(57)【要約】【課題】特に複合材料からなる鍛造製のゴルフクラブヘッドを提供する。【解決手段】本発明に係る一体型複合材からなる鍛造製ゴルフクラブヘッドは、ヘッド本体１０と、おもり２０と、カバー３０を有し、該ヘッド本体の内部に嵌合凹部１２が凹設され、該おもり２０は、複合セラミックスからなり、該嵌合凹部１２に嵌め込まれ、密度が１．３〜３．５ｇ／ｃｃであり、該カバー３０は、該おもり２０を密封すると共に、ヘッド本体１０とおもり２０との間に隙間を有しないように、ヘッド本体１０の嵌合凹部１２に嵌め込まれ、それによれば、ゴルフクラブヘッドの中心部分の密度が低く、周囲部分の密度が高く、スウィートスポットの範囲が広い、打撃感及び打撃音に優れるものとなる。【選択図】図２
2018094125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に嵌合凹部が形成されたヘッド本体と、
前記嵌合凹部に嵌め込まれ、複合セラミックスからなり、密度が１．３〜３．５ｇ／ｃｃであるおもりと、
前記ヘッド本体における前記嵌合凹部上に溶接されるカバーであり、前記ヘッド本体と該カバーとの間で隙間なく前記おもりを密閉するカバーと、
を有することを特徴とする、一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッド。
【請求項２】
前記おもりが、６０％〜７０％のシリコン酸化物、１５％〜２５％の酸化ジルコニウム、１０％〜２０％の酸化アルミニウムを含む複合材料からなることを特徴とする、請求項１に記載の一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッド。
【請求項３】
前記ヘッド本体は、打撃面及びソールを備え、前記嵌合凹部が該打撃面またはソールのうちの一つに凹設され、
前記カバーの表面と、前記凹設された嵌合凹部の表面とが面合わせとなることを特徴とする、請求項１に記載の一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブのアイアンヘッドに関し、特に複合材料からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のゴルフクラブヘッドは通常、鍛造または鋳造による単一の鋼材からなり、複合材料を含まないことから、複合材料のそれぞれの特性を発揮することができないので、打撃性能に優れない。そのため、ゴルフクラブヘッドは、打撃性能を向上させるために、軽量化を施したり、（打撃）面積を増加させたり、また、おもりを加えて（ゴルフクラブヘッド全体の）密度を調整することによって、打撃性能を向上させることも可能である。
【０００３】
従来のゴルフクラブのアイアンヘッドには、以下のようなタイプを有する。
【０００４】
＜１．一体型鋳造または鍛造の（ゴルフクラブの）アイアンヘッド＞
この一体型鋳造または鍛造によるゴルフクラブのアイアンヘッドは、炭素鋼、ステンレス鋼、又はチタンを含むものであり、そのうちのステンレス鋼の密度は７．６ｇ／ｃｃ〜７．８ｇ／ｃｃであり、炭素鋼の密度は７．７ｇ／ｃｃ〜７．９ｇ／ｃｃである。（しかしながら）これら２つの鋼鉄材料はいずれも大きい密度であるため、ゴルフクラブのアイアンヘッドを製造する際に、その重量を減らし体積を増加させることが難しく、ゴルフクラブヘッドが重過ぎるという問題があった。（一方で）ゴルフクラブのアイアンヘッドにおいて、密度が約４．５ｇ／ｃｃであり体積が大きいチタン材料を用いることができる。しかしながら、ゴルフクラブのアイアンヘッドにチタン材料を用いて製造するとなると、体積を大きくすることはできるが、費用が高くなりすぎてしまい、市場の要求を満たすことが困難となってしまう。
【０００５】
＜２．アルミニウム合金複合材を用いた鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッド＞
このゴルフクラブヘッドは、ヘッド部及びおもりを含む。該ヘッド部は、炭素鋼鉄またはステンレス鋼からなり、鍛造によるアルミニウム合金複合材のおもりに結合される。このアルミニウム合金複合は、密度が２．５ｇ／ｃｃであり、全体重量を適宜調和することが出来るため、ゴルフクラブヘッドの製造に優れた材料である。また、鍛造プロセスにおいて、アルミ二ウム合金の融点は６５０〜６８０℃しかなく、鍛造温度は通常７００〜１２００℃であるため、おもりの構造が損傷を受けて、鍛造によりヘッド部としっかり結合させることができなくなるだろう。また、ゴルフクラブのアイアンヘッドにおける打撃性能は製造プロセスに影響される。鍛造を行ううちにアルミ二ウム合金が溶解してしまうので、おもりの構造強度が弱くなるので、打撃効果に悪影響があった。
【０００６】
＜３．チタン合金複合材からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッド＞
