(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアと中間層とカバーとからなるゴルフボールにおいて、上記中間層内にコア又はカバーが凸型突起形状に侵入し、この中間層に侵入した凸型突起を構成する材料が中間層を構成する材料よりもショアＤ硬度で８以上高く形成されると共に、上記凸型突起は、その総数が８０〜６００個数であり、かつ下記式で表される適用範囲を満足すると共に、ボール全体の１００ｋｇ荷重負荷時の変形量が２．６〜４．０ｍｍであることを特徴とするゴルフボール。
Ｌ＞π（ＥＩ／Ａσb）1/2
（但し、式中、Ｌは凸型突起の長さ（ｍｍ）、Ｅは凸型突起を形成する材料のヤング率（ＭＰａ）、Ｉは凸型突起の断面二次モーメント（ｍｍ4）、Ａは凸型突起の断面積（ｍｍ2）、σbは凸型突起を形成する材料の降伏応力（ＭＰａ）を示す。）
【請求項２】
上記凸型突起の先端面形状が丸味を帯びた平面状である請求項１記載のゴルフボール。
【請求項３】
上記凸型突起の長さが１．０〜６．０ｍｍである請求項１又は２記載のゴルフボール。
【請求項４】
上記凸型突起が樹脂材料にて形成される請求項１、２又は３記載のゴルフボール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コアと中間層とカバーとからなるゴルフボールにおいて、中間層に対してコア又はカバーが凸型突起形状で侵入し、中間層内に多数の凸型突起を形成することを特徴とするゴルフボールに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、ゴルフボールの飛距離の増大と良好なフィーリング性能を両立させるために、様々な検討及び提案が試みられており、中でもソリッドコアとカバーからなるソリッドゴルフボールにおいては、コア及びカバーを多層としその硬度や大きさ（直径、厚み）などを調整することが一般的に行われている。
【０００３】
例えば、米国特許第５，４３９，２２７号公報には、コアと内層カバーと外層カバーとからなるスリーピースボールにおいて、内層カバーより外層カバーを硬く形成したスリーピースゴルフボールが提案されており、米国特許第５，４９０，６７４号公報には、内層と外層からなるソリッドコアにカバーを被覆してなるスリーピースゴルフボールにおいて、内層コアを外層コアより硬く形成したスリーピースボールが提案されている。
【０００４】
一方、ゴルフボールを構成する各層の表面形状は滑らかな球面が主流であるが、米国特許第２，３７６，０８５号公報、同第５，６９２，９７３号公報には、コアの周囲にカバーをインジェクション成形する時にコアの偏芯を抑制する目的で、コアに突起を有するゴルフボールが提案されている。
【０００５】
しかしながら、上記ゴルフボールの突起は、インジェクション成形時のサポートピンの代用を図るためのものであり、このサポートピン突起の形状効果について積極的に活用を試みたものではなく、むしろカバー内に異なる材質の材料が入らないようにカバーと同一の材料を使用するものである。
【０００６】
本発明の目的は、中間層に対してコア又はカバーが凸型突起形状で侵入し、中間層内に凸型突起を形成することにより、従来のゴルフボールにない優れた飛距離とコントロール性能を両立したゴルフボールを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者は、上記目的を達成するため、ゴルフボールを構成する各層間の形状効果、特に中間層内に形成された凸型突起が軸方向の圧縮荷重を受けると、荷重の増加とともに均等な圧縮が不安定になって横に逃げ湾曲する現象（いわゆる座屈現象）に着目して鋭意検討を重ねた結果、コアと中間層とカバーとからなるゴルフボールにおいて、中間層に対してコア又はカバーから凸型突起形状を侵入させ、この凸型突起を構成する材料を中間層を構成する材料よりも硬く形成すると共に、上記凸型突起を下記式で表される適用範囲を満足するよう形成することにより、ドライバー等の比較的速いヘッドスピードで打撃した時には、凸型突起が座屈現象を生じるためボールが大きく変形し、バックスピン量の低減と打ち出し角が大きくなり、飛距離が増大すると共に、ショートアイアン等の比較的遅いヘッドスピードで打撃した時には、凸型突起が座屈現象を生じないのでボールの変形が抑制されて、バックスピン量が増大することにより良好なコントロール性能が維持され、更に打撃した時の打球感についても、ドライバーでのショット時には軟らかく良好なフィーリングが得られ、ショートアイアンでのショット時にはしっかりとしたコシのある良好なフィーリングが得られることを見出した。
