JP3601699B2 - ゴルフボールをレーザー処理するための方法及び装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフボールの製造に関する。特に、本発明は、ゴルフボールから余剰のシーム材料を最初に除去するためのレーザーの使用を含むゴルフボールの製造の方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
ゴルフボールは、一般的に、ワンピース構造か、あるいは、コアと、一又は複数の中間層及びコアと中間層を囲む外カバーとから構成される。ゴルフボールは、単一コンポーネントであれ、マルチコンポーネントであれ、代表的には、種々の注型成形方法により製造される。通常、ゴルフボールのコアは、圧縮成形、注入成形または類似の方法により形成される。中間層が必要とされる場合は、キャスティング、圧縮成形、及び/又は注入成形のいずれかまたは組み合わせによりコアの上に一又は複数の中間層が加えられる。次に、コアと、もしあれば中間層の上にカバーがキャスティング、圧縮成形又は注入成形により形成される。
【0003】
注入成形の場合は、ゴルフボールは、典型的には、予め形成されたコアの周囲に流体状の材料を注入成形することにより製造される。2つのコンポーネントのゴルフボールの場合は、流体状材料はゴルフボールに使用されるカバー材料である。注入成形の装置は、通常、中でゴルフボールが製造されるキャビティを形成する2つの分割され、合体される半球状の半金型を有している。流体状材料は、通常、注型内のキャビティに一又は複数の、当分野では一般に「ランナー」と呼ばれている、通路を通して供給される。流体状材料はランナーを通して一又は複数のゲートを経て金型の実際のキャビティの中へ入る。これらのゲートは代表的には、2つの半金型の接合部により形成される分離ラインに位置している。しかしながら、分離ラインにゲートを位置させることは、新しく形成されたゴルフボールの分離ライン上に不必要な材料を残す結果となる。例えば、ゴルフボールの赤道領域に沿ってフラッシュが発生する。さらに、ゲートが金型の分離ラインに位置すると、成形装置のゲート内の貯留材料の残りが半金型が分離されたときゴルフボールの表面に付着する。したがって、ゴルフボールの表面のディンプルパターンに障害を与え、それによりゴルフボールの特性に影響を与えるフラッシュと余剰材料を除去するための追加的な仕上げ工程が必要となる。
【0004】
コア又は多数層ゴルフボール半製品上に熱硬化性ポリマーをキャスティングする場合にも同様な問題が生ずる。典型的な熱硬化性ポリマー材料は、ポリウレタン、ポリ尿素、ポリエーテルブロックアミド、または類似のものを含む。熱硬化性カバーは、典型的に強固で通常の技術では除去することが困難なフラッシュリングを持つ。熱硬化性のカバーを使用することは、しばしばサンディング又はバッフィングに先立ちフラッシュリングを切断する必要とすることがある。さらに、フラッシュリングの除去は、分離ラインの幅とサンディング又はバッフィング装置の精度によるが、分離ラインに隣接するディンプルに悪影響を与える。
【0005】
バッフィング工程の例として、基礎出願が1986年に出願され、「ゴルフボールを自動的にバッフィングする方法及び装置」に関するレイド(Reid)他の米国特許第4,779,387号がある。このレイドの特許はフラッシュリングを除去するための切断及びサンディングについて開示している。レイド特許のサンディングベルト(152)はフラッシュリングを除去する間、ゴルフボールの周りで部分的に向きを変える。
【0006】
他の例は、1987年に基礎出願が日本において出願され、「ゴルフボールの外層樹脂のバリを研削するための装置」に関する、高崎による米国特許第4,894,958号である。この高崎の特許はゴルフボールを回転させ、その間にバイトアセンブリがフラッシュリングを除去する装置を開示している。
【0007】
更に他の例として、基礎出願が日本において1992年に出願された「ゴルフボールの製造方法及び装置」に関する、岡他による米国特許第5,494,631がある。この岡の特許は、分離ラインにディンプルを有するゴルフボールからフラッシュリングを除去する装置を開示している。
【0008】
他の例は、基礎出願が1994年に日本において出願され、「球状体の製造」に関する井原による米国特許第5,554,337がある。この井原の特許は、レーザービームを使用し、レーザーの熱によるゴルフボールの表面を焼いてフィンを除去することを開示している。
【0009】
対象物から余剰に材料を除去するのに役立つレーザーの使用は、また、ミレリック(Millerick)他による米国特許第5,099,101号、及びピッシオロ(Picciolo)他による米国特許第4,539,463号に開示されている。ミレリックの特許は、半導体のパッケージから余剰の材料を除去するためのものであり、ピシオロの特許はポリエステル容器から余剰の材料を除去するためのものである。
【0010】
