(57)【要約】【課題】金属外殻構造を有するゴルフクラブヘッドであって、複数の金属外殻部材のヘッド本体とフェース部が異種金属からなる複合ヘッドの互いの界面間における接合強度を高めるゴルフクラブヘッドを提供する。【解決手段】フェース部材３０をヘッド本体１の溶湯にて鋳込むことにより、前記ヘッド本体１の金属材料は、フェース部材３０より融点が低い金属材料で、該金属材料の溶湯が、流動性を有する特性を具えていることから、前記フェース部材３０のソール部７側の屈曲部３２に形成された貫通孔３４には、前記ヘッド本体１の溶湯の一部が流入されて固化されたことにより前記ヘッド本体１の金属材料が充填されるとともに、前記ソール部７側の屈曲部３２を重合するための重合部２３および前記屈曲部３１を挟持する略Ｕ字状の断面形状を有した挟持部２２が形成されることでヘッド本体１の周縁部２１が形成されている。【選択図】　　　　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の外殻部材からなる金属製外殻構造のゴルフクラブヘッドであって、前記ゴルフクラブヘッドは、フェース部材とそれ以外の部分であるヘッド本体とを固着して形成され、前記フェース部材は、融点が１２００℃〜１８００℃で引張り強度が７００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の金属材料からなり、その外周部に屈曲部を有し、前記ヘッド本体は、フェース部材よりも比重の小さい材質で融点が５００℃〜７００℃で引張り強度が１００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の金属材料からなり、前記フェース部材を取り囲む周縁部とを含み、前記フェース部材のソール部側の屈曲部は、前記屈曲部がゴルフクラブヘッドの表面に表出していると共に貫通孔が形成され、該貫通孔にはヘッド本体が充填され、かつ、前記以外の屈曲部は、前記ヘッド本体の周縁部にて前記フェース部材を鋳ぐるみとして鋳造で成形することにより、前記屈曲部と前記周縁部とを固着したことを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記ヘッド本体は、２分割部材により形成され、前記分割部材が接着剤により固着されて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記フェース部材の材質は、チタン、チタン合金、ニッケル合金、高強度ステンレス、高強度アルミニウム合金およびベリリウム合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材質あるいはこれらの燒結合金で構成され、前記ヘッド本体の材質は、マグネシウム合金、アルミニウム合金およびリチウム合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材質で構成される、請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製外殻構造のゴルフクラブヘッドに関し、更に詳しくは、前記外殻を構成する部材を異なる金属材料で形成し、それら異種金属の部材の接合面の接合強度を高める構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、金属製のウッドヘッドと呼ばれるゴルフクラブヘッドの成形材料としては、ステンレス、チタン合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金等、様々な金属材料が用いられている。
ゴルフクラブヘッドの開発においては、漸次大型化の方向に進んでいる。前記大型化が図られる理由は、大型化によるフェース部の面積の拡大や、慣性モーメントの増大によって、前記ゴルフクラブヘッドのスイートエリアを拡大させることが出来るためである。そして、近年、比強度が高くて軽量化が容易であるとの理由より、チタン及びチタン合金からなるゴルフクラブヘッドが主流となっている。
【０００３】
また、前記チタン及びチタン合金からなるゴルフクラブヘッドは、ゴルフクラブヘッドの前述した大型化に対応するために各構成部位の薄肉化を図ることでヘッドの軽量化を図っているが、前記各構成部位の薄肉化は強度上の限界に近くなっており、ヘッド容量の拡大、軽量化にも限度がある。
【０００４】
そこで、ゴルフクラブヘッドに、チタン及びチタン合金より比重の小さいアルミニウム、マグネシウム、又はこれらの合金等のような軽金属素材を用いることで、フェース部の拡大、あるいはスイートエリアを拡大するためにヘッドの大型化や、軽量化が図られている。