【０００８】
Ｌ＞π（ＥＩ／Ａσb）1/2
（但し、式中、Ｌは凸型突起の長さ（ｍｍ）、Ｅは凸型突起を形成する材料のヤング率（ＭＰａ）、Ｉは凸型突起の断面二次モーメント（ｍｍ4）、Ａは凸型突起の断面積（ｍｍ2）、σbは凸型突起を形成する材料の降伏応力（ＭＰａ）を示す。）
【０００９】
即ち、本発明は、ドライバーでショットした場合のように、ヘッドスピードが速く、ボールに大きな衝撃力を与えた場合、凸型突起を座屈させるようにする一方、ショートアイアンでショットした場合のように、ヘッドスピードが遅く、ボールに対する衝撃力が小さな場合、凸型突起を座屈させないように構成したものである。前者の衝撃力が大きい場合、凸型突起は座屈するので、中間層内に侵入した凸型突起の強度は実質的に作用せず、凸型突起より柔らかく形成された中間層の強度だけが寄与するようになるので、スピン量が低減し、飛距離が増大する。他方、後者の衝撃力が小さい場合は、凸型突起は座屈しないので、実質的な中間層の強度は、本来の中間層の強度と、これに侵入した凸型突起の強度とが複合されたものになり、本来の中間層の硬度より高硬度の凸型突起が複合された分、より強度の高いものになる。従って、中間層が硬い挙動を示すため、スピン量が増大する。
【００１０】
それ故、本発明の上記凸型突起を有するゴルフボールは、衝撃力の多少、つまりクラブの番手により、凸型突起が侵入した中間層が異なる挙動を示すものである。
【００１１】
従って、本発明は、
（１）コアと中間層とカバーとからなるゴルフボールにおいて、上記中間層内にコア又はカバーが凸型突起形状に侵入し、この中間層に侵入した凸型突起を構成する材料が中間層を構成する材料よりもショアＤ硬度で８以上高く形成されると共に、上記凸型突起は、その総数が８０〜６００個数であり、かつ上記式で表される適用範囲を満足すると共に、ボール全体の１００ｋｇ荷重負荷時の変形量が２．６〜４．０ｍｍであることを特徴とするゴルフボール、
（２）上記凸型突起の先端面形状が丸味を帯びた平面状である（１）記載のゴルフボール、
（３）上記凸型突起の長さが１．０〜６．０ｍｍである（１）又は（２）記載のゴルフボール、
（４）上記凸型突起が樹脂材料にて形成される（１）、（２）又は（３）記載のゴルフボール
を提供する。
【００１２】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明のゴルフボールは、図１，２に示したように、ソリッドコア２と、該ソリッドコア２を被覆する中間層３と、この中間層３を被覆するカバー４から構成されており、必要に応じてコア２又はカバー４を複数層に形成することもできる。
【００１３】
本発明のゴルフボールは、図１に示したように、中間層３に対してコア２から凸型突起形状に侵入して中間層内に凸型突起２ａを形成してなるか、又は図２に示したように、中間層３に対してカバー４から凸型突起形状に侵入して中間層内に凸型突起４ａを形成してなるものである。
【００１４】
上記中間層内に形成された凸型突起を構成する材料（カバー材又はコア材）は、中間層を構成する材料よりも硬く形成され、その硬度差がショアＤで８以上、好ましくは１０〜５０である。硬度差が８未満では境界が明確でなくなり凸型形状の効果を十分に得ることができなくなる。なお、中間層（凸型突起を除く）のショアＤ硬度は１５〜５５、好ましくは２０〜５０である。
【００１５】
また、上記中間層内に形成された凸型突起は、下記式（いわゆる材料力学でいうオイラーの座屈公式の適用範囲を示す関係式）で表される適用範囲を満足する。
Ｌ＞π（ＥＩ／Ａσb）1/2
【００１６】
この場合、上記式のπ（ＥＩ／Ａσb）1/2を突起係数と略称し、この突起係数は材料により異なるが上記適用範囲を示す関係式を満たす、即ち、本発明の作用効果を発揮するために突起係数は突起長さＬより小さい範囲となる。
【００１７】
