(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴルフボール用の交換可能な金型キャビティインサートを製造する方法であって、
ゴルフボール用の所定のディンプルパターンを有し金型の第１のプレートに取り付けられた原型に、金属殻を配置し、
上記金型の第２のプレートに取り付けられたくぼみにプラスティック成形材料を入れ、
上記くぼみに上記原型を合わせ、
上記プラスティック成形材料を成形し、上記ゴルフボールの逆ディンプルパターンを有したプラスティックインサートを形成することを含み、これにより、ゴルフボールのディンプルパターンを備えた金属層を有するプラスティックインサートを形成する、方法。
【請求項２】
ゴルフボール用の交換可能な金型キャビティインサートを製造する方法であって、
金型の第１のプレートに取り付けられ、ゴルフボール用の所定のディンプルパターンを有する原型を、設置し、
上記金型の第２のプレートに取り付けられたくぼみにプラスティック成形材料を入れ、
上記くぼみに上記原型を合わせ、
上記ゴルフボールの逆ディンプルパターンを有したプラスティックインサートを形成するため、上記プラスティック成形材料を成形し、
上記プラスティックインサートの上記逆ディンプルパターンに整合する逆ディンプルパターンを備えた金属層を製作し、
上記プラスティックインサートの凹面に上記金属層を配置することを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［技術分野］
本発明は、種々の成形アプリケーションに於いて使用できると共に、適切で経済性のある金型キャビティの互換性と同様に精密な金型の複製度を要求するアプリケーションに特に適した、金型キャビティと、ポリマー、金属、及びそれらの組み合わせからなる金型キャビティインサートとに関し、より具体的は、本発明は、ゴルフボール製造用の金型キャビティ及び金型キャビティインサートに関する。
【０００２】
［背景技術］
金型キャビティは、ゴルフボールのディンプルの付いたカバー部位を製造するために使用される。本発明までは、ゴルフボールのディンプルの付いたカバー部位を作成する金型キャビティは、金属よりなっていた。ゴルフボール上のディンプルの形状、寸法、及びパターンは、風洞試験、及びロボット及びゴルファーを使った性能試験によって示されているように、ゴルフボールの空気力学的性能に顕著に寄与する。このため、ゴルフボール製造者は、ゴルフボールの性能を増強する設計に到達するため、新しい異なるディンプルパターン、形状、大きさの品種を用いて慣行的に試験をする。所望の空気力学的性能特性を達成することは、与えられたゴルフボールに対してディンプル全体にわたり一定の幾何的配置及び寸法を製造することに注意を払いつつ、寸法、形状、パターンを首尾一貫して製造する能力を必要とする。結果として、ゴルフボール産業に於いて、精緻で新規なディンプル形状及びパターンを、ばらつきのない高精度で且つ信頼性のある態様でかかる設計を複製できる能力により、製造せんとする要求がある。ゴルフボールは、金型キャビティからディンプルを付与されるので、ゴルフボールに形成されたディンプルの完全性及び特性は、ディンプルが形成される金型キャビティの精度に依存する。
【０００３】
正確で良好に形成されたゴルフボール金型キャビティがゴルフボールを製造するために入手できることは重要である一方で、ゴルフボール製造業者が、必然的に製造の際に使用される金型キャビティを迅速に形成する能力が要求される、新しい異なるディンプルパターン及び特徴をもつゴルフボールを迅速に試験し評価する能力を有していることも望ましい。
【０００４】
異なるディンプルパターンを迅速に製造するのに加え、ゴルフボール製造業者は、同時に数多くのディンプルパターンを評価すること望むだろう。これは、製造の際に使用される金型キャビティが迅速に形成されるだけでなく、金型キャビティが経済的な態様で形成されることをも要求する。更に、製造するのにより安価であり適宜交換可能若しくは互換性のある金型キャビティによって、販売用の大規模なゴルフボール製造と同様に試験用のゴルフボール試作品の製造における、より一層の柔軟性と改善されたコスト管理とが可能となる。
【０００５】
一般的には、ゴルフボールのディンプルカバー部位は、射出成形、圧縮成形、若しくは注型のような成形方法を使用して作成される。通常的に、上側の型半分と下側の型半分であり、金属から形成され逆向きにディンプル付けされた半球形の金型キャビティを有した、２つの対向した成形半型が使用される。各成形半型は、仕上がったゴルフボールの大きさのおよそ半分である。ゴルフボール製造用の逆向きにディンプル付けされた金型キャビティを、一般的にはステンレス鋼である金属から作成することは、この業界の標準である。ステンレス鋼のようなより硬質な金属は、主にその耐久性、機械的強度、及び高温・高圧に変形することなく耐える能力ゆえに、選択されている。２つの成形半型が合わせられたとき、そこで成形されるゴルフボールに生成されることになるディンプルパターンの逆の像を表現する逆向きにディンプル付けされたパターンを、備えた略半球形である内部空洞が形成される。米国特許第4,552,004号は、この方法を開示すると共に、ゴルフボール金型キャビティを形成するのに使用される一般的な方法、即ちホビング方法、ダイフォーミング方法、及び高圧油圧プレス方法を開示する。新規であるが、これらの各方法及び製造する金型キャビティに関連した欠点及び制限がある。
