JP4473808B2 - ゴルフクラブヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、クラウン部材とヘッド本体とが溶接によって接合されたゴルフクラブヘッド及びその製造方法に関する。

例えば図１６に示されるように、クラウン部に開口部ｏが設けられたヘッド本体ｂと、前記開口部ｏを閉じるクラウン部材ｃとが接合された中空構造のゴルフクラブヘッドａが知られている（例えば下記特許文献１ないし２参照）。このようなクラブヘッドａは、例えば、クラウン部材ｃの軽量化を図ることによって重心を低くでき、ひいては打球の打ち出し角を大きくして飛距離の増大を期待できる。

ところで、上述のようなヘッドにおいて、ヘッド本体ｂとクラウン部材ｃとの接合部の強度を高めるために、ヘッド本体ｂの開口部ｏの周りには、前記クラウン部材ｃの内面かつ周縁部と重ねられる受け部ｆが環状に設けられる。クラブヘッドａの低重心化を図るためには、前記受け部ｆの巾Ａを極力小さくすることが効果的である。しかしながら、従来の接合方法では、この巾Ａを小さくすると接合強度が低下すると考えられていた。

特開２００３−２５０９３８号公報 特開２００３−２４５３８１号公報

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、ヘッド本体の開口部の周りに、クラウン部材の内面かつ周縁部と重ねられる巾の小さい受け部を設けるとともに、該ヘッド本体と前記クラウン部材とをレーザー溶接にて接合することを基本として、接合部の強度を低下させることなく低重心化を容易に図り得るゴルフクラブヘッド及びその製造方法を提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、クラウン部に開口部が設けられた金属材料からなるヘッド本体と、金属材料からなりかつ前記ヘッド本体に固着されることにより前記開口部を閉じるクラウン部材とを含む中空構造のゴルフクラブヘッドであって、前記ヘッド本体は、前記開口部の周りに、前記クラウン部材の内面かつ周縁部と重ねられる受け部が設けられ、該受け部の巾は０．３〜０．８mmであり、しかも該受け部と前記クラウン部材とがレーザー溶接によって接合されるとともに、前記レーザー溶接による溶接ビードは、ヘッド外面から前記受け部の内周面に至ることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記クラウン部材は、厚さが０．４０〜０．６０mmの圧延材からなる請求項１記載のゴルフクラブヘッドである。

また請求項３記載の発明は、前記受け部は、前記開口部の周りに環状で連続して設けられている請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッドである。

また請求項４記載の発明は、前記受け部は、前記開口部の周りに間欠的に設けられている請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッドである。

また、請求項５記載の発明は、クラウン部に開口部が設けられた金属材料からなるヘッド本体と、金属材料からなりかつ前記ヘッド本体に固着されることにより前記開口部を閉じるクラウン部材とを含む中空構造のゴルフクラブヘッドであって、前記ヘッド本体は、前記開口部の周りに、前記クラウン部材の内面かつ周縁部と重ねられる受け部が設けられ、しかも該受け部と前記クラウン部材とが、ヘッドの外面側から前記ヘッド本体と前記クラウン部材との隙間に照射されるレーザービームを用いたレーザー溶接によって接合されるとともに、前記レーザー溶接による溶接ビードは、ヘッド外面から前記受け部の内周面に至ることを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は、前記溶接ビードは、前記受け部の内周面の全域を覆っていることを特徴とする請求項５に記載のゴルフクラブヘッドである。

また、請求項７記載の発明は、前記溶接ビードの巾は、１．５〜３．０mmである請求項５又は６に記載のゴルフクラブヘッドである。

また請求項８記載の発明は、クラウン部に開口部が設けられた金属材料からなるヘッド本体と、金属材料からなりかつ前記開口部を閉じるクラウン部材とを接合する工程を含んで中空構造の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、前記開口部の周りに、前記クラウン部材の内面かつ周縁部と重ねられる巾が０．３〜０．８mmの受け部が設けられた前記ヘッド本体を準備する工程と、前記ヘッド本体の前記受け部に前記クラウン部材を保持させる工程と、前記クラウン部材の外周縁と前記ヘッド本体との間をヘッド外面側からのレーザー溶接によって接合する工程とを含むとともに、前記レーザー溶接による溶接ビードは、ヘッド外面から前記受け部の内周面に至ることを特徴とする。

また請求項９記載の発明は、前記ヘッド本体を準備する工程は、前記開口部がないか又は前記開口部よりも小さい仮の開口部が設けられたヘッド本体の一次成形品を鋳造により成型する段階と、前記一次成形品にレーザ加工により前記開口部を形成する段階とを含む請求項８記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。

請求項１記載のゴルフクラブヘッドは、クラウン部材の内面かつ周縁部を支える受け部の巾が０．３〜０．６mmと非常に小さい。これにより、クラウン部材とヘッド本体との重なり部分が小さくでき、又は大きな開口部を形成できるので、ヘッドの重心をより低くすることができる。また、クラウン部材が金属材料からなるため、ＣＦＲＰなどを用いたものに比して優れた打球音が得られる。

