JP4031785B2 - ゴルフクラブヘッドの製造方法 - Google Patents

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本発明は、ゴルフクラブヘッドの製造方法に関するもので、特に揮発性を有した溶剤を利用して本体ワックスパターンと付属品ワックスパターンの隙間を充填することにより、平らな貼接の表面を形成すると共に、後続におけるヘッドの鋳物の表面の平坦度を高めることができる製造方法に係るものである。
従来のゴルフクラブヘッドの製造方法としては、図12から図17に示すように、下記の段階が含まれる。a)二片式のワックスパターン10、20をそれぞれ成形する段階として、図12に示すように第一モールドと第二モールド(図示せず)にそれぞれワックスを注入し、型開きを行ってから二片式のワックスパターン10、20が形成され、例えば本体ワックスパターン10とフェース板ワックスパターン20である。b)ワックスパターンを貼接する段階として、図12に示すように、二片式のワックスパターン10、20に対して貼接の作業を行うことにより、二片式のそれぞれ独立したワックスパターン10、20を一体になるように貼接する。c)コーティングによってセラミックシェル30を製成する段階として、図15に示すように、二片式のワックスパターン10、20が一体になるように貼接された表面をコーティングによってセラミックシェル30を形成させ、それからワックスパターン10、20を熱溶解して流れ出させることにより、セラミックシェル30においてキャビティの形状に対応した突出部が形成され、さらにセラミックシェル30の片側において注入口が形成される。d)セラミックシェル30によってアイアンヘッドを製造する段階として、図17に示すように、溶融された金属液をセラミックシェル30の内部に注入させ、金属液が固化した後、セラミックシェル30を打破し、一体成形されたヘッド40を取り出すことができるようにとしたものがある(例えば、特許文献1を参照)。
中華民国公告番号第514574号
上記のような従来のゴルフクラブヘッドの製造方法においては、上述した製造法によって製造された一体成形のヘッド40の背面においてキャビティ41を直接形成することができ、特にキャビティ41をアンダーカットの造形(undercut)に製造するのに役立つことができるため、ヘッド40の打球の性能を高めたり製品の造形の要求性に符合したりすることができる。しかし、上述した方法においてはやはり下記の製造工程の問題点を有しており、例えば貼接の作業を行う時、本体ワックスパターン10とワックスパターン20は通常としてワックスパターンを利用してその境界の表面を充填するものであるが、図13、16、18に示すように、充填が不確実であった場合、二片式のワックスパターン10、20の間には隙間aが形成され、隙間aによってコーティング時においてセラミック液が浸み込んでしまうという問題点があった。その結果、ワックスパターン抜きした後、取得したセラミックシェル30の内部には毛ばりbが生じ、さらに鋳造後において毛ばりbによりヘッド40には隙間cが形成され、隙間cによりヘッド40の鋳造の完成品の歩留りを下げてしまうという問題点があった。また、図14に示すように、ワックスパターンの製造工程においてはさらに充填材a’(ワックス液、樹脂、シリコンまたは熱溶剤)を用いて境界の隙間aを充填することができるが、充填材a’は通常として比較的高い粘着性を有しており、例えばワックスが100℃で粘着度が100cps以上に達するものであるため、充填材a’は隙間aの内部に毛細充填し難くなるだけではなく、ワックスパターン10、20に接触した時には極めて冷却して固化し易くなるため、隙間aの表面に粘着して残留し易くなるという問題点があった。その結果、充填材a’により隙間aを充填することができるが、返って境界の表面において不規則な突起が生じてしまうため、後続の製造工程で製造し得たヘッド40の鋳物(図示せず)に対して比較的複雑な表面研磨加工を行わなければならなくなる。特に、上記不規則な突起がヘッド40の鋳物のキャビティ41の内部に形成された場合、加工時の工具がキャビティ41に進入し難く、キャビティ41の内部における表面研磨加工は極めて難しくなるため、加工のコストが大幅に増えると共に、製造工程の時間が延びてしまうという問題点があった。このように、上記のような従来のゴルフクラブヘッドの製造方法をさらに改良しなければならない。
