JP4456241B2

JP4456241B2 - ゴルフクラブヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP4456241B2
Application number: JP2000252707A
Authority: JP
Inventors: 靖司杉本
Original assignee: Ｓｒｉスポーツ株式会社
Priority date: 2000-08-23
Filing date: 2000-08-23
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2020-08-23
Also published as: JP2002065913A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフクラブヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
近年、ゴルフクラブヘッドにおいては、ヘッドの主要部を占めるヘッド本体に、このヘッド本体よりも比重が大の錘部材を前記ヘッド本体の背面部（バックフェース部）や底面部（ソール部）などに固着することが行われている。このようなヘッドは、ヘッド重心をより低く、また重心深度をより深くすることができるため、ボールを上げやすくし、またミスショット時の打球の方向性を安定させ得るなど、打ち易さを大幅に向上できる。
【０００３】
ところで、例えばアイアン型ゴルフクラブヘッドは、鍛造により形成された鍛造ヘッドと鋳造により形成された鋳造ヘッドとに分類できる。鋳造ヘッドに上述のような錘部材を固着する場合、例えば図８に示すように、ヘッド本体ｂに、深さを増すに連れて幅広となるいわゆる逆テーパ状の凹部ｃを鋳造により凹設し、この凹部ｃに錘部材ｄを圧入することが考えられている。
【０００４】
他方、鍛造ヘッドの場合には、上述のような逆テーパ状の凹部を鍛造により形成するのが困難であるため、図９（Ａ）に示すように、凹部ｃ１を有するヘッド本体ｂを鍛造した後、ミーリングなどにより凹部ｃ１を逆テーパ状の凹部ｃ２へと切削加工し、しかる後、錘部材ｄを圧入する方法が考えられる。従って、錘部材ｄを固着した鍛造ヘッドの場合には、製造工程が複雑化し、製造コストが高くなりかつ製造時間も長く必要になるといった問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、前記ヘッド本体と、前記錘部材とを鍛造工程で固着することを基本として、製造工程を複雑化することなくかつ短期間で製造しうるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供することを主たる目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、金属材料からなるヘッド本体と、該ヘッド本体の金属材料よりも比重が大の金属材料からなる錘部材とからなるゴルフクラブヘッドを製造するゴルフクラブヘッドの製造方法であって、ヘッド内部に向かって幅を徐々に減じたテーパ状をなす取付け凹部と、この取付け凹部の周囲に環状で形成されかつ前記ヘッド本体の最終鍛造形状よりも外方に突出したつぶし用の突設部とを有するヘッドブランクとして前記ヘッド本体を切削加工なしで鍛造により形成する一次の鍛造工程と、前記取付け凹部に合わせてヘッド内部に向かって先細となるテーパ状をなしかつ溝状部が設けられた錘部材を準備する工程と、前記ヘッドブランクの取付け凹部に前記錘部材を配してヘッド組合せ体を準備する工程と、前記ヘッド組合せ体の前記つぶし用の突設部を押しつぶして塑性変形させることにより、前記錘部材の前記溝状部に前記取付け凹部の内面の金属材料を満たして錘部材を抜け止めする二次の鍛造工程とを含み、前記溝状部は、錘部材のヘッド本体への挿入方向に沿った長さの略中間位置の外周囲面で環状にのびる第１の溝状部を含むことを特徴とする。
【０００８】
また請求項２記載の発明は、前記溝状部は、ヘッド外面に露出する外表面の周縁に形成されたぬすみからなる第２の溝状部を含む請求項１記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。
