(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状金属製の管体でなるシャフトであって、
前記管体は、長手方向で変化した硬度パターンを有し、
前記硬度パターンは、前記管体の長手方向でヤング率又は引張強さを焼戻し処理により変えて設定した、
ことを特徴とするシャフト。
【請求項２】
請求項１記載のシャフトを用いたゴルフ・シャフトであって、
前記管体は、チップ側にヘッドを取り付けるヘッド取付部を備え、バット側にグリップを取り付けるグリップ取付部を備えた、
ことを特徴とするゴルフ・シャフト。
【請求項３】
請求項２記載のゴルフ・シャフトであって、
前記管体の硬度パターンは、前記チップ側から前記バット側へ硬度を直線的に又は曲線的に若しくは直線的及び曲線的に低下させ又は上昇させた、
ことを特徴とするゴルフ・シャフト。
【請求項４】
請求項２又は３記載のゴルフ・シャフトを用いたゴルフ・クラブであって、
前記ヘッド取付部にヘッドを取り付け、前記グリップ取付部にグリップを取り付けた、
ことを特徴とするゴルフ・シャフトを用いたゴルフ・クラブ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか1項に記載のシャフトの製造方法であって、
前記管体を焼入れする焼入れ工程と、
前記焼入れ後の管体を焼き戻す焼戻し工程とを備え、
前記焼戻し工程は、前記管体の長手方向で焼戻し条件を変えた、
ことを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項６】
請求項５記載のシャフトの製造方法であって、
前記焼戻し工程は、前記管体を設定温度で加熱する加熱部に対し設定速度で通過させ、
前記焼戻し条件は、前記設定温度及び設定速度である、
ことを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項７】
請求項６記載のシャフトの製造方法であって、
前記加熱部は、高周波電流が通電制御される加熱コイルであり、
前記設定温度は、前記加熱コイルに印加される電圧に対応し、
前記設定速度は、前記管体が前記加熱コイルのコイル中心を通過する速さである、
ことを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項８】
請求項５〜７の何れか１項に記載のシャフトの製造方法に用いる焼戻し装置であって、
前記シャフトの端部を掴むチャックと、
前記チャックを駆動して前記シャフトを長手方向に移動させるチャック駆動部と、
前記移動するシャフトを通過させながら加熱する加熱部と、
前記加熱部及び前記チャック駆動部を制御して前記設定温度及び前記設定速度を前記シャフトの長手方向に対して変化させる焼戻し制御部と、
を備えたことを特徴とする焼戻し装置。
【請求項９】
請求項８記載の焼戻し装置であって、
前記加熱部は、高周波電源により駆動される加熱コイルであり、
前記設定温度は、前記焼戻し制御部が前記高周波電源を制御して変化させ、
前記設定速度は、前記焼戻し制御部が前記チャック駆動部を制御して変化させる、
ことを特徴とする焼戻し装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属性のシャフト、ゴルフ・シャフト、ゴルフ・クラブ、及びシャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の金属製のシャフトの一例である金属性ゴルフ・シャフトとして、例えば特許文献１に記載のものがある。
【０００３】
この金属製ゴルフ・シャフトは、高強度化、高靭性化した合金設計の鋼材を焼入れ処理してその材質をマルテンサイト組織とし、次いで焼戻し処理により靱性を回復させ、強度と耐久性とを得ている。
【０００４】
この金属製ゴルフ・シャフトは、焼入れ後、焼戻しをシャフト長手方向に均一温度で一度に行ない、シャフトの弾性係数を全長に亘ってほぼ一定にしていた。
【０００５】
一方、ユーザーの力量、スイング・スタイルは様々であり、それらに合ったゴルフ・シャフトが要求されてもいる。そのためには、シャフトの肉厚、径などをシャフトの長手方向で変えたものを用意する必要があり、形状的な品数は自ずと多くなる。
【０００６】
したがって、これらを製作する加工装置、ダイス、プラグなどの加工治具なども品数に応じて用意する必要があり、さらにそれに合った調整も必要になる。
【０００７】
当然、品数に応じて設計工数も増え、製造コスト、製造時間が増えるという問題がある。
【０００８】
さらに、品種が多くなるほど、品質を安定させることが難しくなり、高い品質を確保しながら様々なユーザーにあった製品を提供できるかが課題であった。
【０００９】
