(57)【要約】【課題】ヘッド本体と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材を接合一体化させたゴルフクラブヘッドにおいて、ヘッド本体と表面部材との間の接着剤層の厚みを一定厚みに制御することで、均一な接合強度が得られると共に、接合強度を高めることを可能にしたゴルフクラブヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】ゴルフクラブヘッドの接合部１２の構成は、ヘッド本体１０に形成された接合面１０ａと表面部材１１に形成された接合面１１ａとの間に粒子２１を含有した接着剤層２０を挟んでヘッド本体１０と表面部材１１が接合されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド本体と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材とが接着剤層によって接合一体化されているゴルフクラブヘッドであって、前記接着剤層中には、該接着剤層の接着剤部分よりも硬度が大きく、かつ、粒径がほぼ均一な粒子を含有していることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記粒子の接着剤層中における含有率としては、該接着剤層の接着剤容積に対して０．５％〜２０％であることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記粒子の平均粒径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
ヘッド本体と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材とが接着剤層によって接合一体化されているゴルフクラブヘッドの製造方法であって、前記ヘッド本体と表面部材の接合部の接合面に粒径がほぼ均一な粒子を含有した接着剤を塗布するか、または、前記粒子を散布した後、接着剤を塗布し、その後、前記接着剤を硬化することによって前記ヘッド本体と表面部材を接着接合することを特徴とする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、ヘッド本体と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材を接合一体化させたゴルフクラブヘッド及びその製造方法に関するもので、更に詳しくは、それらヘッド本体と表面部材の接合部の接合強度を高める構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のゴルフクラブヘッドにおいては、ゴルフクラブの性能向上を目的として、ヘッド本体の金属材料と該ヘッド本体とは異なる材料、例えば、マグネシウム合金などの低比重の金属材料や、プラスチック、ゴム、繊維強化樹脂材料などの金属以外の低比重材料等からなる表面部材を接合させた、異種素材を複合してなるゴルフクラブヘッドが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１においては、クラブフェイス、冠部、ソール部、背面部およびネック部等の細部からなるクラブヘッドにおいて、クラブフェイス、ソール部の中央部、背面部の中央部、及び冠部の両側部にかけて、１枚の金属強化板で形成し、その他の部位に対して炭素繊維強化複合樹脂材を形成し、接着剤等にて両境界周縁を相互接合してなることを特徴とするゴルフ用クラブヘッドが開示されている。
【０００４】
これら上記の従来技術に開示されているように、ヘッド本体の金属材料部材と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材を接合するには、比較的簡単な方法として、通常前記両部材を各々別体に成形しておき、それら両部材の接合部に接着剤を塗布し、加熱下に圧着させて接着接合することで接合する方法が一般的である。
【０００５】
一方、このように用いられる接着剤には、既に種々のものが提案されており、その主成分として、熱可塑性樹脂系のもの、熱硬化性樹脂系のもの、ゴム系のもの、さらにはこれらが混合された複合型のものなどがある。
これらの接着剤の形態は、液状であったり、予めシート状に加工したりして用い、いずれにしても、その硬化によって接着機能が得られるわけであるが、さらに、接着強度を向上させるためや硬化時間を短縮させるため、適当な触媒や硬化剤、硬化促進剤などを適宜混合させたり、接着時に加熱、加圧したりするなどの処理が行われることもある。
【特許文献１】実開平７−４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のヘッド本体と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材を接合一体化させたゴルフクラブヘッドにおいては、以下のような問題を有するものであった。
【０００７】
前記ヘッド本体と表面部材とを上記した接着剤で接合した場合、接合部のヘッド本体と表面部材との間の接着剤層の厚さを一定に制御することが難しく、バラ付きが生じてしまうことが多い。例えば、前記ヘッド本体と表面部材との間の接着剤層を所定の厚さを得ようとするとき、接合部の全面に渡って均一な圧力を掛けることは難しく、圧力が不均一になると、接合部が平行に接着されないという現象が起こる。
