JP2002143354A - ゴルフクラブヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゴルフクラブヘッドを構成するフェース部材
を、強度のばらつきが少なくなるように製造する。 【解決手段】１０〜２５重量％のＣｒと、１０〜２０重
量％のＣｏと、３〜８重量％のＮｉと、３〜８重量％の
Ｍｏとを含有する合金鋼に対して圧延加工を施すことに
より板材とする。次いで、該板材を成形することにより
フェース部材１４を作製する。このフェース部材１４と
ヘッド本体１２とを相互に接合することにより、ゴルフ
クラブヘッド１０が得られる。なお、圧延加工として
は、例えば、熱間圧延加工を採用することができる。こ
の場合、熱間鍛造加工により板材を成形するようにすれ
ばよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴルフクラブヘッ
ドおよびその製造方法に関し、一層詳細には、肉厚が小
さなフェース部材を有し、このために軽量なゴルフクラ
ブヘッドおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年では、ゴルフボールを所望の方向へ
確実に打球することができるようにするために、ゴルフ
クラブヘッドの大型化が進行しつつある。すなわち、フ
ェース面が大きなゴルフクラブヘッドでは、打球最適領
域（スイートエリア）がより広いからである。

【０００３】ところで、肉厚を同等にしてゴルフクラブ
ヘッドを大型化すると、必然的に該ゴルフクラブヘッド
の重量が大きくなる。この場合、プレイヤーがゴルフク
ラブをスイングする際にそのスイング速度が遅くなるの
で、打球されたゴルフボールの飛距離が短くなってしま
う。このような不都合を回避するために、通常、ゴルフ
クラブヘッドを構成する部材、例えば、フェース部材等
の肉厚を小さくすることにより、ゴルフクラブヘッドの
大型化に伴う重量増加を抑制するようにしている。

【０００４】しかしながら、フェース部材の肉厚を極端
に小さくすることはできない。ゴルフボールを繰り返し
打球した場合においても該フェース部材が永久変形した
り損傷したりすることを回避するために、ある程度の強
度および靱性を確保する必要があるからである。このよ
うな観点から、ＳＵＳ６３０等のステンレス鋼でフェー
ス部材を形成する場合、その肉厚は２．７ｍｍ以上に設
定されている。

【０００５】そこで、本出願人は、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｍｏ等を含有するマルテンサイト主体の金属組織からな
る合金鋼を形成材料とするゴルフクラブヘッドを提案し
ている（特許第２７５０２６７号公報参照）。この合金
鋼はステンレス鋼に比して高強度であり、したがって、
肉厚がより小さいゴルフクラブヘッドを構成することが
できる。例えば、フェース部材の場合、肉厚が２．７ｍ
ｍのＳＵＳ６３０と同等の強度を具備させるには、肉厚
を２．３ｍｍとすれば充分である。このため、結局、ゴ
ルフクラブヘッドを軽量化することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記した各ゴルフクラ
ブヘッドは、一般的には、精密鋳造法（ロストワックス
法）により製造されている。しかしながら、この場合、
鋳造成形品（フェース部材等）に内部気孔等の構造欠陥
が生じ易く、このため、得られたフェース部材の強度の
ばらつきが大きいという不具合がある。勿論、強度が低
いものは永久変形し易いので、市販品として供すること
はできない。要するに、鋳造によりゴルフクラブヘッド
を製造する場合、製造歩留まりが低いという不都合が顕
在化している。

【０００７】そこで、実際には、フェース部材の肉厚を
大きくして強度のばらつきを小さくすることにより、製
造歩留まりが低下することを回避するようにしている。
しかしながら、このためにフェース部材、ひいてはゴル
フクラブヘッドの重量を大なるものにしているという不
都合を招いている。

【０００８】本発明は上記した問題を解決するためにな
されたもので、肉厚が小さいながらも充分な強度および
靱性を有するフェース部材を具備し、このために大型で
ありながら軽量なゴルフクラブヘッドおよびその製造方
法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、１０〜２５重量％のＣｒと、１０〜２
０重量％のＣｏと、３〜８重量％のＮｉと、３〜８重量
％のＭｏとを含有する合金鋼が圧延加工されることによ
り得られた板材が成形されてなるフェース部材を備える
ことを特徴とする。

