JPH11104278A - Golf club head and its production - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hollow golf club head which is improved in the finishing of its surface with decreased production stages, and further, has excellent strength. SOLUTION: This process for production consists in molding the central core of the golf club head by using wax, then installing the central core into a metal mold bored along with the external shape part of the golf club head. A kneaded mixture composed of metallic powder and a binder is then injected to the surface of the central core by a metal injection molding method using this metal mold, by which a green compact is molded. This green compact is then taken out of the metal mold and is vacuum dried. The green compact is then heated to elute the wax of the central core to obtain the hollow green compact. This green compact is sintered, by which the golf club head is produced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属射出成形法を
用いた、ゴルフクラブの中空メタルヘッドの製法および
この製法を用いたゴルフクラブに関し、その表面仕上が
りを向上させたものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a hollow metal head of a golf club using a metal injection molding method and a golf club using the manufacturing method, and to improve the surface finish.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近時、ドライバ、スプーン、バフィー、
クリークなどのウッドタイプのゴルフクラブヘッドは、
そのほとんどが中空メタルヘッドである。このメタルヘ
ッドの材料としては、ステンレス鋼、チタン合金、高力
アルミ合金などであり、ステンレス鋼、高力アルミ合金
からなるヘッドでは、ロストワックス法などの鋳造法
が、またチタン合金からなるヘッドでは、鍛造溶接法が
用いられている。鋳造法では、製造工程が多く、表面仕
上がりが良くなく、研磨などの仕上げ加工が必要であ
る。また鍛造溶接法では、製造工程が多く、コストがか
さむ欠点がある。2. Description of the Related Art Recently, a driver, a spoon, a buffy,
Wood type golf club heads such as Creek
Most of them are hollow metal heads. The material of this metal head is stainless steel, titanium alloy, high-strength aluminum alloy, etc.For the head made of stainless steel and high-strength aluminum alloy, the casting method such as the lost wax method is used, and for the head made of titanium alloy, Forging welding method is used. In the casting method, there are many manufacturing steps, the surface finish is not good, and finishing such as polishing is required. In addition, the forging welding method has a drawback that the number of manufacturing steps is large and the cost is high.

【０００３】一方、金属加工法の一つに、金属射出成形
法（以下、ＭＩＭ法とする）が用いられている。このＭ
ＩＭ法は、金属粉末とバインダーとを混練し、この混練
物を射出成形機によって射出成形し、所望の立体形状を
有するグリーン体とし、ついで、このグリーン体を加熱
し、バインダーの一部を分解、除去して脱脂を行い、つ
いでこれを高温で加熱し、焼結して金属部品等を得るも
ので、複雑な形状のものの成形が容易で、表面仕上がり
も良好なものとなる。このＭＩＭ法によって、中実のパ
ターヘッドや、アイアンタイプのヘッドを製造すること
が試みられているが、中空ヘッドの製造はなされていな
い。また、ＭＩＭ法では、バインダーの除去に長時間を
要する不都合があった。On the other hand, as one of metal working methods, a metal injection molding method (hereinafter, referred to as MIM method) is used. This M
In the IM method, a metal powder and a binder are kneaded, and the kneaded material is injection-molded by an injection molding machine to form a green body having a desired three-dimensional shape. Then, the green body is heated to decompose a part of the binder. It is removed and degreased, then heated at a high temperature and sintered to obtain a metal part or the like. It is easy to mold a complicated shape and the surface finish is good. An attempt has been made to manufacture a solid putter head or an iron type head by the MIM method, but no hollow head has been manufactured. In addition, the MIM method has a disadvantage that it takes a long time to remove the binder.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】よって、本発明の課題
は、中空のゴルフクラブヘッドの製法において、製造工
程が少なく、表面の仕上がりを向上させ、さらに優れた
強度を有する中空ヘッドの製法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a hollow golf club head which has a small number of manufacturing steps, improves the surface finish, and has excellent strength. Is to do.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】かかる課題は、ワックス
を用いてゴルフクラブヘッドの中空部分にあたる中芯を
成形し、ついで、該中芯をゴルフクラブの外形部分をく
り抜いた金型内に設置し、ついで、この金型を用いて金
属射出成形法にて該中芯の表面に金属粉と、常温で水ま
たは溶剤を含有するバインダーとの混練物を射出してグ
リーン体を成形し、ついで、金型から該グリーン体を取
り出して該グリーン体を真空乾燥させて、脱水または脱
溶剤し、ついで、グリーン体を加熱して中芯のワックス
を溶出して内部が中空であるグリーン体を得、ついで、
これを焼結することによって解決することができる。ま
た、上記バインダーとしては、水溶性タンパク質系（ゼ
ラチン水溶液系のもの等）のもの、または水溶性多糖類
（寒天水溶液系、κーカラギーナン水溶液系のもの等）
を用いることが好ましい。An object of the present invention is to form a core corresponding to a hollow portion of a golf club head using wax, and then install the core in a mold in which an outer portion of the golf club is hollowed out. Then, a metal powder and a kneaded product of a binder containing water or a solvent at normal temperature are injected into the surface of the core by a metal injection molding method using the mold to form a green body. The green body is taken out from the mold, the green body is vacuum dried, dehydrated or desolvated, and then the green body is heated to elute the core wax to obtain a green body having a hollow inside, Then
This can be solved by sintering. The binder may be a water-soluble protein (eg, an aqueous gelatin solution) or a water-soluble polysaccharide (eg, an agar aqueous solution, a κ-carrageenan aqueous solution).
It is preferable to use

