JP5475586B2 - ゴルフボール及びディンプルの設計方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ゴルフボール及びディンプルの設計方法に関し、詳しくは、飛距離が向上するようにディンプルおよび陸部が表面に形成されたゴルフボール及びこのようなディンプルの設計方法に関する。
ゴルフボールの設計において、ゴルフボールを打った際に大きな飛距離を得るためには、ゴルフボール自体に備わる高反発性と、ゴルフボール表面に配置されたディンプルによる飛行時の空気抵抗の低減が重要であることがよく知られている。通常、ゴルフボールの表面には多数のディンプルが配置されており、ディンプルの表面占有率が高い程、ゴルフボールの空気力学的性能が向上すると考えられている。よって、空気力学的性能の向上を目的として、ディンプルを高密度にゴルフボール表面に配列する方法が種々提案されている。
通常、ゴルフボールのディンプルの設計は、所定の1つ又は複数の形状のディンプルをボール表面に配置するという手法がとられている。しかしながら、このような所定の形状のディンプルを配置する方法では、ディンプルの表面占有率が非常に高くなると、ゴルフボールの表面が球状であるため、ディンプルを均等に配置することが難しくなり、ディンプル間の隙間が広くなったり狭くなったりする箇所が発生し、ディンプル間の隙間が不均一になることが多い。ディンプル間の隙間が不均一であると、ディンプルの表面占有率が高くても、ゴルフボールの空気力学的性能が極度に悪いという可能性がある。
特開2004−105200号公報や特開2004−141467号公報には、ゴルフボールの表面に多数のディンプルを形成するという従来の概念とは全く異なる、ゴルフボールの表面にリッジ状の突起物を形成することが記載されている。このようにリッジ状の突起物を形成することで、従来のディンプルの表面占有率に相当する、突起物のない部分の占有率を容易に高くすることができ、空気力学的性能を向上できることが記載されている。
特開2004−105200号公報 特開2004−141467号公報
本発明は、ディンプルの表面占有率を高くしても、ディンプル間の隙間を均一に維持することができ、よって、空気力学的性能を向上して、より長い飛距離を得ることができるゴルフボール及びディンプルの設計方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、その一態様として、複数のディンプルと、前記複数のディンプルに囲まれた陸部とを備えたゴルフボールであって、前記陸部が、少なくとも3つの頂点を有する略凹多角形の形状を有しており、この略凹多角形の辺が、前記陸部の外側に向かって凸状に湾曲しており、前記陸部が、隣接する少なくとも2つ以上の陸部とそれぞれ実質的に点で接しており、前記陸部の面積が、0.05mm2から16.0mm2の範囲であり、前記複数のディンプルの各表面が、少なくともその外周から中心への方向に向かって、滑らかな曲面であるゴルフボールである。
本発明のこの態様において隣接する2つの陸部は、互いに頂点同士で接することができる。略凹多角形の陸部が有する全ての頂点または一部の頂点で、隣接する陸部と接することができる。前記陸部の外周の長さは、1.6mmから19.4mmの範囲とすることができる。また、前記ディンプルの外周の長さは、3.2mmから38.8mmの範囲とすることができる。前記ディンプルの表面は、その全面を、滑らかな曲面とすることができる。前記ディンプルの1つが、4つ以上の前記陸部と接するように配置することができる。前記ディンプルの1つが、6つ以下の前記陸部と接するように配置することができる。ディンプルの表面占有率は、70%以上とすることが好ましい。また、ディンプルの表面占有率は、80%以上とすることが好ましい。前記陸部の数は、434個から863個の範囲とすることができる。前記陸部は、三角形の内側に接する形状とすることができる。