【００１０】圧延加工が施された合金鋼は、内部気孔が
圧潰されているので構造欠陥が著しく少ない。したがっ
て、本発明に係るゴルフクラブヘッドが有するフェース
部材は、肉厚が同一であれば、上記した従来技術に係る
ゴルフクラブヘッドが有するフェース部材、すなわち、
精密鋳造法により作製されたフェース部材に比して高強
度および高靱性を示す。換言すれば、肉厚を小さくして
も、従来技術に係るゴルフクラブヘッドが有するフェー
ス部材と同等の強度を確保することができる。このた
め、必要強度を維持した状態でゴルフクラブヘッドの軽
量化を図ることができる。

【００１１】また、本発明は、１０〜２５重量％のＣｒ
と、１０〜２０重量％のＣｏと、３〜８重量％のＮｉ
と、３〜８重量％のＭｏとを含有する合金鋼に対して圧
延加工を施すことより板材とする圧延加工工程と、前記
板材を成形してフェース部材とする成形工程と、前記フ
ェース部材とヘッド本体とを接合する接合工程とを有す
ることを特徴とする。

【００１２】合金鋼を圧延加工することにより該合金鋼
の内部気孔が圧潰される。したがって、構造欠陥が著し
く少なく、このために強度および靱性に優れたフェース
部材を得ることができる。

【００１３】なお、圧延加工工程で熱間圧延加工を行っ
た場合、成形工程では熱間鍛造加工を行うことが好まし
い。これにより、寸法精度に優れたフェース部材を得る
ことができるからである。

【００１４】一方、圧延加工工程で熱間圧延加工および
冷間圧延加工をこの順序で行うようにしてもよい。この
場合、冷間圧延加工により寸法精度に優れたフェース部
材を得ることができるので、成形工程では切断加工また
は打ち抜き加工を行うようにしてもよい。勿論、成形工
程で鍛造加工を行うようにしてもよい。鍛造加工は、熱
間鍛造加工であってもよく、冷間鍛造加工であってもよ
い。

【００１５】この場合、冷間圧延加工を行う前に、前記
板材を溶体化処理することが好ましい。これにより合金
鋼の金属組織が均一となり、したがって、冷間圧延加工
が施される際に損傷し難い板材となるからである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るゴルフクラブ
ヘッドおよびその製造方法につき好適な実施の形態を挙
げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

【００１７】本実施の形態に係るウッド型ゴルフクラブ
ヘッドの概略全体正面を図１に示すとともに、概略縦断
面を図２に示す。このウッド型ゴルフクラブヘッド１０
は、ヘッド本体１２にフェース部材１４が接合されてな
る。

【００１８】ウッド型ゴルフクラブヘッド１０の本体で
あるヘッド本体１２は、鋳造によって作製された中空体
である。ヘッド本体１２の形成材料は特に限定されるも
のではなく、例えば、フェース部材１４の形成材料であ
る後述する合金鋼を例示することができる。

【００１９】一方、フェース部材１４は、ゴルフボール
を打球するための部材であり、１０〜２５重量％のＣｒ
と、１０〜２０重量％のＣｏと、３〜８重量％のＮｉ
と、３〜８重量％のＭｏとを含有する合金鋼が圧延加工
されることにより得られた板材が成形されてなる。

【００２０】圧延加工が施された合金鋼は、内部気孔が
圧潰されているので構造欠陥が著しく少ない。したがっ
て、フェース部材１４は、肉厚が同一であれば、精密鋳
造法により作製されたフェース部材に比して高強度およ
び高靱性を示す。換言すれば、フェース部材１４の肉厚
を小さくしても、従来技術に係るゴルフクラブヘッドが
有するフェース部材と同等の強度を確保することができ
る。

