ゴルフ・クラブのフェースの製造方法
【課題】打たれたゴルフボールに、より高い初期速度を与え続けながら、厚さ変化するゴルフクラブ・フェース・プレートを提供すること。
【解決手段】ゴルフ・クラブ・ヘッド用のフェース・プレートの製造方法であって、初期厚さをもつ金属材料の圧延シートを提供する工程と、その材料から規定外形をもつブランクを形成する工程とを含む。この方法は、得られるフェース・プレートが変化する厚さをもつようにブランクの第２サイドを機械加工する工程も含む。機械加工する工程は、プレートが初期厚さより薄い又はそれに等しい第１の厚さと、第１の厚さより薄い第２の厚さと、第２の厚さより薄い第３の厚さとを持つようにする。
【解決手段】ゴルフ・クラブ・ヘッド用のフェース・プレートの製造方法であって、初期厚さをもつ金属材料の圧延シートを提供する工程と、その材料から規定外形をもつブランクを形成する工程とを含む。この方法は、得られるフェース・プレートが変化する厚さをもつようにブランクの第２サイドを機械加工する工程も含む。機械加工する工程は、プレートが初期厚さより薄い又はそれに等しい第１の厚さと、第１の厚さより薄い第２の厚さと、第２の厚さより薄い第３の厚さとを持つようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にゴルフ・クラブ・ヘッドに関し、より詳細には、変化する厚さのフェース・プレートをもつゴルフ・クラブ・ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代のゴルフ・クラブは、一般にウッド、アイアン又はパターに分類されている。用語「ウッド」は、少し例を挙げれば、鋼、チタン、ガラス繊維及び他のより新しい種類の材料から構成されるゴルフ・クラブに対しても、一般になお使用されている歴史的な用語である。ウッドは、今ではしばしば「メタル・ウッド」と呼ばれる。用語「アイアン」も、これらのクラブが一般に鉄から構成されず、むしろ「ウッド」を構成するために使用されるのと同じ材料の多くから構成されるが、一般になお使用されている歴史的な用語である。
【０００３】
ウッド及びアイアンでより長く、より真っ直ぐなショットを打つことをより容易にするために、多くの進歩が特に過去２０年にわたってなされてきた。今ではゴルフ・クラブは、一般に、より寛容に設計されており、その結果、完璧以下で打たれたショットでも、かなり安定した距離及び方向のコントロール性をもつ。さらに、クラブ・ヘッドは今では一般に材料の組み合わせから構成され、特別のプレーヤのタイプによって所望されるボールの飛行の最適化を試みている。
【０００４】
特にメタル・ウッドに関連する１つの特別の改良は、チタンなどのより軽くより強い金属の使用である。上質のメタル・ウッド、特にドライバのかなりの数が、今では、主にチタンを使用して作られている。チタン及び他の軽量で強い金属の使用は、今もサイズが増大し続けているメタル・ウッドを作ることを可能にした。メタル・ウッド、特にドライバのサイズは、しばしば体積によって呼ばれる。例えば、最新のドライバは、３００立方センチメートル（ｃｃ）又はそれ以上の体積をもつことができる。一般に、大形のメタル・ウッドは、より大きなスイート・スポットと、より高い慣性とを提供し、それが従来のヘッド・サイズをもつゴルフ・クラブと比べて、より大きな寛容性を与える。
【０００５】
より軽くより強い金属の使用から導かれる１つの利点は、メタル・ウッド・クラブの打撃面及びすべての他の壁を含めて、より薄い壁を作ることができることである。これは設計者に重量の位置決めにおいて、より多くの自由度を与える。例えば、寛容性を向上させるために、設計者は、重量をメタル・ウッドのヘッドの周辺部に及びフェースから後方に動かすことができる。上述のように、そのように重量を与えることは、一般により高い慣性をもたらし、したがって中心から外れたヒットによる捩れをより少ないものにする。
【０００６】
どの位大きいゴルフ・クラブ・ヘッドを製造できるかについては限界があり、これは、材料、クラブ・ヘッドの重量及びクラブ・ヘッドの強度を含めて、いくつかのパラメータの関数である。さらに、ヘッドがより大きくなる場合、重量の増加を避けるために、フェース・プレートを含めて、壁の厚さをより薄くしなければならない。壁の厚さがより薄くなるにつれて、衝撃の際、より大きくたわむ傾向があり、それによって、より多くのエネルギーをボールに与える可能性がある。この現象は、一般に「トランポリン効果」と言われる。したがって、薄いフェース・プレートを備えて適切に構成されたクラブは、剛性のフェース・プレートを備えるクラブよりも、より高い初期速度をゴルフ・ボールに与えることができる。初期速度は、ゴルフ・ボールがどの位遠くまで行くかを決める重要な要素であるので、これはゴルファに非常に重要である。
【０００７】
薄いフェース・プレートを有するメタル・ウッドによってゴルフ・ボールに与えられた初期速度は、打撃面上のゴルフ・ボールの打撃点の位置によって変化することが当業者によって理解されている。各フェース・プレートは、「スイート・スポット」と呼ばれるものをもつ。一般に、スイート・スポットに当たったボールはより速い反発速度をもつ。重心（ＣＧ）の位置並びにフェース・プレートの形状及び厚さを含めて、多くの要因がスイート・スポットの位置及びサイズに寄与する。
【０００８】
より最近では、メタル・ウッドのゴルフ・クラブ・ヘッドの製造業者は、変化する厚さのフェース・プレートを設計することによって、それらのクラブ・ヘッドの性能を操作しようと試みてきた。チタンなどの軽量の材料をフェース・プレートに使用するので、ゴルフ・ボールと衝突時に、クラブ・ヘッドのフェースとクラウン並びにフェースとソールの接合部に伝達される応力に問題が起こってきた。従来の１つの解決法は、繰り返される衝突に耐えるために、フェース・プレートの強化した周辺部を提供することであった。フェースの厚さの変化を実現するために、フェース・プレートの製造は一般にチタン合金などの金属を鍛造することによって達成された。Ｔｉ−６ＡＬ−４Ｖなどの圧延シート材料の従来のフェース・プレートは、一定の厚さを持っていたか又は比較的小さいフェース厚さの変化を達成するために最小の材料が取り除かれていた。
【０００９】
衝撃時のこれらの応力を低減させるための別の手法は、実質的にクラウンからソールまでフェースを横切って縦に延びる１つ以上のリブを使用すること、又いくつかの例では、トウからヒールまでフェースを横切って水平に延びるリブを使用することである。最大の応力は、通常スイート・スポットかそのほぼ近くの衝撃点に位置するので、フェースの中心もまた厚くされ、少なくともリブをもつ部分と同じ厚さである。しかし、これらのクラブ・ヘッドは、最終的には、非常に優れたゴルファを除いたすべてに対して、中心から外れたショットにあまり寛容性を提供することができない。変化するフェースの厚さ設計及びチタンのフェース・インサートの使用は、最近、同様の不利及び制限をもつアイアンのゴルフ・クラブ・ヘッドにも適用されている。アイアン用の変化するフェースの厚さの設計を達成するために、よく知られた鋳造技術及び鍛造技術が一般に利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、打たれたゴルフボールに、より高い初期速度を与え続けながら、厚さ変化するゴルフクラブ・フェース・プレートのかなりの部分にわたって、より大きな寛容性を示すゴルフ・クラブのフェース・プレートを製造する改良された方法の必要が存在することに留意されたい。本発明は、その必要及び他の必要を満足させる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、強化された性能のためにかなりの厚さの変化をもつゴルフ・クラブのフェース・プレートを製造するための方法を提供する。この方法は、初期厚さをもつ、金属材料の圧延シートを提供する工程と、材料から規定外形をもつ半完成品を形成する工程を含む。この方法は、得られるフェース・プレートが変化する厚さをもつように、半完成品の第２サイドを機械加工する工程も含む。変化する厚さは、初期厚さより薄い又はそれに等しい第１の厚さと、第１の厚さより薄い第２の厚さと、第２の厚さより薄い第３の厚さとをもつ。機械加工する工程は、第２サイドの表面積のかなりの部分にわたって行われる。
