JP2004097550A

JP2004097550A - ゴルフクラブヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004097550A
Application number: JP2002264460A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yabu; 藪　眞徳
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-04-02
Also published as: US20040045943A1; US6989506B2

Abstract

【課題】溶接部のひけを抑制する。
【解決手段】金属材料からなる第１の部材Ｐ１の接合面１０と、金属材料からなる第２の部材Ｐ２の接合面１１とを向き合わせてこの接合面１０、１１間をレーザ溶接で固着するレーザ溶接工程を含むゴルフクラブヘッドの製造方法である。第１の部材Ｐ１又は第２の部材Ｐ２の少なくとも一方に、その接合面に沿ってのびかつヘッド外表面から***する小高さの凸部７を一体に形成する。レーザ溶接工程は、前記凸部７の少なくとも一部を前記接合面１０、１１間の隙間Ｄに溶け込ませて接合面間を溶接する。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶接部におけるひけ等を抑制して溶接不良を減じるのに役立つゴルフクラブヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属製のゴルフクラブヘッドは、鋳造、鍛造又はプレス等により２以上の部材を成形し、これらを溶接により一体に固着して製造されるのが一般的である。また、近年ではこのような溶接にレーザ溶接が用いられることがある（例えば特許文献１ないし２参照）。レーザ溶接は、レーザビームを熱源とする融接法の一種であり、溶加材などを用いることなく行われる。このようなレーザ溶接は、局部的な加熱が行えるため、溶接部周辺への熱影響を最小限に抑え、金属結晶組織の変態などを抑制し得るほか、接合精度を緻密化でき接合強度の向上などをもたらしうる。また異種金属などの接合をも可能とする利点がある。
【０００３】
【特許文献１】
特許第２６００５２９号公報（段落「００１１」）
【特許文献２】
特開２００１−２９３１１５号公報（請求項５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１２には、レーザー溶接を用いたウッド型のゴルフクラブヘッドの製造工程を示している。同図（Ａ）のように、ヘッドａは、先ずヘッド本体ｂの前面に設けた開口部ｄにフェース部材ｃが嵌め込まれて仮組みされる。
【０００５】
そして、そのＸ部を図１２（Ｂ）に拡大して示すように、レーザー加工機ｆから発せられるレーザビームは、ヘッド本体ｂ側の接合面ｂ１と、フェース部材ｃ側の接合面ｃ１との境界部付近に照射される。レーザビームを受けた接合面ｂ１、ｃ１は、発熱によって、互いに溶け出しかつこれが固化することによりヘッド本体ｂとフェース部材ｃとが固着される。
【０００６】
ところで、前記接合面ｂ１と接合面ｃ１とを仮組みする際には、加工精度の関係上、不可避的に微小な隙間が形成される。このため、接合面ｂ１、ｃ１付近の材料が前記隙間へと溶け込み、図１２（Ｃ）に誇張して示すように、溶接部がヘッド内方へと凹むいわゆるひけｇが生じやすい。このようなヘッドは、耐久性などの品質を損ね、かつ歩留まりを低下させる。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、溶接される少なくとも一方に、その接合面に沿ってのびかつヘッド外表面から***する小高さの凸部を一体に形成するとともに、レーザ溶接工程において、この凸部の少なくとも一部を前記接合面間の隙間に溶け込ませて接合面間を溶接することを基本として、溶接部のひけを防止し溶接不良などを減じて生産性を向上し得るゴルフクラブヘッドないしその製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、金属材料からなる第１の部材の接合面と、金属材料からなる第２の部材の接合面とを向き合わせてこの接合面間をレーザ溶接で固着するレーザ溶接工程を含むゴルフクラブヘッドの製造方法であって、前記第１の部材又は第２の部材の少なくとも一方に、その接合面に沿ってのびかつヘッド外表面から***する小高さの凸部を一体に形成するとともに、前記レーザ溶接工程は、前記凸部の少なくとも一部を前記接合面間の隙間に溶け込ませて接合面間を溶接することを特徴としている。