JP3554334B2 - フープ応力巻き層付きゴルフボール - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は薄いフープ応力巻き層を有するゴルフボールに関する。特に、本発明は弾性内芯、高弾性率繊維で巻かれた層、及び外カバー層を有するゴルフボールに関する。
従来技術
過去においては、ゴルフクラブで打たれたとき、ゴルフボールの初速度を増大させるものと信じられる閉じ込めフープ応力機能をもたらすのにゴルフボールのカバーに頼ってきた。典型的には、ソリッド又は液体充填中心部にゴム糸を巻いて作った巻き芯を有するボールでは、カバーのこのフープ応力機能は中位の重要さのものであったに過ぎない。というのは、巻き芯は、芯のまわりに著しいフープ応力を与える層を必要とすることなく、自身で十分強く作ることができる。他方、ソリッド芯を有するゴルフボールはそれ自身で周辺速度を有する傾向があり、追加のフープ応力を与える層によって利益を得る。今日まで、この応力は比較的剛い材料で作られたカバーによって与えられた。
これらのボール構造の欠点は多数である。糸巻きボールの弾性糸は、必要な速度を達成するボールを生産するために、高張力のもとに巻かれなければならない。しばしは、これにより、巻き工程又は後の製造工程中に糸が切れる。巻き工程中小さい糸張力はこの問題を最小にするが、速度及び圧縮の損失を引き起し、これは、必要なフープ応力を与える比較的硬くて剛いカバーの使用を必要とする。このカバーはボールに、受け入れらない手触りの悪い感触を与え、巻きボールの主な特質を否定する。ソリッド構造のボールは僅かに異なる問題を有する。カバー層が著しいフープ応力を与えなければならないから、カバー層は通常、結果として硬くかつ剛い。この問題は、芯が、打たれたときにボールにソフトな感触を与える試みとして比較的軟質化合物で作られるときに拡大される。
非常に硬くて剛いカバーの問題を回避する、先行技術で提案された１つの技術は1984年２月14日ネスビットに対して付与された米国特許第4,431,193号に開示された。芯の上に単層カバーを有するのではなく、カバーは２つの層に形成され、即ち、著しいフープ応力を与える高曲げ弾性率材料の硬くて剛い内層が低曲げ弾性率材料の軟質の可撓性外カバーによって取り囲まれる。この設計はいくらよく見ても妥協である。必要なフープ応力を与えるために、高曲げ弾性率内層が用いられ、これは、その厚さ（0.02〜0.07インチ）及びその高曲げ弾性率（51kpsi）のために、ゴルファーに剛過ぎの感触を依然として与える。
本発明は異なる対策、即ち、必要なフープ応力を与えるソリッドではなく追加の巻き層を作る対策を取る。この層は、芳香族ポリアミド繊維（例えば「ケブラー」の商標でデラウェア州ウイミングトンのイー・アイ・デュポン・ディ・ニュモラス社によって販売されているアラミド繊維）、ガラス繊維、又は金属ワイヤーのような高引張弾性率材料で巻かれる。このカバーの下の高引張弾性率巻き層は軟質の可撓性構造要素を与え、これは感触の硬さに最小に寄与しながら、フープ応力を与えるのに役立つ。この巻き層を設けることによって、カバー材料は、構造上の要件を加えることなく、スピン、感触及び耐久性について単独で選択することができる。
本発明は低スイング速度のゴルファーにとって更なる利益を有する。低スイング速度は衝撃でゴルフボールを十分に圧縮させず、かくして、ボールに、より高いスイング速度のゴルファーによってエンジョイされるクラブフェースからの爆発的な反撥を達成するのに十分高い内部応力を発生させない。ボールとクラブフェースとの間の接触時間はより長く、ゴルファーは同じカチカチの感触を得ない。高い弾性率のフープ応力層は低スイング速度で高い内部応力を生じさせ、これらのプレーヤーに高い反撥及び感触を与える。本発明の更なる利点は、ボールの慣性モーメント、かくして、ボールのスピン特性を、フープ応力層の質量密度及び厚さを選択することによって制御することができる。例えば、大変高い慣性モーメントは、フープ応力巻き層に金属ワイヤーを使用することによって生じさせても良い。その結果は、飛球中比較的低い初期スピン速度及び低スピン減少速度をもつボールになる。本発明のこれらの利点及び他の利点を以下に説明する。