また、クラウン部材とヘッド本体とはレーザー溶接によって接合される。レーザー溶接は、きわめて小さな領域に非常に密度の高いエネルギーを供給できるので、他の溶接法に比べて短時間での溶接が可能である。これは、組織の変成や熱変形等のような接合部周囲への熱影響を防止して耐久性を向上できる。また、レーザー溶接では、局部的に深い溶け込みが得られるので、ヘッドの内面まで十分に接合できる。従って、受け部の巾を小さくしても確実な溶接を行うことができる。特に、受け部の巾を非常に小さくしたことで、クラウン部材と受け部との重なり部分にまで溶融金属を十分に満たすことが可能となり、非常に高い接合強度が得られる。また請求項５記載のゴルフクラブヘッドでは、レーザー溶接の溶接ビードが受け部の内周面にまで至ることにより、さらに高い接合強度が得られる。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１〜３は、それぞれ本実施形態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を規定のライ角及びロフト角に保持して水平面ＨＰに接地させた基準状態の斜視図、平面図及び図２のＸ−Ｘ拡大断面図である。

前記ヘッド１は、ボールを打球する面であるフェース２を前面に有するフェース部３と、前記フェース２の上縁２ａに連なりヘッド上面をなすクラウン部４と、前記フェース２の下縁２ｂに連なりヘッド底面をなすソール部５と、前記クラウン部４とソール部５との間を継ぎかつ前記フェース２のトウ側縁２ｃからバックフェースＢＦを通りヒール側縁２ｄに至ってのびるサイド部６と、クラウン部４のヒール側に設けられかつ図示しないシャフトが装着されるホーゼル部７とを含む。

前記ヘッド１は、図３に示されるように、内部には中空部ｉが設けられた中空構造を有し、好ましくは、ドライバー（＃１）又はフェアウェイウッドといったウッド型として作られる。

前記ヘッド１は、好ましくは４００cm³ 以上、より好ましくは４２０cm³ 以上、さらに好ましくは４３０cm³ 以上の体積を有するものが望ましい。これにより、ヘッド１の慣性モーメントが大きくなり、ミスショット時のヘッドのブレが最小限に抑えられ、打球の方向性が改善される。また、上述のような体積を有するヘッドは、クラウン部４に大きな開口部を設けることができるので、重量削減効果が十分に期待できる点で好ましい。他方、ヘッド１の体積が大きすぎても、クラブ重量が増加し、例えばスイングバランスの悪化や耐久性の低下を招くおそれがある他、公式競技におけるゴルフ規則に違反する。このような観点より、ヘッド１の体積は、好ましくは４７０cm³ 以下が望ましい。なお、上記ヘッドの体積は、好ましい範囲のため、本発明を何ら制限するものではない。

また、ヘッド１の重量は、スイングバランスなどを考慮し、好ましくは１７５ｇ以上、より好ましくは１８０ｇ以上が望ましく、かつ、上限については、好ましくは２１０ｇ以下、より好ましくは２０５ｇ以下が望ましい。

図４には、本実施形態のヘッド１の組立前の分解図が示される。本実施形態において、前記ヘッド１は、ヘッド本体１Ａと、クラウン部材１Ｂと、フェース部材１Ｃとを含む３つの部品から作られる。

前記ヘッド本体１Ａは、クラウン部４に第１の開口部Ｏ１が、またフェース部３には第２の開口部Ｏ２がそれぞれ設けられる。前記第１の開口部Ｏ１及び第２の開口部Ｏ２は、該ヘッド本体１Ａに固着されたクラウン部材１Ｂ及びフェース部材１Ｃによってそれぞれ閉じられる。

本実施形態において、前記ヘッド本体１Ａは、前記ソール部５の主要部をなすソール主部５Ａと、前記サイド部６の主要部をなすサイド主部６Ａと、前記ホーゼル部７と、前記クラウン部４において第１の開口部Ｏ１の周りに設けられたクラウン縁部１０とを有する。また、ヘッド本体１Ａは、前記ソール主部５Ａの前縁５Ａｅと、クラウン縁部１０の前縁１０ｅと、これらの間をトウ側及びヒール側で継ぐ前記サイド主部６Ａの前縁６Ａｅとで第２の開口部Ｏ２が区画されている。

本実施形態において、前記ヘッド本体１Ａは、各部が予め一体に形成された一つの鋳造品（より詳しくはロストワックス精密鋳造品）から形成される。これによって、ヘッド１の生産性が向上する。前記ヘッド本体１Ａは、鍛造により又は圧延材を曲げ加工等することにより作られても良いし、また２以上の部材を接合して作ることもできる。

前記ヘッド本体１Ａを形成する金属材料は、特に限定されないが、好ましくはステンレス鋼、マルエージング鋼、純チタン又はチタン合金（例えばＴｉ−６Ａｌ−４Ｖ）等のように鋳造可能なものが望ましい。

前記第１の開口部Ｏ１は、本実施形態では、クラウン部４からはみ出すことなくその領域の中に収められている。これにより、クラウン縁部１０は、第１の開口部Ｏ１の周りを環状に連続してのびるものとして形成される。ただし、第１の開口部Ｏ１は、その一部がクラウン部４からサイド部６にはみ出して設けられる態様を含む。また、第１の開口部Ｏ１の形状は特に限定されないが、本実施形態のように、クラウン部４の輪郭にほぼ沿うような滑らかな輪郭形状を有するものが望ましい。

本実施形態において、前記第１の開口部Ｏ１は、厚さが非常に小さいクラウン部材１Ｂで閉じられるので、その面積に依存してクラウン部４の重量を削減させる。十分な低重心化を図るためには、前記第１の開口部Ｏ１の面積は、好ましくは４０cm² 以上、より好ましくは５０cm² 以上が望ましい。他方、クラウン部４での耐久性を確保するために、第１の開口部Ｏ１の面積は、好ましくは７５cm² 以下、より好ましくは６５cm² 以下が望ましい。ここで、第１の開口部Ｏ１の面積は、図２に示されるように、基準状態のヘッド１の平面視において水平面ＨＰに投影されたその平面の面積として計算されるものとする。

