JP4225725B2 - Manufacturing method of sports equipment using tungsten - Google Patents

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タングステンを使用したスポーツ用品の製法に関し、ゴルフクラブヘッド等のゴルフ用品、ルアー、リール、撒き餌カゴ、重り等の釣用品、自転車等の部品に利用可能である。ゴルフクラブヘッドには、ウッドヘッド等の金属製の中空ゴルフクラブヘッド、パター、アイアンゴルフクラブヘッドがあり、リールの部位ではベールホルダ等がある。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ゴルフクラブの中のパターやアイアンクラブのヘッドは、従来、鉄系やチタン系等の金属で製造されている。ゴルフクラブヘッドは、同じ大きさであれば、重心回りの慣性モーメントの大きなヘッドの方がスイートエリアが広く、打撃点がスイートスポットから外れた場合にもヘッドが安定して打球の方向性が安定するため、好ましい。従って、一般に比重の大きな材料で形成することが望まれる。鉄やチタンよりも比重の大きな金属としては、銅、鉛、タングステン等がある。比重の大きな材料で形成することが望まれる物品としては、釣りの重りや、小型化できるという意味でルアー等もある。その他、自転車の部品にも使用できる。
然しながら、銅や鉛は柔らかすぎる等の理由でスポーツ用品への実用範囲が限られてしまう。タングステンは、以上の金属の中で最も比重が大きく、これを使用することができれば、ゴルフクラブヘッド等の慣性モーメントを大きくできたり、また、同じ重さであれば、サイズを小さくできるメリットがある。タングステンを使用したゴルフクラブヘッドが、特開平７−２１６４９０号公報や特開平９−２６２３２６号公報に開示されている。前者は焼結により、後者は焼結鍛造により製造されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
タングステンの溶融温度は３３７０℃もあり、タングステンから成る工業製品を成形する場合、炉の関係で溶融させて鋳造するというわけには行かず、通常、上記公報に開示の如く粉末を焼結成形して行う。然しながら、焼結成形では、複雑な形状の成形が困難であり、また、一般に焼結時間が長く、更には焼結温度も１５００℃程度と未だ高く、専用の金型を必要とし、金型費、成形費も安価とはいえないという工業的問題がある。焼結の後鍛造を行う場合は、上記焼結法の問題の上に、更に鍛造という工程が必要であり、更に手数を要することになる。また、焼結法による成形品は硬度が高く、切削や機械研磨による加工が困難であるため、仕上加工が難しい。
依って本発明は、可及的にタングステンの高比重を生かしつつ、複雑な形状であっても量産の可能なスポーツ用品の提供を目的とする。また、低コストなスポーツ用品の提供を目的とする。更には、必要とする場合は仕上げ加工の容易な特性のスポーツ用品の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み本発明の請求項１では、比重が９以上であって、１５〜７０重量％のタングステンと、１５〜７０重量％の鉄と、９〜６５重量％のニッケルと、錫および銅を合わせて１重量％からなるタングステン合金製品を鋳造によって得、該鋳造によって得られたタングステン合金製品をスポーツ用品の何れかの部分に具備させることを特徴とするスポーツ用品の製法を提供する。
ニッケルと鉄を加入することで溶融温度を下げ、また、鉄の加入で湯流れを向上させて比重を９以上と高く保持したタングステン合金を工業的に鋳造可能とし、スポーツ用品が安価に提供可能となる。上記範囲でタングステンを使用した場合、チタンや鉄の比重と比べ高い比重を保持しつつ、成形温度が１３００〜１４００℃程度となり、焼結成形の場合の温度より低く、従来の鋳造法（ロストワックス法等）が適用できて、新たな特別な炉を要せず、比較的簡便に低コストなタングステン合金部分を有するスポーツ用品が提供できる。
【０００５】
請求項２では、前記鋳造によって得られたタングステン合金製品を、鋳造した後更に鍛造加工してスポーツ用品の何れかの部分に具備させる請求項１記載のスポーツ用品の製法を提供する。
鍛造加工することによって、金属組織をより緻密にして強度を向上させることができる。また、例えば、スポーツ用品の例としてゴルフクラブヘッドを考えた場合、ある１つの種類のゴルフクラブセットを製作する場合において、鋳造型を、ゴルフクラブセットを構成するヘッドの種類より少ない、例えば、１種類にし、この鋳造によって成形されたヘッド（素材）の、例えばロフト角を鍛造により番手に応じて変化させることができ、低コスト化できる。更には、複数種類のゴルフクラブセットを製作する場合を考えれば、１つの或る種類のセットの各番手ヘッドを、夫々、鋳造で成形するが、他の種類のセットでは、前記或る種類のセットの各番手ヘッドと同じヘッド（素材）を鋳造で成形し、これを元に、例えばロフト角を、鍛造によって、セットの種類毎に幾分ずつ変化させることができる。こうして、異なる種類のセット間における同じ番手のヘッド同士のロフト角等を少しずつ異ならしめ、使用者の癖や好みに応じたセットを選択可能にできる。こうした複数種類のセットを低コストで提供できる。
【０００６】
参考記載として、１５〜７０重量％のタングステンと、１５〜７０重量％の鉄と、９〜６５重量％のニッケルとを少なくとも含み、比重が９以上であって、鋳造によるタングステン合金部分を具備することを特徴とするスポーツ用品である。
上記範囲でタングステンを使用した場合、チタンや鉄の比重と比べ高い比重を保持しつつ、成形温度が１３００〜１４００℃程度となり、焼結成形の場合の温度より低く、従来の鋳造法（ロストワックス法等）が適用できて、新たな特別な炉を要せず、比較的簡便に低コストなタングステン合金部分を有するスポーツ用品が提供できる。
また、上記参考記載のタングステン合金部分は、鋳造による素材を更に鍛造加工してなるスポーツ用品である。
鍛造加工することによって、金属組織をより緻密にして強度の向上したスポーツ用品となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態例に基づき、更に詳細に説明する。
図１は、ホーゼル部１２の一体化したアイアンゴルフクラブのヘッド１０を正面図で示しており、図２は図１の矢視線Ｂ−Ｂによる横断面図である。ヘッド１０のフェース部１４の後側にはキャビティ（凹部）１６を形成しており、このキャビティの下側がソール部１８となっている。本発明では、このホーゼル部付きヘッドを、１５〜７０重量％のタングステンと、１５〜７０重量％の鉄と、９〜６５重量％のニッケルとを少なくとも含み、比重を９以上とした鋳造法によるタングステン合金によって成形した。