【０００９】
また請求項３記載の発明は、前記二次の鍛造工程は、前記ヘッド組合せ体を、最終鍛造形状に仕上げる仕上げ鍛造ステップを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態としてアイアン型のゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」ということがある。）１をバックフェースＢ側から見た斜視図、図２はその背面図、図３は図２のＡ−Ａ線拡大端面図をそれぞれ示している。図においてアイアン型のヘッド１は、金属材料からなりヘッド１の主要部を形成するヘッド本体２と、該ヘッド本体２の金属材料よりも比重が大の金属材料からなる錘部材３とから構成されている。
【００１４】
前記ヘッド本体２は、本例ではヘッド上部をなすトップ部２ａと、ヘッド底部をなすソール部２ｂと、ヘッド先端側でこれらの間を継ぐトウ部２ｃと、ヒール側のネック部２ｄと、シャフト取付部２ｅとを含んで構成される。そしてヘッド本体２は、その前面にボールを打撃するためのフェース面Ｆを有し、かつ該フェース面Ｆの裏面には、いわゆるキャビティと称される凹み部Ｃを形成したバックフェース部Ｂを具えたものを例示している。
【００１５】
またヘッド本体２は、鍛造可能な金属材料であれば種々のものを用いることができ、例えば炭素鋼、純Ｔｉ、Ｔｉ合金、アルミ合金、アモルファス合金などの金属材料を用いることができる。
【００１６】
また本例でのヘッド１は、前記バックフェース部Ｂに、ソール部２ｂ側からトップ部２ａ側に向かって凹み部Ｃを隆起してのびる隆起部４を有する。そして該隆起部４に前記錘部材３を固着したものを例示している。つまり本例では前記バックフェース部Ｂに錘部材３を固着したものを例示している。
【００１７】
前記錘部材３は、塑性変形しやすくかつ比重が大である金属材料が好ましく、例えばＷ−Ｃｕ合金、Ｃｕ、Ｎｉ−Ｃｕ、Ｗ−Ｎｉなど、Ｗ、Ｃｕ、Ｐｂなどの１以上を含む金属材料が好適である。特に好ましくは、錘部材３は比重が１０〜２２、より好ましくは１２〜１５の金属材料が望ましい。前記比重が１０未満になると、ヘッドの低重心化や重心深度の増大を図ることが困難となり、錘部材３を固着する意義が失われる。なお比重が２２を超える金属材料は、一般に塑性変形し難くかつコストが高い点でも実用上好ましくない。本実施形態では、塑性変形し易くかつ比重が１４のＷ−Ｃｕ合金の焼結体からなるものが例示される。
【００１８】
本実施形態のヘッド１は、ヘッド本体２と錘部材３とを鍛造により固着したものである。本明細書で用いる「鍛造」には、例えば丸棒などの塊状の金属材料を所定の温度条件で叩いて所望の形状を得るものである。加工時の材料の温度は材料ないし鍛造比によって種々調節できるため特に限定されず、いわゆる熱間鍛造、温間鍛造、又は冷間鍛造のいずれであっても良い。また「鍛造」は、いわゆる鍛接を含む概念とする。鍛造により加工された金属材料は、緻密な結晶構造が得られ、材料の強度を向上させうる点で好ましく、かつ金属材料に大きな塑性変形を伴わせることができるため、かかる大きな塑性変形を利用してヘッド本体と錘部材とを強固に固着させることが可能になる。特に金属材料を予め所定の温度まで加熱して叩く熱間ないし温間鍛造などの場合には、材料の延性がより向上するため、さらに加工性を高め、ヘッド本体２と錘部材３とを強固に固着させることが可能になる。以下にこのようなヘッド１の製造方法を詳述する。
【００１９】
前記ヘッド本体１は、図４に示すように、先ず一次の鍛造工程により取付け凹部５を有するヘッドブランク６として形成される。一次の鍛造工程は、例えば下型Ｄと、上型Ｐとを用いた型鍛造を例示している。前記上型Ｐ、下型Ｄの各向き合う面には、それぞれヘッドブランク６を成形するために必要な成形面Ｐａ、Ｄａが例えば放電加工等により凹設されている。そして例えば下型Ｄには、被加工材料が載置され、その上に上型Ｐを押圧することで被加工材料をヘッドブランク６の形状として塑性変形させる。
【００２０】