【０００６】
米国特許第4,552,004号に於いて説明されるように、ホビングの欠点は、金型を作成するのに使用される金属が、ホブに適切に適合するのに十分なほど良好に流動すべく非常に軟質でなければならないことである。更に、ホビングにより作成された金型は、軟質であり製造する荷重が付加されたときに変形及び損傷を受けやすいので、有効寿命が短い。米国特許第4,552,004号に於いて説明されるように、ゴルフボール金型を作成するためのダイフォーミング方法は、ステンレス鋼のようなより硬質な金属を利用できる長所を有し、それ故により優れた耐久性を提供するが、形成されたディンプルは、ホビングにより作成されたものより一般的に精度が劣る。ディンプル形成に於ける精度の悪化は、金型間での製造されるディンプルの相違をより大きく引き起こし、ゴルフボールの空力特性に影響を及ぼしてしまう。
【０００７】
米国特許第4,552,004号により開示される高圧の油圧プレス方法は、ダイフォーミングに於いて見いだされるのと同様な耐久性の長所を提供する目的で、硬質な金属（伴われる過度の圧力に起因して）から金型キャビティを作成するために設計される。しかし、高圧油圧プレス方法を使用する際の欠点は、ディンプルの付いたマスターモデル（成形されるべきゴルフボールのディンプルパターンと類似する）は、それに基づき逆にディンプル付けされた金型キャビティの殻（シェル）が形成されるのだが、負荷される過度の圧力の下で変形に耐えるため、非常に硬質な金属（例えば、予備焼入れ鋼）から作成されなければならないことである。特許第4,552,004号は、必要とされる圧力は、一般的に100,000p.s.i.を超えるだろうと指摘する。非常に硬質な金属からなるディンプル付きマスターモデルを使用する顕著な欠点は、より軟質な材料に比して、非常に硬質な金属を機械加工するのに非常に多くの時間がかかってしまうことである。HD-13予備焼入れ鋼からなるディンプル付きマスターモデルを機械加工するのに、１６時間若しくはそれ以上の時間がかかってしまう。更に、かかる硬質な金属を機械加工するのに使用される工具ビットは、非常に高い品質と耐久性があるものでなければならず、作成するのが高価である。機械加工処理中に磨耗するので、ディンプル付きマスターモデルのそれぞれに対して幾つかの工具ツールを消費してしまうのが一般的である。
【０００８】
逆にディンプル付けされた金型キャビティ殻が形成されると、支持体を提供すると共にゴルフボール成形中に所定位置に金型キャビティを保持する働きをする金属保持カップに、金型キャビティ殻を蝋付けすることが、本業界において一般的である。逆にディンプル付けされた金型キャビティ殻は、その後、機械加工仕上げ及び研磨処理を受ける。蝋付け、仕上げ、研磨処理は、一般的に、完了するのに約３時間かかる。これらの逆にディンプル付けされた金型キャビティ殻及び保持カップ組立体の２つは、金型ベースに相互に対向して整合され、この２つが閉められるとき、ゴルフボールを成形するのに使用される略半球形の空洞を形成する。
【０００９】
ゴルフボール産業に於いて、ゴルフボール製造業者が、鋼（若しくは、他の金属）により作成される逆にディンプル付けされた金型キャビティ殻及び保持カップ組立体を、本産業を支援する機械工場に注文することは、通常的である。一般的に、キャド（ＣＡＤ）のディンプルパターンモデルは、機械工場に提供されるが、金型キャビティ殻及び保持カップを受け取るまで、一般的に、１０週間若しくはそれ以上である。
【００１０】
ゴルフボール金型キャビティを得るために（特に、多くの設計品が考慮されるとき、及び設計品の変化が早いときに、試験し試作するために）現在の公知技術を使用して必要とされる延長期間は、マーケットに迅速に新たな設計品を供給することに関心のある製造業者にとって障害となってしまう。更に、生産金型は、より高価であり、柔軟性が、金属の保持カップハウジングに蝋付けされる金属の金型キャビティインサートを使用した現在の公知技術によって制限される。現在知られる方法は、保持カップハウジングを取り外すことなく、金型キャビティインサートを生産ラインから取り外すことができず、金属部品は、一般的に、プラスティック部品よりも高価である。
【００１１】