【０００８】
下記の表１には、このヘッド鋳造のために行った各種実験例を示している。
【表１】
【０００９】
上記実験において、鋳造製品（ヘッド）の評価は、湯流れと、巣以外の班模様やひけ、捩れ等の鋳肌状態と、巣の発生という３つの観点で行った。組成はタングステンＷと、鉄Ｆｅと、ニッケルＮｉとを主成分とし、その他としてこの実験例では錫Ｓｎと銅Ｃｕを併せて１重量％程添加しているが、これらの一方又は両方が存在しなかったり、また、これらの一方又は両方と共に、或いはこれら無しで他の添加物が少量存在することは許容される。鉄は、主として湯流れを向上させるために加入していると共に溶融温度を下げる役割を果たしており、ニッケルは、主として溶融温度の低下に寄与している。
【００１０】
総合評価として不良（×）とされるケースは、比重が９を下回る理由の実験例１１と１２以外では実験例１と３であり、鉄が共に１０％と少なく、湯流れが悪くてヘッド端部に欠け等が生じた。また、湯流れの悪さによって鋳肌状態もきれいにならなかったと考えられる。実験例１では巣の発生も見られ、不良品との判断になった。実験例２と３を比較すると、実験例２はニッケルが１４％と少ないが鉄の量が１５％と多く、このため、湯流れが向上して鋳肌状態が改善され、巣の発生も防止されたものと考えられる。その他の実験例は全て鉄の重量％が１５％を越えており、湯流れが良く、他の評価項目も良い。
【００１１】
以上の結果、鉄の重量％は１５％以上であって、７０％以下の範囲である必要があり、比重を９以上にするために、タングステンは１５％以上でなくてはならない。また、タングステンの重量％を７０％を越える量にすることは、実験例１により他の組成の量が少な過ぎて評価が不良となる。ニッケルに注目してみると、総合評価が良（○）の場合は、９％以上、６５％以下の範囲である。こうして鋳造成形されたヘッド等のスポーツ用品は、焼結製品と比べて仕上のための切削加工等が可能である。また、できるだけ仕上加工を行わないためには、所謂、ロストワックス法等の精密鋳造によることが好ましい。
【００１２】
図３と図４は第２形態例を示している。即ち、この例のヘッド１０は、フェース部を形成するフェースプレート１４’を除いたヘッド本体部を、本発明に係るタングステン合金で形成している。また、ヘッド本体部の、フェースプレート後側に位置する領域は、周辺部を除いて貫通空洞１０Ａになっている。こうした形状のアイアンゴルフクラブヘッド１０は、タングステン合金の高比重のおかげで、重心回りの慣性モーメントが大きく、既述の如く好都合なヘッドとなる。また、フェースプレート１４’は、本発明に係るタングステン合金に限らずに、例えば反発特性が高い等の好都合な別の適宜な部材を選択できるため、ヘッドとしての設計自由度が高まる。
【００１３】
また、フェースプレート１４’をヘッド本体部に一体化させるには、フェースプレート１４’を収容するヘッド本体部の周縁１０Ｈの外縁部をカシメて固定したり、溶接する。例えば、フェースプレート１４’がチタン合金の場合はカシメを行い、マレージング鋼の場合は溶接するとよい。この例のように、本発明では、製品全体をタングステン合金で形成する場合の他、部分的に他部材を組み合わせても良い。また、本発明のタングステン合金で形成した部分は、例えば、メッキ等の耐食性保護被膜で覆う等の防錆処理を行うとよい。
【００１４】
図５は、釣りに用いるルアーに本発明に係るタングステン合金を使用した例であり、この例では、針２２ではなく、ルアー本体２０を本発明に係るタングステン合金で形成している。従って、ルアー本体２０が小さく形成できる。
図６は、釣りに用いる釣針３２の基部に付けた重り３０に本発明に係るタングステン合金を使用した例であり、この場合も重りのサイズを小さくできる。
【００１５】
図７は、スピニングリールに応用した例であり、ロータのアーム部４４に装着され、ベール４２を保持するベールホルダ４０に本発明に係るタングステン合金を使用している。これは、ロータの回転バランスを図るための調節材として用いたものである。回転バランスを図るために、積極的に重りを要する場合に、その重りサイズを小さくできるため好都合である。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、可及的にタングステンの高比重を生かしつつ、複雑な形状であっても量産の可能なスポーツ用品の提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は本発明に係る第１適用形態例としてのアイアンゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図２】 図２は図１の矢視線Ｂ−Ｂによる横断面図である。
【図３】 図３は第２適用形態例としてのヘッドを示す正面図である。
【図４】 図４は図３の矢視線Ｄ−Ｄによる横断面図である。
【図５】 図５は第３適用形態例としてのルアーの図である。
【図６】 図６は第４適用形態例としての釣針の図である。
【図７】 図７は第５適用形態例としてのスピニングリールの図である。
【符号の説明】
１０ アイアンゴルフクラブヘッド
１２ ホーゼル部
１４ フェース部
１４’ フェースプレート[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates toa method for producing sports equipment using tungsten, and can be used for golf equipment such as a golf club head, fishing equipment such as lures, reels, baskets, weights, and bicycles, and bicycle parts. The golf club head includes a metal hollow golf club head such as a wood head, a putter, and an iron golf club head, and a bale holder and the like at a reel portion.
[0002]
[Prior art]
