JP2015093130A - Manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明はゴルフクラブヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a golf club head.
ゴルフクラブヘッドのフェース面の摩擦力を向上するために、フェース面に溝を形成することが提案されている。フェース面に形成される溝としては、スコアラインだけでなく、スコアラインよりも幅の狭い溝も提案されている(例えば、特許文献1及び2)。溝の加工方法としては、エンドミルのような切削工具を用いた機械加工が知られている。この機械加工では、一般に切削工具の回転軸がフェース面と垂直になる状態で切削工具を移動させてフェース面を切削する。
In order to improve the frictional force of the face surface of the golf club head, it has been proposed to form a groove in the face surface. As grooves formed on the face surface, not only score lines but also grooves narrower than the score lines have been proposed (for example,
切削工具の先端の回転軸付近では回転速度が遅く、回転軸から離れた周縁部分では回転速度が速い。したがって、切削工具の回転軸付近では、切削工具の欠損を生じたり、加工精度がばらつく場合がある。細い溝を形成する場合、先端径の細い切削工具を使用する必要があり、上述した切削工具の欠損や加工精度が問題となり易い。特に、ボールエンドミルと呼ばれる先端が球状の切削工具を使用する場合には、回転軸付近からフェース面に接触することになるため、上述した切削工具の欠損や加工精度が問題となり易い。 The rotation speed is slow in the vicinity of the rotation axis at the tip of the cutting tool, and the rotation speed is high in the peripheral portion away from the rotation axis. Therefore, the cutting tool may be damaged or the processing accuracy may vary near the rotation axis of the cutting tool. When forming a thin groove, it is necessary to use a cutting tool with a thin tip diameter, and the above-mentioned chipping and processing accuracy of the cutting tool tend to be a problem. In particular, when a cutting tool having a spherical tip called a ball end mill is used, it comes into contact with the face surface from the vicinity of the rotation axis, so that the above-mentioned chipping of the cutting tool and processing accuracy tend to be a problem.
本発明の目的は、切削工具の欠損や加工精度の低下を抑制することにある。 An object of the present invention is to suppress a chipping of a cutting tool and a decrease in processing accuracy.
本発明によれば、ゴルフクラブヘッドの製造方法であって、前記ゴルフクラブヘッドのフェース面に溝を形成する形成工程を含み、前記形成工程は、切削工具を回転する工程と、回転中の前記切削工具と前記フェース面とを前記溝の形成方向に相対的に移動させながら前記フェース面を切削することにより、前記溝を形成する切削工程と、を含み、前記切削工程では、前記切削工具の回転軸を前記フェース面に垂直な方向から前記形成方向に傾斜させた状態で前記切削工具と前記フェース面とを相対的に移動させる、ことを特徴とする製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a golf club head manufacturing method including a forming step of forming a groove in a face surface of the golf club head, the forming step including a step of rotating a cutting tool, and the rotating step Cutting the face surface while relatively moving the cutting tool and the face surface in the groove forming direction to form the groove, and in the cutting step, the cutting tool includes: There is provided a manufacturing method characterized in that the cutting tool and the face surface are relatively moved in a state where a rotation axis is inclined from a direction perpendicular to the face surface in the forming direction.
本発明によれば、切削工具の欠損や加工精度の低下を抑制することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the defect | deletion of a cutting tool, and the fall of a processing precision.
図1は本発明により製造可能なゴルフクラブヘッド1の外観図である。ゴルフクラブヘッド1はシャフト(不図示)が装着されるホゼル部40を備えている。図2はスコアライン20及び細溝30の、その長手方向(矢印d2で示すトウ−ヒール方向)に直交する方向の断面図及び細溝30の部分拡大図である。
FIG. 1 is an external view of a
同図の例はアイアン型のゴルフクラブヘッドの製造に本発明を適用した例を示す。本発明は、アイアン型のゴルフクラブヘッド、特に、ミドルアイアン、ショートアイアン、ウェッジ型のゴルフクラブヘッドの製造に好適である。具体的にには、ロフト角が30度以上70度以下、ヘッド重量が240g以上320g以下のゴルフクラブヘッドの製造に好適である。しかし、本発明はウッド型やユーティリティー型(ハイブリッド型)のゴルフクラブヘッドの製造にも適用可能である。 The example in the figure shows an example in which the present invention is applied to the manufacture of an iron type golf club head. The present invention is suitable for manufacturing an iron-type golf club head, in particular, a middle iron, a short iron, and a wedge-type golf club head. Specifically, it is suitable for manufacturing a golf club head having a loft angle of 30 degrees or more and 70 degrees or less and a head weight of 240 g or more and 320 g or less. However, the present invention can also be applied to the manufacture of wood type or utility type (hybrid type) golf club heads.
