JP4307976B2 - 正弦波曲線表面を持つゴルフボール - Google Patents

Description

本発明は、ゴルフボールの空気力学的表面に関する。本発明は、特に、正弦波曲線表面を持つゴルフボールに関する。

ゴルファは、多分、１８００年代の始めには表面に工夫がなされたゴルフボールは平滑な表面を持つものより良く飛ぶということを認識していた。手打ちされたガタパーチャゴルフボールは１８６０年代には購入可能であり、ブランブル（窪みよりも***）を持つゴルフボールは１８００年から１９０８年にかけて流行した。１９０８年に、英国人、ウイリアム テーラーが窪み（ディンプル）を持つゴルフボールについて特許を受け、これはブランブルを持つゴルフボールより、より良く、正確に飛んだ。Ａ．Ｇ．スポルディングアンド ブロスは米国の権利（１９１８年に発行された米国特許第１，２８６，８３４号）を購入し、ＴＡＹＬＯＲ ディンプルを特徴とするＧＬＯＲＹ ボールを導入した。１９７０年代まで、このＧＬＯＲＹ ボールと他のゴルフボールは同じサイズで同じパターン、ＡＴＴＩ パターン、のディンプルを３３６個持っていた。ＡＴＴＩ パターンは正八面体のパターンで、８の同心状の直線列に分割されたもので、ゴルフボールの鋳型の主たる製造者にちなんで名付けられたものである。

６０年の期間でのゴルフボールの表面に関する唯一の改良はアルバート ペンフォルドによりなされ、彼はダンロップのためにメッシュパターンのゴルフボールを発明した。このパターンは１９１２年に発明され、１９３０年代まで受入れられてきた。メッシュパターンとディンプルの組合せが１９３５年に発行されたヤングの米国特許第２，００２，７２６号、「ゴルフボール」に開示されている。

一般消費者に快く受入れられている伝統的なボールは複数のディンプルを持つ球体で、各ディンプルは円形の断面を持つものである。この伝統的なものを打破する多くのゴルフボールが開示されてきたが、これらの伝統的でないものの大部分は商業的に不成功であった。

伝統的でないゴルフボール大部分は、米国ゴルフ協会（“ＵＳＧＡ”）及びセントアンドリュース ロイヤル エイシャント ゴルフ クラブ（“Ｒ＆Ａ”）によって定められるゴルフ規則に未だ固執している。ゴルフ規則の付則ＩＩＩ に規定されているように、ゴルフボールの重量は１．６２０オンス アヴォアデュポア（４５．９３ｇ）を超えてはならず、ゴルフボールの直径は１．６８０インチ（４２．６７ｍｍ）より小さくてはならず、これは、２３±１℃の温度で、自己の重量により、１．６８０インチの直径のリングを通して１００のランダムの位置から通し、通過するボールが２５未満であるという条件を満たし、ボールは球対称形とは異なるように故意に改変され、或いは設計され、製造されたものであってはならない。

１つの例として、ショモサカ他の米国特許第５，９１６，０４４ 、「ゴルフボール」は、ＵＳＧＡ及びＲ＆Ａの制限の直径１．６８インチ（４２．６７ｍｍ）に適合するように突起を用いることを開示している。このシモサカ特許は表面に複数のディンプルと表面から０．００１〜１．００ｍｍの高さの突起の列を持つゴルフボールを開示している。したがって、ランド領域の直径は４２．６７ｍｍより小さい。

伝統的でないゴルフボールの他の例として、プケット他による米国特許第４，８３６，５５２
号、「短距離ゴルフボール」があり、これは、短いコースでプレイするための通常のゴルフボールの半分の飛距離に減らすためにディンプルの代わりにブランブルを持つゴルフボールを開示している。

伝統的でないゴルフボールの他の例として、ポックリントンの米国特許第５，５３６，０１３号があり、これは、各ディンプル内に***部分があり、また、ディンプルは、四角、ダイアモンド形、五角形のような複数種類の形状を持つディンプルを開示している。このポックリントンの各ディンプルの***した部分はディンプルの全体の体積を調整している。