それ故に、ゴルフボール金型キャビティを作成する現に知られる技術よりも安価で且つより迅速に製造できる交換可能な金型キャビティ及び金型キャビティインサートに対する必要性が存在する。また、交換可能な金型キャビティ及び金型キャビティインサートは、ディンプルの大きさ、形状、及びパターンに於いて必要不可欠な正確さと均一さを提供し、更には、ゴルフボール成形中に通常的に用いられる高温・高圧時に要求される強度と耐久特性を提供しなければならない。
【００１２】
［本発明の開示内容］
本発明は、プラスティックと金属の組み合わせからなる交換可能な金型キャビティの製造方法を含む。
【００１３】
本発明の一局面は、ゴルフボール用の交換可能な金型キャビティインサートを製造するための方法である。本方法は、くぼみに原型を合わせることを含む。くぼみは、プラスティック成形材料を包含し、原価は、ゴルフボール用の所定のディンプルパターンを有する。原型は、金型の第１のプレートに取り付けられ、くぼみは、金型の第２のプレートに取り付けられる。プラスティック成形材料は成形され、ゴルフボールの逆ディンプルパターンを有するプラスティックインサートが形成される。プラスティック成形材料は、プラスティックインサートを形成するため、圧縮成形若しくは射出成形されてよい。
【００１８】
［本発明のベストモード］
本発明は、ゴルフボールの製造者が、異なるゴルフボールディンプルパターンの試験を促進すること、或いは、与えらた期間でより多数の異なるゴルフボールディンプルパターンを見直すこと、を可能とするゴルフボールの迅速な試作を提供する。この迅速な試作は、プラスティック成形材料より交換可能な金型キャビティの全ての部位若しくは一部位を成形することによって達成される。このプラスティックは、好ましくは、急速な硬化時間を呈するものであり、硬化時に、特に高温且つ高圧で、耐久性、低い耐磨耗性、及び高い機械的な強度を呈するものである。また、このプラスティックは、硬化中、低いレベルで予測可能な収縮率を呈するべきである。収縮率は、０．１％から０．２％或いはそれ未満のオーダーである場合、低いとみなせる。好ましいプラスティックは、熱硬化性プラスティック樹脂及び熱可塑性樹脂を含む。熱硬化性樹脂の例は、フェノール樹脂、エピキシド樹脂、及びポリエステル樹脂を含む。熱可塑性樹脂の例は、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリアミド−イミドを含む。プラスティックは、追加の強度、増加された熱伝導率、及び／又は改善されたボール離型特性（ボール・リリース・プロパティー）のため、溶加材を用いて強化されてよい。溶加材の例は、ガラス、鉱物（ミネラル）、テフロン、及びグラファイトを含む。好ましいプラスティックは、溶加材を用いたフェノール樹脂で、Cytec Fiberite社から入手可能なFiberite Molding Compound FM-4029F-1（ガラスと鉱物の溶加材を使用したフェノール樹脂）のようなものがある。Cytec Fiberite社のFM-4029F-1は、迅速な硬化時間、非常に良好な成形の複製特性、及びゴルフボールの成形温度及び圧力中に非常に良好な機械的強度及び耐久性を呈することがわかっている。
【００１９】
図１及び図１Ａに示すように、交換可能な金型キャビティ用のプラスティックインサートは、一般的に符号２０で示される。ここで使用される“プラスティックインサート”という用語は、熱硬化性樹脂及び熱可塑性樹脂からなるインサートを含む。プラスティックインサート２０は、凸形の外面２２と凹形の内面２４を有した略半球形の形状である。凹形の内面２４は、ゴルフボールのカバーに所期のディンプルパターンを成形するのに使用される逆ディンプルパターンを有する。プラスティックインサート２０の開口部は、フランジ２８によって画成される。プラスティックインサート２０は、上述したプラスティック成形材料から構成されてよい。
【００２０】
図２及び図２Ａに示すように、交換可能な金型キャビティ用の支持カップは、一般的に符号３０で示される。支持カップ３０は、ゴルフボール成形中にプラスティックインサート２０を保持するために使用されてよい略半球形のくぼみ部２２を有する。外周部３４は、支持カップ３０を金型ベースに整合させて固定するのを補助するように用いられ、外周部３４は、環状の溝３７を有してよい。円筒形の胴部３８は、ベース３６の上にある。ガス抜き穴３９は、くぼみ部３２の底部に位置し、ガス抜き穴３９は、ベース３６を貫通し、支持カップ３０の底部からくぼみ部３２へのアクセスを可能とする。好ましい実施例では、支持カップ３０は、ステンレス鋼材よりなる。しかし、支持カップ３０は、ゴルフボール成形処理に耐えることができる他の硬質な材料だけでなく他の材料から構成されてもよい。
【００２１】
