JP2019005774A - 製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フェース部上のバリをより均一に除去すること。【解決手段】フェース部を含むゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記フェース部に複数の溝を形成する溝形成工程と、前記溝形成工程によって前記複数の溝の各縁に生じたバリをレーザーブラストによって除去する除去工程と、を含む。【選択図】図４

Description

本発明はゴルフクラブヘッドの製造技術に関する。

フェース部にレーザーを照射したり、球体を衝突させることで、フェース部の表面の改質や、溝の形成を行う技術が知られている（特許文献１〜５）。

米国特許出願公開第２００２／００９１０１４号明細書 特開２００４−１４２３４３号公報 米国特許第８６０８５９０号明細書 特許第３９１９８６７号公報 特開２０１１−０５６０９９号公報

フェース部に溝を形成した場合、溝の縁にバリが残る場合がある。バリを除去する方法として、従来では金属球や砂をフェース部に衝突させるサンドブラストが用いられているが、砂等をフェース部の全域に均一に衝突させることは必ずしも容易ではなく、バラつきが生じ得る。フェース部の表面の起伏にばらつきがあると、打撃時の打点によって打球にバラつきが生じる要因となる。

本発明の目的は、フェース部上のバリをより均一に除去することにある。

本発明によれば、
フェース部を含むゴルフクラブヘッドの製造方法であって、
前記フェース部に複数の溝を形成する溝形成工程と、
前記溝形成工程によって前記複数の溝の各縁に生じたバリをレーザーブラストによって除去する除去工程と、を含む、
ことを特徴とする製造方法が提供される。

本発明によれば、フェース部上のバリをより均一に除去することができる。

本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッドの外観図。 スコアライン及び細溝の断面図。 （Ａ）〜（Ｃ）は製造方法の例を示す図。 （Ａ）〜（Ｃ）は製造方法の例を示す図。 （Ａ）及び（Ｂ）は製造方法の別の例を示す図。 製造方法の別の例を示す図。

図１は本発明の一実施形態に係るゴルフクラブヘッドＡの外観図である。同図の例はアイアン型のゴルフクラブヘッドに本発明を適用した例を示す。本発明は、アイアン型のゴルフクラブヘッド、特に、ミドルアイアン、ショートアイアン、ウェッジ型のゴルフクラブヘッドの製造に好適である。具体的には、ロフト角が３０度以上７０度以下、ヘッド重量が２４０ｇ以上３２０ｇ以下のゴルフクラブヘッドの製造に好適である。しかし、本発明はウッド型やユーティリティー型（ハイブリッド型）のゴルフクラブヘッドの製造にも適用可能である。

ゴルフクラブヘッドＡは、フェース部１及びホゼル部５を備える。フェース部１はゴルフボールを打撃する打撃面を形成する。ホゼル部５には不図示のシャフトが装着される。図１において、矢印ｄ２はトウ−ヒール方向を示し、Ｔはトウ側、Ｈはヒール側を示している。矢印ｄ１はトウ−ヒール方向と直交する方向であって、打撃面に沿う方向を示している。ＵはヘッドＡのソール部を接地した時の上側、ＬはヘッドＡのソール部を接地した時の下側を示している。

フェース部１には複数の溝２及び複数の溝３が形成されている。複数の溝２はスコアラインであり、以下、スコアライン２と呼ぶ場合がある。複数の溝３はスコアライン２よりも細い溝であり、以下、細溝３と呼ぶ場合がある。図２を参照してスコアライン２及び細溝３について説明する。図２はフェース部１のｄ１方向の部分断面図であり、ｄ１方向に隣接するスコアライン２間の断面図を示している。

複数のスコアライン２は、互いに平行にｄ１方向に配列されている。各々のスコアライン２はｄ２方向に延設された直線状の溝である。本実施形態の場合、各々のスコアライン２の配設間隔（ピッチ）は等間隔（等ピッチ）であるが、配設間隔が異なっていてもよい。本実施形態において、スコアライン２の断面形状は、その長手方向の両端部（トウ側端部、ヒール側端部）を除き、同じである。また、各々のスコアライン２の断面形状は同じである。

