(57)【要約】【課題】  ヘッド加工時におけるヘッドの位置決め及びヘッド加工を精度良く且つ簡便に行う。【解決手段】  加工前ヘッド１ａ上の少なくとも一点の特定ポイントｐの３次元座標を測定し、この特定ポイントｐの３次元座標に基づいて基準姿勢とするためのヘッドの回転角度を求める。そして、基準姿勢に対応した加工データによりヘッド加工を行う。【選択図】    図１
2006340778.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト穴の軸線方向所定位置に位置決めされ且つ前記軸線周りに回転可能な状態で加工前ヘッドを固定する第一工程と、前記第一工程で固定された加工前ヘッド上の少なくとも一点の特定ポイントの３次元座標を測定する第二工程と、前記第二工程で測定された前記特定ポイントの３次元座標に基づいて前記特定ポイントを所定の基準位置に配置するためのヘッドの回転角度を求め、この回転角度だけ前記加工前ヘッドを前記軸線周りに回転させることにより加工前ヘッドを特定の基準姿勢とする第三工程と、前記基準姿勢を維持しながら当該基準姿勢に対応した加工データにより前記加工前ヘッドを加工する第四工程とを含むことを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記特定ポイント用の突起部を前記加工前ヘッドに設けておき、この突起部に前記特定ポイントを設定するとともに、前記基準姿勢におけるヘッド加工の際に前記突起部の切削を行う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。
【請求項３】
シャフト穴の軸線方向所定位置に位置決めされ且つ前記軸線周りに回転可能な状態で加工前ヘッドを固定する第一工程と、前記第一工程で固定された前記加工前ヘッドにおける少なくとも一方向からの二次元画像を撮影する第二工程と、予め用意された加工前ヘッドの３次元データに基づき得られる複数のヘッド輪郭形状と前記２次元画像から得られるヘッド輪郭形状との比較により特定の基準姿勢とするためのヘッドの回転角度を求め、この回転角度だけ前記加工前ヘッドを前記軸線周りに回転させることにより前記加工前ヘッドを前記基準姿勢とする第三工程と、前記基準姿勢を維持しながら当該基準姿勢に対応した加工データにより前記加工前ヘッドを加工する第四工程とを含むことを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記ゴルフクラブヘッドは複数部材が接合されてなるとともにヘッドの曲面部分に位置する接合部を有し、
前記ヘッドの加工は前記接合部の加工を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記ゴルフクラブヘッドは中空のウッド型ゴルフクラブヘッドであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブヘッドの成形方法としては、鍛造、鋳造、切削加工（削りだし）などが一般的である。このうち鋳造としては、ロストワックス精密鋳造法が一般的であり、切削加工としては、例えばＮＣ制御された切削機を用いる方法が知られている。
また、鍛造等で成型されたヘッドを部分的に切削加工することも行われている。特許文献１には、アイアン形ゴルフクラブ用ヘッドにおいて、バックフェースにキャビティを形成したヘッド本体を鍛造により製作した後に、前記キャビティ部を切削により追加加工してより深いキャビティを形成することを特徴とする製造方法が記載されている（特許文献１参照。）。同様に、特許文献２には、鍛造等により成形されたヘッドのバックフェースのキャビティ部を所定形状を有する切削工具により切削加工するゴルフ用アイアンクラブヘッドの製造方法が記載されている（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−２３４８９７号公報
【特許文献２】特開平１０−２１６２７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特に近年、ゴルフクラブヘッドの構造はより一層複雑となってきている。例えば、重心位置等の設計自由度を高めたり、反発性能を向上させたりといった目的で、複数の部材を接合したヘッドが開発されている。例えば、チタン系部材同士を溶接で接合したり、金属部材とＣＦＲＰ製の部材とを組み合わせた複合ヘッドなどが開発されている。
【０００４】
また、近年は、ヘッドの大型化等に伴いヘッドの肉厚は薄肉化される傾向にあり、ヘッドの接合部も薄肉化している。また、ヘッドの大型化や、ヘッドの設計自由度の拡大に伴い、接合部が大きく（或いは長く）なる傾向があるため、当該接合部における誤差がより顕在化しやすくなっている。よって、ヘッド各部材同士の寸法ズレを抑制して接合を確実とするためには、部材間の寸法精度を高める必要が生じている。このため、鋳造等により作製された各ヘッドの接合部の寸法誤差を抑制すべく、当該接合部を部分的にＣＮＣ加工等で切削加工することにより、接合部の寸法精度を高める手法が考えられる。
【０００５】
また、接合部を有さないヘッドであっても、ヘッドの寸法精度を高めるためには、ヘッドをＣＮＣ加工等で切削することが有効である。この場合、鋳造や鍛造等で作製されたヘッドと比較して、ヘッド個体間の形状誤差が低下したり、ヘッドの重心位置精度を高めたりといった効果が得られる。