図３及び図３Ａに示すように、交換可能な金型キャビティ４０は、一般的に、プラスティックインサート２０と支持カップ３０とを含む。より正確には、交換可能な金型キャビティ４０は、金型キャビティの半分（半型）であり、略正確な複製が金型キャビティ４０に整合（合致）され、ゴルフボールを成形するための完全な金型キャビティを形成する。プラスティックインサート２０は、図示されていないが、くぼみ部３２の内部に、フランジ２８を環状の溝３７に載置して、置かれる。支持カップ３０の外周部３４及びプラスティックインサート２０の外周部２８は、同心であり、交換可能な金型キャビティ４０の平らな上面を形成する。プラスティックインサート２０は、支持カップ３０に、ゴルフボール成形条件、温度、及び圧力の下で所定位置にプラスティックインサート２０を保持するのに十分な接着剤若しくは他の結合剤を使用して、固定されてよい。
【００２２】
代替的に、接着剤若しくは他の結合剤の使用に代わって若しくは追加して、摩擦的且つ機械的なロッキング機構が、プラスティックインサート２０を支持カップ３０に整合させて固定するのに用いられてもよい。環状溝３７は、プラスティックインサート２０のフランジ２８を受け入れ摩擦により係合するように構成される。他の実施例は、フランジ２８に機械的に係合することによりプラスティックインサート２０を支持カップ３０に保持させる働きをする、図示されていないリテーナプレートを有してよい。当業者であれば、本発明の観点及び精神から逸脱することなく、他の手段を利用して、プラスティックインサート２０を支持カップ３０に保持してもよいことを、認識するだろう。更に、プラスティックインサート２０が不要となるとき、ガス抜き穴３９を通過するロッドが、支持カップ３０からプラスティックインサート２０をイジェクト（取り外し）するために用いられるだろう。
【００２３】
交換可能な金型キャビティ４０のその他の実施例が図４及び図４Ａに示される。この実施例では、金属層３２が、プラスティックインサート２０の凹面２４に配置される。金属層３２は、下にあるプラスティックインサート２０の逆ディンプルパターンと同一の逆ディンプルパターンを備えた略凹形の面４６を有する。金属層３２は、フランジ２８及び外周部３４と同心の縁４４を有し、交換可能な金型キャビティ４０の滑らかな上面部を形成する。金属層４２は、ステンレス鋼、鋼、ニッケル、チタン、クロム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、銅、若しくは、これらの単体又は組み合わせでの合金からなってよい。好ましくは、金属層４２は、ステンレス鋼から構成される。金属層４２は、ゴルフボールの再成形を促進し、後に更に述べるテフロンベースの離型剤の使用を可能とする。更に、金属層４２は、交換可能な金型キャビティ４０の強度を増加する。
【００２４】
金属層４２は、蒸着、電着、圧縮成形、高圧の油圧プレス成形、射出成形、若しくはダイキャスト成形を含むがこれらに限定されない種々の技術を使用して形成されてよい。これらの技術の幾つかは、材料若しくは使用材料に依存して、更に、金属層４２の所望の厚さに依存して、他の技術よりも好ましい場合がある。蒸着、電着、及び圧縮成形技術は、所望の金属層４２が比較的薄い場合（例えば、0.001から0.01インチの間である場合）好ましいだろうが、高圧の油圧プレス成形、射出成形、若しくはダイキャスト成形は、所望の金属層４２がより厚い場合、好ましいだろう。金属層４２は、更に後述されるように、形成されたプラスティックインサート２０に付着されてよい。代替的に、金属層４２は、更に後述されるように、プラスティックインサート２０と同時に形成されてよい。更に、金属層４２は、更に後述されるように、分離して形成されプラスティックインサート２０に取り付けられてもよい。処理によっては、金属層４２の凹面は、プラスティックインサート２０の凹面２４に機械的若しくは化学的に固着されてよい。或いは、使用される特別の金属とプラスティック成形材料によっては、プラスティック部位と金属部位との間の機械的な結合で十分である場合があり、化学的な結合剤若しくは接着剤の使用は、不要となる。
【００２５】
本発明の更なるその他の実施例は、図５に示される。一体型の交換可能な金型キャビティは、図５に示すように、一般的に符号５０で示される。この実施例では、支持カップ３０’及びプラスティックインサート２０’は、一体型であり、両者は、プラスティック成形材料から形成される。支持カップ３０’の外周部３４は、ゴルフボールの製造中に対応する交換可能な金型キャビティ５０とロックするためと、ゴルフボールの製造中に過剰なカバー材料を受け入れるための環状溝５１を有する。一体型の交換可能な金型キャビティ５０は、支持カップ３０にプラスティックインサート２０を結合する必要性を排除するので、更に製造時間を短縮する。更に、当業者であれば、図４及び図４Ａに示すような金属層４２が、上述した技術を使用して一体型の交換可能な金型キャビティ５０に含まれてよいことを、認識するだろう。
【００２６】
