JP2560966B2 - ゴルフクラブヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フェース側部材及びバ
ック側部材を接合して形成された中空のゴルフクラブヘ
ッドの製造方法に関し、前記バック側部材をバルジ加工
により所望の形状に成形し、方向安定性等の性能が優れ
たゴルフクラブヘッドを得るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、メタルウッド等のゴルフクラブヘ
ッドは、ロストワックス法等の精密鋳造法、超塑性成形
法及びプレス成形法等により製造されている。

【０００３】精密鋳造法においては、先ず、ろう又は樹
脂等で所望の形状のゴルフクラブヘッドの模型を形成
し、この模型を複数個に分割して、これらの分割材を基
に複数組の鋳型を形成する。そして、これらの鋳型を用
いて各ヘッド構成部材を鋳造し、その後これらの部材を
溶接して、ゴルフクラブヘッドを形成する。

【０００４】超塑性成形法は、超塑性を示す金属圧延板
を塑性変形させて所望の形状のヘッド構成部材を形成
し、このヘッド構成部材を組み立ててゴルフクラブヘッ
ドを形成する方法である。

【０００５】プレス成形法は、金属圧延板をプレス成形
機により成形加工して所望の形状のヘッド構成部材を形
成し、これらの構成部材を組み立ててゴルフクラブヘッ
ドを形成する方法である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のゴルフクラブヘッドの製造方法には以下に示す
問題点がある。即ち、精密鋳造法により製造されたゴル
フクラブヘッドは、鋳造品であるため、成分の偏析及び
鋳造欠陥が存在し、耐力及び引張強さ等の機械的特性が
低いという難点がある。このため、ヘッドの薄肉化（例
えば、厚さ１．０ｍｍ以下）が困難であり、重量の増大
を回避しつつ、ヘッドを大型化することができない。従
って、精密鋳造法により製造されたゴルフクラブヘッド
には、スイートエリアが狭く、打球の方向安定性が悪い
という欠点がある。

【０００７】超塑性成形法においては、素材として金属
圧延板を使用するため、鋳造欠陥及び偏析等がなく、機
械的特性が優れたゴルフクラブヘッドを製造できるとい
う利点がある。しかし、素材として、結晶粒径が５０μ
ｍ以下、好ましくは１０μｍ以下の金属圧延板が必要で
あり、使用可能な材質が著しく制限されるという問題点
がある。また、成形時間が長く且つ成形時の温度が高い
ため（例えば、ステンレス又はＴｉ合金の場合、８００
〜１１００℃）、成形後の取り出し及び型交換等の際の
取り扱いに細心の注意を必要とする。

【０００８】プレス成形法においては、素材の材質が比
較的自由であり、金属圧延板を用いるので、機械的特性
が優れたゴルフクラブヘッドを得ることができるという
利点がある。しかし、プレス成形法にはスプリングバッ
クが伴うため、ゴルフクラブヘッドを所定形状に精密に
成形することが困難であるという欠点がある。また、超
塑性成形法と異なり大きな塑性変形ができないため、部
材の分割形状に制約があり、フェース側部材とバック側
部材との２分割構成とすることは困難である。また、ヘ
ッド構成部材に負角となる部分（即ち、オーバーハン
グ）がある場合はプレス成形を適用することができない
ない。このため、プレス成形法においては、通常、３個
以上の構成部材によりヘッドを構成するが、構成部材の
組み立て作業が困難、且つ煩雑である。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、特殊な素材を必要とせず、作業性が良好で
あり、オーバーハング部の有無に拘らず所望の形状とす
ることができて、打球の方向安定性等の性能が優れたゴ
ルフクラブヘッドを得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を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係るゴルフクラ
ブヘッドの製造方法は、打球面を有するフェース側部材
のヘッド後方側にバック側部材を接合してなるゴルフク
ラブヘッドの製造方法において、前記バック側部材は、
金属板を深絞り加工し、その後バルジ加工により所望の
オーバーハング部を有する形状に成形することにより形
成することを特徴とする。この場合に、前記バルジ加工
の際に被加工材に印加する圧力は、１００ｋｇｆ／ｃｍ
^２ を超えた時点から経時的に高くして、最終的に３００
乃至５００ｋｇｆ／ｃｍ ^２ とすることが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明においては、バック側部材を製造するに
あたって、先ず、板材を深絞り加工し、その後バルジ加
工して所望のオーバーハング部を有する形状に成形す
る。このため、従来、プレス加工において負角となる部
分があるために１つの部材として形成することができな
かった形状にバック側部材を成形することができる。ま
た、本発明方法によれば、超塑性成形法のように特殊な
素材を必要とせず、通常の冷間圧延材、鍛造材及び固溶
化処理材等の板材を使用できる。そして、これらの板材
をバルジ加工してバック側部材を成形するため、薄板構
造が可能であると共に、ヘッド形状の自由度が大きく、
例えばヘッドの形状及び重心位置を最適な状態に設定
し、高性能のゴルフクラブヘッドを得ることができる。
また、常温で成形加工するため、安全性が高いという効
果もある。