本発明の別の態様は、ゴルフボール表面の複数のディンプルの設計を行う方法であって、前記複数のディンプルに囲まれた陸部が、少なくとも3つの頂点を有する略凹多角形の形状を有しており、この略凹多角形の辺が、前記陸部の外側に向かって凸状に湾曲しており、前記陸部の面積が、0.05mm 2 から16.0mm 2 の範囲であり、前記陸部が、隣接する少なくとも2つ以上の陸部とそれぞれ実質的に点で接するように、複数の陸部をゴルフボールの表面に配列するステップと、前記複数の陸部を配列するステップを行うことで、ゴルフボール表面に複数のディンプルの設計が行われるステップであって、前記複数のディンプルの表面を、少なくともその外周から中心への方向に向かって、滑らかな曲面とするステップとを含む方法である。
本発明のこの態様において、前記陸部の外周の長さは、1.6mmから19.4mmの範囲とすることができる。また、前記ディンプルの外周の長さは、3.2mmから38.8mmの範囲とすることができる。前記ディンプルの表面は、その全面を、滑らかな曲面とすることができる。前記ディンプルの1つが、4つ以上の前記陸部と接するように配置することができる。前記ディンプルの1つが、6つ以下の前記陸部と接するように配置することができる。ディンプルの表面占有率は、70%以上とすることが好ましい。また、ディンプルの表面占有率は、80%以上とすることが好ましい。前記陸部の数は、434個から863個の範囲とすることができる。前記陸部は、三角形の内側に接する形状とすることができる。
このように本発明によれば、複数のディンプルに囲まれた陸部が、少なくともつの頂点を有する略凹多角形の形状とし、陸部が、隣接する少なくとも2つ以上の陸部とそれぞれ実質的に点で接するようにし、また、陸部の面積を0.05mm2から16.0mm2の範囲とし、複数のディンプルの各表面を、少なくともその外周から中心への方向に向かって、滑らかな曲面とすることで、ディンプルの表面占有率を高くしても、ディンプル間の隙間を均一に維持することができ、よって、空気力学的性能を向上して、より長い飛距離を得ることができるゴルフボール及びディンプルの設計方法を提供することができる。
本発明に係るゴルフボールの一実施の形態を示す図である。 図1に示すゴルフボールの表面の拡大図である。 (a)は、図1に示すゴルフボールの陸部の拡大図であり、(b)は、(a)のB−B線に沿った陸部の断面図である。 本発明に係るゴルフボールにおける陸部の別の例を示す図である。 本発明に係るゴルフボールにおける陸部の更に別の例を示す図である。 本発明に係るゴルフボールの別の実施の形態の表面を示す図である。 本発明に係るゴルフボールの更に別の実施の形態を示す図である。 図7に示すゴルフボールの陸部の拡大図である。 比較例のゴルフボールを示す図である。
以下、添付図面を参照して、本発明に係るゴルフボールの実施の形態について説明するが、本発明は、これら実施の形態に限定されるものではない。
先ず、図1から図3に示す実施の形態について説明する。図1及び図2に示すように、ゴルフボール10の表面には、複数のディンプル14が形成されている。ゴルフボール表面のうち、ディンプルが形成されていない部分を陸部12と呼ぶ。陸部12とディンプル14との境界線13は、陸部12の外周と呼ぶこともあれば、ディンプル14の外周と呼ぶこともある。
この実施の形態では、陸部12の外周13の形状が、3つの頂点11を有する略凹六角形となっている。なお、本明細書において、「凹多角形」とは、内角のうち一つ以上が180度より大きい角からなる多角形をいう。「n角形」とは、n本の辺を有する多角形をいう。「略」凹多角形には、例えば、凹多角形の辺が曲線状のものも含む。また、本明細書において、凹多角形の「頂点」とは、内角が180度より小さい角の端にある点をいう。よって、図2に示す陸部12の略凹六角形は、3つの頂点11を有する。この3つの頂点を有する略凹六角形は、単に、3つの頂点を有する星形と呼ぶこともある。
1つのディンプル14の周りには、6つの陸部12が形成されている。これにより、ディンプル14の外周13の形状が、略十二角形となっている。この略十二角形の頂点間の辺は、直線状ではなく、曲線状になっている。また、1つの陸部12が、3つの陸部12と隣接しており、隣接する陸部12同士は、互いに頂点11の位置において実質的に点で接している。