また、従来の金属製ゴルフ・シャフトは、焼入れ後、焼戻しをシャフト長手方向に均一温度で行ない、シャフトの引張強さを全長に亘ってほぼ一定にしていた。このため、ゴルフ・シャフトに設計応力以上の過負荷がかかったとき、折れたり曲がったりすることがあった。
【００１０】
特に、ヘッドとシャフトとの継ぎ目部分は応力集中が起こり易く、折れ易くなっている。それを防ぐには該当部分の肉厚を厚くし、或いは径を大きくする必要があった。
【００１１】
しかし、それでは一部が重くなり、ゴルフ・シャフトとしてバランスが崩れてしまい、スイングに影響を及ぼす恐れがあった。
【００１２】
さらに、ゴルフ・シャフト以外にも、焼入れ後、焼戻しにより硬さを設定する可能性のある製品として、野球用、ソフトボール用のバット、スキーやトレッキング用のポール、テレビ用アンテナなどもあり、全長に亘ってほぼ一定の弾性係数又は引張強さでは、働く外力に応じさまざまな設計をする上で、品数が多くなるなど同様の問題を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００５−３４５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
解決しようとする問題点は、焼入れ後、焼戻しによりシャフトの弾性係数又は引張強さをシャフトの全長に亘ってほぼ一定にしていたため、働く外力に対してさまざまな設計をする上で形状的な品数が増加するなどの問題があった点である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、形状的な品数増の抑制を可能としながら、シャフトの長手方向での硬度を変える設計を可能とするために、中空状金属製の管体でなるシャフトであって、前記管体は、長手方向で変化した硬度パターンを有し、前記硬度パターンは、前記管体の長手方向でヤング率又は引張強さを焼戻し処理により変えて設定したことをシャフトの特徴とする。
【００１６】
前記管体は、チップ側にヘッドを取り付けるヘッド取付部を備え、バット側にグリップを取り付けるグリップ取付部を備えたことを、前記シャフトを用いたゴルフ・シャフトの特徴とする。
【００１７】
前記ヘッド取付部にヘッドを取り付け、前記グリップ取付部にグリップを取り付けたことを、前記ゴルフ・シャフトを用いたゴルフ・クラブの特徴とする。
【００１８】
前記管体を焼入れする焼入れ工程と、前記焼入れ後の管体を焼き戻す焼戻し工程とを備え、前記焼戻し工程は、前記管体の長手方向で焼戻し条件を変えたことをシャフトの製造方法の特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のシャフト、ゴルフ・シャフト、及びゴルフ・クラブは、上記構成であるから、形状的な品数増を抑制しながら、管体の長手方向でヤング率又は引張強さを変えて、長手方向で変化した硬度パターンのシャフト、ゴルフ・シャフト、及びゴルフ・クラブにすることができる。このため、シャフト、ゴルフ・シャフト、及びゴルフ・クラブに働く荷重特性に応じたシャフト、ゴルフ・シャフト、及びゴルフ・クラブにすることができる。また、シャフト、ゴルフ・シャフト、及びゴルフ・クラブの形状の数を少なくすることができ、品質が安定する。
【００２０】
特に、ゴルフ・シャフトは、同一形状でありながらゴルフ・クラブとしての打感を変えることができ、剛性分布を変化させることにより、弾道を変えることができる。また、同一形状でありながら強度分布を変えることができ、ゴルフ・クラブとしてバランスを維持することができる。
【００２１】
さらに、軽量化設計と特性の設計とを切り分け、軽量化を維持したまま、ユーザーに合った仕様（キックポイントなど）を持つゴルフ・クラブを提供することができる。
【００２２】
本発明のシャフトの製造方法は、管体の長手方向で焼戻し条件を変え、長手方向で変化した硬度パターンのシャフトを容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ゴルフ・クラブの全体図である。（実施例１）
【図２】ゴルフ・シャフトの全体図である。（実施例１）
【図３】ゴルフ・シャフトのスペックの例を示す図表である。（実施例１）
【図４】シャフトの硬度パターンを、チップからの距離との関係で示すグラフである。（実施例１）
【図５】シャフトの硬度と引張強さとの関係のグラフである。（実施例１）
【図６】シャフトの硬度とヤング率との関係のグラフである。（実施例１）
【図７】シャフトのその他の硬度パターンを、チップからの距離との関係で示すグラフである。（実施例１）
【図８】評価対象のゴルフ・クラブの仕様を示す図表である。（実施例１）
【図９】試打ロボットによる測定概要を示す説明図である。（実施例１）