また、接着剤の種類よる粘性の違いや、ヘッド本体と表面部材の材料の種類による表面特性の違い等により、両部材との間での接着剤の流動性が変化することから、接着剤層の厚みを一定に制御することは困難となる。
更に、均一な圧力をかけることができても、その圧力が強すぎると、接着剤層が薄くなり過ぎて、所定の厚さが得られなくなり、逆に、接着時の圧力が小さいと、所定の厚さよりも厚くなるという問題が生じる。
【０００８】
また、接着剤層の厚みが薄い場合、硬化時の加熱により、接着剤層内の樹脂の熱膨張率が接着剤層よりも大きくなってしまうため、接着剤層内に空隙を生じ易く、また、空隙面積も大きくなってしまう。その結果、接合強度にばらつきが生じやすく、ヘッド本体と表面部材との接合部との間で部分的な剥離が生じる場合があり、強度自体の信頼性の点で劣るという問題があった。
【０００９】
このように上記したヘッド本体と表面部材とを接着剤で接合した場合、接着剤層の厚さを最適に制御することは困難であった。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、ヘッド本体と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材を接合一体化させたゴルフクラブヘッドにおいて、ヘッド本体と表面部材との間の接着剤層の厚みを一定に制御することで、均一な接合強度が得られると共に、接合強度を高めることを可能にしたゴルフクラブヘッド及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係るゴルフクラブヘッドは、ヘッド本体と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材とが接着剤層によって接合一体化されているゴルフクラブヘッドであって、前記接着剤層中には、該接着剤層の接着剤部分よりも硬度が大きく、かつ、粒径がほぼ均一な粒子を含有し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２に係るゴルフクラブヘッドは、請求項１に記載のゴルフクラブヘッドであって、前記粒子の接着剤層中における含有率としては、該接着剤層の接着剤容積に対して０．５％〜２０％であることを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
【００１３】
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または２に記載のゴルフクラブヘッドであって、前記粒子の平均粒径が０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍであることを特徴とするゴルフクラブヘッドである。
【００１４】
本発明の請求項４に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、ヘッド本体と該ヘッド本体とは異なる材料からなる表面部材とが接着剤層によって接合一体化されているゴルフクラブヘッドの製造方法であって、前記ヘッド本体と表面部材の接合部の接合面に粒径がほぼ均一な粒子を含有した接着剤を塗布するか、または、前記粒子を散布した後、接着剤を塗布し、その後、前記接着剤を硬化することによって前記ヘッド本体と表面部材を接着接合する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。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明のゴルフクラブヘッド及び製造方法によれば、接着剤層中に含有した粒子は、接着剤層のスペーサとして機能するため、接着剤層の厚さを一定に制御させることが可能となる。よって、接着剤層の厚みの不均一に基づく強度のばらつきを抑制することができる。また、ヘッド本体の材料、表面部材の材料あるいは接着剤の種類や物性の違いに左右されることなく、常に、ヘッド本体と表面部材の間における接着剤層の厚みが粒子の平均粒径に依存した均一な値とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明をウッド型のゴルフクラブヘッドに実施した形態を示す全体斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線横断面図、図３は接合部の要部拡大断面図である。
【００１７】
図１は、例としてウッド型のゴルフクラブヘッド１として示したもので、該ゴルフクラブヘッド１は、ゴルフボールを打撃するフェース部２と、ゴルフクラブヘッド１の上面をなすクラウン部３と、ゴルフクラブヘッド１の下面をなすソール部４と、前記クラウン部３とソール部４との間をトウ部５側からバック部７側を通りヒール部６側までのびるサイド部８と、ゴルフシャフトが装着されるホーゼル部９を備えたものである。
【００１８】