ここで、Ｌは凸型突起長さ（凸型突起の高さ、凹部の深さ）を表し、通常１．０〜６．０ｍｍ、好ましくは１．５〜５．０ｍｍ、Ａは凸型突起の断面積を表し、円形断面（円の直径をｄ）の場合πｄ2／４であり、Ｉは凸型突起の断面二次モーメントを表し、円形断面（円の直径をｄ）の場合πｄ4／６４である。なお、凸型突起の断面寸法（平面円形の場合は直径ｄ）は０．５〜５．０ｍｍ、好ましくは１．０〜４．０ｍｍである。またＥは凸型突起を構成する材料のヤング率、σbは凸型突起を構成する材料の降伏応力を表し、これらＥ，σbは使用する材料に応じて異なり一概には規定できず、適宜選定することができる。なお、塑性変形が急激に発生を始める降伏点応力が明確でない材料については、永久ひずみが１０％以上となる応力を降伏応力σbに代用することができる。
【００１８】
下記オイラーの座屈公式から明らかなように、凸型突起の長さは、材料物性と断面形状に依存して最適な範囲が変化すること、即ち、凸型突起の長さとその断面積の比が大きいほど座屈現象が起こりやすく、仮に上記オイラーの座屈公式の適用範囲を外れた場合は、中間層内の凸型突起に座屈現象を生じさせることができず、ボールの変形が抑制されて、本発明の作用効果、つまり、ドライバー等の比較的速いヘッドスピードで打撃した時に、凸型突起が座屈現象を生じるためボールが大きく変形し、バックスピン量の低減と打ち出し角が大きくなり、飛距離が飛躍的に増大することが達成できなくなる。
【００１９】
【数１】
0004016228.tif 000002
（式中、Ｅ，Ｌ，Ｉは上記と同じ意味を示す。）
【００２０】
上記凸型突起の形状は、特に制限されず、角柱状、円柱状、角錐台状、円錐台状等の適宜な形状に形成することができ、その先端面形状が丸味を帯びた形状であることが境界条件が一端固定他端自由に近くなり、突起がよりたわみやすくなる点から特に好ましい。
【００２１】
なお、上記凸型突起は、その総数が８０〜６００個、好ましくは９０〜５００個であり、正８面体配列、正２０面体配列などのシンメトリー性を有する公知の配列に従って形成することが好ましい。
【００２２】
このように中間層に対してコア又はカバーから凸型突起を構成する材料が中間層を構成する材料よりも硬く形成すると共に、該突起を構成する材料が材料力学でいうオイラーの座屈公式の適用範囲内にあるので、ドライバー等で比較的速いヘッドスピードで打撃した時には、該凸型突起に座屈現象を生じるためボールが大きく変形し、バックスピン量の低減と打ち出し角が大きくなるので飛距離が増大する。
【００２３】
また、ショートアイアン等で比較的遅いヘッドスピードで打撃した時には、凸型突起が座屈現象を生じないのでボールの変形が抑制されることにより、従来通りバックスピン量が増大し、良好なコントロール性能が維持されるものである。
【００２４】
次に、本発明のゴルフボールを構成する各層成分について説明する。
上記ソリッドコア２の材質に関しては、特に限定はなく、例えばポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、天然ゴム、シリコーンゴム等を主成分とする加硫ゴムを用いることができるが、特に、反発性を向上させるためにはポリブタジエンゴムを主成分とする加硫ゴムを用いることが好ましい。
【００２５】
上記ゴム成分以外に架橋剤としてメタクリル酸亜鉛、アクリル酸亜鉛等の不飽和脂肪酸の亜鉛塩，マグネシウム塩やトリメチルプロパンメタクリレート等のエステル化合物などを配合し得るが、特に反発性の高さからアクリル酸亜鉛を好適に使用し得る。これら架橋剤の配合量は、上記基材ゴム１００重量部に対し１５〜４０重量部であることが好ましい。
【００２６】
また、加硫剤の配合量は基材ゴム１００重量部に対し０．１〜５重量部とすることができる。
【００２７】
ゴム組成物には、更に必要に応じて、老化防止剤や比重調整用の充填剤として酸化亜鉛や硫酸バリウム等を配合することができ、充填剤の配合量は、基材ゴム１００重量部に対し５〜１３０重量部である。
【００２８】
ソリッドコア用ゴム組成物の好適な実施態様は、以下に示す通りである。
シス−１，４−ポリブタジエン                          １００重量部
酸化亜鉛                                            ５〜４０重量部
アクリル酸亜鉛                                    １５〜４０重量部
硫酸バリウム                                        ０〜４０重量部
パーオキサイド                                ０．１〜５．０重量部
加硫条件：好ましくは１５０±１０℃の条件で５〜２０分間加硫を行う。
【００２９】
