(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアを２層構造カバーで被覆してなるゴルフボールの外カバーおよび内カバーの厚みを測定するに当たり、超音波発振子および反射波の受信器をそれぞれ具備する５個のセンサであって、ゴルフボールに対して９０°間隔で横向きに配置されている４個の横向きセンサと上向きに配置されている１個の縦向きセンサとを用い、超音波発振子とゴルフボールとの間に液体を介在させた状態で超音波発振子からゴルフボールに周波数７〜１３ＭＨｚの第１超音波を発信し、該第１超音波のゴルフボール表面での反射、またはゴルフボール表面での反射および外カバー底面での反射を検出するとともに、同状態で超音波発振子からゴルフボールに周波数２〜８ＭＨｚで第１超音波より周波数が低い第２超音波を発信し、該第２超音波の外カバー底面での反射および内カバー底面での反射、または内カバー底面での反射を検出し、それらの結果に基づいて外カバーおよび内カバーの厚みを特定することを特徴とするゴルフボールのカバーの厚み測定方法。
【請求項２】
コアを複数層構造カバーで被覆してなるゴルフボールの各カバー層の厚みを測定する装置であって、
内部に液体が注入された液体容器と、
ゴルフボールの一部または全部が液体容器内の液体中に浸漬するように該ゴルフボールを保持するゴルフボール保持手段と、
超音波発振子および反射波の受信器をそれぞれ具備する５個のセンサであって、ゴルフボールに対して９０°間隔で横向きに配置されている４個の横向きセンサと上向きに配置されている１個の縦向きセンサとを有し、超音波発振子からゴルフボール保持手段に保持されたゴルフボールに互いに周波数が異なる複数の超音波をそれぞれ発信するとともに、各超音波のゴルフボール表面での反射および／または各カバー層底面での反射を検出し、それらの結果に基づいて複数層構造カバーの各カバー層の厚みを特定する超音波厚み計と
を具備することを特徴とするゴルフボールのカバーの厚み測定装置。
【請求項３】
前記ゴルフボールは、コアを２層構造カバーで被覆してなるゴルフボールであり、
前記超音波厚み計は、超音波発振子からゴルフボールに周波数７〜１３ＭＨｚの第１超音波を発信し、該第１超音波のゴルフボール表面での反射、またはゴルフボール表面での反射および外カバー底面での反射を検出するとともに、同状態で超音波発振子からゴルフボールに周波数２〜８ＭＨｚで第１超音波より周波数が低い第２超音波を発信し、該第２超音波の外カバー底面での反射および内カバー底面での反射、または内カバー底面での反射を検出し、それらの結果に基づいて外カバーおよび内カバーの厚みを特定する請求項２に記載のゴルフボールのカバーの厚み測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフボールのカバーの厚みを超音波を用いて測定する方法および装置に関し、さらに詳述すると、複数層構造カバーの各カバー層の厚みを測定するのに適した方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフボールの製造において、成形条件を検討し決定する場合などには、成形後のゴルフボールのカバーの厚みを測定する必要が生じる。この場合、カバーの厚みの最も直接的な測定法としては、成形後のゴルフボールを切断してカバーの厚みを測定する方法がある。
【０００３】
また、ゴルフボールを切断することなく、超音波を用いてゴルフボールのカバーの厚みを測定する装置として、図４に示す測定装置が提案されている（特開平１１−３７７４３号）。図４の装置において、５２は内部に液体（水道水）５４が注入された液体容器を示す。この液体容器５２の底部中央には取付孔５６が形成されており、この取付孔５６に超音波厚み計５８が液密に挿入、固定され、これにより液体容器５２の底部に超音波厚み計５８が装着されている。超音波厚み計５８は、上方に向けて超音波を発信する超音波発振子６０と、超音波の反射波を受信する受信器（図示せず）と、オシロスコープ（図示せず）と、超音波の反射波の検出結果に基づいて測定対象の厚みを演算する演算部とを備えている。
【０００４】