成形後のゴルフボールのディンプルを形成について1990年日本において基礎出願として出願された「ゴルフボール」に関する岡の米国特許第5,190,294号に開示されている。この岡の特許は、フラッシュリングを除去し、次に熱したこてを使用してシームライン上にディンプルを形成することが記載されている。
【0011】
したがって、成形後のゴルフボール、特に、分離ラインにディンプルを有するゴルフボールのフラッシュリングを効果的に除去するための要求は残っている。
発明の開示
本発明は成形されたばかりのゴルフボールのフラッシュリングを除去する新規な方法及び装置を提供する。本発明は、これを、ホルダー上で回転するゴルフボールに対して配置されるレーザーを使用し、これによりフラッシュリングを効果的に除去することにより達成している。
【0012】
本発明の一つの態様は、ゴルフボールから余剰の材料を除去する方法である。ゴルフボールはゴルフボールの各ポール(極)を通る仮想の軸を中心に回転される。次に、仮想の軸に対して実質的に直交する余剰材料にレーザービームが収束される。次に、仮想の軸を中心にゴルフボールが回転している間にレーザービームからの熱により余剰材料はゴルフボールから焼失する。
【0013】
他の本発明の態様は、ゴルフボールから余剰の材料を除去する装置である。この装置は、回転手段とレーザー機構を含む。回転手段は前記仮想軸を中心に毎分5000回でゴルフボールを回転させる。
【0014】
更に本発明の他の態様は、滑らかなゴルフボールの表面にディンプルパターンを付与する方法である。レーザービームが滑らかな表面に焦点をずらして照射され、ゴルフボールが仮想軸の周りに回転している間に焦点がずらされたレーザービームからの熱により滑らかな表面にディンプルパターンが焼かれる。
図面の簡単な説明
図1はレーザービームによるフラッシュリングの除去のために配置されたゴルフボールを伴う本発明による装置の概要図である。
【0015】
図1Aはフラッシュリングを除去するレーザービームが焦点がずらされて配置されたゴルフボールを伴う本発明による装置の概要図である。
【0016】
図2は図1の平面図である。
【0017】
図2Aは図1Aの平面図である。
【0018】
図3はレーザービームがフラッシュリングに対して直接に下方に向けられた状態の本発明の他の実施例の装置の概要図である。
【0019】
図4は図3のゴルフボールからフラッシュリングをレーザービームにより除去する部分の部分拡大図である。
【0020】
図5はゴルフボールのエッジにレーザービームが照射される本発明の他の実施例の平面概要図である。
【0021】
図6はゴルフボールのエッジに対し45度の角度でレーザービームが照射される本発明の他の実施例の平面概要図である。
【0022】
図7はレーザーに対して傾斜して配置されたゴルフボールを伴う本発明の他の実施例の側面概要図である。
【0023】
図8はゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成する前のゴルフボールの側面図である。
【0024】
図9は、ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成してる図8のゴルフボールの側面図である。
【0025】
図10は、ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成した後の図8のゴルフボールの側面図である。
【0026】
図11はディンプルを形成するためゴルフボールからフラッシュリングを焦点がずれたレーザーにより除去する状態の拡大図である。
【0027】
図11Aはディンプルを形成するためゴルフボールから焦点を合わされたレーザーによりフラッシュリングを除去する状態の拡大図である。
【0028】
図12はディンプルパターンをレーザーにより形成する前のゴルフボールの滑らかな表面の平面図である。
【0029】
図13はディンプルパターンをレーザーにより形成している状態の図2のゴルフボールの平面図である。
【0030】
図14はレーザーによりディンプルパターンを形成した後の図12のゴルフボールの平面図である。
本発明の実施の形態のベストモード
図1〜7に示されるように、成形された直後のゴルフボールから余剰の材料をレーザーにより除去する装置が全体として19で示される。ゴルフボール20は、ゴルフボール20にカバーを形成するために使用される半金型の分離ラインに沿って余剰な材料を外方に向けて押し出す注型成形技術により、フラッシュリングのような余剰材料22を持っている。カバーを成形する技術は、キャスティング、圧縮成形及び注入成形技術を含む。余剰材料22はゴルフボール上にフラッシュリングや突出物、あるいはそれに類似するような形で残る。
【0031】
ゴルフボール20のカバーはゴルフボール20の空気力学的パターンを形成する複数のディンプル24を持つ。ゴルフボール20は一対のポール20と赤道28を持つような「マップ化」することができる。ほとんどの分離ラインはゴルフボール20の赤道に整列しているため、余剰材料22は通常は赤道に沿っている。仮想軸30はゴルフボール20の二つのポール26を貫通している。