そして、上記コア用ゴム組成物は、通常の混練機（例えばバンバリーミキサー、ニーダー及びロール等）を用いて混練し、得られたコンパウンドをコア用金型を用いてインジェクション成形又はコンプレッション成形により形成する。
【００３０】
このようにして得られたソリッドコアは、その直径（凸型突起を除く）が好ましくは２８〜３８ｍｍ、より好ましくは３０〜３７ｍｍ、ショアＤ硬度が好ましくは２０〜５０であり、より好ましくは２５〜４５であり、１００ｋｇ荷重負荷時の変形量が好ましくは２．５〜５．０ｍｍ、より好ましくは３．０〜４．５ｍｍ、重量は通常１２〜３５．０ｇ程度である。なお、コアは１種類の材料からなる単層構造としてもよく、異種の材料からなる層を積層した２層以上からなる多層構造に形成することもできる。
【００３１】
本発明のゴルフボールにおいては、図１に示したように、凸型突起２ａがコア２から外側方向に延びるように形成する場合（コアが中間層に対して侵入する場合）は、コアの表面に凸型突起を形成する。この突起はコア用金型のキャビティ内面に凸型突起に対応した凹部を形成しておき、この金型を用いて通常の成形を行うことによりコアと一体に形成することができるが、場合によってはコア表面に凸型突起を接着するなどの方法により形成しても差し支えない。
【００３２】
そして、この表面に凸型突起を形成したコアの周囲に中間層材をインジェクション成形又はコンプレッション成形により被覆することで、中間層内に凸型突起が形成される。
【００３３】
上記中間層３の材料に関しては、特に制限なく、樹脂材料及びゴム材料のいずれでもよく、耐久性を考慮して耐衝撃性の良い樹脂材料を用いることが好ましい。例えば、ポリエステルエラストマー、アイオノマー樹脂、スチレン系エラストマー、水添ブタジエン樹脂及びこれらの混合物などが挙げられる。具体的には、ハイトレル３０７８，４０４７，４７６７（東レ・デュポン社製）等の市販品を用いることができる。
【００３４】
この中間層は成形用金型を用いてコアの周囲にインジェクション成形又はコンプレッション成形により形成することができ、中間層の厚みは１．０〜６．０ｍｍ、特に２．０〜５．０ｍｍである。
【００３５】
本発明においては、図２に示したように、凸型突起がカバー内表面からコア方向に延びるように形成する場合（中間層に対してカバーが侵入する場合）には、中間層の成形と同時にその表面に凹部を形成する。具体的には、中間層成形用金型のキャビティ内面に凹部に対応した凸部を形成しておき、この金型を用いて通常の成形を行うことにより、外表面に多数の凹部を形成した中間層がコアの周囲に被覆される。なお、場合によってはコアの周囲に中間層を形成後、その表面をくり抜くことにより凹部を形成することもできる。
【００３６】
そして、この表面に凹部を形成した中間層の周囲にカバー材を通常のインジェクション成形又はコンプレッション成形により被覆形成することで、中間層内に凸型突起が形成される。
【００３７】
上記カバー３は、特に制限されず、公知のカバー材を用いることができ、例えばアイオノマー樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、及びバラタゴム等から任意に選択することができるが、特にアイオノマー樹脂が好ましく、具体的には、「サーリン」（デュポン社製）、「ハイミラン」（三井・デュポンポリケミカル社製）などの市販品を用いることができる。
【００３８】
上記カバー材には所望により二酸化チタン、硫酸バリウム等を添加して、比重などを調整することができる。更に、必要に応じてＵＶ吸収剤、酸化防止剤、金属石鹸等の分散剤などを添加することもできる。なお、カバーは１種の材料からなる単層構造としてもよく、異種の材料からなる層を積層した２層以上の多層構造としてもよい。
【００３９】
このカバー厚み（凸形状を除く）は好ましくは０．５〜４．０ｍｍ、より好ましくは１．０〜２．５ｍｍであり、ショアＤ硬度は好ましくは４０〜７０、より好ましくは５０〜６５である。
【００４０】
