JP6848423B2

JP6848423B2 - ゴルフボール

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Publication number: JP6848423B2
Application number: JP2016250588A
Authority: JP
Inventors: 壮暢桑原; 佐藤　克典; 克典佐藤
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2016-12-26
Filing date: 2016-12-26
Publication date: 2021-03-24
Anticipated expiration: 2036-12-26
Also published as: US20180178070A1; JP2018102483A

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に関し、更に詳述すると、ボール表面に形成されるディンプルの断面形状を適正化することによって空力性能を向上させたゴルフボールに関する。

ゴルフボールの飛距離を向上させるためには、ボールの反発性を高めることや、ボール表面に形成されたディンプルによって飛行時の空気抵抗を低減して、空力性能を向上させることが重要である。このことは一般的によく知られており、例えば、図５に示されたような断面円弧状のディンプルが多数形成されたゴルフボールが多くのゴルファーに使用されている。また、これまでにもボールの空力性能を更に向上させるために、例えば、特開平１１−５７０６５号公報、特開２００５−３４２４０７号公報、特開２００６−１４９９２９号公報、特開２００６−１５８７７８号公報、特開２００６−１８７４７６号公報、特開２００６−１８７４８５号公報、特開２００８−９３４８１号公報等において、ディンプルの形状や配置方法に関する様々な提案がなされてきた。

また、米国特許第８８８８６１３号明細書及び同第８９７４３２０号明細書には、ディンプルの断面形状を決める際、その内部を複数の特定の領域に区画して、各領域における平均深さを特定の関係を満足するように定量化することにより特異の断面曲線形状が得られるゴルフボールが提案されている。しかしながら、これらの技術であっても、ゴルフボールの飛距離が十分に改善したものとは言えず、未だボールの空気力学的性能及び飛び性能の改良の余地がある。また、上記のような特異の断面曲線形状を有するディンプルを多数備えたゴルフボールは多く存在していなかった。

より多くのゴルファーが満足できる飛び性能が得られるゴルフボールを開発することは、ゴルファーの裾野を広げるためには重要であり、より優れた飛び性能を得るためにはボールの空力性能の更なる向上が不可欠である。

特開平１１−５７０６５号公報特開２００５−３４２４０７号公報特開２００６−１４９９２９号公報特開２００６−１５８７７８号公報特開２００６−１８７４７６号公報特開２００６−１８７４８５号公報特開２００８−９３４８１号公報米国特許第８８８８６１３号明細書米国特許第８９７４３２０号明細書

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、ボールの空気力学的性能を一層高め、飛び性能を向上させ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行った結果、ディンプルの断面形状を決める際、任意の１つのディンプルエッジと、該ディンプルの最深点から該ディンプルの周縁で作られる仮想平面に下ろした垂線の足（垂足）とを通る直線を基準線とし、この基準線のうち上記ディンプルエッジから上記垂足までの線分において、ディンプルエッジを０％（基点）、垂線の足を１００％として２０％毎に線分をディンプルの深さに沿って分割し、２０％毎に区分されるディンプル領域におけるディンプル深さの変化量ΔＨが一定範囲とすることにより、そのディンプル断面形状がボールの飛行時におけるディンプルの効果を安定化させ、空気力学的性能を向上させるために効果的であることを知見し、本発明をなすに至った。

即ち、飛びを確保するためにはボールの空力性能の向上が不可欠であるが。本発明では、ディンプルの断面形状を従来より更に最適化することにより、飛びのバラツキが減り空力性能が向上すると共に、ディンプル内の一定の位置における深さの変化の割合を一定の範囲に収めることにより、ディンプルの効果を安定化させ、空気力学的性能を向上させることができる。