本発明はこのような問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、本体ワックスパターンと付属品ワックスパターンを結合した後、両者の隙間の内部に揮発性を有した溶剤を充填し、溶剤によりワックス材と貼接の隙間を溶解することができ、さらに貼接後には適当に揮発して隙間の内部に残留することがないため、隙間の充填を完成できると共に、平らな貼接の表面を形成することができ、さらにワックスパターンの結合の品質を増やし、ヘッドの鋳物の表面の平坦度上げ、後続の製造工程における鋳造の歩留りを高めることができるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供しようとするものである。
本発明の第一の目的は、本体ワックスパターンと付属品ワックスパターンとの隙間は揮発性を有した溶剤を利用して貼接を行うことにより、隙間充填の品質を確保すると共に、平らな貼接の表面を形成することができるため、本発明においてワックスパターンの精密度の要求性を減らし、ワックスパターンの結合の品質を高め、鋳物の表面の平坦度上げ、さらに後続の製造工程における鋳造の歩留りを高めることができるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明によるゴルフクラブヘッドの製造方法は、下記のようになるものである。すなわち、
本体ワックスパターンと付属品ワックスパターンを製造し、本体ワックスパターンには第一結合部が形成され、さらに付属品ワックスパターンには第二結合部が形成される段階と、本体ワックスパターンの第一結合部と付属品ワックスパターンの第二結合部とを組み立てて、さらに第一結合部と第二結合部の間に隙間を形成させる段階と、揮発性を有した溶剤を隙間の内部に充填させることにより、本体ワックスパターンと付属品ワックスパターンはそれ自体のワックスパターン材を利用して互いに結合してヘッドワックスパターンを形成する段階と、ヘッドワックスパターンをコーティングしてセラミックシェルを形成させ、それからセラミックシェルに対して加熱によるワックス抜きを行う段階と、セラミックシェルを利用して鋳造を行うことにより、ヘッドの鋳物を製造する段階とを含む。
本発明によるゴルフクラブヘッドの製造方法は、溶剤粘度が5cpsより低い揮発性有機溶剤からなることもできる。また、溶剤は芳香族炭化水素溶剤、脂肪族炭化水素溶剤、ナフテン系炭化水素溶剤、トルエン、キシロール、アセトン、石油エーテル、n-ペンタン、ヘキサン、ブロモプロパン、ラッカーシンナーおよびその混合物から選択することもできる。また、付属品ワックスパターンはフェース板ワックスパターンからなることもできる。また、本体ワックスパターンにはキャビティが形成され、キャビティは本体ワックスパターンの正面と背面を貫穿するように形成されることもできる。また、キャビティはアンダーカットの造形に形成されることもできる。また、キャビティの正面には第一結合部が形成され、フェース板ワックスパターンの背面の縁には対応するように第二結合部が形成され、本体ワックスパターンの第一結合部はフェース板ワックスパターンの第二結合部と結合するのに用いることができ、さらに両者の間には隙間が形成され、隙間に溶剤を注入することもできる。また、付属品ワックスパターンは封止用ワックスパターンからなることもできる。また、本体ワックスパターンには下半部においてスルーホールが形成され、スルーホールの部分的な内周壁には第一結合部が形成され、さらに封止用ワックスパターンの外周面には対応するように第二結合部が形成され、本体ワックスパターンの第一結合部は封止用ワックスパターンの第二結合部と結合するのに用いることができ、さらに両者の間には隙間が形成され、隙間に溶剤を注入することもできる。また、封止用ワックスパターンは本体ワックスパターンのスルーホールの下方の開口部を封止するのに用いられることにより、ワックス抜きおよび鋳造後に製造されたヘッドの鋳物は下半部において開口部上方に向けた収容室が形成されることもできる。また、封止用ワックスパターンは本体ワックスパターンのスルーホールの上方の開口部を封止するのに用いられることにより、ワックス抜きおよび鋳造後に製造されたヘッドの鋳物は下半部において開口部下方に向けた収容室が形成されることもできる。
本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、本体ワックスパターンと付属品ワックスパターンとの隙間は揮発性を有した溶剤を利用して貼接を行うことにより、隙間充填の品質を確保すると共に、平らな貼接の表面を形成することができるため、本発明においてワックスパターンの精密度の要求性を減らし、ワックスパターンの結合の品質を高め、鋳物の表面の平坦度上げ、さらに後続の製造工程における鋳造の歩留りを高めることができるという利点がある。
