(57)【要約】      （修正有）【課題】結合の信頼性、完成品の歩留りを高めて使用寿命を延ばすことができるゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法を提供する。【解決手段】第一部位、第二部位および少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面により構成される。第一部位と第二部位は異なる材質により製成されると共に、それぞれ第一当接面と第二当接面が設けられる。摩擦溶接傾斜面は例えば第一当接面または第二当接面に形成されるように構成されている。【選択図】図１
2005169490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一部位、第二部位および少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面（１４０）により構成されるゴルフクラブの摩擦溶接構造であって、上記第一部位はゴルフクラブの一部分を構成すると共に、第一金属材質により製成され、さらに第一当接面（１４）が設けられ、上記第二部位はゴルフクラブの他方の一部分を構成すると共に、第二金属材質により製成され、さらに第二当接面（２２）が設けられ、上記少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面（１４０）は第一部位の第一当接面（１４）に形成され、摩擦溶接時において同心の摩擦溶接傾斜面（１４０）により第一当接面（１４）と第二当接面（２２）は比較的高い結合強度と比較的大きい結合面積を有するように形成されることにより、第一部位と第二部位は共同でゴルフクラブの完成品を組成することができることを特徴とするゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項２】
上記摩擦溶接傾斜面（１４０）は円錐面、角錐面、環状突出体、環状凹欠部、中央突出体から選ぶことができることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項３】
上記摩擦溶接傾斜面（１４０）の頂角と接線角の角度は９０°から１８０°の間に介在するように形成されることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項４】
上記第一部位の第一当接面（１４）と第二部位の第二当接面（２２）はそれぞれヘッド本体（１０）の延伸端部（１３）とネック（２０）に形成されることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項５】
上記第一部位の第一当接面（１４）と第二部位の第二当接面（２２）はそれぞれヘッド本体（１０）の収容室（１５）と重り（４０）に形成されることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項６】
上記第一金属材質と第二金属材質は互いに異なる材質からなり、第一金属材質はステンレス、炭素鋼、チタン合金、低合金鋼、鋳鉄、ニッケル基合金、構造用鋼、フェロ−マンガン−アルミ合金、超合金から選ぶことができ、さらに第二金属材質はステンレス、炭素鋼、チタン合金、低合金鋼、鋳鉄、ニッケル基合金、構造用鋼、フェロ−マンガン−アルミ合金、超合金、タングステン−フェロ−ニッケル合金、タングステン合金、モリブデン合金、銅合金から選ぶことができることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項７】
摩擦溶接による結合を行う前において、延伸端部（１３）の第一当接面（１４）の周囲には他に環状溝（１４３）が形成されることを特徴とする請求項４記載のゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項８】
摩擦溶接による結合を行う前において、ネック（２０）の第二当接面（２２）の周囲には他に環状フランジ（２３）が形成されることにより、第一当接面（１４）と第二当接面（２２）の間における精確な位置合わせに役立つことができることを特徴とする請求項４記載のゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項９】
摩擦溶接による結合を行う前において、第一当接面（１４）と第二当接面（２２）の表面の粗さはＲａ２５μｍ以下を保持するように形成されることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブの摩擦溶接構造。
【請求項１０】
ａ）ゴルフクラブの第一部位の第一当接面（１４）において少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面（１４０）を形成させる段階と、
ｂ）第一当接面（１４）の摩擦溶接傾斜面（１４０）をゴルフクラブの第二部位の第二当接面（２２）に当接させる段階と、
ｃ）第一当接面（１４）と第二当接面（２２）を軸心に沿って互いに回転させることにより、摩擦溶接を行い、そして溶接結合部を形成させる段階と、
ｄ）第一当接面（１４）と第二当接面（２２）の溶接結合部において表面加工処理を行う段階と、
を含む、ゴルフクラブの摩擦溶接方法。
【請求項１１】
上記摩擦溶接傾斜面（１４０）の頂角と接線角の角度は９０°から１８０°の間に介在するように形成されることを特徴とする請求項１０記載のゴルフクラブの摩擦溶接方法。
