JP5075143B2 - ゴルフクラブヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、フェースを形成する基部とヘッド後方に曲げられた返し部とを一体に有する非平板のフェース部材を、圧延材を用いて低コストでかつ歩留まり良く成形しうるゴルフクラブヘッドの製造方法に関する。

図１５（ａ）に示されるように、平板状をなす金属製のフェース板ｆ１と、前側に開口部Ｏを有する金属製のヘッド本体ｍ１とを溶接して中空構造のゴルフクラブヘッドＨ１を製造することが知られている。このようなクラブヘッドＨ１は、フェース板ｆ１とヘッド本体ｍ１とが、フェースの縁又はフェース領域内で溶接される。溶接部は、他の部分に比べて厚肉化するので、このタイプのクラブヘッドＨ１では、フェース部の剛性が高くなり、反発性能が低下する傾向がある。

上記欠点を解消するために、図１５（ｂ）に示されるように、前側に開口部Ｏを有する金属製のヘッド本体ｍ２と、略カップ状をなすフェース部材ｆ２とを溶接した中空構造のゴルフクラブヘッドＨ２が提案されている。即ち、フェース部材ｆ２は、フェースを形成する基部ｐと、その縁からヘッド後方にのびる返し部ｑとを一体に具えた非平板状で構成される。このタイプのクラブヘッドＨ２は、フェース部材ｆ２とヘッド本体ｍ２とが、フェースの縁からヘッド後方に遠ざけられた位置で溶接される。従って、ヘッドの反発性能の低下を防止できる。

関連する技術としては、次のものがある。
特許第３４６０４７９公報

ところで、図１５（ｂ）に示した非平板状のフェース部材ｆ２は、従来、丸棒等の金属材料を鍛造することによって形成されている。このため、上述の返し部ｑを有するフェース部材ｆ２は、製造コストが高いという欠点がある。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、フェース部材ｆ２を、圧延材をプレス加工して成形するとともに、返し部に相当する返し部相当領域をプレス加工に先立ち、予め所定形状に切削して薄肉化することを基本として、圧延材から歩留まり良く非平板状のフェース部材を成形し、ひいては低コストでゴルフクラブヘッドを製造しうる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、金属製のヘッド本体に、フェースの少なくとも一部を形成する基部と前記フェースの周縁の少なくとも一部からヘッド後方にのびる返し部とを一体に具える非平板の金属製のフェース部材を溶接して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、前記フェース部材を次の工程ａ〜ｄを含んで製造することを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法である。

ａ：一定厚さの平板状の圧延材を得る工程
ｂ：工程ａよりも後に、圧延材から平板状のフェース部材用の部品を切り出す工程
ｃ：工程ｂよりも後に、プレス加工にて前記部品に返し部を形成してフェース部材を得る工程
ｄ：工程ｃよりも先に、平板状の前記部品又は平板状の前記圧延材の前記返し部に相当する返し部相当領域の少なくともヘッド外面側となる外面を切削加工することにより、返し部相当領域の厚さを周縁部に向かって漸減させるとともに、返し部相当領域の外面に周縁部側に向かって内面側に傾く斜面を形成する工程
また請求項２記載の発明は、前記返し部が基部の全周に形成されている請求項１記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。

また請求項３記載の発明は、前記返し部は、クラウン側の返し部、ソール側の返し部、トウ側の返し部及びヒール側の返し部を具え、前記クラウン側又はソール側の返し部は、ヘッド後方への長さが最大となる最大長さ部を含み、かつトウ側及びヒール側の返し部は、前記最大長さ部の半分以下の長さを有する請求項２記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。

また請求項４記載の発明は、前記一定厚さの圧延材は、圧延方向と同一平面内で直交する圧延法線方向の引張強度σ２と、前記圧延方向の引張強度σ１との比（σ２／σ１）が１．０６以上の強度異方性を有し、かつ前記工程ｂは、前記圧延法線方向とフェースの上下方向とのなす角度を４５゜以下として前記圧延材からフェース部材用の部品を切り出す請求項１乃至３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。

また請求項５記載の発明は、前記圧延材は、α相を含むチタン合金、ステンレス鋼又はマレージング鋼である請求項１乃至５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。また請求項６記載の発明は、前記工程ｄでは、後に前記基部を形成する基部相当領域に、中央厚肉部、該中央厚肉部よりも厚さが小さい周辺薄肉部及び前記中央厚肉部と前記周辺薄肉部との間に設けられかつ前記フェースの周縁に向かって厚さが漸減する環状の厚さ変化部がそれぞれ形成され、前記工程ｃの前記プレス加工は、雄型及び雌型を用いて行われ、前記雄型には、前記部品に形成された前記中央厚肉部、前記周辺薄肉部及び前記厚さ変化部に対応した凹凸の成形面が形成されており、前記部品は、切削加工された側が前記雄型に向けられてプレスされる請求項１乃至５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。

本発明では、圧延材から切り出された部品をプレス加工することにより返し部を形成してフェース部材を得る。従って、鍛造に比して低コストでフェース部材を製造できる。

ここで、フェース部の耐久性を確保するために、厚さが大きい圧延材を使用すると、プレス加工によって返し部に皺や亀裂などが生じやすく、ひいてはフェース部材の不良品発生率が増大する。他方、厚さが小さい圧延材を使用すると、返し部のプレス成形が容易となり不良品発生率を抑制しうるものの、基部の厚さが不足してボール打撃時に必要なフェース部の耐久性を十分に確保できないおそれがある。