【０００６】[0006]

【発明の実施の形態】図１は本製法の工程の一例を示し
た工程図である。本発明のゴルフクラブの中空ヘッドの
製法においては、まず、ゴルフクラブの中空部にあたる
中芯を製造する。この中芯は、カルナバワックス、パラ
フィンワックスなどのワックスに無機物粉末を充填した
ものからなる。上記無機物粉末は、中芯の収縮を防止す
るために、またその強度を上げるために充填されるもの
であり、アルミナ、ガラスビーズ等が挙げられる。この
ロウ型は、型への流し込み、インジェクション法または
プレス成形等、一般に用いられる成形法にて作製するこ
とができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a process chart showing an example of the steps of the present production method. In the method for manufacturing a hollow head of a golf club of the present invention, first, a core corresponding to a hollow portion of the golf club is manufactured. The core is made of a wax such as carnauba wax or paraffin wax filled with an inorganic powder. The inorganic powder is filled to prevent shrinkage of the core and increase its strength, and examples thereof include alumina and glass beads. This wax mold can be produced by a commonly used molding method such as casting into a mold, injection method or press molding.

【０００７】つぎに、この中芯を金型内に設置する。図
２は、中芯が設置された金型の一例を示す断面図であ
る。金型１には、予めその内部にゴルフクラブヘッドの
外形の形状をくり抜いたキャビティ２が形成されてい
る。このキャビティ２の内部に、上記中芯３を設置す
る。このときにできる中芯３とキャビティ２との隙間４
には、金属粉とバインダーからなる混練物が射出され
て、グリーン体が形成される。このとき、キャビティ
２、中芯３、隙間４の大きさは、出来上がりのクラブヘ
ッドの大きさ、中空部分の大きさ、厚さ等を考慮して適
宜定められる。Next, the core is set in a mold. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a mold in which a core is installed. The mold 1 has a cavity 2 in which the shape of the outer shape of the golf club head is previously hollowed. The core 3 is set inside the cavity 2. The gap 4 between the core 3 and the cavity 2 formed at this time
, A kneaded product composed of a metal powder and a binder is injected to form a green body. At this time, the sizes of the cavity 2, the core 3, and the gap 4 are appropriately determined in consideration of the size of the finished club head, the size of the hollow portion, the thickness, and the like.

【０００８】このように金型１を準備し、これを用いて
ＭＩＭ法にてゴルフクラブヘッドを成形する。まず、金
属粉とバインダーとを混練して混練物とし、これを上記
金型１に射出する。上記金属粉としては、ガスアトマイ
ズ法、水アトマイズ法、高圧水アトマイズ法などによっ
て得られたステンレス鋼、チタン合金、高力アルミニウ
ム合金などの粒径１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ
以下の球状、真球状の微粉末が用いられる。[0008] The mold 1 is prepared as described above, and the golf club head is formed by using the mold 1 by the MIM method. First, a metal powder and a binder are kneaded to form a kneaded material, which is injected into the mold 1. As the metal powder, a particle diameter of 100 μm or less, preferably 20 μm of stainless steel, a titanium alloy, a high-strength aluminum alloy, or the like obtained by a gas atomization method, a water atomization method, a high-pressure water atomization method, or the like.
The following spherical and true spherical fine powders are used.