【請求項１２】
上記第一部位の第一当接面（１４）と第二部位の第二当接面（２２）はそれぞれヘッド本体（１０）の延伸端部（１３）とネック（２０）に形成されることを特徴とする請求項１０記載のゴルフクラブの摩擦溶接方法。
【請求項１３】
上記第一部位の第一当接面（１４）と第二部位の第二当接面（２２）はそれぞれヘッド本体（１０）の収容室（１５）と重り（４０）に形成されることを特徴とする請求項１０記載のゴルフクラブの摩擦溶接方法。
【請求項１４】
摩擦溶接による結合を行う前において、延伸端部（１３）の第一当接面（１４）の周囲には他に環状溝（１４３）が形成されることを特徴とする請求項１０記載のゴルフクラブの摩擦溶接方法。
【請求項１５】
摩擦溶接による結合を行う前において、ネック（２０）の第二当接面（２２）の周囲には他に環状フランジ（２３）が形成されることにより、第一当接面（１４）と第二当接面（２２）の間における精確な位置合わせに役立つことができることを特徴とする請求項１０記載のゴルフクラブの摩擦溶接方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法に関するもので、特にゴルフクラブの二個の当接面の間において少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を利用して摩擦溶接による結合の信頼性を高めることができる構造およびその方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のゴルフクラブヘッドの結合構造としては、図１８、１９に示すように、アイアン型のヘッドにはヘッド本体１０、ネック２０およびシャフト３０が含まれる。ヘッド本体１０は金属材質（例えばステンレス）により製成され、ヘッド本体１０の正面にはフェース板１１が形成され、フェース板１１の片側にはヒール部１２が形成され、ヒール部１２から上方へ向かって延伸端部１３が形成され、延伸端部１３には第一当接面１３１が形成される。ネック２０は第二金属材質（例えばチタン合金）により製成され、ネック２０の上部には結合孔２１が設けられると共に、底部には第二当接面２２が形成される。組立時において、例えば摩擦溶接（friction welding）の方式によりヘッド本体１０とネック２０を結合することができる。先ず、高圧の作用力Ｆを施すことにより、第一当接面１４と第二当接面２２を互いに当接させ、さらに第一当接面１４（または第二当接面２２）を第二当接面２２（または第一当接面１４）に対して回動させ、それから第一当接面１４と第二当接面２２は摩擦により高温が生じて結合するように形成される。これにより、ネック２０を延伸端部１３に迅速に結合させることができるようにとしたものがある（例えば、特許文献１、２を参照）。
【特許文献１】米国特許番号第５，７６９，３０７号
【特許文献２】米国特許番号第５，８８５，１７０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような従来のゴルフクラブヘッドの結合構造においては、摩擦溶接を利用した方式では一般の溶接またはろう付けより製造工程を簡単にすることができると共に、製造コストを抑えることができる。しかし、摩擦溶接の方式では実施上において下記の問題点が生じ易い。摩擦溶接を行った後、図２０、２１に示すように、第一当接面１３１と第二当接面２２の間においては第一金属材質と第二金属材質とが熔融し合うため、金属間化合物層（intermetallic layer、または硬化層と称して二種の金属材質の間の中間ゾーンに介在する）が生じ易く、上記金属間化合物層により第一当接面１４と第二当接面２２を連接することができるが、上記第一、第二金属材質（例えばステンレスとチタン）の溶接の互換性が不足の場合、上記金属間化合物層の金相の構造だと結合の強度のアップに不利になると共に、構造に亀裂が生じ易く、または弾性変形能力が低くなる。その結果、ゴルフクラブヘッドの完成品をさらにネック２０に傾斜角度Ａを調整したり、または打球を行ったりした時、ヘッド本体１０とネック２０の結合位置から断裂し兼ねないため、完成品の歩留りおよび使用寿命に影響を及ぼしてしまうという問題点があった。また、打撃試験を経た結果、ゴルフクラブヘッドの完成品を１０００回より低い回数の打撃を行った時（標準重量のゴルフボールを５０ｍ／秒の球速でヘッド本体１０のフェース板１１に衝撃させる）、ヘッド本体１０とネック２０には亀裂が生じたり断裂してしまうという厳重な欠陥が生じてしまうという問題点があった。さらに、摩擦溶接の方式をゴルフクラブのその他のいかなる二個の隣接の部位に使用する場合、二個の隣接部位の金属材質の間において溶接による互換性の不足という問題点が存在している以上、二個の隣接部位の結合は摩擦溶接の製造工程には不適になるという問題点があった。このように、上記のような従来のゴルフクラブヘッドの結合構造をさらに改良しなければならない。
【０００４】
本発明はこのような問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、ゴルフクラブのいかなる二個の隣接部位の当接面において例えば少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を形成させることにより、摩擦溶接を行う時、二個の当接面の間の当接圧力を相対的に増やし、摩擦溶接の温度を高め、隣接部位の間において構造の強度に不利になる金属間化合物層が生じるのを避けることができるため、ヘッドの各部位の結合の強度と結合の信頼性を確実に高めることができ、さらにゴルフクラブの完成品の歩留りを相対的に高めて使用寿命を延ばすことができるゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法を提供しようとするものである。
