JP6931235B2 - ゴルフクラブヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

従来、ゴルフクラブヘッドの設計自由度を向上させるために、素材本体に異なる金属を設けるゴルフクラブの製造方法として、可鍛金属素材からなる素材本体の内部に、素材本体とは比重が異なる金属を内蔵させて一体に熱間鍛造を行う技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−３２９３３５号公報

従来技術においては、内蔵される金属は、素材本体の鍛造温度と略同等かより低い融点を有する材料であり、そもそも素材本体と同様に可鍛金属でなければならない、という問題があった。

そこで、本発明では、内蔵される材料にも可鍛金属以外を用いることができるようにして、ゴルフクラブヘッドの設計自由度を向上できるようにすることを目的とする。

本発明の請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法は、仕上げ加工前のゴルフクラブの素材本体の少なくとも一部分を、鍛造によって加工して形成するゴルフクラブヘッドの製造方法において、前記素材本体に孔を形成するステップと、前記孔に前記素材本体の材料と比重の異なる粉粒体からなる内蔵部材を充填するステップと、前記孔の開口部を栓体で閉塞するステップと、前記素材本体の鍛造を行うステップとを備えることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記開口部を前記栓体で閉塞した後、前記開口部を前記栓体とともに溶接して封止するとともに、前記開口部に非溶接箇所を設け空気抜き部を形成するステップを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項３に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記鍛造時に前記空気抜き部を上向きにするステップを備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項４に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記内蔵部材は、セラミックスとしたことを特徴とする。

本発明の請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、素材本体と内蔵部材の比重差によってゴルフクラブヘッドの重心位置の設定自由度が高まる。また、孔に粉粒体からなる内蔵部材を充填することで、内蔵部材を孔に合せて成形する等の加工の必要が無く、作業工程を省略させて、ゴルフクラブヘッドの製造を容易にすることができる。

また、本発明の請求項２に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、鍛造時に内蔵部材の気泡を空気抜き部から排出させることで、孔内部における内蔵部材の密度が増加して、素材本体と内蔵部材の一体感を高めることができる。

また、本発明の請求項３に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、鍛造時に空気抜け部を上向きにすることで、孔内部の内蔵部材がこぼれ落ちるのを抑えることができる。

また、本発明の請求項４に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法によれば、内蔵部材に比重の小さいセラミックスを用いることで、主に金属素材が用いられる素材本体との比重差によってゴルフクラブヘッドの重心位置の設定自由度が高まる。また、比重の小さいセラミックスを内蔵することで、従来のゴルフクラブヘッドと重量を同じくしたまま、体積を大きくすることができる。また、粉粒体のセラミックスを孔に充填することで、セラミックスを孔に合せて成形する等の加工の必要が無く、作業工程を省略させて、ゴルフクラブヘッドの製造を容易にすることができる。

本発明の第１実施例を示す斜視図である。 同上、製造時の平断面図である。 同上、製造時の縦断面図である。 同上、素材本体の側面図である。 同上、ヘッド本体の一部切り欠き正面図である。 同上、ヘッド本体の断面図である。 本発明の第２実施例を示すヘッド本体の一部切り欠き正面図である。 同上、ヘッド本体の断面図である。 本発明の第３実施例を示すヘッド本体の一部切り欠き正面図である。 同上、ヘッド本体の断面図である。 本発明の第４実施例を示す斜視図である。 同上、製造時の平断面図である。

以下、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法における好適な実施形態について、添付した図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成のすべてが、本発明の必須要件であるとは限らない。

以下、本発明の第１実施例について、添付の図１〜図６を参照して説明する。図１に示すように、アイアン形のゴルフクラブ１は、ヘッド２とこのヘッド２に接続するシャフト３を備えている。ヘッド２は、正面に打撃面となるフェース４が形成され、底面に接地面となるソール５が形成され、さらに一側にはヒール６が形成され、ヒール６の反対側にトウ７が形成される。ヒール６の上部には、シャフト接続部たるホーゼル８が斜め上方へ立設しており、このホーゼル８に形成した孔９にシャフト３の下端１０が接続している。なお、フェース４には、スコアライン等と称する横向きの溝１１が多段に形成されている。