【０００９】上記バインダーとしては、従来アクリル系
樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンー酢酸
ビニル共重合体などの熱可塑性樹脂とワックスとの混合
物が主に使用されている。しかしながら、これらのバイ
ンダーは脱脂時間が極めて長いという問題があるため、
本発明においては、本出願人が先に特許出願した、水溶
性タンパク質系または水溶性多糖類（κーカラギーナン
水溶液系）バインダーが好適に用いられる。Conventionally, as the binder, a mixture of a wax and a thermoplastic resin such as an acrylic resin, polyethylene, polypropylene, or an ethylene-vinyl acetate copolymer has been mainly used. However, these binders have a problem that the degreasing time is extremely long,
In the present invention, a water-soluble protein-based or water-soluble polysaccharide (κ-carrageenan aqueous solution) binder, filed by the present applicant, is preferably used.

【００１０】上記水溶性タンパク質系バインダーとして
は、水に溶解してゾルーゲル可逆反応を示すタンパク質
系物質を水に溶解し、これに多価金属塩または水溶性ポ
リマーを溶解してなるバインダーが挙げられる。上記水
溶性タンパク質としては、粒径０．１〜１ｍｍ程度の粉
末状ゼラチン、にかわ、カゼイン、フィブリン、セリシ
ンなどが挙げられる。多価金属塩としては、カリウム、
カルシウム、アルミニウム、銅、チタンなどの２価以上
のイオン価をもつ金属の塩化物や、硫酸塩などが用いら
れる。また、水溶性ポリマーとしては、ポリエチレング
リコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ソー
ダ、ポリアセタール系樹脂などが１種または２種混合し
て用いられる。Examples of the water-soluble protein-based binder include a binder obtained by dissolving a protein-based substance which exhibits a sol-gel reversible reaction in water and dissolving a polyvalent metal salt or a water-soluble polymer in water. . Examples of the water-soluble protein include powdered gelatin having a particle size of about 0.1 to 1 mm, glue, casein, fibrin, sericin, and the like. As polyvalent metal salts, potassium,
Chloride or sulfate of a metal having an ionic value of 2 or more such as calcium, aluminum, copper, and titanium is used. In addition, as the water-soluble polymer, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, sodium polyacrylate, polyacetal-based resin, or the like is used alone or in combination of two or more.

【００１１】上記バインダーは、水１００重量部に対し
て、タンパク質系物質１０〜３５重量部、好ましくは２
０〜２５重量部と、多価金属５〜１５重量部とを溶解し
たものあるいはこれに更に水溶性ポリマー５〜２０重量
部を溶解したものである。The binder is used in an amount of 10 to 35 parts by weight, preferably 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of water.
It is obtained by dissolving 0 to 25 parts by weight and 5 to 15 parts by weight of a polyvalent metal or further dissolving 5 to 20 parts by weight of a water-soluble polymer.

【００１２】上記水溶性多糖類のバインダーとしては、
寒天水溶液系や、κーカラギーナン水溶液系バインダー
等が挙げられる。κーカラギーナン水溶液系バインダー
としては、κーカラギーナンを水に溶解したものに、１
価または２価の金属塩を溶解したもの、さらにこれらに
水溶性タンパク質を溶解したものや、κーガラギーガン
を水に溶解したものにアルコール類を溶解したものが挙
げられる。κーカラギーガンとは、Ｄ−ガラクトースと
３，６ーアンヒドローＤ−ガラクトースとＤ−ガラクト
ース−４−サルフェイトとからなるものであり、ゾルー
ゲル可逆反応を示すポリマーである。また、１価または
２価の金属塩としては、カリウム、カルシウムなどの１
価もしくは２価の金属の塩化物や、臭化物などが用いら
れる。水溶性タンパク質としては、ゼラチン、カゼイ
ン、フィブロイン、セリシン等が挙げられる。The binder for the water-soluble polysaccharide includes:
An aqueous agar-based solution, a κ-carrageenan-based solution binder, and the like can be used. As a κ-carrageenan aqueous solution-based binder, κ-carrageenan dissolved in water may be used.
Examples thereof include those in which a monovalent or divalent metal salt is dissolved, those in which a water-soluble protein is dissolved, and those in which kappa-galagigan is dissolved in water and alcohols are dissolved. K-carrageenan is a polymer comprising D-galactose, 3,6-anhydro-D-galactose, and D-galactose-4-sulfate, and is a polymer that exhibits a sol-gel reversible reaction. In addition, examples of the monovalent or divalent metal salts include potassium, calcium and the like.
Chloride or bromide of a divalent or divalent metal is used. Examples of the water-soluble protein include gelatin, casein, fibroin, sericin and the like.