本発明では、圧延材又は該圧延材から切り出されたフェース部材用の部品の返し部に相当する返し部相当領域が予め所定形状に切削加工される。具体的には、返し部相当領域の厚さを周縁部に向かって漸減させるとともに、返し部相当領域の外面に周縁部側に向かって内面側に傾く斜面が形成される。そして、その後、プレス加工にて返し部が形成される。従って、本発明によれば、大きい厚さの圧延材を用いてフェース部材の基部に十分な強度及び耐久性を与え得る。

また、返し部相当領域は、所定形状に切削されているため、プレス加工時に容易に変形でき、ひいては皺や亀裂等を生じることなくヘッド後方に大きく曲げることができる。即ち、プレス成形で返し部を形成する場合、返し部相当領域のヘッド外面側には引張応力が、内表面側には圧縮応力がそれぞれ負荷されることになり、特に引張応力が作用する外面側に亀裂が発生しやすい。また、上記引張応力が大きいほど曲げ加工後の形状や寸法精度も低下しやすい。本発明では、返し部相当領域に、周縁部に向かって漸減するとともに、そのヘッド外面側に、周縁部側に向かって内面側に傾く斜面を形成する。このような返し部相当領域は、プレス成形時の外面側での引張応力を緩和させ、ひいては、外面側での亀裂を効果的に低減するとともに、加工精度を高め、歩留まりを向上できる。

従って、本発明によれば、圧延材から歩留まり良く非平板状のフェース部材を成形し、ひいては低コストでゴルフクラブヘッドを製造することができる。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。

図１は、本実施形態の製造方法により作られたゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」又は「クラブヘッド」ということがある。）１の斜視図、図２はその基準状態の正面図、図３は、該クラブヘッド１の分解斜視図をそれぞれ示す。なお、クラブヘッド１の基準状態とは、規定のライ角α及びロフト角（リアルロフト角）に保持して水平面ＨＰに接地させた状態とする。

前記クラブヘッド１は、図３に示されるように、内部に中空部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ている。

前記クラブヘッド１は、大きな慣性モーメントを得て打球の方向性を改善するために、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。他方、ヘッド１の体積が大きすぎると、クラブ重量の増加やゴルフ規則違反などのおそれがある。このような観点より、クラブヘッド１の体積は、好ましくは４７０cm³以下、より好ましくは４６０cm³以下が望ましい。

同様に、クラブヘッド１の重量は、スイングバランス及びスイングし易さなどを考慮し、好ましくは１８０ｇ以上かつ２１０ｇ以下が望ましい。

前記ヘッド１は、ボールの打撃面であるフェース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。なお、前記基準状態では、このホーゼル部７のシャフト差込孔７ａの軸中心線ＣＬは、任意の垂直面内に配されかつ前記ライ角αで傾けられる。

図３に示されるように、本実施形態のクラブヘッド１は、金属製のヘッド本体１Ａと、金属製のフェース部材１Ｂとからなり（２ピース構造）、これらを溶接にて固着することにより製造される。

前記フェース部材１Ｂは、フェース２の少なくとも一部を形成する基部８と、フェース２の周縁（即ち前記各縁２ａないし２ｄ）の少なくとも一部からヘッド後方にのびる返し部９とを一体に具える非平板で構成される。

前記フェース部材１Ｂには、例えばステンレス鋼、マレージング鋼又はチタン合金などが好適に用いられる。とりわけ、フェース部材１Ｂには、十分な比強度を有するチタン合金、より詳しくはα相を含むチタン合金（即ち、αチタン合金又はα−βチタン合金）が望ましい。特に、強度が高いα−β合金を用いるときには、クラブヘッド１のフェース部３の耐久性向上、フェース部材１Ｂの薄肉化による軽量化及び該薄肉化による重心設計自由度の向上などを効果的に図り得る点で望ましい。

前記αチタン合金としては、例えばＴｉ−５Ａｌ−２．５Ｓｎが挙げられる。また、前記α−βチタン合金としては、例えばＴｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｆｅ−２Ｍｏ、Ｔｉ−４．５Ａｌ−２Ｍｏ−１．６Ｖ−０．５Ｆｅ−０．３Ｓｉ−０．０３Ｃ、Ｔｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ、Ｔｉ−１Ｆｅ−０．３５Ｏ−０．０１Ｎ、Ｔｉ−５．５Ａｌ−１Ｆｅ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−６Ｖ−２Ｓｎ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏ又はＴｉ−８Ａｌ−１Ｍｏ−１Ｖなどが挙げられる。とりわけ、比強度が大きくかつ加工性に優れたＴｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｆｅ−２Ｍｏ、Ｔｉ−４．５Ａｌ−２Ｍｏ−１．６Ｖ−０．５Ｆｅ−０．３Ｓｉ−０．０３Ｃ、Ｔｉ−５．５Ａｌ−１Ｆｅ又はＴｉ−８Ａｌ−１Ｖ−１Ｍｏ等が望ましい。

本実施形態において、基部８はフェース２（打撃面）の全域を形成している。また、本実施形態の基部８は、フェース２からその裏面までを構成する。従って、本実施形態の基部８は、フェース部３の全域を構成している。

また、基部８は、図２のＡ−Ａ位置に相当する断面図である図４（ａ）及び図２のＢ−Ｂ位置に相当する断面図である図４（ｂ）に示されるように、中央厚肉部１１と、該中央厚肉部１１よりも厚さが小さい周辺薄肉部１３と、中央厚肉部１１と周辺薄肉部１３との間に設けられかつフェース２の周縁に向かって厚さが漸減する環状の厚さ変化部１２とを具える。

本実施形態において、中央厚肉部１１は、フェース部３の中で最も大きい厚さｔ１を有し、かつ実質的に均一の厚さで形成される。該中央厚肉部１１は、好ましくはスイートスポットＳＳを含むフェース部３の中央部に形成されるのが望ましい。ここで、スイートスポットＳＳは、ヘッド重心からフェース２に立てた法線が該フェース２と交わる点とする。

