JP6804105B2 - How to form micro ridges and golf club heads - Google Patents
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Description
本発明は、微小突条の形成方法及びゴルフクラブヘッドに関し、特に、ゴルフクラブヘッドのフェース面における微小突条の形成方法と、フェース面に微小突条が形成されたゴルフクラブヘッドに関する。 The present invention relates to a method for forming micro-ridges and a golf club head, and more particularly to a method for forming micro-ridges on the face surface of a golf club head and a golf club head in which micro-ridges are formed on the face surface.
ゴルフにおけるバックスピンの量は、打球の結果を左右する大きな要素であり、特にショートアイアンやウェッジなどは、狙う領域が狭くなるため、スピン量を多くすることが望ましい。このような目的で、フェース面にスコアラインとは別に、細溝を多数設けることが知られている（特許文献１）。細溝の加工方法としては、切削、プレス、レーザーなどが知られている。 The amount of backspin in golf is a large factor that influences the result of hitting a ball, and especially for short irons and wedges, the target area becomes narrow, so it is desirable to increase the amount of spin. For this purpose, it is known that a large number of fine grooves are provided on the face surface in addition to the score line (Patent Document 1). Cutting, pressing, laser and the like are known as methods for processing fine grooves.
ところで、このスピン量の性能をさらに改善する目的で、本出願人は、フェース面に極細の溝を多数設けることを提案した（特許文献２）。これによれば、特に雨天時など濡れた状態でスピン量の低下を劇的に改善する効果がある。また、これに加え、極細の溝を一部間引くことで、意匠性を高めることを提案した（特許文献３）。 By the way, for the purpose of further improving the performance of this spin amount, the applicant has proposed to provide a large number of ultrafine grooves on the face surface (Patent Document 2). According to this, there is an effect of dramatically improving the decrease in the amount of spin, especially in a wet state such as in rainy weather. In addition to this, it has been proposed to enhance the design by thinning out a part of the ultrafine grooves (Patent Document 3).
しかし、打球を繰り返すと、極細の溝に土やボールの削りカスが付着することで目詰まりを起こし、スピン性能が低下するという問題があった。 However, when the ball is repeatedly hit, there is a problem that soil and shavings of the ball adhere to the ultrafine groove, causing clogging and lowering the spin performance.
一方、細溝に代わり、フェース面に断面が凸形状の細い畝を数条設ける技術も登場している。これによれば、断面が凸形状であることから、目詰まりは起こらず、安定したスピン性能を維持できるというメリットがある。 On the other hand, instead of the narrow groove, a technique of providing several thin ridges having a convex cross section on the face surface has also appeared. According to this, since the cross section has a convex shape, there is an advantage that clogging does not occur and stable spin performance can be maintained.
しかしながら、この細い畝を形成するためには、これまで切削加工するしかなく、フェース全面に数十条以上設けようとすると、加工に多大な時間と労力を要するという課題がある。 However, in order to form these fine ridges, there is no choice but to perform cutting, and if several tens or more of the ridges are to be provided on the entire face, there is a problem that the processing requires a great deal of time and labor.
そこで、本発明では、フェース面に比較的容易に断面が凸形状の細い畝、すなわち微小突条を形成する方法と、その方法によりフェース面に微小突条が形成されたゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention provides a method of relatively easily forming fine ridges having a convex cross section, that is, minute ridges on the face surface, and a golf club head in which the fine ridges are formed on the face surface by the method. The purpose is.