前記ヘッド２は、打撃に耐える強度を有する可鍛金属、例えば鋼（Ｓ２０Ｃ）により、フェース４、ソール５及びホーゼル８を備えたヘッド本体１２が形成され、さらに、ヘッド本体１２のフェース４の内側上部に内蔵部材１３を横向きに長く内蔵したものである。内蔵部材１３は、ヘッド本体１２の素材本体１４よりも比重が小さく、また、融点が素材本体１４の鍛造温度よりも高い材料からなる粒状素材又は粉末状素材（以下、粉粒体という）であって、例えばセラミックスである酸化アルミ（Ａｌ_２Ｏ_３，アルミナ）の粒もしくは粉末が用いられている。内蔵部材１３としては、後述するヘッド本体１２の鍛造時に僅かな隙間から内蔵材料１３が飛び出す危険性を回避するため、好ましくは粒状のアルミナが用いられ、さらに好ましくは中心粒径が０．４〜１．２ｍｍの粒状のアルミナが用いられる。アルミナの融点は２０００度以上で硬度が高いが、粒状であるため鍛造時に割れる心配はない。また、アルミナは、不燃物であるため、軽比重金属にありがちな発火の恐れがない。なお、中心粒径が０．４ｍｍ未満では、鍛造時に内蔵部材１３が後述する空気抜き部から噴出する恐れがあるため好ましくない。また、中心粒径が１．２ｍｍより大きいと、鍛造時に後述する孔１５内部で圧縮された内蔵部材１３に空隙が多くなり、ヘッド本体１２の強度の低下や、打感や打撃音に影響を及ぼす恐れがある。

内蔵部材１３として素材本体１４と比重の異なる材料を選択して、内蔵材料１３が素材本体１４の任意の位置に形成された孔１５に充填されるようにすることで、素材本体１４と内蔵部材１３との比重差を利用して、ゴルフクラブ１のヘッド２の重心位置を任意の位置に調整することが可能となる。

つぎに製造方法について説明する。一般に、ヘッド本体１２の製造工程においては、打撃に耐えることのできる強度を有する、可鍛金属である鋼（Ｓ２０Ｃ）からなる円柱軸状の素材本体１４を、鋼（Ｓ２０Ｃ）の再結晶温度以上の温度である熱間鍛造温度（約１２００度）まで炉等により加熱して、「潰し鍛造」、「荒地鍛造（荒打ち、荒鍛造、荒加工）」、「仕上げ鍛造（仕上げ打ち、精密鍛造）」などの複数の熱間鍛造を経て、完成品のゴルフクラブヘッドの形状へと近づけていく。

ここで、前述の「潰し鍛造」とは、可鍛金属の熱間鍛造温度により加熱した素材本体１４を潰す金型鍛造工程である。また、前述の「荒地鍛造」とは、可鍛金属の熱間鍛造温度により加熱した素材本体１４を、荒地用下金型に載置した状態で荒地用上金型を押圧することにより、ゴルフクラブヘッドの概形に成形する金型鍛造工程である。また、前述の「仕上げ鍛造」とは、可鍛金属の熱間鍛造温度により加熱した素材本体１４を、仕上げ用下金型に載置した状態で仕上げ用上金型を押圧することにより、ゴルフクラブヘッドの完成形に近い形状に成形する金型鍛造工程である。なお、上記「潰し鍛造」、「荒地鍛造」、「仕上げ鍛造」の各鍛造工程は、一例であり、適宜変更可能である。

本実施例においては、上記の製造工程において、図２〜４に示すように、「仕上げ鍛造」以前の鍛造工程によって成形された素材本体１４に、有底円筒状の止まり穴である孔１５を形成する。そして、この孔１５に内蔵部材１３を充填した後に、孔１５の開口部１６を素材本体１４と同一或いは素材本体１４と主成分が同じ栓体１７と、溶接等の固定手段１８により封止する。ここで本実施例の開口部１６は、図４に示すように、鍛造時に上向きとなる側が空気抜き部１９として開放されたまま、その側を除く部分が固定手段１８によって封止されている。なお、孔１５の方向、形状、大きさ、深さ、位置又は数は、適宜変更可能である。本実施例の孔１５は、ゴルフクラブ１のヘッド２の溝１１と平行、かつ、溝１１の略中段部分の後方に内蔵部材１３が内蔵されるように形成されている。

そして、図２及び図３に示すように、孔１５に内蔵部材１３が充填された素材本体１４を、ヘッド本体１２の形状に型２０を形成した一方の金型である下金型２１上に載置する。このとき、孔１５に内蔵部材１３が充填された素材本体１４は、あらかじめ、素材本体１４の材料である鋼（Ｓ２０Ｃ）の熱間鍛造温度に炉等により加熱されている。なお、内蔵部材１３の融点は、素材本体１４の再結晶温度以上の温度である熱間鍛造温度より高いため、固相状態のままである。このように、所定の温度に加熱された素材本体１４が下金型２１に載置された状態で、他方の金型である上金型（図示せず）を押圧することにより鍛造を行なって、ヘッド本体１２を成形することができる。さらに、鍛造によって成形されたヘッド本体１２のフェース４を仕上げ加工してスコアライン等と称する横向きの溝１１を形成したり、表面を研磨したり、或いは、ホーゼル８に孔９を形成して仕上げる。なお、空気抜き部１９は、鍛造時に押圧されて封止される。

