JPH10230024A - ゴルフボール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 表面に多数のディンプルを有するゴルフ
ボールにおいて、揚力係数第１項をＣＬ₁、抗力係数第
１項をＣＤ₁とした場合、ＣＤ₁が０．１７５〜０．２２
０、ＣＬ₁／ＣＤ₁が２．６０〜３．３０、ＣＬ₁×ＣＤ₁
が０．１１０〜０．１４５の範囲にあり、揚力係数をＣ
Ｌ、抗力係数をＣＤとした場合、ボール速度６５ｍ／
ｓ、スピン４２ｒｐｓで飛翔中において、ＣＬが０．１
４０〜０．１９０、ＣＤが０．２１０〜０．２５５、Ｃ
Ｌ／ＣＤが０．６４０〜０．７３０の範囲にあるゴルフ
ボール。 【効果】 本発明のゴルフボールは、特定の揚抗力関数
モデルで定義されたゴルフボールの揚力係数、抗力係数
をバランス良く適正化することにより、風に強く、ラン
がよく出、大きな飛距離を有するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大きな飛距離を実
現し、風に強いディンプルを有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】最近に
おいて、ゴルフ競技の一般化、大衆化に伴い、ゴルフ人
口が飛躍的に増大し、このためゴルフボールに対する要
求も多様化しているが、ゴルフボールとしては飛距離が
大きいものが最も望まれる。

【０００３】このため、従来より飛距離の増大を目的と
した種々の提案がなされ、特にディンプル面を改良する
ことで飛距離の増大を計ることが多く提案されている。

【０００４】しかしながら、従来のこの種の提案は、デ
インプル配置、ディンプル構造等についてのものであ
り、揚抗力係数からの検討は殆ど行われておらず、飛距
離が増大したといっても、揚力が大きくて飛んでいるの
か、抗力が小さくて飛んでいるのかが不明であり、いず
れにしても揚抗力のバランスが適正化されているとは言
えないものであった。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、揚抗力バランスが適切で、飛距離が大きく、特に風
に強く、ランのよく出るゴルフボールを提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた
結果、下記の揚抗力関数モデルにおいて、揚力係数第１
項ＣＬ₁及び抗力係数第１項ＣＤ₁を特定の範囲にするこ
と、また、ウッドクラブ＃１（ドライバー）を用い、ヘ
ッドスピード４５ｍ／ｓでショットしたときの代表的な
初期条件としてのボール速度が６５ｍ／ｓ、スピン４２
ｒｐｓで飛翔中の揚力係数ＣＬ及び抗力係数ＣＤを特定
の範囲にすることが飛距離の増大に有効であることを知
見した。

【０００７】即ち、クラブにより打撃され、飛行中のゴ
ルフボールは、図１に示したように、重力１、空気によ
る抵抗（抗力）２、更にボールがスピンを有するために
マグヌス効果による揚力３を受けることが知られてい
る。なお、図中５は飛行方向、４はボール中心を示し、
ボール６は７方向に回転している。

【０００８】この場合、ゴルフボールに働く力は下記弾
道方程式（１）で表される。

【０００９】 Ｆ＝ＦＬ＋ＦＤ＋Ｍｇ （１） Ｆ ：ゴルフボールに働く力 ＦＬ：揚力 ＦＤ：抗力 Ｍｇ：重力 また、上記弾道方程式（１）の揚力ＦＬ、抗力ＦＤはそ
れぞれ下記数式（２），（３）で表される。

【００１０】 ＦＬ＝０．５×ＣＬ×ρ×Ａ×Ｖ² （２） ＦＤ＝０．５×ＣＤ×ρ×Ａ×Ｖ² （３） ＣＬ：揚力係数 ＣＤ：抗力係数 ρ ：空気密度 Ａ ：ゴルフボール最大断面積 Ｖ ：ゴルフボール対空気速度 そして、本発明者らの検討によれば、ゴルフボールの弾
道計測を数多く行った結果、揚力係数ＣＬ、抗力係数Ｃ
Ｄはそれぞれ下記数式（４）〜（６）で示されることを
見出した。