従って、本発明は、下記のゴルフボールを提供する。
〔１〕表面に多数のディンプルを備えるゴルフボールであって、曲線又は直線と曲線との組合せにより呈され、且つ下記（ｉ）〜（ｉｖ）の手順により特定される断面形状を有するディンプル（特定断面形状を有するディンプル）が少なくとも１個配置されていると共に、ディンプルの総数が２５０〜３８０個であることを特徴とするゴルフボール。
（ｉ）ディンプルの最深点から該ディンプルの周縁で作られる仮想平面に下ろした垂線の足（垂足）をディンプル中心とし、該ディンプル中心と任意の１つのディンプルエッジとを通る直線を基準線とする。
（ｉｉ）上記基準線のうち上記ディンプルエッジから上記ディンプル中心までの線分において、１００点以上に分割し、該ディンプルエッジから該ディンプル中心までの距離を１００％とした際に、各点の距離の割合を算出する。
（ｉｉｉ）上記ディンプルエッジから上記ディンプル中心までの距離の０〜１００％の２０％毎のディンプル深さの割合を算出する。
（ｉｖ）上記ディンプルエッジから上記ディンプル中心までの距離の２０〜１００％のディンプル領域における深さの割合において、上記距離の２０％毎の深さの変化量ΔＨを求め、この変化量ΔＨが上記距離２０〜１００％に相当する全ての領域において１０％以上２４％以下となるようにディンプルの断面形状を設計する。
〔２〕上記特定断面形状を有するディンプルにおいて、ディンプルエッジから２０％の距離におけるディンプル深さの割合の変化量ΔＨが最大となる〔１〕記載のゴルフボール。
〔３〕上記特定断面形状を有するディンプルがディンプル総数の６０％以上である〔１〕又は〔２〕記載のゴルフボール。
〔４〕ボール表面に形成されるディンプルが、直径及び／又は深さの異なる２種以上からなる〔１〕〜〔３〕のいずれか１項記載のゴルフボール。
〔５〕上記特定断面形状を有するディンプルの断面形状を呈する曲線には２箇所以上の変曲点が含まれる〔１〕〜〔４〕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、特異のディンプルの断面形状を有することにより、その断面形状がボールの飛行時におけるディンプルの効果を安定化させ、空気力学的性能をより一層向上させることができる。

図１（Ａ）は、本発明の一実施例に係るゴルフボールの外観を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されたゴルフボールの表面に形成されたディンプルの１つを拡大した拡大断面図である。図２は、ディンプルの断面とその内部に設定した領域との関係を示す説明図である。図３（Ａ）は、本発明の他の実施例に係るゴルフボールの外観を示す平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示されたゴルフボールの表面に形成されたディンプルの１つを拡大した拡大断面図である。図４（Ａ）は、従来の２重ディンプルが形成されたゴルフボールの外観を示す平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示されたゴルフボールの表面に形成されたディンプルの１つを拡大した拡大断面図である。図５（Ａ）は、従来の円弧状の断面形状を有するディンプルが形成されたゴルフボールの外観を示す平面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示されたゴルフボールの表面に形成されたディンプルの１つを拡大した拡大断面図である。図６は、本発明のゴルフボールの構造の一例を示す概略断面図である。

以下、本発明のゴルフボールについて、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１（Ａ）は、本発明の一実施例に係るゴルフボールの外観を示す平面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示されたゴルフボールの表面に形成されたディンプルの１つを拡大した拡大断面図である。そして、図中の符号Ｄはディンプル、Ｅ，Ｅはディンプルエッジ、Ｐはディンプルの最深点、直線ＬはディンプルエッジＥ及びディンプル中心Ｏを通る基準線、２点鎖線は仮想球面をそれぞれ示す。ディンプルＤの最深点Ｐから該ディンプルＤの周縁で作られる仮想平面に下ろした垂線の足（以下、垂足）がディンプル中心Ｏと一致する。なお、上記ディンプルエッジＥ，Ｅは、ディンプルＤとボール表面において上記ディンプルＤが形成されない領域（陸部）との境界であり、上記仮想球面がボール表面と接する点に相当する（以下、同様）。また、図１で示したディンプルＤは平面視で円形のディンプルであり、平面視ではディンプルの中心Ｏと最深点Ｐとが一致している。

