JP7042603B2

JP7042603B2 - 製造方法

Info

Publication number: JP7042603B2
Application number: JP2017238874A
Authority: JP
Inventors: 知憲北川
Original assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Current assignee: Bridgestone Sports Co Ltd
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2017-12-13
Publication date: 2022-03-28
Anticipated expiration: 2037-12-13
Also published as: US20190175998A1; JP2019103668A

Description

本発明はウッド型のゴルフクラブヘッドに関する。

フェース部の構造によって、ウッド型のゴルフクラブヘッドの打撃性能を改善する方法が提案されている。例えば、特許文献１や特許文献２にはフェース部に微細な溝を形成した構造が提案されている。特許文献３や特許文献４にはフェース部の周囲に凹部を形成した構造が提案されている。

また、一般的な表面処理技術として、ブラスト処理に用いる研磨材（メディア）に弾性研摩材を用いることが提案されている。特許文献５～７にはゴムやエラストマー等の弾性体に砥粒を分散させた弾性研摩材や、弾性体の表面に砥粒を担持させた弾性研磨材が開示されている。

特開２０１６－１６１８２号公報特開２０１６－１６１８３号公報特開２００３－２７５３４３号公報米国特許出願公開第２０１５／００１８１１９号明細書特許第２９５７４９２号公報特許第３３７６３３４号公報特許第５２５０７９６号公報

フェース部に微細な溝を形成する方法としては切削加工やレーザー加工が挙げられるが、これらの加工の際にはゴルフクラブヘッドを位置決めして固定する必要がある。しかし、ウッド型のゴルフクラブヘッドは、その周面が複雑な曲面を有しており、その固定が必ずしも容易ではなく、生産性を低下させる場合がある。そこで、ゴルフクラブヘッドを複数の部品から構成し、フェース部を形成するフェース部材に溝を形成した後、本体部材とフェース部材とを溶接により接合することが考えられる。しかし、溶接の後処理によって、溝に悪影響を与える場合があり、緻密な溝の形成が困難な場合がある。

本発明の目的は、生産性を向上しつつ、より緻密な溝を形成可能な製造方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、より緻密な溝が形成されたウッド型のゴルフクラブヘッドを提供することにある。

本発明によれば、
ウッド型のゴルフクラブヘッドの製造方法であって、
前記ゴルフクラブヘッドは、フェース部を形成するフェース部材と、前記フェース部材が接合される本体部材と、を含み、
前記製造方法は、
前記フェース部材の前記フェース部に、トウ－ヒール方向に延設され、上下方向に配列された複数の溝を形成する形成工程と、
前記複数の溝を形成した前記フェース部材と前記本体部材とを溶接により接合する溶接工程と、
前記フェース部に弾性研摩材を噴射するブラスト工程と、を含み、
前記溝の幅は０．０５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であり、隣接する前記溝間のピッチは０．０５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である、
ことを特徴とする製造方法が提供される。

本発明によれば、生産性を向上しつつ、より緻密な溝を形成可能な製造方法を提供することができる。

また、本発明によれば、より緻密な溝が形成されたウッド型のゴルフクラブヘッドを提供することができる。

本発明の一実施形態のゴルフクラブヘッドの正面図。（Ａ）及び（Ｂ）は図１のゴルフクラブヘッドの左側面図及び右側面図。図１のゴルフクラブヘッドの分解斜視図。（Ａ）は図１のＩ－Ｉ線断面図、（Ｂ）は図４（Ａ）の部分拡大図。図１のゴルフクラブヘッドの製造方法の例を示すフローチャート。（Ａ）～（Ｆ）は図５の製造方法の一部の工程の例を示す模式図。

図１は本発明の一実施形態のゴルフクラブヘッド１の正面図であり、ゴルフクラブヘッド１をフェース部１１側から見た図である。図２（Ａ）はゴルフクラブヘッド１の左側面図、図２（Ｂ）は右側面図である。

ゴルフクラブヘッド１はウッド型のゴルフクラブヘッドであり、中空体をなしている。中空体の周壁が、フェース部１１、クラウン部１２、ソール部１３及びサイド部１４を構成している。フェース部１１は、その表面がゴルフボールの打撃面を形成する。クラウン部１２はゴルフクラブヘッド１の上部を形成する。ソール部１３はゴルフクラブヘッド１の底部を形成する。サイド部１４は、ソール部１３とクラウン部１２との間の部分を形成する。ゴルフクラブヘッド１はシャフトが挿入されるホゼル部１５を備える。