【００１３】上記バインダーは、水１００重量部に対し
てκーカラギーナン１０〜４０重量部、１価または２価
の金属塩０．５〜３重量部とを溶解したもの、あるいは
これに更に水溶性タンパク質５〜２０重量部溶解したも
の、もしくは、水１００重量部に対して、κーカラギー
ナン１０〜４０重量部とアルコール類１〜５重量部とを
溶解したものである。また、上述のバインダーに、防腐
剤としてのギ酸、安息香酸、安息香酸ナトリウム、射出
成形時の滑剤としてのステアリン酸、エルカ酸、高級脂
肪酸の金属石鹸分散剤、界面活性剤などを必要に応じて
添加することができる。The binder is obtained by dissolving 10 to 40 parts by weight of kappa-carrageenan and 0.5 to 3 parts by weight of a monovalent or divalent metal salt with respect to 100 parts by weight of water, or a water-soluble protein. 5 to 20 parts by weight, or 10 to 40 parts by weight of kappa-carrageenan and 1 to 5 parts by weight of alcohol in 100 parts by weight of water. Further, in the above-mentioned binder, formic acid as a preservative, benzoic acid, sodium benzoate, stearic acid as a lubricant at the time of injection molding, erucic acid, a metal soap dispersant of higher fatty acid, a surfactant and the like as required Can be added.

【００１４】これらのバインダーは、上記金属粉末に対
して、４０〜６０体積％の割合で加え、混練される。ま
た、これらのバインダーを用いた場合の混練温度は、７
０〜９０℃とされ、バインダーがゾル状態を示す温度で
行われる。この際、金属粉末を数回に分けて加えること
が好ましい。このようなバインダーを用いると、脱脂工
程の時間が短縮され、射出温度を低くすることができ
る。These binders are added and kneaded at a ratio of 40 to 60% by volume based on the metal powder. The kneading temperature when using these binders is 7
The reaction is performed at a temperature of 0 to 90 ° C., and the binder shows a sol state. At this time, it is preferable to add the metal powder several times. When such a binder is used, the time of the degreasing step is shortened, and the injection temperature can be lowered.

【００１５】そして、これらを混練後、この混練物を造
粒してペレット状としたのち、上述の中芯３を設置した
金型１に、インジェクション装置等を用いて射出成形し
て、グリーン体を形成する。このときの射出温度として
は、上記バインダーがゾル状態を保つ７０〜９５℃とさ
れる。After kneading them, the kneaded product is granulated to form pellets, and then the mixture is injection-molded into a mold 1 on which the above-mentioned core 3 is installed by using an injection device or the like to obtain a green body. To form The injection temperature at this time is set to 70 to 95 ° C. in which the binder maintains a sol state.

【００１６】次に、上記グリーン体を金型１から取り出
し、真空乾燥する。このときの温度は中芯３のワックス
の融点よりも低い温度とされ、３０℃程度が適当とさ
れ、１０ｔｏｒｒ以下の真空状態において、８時間乾燥
させるのが好ましい。グリーン体は、水分が含まれてい
ると硬度が低下し、外力で形が崩れ易くなっている。よ
って、このように完全に乾燥させることによって、その
硬度が増し形が崩れにくくなるため、中芯３を溶出して
内部を中空とした場合にも変形しにくくなる。Next, the green body is taken out of the mold 1 and dried in a vacuum. The temperature at this time is lower than the melting point of the wax of the core 3, approximately 30 ° C. is appropriate, and drying is preferably performed for 8 hours in a vacuum state of 10 torr or less. The green body has a reduced hardness when it contains moisture, and is easily deformed by external force. Thus, by completely drying in this way, the hardness is increased and the shape is less likely to be collapsed. Therefore, even when the core 3 is eluted and the inside is hollow, deformation is less likely.

【００１７】次に、乾燥させたグリーン体を加熱して、
中芯３のワックスを溶出させる。このときの温度は、中
芯３のワックスの融点以上で、かつ乾燥したグリーン体
の融点以下の温度とされ、７０〜１００℃が好適とされ
る。このようにして、中空状のグリーン体を得ることが
できる。Next, the dried green body is heated,
The wax of the core 3 is eluted. The temperature at this time is set to a temperature equal to or higher than the melting point of the wax of the core 3 and equal to or lower than the melting point of the dried green body. Thus, a hollow green body can be obtained.