【００１１】 Ｗ＝ｒ×ω／Ｖ （４） ＣＬ＝（ＣＬ₁＋ＣＬ₂×Ｗ）×√Ｗ （５） ＣＤ＝ＣＤ₁＋ＣＤ₂×Ｗ （６） Ｗ：スピン速度比 ｒ：ゴルフボール半径（ｍ） ω：ゴルフボール回転角速度（ｒａｄ／ｓｅｃ） ＣＬ₁：揚力係数第１項 ＣＬ₂：揚力係数第２項 ＣＤ₁：抗力係数第１項 ＣＤ₂：抗力係数第２項 更に、本発明者らは、上記式で定義される揚力係数第１
項ＣＬ₁、抗力係数第１項ＣＤ₁が、ＣＤ₁＝０．１７５
〜０．２２０、ＣＬ₁／ＣＤ₁＝２．６０〜３．３０、Ｃ
Ｌ₁×ＣＤ₁＝０．１１０〜０．１４５の関係及び範囲に
ある場合、揚抗力のバランスがよく、飛距離が大きいこ
とを知見した。

【００１２】このようにして揚力及び抗力関数係数ＣＬ
₁，ＣＬ₂，ＣＤ₁，ＣＤ₂を求めると、実打領域でのあら
ゆるボール速度及びスピンにおける揚力係数ＣＬ、抗力
係数ＣＤを決定できる。つまりディンプルの空力性能を
評価できることになる。

【００１３】しかしながら、飛行中のゴルフボールの揚
力と抗力の関係は、上述したように単純に説明できるも
のではなく、揚力が大きくなるほど抗力も大きくなり、
飛距離の増大を図るためにはできるかぎり抗力を抑えつ
つ、揚力との間に適当なバランスをとることが重要であ
る。

【００１４】即ち、揚力ＦＬ（揚力係数ＣＬ）が大き
く、抗力ＦＤ（抗力係数ＣＤ）は小さい方がボールの飛
距離は伸びる。このように揚力係数ＣＬと抗力係数ＣＤ
は高い正の相関関係を有するために、いずれか一方だけ
を変化させることは困難であると共に、ボール飛行時間
の変化につれてゴルフボール対空気速度Ｖやスピン量が
経時的に変化するため、ＣＬとＣＤを定数として把握す
ることができないものであるが、本発明者らは、上述し
たようにＣＬ、ＣＤを定義する式（４）〜（６）の揚抗
力関数モデルを見出した。

【００１５】そして、ゴルフボールの固有の空力特性
は、揚抗力係数ＣＬ₁，ＣＤ₁，ＣＬ₂及びＣＤ₂で表され
ること、これら揚抗力係数のうち、ＣＬ₁、ＣＤ₁、ＣＬ
₁／ＣＤ₁、ＣＬ₁×ＣＤ₁を上述したような範囲を満たす
ようにディンプル設計を行うことにより、飛距離が大き
くなり、風に強く、ランの良く出るゴルフボールが得ら
れることを知見したものである。

【００１６】一方、本発明者らは、揚力及び抗力係数間
の従属性が強く、測定誤差により、揚力及び抗力係数が
多少変化し、安定かつ正確な評価が困難となる点を解決
するために、更に鋭意検討を重ねた結果、スピン速度比
Ｗを、ウッドクラブ＃１（ドライバー）を用いてヘッド
スピード４５ｍ／ｓでショットしたときの代表的な初期
条件として、ボール速度６５ｍ／ｓ、スピン４２ｒｐｓ
として評価すると、部分的又は断片的ではあるが、正し
い安定した評価が可能になることを知見した。

【００１７】そして、上記式（４）〜（６）で定義され
る揚力係数ＣＬ、抗力係数ＣＤが、ボール速度６５ｍ／
ｓ、スピン４２ｒｐｓで飛翔中のゴルフボールにおい
て、揚力係数ＣＬが０．１４０〜０．１９０、抗力係数
ＣＤが０．２１０〜０．２５５、ＣＬ／ＣＤが０．６４
０〜０．７３０の範囲にある場合、ボールの揚抗力のバ
ランスに優れ、飛距離が増大すること、特に揚力抗力係
数比ＣＬ／ＣＤが可能な限り大きいことが飛距離の増大
を図る上で効果的であることを見出した。

【００１８】以上説明したように、本発明は、その空力
特性が特定の揚抗力関数モデルで表され、その揚抗力係
数ＣＬ，ＣＤ，ＣＬ₁，ＣＤ₁，ＣＬ₂及びＣＤ₂が特定の
範囲を満たすようにディンプル設計を行うことにより、
飛距離が増大し、風に強く、ランの良く出るゴルフボー
ルが得られることを見出し、本発明を完成したものであ
る。