【図１０】試打ロボットにより試打結果（キャリー）を比較例との関係で示すグラフである。（実施例１）
【図１１】試打ロボットにより試打結果（トータル）を比較例との関係で示すグラフである。（実施例１）
【図１２】ゴルフ・シャフトの焼戻し装置を示す概略図である。（実施例１）
【図１３】ゴルフ・シャフトの焼戻し装置のチャックを示す要部拡大概略断面図である。（実施例１）
【図１４】ゴルフ・シャフトの加熱状況を示す概略説明図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００２４】
形状的な品数増の抑制を可能としながら、シャフトの長手方向での硬度を変えた設計を可能にするという目的を、中空状金属製の管体でなるシャフトであって、前記管体は、長手方向で変化した硬度パターンを有し、前記硬度パターンは、前記管体の長手方向でヤング率又は引張強さを変えて設定したことにより実現した。
【００２５】
前記シャフトを用いたゴルフ・シャフトであって、前記管体は、チップ側にヘッドを取り付けるヘッド取付部を備え、バット側にグリップを取り付けるグリップ取付部を備えて実現した。
【００２６】
前記管体の硬度パターンは、チップ側からバット側へ硬度を直線的に又は曲線的に若しくは直線的及び曲線的に低下させ又は上昇させたゴルフ・シャフトでもよい。
【００２７】
前記ゴルフ・シャフトを用いたゴルフ・クラブであって、ヘッド取付部にヘッドを取り付け、グリップ取付部にグリップを取り付けて実現した。
【００２８】
前記シャフトの製造方法であって、管体を焼入れする焼入れ工程と、前記焼入れ後の管体を焼き戻す焼戻し工程とを備え、前記焼戻し工程は、前記管体の長手方向で焼戻し条件を変えて実現した。
【００２９】
前記焼戻し工程は、管体を設定温度で加熱する加熱部に対し設定速度で通過させ、前記焼戻し条件は、前記設定温度及び設定速度であってもよい。
【００３０】
前記加熱部は、高周波電流が通電制御される加熱コイルであり、設定温度は、通電制御により加熱コイルに印加される電圧に対応し、設定速度は、管体が加熱コイルのコイル中心を通過する速さであってもよい。
【００３１】
前記シャフトの製造方法に用いる焼戻し装置は、シャフトの端部を掴むチャックと、チャックを駆動してシャフトを長手方向に移動させるチャック駆動部と、シャフトを通過させながら加熱する加熱部と、加熱部及びチャック駆動部を制御して設定温度及び設定速度をシャフトの長手方向に対し変化させる焼戻し制御部とを備えてもよい。
【００３２】
前記加熱部は、高周波電源により駆動される加熱コイルであり、設定温度は、焼戻し制御部が高周波電源を制御して変化させ、設定速度は、焼戻し制御部がチャック駆動部を制御して変化させてもよい。
【実施例１】
【００３３】
［ゴルフ・クラブ］
図１は、本発明実施例１に係るゴルフ・クラブの全体図である。
【００３４】
図１のように、ゴルフ・クラブ１は、一例としてアイアンが示されている。例えば、７番アイアンの例を示す。
【００３５】
このゴルフ・クラブ１は、ゴルフ・シャフト３のバット（ＢＵＴＴ）側のグリップ取付部に握りとなるグリップ５が取り付けられ、同チップ（ＴＩＰ）側のヘッド取付部に、ゴルフ・ボールを打つためのヘッド７が取り付けられている。ここで、ゴルフ・シャフト３は、本発明の実施例として焼入れ、焼戻しを施したものである。
【００３６】
つまり、本発明の実施例であるゴルフ・シャフト３は、形状的な品数増の抑制を可能としながら、長手方向で変化した硬度パターンを有し、荷重特性に応じたシャフトにした。
【００３７】
なお、ゴルフ・クラブ１としては、全てのアイアン、さらにはドライバー、パター等にも適用できる。パターにおいても、打つときの微妙な感覚は極めて重要であり、複数種の硬度パターンがあることはユーザーにとっては都合がよい。
【００３８】
［ゴルフ・シャフト］
図２は、ゴルフ・シャフトの全体図、図３は、ゴルフ・シャフトのスペックの例を示す図表である。
【００３９】
このゴルフ・シャフト３は、上記のように７番アイアン用の例を示し、中空状金属製の管体３Ａでなるシャフトである。
【００４０】
管体３Ａの材質は、スチールである。但し、焼き入れ、焼戻しの熱処理によりに硬度調節ができれば、スチール以外の金属を用いることもできる。
【００４１】
なお、本実施例では、後述のように焼戻しに電磁誘導加熱を用いるため、管体３Ａの材質は、電磁誘導可能なスチール等が好ましい。しかし、電磁誘導ができない材質であっても、焼き入れ、焼戻しの熱処理ができるものであればよい。例えば、電磁誘導が可能な材質のパイプ内に管体を通すことで管体を間接的に加熱処理して焼戻しを行わせることも可能である。
【００４２】