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法とその一部分の部材は図12から図18に示す従来のゴルフクラブヘッドの製造方法とは同じであるため、両者の同じ部分の部材は同じ符号を採用して標示されているため、その構造および功能については再び詳細に説明しない。
図1、2を参照すると、本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法の第一段階は、本体ワックスパターン10と付属品ワックスパターン20を製造し、本体ワックスパターン10には第一結合部12が形成され、さらに付属品ワックスパターン20には第二結合部21が形成される。先ず、適当なモールド(図示せず)を利用してワックス液を注入することにより、それぞれ本体ワックスパターン10と必要とする付属品ワックスパターン20を製造する。本体ワックスパターン10はゴルフクラブヘッドのワックスパターンの主な構造を構成し、本体ワックスパターン10には本体ワックスパターン10の正面と背面を貫穿することができるキャビティ11が形成される。キャビティ11の正面には階段状の第一結合部12が形成される。付属品ワックスパターン20はフェース板ワックスパターンからなり、その背面の縁には第二結合部21が形成される。また、通常として第一結合部12の階段状の内径はフェース板ワックスパターン(付属品ワックスパターン)20の外径より僅か大きくなるように形成される。
図1、3、4を参照すると、本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法の第二段階は、本体ワックスパターン10の第一結合部12と付属品ワックスパターン(フェース板ワックスパターン)20の第二結合部21とを組み立てて、さらに第一結合部12と第二結合部21の間に隙間a1、a2を形成させる。付属品ワックスパターン(フェース板ワックスパターン)の第二結合部21を嵌設して貼接することにより、ゴルフクラブヘッドの輪郭を形成する。また、キャビティ11はアンダーカットの造形(undercut)に形成することができる。この時、本体ワックスパターン10と付属品ワックスパターン(フェース板ワックスパターン)20は境界の正面と背面においてそれぞれ外部隙間a1と内部隙間a2を形成することができる。
図1、5、6を参照すると、本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法の第三段階は、揮発性を有した溶剤50を隙間a1、a2の内部に充填させることにより、本体ワックスパターン10と付属品ワックスパターン(フェース板ワックスパターン)20はそれ自体のワックスパターン材を利用して互いに結合してヘッドワックスパターン100を形成する。溶剤50は例えば本体ワックスパターン10のキャビティ11の内部から内部隙間a1に充填することができ、或いは本体ワックスパターン10の正面から外部隙間a2に直接充填することができる。溶剤50は粘度が5cpsより低い揮発性有機溶剤から選択することができ、例えば芳香族炭化水素溶剤、脂肪族炭化水素溶剤およびナフテン系炭化水素溶剤から選択することができ、好ましくはトルエン、キシロール、アセトン、石油エーテル、n−ペンタン、ヘキサン、ブロモプロパン、ラッカーシンナーおよびその混合物から選択することができる。
再び図5を参照すると、本体ワックスパターン10と付属品ワックスパターン20が互いに嵌合しても、溶剤50はそれ自体の低い粘着性を利用して簡単に内部隙間a1または外部隙間a2の内部に浸み込むことができる。それから、図6を参照すると、暫くある時間を放置した後、溶剤50は内部隙間a1または外部隙間a2の内周壁を少し溶解し、溶剤50とワックス材が混合してから粘度が高まり、例えば室温が25℃でその粘度が100cps以上まで達すると共に、隙間a1とa2の間には段々と毛細の現象が生じるため、ワックスは隙間a1、a2を充満してしまう。また、溶剤50は自ら揮発することができるため、本体ワックスパターン10と付属品ワックスパターン(フェース板ワックスパターン)20は実際としてそれ自体のワックス材を利用するだけで、結合構造51を形成することができるため、内部隙間a1または外部隙間a2を充填することができる。このように、ヘッドワックスパターン100を組成すると共に、境界の表面の平らさを確保することができる。さらに、溶剤50を利用して結合を行うと、本体ワックスパターン10とフェース板ワックスパターン20との間には比較的大きい内部隙間a1と外部隙間a2が存在するのを許容することができ、その距離は最大として0.3mmまで達することができるため、ワックスパターンの精密度に対する要求性を相対的に低く抑えることができる。