前記中央厚肉部１１の好ましい厚さｔ１は、使用する材料に応じて適宜定められる。しかし、中央厚肉部１１は、ボールとの頻繁な接触が予定されているため、前記厚さｔ１が小さくなると、フェース部３の耐久性が低下するおそれがある。このような観点より、基部８（フェース部３）の中央厚肉部１１の厚さｔ１は、好ましくは２．９０mm以上、より好ましくは２．９７mm以上、さらに好ましくは３．００mm以上、特に好ましくは３．０５mm以上が望ましい。

逆に、中央厚肉部１１の厚さｔ１が大きすぎると、耐久性は向上するものの、反発性が悪化して飛距離が低下する傾向がある。このような観点より、中央厚肉部１１の厚さｔ１は、好ましくは３．９０mm以下、より好ましくは３．８５mm以下、さらに好ましくは３．７５mm以下が望ましい。

また、中央厚肉部１１は、図２に示されるように、スイートスポットＳＳを中心として、フェース２の周縁２ａないし２ｅとほぼ相似形をなす横長楕円状の領域として形成されるのが望ましい。これにより、打点がフェース２のトウ、ヒール方向にばらつきやすいアベレージゴルファに対しても、有効に中央厚肉部１１を打点位置として提供することができる。

前記周辺薄肉部１３は、フェース部３の中で最も小さい厚さｔ３を有し、かつ実質的に一定の厚さで形成されている。このような周辺薄肉部１３は、フェース部３の軽量化に役立つ他、クラブヘッドの反発性を高め、打球の飛距離を向上させる。本実施形態において、周辺薄肉部１３は、中央厚肉部１１の周りに環状に連続して設けられる。

前記周辺薄肉部の厚さｔ３も、使用する材料に応じて適宜定められるが、該厚さｔ３が小さくなると、フェース部３の耐久性が低下するおそれがある。このような観点より、周辺薄肉部１３の厚さｔ３は、好ましくは１．５０mm以上、より好ましくは１．６０mm以上、さらに好ましくは１．６５mm以上が望ましい。

逆に、周辺薄肉部１３の厚さｔ３が大きすぎると、耐久性は向上するものの、反発性が悪化して飛距離が低下するおそれがある。このような観点より、周辺薄肉部１３の厚さｔ３は、好ましくは２．５０mm以下、より好ましくは２．４０mm以下、さらに好ましくは２．３０mm以下が望ましい。

なお、フェース２にフェースライン等のマーキング（図示せず）が設けられている場合、フェース部３の上記各厚さは、これらのマーキングを埋めた状態で測定される。

また、厚さ変化部１２は、中央厚肉部１１の周りに環状に形成され、かつ周辺薄肉部１３に向かって滑らかに厚さが減少している。このような厚さ変化部１２は、中央厚肉部１１と周辺薄肉部１３との厚さの差による大きな剛性段差が形成されるのを抑制する。これは、打球時の応力集中を防ぎ、フェース部３の耐久性を向上させるのに役立つ。

本実施形態において、返し部９は、基部８の全周に形成される。即ち、図３に良く示されているように、返し部９は、フェース２の上縁２ａからヘッド後方にのびかつクラウン部４の前側部分を構成するクラウン側の返し部９ａと、フェース２の下縁２ｂからヘッド後方にのびかつソール部５の前側部分を構成するソール側の返し部９ｂと、フェース２のトウ側縁２ｃからヘッド後方にのびかつサイド部６のトウ側部分を構成するトウ側の返し部９ｃと、フェース２のヒール側縁２ｄからヘッド後方にのびかつサイド部６のヒール側部分を構成するヒール側の返し部９ｄとからなる。これにより、返し部９は、基部８の周りで途切れることなく連続して形成される。このような返し部９は、フェース部材１Ｂとヘッド本体１Ａとの溶接位置を、確実にフェース２の周縁よりも後方に位置させ得る。

また、クラブヘッド１における返し部９は、クラウン部４、ソール部５及び／又はサイド部６の前側部分を構成する。したがって、それらの最大の厚さｔ２が大きくなると、クラブヘッドの反発性が低下する他、後述するプレス加工時においてヘッド後方へ曲げる際に皺や亀裂といった損傷が生じやすくなる。このような観点より、溶接部（図示省略）を除いた返し部９の最大の厚さｔ２は、好ましくは２．５０mm以下、より好ましくは２．４０mm以下、さらに好ましくは２．３０mm以下、特に好ましくは２．０mm以下が望ましい。逆に、返し部９の厚さｔ２が小さくなると、ヘッドの耐久性が低下するおそれがある。このような観点より、返し部９の厚さｔ２は、好ましくは１．７０mm以上、より好ましくは１．８０mm以上、さらに好ましくは１．８５mm以上が望ましい。

本実施形態では、フェース部材１Ｂは、一定厚さの圧延材を用いて作られている。これについては後述する。

前記ヘッド本体１Ａは、本実施形態では、クラブヘッド１においてフェース部材１Ｂを除いた残余の部分を構成する。即ち、ヘッド本体１Ａは、クラウン部４の主要部を構成するクラウン主部４ａと、ソール部５の主要部を構成するソール主部５ａと、前記サイド部６の主要部を構成するサイド主部６ａと、前記ホーゼル部７とを有し、かつ、前側にフェース部材１Ｂが固着される開口部Ｏが形成されている。

