JP2001346918A

JP2001346918A - ゴルフクラブ

Info

Publication number: JP2001346918A
Application number: JP2000173840A
Authority: JP
Inventors: Masashi Nishitani; 将史西谷; Masae Tsurumaki; 政衛鶴巻
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd; Endo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd; Endo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2001-12-18
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: US20020082117A1; US7563175B2; JP3635227B2

Abstract

(57)【要約】【課題】複数の金属製部分同士を溶接してなる金属製
ゴルフクラブヘッドであって、溶接部の外観が良く、ま
た重量のばらつきが少ない上、溶接部付近が硬くしかも
脆くなったり、溶接部付近にひけや歪みが生じたりする
ことのないゴルフクラブヘッドを提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッドの複数の金属製部分
同士をレーザ溶接により固着する。例えば、ゴルフクラ
ブヘッドのフェース部材２を、センター部４、中間部６
及び外縁部８の３つの金属製部分をレーザ溶接で固着す
ることにより作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製ゴルフクラ
ブヘッドにシャフトを取り付けたゴルフクラブに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】金属製ゴルフクラブヘッドの製造におい
て、ゴルフクラブヘッドの金属製部分、例えばフェース
部、ソール部、ホゼル部などを互いに固着する場合、従
来、金属製の溶接棒を用い、アーク溶接により上記金属
製部分同士を固着している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したアー
ク溶接による金属製ゴルフクラブヘッドの製造方法は、
溶接する両方の金属製部分と溶接棒を同時に溶かし、ビ
ードを盛り上げながら溶接していくので、溶接部の外観
が悪くなるとともに、ゴルフクラブヘッドの重量にばら
つきが生じるという欠点を有するものであった。また、
溶接する両方の金属製部分に多量の熱が加わるため、溶
接部付近は結晶粒が大きくなり、硬くしかも脆くなると
ともに、溶接部付近に熱収縮によるひけや歪みが生じる
という問題を有するものであった。

【０００４】本発明は、前述した事情に鑑みてなされた
もので、複数の金属製部分同士を溶接してなる金属製ゴ
ルフクラブヘッドであって、溶接部の外観が良く、また
重量のばらつきが少ない上、溶接部付近が硬くしかも脆
くなったり、溶接部付近にひけや歪みが生じたりするこ
とのないゴルフクラブヘッドを提供することを目的とす
る。

【０００５】

【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、金属製ゴルフクラブヘッドにシャフトを取
り付けたゴルフクラブにおいて、前記ゴルフクラブヘッ
ドの金属製部分同士をレーザ溶接により固着したことを
特徴とするゴルフクラブを提供する。

【０００６】レーザ溶接はレーザ光線のエネルギーを利
用する溶接であり、溶接棒を用いることなく溶接を行う
ことができるとともに、アーク溶接に較べて微小な溶接
や精密な溶接を行うことができる。本発明では、このレ
ーザ溶接によってゴルフクラブヘッドの金属製部分同士
を固着するので、アーク溶接による製造方法が有してい
た前記欠点を解消することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明につきさらに詳しく
説明する。本発明において、レーザ溶接に用いるレーザ
の種類に限定はないが、ＣＯレーザ、ＣＯ₂レーザ等の
気体レーザや、ＹＡＧレーザ等の固体レーザを好適に用
いることができる。ＹＡＧレーザは、ＣＯ₂レーザに比
べてレーザ光の波長を短くすることができるため、金属
の熱吸収率が高くなり、アルミニウムなどの溶接しにく
い金属に効果的である。また、ＣＯ₂レーザはレーザ出
力を大きくすることができるため、肉厚の厚い金属部分
でも溶接することができる。

【０００８】レーザ溶接は、レーザ光を集光することに
より、溶接部分に照射するレーザ光の幅を制御すること
ができ、金属の種類や肉厚にもよるが、１．０ｍｍ以
下、好ましくは０．２〜０．５ｍｍの幅で溶接を行うこ
とができる。したがって、アーク溶接などに比べ溶接部
の周辺をそれほど溶かさなくて済むので、熱による歪み
が殆ど生じない。

【０００９】また、レーザ溶接によれば、複数の金属板
を溶接して複合金属板を作製した後、この複合金属板を
プレス成形などで加工することができる。したがって、
本発明では、複数の金属板をレーザ溶接で溶接してなる
複合金属板をゴルフクラブヘッドに加工することによ
り、ゴルフクラブヘッドの製造工程を簡略化することが
できる。このような複合金属板を作製する場合、各金属
板としては鍛造材や圧延材が好ましく、特に析出硬化型
の金属などの熱処理によって硬度が増す合金が好まし
い。