なお、図１（Ｂ）に示されたディンプルの断面形状は、本発明の理解を優先しており、縮尺通りには描かれていない。これは後述する図２、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）に示されたディンプルの断面形状についても同様である。

本発明において、上記ディンプルＤの断面形状は、以下の条件を満足させることが必要である。以下、その条件について説明する。

先ず、（ｉ）の条件として、ディンプルの最深点Ｐから該ディンプルの周縁で作られる仮想平面に下ろした垂線の足（垂足）をディンプル中心Ｏとし、該ディンプル中心Ｏと任意の１つのディンプルエッジＥとを通る直線を基準線Ｌとする。

次に、（ｉｉ）の条件として、上記基準線Ｌのうち上記ディンプルエッジＥから上記ディンプル中心Ｏまでの線分において、１００点以上に分割する。そして、ディンプルエッジから該ディンプル中心までの距離を１００％とした際に、各点の距離の割合を算出する。即ち、図２に示すように、図中の波線がディンプルの深さに沿って表される分割ラインである。ディンプルエッジＥは基点であり、上記基準線上で０％の位置であり、ディンプル中心Ｏは、上記基準線上では線分ＥＯに対して１００％の位置である。

次に、（ｉｉｉ）の条件として、上記ディンプルエッジＥから上記ディンプル中心Ｏまでの距離の０〜１００％の２０％毎のディンプル深さの割合を算出する。この場合、上記ディンプル中心Ｏがディンプルの最深部Ｐであり深さＨ（ｍｍ）を有する。これを深さの１００％として各距離におけるディンプル深さの割合を求める。なお、ディンプルエッジＥにおけるディンプル深さの割合は０％となる。

そして、（ｉｖ）の条件として、上記ディンプルエッジから上記ディンプル中心までの距離の２０〜１００％のディンプル領域における深さの割合において、上記距離の２０％毎の深さの変化量ΔＨを求め、この変化量ΔＨが上記距離２０〜１００％の全ての領域において６％以上２４％以下となるようにディンプルの断面形状を設計する。

本発明では、このようにディンプルの断面形状を定量化すること、即ち、ディンプルの深さの変化量ΔＨの値を６％以上２４％以下とすることにより、ディンプルの断面形状の最適化により飛びのバラツキが減り空気力学的性能が向上するものである。上記の変化量ΔＨの好ましい値は８〜２２％であり、より好ましくは１０〜２０％である。

また、本発明では、本発明の効果をより一層高める点から、上記特定断面形状を有するディンプルにおいて、ディンプルエッジから２０％の距離におけるディンプル深さの割合の変化量ΔＨが最大となることが好適である。また、上記特定断面形状を有するディンプルの断面形状を呈する曲線には２箇所以上の変曲点が含まれることも本発明の効果を高める点から好適に採用される。

なお、図１では平面視で円形のディンプルを例に説明をしたが、その形状（平面視形状）は円形に限定されることはなく、多角形、涙形、楕円型等から適宜選択することができる。円形以外の形状のディンプルについても上記と同様の方法で断面形状を設定することができる。また、図１に示した例では、ディンプルの中心Ｏと最深点Ｐとが一致しているが、当該最深点Ｐは、必ずしもディンプルの中心Ｏと一致する必要はない。ディンプルＤの中心Ｏと最深点Ｐとが一致しない場合においても、特に問題を生じることはなく、上記と同様に、２０％毎に区分されるディンプル領域におけるディンプル深さの変化量ΔＨを求めることができる。

また、ディンプルＤの断面に関して、図１ではなだらかな曲線を主体とし、一部に直線を含む形状を示したが、これに制限されるものではなく、曲線又は直線と曲線との組合せにより呈される本発明の範囲のものであればよい。

ディンプルＤの直径（多角形においては対角長）は、特に制限されるものではないが、１．５ｍｍ以上とすることが好ましく、より好ましくは２．０ｍｍ以上とすることができる。また、その上限も特に制限されないが、７．０ｍｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは６．０ｍｍ以下とすることができる。