図５には、図４のＩ−Ｉ断面図が示される。本実施形態において、クラウン縁部１０は、実質的にクラウン部４の仕上がり面４ｏを形成する主部１０ａと、前記仕上がり面４ｏからステップ状に凹んで設けられるとともに前記クラウン部材１Ｂの内面１Ｂｉかつ周縁部と重ねられてこれを支える受け部１０ｂとを含む。また、本実施形態の主部１０ａには、前記仕上がり面４ｏから突出して前記受け部１０ｂに支えられたクラウン部材１Ｂの外周縁１Ｂｅに沿って小高さで立ち上がる凸部１０ｔが設けられている。

前記主部１０ａ及び受け部１０ｂは、いずれも第１の開口部Ｏ１の周りを環状に連続してのびるように設けられる。また、前記クラウン部４の仕上がり面４ｏとは、塗膜等を除いて完成したヘッドの実質的な外表面であり、多少の研磨代などが見込まれたものであっても良い。また、クラウン部材１Ｂの内面１Ｂｉは、該クラウン部材１Ｂの中空部ｉ側を向く面である。

前記主部１０ａは、クラウン部材１Ｂの外周縁１Ｂｅに向き合う内周縁１０ａｅを有する。この内周縁１０ａｅは、クラウン部材１Ｂの輪郭形状とほぼ近似するが、それよりも僅かに大きな輪郭形状を持っている。従って、上方からクラウン部材１Ｂを受け部１０ｂに嵌め込みできるとともに、そこで支持されたクラウン部材１Ｂの外周縁１Ｂｅと、前記内周縁１０ａｅとの間には、微小な間隙が形成される。この隙間には、後述のレーザー溶接によって溶融金属が満たされる。

前記クラウン部４の耐久性及び鋳造での容易な成型を確保するために、前記主部１０ａの厚さｔ１は、好ましくは０．６mm以上、より好ましくは０．７mm以上が好ましい。他方、該主部１０ａの厚さｔ１が大きくなると、クラウン部４の重量が大きくなる傾向があるので、前記厚さｔ１は、好ましくは０．９mm以下、より好ましくは０．８mm以下が望ましい。

前記受け部１０ｂは、前記主部１０ａの外面からのステップ量（凹み量）が最適化されることにより、その上で支持されるクラウン部材１Ｂと前記主部１０ａとの各外面を面一に仕上げるのに役立つ。これは、後の研磨等による表面仕上げ工程を簡略化し、生産性を高めるのに役立つ。

また、前記受け部１０ｂは、０．３〜０．８mmの幅ＲＷで形成される。該幅ＲＷは、第１の開口部Ｏ１の縁と直交する向きで測定される。この受け部１０ｂの幅ＲＷは、一定でも良いしまた変化するものでも良い。

ヘッド１の低重心化のためには、クラウン部材１Ｂと重なり合う受け部１０ｂの幅ＲＷは小さい程良い。このため、受け部１０ｂの幅ＲＷは、好ましくは０．８mm以下で形成される。また、後で詳しく述べるが、図１３に示されるように、前記幅ＲＷが０．８mmを超えると、クラウン部材１Ｂと受け部１０ｂとの重なり部に溶融金属が十分に満たされない部分が生じ、接合部の強度が低下しやすい。他方、受け部１０ｂの幅ＲＷが小さすぎると、該受け部１０ｂにクラウン部材１Ｂを嵌め込んだ際、その支えが安定しない。従って、両部材１Ａ、１Ｂの位置決め精度が悪化するので、接合不良が生じやすくなる。また、ヘッド本体１Ａとクラウン部材１Ｂとの間はレーザー溶接（後述）によって接合されるが、この際、前記幅ＲＷが小さすぎると、クラウン部材１Ｂの内面側に溶融金属が十分に回り込まなくなるので、接合強度も低下しやすい。従って、受け部１０ｂの幅ＲＷは、０．３mm以上に定められる。このような観点より、受け部の前記幅ＲＷは、好ましくは０．４０mm以上、より好ましくは０．５０mm以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは０．７０mm以下、より好ましくは０．６５mm以下が望ましい。

また、前記受け部１０ｂは、前記幅ＲＷが一定でも良いしまた変化するものでも良い。幅ＲＷが変化する場合、長さで重み付けしたその平均幅が０．３〜０．８mmであれば足りるが、特に好ましくは前記幅の最大値が前記数値範囲を満たすことが望ましい。

また、図６に示されるように、受け部１０ｂは、前記第１の開口部Ｏ１の周りに間欠的に設けられてても良い。この場合、接合強度の低下を防止するために、受け部１０ｂの第１の開口部Ｏ１に沿った合計長さが、該第１の開口部Ｏ１の全周長さの少なくとも３０％以上、より好ましくは５０％以上、さらに好ましくは７０％以上であるのが望ましい。

また、前記受け部１０ｂの厚さｔ２（図２に示す）は特に限定されないが、小さすぎるとクラウン部材１Ｂを嵌め込んだ仮固定した際に破損や変形が生じるおそれがある。他方、受け部１０ｂの厚さｔ２が大きすぎると、クラウン部４の重量削減効果が低下する。このような観点より、前記厚さｔ２は、好ましくは０．６０mm以上、より好ましくは０．６５mm以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは０．８５mm以下、より好ましくは０．７０mm以下が望ましい。