For example, putters and iron club heads in golf clubs are conventionally made of metal such as iron or titanium. If the golf club head is the same size, the head with a large moment of inertia around the center of gravity has a larger sweet area, and the head is stable and the direction of the ball is stable even when the hitting point is out of the sweet spot. Therefore, it is preferable. Therefore, it is generally desirable to form the material with a large specific gravity. Examples of metals having a higher specific gravity than iron or titanium include copper, lead, and tungsten. Articles that are desired to be formed of a material having a large specific gravity include fishing weights and lures in the sense that they can be miniaturized. It can also be used for bicycle parts.
However, the practical range for sporting goods is limited because copper and lead are too soft. Tungsten has the largest specific gravity among the above metals, and if it can be used, the moment of inertia of a golf club head or the like can be increased, and if it has the same weight, the size can be reduced. . Golf club heads using tungsten are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 7-216490 and 9-262326. The former is manufactured by sintering, and the latter is manufactured by sintering forging.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Tungsten has a melting temperature of 3370 ° C., and when an industrial product made of tungsten is molded, it is not necessarily melted and cast in relation to a furnace. Normally, powder is sintered and molded as disclosed in the above publication. Do it. However, in the case of sintering molding, it is difficult to mold complex shapes, and in general, the sintering time is long, and the sintering temperature is still high at about 1500 ° C. There is an industrial problem that the molding cost is not cheap. In the case of performing forging after sintering, a process called forging is further required due to the above-mentioned problem of the sintering method, which requires more work. In addition, the molded product by the sintering method has high hardness and is difficult to finish by cutting or mechanical polishing.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide sports equipment that can be mass-produced even if it has a complicated shape while taking advantage of the high specific gravity of tungsten as much as possible. Another object is to provide low-cost sports equipment. It is another object of the present invention to provide sports equipment having characteristics that can be easily finished when necessary.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above object, in claim 1 of the present invention, the specific gravity is 9 or more, 15 to 70 wt% tungsten, 15 to 70 wt% iron, 9 to 65 wt% nickel, tin and copper. A tungsten alloy productcomprising 1% by weight is obtained by casting, and the tungsten alloy product obtained by casting is provided in any part of the sports equipment.
