(57)【要約】【課題】レーザー溶接の問題点を改善するとともに、固着強度および外観にも優れ、設計の自由度の高いゴルフクラブヘッドおよびその製造方法ならびにゴルフクラブを提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッドは、フェース部２０と、該フェース部２０と接合されるヘッド本体１０とを備える。そして、フェース部２０の周囲に位置するヘッド本体１０の凸部１４をフェース部２０側に圧潰して形成した圧潰部上からレーザー溶接を行なうことにより形成された溶接部を介してフェース部２０とヘッド本体１０とを接合する。本発明のゴルフクラブは、上記のゴルフクラブヘッド、シャフトおよびグリップを備える。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェース部（２０）と、
前記フェース部（２０）と接合されるヘッド本体（１０）とを備え、
前記フェース部（２０）の周囲に位置する前記ヘッド本体（１０）の一部を前記フェース部（２０）側に圧潰して形成した圧潰部（１８）上からレーザー溶接を行なうことにより形成された溶接部（１９）を介して前記フェース部（２０）と前記ヘッド本体（１０）とを接合したことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
フェース部（２０）と、
前記フェース部（２０）と接合されるヘッド本体（１０）とを備え、
前記フェース部（２０）の周囲に位置する前記ヘッド本体（１０）の一部を前記フェース部（２０）側に圧潰して形成した圧潰部（１８）と、レーザー溶接により形成した溶接部（１９）とを介して前記フェース部（２０）と前記ヘッド本体（１０）とを接合したことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記フェース部（２０）と前記ヘッド本体（１０）との間に中空部（３２）を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドを備えたゴルフクラブ。
【請求項５】
ヘッド本体（１０）の開口を閉じるようにフェース部（２０）を圧入する工程と、
前記ヘッド本体（１０）において前記開口の周囲に位置する部分を前記フェース部（２０）側に圧潰して圧潰部（１８）を形成する工程と、
前記圧潰部（１８）上からレーザー溶接を行なうことにより、前記フェース部（２０）と前記ヘッド本体（１０）とを溶着する工程と、
を備えたゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記ヘッド本体（１０）は、前記開口の周囲に凸部（１４）を有し、該凸部（１４）を圧潰して前記圧潰部（１８）を形成し、
前記凸部（１４）の断面形状を台形形状としたことを特徴とする請求項５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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッド本体とフェース部を接合した金属製ゴルフクラブヘッドおよびその製造方法ならびに該ヘッドを備えたゴルフクラブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェース部を含む複数の部品から成る金属製ゴルフクラブヘッドにおいてフェース部をヘッド本体に接合する方法として、フェース部に圧力をかけてカシメ加工によりヘッド本体に接合する方法がある。たとえば特開平６−１８２００６号公報には、ヘッド本体にフェース体を圧入し、フェース体および／またはヘッド本体が塑性変形することでフェース体を接合したゴルフクラブヘッドが開示されている。
【０００３】
また、金属の溶接棒を用いたアーク溶接でフェース部をヘッド本体に接合する方法もある。しかし、該溶接による接合では、溶接ラインにビードを盛る形になり外観が悪くなり、かつ重量変化が大きいという問題点や、溶接ライン周辺部の熱影響が大きいために金属組織の変化が生じ、該部分の強度が低下するという問題点があった。
【０００４】
