JP5407396B2 - ゴルフクラブヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、ゴルフクラブヘッドの製造方法に関し、さらに詳しくは、ロストワックス法によって中空のゴルフクラブヘッドを鋳造するに際し、ゴルフクラブヘッドの外殻が従来に比して薄い場合や、薄い部分と厚い部分との差が大きな場合であっても、外殻を設定どおりの厚さにすることができ、変形を抑えて所定形状に形成することができるゴルフクラブヘッドの製造方法に関するものである。

中空のゴルフクラブヘッドの外殻を製造する方法としてロストワックス法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ロストワックス法では、製造するゴルフクラブヘッドと同様の大きさおよび形状（注湯した溶融金属が冷却した際の収縮は考慮する）のワックス型を用いて精密な鋳造ができるという利点がある。

ところで、近年、製造技術の発展により、中空のゴルフクラブヘッドの外殻については、高い強度が不要な部分は、極力、薄肉化して重量マージンをかせぐようになっている。そのため、ゴルフクラブヘッドの外殻の一部分では従来に比して薄肉化が進み、これに伴ない、外殻の薄い部分と厚い部分との差は大きくなる。

図１１に例示するように、ゴルフクラブヘッド１２の外殻の薄肉化は、ロストワックス法においては鋳型となるセラミックシェル９に形成されるキャビティ１０の薄肉化につながる。このようにキャビティ１０の厚さが薄くなり、キャビティ１０の薄い部分と厚い部分との差が大きくなると、二点鎖線で示すように、キャビティ１０の薄い部分は注湯された溶融金属Ｍの圧力によって押し広げられ易くなり、セラミックシェル９は動いて変形し易くなる。これによって、鋳造されたゴルフクラブヘッド１２の外殻の厚さは設定よりも厚くなり、また、外殻にゆがみ等が生じて所定形状に形成できなくなるという問題があった。

特開２００２−７８８３３公報

本発明の目的は、ロストワックス法によって中空のゴルフクラブヘッドを鋳造するに際し、ゴルフクラブヘッドの外殻が従来に比して薄い場合や、薄い部分と厚い部分との差が大きな場合であっても、外殻を設定どおりの厚さにすることができ、変形を抑えて所定形状に形成す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にある。

上記目的を達成するため本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、ワックス型にセラミック材料をコーティングして固化させた後、このワックス型を溶解して内部にキャビティを有するセラミックシェルを形成し、このキャビティに溶融金属を注湯してソール部、トップ部および周壁部を一体化するとともに、フェイス部に相当する部分にはフェイス部用穴が形成された中空のゴルフクラブヘッドを鋳造するゴルフクラブヘッドの製造方法において、前記ワックス型の外殻のソール部に相当する部分の厚さが１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、トップ部および周壁部に相当する部分の厚さが０．４ｍｍ〜０．６ｍｍであり、相対的に薄肉のトップ部に相当する部分に、直径相当で２ｍｍ〜５ｍｍの複数の大きさの異なる貫通孔を形成しておき、前記セラミック材料をコーティングする際に、この貫通孔にセラミック材料を充填し、前記セラミックシェルを形成した際に、この貫通孔に充填したセラミック材料によって前記キャビティの対向する面を連結する柱部を形成し、この柱部に相当する部分に貫通孔を有する中空のゴルフクラブヘッドを鋳造した後、この貫通孔に穴埋め材を埋めて肉盛り溶接した後に、その表面を研磨仕上げして穴埋め材と鋳造したゴルフクラブヘッドの表面とを同じ高さレベルにすることを特徴とするものである。

ここで、例えば、前記貫通孔を有していないワックス型を用いて予めクラブヘッドを鋳造して、この鋳造したクラブヘッドの外殻の厚さおよびゆがみをチェックし、このチェック結果に基づいて、ワックス型に形成する貫通穴の位置を決定することもできる。

本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、ワックス型にセラミック材料をコーティングして固化させた後、このワックス型を溶解して内部にキャビティを有するセラミックシェルを形成し、このキャビティに溶融金属を注湯して中空のゴルフクラブヘッドを鋳造するゴルフクラブの製造方法において、前記ワックス型の外殻に貫通孔を形成しておき、前記セラミック材料をコーティングする際に、この貫通孔にセラミック材料を充填し、前記セラミックシェルを形成した際に、この貫通孔に充填したセラミック材料によって前記キャビティの対向する面を連結する柱部を形成するので、セラミックシェルのキャビティを柱部によって変形しないように補強することができる。

したがって、中空のゴルフクラブヘッドの外殻を従来に比して薄くするためにキャビティの厚さが薄くなり、また、キャビティの薄い部分と厚い部分との差が大きなる場合であっても、注湯により生じるキャビティの厚さの変化を抑えることができ、これに伴ない、セラミックシェルのゆがみ等も抑えることができる。そのため、鋳造するゴルフクラブヘッドの外殻を設定どおりの厚さにすることができ、変形を抑えて所定形状に形成することができる。