【0032】
レーザー機構32はレーザービームの使用を通じて余剰材料22を効果的に除去するためにゴルフボールに対向して配置される。レーザー機構32はレーザービームを余剰材料22に向けて照射する収束レンズ36を有するハウジング34を有している。レーザー機構はゴルフボール20に対してx、y、z軸方向に移動可能とされている。一つの実施例においては、レーザービーム38は焦点40を持ち、余剰材料22を除去するよに考慮されている。他の実施例においては、レーザービーム38aはゴルフボール20の前で収束し、焦点がずれるように考慮されている。ゴルフボール20は除去工程の間、回転ホルダー50の中で回転される。好ましい実施例においては、ポール26を通る仮想軸30の回りに回転する。ゴルフボール20は余剰材料22がレーザービーム38により除去される位置に配置される。したがって、余剰材料22は回転ホルダー50の中には位置していない。
【0033】
図1及び図2に示された好ましい実施例は、ゴルフボール20の赤道28に対し水平な面にある余剰材料22に直接に焦点が合わされるレーザービーム38を有している。この実施例では、レーザービーム38はゴルフボール20がホルダー50上で回転する過程において余剰材料22を焼失させる。レーザービーム38の出力はゴルフボール20の表面を焦がしたり他の有害な影響を与えないように制御される。このようして、余剰材料22だけが焼けてゴルフボール20の所望の表面はレーザービーム38に触れないようにされる。
【0034】
図1A、2Aに示される他の実施例は、余剰材料を除去し、ゴルフボール20の分離ライン/赤道上に複数のディンプル24を形成するため、ゴルフボール20の余剰材料に対し焦点を外して照射するレーザービーム38aを有している。焦点がずれたレーザービーム38aは、ゴルフボール20の前で収束点39を持っている。焦点がずれたレーザービーム38aは、中心部で最も高く、中心から外側に向けて低くなるエネルギーを有し、中心部が最も深くなるディンプルを形成する。焦点がずれたレーザービームは、以下に詳しく説明される。
【0035】
好ましいレーザーは、マサチューセッツのコンバージェント エネルギー スターブリッジから得られるような炭酸ガスレーザーである。レーザーは400〜2000ヘルツ、より好ましくは500〜1500ヘルツ、最も好ましくは1000ヘルツの周波数を持つ。レーザーのパルス幅は30〜100マイクロセカンド、より好ましくは50〜75マイクロセカンド、最も好ましくは70マイクロセカンドである。レーザー機構32はレーザービーム38をフォーカシングする図示されない直径0.6インチ(約1.52センチ)のノズルを持っている。
【0036】
レーザー機構32は、また、余剰材料22を除去することを補助するガス源を持っている。ガスは、窒素が好ましいが、当業者であれば本発明の精神と範囲を離れない限りにおいて他のガスも使用できることは認めるであろう。ガスは20ポンド/平方インチ(約1.4kg/cm2)の圧力で放出されるのが好ましい。
【0037】
図3及び4は余剰材料を研削するためにレーザー機構32がゴルフボール20の上に設けられる本発明の他の実施例を示す。この実施例においては、レーザービーム38はゴルフボール20が所定の回転数で回転される間に余剰材料22が研削される。焦点40はゴルフボール20の赤道28又は分離ラインの所定の面のエッジに位置し、ゴルフボール20の面に隣接する余剰の材料22を焼くようにしている。
【0038】
図5は更に別のレーザー機構32の配置に関する実施例を示している。図5において、レーザー機構32はゴルフボール20のエッジの位置に配置され、ホルダー50上でゴルフボールが回転しているとき材料を焼失させるようにしている。図6においては、レーザー機構32はゴルフボール20のエッジに対して45度の角度で位置し、余剰材料22を除去するようにしている。図7においては、余剰材料を除去するため、ゴルフボール20はホルダー50内でレーザービーム38に対して傾けられている。本発明の精神と範囲を離れない限りにおいて、焦点のずれたビーム38aが図3〜7の実施例に使用できることは当業者であれば認めるところであろう。また、更に図8から11に示された実施例においては、ゴルフボール20の赤道28又は分離ライン上にレーザーによるディンプルの形成に本発明が利用されている。図8においては、ゴルフボール20は分離ライン上にフラッシュリングを有している。ゴルフボール20が回転するとき、焦点のずれたレーザービーム38aはゴルフボール20の表面にディンプル24を形成する。図11に示されるように、中心57は中心部において最も高いエネルギー有し、外側の同心状の領域57,58はより低いエネルギーレベルを有しており、中心において最も深く、表面に向かうに従い低くなる注型成形により形成するようなディンプル24が形成される。これとは異なり、図11Aに示されるように、焦点が合わされたレーザービーム38は、ディンプル24の所望の曲線状のパターンを再現するように調整される。いずれかの方法を使用し、レーザービーム38又は38aは、ディンプル24当たり100〜2000パルスがどこにでも向けられ、所定の直径、曲線、深さ、エッジ半径などを有するディンプル24が形成される。このように、本発明は、ゴルフボール20の分離ライン上に成形後のディンプル24の形成が可能となる。