【００１２】更に、本発明方法においては、バック側部
材を所望の形状に成形できるため、従来３つ以上の部材
に分割しなければ製造できない形状であっても２分割構
成とすることができて、組み立て時の作業性が改善され
る。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【００１４】図１乃至図３は、本発明の実施例に係るゴ
ルフクラブヘッドの製造方法に関し、バック側部材の製
造方法を工程順に示す斜視図である。

【００１５】先ず、図１に示すように、冷間圧延材、鍛
造材又は固溶化処理材等の板材を素材とし、この素材を
ブランキング（打抜き加工）して、所定の形状の板材１
を得る。

【００１６】次に、図２に示すように、この板材１を荒
成形し、中間材２を得る。次いで、この中間材２に対し
て深絞り加工を実施し、図３に示す深絞り材３を得る。
なお、この深絞り加工においては、負角となる部分がな
く、先端部及び角部が湾曲した金型を使用する。また、
前記素材としては、この深絞り加工を考慮して、降伏強
度が５０ｋｇｆ／ｍｍ² 以下、伸びが２０％以上である
材料からなることが好ましい。

【００１７】次に、バルジ加工装置を使用し深絞り材３
をバルジ加工して、所定の形状に成形する。図４はバル
ジ加工装置を示す模式的斜視図、図５は同じくそのワー
ク取付け部６及び圧力導入コネクタ７を示す断面図であ
る。バルジ金型５は上型５ａ及び下型５ｂを組み合わせ
て構成され、所望の形状の空間を形成する。ワーク取付
け部６は円板状の部材であり、その一方の側にゴム型８
が配設されており、このゴム型８に嵌合してワーク（深
絞り材３）を取り付けるようになっている。ゴム型８の
内側の空間は、圧力導入管９を介してワーク取付け部６
の他方の側に連通している。ワーク取付け部６の他方の
側にはコネクタ７が嵌合するようになっている。コネク
タ７がワーク取付け部６に嵌合した状態においては、圧
力導入管９がコネクタ７の内側に挿入される。コネクタ
７は圧力装置に接続されており、コネクタ７がワーク取
付け部６に嵌合した状態においては、シール板１０及び
Ｏリング１１等により、気密性が保持されるようになっ
ている。

【００１８】このように構成されたバルジ加工装置にお
いて、深絞り材３をゴム型８に嵌合して配置し、ワーク
取り付け部６をバルジ型５に取り付け、ワーク取り付け
部６にコネクタ７を接続して、ゴム型８の内側に圧力を
印加する。そうすると、ゴム型８が膨張し、深絞り材３
はゴム型８により内側から押圧されて塑性変形する。こ
の場合に、圧力が１００ｋｇｆ／ｃｍ² を超えた時点か
ら徐々に圧力を上げて、最終的に３００乃至５００ｋｇ
ｆ／ｃｍ² とすることが好ましい。最終的な圧力は板厚
及び曲面部の曲率により最適値が異なり、例えば、深絞
り材３の板厚が１．０ｍｍ、曲率半径が７ｍｍの場合
は、最終圧力は５００ｋｇｆ／ｃｍ² とする。また、板
厚が同じで曲率半径が１０ｍｍのときには、最終圧力は
３００ｋｇｆ／ｃｍ² とする。

【００１９】図６は、バルジ金型５及びバルジ加工前の
深絞り材３を示す断面図である。バルジ加工により、深
絞り材３に横押出しが行なわれ、深絞り材３はバルジ金
型５の内面に倣った形状に成形加工される。このように
して、オーバーハング部を有する所望の形状のバック側
部材が完成する。