【００２１】このように、圧延加工が施された合金鋼が
成形されたものをフェース部材１４とすることにより、
ウッド型ゴルフクラブヘッド１０が大型化された場合に
おいてもフェース部材１４の肉厚を小さくすることがで
きる。したがって、ウッド型ゴルフクラブヘッド１０の
大型化に伴って該ウッド型ゴルフクラブヘッド１０の重
量が増加することを著しく抑制することができる。要す
るに、スイートエリアを拡張するためにウッド型ゴルフ
クラブヘッド１０を大型化しながらも軽量化を図ること
ができる。

【００２２】前記合金鋼、すなわち、フェース部材１４
には、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｚｒからなる群から選
択された少なくとも１つの元素が含有されていてもよ
い。このような元素が存在する場合、フェース部材１４
の強度が一層向上するからである。なお、元素の割合
は、０．０１〜１．０重量％で充分である。前記合金鋼
には、さらに、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ等が含有されていてもよ
い。

【００２３】なお、ヘッド本体１２とフェース部材１４
とは、例えば、溶接により相互に接合されている。

【００２４】次に、このウッド型ゴルフクラブヘッド１
０の製造方法につき説明する。

【００２５】第１の実施形態に係る製造方法（以下、第
１の製法という）のフローチャートを図３に示す。この
第１の製法は、合金鋼に対して熱間圧延加工を施すこと
により板材とする圧延加工工程Ｓ１と、前記板材に対し
て熱間鍛造加工を施すことにより該板材をフェース部材
１４に成形する成形工程Ｓ２と、フェース部材１４とヘ
ッド本体１２とを接合する接合工程Ｓ３とを有する。

【００２６】勿論、合金鋼としては、１０〜２５重量％
のＣｒと、１０〜２０重量％のＣｏと、３〜８重量％の
Ｎｉと、３〜８重量％のＭｏとを含有するものが使用さ
れる。ここで、合金鋼は、例えば、インゴットを鍛造加
工することにより得ることができる。この場合、合金鋼
の厚みは４０〜１００ｍｍとすればよい。

【００２７】まず、圧延加工工程Ｓ１において、１００
０〜１３００℃程度に加熱された合金鋼に対して圧延加
工を施し、厚み２〜５ｍｍの板材とする（熱間圧延加
工）。熱間圧延加工では圧下率を大きくすることができ
るので、同一のワーク（合金鋼）に対して圧延加工を繰
り返して行う必要がない。したがって、合金鋼を効率よ
く板材とすることができる。なお、ワークロールが滑る
ことにより素材が湾曲することを回避するため、合金鋼
を鞘材に介装した状態で熱間圧延加工を行うようにして
もよい。

【００２８】次いで、成形工程Ｓ２において、フェース
部材１４の形状に対応する鍛造金型を用い、９００〜１
２５０℃程度に加熱された前記板材に対して熱間鍛造加
工を施す。これにより板材が所定の厚み、具体的には
１．８ｍｍ以上２．３ｍｍ未満の範囲内に成形され、そ
の結果、フェース部材１４が作製される。この場合、熱
間鍛造加工で板材を成形するので、フェース部材１４を
優れた寸法精度で得ることができる。

【００２９】このようにして作製されたフェース部材１
４は、精密鋳造法により作製されたフェース部材に比し
て高強度および高靱性を示す。上記したように、熱間圧
延加工が施されることによって合金鋼の内部気孔が圧潰
されているからである。

【００３０】すなわち、第１の製法によれば、高強度お
よび高靱性を示すフェース部材１４を確実に製造するこ
とができる。また、フェース部材１４の強度のばらつき
が少ないので、製造歩留まりも向上する。

【００３１】次いで、必要に応じてフェース部材１４の
バリ部を除去した後、接合工程Ｓ３において、該フェー
ス部材１４とヘッド本体１２とを例えば溶接によって相
互に接合することにより、ウッド型ゴルフクラブヘッド
１０が得られる。