本実施形態において、前記凸部１０ｔは、クラウン部材１Ｂの外周縁１Ｂｅに沿って、環状に連続してのびている。該凸部１０ｔは、クラウン部材１Ｂを受け部１０ｂに載せる際にガイド部材として役に立つ。また、凸部１０ｔは、仕上がり面４ｏから高さＴＨを有することにより、クラウン部材１Ｂを受け部１０ｂに載せた後も、該クラウン部材１Ｂの位置を安定して保持できるので、精度良く両部材の位置決めが行われる。

特に限定されるものではないが、凸部１０ｔに上述の機能を実現させるためには、該凸部１０ｔの高さＴＨは、好ましくは０．８mm以上、より好ましくは１．０mm以上が望ましい。他方、該凸部１０ｔの高さＴＨが大きすぎると、後にこれを研磨等によって除去するのに多くの手間を要するので、前記高さＴＨは、好ましくは１．８mm以下、より好ましくは１．５mm以下が望ましい。また、同様の観点より、凸部１０ｔの幅ＴＷは、好ましくは０．６mm以上、より好ましくは０．７mm以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは１．２mm以下、より好ましくは１．０mm以下が望ましい。なお凸部１０ｔは、第１の開口部Ｏ１の周りに間欠的に設けられても良い（図示省略）。

また、本実施形態のヘッド本体１Ａは、図７及びそのクラウン部分のＡ−Ａ断面図である図８に示されるように、先ず、第１の開口部Ｏ１が設けられていないヘッド本体の一次成形品１Ａｍとして鋳造成型される。前記一次成形品１Ａｍは、前記第１の開口部Ｏ１が完全に埋められている点でヘッド本体１Ａと異なっているが、その他の構造については実質的に同一である。なお、この例ではクラウン部に全く開口部が設けられていないが、第１の開口部Ｏ１よりも小さい仮の開口部Ｏｍが設けられていても良いのは言うまでもない。

しかる後、レーザ加工により前記ヘッド本体の一次成形品１Ａｍに前記第１の開口部Ｏ１を形成することにより、ヘッド本体１Ａが準備（製造）される。レーザ加工では、図８に示されるように、前記凸部１０ｔの内側に沿ってレーザービームＬＢが順次照射される。これにより、図９に示されるように、０．３〜０．８mmの幅ＲＷの受け部１０ｂを残して第１の開口部Ｏ１が形成される。幅ＲＷが非常に小さい受け部１０ｂを鋳造だけで成形しようとすると、湯流れの問題で正確な形状が得られない傾向があるが、本実施形態のように鋳造成形の後にレーザー加工を施すことにより、第１の開口部Ｏ１とともに幅の小さい受け部１０ｂを精度良く形成する事ができる。

本実施形態において、前記フェース部材１Ｃは、図３及び図４に示されるように、フェース２を形成する基部１２と、前記フェース２の縁２ａないし２ｄの少なくとも一部から長さＦＬでバックフェースＢＦ側にのびる延長部１３とを一体に有する。このような基部１２と延長部１３とは、溶接により接合されているのではなく、プレス等による曲げ加工、鋳造又は鍛造等によって一体に構成されている。これにより、フェース部材１Ｃは、全体視が略お椀状に形成されている。

フェース部材１Ｃを形成する材料としては、特に限定されるわけではないが、好ましくは、チタン合金、とりわけＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎ、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌ（ＤＡＴ５１）、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−１３Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ又はＴｉ−４．５Ａｌ−２．０Ｍｏ−１．６Ｖ−０．５Ｆｅなどが好適である。

前記基部１２は、本例では前記フェース２の実質的な全域を含んで構成される。基部１２の厚さ、即ちフェース部３の厚さｔ４は、特に限定されないが、好ましくは３．００mm以上、より好ましくは３．０５mm以上、さらに好ましくは３．１０mm以上が望ましい。他方、フェース部３の厚さｔ４が大きくなると重心距離ＧＬが小さくなり、また慣性モーメントも小さくなる傾向がある。このような観点より、前記厚さｔ４は、好ましくは３．４０mm以下、より好ましくは３．３５mm以下、さらに好ましくは３．３０mm以下が望ましい。本実施形態では、フェース部３の厚さｔ４は実質的に一定のものが示されるが、各部で厚さが変化する態様を含む。

また前記延長部１３は、本実施形態では、クラウン部３の前側（フェース部３側）を形成するクラウン延長部１３ａと、ソール部４の前側を形成するソール延長部１３ｂと、サイド部５のトウ側部分において前側を形成するトウ延長部１３ｃと、前記サイド部５のヒール側部分においてその前側を形成するヒール延長部１３ｄとを含み、かつ、ホーゼル部７と面する部分は、凹状に切り欠かれている。

また、フェース部材１Ｃは、前記ヘッド本体１Ａの第２の開口部Ｏ２に溶接によって接合される。具体的には、各延長部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ及び１３ｄは、それぞれヘッド本体１Ａのクラウン縁部１０、ソール主部５Ａ、トウ側のサイド主部６Ａ及びヒール側のサイド主部６Ａと突き合わされ、その間が溶接により固着される。この際、ヘッド本体１Ａの前記第２の開口部Ｏ２には、図４に示されるように、フェース部材１Ｃを差し込みにより保持可能な突起１７等を設けておくことが望ましい。これによって、溶接時の両部材１Ａ及び１Ｃの位置決めが簡単かつ安定して行える。前記溶接は、種々の方法が採用できるが、本実施形態では溶接部の周囲への熱影響が非常に少ないレーザー溶接が用いられる。なおレーザー溶接については、後に詳しく述べる。