他の例として、コバヤシの米国特許第４，７８７，６３８ 号、「ゴルフボール」があり、これは、各ディンプル内に窪みがあるディンプルを持つゴルフボールを開示している。このコバヤシのディンプル内の窪みは低速度における空気圧抵抗を減少して飛距離を増すためのものである。

更に、他の例として、トレッドウエルの米国特許第４，２６６，７７３ 号、「ゴルフボール」があり、これは、表面に粗いバンドと円滑なバンドを持ち、ゴルフボールが飛行している間、境界層をトリップするようにしている。

アオヤマの米国特許第４，８３０，３７８ 号、「均一のランド形状を持つゴルフボール」は、三角形状のディンプルを持つゴルフボールを開示している。アオヤマの全フラット領域はゴルフボールの表面積の２０％より大きくなく、この特許の目的はディンプルではなく、均一のランド領域の形状を最適化するものである。

ディンプルの形状についての他の変形は、ステイフェルの米国特許第５，８９０，９７５ 号、「ゴルフボール及びその上にディンプルを形成する方法」に説明されている。ステイフェルのディンプルのいくつかは、円形の断面形状の代わりに細長い楕円形とされている。この細長いディンプルは表面積を増やすことを可能にする。ステイフェルの意匠特許Ｄ４０６，６２３ 号は全てのディンプルが細長い。

このテーマに関する変形として、モリヤマ他の米国特許第５，７２２，９０３ 号、「ゴルフボール」があり、これは、通常のディンプルと楕円形のディンプルを持つゴルフボールを開示している。

伝統的でないゴルフボールの更なる例として、シャウ他の米国特許第４，７２２，５２９ 号、「ゴルフボール」があり、空気力学上の改善のため、ディンプルと３０のダンベル形状のボールドパッチを持つゴルフボールを開示している。

他の伝統的でないゴルフボールの例として、キャドーニガの米国特許第５，４７０，０７６ 号、「ゴルフボール」があり、これは、複数の各ディンプルが付加的な凹所を持っているものを開示している。キャドーニガの大小の凹所ディンプルはゴルフボールの飛行中の空気の伴流を少なくすると信じられている。

オカ他の米国特許第５，１４３，３７７ 号、「ゴルフボール」は、円形と非円形のディンプルを開示している。オカのゴルフボールのディンプルの非円形のディンプルは、四角、正八角形、正六角形で、３３２個のディンプルのうちの少なくとも４０％を占める。これらのオカの非円形ディンプルは空気の乱流を生じさせるため、周辺から空気を排除する二重のスロープを持っている。

マシンの米国特許第５，３７７，９８９ 号、「等直径のディンプルを持つゴルフボール」はゴルフボールの飛行中の空気抵抗を減らすため、奇数の側辺とアーク状の頂端部を持つディンプルを開示している。

ラヴァリー他の米国特許第５，３５６，１５０ 号、「ゴルフボール」は、オーバーラップする細長いディンプルを持ち、ゴルフボールの表面のディンプルのカバーする面積を最大にするゴルフボールを開示している。

オカ他の米国特許第５，３３８，０３９ 号、「ゴルフボール」は少なくとも４０％のディンプルが多角形であるゴルフボールを開示している。オカのゴルフボールの形状は五角形、六角形、八角形である。

先行技術についてゴルフボールの表面の多くの変形例が示されたが、低速度において、空気の境界層をトリップするのに必要とされる体積を最小にする表面を持つゴルフボールに対する要望が残されている。

本発明の概要
本発明はＵＳＧＡの要件を満たすゴルフボールを提供し、ゴルフボールの飛行中にゴルフボールの周囲の空気境界層をトリップするための領域を最小とし、これにより、必要とする乱流を生じせしめてより大きい距離を達成することを可能にする。本発明は、これを正弦波表面を持つゴルフボールを提供することにより達成することを可能としている。全前側領域は最小とされるが、境界層をトリップするには充分である。