【００１０】本発明において、ゴルフクラブヘッドの金
属製部分同士をレーザ溶接により精度良く溶接するに
は、金属製部分を単なる切断ではなく、打ち抜きやレー
ザ切断により作製することが好ましい。また、切断面を
さらにミーリングすることにより、金属製部分の接合部
の精度を上げることができる。溶接部の外観をよりきれ
いに仕上げたい場合は、一度レーザ溶接によって溶接し
た箇所にさらに仕上げ溶接を施すこともできる。

【００１１】本発明では、レーザ溶接機に１０００Ｗの
ＣＯ₂レーザ発振器を用いることにより、板厚３ｍｍま
での金属製部分が溶接可能であり、２０００ＷのＣＯ₂
レーザ発振器を用いることにより、板厚５ｍｍまでの金
属製部分が溶接可能である。また、レーザ溶接機に１０
００ＷのＹＡＧレーザ発振器を用いることにより、ステ
ンレスであれば板厚３ｍｍまでの金属製部分、チタニウ
ム合金やアルミニウム合金であれば板厚２ｍｍまでの金
属製部分が溶接可能である。通常、金属製のウッド型ゴ
ルフクラブヘッドの場合、フェース部が最も厚く、この
フェース部の材料はステンレス鋼、マルエージング鋼、
チタニウム合金、ベリリウム銅合金からなる板厚３ｍｍ
以下のものが多いので、２０００ＷのＣＯ₂レーザ発振
器を有するレーザ溶接機で十分に溶接可能である。

【００１２】本発明では、ゴルフクラブヘッドの同一面
に現れる金属製部分同士をレーザ溶接により固着するこ
とができる（後記図１、図２参照）。この場合、上述の
同一面としては、例えばフェース面、ソール面、クラウ
ン面、サイド面などが挙げられる。

【００１３】本発明では、厚さの異なる金属製部分同士
をレーザ溶接により固着することができる（後記図２参
照）。このように厚さの異なる金属製部分同士を溶接す
る場合、治具を用いて平面側の面作りを行うことができ
る。また、厚さの異なる金属製部分同士を溶接した材料
をフェース部に用い、部分的にフェース部の弾性率を変
えることによって、反発性を上げることが可能となる。
さらに、厚さの異なる金属製部分同士を溶接した材料を
ソール部、クラウン部、サイド部などに使用することに
より、ヘッドの重量配分を変えてヘッドの重心軸周りの
慣性モーメントを向上させたり、重心位置を深くした
り、浅くしたりすることができる。

【００１４】また、本発明では、種類の異なる金属から
なる金属製部分同士をレーザ溶接により固着することが
できる。例えば、金属製部分を形成する金属の６０％以
上が同一な、異種金属同士をレーザ溶接することが可能
である。このように金属製部分の主材料が同一である
と、溶融温度、熱伝導度などの溶融条件が近いため、レ
ーザ溶接を良好に行うことができる。ただし、全く異な
る金属同士でも、熔解温度や熱伝導度などの条件が近け
れば、レーザ溶接は可能である。例えば、鉄の溶融温度
は１５３０℃、ニッケルの溶融温度は１４５３℃と非常
に近いため、鉄とニッケルはレーザ溶接が可能である。
すなわち、溶融温度の差が２５０℃以下、好ましくは１
２０℃以下であれば、全く異なる金属同士でも、レーザ
溶接は可能である。

【００１５】さらに、従来、金属製部分同士を固着する
場合、図７のソール部材２０の例に示すように、一方の
金属製部分２２に枠状の保持リブ２４を設け、この保持
リブ２４の中に他方の金属製部分２６を圧入、かしめ、
ビス止め、アーク溶接等によって固定していた。したが
って、一方の金属製部分２２に保持リブ２４を設ける必
要があり、加工が複雑になっていた。これに対し、金属
製部分同士をレーザ溶接で固着する本発明によれば、図
５（Ａ）及び（Ｂ）のソール部材３０の例に示すよう
に、一方の金属製部分３２には他方の金属製部分３６の
位置決めや脱落防止ができる程度の保持リブ３４を設け
るだけてよく、加工が簡単である。また、例えば図５の
ように下面を平面にした場合は、保持リブ３４が無くて
も他方の金属製部分３６の位置決めや脱落防止ができる
ので、このような場合には図６（Ａ）及び（Ｂ）のよう
に保持リブを省略することも可能である。