他に、溶剤50を注入する時、溶剤50により不意に本体ワックスパターン10またはフェース板ワックスパターン20の表面を汚してしまう虞があるが、溶剤50が空気に触れると、迅速に揮発してしまうため、表面のワックス材が溶けたり、ワックスパターンの表面に欠陥が生じたりすることがない。
図1、7、8を参照すると、本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法の第四段階は、ヘッドワックスパターン100をコーティングしてセラミックシェル30を形成させ、それからセラミックシェル30に対して加熱によるワックス抜きを行う。ヘッドワックスパターン100は従来の一般的なコーティング技術を経てセラミックシェル(ceramic shell)30を形成することができる。セラミックシェル30には型穴31と注入口(図示せず)が形成される。セラミックシェル30が確実に乾燥して硬化した後、セラミックシェル30に対して加熱によるワックス抜きを行うことにより、型穴31の内部のヘッドワックスパターン100を除去する。本発明において利用されている溶剤50はすでにヘッドワックスパターン100から大気中まで揮発されたことにより、加熱によるワックス抜きを行った後、型穴31の内部にはいかなる粘着材が残留することがないため、ワックス抜きの製造工程の操作の困難度を増やすことがない。
図1、8、9を参照すると、本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法の第五段階は、セラミックシェル30を利用して鋳造を行うことにより、ヘッド40の鋳物を製造する。セラミックシェル30がワックス抜きして中空の型穴31に形成された後、それから溶融した金属液を型穴31の内部に注入し、金属液が冷却して固化した後、セラミックシェル30を打破して一体成形になるようにヘッド40の鋳物が製造される。ヘッド40にはキャビティ41、本体42とフェース板43が設けられ、キャビティ41は使用上の需要性に応じてアンダーカットの造形に形成することができる。図9を参照すると、鋳造後においてフェース板43の背面とキャビティ41との境界の表面にはいかなる隙間が生じることがない。比較的よい表面の平らさを有しているため、キャビティ41の内部において表面研磨加工を行う必要性を減らすことができる。キャビティ41の内部には他に製品の需要性に応じて焼付ワニスなどの方式で塗布したりカバーしたりすることにより、キャビティ41の内部の外観をきれいにすることができる。さらに、ヘッド40の正面においてその接合する境界に部分的な不規則な突起(図示せず)が生じても、ヘッド40の正面には外側から簡単に表面研磨加工を行うことができるため、全体の製造工程の困難度を過度に増やすことがない。
図1、10、11を参照すると、本発明の実施例2のゴルフクラブヘッドの製造方法が掲示される。実施例1と比較して、実施例2においては同じ貼接方法を援用して本体ワックスパターン10と付属品ワックスパターン60を貼接するもので、付属品ワックスパターン60は封止用ワックスパターンからなる。本体ワックスパターン10にはキャビティ11の下半部においてスルーホール13が形成される。スルーホール13の部分的な内周壁には第一結合部14が形成され、さらに封止用ワックスパターン60の外周面には対応するように第二結合部61が形成される。図10を参照すると、封止用ワックスパターン60の第二結合部61は本体ワックスパターン10のスルーホール13の第一結合部14と結合することができ、さらに両者の間には隙間が形成され、上記隙間に溶剤50を注入することによって結合構造(その結合方式は図5、6を参照する)が形成される。これにより、本発明において本体ワックスパターン10と封止用ワックスパターン60との間の隙間を確実に充填することができると共に、さらに比較的よい境界の表面の平坦度を獲得することができる。また、封止用ワックスパターン60は使用上の需要性に応じてスルーホール13の下方の開口部または上方の開口部を適当に封止することができる。例えば、封止用ワックスパターン60がスルーホール13の下方の開口部を封止するのに用いられる場合、ワックス抜きと鋳造を経て製造されたヘッド40の鋳物は下半部において開口部が上方に向けた収容室44が一体になるように形成される。それに反して、封止用ワックスパターン60がスルーホール13の上方の開口部を封止するのに用いられる場合、ワックス抜きと鋳造を経て製造されたヘッド40の鋳物には開口部下方に向けた収容室44が形成される。さらに、いかなる収容室44にはその他の異種材質の付属品を収容することができ、例えば比重の高い重りまたは振動吸収性の高い振動吸収体を収容することができる。
