JP2005080724A - 金属製ゴルフクラブヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、金属部材からなるゴルフクラブヘッドのヘッド本体部に、該ヘッド本体部と異なる素材からなる別部材パーツを、容易且つ確実に接合するため、パーツ部材における工夫とその製造方法を課題とする。
【解決手段】
ゴルフクラブヘッドのヘッド本体部の金属素材より低比重の金属からなるフェースプレートパーツ、トッププレートパーツ、ソールプレートパーツ、ホーゼルパーツ等の各パーツを、該ヘッド本体部との接合箇所近傍にヘッド本体部の金属と同じ材料が連続的に傾斜した状態で構成された傾斜機能合金からなり、ヘッド本体部と溶接によって接合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属部材からなるゴルフクラブ用ヘッドに関する。

近年、ウッドクラブ用のヘッドの多くは、中空状の外殻体をステンレスやチタン合金やアルミニウム合金等の金属で成形したものである。そして、ボールの打球時における反発係数を高めて飛距離を確保するため、チタン合金の鍛造材もしくは圧延材からなるフェースプレートをヘッド本体の打球部分に取り付けたり、ヘッドの重心位置を下げるために、ヘッド本体より比重の大きい金属で成形したソールプレートをソール部に取り付ける等の手段が講じられている。

ところで,従来,金属製のヘッド本体に対してプレートパーツを取り付ける方法としては、鋳造製法によるヘッド本体の凹所に鍛造製法によるフェースプレートを溶接するものが知られている（例えば、特許文献１）。

然しながら、上記の方法は、ヘッド本体部とフェースプレートとが同種材の場合は溶接による接合が確実に行なわれるが、ヘッド本体部とフェースプレートとが異なる種類の金属材料であった場合は、両素材の溶解温度の違いによる溶接条件が異なり、溶接接合が確実に行なわれるとは限らない。

ヘッド本体部にヘッド本体部と異なる種類の金属を取り付ける場合の方法としては、例えば、ヘッド本体のフェース部に設けた凹所の内周面と、この凹部に嵌合するフェースプレートの外周面に夫々微細な凹凸を形成して、フェースプレートの圧入時にこれらを互いに食い込ませてフェースプレートを固着する方法がある（例えば、特許文献２参照）。

然しながら、上記の方法は、ヘッド本体と取り付けるフェースプレートとが異なる金属材料である場合に行なわれる製造方法であり、同種材を溶接により接合する方法に比較し、接合力、耐久性においては劣るものであった。

このように、パーツと本体部が同一材料または同質系の材料よりなるときは、溶接によって固着することが容易だが、異種材料または異質材料よりなるときは、溶接による接合が困難で、接合強度の弱いろう接を採用したり、カシメ加工、圧入またはリベットによって固着すると、接合力が不十分で、耐久性に問題が生じたり、この固着作業後に、その固着部位の研磨や、バリ取りなどの仕上げ作業が必要となり、その仕上げ作業に多大な労力と製造工数が生じ、その製造能率が著しく低下する等の欠点を免れないものであった。
特開平５−２１２１３９ 特開平６−２４６０２１

本発明は、上記の問題を解決すべく提案されたもので、金属部材からなるゴルフクラブヘッドの本体部分に、本体部分と異なる素材からなるパーツを、容易且つ確実に接合するために、パーツ部材における工夫とその製造方法を課題とする。

本発明は、少なくともフェースプレートパーツ、ソールプレートパーツまたはトッププレートパーツ等のプレートパーツと、該プレートパーツ以外のヘッド部分を構成するヘッド本体とを有し、前記プレートパーツが、ヘッド本体との接合箇所近傍に該ヘッド本体と同種の金属を配し、接合箇所から内部に向かって該ヘッド本体の金属より低比重からなる金属が傾斜して拡散した傾斜組織を形成する傾斜機能合金であって、該プレートパーツと該ヘッド本体とを溶接により接合することを特徴とするゴルフクラブヘッドを提供することで上記の課題を解決する（請求項１。）。

また本発明は、上記のヘッド本体がステンレス合金、チタン合金またはアルミニウム合金であり、対応するプレートパーツが少なくともステンレス合金より低比重のチタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金の何れかからなる請求項１に記載のゴルフクラブヘッドを提供することで上記の課題を解決する（請求項２。）。