スコアライン２は、一対の側壁（側部）２１と、底壁（底部）２２とを有し、その断面形状はｄ１方向の中心線に対して対称な台形状に形成されている。なお、スコアライン２の断面形状は台形状に限られず、Ｖ字状等、他の形状でもよい。スコアライン２の縁部２３には丸みが形成されている。丸みの半径は例えば、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下である。

スコアライン２の深さ（底壁２２とフェース部１の表面との距離）Ｄｓは０．３ｍｍ以上が好ましい。ゴルフクラブヘッドＡを競技用とする場合、ルールを充足する点で、深さＤｓは０．５ｍｍ以下とする。スコアライン２の幅（３０度測定法による幅）Ｗｓは０．６ｍｍ以上が好ましい。ゴルフクラブヘッドＡを競技用とする場合、ルールを充足する点で、幅Ｗｓは０．９ｍｍ以下とする。

複数の細溝３は、その幅Ｗｇがスコアライン２の幅Ｗｓよりも狭い溝である。幅Ｗｇは例えば３０μｍ以上７００μｍ以下である。細溝３の深さＤｇは排水性の点で例えば１０μｍ以上であることが好ましい。ゴルフクラブヘッド１を競技用とする場合、ルールを充足する点で、深さＤｇは２５μｍ以下とする。本実施形態の場合、細溝３のｄ１方向の切断面の断面形状が矩形である。しかし、三角形や円弧形状等、他の断面形状であってもよい。

本実施形態の場合、細溝３は線状に形成されており、特に、直線状に形成されているが、曲線であってもよい。各細溝３は一本の直線形状をなしているが、途中で途切れていてもよい。本実施形態の場合、細溝３はスコアライン２と平行であるが、交差する方向に延設されていてもよい。ただし、平行とした方が細溝３の長さを長くすることができ、フェース部１上の水をトウ−ヒール方向に広範囲に渡って排水できる。本実施形態の場合、隣接するスコアライン２間の領域に、細溝３は等ピッチで形成されている。これはフェース部１上の打点の位置によってバックスピン量にばらつきが生じることを低減する。

次に、ゴルフクラブヘッドＡの製造方法について説明する。ゴルフクラブヘッドＡは、例えば、細溝３の無い一次成形品を鍛造や鋳造により製造する。次に一次成形品に細溝３を形成する。その後、塗装や表面処理を行ってゴルフクラブヘッドＡが完成する。一次成形品はスコアライン２が形成されたものであってもよいし、形成されていないものであってもよい。一次成形品にスコアライン２が無い場合、細溝３の形成時にスコアライン２も形成することができる。一次成形品は、単一部材であっても複数部材であってもよい。複数部材とする場合は、例えば、フェース部１を形成するフェース形成部材と、フェース部１以外の部分を形成するヘッド本体と、から一次成形品が構成されてもよい。この場合、フェース形成部材に細溝３を形成したのち、フェース形成部材とヘッド本体との組立てを行ってもよい。

次に、細溝３の形成方法について説明する。細溝３はレーザー加工や切削加工により形成することができる。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）はレーザー加工により細溝３を形成する場合を例示している。

細溝３が未形成の一次成形品Ａ'は、治具１００を介して不図示のレーザー照射装置に固定される。レーザー照射装置はレーザー光の照射部１０１と、照射部１０１を移動する機構又は治具１００を移動する機構とを有する。そして、フェース部１に照射部１０１によりレーザー光を照射しながら、フェース部１（一次成形品Ａ'）又は照射部１０１をｄ２方向に相対的に移動して細溝３を形成する。一本の細溝３の形成に際し、フェース部１と照射部１０１とのｄ２方向の相対移動は一回でもよいし、複数回でもよい。複数回の相対移動に際しては、照射位置をｄ１方向に少しずらして行う場合もあり得る。細溝３の形態によっては（例えば幅Ｗｇが広い場合等）、複数回の相対移動が必須となる場合がある。