By adding nickel and iron, the melting temperature can be lowered, and by adding iron, the molten metal flow can be improved to make it possible to industrially cast tungsten alloys with a specific gravity as high as 9 or more. It becomes. When tungsten is used in the above range, the molding temperature is about 1300 to 1400 ° C. while maintaining a specific gravity higher than that of titanium or iron, which is lower than the temperature in the case of sintering molding. A sports equipment having a tungsten alloy portion that is relatively simple and low cost can be provided without requiring a new special furnace.
[0005]
According to a second aspect of the presentinvention ,there is provided the method for producing a sports equipment according to the first aspect ,wherein the tungsten alloy product obtained by the casting is forged after casting and is provided in any part of the sports equipment.
By forging, the metal structure can be made denser and the strength can be improved. Further, for example, when a golf club head is considered as an example of sports equipment, when a certain type of golf club set is manufactured, the casting mold is less than the type of head constituting the golf club set. For example, the loft angle of the head (material) formed by casting can be changed according to the count by forging, and the cost can be reduced. Furthermore, considering the case of producing a plurality of types of golf club sets, each count head of one type of set is molded by casting. The same head (material) as each count head of the set is formed by casting, and based on this, for example, the loft angle can be changed somewhat for each type of set by forging. In this way, the loft angles of the same count heads between different types of sets can be made slightly different so that a set according to the user's habits and preferences can be selected. Such multiple types of sets can be provided at low cost.
[0006]
As a reference description, it contains at least 15 to 70% by weight of tungsten, 15 to 70% by weight of iron, and 9 to 65% by weight of nickel, has a specific gravity of 9 or more, and has a tungsten alloy part by casting. It is a sports equipment characterized by this.
When tungsten is used in the above range, the molding temperature is about 1300 to 1400 ° C. while maintaining a specific gravity higher than that of titanium or iron, which is lower than the temperature in the case of sintering molding. A sports equipment having a tungsten alloy portion that is relatively simple and low cost can be provided without requiring a new special furnace.
Further, the tungsten alloy part described in the above reference is a sporting article formed by further forging a material by casting.
By forging, it becomes a sporting article with a finer metal structure and improved strength.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a front view of a head 10 of an iron golf club in which a hosel portion 12 is integrated, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. A cavity (concave portion) 16 is formed on the rear side of the face portion 14 of the head 10, and a sole portion 18 is formed below the cavity. In the present invention, the head with the hosel part is formed by a casting method including at least 15 to 70% by weight of tungsten, 15 to 70% by weight of iron, and 9 to 65% by weight of nickel, and having a specific gravity of 9 or more. Molded with tungsten alloy.
[0008]
Table 1 below shows various experimental examples performed for the head casting.
[Table 1]
[0009]
In the above experiment, the cast product (head) was evaluated from the three viewpoints of hot water flow, cast surface state other than the nest pattern, sink mark, twist, and the like, and nest generation. The composition is composed mainly of tungsten W, iron Fe, and nickel Ni. In addition, in this experimental example, tin Sn and copper Cu are added in an amount of about 1% by weight, but one or both of them are present. The presence of small amounts of other additives with or without one or both of these is acceptable. Iron joins mainly to improve the hot water flow and plays a role of lowering the melting temperature, and nickel mainly contributes to lowering the melting temperature.
[0010]
The cases evaluated as poor (×) as the overall evaluation are Experimental Examples 1 and 3 except for Experimental Examples 11 and 12 for the reason that the specific gravity is less than 9. Both the iron is 10%, the hot water flow is poor, and the head end is low. Chipping etc. occurred in the part. Moreover, it is thought that the cast skin state did not become beautiful by the bad hot water flow. In Experimental Example 1, nests were observed, and the product was judged to be defective. Comparing Experimental Examples 2 and 3, Experimental Example 2 has a low nickel content of 14% but a high iron content of 15%, which improves the casting flow condition and prevents the formation of nests. It is thought that it was done. In all other experimental examples, the weight percentage of iron exceeds 15%, the hot water flow is good, and other evaluation items are also good.
