JP2009142403A - ゴルフクラブヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属部材を削減して軽量化しながら繊維強化樹脂の耐外傷性を向上したゴルフクラブヘッドを、変形なく所定形状に形成できるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】フェイス部とフェイス部の周縁から背面側に突出するトップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７とを一体化し、これら４つの部位のうち少なくとも１つの部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にした金属外殻２を予め製造し、この金属外殻２を、第１分割型１１の成形部１１ａに嵌合させて固定するとともに、フェイス部の背面側に繊維入り樹脂材料１５を配置した後、第１分割型１１に残りの分割型を組み付けて、繊維入り樹脂材料１５の背面を凹状に形成して加熱硬化させるとともに、フェイス部の背面およびトップ部４、トウ部５、ソール部６、ヒール部７の内周面に接合させて、背面を凹状にしたＦＲＰからなる補強体を金属外殻２に固設する。
【選択図】 図５

Description

この発明は、金属部材と繊維強化樹脂とにより構成されたゴルフクラブヘッドの製造方法に関し、さらに詳しくは、金属部材を削減して軽量化しながら繊維強化樹脂の耐外傷性を向上したゴルフクラブヘッドを、変形なく所定形状に形成することができるゴルフクラブヘッドの製造方法に関するものである。

従来、軽量化等の目的で金属製のゴルフクラブヘッドの一部を繊維強化樹脂（ＦＲＰ）で構成したものが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。これら提案では、ゴルフクラブヘッドの背面やトップ部、トウ部等に、金属部材の代替材としてＦＲＰを用いた構造になっていた。このような構造では、ゴルフクラブヘッドとしての所定の耐久性を確保するために、ＦＲＰを用いた部位についても金属部材を用いた部位と同様に一定の耐摩耗性、耐衝撃性が必要になる。

そのため、高い耐摩耗性、耐衝撃性が要求される部位にＦＲＰを用いることが難しく、適用できる部位が制約されるので、金属部材を大幅に削減、軽量化して、設計自由度を十分に高めることができなかった。また、ゴルフクラブヘッドの表面に露出しているＦＲＰが、キャディバックの中で他のクラブと衝突した際に傷が付くという問題があった。

そして、このような従来の金属部材とＦＲＰとにより構成されるゴルフクラブヘッドは、金属部材がある程度の肉厚（例えば、１．５ｍｍ以上）を有しているので、製造する上で金属部材の変形をほとんど考慮する必要がなかったが、軽量化のために金属部材をさらに薄肉化するには金属部材の変形を防止しつつ、ゴルフクラブヘッドを所定形状に形成する必要があった。
実開平６−２３５５５号公報 実開平６−７５５３７号公報

本発明の目的は、金属部材を削減して軽量化しながら繊維強化樹脂の耐外傷性を向上したゴルフクラブヘッドを、変形なく所定形状に形成することができるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、金属部材と繊維強化樹脂とにより構成されたゴルフクラブヘッドの製造方法において、フェイス部とフェイス部の周縁から背面側に突出するトップ部、トウ部、ソール部およびヒール部とを一体化し、これら４つの部位のうち少なくとも１つの部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にした金属部材からなる金属外殻を予め製造しておき、ゴルフクラブヘッドの外形を成形する成形型を構成する複数の分割型のうち、一部の分割型に前記金属外殻を嵌合させて固定するとともに、金属外殻のフェイス部の背面側に繊維入り樹脂材料を配置し、この金属外殻を固定した分割型に残りの分割型を組み付けて、繊維入り樹脂材料の背面を凹状に形成して加熱硬化させるとともに、フェイス部の背面およびトップ部、トウ部、ソール部、ヒール部の内周面に接合させて、背面を凹状にした繊維強化樹脂からなる補強体を金属外殻に固設することを特徴とするものである。

ここで、例えば、前記金属外殻のトップ部、トウ部、ソール部およびヒール部のすべての部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にする。また、前記金属外殻のフェイス部の背面側に繊維入り樹脂材料を配置する前に、金属外殻のソール部の内周面に比重１０以上１８以下の高比重材を配置し、繊維入り樹脂材料を加熱硬化させることにより、高比重材を前記補強体に接合させてソール部の内周面に固定することもできる。また、前記金属外殻に形成されたホーゼルの穴部に、流入防止栓を挿通して封止した後に、前記金属外殻のフェイス部の背面側に繊維入り樹脂材料を配置し、前記補強体を金属外殻に固設した後に、前記流入防止栓をホーゼルの穴部から取り外すようにすることもできる。