このようなゴルフクラブヘッドとしては、飛距離の増大、打感の向上等の要求を満たすために、前記ゴルフクラブヘッドのフェース部を構成するフェース部材には、例えば、チタン、チタン合金等の金属材料を用い、ゴルフクラブヘッドの残り部分をなすヘッド本体部材にフェース部材よりも比重が小さな軽金属素材を用いた異種金属材料を組み合わせて構成したゴルフクラブヘッドがある。
【０００５】
前記ゴルフクラブヘッドは、ヘッド本体部材とフェース部材をそれぞれ別々に成型した後、両部材を圧入、ねじ止め、接着或いは溶接などの機械的手法により接合する。溶接手段は互いに溶融可能な金属にしか適さないもので、組み合わせに制限があって融点が異なる異種金属の場合は好ましくない。そのため、従来の異種金属の一般的な接合方法としては、ねじ止めによる方法、圧入、エポキシ系接着剤による接着等が多く用いられていた。
【０００６】
例えば、特許文献１では、フェース面を構成する部品と、その他の部分を構成する部品との２部品でヘッドを構成したフェース面側の部品において、フェース面の外側及び内側に金型を当てて異種材質の金属部材を金型で押圧することにより、フェース面に予め形成された孔や凹部に異種材質の金属部材を圧入、嵌合させて取付けたゴルフクラブヘッドが開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
実開平６−７７７６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記特許文献１に開示されている圧入方法においては、フェース面を構成する部材と異種金属の金属部材とが凹凸に嵌合しているだけであるため、ボールの打球時にソール部が地面に叩きつけられたり、繰り返し打撃を続けることによって、フェース面を構成する部材と異種金属の金属部材との境界で剥離しやすくなるといった問題があった。
また、ねじ止め、接着といった方法においても、前記同様に強固な結合を得ることは困難であった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、前記問題点を解決し、金属外殻構造を有するゴルフクラブヘッドであって、複数の金属外殻部材のヘッド本体とフェース部が異種金属からなる複合ヘッドの互いの界面間における接合強度を高めるゴルフクラブヘッドを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する為に、本発明の請求項１に係るゴルフクラブヘッドは、複数の外殻部材からなる金属製外殻構造のゴルフクラブヘッドであって、前記ゴルフクラブヘッドは、フェース部材とそれ以外の部分であるヘッド本体とを固着して形成され、前記フェース部材は、融点が１２００℃〜１８００℃で引張り強度が７００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の金属材料からなり、その外周部に屈曲部を有し、前記ヘッド本体は、フェース部材よりも比重の小さい材質で融点が５００℃〜７００℃で引張り強度が１００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下の金属材料からなり、前記フェース部材を取り囲む周縁部とを含み、前記フェース部材のソール部側の屈曲部は、前記屈曲部がゴルフクラブヘッドの表面に表出していると共に貫通孔が形成され、該貫通孔にはヘッド本体が充填され、かつ、前記以外の屈曲部は、前記ヘッド本体の周縁部にて前記フェース部材を鋳ぐるみとして鋳造で成形することにより、前記屈曲部と前記周縁部とを固着したことを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
【００１１】
本発明の請求項２に係るゴルフクラブヘッドは、請求項１に係るゴルフクラブヘッドであって、前記ヘッド本体は、２分割部材により形成され、前記分割部材が接着剤により固着されて形成されていることを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
【００１２】