管体３Ａは、長手方向で変化した硬度パターンを有し、硬度パターンは、管体３Ａの長手方向でヤング率又は引張強さを焼戻しにより変えて設定した。硬度パターン及びシャフトの製造方法については、後述する。
【００４３】
前記管体３Ａは、ゴルフ・シャフト３としてチップ３ａ側の先端部３ｂと、バット３ｃ側のグリップ取付部３ｄと、両者間の中間部３ｅとを備えている。グリップ取付部３ｄは、前記グリップ５を取り付ける部分となる。先端部３ｂは、先端基部３ｆとヘッド取付部３ｇａ、３ｇｂとを備えている。ヘッド取付部３ｇａ、３ｇｂは、前記ヘッド７を取り付ける部分となる。
【００４４】
チップ３ａからバット３ｃまでの全長Ｌｍｍ、先端部３ｂの長さＡｍｍ、グリップ取付部３ｄの長さＢｍｍとし、寸法Ｌｍｍ、Ａｍｍ、Ｂｍｍのスペックの例は、図３の図表に示すとおりである。なお、図３において、左欄のＳＩＺＥ（サイズ）４１．０インチ、４０．５インチ・・・は、全長Ｌｍｍをインチに換算して表示したものである。
【００４５】
一般的なスペックとしてサイズ（ＳＩＺＥ）４１．０〜３７．０インチ、Ｌ＝１０４１〜９４０ｍｍ、Ａ＝２７５〜１７４、Ｂ＝２４１ｍｍとし、ウエイト（ＷＴ）は、全て１２９．５グラムとした。このうち、矢印の段のスペックにおいて後述の使用感の試打に用いた。
【００４６】
ゴルフ・シャフト３の先端部３ｂにおいて先端基部３ｆは、均一径で形成されている。同ヘッド取付部３ｇａ、３ｇｂは、２段のテーパー部（図では「ＴＡＰＥＲＥＤ」（テーパード））からなっている。
【００４７】
ゴルフ・シャフト３のグリップ取付部３ｄは、均一径で形成されている。
【００４８】
ゴルフ・シャフト３の中間部３ｅは、漸次径が大きくなる複数段の平行部により先端部３ｂ側からグリップ取付部３ｄ側に至っている。
【００４９】
ゴルフ・シャフト３の肉厚は、チップ３ａ側で相対的に厚くバット３ｃ側で相対的に薄くなるように形成している。但し、本発明実施例の熱処理を前提として、ゴルフ・シャフト３の肉厚は、要求に応じて種々変更することができる。
【００５０】
［硬度パターン］
図４は、シャフトの硬度パターンを、チップからの距離との関係で示すグラフである。
【００５１】
本実施例では、ゴルフ・シャフト３の硬度パターンは、チップ３ａ側からバット３ｃ側へ硬度を直線的に低下し又は上昇させた。
【００５２】
図４の横軸は、ゴルフ・シャフト３の長手方向に沿ったチップ３ａからの距離（ｍｍ）、縦軸は、硬度（Ｈｖ）である。
【００５３】
図４のように、硬度パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は、チップ３ａからバット３ｃまで硬度を直線的に低下させた例である。硬度パターンＰ５は、同硬度を直線的に上昇させた例である。
【００５４】
比較例の硬度パターンＣＰは、一般的なスチール・シャフトの例であり、チップ側からバット側への硬度の変化はない。
【００５５】
図５は、シャフトの硬度と引張強さとの関係のグラフ、図６は、シャフトの硬度とヤング率との関係のグラフである。
【００５６】
本願発明者らは、図４の硬度パターンを設定する前提として、複数本のサンプルについて、硬度（ＨＶ）と引張強さ（ＭＰａ）及びヤング率（ＧＰａ）との関係を引張試験により求めた。
【００５７】
サンプルは、日新製鋼製社製のスチール・シャフト、材質ＮＳＧ８６５５、ストレートパイプ（φ１５．５０ｍｍ、肉厚０．３１ｍｍ、長さ７１０ｍｍ）を用い、全体で均一に焼入れを行なった後、焼戻しを行なった。
【００５８】
引張試験条件は、以下の通りである。
【００５９】
試験装置：インストロン５５８６
ロードセル：３００ｋＮタイプ（インストロン社製）
試験速度：５ｍｍ／ｍｉｎ
チャック方式：長さ６５ｍｍ、径（シャフト内径−０．２ｍｍ）の芯金を使用
試験片形状：ＪＩＳ１１号
試験片全長：３００ｍｍ
原標点距離：５０ｍｍ
チャック間距離：２２０ｍｍ
ひずみゲージを貼り付け
試験結果は、図５、図６の通りである。図５のように、硬度が高くなると引張強さが大きくなる傾向があった。図６のように、硬度が高くなるとヤング率が小さくなる傾向があった。
【００６０】
このことより、前記のようにゴルフ・シャフト３の長手方向でヤング率又は引張強さを変えて硬度パターンＰ１〜Ｐ５を設定した。
【００６１】
図４の硬度パターンＰ３は、他の硬度パターンＰ１、Ｐ２、Ｐ４、Ｐ５と比較してチップ３ａ側が相対的に硬質、バット３ｃ側が相対的に大きく軟質となっている。これを簡略的に示しＰ３（チップ硬→バット軟大）と表す。Ｐ４、Ｐ５についても同様に相対的に簡略表示するとＰ４（チップ過硬→バット軟大）、Ｐ５（チップ軟中→バット硬）となる。
【００６２】
硬度パターンＰ３、Ｐ４、Ｐ５のゴルフ・クラブとしての使用感の試打は、同一のプロゴルファーにより行われ、比較例に対して次の通りであった。この場合、比較例は、焼き入れ、焼戻しの熱処理をゴルフ・シャフトの全長で一定とし、長手方向で肉厚を変化させて硬さを変化させたものを用いた。