【０００６】
しかしながら、アイアンヘッドやウッドヘッド等の各ゴルフクラブヘッドは、品種や番手ごとに異なった形状を呈しており、しかもヘッド外面は自由曲面の部分が多い。そのため、ヘッド加工を行うにあたり、ヘッドを精度よく位置決めすることが困難であった。よって、ＣＮＣ加工等のコンピュータ制御された加工方法を用いたとしても、ヘッドの固定位置が不安定なため、精度の高い加工を行うことができなかった。また、ヘッド固定用の治具を用いて熟練した作業員が微妙な位置調整を行うことによりヘッドの位置決めを行うことも可能であったが、この場合、ヘッドの位置合わせに時間、労力、更には作業者の熟練を要し、また各ヘッドごとに専用の治具が必要であった。
【０００７】
本発明は、かかる状況に鑑みなされたものであり、ヘッド加工時におけるヘッドの位置決め及びヘッド加工を精度良く且つ簡便に行うことのできるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における第一発明は、シャフト穴の軸線方向所定位置に位置決めされ且つ前記軸線周りに回転可能な状態で加工前ヘッドを固定する第一工程と、前記第一工程で固定された加工前ヘッド上の少なくとも一点の特定ポイントの３次元座標を測定する第二工程と、前記第二工程で測定された前記特定ポイントの３次元座標に基づいて前記特定ポイントを所定の基準位置に配置するためのヘッドの回転角度を求め、この回転角度だけ前記加工前ヘッドを前記軸線周りに回転させることにより加工前ヘッドを特定の基準姿勢とする第三工程と、前記基準姿勢を維持しながら当該基準姿勢に対応した加工データにより前記加工前ヘッドを加工する第四工程とを含むことを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法である。
【０００９】
上記製造方法では、第一工程での固定により、シャフト穴の軸線周りの回転を除きヘッドの位置変化及び姿勢変化の自由度が規制される。よって、この規制状態を維持しながらヘッド上に設定された特定ポイントが所定の基準位置に配置されるようにヘッドをシャフト穴軸線周りに回転させれば、ヘッドの姿勢及び位置は一義的に決定され、ヘッドが基準姿勢に位置決めされる。特定ポイントを所定の基準位置に配置するためのヘッドの回転角度は、特定ポイントの３次元座標に基づいて求められるため、ヘッド回転の位置合わせが極めて精度よくなされるとともに、位置合わせ用の治具等を用いる必要が無くなる。そして、ヘッドは上記基準姿勢に対応した加工データに基づいて加工されるので、基準姿勢とされたヘッドを精度良く加工することができる。また、第一工程における固定は、ヘッドの有するシャフト穴又はホーゼル部を用いることにより容易になすことができる。
【００１０】
上記製造方法においては、前記特定ポイント用の突起部を前記加工前ヘッドに設けておき、この突起部に前記特定ポイントを設定するとともに、前記基準姿勢におけるヘッド加工の際に前記突起部の切削を行う構成としてもよい。特定ポイント用の突起部を設けることにより、特定ポイントの位置がより一層明確となり、特定ポイントの３次元測定の精度を高めることができる。また、突起部をヘッド加工の際に切削することにより、別途突起部を切削する作業が不要となるからヘッドの生産性が向上する。また、突起部は最終的には切除されるから、突起部がヘッドの打球性能に影響を与えることはない。よって突起部はその位置や形状に制約を受けることなく設けることができる。
【００１１】
また、本発明における第二発明は、シャフト穴の軸線方向所定位置に位置決めされ且つ前記軸線周りに回転可能な状態で加工前ヘッドを固定する第一工程と、前記第一工程で固定された前記加工前ヘッドにおける少なくとも一方向からの二次元画像を撮影する第二工程と、予め用意された加工前ヘッドの３次元データに基づき得られる複数のヘッド輪郭形状と前記２次元画像から得られるヘッド輪郭形状との比較により特定の基準姿勢とするためのヘッドの回転角度を求め、この回転角度だけ前記加工前ヘッドを前記軸線周りに回転させることにより前記加工前ヘッドを前記基準姿勢とする第三工程と、前記基準姿勢を維持しながら当該基準姿勢に対応した加工データにより前記加工前ヘッドを加工する第四工程とを含むことを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法である。
【００１２】
上記の第二発明の製造方法では、第一工程及び第四工程は上記第一発明と同一であるが、第二工程及び第三工程が上記第一発明と異なる。すなわち、上記第一発明では、特定ポイントの３次元座標に基づいてヘッドを基準姿勢とするための回転角度を求めたが、本第二発明では、ヘッドの輪郭形状に基づいてヘッドを基準姿勢とするための回転角度を求めている。すなわち、ゴルフクラブヘッドは球体等と異なり自由曲面等を有した不定形状であるから、ヘッドの輪郭形状は視点の位置によって変化し、この輪郭形状を特定することによりヘッドの姿勢を特定することができる。よって、ヘッドを基準姿勢とするための回転角度をヘッドの輪郭形状から求めることができる。また、第三工程において、ヘッドの回転角度は、予め用意された加工前ヘッドの３次元データに基づき得られる複数のヘッド輪郭形状と前記２次元画像から得られるヘッド輪郭形状との比較により求めているから、ヘッド回転の位置合わせが極めて精度よくなされるとともに、位置合わせ用の治具等を用いる必要が無くなる。なお、第一工程及び第四工程の作用効果は、上記第一発明と同一である。