そこで、これらの問題点を改善するために、レーザー溶接によりフェース部をヘッド本体と接合する方法が提案されている。この方法は、たとえば特開２００１−２４６０３０公報に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１８２００６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４６０３０公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フェース部に圧力をかけてカシメ加工によりヘッド本体と接合するという方法は、金属を塑性変形させる必要があるため、一般に１５００ＭＰａ以上の大きな圧力を要する。そのため、フェース部およびヘッド本体に高圧力に耐えうる剛性が必要となり、設計の自由度が制限されるという問題点があった。
【０００７】
特開２００１−２４６０３０公報に開示されているレーザー溶接では、ヘッド本体の周縁部に凸部を形成し、レーザー溶接時に発生する溶接部に凸部の溶融金属を流し込み、凹みの発生を防止するようにしている。しかし、ヘッド本体とフェース部の外周との隙間にはバラツキがあり、この隙間が大きい箇所では、溶接部に凸部の溶融金属を供給することが困難となるばかりでなく、溶接部に凸部の溶融金属を供給できたとしても凹みの発生を防止できない場合がある。その結果、溶接部の肉厚のバラツキが大きくなり、溶接部の強度が一定しないという問題点もある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記のレーザー溶接の問題点を改善するとともに、固着強度および外観にも優れ、設計の自由度の高いゴルフクラブヘッドおよびその製造方法ならびにゴルフクラブを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、１つの局面では、フェース部と、該フェース部と接合されるヘッド本体とを備え、フェース部の周囲に位置するヘッド本体の一部をフェース部側に圧潰（塑性変形）して形成した圧潰部（塑性変形部）上からレーザー溶接を行なうことにより形成された溶接部を介してフェース部とヘッド本体とを接合したことを特徴とする。この圧潰部は、フェース部の全周を取り囲むように設けてもよいが、フェース部の外周に沿って選択的に設けてもよい。
【００１０】
上記のようにヘッド本体の一部をフェース部側に塑性変形して圧潰部を設けることにより、ヘッド本体とフェース部の外周との隙間を調節することができる。たとえばフェース部と重なるようにヘッド本体の一部を塑性変形させて上記隙間を実質的にゼロとすることも可能であり、ヘッド本体の一部をフェース部側に圧潰して上記隙間を小さくすることも可能である。かかる圧潰部上からレーザー溶接を行なうことにより、溶接部に適切な量の溶融金属を確実に供給することができ、溶接部における凹みの発生を効果的に抑制することができる。また、圧潰部の形成に際し、ヘッド本体の一部をフェース部側に塑性変形させてヘッド本体とフェース部の外周との間の隙間を調節するだけでよいので、大きな圧力を要しない。
【００１１】
本発明に係るゴルフクラブヘッドは、他の局面では、フェース部と、該フェース部と接合されるヘッド本体とを備え、フェース部の周囲に位置するヘッド本体の一部をフェース部側に圧潰して形成した圧潰部と、レーザー溶接により形成した溶接部とを介してフェース部とヘッド本体とを接合したことを特徴とする。本局面の溶接部は、たとえば圧潰部を部分的に溶融させることにより形成することができる。該圧潰部は、フェース部の全周に沿って形成してもよく、フェース部の外周に沿って選択的に形成してもよい。
【００１２】
上記のように圧潰部と溶接部とを設けることにより、圧潰部と溶接部の双方でフェース部とヘッド本体とを接合することができ、強固にフェース部とヘッド本体とを接合することができる。また、圧潰部を部分的に溶融させて溶接部を形成することにより、上述の局面の場合と同様に、溶接部における凹みの発生を効果的に抑制することができる。さらに、圧潰部のみでフェース部とヘッド本体とを接合する必要がないので、圧潰部の形成に際し大きな圧力は必要ない。
【００１３】
本発明は、アイアンゴルフクラブヘッドにもウッドゴルフクラブヘッドにも適用できるが、フェース部とヘッド本体との間に中空部を有するゴルフクラブヘッドに有用である。
【００１４】
本発明のゴルフクラブは、上述のゴルフクラブヘッドを備える。したがって、ヘッドの信頼性が高く、かつ外観上も優れたものとなる。
【００１５】
本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、次の各工程を備える。ヘッド本体の開口を塞ぐようにフェース部を圧入する。ヘッド本体において開口の周囲に位置する部分をフェース部側に圧潰（塑性変形）して圧潰部を形成する。圧潰部上からレーザー溶接を行なうことにより、フェース部とヘッド本体とを溶着する。