【００１２】
圧延シート材料の１つの利点は、それが他の材料及び製造方法と比べて、改良された強度及び延性をもたらす非常に細かく方向性をもった粒状の微細構造をもつことができることである。ＣＮＣ旋盤又はフライス盤を使用することができるが、軸対称のフェースの厚さの場合には、ＣＮＣ旋盤が好ましく、非対称のフェースの厚さの場合には、ＣＮＣエンド・ミルが好ましい。クラブ・ヘッドはウッド型又はアイアンでよく、チタン合金又は合金鋼が使用されてよい。
【００１３】
好ましい実施例の詳細な態様では、第２サイドの表面積の少なくとも６０％が機械加工され、得られるフェースの厚さの変化は軸対称又は非対称でよい。
【００１４】
好ましい実施例の別の詳細な態様では、膨らみ及び起伏が半完成品の第１サイドに形成される。
【００１５】
好ましい実施例のさらに別の詳細な態様では、半完成品の材料の少なくとも１５％が取り除かれる。追加の厚さ及び／又は様々な移行領域を、所望のフェースの厚さの設計に従って機械加工することができる。
【００１６】
本発明及び従来の技術にわたって達成された利点をまとめる目的で、本発明のいくつかの利点を、本明細書内の上記で説明してきた。もちろん、必ずしもすべてのそのような利点を、本発明の任意の特定の実施例に従って達成することはできないことに留意されたい。したがって、例えば、当業者は、本明細書内で教示し又は示唆できるような他の利点を必ずしも達成せずに、本明細書内で教示されたように１つの利点又は一群の利点を達成し又は最適化する方法で、本発明を実施し実行することができることを理解するであろう。
【００１７】
これらの実施例のすべては、開示された本明細書の本発明の範囲内にあることを意図するものである。本発明のこれらの又他の実施例は、添付の図に関連する好ましい実施例の詳細な説明から当業者には容易に明らかになるであろうが、本発明は、開示された１つ又は複数のいかなる特定の好ましい実施例にも限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好ましい方法によって提供されるフェース厚さ（破線）をもつウッド型クラブ・ヘッドの正面図である。
【図２】図１のクラブ・ヘッドのトウ側の端面図である。
【図３】フェース・プレートの背面を示す、図２の線Ａ−Ａに沿って取った断面図である。
【図３Ａ】図３の線Ｂ−Ｂに沿って取った断面図である。
【図３Ｂ】図３の線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。
【図４】機械加工プロセスの際のカッターの好ましい方向（矢印）を示す、図３のプレートの背面図である。
【図５】フェース厚さのウェブ移行の所望の半径を実現するための第１及び第２の（破線）フォームド・カッターを示す、図４の線Ｄ−Ｄに沿って取った断面図である。
【図６】本発明の別の方法で形成されたフェース・プレートの背面図である。
【図６Ａ】図６の線Ｅ−Ｅに沿って取った縦断面図である。
【図６Ｂ】図６の線Ｆ−Ｆに沿って取った横断面図である。
【図７】本発明の好ましい方法のＣＮＣフライス盤の正面透視図である。
【図８】フェース・プレート用のフェース厚さの変化を作成するためのＣＮＣ旋盤を使用した本発明の別の方法の例示的な図である。
【図９】フェース・プレート用の膨らみ及び起伏を作成するためのＣＮＣ旋盤を使用した本発明の別の方法の例示的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面は本発明の方法によって達成されたフェース・プレートの好ましい実施例を示し、ゴルフ・クラブ・フェース・プレートはゴルフ・クラブ・ヘッドの様々なタイプ用である。図１に関連して、当技術分野で知られている多くのメタル・ウッド・クラブ・ヘッドに似たクラブ・ヘッド１０が示されている。本発明の範囲内のクラブ・ヘッドが、必ずしも示された形状に限定されるものではない。クラブ・ヘッド１０は中空の金属本体１１と、フェース・プレート２０とを含む。本体１１は、フェース・プレート２０のための開口（図３参照）用の周辺部１７を協働して画定する、ヒール部１２とトウ部１３とソール部１４とスカート又はサイド部１５とクラウン部１６とを含む。クラブ・ヘッド１０は、通常、本体１１と一体で形成されたホーゼル１８によってシャフト（図示せず）に連結される。
【００２０】
好ましくは、本体１１及び／又はフェース・プレート２０は、鋼、チタン又はそれらの合金から構成されるが、或いは本体１１は複合材料又は金属マトリックス材料であってもよい。フェース・プレート２０は、機械加工することができる任意の圧延シートから構成されてもよく、好ましくは、材料は少なくとも４ｇ／ｃｃの密度をもつ。
【００２１】
日本のＮＫＫ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＳＰ−７００（登録商標）などの高強度チタン合金の圧延シートは、本発明のように、かなりの厚さの変化するフェース・プレートを達成するために必要な機械加工によって材料を浪費するには高価過ぎると従来は考えられてきた。圧延シート材料の１つの利点は、それが他の材料及び製造方法と比べて、改良された強度及び延性をもたらす非常に細かく方向性をもった粒状の微細構造をもつことができることである。出願人は、圧延シート材料と機械加工との組み合わせは、所望の厚さ変化するフェース・プレートを生み出すために、費用対効果が大きく、信頼性の高い方法であることを見いだした。本明細書に提示された好ましいフェース厚さの設計に加えて、当業者は、３つ又はそれ以上の厚さ変化ゾーンをもたらすさらに進んだ設計を、本発明の方法を用いて実現できることを理解するであろう。
【００２２】
図１及び図２を参照すると、クラブ・ヘッド１０は、好ましくは、ヒール部１２、トウ部１３、ソール部１４、サイド部１５、クラウン部１６、ホーゼル１８が一体に形成された本体１１と、打撃面２１を含むフェース・プレート２０が当技術分野で知られた手段によって開口周辺部１７に固定して取り付けられるように製造される。しかし、本体１１の様々な部分を、当技術分野で知られた技術によって別々に成型し、鋳造し、鍛造し又は他の知られた技術によって製造し、当技術分野で知られた手段によって本体を形成するように固定して取り付けられてよい。フェース・プレート２０用の初期の外形は、金属材料の圧延シートをスタンピングすることによって形成されてよい。
【００２３】
機械加工されたフェース・プレート２０は、その周辺部に沿って溶接され、背面には溶接ビード２３が見える。図３〜図３Ｂに示されるように、フェース・プレート２０のヒール・ゾーン２４及びトウ・ゾーン２５は、好ましくは、正面開口周辺部１７で本体１１の隣接厚さより薄い、ほぼ同じ厚さｔをもつ。フェース・プレート２０の中央ゾーン２６は、ヒール・ゾーン２４と中央ゾーン２６との間、並びにトウ・ゾーン２５と中央ゾーン２６との間に形成された移行領域２７を含む最大の厚さｔｍをもつ。中央縦ゾーン２６の下部領域２８はソール部１４に向かって延び、上部セグメント２９はクラウン部１６に向かって延びる。フェース・プレート２０は、長手方向、すなわち、ヒール１２からトウ１３への軸線に対して非対称なフェース厚さをもつ。