【０００５】
本発明の第一の目的は、ゴルフクラブのいかなる二個の隣接部位の当接面においても例えば少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を形成させることにより、摩擦溶接時において金属間化合物層が生じるのを避け、さらに結合面積を相対的に増やすことができるため、結合の信頼性、完成品の歩留りを高めて使用寿命を延ばすことができるゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法を提供しようとするものである。
【０００６】
本発明の第二の目的は、ヘッド本体とネックの当接面の間において例えば少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を形成させることにより、比較的高い摩擦溶接の結合強度を形成させることができるため、ネックの角度調整の自由度を高めることができるゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法を提供しようとするものである。
【０００７】
本発明の第三の目的は、ヘッド本体と重りの二個の当接面の間において例えば少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を形成させることにより、比較的高い摩擦溶接の結合強度を形成させることができるため、重りの結合の信頼性を高めることができるゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明によるゴルフクラブの摩擦溶接構造は、下記のようになるものである。すなわち、
第一部位、第二部位および少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面により構成される。上記第一部位はゴルフクラブの一部分を構成すると共に、第一金属材質により製成され、さらに第一当接面が設けられる。上記第二部位はゴルフクラブの他方の一部分を構成すると共に、第二金属材質により製成され、さらに第二当接面が設けられる。上記少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面は第一部位の第一当接面に形成され、摩擦溶接時において同心の摩擦溶接傾斜面により第一当接面と第二当接面は比較的高い結合強度と比較的大きい結合面積を有するように形成されることにより、第一部位と第二部位は共同でゴルフクラブの完成品を組成することができる。
【０００９】
本発明によるゴルフクラブの摩擦溶接構造は、上記摩擦溶接傾斜面は円錐面、角錐面、環状突出体、環状凹欠部、中央突出体から選ぶこともできる。また、上記摩擦溶接傾斜面の頂角と接線角の角度は９０°から１８０°の間に介在するように形成されることもできる。また、上記第一部位の第一当接面と第二部位の第二当接面はそれぞれヘッド本体の延伸端部とネックに形成されることもできる。また、上記第一部位の第一当接面と第二部位の第二当接面はそれぞれヘッド本体の収容室と重りに形成されることもできる。また、上記第一金属材質と第二金属材質は互いに異なる材質からなり、第一金属材質はステンレス、炭素鋼、チタン合金、低合金鋼、鋳鉄、ニッケル基合金、構造用鋼、フェロ−マンガン−アルミ合金、超合金から選ぶことができ、さらに第二金属材質はステンレス、炭素鋼、チタン合金、低合金鋼、鋳鉄、ニッケル基合金、構造用鋼、フェロ−マンガン−アルミ合金、超合金、タングステン−フェロ−ニッケル合金、タングステン合金、モリブデン合金、銅合金から選ぶこともできる。また、摩擦溶接による結合を行う前において、延伸端部の第一当接面の周囲には他に環状溝が形成されることもできる。また、摩擦溶接による結合を行う前において、ネックの第二当接面の周囲には他に環状フランジが形成されることにより、第一当接面と第二当接面の間における精確な位置合わせに役立つこともできる。また、摩擦溶接による結合を行う前において、第一当接面と第二当接面の表面の粗さはＲａ２５μｍ以下を保持するように形成されることもできる。
【００１０】
また、本発明によるゴルフクラブの摩擦溶接方法は、ａ）ゴルフクラブの第一部位の第一当接面において少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を形成させる段階と、ｂ）第一当接面の摩擦溶接傾斜面をゴルフクラブの第二部位の第二当接面に当接させる段階と、ｃ）第一当接面と第二当接面を軸心に沿って互いに回転させることにより、摩擦溶接を行い、そして溶接結合部を形成させる段階と、ｄ）第一当接面と第二当接面の溶接結合部において表面加工処理を行う段階とを含む。
【００１１】