ヘッド本体１Ａを形成する材料としては、例えばステンレス鋼、マレージング鋼、チタン合金、アルミ合金又はマグネシウム合金等の金属材料が好適である。ただし、ヘッド本体１Ａには、フェース部材１Ｂと溶接可能な金属材料が用いられる。また、ヘッド本体１Ａの一部には、ヘッド重心の位置を最適化するために、比重の小さい繊維強化樹脂のような非金属材料や、これとは逆に比重が大きい錘部材などが固着されても良い（いずれも図示省略）。

次に、本実施形態のゴルフクラブヘッドの製造方法の手順について説明する。本実施形態の製造方法では、先ず、ヘッド本体１Ａと、フェース部材１Ｂとが製造される。

ヘッド本体１Ａは、好ましくは上記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）として成形されるのが良い。鋳造品は、複雑な形状が容易に一体で成形できるので、生産性を向上するのに役立つ。

また、フェース部材１Ｂは、次の工程ａ〜ｄを含んで製造される。

ａ：一定厚さの圧延材Ｍを得る工程
ｂ：工程ａよりも後に、圧延材Ｍからフェース部材用の部品１５を切り出す工程
ｃ：工程ｂよりも後に、プレス加工にて前記部品１５に返し部９を形成してフェース部材１Ｂを得る工程
ｄ：工程ｃよりも先に、前記部品又は前記圧延材の前記返し部に相当する返し部相当領域の少なくともヘッド外面側となる外面を切削加工することにより、返し部相当領域の厚さを周縁部まで漸減させるとともに、返し部相当領域の外面に周縁部側に向かって内面側に傾く斜面を形成する工程
以下、各工程について説明する。

［工程ａ］
工程ａでは、一定厚さの圧延材Ｍが準備される。圧延材Ｍは、図５に示されるように、回転する一対のロールＲ、Ｒ間に金属材料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により製造された金属板材である。

また、圧延材Ｍは、例えば図６（ａ）に示されるように、圧延方向ＲＤを変えずに同じ方向（一方向）で圧延を繰り返して得られる一方向圧延材Ｍ１と、図６（ｂ）に示されるように、異なる２以上の圧延方向ＲＤ1、ＲＤ2…で圧延された複数方向圧延材Ｍ２とがある。本実施形態において、フェース部材１Ｂには、いずれの圧延材Ｍ１、Ｍ２が用いられても良い。

［工程ｂ］
図７には、工程ｂの一例が示される。該工程ｂでは、工程ａよりも後に、圧延材Ｍからフェース部材１Ｂ用の部品１５を切り出すことが行われる。前記部品１５は、後に基部８を形成する基部相当領域１６と、後に返し部９を形成する返し部相当領域１７とを少なくとも含んだ輪郭形状で切り出される。この輪郭形状には、さらに周縁部に削り代などが見込まれても良い。また、切り出し作業では、圧延材Ｍから多数の部品１５が歩留まり良く切り出される。この工程は、プレス型等による打ち抜き又はレーザカットなど種々の方法で行うことが可能である。

［工程ｃ］
工程ｃは、工程ｂよりも後に行われ、プレス加工（絞り加工）にて前記部品１５に返し部９を形成して非平板状のフェース部材１Ｂを成形するものである。プレス加工は、図８（ａ）、（ｂ）に示されるように、例えば一対の雄型Ｄ１及び雌型Ｄ２を用いて行われる。雌型Ｄ２には、フェース部材１Ｂのフェース２側の面を成形するための成形面をなす凹部Ｄ２ａやベントホールＶなどが形成されている。他方、雄型Ｄ１には、フェース部材１Ｂの裏面側を成形するための成形面をなす凸部Ｄ１ａが形成されている。

プレス加工では、図８（ａ）に示されるように、雌型Ｄ２の凹部Ｄ２ａに、圧延材Ｍから切り出された前記部品１５を位置決め載置した後、雄型Ｄ１が雌型Ｄ２に向けて押し下げられる。これにより、図８（ｂ）に示されるように、部品１５は、雄型Ｄ１及び雌型Ｄ２間で押圧され、部品１５の返し部相当領域１７が塑性変形によりヘッド後方へと曲げられ、フェース部材１Ｂとして形成される。なお、プレス加工は、１回の押し加工で行われても良いし、また複数回に分けて行われても良いのは言うまでもない。

上記プレス加工では、返し部相当領域１７がヘッド後方に相当する向きに大きく曲げられる。従って、例えば、図９（ａ）に示されるように、部品１５の返し部相当領域１７が、局部的に突出して基部相当領域１６の周りに連続していない場合、プレス加工後は、図９（ｂ）に示されるように、返し部９の側縁９Ｅの根元部に大きな応力集中が生じて亀裂が生じる場合がある。これに対して、本実施形態のフェース部材１Ｂでは、返し部９（返し部相当領域１７）が基部８の周りで連続する結果、このような損傷についても効果的に防止できる。

また、ヘッド後方への長さＬが大きい返し部９をプレス加工で成形するためには、大きな押圧力が必要となり、生産コストが上昇するおそれがある。さらに、図３に示されるように、クラウン側の返し部９ａとトウ側の返し部９ｃとの交差部ｊ１や、クラウン側の返し部９ａとヒール側の返し部９ｄとの交差部ｊ２などは、プレス加工時の塑性変形量が比較的大きくかつ変形自体も複雑になるため特に損傷が発生しやすい。

本実施形態の返し部９は、プレス加工時に比較的単純な曲げ変形となるクラウン側の返し部９ａ及び／又はソール側の返し部９ｂに、ヘッド後方への長さＬが最大値Ｌ１となる最大長さ部９Ｍを含ませる一方、トウ側の返し部９ｃ及びヒール側の返し部９ｄは、前記最大長さ部９Ｍの長さＬ１の半分以下の長さＬ２の部分を含んで形成される。特に好ましくは、少なくとも前記交差部ｊ１、ｊ２を、前記最大長さ部の半分以下の長さＬ２で構成する。これにより、返し部９の長さを確保してヘッド１の反発性の悪化を防ぎつつ、プレス加工時の返し部９の損傷を効果的に防止しうる。