【００２４】
上部セグメント２９の間に、最大の厚さｔｍより薄いが、好ましくは、ヒール・ゾーン２４及びトウ・ゾーン２５の厚さｔより厚い厚さｔｒをもつ上部凹所３０がある。移行領域３１が、上部セグメント２９と上部凹所３０の間に形成される。さらに本発明の場合、フェース・プレート２０のほぼ中心に、好ましくは、上部凹所３０とほぼ同じ厚さの厚さｔｒをもち、かつ中央凹所３２の厚さと縦ゾーン２６の厚さとの間にほぼ同様の移行領域３１を備える中央凹所３２がある。別の実施例では、トウ・ゾーン２５の厚さはヒ−ル・ゾーン２４の厚さと異なってもよく、望むならば、上部凹所３０の厚さは中央凹所３２の厚さと異なってもよい。
【００２５】
好ましくは、中央凹所３２及び移行領域３１は、トウからヒール方向に測定された、中央ゾーン２６と移行領域２７の幅の２０％と５０％の間の距離延在している。図３の好ましい実施例では、背面２２のトウ・ゾーン２５及びヒール・ゾーン２４はそれぞれ、２．５ｍｍより薄い厚さｔをもち、中央ゾーン２６の厚さは少なくとも３．０ｍｍである。中央凹所３２及び上部凹所３０のそれぞれの低減された厚さｔｒは中央ゾーン２６の厚さｔｍより少なくとも約０．５ｍｍ薄い。好ましくは、厚さｔ、ｔｒ、ｔｍは、それぞれ１．６ｍｍから２．４ｍｍ、２．２ｍｍから３．５ｍｍ、３．２ｍｍから４．５ｍｍである。より好ましくは、厚さｔ、ｔｒ、ｔｍは、それぞれ２．２ｍｍから２．４ｍｍ、３．０ｍｍから３．２ｍｍ、３．５ｍｍから３．７ｍｍの範囲にある。概ね、ヒール・ゾーン２４及びトウ・ゾーン２５が、中央ゾーン２６の最大の厚さより少なくとも１ｍｍ薄い最小の厚さをもつことが好ましい。
【００２６】
図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、移行領域２７、３１は、概凹断面をもつウェブ移行からなる。すなわち、移行領域２７、３１の断面は、好ましくは、中央ゾーン２６と、上部及び中央凹所３０、３２との間、並びにヒール・ゾーン２４及びトウ・ゾーン２５との間にＲ付けされた移行面を有する。好ましい方法では、フェース・プレート２０の所望の厚さ変化を形成するためにＣＮＣミル４２（図７）が使用される。フェース・プレート２０の所望の厚さ変化を提供するのに必要なパスの数を最小にするようにフォームド・カッター３４が選ばれてよい。フェース・プレート２０は、位置決めピン４５で位置決めされ調節可能なクランプ４７を用いて所定の位置に保持されて固定具４３内に置かれる。回転しているカッター３４は、プログラムされた変化する厚さのフェース・プレート設計に従って、Ｘ、Ｙ及びＺ軸に移動する。
【００２７】
図５を参照すると、半径Ｒ１をもつ第１のフォームド・カッター３４が使用されて、すべての移行領域２７、３１を形成してよい。しかし、移行領域３１には第１のカッター３４とは異なる半径Ｒ２をもつ第２のカッター３６（破線で示す）を使用することが好ましい。第２の半径Ｒ２は、好ましくは、上部及び中央凹所３０、３２によってカバーされる、より小さい面に適応するために、より小さい。もちろん、別のより小さい半径のカッターを、上部凹所３０又は中央凹所３２に使用することもでき、及び／又は、望むならば、ヒール・ゾーン２４とは別の異なる半径のカッターがトウ・ゾーン２５に使用されてよい。製造プロセスを簡単にしてスピードアップするために、１個又は２個の異なるカッターだけを使用することが大変好ましい。
【００２８】
図４はカッターが取る好ましいパスを表示する矢印を示す。トウ・ゾーン２５及びヒール・ゾーン２４で、カッター３４がフェース・プレート２０の中心から較正され、最初に上部から底部の方向に、２番目に外側方向に、フェース・プレートのトウ１３端部及びヒール１２端部に移動してよい。好ましくは、カッターは３４、内側に、ヒール１２端部又はトウ１３端部からフェース・プレート２０の中心に向かって移動する。第２のカッター３６は、上部エッジからフェース・プレート２０の中心に向かって、或いは、中央凹所３２を含む中央領域４０の隣接から上部エッジに向かって動かすことによって、上部凹所３０を形成してよい。図５に示されるように、中央凹所３２が、第２のカッター３６の縦又は上下の運動によって形成され、所望の厚さｔｒを得る。
【００２９】
フォームド・カッター３４、３６を使用するＣＮＣミル４２は、有利には、トウ・ゾーン２４及びヒール・ゾーン２５の各々で望ましいフェースの厚さを２から３回のパスずつ（４から６回の合計パス）で、上部凹所３０及び中央凹所３２の各々を作成するのに１回のパスずつ（２回の合計パス）で、望ましいフェースの厚さを製造することを可能にする。したがって、フェース・プレート２０を、ＣＮＣミル４２の６から８回の合計パス又はアクションで製造することができる。必要なパス又はアクションの総数は、１個又は複数のカッターの選択されたサイズ／形状及びフェース・プレートの変化する厚さ設計によって決められる。
【００３０】
図６〜図６Ｂに示されたフェース・プレート１２０は、長手方向軸線、並びに横方向（上部から底部）軸線（それぞれ線Ｅ−Ｅ並びに線Ｆ−Ｆ）に対して対称に変化するフェース厚さを含む。中央凹所３２が中央領域１４０に配置される。この軸対称形状は、図７に表されるようなＣＮＣミル４２を用いて達成される。しかし、好ましい方法は、スピンドル４６が、図８及び図９に表されるように中心線４８の周りでフェース・プレート１２０を回転させ、それを切削するＣＮＣ旋盤４４を使用する。１個又は複数の切削工具５０がプログラムされた設計に従って移動して、所望のフェース・プレート厚さを提供する。機械加工の間フェース・プレート２０を適所に保持するため調節自在な締め具が使用される。
【００３１】
当業者によく知られた技術を使用して、３つの軸線でカッターの相対運動をコントロールするためにＣＮＣミルが使用されてよい。したがって、テーパー勾配が、トウ・ゾーン２４及びヒール・ゾーン２５で、移行２７に隣接する厚さｔ１からフェース・プレート２０（図５参照）のヒール１２端部及びトウ１３端部でのより薄い厚さｔ２まで提供されてよい。しかし、エンド・ミルのカッター位置の限られた増分的又は段階的な制御は、一般に、表面を横切る切削工具の各パスによって形成された眼に見える工程となる。しかし、図６〜図６Ｂに示されたＣＮＣ旋盤の方法は、フェース・プレート２０の背面に望まれる、より連続した変化する厚さ又は面のテーパー勾配を提供する。もちろん、大規模な製造の場合はＣＮＣ機械加工が好ましいが、ゴルフ・クラブのフェース・プレート２０を製造するための本発明の機械加工の方法を、ＣＮＣ機械加工なしで行うことができることが理解される。
【００３２】
本発明の方法では、前面の打撃面２１は、フェース・プレート厚さ変化を提供する前又は後で、スコアライン５２を形成する溝、ディンプル又はそれらの任意の組み合わせを備えてよい（図１参照）。同様に、膨らみ半径及び起伏半径がフェース・プレート厚さが形成される前又は後でフェース・プレート上に設けられてよい。図９は膨らみ及び起伏が、フェース・プレート２０の背面の機械加工の前に、打撃面２１上に機械加工される１つの方法を示している。フェース・プレートの中心は、材料の元の圧延シートとほぼ同じ初期厚さｔ１を維持する。或いは、スタンピング又は成形プロセスが、ウッド型ゴルフ・クラブ・ヘッド用の所望の膨らみ半径及び起伏半径を達成するために利用されてよい。
【００３３】
ＣＮＣ旋盤機械加工の１つの好ましい実施例において、膨らみ及び起伏は、１回転当たり約０．１ｍｍ（ｍｍ／回転）の送り速度又はカッターの前進でフェース・プレート２０上に形成される。好ましくは、Ｔｉ−６ＡＬ−４Ｖ材料からフェース・プレート２０を形成する場合、スピンドル４６は毎分約１８０から４５０回転（ＲＰＭ）の間で回転し、ＳＰ−７００（登録商標）材料の場合、スピンドル４６は、切削工具５０がフェース・プレート２０の中心に向かって前進するにつれてＲＰＭが増加する状態で、約１８０から４００ＲＰＭの間で回転する。