また、図４の装置において、６２は液体容器５２の上方に配設されたゴルフボール保持手段を示す。このゴルフボール保持手段６２は、内径がゴルフボール６４の直径よりやや小さい円形孔６６を板材６８に穿設したもので、上記円形孔６６内に上方からゴルフボール６４を挿入することにより、ゴルフボール６４の下部が液体容器５２内の液体５４中に浸漬するように該ゴルフボール６４を保持するものであり、これにより超音波発振子６０とゴルフボール６４との間に液体５４が介在した状態を得ることができる。この場合、円形孔６６の中心は液体容器５２の取付孔５６の中心の真上に位置しており、これにより超音波発振子６０が真上に向けて発信した超音波がゴルフボール６４の中心を通るようになっている。なお、図４に示すゴルフボール６４は、ゴム製のソリッドコア７０をプラスチック製のカバー７２で被覆してなるツーピースボールである。
【０００５】
図４の装置において、超音波厚み計５８を用いてゴルフボールのカバー７２の厚みを測定する場合、ゴルフボール保持手段６２に保持されたゴルフボール６４に超音波発振子６０から超音波を発信するとともに、この超音波のゴルフボール６４の表面での反射、およびソリッドコア７０とカバー７２の境界での反射を検出し、その結果に基づいてカバーの厚みを特定する。すなわち、図５はオシロスコープによる測定記録の一例を示すオシログラムである。このオシログラムにおいては、図４における超音波発振子６０の中心とゴルフボール６４の中心とを結ぶ軸線７４上におけるゴルフボール６４と液体５４との境界位置Ａ、およびゴルフボール６４内のソリッドコア７０とカバー７２との境界位置Ｂでの超音波の反射が、時間（ｍｓ）に対する電圧（Ｖ）の波形の変化として記録されている。図５において、波形のピークｔAは図４における位置Ａ、ピークｔBは位置Ｂでの反射を示す。
【０００６】
前記検出結果からカバー７２の厚みを求めるには、例えば、位置Ａでの反射と位置Ｂでの反射との間の時間ｎを求め、この時間ｎを用いて厚みを算出する手法を採ることができる。この場合、時間ｎを用いてカバー７２の厚みを算出する方法としては、例えば、カバー７２と同じ材料からなる厚み既知のサンプルを用いて同様の測定を行い、その測定結果と時間ｎとを用いてカバー７２の厚みを求める方法がある。例えば、カバー７２と同じ材料からなる厚みｘ（ｍｍ）が既知のサンプルを準備し、このサンプルを図４に示した装置の液体容器５２内の液体５４中に浸漬し、前記と同様にして、超音波発振子６０からサンプルに超音波を発信するとともに、超音波のサンプルの下面位置での反射と上面位置での反射との間の時間ｍを求める。そして、ゴルフボール６４のカバー７２の厚みＹは、下記式
Ｙ（ｍｍ）＝Ｘ（ｍｍ）×（ｎ／ｍ）
により求めることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した装置を用いて超音波によってゴルフボールカバーの厚みを測定する方法は、ツーピースゴルフボールにおける単層カバーの厚み測定、すなわち大部分の領域を占めるゴム質のソリッドコアに被覆された単一の樹脂カバーの厚み測定には適している。
【０００８】
しかし、前記方法は、ゴルフボールの複数層構造カバーの各カバー層の厚みを測定するのには必ずしも適していなかった。例えば、ゴム質のソリッドコアを物性が異なる２層の樹脂カバーによって被覆したマルチピースゴルフボールは、高性能ゴルフボールとして広く使用されるようになっているが、このようなマルチピースゴルフボールの各カバー層の厚みを前記方法で測定する場合、超音波が各カバー層を通過するときの超音波の減衰が大きく、そのため外カバー底面や内カバー底面での超音波の反射をうまく検出できないことがあった。このような超音波の減衰は、超音波がウレタン樹脂からなるカバー層を通過するときに特に顕著であった。
【０００９】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、ゴルフボールのカバーの厚みを超音波を用いて測定する方法および装置であって、複数層構造カバーの各カバー層の厚みを測定するのに適した方法および装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、下記（１）〜（３）に示すゴルフボールのカバーの厚み測定方法および装置を提供する。
【００１１】