【００１９】従って、本発明は表面に多数のディンプル
を有するゴルフボールにおいて、揚力係数第１項をＣＬ
₁、抗力係数第１項をＣＤ₁とした場合、ＣＤ₁が０．１
７５〜０．２２０、ＣＬ₁／ＣＤ₁が２．６０〜３．３
０、ＣＬ₁×ＣＤ₁が０．１１０〜０．１４５の範囲にあ
ることを特徴とするゴルフボール、及び、表面に多数の
ディンプルを有するゴルフボールであって、揚力係数を
ＣＬ、抗力係数をＣＤとした場合、上記ボールがボール
速度６５ｍ／ｓ、スピン４２ｒｐｓで飛翔中において、
ＣＬが０．１４０〜０．１９０、ＣＤが０．２１０〜
０．２５５、ＣＬ／ＣＤが０．６４０〜０．７３０の範
囲にあることを特徴とするゴルフボールを提供する。

【００２０】この場合、ゴルフボール表面に互いに直径
及び／又は深さの異なる複数種のディンプルを有し、上
記ディンプルの総数が３４０〜５４８個、ディンプル表
面占有率が７４〜８５％、ディンプル体積比が０．７５
〜１．３％、ディンプル平均直径が２．５〜４．５ｍ
ｍ、ディンプル平均深さが０．１０〜０．２２ｍｍ、Ｖ
₀値が０．３〜０．７、及びディンプルエッヂ角が４．
０〜１７．０度であることが好ましい。

【００２１】以下、本発明につき更に詳しく説明する
と、本発明のゴルフボールは、上述したように下記式
（４）〜（６） Ｗ＝ｒ×ω／Ｖ （４） ＣＬ＝（ＣＬ₁＋ＣＬ₂×Ｗ）×√Ｗ （５） ＣＤ＝ＣＤ₁＋ＣＤ₂×Ｗ （６） で示される揚抗力関数モデルにおいて、ＣＤ₁が０．１
７５〜０．２２０、好ましくは０．１８５〜０．２１
０、ＣＬ₁／ＣＤ₁が２．６０〜３．３０、好ましくは
２．７０〜３．２０、ＣＬ₁×ＣＤ₁が０．１１０〜０．
１４５、好ましくは０．１１５〜０．１３５の関係、範
囲である。ＣＬ₁、ＣＤ₁がこれらの範囲から外れた場合
は飛距離が低下する。なお、上記式においてＣＬ₂は−
０．５〜０．１、ＣＤ₂は０．１〜０．５の範囲にある
ことが好ましい。

【００２２】また、ゴルフボールをウッドクラブ＃１
（ドライバー）を用い、ヘッドスピード４５ｍ／ｓでシ
ョットしたときの代表的な初期条件として、ボール速度
６５ｍ／ｓ、スピン４２ｒｐｓで飛翔中の揚力係数ＣＬ
が０．１４０〜０．１９０、好ましくは０．１５０〜
０．１８５、抗力係数ＣＤが０．２１０〜０．２５５、
好ましくは０．２２０〜０．２５０、ＣＬ／ＣＤが０．
６４０〜０．７３０、好ましくは０．６４５〜０．７１
０の関係、範囲である。ＣＬ、ＣＤがこれらの範囲から
外れた場合は飛距離が低下する。

【００２３】この場合、揚抗力係数ＣＬ，ＣＤ，Ｃ
Ｌ₁，ＣＬ₂，ＣＤ₁及びＣＤ₂の求め方は、打撃マシンを
用い、実打領域の複数の条件についてゴルフボール弾道
の初期条件（初速度、スピン及び打出し角）と空間座標
を計測する。この初期条件は、ヘッドスピードなどによ
り異なり一概には決められないが、本発明では検討の結
果、ヘッドスピード４５ｍ／ｓでショットしたときの代
表的な初期条件として、ボール速度６５ｍ／ｓ、スピン
４２ｒｐｓを採用した。なお、打ち出し角は、１０度で
ある。

【００２４】そして、これらのデータとボールプロパテ
ィ（ボール重量、直径、慣性モーメント）、環境条件
（風、空気密度）をパラメータとし、揚抗力関数形を満
たす弾道方程式自体を評価関数として陰表現を解ける多
変数非線形最小自乗法を用い、観測位置と計算位置の誤
差の自乗和を最小とする揚抗力係数を決定することがで
きる。