図３に示されるように、本実施形態の返し部９は、トウ側の返し部９ａ及びヒール側の返し部９ｂのトウ・ヒール方向の略中間部に前記最大長さ部９Ｍを有し、かつ、そこからトウ側及びヒール側に長さＬが漸減する態様を示す。これは、返し部９の長さＬの変化を滑らかにし、プレス加工時の応力集中を防止して成形性を向上させるのに役立つ。なお、本実施形態のトウ側の返し部９ｃ及びヒール側の返し部９ｄは、実質的に前記最大長さＬ１の半分以下の長さで連続して形成されているが、このような態様に限定されるものではない。

クラブヘッド１において、前記返し部９の長さＬは、小さすぎるとフェース部材１Ｂとヘッド本体１Ａとの溶接部がフェース２の周縁に近づき、ヘッドの反発性能を著しく低下させるおそれがある。このような観点より、返し部９の長さＬは、好ましくは３．０mm以上、より好ましくは５．０mm以上、さらに好ましくは６．０mm以上が望ましい。他方、前記返し部９の長さＬは、大きすぎると、プレス加工時の外面側の引張変形量が大きくなり、表面に亀裂や皺が発生しやすくなる他、返し部９の内、外面での残留応力差により形状がばらつきやすいので、好ましくは１３．０mm以下、より好ましくは１１．０mm以下、さらに好ましくは１０．０mm以下が望ましい。

ここで、前記返し部９の長さＬは、フェース２の各縁２ａないし２ｄから、返し部９の後端までのヘッド前後方向の長さ（非溶接部だけを対象とする）である。また、フェース２の前記各縁２ａないし２ｄは、明瞭な稜線によって定めうるときには該稜線とする。また、明瞭な稜線が無い場合には、図１０（ａ）に示されるように、ヘッド重心とスイートスポットＳＳとを含む多数の平面Ｅ１、Ｅ２…でクラブヘッド１を切断し、各断面において、同図（ｂ）に示されるように、スイートスポットＳＳ側からフェースの外側に向けてフェース外面輪郭線Ｌｆの曲率半径ｒを測定し、その値が初めて２００mmとなる位置を前記各縁２ａないし２ｄとして定める。また、ヘッド前後方向は、前記基準状態において、シャフト差込孔７ａの軸中心線ＣＬが含まれる垂直面と直角な方向とする。
［工程ｄ］
工程ｄは、圧延材を準備する工程ａよりも後かつプレス成形の工程ｃよりも先に行われるもので、図１１に示されるように、前記部品１５又は圧延材Ｍにおいて、それらの返し部相当領域１７を所定形状に切削加工する工程である。即ち、該工程ｄは、圧延材Ｍから切り出されたフェース部材１Ｂ用の部品１５に対して行われても良いし、前記部品１５を切り出す前の圧延材Ｍの状態で行われてもよい。生産性を向上するために、工程ｄは、工程ａと工程ｂとの間、即ち部品１５を切り出す前の圧延材Ｍに対して行われるのが望ましい。本実施形態では、工程ｄが工程ｂよりも先に行われる場合の例を以下に説明する。

本実施形態の切削加工は、例えば図１１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ステージ等（図示省略）に固定された圧延材Ｍの内面（完成したクラブヘッドにおいて中空部ｉ側を向く面）Ｍａの返し部相当領域１７（理解しやすいようにグレーで着色される）及び基部相当領域１６が、例えばエンドミル（フェイスミル）等の切刃Ｅを用いて切削されて薄肉化される。この切削加工は、例えば複数の切刃を具えた多軸式（例えば３〜５軸式）のＣＮＣ加工機を用いて行われる。

基部相当領域１６には、前記中央厚肉部１１、周辺薄肉部１３及び厚さ変化部１２がそれぞれ形成される。圧延材Ｍの初期の厚さＴが中央厚肉部１１の厚さｔ１と実質的に等しい場合、中央厚肉部１１は、切削なしに形成できる。そして、中央厚肉部１１の周りには、厚さ変化部１２、周辺薄肉部１３がそれぞれ三次元の切削加工にて形成される。

図１２（ａ）には、図１１（ｂ）のＡ−Ａ断面図を示す。返し部相当領域１７の内面１７ｉには、上記切削により斜面１９が形成される。本実施形態の斜面１９は、返し部相当領域１７の周縁部１７Ｔ側に向かって返し部相当領域１７の外面１７ｏ側に連続して傾斜している。

以上により、図１１（ｂ）に示されるように、圧延材Ｍ（又は部品１５）の内面Ｍａ側において、返し部相当領域１７及び基部相当領域１６が切削加工される。なお、上記各部の加工位置や削り量などは、予め加工機側にプログラミングされる。

次に、本実施形態では、図１３に示されるように、圧延材Ｍを裏返し、その外面Ｍｂ（完成したクラブヘッドにおいてヘッド外面側となる面）を露出させ、返し部相当領域１７の外面側についても同様に切削加工が行われる。

図１２（ｂ）には、図１３のＢ−Ｂ断面図を示す。返し部相当領域１７の外面１７ｏには、斜面２０が形成される。該斜面２０も、返し部相当領域１７の周縁部１７Ｔ側に向かってその内面１７ｉ側に連続して傾斜している。したがって、返し部相当領域１７は、その厚さが周縁部１７Ｔに向かって漸減するテーパ状に形成されている。そして、圧延材Ｍから返し部相当領域１７の周縁部１７Ｔの輪郭で打ち抜くことにより、図１２（ｃ）に示されるように、返し部相当領域１７の内面１７ｉ及び外面１７ｏがともに切削加工された部品１５を得ることができる。なお、符号Ｌｓは、返し部相当領域１７の幅寸法を示し、プレス加工後の長さＬとは異なるが、概ね前記長さＬの８０〜１００％に設定される。

