒から約25m/秒であり弾道
の最高点を含む第３弾道、ボール速度が約25m/秒内外で
ある着地までの第４弾道に分割する。この場合、初期弾
道及び第２弾道領域の飛行時間は夫々約１秒であり、第
３弾道及び第４弾道は夫々約２秒でり、合計６秒内外の
滞空時間である。また、分割の方法は種々考えられる
が、それに合ったようにディンプル効果を最高に発揮さ
せるためには次のように設計する。

上記の例の場合、４領域での飛行速度V1,V2,V3,V4を夫
々65m/秒、50m/秒、35m/秒、25m/秒とし、夫々の領域で
効果を引出したい４種類のディンプルの容積v1,v2,v3,v
4としたときに、V1:V2:V3:V4:＝v4²:v3²:v2²:v1²＝65:5
0:35:25と設計するのが好ましい。また、この場合v4/v1
は約1.6となるが1.5〜2.0の範囲において良好な結果が
得られる。つまり、ディンプル効果については、効用を
引き出したい飛行速度と、ディンプルの容積の２乗と、
をバランスさせれば最良の結果が得られる。

ディンプル効果の異なるディンプルの配列比率について
は、分割された領域のどの領域に重点を置くかによっ
て、その重点領域で効用を発揮したいディンプルの比率
を上げるのが望ましく、かつ、最小個数のディンプルの
数を全ディンプル総数の10％以上とするのが望ましい。
例えば、４種類のディンプル数を夫々N1,N2,N3,N4とし
たときに、第３弾道を最も重視し、次いで第４弾道を重
視する場合、N1:N2:N3:N4≒1:1:3:2とするのが良く、第
４弾道を最も重視する場合N1:N2:N3:N4≒1:1:1:2とする
のが良い。また、この配列比率の決定には、ディンプル
総数との兼ねあいを考慮すべきであり、ディンプル総数
が少ない程第４、第３弾道に重視すべきである。例え
ば、N1:N2:N3:N4を、ディンプル総数が300〜350個で
は、約1:1:1:2とし、ディンプル総数が351〜400個で
は、約1:1:2:2とし、ディンプル総数が401〜450個で
は、約1:1:3:2とし、ディンプル総数が451個〜500個で
は、約1:2:4:1とするのが好ましい。

しかして、容積と、直径と、深さとの関係は球形相違デ
ィンプルである場合、直径の２乗と深さの積に容積が比
例するが、ディンプル効果をより高める為には、第11図
に示す様に、ディンプルエッジ６から深さ方向に30ミク
ロン下がった部位と90ミクロン下がった部位との間の範
囲Ａにおけるディンプル球面７の見掛けの半径Raが、該
ディンプルの直径Ｅ及び深さｎ（ここでディンプルの直
径とは、第12図に示す様に、ディンプルエッジ6,6間寸
法であり、深さとはボール仮想球面８からディンプル最
低部９までの寸法である。）から導かれるディンプル球
面半径Roの70％〜90％とし、ディンプル壁面10の傾斜を
鋭くして、ディンプル容積を直径Ｅと深さｎの積に比例
する様に設定すれば、より安定した結果が得られる。ま
た、この時、直径Ｅ×深さｎをＣとすれば（各ディンプ
ル1,2,3,4においてはC1,C2,C3,C4）とすれば、上述のv4
/v1はC4/C1に近似される。すなわち、C4/C1（直径Ｅと
深さｎの積の比）の好ましい範囲が1.5〜2.0となる。さ
らにディンプルの直径Ｅが大きくなるにしたがって、デ
ィンプルの深さｎが深くされ、かつ、各ディンプルの直
径Ｅの比及び深さｎの比が夫々1.2〜1.5であるようにす
るのが望ましい。

最後に、ディンプル配列については、無方向化に加え
て、球面全体に渡って各ディンプルの一部をも含まない
大円帯11（つまり、球を、その球の中心を含むように切
断した場合、その切断面の外周面）を極力少なくするこ
とが剥離点の安定化を計ることになる。従って、原則と
しては大円帯は０であるが、（第１図〜第６図では大円
帯11が一本形成されている。これは、ゴルフボールを形
成するときの型割を容易とするためである。なお、本発
明においてディンプル数は240個〜560個の範囲が望まし
い。