本発明の概要を述べたが、上記の及び更なる目的、特徴及びその利点は当業者が添付の図面を参照にして本発明の以下の詳細な説明により認識することができるであろう。

発明の詳細な説明
図１及び２に示されるように、ゴルフボール２０はツーピースゴルフボール、スリーピースゴルフボール、又は多層ゴルフボールとすることができる。更に、スリーピースゴルフボールは糸巻き層又はソリッド層を持っていてもよい。更に、ゴルフボール２０のコアはソリッド、中空或いはガス又は液体の流体が充填されたものでよい。ゴルフボール２０のコアはいかなる好適な材料であってもよい。好ましい熱硬化性ポリウレタンからなるカバーを有するソリッドスリーピースゴルフボールが、ここに参照として組み入れられる米国特許第６，１９０，２６８ 号、「ポリウレタンカバーを持つゴルフボール」に開示されている。アイオノマー材料からなるカバーを持つ好ましいツーピースゴルフボールが、ここに参照としてくみいれられる継続中の米国特許出願０９／８４７，０９４ 号、「ゴルフボール」に開示されている。好ましい高いＣＯＲを持つゴルフボールが、ここに参照として組み入れられる米国特許第６，４４３，８５８ 号、「高い反発係数を持つゴルフボール」に開示されている。当業者であれば、ゴルフボール２０を造るための他の材料が本発明の範囲と精神を離れることなく使用できることは理解できるであろう。ゴルフボール２０はベースコート及び／又はトップコートにより仕上げられる。

ゴルフボール２０は正弦波曲線表面２２を持つ。ゴルフボール２０は、また、ゴルフボール２０を第１の半球２６と第２の半球２８に分ける赤道２４を持つ。第１の半球２６の赤道２４から長手方向のアークに沿って９０度の位置に第１のポール３０が位置している。第２の半球２８の赤道２４から長手方向のアークに沿って９０度の位置に第２のポール３２が位置している。

この正弦波曲線表面２２は複数の正弦波により形成される正弦波構造４２を持つ。正弦波曲線表面の各正弦波は好ましくは０．００５インチから０．１００インチの範囲の振幅を持ち、より好ましくは０．００９インチから０．０５インチ、最も好ましくは０．０１インチから０．０３インチで、これにより好ましくは少なくとも１．６８インチの外表面を確定する。

本発明の好ましい実施例は、各正弦波の一つの点だけが直径１．６８インチ又はそれ以上の球面、最外周球面に存在するため、ランド領域を殆どゼロに減少にしている。当業者であれば、最外球面の直径を１．６８インチ以下にすることができることは理解するであろうが、現在のゴルフ規則が直径は少なくとも１．６８インチであるべきことを規定している。特に、ＵＳＧＡ及びＲ＆Ａに合致するゴルフボールのため、伝統的なゴルフボールのランド領域は少なくとも１．６８インチの直径を持つ球体を形成している。このランド領域は伝統的には伝統的なゴルフボールの球体の表面から凹むディンプルにより最小化され、その結果、ディンプルのないランド領域が存在することとなる。しかしながら、本発明のゴルフボール２０は、ゴルフボール２０の最外周面のランド領域を画成するのは各正弦波の頂点５０の点だけである。

伝統的ゴルフボールはゴルフボールの表面上で空気の境界層を“トリップ”して乱流を形成し大きい上昇力と少ない抵抗を生じるようにディンプルを持つように設計されている。本発明によるゴルフボール２０の正弦波構造４２は飛行するゴルフボール２０の表面の周りで空気の境界層をトリップする。

図２に示されるように、点線４５で示されるように、１．６８インチの最外球面が正弦波構造４２を囲んでいる。各正弦波の底部から頂部５０までで測定される正弦波構造４２の体積は内側球体２１と１．６２インチの最外球体の間で極めて小さいものとなる。好ましい実施例においては、頂部５０は１．６８インチの最外球体上にある。従って、全体の体積の９０％以上、９５％に近い体積が１．６８インチの最外球体の下方に存在する。