陸部12の面積は、0.05mm2以上とすることが必要である。一方、陸部12の面積は、16.0mm2以下とすることが必要である。陸部12の面積は、0.5mm2以上が好ましく、0.62mm2以上がより好ましい。また、陸部12の面積は、8.5mm2以下が好ましく、1.65mm2以下がより好ましい。
陸部12の外周13の長さは、1.6mm以上が好ましく、4.0mm以上がより好ましい。また、陸部12の外周13の長さは、19.4mm以下が好ましく、9.9mm以下がより好ましい。
ディンプル14の外周13の長さは、3.2mm以上が好ましく、6.3mm以上がより好ましい。また、ディンプル14の外周13の長さは、38.8mm以下が好ましく、19.8mm以下がより好ましい。ディンプル14の外周13の長さを上記の範囲にすることで、陸部を以上のような設計にすることで、空気力学的な性能を向上することができる。
図3(a)は、この略凹六角形の陸部12の拡大図であり、図3(b)は、B−B線に沿った陸部12の断面図である。図3(b)に示すように、陸部12の表面は、ゴルフボールの球状表面を形成する。ディンプル14の表面は、ゴルフボールの表面にディンプルがないと仮定した仮想球面から窪んでおり、陸部12との境界線13から、ディンプル14の深さが最も深い位置であるディンプル14の中心15へと向かって、滑らかな曲面の形状を有している。
なお、図2に示すように、ディンプル14の表面は、円周方向には、12個の区分に分かれており、各区分においてディンプル14の外周13から中心15に向かって滑らかに湾曲している一方、各区分間には稜線16が形成される。
ディンプル14の深さに関して、本発明は特に限定されるものではないが、最も深い位置である中心15での深さは、例えば、0.05mm以上が好ましく、0.10mm以上がより好ましい。一方、中心15での深さは、0.45mm以下が好ましく、0.35mm以下がより好ましい。
このように、所定の形状を有する陸部12をゴルフボール10表面に配置し、ゴルフボール表面のディンプル14の設計を行うとともに、隣接する陸部12同士が実質的に点で接するように、複数の陸部12を配列することで、ゴルフボール10の仮想の球状表面に占めるディンプル14の表面の割合、すなわち、ディンプル14の表面占有率を高くしても、ディンプル14間の隙間を均一にすることができる。よって、ゴルフボールの空気力学的性能が顕著に向上して、より長い飛距離を得ることができる。また、陸部の形状を変化させることで、ディンプル14の表面占有率を容易に制御することができる。
ディンプルの表面占有率は、70%以上が好ましく、80%以上がより好ましい。ディンプルの表面占有率を70%以上とすることで、空気抵抗を低下させることができる。一方、ディンプルの表面占有率は、99%以下が好ましい。
ゴルフボール表面に形成される陸部12の総数は、434個以上が好ましく、540個以上がより好ましい。一方、陸部12の総数は、864個以下が好ましく、756個以下がより好ましい。陸部12の総数を、このような範囲にすることで、ゴルフボール10表面のディンプル14の表面占有率を上記の好ましい範囲に設計することができる。
ゴルフボール表面に形成されるディンプルの総数は、この陸部の総数および陸部とディンプルの関係に応じて決定される。例えば、陸部の総数が434個の場合、6個の陸部で1個のディンプルを形成すると、ディンプルの総数は218個となる。同様に6個の陸部で1個のディンプルを形成すると、陸部の総数が540個の場合、ディンプルの総数は272個となり、陸部の総数が756個の場合、ディンプルの総数は380個となり、陸部の総数が864個の場合、ディンプルの総数は434個となる。
なお、図1から図3に示す陸部12の形状は、凹多角形の辺が、陸部の外側に向かって凸状に小さく湾曲させた星形としたが、他の実施の形態として、図4に示すように、陸部12aの形状は、凹多角形の辺を、陸部の内側に向かって凹状に湾曲させた星形とすることもできる。また、図5に示すように、陸部12bの形状は、凹多角形の辺を、陸部の外側に向かって凸状に大きく湾曲させた形状とすることもできる。後者の場合、陸部12bの形状は、星形よりも、三つ葉のクローバ形と呼ぶ方がふさわしいであろう。