なお、上記「漸減」とは、必ずしも本実施形態のように、返し部相当領域１７の厚さが連続して減少することのみを意味するものではなく、一部の箇所で均一厚さがある場合も含むが、ステップ状の段差が形成されるのは好ましくない。

以上のように、工程ｃでのプレス加工に先立ち、返し部相当領域１７の厚さを周縁部１７Ｔに向かって漸減させるとともにその外面１７ｏに特定形状の斜面２０を切削加工しておくことにより、図１４に示されるように、前記プレス加工時に、返し部相当領域１７の曲げ変形量自体を減じ、その外面１７ｏに生じる引張応力を緩和させることができ、曲げ加工された返し部９の外面９ｏ側での亀裂を効果的に抑制することができる。また、返し部９の成形精度を高め、歩留まりを向上できる。

また、ボールと直接接触する基部８は、返し部相当領域１７よりも大きな厚さとして十分な耐久性を確保できる。

従って、本発明によれば、圧延材から歩留まり良く非平板状のフェース部材を成形し、ひいては低コストでゴルフクラブヘッドを製造しうる。

なお、上記実施形態では、返し部相当領域１７は、内面１７ｉ及び外面１７ｏの双方に切削加工により斜面１９、２０が形成されているが、少なくとも外面１７ｏのみに斜面２０が形成されていれば良く、内面１７ｉには必ずしも斜面状の切削加工がなされなくても良い。ただし、より精度良く非平板状のフェース部材１Ｂをプレス仕上げするためには、上記実施形態のように、返し部相当領域１７の内面１７ｉ及び外面１７ｏの双方に前記斜面１９、２０を形成するのが望ましい。また、斜面１９、２０は、図１２のように直線状でのびるものの他、滑らかな曲線（図示省略）で形成されても良い。

前記返し部相当領域１７の周縁部１７Ｔの厚さｔ４は、小さすぎると、ボール打撃時に生じる繰り返しの応力により、早期亀裂が発生するおそれがあるし、逆に大きく過ぎると、耐久性は向上するものの反発性の低下やフェース部材１Ｂの質量をむやみに増加させるおそれがある。このような観点より、前記厚さｔ４は、好ましくは０．８０mm以上、より好ましくは０．９０mm以上、さらに好ましくは０．９５mm以上が望ましく、また、好ましくは１．６０mm以下、より好ましくは１．５５mm以下、さらに好ましくは１．５０mm以下が望ましい。

なお、前記返し部相当領域１７の根本部１７Ｂの厚さは、前記返し部９の最大の厚さｔ２と実質的に同一で形成されている。

また、返し部相当領域１７の根本部１７Ｂの厚さｔ２と、周縁部１７Ｔの厚さｔ４との差（ｔ２−ｔ４）を返し部相当領域の幅Ｌｓで除した値｛（ｔ２−ｔ４）／Ｌｓ｝は、好ましくは０．０３以上、より好ましくは０．０５以上、さらに好ましくは０．０７以上が望ましく、また、好ましくは０．３５以下、より好ましくは０．３３以下、さらに好ましくは０．３０以下が望ましい。

前記値｛（ｔ２−ｔ４）／Ｌｓ｝が０．０３未満の場合、分子の（ｔ２−ｔ４）の値が小さいにも拘わらず、分母の返し部相当領域の幅Ｌｓが大きくなる傾向がある。このような返し部相当領域１７は、プレス加工により曲げることが難しくなり、不良品が生じやすくなるなど、製造コストを上昇させる原因となる。

他方、前記前記値｛（ｔ２−ｔ４）／Ｌｓ｝が０．３５を超える場合、分母の（ｔ２−ｔ４）の値が大きいにも拘わらず返し部相当領域の幅Ｌｓが小さくなる傾向がある。このような態様の返し部相当領域１７は、プレス加工によって曲げやすくはなるが、各部の厚さｔ２、ｔ４や幅Ｌｓのバランスなどを考慮して、その上限は０．３５に定められるのが望ましい。

また、プレス加工前の部品１５において、返し部相当領域１７の外面１７ｏに形成された斜面２０の切削厚さｄ１（即ち、図１２（ｃ）のように、返し部相当領域１７の外面１７ｏの斜面の最大傾斜深さ）は、好ましくは０．１５mm以上、より好ましくは０．１８mm以上、さらに好ましくは０．２０mm以上が望ましい。前記切削厚さｄ１が０．１５mm未満の場合、プレス加工時の返し部相当領域１７の外面の引張応力を十分に低下できないおそれがある。逆に前記切削厚さｄ１が大きくなると、返し部相当領域１７の強度が著しく低下するおそれがあるので、好ましくは０．５０mm以下、より好ましくは０．４８mm以下、さらに好ましくは０．４５mm以下が望ましい。

また、上記切削厚さｄ１と、前記返し部相当領域の幅Ｌｓとの比（ｄ１／Ｌｓ）は、好ましくは０．０１５以上、より好ましくは０．０２０以上、さらに好ましくは０．０２５以上が望ましい。前記比（ｄ１／Ｌｓ）が、０．０１５未満の場合、返し部相当領域１７の外面１７ｏでの切削厚さｄ１が小さいにも拘わらず、返し部相当領域１７の幅Ｌｓが大きくなる傾向があり、プレス加工時に表面の損傷が生じやすくなる。逆に、前記比（ｄ１／Ｌｓ）が大きくなると、返し部相当領域１７の外面１７ｏでの切削厚さｄ１が大きいにも拘わらず、返し部相当領域１７の幅Ｌｓが小さくなる傾向があり、プレス加工時に曲げやすくはなるが、切削厚さｄ１及び幅Ｌｓのバランスなどを考慮して、その上限は０．０９０未満、より好ましくは０．０８５未満が望ましい。