【００３４】
ＣＮＣ旋盤機械加工の一実施例を使用して変化するフェース・プレート厚さを機械加工するために、最初に、フェース・プレート２０の中心でいくらかの材料を取り除くために盲穴があけられる。次に、荒削りが、準備的量の材料を取り除くために、膨らみ及び起伏の形成用に上述された送り速度及び回転を用いて行われる。より正確には、仕上削りが、約０．１４ｍｍ／回転の好ましい送り速度を用いて行われる。Ｔｉ−６ＡＬ−４Ｖ及びＳＰ−７００（登録商標）材料の場合、回転又はスピン速度ωは、それぞれ１８０から５００ＲＰＭ、及び１８０から４５０ＲＰＭである。ＳＰ−７００（登録商標）材料から形成されたフェース・プレート１２０を横切る典型的な変化するフェース・プレート厚さを設けるのに全体で約６分かかる。
【００３５】
別のＣＮＣ旋盤機械加工においては、増加した厚さの中央凹所３２及び中央領域１４０は、１７．０ｍｍの外径と約７００ＲＰＭのスピンドル速度ωとをもつ切削工具５０で、まず約０．２１ｍｍ／回転で穴を開けることによって形成されてよい。０．４と１．０ｍｍの間のＺ軸の送り深さ又は縦変位の状態で、スピンドル４６が１００から６００ＲＰＭで回転するとき、荒削りが約０．４から２．５ｍｍ／回転で行われる。切削工具は、好ましくは、当業者にはよく知られているように６０度の三角の先端を有している。仕上削りは、約２００から２０００ＲＰＭ（外側から中心の速度）のスピンドル速度ωの状態で、約０．０６から０．６ｍｍ／回転で行われる。Ｚ軸の送り深さは約０．１ｍｍで、切削工具は、好ましくは、３５度の菱形の先端をもつ。潤滑のために、カストロール（登録商標）Ｂ７などの油が使用されてよい。
【００３６】
本発明の方法の１つの態様は、フェース・プレート２０の変化する厚さを形成するに使用された機械加工によって取り除かれる材料の量である。元の表面積の少なくとも６０％が変化する深さ又は厚さに機械加工される。好ましくは、機械加工は、フェース・プレート２０の元の表面積の少なくとも７０％を越えて行われ、より好ましくは、元の表面積の８０％を越えて行われる。１つの実施例では、フェース・プレート２０の背面の９０％を越えて機械加工され、他の実施例においては、１００％すなわち背面の全部が機械加工されてよい。圧延シートから形成されたフェース・プレート２０の初期の形状から取り除かれた材料の体積は、少なくとも１５％であり、好ましくは、少なくとも２５％である。１つの好ましい実施例では、初期の圧延シート・フェース・プレート２０の４０％以上が取り除かれる。
【００３７】
本明細書で詳細に説明された実施例は単に例示にすぎず、本発明を、例えば、金属と複合材料のラミネーションなどを利用する複合の構造をもつクラブ・ヘッドを提供することで容易に実施することができる。クラブ・ヘッドは、中空でも中実でもよく、単一又は組立形の本体を含んでもよい。有利には、本発明の方法は、例えば、比較的「最新の」メタル・ウッド用にスイート・スポットを増加させて、従来のクラブ・ヘッドよりも、打撃表面のより多くの部分にわたって、約０．８０より大きいＣＯＲ値を達成するために、メタル・ウッド用のフェース・プレートに利用されてよい。そして、好ましい方法を、メタル・ウッド、すなわちドライバ又はフェアウェイ・ウッド用のフェース・プレートのために詳細に説明してきたが、本発明は、同様にアイアンのフェース・プレートを形成するために利用されてよいことが理解されるであろう。
【００３８】
本発明は好ましい実施例に関してのみ詳細に開示されてきたが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなくゴルフ・クラブ・ヘッド用のフェース・プレートを製造するための追加の方法を含むことができることを理解するであろう。したがって、本発明は特許請求の範囲によってのみ定義される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般にゴルフ・クラブ・ヘッドに関し、より詳細には、変化する厚さのフェース・プレートをもつゴルフ・クラブ・ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
現代のゴルフ・クラブは、一般にウッド、アイアン又はパターに分類されている。用語「ウッド」は、少し例を挙げれば、鋼、チタン、ガラス繊維及び他のより新しい種類の材料から構成されるゴルフ・クラブに対しても、一般になお使用されている歴史的な用語である。ウッドは、今ではしばしば「メタル・ウッド」と呼ばれる。用語「アイアン」も、これらのクラブが一般に鉄から構成されず、むしろ「ウッド」を構成するために使用されるのと同じ材料の多くから構成されるが、一般になお使用されている歴史的な用語である。
【０００３】
ウッド及びアイアンでより長く、より真っ直ぐなショットを打つことをより容易にするために、多くの進歩が特に過去２０年にわたってなされてきた。今ではゴルフ・クラブは、一般に、より寛容に設計されており、その結果、完璧以下で打たれたショットでも、かなり安定した距離及び方向のコントロール性をもつ。さらに、クラブ・ヘッドは今では一般に材料の組み合わせから構成され、特別のプレーヤのタイプによって所望されるボールの飛行の最適化を試みている。
【０００４】
特にメタル・ウッドに関連する１つの特別の改良は、チタンなどのより軽くより強い金属の使用である。上質のメタル・ウッド、特にドライバのかなりの数が、今では、主にチタンを使用して作られている。チタン及び他の軽量で強い金属の使用は、今もサイズが増大し続けているメタル・ウッドを作ることを可能にした。メタル・ウッド、特にドライバのサイズは、しばしば体積によって呼ばれる。例えば、最新のドライバは、３００立方センチメートル（ｃｃ）又はそれ以上の体積をもつことができる。一般に、大形のメタル・ウッドは、より大きなスイート・スポットと、より高い慣性とを提供し、それが従来のヘッド・サイズをもつゴルフ・クラブと比べて、より大きな寛容性を与える。
【０００５】
より軽くより強い金属の使用から導かれる１つの利点は、メタル・ウッド・クラブの打撃面及びすべての他の壁を含めて、より薄い壁を作ることができることである。これは設計者に重量の位置決めにおいて、より多くの自由度を与える。例えば、寛容性を向上させるために、設計者は、重量をメタル・ウッドのヘッドの周辺部に及びフェースから後方に動かすことができる。上述のように、そのように重量を与えることは、一般により高い慣性をもたらし、したがって中心から外れたヒットによる捩れをより少ないものにする。
【０００６】
どの位大きいゴルフ・クラブ・ヘッドを製造できるかについては限界があり、これは、材料、クラブ・ヘッドの重量及びクラブ・ヘッドの強度を含めて、いくつかのパラメータの関数である。さらに、ヘッドがより大きくなる場合、重量の増加を避けるために、フェース・プレートを含めて、壁の厚さをより薄くしなければならない。壁の厚さがより薄くなるにつれて、衝撃の際、より大きくたわむ傾向があり、それによって、より多くのエネルギーをボールに与える可能性がある。この現象は、一般に「トランポリン効果」と言われる。したがって、薄いフェース・プレートを備えて適切に構成されたクラブは、剛性のフェース・プレートを備えるクラブよりも、より高い初期速度をゴルフ・ボールに与えることができる。初期速度は、ゴルフ・ボールがどの位遠くまで行くかを決める重要な要素であるので、これはゴルファに非常に重要である。
【０００７】