なお一次の鍛造工程においては、ヘッドブランク６を形成するための鍛造打ち回数は特に限定されない。すなわち、一次の鍛造工程を、荒々鍛造、荒鍛造といったように数回に分けて行いヘッドブランク６を形成しても良いし、可能であれば１回の打ち込みによりヘッドブランク６を形成しても良い。好ましくは、材料の残留歪等を減じかつ成形精度を向上するために、２回以上の打ち込みによりヘッドブランク６を形成するのが望ましい。この場合、上型Ｐ及び／又は下型Ｄの成形面Ｐａ、Ｄａには、形状を違えた複数種類のものが用いられる。また一次の鍛造工程では、被加工材料を、例えば１０００〜１４００℃に加熱して鍛造を行っている。（熱間鍛造）このように、鍛造材料を加熱することにより、材料の変形抵抗を減じ加工力を低減する他、加工精度を向上できる。
【００２１】
図４には、図２のＡ−Ａ断面相当位置を例示しており、前記ヘッドブランク６は、本例ではヘッド本体２の最終鍛造形状にほぼ近似した形状で形成されたものを示す。またヘッドブランク６には、上型Ｐに凸設された凸部９により前記取付け凹部５が凹設される。
【００２２】
該取付け凹部５は、本例では前記隆起部４に凹設されており、ヘッドブランク６の内部に向かって巾を徐々に減じたテーパ状に形成されている。本例の取付け凹部５は、前記断面においてその壁面５ａとフェース面Ｆと直角な垂線とのなす角度θは、例えば２〜６゜、より好ましくは３〜５゜に設定されるのが望ましい。前記角度θが２゜未満になると、前記凸部９により取付け凹部５を形成する際に凸部９の抜け性が悪くなり生産性が低下しやすくなる。逆に６゜を超えると凸部９の抜け性は向上しうるが錘部材１２も抜けやすくなるため好ましくない。なお本例では、取付け凹部５が実質的に４つの壁面５ａを略矩形状に配置した矩形状の凹部をなしているが、このような場合にはその少なくとも１つの面、より好ましくは２以上の面がこのようなテーパ状に形成されていれば良い。
【００２３】
またヘッドブランク６には、本例では最終鍛造形状Ｓよりも外方に突出したつぶし用の突設部７を具える。該突設部７は、本例では前記取付け凹部５の周囲に環状で形成されている。この突設部７は、後述の二次の鍛造工程において上型Ｐにより押しつぶされ、ヘッドブランク６の取付け凹部５の周辺に特に大きな塑性変形を生じさせ錘部材３との強固な結合を得るのに役立つ。
【００２４】
次に、図５に示すように、前記ヘッドブランク６の前記取付け凹部５には、前記錘部材３が配され、ヘッド組合せ体１０が準備される。
【００２５】
本例の錘部材３は、図５、図６に示す如く、前記取付け凹部５に合わせてヘッド内部に向かって先細となるテーパ状をなすものが示される。また錘部材３は、第１の溝状部３ａと、第２の溝状部３ｂとを具えたものを例示している。
【００２６】
前記第１の溝状部３ａは、前記取付け凹部５の内面５ａの周囲と向き合う錘部材３の外周囲面１４に形成されたものを例示している。本例の第１の溝状部３ａは、錘部材３のヘッド本体３への挿入方向に沿う長さの略中間位置の前記外周囲面１４を環状にのびる環状溝１１から構成されている。この環状溝１１は断面が錘部材３の中心側に向かって鋭となる略楔状をなすものを示すが特にこの形状に限定されるものではない。また本例では第１の溝状部３ａは連続した環状溝１１を示すが、一部が途切れた途切れ溝であっても良くまた２本以上としても良い。
【００２７】
また前記第２の溝状部３ｂは、本例では錘部材３のヘッド外面に露出する外表面１３の周縁に形成したぬすみ１２として形成されている。すなわち、外表面１３の周縁を該周縁に沿って環状に抉ることにより形成している。このように、本例では錘部材３に２つの溝状部３ａ、３ｂを形成したものを例示する。
【００２８】
またこのようなヘッド組合せ体１０は、二次の鍛造工程を施すことによる該ヘッド組合せ体１０の塑性変形により、前記取付け凹部５の内面５ａと前記錘部材３とを係合させ錘部材３をヘッド本体２に固着している。本例では、二次の鍛造工程において、先ずヘッド組合せ体１０を炉内で４００〜８００℃に加熱した後、型鍛造に供される。二次の鍛造工程で用いる上型Ｐには、前記つぶし用の突設部７を押しつぶして最終鍛造形状に仕上げる成形面Ｐｂを含んで形成されている。このような上型Ｐをヘッド組合せ体１０に押し下げることにより、前記突設部７が押しつぶされ、とりわけヘッドブランク６の取付け凹部５の周辺を錘部材３側へと大きく塑性変形させる。