本実施形態のゴルフクラブヘッド１においては、図２に示すように、ヘッド本体１０と該ヘッド本体１０とは異なる材料からなる表面部材１１の接合部１２とが接着剤層２０によって接合一体化されているものであり、具体的には、ヘッド本体１０は、フェース部２、クラウン部３、サイド部８、ソール部４及びホーゼル部９を有するもので、前記ヘッド本体のクラウン部３に設けられた開口部３ａを閉じるように表面部材１１が接合一体化されている。
【００１９】
なお、本明細書及び特許請求の範囲中で述べる「ヘッド本体」とは、ゴルフシャフトに対して一体化される部分であってフェース部を有しており、チタン、チタン合金、ステンレス、マグネシウム合金、アルミニウム合金、合成樹脂材料、繊維強化樹脂材料等によって一体的に形成されるものである。また、「表面部材」とは、このヘッド本体に対して一体化されてゴルフクラブヘッドのある部分表面を形成する部材を言うものであって、クラウン部となったりバック側の面を形成したりするものであり、チタン、チタン合金、ステンレス、マグネシウム合金、アルミニウム合金、合成樹脂材料、繊維強化樹脂材料等によって形成されるものである。
【００２０】
本実施形態におけるゴルフクラブヘッド１の前記接合部１２の構成は、図３に示すように、ヘッド本体１０に形成された接合面１０ａと表面部材１１に形成された接合面１１ａとの間に粒子２１を含有した接着剤層２０を介してヘッド本体１０と表面部材１１が接合一体化されている。
即ち、この接着剤層２０は、粒子２１を含有した接着剤２２であり、ヘッド本体１０と表面部材１１との間に、接着剤２２が硬化して形成された接着剤層２０が介在している。
【００２１】
その状態では、ヘッド本体１０と表面部材１１は、互いに平行であり、かつ、その間に一定な厚さの接着剤層２０を形成した状態となる。この接着剤層２０の厚みは粒子２１の粒径に依存するものである。
この接合にあたって、接着剤中に含有した粒子２１は、接着剤層２０のスペーサとして機能するため、接着剤層２０の厚さを一定に制御させることが可能となる。よって、接着剤層２０の厚みの不均一に基づく強度のばらつきを抑制することができる。また、ヘッド本体の材料、表面部材の材料あるいは接着剤の種類や物性の違いに左右されることなく、常に、ヘッド本体と表面部材の間における接着剤層の厚みが粒子の平均粒径に依存した均一な値とすることができる。
【００２２】
次に、この接着剤層２０中に含有される粒子２１としては、球状体のものが好ましく、例えば、ガラス、アルミナ、シリカ、アクリル樹脂、アルミ、ステンレス等の球状粒子が挙げられる。その特性としては、硬化した接着剤層２０の接着剤部分よりも硬度が大きく、かつ粒径がほぼ均一なものが要求される。
その理由は、この粒子２１の粒径に関連付けて、ヘッド本体１０と表面部材１１との間の接着剤層２０の厚さをほぼ一定に制御し、該厚さを設定する関係上、少なくとも、硬化した接着剤層２０の接着剤２２の部分より硬いことが要求されるからである。
また、接着剤層２０中にあって粒子２１自体が軟化したり、溶解するなどして自己形状が保持できないようでは、接着剤層２０の厚さを保持する機能が得られず、また、接着時の外圧によっても容易に潰れるようであっても、接着剤層２０の厚さ保持機能が得られないため、ここでいう接着剤２２の部分より硬いことは、このような特性も含まれる。
【００２３】
次に、粒子２１の粒径にバラツキがあると、接着剤層２０の厚さをほぼ一定に保持することが困難となるため、粒径がほぼ均一なものが要求される。特に接着剤層２０の厚さは、粒子２１の最大粒径によって決まるため、好ましくは最大粒径側においてほぼ均一であることが望ましい。
【００２４】
また、用いられる粒子２１の平均粒径は、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましく、より好ましくは０．１ｍｍ〜０．４ｍｍである。
前記平均粒径が０．０５ｍｍ未満であると、接着剤層が薄くなり、接着剤層中の空隙が発生する可能性があり、また、前記平均粒径が０．５ｍｍを越えるとゴルフクラブヘッド自体の質量が大きくなって、設計通りのゴルフクラブヘッドを得ることができない。
【００２５】
上記のような機能を果たす粒子２１の接着剤層２０中における含有率としては、接着剤容積に対して０．５％〜２０％にすることが好ましい。その理由は、粒子２１の含有率が０．５％以下であると、接着剤層２０の厚みにバラツキが生じる可能性があり、また、粒子２１の分散率が２０％以上になると、接着剤２２部分がその分少なくなり、十分な接着強度が得られなくなる恐れがあるからである。
【００２６】
本発明に使用する接着剤を構成する樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂などが挙げられ、接着強度の点でエポキシ樹脂が好ましい。前記接着剤は、硬化剤との２液型としたものを用いることもできるし、あるいは予め樹脂と硬化剤を含有された１液型のものを使用してもよい。
前記接着剤の粘度は、粒子を接着剤層の中に確実に混合させるためや、接着剤の塗布時に泡が混入することを避けるために、粘度が１００００ｃｐｓ〜１２００００ｃｐｓであることが好ましい。このような接着剤を用いることによって、該接着剤の中に粒径のそろった粒子を混入し、接着剤層の厚みを制御することができる。
【００２７】