鋳造したゴルフクラブヘッドには、セラミックシェルの柱部に相当する部分に貫通孔が形成されるので、後加工によってこの貫通孔を埋めるようにする。

本発明に用いるワックス型を例示する平面図である。 図１の正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図３のワックス型にセラミック材料をコーティングして形成したセラミックシェルを例示する断面図である。 図４のワックス型を溶解させた後のセラミックシェルを例示する断面図である。 図５のセラミックシェルの変形例を示す断面図である。 図５のセラミックシェルに溶融金属を注湯した状態を例示する断面図である。 鋳造されたクラブヘッドを例示する平面図である。 図８のＢ−Ｂ断面図である。 図９の貫通孔を塞いた後のクラブヘッドを例示する断面図である。 従来の方法によりセラミックシェルに溶融金属を注湯した状態を例示する断面図である。

本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１〜図３に例示するように、ロストワックス法を用いた本発明によって、中空のゴルフクラブヘッド１２（以下、クラブヘッド１２という）を製造する際には、このクラブヘッド１２と同様の形状および大きさに形成された中空のワックス型１を予め製造する。尚、ワックス型１は、注湯した溶融金属が冷却した際の収縮を考慮して形成される。

このワックス型１の外殻２には、薄い部分と厚い部分とがあり、ソール部５に相当する部分が最も厚い部分になっている。ソール部５に相当する部分の厚さは、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍである。そして、トップ部６や周壁部７に相当する部分が相対的に薄い部分になっている。これらに相当する薄い部分の厚さは、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍである。ワックス型１のトップ部６に相当する部分にはホーゼル８に相当する部分が形成され、フェイス部に相当する部分にはフェイス部用穴４が形成されている。

このワックス型１には、外殻２を貫通する貫通孔３ａ〜３ｅが設けられている。この実施形態では、これら貫通孔３ａ〜３ｅがトップ部６に相当する部分、即ち、相対的に薄肉の部分に設けられている。貫通孔３ａ〜３ｅの数や位置はワックス型１の大きさや形状等によって適宜決定される。例えば、４５０ｃｃ程度の大型のクラブヘッド１２の場合には、図１に例示するように、５つの貫通孔３ａ〜３ｅをトップ部６の中心と、その周辺に均等になるように配置する。

また、複数の貫通孔３ａ〜３ｅを設ける場合は、参考形態としてはすべてを同じ大きさにすることもでき、実施形態としてはすべてを異なる大きさにすることもでき、一部を異なる大きさにすることもできる。この実施形態では、すべての貫通孔３ａ〜３ｅの内、トップ部６の中心に配置した貫通孔３ａが最も大きくなっている。貫通孔３ａ〜３ｅの形状は丸形に限らず、楕円形や多角形等にすることもできるが、方向性がない円形が好ましい。

後述するように、貫通孔３ａ〜３ｅはセラミックシェル９においては、補強材として機能する柱部１１を形成する部分になり、鋳造したクラブヘッド１２では貫通孔１３ａ〜１３ｅとして残る。そのため、貫通孔３ａ〜３ｅの大きさは、直径相当で言えば２ｍｍ〜５ｍｍの範囲（面積では３．１４ｍｍ²〜１９．６３ｍｍ²に相当）にする。貫通孔３ａ〜３ｅの大きさが、直径相当２ｍｍ未満では柱部１１の補強機能が小さくなり、直径相当５ｍｍ超ではクラブヘッド１２を鋳造した後の穴埋めに要する工数が増大するためである。

ワックス型１に貫通孔３ａ〜３ｅを設ける位置を決定する方法としては、例えば、最初に貫通孔３ａ〜３ｅがないワックス型を用いて、クラブヘッド１２を鋳造する。そして、鋳造したクラブヘッド１２の外殻の厚さや形状のゆがみ等をチェックして、設定よりも外殻の厚さが大きくなっている部分、ゆがみ等が生じて所定形状になっていない部分を把握する。そして、設定どおりの厚さや所定形状になっていない部分やその周辺部に相当する所に貫通孔３ａ〜３ｅを設けるようにする。

クラブヘッド１２の外殻の厚さの変化が大きな部分、ゆがみ等が大きな部分、またはこれら部分の周辺部には、より大きな貫通孔３ａを設けて、柱部１１を形成してセラミックシェル９のキャビティ１０をより強固に補強するとよい。

このワックス型１の外殻２にスラリー状の耐火性材料（セラミック材料）をコーティングして乾燥、固化させて所定厚さのコーティング層を得る。このセラミック材料のコーティングの際に、図４に例示するように貫通孔３ａ〜３ｅにはセラミック材料を充填する。