本実施形態のフェース部材１Ｃは、延長部１３が設けられることによって、ヘッド本体１Ａとの溶接が、フェース２の縁からヘッド後方へ遠ざけられた位置で行われるので、良好な溶接作業性が得られる。また、中空部ｉ側に残存する溶接ビード１５（図３に示す）は、フェース２から離れた位置で残るので、フェース部３の剛性が過度に高められることがない。従って、ヘッド１の反発性能が十分に発揮される。

以上のような観点より、特に好ましくは、延長部１３のヘッド前後方向の長さＦＬは、好ましくは３mm以上、さらに好ましくは５mm以上とするのが望ましい。他方、前記延長部１３の長さＦＬが大きすぎると、生産性を低下させるおそれがある。かかる観点より、延長部１３の前記長さＦＬは好ましくは３０mm以下、特に好ましくは２０mm以下、さらに好ましくは１５mm以下が望ましい。

前記クラウン部材１Ｂは、本実施形態では、圧延材から形成される。図１０に示されるように、前記圧延材Ｍは、回転する一対のロールＲ、Ｒ間に金属素材を摩擦によって噛み込ませ、厚さないし断面積を減じる圧延加工を経て製造された材料であれば良い。従って、圧延加工の前に、例えば金属材料の鋳造、鍛造、研削工程等が行われていても良いし、また圧延工程の後にプレス曲げ、打ち抜き又は切断工程、さらには必要により熱処理工程等が行われても良い。

前記圧延材Ｍは、加工硬化による材料の機械的特性の向上、均一な厚さ及び欠損の少ない結晶組織という利点を有する。従って、クラウン部材１Ｂをより薄くして軽量化を図ることができる。具体的には、クラウン部材１Ｂを例えば０．６０mm以下としても、応力集中などを防止でき十分な耐久性が発揮される。

クラウン部材１Ｂには、鋳造品又は鍛造品が用いられても良い。しかしながら、前者は、引け巣などによって材料に構造欠陥やピンホールが含まれやすく、均質な０．８０mm以下の厚さの部品を作るには多くの困難を伴う。また、後者は、厚さのバラツキが生じるので、応力集中が生じやすい傾向がある。従って、小さい厚さと強度を両立させるには、クラウン部材１Ｂには圧延材Ｍが最も好ましい。

また、このような圧延材には、例えばチタン合金、とりわけＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３ＳｎやＴｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｍｏ−２Ｆｅ（ＳＰ７００）のような比強度が大きくかつ圧延加工性に優れたβチタン合金が好適である。

図１０に示されるように、本明細書では、圧延材Ｍが圧延された矢印Ｋの方向を圧延方向と呼ぶ。該圧延方向は、当該金属組織の結晶粒を光学又は電子顕微鏡で観察し、その長手方向を圧延方向として定める。また、本明細書では、前記圧延方向は、前記基準状態において、クラウン部材１Ｂを水平面ＨＰに投影してその投影輪郭を得、該投影輪郭の面積重心の位置で特定されるものとする。そして、図２に示されるように、クラウン部材１Ｂは、仕上げられたヘッド１において、前記水平面ＨＰに投影された前記圧延方向Ｋとヘッド前後方向Ｙとのなす角度θが２０度以下、より好ましくは０〜１０度、さらに好ましくは０〜５度になるようにヘッド本体１Ａに固着されるのが望ましい。

上述のようなクラウン部材１Ｂは、圧延方向Ｋに長手方向が配向された結晶粒を有し、それにより圧延方向Ｋに沿ったヤング率が大きくなる（異方性を持つ）。一方、クラウン部材１Ｂには、打球時にヘッド前後方向Ｙに大きな応力が生じる。そこで、クラウン部４において、圧延材Ｍを、その圧延方向Ｋがヘッド前後方向Ｙとほぼ平行になるよう配置することにより、打球時のクラウン部４のひずみが抑えられる。これは、耐久性の向上及びエネルギーロスの低下による反発性の向上をもたらす。また、ヘッド前後方向Ｙと直交するトウ−ヒール方向では、前記圧延材Ｍのヤング率は相対的に小さくなるので、クラウン部材１Ｂは、その面内かつトウ−ヒール方向で打球時の衝撃を緩和して良好な打球感を提供する。

ここで、前記ヘッド前後方向とは、図２に示されるように、基準状態におけるヘッド１の平面視において、ヘッドの重心Ｇからフェース２に下ろした垂線Ｎを水平面ＨＰに投影した方向Ｙとする。なお、この垂線Ｎの足はスイートスポットＳＳと呼ばれる。

圧延材Ｍからクラウン部材１Ｂを作るための具体的な工程としては、図１１（Ａ）に示されるように、例えば圧延材Ｍから、プレス等にて所定形状のクラウン用部品１ＢＰが打ち抜き加工される。この際、クラウン用部品１ＢＰは、そのヘッド前後方向と前記圧延方向Ｋとの相対関係が考慮される。しかる後、図１１（Ｂ）に示されるように、クラウン用部品１ＢＰは、例えば一対の雄型Ｄ１及び雌型Ｄ２でプレスされ、必要により端部が切削等されて輪郭形状が整えられる。これにより、図４に示されるように、ヘッド前後方向及びトウ−ヒール方向にそれぞれ曲率半径ＲＬ、ＲＨで外方に向かって凸となる三次元に湾曲したクラウン部材１Ｂが形成される。