上述の如く、図12に示す従来のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、二片式のワックスパターン10、20を貼接する時、キャビティ11の内部において隙間aを露出し易いため、後続の製造工程における製品の歩留りに影響を与えてしまうという問題点があったが、図1に示す本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、キャビティ11の内部において溶剤50を利用して本体ワックスパターン10と付属品ワックスパターン20の第一結合部12、21を結合することにより、内部隙間a2を確実に密封すると共に、平らな境界の表面を形成することができるため、鋳物の表面の平坦度を確実に上げ、ヘッドの鋳物の表面加工の需要性を減らし、ワックスパターンの貼接の製造工程を簡単にし、ワックスパターンの精密度の需要性を低く抑え、さらにヘッドの鋳造の歩留りを高めることができる。
本発明は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。
本発明の実施例のゴルフクラブヘッドの製造方法を示すブロック図である。 本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法による第一段階の製造工程を示す説明図である。 本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法による第二段階の製造工程を示す説明図である。 図3の局部の拡大図である。 本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法による第三段階の製造工程を示す説明図である。 本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法による第三段階のもう一つの製造工程を示す説明図である。 本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法による第四段階の製造工程を示す説明図である。 本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法による第四段階のもう一つの製造工程を示す説明図である。 本発明の実施例1のゴルフクラブヘッドの製造方法による第五段階の製造工程を示す説明図である。 本発明の実施例2のゴルフクラブヘッドの製造方法による本体ワックスパターンとヘッドワックスパターンが組み立てられた状態を示す断面図である。 本発明の実施例2のゴルフクラブヘッドの製造方法によるヘッドの鋳物を示す説明図である。 従来のゴルフクラブヘッドの製造方法によるワックスパターンの粘着作業を示す説明図である。 従来のゴルフクラブヘッドの製造方法のワックスパターンによる図12の局部の拡大図である。 従来のゴルフクラブヘッドの製造方法のワックスパターンによるもう一つの局部の拡大図である。 従来のゴルフクラブヘッドの製造方法によるセラミックシェルの製造作業を示す説明図である。 従来のゴルフクラブヘッドのセラミックシェルによる図15の局部の拡大図である。 従来のゴルフクラブヘッドの製造方法によるアイアンヘッドの製造作業を示す説明図である。 従来のゴルフクラブヘッドの鋳物による図17の局部の拡大図である。
符号の説明
10 本体ワックスパターン 11 キャビティ
12 第一結合部 13 スルーホール
14 第一結合部 20 付属品ワックスパターン
21 第二結合部 30 セラミックシェル
31 型穴 40 ヘッド
41 キャビティ 42 ヘッド本体
43 フェース板 44 収容室
50 高流動性溶剤 51 結合構造
60 封止用ワックスパターン 61 第二結合部
100 ヘッドワックスパターン a 隙間
a’ 充填材 a1 外部隙間
a2 内部隙間 b 毛ばり
c 隙間

Claims (11)

  1. a)本体ワックスパターン(10)と付属品ワックスパターン(20)を製造し、本体ワックスパターン(10)には第一結合部(12)が形成され、さらに付属品ワックスパターン(20)には第二結合部(21)が形成される段階と、
    b)本体ワックスパターン(10)の第一結合部(12)と付属品ワックスパターン(20)の第二結合部(21)とを組み立てて、さらに第一結合部(12)と第二結合部(21)の間に隙間(a1、a2)を形成させる段階と、