次いで、外殻２にセラミック材料をコーティングしたワックス型１を加熱して、ワックス型１を溶解させる。ワックス型１が溶解することにより、溶解した部分が空洞になる。この空洞がキャビティ１０となり、図５に例示するように、内部にキャビティ１０を有するセラミックシェル９が形成される。

このセラミックシェル９の内部では、ワックス型１の貫通孔３ａ〜３ｅに充填したセラミック材料が固まって柱部１１を形成している。この柱部１１はキャビティ１０の対向する面どうしを連結している。したがって、柱部１１で連結された周辺のキャビティ１０は硬い柱部１１によって補強された状態になる。

ワックス型１の外殻２のソール部５に相当する部分（相対的に厚い部分）にも貫通孔を設けておき、図６に例示するように、キャビティ１０の厚さが相対的に厚い部分にも柱部１１を形成することもできる。このように柱部１１は、キャビティ１０の変形が生じやすい部分や変形を防止したい部分に形成して、キャビティ１０が容易に変形しないように補強することができる。

次いで、図７に例示するように、セラミックシェル９のキャビティ１０にステンレス鋼、チタン、チタン合金等の溶融金属Ｍを注湯して充填する。そして、この溶融金属Ｍが冷えて固化することにより、セラミックシェル９の内部にはクラブヘッド１２の外殻が鋳造される。

本発明では、キャビティ１０が柱部１１によって補強されているので、中空のクラブヘッド１２の外殻を従来に比して薄くしようとしてキャビティ１０の厚さが薄くなる場合であっても、或いは、キャビティ１０の薄い部分と厚い部分との差が大きなる場合であっても、注湯の圧力によってキャビティ１０が押し広げられて厚さの変化が生じることを抑制できる。これに伴ない、セラミックシェル９のゆがみ等の発生も抑えることができる。したがって、鋳造するクラブヘッド１２の外殻を設定どおりの厚さにすることができ、変形を抑えて所定形状に形成することができる。

溶融金属Ｍが冷えて固化した後は、セラミックシェル９を破壊して鋳造されたクラブヘッド１２を取出す。キャビティ１０の柱部１１には溶融金属Ｍが充填されないので、図８、図９に例示するように、柱部１１に相当する部分には貫通孔１３ａ〜１３ｅが形成される。

そこで、図１０に例示するように、貫通孔１３ａ〜１３ｅを穴埋め材１４によって埋める。例えば、貫通孔１３ａ〜１３ｅに穴埋め材１４を肉盛り溶接した後、表面を滑らかに研磨仕上げをする後加工を行なう。以上の工程によって、クラブヘッド１２の外殻が製造される。

このクラブヘッド１２には、フェイス部用穴４が形成されているので、別途製造したフェイス部用部材をフェイス部用穴４を塞ぐように接合することにより、クラブヘッド１２が完成する。

１ ワックス型
２ 外殻
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ 貫通孔
４ フェイス部用穴
５ ソール部
６ トップ部
７ 周壁部
８ ホーゼル
９ セラミックシェル
１０ キャビティ
１１ 柱部
１２ クラブヘッド
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ 貫通孔
１４ 穴埋め材

Claims (2)

1. ワックス型にセラミック材料をコーティングして固化させた後、このワックス型を溶解して内部にキャビティを有するセラミックシェルを形成し、このキャビティに溶融金属を注湯してソール部、トップ部および周壁部を一体化するとともに、フェイス部に相当する部分にはフェイス部用穴が形成された中空のゴルフクラブヘッドを鋳造するゴルフクラブヘッドの製造方法において、前記ワックス型の外殻のソール部に相当する部分の厚さが１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ、トップ部および周壁部に相当する部分の厚さが０．４ｍｍ〜０．６ｍｍであり、相対的に薄肉のトップ部に相当する部分に、直径相当で２ｍｍ〜５ｍｍの複数の大きさの異なる貫通孔を形成しておき、前記セラミック材料をコーティングする際に、この貫通孔にセラミック材料を充填し、前記セラミックシェルを形成した際に、この貫通孔に充填したセラミック材料によって前記キャビティの対向する面を連結する柱部を形成し、この柱部に相当する部分に貫通孔を有する中空のゴルフクラブヘッドを鋳造した後、この貫通孔に穴埋め材を埋めて肉盛り溶接した後に、その表面を研磨仕上げして穴埋め材と鋳造したゴルフクラブヘッドの表面とを同じ高さレベルにするゴルフクラブヘッドの製造方法。
2. 前記貫通孔を有していないワックス型を用いて予めクラブヘッドを鋳造して、この鋳造したクラブヘッドの外殻の厚さおよびゆがみをチェックし、このチェック結果に基づいて、ワックス型に形成する貫通穴の位置を決定する請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。

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