ディンプルＤの最深点Ｐにおける深さＨは、特に制限されるものではないが、０．０５〜０．５ｍｍとすることが好ましく、より好ましくは０．１〜０．４ｍｍとすることができる。

ディンプルの配列方法は、特に制限されるものではないが、正８面体、正１２面体、正２０面体等の正多面体の幾何学的な配列パターンを用いた方法や、３回対称、４回対称、５回対称、６回対称等のボールの極点を中心に回転対称となるように配列する方法を好適に採用することができる。

ボール表面に形成されるディンプルの総数は、特に制限されるものではないが、好ましくは２５０個以上、より好ましくは２７５個以上、さらに好ましくは３００個以上とすることができる。また、その上限も特に制限されないが、好ましくは３８０個以下、より好ましくは３７０個以下、さらに好ましくは３６０個以下とすることができる。

本発明においては、上記の断面形状を有するディンプルが、ボール表面に形成されたディンプルが少なくとも１個含まれ、ディンプル全体の一部に含まれる。このため、本発明では必ずしもボール表面に形成されたディンプルの全てを上記の断面形状を有するディンプルとする必要はなく、従来のディンプルを混在させてもよい。この場合、上記の断面形状を有するディンプルがボール表面に形成されたディンプルの総数に占める割合は、特に制限されるものではないが、２０％以上とすればよく、好ましくは５０％以上、より好ましくは６０％以上、更に好ましくは８０％以上、最も好ましくは１００％とすることができる。

本発明では、特に制限されるものではないが、直径及び／又は深さが互いに異なるディンプルが２種以上形成されることが好ましく、より好ましくは３種以上形成されることが推奨される。なお、上記の条件を満足しないディンプルが含まれている場合においても、それらに直径及び／又は深さが互いに異なるものが含まれていれば、異なる種類のディンプルとして扱うものとする。

各ディンプルの縁部によって囲まれる仮想球面の総面積が占める割合（ディンプル表面占有率）ＳＲ値（％）としては、通常７０％以上、好ましくは８０％以上である。ＳＲ値が上記範囲を外れると、適正な弾道が得られず、飛距離が低下する場合がある。

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空間体積の合計が、ボール表面にディンプルが存在しないと仮定した仮想球の体積に占める比率（ディンプル空間占有率）ＶＲは、特に制限されるものではないが、通常０．７％以上、好ましくは０．７５％以上、より好ましくは０．８％以上とすることができる。また、その上限も特に制限されないが、１．５％以下、好ましくは１．４５％以下、より好ましくは１．４％以下とすることができる。ディンプル空間占有率ＶＲを上記範囲に設定することにより、ドライバーなど飛距離を稼ぐクラブによりボールを打撃した際の打球の吹き上げすぎや、打球が上がらずドロップすることを防ぐことができる。

上記のゴルフボールを成形するための金型の作製には、３ＤＣＡＤ・ＣＡＭを使用し、反転用マスター型に全表面形状を直接３次元で削り出す手法や、成形用金型のキャビティ部（内壁面）を直接３次元で削り出す手法等を採用することができる。

なお、ボール表面には、通常のゴルフボールと同様に、白エナメル塗装、エポキシ塗装及びクリア塗装等の各種の塗装を行うことができる。この場合、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。

本発明のゴルフボールは、内部構造に関しては特に制限はなく、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することができる。特に、図６に示したような、ソリッドコア１とカバー３との間に、１層又は２層以上の中間層２を形成したマルチピースソリッドゴルフボールＧとすることが好適である。なお、図６中の符号Ｄはディンプルを示す。

また、特に制限されるものではないが、図６に示したゴルフボールＧにおいて、ソリッドコア１は、ポリブタジエンを主材として形成することが好ましい。また、該ソリッドコア１に初期荷重９８Ｎ（１０ｋｇｆ）を負荷した状態から終荷重１，２７５Ｎ（１３０ｋｇｆ）を負荷したときまでのたわみ量は、特に制限されるものではないが、２．０ｍｍ以上とすることができる。また、その上限も特に制限されるものではないが、６．０ｍｍ以下とすることができる。