一本の細溝３を形成すると、フェース部１又は照射部１０１をｄ１方向に相対的に移動してレーザー光の照射位置を次の細溝３の位置に合わせる（この間はレーザー光の照射を停止する。）。そして、フェース部１に照射部１０１によりレーザー光を照射しながら、フェース部１又は照射部１０１をｄ２方向に相対的に移動して次の細溝３を形成する。以降、同様の手順を繰り返すことにより細溝３を順次形成していく。

図３（Ｃ）は切削加工により細溝３を形成する場合を例示している。一次成形品Ａ'は、治具１００を介してＮＣフライス盤に固定される。ＮＣフライス盤は、Ｚ軸回りに回転駆動されるスピンドル１０２を有し、スピンドル１０２の下端には切削ツール（エンドミル）１０３が取り付けられている。レーザー加工の場合と同様に、フェース部１（一次成形品Ａ’）又は切削ツール１０３を、ｄ２方向に相対的に移動して細溝３を形成する。一本の細溝３を形成すると、切削ツール１０３をフェース部１から上昇させた後、フェース部１又は照射部１０１をｄ１方向に相対的に移動して切削位置を次の細溝３の位置に合わせる。そして、再び切削ツール１０３をフェース部１に降下し、フェース部１又は照射部１０１をｄ２方向に相対的に移動して次の細溝３を形成する。以降、同様の手順を繰り返すことにより細溝３を順次形成していく。

なお、一次成形品Ａ’がスコアライン２を有していない場合、細溝３の形成の際に、細溝３の形成と同じ加工（レーザー加工または切削加工）によってスコアライン２も形成してもよい。

次に、細溝３の形成によって生じるバリの除去について説明する。レーザー加工、切削加工のいずれにおいても、細溝３の各縁にバリが生じる。本実施形態では、レーザーブラストによってこのバリを除去する。バリの除去方法としてはサンドブラストが知られているが、サンドブラストでは砂等の媒体を衝突させる部位を緻密に制御できない。このため、衝突させたくない箇所に対して媒体が衝突しないようにフェース部１を部分的にマスキングする必要があるほか、バリの除去の精度や光沢度といった表面状態に偏りが生じる場合がある。一方で、レーザーブラストにおいては、レーザー光の照射位置、強度の制御が容易であり、フェース部１上の狙った部位のバリをより均一に、過不足なく、除去することができる。マスキングも不要である。なお、金属表面を物理的に破壊するサンドブラストは、加工後に金属表面がむき出しになることで金属表面に錆が生じ易くなることが知られている。レーザーブラストによってバリを除去した場合、その熱により金属表面に酸化被膜が形成されるため錆びにくくなる。

図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は細溝３の各縁のバリの除去例を示している。同図の例では、レーザー加工によって細溝３を形成し、続いてレーザーブラストによりバリを除去する例を例示している。細溝３を形成するために使用したレーザー照射装置と異なるレーザー照射装置を用いてバリを除去した場合、照射部１０１の形状の違いによる座標のずれを考慮しなければならない場合がある。また、ヘッドＡ’を固定する治具の付け替えが必要な場合は、治具１００とヘッドＡ’の間の相対位置にずれが生じる場合を考慮しなければならない場合がある。なお、治具の付け替えが必要な場合は治具１００とヘッドＡ’の相対位置を合わせることに加え、加工位置合わせの作業が必要となるため工数がかかる。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）の例のように、細溝３の形成とバリの除去とで同じレーザー照射装置を使用することで、加工部位の位置精度を向上できると共に、治具１００及びレーザー照射装置から一次成形品Ａ’を固定したまま外すことなく連続して作業が行えるので、作業効率も向上できる。