このチタン複合材からなるゴルフクラブのアイアンヘッドは、ヘッド部及びおもりを備える。該ヘッド部は、炭素鋼又はステンレス鋼からなり、鍛造によるチタン合金のおもりに結合される。該おもりは、密度が４．５ｇ／ｃｃであり、優れた物理的特性を発揮することができるが、製造コストが高く、加工も困難であり、製造プロセスが複雑であることから、アイアンヘッド製品の価格が市場で受け入れられるものでなくなってしまう。また、チタン合金の密度は４．５ｇ／ｃｃであり、炭素鋼またはステンレス鋼からなるヘッド本体の密度の７．７ｇ／ｃｃよりもわずかに小さいことから、ゴルフクラブヘッドのヘッド部の重量及び体積を減少することが出来ないと共に、ゴルフクラブにおけるアイアンヘッドの体積を実質的に増加させることが出来ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】（特になし）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、既存の製造方法の欠点を解決するために、上述の問題を軽減あるいは解消することができるゴルフクラブのアイアンヘッド及びその製造方法を提供するものである。
【０００９】
本発明の主たる目的は、複合材で一体鍛造されたゴルフクラブのアイアンヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る一体型の複合材からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッドは、ヘッド本体と、おもりと、カバーとを有する。該本体は内部に嵌合凹部を有する。該おもりは、前記嵌合凹部に嵌め込まれるものであり、複合セラミックスからなり、密度は１．３〜３．５ｇ／ｃｃである。該カバーは、前記本体の前記嵌合凹部上で溶接され、前記おもりは隙間を有しないように前記本体と前記カバーにより密封される。かかる一体型の複合材からなる鍛造製のゴルフクラブヘッドにおいて、前記おもりが、６０％〜７０％のシリコン酸化物、１５％〜２５％の酸化ジルコニウム、１０％〜２０％の酸化アルミニウムを含む複合材料からなることが好ましい。
【００１１】
一体型に鍛造されたアイアンヘッドは中央が低密度で、かつ、その周辺領域が高密度であるため、公差が増加し、スウィートスポットの範囲が拡張され、（使用時の）打撃感と打撃音も改善される。かかる一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブヘッドにおいて、前記本体は、打撃面及び一側面（ソール）を備え、前記凹部が該打撃面または該側面に凹設され、前記カバーの表面と前記凹部がある該打撃面または該側面とが面合わせとなることが好ましい。
【００１２】
本発明の目的、利点、及び新規な特徴は添付の図面と以下の詳細な説明により、さらに明らかとなるであろう。本発明の一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブヘッドは、本体と、おもりと、カバーとを有し、該本体に凹部が凹設され、該おもりは、凹部に嵌め込まれると共に、複合セラミックスからなり、密度が１．３〜３．５ｇ／ｃｃであり、該カバーは、本体の凹部に嵌め込まれ、該カバー及び本体により、本体とカバーとおもりとの間に隙間を有しないように、おもりを本体と該カバーとの間に密封することから、中心部分の密度が低く、周囲部分の密度が高く、スウィートスポットの範囲が広い、打撃感及び打撃音に優れた一体型複合材からなる鍛造製ゴルフクラブヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る一体型複合材からなる鍛造製ゴルフクラブヘッドの製造方法の流れ図である。
【図２】図２は、本発明の第一実施例の分解斜視図である。
【図３】図３は、本発明の第一実施例の部分分解斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第一実施例において、カバーが溶接手段により本体に溶接された状態を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の第一実施例の製造プロセスによる半製品Ｐの斜視図である。
【図６】図６は、図５のアイアンヘッドにおける半製品Ｐの右側面を断面図として示したものである。
【図７】図７は、本発明のアイアンヘッドにおける第二実施例の分解斜視図である。
【図８】図８は、図７におけるカバーが溶接手段により本体１０Ａに溶接された状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の適切な実施の形態を詳細に説明する。図１〜図５に示すように、本発明に係る好適な第一実施例としての一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッドは、ヘッド本体１０と、おもり２０と、カバー３０とを有する。