【００６３】
比較例の使用感としては、インパクトまでにヘッドが遅れてくるフィーリングと手元の重量感の点で、一般的なユーザーに好まれるものとした。
【００６４】
硬度パターンＰ３は、比較例に対しやや軽く感じると判定された。
【００６５】
硬度パターンＰ４は、比較例に対しより軽く感じ、遊びがないと判定された。
【００６６】
硬度パターンＰ５は、重量感と独特のしなり戻り感を感じると判定され、使用感としては比較例に近く、リリースポイントも近いものがあると判定された。
【００６７】
このように、硬度パターンを付与する前のゴルフ・シャフトの形状的なスペックが同じでも、硬度パターンを変えることで、様々な使用感のゴルフ・シャフトにすることができた。
【００６８】
なお、硬度パターンは、図４に限らず、ゴルフ・シャフトの長手方向でヤング率又は引張強さを変えることにより任意に得ることができる。
【００６９】
図７は、シャフトの硬度パターンとチップからの距離との関係のその他のパターンを示すグラフである。
【００７０】
図４と同様に、図７の横軸は、管体３Ａの長手方向に沿ったチップ３ｃからの距離（ｍｍ）、縦軸は、硬度（Ｈｖ）である。
【００７１】
図７のように、パターンＰ６、Ｐ７、Ｐ８は、チップ３ｃからグリップ・エンド３ｄまで硬度を曲線的に低下させ又は上昇させた例である。Ｐ６は、途中で硬度を低下させ、その後上昇させるようにした。Ｐ７は、上に凸、Ｐ８は、下に凸となるように変化させた。
【００７２】
さらに、図４と図７との硬度パターンを合わせた直線的及び曲線的に硬度を低下させ又は上昇させてもよい。
【００７３】
このように、ゴルフ・シャフト３の形状を変えずに、任意の硬度パターンとし、使用感を設定することができる。
【００７４】
［試打］
図８は、評価対象のゴルフ・クラブの仕様を示す図表、図９は、試打ロボットによる測定概要を示す説明図、図１０は、試打ロボットにより試打結果（キャリー）を比較例との関係で示すグラフ、図１１は、試打ロボットにより試打結果（トータル）を比較例との関係で示すグラフである。
【００７５】
図８のように、評価に用いたゴルフ・クラブの仕様は、７番アイアン、クラブ長さ３６．７５インチ、総重量４３９．７グラム、バランスＤ３．０、ライ６２．３°、ＦＰ３．０ｍｍ、ロフト３２．０°とした。
【００７６】
比較例は、通常焼戻しを行い、ゴルフ・シャフト全体で均一に焼き入れ、焼戻しを行った。実施例は、硬度パターンＰ５を用いた。試打に用いた比較例及び実施例は、熱処理以外を同一スペックとした。
【００７７】
図９のように、ゴルフ・ボール９を試打ロボットにより矢印方向に打ち出し、飛距離測定器Ａ、Ｂにより飛距離を測定した。飛距離測定器Ａは、ゴルフ・ボール９の前方１５０ｍｍで右側３５０ｍｍの位置に配置した。飛距離測定器Ｂは、ゴルフ・ボール９の真後ろ３０００ｍｍに配置した。
【００７８】
飛距離測定器Ａの測定値で左右ブレ平均値（８回測定）が±５ヤード以内になるようにロボットの段取りを行い、その条件下で飛距離測定器Ｂを、その測定値で左右ブレ平均値が±５ヤード以内になるように設置した。
【００７９】
試打ロボットは、株式会社ミヤマエ製の「ＲＯＢＯ−１０」を使用した。
【００８０】
飛距離測定器Ａは、株式会社ＧＰＲＯ製の「Ｖｅｃｔｏｒ  Ｐｒｏ」、飛距離
測定器Ｂは、ＴｒａｃｋＭａｎ社製の「ＴＭＡＮII」を用いた。以下、飛距離測定器Ａは、アキュベクター、飛距離測定器Ｂは、トラックマンとも称する。
【００８１】
ロボットのスイングパターンは、４０Ｍ−５Ｉ−ＪＰ２（腰固定）、ロボットライ角は、５５°、ヘッドスピードは、３５ｍ／ｓとした。
【００８２】
試打結果は図１０、図１１の通りである。図１０は、キャリー、図１１は、ランを含めたトータルの飛距離で比較した。
【００８３】
図１０のキャリーにおいて、アキュベクターＡでは、比較例が１３１．８ヤード、実施例が１３３．０ヤード、トラックマンＢでは、比較例が１３０．２ヤード、実施例が１３０．８ヤードであった。
【００８４】
図１１のランにおいて、アキュベクターＡでは、比較例が１３５．２ヤード、実施例が１３６．３ヤード、トラックマンＢでは、比較例が１４４．５ヤード、実施例が１４５．４ヤードであった。
【００８５】
このように、実施例のように硬度パターンを設定することで、同一の形状スペックで熱処理のみが異なる比較例に対し、キャリー、ラン共に上回ることができた。
【００８６】
このことと、プロゴルファーによる使用感を合わせ、硬度パターンの設定による効果は、極めて優れたものであると言える。
【００８７】
［焼戻し装置］