本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、予め製造した金属外殻を、一部の分割型に嵌合させて固定するとともに、金属外殻のフェイス部の背面側に繊維入り樹脂材料を配置し、この金属外殻を固定した分割型に残りの分割型を組み付けて、繊維入り樹脂材料の背面を凹状に形成して加熱硬化させるので、トップ部、トウ部、ソール部およびヒール部の部位のうち少なくとも１つの部位の肉厚が０．８ｍｍ以下の薄い金属部材の金属外殻であっても、外側全体が成形型により保持されて変形し難くなる。そして、この保持状態で繊維入り樹脂材料を加熱硬化とともに、フェイス部の背面およびトップ部、トウ部、ソール部、ヒール部の内周面に接合させることにより、背面を凹状にした繊維強化樹脂からなる補強体を金属外殻に固設して、所定形状のゴルフクラブヘッドを形成することができる。

このゴルフクラブヘッドは、外力を直接受ける部位を金属外殻とするとともに、金属外殻を内側から繊維強化樹脂からなる補強体で補強しているので、金属部材を削減して軽量化することができる。さらには、繊維強化樹脂が唯一露出するゴルフクラブヘッドの背面では、補強体の背面が凹状に形成されているので、トップ部、トウ部、ソール部およびヒール部を形成する金属外殻によって保護される構造となり、キャディバックの中で補強体が他のクラブと衝突し難くなり、傷が生じ難くなる。

本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示するように、本発明により製造されたゴルフクラブヘッド１（以下、ヘッド１という）は、金属部材からなる金属外殻２と繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰという）からなる補強体９とにより構成されている。金属外殻２は、フェイス部３とフェイス部３の周縁から背面側に突出するトップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７とを一体化して形成されている。即ち、金属外殻２の背面側は、板状のフェイス部３から延設された板状のトップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７に囲まれて開口した形状になっている。

この実施形態では、ソール部６がトップ部４よりも背面側に突出した形状になっている。ヒール部７の上端部には、シャフトを接続するホーゼル８が金属部材により一体的に形成されている。

金属外殻２の材質としては、ステンレス鋼、チタン、チタン合金等が用いられる。フェイス部３、トップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７の肉厚は、例えば、０．２ｍｍ以下１．０ｍｍ以上、好ましくは０．４ｍｍ以上０．８ｍｍ以下にする。肉厚が１．０ｍｍ超では十分な軽量化を図ることが難しく、０．２ｍｍ未満では強度不足になるためである。

ただし、金属外殻２の軽量化のため、トップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７の４つの部位のうち、少なくとも１つの部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にする。金属外殻２の各部位の肉厚の下限値は、所定の耐久性を確保するための必要最小限値を満たすものであり、実質的には主に製造上の制約から規定されることになる。肉厚を例えば０．６ｍｍ以下にする場合には、鋳造によって金属外殻２を製造した後に、後処理（ケミカルミルや研磨等）を施すことにより薄肉化する。

トップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７の４つのすべての部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にしてもよく、これによれば、金属部材（金属外殻２）を一段と削減して軽量化することができる。また、４つの部位のうちで、低重心化を目的とする場合には、高い耐摩耗性、耐衝撃性が要求されるソール部６の肉厚を、他の３つの部位の肉厚よりも厚くし、他の３つの部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にすることもできる。また、上記４つの部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にして、かつフェイス部３の肉厚を０．８ｍｍ以下にすることもできる。

補強体９は接着剤を介して、フェイス部３の背面およびトップ部４、トウ部５、ソール部６、ヒール部７の内周面に当接、密着して金属外殻２に固設されている。この補強体９の背面は凹部９ａを有する形状に形成されている。したがって、補強体９は、ヘッド１の背面のみに露出した状態となり、しかも、その背面の周縁部はトップ部４、トウ部５、ソール部６、ヒール部７に覆われた構造になっている。

補強体９の材質としては、例えば、カーボン繊維強化樹脂を用いる。カーボン繊維は、長繊維、短繊維など種々の長さを用いることができる。その他、ガラス繊維、アラミド繊維等を用いたＦＲＰを用いることもできる。ＦＲＰの樹脂材料としては、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂用いる。

このヘッド１を製造するには、まず、フェイス部３、トップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７を一体化した金属外殻２を予め製造しておく。金属外殻２は主に鋳造により所定形状に製造される。

この金属外殻２を、図４に例示するように、ヘッド１の外形を成形する成形型を構成する第１分割型１１の成形部１１ａに嵌合させて固定する。実施形態では成形型が、第１分割型１１、第２分割型１２、第３分割型１３の３つの分割型から構成されているが、分割型の数は複数であれば特に限定されない。金属外殻２は複数の分割型のうち、一部の分割型に嵌合させて固定すればよい。この際に、金属外殻２に形成されたホーゼル８の穴部８ａに、流入防止栓１３を挿通して封止しておくとよい。