【００１３】
上記各発明において、前記ゴルフクラブヘッドは複数部材が接合されてなるとともにヘッドの曲面部分に位置する接合部を有し、前記ヘッドの加工は前記接合部の加工を含むのが好ましい。曲面部分に位置する接合部では、接合される部材の曲面部分同士を接合することになるので各部材間の寸法精度が特に要求される。よって、本発明を曲面部分に位置する接合部の加工に適用することにより、本発明における上記作用効果がより一層高まる。
【００１４】
また、上記各発明において、前記ゴルフクラブヘッドは中空のウッド型ゴルフクラブヘッドであるのが好ましい。中空構造のヘッドは肉厚が比較的薄いため高い加工精度が要求される。しかし、特にウッド型ゴルフクラブヘッドの場合、その外面のほとんどが曲面により構成されており、フェース面が平面であるアイアンヘッドと比較すると正確な位置決めがより一層困難となる。よって、本発明を中空のウッド型ゴルフクラブヘッドに適用することにより、ヘッドの位置決め精度を向上させる本発明の効果がより一層効果的に奏される。
【発明の効果】
【００１５】
３次元データや２次元画像に基づき計算によりヘッドを位置決めを行うので、位置決め用の治具や作業員の技量等に頼ることなく正確にヘッドの位置決めをすることができる。よって、精度良くヘッド加工を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態であるゴルフクラブヘッドの製造方法を実施する様子を示す斜視図である。
本実施形態の製造方法により製造されるゴルフクラブヘッド（以下、単にヘッドともいう）は、所謂ウッド型の中空ゴルフクラブヘッドである。完成品のゴルフクラブヘッド（図示省略）は、クラウン部の開口部（後述する仕上げ開口部ｋ２）にＣＦＲＰや異種金属等の別部材が接合されたヘッドとなる。
【００１７】
図４は、クラウン部に初期開口部ｋ１を有する加工前ヘッド１ａをクラウン部側からみた平面図である。この加工前ヘッド１ａは、打球時にボールと接触する面であるフェース面を外面とするフェース部２と、ヘッドの上面を構成するクラウン部３と、ヘッドの下面を構成するソール部４と、フェース部２以外の部分においてクラウン部３とソール部４との間に延在するサイド部５と、図示しないゴルフクラブシャフトを挿入接着する為の穴であるシャフト穴６とを有している。ただし、図４に示すように、クラウン部３の略中央部分には貫通孔としての初期開口部ｋ１が設けられており、加工前ヘッド１ａでは、初期開口部ｋ１からヘッド内部が目視できる状態となっている（図４では、初期開口部ｋ１からソール部４の内面が見えている）。なお図４及び後述の図５では、ヘッド内面において目視される凹凸線等の記載を省略している。
【００１８】
加工前ヘッド１ａは、初期開口部ｋ１を有する部分（本実施形態ではクラウン部３）が鋳造にて作製されている。クラウン部３を鋳造にて作製することにより初期開口部ｋ１の形成が容易となる。また、クラウン部３以外の部分は、鍛造、プレス、又は鋳造にて製造されている。なお、加工前ヘッド１ａは、全体を鋳造にて一体的に作製してもよく、複数の部材を溶接等により接合して作製してもよい。
【００１９】
本製造工程においては、初期開口部ｋ１の開口周縁部をＣＮＣ加工により切削加工することで、初期開口部ｋ１が拡大されて仕上げ開口部ｋ２（図５参照）が形成され、加工後ヘッド１ｂとなる。なお図５では、切削加工により除去される部分を二点鎖線ハッチングで示している。かかる切削加工により、クラウン開口部の開口縁部は全周に亘ってＣＮＣ加工された状態となる。そして、仕上げ開口部ｋ２と同一の輪郭形状を有する別部材としてのクラウン別体（図示しない）を加工後ヘッド１ｂ（のクラウン部３）に接合して仕上げ開口部ｋ２を塞ぐことにより、完成品ヘッドが製造される。なお、クラウン別体の素材としては、加工後ヘッド１ｂにおけるクラウン部３の素材と異なる素材が用いられており、たとえばＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、チタン合金、純チタン、マグネシウム合金、アルミ合金、等を採用しうる。
【００２０】
初期開口部ｋ１は鋳造により形成されているため、鋳型に流し込まれた後、冷却固化される課程において変形が生じている。この変形により、初期開口部ｋ１の形状はバラツキが大きくなっている。しかし、本実施形態では、初期開口部ｋ１の開口縁部の全周を精度よくＣＮＣ加工して仕上げ開口部ｋ２を形成しているので、クラウン開口部（仕上げ開口部ｋ２）の寸法誤差が極めて少なくされている。
【００２１】
以下、初期開口部ｋ１の開口縁部を切削加工する工程について詳細に説明する。
この工程では、ヘッドをシャフト穴の軸線ｚまわりに回転させることのできるヘッド回転機１０と、３次元測定器２０とを用いる。
図１は、本実施形態の工程の様子を示す斜視図であり、図２はそのヘッド近傍における拡大図である。図１に示すように、ヘッド回転機１０は、所定の回転軸ｒで回転する回転テーブル１１と、回転テーブル１１を回動可能に支持する土台部１２とを有している。また、回転テーブル１１は、加工前ヘッド１ａのシャフト穴６内径と略同じ外径を有する円柱状のシャフト穴挿入部１３（図２において破線で示す）を有している。シャフト穴挿入部１３は回転テーブル１１と一体的に回転する。シャフト穴挿入部１３の中心軸線は、上述した回転テーブル１１の回転軸ｒと一致している。