【００２５】本発明のゴルフボールは、表面に多数のデ
ィンプルが形成されたものであり、上記揚抗力係数の関
係及び範囲を満たすようにディンプルを設計することに
より、風に強く、ランが良く出、飛距離の大きいゴルフ
ボールが得られるものである。この場合、好適には、ボ
ール表面に形成されるディンプルの種類は、互いに直径
及び／又は深さの異なる複数種、好ましくは２種以上、
より好ましくは２〜６種、更に好ましくは３〜５種であ
る。ディンプル数は好ましくは３４０〜５４８個、より
好ましくは３９２〜４３２個であり、ディンプル平均直
径は好ましくは２．５〜４．５ｍｍ、より好ましくは３
〜４ｍｍ、ディンプル平均深さは好ましくは０．１０〜
０．２２ｍｍ、より好ましくは０．１２〜０．１８ｍｍ
である。なお、ディンプル形状は、平面円形状とするこ
とが好ましいが、特に制限されるものではなく、平面形
状が楕円、長円、花びら、多角形などの非円形ディンプ
ルとすることもできる。

【００２６】ディンプル面積は、ディンプルを平面に投
影した場合におけるその平面面積を意味し、例えばディ
ンプルの平面形状が円形状である場合、ディンプルの半
径をｒとするとπｒ²で表されるものである。このディ
ンプル面積の全ディンプルの総和がゴルフボール表面に
ディンプルが無いと仮定した仮想球の全表面積に占める
割合であるディンプル表面占有率が好ましくは７４〜８
５％、より好ましくは７７〜８２％である。

【００２７】ディンプル体積比は、各ディンプルの縁部
によって囲まれる平面下のディンプル空間体積の総和が
ゴルフボール表面にディンプルが無いと仮定した仮想球
の全体積に占める割合であり、好ましくは０．７５〜
１．３％、より好ましくは０．８５〜１．２０％であ
る。

【００２８】個々のディンプルの縁部によって囲まれる
平面下のディンプル空間体積を上記平面を底面としこの
底面からのディンプルの最大深さを高さとする円柱体積
で除した値の全ディンプルについての平均であるＶ₀値
が好ましくは０．３〜０．７、より好ましくは０．４〜
０．６である。

【００２９】個々のディンプルの縁部上の任意の点にお
けるディンプルが無いと仮定した場合の仮想球面に対す
る接線と、同任意点における真のボール表面に対する接
線とのなす角度であるディンプルエッヂ角が好ましくは
４．０〜１７．０度、より好ましくは５．０〜１３．０
度である。

【００３０】なお、ディンプルの配列態様としては、特
に制限されず、正８面体配列、正１２面体配列、正２０
面体配列、半球上をその中心より１〜７等分する対称配
列などの公知の配列を採用することができ、更にディン
プルの配列によりボール表面に形成される模様もスクウ
ェアー形、ヘキサゴン形、ペンタゴン形、トライアング
ル形等の種々の模様とすることができる。

【００３１】本発明の対象となるゴルフボールとして
は、ボール構造、材料などに制限はなく、通常の材料を
用いて、公知の方法により製造することができ、例えば
糸巻きコアにカバーを被覆した糸巻きゴルフボール、ワ
ンピースゴルフボール、ソリッドコアにカバーを被覆し
たツーピース又はマルチピース等のソリッドゴルフボー
ルなどのいずれにも適用可能であり、カバー材として
は、通常ゴルフボールのカバーに用いられるアイオノマ
ー樹脂等の熱可塑性樹脂などが好適に用いられる。

【００３２】なお、ボールの直径及び重量等のボール性
状はゴルフ規則に従って適宜設定することができる。

【００３３】

【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。

【００３４】〔実施例、比較例〕公知の材料を用いて、
通常の方法により、直径３８．５ｍｍ、硬度（１００ｋ
ｇ荷重負荷時の変化量）３．３ｍｍを有するソリッドコ
アを作製した。このコアの表面に公知のアイオノマー樹
脂（ショアーＤ硬度５７）を主成分とするカバー材を被
覆してゴルフボールを製造した。