次いで、金属外殻２の内側に接着剤を塗布した後に、図５に例示するように、金属外殻２のフェイス部３の背面側に繊維入り樹脂材料１５、即ち、未硬化状態のＦＲＰを配置する。フェイス部３、トップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７で囲まれた部分が複雑な形状の場合は、流動性の高い繊維入り樹脂材料１５を、この囲まれた部分に充填するようにしてフェイス部３の背面側に配置する。尚、金属外殻２のフェイス部３の背面側に繊維入り樹脂材料１５を配置した後、その金属外殻２を、一部の分割型に嵌合させて固定してもよい。

次いで、図６に例示するように、金属外殻２を固定した第１分割型１１に残りの第２分割型１２、第３分割型１３を組み付けて、金属外殻２および繊維入り樹脂材料１５の外側全体を成形型により覆うようにする。第２分割型１２は、凸部１２ｂを有する成形部１２ａを有している。

この状態で、繊維入り樹脂材料１５を加熱硬化させるとともに、フェイス部３の背面およびトップ部４、トウ部５、ソール部６、ヒール部７の内周面に、接着剤により接合させる。この際に、繊維入り樹脂材料１５の背面を、第２分割型１２の凸部１２ｂによって凹状に形成する。これにより、背面を凹状したＦＲＰからなる補強体９を金属外殻２に固設する。繊維入り樹脂材料１５を、繊維入り樹脂材料１５自体の接着力で金属外殻２に接合させることができれば、金属外殻２の内側への接着剤の塗布を省略することもできる。

このように肉厚が０．８ｍｍ以下の薄い部分を有する金属外殻２であっても、外側全体が、組み付けた第１分割型１１、第２分割型１２、第３分割型１３のそれぞれの成形部１１ａ、１２ａ、１３ａにより保持されるので、繊維入り樹脂材料１５の背面を凹状に形成する際に押圧されても変形し難くなる。そのため、背面を凹状にしたＦＲＰからなる補強体９を金属外殻２に固設して、所定形状のヘッド１を形成することができる。

その後、組み付けた第１分割型１１、第２分割型１２、第３分割型１３を分離させて、所定形状に形成したヘッド１を取り出す。次いで、流入防止栓１３をホーゼル８の穴部８ａから取り外す。流入防止栓１３によって、穴部８ａに繊維入り樹脂材料１５が流入することが阻止されているので、穴部８ａにはシャフトを取付ける深さが確保されている。穴部８ａを流入防止栓１３によって封止せずに製造する場合は、シャフトを取付けるために別途、穴部８ａに流入したＦＲＰの除去する加工を行なう必要がある。

尚、ホーゼル８の穴部８ａを金属外殻２の内側に貫通するように形成することもできる。この場合にも上記同様に、その貫通穴に流入防止栓１３を挿入して封止した後に、金属外殻２のフェイス部３の背面側に繊維入り樹脂材料１５を配置することが好ましい。これにより、シャフトを取付けるために別途、流入したＦＲＰによって塞がれた貫通穴の穴あけ加工を不要にできるためである。

このように本発明により製造されたヘッド１は、外力を直接受ける部位を、薄い金属部材の金属外殻２として、ＦＲＰを金属外殻２を内側から補強する補強体９として用いた構造となっている。そのため、金属部材の代替材としてＦＲＰを用いていた従来の複合材クラブとは異なり、直接外力を受けないＦＲＰには高い耐摩耗性や耐衝撃性が要求されないので、広い範囲にＦＲＰを用いることができる。

金属部材（金属外殻２）については、内側がＦＲＰ（補強体９）により補強されているので、外力を直接受ける部位であっても薄肉の仕様にすることができる。特に、補強体９の背面が凹状に形成されているので、フェイス部３、トップ部４、ソール部５が受ける衝撃力に耐えるには有利な構造になっている。

これより、金属部材（金属外殻２）を削減、軽量化することができることに加えて、トップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７のうち少なくとも１つの部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にすることで、一段と金属外殻２を軽量化して設計自由度を大幅に高めることを可能にしている。金属外殻２を薄肉化しても変形することなくヘッド１を所定形状に形成できることは、既述したとおりである。

さらには、ＦＲＰが唯一表面に露出するヘッド１の背面では、背面を凹状に形成した補強体９が、トップ部４、トウ部５、ソール部６およびヒール部７を形成する金属外殻２によって保護される構造となっているので、キャディバックの中で補強体９が他のクラブと衝突し難くなり、耐外傷性が向上している。また、金属外殻２に内包されるように配置された補強体９が、打球時の音、振動を吸収することにより、金属製のヘッドに比べて打球音が小さくなり、また、打球時に手に伝わる振動が小さくなる。