[0011]
As a result, the weight percent of iron must be 15% or more and 70% or less. Tungsten must be 15% or more in order to make the specific gravity 9 or more. In addition, when the weight percent of tungsten exceeds 70%, the amount of other compositions is too small according to Experimental Example 1, resulting in poor evaluation. When attention is paid to nickel, when the overall evaluation is good (◯), the range is 9% or more and 65% or less. The sporting goods such as the head thus cast can be processed for finishing as compared with the sintered product. Further, in order to avoid finishing as much as possible, it is preferable to use precision casting such as a so-called lost wax method.
[0012]
3 and 4 show a second embodiment. In other words, in the head 10 of this example, the head main body portion excluding the face plate 14 ′ forming the face portion is formed of the tungsten alloy according to the present invention. In addition, a region of the head main body located on the rear side of the face plate is a through cavity 10A except for the peripheral portion. The iron golf club head 10 having such a shape has a large moment of inertia around the center of gravity due to the high specific gravity of the tungsten alloy, and is an advantageous head as described above. Further, the face plate 14 'is not limited to the tungsten alloy according to the present invention. For example, another suitable member having a high resilience characteristic can be selected, so that the degree of freedom in designing the head is increased.
[0013]
Further, in order to integrate the face plate 14 ′ with the head main body portion, the outer edge portion of the peripheral edge 10H of the head main body portion that accommodates the face plate 14 ′ is caulked and fixed or welded. For example, when the face plate 14 'is a titanium alloy, caulking is performed, and when the face plate 14' is maraging steel, welding may be performed. As in this example, in the present invention, in addition to the case where the entire product is formed of a tungsten alloy, other members may be partially combined. Moreover, the part formed with the tungsten alloy of the present invention may be subjected to a rust prevention treatment such as covering with a corrosion-resistant protective coating such as plating.
[0014]
FIG. 5 shows an example in which the tungsten alloy according to the present invention is used for a lure used for fishing. In this example, the luer body 20 is formed of the tungsten alloy according to the present invention instead of the needle 22. Therefore, the lure body 20 can be formed small.
FIG. 6 shows an example in which the tungsten alloy according to the present invention is used for the weight 30 attached to the base of the fishhook 32 used for fishing. In this case as well, the weight size can be reduced.
[0015]
FIG. 7 shows an example applied to a spinning reel, in which a tungsten alloy according to the present invention is used for a bale holder 40 that is mounted on a rotor arm 44 and holds a bail 42. This is used as an adjusting material for balancing the rotation of the rotor. This is advantageous because when the weight is positively required to balance the rotation, the weight size can be reduced.
[0016]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to provide sports equipment that can be mass-produced even if it has a complicated shape while taking advantage of the high specific gravity of tungsten as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an iron golf club head as a first applied embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 3 is a front view showing a head as a second application example.
4 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG.
FIG. 5 is a diagram of a lure as a third application example.
FIG. 6 is a view of a fishing hook as a fourth application example.
FIG. 7 is a drawing of a spinning reel as a fifth application example.
[Explanation of symbols]
10 Iron Golf Club Head 12 Hosel Part 14 Face Part 14 'Face Plate

Claims (2)

Translated fromJapanese

比重が９以上であって、１５〜７０重量％のタングステンと、１５〜７０重量％の鉄と、９〜６５重量％のニッケルと、錫および銅を合わせて１重量％からなるタングステン合金製品を鋳造によって得、該鋳造によって得られたタングステン合金製品をスポーツ用品の何れかの部分に具備させることを特徴とするスポーツ用品の製法。A tungsten alloy product having a specific gravity of 9 or more and comprising 15 to 70% by weight of tungsten, 15 to 70% by weight of iron, 9 to 65% by weight of nickel,and tin and copper in an amount of 1% by weight. A method for producing sports equipment, comprising: obtaining a tungsten alloy product obtained by casting, and providing the tungsten alloy product obtained by the casting in any part of the sports equipment. 前記鋳造によって得られたタングステン合金製品を、鋳造した後更に鍛造加工してスポーツ用品の何れかの部分に具備させる請求項１記載のスポーツ用品の製法。  The method for producing a sports equipment according to claim 1, wherein the tungsten alloy product obtained by the casting is forged after casting and is provided in any part of the sports equipment.