発明の概要
本発明は、実質的に球形の内芯と、内芯のまわりに巻かれた高引張弾性率繊維の第１巻き層と、巻き層を取り囲むポリマー材料の第２成形層とを有するゴルフボールを含む。本発明は又、内芯を準備し、内芯に高引張弾性率繊維を巻いて第１巻き層を作り、第１巻き層のまわりにポリマー材料の外層を成形することを含む、ゴルフボールの製造方法を含む。上記方法及び装置における内芯はソリッド弾性材料で作られても良いし、或いは、初期引張力のもとに低弾性率繊維で巻かれた中心部で作られても良い。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明によるソリッド内芯ゴルフボールの切除した図を示す。
図２は本発明による糸巻き内芯ゴルフボールの断面図を示す。
図３は本発明によるゴルフボールの中空ゴルフボール中心部を示す。
詳細な説明
図１では、実質的に球形内芯100はそのまわりに巻かれた高引張弾性率材料の巻き層105を有する。この巻き層はこのまわりに形成され、かつこれを取り囲むポリマー材料のカバー層110を有する。
内芯はソリッドであり、弾性材料、好ましくは、ポリブタジェン又は天然ゴム含有化合物で形成される。
巻き層は内芯のまわりに、好ましくはこれと接触して巻かれた高引張繊維で形成される。種々の高引張弾性率繊維は最小的に厚い層で所要のフープ応力をもたらし、好ましくは、ガラス、ダクロン、ポリアミド、芳香族ポリアミド（デュポンのケブラーアラミド繊維のような）カーボン、又は金属繊維である。スチール（好ましくはステンレススチール）、モネル金属、又はチタンのような金属が好ましい。巻き層が金属繊維で作られるならば、ボールは高い慣性モーメントを有し、かくして、ゴルフクラブで打たれたとき低速度で回転し、飛球中回転速度を長く保持する。
これらの高引張弾性率繊維の強さは、好ましくは、ゴルフボールがゴルフクラブで打たれたとき、ゴルフボール巻きに加えられる極端に高い応力に順応するように高い。しかしながら、強さを、ゴルフボールに良好なフィーリング及び耐久性を与えるように変ることができる。少なくとも750kpsiの引張強さが好ましいが、少なくとも500kpsiの引張がもっと好ましい。
高引張弾性率繊維の引張弾性率を、その繊維のゲージ即ち厚さとともに、所望ならば、より剛い、より軟らかい、又はもっと耐久性のボールを提供するように変えても良い。少くとも10000kpsiの弾性率が好ましい。少くとも20000kpsiの弾性率が最も好ましい。
好ましい実施形態では、単一の繊維が内芯のまわりに巻かれて巻き層を作る。繊維は好ましくは、巻きやすくするために連続繊維である。繊維材料は好ましくは、ヤーン、糸又はフィラメント形態である。
巻き層105は好ましくは、1.40インチ乃至1.81インチの外径、及び1.30インチ乃至1.80インチの内径を有する。巻き層は好ましくは、0.01インチ乃至0.10インチの厚さまで巻かれる。
カバー層110は好ましくは、1.68インチ乃至1.85インチの外径を有する。特に、カバー層は1.68インチ乃至1.72インチの外径を有する。カバー層の厚さは好ましくは、0.04インチ乃至0.14インチである。好ましいカバー材料はイオノマー（サリーンの商標でデュポンケミカル社によって販売されている種々のイオノマーのような）又はバラタ、天然に産出される物質、又はその合成均等物である。この層は好ましくは、巻き層と直接接触している。巻き層とカバー層の合計厚さは好ましくは、0.05インチ乃至0.24インチである。
巻き内芯をもったゴルフボールの他の実施形態を図２に示す。この実施形態では、ゴルフボールの内芯は、弾性中心部115とそのまわりに巻かれた低引張弾性率材料の層120とで作られる。層120はこれを取り囲む高引張弾性率巻き層125を有する。カバー層130が巻き層125のまわりに形成され、そしてこれを取り囲む。
弾性中心部115は好ましくはソリッドであり、そして、好ましくは、ポリブタジェンで作られるが、図３は中心部115の変形実施形態、即ち、適当な液体又はペースト状材料140で満たされた天然ゴムで作られている中空中心部135を示す。