図４（Ａ）は、細溝３を未形成の一次成形品Ａ’の断面形状を示している。この例では、一次成形品Ａ’に既にスコアライン２が形成されている。図４（Ｂ）は照射部１０１からレーザー光１０１ａをフェース部１に照射して細溝３を形成している段階を示している。この段階の詳細は図３（Ａ）及び図３（Ｂ）を参照して説明した通りである。細溝３の形成によってその縁にバリ４が生じている。バリ４は細溝３の周囲を取り囲むように延びる線状の突起である。バリ４は一つの細溝３に対して、ｄ１方向の両側に線状に生じ、また、図示しないが細溝３のｄ２方向の端であるＨ側端とＴ側端にも生じている。

図４（Ｃ）はレーザーブラストによりバリ４を除去している構成を示している。バリ４の除去手順は細溝３のレーザー加工と基本的に同じである。バリ４の位置に照射部１０１によりレーザー光１０１ｂを照射しながら、フェース部１（一次成形品Ａ'）又は照射部１０１をｄ２方向に相対的に移動してバリ４を除去する。一本のバリ４の除去に際し、フェース部１と照射部１０１とのｄ２方向の相対移動は一回でもよいし、複数回でもよい。複数回の相対移動に際しては、照射位置をｄ１方向に少しずらして行う場合もあり得る。隣接する二つのバリ４の間隔によっては、これらを同時に除去することも可能である。図４（Ｂ）の例では隣接する二つのバリ４を同時に除去する態様を例示している。

一本又は隣接する二本のバリ４を除去すると、フェース部１又は照射部１０１をｄ１方向に相対的に移動してレーザー光１０１ｂの照射位置を次のバリ４の位置に合わせる（この間はレーザー光の照射を停止するか、細溝３のｄ２方向におけるＨ側端とＴ側端のバリを除去してもよい。）。そして、フェース部１に照射部１０１によってレーザー光１０１ｂを照射しながら、フェース部１又は照射部１０１をｄ２方向に相対的に移動して次のバリ４を除去する。以降、同様の手順を繰り返すことによりバリ４を順次除去することができる。こうして、フェース部１に対してレーザー光１０１ｂを複数回、ｄ１方向に間隔をおいて線状に照射することで、バリ４以外の部分にレーザー光１０１ｂが照射されることを回避しながら、バリ４を除去することができる。

細溝３を形成するときのレーザー光１０１ａとバリ４を除去するときのレーザー光１０１ｂとでは、照射部１０１の出力を変えてもよい。通常はレーザー光１０１ａよりもレーザー光１０１ｂおよびレーザー光１０１ｃの出力を低くする。これにより細溝３を効率よく形成する一方、レーザーブラスト時にフェース部１の表面を不必要に除去してしまう事態を回避できる。

レーザーブラストにおけるレーザー光１０１ｂおよび１０１ｃの照射条件は、細溝３の仕様、フェース部１の材質、求められる精度および加工時間によって適宜設定することができる。例えば、フェース部１の材質が熱の影響を受けにくい金属である場合、加工に比較的パルス幅の広いパルスレーザーが使用できるが、熱の影響を受けやすい金属である場合は基材への影響の少ないパルス幅の狭いレーザーを用いる。

細溝３の形成やバリ４の除去においては、複数の照射部１０１からレーザー光を同時に照射して複数の細溝３の形成や複数のバリ４の除去を行ってもよい。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）はその一例を示しており、複数のバリ４を同時に除去する例を例示している。

図５（Ａ）は二つの照射部１０１Ａ及び１０１Ｂからレーザー光１０１ｂを照射して、細溝３の両側の縁のバリ４を同時に除去する例を示している。二つの照射部１０１Ａ及び１０１Ｂはｄ１方向に並んで配置される。フェース部１側を固定して、照射部１０１側を移動させる機構例の場合、二つの照射部１０１Ａ及び１０１Ｂは一体的に移動される。