本発明の請求項３に係るゴルフクラブヘッドは、請求項１に係るゴルフクラブヘッドであって、前記フェース部材の材質は、チタン、チタン合金、ニッケル合金、高強度ステンレス、高強度アルミニウム合金およびベリリウム合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材質あるいはこれらの燒結合金で構成され、前記ヘッド本体部材の材質は、マグネシウム合金、アルミニウム合金およびリチウム合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材質で構成されるゴルフクラブヘッドである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施例のウッド型のゴルフクラブヘッドを示す全体斜視図であり、図２は、図１のゴルフクラブヘッド１０をソール部側からみた全体斜視図で、図３は、フェース部材３０を示す説明図、図４は、フェース部材３０とヘッド本体１との接合構造を示す断面図、図５〜図７は、他の実施例を示す説明図である。図８は、ヘッド本体１の接合構造を示す説明図である。
【００１４】
図１、図２に示すように、ゴルフクラブヘッド１０は、内部に中空部を有する金属製外殻構造を有するもので、打球面を構成するフェース部２と該フェース部２から後方に続くクラウン部３、ソール部７、シャフトを装着するためのホーゼル部４及び、前記ソール部７とクラウン部３およびホーゼル部４をつなぐサイド部５から構成されている。
【００１５】
前記ゴルフクラブヘッド１０は、前記フェース部２を構成するフェース部材３０とそれ以外の部分であるヘッド本体１とを異なる材質で構成していて、前記フェース部材３０とヘッド本体１とが固着して形成されている。
【００１６】
前記ヘッド本体１は、融点が５００℃〜７００℃で引張り強度が７００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の金属材料、具体的には、マグネシウム合金、アルミニウム合金およびリチウム合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材質からなるもので、フェース部２を取り囲む周縁部２１とホーゼル部４が一体で形成されている。従って、前記ヘッド本体１の金属材料は、融点が５００℃〜７００℃であるために、ヘッド本体を成形するには扱い易い。
【００１７】
前記フェース部材３０は、融点が１２００℃〜１８００℃で引張り強度が７００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の金属材料、具体的には、チタン、チタン合金、ニッケル合金、高強度ステンレス、高強度アルミニウム合金およびベリリウム合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材質あるいはこれらの燒結合金からなるものである。
【００１８】
図３に示すように、フェース部材３０は、外周部３３に屈曲部３１が形成されている。該屈曲部３１は、フェース部材３０の外周部３３をフェース裏面側に屈曲することにより形成され、フェース部材３０の全周に沿って設けられることが好ましいが、一部に設けられてもよい。
また、前記フェース部材３０のソール部７側の屈曲部３２は、ゴルフクラブヘッドの表面に表出していて、ソール部７の一部を構成しており、かつ、該屈曲部３２にフェース部２の上側３５から下側３６方向の貫通孔３４が形成されている。
【００１９】
前記フェース部材３０のソール部７側の屈曲部３２をソール部７の一部に構成することは、該フェース部材３０を比較的高強度なチタン、チタン合金等で形成することで、スイングの過程において、リーディングエッジが地面と接触する際のリーディングエッジ付近の磨耗、破損を防ぐことができ、更に、ヘッドの低重心化、フェース部の有効フェース面積の拡大による反発性を向上させることができる。
【００２０】
そして、図４に示すように、ヘッド本体１には、後述する鋳造法あるいはダイカスト法によるヘッド本体１の成形時に、フェース部材３０をヘッド本体１の溶湯にて鋳込むことにより、前記ヘッド本体１の金属材料は、フェース部材３０より融点が低い金属材料で、該金属材料の溶湯が、流動性を有する特性を具えていることから、前記フェース部材３０のソール部７側の屈曲部３２に形成された貫通孔３４には、前記ヘッド本体１の溶湯の一部が流入されて固化されたことにより前記ヘッド本体１の金属材料が充填されるとともに、前記ソール部７側の屈曲部３２を重合するための重合部２３および前記屈曲部３１を挟持する略Ｕ字状の断面形状を有した挟持部２２が形成されることでヘッド本体１の周縁部２１が形成されている。
【００２１】
即ち、ヘッド本体１の成形条件において、フェース部材３０の金属材料の融点は、ヘッド本体１の金属材料の融点よりも高くあるべきで、これにより、フェース材３０の金属材料はヘッド本体１の高温金属溶湯に接触しても溶融されないのである。
【００２２】