本発明の微小突条の形成方法は、ゴルフクラブヘッドのフェース面における微小突条の形成方法であって、平坦なフェース部表面を有する基材を準備するステップと、前記フェース部表面にレーザー光の照射を行って複数の微小溝を形成するとともに複数の前記微小溝の間に形成されるバリが左右両側から堆積されて複数の前記微小溝の両端部のバリよりも高くなるように前記微小溝のピッチを設定することによりそれぞれの前記微小溝の縁部に前記フェース部表面から突出したバリを堆積させるステップと、前記バリを除去することなく前記基材上にメッキを行うことにより前記バリの上方のメッキ層の表面に微小突条を形成させるステップとを備えることを特徴とする。 The method for forming micro-ridges of the present invention is a method for forming micro-ridges on the face surface of a golf club head, in which a step of preparing a base material having a flat face portion surface and a laser beam on the face portion surface. Irradiation is performed to form a plurality of microgrooves, and burrs formed between the plurality of microgrooves are deposited from both the left and right sides so as to be higher than the burrs at both ends of the plurality of microgrooves. The step of depositing burrs protruding from the surface of the face portion on the edge of each of the microgrooves by setting the pitch of the grooves, and the burrs by plating on the base material without removing the burrs. It is characterized by including a step of forming micro-ridges on the surface of the plating layer above the surface of the plating layer.
また、本発明のゴルフクラブヘッドは、基材と、前記基材のフェース部表面に形成された複数の微小溝と、それぞれの前記微小溝の縁部において前記フェース部表面から突出するとともに複数の前記微小溝の両端部よりも複数の前記微小溝の間において高く形成されたバリと、前記基材上に形成されたメッキ層と、前記バリの上方において前記メッキ層の表面に形成された微小突条とを備えることを特徴とする。 Further, the golf club head of the present invention has a base material, a plurality of microgrooves formed on the surface of the face portion of the base material, and a plurality of microgrooves protruding from the surface of the face portion at the edges of the microgrooves . The burrs formed higher between the plurality of microgrooves than both ends of the microgrooves, the plating layer formed on the base material, and the minute particles formed on the surface of the plating layer above the burrs. It is characterized by having a ridge.
本発明の微小突条の形成方法によれば、メッキの加工条件は通常の条件と変わりなく、レーザーで微小溝を形成するだけで、容易に細い畝、すなわち微小突条を形成することが可能となる。 According to the method for forming micro-ridges of the present invention, the plating processing conditions are the same as those under normal conditions, and it is possible to easily form fine ridges, that is, micro-ridges, simply by forming micro grooves with a laser. It becomes.
以下、本発明の微小突条の形成方法及びゴルフクラブヘッドの実施例について、添付した図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a method for forming a micro-ridge and an example of a golf club head of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
図１は、本実施例の微小突条の形成方法を説明するための模式図であり、ゴルフクラブヘッドのフェース面及び形成される微小突条に直交する方向の断面を拡大して示している。 FIG. 1 is a schematic view for explaining a method of forming a micro-ridge of the present embodiment, and shows an enlarged cross section of a golf club head in a direction orthogonal to the face surface and the formed micro-ridge. ..
はじめに、平坦なフェース部表面２を有するゴルフクラブヘッドの金属製の基材１を準備する（ステップ１）。 First, a metal base material 1 of a golf club head having a flat face portion surface 2 is prepared (step 1).
つぎに、フェース部表面２に、１本目の微小溝11を形成するようにレーザー加工機によりレーザー光の照射を行う（ステップ２）。このとき、微小溝11が形成された両側の縁部には、レーザー光の熱によって溶けた金属がバリ21，22として凸状に堆積する。つまり、１本の微小溝11を形成すると、２本の畝が形成される。 Next, the surface of the face portion 2 is irradiated with laser light by a laser processing machine so as to form the first microgroove 11 (step 2). At this time, the metal melted by the heat of the laser beam is convexly deposited as burrs 21 and 22 on the edges on both sides where the microgrooves 11 are formed. That is, when one microgroove 11 is formed, two ridges are formed.