図１２は、ゴルフ・シャフトの焼戻し装置を示す概略図、図１３は、ゴルフ・シャフトの焼戻し装置のチャックを示す要部拡大概略断面図である。
【００８８】
図１２のように、ゴルフ・シャフトの焼戻し装置１１は、チャック１３とチャック駆動部１５と加熱コイル１７及び高周波電源１９と焼戻し制御部２１とを備えている。
【００８９】
チャック１３は、シャフトの端部を掴むものであり、ゴルフ・シャフト３のバット側を掴んで加熱コイル１７のコイル中心部に対応するように配置させるものである。
【００９０】
チャック駆動部１５は、チャック１３を支持してゴルフ・シャフト３を長手方向に移動させるように駆動するものであり、ボールねじと駆動モーターで構成されている。このチャック駆動部１５は、モーター駆動によりボールねじを回転させる。このボールねじの回転によりチャック１３を設定速度で直線的に下降させ、ゴルフ・シャフト３を加熱コイル１７のコイル中心部の上から下へ通過させるように移動させる。
【００９１】
また、チャック駆動部１５は、チャック１３を掴み移動させ、後述するロットの中から焼き入れ後のゴルフ・シャフトを１本ずつ掴み、チャック１３を元の位置に戻すことを可能とする。
【００９２】
加熱コイル１７は、高周波電流が通電制御される加熱部であり、ゴルフ・シャフト３を通過させながら加熱するものである。具体的には、加熱コイル１７への電圧制御による電磁誘導加熱によりコイル中心部を下降するゴルフ・シャフト３を設定温度に加熱する。
【００９３】
高周波電源１９は、加熱コイル１７に高周波電流を供給し設定電圧を印加するものである。
【００９４】
なお、加熱部は、シャフトを焼戻しのために加熱できればよく、電磁誘導加熱以外にも、輻射熱等で加熱するものなど、各種の加熱部に適用することができる。
【００９５】
焼戻し制御部２１は、チャック駆動部１５及び加熱コイル１７を制御してゴルフ・シャフト３が加熱コイル１７を通過する設定速度及び加熱コイル１７による加熱の設定温度をゴルフ・シャフト３の長手方向で変化させるものである。
【００９６】
すなわち、焼戻し制御部２１は、チャック駆動部１５及び高周波電源１９に接続され、両者を予め設定されたプログラムに応じて制御する。チャック駆動部１５に対しては、その駆動速度を制御し、ゴルフ・シャフト３の加熱コイル１７に対する下降速度を設定速度に制御する。高周波電源１９に対しては、加熱コイル１７に対して高周波電流を通電制御する。この通電制御により加熱コイル１７に印加する電圧を制御し、加熱コイル１７のコイル中心を下降するゴルフ・シャフト３の加熱温度を設定温度に制御する。
【００９７】
つまり、ゴルフ・シャフト３を加熱するための設定温度は、焼戻し制御部２１が高周波電源１９を制御して変化させることになる。ゴルフ・シャフト３を下降させる設定速度は、焼戻し制御部２１がチャック駆動部１５を制御して変化させることになる。
【００９８】
図１３のように、チャック１３は、チャック・ベース１３ａ、チャック爪１３ｂ、チャック芯棒１３ｃを備えている。
【００９９】
チャック・ベース１３ａは、先端部側に一対のチャック爪１３ｂを回転自在に支持し、軸心部に芯棒ガイド穴１３ｄを備えている。芯棒ガイド穴１３ｄに支持されたチャック芯棒１３ｃの先端がチャック爪１３ｂ間に対向している。芯棒ガイド穴１３ｄは、エア供給のＯＮ、ＯＦＦ用の切換え弁１３ｅを介してエア供給部に接続されている。切換え弁１３ｅは、焼戻し制御部２１に接続され、焼戻し制御部２１により切換え制御される。
【０１００】
したがって、焼戻し制御部２１の制御によりチャック１３が掴み移動し、切換え弁１３ｅがエア供給のＯＮ側に切り替えられると、エア供給部から芯棒ガイド穴１３ｄにエアが供給される。このエアの供給によりチャック芯棒１３ｃの上端にエア圧が働き、チャック芯棒１３ｃが芯棒ガイド穴１３ｄに沿って下降する。このチャック芯棒１３ｃの下降により一対のチャック爪１３ｂが押し広げられる。
【０１０１】
押し広げられたチャック爪１３ｂはチャック・ベース１３ａから側方に突出する。突出したチャック爪１３ｂは、チャック・ベース１３ａの先端部に嵌合したゴルフ・シャフトに内径側から当接係合する。この当接係合によりチャック１３がゴルフ・シャフト３の上部を図１２のように掴む。
【０１０２】
なお、チャック１３は、加熱をゴルフ・シャフト３の円周方向でさらに均一にするために回転できるようにしてもよい。
【０１０３】
［熱処理によるゴルフ・シャフトの製造方法］
本発明実施例の熱処理は、管体の全体を一度に焼入れする焼入れ工程と、前記焼入れ後の管体を焼き戻す焼戻し工程とを備え、前記焼戻し工程は、前記管体の長手方向で焼戻し条件を変えている。
【０１０４】