各図において矢印ｄ１はフェース－バック方向を示し、Ｆはフェース部側を、Ｂはバック側を示している。矢印ｄ２はトウーヒール方向を示し、Ｔはトウ側を、Ｈはヒール側を示している。矢印ｄ３は上下方向（クラウン－ソール方向）を示し、Ｕは上側（クラウン側）、Ｌは下側（ソール側）を示している。フェース－バック方向は、例えば、飛球線方向（打球の目標方向）である。トウ－ヒール方向は、例えば、ソール部１３のトウ側端とヒール側端とを結ぶ方向であり、飛球線方向とは直角の関係にある。上下方向は、ゴルフクラブヘッド１を規定ライ角、規定ロフト角通りに水平面に設置した場合の鉛直方向であり、ｄ１、ｄ２とは直角の関係にある。

ゴルフクラブヘッド１はドライバ用のゴルフクラブヘッドである。フェース部１１にはバルジ及びロールが形成されている。フェース部１１のバルジ方向の曲率半径は２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下であり、ロール方向の曲率半径が２００ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。なお、本発明はドライバ以外のフェアウエイウッド等も含むウッド型のゴルフクラブヘッドに適用可能である。特にロフト角度が２０度以下のゴルフクラブヘッドに好適である。

ゴルフクラブヘッド１は、複数の部材を接合して組み立てられている。図３はゴルフクラブヘッド１の分解斜視図である。本実施形態の場合、ゴルフクラブヘッド１は、大別すると、本体部材２と、フェース部材３との二部材で構成されている。各図における破線Ｌ１は本体部材２と、フェース部材３との境界線であって、両者を溶接により接合する溶接線を示している。

本体部材２は、クラウン部１２、ソール部１３及びサイド部１４の各大部分（部分１２ａ、１３ａ、１４ａ）と、ホゼル部１５を形成するが、フェース部１１は形成しない。このため、本体部材２は、正面が開口した形状を有している。フェース部材３は本体部材２の正面を塞ぐようにして本体部材２に接合される。本実施形態の場合、フェース部材３はフェース部１１の全体と、クラウン部１２、ソール部１３及びサイド部１４の各一部（部分１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ）を形成する。このため、フェース部材３はいわゆるカップ形状を有している。なお、フェース部材３は、実質的にフェース部１１のみを形成する板状の部材であってもよい。

本実施形態では、ゴルフクラブヘッド１を二部材で構成したが、三部材以上でゴルフクラブヘッド１を構成することも可能である。例えば、本体部材２のうち、クラウン部１２を構成する部分の少なくとも一部を開口とし、別部材であるクラウン部材を接合する構成であってもよい。また、ソール部１３を構成する部分の少なくとも一部を開口とし、別部材であるソール部材を接合する構成であってもよい。また、本実施形態では、本体部材２がホゼル部１５を含むが、フェース部材３がホゼル部１５を含む構成であってもよい。

ゴルフクラブヘッド１は、金属材料から作成することができ、そのような金属材料としては、チタン系金属（例えば、６Ａｌ－４Ｖ－Ｔｉのチタン合金等）、ステンレス、アルミニウム合金、ベリリウムカッパー等の銅合金が挙げられる。

図１を参照してフェース部１１の表面には、複数の細溝２１、凹部２２及び模様２３が形成されている。なお、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）並びに図３ではこれらの図示が省略されている。図４（Ａ）は図１のＩ－Ｉ線断面図であり、フェース部１１の縦断面図である。細溝２１は微細な溝であるため、図４（Ａ）においては図示されず、その部分拡大図である図４（Ｂ）に図示されている。

本実施形態の場合、各細溝２１は、ｄ２方向に延設された直線状の溝である。複数の細溝２１は、互いに平行であり、フェース部１１の上下方向（ｄ３方向）に配列されている。各細溝２１はゴルフクラブヘッド１を目標方向に向けて接地したときに水平になるように形成されている。本実施形態の場合、細溝２１はフェース部１１の全域に渡って形成されているが、一部の領域に形成してもよい。

本実施形態の場合、各細溝２１は、途切れのない直線状に形成されているが、途中の部位において途切れていてもよい。また、細溝２１は円弧形状や三角波形状等、直線以外の形状であってもよい。

本実施形態の場合、各細溝２１は浅い溝であり、その深さＤ１は、例えば、０．００３ｍｍ以上０．０２５ｍｍ未満である。代表値を挙げれば深さＤ１は０．０１５ｍｍである。各細溝２１の幅Ｗ１（ｄ３方向でフェース部１１の面方向の幅）は例えば０．０５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である。代表値を挙げれば幅Ｗ１は０．５ｍｍである。隣接する細溝２１間のピッチＰは例えば０．０５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である。代表値を挙げればピッチＰは０．５ｍｍである。

各細溝２１の深さＤ１及び幅Ｗ１、隣接する細溝２１間のピッチＰは同じであっても異なっていてもよい。本実施形態の場合、同じである。また、本実施形態の場合、幅Ｗ１とピッチＰとが同じである。このため、隣接する細溝２１間の凸部２１ａは、実質的に平坦な部分がなく、尖鋭度が高い断面輪郭形状を有している。