図５及び図６に示すように、完成したゴルフクラブ１のヘッド２は、素材本体１４より比重の小さい内蔵部材１３がヘッド２の下部に内蔵されることにより、内蔵部材１３が内蔵されていない場合と比較して、ヘッド２の重心位置が上昇したものとなっている。したがって、本実施例によれば、ウエッジ形クラブに好ましい高重心のゴルフクラブヘッドを提供することができる。

以上のように、本実施例のゴルフクラブヘッドの製造方法は、仕上げ加工前のゴルフクラブ１の素材本体１４の少なくとも一部分を、鍛造によって加工して形成するゴルフクラブヘッドの製造方法において、素材本体１４に孔１５を形成するステップと、孔１５に素材本体１４の材料と比重の異なる粉粒体からなる内蔵部材１３を充填するステップと、孔１５の開口部１６を栓体１７で閉塞するステップと、素材本体１４の鍛造を行うステップとを備えている。

この場合、素材本体１４と内蔵部材１３の比重差によってゴルフクラブヘッドの重心位置の設定自由度が高まる。また、孔１５に粉粒体からなる内蔵部材１３を充填することで、内蔵部材１３を孔１５に合せて成形する等の加工の必要が無く、作業工程を省略させて、ゴルフクラブヘッドの製造を容易にすることができる。

また、本実施例のゴルフクラブヘッドの製造方法では、開口部１６を栓体１７で閉塞した後、開口部１６を栓体１７とともに溶接して封止するとともに、開口部１６に非溶接箇所を設け空気抜き部１９を形成するステップを備えている。

この場合、鍛造時に内蔵部材１３の気泡を空気抜き部１９から排出させることで、孔１５内部における内蔵部材１３の密度が増加して、素材本体１４と内蔵部材１３の一体感を高めることができる。

また、本実施例のゴルフクラブヘッドの製造方法では、鍛造時に空気抜き部１９を上向きにするステップを備えたことにより、鍛造時に孔１５内部の内蔵部材１３がこぼれ落ちるのを抑えることができる。

また、本実施例のゴルフクラブヘッドの製造方法では、内蔵部材１３は、セラミックスとしたことにより、主に金属素材が用いられる素材本体１４との比重差によってゴルフクラブヘッドの重心位置の設定自由度が高まる。また、比重の小さいセラミックスを内蔵することで、従来のゴルフクラブヘッドと重量を同じくしたまま、体積を大きくすることができる。また、粉粒体のセラミックスを孔１５に充填することで、セラミックスを孔１５に合せて成形する等の加工の必要が無く、作業工程を省略させて、ゴルフクラブヘッドの製造を容易にすることができる。

図７及び図８は、本発明の第２実施例を示すものである。同図において、図１〜図６と同一部分には同一符号を付し、その共通する部分の詳細な説明は省略する。本実施例のヘッド２は、素材本体１４より比重の小さい内蔵部材１３がヘッド２の上部に内蔵されることにより、内蔵部材１３が内蔵されていない場合と比較して、ヘッド２の上部の重量低減にともない、ヘッド２全体の重心位置が降下したものとなっている。したがって、本実施例によれば、ロングアイアンやミドルアイアンに好ましい低重心のゴルフクラブを提供することができる。

図９及び図１０は、本発明の第３実施例を示すものである。同図において、図１〜図６と同一部分には同一符号を付し、その共通する部分の詳細な説明は省略する。本実施例のヘッド２は、内蔵部材２２として、素材本体１４の材料である鋼（Ｓ２０Ｃ）より比重が大きく、鋼（Ｓ２０Ｃ）の再結晶温度以上の温度である熱間鍛造温度より高い融点を有するタングステン合金（例えば、炭化タングステン，ＷＣ 融点２０００度以上）の粉粒体を用いたものである。本実施例のゴルフクラブ１のヘッド２は、素材本体１４より比重の大きい内蔵部材２２がヘッド２の下部に内蔵されることにより、ヘッド２の重心位置が降下したものとなっている。したがって、本実施例によれば、ロングアイアンやミドルアイアンに好ましい低重心のゴルフクラブヘッドを提供することができる。

図１１及び図１２は、本発明の第４実施例を示すものである。同図において、図１〜図６と同一部分には同一符号を付し、その共通する部分の詳細な説明は省略する。本実施例の内蔵部材２３は、図１２に示すように孔１５にアルミナの粉粒体からなる第１の内蔵部材２３Ａ、タングステン合金の粉粒体からなる第２の内蔵部材２３Ｂの順に充填された複数種類の粉粒体の組み合わせからなる。