また本発明は、ホーゼルパーツと、該ホーゼルパーツ以外のヘッド部分を構成するヘッド本体とを有し、前記ホーゼルパーツが、ヘッド本体との接合箇所近傍に該ヘッド本体と同種の金属を配し、接合箇所から内部に向かって該ヘッド本体の金属より低比重からなる金属が傾斜して拡散した傾斜組織を形成する傾斜機能合金であって、該ホーゼルパーツと該ヘッド本体とを溶接により接合することを特徴とするゴルフクラブヘッドを提供することで上記の課題を解決する（請求項３。）。

また本発明は、上記のヘッド本体がステンレス合金、チタン合金またはアルミニウム合金であり、対応するホーゼルパーツが該ヘッド本体より低比重のチタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金の何れかからなる請求項３に記載のゴルフクラブヘッドを提供することで上記の課題を解決する（請求項４。）。

請求項１に係る発明によれば、傾斜機能組織を形成させた傾斜機能合金からなるフェースプレートパーツ等のプレートパーツ部材を、ヘッド本体部の金属材料より比重の軽い金属材料を使用することにより、プレートパーツ部材の軽量化が図られるとともに、該ヘッド本体との接合部近傍にヘッド本体部と同種金属材料を配することにより、該ヘッド本体部との溶接による接合が容易に且つ確実に行なうことができる。

請求項２に係る発明によれば、ステンレス合金、チタン合金またはアルミニウム合金からなるヘッド本体部に、チタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金などの何れかからなるフェースプレートパーツ等のプレートパーツ部材を溶接により容易に接合することができる。

請求項３に係る発明によれば、傾斜機能組織を形成させた傾斜機能合金からなるホーゼルパーツ部材を、ヘッド本体部の金属材料より比重の軽い金属材料を使用することにより、ホーゼルパーツ部材の軽量化が図られるとともに、該ヘッド本体との接合部近傍にヘッド本体部と同種金属材料を配することにより、該ヘッド本体部との溶接による接合が容易に且つ確実に行なうことができる。

請求項４に係る発明によれば、ステンレス合金、チタン合金またはアルミニウム合金からなるヘッド本体部に、チタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金などの何れかからなるホーゼルパーツ部材を溶接により容易に接合することができる。

金属部材から成るゴルフクラブヘッド本体部に、傾斜機能組織を形成した傾斜機能合金から成るフェースプレートパーツ、トッププレートパーツ、ソールプレートパーツまたはホーゼルパーツ等を溶接により接合する場合に適用した実施例を、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明からなる金属製のウッドタイプのゴルフクラブヘッド１のヘッド本体部２に、フェースプレートパーツ３を溶接により接合する前の斜視図である。ここに示したゴルフクラブヘッド１は、打球面を構成するフェースプレートパーツ３と、それ以外のヘッド部分を構成するヘッド本体２とを有し、そのフェースプレートパーツ３とヘッド本体２とは溶接接合される。ヘッド本体２は、トップ部４、ソール部５、トウ部６、ヒール部７、及びホーゼル部８から構成され、ホーゼル部８にはシャフト９が挿入されて固着され、かかるシャフト９とゴルフクラブヘッド１とによってゴルフクラブが構成される。

ヘッド本体２には、ゴルフクラブヘッド１の前面側が開放され空洞部１０が形成されている。空洞部１０はトップ部４とソール部５とトウ部６とヒール部７とによって区画され、かかる空洞部１０の前面側の開口に、フェースプレートパーツ３が装着され、ＴＩＧ溶接、レーザー溶接または電子ビーム溶接等によって接合一体化される。

ここで、フェースプレートパーツ３は放電プラズマ焼結法により成形された焼結合金よりなり、ヘッド本体２は鍛造品もしくは鋳造品よりなり、これらが一体に固着されている。フェースプレートパーツ３は例えばチタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金により構成され、ヘッド本体２は例えばステンレス鋼、チタン合金またはアルミニウム合金によって構成される。

フェースプレートパーツ３の成形に用いた放電プラズマ焼結法は、加圧されている粒子間にマイクロ秒間隔で電流をパルス状に流し、粒子同士の間隔に放電プラズマを生ぜしめ、その粒子の表面を活性化させ、このとき発生する熱を利用して焼結を行なう方法である。本方法では、温度としては局部的な昇温にとどまるため、組織的な変化はほとんどなく、また部分的な温度管理が可能なため、傾斜材料の焼結が可能である。