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記凸部は、前記接合面と直角な断面において、前記接合面をヘッド外表面を超えて延長した縦面と、ヘッド外表面から前記縦面の外端に向かう斜面とを含む略三角形状又は略台形状をなす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である。
【００１０】
また請求項３記載の発明は、前記第１の部材は、前記凸部を鋳造により一体に形成した鋳造品からなることを特徴とする請求項１又は２記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。
【００１１】
また請求項４記載の発明は、前記第２の部材は、前記凸部をプレス加工により一体に形成したプレス加工品からなることを特徴とする請求項１又は２記載のゴルフクラブヘッドの製造方法である。
【００１２】
また請求項５記載の発明は、前記凸部の高さＨが、該凸部を除いた前記第１の部材又は第２の部材の小さい方の厚さの０．３〜１．０倍であり、かつ前記凸部の接合面と直角な最大巾Ｗが、前記高さＨの０．５〜２．０倍であることを特徴とする請求項１乃至４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。
【００１３】
また請求項６記載の発明は、金属材料からなる第１の部材の接合面と、金属材料からなる第２の部材の接合面とを向き合わせてこの接合面の間をレーザ溶接により固着した溶接部を有するゴルフクラブヘッドであって、前記溶接部は、前記第１の部材又は第２の部材の少なくとも一方の接合面に沿ってヘッド外方に突出形成された小高さの凸部を、レーザ光で前記接合面の間の隙間に溶け込ませて固化させた溶け込み部を含むことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明のゴルフクラブヘッドをその製造方法とともに図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態に係るウッド型のゴルフクラブヘッドの斜視図、図２はその分解斜視図をそれぞれ例示している。図において、ウッド型のゴルフクラブヘッド（以下、単に「ヘッド」ということがある。）１は、ボールを打撃するフェース面Ｆを表面とするフェース部２と、前記フェース面Ｆの上縁Ｅａに連なりかつヘッド上面をなすクラウン部３と、前記フェース面Ｆの下縁Ｅｂに連なりヘッド底面をなすソール部４と、前記クラウン部３とソール部４との間をフェース面のトウ側縁Ｅｃからヒール側縁Ｅｄまでのびヘッド側面を形成するサイド部５と、図示しないシャフトが装着されるネック部６とを具え、内部を中空構造としたものが例示される。
【００１５】
また図２に示すように、本実施形態のヘッド１では、金属材料からなる第１の部材Ｐ１と、金属材料からなる第２の部材Ｐ２とからなり、これらをレーザー溶接により固着することにより製造されている。
【００１６】
前記第１の部材Ｐ１は、本例ではクラウン部３、ソール部４、サイド部５及びネック部６を含み、かつフェース面Ｆ上に開口部Ｏを設けたヘッド本体１ａからなるものが例示される。該ヘッド本体１ａは、特に限定はされないが、例えば金属材料を鋳造によって一体に成形した鋳造品からなるものが示されている。
【００１７】
また前記第２の部材Ｐ２は、本例では前記ヘッド本体１ａの開口部Ｏに嵌め込まれてフェース面Ｆの主要部を形成しうるフェース板１ｂからなるものが例示されている。該フェース板１ｂは、特に限定はされないが、鍛造、鋳造又はプレス加工といった種々の塑性加工法により製造でき、本例では金属材料をプレス加工により曲面形状（所定のロール、バルジ）に成形したものが示されている。
【００１８】