補強体９の背面の凹部９ａの面積が、ヘッド１の背面に占める面積は、例えば５０％以上として、補強体９の凹部９ａの最小肉厚（凹部９ａからフェイス部３の背面までの最小肉厚）は、所定の補強強度を確保するために例えば、３ｍｍ以上にする。

ヘッド１の重心を低くするには、図８、図９に例示するように、ソール部６の内周面に比重１０以上１８以下の高比重材１０を配置して、金属外殻２および補強体９に固定するとよい。このヘッド１を製造するには、金属外殻２のフェイス部３の背面側に繊維入り樹脂材料１５を配置する前に、図７に例示するように、金属外殻２のソール部６の内周面に高比重材１０を配置する。

図７では、高比重材１０および繊維入り樹脂材料１５を配置した金属外殻２を第１分割型１１に嵌合、固定するようにしているが、金属外殻２を第１分割型１１に嵌合、固定した後に、高比重材１０をソール部６の内周面に配置してもよい。また、高比重材１０をソール部６の内周面に配置した金属外殻２を第１分割型１１に嵌合、固定した後に、フェイス部３の背面側に繊維入り樹脂材料１５を配置してもよい。

そして、繊維入り樹脂材料１５を加熱硬化させることにより、繊維入り樹脂材料１５自体の接着力によって高比重材１０を補強体９に接合させてソール部６の内周面に固定する。その他の製造手順は、先の実施形態と同様である。

高比重材１０としては、金属外殻２よりも比重の大きな材質、例えば、タングステン合金等を例示できる。例えば、ヘッド１の重心をより一層低くする際には、高比重材１０の質量を、金属外殻２の質量よりも大きくする。

本発明のゴルフクラブヘッドは、主にアイアンに適用されるが、その他パター、ウッドにも適用することができる。

本発明により製造されたゴルフクラブヘッドを例示する正面図である。 図１の背面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 本発明において、金属外殻を分割型に固定する工程を例示する平面図である。 金属外殻の背面側に繊維入り樹脂材料を配置する工程を例示する平面図である。 分割型を組み付ける工程を例示する正面図である。 ソール部の内周面に高比重材を配置した金属外殻を分割型に固定する工程を例示する平面図である。 図７の工程を用いて製造されたゴルフクラブヘッドを示す背面図である。 図８のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ クラブヘッド
２ 金属外殻
３ フェイス部
４ トップ部
５ トウ部
６ ソール部
７ ヒール部
８ ホーゼル
８ａ 穴部
９ 補強体
９ａ 凹部
１０ 高比重材
１１ 第１分割型
１１ａ 成形部
１２ 第２分割型
１２ａ 成形部
１２ｂ 凸部
１３ 第３分割型
１３ａ 成形部
１４ 流入防止栓
１５ 繊維入り樹脂材料

Claims (4)

1. 金属部材と繊維強化樹脂とにより構成されたゴルフクラブヘッドの製造方法において、フェイス部とフェイス部の周縁から背面側に突出するトップ部、トウ部、ソール部およびヒール部とを一体化し、これら４つの部位のうち少なくとも１つの部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にした金属部材からなる金属外殻を予め製造しておき、ゴルフクラブヘッドの外形を成形する成形型を構成する複数の分割型のうち、一部の分割型に前記金属外殻を嵌合させて固定するとともに、金属外殻のフェイス部の背面側に繊維入り樹脂材料を配置し、この金属外殻を固定した分割型に残りの分割型を組み付けて、繊維入り樹脂材料の背面を凹状に形成して加熱硬化させるとともに、フェイス部の背面およびトップ部、トウ部、ソール部、ヒール部の内周面に接合させて、背面を凹状にした繊維強化樹脂からなる補強体を金属外殻に固設することを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
2. 前記金属外殻のトップ部、トウ部、ソール部およびヒール部のすべての部位の肉厚を０．８ｍｍ以下にした請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
3. 前記金属外殻のフェイス部の背面側に繊維入り樹脂材料を配置する前に、金属外殻のソール部の内周面に比重１０以上１８以下の高比重材を配置し、繊維入り樹脂材料を加熱硬化させることにより、高比重材を前記補強体に接合させてソール部の内周面に固定する請求項１または２に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
4. 前記金属外殻に形成されたホーゼルの穴部に、流入防止栓を挿通して封止した後に、前記金属外殻のフェイス部の背面側に繊維入り樹脂材料を配置し、前記補強体を金属外殻に固設した後に、前記流入防止栓をホーゼルの穴部から取り外す請求項１〜３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。

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