上記の通り、フェースプレートパーツ３を放電プラズマ焼結法により成形すると、傾斜機能組織の形成が可能となるが、例えば、該パーツの殆どをチタン合金の粉末で構成し、外周部分にステンレス鋼の粉末で構成して成形することにより、中心部がチタン合金で、外周部がステンレス合金からなるフェースプレートパーツが得られる。

図２は,上記のフェースプレートパーツ３がヘッド本体部２に溶接により接合された状態を示す断面図で、チタン合金とステンレス鋼の組織の構成を概念的に説明したものである。フェースプレートパーツ３はチタン合金からなり、ステンレス鋼からなるヘッド本体部２に設けられたプレート受け部１１に嵌合される。更に、該フェースプレートパーツのヘッド本体部２との嵌合部近傍は、該ヘッド本体部と同じステンレス鋼からなり、ステンレス鋼からチタン合金へ連続的に傾斜した組織を構成する傾斜機能合金となっている。

背景技術で詳述した通り、ゴルフクラブヘッドのヘッド本体部に、例えばステンレス鋼からなるヘッド本体部に、チタン合金からなるフェースプレートパーツを接合する方法として、かしめ加工による接合を採用したのは、ステンレス鋼とチタン合金の溶融温度の違いから、溶接による接合が困難であったことが大きな要因である。従って、接合部近傍を溶接対象となるヘッド本体部と同種金属を配し、溶接を容易にしようとするのが本発明の狙いである。

フェースプレートパーツ３は、ヘッド本体部２のステンレス鋼より低比重のチタン合金の粉末と、ヘッド本体部２との溶接部分近傍に配するステンレス鋼の粉末とからなる組成を有し、チタン合金部分とステンレス鋼部分との間に結晶構造が連続的又は段階的に変化する部分を有する構成となる。上記組成を有する金属粉末を、所望のフェースプレートパーツ形状の成形金型に充填し、押圧しながらパルス通電を行なうことにより焼結体を成形することにより、傾斜機能組織を有するパーツが得られる。

上記の通り,傾斜機能組織からなるフェースプレートパーツは、ヘッド本体部との溶接部近傍にヘッド本体部と同じステンレス鋼組織を有するため、溶接による接合が容易にできる。また、ステンレス鋼組織とチタン合金組織の間は連続的に徐々に変化する傾斜化組織を呈するため、応力の集中が回避され、強度および耐久性に優れたパーツが得られる。

図３は、別の実施例のゴルフクラブヘッドを示す。ヘッド本体部２のトップ部４が開放され、係るトップ部にトッププレートパーツ１２を溶接により接合する前の状態を示した斜視図である。トッププレートパーツ１２はチタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金であり、前述のフェースプレートパーツ３と同様に、ヘッド本体部との接合部近傍は、ヘッド本体部の金属と同じ材料が連続的に傾斜した状態で構成された傾斜機能合金からなり、溶接によって本体部と接合される。

トッププレートパーツ１２に、ヘッド本体部２の金属材料より低比重の金属を用いることにより、トップ部４の重量を軽くし、ゴルフクラブヘッドの重心位置を低く設定することが可能となる。また、ゴルフクラブヘッド全体の重量を軽量化することが出来るし、重量を同一とした場合は、ヘッド体積を増大することも可能となる。

図４は、別の実施例のゴルフクラブヘッドを示す。本例では、ヘッド本体部２のソール部に傾斜機能合金からなるソールプレートパーツ１３を接合する例であり、前述のトッププレートパーツ１２と同様に、ヘッド本体部２の金属材料より低比重の金属を用いることにより、ソール部５の重量を軽くし、ゴルフクラブヘッド全体の重量を軽量化する、あるいはヘッド体積を増大することができる。

図５は、別の実施例のゴルフクラブヘッドを示す。ヘッド本体２のヒール部７に、傾斜機能合金からなるホーゼルパーツ１４を接合し、ヒール部の軽量化によって、重心位置をゴルフクラブヘッドの中心部に近づけるとともに、軽量化によるヘッド体積の増大、もしくはヘッド体積の増大が可能となる。係るホーゼルパーツ１４は、例えばチタン合金を用い、ヘッド本体部２との接合部近傍には、ヘッド本体部２の金属材料、例えばステンレス鋼で構成されることは、前述のプレートパーツの場合と同様である。