また、図1から図5には、陸部の形状が、3つの頂点を有する略凹六角形である例を示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、陸部の形状は、例えば、4つの頂点を有する略凹八角形や、5つの頂点を有する略凹十角形などのn個の頂点を有する略凹n×2角形(nは3以上の自然数)とすることができる。
さらに、図1から図5には、ゴルフボール表面に形成される陸部およびディンプルがそれぞれ全て同一形状とする例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の形状の陸部を用いたり、複数の形状のディンプルが形成されるようすることもできる。例えば、図6に、3種類の形状の陸部を用いてディンプルを形成したゴルフボールの表面を示す。
図6に示すように、この実施の形態では、5つの頂点を有する略凹十角形の第1の陸部52と、4つの頂点を有する略凹八角形の第2の陸部53と、3つの頂点を有する略凹六角形の第3の陸部54が形成されている。第1、第2および第3の陸部52、53、54は、それぞれ有する頂点の数と同じ個数の陸部と隣接している。隣接する陸部52、53、54同士は、互いに頂点51の位置において実質的に点で接している。
また、1つのディンプル56の周りには、4つの陸部52、53、54が形成されている。これにより、ディンプル56の外周55の形状が、略八角形となっている。略八角形の形状は、全て同じではなく、大小の違いや、細長く歪んだりと、複数の変形した略八角形のディンプル56が形成されている。いずれの略八角形のディンプル56も、外周55から深さが最も深い位置である中心57へと向かって、滑らかな曲面の形状を有している。また、ディンプル56の表面は、円周方向に8個の区分に分かれており、各区分間には稜線58が形成される。
このように複数の形状の陸部52、53、54を用いて、複数の形状のディンプル56を形成しても、ゴルフボール全体から見てディンプル56間の隙間を均一にすることができ、ディンプル56の表面占有率を容易に制御することができる。
陸部の形状としては、複数の頂点を有する略凹多角形を採用すると、陸部の配置、ディンプルの設計、およびディンプルの表面占有率の制御が容易であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、陸部の形状が、少なくとも1つの頂点を有する図形であれば、隣接する少なくとも2つ以上の陸部とそれぞれ実質的に点で接するように多数の陸部を配置して、ディンプル間の隙間を容易に均一にすることができる。
例えば、図7に示す実施の形態では、ゴルフボール20の表面にハート形の陸部22を形成している。ハート形の陸部22は、1つの頂点21を有していることから、この頂点21を、隣接するハート形の陸部22の頂点以外の外周23に、実質的に点で接するように配置していくことで、1つの陸部が、隣接する少なくとも2つの陸部とはそれぞれ実質的に点で接することとなる。
本実施の形態では、1つのディンプル24の周りには、6つのハート形の陸部22が形成されている。また、1つのハート形の陸部22は、3つのハート形の陸部22と隣接している。よって、頂点21ではない陸部の外周23の位置において、隣接するハート形の陸部22同士が、実質的に点で接している。
このような陸部の配置により、ハート形の陸部22に囲まれたディンプルは、通常、非円形ディンプル24となるが、ハート形の湾曲部分を上手く利用することで、円形ディンプル25を形成することもできる。このように、本発明に係るゴルフボールの表面に形成されるディンプルは、非円形ディンプルに限られず、円形ディンプルも含むことができる。
陸部22の形状を、このようなハート形などの少なくとも1つの頂点を有する図形にする場合は、図8に示すように、三角形28の内側に接する形状とすることが好ましい。このように陸部22の形状を、三角形28に内接する図形とすることで、球状であるゴルフボール表面に、陸部およびディンプルを容易にシンメトリックに配置、設計することができ、ディンプルの表面占有率も容易に制御することができる。