【００１６】
このように圧潰部の形成後にレーザー溶接を行なうことにより、ヘッド本体とフェース部の外周との間の隙間を調節した後にレーザー溶接を行なうことができる。したがって、上記隙間のバラツキを小さくすることができ、レーザー溶接部に所望の量の溶融金属を確実に供給することができる。それにより、溶接部における凹みの発生を効果的に抑制することができる。また、圧潰部のみでフェース部とヘッド本体とを接合する必要がないので、圧潰部の形成に際し大きな圧力は必要ない。
【００１７】
上記ヘッド本体は、開口の周囲に凸部を有し、該凸部を圧潰して上記圧潰部を形成することが好ましい。この場合、該凸部の断面形状を台形形状とする。それにより、比較的低い圧力でフェース部とヘッド本体との突合せ部を覆うように凸部を圧潰することができる。したがって、フェース部およびヘッド本体への負荷が小さくなり、フェース部およびヘッド本体を薄肉にすることができる。その結果、フェース部やヘッド本体の余肉を所望の部分に配置でき、最適重心位置設計の自由度が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。本発明のゴルフクラブは、後述するヘッド、該ヘッドと接続されるシャフトおよびグリップを有する。シャフトおよびグリップとしては周知のものを採用できるので、シャフトおよびグリップに関する記述は省略する。
【００１９】
図１は、本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドのフェース部２０溶接前の断面図であり、図２は、図１における領域Ａの拡大図である。
【００２０】
図１に示すように、アイアンゴルフクラブヘッドは、前面にフェース面（打球面）２１を有するフェース部２０と、ヘッド本体１０とを有する。ヘッド本体１０は、一側にシャフトを連結するネック部１３と、フェース部２０の裏面側に位置するバック部１１と、ソール部１２と、フェース部２０とヘッド本体１０との間に中空部３２とを有する。
【００２１】
該ヘッド本体１０は、図１および図２に示すように、さらに、フェース部２０を受け入れる開口部と、フェース部２０とヘッド本体１０との突合せ部３１近傍に位置する本体周縁部３０に凸部（突出部）１４と、フェース部２０を受け、該フェース部２０の周縁部を支持するフェース受け部（支持部）１５とを有する。
【００２２】
凸部１４の断面形状は、図２に示す例では、高さが１ｍｍ、下底１ｍｍ、上底０．５ｍｍの台形形状である。凸部１４の１つの側面（内周面）は、フェース部２０とヘッド本体１０との突合せ部３１におけるヘッド本体１０の内周面から連続して延びる面で構成される。
【００２３】
凸部１４の断面形状は任意に選択可能であり、凸部１４の断面形状を四角形とすることも可能であるが、四角形とした場合には、凸部１４を圧潰するために台形断面のものよりも高圧力が必要となる。そのため、ヘッド本体１０の肉厚を大きくしたり、フェース受け部１５の厚みや幅を大きくする必要があり、設計の自由度が制約される。したがって、凸部１４の断面形状は台形形状とすることが好ましい。また、台形形状とすることにより、フェース部２０とヘッド本体１０との突合せ部３１を容易にヘッド本体１０の圧潰部で均一に覆うことができる。
【００２４】
凸部１４は、図３（Ａ）に示すように、フェース部２０とヘッド本体１０との突合せ部３１の全周に沿って、すなわちフェース部２０を受け入れるヘッド本体１０の開口部の全周に沿って形成することが好ましい。それにより、突合せ部３１の全周で、フェース部２０の外周とヘッド本体１０との隙間を調節することができる。
【００２５】
しかし、突合せ部３１あるいは上記開口部に沿って選択的に凸部１４を形成してもよい。この場合には、フェース部２０の外周とヘッド本体１０との隙間を調節する必要がある箇所においてのみ、当該隙間を調節することができる。たとえば、図３（Ｂ）に示すように、突合せ部３１においてトップエッジ部１６側とリーディングエッジ部１７側に位置する部分にのみ沿うように凸部１４を形成してもよい。
【００２６】
フェース受け部１５は、図２に示すように、フェース部２０とヘッド本体１０との突合せ部３１の後方側（バック部１１側）に位置する本体周縁部の内周に形成される。該フェース受け部１５は、ヘッド本体１０へのフェース圧入時にフェース面２１が凸部１４を除く本体周縁部の前方側端面よりも後方側に位置ずれしないように、本体周縁部の上記前方側端面からフェース部２０の厚み分だけ後方側の位置に、フェース圧入用の開口部の内方側に突き出すように形成される。図２の例では、フェース部２０の厚みと同じ２ｍｍ後方に、ヘッド本体１０の開口部の内側へ１ｍｍ突き出すようにフェース受け部１５を形成している。