ゴルフクラブヘッド1は、そのフェース面(打撃面)10に複数本のスコアライン20が形成されている。各々のスコアライン20は矢印d2で示すトウ−ヒール方向に延設された、互いに平行な直線状の溝であり、スコアライン20の長手方向と直交するd1方向に複数本形成されている。図1及び図2において、上側、下側とはゴルフクラブヘッド1のソール部を接地したときの上側、下側を意味する。
The
本実施形態の場合、各々のスコアライン20の配設間隔(ピッチ)は等間隔(等ピッチ)であるが、配設間隔が異なっていてもよい。本実施形態において、スコアライン20の断面形状は、その長手方向の両端部(トウ側端部、ヒール側端部)を除き、同じである。また、各々のスコアライン20の断面形状は同じである。
In the present embodiment, the arrangement intervals (pitch) of the
スコアライン20は、一対の側壁21と、底壁22とを有し、その断面形状はd1方向の中心線で左右対称な台形状に形成されている。なお、スコアライン20の断面形状は台形状に限られず、V字状等、他の形状でもよい。スコアライン20の縁23には丸みが形成されている。丸みの半径は例えば、0.05mm以上0.3mm以下である。
The
スコアライン20の深さ(底壁22とフェース面10との距離)は0.3mm以上が好ましい。ゴルフクラブヘッド1を競技用とする場合、ルールを充足する点で、深さDsは0.5mm以下とする。スコアライン20の幅(30度測定法による幅)は0.6mm以上が好ましい。ゴルフクラブヘッド1を競技用とする場合、ルールを充足する点で、幅Wsは0.9mm以下とする。
The depth of the score line 20 (the distance between the
フェース面10には、複数の細溝30が形成されている。細溝30は、その幅Wがスコアライン20の幅よりも狭い溝である。本実施形態の場合、細溝30はスコアライン20と平行で直線状に形成されている。しかし、スコアライン20と交差する方向に形成してもよく、また、曲線状(例えば円弧状、楕円弧状等の弧状)に形成されてもよい。但し、直線状に形成した方が細溝30の加工が容易である。なお、各細溝30は一本の直線形状をなしているが、途中で途切れていてもよい。
A plurality of
細溝30は隣接するスコアライン20間の領域に複数形成されている。なお、本実施形態では細溝30はスコアライン20の長手方向側方の領域には形成されていないが、ここに形成してもよい。
A plurality of
本実施形態の場合、細溝30の断面形状は円弧形状をなしている。細溝30の幅Wは、隣接するスコアライン20間に複数の細溝を形成する点で、例えば、0.7mm以下であることが好ましい。また、細溝30の幅Wは、打球のバックスピン量を向上する点で、例えば、0.2mm以上であることが好ましい。隣接する細溝30の間隔(ピッチ)は、バックスピン量の向上や、打点の位置のよるバックスピン量のバラつき抑制の点で、例えば、0.3mm以上0.7mm以下であることが好ましい。
In the present embodiment, the cross-sectional shape of the
細溝30の深さDは、打球のバックスピン量の向上やフェース面10上の水等を排出する観点で、10μm以上であることが好ましく、15μm以上であることが更に好ましい。また、ゴルフクラブヘッド1を競技用とする場合、ルールを充足する点で、深さDは25μm以下とする。その他、ゴルフクラブヘッド1を競技用とする場合、ルールを充足する点で、スコアライン20や細溝30の仕様をルールに適合するように設計する。
The depth D of the
本実施形態では、スコアライン20よりも幅が狭い細溝30を形成したことで、フェース面10とボールとの間の摩擦力を高めることができる。この結果、打球のバックスピン量を増大し、また、雨天時等におけるバックスピン量の低減を抑制できる。
In the present embodiment, since the
次に、ゴルフクラブヘッド1の製造方法、特に、スコアライン20と細溝30の形成工程について説明する。スコアライン20は、例えば、鍛造、鋳造、切削加工、レーザ加工により形成することができる。ここでは切削加工により形成する。細溝30は、切削加工により形成する。なお、フェース面10はゴルフクラブヘッド1に一体成形されていてもよいし、フェース面10を構成するフェース部材と、ヘッド本体とを別部材として接合してもよい。
Next, a manufacturing method of the
図3(A)はNCフライス盤によるスコアライン20の形成工程の説明図である。図3(B)はNCフライス盤による細溝30の形成工程の説明図である。
FIG. 3A is an explanatory diagram of the process of forming the
まず、ゴルフクラブヘッド1の一次成形品1'を作成する。一次成形品1'においては、フェース面10にスコアライン20及び細溝30が未加工である。なお、本実施形態の場合、フェース面10がゴルフクラブヘッドに一体成形された場合について説明するが、フェース面10を構成するフェース部材と、ヘッド本体とを別部材として接合してもよい。この場合、フェース部材にスコアライン20と細溝30を形成してからヘッド本体に接合してもよい。
First, a primary molded