さらに、１本目の微小溝11から所定の間隔をおいて、レーザー加工機によりレーザー光の照射を行って２本目の微小溝12を形成する（ステップ３）。引き続き、２本目の微小溝12から所定の間隔をおいて、３本目の微小溝13を形成する（ステップ４）。隣接する微小溝間の間隔（ピッチ）等の条件を適切に設定して２本以上の微小溝11，12，13を設けると、微小溝と微小溝との間に形成されるバリ22，23は、左右両側から堆積され、両端部のバリ21，24よりも高くなる。ここでは、微小溝と微小溝との間に形成されるバリ22，23を高く形成することが肝要である。条件次第ではあるが、フェース部表面２より２０μｍ以上高く突出したバリ22，23を形成することが可能である。 Further, at a predetermined distance from the first microgroove 11, laser light is irradiated by a laser processing machine to form the second microgroove 12 (step 3). Subsequently, the third microgroove 13 is formed at a predetermined interval from the second microgroove 12 (step 4). When two or more microgrooves 11, 12, and 13 are provided by appropriately setting conditions such as the spacing (pitch) between adjacent microgrooves, burrs 22, 23 formed between the microgrooves. Is deposited from both the left and right sides and is higher than the burrs 21 and 24 at both ends. Here, it is important to form the burrs 22 and 23 formed between the microgrooves high. Depending on the conditions, it is possible to form burrs 22 and 23 protruding 20 μm or more higher than the face surface 2.
微小溝と微小溝に挟まれた中央のバリ22，23を高く形成するためには、微小溝のピッチを照射するレーザー光の幅と同等にすることが好ましい。レーザー光の幅より微小溝のピッチが小さいと、折角形成されたバリを２本目の微小溝を形成する際に削ってしまい、かえってバリの高さが低くなってしまうからである。逆に、レーザー光の幅より微小溝のピッチが大きいと、バリが同じ個所に堆積せず、中央のバリが高くならない。例えば、レーザー加工機のレーザー光の幅の仕様が５０μｍである場合、微小溝のピッチは、５０μｍが最も好ましく、レーザー光の幅の±１０μｍ程度までの範囲、すなわち４０〜６０μｍが好ましい。このように、レーザー加工機の仕様に合わせて微小溝のピッチを設定すればよい。 In order to form the burrs 22 and 23 in the center sandwiched between the microgrooves high, it is preferable to make the pitch of the microgrooves equal to the width of the laser beam irradiating. This is because if the pitch of the microgrooves is smaller than the width of the laser beam, the burrs formed at the corners are scraped when forming the second microgroove, and the height of the burrs is rather lowered. On the contrary, if the pitch of the minute grooves is larger than the width of the laser beam, burrs do not accumulate at the same place and the central burr does not become high. For example, when the specification of the width of the laser beam of the laser processing machine is 50 μm, the pitch of the microgrooves is most preferably 50 μm, and the range up to about ± 10 μm of the width of the laser beam, that is, 40 to 60 μm is preferable. In this way, the pitch of the minute grooves may be set according to the specifications of the laser processing machine.
そして、バリ21，22，23，24を除去することなくメッキを行って、基材１のフェース部表面２の上にメッキ層３を形成する（ステップ５）。これにより、バリ21，22，23，24の上方のメッキ層３の表面に、断面が山型の微小突条31，32，33，34が形成される。ここで、バリ21，22，23，24の高さが高いほど、形成される微小突条31，32，33，34の高さも高くなる。なお、メッキは、電解メッキが好ましい。 Then, plating is performed without removing the burrs 21, 22, 23, and 24 to form the plating layer 3 on the face portion surface 2 of the base material 1 (step 5). As a result, micro-ridges 31, 32, 33, and 34 having a mountain-shaped cross section are formed on the surface of the plating layer 3 above the burrs 21, 22, 23, and 24. Here, the higher the height of the burrs 21, 22, 23, 24, the higher the height of the formed micro-ridges 31, 32, 33, 34. The plating is preferably electrolytic plating.