さらに、本発明によるゴルフクラブの摩擦溶接方法は、上記摩擦溶接傾斜面の頂角と接線角の角度は９０°から１８０°の間に介在するように形成されることもできる。また、上記第一部位の第一当接面と第二部位の第二当接面はそれぞれヘッド本体の延伸端部とネックに形成されることもできる。また、上記第一部位の第一当接面と第二部位の第二当接面はそれぞれヘッド本体の収容室と重りに形成されることもできる。また、摩擦溶接による結合を行う前において、延伸端部の第一当接面の周囲には他に環状溝が形成されることもできる。また、摩擦溶接による結合を行う前において、ネックの第二当接面の周囲には他に環状フランジが形成されることにより、第一当接面と第二当接面の間における精確な位置合わせに役立つこともできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法によれば、ゴルフクラブのいかなる二個の隣接部位の当接面においても例えば少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を形成させることにより、摩擦溶接時において金属間化合物層が生じるのを避け、さらに結合面積を相対的に増やすことができるため、結合の信頼性、完成品の歩留りを高めて使用寿命を延ばすことができるという利点がある。
【００１３】
本発明のゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法によれば、ヘッド本体とネックの当接面の間において例えば少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を形成させることにより、比較的高い摩擦溶接の結合強度を形成させることができるため、ネックの角度調整の自由度を高めることができるという利点がある。
【００１４】
本発明のゴルフクラブの摩擦溶接構造およびその方法によれば、ヘッド本体と重りの二個の当接面の間において例えば少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面を形成させることにより、比較的高い摩擦溶接の結合強度を形成させることができるため、重りの結合の信頼性を高めることができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による分解斜視図で、図２は本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図で、図３は本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による摩擦溶接を行う時における組み立てられた状態の断面図で、図４は本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による組み立てられた状態の断面図で、図５は本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による第一当接面と第二当接面の結合断面の写真図で、図６は本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による第一当接面と第二当接面の結合断面のクリスタルフェーズの顕微写真図で、図７は本発明の実施例２のゴルフクラブの摩擦溶接構造による分解斜視図で、図８は本発明の実施例３のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図で、図９は本発明の実施例４のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図で、図１０は本発明の実施例５のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図で、図１１は本発明の実施例６のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図で、図１２は本発明の実施例７のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図で、図１３は本発明の実施例８のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図で、図１４は本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造による分解斜視図で、図１５は本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図で、図１６は本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造による摩擦溶接を行う時における組み立てられた状態の局部断面図で、図１７は本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造による組み立てられた状態の斜視図である。
【００１７】
本発明のゴルフクラブの摩擦溶接構造の一部分の構造は図１８、１９に示す従来のゴルフクラブの摩擦溶接構造と同じであるため、両者の同じ部分の構造は同じ符号を採用して標示するため、その構造および功能については再び詳細に説明しない。
【実施例１】
【００１８】