またヘッド本体１ａ、フェース板１ｂに用いる金属材料としては、例えばチタン合金、純チタン、ステンレス鋼、アルミニウム合金、機械構造用炭素鋼、マルエージング鋼、マグネシウム合金、銅合金、チタン−ジルコニウム系合金等の各種の金属材料を採用することができる。また本実施形態では、ヘッド本体１ａとフェース板１ｂとをレーザ溶接により固着するため、主成分が同一の材料のみならず、異なる材料を採用することができる。
【００１９】
また本実施形態の製造方法では、図３に示すように、フェース板１ｂを、ヘッド本体１ａの開口部Ｏに嵌め込んで仮固定し、これをレーザー溶接で固着するレーザ溶接工程を含んでいる。
【００２０】
ヘッド本体１ａの開口部Ｏには、例えば図２に示すように、前記仮固定の際に、該フェース板１ｂの背面と接触しこれを支持する位置決め用の支持片９を連続的又は間欠的に設けることが望ましい。これにより、フェース板１ｂの位置決めを容易かつ確実とする。また開口部Ｏの輪郭形状は、フェース板１ｂの輪郭線に沿うとともに、該フェース板１ｂをとまりばめ乃至すきまばめ程度で嵌め込みできるように設定されている。このため、図４（Ａ）に仮固定時の断面を拡大して示すように、ヘッド本体１ａの接合面（開口部Ｏの内周面）１０と、フェース板１ｂの接合面（フェース板１ｂの外周面）との間には、微小な隙間Ｄが形成される。この隙間Ｄは、特に限定はされないが、例えば０．１〜０．５ｍｍ程度、より好ましくは０．１〜０．３ｍｍ程度に設定される。前記隙間Ｄが小さすぎると、フェース板１ｂをヘッド本体１ａの開口部Ｏに嵌め込むのが困難となり、逆に大きすぎると、フェース板１ｂの位置が安定せず、かつ溶接時にひけが生じやすくなる。
【００２１】
また本実施形態では、図２、図３、図４（Ａ）に示すように、前記ヘッド本体１ａに、その接合面１０に沿ってのびかつヘッド外表面１２から***する小高さの凸部７を一体に形成したものが示されている。該凸部７は、図２、図３に示すように、本例では開口部Ｏの周囲に連続して環状で形成されたものを示し、本例ではヘッド本体１ａを鋳造する際にこの凸部７を一体に形成している。また本例の凸部７は、例えば図４（Ａ）に示すように、ヘッド本体１ａの接合面１０と直角かつその長手方向とも直角な断面において、前記接合面１０をヘッド外表面１２を超えて延長した縦面７ａと、ヘッド外表面１２から前記縦面７ａの外端に向かう斜面７ｂとを含む略三角形状をなすものが示されている。ただし、このような形態に限定されるものではなく、例えば図４（Ｂ）に示すように、前記縦面７ａと前記斜面７Ｂとを含む断面略台形状としたり、或いは図示しない扇状とするなど種々の形状に変更できる。
【００２２】
次に、図５（Ａ）〜（Ｂ）においてレーザ溶接工程の一例を説明する。レーザ加工機ｆからのレーザビームは、前記接合面１０、１１の境界部付近ないし凸部７に照射される。なおレーザビームの種類は特に問わないが、例えばＣＯ_２レーザやＹＡＧレーザなどが好適に用いることができる。また、レーザビームの出力数やビーム巾などは、溶接する金属材料や接合面の厚さなどに応じて適宜定めることができる。ヘッド本体１ａとフェース板１ｂとの各接合面１０、１１は、それぞれ発熱によって互いに溶け出すとともに、とりわけ凸部７が溶けた溶融材は、抵抗の少ない接合面１０、１１間へと流れ込み、当初に形成されていた接合面１０、１１の間の隙間Ｄを十分に満たすことができる。また隙間Ｄから漏れた凸部７が溶けた溶融材は、図５（Ｂ）の如く、接合面１０，１１の境界部付近へ肉盛られた肉盛部１４を形成している。
【００２３】
このように、レーザ溶接工程では、凸部７の少なくとも一部を前記接合面１０、１１間の隙間Ｄに溶け込ませて溶接できる。従って、図５（Ｂ）に示すように、溶接部１３は、溶加材を用いないレーザ溶接であっても、凸部７を接合面１０１１の間の隙間Ｄに溶け込ませて固化させた溶け込み部１５を含むことにより、ひけが発生するのを抑制できる。特に隙間Ｄと凸部７の大きさをバランスさせることにより、レーザ溶接後、溶接部１３に小高さの肉盛部１４を形成するのが特に望ましい。またレーザ溶接では、ＴＩＧ溶接などに比して、周囲への溶接熱の影響を最小限に抑えうる結果、フェース板１ｂの組織の変態などを抑制し、材料特性を損ねることなしにヘッド本体部１ａに固着しうる他、溶接部の外観をも向上し得る。なおレーザ溶接後、溶接部１３の肉盛部１４は、研磨等によって除去され、溶接部１３はフェース面Ｆと面一に平滑化される。