薄いフェース・プレートを有するメタル・ウッドによってゴルフ・ボールに与えられた初期速度は、打撃面上のゴルフ・ボールの打撃点の位置によって変化することが当業者によって理解されている。各フェース・プレートは、「スイート・スポット」と呼ばれるものをもつ。一般に、スイート・スポットに当たったボールはより速い反発速度をもつ。重心（ＣＧ）の位置並びにフェース・プレートの形状及び厚さを含めて、多くの要因がスイート・スポットの位置及びサイズに寄与する。
【０００８】
より最近では、メタル・ウッドのゴルフ・クラブ・ヘッドの製造業者は、変化する厚さのフェース・プレートを設計することによって、それらのクラブ・ヘッドの性能を操作しようと試みてきた。チタンなどの軽量の材料をフェース・プレートに使用するので、ゴルフ・ボールと衝突時に、クラブ・ヘッドのフェースとクラウン並びにフェースとソールの接合部に伝達される応力に問題が起こってきた。従来の１つの解決法は、繰り返される衝突に耐えるために、フェース・プレートの強化した周辺部を提供することであった。フェースの厚さの変化を実現するために、フェース・プレートの製造は一般にチタン合金などの金属を鍛造することによって達成された。Ｔｉ−６ＡＬ−４Ｖなどの圧延シート材料の従来のフェース・プレートは、一定の厚さを持っていたか又は比較的小さいフェース厚さの変化を達成するために最小の材料が取り除かれていた。
【０００９】
衝撃時のこれらの応力を低減させるための別の手法は、実質的にクラウンからソールまでフェースを横切って縦に延びる１つ以上のリブを使用すること、又いくつかの例では、トウからヒールまでフェースを横切って水平に延びるリブを使用することである。最大の応力は、通常スイート・スポットかそのほぼ近くの衝撃点に位置するので、フェースの中心もまた厚くされ、少なくともリブをもつ部分と同じ厚さである。しかし、これらのクラブ・ヘッドは、最終的には、非常に優れたゴルファを除いたすべてに対して、中心から外れたショットにあまり寛容性を提供することができない。変化するフェースの厚さ設計及びチタンのフェース・インサートの使用は、最近、同様の不利及び制限をもつアイアンのゴルフ・クラブ・ヘッドにも適用されている。アイアン用の変化するフェースの厚さの設計を達成するために、よく知られた鋳造技術及び鍛造技術が一般に利用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、打たれたゴルフボールに、より高い初期速度を与え続けながら、厚さ変化するゴルフクラブ・フェース・プレートのかなりの部分にわたって、より大きな寛容性を示すゴルフ・クラブのフェース・プレートを製造する改良された方法の必要が存在することに留意されたい。本発明は、その必要及び他の必要を満足させる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、強化された性能のためにかなりの厚さの変化をもつゴルフ・クラブのフェース・プレートを製造するための方法を提供する。この方法は、初期厚さをもつ、金属材料の圧延シートを提供する工程と、材料から規定外形をもつ半完成品を形成する工程を含む。この方法は、得られるフェース・プレートが変化する厚さをもつように、半完成品の第２サイドを機械加工する工程も含む。変化する厚さは、初期厚さより薄い又はそれに等しい第１の厚さと、第１の厚さより薄い第２の厚さと、第２の厚さより薄い第３の厚さとをもつ。機械加工する工程は、第２サイドの表面積のかなりの部分にわたって行われる。
【００１２】
圧延シート材料の１つの利点は、それが他の材料及び製造方法と比べて、改良された強度及び延性をもたらす非常に細かく方向性をもった粒状の微細構造をもつことができることである。ＣＮＣ旋盤又はフライス盤を使用することができるが、軸対称のフェースの厚さの場合には、ＣＮＣ旋盤が好ましく、非対称のフェースの厚さの場合には、ＣＮＣエンド・ミルが好ましい。クラブ・ヘッドはウッド型又はアイアンでよく、チタン合金又は合金鋼が使用されてよい。
【００１３】
好ましい実施例の詳細な態様では、第２サイドの表面積の少なくとも６０％が機械加工され、得られるフェースの厚さの変化は軸対称又は非対称でよい。
【００１４】
好ましい実施例の別の詳細な態様では、膨らみ及び起伏が半完成品の第１サイドに形成される。
【００１５】
好ましい実施例のさらに別の詳細な態様では、半完成品の材料の少なくとも１５％が取り除かれる。追加の厚さ及び／又は様々な移行領域を、所望のフェースの厚さの設計に従って機械加工することができる。
【００１６】
本発明及び従来の技術にわたって達成された利点をまとめる目的で、本発明のいくつかの利点を、本明細書内の上記で説明してきた。もちろん、必ずしもすべてのそのような利点を、本発明の任意の特定の実施例に従って達成することはできないことに留意されたい。したがって、例えば、当業者は、本明細書内で教示し又は示唆できるような他の利点を必ずしも達成せずに、本明細書内で教示されたように１つの利点又は一群の利点を達成し又は最適化する方法で、本発明を実施し実行することができることを理解するであろう。
【００１７】
これらの実施例のすべては、開示された本明細書の本発明の範囲内にあることを意図するものである。本発明のこれらの又他の実施例は、添付の図に関連する好ましい実施例の詳細な説明から当業者には容易に明らかになるであろうが、本発明は、開示された１つ又は複数のいかなる特定の好ましい実施例にも限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の好ましい方法によって提供されるフェース厚さ（破線）をもつウッド型クラブ・ヘッドの正面図である。
【図２】図１のクラブ・ヘッドのトウ側の端面図である。
【図３】フェース・プレートの背面を示す、図２の線Ａ−Ａに沿って取った断面図である。
【図３Ａ】図３の線Ｂ−Ｂに沿って取った断面図である。
【図３Ｂ】図３の線Ｃ−Ｃに沿って取った断面図である。
【図４】機械加工プロセスの際のカッターの好ましい方向（矢印）を示す、図３のプレートの背面図である。
【図５】フェース厚さのウェブ移行の所望の半径を実現するための第１及び第２の（破線）フォームド・カッターを示す、図４の線Ｄ−Ｄに沿って取った断面図である。
【図６】本発明の別の方法で形成されたフェース・プレートの背面図である。
【図６Ａ】図６の線Ｅ−Ｅに沿って取った縦断面図である。
【図６Ｂ】図６の線Ｆ−Ｆに沿って取った横断面図である。
【図７】本発明の好ましい方法のＣＮＣフライス盤の正面透視図である。
【図８】フェース・プレート用のフェース厚さの変化を作成するためのＣＮＣ旋盤を使用した本発明の別の方法の例示的な図である。
【図９】フェース・プレート用の膨らみ及び起伏を作成するためのＣＮＣ旋盤を使用した本発明の別の方法の例示的な図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面は本発明の方法によって達成されたフェース・プレートの好ましい実施例を示し、ゴルフ・クラブ・フェース・プレートはゴルフ・クラブ・ヘッドの様々なタイプ用である。図１に関連して、当技術分野で知られている多くのメタル・ウッド・クラブ・ヘッドに似たクラブ・ヘッド１０が示されている。本発明の範囲内のクラブ・ヘッドが、必ずしも示された形状に限定されるものではない。クラブ・ヘッド１０は中空の金属本体１１と、フェース・プレート２０とを含む。本体１１は、フェース・プレート２０のための開口（図３参照）用の周辺部１７を協働して画定する、ヒール部１２とトウ部１３とソール部１４とスカート又はサイド部１５とクラウン部１６とを含む。クラブ・ヘッド１０は、通常、本体１１と一体で形成されたホーゼル１８によってシャフト（図示せず）に連結される。
【００２０】