一方、中間層２及びカバー３の材料としては、特に制限されるものではないが、例えば、公知のアイオノマー樹脂、熱可塑性エラストマー及び熱硬化性エラストマー等を好適に使用することができる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリウレタン系、オレフィン系、スチレン系等の各種熱可塑性エラストマーなどを挙げることができる。

上記中間層の材料硬度は、特に制限されるものではないが、ショアＤ硬度で通常３０以上とすることができる。また、その上限も特に制限されるものではないが、ショアＤ硬度で通常７５以下とすることができる。

また、上記カバーの材料硬度は、特に制限されるものではないが、ショアＤ硬度で通常３０以上とすることができる。また、その上限も特に制限されるものではないが、ショアＤ硬度で７５以下とすることができる。

ここで、上記の材料硬度とは、材料をプレス機にて厚さ２ｍｍのシート状に成形し、厚さ６ｍｍ以上に重ね合わせ、ＡＳＴＭＤ２２４０に準じてタイプＤデュロメータを用いて測定した硬度である。

上記中間層の厚さ及びカバーの厚さは、特に制限されるものではないが、０．３〜３．０ｍｍとすることが好ましい。なお、ボールの重さや直径等は、ゴルフ規則に従って適宜設定することができる。

以上説明したように、本発明のゴルフボールによれば、表面に特徴的な断面形状を有するディンプルが形成されていることにより、飛行時における空気抵抗が低減して空気力学的性能が向上し、より高い弾道が得られるので、飛距離を一層増大させることができる。

以下、実施例と比較例を示し、本発明を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１，２、比較例１，２〕
ボール表面に、実施例１（図１）、実施例２（図３）、比較例１（図４、従来の２重ディンプル）及び比較例２（図５、従来の断面円弧状のディンプル）の各ディンプルを形成したゴルフボールを作製して、飛び特性を比較した。上記各例のディンプルは４種類用い、その詳細を表１〜４に示した。

この際、上記基準線ＬのディンプルエッジＥからディンプル中心Ｏまでの間の等間隔な１００点において、基準線Ｌから各ディンプル内壁面までの各ディンプルの深さを求め、表１〜４に記載した。

次に、上記基準線ＬのディンプルエッジＥからの距離２０％毎のディンプル深さの割合の変化量ΔＨを求め、表１〜４に記載した。

上記各例のゴルフボールの内部構造は、図６に示されるような、コア１、中間層２及びカバー３からなる３層構造とした。これら各層の詳細は以下の通りである。

コア
ポリブタジエンＡ（製品名「ＢＲ５１」、ＪＳＲ社製）８０質量部、ポリブタジエンＢ（製品名「ＢＲ１１」、ＪＳＲ社製）２０質量部、アクリル酸亜鉛２８．５質量部、１，１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）シクロヘキサンとシリカとの混合物（製品名「パーヘキサＣ−４０」、日油社製）１．２質量部、酸化亜鉛４質量部、硫酸バリウム３００（堺化学工業社製）１９．１質量部、老化防止剤（製品名「ノクラックＮＳ−６」、大内新興化学工業社製）０．１質量部、及びペンタクロロチオフェノール亜鉛塩０．１質量部を配合したゴム組成物を調製した。そして、得られたゴム組成物をコア用金型により１５５℃、１３分間の加硫条件で加硫成形することにより直径３７．７ｍｍのソリッドコアを作製した。上記で得られたソリッドコアについて、初期荷重９８Ｎ（１０ｋｇｆ）を負荷した状態から終荷重１，２７５Ｎ（１３０ｋｇｆ）を負荷したときまでのたわみ量を測定したところ、３．６ｍｍであった。