（１）コアを２層構造カバーで被覆してなるゴルフボールの外カバーおよび内カバーの厚みを測定するに当たり、超音波発振子および反射波の受信器をそれぞれ具備する５個のセンサであって、ゴルフボールに対して９０°間隔で横向きに配置されている４個の横向きセンサと上向きに配置されている１個の縦向きセンサとを用い、超音波発振子とゴルフボールとの間に液体を介在させた状態で超音波発振子からゴルフボールに周波数７〜１３ＭＨｚの第１超音波を発信し、該第１超音波のゴルフボール表面での反射、またはゴルフボール表面での反射および外カバー底面での反射を検出するとともに、同状態で超音波発振子からゴルフボールに周波数２〜８ＭＨｚで第１超音波より周波数が低い第２超音波を発信し、該第２超音波の外カバー底面での反射および内カバー底面での反射、または内カバー底面での反射を検出し、それらの結果に基づいて外カバーおよび内カバーの厚みを特定することを特徴とするゴルフボールのカバーの厚み測定方法。
【００１２】
（２）コアを複数層構造カバーで被覆してなるゴルフボールの各カバー層の厚みを測定する装置であって、
内部に液体が注入された液体容器と、
ゴルフボールの一部または全部が液体容器内の液体中に浸漬するように該ゴルフボールを保持するゴルフボール保持手段と、
超音波発振子および反射波の受信器をそれぞれ具備する５個のセンサであって、ゴルフボールに対して９０°間隔で横向きに配置されている４個の横向きセンサと上向きに配置されている１個の縦向きセンサとを有し、超音波発振子からゴルフボール保持手段に保持されたゴルフボールに互いに周波数が異なる複数の超音波をそれぞれ発信するとともに、各超音波のゴルフボール表面での反射および／または各カバー層底面での反射を検出し、それらの結果に基づいて複数層構造カバーの各カバー層の厚みを特定する超音波厚み計と
を具備することを特徴とするゴルフボールのカバーの厚み測定装置。
【００１３】
（３）前記ゴルフボールは、コアを２層構造カバーで被覆してなるゴルフボールであり、
前記超音波厚み計は、超音波発振子からゴルフボールに周波数７〜１３ＭＨｚの第１超音波を発信し、該第１超音波のゴルフボール表面での反射、またはゴルフボール表面での反射および外カバー底面での反射を検出するとともに、同状態で超音波発振子からゴルフボールに周波数２〜８ＭＨｚで第１超音波より周波数が低い第２超音波を発信し、該第２超音波の外カバー底面での反射および内カバー底面での反射、または内カバー底面での反射を検出し、それらの結果に基づいて外カバーおよび内カバーの厚みを特定する（２）のゴルフボールのカバーの厚み測定装置。
【００１４】
超音波は、周波数が低いほど各カバー層を通過するときの減衰が小さい。本発明では、互いに周波数が異なる複数の超音波、すなわち少なくとも周波数が高い超音波および周波数が低い超音波の２種の超音波をゴルフボールに発信するので、周波数が高い超音波がカバー層を通過するときに大きく減衰し、カバー層底面での反射をうまく検出できない場合でも、周波数が低い超音波の上記カバー層底面での反射を検出することができる。したがって、本発明によれば、各カバー層底面での超音波の反射を検出して、各カバー層の厚みを測定することができる。
【００１５】
本発明方法において、超音波発振子からゴルフボールに超音波を発信するとともに、超音波のゴルフボール表面での反射および／または各カバー層底面での反射を検出し、それらの結果に基づいて複数層構造カバーの各カバー層の厚みを特定する手段としては、例えば、超音波厚み計を用いる手段が挙げられる。超音波厚み計とは、超音波を被測定物に発信し、その超音波の被測定物における反射波を検出して被測定物の厚みや被測定物を構成する層の厚みを測定する装置である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るゴルフボールのカバーの厚み測定装置の一実施形態を示す配置図、図２および図３は図１の装置を用いて記録された超音波の波形図である。図１の装置は、液体（水道水）２が満たされた容器４内に第１保持手段６、第２保持手段８、第３保持手段１０を備え、第１保持手段６に超音波発振子および反射波の受信器をそれぞれ具備する第１センサ１２と第２センサ１４が互い向かい合って横向きに取り付けられているとともに、第２保持手段に同種の第３センサ１６が上向きに取り付けられている。第３保持手段１０は、第１保持手段６から水平に延びる一対のアーム１８の先端部に取り付けられており、この第３保持手段１０の中心部にはゴルフボールを保持するための貫通孔２０が形成され、この貫通孔２０にゴルフボール２２がセットされている。