好ましくは、本体１１及び／又はフェース・プレート２０は、鋼、チタン又はそれらの合金から構成されるが、或いは本体１１は複合材料又は金属マトリックス材料であってもよい。フェース・プレート２０は、機械加工することができる任意の圧延シートから構成されてもよく、好ましくは、材料は少なくとも４ｇ／ｃｃの密度をもつ。
【００２１】
日本のＮＫＫ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のＳＰ−７００（登録商標）などの高強度チタン合金の圧延シートは、本発明のように、かなりの厚さの変化するフェース・プレートを達成するために必要な機械加工によって材料を浪費するには高価過ぎると従来は考えられてきた。圧延シート材料の１つの利点は、それが他の材料及び製造方法と比べて、改良された強度及び延性をもたらす非常に細かく方向性をもった粒状の微細構造をもつことができることである。出願人は、圧延シート材料と機械加工との組み合わせは、所望の厚さ変化するフェース・プレートを生み出すために、費用対効果が大きく、信頼性の高い方法であることを見いだした。本明細書に提示された好ましいフェース厚さの設計に加えて、当業者は、３つ又はそれ以上の厚さ変化ゾーンをもたらすさらに進んだ設計を、本発明の方法を用いて実現できることを理解するであろう。
【００２２】
図１及び図２を参照すると、クラブ・ヘッド１０は、好ましくは、ヒール部１２、トウ部１３、ソール部１４、サイド部１５、クラウン部１６、ホーゼル１８が一体に形成された本体１１と、打撃面２１を含むフェース・プレート２０が当技術分野で知られた手段によって開口周辺部１７に固定して取り付けられるように製造される。しかし、本体１１の様々な部分を、当技術分野で知られた技術によって別々に成型し、鋳造し、鍛造し又は他の知られた技術によって製造し、当技術分野で知られた手段によって本体を形成するように固定して取り付けられてよい。フェース・プレート２０用の初期の外形は、金属材料の圧延シートをスタンピングすることによって形成されてよい。
【００２３】
機械加工されたフェース・プレート２０は、その周辺部に沿って溶接され、背面には溶接ビード２３が見える。図３〜図３Ｂに示されるように、フェース・プレート２０のヒール・ゾーン２４及びトウ・ゾーン２５は、好ましくは、正面開口周辺部１７で本体１１の隣接厚さより薄い、ほぼ同じ厚さｔをもつ。フェース・プレート２０の中央ゾーン２６は、ヒール・ゾーン２４と中央ゾーン２６との間、並びにトウ・ゾーン２５と中央ゾーン２６との間に形成された移行領域２７を含む最大の厚さｔｍをもつ。中央縦ゾーン２６の下部領域２８はソール部１４に向かって延び、上部セグメント２９はクラウン部１６に向かって延びる。フェース・プレート２０は、長手方向、すなわち、ヒール１２からトウ１３への軸線に対して非対称なフェース厚さをもつ。
【００２４】
上部セグメント２９の間に、最大の厚さｔｍより薄いが、好ましくは、ヒール・ゾーン２４及びトウ・ゾーン２５の厚さｔより厚い厚さｔｒをもつ上部凹所３０がある。移行領域３１が、上部セグメント２９と上部凹所３０の間に形成される。さらに本発明の場合、フェース・プレート２０のほぼ中心に、好ましくは、上部凹所３０とほぼ同じ厚さの厚さｔｒをもち、かつ中央凹所３２の厚さと縦ゾーン２６の厚さとの間にほぼ同様の移行領域３１を備える中央凹所３２がある。別の実施例では、トウ・ゾーン２５の厚さはヒ−ル・ゾーン２４の厚さと異なってもよく、望むならば、上部凹所３０の厚さは中央凹所３２の厚さと異なってもよい。
【００２５】
好ましくは、中央凹所３２及び移行領域３１は、トウからヒール方向に測定された、中央ゾーン２６と移行領域２７の幅の２０％と５０％の間の距離延在している。図３の好ましい実施例では、背面２２のトウ・ゾーン２５及びヒール・ゾーン２４はそれぞれ、２．５ｍｍより薄い厚さｔをもち、中央ゾーン２６の厚さは少なくとも３．０ｍｍである。中央凹所３２及び上部凹所３０のそれぞれの低減された厚さｔｒは中央ゾーン２６の厚さｔｍより少なくとも約０．５ｍｍ薄い。好ましくは、厚さｔ、ｔｒ、ｔｍは、それぞれ１．６ｍｍから２．４ｍｍ、２．２ｍｍから３．５ｍｍ、３．２ｍｍから４．５ｍｍである。より好ましくは、厚さｔ、ｔｒ、ｔｍは、それぞれ２．２ｍｍから２．４ｍｍ、３．０ｍｍから３．２ｍｍ、３．５ｍｍから３．７ｍｍの範囲にある。概ね、ヒール・ゾーン２４及びトウ・ゾーン２５が、中央ゾーン２６の最大の厚さより少なくとも１ｍｍ薄い最小の厚さをもつことが好ましい。
【００２６】
図３Ａ及び図３Ｂに示されるように、移行領域２７、３１は、概凹断面をもつウェブ移行からなる。すなわち、移行領域２７、３１の断面は、好ましくは、中央ゾーン２６と、上部及び中央凹所３０、３２との間、並びにヒール・ゾーン２４及びトウ・ゾーン２５との間にＲ付けされた移行面を有する。好ましい方法では、フェース・プレート２０の所望の厚さ変化を形成するためにＣＮＣミル４２（図７）が使用される。フェース・プレート２０の所望の厚さ変化を提供するのに必要なパスの数を最小にするようにフォームド・カッター３４が選ばれてよい。フェース・プレート２０は、位置決めピン４５で位置決めされ調節可能なクランプ４７を用いて所定の位置に保持されて固定具４３内に置かれる。回転しているカッター３４は、プログラムされた変化する厚さのフェース・プレート設計に従って、Ｘ、Ｙ及びＺ軸に移動する。
【００２７】
図５を参照すると、半径Ｒ１をもつ第１のフォームド・カッター３４が使用されて、すべての移行領域２７、３１を形成してよい。しかし、移行領域３１には第１のカッター３４とは異なる半径Ｒ２をもつ第２のカッター３６（破線で示す）を使用することが好ましい。第２の半径Ｒ２は、好ましくは、上部及び中央凹所３０、３２によってカバーされる、より小さい面に適応するために、より小さい。もちろん、別のより小さい半径のカッターを、上部凹所３０又は中央凹所３２に使用することもでき、及び／又は、望むならば、ヒール・ゾーン２４とは別の異なる半径のカッターがトウ・ゾーン２５に使用されてよい。製造プロセスを簡単にしてスピードアップするために、１個又は２個の異なるカッターだけを使用することが大変好ましい。
【００２８】
図４はカッターが取る好ましいパスを表示する矢印を示す。トウ・ゾーン２５及びヒール・ゾーン２４で、カッター３４がフェース・プレート２０の中心から較正され、最初に上部から底部の方向に、２番目に外側方向に、フェース・プレートのトウ１３端部及びヒール１２端部に移動してよい。好ましくは、カッターは３４、内側に、ヒール１２端部又はトウ１３端部からフェース・プレート２０の中心に向かって移動する。第２のカッター３６は、上部エッジからフェース・プレート２０の中心に向かって、或いは、中央凹所３２を含む中央領域４０の隣接から上部エッジに向かって動かすことによって、上部凹所３０を形成してよい。図５に示されるように、中央凹所３２が、第２のカッター３６の縦又は上下の運動によって形成され、所望の厚さｔｒを得る。
【００２９】
フォームド・カッター３４、３６を使用するＣＮＣミル４２は、有利には、トウ・ゾーン２４及びヒール・ゾーン２５の各々で望ましいフェースの厚さを２から３回のパスずつ（４から６回の合計パス）で、上部凹所３０及び中央凹所３２の各々を作成するのに１回のパスずつ（２回の合計パス）で、望ましいフェースの厚さを製造することを可能にする。したがって、フェース・プレート２０を、ＣＮＣミル４２の６から８回の合計パス又はアクションで製造することができる。必要なパス又はアクションの総数は、１個又は複数のカッターの選択されたサイズ／形状及びフェース・プレートの変化する厚さ設計によって決められる。
【００３０】