また、微小溝11，12，13は、メッキ層３により充填された状態になる。したがって、微小溝と微小溝との間に形成されるバリ22，23を高く形成するためにメッキ前の状態でゴルフの表面粗さのルールに抵触するほど微小溝11，12，13を深く形成しても、メッキ後にはルールの範囲内に収まる表面粗さになるため問題ない。 Further, the microgrooves 11, 12, and 13 are filled with the plating layer 3. Therefore, in order to form the burrs 22 and 23 formed between the microgrooves high, the microgrooves 11, 12 and 13 are formed deep enough to violate the rules of golf surface roughness in the state before plating. Even so, there is no problem because the surface roughness will be within the range of the rules after plating.
以上のように、本実施例の微小突条の形成方法は、平坦なフェース部表面２を有する基材１を準備するステップ１と、フェース部表面２にレーザー光の照射を行って複数の微小溝11，12，13を形成することによりそれぞれの微小溝11，12，13の縁部にフェース部表面２から突出したバリ21，22，23，24を堆積させるステップ２〜４と、バリ21，22，23，24を除去することなく基材１上にメッキを行うことによりバリ21，22，23，24の上方のメッキ層３の表面に微小突条31，32，33，34を形成させるステップ５とを備えている。 As described above, the method for forming the minute ridges of the present embodiment includes the step 1 of preparing the base material 1 having the flat face portion surface 2 and the irradiation of the face portion surface 2 with laser light to perform a plurality of minute particles. Steps 2 to 4 for depositing burrs 21, 22, 23, 24 protruding from the face portion surface 2 on the edges of the respective microgrooves 11, 12, 13 by forming the grooves 11, 12, 13 and burrs 21. By plating on the base material 1 without removing, 22, 23, 24, micro-ridges 31, 32, 33, 34 are formed on the surface of the plating layer 3 above the burrs 21, 22, 23, 24. It is provided with step 5 to cause the plating.
また、本実施例のゴルフクラブヘッドは、上記の方法により製造されるものであって、基材１と、基材１のフェース部表面２に形成された複数の微小溝11，12，13と、それぞれの微小溝11，12，13の縁部においてフェース部表面２から突出したバリ21，22，23，24と、基材１上に形成されたメッキ層３と、バリ21，22，23，24の上方においてメッキ層３の表面に形成された微小突条31，32，33，34とを備えている。 Further, the golf club head of the present embodiment is manufactured by the above method, and includes the base material 1 and a plurality of microgrooves 11, 12, 13 formed on the face portion surface 2 of the base material 1. , The burrs 21, 22, 23, 24 protruding from the face portion surface 2 at the edges of the respective micro grooves 11, 12, 13 and the plating layer 3 formed on the base material 1, and the burrs 21, 22, 23. , 24 is provided with micro-ridges 31, 32, 33, 34 formed on the surface of the plating layer 3.
本実施例の微小突条の形成方法によれば、メッキの加工条件は通常の条件と変わりなく、レーザーで微小溝11，12，13を形成するだけで、容易に細い畝、すなわち微小突条31，32，33，34を形成することが可能となる。 According to the method of forming the micro-ridges of this embodiment, the plating processing conditions are the same as the normal conditions, and only by forming the micro-grooves 11, 12, and 13 with a laser, fine ridges, that is, micro-ridges can be easily formed. It is possible to form 31, 32, 33, 34.
実際に、実施例１の微小突条の形成方法により、ゴルフクラブヘッドのフェース面のスコアライン間に、スコアラインと平行に微小突条を形成した。 Actually, according to the method of forming the micro-ridges of Example 1, the micro-ridges were formed between the score lines on the face surface of the golf club head in parallel with the score lines.