このようにして得られたゴルフボールは、その表面に多数のディンプルが形成されており、必要に応じて表面に塗装及びスタンプなどの仕上げ処理を施すことができる。またボール全体の硬度が１００ｋｇの荷重を負荷した時に生じる変形量で２．６〜４．０ｍｍ、より好ましくは２．８〜３．８ｍｍであり、ボール直径及び重量はＲ＆Ａのゴルフ規則に従い、直径４２．６７ｍｍ以上、重量４５．９３ｇ以下に形成することができる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のゴルフボールは、中間層に対してコア又はカバーから凸型突起形状が侵入し、この凸型突起を構成する材料が中間層を構成する材料よりも硬くすると共に、該突起がオイラーの座屈公式の適用範囲関係を満足することにより、ドライバー等で比較的速いヘッドスピードで打撃した時には、該突起が座屈現象を生じるためボールが大きく変形し、バックスピン量の低減と打ち出角が大きくなり、飛距離が増大する。
【００４２】
また、ショートアイアン等で比較的遅いヘッドスピードで打撃した時には、該突起が座屈現象を生じないのでボールの変形が抑制されたことにより、バックスピン量が増大し、良好なコントロール性能を有するものである。また、打撃した時の打球感についても、その変形量に比例してドライバーでは軟らかく良好なフィーリングが得られるものである。
【００４３】
【実施例】
以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。なお、表１、２の配合量は全て重量部である。
【００４４】
〔実施例、比較例〕
表１に示した配合処方のコア用ゴム組成物をニーダーで混練し、コア用金型内で１５５℃の温度で約１５分間加硫することによりＡ〜Ｆのソリッドコアを作成した。また、表２に示した配合処方の中間層用組成物を混練後、表３の組合わせで上記コアの周囲に射出成形で被覆した。
【００４５】
得られた中間層の周囲に表２に示した配合処方のカバー材を表３の組合わせで射出成形により被覆し、通常の塗装を施して実施例１〜５及び比較例１〜５のスリーピースゴルフボールを作成した。この場合、実施例１〜５、比較例３〜５の中間層用金型にはキャビティ内周面に多数の凸部が表３に示した個数、形状で正８面体配列により形成されており、中間層の成形と同時にその表面に多数の凹部が形成される。そしてこれら凹部にカバーが凸型突起形状に侵入し、中間層内に凸型突起が形成される。この突起は上記オイラーの座屈公式の適用範囲関係式（突起係数）を満足するものである。
【００４６】
次いで、得られたゴルフボールについて、下記の方法によりボール硬度、飛び性能及び打球感を評価した。結果を表３、４に示す。
ボール硬度
ボールに１００ｋｇ荷重を負荷した時の歪み量（ｍｍ）で表した。
飛び性能
ゴルフボールをスイングロボットにより下記のヘッドスピードにて打撃し、飛距離とショットした時のスピン量を測定した。
▲１▼ドライバー（Ｗ＃１）、ヘッドスピード４５ｍ／ｓ（ＨＳ４５）
▲２▼ドライバー（Ｗ＃１）、ヘッドスピード３５ｍ／ｓ（ＨＳ３５）
▲３▼５番アイアン（Ｉ＃５）、ヘッドスピード３９ｍ／ｓ（ＨＳ３９）
▲４▼９番アイアン（Ｉ＃９）、ヘッドスピード３５ｍ／ｓ（ＨＳ３５）
なお、試験に使用したクラブは、ドライバーはＴｏｕｒ  Ｓｔａｇｅ  Ｘ１００  ロフト角１０度を、アイアンはＴｏｕｒ  Ｓｔａｇｅ  Ｘ１０００（共にブリヂストンスポーツ（株）製）。
打球感
ゴルフボールをプロゴルファー３名により、ドライバー及びピッチングウエッジを用いて打撃した時の打球感について下記基準により評価した。
◎：非常に優れている
○：優れている
△：普通
×：劣る
【００４７】
【表１】
0004016228.tif 000003
＊１：日本合成ゴム（株）製、ポリブタジエンゴム
【００４８】
【表２】
0004016228.tif 000004
＊２：東レ・デュポン社製、ポリエステル系熱可塑性エラストマー
＊３：三井・デュポンポリケミカル社製、アイオノマー樹脂
＊４：デュポン社製、アイオノマー樹脂
【００４９】
【表３】
0004016228.tif 000005
＊５：１００ｋｇ荷重負荷時の変形量
＊６、＊７：コア＋中間層
＊８：π（ＥＩ／Ａσb）1/2
（但し、Ｅはカバー材のヤング率、Ｉは突起の断面二次モーメント、Ａは突起の断面積、σbはカバー材の降伏応力）
【００５０】
【表４】
0004016228.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るゴルフボールの概略断面図である。
【図２】本発明の別の実施例に係るゴルフボールの概略断面図である。
【図号の説明】
１  ゴルフボール
２  ソリッドコア
２ａ  凸型突起
３  中間層
４  カバー
４ａ  凸型突起
【図１】
0004016228.tif 000007
【図２】
0004016228.tif 000008