図６〜図６Ｂに示されたフェース・プレート１２０は、長手方向軸線、並びに横方向（上部から底部）軸線（それぞれ線Ｅ−Ｅ並びに線Ｆ−Ｆ）に対して対称に変化するフェース厚さを含む。中央凹所３２が中央領域１４０に配置される。この軸対称形状は、図７に表されるようなＣＮＣミル４２を用いて達成される。しかし、好ましい方法は、スピンドル４６が、図８及び図９に表されるように中心線４８の周りでフェース・プレート１２０を回転させ、それを切削するＣＮＣ旋盤４４を使用する。１個又は複数の切削工具５０がプログラムされた設計に従って移動して、所望のフェース・プレート厚さを提供する。機械加工の間フェース・プレート２０を適所に保持するため調節自在な締め具が使用される。
【００３１】
当業者によく知られた技術を使用して、３つの軸線でカッターの相対運動をコントロールするためにＣＮＣミルが使用されてよい。したがって、テーパー勾配が、トウ・ゾーン２４及びヒール・ゾーン２５で、移行２７に隣接する厚さｔ１からフェース・プレート２０（図５参照）のヒール１２端部及びトウ１３端部でのより薄い厚さｔ２まで提供されてよい。しかし、エンド・ミルのカッター位置の限られた増分的又は段階的な制御は、一般に、表面を横切る切削工具の各パスによって形成された眼に見える工程となる。しかし、図６〜図６Ｂに示されたＣＮＣ旋盤の方法は、フェース・プレート２０の背面に望まれる、より連続した変化する厚さ又は面のテーパー勾配を提供する。もちろん、大規模な製造の場合はＣＮＣ機械加工が好ましいが、ゴルフ・クラブのフェース・プレート２０を製造するための本発明の機械加工の方法を、ＣＮＣ機械加工なしで行うことができることが理解される。
【００３２】
本発明の方法では、前面の打撃面２１は、フェース・プレート厚さ変化を提供する前又は後で、スコアライン５２を形成する溝、ディンプル又はそれらの任意の組み合わせを備えてよい（図１参照）。同様に、膨らみ半径及び起伏半径がフェース・プレート厚さが形成される前又は後でフェース・プレート上に設けられてよい。図９は膨らみ及び起伏が、フェース・プレート２０の背面の機械加工の前に、打撃面２１上に機械加工される１つの方法を示している。フェース・プレートの中心は、材料の元の圧延シートとほぼ同じ初期厚さｔ１を維持する。或いは、スタンピング又は成形プロセスが、ウッド型ゴルフ・クラブ・ヘッド用の所望の膨らみ半径及び起伏半径を達成するために利用されてよい。
【００３３】
ＣＮＣ旋盤機械加工の１つの好ましい実施例において、膨らみ及び起伏は、１回転当たり約０．１ｍｍ（ｍｍ／回転）の送り速度又はカッターの前進でフェース・プレート２０上に形成される。好ましくは、Ｔｉ−６ＡＬ−４Ｖ材料からフェース・プレート２０を形成する場合、スピンドル４６は毎分約１８０から４５０回転（ＲＰＭ）の間で回転し、ＳＰ−７００（登録商標）材料の場合、スピンドル４６は、切削工具５０がフェース・プレート２０の中心に向かって前進するにつれてＲＰＭが増加する状態で、約１８０から４００ＲＰＭの間で回転する。
【００３４】
ＣＮＣ旋盤機械加工の一実施例を使用して変化するフェース・プレート厚さを機械加工するために、最初に、フェース・プレート２０の中心でいくらかの材料を取り除くために盲穴があけられる。次に、荒削りが、準備的量の材料を取り除くために、膨らみ及び起伏の形成用に上述された送り速度及び回転を用いて行われる。より正確には、仕上削りが、約０．１４ｍｍ／回転の好ましい送り速度を用いて行われる。Ｔｉ−６ＡＬ−４Ｖ及びＳＰ−７００（登録商標）材料の場合、回転又はスピン速度ωは、それぞれ１８０から５００ＲＰＭ、及び１８０から４５０ＲＰＭである。ＳＰ−７００（登録商標）材料から形成されたフェース・プレート１２０を横切る典型的な変化するフェース・プレート厚さを設けるのに全体で約６分かかる。
【００３５】
別のＣＮＣ旋盤機械加工においては、増加した厚さの中央凹所３２及び中央領域１４０は、１７．０ｍｍの外径と約７００ＲＰＭのスピンドル速度ωとをもつ切削工具５０で、まず約０．２１ｍｍ／回転で穴を開けることによって形成されてよい。０．４と１．０ｍｍの間のＺ軸の送り深さ又は縦変位の状態で、スピンドル４６が１００から６００ＲＰＭで回転するとき、荒削りが約０．４から２．５ｍｍ／回転で行われる。切削工具は、好ましくは、当業者にはよく知られているように６０度の三角の先端を有している。仕上削りは、約２００から２０００ＲＰＭ（外側から中心の速度）のスピンドル速度ωの状態で、約０．０６から０．６ｍｍ／回転で行われる。Ｚ軸の送り深さは約０．１ｍｍで、切削工具は、好ましくは、３５度の菱形の先端をもつ。潤滑のために、カストロール（登録商標）Ｂ７などの油が使用されてよい。
【００３６】
本発明の方法の１つの態様は、フェース・プレート２０の変化する厚さを形成するに使用された機械加工によって取り除かれる材料の量である。元の表面積の少なくとも６０％が変化する深さ又は厚さに機械加工される。好ましくは、機械加工は、フェース・プレート２０の元の表面積の少なくとも７０％を越えて行われ、より好ましくは、元の表面積の８０％を越えて行われる。１つの実施例では、フェース・プレート２０の背面の９０％を越えて機械加工され、他の実施例においては、１００％すなわち背面の全部が機械加工されてよい。圧延シートから形成されたフェース・プレート２０の初期の形状から取り除かれた材料の体積は、少なくとも１５％であり、好ましくは、少なくとも２５％である。１つの好ましい実施例では、初期の圧延シート・フェース・プレート２０の４０％以上が取り除かれる。
【００３７】
本明細書で詳細に説明された実施例は単に例示にすぎず、本発明を、例えば、金属と複合材料のラミネーションなどを利用する複合の構造をもつクラブ・ヘッドを提供することで容易に実施することができる。クラブ・ヘッドは、中空でも中実でもよく、単一又は組立形の本体を含んでもよい。有利には、本発明の方法は、例えば、比較的「最新の」メタル・ウッド用にスイート・スポットを増加させて、従来のクラブ・ヘッドよりも、打撃表面のより多くの部分にわたって、約０．８０より大きいＣＯＲ値を達成するために、メタル・ウッド用のフェース・プレートに利用されてよい。そして、好ましい方法を、メタル・ウッド、すなわちドライバ又はフェアウェイ・ウッド用のフェース・プレートのために詳細に説明してきたが、本発明は、同様にアイアンのフェース・プレートを形成するために利用されてよいことが理解されるであろう。
【００３８】
本発明は好ましい実施例に関してのみ詳細に開示されてきたが、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなくゴルフ・クラブ・ヘッド用のフェース・プレートを製造するための追加の方法を含むことができることを理解するであろう。したがって、本発明は特許請求の範囲によってのみ定義される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
初期厚さをそれらの間に画定する第１サイド及び第２サイドと、初期体積とをもつ半完成品を形成するステップと、
前記半完成品が前記初期厚さより薄い又はそれに等しい第１の厚さの中央ゾーンと、前記第１の厚さより薄い第２の厚さの中央凹所及び／又は上部凹所と、前記第２の厚さより薄い第３の厚さのヒール・ゾーン及び／又はトウ・ゾーンと、前記第１と第２の厚さの間並びに前記第１と第３の厚さの間に厚さが連続的に変化する移行領域をもつように、前記第２のサイドから材料を取り除くステップとを含むゴルフ・クラブ・ヘッド用のフェース・プレートを製造するための方法であって、
前記半完成品の前記初期体積の少なくとも１５％が取り除かれる方法。
【請求項２】