本発明の種々の実施例の交換可能な金型キャビティの製造が、図６乃至図１２に示され、以下に説明される。図６及び図７並びに図９乃至図１２に示すように、種々の局面の交換可能な金型キャビティ４０，５０を形成する金型装置が、一般的に符号６０で示される。金型６０は、第１のプレート６２と第２のプレート６４とを含み、第１のプレート６２と第２のプレート６４とは、相互に対向している。第１のプレート６２は、対向面７３に配設された複数あるオバーフローアウトレット（流出口）６８ａ−ｂを備えた本体７４を有する。第２のプレート６４は、成形処理中に第１のプレート６２の本体７４を受け入れるための受け器６６と主要ボティ７６とを有する。第１のプレート６２は、対向面７３から突出した原型（マスター）７０を有する。図８に示すように、原型７０は、最終的に製造されることになるゴルフボール用の所望のディンプルパターンを再現（モデル）した所定のディンプルパターンを有する。成形処理中、原型７０は、第２のプレート６４の本体７６に設けられたくぼみ７２に適合される。原型７０は、第１のプレート６２に、本体７４の中央を通って突出するネジの付いたボルトであってよい保持機構７８によって、保持される。
【００２７】
本発明のプラスティックインサート２０を作成するための好ましい実施例では、金型６０は、約３５０°Ｆまで加熱される。好ましくは、初期的な加熱の前に、McLube Mac 444A Colorless Dry Film Mold Releaseのような乾燥塗膜離型剤が、原型７０のディンプルパターン７１に、エアゾール吹き付けによって、塗布される。他の適切な離型剤及び塗布方法は、同様に使用されてよい。初期的に、金型６０の第１のプレート６２及び第２のプレート６４は、図６に示すように、開状態に分離されている。好ましくは固形の粉末であるプラスティックのプラスティック成形材料８０は、第２のプレート６４のくぼみ７２に入れられ、液化が開始される。好ましい実施例では、固形粉末状のフェノール樹脂ベースのプラスティック成形材料８０であるおよそ２６ｇから３０ｇのCytec Fiberite Molding Compound FM-4029F-1が、本発明のプラスティックインサート２０を製造するため、くぼみ７２に投入される。固形粉末状のプラスティック成形材料が言及されたが、当業者であれば、固形のピルのような形態、ゲルのような形態、若しくは他の適切な形態が本発明を実施するために使用されてよいことを、認識するだろう。望ましい場合には、離型剤の他の被覆が、原型７０のディンプルパターン７１に、金型６０の第１のプレート６２及び第２のプレート６４が閉状態に合わせられる前に、塗布されてよい。図７に示すように、金型６０の第１のプレート６２は、第２のプレート６４に合わせられる。より具体的には、本体７４の一部位は、受け器６６に配置されて、原型７０がくぼみ７２に合致されることを可能とする。およそ３０秒の初期加熱時間が、プラスティック成形材料８０が第２のプレート６４のくぼみ７２に投入されてから、金型６０が閉じられ、圧縮成形機９０に配置されるまで、測定される。熱硬化性樹脂成形材料の場合、熱を加えることは、材料を液化させる役割だけでなく、架橋結合（クロスリンキング）を付与しプラスティックの硬化を引き起こす化学反応を、促進する役割を果たす。
【００２８】
図１２に示すように、加熱は、金型６０を圧縮し加熱する加熱されたプラテン９２，９４を有した圧縮成形機９０に金型６０を設置することによって達成されてよい。加熱されたプラテン９２，９４は、油圧９６の使用により、相互に近づく方向及び遠ざかる方向に移動される。金型６０が圧縮機９０に配置された後、圧力が、金型６０に、略2000p.s.i.から3000p.s.i.の間の範囲でおよそ３分間印加される。Cytec Fiberite Molding Compound FM-4029F-1が使用された場合、圧力は、好ましくは2000p.s.i.から3000p.s.i.の間でおよそ３分間印加される。圧力の印加は、原型７０の所定のディンプルパターン７１が第２のプレート６４のくぼみ７２の壁にプラスティック成形材料８０を押圧することにより、原型７０の所定のディンプルパターンにプラスティック成形材料８０を追従させるように、第１及び第２のプレート６２，６４を相互に押圧させることによって、プラスティック成形材料８０を圧縮する。圧縮工程中、くぼみ７２の壁は、プラスティック成形材料８０の流れの耐える働きをし、原型７０の所定のディンプルパターンに追従するようにプラスティック成形材料８０を負荷する。この工程中、プラスティック成形材料８０は、硬化し、略半球形の殻を有したプラスティック金型キャビティインサート２０と逆ディンプルパターン２６が凹面２４に形成される。
【００２９】
金型６０の第１のプレート６２は、第１及び第２のプレート６２，６４が互いに加圧しあう際に発生する余剰のプラスティック成形材料８０を受けるように設計されたオバーフローアウトレット６８ａ−ｂを含む。くぼみ７２に所期に投入されるプラスティック成形材料８０の量は、完全なプラスティック金型キャビティインサート２０が成形されたことを確かめるため、圧縮中にプラスティック成形材料８０のオバーフローアウトレット６８ａ−ｂへの僅かな溢出を引き起こすのに十分であることが好ましい。オバーフロー機構の一タイプが示されたが、当業者であれば、余剰なプラスティック成形材料８０を収集する他の機構が本発明を実施する際に利用されてよいことを、認識するだろう。