【００２９】
このような塑性変形を利用して、本例では図３に示したように、錘部材３の第１の溝状部３ａには、塑性変形されたヘッドブランク６の取付け凹部内面５ａの金属材料を満たし錘部材３を固着し抜け止めする。また第２の溝状部３ｂには、前記取付け凹部５の内面５ａの金属材料が変形して該第２の溝状部３ｂ内にはみ出すことにより錘部材３の周縁を覆って抜け止めしうる。なお前記第１の溝状部３ａ、第２の溝状部３ｂの各深さＧａ又はＧｂが小さすぎると、錘部材３の抜け止め効果が低下し、逆に大きすぎるとヘッドブランク６の金属材料を十分に満たすことが困難な傾向がある。このような観点より、特に限定はされないが、各溝状部の深さＤａ又はＤｂは、例えば０．５〜４．０mm、より好ましくは１．０〜２．０mmとすることが望ましい。
【００３１】
また本例では、このような二次の鍛造工程は、前記ヘッド組合せ体１０を、最終鍛造形状に仕上げる仕上げ鍛造ステップを含んでいる。つまり、ヘッド組合せ体１０を塑性変形させてヘッドブランク６と錘部材３とを固着すると同時に、ヘッド組合せ体１０を最終鍛造形状へと仕上げることが可能になる。これにより、従来に比して製造工数を大幅に削減しつつ錘部材３を固着したヘッド１を得ることができる。また仕上げ鍛造ステップは、本例では、ヘッド全体の形状を整えるためにヘッド組合せ体１０の全体に押圧力が作用するよう設定されている。このような押圧力により、前記錘部材３の各溝状部３ａ、３ｂにヘッドブランク６の金属材料をより確実に満たすことが可能となり、確実に固着することができる。そして、最終鍛造形状に仕上げられたヘッド組合せ体１０は、慣例に従いバリ取り、研磨、メッキ処理などの最終仕上げ工程を行いヘッド１として製造することができる。また本例では錘部材に第１、第２の溝状部３ａ、３ｂを設けたことにより、さらに確実に抜け止めし強固な固着状態を長期に亘って維持できる。
【００３２】
また図３に示したように、錘部材３は、上述の如くテーパ状をなすためヘッド後方に向かうに従ってその巾を大としうる。従って、錘部材３自体の重心をヘッド後方側に寄せることができるため、比較的小型の錘部材３であってもヘッドの重心深度をより深く設計することができる。これは、ヘッド全体の重量の増加を最小限に押さえつつ重心深度をより深く設計することを可能とし、重心設計を効率的に行えかつその自由度を高るのにも役立つ。
【００３３】
上記実施形態では、錘部材がバックフェース部に固着されたものを例示したが、例えば図７（Ａ）に示す如く、ソール部２ｂに固着されるものでも良く、また錘部材の個数は任意に定めることができる。また、上記実施形態では、アイアン型のゴルフクラブヘッドを例に挙げ説明したが、例えばウッド型や、図７（Ｂ）に示すようなアイアン型とウッド型の中間的な形状を有するいわゆるユーティリティ型のヘッド、さらにはパター型のゴルフクラブヘッドなどにも好適に採用することができる。
【００３４】
【実施例】
Ｓ２５Ｃからなる鍛造棒を所定長さに切断し、約１２００℃に加熱する。そして、一次の鍛造工程によりこの加熱された鍛造棒から図４に示したヘッドブランクを形成する。なお一次の鍛造工程では、荒々鍛造、荒鍛造の２回の叩きを行うことによりヘッドブランクを形成した。取付け凹部の内面のテーパ状の角度θは各面とも４゜に設定した。なお荒鍛造後、ヘッドブランクのバリ取りを行った。次に、図６に示したＷ−Ｃｕ合金からなる錘部材を取付け凹部に挿入してヘッド組合せ体を形成し、約６００゜まで加熱した後、二次の鍛造工程により仕上げ鍛造を行った。仕上げ鍛造により、ヘッドブランクと錘部材とが固着され、かつ最終鍛造形状が得られた。仕上げ鍛造後、バリ取り、研磨、メッキ処理を行い、ヘッドを製造した。そして、このようなヘッドをシャフトに装着してアイアン型ゴルフクラブヘッドを試作するとともに、スイングロボットに取り付け、ヘッドスピード４５ｍ／ｓで５０００球の試打を行ったが、錘部材が外れることはなかった。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように、請求項１記載の発明では、金属材料からなるヘッド本体と、該ヘッド本体の金属材料よりも比重が大の金属材料からなる錘部材とを鍛造工程で固着している。従って、錘部材とヘッド本体との強固な結合を容易に得ることができる。また鍛造ヘッドの場合には、別途、凹部形成するための切削加工が不要となるため、製造工程を簡素化でき製造コストを低減しかつ製造に要する期間を短縮しうる。