前記半完成品が金属材料の圧延シートから所定の外形に形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半完成品がスタンピング・プロセスによって所定の外形に形成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属材料が少なくとも４ｇ／ｃｍ３の密度をもつ、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記金属材料がチタン合金又は合金鋼である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
材料が前記第２サイドの表面積の少なくとも６０％から取り除かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の厚さが前記ブランクのほぼ中心で測定され、前記第３の厚さが前記ブランクの少なくともトウ及びヒール部で測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
材料が、前記第２の厚さが前記第１の厚さより少なくとも０．５ｍｍ薄く、前記第３の厚さが前記第１の厚さより少なくとも１．０ｍｍ薄いように前記半完成品から取り除かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記半完成品が、前記第１、第２及び第３の厚さより薄い第４の厚さをもつように、前記第２サイドから材料を取り除くステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記半完成品の前記初期体積の少なくとも２５％が取り除かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
材料を取り除くステップが、前記半完成品を中心線の周りに回転させるステップを含み、得られるフェース・プレートがヒールからトウの方向で軸対称に変化する厚さをもつ、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
材料を取り除くステップが、前記半完成品をフライス加工するステップを含み、得られるフェース・プレートがヒールからトウの方向で非対称に変化する厚さをもつ、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１サイドに膨らみ及び起伏を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記膨らみ及び起伏が材料を取り除く前に形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記膨らみ及び起伏が材料を取り除いた後で形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
初期厚さをそれらの間に画定する第１サイド及び第２サイドと、初期体積とをもつ半完成品を形成するステップと、
前記半完成品が前記初期厚さより薄い又はそれに等しい第１の厚さの中央ゾーンと、前記第１の厚さより薄い第２の厚さの中央凹所及び／又は上部凹所と、前記第２の厚さより薄い第３の厚さのヒール・ゾーン及び／又はトウ・ゾーンと、前記第１と第２の厚さの間並びに前記第１と第３の厚さの間に厚さが連続的に変化する移行領域をもつように、前記第２のサイドから材料を取り除くステップとを含むゴルフ・クラブ・ヘッド用のフェース・プレートを製造するための方法であって、
前記半完成品の前記初期体積の少なくとも１５％が取り除かれる方法。
【請求項２】
前記半完成品が金属材料の圧延シートから所定の外形に形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記半完成品がスタンピング・プロセスによって所定の外形に形成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記金属材料が少なくとも４ｇ／ｃｍ３の密度をもつ、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記金属材料がチタン合金又は合金鋼である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
材料が前記第２サイドの表面積の少なくとも６０％から取り除かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２の厚さが前記ブランクのほぼ中心で測定され、前記第３の厚さが前記ブランクの少なくともトウ及びヒール部で測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
材料が、前記第２の厚さが前記第１の厚さより少なくとも０．５ｍｍ薄く、前記第３の厚さが前記第１の厚さより少なくとも１．０ｍｍ薄いように前記半完成品から取り除かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記半完成品が、前記第１、第２及び第３の厚さより薄い第４の厚さをもつように、前記第２サイドから材料を取り除くステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記半完成品の前記初期体積の少なくとも２５％が取り除かれる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
材料を取り除くステップが、前記半完成品を中心線の周りに回転させるステップを含み、得られるフェース・プレートがヒールからトウの方向で軸対称に変化する厚さをもつ、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
材料を取り除くステップが、前記半完成品をフライス加工するステップを含み、得られるフェース・プレートがヒールからトウの方向で非対称に変化する厚さをもつ、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１サイドに膨らみ及び起伏を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記膨らみ及び起伏が材料を取り除く前に形成される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記膨らみ及び起伏が材料を取り除いた後で形成される、請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１４８９０４（Ｐ２０１０−１４８９０４Ａ）
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４２１０（Ｐ２０１０−４４２１０）
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【分割の表示】特願２００４−５５０４２０（Ｐ２００４−５５０４２０）の分割
【原出願日】平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１）
【出願人】（５０００１４１６１）テイラー メイド ゴルフ カンパニー インコーポレイテッド (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月８日（２０１０．７．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１日（２０１０．３．１）
【分割の表示】特願２００４−５５０４２０（Ｐ２００４−５５０４２０）の分割
【原出願日】平成１５年１０月３１日（２００３．１０．３１）
【出願人】（５０００１４１６１）テイラー メイド ゴルフ カンパニー インコーポレイテッド (6)
【Ｆターム（参考）】
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