次に、一例として、上述した実施形態のゴルフクラブヘッドをもとに、本発明の製造方法の一実施形態を、図３及び、図４に基づき説明する。
【００２８】
まず、図４に示すように、所望の材料を用意し、工作機械による削り出し、プレス成形法、鍛造法、鋳造法や合成樹脂材料の成形方法などから適宜選択される成形加工方法によって、フェース部、クラウン部、サイド部、ソール部及びホーゼル部とが一体に形成されたヘッド本体１０をと表面部材１１を得る。
この時、ヘッド本体１０には、表面部材１１と接着接合する周縁に接合面１０ａを形成させる。また、ヘッド本体１０の接合面１０ａの内方を、図３に示すように延出させて、この部分を受部１３とするように実施することもある。この受部１３は、表面部材１１を受けて、ヘッド本体１０に対する接合面１０ａでの接合作業が安定的に行えるようにするものである。
一方、表面部材１１には、前記ヘッド本体１０と接着接合する周縁に接合面１１ａを形成させる。
【００２９】
次に図３に示すように、ヘッド本体１０と表面部材１１の接合部１２の接合面１０ａ、１１ａに粒径がほぼ均一な粒子２１を含有した接着剤２２を塗布する。また、前記ヘッド本体１０と表面部材１１の接合面１０ａ、１１ａに粒径がほぼ均一な粒子２１を散布し、その上から接着剤を塗布する方法でもよい。
なお、前記接着剤２２を塗布する面は、前記接合面１０ａ、１１ａの少なくとも何れか一方に亘り塗布する方法でもよい。
この後、前記接着剤２２が塗布されている接合部１２上から、治具によって押圧し、加熱して接着剤を硬化することによって、両部材の接着接合を完了する。
従って、ヘッド本体１０と表面部材１１とは互いに平行で接合されており、かつ、その間に粒子の平均粒径とほぼ同一な厚さの接着剤層２０を形成することができる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態においては、ウッド型ゴルフクラブヘッドに基に説明したが、これに限らず、アイアン型ゴルフクラブヘッドにも適用可能である。
【実施例１】
【００３１】
本実施例においては、図１に示すゴルフクラブヘッド１のヘッド本体１０をチタン合金材料、表面部材１１をマグネシウム合金材料とした。
また、接着剤として、エポキシ樹脂を主成分とするエポキシ系接着剤を用い、球状体の粒子の材料として平均粒径０．１ｍｍのガラス粒子を用いた。
前記ガラス粒子の接着剤層中における含有率としては、該接着剤層の接着剤容積に対して１０％とした。
次に、前記エポキシ系接着剤中に、前記球状の粒子を配合し、次いで均一に含有するように、約１０分間混合・撹拌した。
そして、図３に示すように、ヘッド本体１０と表面部材１１の接合部の接合面１０ａ、１１ａに球状の粒子２１を含有したエポキシ系接着剤を塗布した後、接合部に上から、治具に押圧（圧力０．３Ｍｐａ・６０分）し、加熱（１００℃）し接着剤２２を硬化することによって、ヘッド本体１０と表面部材１１の接着接合を完了した。
また、比較例として、粒子を含まない通常のエポキシ接着剤を用いて、図１と同様のゴルフクラブヘッドを作成した。
実施例と比較例のゴルフクラブヘッドにおいて、図５に示す接合部のＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点の各部位における接着剤層の厚さ（ｍｍ）の変化について調べたところ、表１の如くであった。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１から、本発明の実施例のゴルフクラブヘッドでは、外圧により接着剤層の厚さが殆ど左右せず、ほぼ粒子の平均粒径に等しく、接着剤層の厚みが制御されていることが分かる。これに対して、比較例のゴルフクラブヘッドでは、外圧により接着剤層の厚さが大きく左右されることが分かる。
なお、本発明の実施例において、接着剤層の厚さが粒子の平均粒径より少々大きくなる場合があるのは、粒子と接合面間の隙間に接着剤が介在されるからと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態に係るゴルフクラブヘッドの斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線横断面図。
【図３】接合部の要部拡大断面図。
【図４】本実施形態の製造方法を表す説明図。
【図５】接合部のＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点の各部位を表す説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１    ゴルフクラブヘッド
２    フェース部
３    クラウン部
３ａ    開口部
４    ソール部
５    トウ部
６    ヒール部
７    バック部
８    サイド部
９    ホーゼル部
１０    ヘッド本体
１０ａ    表面
１１    表面部材
１１ａ    表面
１２    接合部
１３    受け部
２０    接着剤層
２１    粒子
２２    接着剤
【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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