【００３６】
また、前記ヘッド本体は、一次の鍛造工程により取付け凹部を有するヘッドブランクを形成し、かつ二次の鍛造工程を施すことにより形成されるとともに、前記ヘッドブランクの取付け凹部に前記錘部材を配したヘッド組合せ体に、前記二次の鍛造工程を施すことによる該ヘッド組合せ体の塑性変形により、前記取付け凹部の内面と前記錘部材とを係合させ錘部材をヘッド本体に固着している。つまり、取付け凹部を形成する鍛造工程と、取付け凹部に錘部材を固着する鍛造工程を分けて行うことにより、それぞれの鍛造を確実に行うことができ、より確実にヘッド本体と錘部材とを固着しうる。
【００３７】
また、前記錘部材に、前記凹部内面の前記金属材料が塑性変形して満たすことにより錘部材を固着し抜け止めする溝状部を設けたことにより、ヘッド本体と錘部材との係合力を高め、より確実に固着でき耐久性をも向上しうる。
【００３８】
また請求項３記載の発明では、前記二次の鍛造工程は、前記ヘッド組合せ体を、最終鍛造形状に仕上げる仕上げ鍛造ステップを含むことにより、ヘッド組合せ体を塑性変形させてヘッドブランクと錘部材とを固着すると同時に、ヘッド組合せ体を最終鍛造形状へと仕上げることができる。これにより、従来に比して製造工数を大幅に削減しつつ錘部材を固着した鍛造タイプのヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のアイアン型ゴルフクラブヘッドの斜視図である。
【図２】その背面図である。
【図３】そのＡ−Ａ線拡大端面図である。
【図４】ヘッドブランクを例示する断面図である。
【図５】ヘッド組合せ体を例示する断面図である。
【図６】錘部材の斜視図である
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は他の実施形態を示すヘッドの断面図である。
【図８】従来の鋳造ヘッドを例示する断面図である。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は従来の鍛造ヘッドを例示する断面図である。
【符号の説明】
２ヘッド本体
３錘部材
４隆起部
５取付け凹部
６ヘッドブランク
１０ヘッド組合せ体

Claims

金属材料からなるヘッド本体と、該ヘッド本体の金属材料よりも比重が大の金属材料からなる錘部材とからなるゴルフクラブヘッドを製造するゴルフクラブヘッドの製造方法であって、
ヘッド内部に向かって幅を徐々に減じたテーパ状をなす取付け凹部と、この取付け凹部の周囲に環状で形成されかつ前記ヘッド本体の最終鍛造形状よりも外方に突出したつぶし用の突設部とを有するヘッドブランクとして前記ヘッド本体を切削加工なしで鍛造により形成する一次の鍛造工程と、
前記取付け凹部に合わせてヘッド内部に向かって先細となるテーパ状をなしかつ溝状部が設けられた錘部材を準備する工程と、
前記ヘッドブランクの取付け凹部に前記錘部材を配してヘッド組合せ体を準備する工程と、
前記ヘッド組合せ体の前記つぶし用の突設部を押しつぶして塑性変形させることにより、前記錘部材の前記溝状部に前記取付け凹部の内面の金属材料を満たして錘部材を抜け止めする二次の鍛造工程とを含み、
前記溝状部は、錘部材のヘッド本体への挿入方向に沿った長さの略中間位置の外周囲面で環状にのびる第１の溝状部を含むことを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
前記溝状部は、ヘッド外面に露出する外表面の周縁に形成されたぬすみからなる第２の溝状部を含む請求項１記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
前記二次の鍛造工程は、前記ヘッド組合せ体を、最終鍛造形状に仕上げる仕上げ鍛造ステップを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。