【００３０】
金型６０は、その後、圧縮機９０から取り出され、金型６０の第１のプレート６２は、金型６０の第２のプレート６４から分離される。成形されたプラスティック金型キャビティインサート２０は、原型７０のディンプルパターン７１に、多くの場合、固着されている。プラスティック金型キャビティインサート２０は、機械的に剥がすことを含む適切な手段によって、原型７０から取り外されてよい。原型７０は、ディンプルパターン７１にリンクされる、ナットボルトアエンブリを収容する穴あけされたテーパー付きの部位を有した中心部を含んでよい。ナットボルトアエンブリを回転することによって、原型７０のディンプルパターン７１が第１のプレート６２を通って後退し、これにより、成形されたプラスティック金型キャビティインサート２０のフランジ２８が第１のプレート６２に接触する際に、プラスティック金型キャビティインサート２０は、原型７０のディンプルパターン７１から解放される。
【００３１】
プラスティック金型キャビティインサート２０が金型６０から取り外された後、“ばり（フラッシュ）”として知られる成形処理中に形成されるインサート２０の余分な部位は、トリミング、サンダー仕上げ、切除（カッティング）、フィリング、若しくは他の手段によって除去される。プラスティック金型キャビティインサート２０は、図１３に示すようなゴルフボール成形装置９７への準備及び実行のための用意が完了する。
【００３２】
蒸着若しくは電着は、図４及び図４Ａに示すようなプラスティックインサート２０に金属層４２を配置させる２つの技術である。これらの技術うちの実際の一技術では、プラスティックインサート２０は、圧縮成形機９０及び金型６０を使用して、上述したようなプラスティック成形材料から型成形される。金属層４２は、蒸着もしくは電着を使用して、プラスティックインサート２０の凹面２４の逆ディンプルパターン２６に形成される。かかる方法は、金属層若しくは被覆を製造するための通常的で公知なものである。かかる方法は、所望の金属層４２が、０．００１から０．０１０インチのオーダーであり比較的薄いときは、好ましいだろうが、より大きな厚さもかかる方法を用いて得られてよい。しかし、金属層４２の所望の厚さが増加するにつれて、一定の被覆が金型キャビティインサートの逆ディンプルパターンの全体で維持されるような金属粒子の付着は、困難になっていくだろう。結果として、より厚い金属層４２を有したプラスティック金型キャビティインサートを生成する代替方法を使用することが好ましいだろう。
【００３３】
本発明のその他の実施例では、金属層４２を有したプラスティック金型キャビティインサート２０は、圧縮成形技術を使用して作成される。この実施例は、圧縮成形機９０及び金型装置６０を使用してプラスティック金型キャビティインサート２０を成形する上述の方法に類似するが、追加のステップが実行される。金型６０の第１及び第２のプレート６２，６４を合わせることによりプラスティック成形材料８０を成形する前に、略半球形の金属殻８２が、図９に示すような原型７０のディンプルパターン７１の上に嵌められる。金属殻８２は、原型７０のディンプルパターン７１の上に、摩擦、接着剤の使用、真空、それらの組み合わせ、若しくは他の手段によって、嵌められてよい。金属殻８２用の適切な金属は、ステンレス鋼、鋼、ニッケル、クロム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム、銅、及び、これらのうちの単体による又は組み合わせでの合金からなってよい。適切な成形特性を有した他の金属も使用されてよい。金属殻８２用で選択された金属及び成形用で選択されたプラスティック成形材料８０によっては、金型６０の第２のプレート６４のくぼみ７２に対向する金属殻８２の外面に化学的な接着剤を塗布すること、若しくは、くぼみ７２に化学的な接着剤をプラスティック成形材料８０と共に投入することが、望ましい場合もある。かかる化学的な接着剤は、プラスティック金型キャビティインサート２０への金属殻８２若しくは成形された金型キャビティインサートの金属層４２の接着性を促進するために使用されてよい。使用されてよい化学的な接着剤の例は、Lord Chemical社製ChemLokのような熱加硫接着剤を含む。化学的な接着剤の使用は、プラスティックインサート２０と金属層４２との間の機械的な結合が十分にある場合には、不要であるだろう。
【００３４】