上記のように、ヘッド本体１の周縁部２１は、フェース部材３０を鋳込みとして鋳造あるいはダイカストにより成形することにより、前記フェース部材３０の貫通孔３４には、ヘッド本体１の溶湯の一部が流入して固化することによって、前記フェース部材３０の抜け止めを図ることができ、更に、鋳造後のヘッド本体１の周縁部２１の熱収縮力によりフェース部材３０を挟持部２２で保持することができため、フェース部材３０をヘッド本体１の周縁部２１で強固に固着することができる。
【００２３】
本発明において、前記貫通孔３４としては、図５に示すような、テーパー形状や段付き形状が考えられる。前記形状にすることにより、前記フェース部材３０の動きを制御することができ、抜け止めを図るためである。更に、貫通孔３４は、図６に示すように複数個形成することもできる。
更に、本実施の形態において、貫通孔３４は、フェース部２の上側３５から下側３６の方向に形成されているが、図７に示すように、フェース部２からヘッド後方の方向に形成することもできる。
【００２４】
本発明では、前記ゴルフクラブヘッド１０におけるフェース部材３０とそれ以外の部分ヘッド本体１とを異なる材質で構成としているが、より詳しくは、フェース部材を相対的に引張強度が高く、かつ相対的に比重の大きい材質で構成し、フェース部材以外のヘッド本体部分を相対的に引張強度が低く、かつ相対的に比重の小さい材質で構成する。
【００２５】
このように、フェース部材を強度の高い材質で構成したことにより、フェース部を薄くすることができ、打球時にフェース部を撓み易くすることができる。またフェース部材以外の部分を低比重の材質で構成したことにより、ヘッド本体を大型化することができる。したがって、ヘッドの反発性能を向上させながらヘッドを大型化してスイートエリアを拡大することができる。
【００２６】
フェース部材の材質の引張強度は７００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であり、フェース部材以外のヘッド本体の材質の引張強度は１００ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下である。好ましくは、フェース部材の材質の引張強度は１０００ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下であり、フェース部材以外のヘッド本体の材質の引張強度は２５０ＭＰａ以上６００ＭＰａ以下である。
【００２７】
また、フェース部材の材質の比重は２．５以上９．０以下であり、フェース部材以外のヘッド本体の材質の比重は１．０以上３．０以下である。より好ましくは、フェース部の材質の比重は２．５以上５．０以下であり、フェース部材以外のヘッド本体の材質の比重は１．５以上３．０以下である。
【００２８】
フェース部材の材質としては、融点が１２００℃〜１８００℃のチタン、チタン合金、ニッケル合金、高強度ステンレス、高強度アルミニウム合金およびベリリウム合金からなる群から選ばれる少なくとも１種あるいはこれらの燒結合金を挙げることができる。
【００２９】
また、フェース部材以外のヘッド本体の材質は、融点が５００℃〜７００℃のマグネシウム合金、アルミニウム合金およびリチウム合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材質を挙げることができる。
典型的には、フェース部材３０をチタンあるいはチタン合金で構成し、フェース部材以外のヘッド本体１をマグネシウム合金で構成する。
フェース部材をチタンで構成することにより、フェース部を２．０ｍｍ〜３．０ｍｍ程度と薄くすることができ、フェース部の反発係数を０．８以上と高くすることができる。また、ヘッド本体を低比重のマグネシウム合金で構成することにより、ヘッド部１の体積を増大することができ、たとえばヘッド部１の体積を３５０ｃｍ３以上５００ｃｍ３以下程度とすることができる。したがって、ヘッド本体１の反発性能を高く維持しながら、ヘッド本体１を大型化することができる。
【００３０】
次に、本発明に係るゴルフクラブヘッド１０の製造方法について説明する。
まず、鍛造によりフェース部材３０を形成する。
具体的には、例えば、チタンの丸棒を鍛造し、平板状のフェース部材を作製する。このとき、図３に示すように、フェース部材３０の外周部３３にフェース裏面側に屈曲する屈曲部３１と前記フェース部材３０のソール部側の屈曲部３２には、貫通孔３４を形成する。
【００３１】
また、本発明において、ヘッド本体１は、図８に示すように、フェース部側に位置するフェース側部材２０及びヘッド後方に位置するバック側部材４０とを２分割し固着して形成された構成としている。
なお、ヘッド本体１は、典型的には、フェース側部材２０とバック側部材４０とに２分割されるが、ヘッド本体１を３分割以上してもよい。