陸部22の形状がこのようなハート形などの図形の場合も、陸部22の面積は、略凹多角形の場合と同様に、0.6mm2から16.0mm2の範囲内にする必要がある。陸部22の面積は、0.5mm2以上が好ましく、0.62mm2以上がより好ましい。また、陸部22の面積は、8.5mm2以下が好ましく、1.65mm2以下がより好ましい。
陸部22の外周23の長さは、略凹多角形の場合と同様に、1.6mm以上が好ましく、4.0mm以上がより好ましい。また、陸部12の外周13の長さは、19.4mm以下が好ましく、9.9mm以下がより好ましい。
ディンプル24の外周23の長さは、略凹多角形の場合と同様に、3.2mm以上が好ましく、6.3mm以上がより好ましい。また、ディンプル24の外周23の長さは、38.8mm以下が好ましく、19.8mm以下がより好ましい。
陸部22の形状がハート形などの図形の場合も、ディンプル24の表面は、陸部22との境界線23から、ディンプルの深さが最も深い位置であるディンプル24の中心へと向かって、滑らかな曲面の形状を有している。ディンプル24の深さも、略凹多角形の場合と同様に、最も深い位置で、0.05mm以上が好ましく、0.10mm以上がより好ましい。0.45mm以下が好ましく、0.35mm以下がより好ましい。
ゴルフボールの構造は、ワンピースボールであっても、2ピース以上のマルチピースのゴルフボールであっても良い。特に、低スピン化されたマルチピースのゴルフボールに対して、本発明のディンプルをより効果的に用いることができる。ウッドクラブ#1(ドライバー)などの長飛距離用のゴルフクラブで打球した場合に、飛距離を長くし、風に強くし、ランが長いボールを得るには、打球の揚力と抗力のバランスが適切である。この打球の揚力と抗力のバランスは、ゴルフボールの構造や使用材料と共に、特に、使用される陸部の形状、面積および総数、並びにディンプルの表面占有率等に依存する。
本発明に係るゴルフボールは金型により製造することができる。このような金型の作成には、3DCAD又はCAMを使用し、反転用マスター型に、全表面形状を直接的に3次元で削りだす手法や、又は成型用金型のキャビティ部を直接3次元で削りだす手法を用いることができる。金型のパーティングラインがゴルフボール表面の陸部を通るように金型を設計することによって、仕上げ加工(トリミング)を容易にすることができる。また、ゴルフボールの球面に陸部を偏りなく展開するには、20面体、12面体、8面体などの多面体、3回対称、5回対称などの配置手法を利用することが好ましい。
図1に示す実施の形態のゴルフボールについて、そのディンプルの表面占有率を計算した。3つの頂点を有する略六多角形の陸部は、平均面積を0.94mm2、平均外周を7.0mmとした。陸部の総数は648個とした。その結果、ディンプルの表面占有率は89.5%となった。
また、陸部を図4および図5に示す形状にしたゴルフボールについて、そのディンプルの表面占有率を計算した。図4の陸部は、平均面積を0.53mm2、平均外周を6.6mmとした。陸部の総数は648個とした。その結果、ディンプルの表面占有率は94%となった。図5の陸部は、平均面積を1.42mm2、平均外周を7.5mmとした。陸部の総数は648個とした。その結果、ディンプルの表面占有率は84%となった。
図7に示す実施の形態のゴルフボールでは、ハート形の陸部の平均面積を1.98mm2、平均外周を8.0mm、数を648個とした。その結果、ディンプルの表面占有率は77.6%となった。
一方、比較のため、図9に示す従来の円形ディンプルのみのゴルフボールについて、そのディンプルの表面占有率を計算した。円形ディンプルの総数は398個とした。その結果、ディンプルの表面占有率は74.5%となった。
図1、図7及び図9の各ゴルフボールを、初速66mm/s、打ち出し角10.5度、バックスピン2700rpmの条件で、ドライバーで打った際の飛距離を測定した。その結果を表1に示す。
Figure 0005475586