また、第１図〜第６図のいずれの場合に於ても、次式で
定義されるα値が、500〜1000の範囲にあるように設定
する。このα値は、「ボール単位表面積当りのディンプ
ル有効容積指標」である。

N:ディンプル総数 R:ゴルフボールの直径（mm） E:ディンプルエッジ６からＫミクロン深さ方向に下がっ
た地点でのディンプル直径 n:ディンプルの深さ（ミクロン） 次に、本発明の実施例についてその効果を確認するため
の実験を行った。

True Temper社製（アメリカ）のスウィングマシンを使
用し、USGA（United Satates Golf Association）のODS
（Overall Distance standard）のテストプロセジャー
に準じ、ウッド１番クラブにて、ヘッド速度45m/秒にて
フライトテストを実施し、フライトキャリー及びトータ
ルディスタンスの差で評価した。（この条件がほぼボー
ル初速65m/秒にミートする条件である。）なお、測定は
各種類20個づつの平均値で評価する。

第１表に各実験に用いたボールの種類、及び実験結果を
一覧表として示す。

なお、第１表に於て、＊＊印で示した表面積占有率の計
算は次のようにして行なう。

〔計算方法〕

実施例１の場合の式： ｛π（4.3/2）^２×132＋π（3.9/2）^２×60＋π（3.6/
2）^２×60＋π（3.3/2）^２×60｝／｛４π（42.67/2）
^２｝ （なお、ゴルフボール（ラージサイズ）の直径は規定値
の1.68inch＝42.67mmとする。） ここで同表中の実施例１〜６の詳細を以下に示す。

実施例１〜６ ラージサンズ２ピースボールで、構造は特開昭59−5767
5号の実施例１に準じた。第１表に示す緒元を有す。

実施例1:第１図のディンプル配列パターン 実施例2:第２図のディンプル配列パターン 実施例3:第３図のディンプル配列パターン 実施例4:第４図のディンプル配列パターン 実施例5:第５図のディンプル配列パターン 実施例6:第６図のディンプル配列パターン なお、実施例１〜６の全てに於て、大円帯が一本の場合
を示している。また、ディンプル深さの下の括弧内の間
口深さＢとは、第11図に示す様に、ディンプル最低部９
からディンプルエッジ６までの高さ寸法である。さら
に、壁面曲率比とは、直径Ｅと深さｎから導き出される
ディンプル球面半径Roと、ディンプルエッジ６から深さ
方向に30ミクロン下がった部位と90ミクロン下がった部
位との間の範囲Ａの壁面10をディンプルセンターとボー
ルセンターを結ぶ直線上に中心を持つ真球換算最小２乗
法で求めた見掛け球面半径Raの比（Ra/Ro）×100％で示
したものであり、この数値が小さい程、ディンプル傾斜
角が鋭いことになる。また、実施例１〜６は、いずれも
多面体割りで、12面体配列したものである。

次に、表２に比較例１〜３のボールの種類、及び実験結
果を一覧表として示す。

ここで、同表中の比較例１〜３の詳細を以下に示す。

比較例１ コンベンショナルな８面体の配列で336個のディンプル
を有すると共に、構造は実施例１〜６と同一であり、か
つ、第２表に示す諸元を有す。そして、第７図に示すデ
ィンプル配列パターンである。

比較例２ 特公昭58−50744号の実験例に見られる20面体配列の392
個のディンプルを有すると共に、構造は実施例１〜６と
同一であり、かつ、第２表に示す諸元を有す。そして、
第８図に示すディンプル配列パターンである。

比較例３ 特開昭60−234674号に見られる20面体配列の432個のデ
ィンプルを有すると共に、構造は実施例１〜６と同一で
あり、かつ、第２表に示す諸元を有す。そして第９図に
示すディンプル配列パターンである。

しかして、実施例１〜６と比較例１〜３を比べれば、実
施例１〜６はキャリーで２〜9m、トータルで３〜15m比
較例より優れており、本発明の飛距離アップへの効果が
確認された。

この様に、形状の異なる複数ディンプルの組合せ（特
に、大きく深いディンプルから小さくて浅いディンプル
まで４種類組合せ）により従来技術にない飛行性能を実
現し得た。