こうした複数の細溝２１を形成したことで、フェース部１１の表面が粗面化される。比較的ロフト角が小さい（例えば２０度以下の）ゴルフクラブヘッドにおいては、フェース部の表面粗さが大きい程、バックスピン量が少なくなり、打球の飛距離増大を期待できる。

本実施形態の場合、細溝２１の断面の輪郭形状は図４（Ｂ）に図示されるように楕円弧状であり、その曲率半径Ｒは、例えば、２００ｍｍ未満である。また、曲率半径Ｒをフェース部１１のロールの曲率半径よりも小さくすることで、凸部２１ａをより尖らせることができる。細溝２１の断面の輪郭形状は、これに限られず、円弧状、三角形状、四角形状、台形状等、様々な輪郭形状を採用可能である。

凹部２２は、後述するゴルフクラブヘッド１の製造過程において、細溝２１を保護するために設けられている。凹部２２は複数の細溝２１を囲むように形成されている。より詳しく述べると、複数の細溝２１の形成領域を画定するように凹部２２は延設されており、特に本実施形態の場合、無端の帯状（環状）に形成されている。しかし、部分的に途切れていてもよい。本実施形態の場合、各細溝２１の端部が凹部２２と連通している。しかし、両者は離れていてもよい。

凹部２２の深さＤ２は例えば０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。幅Ｗ２（凹部２２の延設方向と直交する方向の幅）は例えば１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。

模様２３は、ゴルフクラブヘッド１の意匠性向上や、フェース部１１の表面の粗さ調整或いはアドレス時にゴルファが目標方向とフェース部１１の向きを確認するための指標として形成される。本実施形態の場合、模様２３はｄ２方向に延びる直線としており、スコアラインの様なマークとなっている。

次に、ゴルフクラブヘッド１の製造方法の例について説明する。図５は製造方法の例を示すフローチャートであり、図６は一部の工程の例を示す模式図である。

Ｓ１では本体部材２とフェース部材３とを準備する。これらの部材は、例えば、鋳造、鍛造、プレス成形、３Ｄプリンタ、その他の成形方法により作成することができる。この段階ではフェース部材３のフェース部１１には、複数の細溝２１、凹部２２及び模様２３は形成されていない。バルジ、ロールは形成されている。

Ｓ２ではフェース部材３のフェース部１１に、複数の細溝２１及び凹部２２を形成する。細溝２１を先に形成してもよいし、凹部２２を先に形成してもいずれでもよい。これらは、機械加工やレーザ加工により形成することができる。図６（Ａ）は機械加工により複数の細溝２１を形成する例を例示している。図６（Ａ）はＮＣフライス盤における切削加工により細溝２１を形成する例である。フェース部材３は治具１０１を介してＮＣフライス盤に固定される。ＮＣフライス盤は、Ｚ軸回りに回転駆動されるスピンドル１０２を有し、スピンドル１０２の下端には切削ツール（エンドミル）１０３が取り付けられている。フェース部１１はバルジおよびロールを有しているため、切削ツール１０３を数値制御により三次元的に移動しながら、各細溝２１を形成する。細溝２１の形成に続いて凹部２２を形成してもよい。

本実施形態のゴルフクラブヘッド１は、細溝２１の幅Ｗ１及びピッチＰが同じであり、こうした細溝２１を形成するためには、精密な加工精度が要求される。しかも、フェース部１１はバルジとロールを有しているため、更に精密な加工精度が要求される。そのためにはフェース部１１がしっかりと固定されなければならない。本実施形態では、フェース部材３を本体部材２に接合する前に細溝２１の加工を行うこととし、フェース部材３のみをＮＣフライス盤に固定して加工を行う。ゴルフクラブヘッド１は、その周面が複雑な曲面を有しており、フェース部材３を本体部材２に接合した後に細溝２１の加工を行う場合、その固定が容易ではない。フェース部材３単体であれば、その固定も比較的容易である。特に、フェース部材３の接合面（本体部材２に接合される部分）の大部分が同一面上にあれば、その固定が更に容易になる。本実施形態では、フェース部材３のうち、ホゼル部１５の周辺に接合される部分を除いて接合面が同一面上に位置しており、その固定を容易なものとしている。

複数の細溝２１及び凹部２２の形成が完了すると、Ｓ３においてフェース部１１をマスキングする。ここでは図６（Ｂ）に示すように、保護シート１０４をフェース部１１に貼り付けて細溝２１を保護する。保護シート１０４は紙や樹脂のフィルムである。これにより、その後の製造工程の過程で細溝２１に損傷を与えることを防止する。

次にＳ４において、本体部材２とフェース部材３とを溶接により接合する。図６（Ｃ）に示すように、仮止めされた本体部材２とフェース部材３とが、溶接線Ｌ１に沿って溶接装置１０５によって溶接される。溶接作業は例えば作業者が手作業で行う。