金属（Ｓ２０Ｃ）製のアイアン型のゴルフクラブヘッドの基材のフェース部表面を研磨して平坦にし、そこに機械加工により複数のスコアラインを相互に平行に形成した。つぎに、レーザー加工機を用いて、隣接するスコアラインに挟まれた平坦な部分にそれぞれ、スコアラインと平行に３本の微小溝を形成した。使用したレーザー加工機のレーザー光の幅の仕様は、５０μｍであった。微小溝のピッチは、レーザー光の幅と同じ５０μｍとした。基材のフェース部表面を基準として、形成された微小溝の深さは、約３５μｍであり、それぞれの微小溝の縁部には、バリが形成された。基材のフェース部表面を基準として、微小溝に挟まれた部分に形成された中央の２本のバリの高さは、約２５μｍであり、微小溝に挟まれていない部分に形成された端部の２本のバリの高さは、約２０μｍであった。 The surface of the face portion of the base material of the iron-type golf club head made of metal (S20C) was polished and flattened, and a plurality of score lines were formed parallel to each other by machining. Next, using a laser machine, three microgrooves were formed in parallel to the score line in each of the flat portions sandwiched between the adjacent score lines. The specification of the width of the laser beam of the laser processing machine used was 50 μm. The pitch of the microgrooves was set to 50 μm, which is the same as the width of the laser beam. The depth of the formed microgrooves was about 35 μm with respect to the surface of the face portion of the base material, and burrs were formed on the edges of the respective microgrooves. The height of the two central burrs formed in the portion sandwiched between the microgrooves is about 25 μm with respect to the surface of the face portion of the base material, and the end formed in the portion not sandwiched by the microgrooves. The height of the two burrs in the part was about 20 μm.
そして、バリを除去することなくニッケル電解メッキを行って、基材のフェース部表面の上に厚さ２０μｍのメッキ層を形成した。微小溝は、メッキ層により完全に充填され、それぞれのバリの上方において、メッキ層の表面に微小突条が形成された。メッキ層の平坦表面を基準として、中央の２本の微小突条の高さは、約１８μｍであり、端部の２本の微小突条の高さは、約１１μｍであった。 Then, nickel electrolytic plating was performed without removing burrs to form a plating layer having a thickness of 20 μm on the surface of the face portion of the base material. The microgrooves were completely filled with the plating layer, and micro-ridges were formed on the surface of the plating layer above each burr. With respect to the flat surface of the plating layer, the height of the two micro-ridges in the center was about 18 μm, and the height of the two micro-ridges at the ends was about 11 μm.
微小突条が形成された部分を拡大した断面写真を図２に示す。この断面写真は、微小突条の長さ方向と直交する面で切断して、切断面を顕微鏡で撮影したものである。 FIG. 2 shows an enlarged cross-sectional photograph of the portion where the minute ridges are formed. This cross-sectional photograph was taken by cutting at a plane orthogonal to the length direction of the minute ridge and taking a photo of the cut plane with a microscope.
このほか、比較のため、微小溝のピッチを３０μｍ、４０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、１２５μ、１５０μｍとしたゴルフクラブヘッドも上記と同様に作成した。微小溝のピッチを３０μｍとした場合は、１本目の微小溝の形成時に形成されたバリが２本目の微小溝の形成時に削られて消失し、同様に２本目の微小溝の形成時に形成されたバリが３本目の微小溝の形成時に消失し、微小溝に挟まれた部分にはバリがほとんど残らなかった。微小溝のピッチを４０μｍとした場合は、微小溝に挟まれた部分にバリが形成されたが、微小溝のピッチを５０μｍとした場合と比べて、そのバリの高さはやや低かった。微小溝のピッチを７５μｍ、１００μｍ、１２５μ、１５０μｍとした場合は、それぞれの微小溝の縁部に独立してバリが形成された。これらの検討から、微小溝のピッチはレーザー光の幅と同等の５０μｍが最適であり、その±１０μｍである４０〜６０μｍ又はそれ以上が好ましいことが確認された。 In addition, for comparison, golf club heads having microgroove pitches of 30 μm, 40 μm, 75 μm, 100 μm, 125 μm, and 150 μm were also prepared in the same manner as described above. When the pitch of the microgrooves is set to 30 μm, the burrs formed when the first microgroove is formed are scraped off and disappear when the second microgroove is formed, and similarly, they are formed when the second microgroove is formed. The burrs disappeared when the third microgroove was formed, and almost no burrs remained in the portion sandwiched between the microgrooves. When the pitch of the microgrooves was 40 μm, burrs were formed in the portions sandwiched between the microgrooves, but the height of the burrs was slightly lower than when the pitch of the microgrooves was 50 μm. When the pitches of the microgrooves were 75 μm, 100 μm, 125 μm, and 150 μm, burrs were independently formed at the edges of the microgrooves. From these studies, it was confirmed that the optimum pitch of the microgrooves is 50 μm, which is equivalent to the width of the laser beam, and 40 to 60 μm or more, which is ± 10 μm thereof, is preferable.