【００３２】
そして、ヘッド本体１としてのフェース側部材２０を鋳造あるいはダイカストにて成形するには、図示しない、例えば、ロストワックス法等にて成形された鋳型を用い、この鋳型内に、予め成形されたフェース部材３０を配置し仮止めする。
このとき、成形時に金型キャビティ内でフェース部材３０が動かないように中子で押えておく。
【００３３】
次いで、このフェース部材３０が仮止めされた鋳型内に、フェース側部材２０の構成部材であるマグネシウム合金の溶湯を流し込み、フェース部材３０の屈曲部３１を溶湯にて鋳込み、かつ、フェース部材３０のソール部７側の屈曲部３２に形成した貫通孔３４内に溶湯の一部を流し込んで固化させることによりフェース部材３０とフェース側部材２０を接合一体化する。
このように、フェース部材３０の外周部３３の屈曲部３１を挟持する挟持部２２およびソール部７側の屈曲部３２を重合するための重合部２３を有するフェース側部材２０の周縁部２１を形成することができる。
該周縁部２１は冷却されるが、この時の熱収縮力によりフェース部２の外周部３３をフェース側部材２０の周縁部２１で挟持することができ、更に、貫通孔３４には、前記フェース側部材２０の溶湯の一部が流れ込んで個化することにより前記フェース部材３０の抜け止めを図っている構造となっている。
【００３４】
他方、鋳造あるいはダイカストによりバック側部材４０を形成しておく。このバック側部材４０におけるフェース部側の開口端には、フェース側部材と嵌合する嵌合部を設けておく。例えば、図８に示すように。バック側部材４０の開口端４０ａに段差部４１を設けておく。
またフェース側部材２０の後方側の開口端２０ａにも、前記成形の際に、バック側部材４０の段差部４１と噛合う段差部２４を設けておく。
【００３５】
そして、フェース側部材２０とバック側部材４０における前記段差部の少なくとも一方に接着剤を塗布し、段差部同士が噛合うようにフェース側部材２０とバック側部材４０を組み合わせ、固着することにより、本発明のゴルフクラブヘッドが製造される。
【００３６】
尚、前記フェース側部材２０とバック側部材４０とをマグネシウム合金で構成した場合、接着剤により固着することが好ましい。マグネシウム材の溶接は困難であり、また溶接後に研磨工程が必要である。研磨工程では、研磨粉が発生するが、マグネシウムの研磨粉は発火する可能性があるため危険である。
【００３７】
そこで、上記のようにフェース側部材２０とバック側部材４０とを接着剤で固着することにより、フェース側部材２０とバック側部材４０とを容易に固着することができるのみならず、マグネシウム材の溶接をする必要がなくなる。そのため、ヘッド本体の製造工程を容易化することができるとともに製造時の安全性も向上する。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明のゴルフクラブヘッドは、ヘッド本体の周縁部は、フェース部材を鋳込みとして鋳造あるいはダイカストにより成形することにより、前記フェース部材の貫通孔には、ヘッド本体の溶湯の一部が流入して固化することによって、前記フェース部材の抜け止めを図ることができ、更に、鋳造後のヘッド本体の周縁部の熱収縮力によりフェース部材を挟持部で保持することができため、フェース部材をヘッド本体の周縁部で強固に固着することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のウッド型のゴルフクラブヘッドを示す全体斜視図。
【図２】図２は、図１のゴルフクラブヘッド１０をソール部側からみた全体斜視図。
【図３】フェース部材を示す説明図、
【図４】フェース部材とヘッド本体との接合構造を示す断面図、
【図５】他の実施例を示す説明図である。
【図６】他の実施例を示す説明図である。
【図７】他の実施例を示す説明図である。
【図８】フェース側部材及びバック側部材とを固着する接合構造を示す説明図。
【符号の説明】
１　ヘッド本体
２　フェース部
３　クラウン部
４　ホーゼル部
５　サイド部
７　　ソール部
１０　ゴルフクラブヘッド
２０　フェース側部材
２０ａ　開口端
２１　周縁部
２２　狭持部
２３　重合部
２４　段差部
３０　フェース部材
３１　屈曲部
３２　屈曲部
３３　外周部
３４　貫通孔
３５　上側
３６　下側
４０　バック側部材
４０ａ　開口端
４１　段差部
【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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