同様に、返し部相当領域１７の内面１７ｉに斜面１９が形成される場合、該斜面１９の切削厚さｄ２（即ち、図１２（ｃ）のように、返し部相当領域１７の内面１７ｉの最大傾斜深さ）は、好ましくは０．１０mm以上、より好ましくは０．１３mm以上、さらに好ましくは０．１５mm以上が望ましく、また、好ましくは０．３０mm以下、より好ましくは０．２８mm以下、さらに好ましくは０．２５mm以下が望ましい。

なお、内面１７ｉの切削厚さｄ２は、外面１７ｏの切削厚さｄ１よりも小さいことが望ましい。とりわけ、各切削厚さの比（ｄ１／ｄ２）は、好ましくは２．０以上、より好ましくは２．２以上、さらに好ましくは２．５以上とすることにより、より精度良くかつ亀裂や皺などの発生を確実に防止して返し部相当領域１７を後方へと曲げることができる。なお、前記比（ｄ１／ｄ２）の上限は、概ね５．０以下、とりわけ４．８未満、さらに好ましくは４．５未満が望ましい。

また、従来では、α相を含むチタン合金の一方向圧延材Ｍ１は、圧延方向ＲＤと同一平面内（板平面内）で直交する圧延法線方向ＮＤの引張強度σ２と、前記圧延方向ＲＤの引張強度σ１との比（σ２／σ１）が１よりも大きい強度異方性を示す傾向がある。このような強度異方性は、工程ｃでのプレス加工時など、引張強度等が小さい圧延方向ＲＤに沿って曲げられると、亀裂などの損傷が特に生じやすいおそれがあった。したがって、このような強度異方性を有する一方向圧延材を使用する場合、予め追加の多方向圧延や熱処理等により、強度異方性を緩和する工程が必要となり、製造コストを上昇させる傾向があった。

しかしながら、本実施形態では、プレス加工時の返し部相当領域１７の外面１７ｏに作用する引張応力を軽減しうる結果、上述のような強度異方性を有する一方向圧延材を使用しても、上述の損傷を抑制でき、製造コストをも抑えることができる。したがって、使用する材料の選択の幅が増し、製造コストが低減され得る。

しかも、本実施形態によれば、このような強度異方性材料の利点を有効に活用して耐久性に有利なフェース部材１Ｂの提供が可能になる。即ち、図７に示した前記工程ｂにおいて、圧延材Ｍの圧延法線方向ＮＤとフェースの上下方向Ｙとのなす角度θが４５゜以下、より好ましくは３０°以下となるように前記圧延材Ｍからフェース部材用の部品１５を切り出すことが望ましい。これにより、このような部品を用いて作られたクラブヘッド１は、上記基準状態での正面視において、引張強度の高い圧延法線方向ＮＤが、フェース２の短いスパンである上下方向（即ち、クラウン−ソール方向）に実質的に沿わせることができる。このようなクラブヘッドは、フェース部の厚さを増大させることなくその耐久性を向上させることができる。

上記効果を十分に発現させるために、圧延材Ｍには、圧延法線方向ＮＤの引張強度σ２と、圧延方向ＲＤの引張強度σ１との比（σ２／σ１）が１．０６以上、より好ましくは１．１０以上、さらに好ましくは１．１５以上の異方性を有するものが望ましい。他方、圧延方向ＲＤの引張強度σ１の過度の低下を防止するため等の理由により、前記比（σ２／σ１）は、好ましくは１．６０以下、より好ましくは１．５０以下、さらに好ましくは１．３５以下であるのが望ましい。

なお、図８に示したように、前記プレス加工時に使用される雄型Ｄ１には、部品１５に形成された中央厚肉部１１、周辺薄肉部１３及び厚さ変化部１２に対応した凹凸の成形面が形成される。これは、プレス加工時、雄型Ｄ１と部品１５とを正確に位置決めするのに役立つとともに、雄型Ｄ１の押し込みに伴う部品１５の位置ズレを防止できる。従って、本実施形態のプレス加工は、精度良く返し部相当領域１７を返し部９へと成形できる。

さらに、本実施形態の製造方法では、フェース部材１Ｂの基部８にバルジ及び／又はロールを加工する工程を含ませることができる。この工程は、前記工程ｃのプレス加工で同時に行うことができ、これによって、より一層、生産性が向上する。ただし、バルジ／ロール加工工程は、例えば、工程ｂにおいて、プレス型を用いて切り出す際に同時に行われても良いし、単独で行われても良いのは言うまでもない。

そして、以上のような工程を経て形成されたフェース部材１Ｂとヘッド本体１Ａとを溶接にて固着することによって、本実施形態のクラブヘッド１を製造できる。溶接には、Ｔｉｇ溶接、プラズマ溶接又はレーザー溶接などが好ましいが、ロウ付けであっても良い。好ましくは、フェース２の周縁への熱影響が最も小さく、かつ、接合強度が高いレーザー溶接又はプラズマ溶接が好ましい。

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することができる。

本発明の効果を確認するために、表１の仕様に基づいて成形されたフェース部材を用いて、実質的に同一の外形を有するウッド型のゴルフクラブヘッドを製造した。そして、フェース部材の歩留まりが調べられた。共通仕様などは以下の通りである。