本体部材２とフェース部材３との接合が完了すると、Ｓ５において溶接部位の研摩を行い、溶接部位の起伏を滑らかにする。例えば、図６（Ｄ）に示すように、グラインダ１０６等の研磨装置により作業者が手作業で溶接部位の研摩作業を行う。研磨作業の際、細溝２１の形成部分を研磨してしまうと、凸部２１ａが摩耗してしまう。本実施形態の場合、凹部２２を形成しているため、作業者が細溝２１の形成部分を研磨してしまうことを防止することができる。すなわち、作業者は凹部２２を目印にすることができ、凹部２２から本体部材２側の領域を容易に研摩することができる。また、凹部２２はその内壁が、グラインダ１０６が細溝２１の形成部分へ進入してしまうことを阻止する壁としても機能する。したがって、作業者が誤って凸部２１ａを削ってしまうことを防止することができる。

Ｓ４の溶接作業によって、フェース部１１には少なくとも部分的に酸化被膜が形成される。本実施形態の場合、特に、溶接線Ｌ１がフェース部１１とホゼル部１５との間を通過する構造であり（図１参照）、少なくともこの周辺において、フェース部１１に酸化被膜が形成され易い。酸化被膜は変色や耐久性低下の原因となり、これを除去する必要性が高い。そこで、溶接部位の研摩が完了するとＳ６でフェース部１１のブラスト加工を行う。ここでは、ブラスト機において、図６（Ｅ）に示すように、ノズル１０７からフェース部１１に研磨材を噴射してフェース部１１を研磨する。フェース部１１以外の部分も研摩してもよい。

研磨材は弾性研摩材を用いる。弾性研摩材は、ゴムやエラストマー等の弾性体に砥粒を分散させたもの、或いは、弾性体の表面に砥粒を担持させたものであり、好適な弾性研摩材として例えば、株式会社不二製作所の商品名「シリウスＺメディア」を挙げることができる。弾性研摩材を用いることで、ブラスト加工により被加工物表面に梨地状の凹凸が形成されることを防止することができる。つまり、ブラスト加工によって凸部２１ａが摩耗して潰れることを防止しつつ、酸化被膜を除去することができる。また、弾性研摩材を用いることで、フェース部１１の鏡面度合を高めることができ、ゴルフクラブヘッド１の意匠性を向上することもできる。

ブラスト加工が完了すると、Ｓ７の仕上げ工程を行う。ここでは模様２３の形成、ゴルフクラブヘッド１の塗装等を行う。模様２３の形成では、図６（Ｆ）に示すようにレーザ加工機１０８によりフェース部１１の表面にレーザ光を照射し、模様２３を形成してもよい。

以上によりゴルフクラブヘッド１が完成する。本実施形態では、フェース部材３を本体部材２に接合する前に細溝２１を形成することで、その加工精度を高めることができ、凹部２２を形成したことで、研摩工程（Ｓ５）の際に細溝２１の形成部位を研磨してしまうことを防止することができ、更に、ブラスト工程（Ｓ６）で弾性研摩材をメディアに用いることで、酸化被膜を除去しつつ凸部２１ａの摩耗を抑制できる。こうして本実施形態では、生産性を向上しつつ、より緻密な細溝２１が形成されたウッド型のゴルフクラブヘッド１を提供することができる。

１ゴルフクラブヘッド、２本体部材、３フェース部材

Claims

ウッド型のゴルフクラブヘッドの製造方法であって、
前記ゴルフクラブヘッドは、フェース部を形成するフェース部材と、前記フェース部材が接合される本体部材と、を含み、
前記製造方法は、
前記フェース部材の前記フェース部に、トウ－ヒール方向に延設され、上下方向に配列された複数の溝を形成する形成工程と、
前記複数の溝を形成した前記フェース部材と前記本体部材とを溶接により接合する溶接工程と、
前記フェース部に弾性研摩材を噴射するブラスト工程と、を含み、
前記溝の幅は０．０５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であり、隣接する前記溝間のピッチは０．０５ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である、
ことを特徴とする製造方法。
請求項１に記載の製造方法であって、
前記本体部材は、シャフトが挿入されるホゼル部を含み、
前記溶接工程における溶接線が、前記フェース部と前記ホゼル部との間を通過している、
ことを特徴とする製造方法。
請求項１又は請求項２に記載の製造方法であって、
前記複数の溝は、前記幅と前記ピッチが同じであり、
前記溝の深さは、０．００３ｍｍ以上０．０２５ｍｍ未満である、
ことを特徴とする製造方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の製造方法であって、
前記形成工程では、前記フェース部に、前記複数の溝を囲むように凹部が形成される、
ことを特徴とする製造方法。