中間層及びカバー
上記で得たコアの周囲に、下記の中間層材料を用いて射出成形法により厚さ１．７ｍｍの中間層を形成した後、下記のカバー材料を用いて射出成形法により厚さ０．８ｍｍのカバーを形成して直径４２．７ｍｍ、重さ４５．４ｇのスリーピースソリッドゴルフボールを作製した。なお、ディンプルはカバーの成形と同時にその表面に形成された。中間層材料は、ハイミラン１６０５（三井・デュポンポリケミカル社製のアイオノマー樹脂）、ハイミラン１５５７（三井・デュポンポリケミカル社製のアイオノマー樹脂）、ハイミラン１７０６（三井・デュポンポリケミカル社製のアイオノマー樹脂）、トリメチロールプロパンを、質量比で５０／１５／３５／１．１の割合で配合した樹脂組成物である。また、カバー材料は、パンデックスＴ−８２９５（ＤＩＣＢａｙｅｒＰｏｌｙｍｅｒ社製のポリウレタン系熱可塑性エラストマー）、酸化チタン、サンワックス１６１Ｐ（三洋化成社製のポリエチレンワックス）、イソシアネート化合物（４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート）を、質量比で１００／３．５／１／７．５の割合で配合した樹脂組成物である。なお、上記の中間層材料及びカバー材料の材料硬度は、ショアＤ硬度でそれぞれ６２及び４７であった。

性能試験
ドライバー（Ｗ＃１）を打撃ロボットにセットし、ボールを打撃した時の最高到達点における高さ及び飛距離を測定した。打撃条件は、ボールの初速が約６５ｍ／ｓ、打ち出し角が約１０°、初期バックスピン量が約３０００ｒｐｍとなる条件に設定した。クラブは、ブリヂストンスポーツ社製「ＴｏｕｒＳｔａｇｅＸ−Ｄｒｉｖｅ７０１」（ロフト９°）を使用した。測定結果を表１〜４に示した。

表１〜４の結果より、実施例及び比較例は、ディンプルの断面形状の違いから、実施例１及び２は比較例１及び２に比べて同じ弾道高さにもかかわらず、キャリーが増大した。その結果、実施例１及び２のゴルフボールは、比較例１及び比較例２のゴルフボールに比べて飛距離が大幅に増大した。

Claims

表面に多数のディンプルを備えるゴルフボールであって、曲線又は直線と曲線との組合せにより呈され、且つ下記（ｉ）〜（ｉｖ）の手順により特定される断面形状を有するディンプル（特定断面形状を有するディンプル）が少なくとも１個配置されていると共に、ディンプルの総数が２５０〜３８０個であることを特徴とするゴルフボール。
（ｉ）ディンプルの最深点から該ディンプルの周縁で作られる仮想平面に下ろした垂線の足（垂足）をディンプル中心とし、該ディンプル中心と任意の１つのディンプルエッジとを通る直線を基準線とする。
（ｉｉ）上記基準線のうち上記ディンプルエッジから上記ディンプル中心までの線分において、１００点以上に分割し、該ディンプルエッジから該ディンプル中心までの距離を１００％とした際に、各点の距離の割合を算出する。
（ｉｉｉ）上記ディンプルエッジから上記ディンプル中心までの距離の０〜１００％の２０％毎のディンプル深さの割合を算出する。
（ｉｖ）上記ディンプルエッジから上記ディンプル中心までの距離の２０〜１００％のディンプル領域における深さの割合において、上記距離の２０％毎の深さの変化量ΔＨを求め、この変化量ΔＨが上記距離２０〜１００％に相当する全ての領域において１０％以上２４％以下となるようにディンプルの断面形状を設計する。
上記特定断面形状を有するディンプルにおいて、ディンプルエッジから２０％の距離におけるディンプル深さの割合の変化量ΔＨが最大となる請求項１記載のゴルフボール。
上記特定断面形状を有するディンプルがディンプル総数の６０％以上である請求項１又は２記載のゴルフボール。
ボール表面に形成されるディンプルが、直径及び／又は深さの異なる２種以上からなる請求項１〜３のいずれか１項記載のゴルフボール。
上記特定断面形状を有するディンプルの断面形状を呈する曲線には２箇所以上の変曲点が含まれる請求項１〜４のいずれか１項記載のゴルフボール。