【００２２】
更にヘッド回転機１０は、回転テーブル１１を所望の角度だけ回転させることのできるサーボモータ等のモータ（図示しない）と、このモータと接続され回転テーブル１１の回転角度を制御する制御部３０とを有している。また制御部３０は、回転テーブル１１の回転角度を算出するとともに、この回転角度についての情報を制御部３０に伝達するコンピュータ３１と接続されている。
【００２３】
本実施形態の第一工程では、シャフト穴６の軸線ｚ方向所定位置に位置決めされ且つ軸線ｚ周りに回転可能な状態で加工前ヘッドを固定する。このため先ず、加工前ヘッド１ａのシャフト穴６にシャフト穴挿入部１３を差し込む。シャフト穴挿入部１３の外径は、シャフト穴６内面との隙間が殆ど生じない値に設定されている。よってシャフト穴挿入部１３をシャフト穴６に差し込んだ状態において、加工前ヘッド１ａのシャフト穴の軸線ｚはシャフト穴挿入部１３の中心軸線と略一致している。また、上述したように、シャフト穴挿入部１３の中心軸線は回転テーブル１１の回転軸ｒと一致している。よって、シャフト穴６にシャフト穴挿入部１３を挿入した状態では、回転テーブル１１の回転軸ｒと加工前ヘッド１ａのシャフト穴の軸線ｚとが略一致した状態となる。よって、回転テーブル１１を回転軸ｒ周りに回転させると、加工前ヘッド１ａがシャフト穴の軸線ｚ周りに回転する。
【００２４】
なお、シャフト穴挿入部１３は、金属や樹脂等よりなる円柱などでもよいが、この場合シャフト穴６の内径に合わせてシャフト穴挿入部１３の外径を調整する必要が生ずる。よってシャフト穴挿入部１３として、周方向で均等に複数（たとえば２〜４）分割されるとともに中心軸線を維持しつつ径方向に拡がるチャック機構を有するものを採用してもよい。このチャック機構は、たとえば油圧や空気圧によりシャフト穴を内側から押圧固定するものであり、種々の内径のシャフト穴６を軸振れすることなく固定することができる。
また、本実施形態では、シャフト穴６の内部にシャフト穴挿入部１３を挿入したが、特にネック部の外周面が円周面となっているヘッドなどでは、当該ネック部の外径と略等しい内径を有する挿入穴をヘッド回転機側に設けて、この挿入穴に上記ネック部を差し込むことにより、回転軸ｒとシャフト穴の軸線ｚとを一致させてもよい。さらにこの場合、たとえば油圧や空気圧により作動すう複数の爪等でネック部を外側から挟持固定するチャック機構を備えた固定具により、軸線ｚと回転軸ｒとを一致させつつ加工前ヘッド１ａを回転テーブル１１に固定してもよい。
【００２５】
上記工程では、加工前ヘッド１ａは、シャフト穴６の軸線ｚ方向所定位置に位置決めされている。すなわち、ホーゼル端面７が回転テーブル１１の端面１１ａに当たるまで加工前ヘッド１ａにシャフト穴挿入部１３を差し込むことにより、加工前ヘッド１ａが軸線ｚ方向に位置決めされている（図２参照）。なお、本実施形態では、ホーゼル端面７により軸線ｚ方向の位置決めを行ったが、軸線ｚ方向の位置決め方法としては他の方法も採用できる。たとえば、シャフト穴６のヘッド内部側端部に当接部（たとえば底面部）を設けておき、シャフト穴挿入部１３の先端がこの当接部に当たるまでシャフト穴挿入部１３を差し込む方法であってもよい。
【００２６】
第二工程では、上記第一工程で固定された加工前ヘッド１ａ上の少なくとも一点を特定ポイントｐとし、この特定ポイントｐの３次元座標を測定する。特定ポイントｐは、その３次元座標と軸線ｚ周りの加工前ヘッド１ａの位相角度とが一対一で対応する点であればよい。よって、通常のゴルフクラブヘッドであれば、特定ポイントｐは、加工前ヘッド１ａの外面上のほぼ全ての点において設定することができる。ただし、特定ポイントｐは、３次元座標を測定するための点であるから、３次元測定器２０により座標を測定することが可能な点に設定される。
【００２７】
このように、特定ポイントｐの設定自由度は高いが、本実施形態では、特定ポイント用の突起部ｔを前記加工前ヘッドに設けており、この突起部ｔ上の所定点（たとえば突起部ｔの端面の中心点）を特定ポイントｐとして設定している。このようにすると、突起部ｔが目印となるので、特定ポイントｐの位置が一層明確となり、特定ポイントｐの３次元測定の精度を高めることができる。また特定ポイントｐを目立ちやすくするため、特定ポイントｐを白色等のシールや塗料でマーキングしてもよい。なお、本実施形態では、特定ポイント用の突起部ｔをフェース面上のトウ側上部に設けた。この突起部ｔは後述するように最終的には切除されるためその設置位置は限定されないが、ヘッド各部のうち比較的肉厚の厚いフェース部２上に突起部ｔを設けることで、突起部ｔの切除の際にヘッドが微小に変形するリスクを最小限とすることができる。また、フェース面の周縁部（たとえばフェースラインエリアの外）に突起部ｔを設けることで、突起部ｔがフェース部２に影響を与えるような何らかの事態が万一発生しても、これによるヘッドの打球性能への影響を最小限とすることができる。
【００２８】
なお、特定ポイントｐを明確とするための工夫としては、上記のように特定ポイント用の突起部ｔを設ける場合の他、以下のような方法がある。たとえば、ヘッドのフェース面には通常複数本のフェースラインやマーキング（ドットなど）が設けられるが、これら複数本のフェースラインのうちある特定のフェースラインの端点を特定ポイントｐとしたり、ある特定のマーキングを特定ポイントｐとしたりしてもよい。また、ソール部４やクラウン部３などの表面に設けられたロゴマーク等における特定の端点等を特定ポイントｐとして設定してもよい。さらに、フェース部２、クラウン部３、ソール部４、サイド部５などの境界線同士が交差する点を特定ポイントｐとして設定してもよい。