【００１５】
図２及び図３に示すように、前記本体１０は、打撃面１１と、嵌合凹部１２と、嵌合部１３とを備え、る。該凹部１２は、階段状を呈し、打撃面１１内に形成され、該嵌合部１３は、凹部１２の周囲に形成される。なお、前記ヘッド本体１０は、１０２０Ｃ、１０２５Ｃ、１０３５Ｃ、１０４５Ｃ、３５ＣｒＭｏといった炭素鋼から選択することができ、或いは、ステンレス鋼の、ＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３１、７−４ＰＨといったステンレス鋼から選択することができ、或いは、合金鋼から選択することができる。
【００１６】
前記おもり２０の体積及び形状は、嵌合凹部１２の体積及び形状と一致するものであり、前記おもり２０は前記凹部１２内に取り付けられる。前記おもり２０の材料は、複合セラミックスからなり、前記おもり２０の前記密度は、好適には約１．３〜３．５ｇ／ｃｃである。前記おもり２０は、その組成として、６０％〜７０％のシリコン酸化物、１５％〜２５％の酸化ジルコニウム、１０％〜２０％の酸化アルミニウム、及び他の化学原料を含むものである。前記おもり２０は該おもり２０の密度を調整するために材料組成の比率を変更することができる。なお、該おもりは、１４００℃〜２２００℃の耐熱性を備える。
【００１７】
前記カバー３０は、本体１０の嵌合部１３に嵌め込まれ、溶接手段により本体１０に溶接される。なお、該カバー３０の材料は、本体１０と同様である。
【００１８】
図１に示すように、本発明に係る一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッドにおける製造プロセスは、材料を準備するステップＳ１と、組立ステップＳ２と、カバー溶接ステップＳ３と、溶接ビード研磨ステップＳ４と、鍛造ステップＳ５とを有する。
【００１９】
図２に示すように、前記の材料を準備するステップＳ１では、本体１０と、おもり２０と、カバー３０とを準備する。
【００２０】
図３に示すように、次に、組立ステップＳ２では、おもり２０を本体１０に嵌め込み、カバー３０でおもり２０をカバーするように本体１０に組み合わせ、該カバー３０の表面を本体１０の打撃面１１と面合わせする（面一にする）。
【００２１】
図４に示すように、次のカバー溶接ステップＳ３では、カバー３０とヘッド本体１０との隙間が溶接され、当該隙間内に（はんだを充填して）溶接ビードが形成される。これによれば、そのヘッド本体１０とおもり２０とカバー３０を一体にできることから、一体成形鍛造用ピースＦが得られる。これにより、おもり２０がカバー３０とヘッド本体１０との間で密閉される。
【００２２】
次の、前記溶接ビード研磨ステップＳ４においては、溶接ビードを研磨すると共に、一体成形鍛造用ピースＦを、鍛造ステップを行うために所定の重さまで研磨する。
【００２３】
続いて、前記鍛造ステップＳ５においては、一体成形鍛造用ピースＦを、７００℃〜１２００℃の温度まで予熱してから、鍛造金型に入れて鍛造加工を行う。図５に示すように、鍛造加工を行うと、半製品Ｐが得られ、得られた半製品Ｐの周囲に０．５ｇ〜５ｇ程度のバリが生じる。
【００２４】
また、図５に示すように、その半製品Ｐは、本体１０及びカバー３０により、おもり２０を隙間なくぴったりと密封するようにカバーされると共に、本体１０と、おもり２０と、カバー３０とが、隙間が生じないように一体に形成される。前記おもり２０は、高耐熱性及び低熱膨張係数の特性を備えることから、変形することがなく、引け巣または巣穴が生じることもない。また、加熱プロセスにおいて、おもり２０の密度及び熱膨張係数と、ヘッド本体１０の密度及び熱膨張係数とが異なっていても、おもり２０と本体１０とが分離したり隙間が生じたりすることはない。おもり２０の密度が低い場合は、その半製品Ｐの重さが、体積が同一で単一の材料からなる鍛造クラブアイアンヘッドよりも軽くなり、或いは、その半製品Ｐの体積は、重量が同一で単一の材料からなる鍛造クラブアイアンヘッドよりも小さくなる。
【００２５】
半製品Ｐに上述のステップを行って得たゴルフクラブヘッドは、中心部分の密度が低く、その周囲部分の密度が高いことから、公差が大きくなり、スウィートスポットの範囲が広くなるので、打撃感及び打撃音に優れる。
【００２６】
図７に示すように、本発明に係る一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブヘッドの第二実施例は殆ど第一実施例と同一であるが、本体１０Ａ、おもり２０Ａ、カバー３０Ａの形状は第一実施例と異なる。
【００２７】