図１、２、３、４を参照すると、本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造には第一部位、第二部位および少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面１４０が含まれる。第一部位は第一金属材質により製成されたヘッド本体１０で、ゴルフクラブの一部分を構成する。ヘッド本体１０の正面にはフェース板１１が結合され、フェース板１１は打球するのに用いられる。フェース板１１の片側にはヒール部１２が形成され、ヒール部１２から上方へ向かって延伸端部１３が形成され、さらに延伸端部１３の上面には第一当接面１４が形成され、第一当接面１４は略円形に形成される。第二部位は第二金属材質により製成されたネック２０で、ゴルフクラブの他方の一部分を構成する。ネック２０の上部には結合孔２１が設けられ、さらにネック２０の底部には第二当接面２２が形成され、第二当接面２２も略円形に形成される。摩擦溶接傾斜面１４０は略同心の円錐状に形成されると共に、好ましくは金属材質の比較的高硬度の当接面に形成される。例えば、摩擦溶接傾斜面１４０は第一当接面１４に突出するように設けられることができ、そして大体軸方向で第一当接面１４の回転軸心に対応するように形成される。また、摩擦溶接傾斜面１４０の頂角の角度θ１は好ましくは９０°から１８０°の間に介在するように形成される。さらに、第一金属材質と第二金属材質が互いに異なる材質からなるという前提として、第一金属材質と第二金属材質はステンレス、チタン合金、炭素鋼、低合金鋼、鋳鉄、ニッケル基合金、構造用鋼、フェロ−マンガン−アルミ合金、超合金から選ぶことができる。その他に、本発明のゴルフクラブには他にシャフト３０が含まれ、シャフト３０はネック２０の結合孔２１に適当に結合することができる。シャフト３０はその他の金属または非金属の材質により製成され、例えば炭素繊維の複合材料である。
【００１９】
図３、４を参照すると、本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接方法には下記の段階が含まれ、ａ）ゴルフクラブの第一部位（ヘッド本体１０）の第一当接面１４において摩擦溶接傾斜面１４０を形成させる段階と、ｂ）第一当接面１４の摩擦溶接傾斜面１４０をゴルフクラブの第二部位（ネック２０）の第二当接面２２に当接させる段階と、ｃ）第一当接面１４と第二当接面２２を軸心に沿って互いに回転させることにより、摩擦溶接を行い、そして溶接結合部（図示せず）を形成させる段階と、ｄ）第一当接面１４と第二当接面２２の溶接結合部において表面加工処理を行ってゴルフクラブの完成品を形成する段階。上記摩擦溶接の過程において、先ず作用力Ｆを施すことにより、第一当接面１４と第二当接面２２を互いに当接し合わせる。この時、第一当接面１４の摩擦溶接傾斜面１４０の頂点は大体第二当接面２２の円心位置に当接するように形成される。それから、第一当接面１４（または第二当接面２２）を第二当接面２２（または第一当接面１４）に対して軸心に沿って回転を行わせる。それにより、第一当接面１４と第二当接面２２は摩擦により高温が生じ、固体状態による結合が生じるため、ネック２０を延伸端部１３に迅速に結合させることができる。最後に、ヘッド本体１０とネック２０が初歩的に一体になるように結合された後、結合位置に対して適当に表面加工を行うことにより、塑性変形による余分の材料を取り除く。このように、ゴルフクラブヘッドの完成品を製成することができる。
【００２０】
図５、６を参照すると、本発明の実施例１の第一当接面１４は摩擦溶接傾斜面１４０の円錐形頂点を利用して第二当接面２２に当接することにより、初歩的な摩擦溶接の作業を行う時、第一当接面１４と第二当接面２２の間には僅か比較的小さい接触面積を有するだけで、作用力Ｆの高圧を比較的小さい接触面積に集中させるのに役立つことができるため、比較的高い摩擦溶接の温度を獲得することができ、金属間化合物層が生じるのを有効に避けることができると共に、結合の面積を拡大することができ、さらに第一金属材質と第二金属材質は比較的よい溶接による結合を獲得することができる。
【００２１】
表１を参照すると、打撃試験を経た結果、本発明のゴルフクラブの完成品が摩擦溶接の結合面の曲率半径を適当に制御する状態において３０００回の打撃を行う（標準重量のゴルフボールを５０ｍ／秒の球速でヘッド本体１０のフェース板１１に衝撃させる）。テストを受けた後、ヘッド本体１０（第一部位）とネック２０（第二部位）には相対的に比較的高い抗張力強度を有するように形成され、そして分離したり、亀裂が生じたり断裂してしまうという厳重な欠陥は見付からない。このように、摩擦溶接傾斜面１４０によりゴルフクラブの完成品の結合の強度と結合の信頼性を確実に高めることができる。さらに、充分な結合の強度と結合の信頼性を有した状態で、ネック２０の傾斜角度Ａをさらに調整することができると共に、ゴルフクラブの完成品の使用寿命を延ばすことができる。
【００２２】
【表１】
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【実施例２】
【００２３】
図７を参照すると、本発明の実施例２のゴルフクラブの摩擦溶接構造が掲示される。実施例１と比較し、実施例２のヘッド本体１０（第一部位）の摩擦溶接傾斜面１４１は角錐面状に形成される。このように、摩擦溶接を行う時、摩擦溶接傾斜面１４１により同様に当接の圧力を増やし、摩擦溶接の温度を高め、比較的よい溶接による結合を獲得し、金属間化合物層が生じるのを避け、結合の面積を拡大し、さらに摩擦溶接による結合の強度と結合の信頼性を高めることができる。
【実施例３】
【００２４】