【００２９】
そして、３次元測定器２０を用いて設定された特定ポイントｐの３次元座標を測定する。本実施形態では、非接触式の３次元測定器を用いている。この３次元測定器２０は、左右に配置された２台のＣＣＤカメラ２１と、中央部に配置されたプロジェクタ２２とを有している。そして、プロジェクタ２２から投影されたフリンジパタン（縞模様）を２つのＣＣＤカメラ２１でステレオ方式で測定し、三角測量の原理で特定ポイントｐの３次元座標を得る。このような構成の３次元測定器２０としては、たとえばＧＯＭ社（ドイツ）が製造している「ＡＴＯＳ」シリーズなどがある。また、一台のカメラと縞模様を発生するプロジェクタとを有するタイプの非接触３次元測定器としては、たとえばブロイックマン（Ｂｒｅｕｃｋｍａｎｎ）社（ドイツ）が製造している「ｏｐｔｏ  ＴＯＰ−ＨＥ」などがある。このカメラが一台のタイプの３次元測定器では、カメラとプロジェクタの距離及び角度関係を設定し、カメラに映る縞模様の変化を画像処理により３次元座標データに置き換えるものである。このように、本発明では市販の各種３次元測定器を用いることができる。
【００３０】
なお、３次元測定器として、接触子が測定点に接触することにより３次元座標を測定する接触式のものを用いても良い。ただし、接触型の場合、接触子の接触により加工前ヘッド１ａの特定ポイントｐが動いて加工前ヘッド１ａの位置にズレが生じ、最終的にヘッドの位置決め誤差につながるおそれがある。よって、非接触で特定ポイントｐの３次元座標を測定するのが好ましい。
【００３１】
特定ポイントｐの３次元座標を測定する手法としては、上述のように３次元測定器を用いる場合の他、ＤＬＴ法（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ法）を用いても良い。以下、図示は省略してＤＬＴ法について説明する。ＤＬＴ法は、３次元座標構築のための方程式中に現れるカメラ定数（カメラの空間での位置、光軸の方向、レンズの焦点距離等）を、既知の実空間座標をもつ点（コントロールポイントと呼ばれる）の映像から計算し、カメラ定数を直接求めることなく３次元座標を得る方法である。よって、カメラの設置に関する制約が少ない利点がある。ＤＬＴ法は、スポーツ分野などにおいて、人体の動作を３次元的に測定する場合などに用いられている。ＤＬＴ法については、たとえば次の文献「Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｓｐｏｒｔｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  １０−３，１９９１」の１９１〜１９５頁などで開示されている。
【００３２】
ＤＬＴ法で測定精度を向上させるためには、２台以上のカメラを用いるのがよい。そして、カメラの視野の範囲内に、３次元座標が既知のコントロールポイントを設定する。また測定精度を高めるためには、コントロールポイントを６つ以上設けるのがよい。ＤＬＴ法による測定手順の概略は次のようになる。
（１）２台（あるいはそれ以上）のカメラを、測定する特定ポイントｐが映るように設置する。
（２）３次元座標が既知であるコントロールポイントを測定対象の空間（たとえば加工前ヘッド１ａの周辺）に配置する。
（３）カメラによりコントロールポイントを撮影する。
（４）特定ポイントｐを撮影する。
（５）カメラ撮影により得られた画像（フィルムやビデオ画像等）から、コントロールポイントの像のフィルム上あるいはビデオ画像上での座標（２次元座標）を計測し、未知のカメラ定数を含んだ連立方程式を解いて、カメラ定数を決定する。
（６）複数のカメラによって撮影された特定ポイントｐのフィルム上あるいはビデオ画像上での座標（２次元座標）を計測し、その計測値と、上記（５）で求めたカメラ定数とを用いて、特定ポイントｐの３次元座標を求める。
【００３３】
このＤＬＴ法も非接触で特定ポイントｐの３次元座標を測定できるので、接触子などのの接触により加工前ヘッド１ａの特定ポイントｐが動くことがなく、測定精度を高めうる点において好ましい。
【００３４】
なお、特定ポイントｐの３次元座標は、カメラによる２次元画像から判別することもできる。たとえば、１台のカメラで所定角度から加工前ヘッド１ａを撮影した場合において、このカメラにより得られた画像（２次元画像）上における特定ポイントｐの座標（２次元座標）と、特定ポイントｐの３次元座標とが一対一で対応するように、カメラの撮影角度又は特定ポイントｐを設定することが可能である。よってこの場合、カメラにより得られた２次元画像上における特定ポイントｐの座標（２次元座標）から、特定ポイントｐの３次元座標を求めることもできる。
【００３５】
第三工程では、第二工程で測定された特定ポイントｐの３次元座標に基づいて特定ポイントｐを所定の基準位置に配置するためのヘッドの回転角度を求める。基準位置とは、ヘッドを加工する際のヘッド状態であり、ヘッドの姿勢及び位置が一義的に決定された状態である。基準姿勢を決定しておけば、当該基準姿勢における特定ポイントｐの３次元座標（すなわち特定ポイントｐの基準位置）は予め決定することができるから、３次元座標を測定した状態での加工前ヘッド１ａを基準姿勢とするための軸線ｚ周りの回転角度は計算により容易に算出される。