【００２７】
本実施の形態では、フェース受け部１５は、凸部１４を圧潰する際にフェース部２０が後方側に位置ずれするのを阻止するように支持できればよいので、図２に示すように、フェース受け部１５の厚みｔを小さく（たとえば１〜２ｍｍ程度）することができる。それにより、ヘッドを軽量化することができる。また、フェース受け部１５よりも後方側に位置するヘッド本体１０部分の質量を他の箇所に配置することができるので、ヘッドの質量配分を調節することもできる。したがって、ヘッドの重心位置や慣性モーメントの調節を行なうこともできる。
【００２８】
次に、図４〜図１１を用いて、本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法について説明する。
【００２９】
図５および図６に示すように、まず平板状のフェース部２０を、ヘッド本体１０の開口部内に圧入する。より詳しくは、フェース部２０の外形寸法より数ｍｍ（たとえば３ｍｍ）程度小さい外形寸法の金型であるフェース部圧入用上型（第１上型あるいは第１金型）２２を用いて、フェース受け部１５に当たるまでフェース部２０をプレスし、ヘッド本体１０の開口部内に圧入する。
【００３０】
次に、図７に示すように、凸部１４を覆う大きさ、つまりフェース部圧入用上型２２よりも大きい外形寸法の金型である凸部圧潰用上型（第２上型あるいは第２金型）２３で凸部１４をプレスして圧潰（塑性変形）する。たとえば約５００ＭＰａの圧力で凸部１４をプレスして圧潰する。それにより、図８に示すように凸部１４はフェース部２０側に倒れるように塑性変形し、フェース部２０とヘッド本体１０との突合せ部３１とともにフェース部２０の周縁部を覆う圧潰部１８を形成することができる。
【００３１】
なお、圧潰部１８は必ずしもフェース部２０の周縁部を覆う必要はなく、凸部１４がフェース部２０側に塑性変形することにより、フェース部２０の外周とヘッド本体１０間の隙間が実質的に小さくなればよい。このような圧潰部１８を形成することにより、フェース部２０の外周とヘッド本体１０間の隙間自体を小さくするとともに当該隙間のバラツキをも小さくすることができる。
【００３２】
次に、図９に示すように、フェース部２０とヘッド本体１０との突合せ部３１を覆うように圧潰された圧潰部１８の上からレーザー加工機４０を用いてレーザー溶接を行なう。たとえば、出力１５００Ｗのレーザー加工機４０を用いてレーザー溶接を行なう。それにより、圧潰部１８の少なくとも一部とフェース部２０とを溶融することができ、図１０に示すように溶接部１９が形成される。
【００３３】
ところでレーザー溶接は、溶接される付近への熱影響が少なく重量変化や熱変形などが少ない等のメリットがある反面、接合する金属材料同士の突合せ部の隙間が大きいと充分な強度を持った溶接ができないという問題点がある。具体的には、１ｍｍ以上の隙間があると充分な強度を持ったレーザー溶接は困難であり、一般に隙間は０〜０．５ｍｍであり、好ましくは０〜０．３ｍｍである。
【００３４】
そこで、本実施の形態では、上記のように圧潰部１８を形成し、フェース部２０の外周とヘッド本体１０間の隙間（突合せ部３１における隙間）を０〜０．１ｍｍ程度の値としている。したがって、レーザー溶接時に適切な量の溶融金属をフェース部２０とヘッド本体１０との接合部に供給することができ、最終仕上げ後の溶接部１９に凹みが発生することを効果的に抑制することができる。その結果、充分な強度を持った溶接部１９を形成することができる。
【００３５】
また、図４および図９に示すように、圧潰部１８にほぼ垂直方向（上方）からレーザーを照射することができるので、レーザー溶接時のエネルギーロスを低減することもできる。
【００３６】
フェース部２０とヘッド本体１０とは、図１０の例では、主に上記の溶接部１９によって固着されるが、圧潰部１８が残存する場合には、溶接部１９と圧潰部１８との双方によってフェース部２０とヘッド本体１０とは固着される。また、フェース部２０の周囲に選択的に圧潰部１８を形成した場合には、圧潰部１８とフェース部２０とを溶融して形成された溶接部１９と、圧潰部１８以外のヘッド本体１０とフェース部２０とを選択的に溶融して形成された溶接部１９とで主にフェース部２０とヘッド本体１０とは固着される。
【００３７】