図８を参照すると、本発明の実施例３のゴルフクラブの摩擦溶接構造が掲示される。実施例１と比較し、実施例３のヘッド本体１０（第一部位）の第一当接面１４には摩擦溶接傾斜面１４０と第二摩擦溶接傾斜面１４２が形成される。摩擦溶接傾斜面１４０は第一当接面１４の内周縁に形成され、摩擦溶接傾斜面１４０の頂角θ１の角度は好ましくは９０°から１８０°の間に介在するように形成される。第二摩擦溶接傾斜面１４２は第一当接面１４の外周縁に形成され、摩擦溶接傾斜面１４０と第二摩擦溶接傾斜面１４２の頂角θ２の角度は好ましくは１２０°から１８０°の間に介在するように形成される。このように、摩擦溶接を行う時、摩擦溶接傾斜面１４０と第二摩擦溶接傾斜面１４２により同様に当接の圧力を増やし、摩擦溶接の温度を高め、比較的よい溶接による結合を獲得し、金属間化合物層が生じるのを避け、結合の面積を拡大し、さらに摩擦溶接による結合の強度と結合の信頼性を高めることができる。さらに、摩擦溶接傾斜面１４０と第二摩擦溶接傾斜面１４２も例えば同心の円錐状または角錐状に形成されることができる。
【実施例４】
【００２５】
図９を参照すると、本発明の実施例４のゴルフクラブの摩擦溶接構造が掲示される。実施例１と比較し、実施例４のヘッド本体１０（第一部位）の延伸端部１３において第一当接面１４の外周縁にはさらに環状溝１４３が形成されることにより、第一当接面１４の外周縁には比較的高い塑性の変形能力を有するように形成される。このように、摩擦溶接を行う時、第一当接面１４と第二当接面２２が摩擦溶接により第一当接面１４の外周縁まで結合された時、環状溝１４３により第一当接面１４の外周縁が適当に変形することができる。そのため、第一当接面１４の外周縁は摩擦の高温により固体状態による接合が生じ易くなるため、第一当接面１４と第二当接面２２の外周縁との結合の信頼性をさらに高めることができる。
【実施例５】
【００２６】
図１０を参照すると、本発明の実施例５のゴルフクラブの摩擦溶接構造が掲示される。実施例１と比較し、実施例５のネック２２（第二部位）の周縁においてさらに環状フランジ２３が形成される。このように、環状フランジ２３により第一当接面１４を第二当接面２２に精確に位置を合わせることができる。摩擦溶接を完成した後、本発明においては例えば環状フランジ２３を保留することができ、または適当な表面加工の方式を利用して環状フランジ２３を取り除くことにより、ゴルフクラブの完成品を製成することができる（図４を参照する）。
【実施例６】
【００２７】
図１１を参照すると、本発明の実施例６のゴルフクラブの摩擦溶接構造が掲示される。実施例１と比較し、実施例６のヘッド本体１０（第一部位）の第一当接面１４の外周縁には環状突出体１４４が形成され、環状突出体１４４は略半円形の突出体に形成される。もし、環状突出体１４４の頂点と二個の端点の間からそれぞれ一本の接線を引き出すと、二本の接線により形成された角度θ３は好ましくは９０°から１８０°の間に介在するように形成される。このように、摩擦溶接を行う時、環状突出体１４４により同様に当接の圧力を増やし、摩擦溶接の温度を高め、比較的よい溶接による結合を獲得し、金属間化合物層が生じるのを避け、結合の面積を拡大し、さらに摩擦溶接による結合の強度と結合の信頼性を高めることができる。
【実施例７】
【００２８】
図１２を参照すると、本発明の実施例７のゴルフクラブの摩擦溶接構造が掲示される。実施例１と比較し、実施例７のヘッド本体１０（第一部位）の第一当接面１４には環状突出体１４５と環状凹欠部１４６が形成される。環状突出体１４５は第一当接面１４の外周縁に位置されると共に、略半円形の突出体に形成される。環状凹欠部１４６は第一当接面１４の内周縁に位置されると共に、略半円形の凹欠部に形成される。環状突出体１４５の二本の接線により形成された角度θ４は好ましくは９０°から１８０°の間に介在するように形成される。環状凹欠部１４６の二本の接線により形成された角度θ５は好ましくは９０°から１８０°の間に介在するように形成される。このように、摩擦溶接を行う時、環状突出体１４５と環状凹欠部１４６により同様に当接の圧力を増やし、摩擦溶接の温度を高め、比較的よい溶接による結合を獲得し、金属間化合物層が生じるのを避け、結合の面積を拡大し、さらに摩擦溶接による結合の強度と結合の信頼性を高めることができる。
【実施例８】
【００２９】
図１３を参照すると、本発明の実施例８のゴルフクラブの摩擦溶接構造が掲示される。実施例１と比較し、実施例８のヘッド本体１０（第一部位）の第一当接面１４には環状突出体１４７、環状凹欠部１４８と中央突出体１４９が形成される。環状突出体１４７は第一当接面１４の外周縁に位置されると共に、略半円形の突出体に形成される。中央突出体１４９は第一当接面１４の内周縁に位置されると共に、略半円形の突出体に形成される。環状凹欠部１４８は環状突出体１４７と中央突出体１４９の間に位置されると共に、略半円形の凹欠部に形成される。環状突出体１４７、環状凹欠部１４８と中央突出体１４９の二本の接線によりそれぞれ形成された角度θ６、θ７、θ８は好ましくは９０°から１８０°の間に介在するように形成される。環状凹欠部１４６の二本の接線により形成された角度θ５は好ましくは９０°から１８０°の間に介在するように形成される。このように、摩擦溶接を行う時、環状突出体１４７、環状凹欠部１４８と中央突出体１４９により同様に当接の圧力を増やし、摩擦溶接の温度を高め、比較的よい溶接による結合を獲得し、金属間化合物層が生じるのを避け、結合の面積を拡大し、さらに摩擦溶接による結合の強度と結合の信頼性を高めることができる。
【実施例９】
【００３０】