【００３６】
以下に角度計算の一例を示す。ここでは、回転角度の計算を簡略化するため、図１に示すように、シャフト穴の軸線ｚ（すなわち回転軸ｒ）をＺ軸として３次元直交座標系の３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）を設定する。この場合、加工前ヘッド１ａは、Ｚ軸方向の位置が固定され、且つシャフト穴の軸線ｚ周りに回転しているので、特定ポイントｐのＺ座標は、加工前ヘッド１ａの回転角度（位相）に関わらず一定である。よって、この回転角度の計算は、Ｘ軸とＹ軸とからなる２次元座標系における回転変換行列の問題に帰着する。すなわち、３次元測定器等で測定されたヘッド回転前の特定ポイントｐの３次元座標を（ｘ、ｙ、ｚ）とし、予め決定された基準姿勢における特定ポイントｐの３次元座標を（ｘ′、ｙ′、ｚ′）とすると、ｚ＝ｚ′となり、且つ、特定ポイントｐの３次元座標測定時の状態から基準姿勢とするまでの加工前ヘッド１ａの回転角度をθとすると、次式（Ａ）、（Ｂ）が成立する。
ｘ′＝ｘ×ｃｏｓθ−ｙ×ｓｉｎθ  ・・・  （Ａ）
ｙ′＝ｘ×ｓｉｎθ＋ｙ×ｃｏｓθ  ・・・  （Ｂ）
よって、測定された（ｘ、ｙ）の値と、予め設定された（ｘ′、ｙ′）の値を上記式（Ａ）又は式（Ｂ）に代入することにより、θを求めることができる。
このように、特定ポイントｐの３次元座標を決定する３次元直交座標系のうちの一の軸をシャフト穴の軸線ｚと一致させることにより、回転角度の計算を簡略化させることができる。
【００３７】
上記のように回転角度θを算出して、この角度情報を制御部３０に与え、サーボモータ（図示せず）により回転テーブル１１を軸線ｚ周りにθだけ回転させることで、加工前ヘッド１ａは特定の基準姿勢となる。従来のように、当て治具を当てたり作業員の目視に頼ったりしていないので、ヘッド位置決めの精度は従来と比較して格段に高くなる。図３は、図２の状態からシャフト穴の軸線ｚ周りにθ度回転して基準姿勢となった状態を示している。基準姿勢をどのようにするかは特に限定されない。たとえば基準姿勢は、ヘッドがＣＮＣ加工等の機械加工を行いやすい姿勢及び位置となるように設定することができる。
【００３８】
第四工程では、基準姿勢を維持しながら当該基準姿勢に対応した加工データにより加工前ヘッド１ａを加工する。図３で示すように、基準姿勢となった加工前ヘッド１ａを当該基準姿勢のまま固定した状態でエンドミル４０等でＣＮＣ加工を行う。本実施形態では、図５で示すように初期開口部ｋ１を拡大して仕上げ開口部ｋ２とする切削加工を行う。この加工データは、基準姿勢に対応したデータとなっているので、この加工データにより基準姿勢とした加工前ヘッド１ａを加工することで意図した加工を行うことができる。本実施形態では、ヘッド加工時の位置決め精度を向上させるのみならず、加工をＮＣ加工（数値制御加工）としているので、加工精度が更に向上している。
【００３９】
なお、本発明で用いられるヘッド加工の例としては、上記のような機械加工によるＮＣ加工の他、レーザによるＮＣ加工を挙げることができる。たとえば、レーザによる切断加工、溶接加工、表面改質加工等において、基準姿勢に対応したデータでレーザヘッドをＮＣ加工することで、精度のよい加工が可能となる。レーザとしては、たとえば炭酸ガスレーザ等を用いることができる。また、ＮＣ制御された溶接ロボットによる加工も本発明に好適に用いることができる。溶接方法としては、上記レーザ溶接の他、プラズマ溶接やティグ溶接等を適宜採用することができる。
【００４０】
初期開口部ｋ１がＮＣ加工により拡大されて仕上げ開口部ｋ２とされた結果、仕上げ開口部ｋ２の輪郭形状はＮＣ加工により形成されることとなる。よって、鋳造製法や鍛造製法などによる寸法誤差がＮＣ加工によって排除され、開口部の寸法精度が格段に高められている。なお、加工の際、加工前ヘッド１ａの基準姿勢での固定を確実とすべく、軸線ｚ周りに回転して基準姿勢となった後で、当該基準姿勢を維持するための支持部材（図示しない）で加工前ヘッド１ａを支持しながら加工してもよい。
【００４１】
本実施形態では、初期開口部ｋ１を拡大して仕上げ開口部ｋ２とする上記ＮＣ加工の際に、特定ポイント用の突起部ｔをも切削する。初期開口部ｋ１を仕上げ開口部ｋ２とするＮＣ加工の後、別途突起部ｔを切削する加工を行っても良いが、上記ＮＣ加工の際に突起部を切削することにより、別途突起部ｔを切削する作業が不要となるからヘッドの生産性が向上する。また、突起部ｔは切除された上で完成品ヘッドとなるから、突起部ｔがヘッドの打球性能に影響を与えることはない。よって突起部ｔはその位置や形状に制約を受けることなく設けることができる。よって、特定ポイントｐの３次元座標の測定しやすさ等を考慮して自由に突起部ｔの仕様（位置や形状等）を設定することができる。
【００４２】
上記実施形態では特定ポイントｐは１点のみとしたが、特定ポイントｐを複数設定してもよい。特定ポイントｐを２点以上設定することで、ヘッドの位置決め精度が更に高まる。特定ポイントｐを複数設定した場合、たとえば各特定ポイントｐに基づいて求められた回転角度θの平均値だけヘッドを回転させる方法を採用することができる。たとえば、特定ポイントｐを２点とした場合には、第一の特定ポイントｐ１に基づいて基準姿勢とするための回転角度θ１を求めるとともに、第二の特定ポイントｐ２に基づいて基準姿勢とするための回転角度θ２を求め、ヘッドの回転角度を〔（θ１＋θ２）／２〕とする方法を採用することができる。