【００１６】

【実施例】図１に示す構成の中空部を有するウッド型の
ゴルフクラブヘッドを作製した。この場合、ゴルフクラ
ブヘッドのフェース部材２をレーザ溶接により作製し
た。このフェース部材２は、図２に示すように、センタ
ー部４、中間部６及び外縁部８の３つの金属製部分を固
着したもので、それぞれの材料及び寸法は下記のとおり
である。

【００１７】センター部４・材料：チタン合金（Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａ
ｌ）・弾性率：１０７．６ＧＰａ・硬度：４１５Ｈｖ・厚さａ：３．０ｍｍ・フェースの高さ方向の短径ｂ：１０ｍｍ・フェースの長さ方向の長径ｃ：２０ｍｍ

【００１８】中間部６・材料：チタン合金（Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−
３Ａｌ、厚さ３．０ｍｍの板材を冷間圧延したもの）・弾性率：１１１．５ＧＰａ・硬度：４１４Ｈｖ・厚さｄ：２．７ｍｍ・フェースの高さ方向の短径ｅ：２５ｍｍ・フェースの長さ方向の長径ｆ：４０ｍｍ

【００１９】外縁部８・材料：チタン合金（Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ
−２Ｆｅ（ＳＰ７００）の圧延材）・弾性率：１１２ＧＰａ・硬度：３９２Ｈｖ・厚さｇ：２．５ｍｍ

【００２０】それぞれの金属製部分は、互いにうまく嵌
合するように打ち抜き加工によって作製した。そして、
溶接する面が平らになるように各金属製部分を嵌合させ
た後、出力２０００ＷのＣＯ₂レーザ溶接機を用いて金
属製部分同士の溶接を行った。溶接は、金属製部分の境
界部分（図２において符号Ｘ，Ｙで示す箇所）にレーザ
光を照射して行った。また、チタン及びチタン合金は酸
化しやすいため、アルゴンガスを溶接部に吹き付けなが
ら溶接を行った。

【００２１】溶接完了後、フェース部材２にプレス加工
によってほぼ半径１０インチのロールとバルジをつけ
た。このプレス加工時に溶接部に割れが生じたか否かを
確認したが、割れは生じていなかった。また、ヘッド本
体にフェース部材２を溶接し、ヘッドを研磨してから塗
装した後、フェース面にひけが生じているか否かを確認
したが、ひけは生じていなかった。

【００２２】また、図３に示す構成の中空部を有するウ
ッド型のゴルフクラブヘッドを作製した。この場合、ゴ
ルフクラブヘッドのソール部材１２をレーザ溶接により
作製した。このソール部材１２は、図４に示すように、
前端部１４及び後端部１６の２つの金属製部分を固着し
たもので、それぞれの材料及び寸法は下記のとおりであ
る。

【００２３】前端部１４・材料：チタン合金（Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−
３Ａｌ）・縦ｈ：１００ｍｍ・横ｉ：８０ｍｍ・厚さｊ：１．１５ｍｍ

【００２４】後端部１６・材料：純チタン・縦ｋ：１００ｍｍ・横ｌ：５０ｍｍ・厚さｍ：２．０ｍｍ

【００２５】前端部１４と後端部１６を接触させた後、
出力２０００ＷのＣＯ₂レーザ溶接機を用いて金属製部
分同士の溶接を行った。溶接は、肉厚の厚い材料（後端
部１６）の端部（図２において符号Ｚで示す箇所）に
０．２〜０．３ｍｍの幅でレーザ光を照射して行った。
また、チタン及びチタン合金は酸化しやすいため、アル
ゴンガスを溶接部に吹き付けながら溶接を行った。溶接
完了後、ヘッド本体のソール開口部に前記ソール部材１
２をさらにレーザ溶接で固着し、ゴルフクラブヘッドに
仕上げた。

【００２６】前端部１４と後端部１６をレーザ溶接で固
着した場合（実施例）及びＴＩＧ溶接で固着した場合
（比較例）における前端部１４及び後端部１６の重量変
化を調べた。結果を下記表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１からわかるように、レーザ溶接では殆
ど重量の変化がなく、また、板厚の薄い前端部１４に関
しても、歪みが生じることがなかった。

【００２９】ヘッド本体をステンレススチール（ＳＵＳ
３０４）で作製し、このヘッド本体のソール開口部に嵌
合するようにソール部材を作製した。ソール部材は、前
記と同様に前端部及び後端部の２つの金属製部分を固着
したもので、それぞれの材料及び寸法は下記のとおりで
ある。