クラウン部材１Ｂの厚さｔ３は、特に限定されないが、大きすぎるとクラウン部４の重量が大きくなってヘッドの重心Ｇが高くなる傾向があり、逆に小さすぎると、ヘッド１の耐久性を低下させる傾向がある。このような観点より、クラウン部材１Ｂの厚さｔ３は、好ましくは０．３０mm以上、より好ましくは０．３５mm以上、さらに好ましくは０．４０mm以上が望ましく、上限に関しては、好ましくは０．７０mm以下、より好ましくは０．６０mm以下、さらに好ましくは０．５５mm以下が望ましい。

また、クラウン部材１Ｂの厚さｔ３と前記主部１０ａの厚さｔ１との比（ｔ１／ｔ３）は、好ましくは１．２０以上、より好ましくは１．３５以上、さらに好ましくは１．５０以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは２．００以下、より好ましくは１．８０以下が望ましい。前記比（ｔ１／ｔ３）が１．２０を下回ると、クラウン部材１Ｂと主部１０ａとの厚さの差が小さくなり、クラウン部４において十分な重量削減効果が得られない傾向がある。逆に前記比（ｔ１／ｔ３）が２．００を超えると、クラウン部４の重量増加が生じたり又はクラウン部材の強度が低下する傾向がある。

次に、前記クラウン部材１Ｂとヘッド本体１Ａとの接合方法について述べる。
図１２（Ａ）に示されるように、ヘッド本体１Ａの凸部１０ｔで囲まれた領域の中に、前記クラウン部材１Ｂが嵌め込まれる。これにより、クラウン部材１Ｂの内面１Ｂｉかつ周縁部が、前記受け部１０ｂの上に載せられかつ保持される。両部材１Ａ及び１Ｂの位置決め（例えば両部材の外面が実質的に整一すること）が正しく行われるように、受け部１０ｂの外面及びクラウン部材１Ｂの内面１Ｂｉとは正確に予め加工されている。

次に、図１２（Ｂ）に示されるように、ヘッド１の外面側から、クラウン部材１Ｂの外周縁１Ｂｅと前記ヘッド本体（主部１０ａの内周面１０ａｅ）との間をレーザー溶接によって接合する工程が行われる。本実施形態ではクラウン部４の重量を削減するために、上述のように非常に幅ＲＷの小さい受け部１０ｂが用いられる。また、クラウン部材１Ｂにも、厚さｔ３が非常に小さい圧延材が用いられている。このように、幅や厚さが非常に小さな部材同士を接合する場合、プラズマ溶接等を行うと、その熱の影響が溶接部の周囲に広範囲に及んでしまい、クラウン部材１Ｂに孔が開いたり又は変形する等の問題がある。また、溶接時間が大きくなると、接合部周辺に金属組織の変成等が生じやすい。

そこで、本発明では、レーザー溶接がヘッド本体１Ａとクラウン部材１Ｂとの接合に用いられる。該レーザー溶接は、非常に小さい範囲にピンポイントで、密度の高い熱エネルギを照射できるので、短時間で溶接可能である。これは、周囲組織の変成や変形等のような熱影響を最小限に抑え、ひいては上述のような容積の小さい部材１Ａ、１Ｂ同士であっても確実に接合できる。

また、レーザー溶接では、図１２（Ｂ）に示されるように、ヘッド本体１Ａとクラウン部材１Ｂとの隙間にレーザービームＬＢを精度良く照射できる。レーザービームＬＢが照射されることにより、前記各部材１Ａ、１Ｂは互いに溶け込み合い、これらが固化することで接合される。特にレーザー溶接では、局部的に非常に深い溶け込みが得られるので、図１２（Ｃ）に示されるように、受け部１０ｂに達する深い接合ビード１９が得られる。これにより、周囲の熱損傷を最小限に抑えつつより高い接合強度を得ることができる。

また、図１２（Ｃ）に示されるように、溶融した金属は、抵抗の少ないヘッド本体１Ａの受け部１０ｂとクラウン部材１Ｂの内面１Ｂｉとの界面にも流れ込む、この際、ヘッド本体１Ａの受け部１０ｂの巾ＲＷを小さくしているので、界面の実質的全域に溶接ビード１９が形成される。これにより、強固な結合作用が得られ、非常に高い接合強度が得られる。もし、前記受け部１０ｂの幅ＲＷが０．８mmよりも大になると、図１３に示されるように、溶融金属が固化した溶接ビード１９が、受け部１０ｂとクラウン部材１Ｂとの間を全て満たすことができず、ボールの繰り返し打球により、界面２０からクラック等が成長し、接合部の破損等を招きやすくなる。

また、レーザー溶接は、周囲への熱影響を最小限に抑え得るが、その一部はヘッド本体１Ａの主部１０ａ側にも伝達される。この際、前記凸部１０ｔは、その熱量の一部を吸い上げてヘッド外部に放出させる。従って、凸部１０ｔは、主部１０ａへの熱影響を最小限に抑える放熱用の部材としても機能する。

前記レーザー溶接には、例えば炭酸ガスを用いた炭酸ガスレーザーや、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザーが好適である。とりわけ、容易に高出力かつ密エネルギー密度が高いレーザが得られる点でＹＡＧレーザーが好適である。