【００１７】
なお、超音波発振子とゴルフボールとの間に介在させる液体は、超音波発振子とゴルフボールとの間に空気の層が存在しないようにするためのものであるから、この目的を達成できるものであればその種類に限定はない。具体的には、超音波発振子とゴルフボールとの間に介在させる液体としては、例えば、水道水等の水や、エチルアルコール等のアルコール類などを好適に使用することができる。
【００１８】
本例のゴルフボール２２は、中心部にゴム質のソリッドコア２４を有し、このコア２４にアイオノマー樹脂からなる薄肉の内カバー２６、およびウレタン樹脂からなる薄肉の外カバー２８が被覆されている。また、前記各センサはそれぞれゴルフボール２２の中心を向いている。なお、図示していないが、本装置では横向きセンサ（第１および第２センサを含む）は９０°間隔で４個、縦向きセンサ（第３センサ）は１個配置されており、したがって本装置は実際には計５個のセンサを備えている。この場合、センサの超音波発振子は周波数２〜１５ＭＨｚをカバーする発振能力を有する。また、超音波発振子の焦点距離は１２．７〜２５．４ｍｍ（０．５〜１．０インチ）の範囲であることが望ましい。
【００１９】
上記各センサは、コネクター３０を介してチャンネルセレクター３２、超音波厚み計３４、スイッチボックス３６およびコンピューター３８と電気的に接続されている。スイッチボックス３６は、ゴルフボールカバーの厚みを測定するに当たって、センサ（チャンネル）の選択や切替を人為的または自動的順送りで行う。チャンネルセレクター３２は、センサの数に応じ、予め設定したセンサ順に測定するようプログラム化しておき、自動測定を行うための測定位置切替装置である。コンピューター３８は、測定したカバー厚みのデータを蓄積し、統計的データ処理を行うための手段である。
【００２０】
超音波厚み計３４は、チャンネルセレクター３２を通じセンサから超音波の印加パルスＥを発振し、ボールの外カバー表面での反射波またはパルスＳ、外カバー底面での反射波またはパルスＢ１、および内カバー底面での反射波またはパルスＢ２を受信、記録し、モニタに表示する（図２、図３参照）。なお、モニタは超音波厚み計３４に備えられている。この場合、超音波の周波数は２．０〜１５．０ＭＨｚの範囲が適当であり、特に第１超音波の周波数は７〜１３ＭＨｚ、第２超音波の周波数は２〜８ＭＨｚの範囲が好適である。また印加パルスＥの周期は１．５〜２．５の範囲が好ましい。
【００２１】
図２は、周波数１０ＭＨｚの超音波（第１超音波）をゲイン３０ｄＢで発振し、記録された波形である。この条件では、カバーを通る際の超音波の減衰が大きく、特にパルスＢ２が不明確になっている。そのため、発振する超音波をより周波数が低い第２超音波（例えば周波数５ＭＨｚの超音波）に変え、得られた波形を図３に示す。図３は合成図であり、各カバー底面でのパルスの波形を明確にするため、パルスＢ１のゲインを６４ｄＢに、パルスＢ２のゲインを７５ｄＢにそれぞれ増幅して示している。
【００２２】
図３において、時間ｔ0は超音波が発振されてから外カバー表面に反射して受信されるまでの時間、すなわち液体中の往復に要した時間を示し、同様にｔ1は外カバー内の超音波往復時間、ｔ2は同じく内カバー内の往復時間をそれぞれ示す。したがって、ｔ1／２およびｔ2／２がそれぞれ外カバーおよび内カバーを一方に横切った時間である。また、外カバーおよび内カバーに使用した材料中の音速（速度）を測定しておき、これらの音速の値にｔ1／２およびｔ2／２を乗じた値が各カバー層の厚みである。
【００２３】
本装置によるゴルフボールのカバーの厚み測定は、例えば以下のように行う。
図１に示すように容器中に液体として例えば水道水を入れ、第１〜第３保持手段にゴルフボールおよび５個のセンサ（横向き４個、上向き１個）を液中に浸漬させた状態でセットする。この場合、各センサの焦点距離（発振・受信機とゴルフボール表面との間の距離）は、例えば１７ｍｍとする。続いて図１に示す各機器間を電気的に接続する。
【００２４】
センサに対し測定条件を設定する。すなわち、例えば次のデータを入力する。
・外カバー測定用第１超音波の周波数、ゲイン、パルス幅（図示の例ではそれぞれ１０ＭＨｚ、３０ｄＢ、０．２５μｓ）