図１４、１５、１６、１７を参照すると、本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造が掲示される。実施例１と比較し、実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造には第一部位、第二部位および少なくとも一個の摩擦溶接傾斜面１６０が含まれる。第一部位はヘッド本体１０で、第一金属材質により製成されると共に、ゴルフクラブの一部分を構成する。ヘッド本体１０の適当な部位（例えば底部）には収容室１５が設けられ、収容室１５の内部には第一当接面１６が形成される。第二部位は重り４０で、第二金属材質により製成されると共に、ゴルフクラブのもう一つの部分を構成する。重り４０には第一当接面１６に対応するように第二当接面４２が形成される。摩擦溶接傾斜面１６０は例えば金属材質の硬度が比較的高い当接面に形成される。例えば、摩擦溶接傾斜面１６０を第一当接面１６（または第二当接面４１）に突出するように設けさせることができ、そして軸方向で第一当接面１６（または第二当接面４１）の回転軸心に対応するように設けることができる。このように、作用力Ｆを施すことにより、ヘッド本体１０と重り４０は摩擦溶接傾斜面１６０により当接の圧力を増やし、摩擦溶接の温度を高め、比較的よい溶接による結合を獲得し、金属間化合物層が生じるのを避け、結合の面積を拡大し、さらに摩擦溶接による結合の強度と結合の信頼性を高めることができる。摩擦溶接を完成した後、適当な表面加工の方式を利用して重り４０から突出した部分を取り除くことにより、ゴルフクラブヘッドの完成品（図４を参照する）を製成することができる。
【００３１】
さらに、本実施例において、ヘッド本体１０（第一部位）の第一金属材質はステンレス、チタン合金、低合金鋼、鋳鉄、ニッケル基合金、構造用鋼、フェロ−マンガン−アルミ合金、超合金から選ぶことができ、また重り４０（第二部位）の第二金属材質はタングステン−フェロ−ニッケル合金、タングステン合金、モリブデン合金、銅合金またはその比重が７．６ｇ／cm3より大きい金属または合金から選ぶことができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
上述の如く、図１８、１９に示す従来のゴルフクラブの摩擦溶接構造によれば、摩擦溶接の位置において金属間化合物層が生じることにより、結合強度に影響を及ぼしてしまうなどの問題点があったが、図１に示す本発明のゴルフクラブの摩擦溶接構造によれば、第一当接面１４または第二当接面２２に形成された摩擦溶接傾斜面１４０により、ヘッド本体１０（第一部位）とネック２０（第二部位）の結合の強度、結合の信頼性、完成品の歩留りおよび使用寿命を確実に高めることができ、さらにネック２０との角度の調整の自由度を高めることができる。
【００３３】
本発明は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による分解斜視図である。
【図２】本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図である。
【図３】本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による摩擦溶接を行う時における組み立てられた状態の断面図である。
【図４】本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による組み立てられた状態の断面図である。
【図５】本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による第一当接面と第二当接面の結合断面の写真図である。
【図６】本発明の実施例１のゴルフクラブの摩擦溶接構造による第一当接面と第二当接面の結合断面のクリスタルフェーズの顕微写真図である。
【図７】本発明の実施例２のゴルフクラブの摩擦溶接構造による分解斜視図である。
【図８】本発明の実施例３のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図である。
【図９】本発明の実施例４のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図である。
【図１０】本発明の実施例５のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図である。
【図１１】本発明の実施例６のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図である。
【図１２】本発明の実施例７のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図である。
【図１３】本発明の実施例８のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図である。
【図１４】本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造による分解斜視図である。
【図１５】本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造による局部の拡大断面図である。
【図１６】本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造による摩擦溶接を行う時における組み立てられた状態の局部断面図である。