スコアライン20と細溝30とはどちらを先に形成しても構わない。ここではスコアライン20を先に形成する場合を説明する。
Either the
図3(A)に示すように一次成形品1'はNCフライス盤に治具2を介して固定される。NCフライス盤は、回転軸Z回りに回転駆動されるスピンドル4を有し、スピンドル4の下端には、切削工具(エンドミル)5Aが取り付けられている。切削工具5Aの先端形状はスコアライン20の断面形状に応じたものを使用する。回転軸Zは、フェース面10に対して垂直な方向に設定される。
As shown in FIG. 3A, the primary molded
しかして、NCフライス盤において、フェース面10の平面座標を設定した後、スピンドル4を回転駆動し、切削工具5Aを回転させながらスコアライン20の形成方向である矢印d2方向に移動することで、フェース面10を切削する。一つのスコアライン20を形成すると、切削工具5Aをフェース面10から離間させた後、スコアライン20の配列方向(d1方向)に切削工具5Aを移動し、次のスコアライン20を形成することで、順次スコアライン20が形成される。一つのスコアライン20を形成するための切削工具5Aの移動回数は、d2方向一方向に1回であってもよいし、d2方向に複数回(例えばd2方向に往復して合計2回)としてもよい。複数回移動させる場合は、切り込み深さを順次深くしていってもよい。
Thus, in the NC milling machine, after setting the plane coordinates of the
なお、ここでは切削工具5Aを移動するようにしたが、切削工具5Aはフェース面10に対して相対的に移動できればよい。したがって、フェース面10側を移動してもよい。
Although the
次に、細溝30の形成に移行する。まず、切削工具5Aを取り外して細溝30の形成用の切削工具5Bをスピンドル4に取り付ける。切削工具5Bは切削工具5Aとは異なる切削工具である。本実施形態の場合、切削工具5Bがボールエンドミルである場合を想定している。
Next, the process proceeds to formation of the
細溝30の形成においては、回転軸Zをフェース面10に垂直な方向Z0から角度θだけ、細溝30の形成方向(d2方向)に傾斜させる。本実施形態の場合、回転軸Zはトウ側に傾斜しているが、ヒール側でもよい。しかし、トウ側に傾斜した方が、スピンドル4等がホゼル部40と干渉することを回避し易くなる。
In forming the
図4(A)は、フェース面10の切削開始前の状態を示す。まず、スピンドル4を回転駆動し、切削工具5Bを回転させる。ここで、細溝30の形成においては、回転軸Zを傾斜させる理由について説明する。
FIG. 4A shows a state of the
図4(A)に示すように、切削工具5Bの先端は、回転軸Zと先端形状とが交差する回転軸上部分CE側で回転速度が遅く、周縁部分PE側で回転速度が速くなる。切削の際、回転軸上部分CE付近では、その欠損を生じたり、加工精度がばらつく場合がある。特に、ボールエンドミルのように先端が球状の場合は、これらが問題となり易い。加えて、細溝30の加工に用いる切削工具5Bは細い場合が多く、刃径CDは例えば3mm以下である。したがって、回転軸付近CEにおける欠損や加工精度のばらつきが特に問題となり易い。
As shown in FIG. 4A, the tip of the
そこで、本実施形態では、回転軸Zを傾斜させ、切削工具5Bの先端のうち、周縁部分PE側を積極的に用いる。これにより、切削工具5Bの欠損や加工精度の低下を抑制することが可能となる。角度θは、好ましくは、切削工具5Bの先端の回転軸上部分CEがフェース面10に接触しないように設定される。角度θを数値であらわすと、例えば、15度以上80度以下であり、作業性を考慮すると、好ましくは15度以上45度以下である。
Therefore, in the present embodiment, the rotation axis Z is inclined, and the peripheral edge PE side is actively used among the tips of the
切削工具5Bを回転させると、次に、図4(B)に示すように切削工具5Bをフェース面10に降下してフェース面10の切削を開始する。このときの切り込み深さにより細溝30の深さDを調節することができる。切り込み深さは、好ましくは、切削工具5Bの先端の回転軸上部分CEがフェース面10に接触しないように設定される。
When the
また、刃径CDと切り込み深さとによって、細溝30の幅Wを調節することができる。図4(C)はその一例を示す。同図の例は、刃径が異なる3種類のボールエンドミルにより、切り込み深さを変えた場合の細溝の幅の例を示している。上述したとおり、細溝30の幅Wは0.7mm以下が好ましい。したがって、図4(C)に示す切り込み深さの条件の場合、刃径CDとしては3mm以下が好ましく、加工のし易さの点で1mm以上が好ましい。
Further, the width W of the