成形処理は、プラスティックインサート２０自体のための上述の処理と類似する。厚さおよそ０．００５インチまでのステンレス鋼金属殻８２が、Cytec Fiberite Molding Compound FM-4029F-1と共に使用された場合、印加される圧力は、およそ３分間で、好ましくは2000p.s.i.から3000p.s.i.の間である。印加するのに必要な圧力は、使用されている略半球形の金属殻８２の厚さ及び金属の種類に依存して、変化してよい。より厚く且つより硬質な金属は、一般的により大きな圧力が負荷されることを必要とするだろう。厚さ０．００５インチまでのステンレス鋼殻に対しては、2000p.s.i.から3000p.s.i.の範囲の圧縮圧が一般的には十分である。圧力の印加は、原型７０のディンプルパターン７１が略半球形の金属殻８２を押圧し、金属殻８２が第２のプレート６４のくぼみ７２の壁にプラスティック成形材料を押圧し、これらにより、金属殻８２が原型７０のディンプルパターン７１に追従されるように、金属殻８２及びプラスティック成形材料８０を圧縮する。圧縮工程中、くぼみ７２の壁は、プラスティック成形材料８０の流れを阻止し、金属殻８２にプラスティック成形材料８０を介して圧縮力を伝達して、金属殻８２を原型７０のディンプルパターン７１に強制的に追従させる。この処理の間、プラスティック成形材料８０は硬化し、逆ディンプルパターン４６を備えた金属層４２を有したプラスティック金型キャビティインサート２０が成形される。
【００３５】
金型６０は、圧縮成形機９０から取り外され、プレート６２，６４が上述したように分離される。金属層４２を備えたプラスティック金型キャビティインサート２０は、原型７０に多くの場合固着されているが、上述したように取り外されてよい。
【００３６】
金型６０からの取り外し後、“ばり”として知られる成形処理中に形成された余分な金属部位及びプラスティック部位は、トリミング、サンダー仕上げ、切除（カッティング）、フィリング、若しくは他の手段によって除去される。金属層４２を備えたプラスティック金型キャビティインサート２０は、図１３に示すようなゴルフボール成形装置９７への準備及び実行のための用意が完了する。
【００３７】
代替実施例では、金属層４２を有したプラスティック金型キャビティインサート２０は、金属層４２とプラスティックインサート２０とを分離して成形し、後にそれらを結合することによって製作される。逆ディンプルパターン金属層４２は、圧縮成形、高圧油圧プレス成形、射出成形、ダイキャスト成形を含む、ここで説明される方法によって作成されることができる。好ましくは、圧縮成形若しくは高圧油圧プレス成形の形態が使用される、というのは、これらの技術は、一般的に、より良好なディンプルパターンの再現を提供し、少なくとも高圧油圧プレス成形の場合、金属層４２がより硬質で厚みのある金属より成形されることを可能とするからである。
【００３８】
逆ディンプルパターン金属層４２が形成された後、金属層４２の凹面は、Franklin Industries社製Diamond Koteのような水ベースのテフロン離型剤によりスプレイされてよく、その後、表面上にTeflon被覆を均一に上塗りするためおよそ６５０°Ｆまで加熱されて、溶解させ、流出させ、金属に結合させることを可能とする。６５０°Ｆのオーダーのより高い温度が、かかる離型剤を適切に塗布するために必要とされることが欠点である。このため、これらの種類の離型剤は、プラスティックが一般的にかかる高温に変形することなく耐えることができないので、プラスティックよりなる金型部品に対して使用できない。
【００３９】
交換可能な金型キャビティ４０を形成する代替の実施例が、図１０に示され、図１０では、プラスティックインサート２０は、支持カップ３０に形成される。この実施例では、第２のプレート６４のくぼみ７４’は、支持カップ３０を収容するように造形される。この実施例では、プラスティック成形材料８０は、支持カップ３０のくぼみ３２に入れられる。この処理は、原型７０がプラスティックインサート２０を成形するために支持カップ３０のくぼみ３２に合わせられる以外は、上述したものと類似している。支持カップ３０で直接形成されたプラスティックインサート２０によって、プラスティックインサート２０と支持カップ３０との間の接着剤の必要が削除され、交換可能な金型キャビティ４０の一層迅速な生産を可能とする。
【００４０】
図５の一体形の交換可能な金型キャビティ５０を製造するための実施例が図１１に示される。この実施例では、支持カップ３０及びプラスティックインサート２０は、一体で単体構造である。本実施例では、プラスティックインサート２０及び支持カップ３０は、一体構成にプラスティック成形材料８０から型成形される。従って、金属からなる支持カップ３０に代わって、支持カップは、プラスティック成形材料からなる。上述したように、プラスティックは、好ましくは、特に高温且つ高圧で、耐久性、低い耐磨耗性、及び高い機械的な強度を呈するものである。また、プラスティックは、硬化中に低度で予測可能な収縮率を呈すべきである。好ましいプラスティックは、上述したように熱硬化性及び熱可塑性樹脂を含む。好ましいプラスティック成形材料は、上述したように、追加的な強度のため溶加材で強化されたものを含む。最も好ましいのは、Cytec Fiberite Molding Compound FM-4029F-1（ガラスと鉱物系の溶加材）によるフェノール樹脂であり、Cytec Fiberite社より入手可能である。ゴルフボール製造のための一体構成の交換可能な金型キャビティ５０は、キャビティインサート及び支持カップを利用した金型キャビティ組立体よりも速やかに形成でき、且つ製造のためのより少ない労力の集約で済むので、効果的である。プラスティックを使用することにより、一体構成の金型キャビティ５０が、金属よりなる金型キャビティ若しくは金型キャビティ組立体より安価なものとなる。