図５（Ｂ）も二つの照射部１０１Ａ及び１０１Ｂからレーザー光１０１ｂを照射する例を示している。図５（Ａ）の例よりも、二つの照射部１０１Ａ及び１０１Ｂがｄ１方向に離間しており、隣接する二つの細溝３の一方の細溝３の縁のバリ４と、他方の細溝３の縁のバリ４とを同時に除去する例を示している。照射部１０１Ａ及び１０１Ｂの配設ピッチよりも細溝３の配設ピッチが狭い場合に適している。

バリ４の除去においては、バリ４のみに対して選択的にレーザー光を照射してもよいし、フェース部１の全体に対して網羅的にレーザー光を照射し、バリ４の除去とフェース部１の反射防止加工とを同時に行ってもよい。

図６は、細溝３の形成後、フェース部１に網羅的にレーザー光を照射し、バリ４の除去と共にフェース部１の反射防止加工とを行う例を示している。従来のサンドブラストで媒体粒子をフェース部に衝突させていたものと同様に、パルスレーザーをフェース部１に全体的に照射して微細な凹凸をつけることで、バリを除去することに加えて、フェース部１の表面の反射を抑えることができる。媒体粒子衝突の細かな制御できないサンドブラストに比べ、プログラム上で制御したパルスレーザーを使用することで、フェース部１の表面状態をより均一で緻密なものとすることができる。

図５（Ａ）、図５（Ｂ）および図６のいずれの例においても、バリ４の除去効率を向上できる。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）の例では照射部１０１を二つとしたが三つ以上であってもよい。複数の照射部１０１のｄ１方向の配設ピッチは、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下の範囲内のピッチであってもよい。

スコアライン２をレーザー加工や切削加工で形成した場合もバリが生じ得る。この場合もバリ４の除去と同様にレーザーブラストによってバリを除去してもよい。

なお、細溝３の形成及びバリ４の除去後、フェース部１の硬度を硬くする表面処理を行うことが好ましい。このような表面処理としては、浸炭処理、窒化処理、軟窒化処理、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）処理、イオンプレーティング、ＤＬＣ（ダイヤモンド ライク カーボン）処理、めっき処理等が挙げられる。特に、浸炭処理や窒化処理といった、表面に別の金属層を形成せず、表面を改質する表面処理が好ましい。

Ａ ゴルフクラブヘッド、１ フェース部、２ スコアライン、３ 細溝

Claims (7)

1. フェース部を含むゴルフクラブヘッドの製造方法であって、
   前記フェース部に複数の溝を形成する溝形成工程と、
   前記溝形成工程によって前記複数の溝の各縁に生じたバリをレーザーブラストによって除去する除去工程と、を含む、
   ことを特徴とする製造方法。
2. 請求項１に記載の製造方法であって、
   前記溝形成工程では、レーザー加工により前記溝を形成する、
   ことを特徴とする製造方法。
3. 請求項２に記載の製造方法であって、
   前記除去工程では、前記溝形成工程に使用したレーザー照射装置を用い、かつ、前記溝形成工程とは前記レーザー照射装置の出力を変えて前記レーザーブラストを行う、
   ことを特徴とする製造方法。
4. 請求項１に記載の製造方法であって、
   前記フェース部を形成する部材を治具に固定する固定工程を更に含み、
   前記溝形成工程及び前記除去工程を前記固定工程の後に行い、かつ、前記部材を前記治具に固定したまま、前記溝形成工程及び前記除去工程を行う、
   ことを特徴とする製造方法。
5. 請求項１に記載の製造方法であって、
   前記溝の仕様及び前記フェース部の材質によって前記レーザーブラストのレーザー照射条件を設定する、
   ことを特徴とする製造方法。
6. 請求項１に記載の製造方法であって、
   前記溝は線状の溝であり、
   前記除去工程では、前記フェース部に対してレーザー光を複数回、間隔をおいて線状に照射することで前記バリを除去する、
   ことを特徴とする製造方法。
7. 請求項１に記載の製造方法であって、
   前記除去工程では、複数のレーザー照射部からレーザー光を同時に照射して複数のバリを同時に除去する、
   ことを特徴とする製造方法。

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