図4(B)に示すように、フェース面10上に切削工具5Bを降下すると、切削工程を実行する。切削工程では、回転中の切削工具5Bを細溝30の形成方向(d2方向)に移動させながらフェース面10を切削する。このとき、切削工具5Bの回転軸Zを角度θだけ傾斜させた状態で切削工具5Bを移動させる。図5(A)及び図5(B)は切削工程における切削工具5Bの移動態様を示している。図5(A)はフェース面10の面方向に切削工具5B及び細溝30を見た図である。図5(B)はフェース面10の垂直方向に切削工具5B及び細溝30を見た図であり、切削工具5Bを透視して見た図としている。
As shown in FIG. 4B, when the
切削工具5Bはd2方向の一方向である矢印d2f方向(トウ→ヒール方向)に移動し、フェース面10が切削工具5Bで切削されて細溝30が形成されている。
The
1本の細溝30の形成が完了すると、図6(A)の矢印d3で示すように、切削工具5Bをフェース面10から離間させた後、細溝30の配列方向(d1方向)に切削工具5Bを移動し、再びフェース面10に切削工具5Bを降下させる。
When the formation of one
そして、回転中の切削工具5Bを細溝30の形成方向(d2方向)に移動させながらフェース面10を切削する。この場合、切削工具5Bは、直前の細溝30を切削したときの移動方向とは逆方向である矢印d2r方向(ヒール→トウ方向)に移動する。このときも、切削工具5Bの回転軸Zを角度θだけ傾斜させた状態で切削工具5Bを移動させる。
Then, the
以上の手順を繰り返すことで、順次細溝30が形成される。一つの細溝30を形成するための切削工具5Bの移動回数は、d2方向一方向に1回であってもよいし、d2方向に複数回(例えばd2方向に往復して合計2回)としてもよい。複数回移動させる場合は、切り込み深さを順次深くしていってもよい。
By repeating the above procedure, the
なお、ここでは切削工具5Bを移動するようにしたが、切削工具5Bはフェース面10に対して相対的に移動できればよい。したがって、フェース面10側を移動してもよい。
Although the
各細溝30の切削中、切削工具5Bの回転速度は切削工具5Bの移動方向によらず一定とすることが好ましい。これにより、フェース面10に対する刃の速度が一定となり、各細溝30を、より均一に形成することができる。切削工具5Bの移動速度についても、加速期間、減速期間を除いて一定とすることが好ましい。これにより、フェース面10の切削速度が一定となり、各細溝30を、より均一に形成することができる。
During the cutting of each
回転軸Zを傾斜させる方向としては、細溝30の形成方向(d2方向)ではなく、図6(B)に示すように細溝30の形成方向と直交する方向(d1方向)も考えられる。しかし、この場合、切削工具5Bの移動方向が変わると、フェース面10に対する刃の速度も変化してしまう。例えば、同図に示すように切削工具5Bが矢印d2fに移動している場合に、切削工具5Bの回転方向が矢印rf方向の場合と、矢印rrの場合とでは、フェース面10に対する刃の速度が異なるものとなる。これは、細溝30が不均一に形成される要因となり得る。したがって、回転軸Zを傾斜させる方向としては、細溝30の形成方向(d2方向)が有利である。
As the direction in which the rotation axis Z is inclined, the direction (d1 direction) perpendicular to the formation direction of the
なお、フェース面10に細溝30を形成すると、フェース面10が磨耗し易くなる場合がある。そのため、細溝30の形成後、フェース面10の硬度を硬くする表面処理を行うことが好ましい。このような表面処理としては、浸炭処理、窒化処理、軟窒化処理、PVD(Physical Vepor Deposition)処理、イオンプレーティング、DLC(ダイヤモンド ライク カーボン)処理、めっき処理等が挙げられる。特に、浸炭処理や窒化処理といった、表面に別の金属層を形成せず、表面を改質する表面処理が好ましい。
Note that when the
Claims (8)
前記ゴルフクラブヘッドのフェース面に溝を形成する形成工程を含み、
前記形成工程は、
切削工具を回転する工程と、
回転中の前記切削工具と前記フェース面とを前記溝の形成方向に相対的に移動させながら前記フェース面を切削することにより、前記溝を形成する切削工程と、を含み、
前記切削工程では、
前記切削工具の回転軸を前記フェース面に垂直な方向から前記形成方向に傾斜させた状態で前記切削工具と前記フェース面とを相対的に移動させる、
ことを特徴とする製造方法。 A method for manufacturing a golf club head, comprising:
Forming a groove on the face surface of the golf club head,
The forming step includes
A process of rotating the cutting tool;
A cutting step of forming the groove by cutting the face surface while relatively moving the cutting tool and the face surface in rotation in the forming direction of the groove,
In the cutting process,