【図１７】本発明の実施例９のゴルフクラブの摩擦溶接構造による組み立てられた状態の斜視図である。
【図１８】従来のゴルフクラブの摩擦溶接構造による分解斜視図である。
【図１９】従来のゴルフクラブの摩擦溶接構造による摩擦溶接を行う時における組み立てられた状態の断面図である。
【図２０】従来のゴルフクラブの摩擦溶接構造による第一当接面と第二当接面の写真図である。
【図２１】従来のゴルフクラブの摩擦溶接構造による媒質金属層の断面のクリスタルフェーズの顕微写真図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０    ヘッド本体                      １１    フェース板
１２    ヒール部                        １３    延伸端部
１４    第一当接面                    １４０    摩擦溶接傾斜面
１４１    摩擦溶接傾斜面                １４２    第二摩擦溶接傾斜面
１４３    環状溝                        １４４    環状突出体
１４５    環状突出体                    １４６    環状凹欠部
１４７    環状突出体                    １４８    環状凹欠部
１４９    中央突出体                      １５    収容室
１６    第一当接面                    １６０    摩擦溶接傾斜面
２０    ネック                          ２１    結合孔
２２    第二当接面                      ２３    環状フランジ
３０    シャフト                        ４０    重り
４１    第二当接面
Ａ    傾斜角度                          Ｆ    作用力
【図１】
2005169490.tif 000004
【図２】
2005169490.tif 000005
【図３】
2005169490.tif 000006
【図４】
2005169490.tif 000007
【図７】
2005169490.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2005169490.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
2005169490.tif 000016
【図１６】
2005169490.tif 000017
【図１７】
2005169490.tif 000018
【図１８】
2005169490.tif 000019
【図１９】
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【図５】
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【図６】
2005169490.tif 000022
【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年2月9日(2004.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
図５、６を参照すると、本発明の実施例１の第一当接面１４は摩擦溶接傾斜面１４０の円錐形頂点を利用して第二当接面２２に当接することにより、初歩的な摩擦溶接の作業を行う時、第一当接面１４と第二当接面２２の間には僅か比較的小さい接触面積を有するだけで、作用力Ｆの高圧を比較的小さい接触面積に集中させるのに役立つことができるため、比較的高い摩擦溶接の温度を獲得することができ、金属間化合物層が生じるのを有効に避けることができると共に、結合の面積を拡大することができ、さらに第一金属材質と第二金属材質は比較的よい溶接による結合を獲得することができる。他に、第一当接面１４と第二当接面２２の表面の粗さは通常としてＲａ２５μｍ以下を保持するように形成される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
表１を参照すると、伸長試験を経た結果、本発明のゴルフクラブの完成品が摩擦溶接の結合面の曲率半径を適当に制御する状態において抗張力強度を確実に高めることができる。例えば、本発明のゴルフクラブの完成品で３０００回の打撃を行う（標準重量のゴルフボールを５０ｍ／秒の球速でヘッド本体１０のフェース板１１に衝撃させる）。テストを受けたる過程において、ヘッド本体１０（第一部位）とネック２０（第二部位）には相対的に比較的高い抗張力強度を有するように形成されるため、分離したり、亀裂が生じたり断裂してしまうという厳重な欠陥は見付からない。このように、摩擦溶接傾斜面１４０によりゴルフクラブの完成品の結合の強度と結合の信頼性を確実に高めることができる。さらに、充分な結合の強度と結合の信頼性を有した状態で、ネック２０の傾斜角度Ａをさらに調整することができると共に、ゴルフクラブの完成品の使用寿命を延ばすことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
【表１】
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