【００４３】
以上の実施形態では、特定ポイントｐの座標に基づいて基準姿勢への回転角度θを求めたが、ヘッドの輪郭形状に基づいて基準姿勢への回転角度θを求めても良い。この場合の工程について以下に説明する。
ヘッドの輪郭形状に基づいて基準姿勢への回転角度θを求める場合も、第一工程及び第四工程は上記実施形態と同じであるので説明を省略し、上記実施形態とは異なる第二工程及び第三工程について説明する。
【００４４】
第二工程では、第一工程で回転可能に固定された加工前ヘッド１ａにおける少なくとも一方向からの二次元画像を撮影する。ゴルフクラブヘッドは球体等と異なり自由曲面等を有した不定形状であるから、ヘッドの輪郭形状は視点の位置によって変化する。よって、ヘッドの輪郭形状とヘッドの姿勢とは一対一対応しており、ヘッド輪郭形状を特定することによりヘッドの姿勢を特定することができる。そこで、第三工程では、予め用意された加工前ヘッドの３次元データに基づき得られる複数のヘッド輪郭形状と前記第二工程により得られた２次元画像のヘッド輪郭形状との比較により、第二工程におけるヘッドの姿勢を特定し、これに基づいて基準姿勢とするためのヘッドの回転角度を求める。
【００４５】
加工前ヘッド１ａの３次元データがあれば、任意の視点からみた加工前ヘッド１ａの輪郭形状を取り出すことができる。よって、加工前ヘッド１ａの３次元データに基づき得られるヘッド輪郭形状と第二工程により得られた２次元画像のヘッド輪郭形状とを比較し、加工前ヘッド１ａの３次元データから抽出された複数のヘッド輪郭形状の中から、第二工程で得られたヘッド輪郭形状と同一又は近似した輪郭形状を検索すること（以下、輪郭形状検索ともいう）により、第二工程で二次元座標を撮影した際におけるヘッドの姿勢を特定することができる。そして、この特定されたヘッド姿勢に基づき、基準姿勢とするためのヘッド回転角度θを求めることが可能となる。
【００４６】
上記輪郭形状検索の具体的方法としては、たとえば以下のような方法を採用することができる。先ず、加工前ヘッド１ａの３次元データから、複数の異なるヘッド輪郭形状を抽出する。以下の説明では、加工前ヘッド１ａの３次元データから得られたヘッド輪郭形状を仮想輪郭形状ともいうこととする。輪郭形状検索を容易とするため、仮想輪郭形状の抽出は、第二工程において撮影されうる仮想輪郭形状に限定するのがよい。つまり、抽出される仮想輪郭形状を、第二工程でヘッドを撮影したカメラと同じ視点からのものに限定するのがよい。そして、図６に示すように、加工前ヘッド１ａの３次元データに基づき、たとえばシャフト穴の軸線ｚまわりの角度位相を所定角度おきに（たとえば均等にα度おきに）相違させて、位相角度が異なる複数の仮想輪郭形状ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４・・・・を抽出する一次抽出を行い、これら仮想輪郭形状ｈ１，ｈ２，ｈ３，ｈ４・・・・と、第二工程で得られた二次元画像ｇの輪郭形状とを比較する。そして、これら複数の仮想輪郭形状のうち最も近い輪郭形状を有するもの（ここではｈ３とする）及びその近傍（ｈ２及びｈ４）の位相範囲において、上記一次抽出よりも位相角度の相違を細かくして（たとえば均等にα／１０度おきとして）位相角度が異なる複数の仮想輪郭形状（図示省略）を抽出し（これを二次抽出とする）、二次元画像ｇと最も近い輪郭形状を有するものを決定する。以下同様に、必要に応じて三次抽出、四次抽出・・・を行い、最終的には二次元画像ｇと同一又は最も近似した仮想輪郭形状を決定する。そして、最終的に決定された仮想輪郭形状から、第二工程において得られた二次元画像のヘッドの姿勢が特定されるので、この姿勢を基準姿勢とするためのシャフト穴の軸線ｚ周りの回転角度が求まる。二次元画像ｇと仮想輪郭形状とを完全に一致させる必要は必ずしも無く、第四工程の加工において許容される誤差を考慮して、最も近似した仮想輪郭形状を決定すればよい。
【００４７】
なお、二次元画像ｇと仮想輪郭形状ｈとの近似度（適合度）を判断する手法としては、二次元画像ｇの輪郭線と、仮想輪郭形状の輪郭線との重複面積率で判断することができる。すなわち図７で示すように、シャフト穴の軸線ｚの位置及びホーゼル端面７の位置を一致させた状態で二次元画像ｇと仮想輪郭形状ｈとを重ねて、重複部分Ｔ（図７において実線ハッチングで表示）の面積を求める。そして、二次元画像ｇの輪郭線及び仮想輪郭形状ｈの輪郭線で囲まれた部分の最大面積Ｓｍ（図７において破線ハッチングで表示）と、重複部分Ｔの面積ＳＴとの比（ＳＴ／Ｓｍ）が大きいほど、仮想輪郭形状ｈと二次元画像ｇとの近似度が高いと判断することができる。なお、二次元画像ｇの輪郭形状をコンピュータに自動認識させるためには、撮影画像に対して白と黒のみで表示する二値化処理を利用する等の手法を採用することができる。また、３次元データから仮想輪郭形状を認識させるためには、たとえば、汎用の三次元ＣＡＤソフトが有しているパーティングライン作成機能あるいは輪郭線作成機能などを用いればよい。
【００４８】