Moving the cutting tool and the face surface relatively with the rotation axis of the cutting tool inclined from the direction perpendicular to the face surface in the forming direction;
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記切削工具は、刃径が3mm以下のボールエンドミルである、
ことを特徴とする製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The cutting tool is a ball end mill having a blade diameter of 3 mm or less,
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記溝の深さが25μm以下である、
ことを特徴とする製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The groove has a depth of 25 μm or less,
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記回転軸の前記フェース面に垂直な方向からの傾斜角度は、前記切削工具の先端の回転軸上部分が前記フェース面に接触しないように設定される、
ことを特徴とする製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The inclination angle of the rotation axis from the direction perpendicular to the face surface is set so that the portion of the cutting tool on the rotation axis does not contact the face surface.
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記切削工程では、
前記切削工具と前記フェース面とを相対的に移動させる移動方向によらず、前記切削工具の回転速度を一定にする、
ことを特徴とする製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
In the cutting process,
Regardless of the movement direction in which the cutting tool and the face surface are moved relatively, the rotational speed of the cutting tool is made constant.
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記溝は、
前記フェース面に形成されるスコアラインよりも幅が狭い溝であって、かつ、前記スコアラインと平行に形成される溝である、
ことを特徴とする製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The groove is
The groove is narrower than the score line formed on the face surface, and is a groove formed in parallel with the score line.
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記溝は、トウ−ヒール方向に形成され、
前記切削工程では、
前記切削工具の回転軸を前記フェース面に垂直な方向からトウ側に傾斜させる、
ことを特徴とする製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The groove is formed in a toe-heel direction;
In the cutting process,
Inclining the rotation axis of the cutting tool from the direction perpendicular to the face surface to the toe side,
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記切削工具は、前記フェース面に形成されるスコアラインとは異なる切削工具である、
ことを特徴とする製造方法。 The manufacturing method according to claim 1,
The cutting tool is a cutting tool different from a score line formed on the face surface.
The manufacturing method characterized by the above-mentioned.
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