また、本実施例におけるゴルフクラブヘッドの加工時間は、通常の製造工程に微小溝を形成するためのレーザー加工時間が追加されるのみであり、微小突条を機械加工で形成する従来の方法から大幅に短縮できることが確認された。 Further, the processing time of the golf club head in this embodiment is based on the conventional method of forming the minute ridges by machining, only the laser processing time for forming the minute groove is added to the normal manufacturing process. It was confirmed that it could be shortened significantly.
実施例２で作成したゴルフクラブヘッドについて、フェース面の平均粗さＲａとＲｔを測定した。その結果、Ｒａは４．１７、Ｒｔは１７．５５であった。この値は、メッキ層に極細の溝を幅が５０μｍ、ピッチが５０μｍ、深さが２０μｍになるように形成した従来例における値と比べても遜色がなかった。 With respect to the golf club head prepared in Example 2, the average roughness Ra and Rt of the face surface were measured. As a result, Ra was 4.17 and Rt was 17.55. This value was not inferior to the value in the conventional example in which ultrafine grooves were formed in the plating layer so that the width was 50 μm, the pitch was 50 μm, and the depth was 20 μm.
実施例２で作成したゴルフクラブヘッドについて、打撃時のボールのバックスピン量を評価した。なお、ゴルフクラブヘッドは、ロフト角は５６°のウェッジとし、フェース面が乾燥したドライ条件と、フェース面とボールを水で濡らしたウェット条件にて、スウィングロボットを用いて評価を行った。その結果、非降雨時のドライ条件、降雨時のウェット条件のどちらにおいても、メッキ層に極細の溝を幅が５０μｍ、ピッチが５０μｍ、深さが２０μｍになるように形成した従来例における値と比べて遜色がなく、バックスピン量の変化を確実に抑制することができることが確認された。 With respect to the golf club head produced in Example 2, the amount of backspin of the ball at the time of hitting was evaluated. The golf club head was evaluated using a swing robot under a wedge having a loft angle of 56 ° and a dry condition in which the face surface was dry and a wet condition in which the face surface and the ball were wet with water. As a result, the values in the conventional example in which the plating layer was formed with ultrafine grooves having a width of 50 μm, a pitch of 50 μm, and a depth of 20 μm under both dry conditions during non-precipitation and wet conditions during rainfall. It was confirmed that it was comparable and could reliably suppress changes in the amount of backspin.
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、本実施例では、スコアライン間にスコラインと平行に微小突条を形成したが、これに限られない。また、本実施例では、微小溝を３本形成する例を示したが、微小溝を２本、４本、又は５本以上形成してもよい。また、アイアンタイプのゴルフクラブヘッドであっても、ドライバーなどウッドタイプのゴルフクラブヘッドであってもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in this embodiment, micro-ridges are formed between the score lines in parallel with the scoline, but the present invention is not limited to this. Further, in this embodiment, an example in which three microgrooves are formed is shown, but two, four, or five or more microgrooves may be formed. Further, it may be an iron type golf club head or a wood type golf club head such as a driver.
１ 基材
２ フェース部表面
３ メッキ層
11，12，13 微小溝
21，22，23，24 バリ
31，32，33，34 微小突条
1 Base material 2 Face surface 3 Plating layer
11, 12, 13 microgrooves
21, 22, 23, 24 Bali
31, 32, 33, 34 Micro ridges
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