そして、内蔵部材２３は、図１１に示すように、溝１１の後方に第１の内蔵部材２３Ａが配置されるとともに、トウ７側に第２の内蔵部材２３Ｂが配置されるようにヘッド２の下部に内蔵されたものである。

本実施例のゴルフクラブ１のヘッド２は、素材本体１４より比重の小さい第１の内蔵部材２３Ａがヘッド２の下部に内蔵されることにより、第１の内蔵部材２３Ａが内蔵されていない場合と比較して、ヘッド２の重心位置が上昇したものとなっている。したがって、本実施例によれば、ウエッジ形クラブに好ましい高重心のゴルフクラブヘッドを提供することができる。

また、素材本体１４より比重の大きい第２の内蔵部材２３Ｂがヘッド２のトウ７側に内蔵されることにより、第２の内蔵部材２３Ｂが内蔵されていない場合と比較して、ヘッド２の重心位置がトウ７寄りとなっている。したがって、本実施例によれば、ホーゼル８の重量によってフェース４の中心からヒール６寄りに重心が設計されているヘッド２の重心位置をトウ７寄りに変位させることにより、特にホーゼル８が長く設計されて、ヒール６寄りの重心が顕著になるウェッジ形クラブに好ましい重心位置のゴルフクラブヘッドを提供することができる。

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、素材本体１４の材料を鋼（Ｓ２０Ｃ）としているが、その他の金属、例えば、軟鉄などの鉄、チタン、特殊鋼、ステンレス、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、銅、ニッケル、ジルコニウム、コバルト、マンガン、亜鉛、シリコン、錫、クロムおよびこれらの合金なども使用可能であり、特に限定されるものではない。

また、上記の実施例では、内蔵部材１３、２２、２３は、素材本体１４の材料の再結晶温度より高い融点を有していれば、上述のアルミナ以外のセラミックスやタングステン合金以外の合金としてもよい。ただし、熱間鍛造時の高温状態下における火花による引火を防止する観点から不燃性を有することが好ましい。さらに、内蔵部材１３、２２、２３は、セラミックス、金属又は合成樹脂等の粉粒体を１種類又は複数種類を混合したもの、異なる粒径のものを組み合わせたもの、打感の向上のために内蔵部材１３、２２、２３の空隙を埋めるべく上述の粉粒体に合成樹脂等の添加素材を混合したものとしてもよい。

また、熱間鍛造に限らず、再結晶温度以下の常温での冷間鍛造や、熱間鍛造と冷間鍛造の中間の温度での温間鍛造としてもよい、特に、仕上げ工程直前の冷間鍛造では、鍛造後のヘッド本体１２の変形量が少なく、より高い精度での成形が可能となり、ヘッド２の重心位置の設定が高い精度で行える。

また、内蔵部材１３、２２、２３の位置は、フェース４の後方における上下方向に限定されるものではなく、ヒール６側やその反対側のトウ７側に配置したり、適宜変更することができ、これによって、ヘッド２の低重心、高重心、ヒール寄り重心又はトウ寄り重心等、ヘッド２の重心位置の設定自由度を高めることができる。

また、内蔵部材１３、２２、２３は、アイアン形のゴルフクラブのヘッド以外にも、ウッド形、アイアン形とウッド形の中間形状のユーティリティ形又はパター等の各種ゴルフクラブにおけるクラウン（上面部）、ソール（底面部）、フェース（打球面）、背面部又は内部構造に対して、内蔵されてもよい。さらに、内蔵部品１３、２２、２３は、鍛造部品パーツと、鋳造部品パーツや樹脂部品パーツ等のその他の部品パーツとの組み合わせからなる複合型ゴルフクラブヘッドの鍛造部品パーツに内蔵されるものであってもよい。

１ ゴルフクラブ
１４ 素材本体
１３、２２、２３ 内蔵部材
１５ 孔
１６ 開口部
１７ 栓体
１９ 空気抜き部

Claims (4)

1. 仕上げ加工前のゴルフクラブの素材本体の少なくとも一部分を、鍛造によって加工して形成するゴルフクラブヘッドの製造方法において、
   前記素材本体に孔を形成するステップと、
   前記孔に前記素材本体の材料と比重の異なる粉粒体からなる内蔵部材を充填するステップと、
   前記孔の開口部を栓体で閉塞するステップと、
   前記素材本体の鍛造を行うステップとを備えることを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
2. 前記開口部を前記栓体で閉塞した後、
   前記開口部を前記栓体とともに溶接して封止するとともに、前記開口部に非溶接箇所を設け空気抜き部を形成するステップを備えたことを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
3. 前記鍛造時に前記空気抜き部を上向きにするステップを備えたことを特徴とする請求項２記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
4. 前記内蔵部材は、セラミックスとしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。

Images