焼き入れ工程は、ロットで行われ、熱処理前のゴルフ・シャフトを、バット側を上に向けて籠に一括して収容する。収容されたゴルフ・シャフト群をロットで電気炉により全体均一の温度で加熱処理後、そのまま油槽に入れ、油焼き入れする。この焼き入れ処理により各ゴルフ・シャフトは全体が一度に焼き入れされる。
【０１０５】
この焼き入れで、ゴルフ・シャフトの材質がマルテンサイト組織となり、次の焼戻し工程の焼戻し処理により靱性を回復させ、強度と耐久性を持たせる。
【０１０６】
焼戻し工程では、前記焼戻し装置１１が用いられ、ゴルフ・シャフト３の長手方向で焼戻し条件を変えて焼戻し処理が行われる。つまり、焼戻し装置１１によりゴルフ・シャフト３の掴み、加熱コイル１７での設定温度による加熱、加熱コイル１７に対する設定速度による下降が行われる。設定温度による加熱及び設定速度による下降は、焼戻し条件となる。
【０１０７】
したがって、焼戻し制御部２１に予め設定したプログラムを記憶させ、設定温度による加熱及び設定速度による下降をゴルフ・シャフト３の長手方向で変化させることで図４、図７等の硬度パターンを容易に得ることができる。
【０１０８】
まず、ゴルフ・シャフト３の掴みでは、焼き入れ後に籠ごと搬送されたロットのゴルフ・シャフト群に対し、焼戻し制御部２１の制御によりチャック１３が掴み移動し、１本のゴルフ・シャフト３を掴む。この掴みは、焼戻し制御部２１の制御によるエア供給によりチャック爪１３ｂが押し広げられることで行われる。
【０１０９】
１本のゴルフ・シャフト３がチャック１３に掴まれると、焼戻し制御部２１の制御によりチャック１３が元の位置に戻され、掴まれたゴルフ・シャフト３が加熱コイル１７のコイル中心に合わせて上方に配置される。
【０１１０】
設定温度による加熱では、焼戻し制御部２１が高周波電源１９を制御し、加熱コイル１７によるゴルフ・シャフト３の電磁誘導による発熱が制御される。設定温度は、通電制御により加熱コイル１７に印加される電圧に対応する。したがって、設定温度は、加熱コイル１７に加える電圧によりコントロールされる。
【０１１１】
設定速度による下降では、焼戻し制御部２１がチャック駆動部１５を制御し、加熱コイル１７に対してゴルフ・シャフト３を下降させる。設定速度は、ゴルフ・シャフト３が加熱コイル１７のコイル中心を通過する速さである。したがって、設定速度は、ゴルフ・シャフト３が加熱コイル１７を下降通過する速度としてコントロールされる。
【０１１２】
これら加熱温度及び下降速度により、図１４のようにゴルフ・シャフト３のチップ３ａ側から加熱される。図１４では、加熱の程度を濃淡で表現している。
【０１１３】
加熱がバット３ｃ側まで完了したら焼戻し制御部２１により切換え弁１３ｅがＯＦＦに制御され、チャック芯棒１３ｃに対するエア圧が解除される。このエア圧解除によりチャック爪１３ｂが自重により閉じ動作し、ゴルフ・シャフト３の掴みが解除され、ゴルフ・シャフト３はそのまま落下する。
【０１１４】
落下したゴルフ・シャフト３は、そのまま大気により冷やされ、引張強さ、ヤング率がゴルフ・シャフト３の長手方向で変化して設定される。この設定によりゴルフ・シャフト３の長手方向での各部の硬度が設定され、靱性が回復され、強度と耐久性が維持される。
【０１１５】
こうして、加熱温度及び下降速度をチップ３ａ側からバット３ｃ側まで変化させることで任意の硬度パターンを設定することができる。
【０１１６】
例えば、図４の硬度パターンＰ５では、チップ３ａ側での加熱温度が相対的に高く、バット３ｃ側へ漸次低くなる加熱温度が設定される。下降速度は硬度パターンＰ５の傾斜に応じたものとなる。同図硬度パターンＰ１〜Ｐ４では、チップ３ａ側での加熱温度が相対的に低く、バット３ｃ側へ漸次高くなる加熱温度が設定される。
【０１１７】
図７の硬度パターンＰ６、Ｐ７、Ｐ８では、加熱コイル１７に対する下降速度を途中で早めるように、或いは遅くするように設定する。
【０１１８】
［実施例の効果］
本発明実施例では、中空状金属製の管体３Ａでなるゴルフ・シャフト３であって、ゴルフ・シャフト３は、長手方向で変化した硬度パターンＰ１〜Ｐ８等を有し、硬度パターンＰ１〜Ｐ８等は、ゴルフ・シャフト３の長手方向でヤング率、引張強さを焼戻し処理により変えて設定した。
【０１１９】
このため、ゴルフ・シャフト３の長さ、チップ３ａからバット３ｃに至る長手方向に沿った断面形状、肉厚等の形状が同一であっても、長手方向でヤング率又は引張強さを変えることで硬度パターンを設定し、形状の数を抑制しながら使用感、飛距離等の異なるゴルフ・クラブ１を得ることができる。
【０１２０】
ゴルフ・シャフト３は、同一形状でありながらゴルフ・クラブ１としての打感を変えることができ、剛性分布を変化させることにより、弾道を変えることができる。
【０１２１】
また、ゴルフ・シャフト３として同一形状でありながら強度分布を変えることができ、ゴルフ・クラブ１としてバランスを維持することができる。