【００１８】次に、このグリーン体を加熱炉にて加熱し
て脱バインダーし、さらに焼結して所望の中空のゴルフ
クラブヘッドとする。このとき加熱は、真空または不活
性ガス雰囲気下で、温度１３００〜１５００℃程度にま
で、昇温して行われる。Next, the green body is heated in a heating furnace to remove the binder, and then sintered to obtain a desired hollow golf club head. At this time, the heating is performed by raising the temperature to about 1300 to 1500 ° C. in a vacuum or an inert gas atmosphere.

【００１９】このようなゴルフクラブヘッドの製法にあ
っては、ワックスからなる中芯を用いるＭＩＭ法による
ものであるので、中空のゴルフクラブヘッドを少ない製
造工程で容易に製造でき、しかも表面平滑性がよく後加
工も不要となる。また、ＭＩＭ法のバインダーとして水
溶性タンパク質系または水溶性多糖類（κーカラギーナ
ン水溶液系のもの等）を用いているので、脱脂に時間が
かからず、射出温度を低くすることができるので、コス
トが削減できる。また、成形したグリーン体を真空乾燥
させるので、グリーン体の強度が向上し、型くずれがな
く、製造工程中の取り扱いが容易となる。よって本製法
により得られたゴルフクラブヘッドは、その表面形状に
優れた強度の高いものとなる。Since such a golf club head is manufactured by the MIM method using a core made of wax, a hollow golf club head can be easily manufactured in a small number of manufacturing steps, and the surface smoothness is improved. And post-processing is not required. In addition, since a water-soluble protein system or a water-soluble polysaccharide (such as an aqueous solution of κ-carrageenan) is used as a binder for the MIM method, no time is required for degreasing, and the injection temperature can be lowered. Can be reduced. In addition, since the formed green body is dried in vacuum, the strength of the green body is improved, there is no deformation, and the handling during the manufacturing process becomes easy. Therefore, the golf club head obtained by the present manufacturing method has excellent strength in the surface shape.

【００２０】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の中空ゴル
フクラブヘッドの製法によれば、製造工程が短く、簡単
に表面仕上がりの良好な中空のゴルフクラブヘッドの中
空部分を製造することができ、また、バインダーに水溶
性タンパク質系のものや、寒天や、κーガラギーナン水
溶液系のものを用いれば、脱脂工程が短時間で済み、製
造効率ををあげ、生産コストを減らすことができる。As described above, according to the method for manufacturing a hollow golf club head of the present invention, the manufacturing process is short and the hollow portion of the hollow golf club head having a good surface finish can be easily manufactured. If a water-soluble protein binder, agar, or an aqueous solution of κ-gallaginan is used as the binder, the degreasing step can be performed in a short time, the production efficiency can be increased, and the production cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】 本発明の製法の工程の一例を示した工程図で
ある。FIG. 1 is a process chart showing an example of the process of the production method of the present invention.

【図２】 本発明に用いられる金型の一例を示した概略
断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a mold used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…金型、２…キャビティ、３…中芯 1: mold, 2: cavity, 3: core

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 中空のゴルフクラブヘッドの製法であっ
て、 ワックスを用いてゴルフクラブヘッドの中空部分にあた
る中芯を成形し、ついで、該中芯をゴルフクラブの外形
部分をくり抜いた金型内に設置し、ついで、この金型を
用いて金属射出成形法にて該中芯の表面に金属粉と、バ
インダーとの混練物を射出してグリーン体を成形し、つ
いで、金型から該グリーン体を取り出して該グリーン体
を真空乾燥させて、ついで、グリーン体を加熱して中芯
のワックスを溶出して内部が中空であるグリーン体を
得、ついで、これを焼結するゴルフクラブヘッドの製
法。1. A method of manufacturing a hollow golf club head, comprising: forming a core corresponding to a hollow portion of a golf club head using wax; Then, a kneaded product of a metal powder and a binder is injected onto the surface of the core by a metal injection molding method using the mold to form a green body, and then the green body is formed from the mold. The green body is taken out, the green body is vacuum-dried, and then the green body is heated to elute the wax of the core to obtain a green body having a hollow inside. Manufacturing method. 【請求項２】 上記バインダーが水溶性タンパク質系の
ものまたは水溶性多糖類である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法。2. The method according to claim 1, wherein the binder is a water-soluble protein-based binder or a water-soluble polysaccharide. 【請求項３】 上記請求項１または２記載のゴルフクラ
ブヘッドの製法によって得られるゴルフクラブヘッド。3. A golf club head obtained by the method of manufacturing a golf club head according to claim 1 or 2.