上述した二値化処理の手法としては、たとえば、ヘッドが映っていない背景画像と、背景とともにヘッドが映っているヘッド付き画像とで背景差分処理を行い、ヘッドのシルエットを抽出する手法がある。具体的には、上記背景画像の各ピクセルのＲＧＢ値をそれぞれｒ′，ｇ′，ｂ′とし、上記ヘッド付き画像の各ピクセルのＲＧＢ値をそれぞれｒ，ｇ，ｂとしたとき、次の式（Ａ）で示すノルム（対象ピクセルでのｒ,ｇ，ｂとｒ′，ｇ′，ｂ′との差の絶対値の２乗和の平方根）の値が予め設定した閾値未満であればヘッドのシルエットではないとみなして当該ピクセルを０とし、上記ノルムの値が上記閾値以上であれば当該ピクセルを１とし、１のピクセルについて順にラベリング処理を行う。このようにして二値化処理された画像（二値化画像）を得ることができる。
〔（ｒ−ｒ′）２＋（ｇ−ｇ′）２＋（ｂ−ｂ′）２〕１／２      ・・・（Ａ）
【００４９】
さらに、上記二値化画像から輪郭抽出を行うには、たとえば次のような手法を採用することができる。図８に示すように、得られた二値化画像２ｇについて、画像フレーム中で最も左上にあるピクセル（ａ，１）を始点として、画面上から下に向かって右方向に順次走査処理を行い（図８の破線矢印参照）、最初に見つかったピクセル（ｄ，７）を指定する。なお、ピクセル（ｄ，７）とは、図８の二値化画像２ｇに付された縦方向の座標符号ｂ２がｄ，横方向の座標番号ｂ１が７のピクセルを指す。そして、このピクセル（ｄ，７）の周囲にある８つのピクセルを左上のピクセルから時計回りに順次調べ、最初に見つけたラベリング処理済ピクセル（図８の例ではピクセル（ｄ，８）を指定する。ついで、このピクセル（ｄ，８）の周囲にある８つのピクセルのうち、直前に指定したピクセル（ｄ，７）を除く７つのピクセルについて、左上のピクセル〔ピクセル（ｃ，７）〕から時計回りに順次調べ、最初に見つけたラベリング処理済ピクセル（図８の例ではピクセル（ｄ，９）を指定する。以下、この処理を順次繰り返し行い、最初の指定ピクセル（ｄ，７）に戻った時点で輪郭抽出を終了する。この輪郭抽出作業により指定された各ピクセルが輪郭となる。なお、上記のピクセル指定により抽出された輪郭のままではノイズが残っているので、移動平均処理を輪郭全体に循環して行うことによりスムージングをかけておくのが好ましい。
なお図８では、分かりやすい図とするため、二値化画像２ｇをゴルフクラブヘッドの画像ではなく簡略化された画像（黒塗りで表示）としている。
【００５０】
なお、上記実施形態では、第二工程において加工前ヘッド１ａを撮影するカメラを一台とし、一方向からの二次元画像に基づいて基準姿勢とするための回転角度θを求めたが、カメラを複数台とする等により、二方向以上からの二次元画像を得て、これらに基づいて回転角度θを求めても良い。また上記実施形態では、抽出を一次、二次、・・と多段階に行い、徐々に角度範囲を狭めることにより、二次元画像ｇと最も近似した仮想輪郭形状ｈを決定したが、このような方法の他、たとえば遺伝的アルゴリズムにより二次元画像ｇと最も近似した仮想輪郭形状ｈを求めることもできる。この場合、適応度の評価として上述した比（ＳＴ／Ｓｍ）を用い、この比（ＳＴ／Ｓｍ）が大きいほど（１に近いほど）適応度が高いと評価することが可能である。
【００５１】
上記実施形態では、クラウン部３を加工したが、本発明では加工部位については特に限定しない。ただし、加工部位が曲面部分に位置する場合は、加工が３次元的となり精度の高い加工が要求されるため、本発明が有効である。特に、上記実施形態のように加工部位が自由曲面部分に位置する場合は、より一層精密な加工が要求されるため、本発明の有効性が更に高まる。また本発明は、中空ヘッドなど肉厚が薄く高精度が求められるヘッド加工に有効である。特に近年のヘッドでは、肉厚が０．５ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、特にクラウン部等では肉厚が０．５〜１．５ｍｍ程度とされているため、かかる肉厚の部分を加工する場合に本発明は特に効果的である。また、上記実施形態のヘッドのように、加工前ヘッド１ａの外面が平面部分を有さない場合、従来の手法では正確な位置決めが困難であるから、本発明の有効性が特に高い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】加工前ヘッドをシャフト穴挿入部に差し込んで固定した状態を示す図である。
【図３】図２の状態から加工前ヘッドをシャフト穴の軸線周りに所定角度回転させて、加工前ヘッドが基準姿勢とされた状態を示す図である。
【図４】加工前ヘッドをクラウン部側からみた図である。
【図５】加工後ヘッドをクラウン部側からみた図である。
【図６】仮想輪郭形状と二次元画像との比較を説明するための図である。
【図７】仮想輪郭形状と二次元画像との近似度の求め方について説明するための図である。
【図８】二値化処理について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ａ    加工前ヘッド
１ｂ    加工後ヘッド
６      シャフト穴
ｒ      回転軸
ｚ      シャフト穴の軸線
【図１】
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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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