【０１２２】
同一形状でありながら種々の特性のゴルフ・シャフト３を得ることができ、ゴルフ・シャフト３の形状の数を少なくすることができ、品質が安定する。但し、形状種の異なるゴルフ・シャフト３に同一の熱処理により長手方向で剛性パターンを変化させてもよい。
【０１２３】
さらに、軽量化設計と特性の設計とを切り分け、軽量化を維持したまま、ユーザーに合った仕様（キックポイントなど）を持つゴルフ・クラブ１を提供することができる。
【０１２４】
前記ゴルフ・シャフト３の硬度パターンは、チップ３側からバット３ｃ側へ硬度を直線的に又は曲線的に若しくは直線的及び曲線的に低下させ又は上昇させた。
【０１２５】
このため、硬度パターンＰ１〜Ｐ８等を種々自由に設定することができ、同一形状でありながら使用感、飛距離等の異なる品数を得ることができる。
【０１２６】
前記ゴルフ・シャフト３の全体を一度に焼入れする焼入れ工程と、焼入れ後のゴルフ・シャフト３を焼き戻す焼戻し工程とを備え、焼戻し工程は、ゴルフ・シャフト３の長手方向で焼戻し条件を変えた。
【０１２７】
このため、ゴルフ・シャフト３の長手方向でヤング率又は引張強さを変え、硬度パターンＰ１〜Ｐ８等を種々自由に設定することができる。
【０１２８】
前記焼戻し工程は、ゴルフ・シャフト３を設定温度で加熱を行わせる加熱コイル１７に対し設定速度で通過させ、焼戻し条件は、設定温度及び設定速度であり、加熱コイル１７は、高周波電流が通電制御され、設定温度は、加熱コイル１７に印加される電圧に対応し、設定速度は、ゴルフ・シャフト３が加熱コイル１７のコイル中心を通過する速さである。
【０１２９】
このため、加熱コイル１７に印加される電圧を制御することで設定温度をゴルフ・シャフト３の長手方向で容易に変化させることができ、ゴルフ・シャフト３が加熱コイル１７のコイル中心を通過する速さを制御することで設定速度を容易に変化させることができる。
【０１３０】
焼戻し装置１１は、ゴルフ・シャフト３の端部を掴むチャック１３と、チャック１３を駆動してゴルフ・シャフト３を長手方向に移動させるチャック駆動部１５と、ゴルフ・シャフト３を通過させながら加熱する加熱コイル１７と、チャック駆動部１５及び加熱コイル１７を制御して設定速度及び設定温度をゴルフ・シャフト３の長手方向で変化させる焼戻し制御部２１とを備えた。設定温度は、焼戻し制御部２１が高周波電源１９を制御して変化させ、設定速度は、焼戻し制御部２１がチャック駆動部１５を制御して変化させる。
【０１３１】
このため、チャック１３によりゴルフ・シャフト３の端部を掴み、チャック駆動部１５によりゴルフ・シャフト３を長手方向に移動させ加熱コイル１７のコイル中心で移動させることができる。このとき、ゴルフ・シャフト３が加熱コイル１７を通過する設定速度及び加熱コイル１７による加熱の設定温度をゴルフ・シャフト３の長手方向で変化させ、長手方向でヤング率又は引張強さを変えることで硬度パターンＰ１〜Ｐ８等を設定することができる。
【０１３２】
［その他］
本発明のシャフト、シャフトの製造方法、焼戻し装置は、ゴルフ・シャフト以外にも、焼入れ後、焼戻しにより硬さを設定する可能性のある製品、例えば、野球用、ソフトボール用のバット、スキーやトレッキング用のポール、テレビ用アンテナなども適用することができ、上記同様の効果を奏することができる。
【０１３３】
特に、バットでは、形状を変えずに硬度パターンを変化させることで、重量を一定にすることができる。
【０１３４】
スキーやトレッキング用のポールでも、軽量化を図りながら競技者に対する当たりのフィーリングを設定することができる。
【０１３５】
テレビ用アンテナにおいても、軽量化を図りながら風力等に対抗させることができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１  ゴルフ・クラブ
３  ゴルフ・シャフト
３Ａ  管体
３ａ  チップ
３ｂ  先端部
３ｃ  バット
３ｄ  グリップ取付部
３ｇａ、３ｇｂ  ヘッド取付部
５  グリップ
７  ヘッド
１１  焼戻し装置
１３  チャック
１５  チャック駆動部
１７  加熱コイル（加熱部）
１９  高周波電源
２１  焼戻し制御部
Ｐ１〜Ｐ８  硬度パターン
【図１】
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【図９】
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【図１３】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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