【００３０】前端部・材料：ＳＵＳ３０４・厚さｊ：１．５ｍｍ後端部・材料：ニッケルを９８％含むベリリウム−ニッケル合
金（Ｂｅ−Ｎｉ３６０）・厚さｍ：１．５ｍｍ

【００３１】また、上記ＳＵＳ３０４及びＢｅ−Ｎｉ３
６０の金属組成及び融点を下記に示す。ＳＵＳ３０４Ｃ：０．０８％以下Ｓｉ：１．００％以下Ｍｎ：２．００％以下Ｐ：０．０４５％以下Ｓ：０．０３０％以下Ｎｉ：８．００〜１０．５０％Ｃｒ：１８．００〜２０．００％Ｆｅ：残部融点温度：１６７１〜１７００℃Ｂｅ−Ｎｉ３６０Ｂｅ：１．８５〜２．０５％Ｔｉ：０．４〜０．６％Ｃｕ：０．２５％以下Ｎｉ：残部融点温度：１３２５℃

【００３２】前端部と後端部を接触させた後、出力２０
００ＷのＣＯ₂レーザ溶接機を用いて金属製部分同士の
溶接を行った。溶接は、金属製部分の境界部分にレーザ
光を照射して行った。溶接完了後、ヘッド本体のソール
開口部に前記ソール部材をさらにレーザ溶接で固着し、
ゴルフクラブヘッドに仕上げた。

【００３３】作製したゴルフクラブヘッドの塗装後の外
観を確認した後、ゴルフクラブヘッドにシャフトを取り
付けてゴルフクラブを作製した。このゴルフクラブは、
ヘッドスピードの最も速い領域で使用されるウッド型ゴ
ルフクラブであった。該ゴルフクラブを用いてゴルフ練
習場にて実打テストを行い、溶接部に割れが生じるか否
かを調べたが、割れは生じなかった。これにより、レー
ザ溶接が実用上問題ないことが確認された。また、作製
したゴルフクラブヘッドのフェース部、ソール部を調べ
たところ、レーザ溶接による溶接は溶接棒を使わないた
め、殆ど重量の増加がなく、また溶接部は非常にきれい
であった。さらに、金属製の板材に溶接による歪みや反
りが殆どないため、研磨行程やゴルフクラブヘッドのそ
れぞれのパーツを組み合わせて溶接する行程でも、非常
に作業を行いやすかった。

【００３４】

【発明の効果】本発明のゴルフクラブは、金属製ゴルフ
クラブヘッドの溶接部の外観が良く、また金属製ゴルフ
クラブヘッドの重量のばらつきが少ない上、溶接部付近
が硬くしかも脆くなったり、溶接部付近にひけや歪みが
生じたりすることのないものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で作製したウッド型のゴルフクラブヘッ
ドを示す断面図である。

【図２】図１のゴルフクラブヘッドのフェース部材を示
すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。

【図３】実施例で作製したウッド型のゴルフクラブヘッ
ドを示す断面図である。

【図４】図３のゴルフクラブヘッドのソール部材を示す
もので、（Ａ）は底面図、（Ｂ）は断面図である。

【図５】本発明によるゴルフクラブヘッドのソール部の
一例を示すもので、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図で
ある。

【図６】本発明によるゴルフクラブヘッドのソール部の
一例を示すもので、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は底面図で
ある。

【図７】従来のゴルフクラブヘッドのソール部の一例を
示す断面図である。

【符号の説明】

２フェース部材４センター部６中間部８外縁部１２ソール部材１４前端部１６後端部３０ソール部材３２一方の金属製部分３６他方の金属製部分

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鶴巻政衛新潟県燕市大字東太田1845番地株式会社遠藤製作所内Ｆターム(参考） 2C002 AA02 CH04 CH05 CH06 MM04 MM07 PP03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製ゴルフクラブヘッドにシャフトを
取り付けたゴルフクラブにおいて、前記ゴルフクラブヘ
ッドの金属製部分同士をレーザ溶接により固着したこと
を特徴とするゴルフクラブ。
【請求項２】ゴルフクラブヘッドの同一面に現れる金
属製部分同士をレーザ溶接により固着した請求項１に記
載のゴルフクラブ。
【請求項３】厚さの異なる金属製部分同士をレーザ溶
接により固着した請求項１又は２に記載のゴルフクラ
ブ。
【請求項４】種類の異なる金属からなる金属製部分同
士をレーザ溶接により固着した請求項１〜３のいずれか
１項に記載のゴルフクラブ。
【請求項５】種類の異なる金属からなる金属製部分の
溶融温度の差が２５０℃以下である請求項４に記載のゴ
ルフクラブ。
【請求項６】種類の異なる金属からなる各金属製部分
の６０％以上が同一の金属で形成されている請求項４又
は５に記載のゴルフクラブ。