図を再び参照すると、中心部を取り囲む層120はソリッドでも良いし、或いは弾性材料で巻かれても良い。もし巻かれると、層は好ましくは、5000psiよりも小さい引張弾性率を有する。層120が巻かれるならば、少なくとも100％の初期歪みが好ましい。層120と高引張弾性率層125は好ましくは、層125と130のように接触している。
巻き層125は図１の巻き層について上述した特性を有する。層125からなる高引張弾性率繊維は巻き工程中繊維に初期張力を加えて芯のまわりに巻かれるべきであり、これは巻かれる繊維に初期歪を与える。４％よりも小さい初期歪みが最も好ましい。10％よりも小さい初期歪がもっと好ましい。25％よりも小さい初期歪みが好ましい。繊維それ自体は芯のまわりに巻きやすくするために連続である。
巻き層が作られたら、カバー層が、好ましくは、ゴルフボールの製造技術における通常の知識を有する者にとって周知の射出又は圧縮成形法によって、巻き層のまわりに成形される。

Claims (20)

1. ほぼ球形の内芯と、
   前記内芯のまわりに巻かれた少なくとも10000kpsi（7030kgf/mm²）の引張弾性率を有する繊維のみからなる巻き層と、
   前記巻き層を取り囲むポリマー材料の成形層と、を有するゴルフボール。
2. 前記巻き層は1.30インチ乃至1.80インチ（33.020乃至45.72mm）の内径を有する、請求項１に記載のゴルフボール。
3. 前記巻き層は0.01インチ乃至0.10インチ（0,254乃至2.54mm）の厚さを有する、請求項２に記載のゴルフボール。
4. 前記成形層はカバーであり、0.04インチ乃至0.14インチ（1.016乃至3.556mm）の厚さを有する、請求項３に記載のゴルフボール。
5. 前記繊維は、ガラス、芳香族ポリアミド、カーボン又は金属からなる群から選択された材料で作られる、請求項４に記載のゴルフボール。
6. 前記繊維は少なくとも250kpsi（175.75kgf/mm²）の引張強さを有する、請求項１に記載のゴルフボール。
7. 前記繊維は少なくとも20000kpsi（14060kgf/mm²）の引張弾性率を有する、請求項１に記載のゴルフボール。
8. 前記繊維は連続繊維である、請求項７に記載のゴルフボール。
9. 前記内芯は弾性中心部と、前記弾性中心部のまわりに巻かれた低引張弾性率材料の第２巻き層とで構成される、請求項１に記載のゴルフボール。
10. 前記低引張弾性率材料は2000psi（1.406kgf/mm²）よりも小さい弾性率を有する、請求項９に記載のゴルフボール。
11. 前記繊維は非金属である、請求項１に記載のゴルフボール。
12. 前記繊維はカーボン、プラスチック、及びガラスからなる群から選択される、請求項11に記載のゴルフボール。
13. 前記プラスチックはポリアミド、芳香族ポリアミド、及びアラミド繊維を含む、請求項12に記載のゴルフボール。
14. 前記内芯は中空弾性芯であり、流動性材料で満たされている、請求項13に記載のゴルフボール。
15. 前記繊維はプラスチック及び無機材料からなる群から選択される、請求項１に記載のゴルフボール。
16. 前記無機材料はモネル、チタン、カーボン、又はガラスを含む、請求項15に記載のゴルフボール。
17. 前記内芯の弾性中心部は中実である、請求項１に記載のゴルフボール。
18. 内芯を準備する段階と、
    前記内芯に少くとも10000kpsi（7030kgf/mm²）の引張弾性率を有する高引張弾性率繊維を巻いて、繊維のみからなる巻き層を作る段階と、
    前記巻き層のまわりにポリマー材料の外層を成形する段階と、を有するゴルフボールの製造方法。
19. 前記高引張弾性率繊維が前記内芯に巻かれるとき前記高引張弾性率繊維に張力を加えて前記繊維に約25％より小さい初期歪みを与える、請求項18に記載の方法。
20. 前記内芯を準備する段階は、ゴルフボール中心部を準備し、少くとも100％の初期歪みを有するように5000psi（3.515kgf/mm²）より小さい引張弾性率を有する低引張弾性率繊維に張力を加え、
    前記中心部に前記低引張弾性率繊維を巻いてゴルフボール内芯を作ることを含む、請求項18に記載の方法。

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