図３及び４に示されるように、正弦波の底部から頂部５０までの距離ｈとｈ’は１．６８インチの要件を満たすか超えるゴルフボール２０とするために変わることになるであろう。例えば、内側球体２１の直径が１．６６６インチであると、１つの半球２６の正弦波は他の半球の正弦波と結合して１．６８インチとなるため、正弦波の間隔ｈは０．００７インチである。好ましい実施例において、もし、より大きい距離ｈ’を持つ正弦波が要求されれば、内側球体２１はより小さくなる。したがって、例えば、内側球体２１の直径が１．６６２インチで、各正弦波の距離ｈ’が０．００９インチであれば、直径１．６８インチの最外球体となる。図３と４に示されるように、各頂部が正弦波の点であるため、各頂部５０の幅は小さいものとなる。理論的には、各頂部５０の幅は点の幅に近づく。しかしながら、実際は、各正弦波の各頂部５０の幅はゴルフボール２０を造るのに使用する金型の精度により決定される。金型の精度は金型をつくるのに使用するマスター自体により決定される。実際、各頂部５０の幅は０．０００１インチから０．００１インチである。

再度図２を参照すると、本発明のゴルフボール２０の好ましい実施例は赤道２４の周りの正弦波に対応する分割ライン１００を有する。従って、正弦波の振幅は分割ライン１００を横切る数を決定することになる。そのようなゴルフボール２０は、ここに参照として組み入れられる継続中の１９９９年１１月１８日に出願された米国特許出願０９／４４２，８４５ 号、「ゴルフボール」に開示された金型を使用して製造される。

本発明のゴルフボール２０は、ここに参照として組み入れられる米国特許第６，１１７，０２４ 号、「ポリウレタンカバーを持つゴルフボール」に記載されているようにして製造される。しかしながら、当業者であれば他の材料が本発明のゴルフボールの製造に使用できることは理解できるであろう。本発明の正弦波構造の空気力学は同様な構造を持つ伝統的なゴルフボールよりより大きい飛距離をだすゴルフボールを提供する。

この観点において、ＵＳＧＡ及びＲ＆Ａにより承認されたゴルフ規則は、ゴルフボールの初速を毎秒２５０フィート（７６．２ｍ）（毎秒２５５フィートの最大２％の誤差が許容される）、全距離を２５０ヤード（２５６ｍ）プラス２９６．８ヤードの全距離の６％（６％は４％に低減されるであろう）に制限している。ゴルフ規則の完全な記載はＵＳＧＡのウエブページｗｗｗ．ｕｓｇａ．ｏｒｇ又はＲ＆Ａのウエブページｗｗｗ．ｒａｎｄａ．ｏｒｇにより入手可能である。このように、ゴルフボールの初速と全距離はゴルフ規則に適合するためにこれらの制限を超えてはならない。したがって、ゴルフボール２０は、ゴルフボール２０がこれらの制限を超えないことを可能とする空気力学的パターンを持つ必要がある。

ゴルフボール２０の表面を画成する正弦波は種々の振幅と周波数を持つ。図５は異なって変調された６つの異なる正弦波のパワー６０−６５を示している。各正弦波６０−６５の各パワーはゼロから始まる周期を持ち、最初の４分の１周期（９０°）で最大値６８を持ち、４分の３周期（２７０°）に於いて最小値７０を持ち、周期の最後（３６０°）において再びゼロとなる。正弦波の周期又は波長は正弦波曲線表面２２を画成する。正弦波の各最大値６８は最外球体４５の頂部５０となり、最小値７０は内側球体２１の表面２２の最下点となる。各頂部５０は１つの正弦波以上の最大値となる。１つの実施例においては、全ての正弦波は同じ周波数を持つ。図６に示されるように、他の実施例において、頂部５０は、頂部５０にて最大値を持つ第１の正弦波７５と、頂部５０において最大値となる第２の正弦波７７を持つ。図７に示されるように、正弦波７５は第１の周波数を持ち、正弦波７７は図８に示されるように第２の周波数を持つ。周波数はゴルフボール２０の周囲の４分の１（９０°）当たりの波長の数として定義される。図７と８に示されるように、正弦波７５は正弦波７７の２倍の周波数を持つ。

図９に示されるように、他の実施例では示されるような３つの正弦波８１、８３、及び８５による頂部５０を持つ。図１０−１２に示されるように、正弦波８１の周波数は正弦波８３の周波数よりかなり小さく、正弦波８１と８３の両方は正弦波８５より大きい。