【００２４】
前記凸部７は、上述の効果を高めるために、図４（Ａ）に示すように凸部７の高さＨを、該凸部７を除いた前記第１の部材Ｐ１又は第２の部材Ｐ２の小さい方の厚さｔの０．３〜１．０倍、より好ましくは０．４〜０．７倍とするのが望ましい。なお前記厚さｔは、接合面１０又は１１において測定するものとし、凸部７が設けられている部材については、ヘッド外表面１２を仮想延長して求めるものとする。前記凸部７の高さＨが、前記厚さｔの０．３倍未満であると、凸部が小さくなる傾向があるため隙間Ｄを十分に満たす効果が低下しやすく、ひいてはひけの抑制効果に劣り、逆に１．０倍を超えると、凸部７が大型化し余剰材が多くなり、材料コストを無駄に浪費しやすくなる。同様の観点より、凸部７の、接合面１０と直角な最大巾Ｗが、前記高さＨの０．５〜２．０倍、より好ましくは０．７〜１．５倍であることが望ましい。
【００２５】
図６には、本発明の他の実施形態を示している。
図６（Ａ）の実施形態では、凸部７が第２の部材Ｐ２であるフェース板１ｂに設けられたものを示し、また図６（Ｂ）の実施形態では、凸部７が第１の部材Ｐ１であるヘッド本体１ａと第２の部材Ｐ２であるフェース板１ｂとの双方に設けられたものを示している。このような形態においても、前記と同様に溶接部１３のひけを減じることができる。なお図６（Ａ）に鎖線で示すように、凸部７が設けられていない接合面１０に、凸部７の溶けた溶融材を受ける面取り部１６を設けても良い。
【００２６】
図７には、さらに本発明の他の実施形態を示している。
この形態では、第１の部材Ｐ１が、クラウン部３に開口部Ｏを有するヘッド本体１ｃからなり、かつ第２の部材Ｐ２がこの開口部Ｏに嵌め込まれてレーザ溶接されるクラウン板１ｄからなるものが例示される。そして、本例ではこのクラウン板１ｄに凸部７を設けたものを例示している。またこのクラウン板１ｄは、プレスにより成形されたプレス加工品からなるとともに、前記凸部７を該プレス成形と同時に一体に形成している。このように、前記実施形態を含め、凸部７をプレスないし鋳造成型時に一体に形成することにより、製造工程が複雑化することを防止できる。
【００２７】
図７（Ａ）、（Ｂ）には、さらに本発明の他の実施形態を示している。
この実施形態では、ヘッド２０が、アイアン型をなし、いずれも第１の部材Ｐ１をなすヘッド本体２０ａと、第２の部材Ｐ２をなすフェース部材２０ｂとから構成されている。このフェース部材２０ｂは、実質的なフェース面Ｆを有している。図７（Ａ）のものでは、凸部７を第１の部材Ｐ１に形成しており、他方、図７（Ｂ）のものでは、凸部７を第２の部材Ｐ２に形成している。
【００２８】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明のヘッドは、３以上の部品からなるものも包含するのは勿論である。また凸部７の断面形状なども図示しない種々態様を含ませ得る。また上記実施形態では、凸部７を開口部Ｏの周囲に連続して環状に設けたものを示したが、部分的に途切れる途切れ部を含んでいても良い。
【００２９】
【実施例】
表１の仕様にて、ゴルフクラブヘッドの部材を準備し、これらをレーザー溶接により固着してゴルフクラブヘッドをそれぞれ１００個製造した。そして各ヘッドの溶接部を目視により観察し、ひけの発生率を調べた。
テストの結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
テストの結果、実施例のものは、比較例に比べるとひけの発生率を大幅に低減していることが確認できる。
【００３２】
【発明の効果】
上述したように、請求項１又は６記載の発明では、予め***させた凸部を接合面の間の隙間に溶け込ませることにより、溶加材を用いないレーザー溶接において、溶接部のひけの発生が防止される。従って、本発明の製造方法ないしヘッドでは、溶接不良を低減し歩留まりを高める。
【００３３】
また請求項２記載の発明のように、凸部の断面を、接合面をヘッド外表面を超えて延長した縦面と、ヘッド外表面から前記縦面の外端に向かう斜面とを含む略三角形状又は略台形状としたときには、凸部が溶けた溶融材がより円滑に接合面の間の隙間へと流れ込み易くなる。従って、より一層、溶接不良を防止するのに役立つ。
【００３４】