ロフト角：１１．５度
ライ角：５７．５度
ヘッド体積：４６０cc
ヘッド本体：Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖのロストワックス精密鋳造品
溶接方法：プラズマ溶接
なお、バルジ／ロール加工工程は、工程ｃでのプレス加工で同時に行った。

また、フェース部材に使用された圧延材は、下記の３種類である。
・ＴＩＸ５１ＡＦ
組成：Ｔｉ−５．５Ａｌ−１Ｆｅ
厚さ：３．６mm
圧延材の種類：一方向圧延材（新日本製鐵社製）
・Ｔｉ−９
組成：Ｔｉ−４．５Ａｌ−２Ｍｏ−１．６Ｖ−０．５Ｆｅ−０．３Ｓｉ−０．０３Ｃ
厚さ：４．０mm
圧延材の種類：一方向圧延材（神戸製鋼所社製）
・ＳＰ７００ＨＭ
組成：Ｔｉ−４．５Ａｌ−３Ｖ−２Ｆｅ−２Ｍｏ
厚さ：３．７mm
圧延材の種類：一方向圧延材（ＪＦＥスチール社製）
また、フェース部材の歩留まりは、各フェース部材をそれぞれ表１の手順で５０個成形し、良品率を調べた。数値が大きいほど良好である。なお、不良品の例としては、返し部に亀裂が発生したもの、成形ができなかったもの、返し部の長さが設計値から１mm以上異なるもの、返し部がヘッド本体部の開口部と合わないものなどである。

テストの結果などを表１に示す。

テストの結果、本発明の製造方法によれば、フェース部材を歩留まり良く成形しうることが確認できた。

本発明の一実施形態を示すゴルフクラブヘッドの斜視図である。 その正面図である。 その分解斜視図である。 （ａ）は図２のＡ−Ａ位置するフェース部材の端面図、（ｂ）は同Ｂ−Ｂ位置に相当するフェース部材の端面図である。 圧延材を説明する概略斜視図である。 （ａ）は一方向圧延方向の平面図、（ｂ）は複数方向圧延材の平面図である。 工程ｂの切り出しを説明する圧延材の平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、工程ｃのプレス加工を説明する断面図である。 返し部の他の実施形態を説明するフェース部材の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）はフェースの周縁を説明するヘッドの正面図及び断面図である。 （ａ）、（ｂ）工程ｄの一部を説明する圧延材の斜視図である。 （ａ）は図１１（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図１３のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は打ち抜かれた部品の部分断面図である。 工程ｄの残部を説明する圧延材の斜視図である。 返し部相当領域を曲げた状態を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、従来のゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。

１ ゴルフクラブヘッド
１Ａ ヘッド本体
１Ｂ 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
８ 基部
９ 返し部
９ａ クラウン側の返し部
９ｂ ソール側の返し部
９ｃ トウ側の返し部
９ｄ ヒール側の返し部
１５ フェース部材用の部品
１６ 基部相当領域
１７ 返し部相当領域
１９ 返し部相当領域の内面に形成された斜面
２０ 返し部相当領域の外面に形成された斜面
Ｍ 圧延材

Claims (6)

1. 金属製のヘッド本体に、フェースの少なくとも一部を形成する基部と前記フェースの周縁の少なくとも一部からヘッド後方にのびる返し部とを一体に具える非平板の金属製のフェース部材を溶接して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、
   前記フェース部材を次の工程ａ〜ｄを含んで製造することを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
   ａ：一定厚さの平板状の圧延材を得る工程
   ｂ：工程ａよりも後に、圧延材から平板状のフェース部材用の部品を切り出す工程
   ｃ：工程ｂよりも後に、プレス加工にて前記部品に返し部を形成してフェース部材を得る工程
   ｄ：工程ｃよりも先に、平板状の前記部品又は平板状の前記圧延材の前記返し部に相当する返し部相当領域の少なくともヘッド外面側となる外面を切削加工することにより、返し部相当領域の厚さを周縁部に向かって漸減させるとともに、返し部相当領域の外面に周縁部側に向かって内面側に傾く斜面を形成する工程
2. 前記返し部が基部の全周に形成されている請求項１記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
3. 前記返し部は、クラウン側の返し部、ソール側の返し部、トウ側の返し部及びヒール側の返し部を具え、
   前記クラウン側又はソール側の返し部は、ヘッド後方への長さが最大となる最大長さ部を含み、かつ
   トウ側及びヒール側の返し部は、前記最大長さ部の半分以下の長さを有する請求項２記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
4. 前記一定厚さの圧延材は、圧延方向と同一平面内で直交する圧延法線方向の引張強度σ２と、前記圧延方向の引張強度σ１との比（σ２／σ１）が１．０６以上の強度異方性を有し、かつ
   前記工程ｂは、前記圧延法線方向とフェースの上下方向とのなす角度を４５゜以下として前記圧延材からフェース部材用の部品を切り出す請求項１乃至３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
5. 前記圧延材は、α相を含むチタン合金、ステンレス鋼又はマレージング鋼である請求項１乃至５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
6. 前記工程ｄでは、後に前記基部を形成する基部相当領域に、中央厚肉部、該中央厚肉部よりも厚さが小さい周辺薄肉部及び前記中央厚肉部と前記周辺薄肉部との間に設けられかつ前記フェースの周縁に向かって厚さが漸減する環状の厚さ変化部がそれぞれ形成され、
   前記工程ｃの前記プレス加工は、雄型及び雌型を用いて行われ、
   前記雄型には、前記部品に形成された前記中央厚肉部、前記周辺薄肉部及び前記厚さ変化部に対応した凹凸の成形面が形成されており、
   前記部品は、切削加工された側が前記雄型に向けられてプレスされる請求項１乃至５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。

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