【００２０】図７乃至図９はフェース側部材の製造方法
を工程順に示す斜視図である。

【００２１】先ず、図７に示すように、冷間圧延材、鍛
造材又は固溶化処理材等の板材を素材とし、この素材を
ブランキングして、所定の形状の板材２１を得る。

【００２２】次に、図８に示すように、この板材２１を
荒成形した後、冷間鍛造して、中間材２２を形成する。
この中間材２２は、そのフェース面の周縁部から後方に
向けて突出する突出部を有していると共に、断面がＵ字
型のホーゼル部２４が設けられている。

【００２３】次いで、図９に示すように、ホーゼル部２
４を円筒状に成形加工する。これにより、フェース側部
材２３が完成する。

【００２４】次に、このように形成したフェース側部材
及びバック側部材を所定の位置でトリミング加工した
後、ＭＡＧ（Metal Active Gas）溶接により接合すると
共に、ホーゼル部の突き合わせ部も溶接する。その後、
ホーゼル部の内径が、例えば８．７ｍｍになるように、
ドリル等を用いてホーゼル部の穴径を拡大する。

【００２５】次に、熱処理を施して、ゴルフクラブヘッ
ドとして必要な強度（例えば、降伏応力が１００ｋｇｆ
／ｍｍ² 以上）を得る。

【００２６】次いで、ベルトサンダー又は鉄バフ等で研
磨し、所定のヘッド形状に仕上げる。その後、塗装等の
表面処理を施す。これにより、ゴルフクラブヘッドが完
成する。

【００２７】本実施例においては、フェース側部材及び
バック側部材の２つの部材によりゴルフクラブヘッドを
形成するため、溶接箇所が少なく、製造が容易である。
また、バルジ加工によりバック側部材を成形加工するた
め、オーバーハング部を有する形状であっても、バック
側部材を１つの部材として形成することができる。

【００２８】次に、上述した実施例方法により実際にゴ
ルフクラブヘッドを製造し、その性能を調べた結果につ
いて比較例と比較して説明する。

【００２９】前述の実施例方法により、フェース部材及
びバック部材から構成されるゴルフクラブヘッドを製造
した。なお、このゴルフクラブヘッドは、バック側部材
にオーバーハング部が設けられている。

【００３０】図１０（ａ），（ｂ）は夫々比較例１のゴ
ルフクラブヘッドを示す斜視図及びその組立図である。
この比較例１のゴルフクラブヘッドは、フェース部材４
１、ソール部材４２、クラウン部材４３及びホーゼル部
４４により構成されている。ソール部材４２及びクラウ
ン部材４３はいずれもプレス成形法により製造されたも
のである。ソール部材４１とクラウン部材４３とにより
構成されるバック側部材は、オーバーハング部があるた
め、プレス成形では一つの部材として製造することはで
きない。

【００３１】図１１は比較例２のゴルフクラブヘッドを
示す組立図である。このゴルフクラブヘッドは、フェー
ス側部材５１とバック側部材５２とにより構成されてお
り、バック側部材５２はプレス成形法により製造されて
ものである。従って、このバック側部材５２にはオーバ
ーハング部は設けられていない。

【００３２】これらのゴルフクラブヘッドを製造すると
きの溶接及び研磨に要する実時間を調べた。また、これ
らのゴルフクラブヘッドのライ角及びロフト角の精度も
調べた。更に、これらのゴルフクラブヘッドを使用し、
ヘッドスピードを４０ｍ／秒として実際にゴルフボール
を打ち、破損までの打球数を調べた。更にまた、ゴルフ
打球動作を再現するロボットを使用し、ヘッド速度が４
０ｍ／秒の条件でゴルフボールを打ち、実施例及び比較
例のゴルフクラブヘッドの飛距離を比較した。その結果
を、下記表１にまとめて示す。但し、溶接及び研磨に要
する実時間は、実施例における溶接及び研磨に要する時
間を１とし、この実施例との比により示した。また、飛
距離は、ヘッド中心位置、トウ側に１５ｍｍずれた位置
及びヒール側に１５ｍｍずれた位置でボールを打ったと
きの飛距離を示した。

【００３３】

【表１】

【００３４】この表１から明らかなように、実施例のゴ
ルフクラブヘッドは、ライ角及びロフト角の精度が高
く、溶接及び研磨に要する時間が短いと共に、飛距離が
大きく、優れた性能を示した。即ち、本発明方法におい
ては、バック側部材の形状をオーバーハング部を有する
形状とすることができるため、重心位置、重心深度及び
形状を比較的自由に設定することができる。このため、
打球時の方向安定性及び飛距離等の性能が優れたゴルフ
クラブヘッドを得ることができる。また、溶接部が少な
いため、組み立てに要する時間が短い。