なお、本発明は上述の実施例に限定されず、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で設計変更自由であり、例えば、２
ピースボールに限らず、糸巻ボール、多層及び単層ソリ
ッドボールにも適用できると共に、スモールサイズにも
適用できる。また、12面体を基本パターンとしたが、８
面体、20面体等にも適用可能である。

〔発明の効果〕

本発明のゴルフボールは、ボール球面上でのいずれの回
転軸のまわりにおいても、ディンプルが整然と整列して
いる状態と異なり、空気流がより乱され、剥離点が後方
に下がると共に、ボール飛行中の各速度領域に於て、夫
々のディンプル形状のディンプルが有効に作用する。つ
まり、高速領域に於ては、ディンプル効果の小さいディ
ンプルが効果を発揮し、低速領域に於ては、ディンプル
効果の大きいディンプルが効果を発揮する。従って、ボ
ール飛行中の高速から低速領域までの揚力、抗力を最適
化し、もって、飛距離の増大効果を生み出す事ができた
のであり、弾道形状については、従来のディンプルボー
ルに於てキャリーを伸ばそうと試みるときに生じる「ホ
ップ」を発生せず、伸びのあるストレート球で風に強い
球筋が容易に得られる。

また、単種ディンプルを有するゴルフボールでは、ディ
ンプル数は約330個〜390個が通常であり、このディンプ
ル数を少なく設計した場合、飛行後半の浮き上がり等に
よる飛距離ダウンが生じ、このディンプル数を多く設計
した場合、飛行前半の抗力大及び揚力少による飛距離ダ
ウンが生じる。しかしながら本発明のゴルフボールは、
ディンプル数を少なくしても、単種ディンプルに於ける
低速領域で生じる下部剥離点の前進による後流域増大に
よる抗力増加に因を発する飛距離ダウンがなく、反応に
ディンプル数を多くしても単種ディンプルに於ける高速
領域で生じる上部剥離点の前進による後流域増大による
抗力増加に因を発する飛距離ダウンがなく安定した飛距
離を得ることができる。なお、ディンプル数の上限を56
0個とし、下限を240個とするがよい。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図と第３図と第４図と第５図と第６図は本
発明の種々の実施例を説明するためのディンプル配列パ
ターン図、第７図と第８図と第９図は種々の比較例を示
すディンプル配列パターン図、第10図は要部拡大断面
図、第11図はディンプルの直径及び深さの関係を示す説
明図である。 1,2,3,4……ディンプル、５………陸地部、６……ディ
ンプルエッジ、７……ディンプル球面、11……大円帯、
Ｅ……直径、ｎ……深さ、Ra……見掛け半径、Ro……デ
ィンプル球面半径。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−32730（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−234674（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−56668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−92782（ＪＰ，Ａ)

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボール球面上に複数種類のディンプルが配
   設されると共に、各ディンプルの一部をも含まない大円
   帯が０〜１個形成され、かつ、該ディンプルによって包
   囲された陸地部を、該ディンプルの平均面積以上の面積
   を有する新たなディンプルが形成できない大きさに形成
   したことを特徴とするゴルフボール。
2. 【請求項２】ディンプルが４種類からなる特許請求の範
   囲第１項記載のゴルフボール。
3. 【請求項３】最小個数のディンプルの数を全ディンプル
   総数の10％以上とした特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載のゴルフボール。
4. 【請求項４】各ディンプルの相違点が、直径の相違、深
   さの相違又は直径と深さの組合わせの相違とされかつ、
   各ディンプルにおける直径と深さの積の比の最大／最小
   が1.5〜2.0である特許請求の範囲第１項、第２項又は第
   ３項記載のゴルフボール。
5. 【請求項５】ディンプルの直径が大きくなるにしたがっ
   てディンプルの深さが深くされ、かつ、各ディンプルの
   直径の比及び深さの比の最大／最小が1.2〜1.5である特
   許請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載の
   ゴルフボール。
6. 【請求項６】ディンプルエッジから深さ方向に30ミクロ
   ン下った部位と90ミクロン下った部位との間の範囲に於
   けるディンプル球面の見掛け半径が、該ディンプルの直
   径及び深さから導かれるディンプル球面半径の70％〜90
   ％とされる特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第
   ４項又は第５項記載のゴルフボール。