【００３５】このゴルフボール（実施例）と比較例１，
２（市販ゴルフボール）のディンプルの性状、各種ディ
ンプルパラメータを表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】次に、下記の方法によって揚抗力係数Ｃ
Ｌ，ＣＤ，ＣＬ₁，ＣＤ₁，ＣＬ₂及びＣＤ₂を求めた。揚抗力係数の求め方 上記ゴルフボールをドライバー（ウッドクラブ＃１、ロ
フト角１０度）を用いて、スイングロボット（ミヤマエ
社製）により、ヘッドスピード４５ｍ／ｓｅｃでショッ
トした場合の一定時間経過後の初期条件と空間座標を、
図２に示した８台（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｓ１、ｓ
２）のビデオカメラで計測した。

【００３８】この場合、計測方法は、ファイバーセンサ
をトリガとし、上記８台のビデオカメラを同期させて、
得られたデータをフレームメモリに記録し、位置をデジ
タイズすることによって行い、一定時間（１，２，３，
４，５秒）経過後のゴルフボール弾道の空間座標を求め
る。計測の際の諸条件（ボールプロパティ、環境条件、
初期条件）を表２に、空間座標データを表３に示す。

【００３９】これらのパラメータを用いて、図３に示し
た解析手法に従い、陰表現を解ける多変数非線形最小自
乗法により、観測位置と計算位置の誤差の自乗和を最小
とする各種揚抗力係数ＣＬ，ＣＤ，ＣＬ₁，ＣＤ₁，ＣＬ
₂及びＣＤ₂を決定した。結果を表４に示す。

【００４０】決定した揚抗力係数を揚抗力関数に当ては
めてボール弾道をシュミュレーションしたところ、実測
弾道と誤差なく一致することが確認できた。

【００４１】

【表２】

【００４２】

【表３】

【００４３】

【表４】

【００４４】次に、実施例、比較例１，２のゴルフボー
ルをドライバー（同上）を用いて、スイングロボット
（ミヤマエ社製）によりヘッドスピード４５ｍ／ｓｅｃ
でショットし、飛距離を測定した。結果を表５に示す。

【００４５】

【表５】

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、特定の揚抗力関数モデ
ルで定義されたゴルフボールの揚力係数、抗力係数をバ
ランス良く適正化することにより、風に強く、ランがよ
く出、大きな飛距離を有するゴルフボールが得られるも
のである。

【図面の簡単な説明】

【図１】飛行中のゴルフボールの揚力と抗力の関係を説
明するための説明図である。

【図２】揚抗力係数を求める際のビデオカメラの設置位
置を示す概略図である。

【図３】揚抗力係数を決定するための解析手法を示した
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 重力 ２ 抗力 ３ 揚力 ４ ボール中心 ５ 飛行方向 ６ ゴルフボール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 道夫 埼玉県秩父市大野原20番地 ブリヂストン スポーツ株式会社内 (72)発明者 笠嶋 厚紀 埼玉県秩父市大野原20番地 ブリヂストン スポーツ株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に多数のディンプルを有するゴルフ
   ボールにおいて、揚力係数第１項をＣＬ₁、抗力係数第
   １項をＣＤ₁とした場合、ＣＤ₁が０．１７５〜０．２２
   ０、ＣＬ₁／ＣＤ₁が２．６０〜３．３０、ＣＬ₁×ＣＤ₁
   が０．１１０〜０．１４５の範囲にあることを特徴とす
   るゴルフボール。
2. 【請求項２】 表面に多数のディンプルを有するゴルフ
   ボールであって、揚力係数をＣＬ、抗力係数をＣＤとし
   た場合、上記ボールがボール速度６５ｍ／ｓ、スピン４
   ２ｒｐｓで飛翔中において、ＣＬが０．１４０〜０．１
   ９０、ＣＤが０．２１０〜０．２５５、ＣＬ／ＣＤが
   ０．６４０〜０．７３０の範囲にあることを特徴とする
   ゴルフボール。
3. 【請求項３】 ゴルフボール表面に互いに直径及び／又
   は深さの異なる複数種のディンプルを有し、上記ディン
   プルの総数が３４０〜５４８個、ディンプル表面占有率
   が７４〜８５％、ディンプル体積比が０．７５〜１．３
   ％、ディンプル平均直径が２．５〜４．５ｍｍ、ディン
   プル平均深さが０．１０〜０．２２ｍｍ、Ｖ₀値が０．
   ３〜０．７、及びディンプルエッヂ角が４．０〜１７．
   ０度である請求項１又は２記載のゴルフボール。