また、前記レーザー溶接は、例えば大気中、不活性ガス雰囲気中又は真空中など種々の環境で行うことができるので、電子ビーム溶接のように真空チャンバーを必須としない点でも好ましい。

なおヘッド本体１Ａに設けられた前記凸部１０ｔは、クラウン部材１Ｂの溶接後、そのままヘッド１に残存させることもできる。しかし、クラウン部４の重量増加を招くおそれがあるので、前記レーザー溶接後、凸部１０ｔを取り除く工程をさらに行うことが望ましい。この工程は、例えば前記凸部１０ｔを機械加工で切除することで容易に行える。これにより、クラウン部４を凸凹のない滑らかな凸曲面で形成でき、その美感を向上させ得る。

図１４には、凸部１０ｔを研磨した後のヘッド１において、ヘッド本体１Ａとクラウン部材１Ｂとの接合部の断面図が示されている。図１４（Ａ）の態様では、このようなヘッド１の受け部１０ｂの幅ＲＷは、実質的に受け部１０ｂの内周面１０ｂｅと、ヘッド外面における溶接ビード１９の幅中心の位置１９Ｃとの間の距離として得られる。

また、溶接ビード１９は、図１４（Ａ）のように、受け部１０ｂの内周面１０ｂｅの一部を覆うものでも良いが、特に好ましくは、図１４（Ｂ）に示されるように、溶接ビード１９が、受け部１０ｂの内周面１０ｂｅの全域を覆っていることが望ましい。言い換えると、接合前に存在していた受け部１０ｂの内周縁１０ｂｅが完全に溶解して元の形状を消失するようにレーザー溶接工程を行うのが望ましい。これによって、非常に高い接合強度が得られる。

また、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、前記溶接ビード１９の巾ＪＷは、好ましくは１．５mm以上、より好ましくは２．０mm以上が望ましく、また上限に関しては、好ましくは３．０mm以下、より好ましくは２．５mm以下が望ましい。前記巾ＪＷが１．５mm未満の場合、接合強度が低下しやすくなる傾向があり、逆に前記巾ＪＷが３．０mmを超えると、クラウン部３での重量増加、生産性の悪化又は後の仕上げ工程での研磨量の増加等の不具合が生じるおそれがある。

図１５には、本発明の他の実施形態が示される。
（Ａ）のものは、クラウン部材１Ｂが、バックフェースＢＦ側に向かって凸となる略横Ｖ字状のものが示される。これにより、クラウン部材１Ｂは、相対的なものとして、フェース２の上縁２ａまでのヘッド前後方向の距離が大きい中央部１Ｂｃと、その両側に設けられたフェース２の上縁２ａまでのヘッド前後方向の距離が小さいトウ側部１Ｂｔ及びヒール側部１Ｂｈとを含む。このようなクラウン部材１Ｂは、打球時の衝撃応力が最も大きい中央部１Ｂｃがフェース２から最も離れているため、優れた耐久性を発揮できる。

同図（Ｂ）の態様では、（Ａ）の態様とは逆に、相対的なものとして、フェース２の上縁２ａまでのヘッド前後方向の距離が最も小さい中央部１Ｂｃと、その両側に設けられたフェース２の上縁２ａまでのヘッド前後方向の距離が大きいトウ側部１Ｂｔ及びヒール側部１Ｂｈとを含む。このようなヘッド１は、クラウン部４のトウ側及びヒール側の重量が相対的に大きくなるため、ヘッドの重心Ｇを通る垂直軸周りの慣性モーメントを増大することができる。よって、打球の方向性に優れる。

さらに同図（Ｃ）の態様では、複数個のクラウン部材１Ｂが設けられたヘッド１が示されている。この例では２個であるが、３個以上でも良い。

以上、本発明の実施形態について、ウッド型のゴルフクラブヘッドを例に挙げ説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、アイアン型、ユーティリティ型又はパター型など種々のゴルフクラブヘッドに適用される。

本発明の効果を確認するために、表１の仕様に基づき、ウッド型のゴルフクラブヘッドを製造した。共通仕様などは以下の通りである。
ヘッド体積：４５０cm³
ヘッド重量：実施例１において２００ｇ
ロフト角：１１．０度
ライ角：５７．５度
ヘッド本体の材料：Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ
クラウン部材の材料：Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ａｌ−３Ｓｎ
クラウン縁部の主部の厚さｔ１：０．７mm
フェース部材の材料：Ｔｉ−５．５Ａｌ−１Ｆｅ
フェース部の厚さｔ２：３．２mm

また、各例のヘッド本体は、先ず上記チタン合金のインゴットを溶解し、ロストワックス精密鋳造法によって図７に示したようなヘッド本体の一次成形品を作り、その後、そのクラウン部にレーザ加工にて第１の開口部を形成することにより準備された。なお、開口部の周りの受け部の巾は、開口部の大きさを変えることにより調節された。そして、実施例１の第１の開口部の面積は６５cm² であった。

また、クラウン部材は、上記チタン合金の圧延材をプレスし、ヘッド外方に凸となる湾曲を有するものとして準備された。また、クラウン部材の面積は６５cm² に統一されており、ヘッド本体の第１の開口部に表１に示す溶接方法にて接合された。

また、フェース部材は、上記チタン合金を熱間鍛造して図４に示されるような略お椀状に形成され、炭酸ガスレーザー溶接によりヘッド本体に固着された。
テストの方法は次の通りである。