表1に示すように、表面占有率が約85%と高くした図1の星形の陸部を有するゴルフボールは、図9に示す円形ディンプルで表面占有率が約75%の従来のゴルフボールと比べて、ゴルフボールの飛距離がキャリーおよびトータルの両方で約1m伸びた。また、表面占有率が約78%である図7のハート形の陸部を有するゴルフボールは、図9の従来のゴルフボールに対して、表面占有率が3%高いだけで、飛距離がキャリーで約2m、トータルで約1m伸びた。
10 ゴルフボール
11 陸部の頂点
12 陸部(星型)
13 境界線(陸部の外周、ディンプルの外周)
14 ディンプル
15 ディンプルの中心
16 ディンプル内の稜線
20 ゴルフボール
21 陸部の頂点
22 陸部(ハート形)
23 境界線
24 非円形ディンプル
25 円形ディンプル
28 陸部が内接する仮想三角形
51 陸部の頂点
52 第1の陸部(5つの頂点を有する星形)
53 第2の陸部(4つの頂点を有する星形)
54 第3の陸部(3つの頂点を有する星形)
55 境界線
56 ディンプル
57 ディンプルの中心
58 ディンプル内の稜線
60 比較例のゴルフボール

Claims (17)

  1. 複数のディンプルと、前記複数のディンプルに囲まれた陸部とを備えたゴルフボールであって、前記陸部が、少なくとも3つの頂点を有する略凹多角形の形状を有しており、この略凹多角形の辺が、前記陸部の外側に向かって凸状に湾曲しており、前記陸部が、隣接する少なくとも2つ以上の陸部とそれぞれ実質的に点で接しており、前記陸部の面積が、0.05mm2から16.0mm2の範囲であり、前記複数のディンプルの各表面が、少なくともその外周から中心への方向に向かって、滑らかな曲面であるゴルフボール。
  2. 前記陸部の外周の長さが、1.6mmから19.4mmの範囲である請求項に記載のゴルフボール。
  3. 前記ディンプルの外周の長さが、3.2mmから38.8mmの範囲である請求項に記載のゴルフボール。
  4. 前記ディンプルの1つが、4つ以上の前記陸部と接している請求項に記載のゴルフボール。
  5. 前記ディンプルの1つが、6つ以下の前記陸部と接している請求項に記載のゴルフボール。
  6. ディンプルの表面占有率が70%以上である請求項に記載のゴルフボール。
  7. ディンプルの表面占有率が80%以上である請求項に記載のゴルフボール。
  8. 前記陸部の数が434個から863個の範囲である請求項に記載のゴルフボール。
  9. 前記陸部が、三角形の内側に接する形状を有している請求項1に記載のゴルフボール。
  10. ゴルフボール表面の複数のディンプルの設計を行う方法であって、
    前記複数のディンプルに囲まれた陸部が、少なくとも3つの頂点を有する略凹多角形の形状を有しており、この略凹多角形の辺が、前記陸部の外側に向かって凸状に湾曲しており、前記陸部の面積が、0.05mm 2 から16.0mm 2 の範囲であり、前記陸部が、隣接する少なくとも2つ以上の陸部とそれぞれ実質的に点で接するように、複数の陸部をゴルフボールの表面に配列するステップと、
    前記複数の陸部を配列するステップを行うことで、ゴルフボール表面に複数のディンプルの設計が行われるステップであって、前記複数のディンプルの表面を、少なくともその外周から中心への方向に向かって、滑らかな曲面とするステップと
    を含む方法。
  11. 前記陸部の外周の長さが、1.6mmから19.4mmの範囲である請求項10に記載の方法。
  12. 前記ディンプルの外周の長さが、3.2mmから38.8mmの範囲である請求項10に記載の方法。
  13. 前記ディンプルの1つが、4つ以上の前記陸部と接している請求項10に記載の方法。
  14. 前記ディンプルの1つが、6つ以下の前記陸部と接している請求項10に記載の方法。
  15. ディンプルの表面占有率が70%以上である請求項10に記載の方法。
  16. 前記陸部の数が434個から863個の範囲である請求項10に記載の方法。
  17. 前記陸部が、三角形の内側に接する形状を有している請求項10に記載の方法。
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