図１３に示されるように、さらに他の実施例は異なる周波数を持つ５つの正弦波９１，９３，９５，９７及び９９の頂部５０を持つ。図１４−１８に示されるように、正弦波９３は最大の周波数を持ち、正弦波９９は最も低い周波数を持つ。

図１９は正弦波の最大値となる８個の頂部５０ａ−５０ｉを持つ正弦波１０１を示す。図示のように、この正弦波はゴルフボール２０の４分の１の長さに延びている。正弦波１０１の各周期即ち波長は１つの頂部５０の前の４分の１長さの位置において始まり、正弦波１０１に沿って４分の３の長さの位置で終わる。平行な正弦波１０３ａ−１０３ｉは頂部５０ａ−５０ｉにて夫々最大値を持ち、正弦波１０１に対して４５°とされている。

図２０は正弦波曲線２２’を持つゴルフボール２０’の他の実施例を示す。図２１は本発明のゴルフボール２０の部分拡大図を示し、正弦波曲線表面２２をより詳細に示している。

図２２は分離したヘリカルな正弦波の状態の正弦波７２を示す。正弦波７２はゴルフボールの内外に半径方向に延びている。

図２３は多数の正弦波がオーバーラップしてゴルフボールの表面を画成している正弦波曲線表面２２の実施例を示す。図２３において、正弦波２５３は正弦波２５１にオーバーラップしている。正弦波２５１の周波数は正弦波２５３よりかなり低くされている。また、最外球体４５を画成する頂部５０は正弦波２５３の最大値を用いており、一方、最小値は正弦波２５１により制限されている。

以上述べたところにより、当業者であれば本発明の有利な点を理解し、本発明が好ましい実施例との関連で述べられており、また図面に示された他の実施例、多くの変形、改良及び均等物の入替えが、添付のクレームに示される事項以外の上記記述により特定されるものでない本発明の精神と範囲を離れないで可能であることは容易に理解できるであろう。

本発明のゴルフボールの赤道側からみた図である。 図１のゴルフボールの赤道の輪郭を見た図である。 正弦波の振幅を示す断面拡大図である。 図３より高い周波数の正弦波の振幅を示す断面拡大図である。 種々の変調の異なる正弦波のパワーを示す図である。 頂点において交差する２つの正弦波の部分上面図である。 図６の波形７５の断面図である。 図６の波形７６の断面図である。 頂部において交差する３つの正弦波の上面図である。 図９の正弦波８１の断面図である。 図９の正弦波８３の断面図である。 図９の正弦波８７断面図である。 頂部において交差する５つの正弦波の部分拡大図である。 図１３の正弦波９７の断面図である。 図１３の正弦波９９の断面図である。 図１３の正弦波９１の断面図である。 図１３の正弦波９３の断面図である。 図１３の正弦波９５の断面図である。 平行な正弦波に交差するゴルフボールの４分の１の長さに沿う正弦波の部分拡大図である。 正弦波曲線を持つゴルフボールの他の実施例の赤道側からみた図である。 本発明のゴルフボールの部分拡大図である。 分離したヘリカル正弦波の正弦波を示す図である。 ２つの正弦波はオーバーラップして正弦波曲線表面を画成する他の実施例を示す図である。

符号の説明

２０ ゴルフボール
２１ 内側球体
２２ 正弦波曲線表面
２６、２８ 半球体
４２ 正弦波構造
４５ 最外球体
５０ 頂部
１００ 分割ライン

Claims (3)

1. 複数のオーバーラップする正弦波曲線によって画成される正弦波曲線表面を持つ第１の半球と、
   複数のオーバーラップする正弦波曲線によって画成される正弦波曲線表面を持つ第２の半球を有するゴルフボールであって、
   前記第１の半球及び前記第２の半球は、正弦波形状を持つ分割ラインに沿って互いに連結され、
   ゴルフボールの最外球体の直径が４．２７ｃｍ（１．６８インチ）以上であるゴルフボール。
2. 前記正弦波曲線表面を画成する少なくとも１つの正弦波は他の正弦波とは異なる周波数を持つ、請求項１に記載のゴルフボール。
3. 各正弦波曲線表面はヘリカルの正弦波曲線表面である請求項１に記載のゴルフボール。

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