    c)揮発性を有した溶剤(50)を隙間(a1、a2)の内部に充填させることにより、本体ワックスパターン(10)と付属品ワックスパターン(20)それ自体のワックスパターン材を利用して互いに結合してヘッドワックスパターン(100)を形成する段階と、
    d)ヘッドワックスパターン(100)をコーティングしてセラミックシェル(30)を形成させ、それからセラミックシェル(30)に対して加熱によるワックス抜きを行う段階と、
    e)セラミックシェル(30)を利用して鋳造を行うことにより、ヘッド(40)の鋳物を製造する段階と、
    を含む、ゴルフクラブヘッドの製造方法。
  2. 溶剤(50)は粘度が5cpsより低い揮発性有機溶剤からなることを特徴とする請求項1記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  3. 溶剤(50)は芳香族炭化水素溶剤、脂肪族炭化水素溶剤、ナフテン系炭化水素溶剤、トルエン、キシロール、アセトン、石油エーテル、n-ペンタン、ヘキサン、ブロモプロパン、ラッカーシンナーおよびその混合物から選択することができることを特徴とする請求項2記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  4. 付属品ワックスパターン(20)はフェース板ワックスパターンからなることを特徴とする請求項1記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  5. 本体ワックスパターン(10)にはキャビティ(11)が形成され、キャビティ(11)は本体ワックスパターン(10)の正面と背面を貫穿するように形成されることを特徴とする請求項4記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  6. キャビティ(11)はアンダーカットの造形に形成されることを特徴とする請求項5記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  7. キャビティ(11)の正面には第一結合部(12)が形成され、フェース板ワックスパターン(20)の背面の縁には対応するように第二結合部(21)が形成され、本体ワックスパターン(10)の第一結合部(12)はフェース板ワックスパターン(20)の第二結合部(21)と結合するのに用いることができ、さらに両者の間には隙間(a1、a2)が形成され、隙間(a1、a2)に溶剤(50)を注入することができることを特徴とする請求項5記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  8. 付属品ワックスパターン(20)は封止用ワックスパターン(60)からなることを特徴とする請求項1記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  9. 本体ワックスパターン(10)には下半部においてスルーホール(13)が形成され、スルーホール(13)の部分的な内周壁には第一結合部(14)が形成され、さらに封止用ワックスパターン(60)の外周面には対応するように第二結合部(61)が形成され、本体ワックスパターン(10)の第一結合部(12)は封止用ワックスパターン(60)の第二結合部(61)と結合するのに用いることができ、さらに両者の間には隙間(a1、a2)が形成され、隙間(a1、a2)に溶剤(50)を注入することができることを特徴とする請求項8記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  10. 封止用ワックスパターン(60)は本体ワックスパターン(10)のスルーホール(13)の下方の開口部を封止するのに用いられることにより、ワックス抜きおよび鋳造後に製造されたヘッド(40)の鋳物は下半部において開口部上方に向けた収容室(44)が形成されることを特徴とする請求項9記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
  11. 封止用ワックスパターン(60)は本体ワックスパターン(10)のスルーホール(13)の上方の開口部を封止するのに用いられることにより、ワックス抜きおよび鋳造後に製造されたヘッド(40)の鋳物は下半部において開口部下方に向けた収容室(44)が形成されることを特徴とする請求項9記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
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