・内カバー測定用第２超音波の周波数、ゲイン、パルス幅（図示の例ではそれぞれ５ＭＨｚ、７５ｄＢ、０．５０μｓ）
・水温（２０℃）
・外カバーに使用した材料中の音速（１．８３４ｋｍ／ｓ）
・内カバーに使用した材料中の音速（１．８８５ｋｍ／ｓ）
【００２５】
なお、パルスＥの幅μｓ（図２、図３参照）は、カバー材料中の音速、パルスの適用周期、およびカバー厚みの影響を受け、幅μｓが大きすぎると記録された反射パルスＳとＢ１、Ｂ１とＢ２が重なってカバー厚みを測定することができない。そこで、ゴルフボール材料中の音速は１．７〜２．０ｍｍ／μｓ程度であるので、パルス幅がどの程度のカバーの厚みに相当するかを計算すると表１のようになる。
【００２６】
【表１】
0004545351.tif 000002
【００２７】
表１より、厚みが約０．５ｍｍのカバーの厚みを測定しようとする場合、周波数が５．０ＭＨｚの時はパルス幅は０．５０μｓであり、記録反射パルスが重なってしまい、時間ｔ1またはｔ2が測定できず、カバー厚みを測定することができない。そのため、より高い周波数、例えば７．５ＭＨｚ（パルス幅０．３３μｓ）を選ぶ必要が生じる。すなわち、例えば表１の「音速２．０の時」欄に示す「相当カバー厚み」はパルス幅に対応し、測定可能なカバーの最小厚みを意味する。
【００２８】
測定では、チャンネル（センサ）毎の測定か、チャンネル１〜５で順次自動測定するかを決め、スイッチボックスに入力する。自動測定をセットした場合、超音波厚み計を通じ前述した予め設定した条件で第１超音波（印加パルス）を発振し反射パルスＳ、Ｂ１を受信する。次いで第２超音波に変換し、同様にパルスを発振し反射パルスＢ２を受信する。その結果、図３に示す波形が厚み計のモニタに表示される。
【００２９】
図３の波形上の時間ｔ1／２およびｔ2／２に、予め入力しておいた外カバー、内カバーに使用した材料中の音速をそれぞれ乗じ、各カバーの厚みが算出される。モニタ上には外カバーおよび内カバーの厚みがチャンネル毎に表示され、併せて最大、最小および平均の各厚みが外カバー、内カバー毎に表示される。超音波厚み計で測定された上記データはコンピュータに送られ、統計処理が行われる。
この場合、上述した一連の処理はプログラム化され、全チャンネルを通じ自動測定を行うときは、プログラムに沿ってチャンネルセレクターによってチャンネルの自動切替が行われる。
【００３０】
なお、本例では２層構造カバーの外カバーおよび内カバーの厚みを測定する場合について述べたが、３層以上の構造のカバーの各カバー層の厚みも同様にして測定することができる。３層以上の構造のカバーの各カバー層の厚みを測定する場合は、互いに周波数が異なる３種類以上の超音波を使用してもよい。また、本例ではカバーに使用した材料中の音速を用いてカバーの厚みを算出したが、従来技術で述べた方法で算出してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、コアを複数層構造カバーで被覆してなるゴルフボールの各カバー層の厚みを超音波を用いて測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るゴルフボールのカバーの厚み測定装置の一実施形態を示す配置図である。
【図２】図１の装置を用いて記録された超音波の波形図の一例である。
【図３】図１の装置を用いて記録された超音波の波形図の一例である。
【図４】超音波を用いてゴルフボールのカバーの厚みを測定する装置の一例を示す概略断面図である。
【図５】図４の装置のオシロスコープによる測定記録の一例を示すオシログラムである。
【符号の説明】
２  液体
４  容器
１２  第１センサ
１４  第２センサ
１６  第３センサ
２２  ゴルフボール
２４  ソリッドコア
２６  内カバー
２８  外カバー
３０  コネクター
３２  チャンネルセレクター
３４  超音波厚み計
３６  スイッチボックス
３８  コンピューター
【図１】
0004545351.tif 000003
【図２】
0004545351.tif 000004
【図３】
0004545351.tif 000005
【図４】
0004545351.tif 000006
【図５】
0004545351.tif 000007