【0039】
図12〜14は、更に、本発明の他の実施例を示す。図12において、表面が滑らかな表面51を持つゴルフボール20’が与えられる。表面材料はポリウレタン、アイオノマー、又は同様のポリマーの表面である。図13において、ゴルフボール20’は空気力学的パターンの部分的なレーザーによる形成をすでに受けたものである。この例では滑らかな表面51の部分にレーザーによりディンプル24が形成されているが、当業者であれば、他の空気力学的なパターンがゴルフボールにレーザーによって形成できることを認めることができるであろう。最後に図14は、ゴルフボール20の上にレーザーにより形成された完全な空気力学的パターンを示すものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】レーザービームによるフラッシュリングの除去のために配置されたゴルフボールを伴う本発明による装置の概要図である。
【図1A】フラッシュリングを除去するレーザービームが焦点がずらされて配置されたゴルフボールを伴う本発明による装置の概要図である。
【図2】図1の平面図である。
【図2A】図1Aの平面図である。
【図3】レーザービームがフラッシュリングに対して直接に下方に向けられた状態の本発明の他の実施例の装置の概要図である。
【図4】図3のゴルフボールからフラッシュリングをレーザービームにより除去する部分の部分拡大図である。
【図5】ゴルフボールのエッジにレーザービームが照射される本発明の他の実施例の平面概要図である。
【図6】ゴルフボールのエッジに対し45度の角度でレーザービームが照射される本発明の他の実施例の平面概要図である。
【図7】レーザーに対して傾斜して配置されたゴルフボールを伴う本発明の他の実施例の側面概要図である。
【図8】ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成する前のゴルフボールの側面図である。
【図9】ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成している図8のゴルフボールの側面図である。
【図10】ゴルフボールの分離ライン上にレーザーによりディンプルを形成した後の図8のゴルフボールの側面図である。
【図11】ディンプルを形成するためゴルフボールからフラッシュリングを焦点がはずれたレーザーにより除去する状態の拡大図である。
【図11A】ディンプルを形成するためゴルフボールから焦点を合わされたレーザーによりフラッシュリングを除去する状態の拡大図である。
【図12】ディンプルパターンをレーザーにより形成する前のゴルフボールの滑らかな表面の平面図である。
【図13】ディンプルパターンをレーザーにより形成している状態の図2のゴルフボールの平面図である。
【図14】レーザーによりディンプルパターンを形成した後の図12のゴルフボールの平面図である。
【符号の説明】
20 ゴルフボール
22 余剰材料
24 ディンプル
26 ポール
28 赤道
32 レーザー機構
38 レーザービーム
40 焦点
51 滑らかな面
Claims (3)
- ゴルフボールの表面から突出している余剰材料を持つゴルフボールをゴルフボールの各ポールを通る仮想軸を中心に回転させる工程と、
前記仮想軸に対して直交するレーザービームを該余剰材料に照射する工程と、
前記レーザービームの長さを、ディンプルの各表面が余剰材料で覆われている表面を含むゴルフボールの表面の曲面形状に従うように調整する工程と、
ゴルフボールが前記仮想軸を中心に回転している間にレーザービームの熱により前記余剰材料をゴルフボールから焼き取る工程と、
を有するゴルフボールから余剰材料を除去する方法。 - ゴルフボールの表面から突出している余剰材料を持つゴルフボールをゴルフボールの各ポールを通る仮想軸を中心に回転させる工程と、
前記仮想軸に対して直交するレーザービームを該余剰材料に照射する工程と、
ゴルフボールが前記仮想軸を中心に回転している間にレーザービームの熱により前記余剰材料をゴルフボールから焼き取る工程と、
ゴルフボールの分離ライン上に複数のディンプルを焼いて形成する工程と
を有するゴルフボールから余剰材料を除去する方法。 - ゴルフボールの仮想軸を中心にゴルフボールを回転する工程と、
少なくとも500ヘルツの周波数と、少なくとも50マイクロ秒のパルス幅
を有するレーザービームを滑らかな表面に照射し、前記仮想軸の回りにゴルフボールが回転している間、レーザービームからの熱によりゴルフボールの滑らかな表面上にディンプルパターンを焼いて形成する工程と、
からなるゴルフボールの滑らかな表面上にディンプルパターンを付与する方法。
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