【００３５】比較例１のゴルフクラブヘッドは、ライ角
及びロフト角の精度が低く、溶接及び研磨に時間がかか
ると共に、強度が十分でなく、１００打で破損してしま
った。即ち、この比較例１のゴルフクラブヘッドは、ヘ
ッド本体がフェース部材、ソール部材及びクラウン部材
の３分割構造であるため、負角部を含む形状が可能であ
って設計自由度が比較的大きく、飛距離等の性能が比較
的良好であるゴルフクラブヘッドを得ることができる。
しかし、ヘッド本体とは個別的にホーゼル部を形成し、
ホーゼル部の端部を全周に亘ってヘッド本体に溶接する
必要があるため、この比較例１のゴルフクラブヘッド
は、ライ角及びロフト角の精度が十分でなく、打球時に
ホーゼル溶接部が破損しやすいという欠点がある。ま
た、ヘッド本体が３分割構造であるため、形状のつなが
りが悪く、溶接盛り等をして形状を整える必要があり、
溶接及び研磨に要する時間が長く、製造が煩雑であると
いう難点もある。

【００３６】比較例２のゴルフクラブヘッドは、機械的
強度並びにライ角及びロフト角の精度は良好であるもの
の、飛距離が小さく、実施例のゴルフクラブヘッドに比
して性能が劣っている。即ち、比較例２のゴルフクラブ
ヘッドは、フェース部の肉厚が２．７ｍｍと厚く（バッ
ク側の肉厚は１．０ｍｍ）、バック側部材の形状が制限
されるため、重心位置が高く、重心深度が浅くなる。こ
のため、打球時の実行ロフト角が小さくなり打ち出し角
度が低く、ギヤ効果により逆スピンが増して、図１２に
打球の軌跡を実施例と比較して示すように、ふき上がり
やすくなる。従って、着地後のランが減少し、飛距離が
伸びない。また、重心深度が浅いことにより方向安定性
も悪くなる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、金
属板を深絞り加工した後、バルジ加工により所望のオー
バーハング部を有する形状に成形加工することによりバ
ック側部材を製造するから、オーバーハング部を有する
所望の形状のゴルフクラブヘッドを容易に製造すること
ができる。従って、本発明によれば、重心位置が低く高
性能のゴルフクラブヘッドを製造することができる。ま
た、本発明によれば、フェース側部材とバック側部材と
の２つの部材によりヘッドを構成するから、組立に要す
る時間が短くてよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例に係るバック側部材の製造方
法の一工程を示す斜視図である。

【図２】 同じくバック側部材の製造工程の一工程を示
す斜視図である。

【図３】 同じくバック側部材の製造方法の一工程を示
す斜視図である。

【図４】 バルジ加工装置を示す模式的斜視図である。

【図５】 同じくそのワーク取付け部及び圧力導入コネ
クタを示す断面図である。

【図６】 バルジ金型及びバルジ加工前の深絞り材を示
す断面図である。

【図７】 フェース側部材の製造方法の一工程を示す斜
視図である。

【図８】 フェース側部材の製造方法の一工程を示す斜
視図である。

【図９】 フェース側部材の製造方法の一工程を示す斜
視図である。

【図１０】 （ａ），（ｂ）は夫々比較例１のゴルフク
ラブヘッドを示す斜視図及びその組立図である。

【図１１】 比較例２のゴルフクラブヘッドを示す組立
図である。

【図１２】 打球の軌跡を示す図である。

【符号の説明】

１，２１…板材、２，２２…中間材、３…深絞り材、５
…バルジ金型、８…ゴム型、９…圧力導入管、２３，５
１…フェース側部材、５２…バック側部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−132325（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−89144（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−191739（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−354857（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−22164（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−145664（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 打球面を有するフェース側部材のヘッド
   後方側にバック側部材を接合してなるゴルフクラブヘッ
   ドの製造方法において、前記バック側部材は、金属板を
   深絞り加工し、その後バルジ加工により所望のオーバー
   ハング部を有する形状に成形することにより形成するこ
   とを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 前記バルジ加工の際に被加工材に印加す
   る圧力は、１００ｋｇｆ／ｃｍ^２を超えた時点から経時
   的に高くして、最終的に３００乃至５００ｋｇｆ／ｃｍ
   ^２とすることを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラ
   ブヘッドの製造方法。