また請求項３記載の発明のように、前記第１の部材を、凸部を鋳造により一体に形成した鋳造品としたとき、又は請求項４記載の発明のように、前記第２の部材を、凸部をプレス加工により一体に形成したプレス加工品としたときには、いずれも凸部を別に成形する必要が無く、生産性の悪化を防止しうる。
【００３５】
また請求項５記載の発明のように、前記凸部の高さＨと最大巾Ｗとを規制したときには、接合部の過度の肉盛りなどを防止しつつ確実にひけを防止することができる。また溶接後の研磨量などを削減するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すヘッドの全体斜視図である。
【図２】その分解斜視図である。
【図３】ヘッドを仮固定した全体斜視図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はヘッドの部分断面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はレーザ溶接工程などを説明するヘッドの断面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施形態を示すヘッドの部分断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態を示すヘッドの部分断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施形態を示すヘッドの部分断面図である。
【図９】実施例のヘッドの分解断面図である。
【図１０】実施例のヘッドの分解断面図である。
【図１１】実施例のヘッドの分解断面図である。
【図１２】（Ａ）は従来のヘッドの仮固定状態を示す全体断面図、（Ｂ）はそのＸ部拡大図、（Ｃ）はその溶接後の断面図である。
【符号の説明】
１　ゴルフクラブヘッド
１ａ　ヘッド本体
１ｂ　フェース板
２　フェース部
３　クラウン部
４　ソール部
５　サイド部
６　ネック部
７　凸部
１０、１１　接合面
Ｆ　フェース面
Ｐ１　第１の部材
Ｐ２　第２の部材

Claims

金属材料からなる第１の部材の接合面と、金属材料からなる第２の部材の接合面とを向き合わせてこの接合面間をレーザ溶接で固着するレーザ溶接工程を含むゴルフクラブヘッドの製造方法であって、
前記第１の部材又は第２の部材の少なくとも一方に、その接合面に沿ってのびかつヘッド外表面から***する小高さの凸部を一体に形成するとともに、
前記レーザ溶接工程は、前記凸部の少なくとも一部を前記接合面間の隙間に溶け込ませて接合面間を溶接することを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
前記凸部は、前記接合面と直角な断面において、前記接合面をヘッド外表面を超えて延長した縦面と、ヘッド外表面から前記縦面の外端に向かう斜面とを含む略三角形状又は略台形状をなす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。
前記第１の部材は、前記凸部を鋳造により一体に形成した鋳造品からなることを特徴とする請求項１又は２記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
前記第２の部材は、前記凸部をプレス加工により一体に形成したプレス加工品からなることを特徴とする請求項１又は２記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
前記凸部の高さＨが、該凸部を除いた前記第１の部材又は第２の部材の小さい方の厚さの０．３〜１．０倍であり、
かつ前記凸部の接合面と直角な最大巾Ｗが、前記高さＨの０．５〜２．０倍であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
金属材料からなる第１の部材の接合面と、金属材料からなる第２の部材の接合面とを向き合わせてこの接合面の間をレーザ溶接により固着した溶接部を有するゴルフクラブヘッドであって、
前記溶接部は、前記第１の部材又は第２の部材の少なくとも一方の接合面に沿ってヘッド外方に突出形成された小高さの凸部を、レーザ光で前記接合面の間の隙間に溶け込ませて固化させた溶け込み部を含むことを特徴とするゴルフクラブヘッド。