前記本体１０Ａの前側面（ソール（前ソール））に凹部１２が凹設され、前記おもり２０Ａは、凹部１２Ａに嵌め込まれ、前記カバー３０Ａは、おもり２０Ａをカバーするように本体１０Ａに組み合わされ、この時、該カバー３０Ａの表面は前側面と面合わせ（面一）状態となる。材料を準備するステップ、組立ステップ、カバー溶接ステップ、溶接ビード研磨ステップ、鍛造ステップを行うと、本体１０Ａ及びカバー３０Ａによりおもり２０Ａを密封するようにカバーすると共に、本体１０Ａと、おもり２０Ａと、カバー３０Ａとが隙間なく一体に成形される。尚、その凹部１２Ａは、第二実施例と同様に優れた効果を得るべく、本体１０Ａの後側面（後ろの領域、後ソール）に凹設されてもよい。
【００２８】
以上は、本発明の好ましい実施形態の説明に過ぎず、本発明の形状を限定するものではなく、通常の知識を有する当該分野の者によって、本発明の技術要旨を逸脱しない範囲で、以上に開示された技術内容に基づいてなされた同等効果を有する如何なる簡単な修正或いは変更も、本発明の保護範囲内に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００２９】
１０、１０Ａ  ヘッド本体
１１  打撃面
１２、１２Ａ  嵌合凹部
１３  嵌合部
２０、２０Ａ  おもり
３０、３０Ａ  カバー
Ｓ１  材料を準備するステップ
Ｓ２  組立ステップ
Ｓ３  カバー溶接ステップ
Ｓ４  溶接ビード研磨ステップ
Ｓ５  鍛造ステップ
【図１】
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【図２】
2018094125.tif 000004
【図３】
2018094125.tif 000005
【図４】
2018094125.tif 000006
【図５】
2018094125.tif 000007
【図６】
2018094125.tif 000008
【図７】
2018094125.tif 000009
【図８】
2018094125.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月16日(2018.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に嵌合凹部（１２、１２Ａ）が形成されたヘッド本体（１０、１０Ａ）と、
前記嵌合凹部（１２、１２Ａ）に嵌め込まれ、複合セラミックスからなり、密度が１．３〜３．５ｇ／ｃｃであるおもり（２０、２０Ａ）と、
前記ヘッド本体における前記嵌合凹部（１２、１２Ａ）上に溶接され且つ鍛造されるカバー（３０、３０Ａ）であり、これにより前記ヘッド本体（１０、１０Ａ）と該カバー（３０、３０Ａ）との間で隙間なく前記おもり（２０、２０Ａ）を密閉するカバー（３０、３０Ａ）と、
を有し、
前記おもり（２０、２０Ａ）が、６０％〜７０％のシリコン酸化物、１５％〜２５％の酸化ジルコニウム、１０％〜２０％の酸化アルミニウムを含む複合材料からなることを特徴とする、一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブのアイアンヘッド。
【請求項２】
前記ヘッド本体（１０、１０Ａ）は、打撃面（１１）及び一側面を備え、前記嵌合凹部（１２、１２Ａ）が該打撃面（１１）または該一側面に凹設され、
前記カバー（３０、３０Ａ）の表面と、前記嵌合凹部（１２、１２Ａ）が凹設される該打撃面または該一側面とが面合わせとなることを特徴とする請求項１に記載の一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブヘッド。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
一体型に鍛造されたアイアンヘッドは中央が低密度で、かつ、その周辺領域が高密度であるため、公差が増加し、スウィートスポットの範囲が拡張され、（使用時の）打撃感と打撃音も改善される。かかる一体型複合材からなる鍛造製のゴルフクラブヘッドにおいて、前記本体は、打撃面及び一側面を備え、前記凹部が該打撃面または該側面に凹設され、前記カバーの表面と前記凹部がある該打撃面または該側面とが面合わせとなることが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
前記本体１０Ａの前側面に凹部１２Ａが凹設され、前記おもり２０Ａは、凹部１２Ａに嵌め込まれ、前記カバー３０Ａは、おもり２０Ａをカバーするように本体１０Ａに組み合わされ、この時、該カバー３０Ａの表面は前側面と面合わせ（面一）状態となる。材料を準備するステップ、組立ステップ、カバー溶接ステップ、溶接ビード研磨ステップ、鍛造ステップを行うと、本体１０Ａ及びカバー３０Ａによりおもり２０Ａを密封するようにカバーすると共に、本体１０Ａと、おもり２０Ａと、カバー３０Ａとが隙間なく一体に成形される。尚、その凹部１２Ａは、第二実施例と同様に優れた効果を得るべく、本体１０Ａの後側面に凹設されてもよい。
【外国語明細書】
2018094125000001.pdf