上記のようにして溶接部１９を形成した後、溶接部１９の表面を研磨して仕上げる。それにより、図１１に示すように、突合せ部３１上にほぼ均一な厚みの溶接部１９を有するゴルフクラブヘッドを作製することができる。その後、ヘッドにシャフトおよびグリップを接続してゴルフクラブが完成する。
【００３８】
なお、本実施の形態のアイアンゴルフクラブヘッドは、たとえばヘッド本体１０をＳＵＳ６３０（ステンレス鋼）製の鋳造品で構成し、フェース部２０を高強度ステンレス鋼製の平板で構成することができる。このように同種金属同士だけでなくステンレス鋼とチタン合金等の異種金属同士でもレーザー溶接により接合することができる。したがって、ヘッド本体１０とフェース部２０とを異種金属で構成してもよい。
【００３９】
また、上述の実施の形態では中空アイアンゴルフクラブヘッドに本発明を適用した場合の実施の形態について説明したが、本発明は、ヘッド本体１０のバック部が開口したアイアンゴルフクラブヘッドや、ウッドゴルフクラブヘッドにも適用することができる。
【００４０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示した実施の形態および実施例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、フェース部とヘッド本体との溶接部における凹みの発生を効果的に抑制することができるので、溶接部の肉厚のバラツキを小さくすることができ、溶接部の強度のバラツキを小さくすることができる。それにより、フェース部とヘッド本体との固着強度を向上することができ、信頼性の高いゴルフクラブヘッドが得られる。また、ヘッド本体の仕上げ研磨のみでゴルフクラブヘッドの外観を向上することもできる。さらに、圧潰部の形成に際し大きな圧力を要しないので、フェース部およびヘッド本体に高圧力に耐え得る剛性が不要となり、設計の自由度を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドのフェース溶接前の断面図である。
【図２】図１の領域Ａの拡大図である。
【図３】（Ａ）は、本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドのフェース溶接前の正面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の変形例におけるアイアンゴルフクラブヘッドのフェース溶接前の正面図である。
【図４】圧潰部の上からレーザー溶接している状態を示す要部断面図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドの製造工程の第１工程を示す断面図である。
【図６】本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドの製造工程の第２工程を示す断面図である。
【図７】本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドの製造工程の第３工程を示す断面図である。
【図８】本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドの製造工程の第４工程を示す断面図である。
【図９】本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドの製造工程の第５工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドの製造工程の第６工程を示す断面図である。
【図１１】本発明の１つの実施の形態におけるアイアンゴルフクラブヘッドの製造工程の第７工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　ヘッド本体、１１　バック部、１２　ソール部、１３　ネック部、１４凸部（突出部）、１５　フェース受け部、１６　トップエッジ部、１７　リーディングエッジ部、１８　圧潰部、１９　溶接部、２０　フェース部、２１　フェース面、２２　フェース部圧入用上型、２３　凸部圧潰用上型、３０　本体周縁部、３１　突合せ部、３２　中空部、４０　レーザー加工機。
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【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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