【００４１】
プラスティック成形材料から型成形された一体型の交換可能な金型キャビティ５０は、図示されないが、基部に取り付けられてよい。基部は、好ましくは、ゴルフボール成形中に見受けられる高温・高圧で、十分な機械的な強度を呈する、熱伝導性があり、耐久性があり、耐腐食及び耐磨耗性のある材料からなる。基部用の適切な材料は、３００シリーズのステンレス鋼である。また、当業者にとって容易に明らかとなる他の適切な基部材料も使用されてよい。
【００４２】
基部の位置及び金型キャビティ５０の支持部は、ゴルフボール成形装置９７に金型キャビティ５０を取り付け及び調整する際に、改善された精度を提供する。高い熱伝導性を呈する基部は、金型キャビティ５０にゴルフボール成形装置９７からの熱エネルギーを伝達する助けをするので、効果的である。代替実施例では、金属層４２が、金属層４２を形成するための上述した技術のいずれによって、一体型金型キャビティ５０の逆ディンプルパターン２６’に付加されてよい。
【００４３】
図１３に示すように、交換可能な金型キャビティ４０若しくは５０は、ゴルフボール成形装置９７のアパーチャ９８に配置される。図示される成形装置９７は、ゴルフボールの前製品９９に被覆を注型成形するためのものである。ゴルフボールの前製品９９は、コア、若しくは境界層を備えたコアであってよい。注型成形処理は、交換可能な金型キャビティ４０若しくは５０の使用に対して示されたが、当業者であれば、本発明の交換可能な金型キャビティ４０若しくは５０は、ゴルフボールの前製品に被覆を射出成形若しくは圧縮成形により生成してもよいことを認識するだろう。
【００４４】
図１４及び図１５に示すように、本発明の交換可能な金型キャビティ４０若しくは５０は、異なるディンプルパターンを有したゴルフボール１００ａ、１００ｂの迅速な製造を可能とする。従って、製造コストが低減され、製造スケジュールが短縮され、新たなゴルフボール１００をより迅速に試験し、生産できるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の金型キャビティインサートの斜視図である。
【図１Ａ】  図１の金型キャビティインサートのラインＡ−Ａによる断面図である。
【図２】  本発明の支持カップの斜視図である。
【図２Ａ】  図２の支持カップのラインＡ−Ａによる断面図である。
【図３】  プラスティックインサートが支持カップに配置された、本発明の交換可能な金型キャビティの上部斜視図である。
【図３Ａ】  図３の交換可能な金型キャビティのラインＡ−Ａによる断面図である。
【図４】  支持カップに配置されたプラスティックインサートと、プラスティックインサートの上に金属層とを備えた、本発明の交換可能な金型キャビティの上部斜視図である。
【図４Ａ】  図４の交換可能な金型キャビティのラインＡ−Ａによる断面図である。
【図５】  プラスティックインサートが同じくプラスティックから成形された支持カップと一体となっている、本発明の交換可能な金型キャビティの上部斜視図である。
【図６】  本発明のプラスティックインサートを製造するために利用される金型の断面図である。
【図７】  図６の開状態と対照となる、図６の金型の閉状態に於ける断面図である。
【図８】  本発明のプラスティックインサートを成形するために利用される原型の斜視図である。
【図９】  本発明の金属層を備えたプラスティックインサートを成形するために利用される金型の断面図である。
【図１０】  本発明のプラスティックインサートを成形するために利用される、中に支持カップを備えた金型の断面図である。
【図１１】  本発明のプラスティックの支持カップと一体型のプラスティックインサートを成形するために利用される金型の断面図である。
【図１２】  本発明の金型を備えた圧縮機の断面図である。
【図１３】  本発明の交換可能な金型キャビティを利用した注型金型の上部斜視図である。
【図１４】  本発明の交換可能な金型キャビティを用いて形成されてよいディンプルパターンを有したゴルフボールの斜視図である。
【図１５】  本発明の交換可能な金型キャビティを用いて形成されてよいその他のディンプルパターンを有した別のゴルフボールの斜視図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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