これらの実施例は、個々に説明したが、これらの基本構成は何ら変わるところはなく、これらを組み合わせて実施することもでき、組み合わせることによりゴルフクラブの設計自由度を格段と向上させることができる。例えば、ステンレス鋼からなるヘッド本体部に、チタン合金からなるフェースプレートパーツを溶接接合し、同時にトップ部にアルミニウム合金からなるトッププレートパーツを溶接接合することにより、反発性能の優れた、且つヘッド体積が大きく、軽量で、ヘッド慣性モーメントの大きな複合タイプのウッドヘッドを製造することができる。しかも、溶接接合部の接合強度が高く、耐久性にも優れ、接合成形後の仕上げ作業も容易で、低コストでの製造が可能である。

尚、本発明でプレートパーツまたはホーゼルパーツの成形に用いた放電プラズマ焼結法では、焼結を加圧状態で行なうが、焼結と同時に行なうひとつの方法として、熱間等方加圧焼結（ＨＩＰ）処理を併用してもよい。ＨＩＰ処理により、組織が緻密化され、焼結中に残留した気孔が排除されるため、表面の面粗度の改善とともに、表面硬度が増し、機械的性質を格段に向上させることができる。

以上、ウッドタイプのゴルフクラブヘッドに本発明を適用した実施例を説明したが、本発明はアイアンタイプのゴルフクラブヘッドにも適用できるものである。

本発明は、上述の通り、ウッドタイプまたはアイアンタイプのゴルフクラブヘッドにおいて、異種金属を容易に組合せ接合するための技術を提供することにより、従来成しえなかった機能性能の高いゴルフクラブを、容易に且つ低コストで提供することが可能となる。

本発明からなる金属製のウッドヘッドのヘッド本体部に、フェースプレートパーツを溶接により接合する前の斜視図である。 フェースプレートパーツ３がヘッド本体部２に溶接により接合された状態を示す断面図である。 別の実施例のゴルフクラブヘッドであり、ヘッド本体部のトップ部が開放され、係るトップ部にトッププレートパーツを溶接により接合する前の状態を示した斜視図である。 別の実施例のゴルフクラブヘッドであり、ヘッド本体部のソール部が開放され、係るソール部にソールプレートパーツを溶接により接合する前の状態を示した斜視図である。 別の実施例のゴルフクラブヘッドであり、ヘッド本体部のヒール部に傾斜機能合金からなるホーゼルパーツを溶接により接合する前の状態を示した斜視図である。

符号の説明

１ゴルフクラブヘッド
２ヘッド本体部
３フェースプレートパーツ
４トップ部
５ソール部
６トウ部
７ヒール部
８ホーゼル部
９ゴルフシャフト
１０空洞部
１１受け部
１２トッププレートパーツ
１３ソールプレートパーツ
１４ホーゼルパーツ

Claims (4)

1. 少なくともフェースプレートパーツ、ソールプレートパーツまたはトッププレートパーツ等のプレートパーツと、該プレートパーツ以外のヘッド部分を構成するヘッド本体とを有し、前記プレートパーツが、ヘッド本体との接合箇所近傍に該ヘッド本体と同種の金属を配し、接合箇所から内部に向かって該ヘッド本体の金属より低比重からなる金属が傾斜して拡散した傾斜組織を形成する傾斜機能合金であって、該プレートパーツと該ヘッド本体とを溶接により接合することを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 上記のヘッド本体がステンレス合金、チタン合金またはアルミニウム合金であり、対応するプレートパーツが少なくともステンレス合金より低比重のチタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金の何れかからなる請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
3. ホーゼルパーツと、該ホーゼルパーツ以外のヘッド部分を構成するヘッド本体とを有し、前記ホーゼルパーツが、ヘッド本体との接合箇所近傍に該ヘッド本体と同種の金属を配し、接合箇所から内部に向かって該ヘッド本体の金属より低比重からなる金属が傾斜して拡散した傾斜組織を形成する傾斜機能合金であって、該ホーゼルパーツと該ヘッド本体とを溶接により接合することを特徴とするゴルフクラブヘッド。
4. 上記のヘッド本体がステンレス合金、チタン合金またはアルミニウム合金であり、対応するホーゼルパーツが該ヘッド本体より低比重のチタン合金、アルミニウム合金またはマグネシウム合金の何れかからなる請求項３に記載のゴルフクラブヘッド。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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