＜重心高さ＞
図３に示されるように、前記基準状態において、水平面ＨＰからのスイートスポットＳＳの高さＨを測定した。

＜良品率＞
各供試ヘッドを各々２０個製造し、それらについての良品の割合で評価が行われた。良品は、各供試ヘッドのヘッド本体とクラウン部材との溶接部において、ピンホールがなく、かつ、内部まで両部材の金属が十分に溶け込んで境界線が分からないものとした。また、ヘッドの外部については肉眼で、内部についてはホーゼル部から内視鏡を挿入してそれぞれ確認を行った。数値が大きいほど良好である。

＜耐久性＞
各供試ヘッドにＦＲＰ製の同一のシャフト（ＳＲＩスポーツ株式会社製のＶ−２５、フレックスＸ）を装着し４５インチのウッド型ゴルフクラブを試作した。そして、上記各クラブをミヤマエ社製のスイングロボットに取り付け、フェースの中心かつヘッドスピード５４ｍ／ｓでゴルフボールを繰り返し打撃した。そして、クラウン部材とヘッド本体との接合部に損傷が生じた打球数を調べた。最大打球数は１００００発とした。
表１にテストの結果等を示す。

テストの結果、実施例のヘッドは、優れた生産性及び耐久性を有することが確認できた。

本実施形態のゴルフクラブヘッドの斜視図である。 その平面図である。 図２のＸ−Ｘ拡大断面図である。 組立前のヘッドの分解斜視図である。 図４のＩ−Ｉ断面図である。 ヘッド本体の他の実施形態を示す平面図である。 ヘッド本体の一次成形品を示す斜視図である。 そのＡ−Ａ断面図である。 開口部を形成した図７のＡ−Ａ断面図である。 圧延材を説明する略図である。 （Ａ）は圧延材からクラウン部材を部品取りする例を示す平面図、（Ｂ）はそれを曲げ加工する断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ヘッド本体とクラウン部材との溶接工程を説明する部分断面図である。 ヘッド本体とクラウン部材との他の接合状態を示す断面図である。 ヘッド本体とクラウン部材との接合状態を示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、ヘッド本体とクラウン部材との他の実施形態を示す平面図である。 従来のゴルフクラブヘッドの断面図である。

符号の説明

１ ゴルフクラブヘッド
１Ａ ヘッド本体
１Ｂ クラウン部材
１Ｃ フェース部材
２ フェース
３ フェース部
４ クラウン部
５ ソール部
６ サイド部
７ ホーゼル部
１０ クラウン縁部
１０ａ 主部
１０ｂ 受け部
１０ｔ 凸部
Ｏ１ 第１の開口部
Ｏ２ 第２の開口部

Claims (9)

1. クラウン部に開口部が設けられた金属材料からなるヘッド本体と、金属材料からなりかつ前記ヘッド本体に固着されることにより前記開口部を閉じるクラウン部材とを含む中空構造のゴルフクラブヘッドであって、
   前記ヘッド本体は、前記開口部の周りに、前記クラウン部材の内面かつ周縁部と重ねられる受け部が設けられ、該受け部の巾は０．３〜０．８mmであり、しかも
   該受け部と前記クラウン部材とがレーザー溶接によって接合されるとともに、
   前記レーザー溶接による溶接ビードは、ヘッド外面から前記受け部の内周面に至ることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 前記クラウン部材は、厚さが０．４０〜０．６０mmの圧延材からなる請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
3. 前記受け部は、前記開口部の周りに環状で連続して設けられている請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。
4. 前記受け部は、前記開口部の周りに間欠的に設けられている請求項１又は２に記載のゴルフクラブヘッド。
5. クラウン部に開口部が設けられた金属材料からなるヘッド本体と、金属材料からなりかつ前記ヘッド本体に固着されることにより前記開口部を閉じるクラウン部材とを含む中空構造のゴルフクラブヘッドであって、
   前記ヘッド本体は、前記開口部の周りに、前記クラウン部材の内面かつ周縁部と重ねられる受け部が設けられ、しかも
   該受け部と前記クラウン部材とが、ヘッドの外面側から前記ヘッド本体と前記クラウン部材との隙間に照射されるレーザービームを用いたレーザー溶接によって接合されるとともに、
   前記レーザー溶接による溶接ビードは、ヘッド外面から前記受け部の内周面に至ることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
6. 前記溶接ビードは、前記受け部の内周面の全域を覆っていることを特徴とする請求項５に記載のゴルフクラブヘッド。
7. 前記溶接ビードの巾は、１．５〜３．０mmである請求項５又は６に記載のゴルフクラブヘッド。
8. クラウン部に開口部が設けられた金属材料からなるヘッド本体と、金属材料からなりかつ前記開口部を閉じるクラウン部材とを接合する工程を含んで中空構造の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、
   前記開口部の周りに、前記クラウン部材の内面かつ周縁部と重ねられる巾が０．３〜０．８mmの受け部が設けられた前記ヘッド本体を準備する工程と、
   前記ヘッド本体の前記受け部に前記クラウン部材を保持させる工程と、
   前記クラウン部材の外周縁と前記ヘッド本体との間をヘッド外面側からのレーザー溶接によって接合する工程とを含むとともに、
   前記レーザー溶接による溶接ビードは、ヘッド外面から前記受け部の内周面に至ることを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
9. 前記ヘッド本体を準備する工程は、前記開口部がないか又は前記開口部よりも小さい仮の開口部が設けられたヘッド本体の一次成形品を鋳造により成型する段階と、
   前記一次成形品にレーザ加工により前記開口部を形成する段階とを含む請求項８記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。

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