【００３２】さらに、溶体化処理工程Ｓ４、深冷処理工
程Ｓ５および時効熱処理工程Ｓ６（図３参照）を行うこ
とにより、ウッド型ゴルフクラブヘッド１０に対して後
処理を施す。例えば、溶体化処理工程Ｓ４においては、
ウッド型ゴルフクラブヘッド１０全体を９００〜１２０
０℃に加熱して０．１〜３時間保持すればよい。また、
深冷処理工程Ｓ５においては、ウッド型ゴルフクラブヘ
ッド１０全体を−１００〜−１０℃に冷却して０．１〜
２４時間保持すればよい。そして、時効熱処理工程Ｓ６
においては、ウッド型ゴルフクラブヘッド１０全体を４
００〜６００℃に加熱して０．１〜２４時間保持すれば
よい。

【００３３】さらに、必要であれば、ウッド型ゴルフク
ラブヘッド１０に対して研磨加工等を行うようにしても
よい。

【００３４】以上により、肉厚が小さいながらもゴルフ
ボールが打球される際に永久変形や損傷が生じ難いフェ
ース部材１４を有するウッド型ゴルフクラブヘッド１０
が完成されるに至る。

【００３５】次に、第２の実施形態に係る製造方法（以
下、第２の製法という）につき、そのフローチャートで
ある図４を参照して説明する。

【００３６】図４に示されるように、第２の製法は、合
金鋼に対して熱間圧延加工を施すことにより厚板材とす
る第１圧延加工工程Ｓ１０と、前記厚板材に対して溶体
化処理を施す溶体化処理工程Ｓ１１と、前記厚板材に対
して冷間圧延加工を施すことにより板材とする第２圧延
加工工程Ｓ１２と、前記板材に対して切断加工、打ち抜
き加工または鍛造加工のいずれかを施すことにより該板
材をフェース部材１４に成形する成形工程Ｓ１３と、フ
ェース部材１４とヘッド本体１２とを接合する接合工程
Ｓ１４とを有する。合金鋼として上記組成のものが使用
されることはいうまでもない。

【００３７】まず、第１圧延加工工程Ｓ１０において、
９００〜１３００℃程度に加熱された合金鋼に対して圧
延加工を施し、厚み５〜２０ｍｍの厚板材とする（熱間
圧延加工）。このように、合金鋼に対してまず熱間圧延
加工を施すことによりフェース部材１４を効率よく作製
することができる。上記したように、熱間圧延加工では
圧下率を大きくすることができるからである。

【００３８】次いで、溶体化処理工程Ｓ１１において、
この厚板材に対して溶体化処理を施す。この溶体化処理
により、冷間圧延加工が施される際に損傷し難い厚板材
とすることができる。

【００３９】次いで、第２圧延加工工程Ｓ１２におい
て、前記厚板材に対して冷間圧延加工を施すことによ
り、厚み１．５〜２．３ｍｍの板材とする。

【００４０】このように、第２の製法においても合金鋼
が圧延加工される。したがって、該合金鋼の内部気孔が
圧潰されるので、高強度および高靱性を示すフェース部
材１４を得ることができる。すなわち、第２の製法にお
いても、高強度および高靱性を示すフェース部材１４を
確実に製造することができる。また、フェース部材１４
の強度のばらつきが少ないので、製造歩留まりも向上す
る。

【００４１】冷間圧延加工においては、フェース部材１
４の厚みを精度よく制御することができる。したがっ
て、成形工程Ｓ１３においては、加工精度がやや低い切
断加工または打ち抜き加工を採用することができる。こ
の場合、フェース部材１４の形状をヘッド本体１２の形
状に対応するように湾曲させるためには、切断加工また
は打ち抜き加工前にプレス加工を行うようにすればよ
い。

【００４２】成形工程Ｓ１３では、鍛造加工を採用する
こともできる。上記したように、第２圧延加工工程Ｓ１
２においてフェース部材１４の厚みが精度よく制御され
ているので、加工精度がやや低い冷間鍛造加工を行うよ
うにしてもよい。勿論、熱間鍛造加工を採用するように
してもよい。

【００４３】次いで、第１の製法と同様に、必要に応じ
てフェース部材１４のバリ部を除去した後、接合工程Ｓ
１４において、該フェース部材１４とヘッド本体１２と
を例えば溶接によって相互に接合することにより、ウッ
ド型ゴルフクラブヘッド１０が得られる。

【００４４】さらに、ウッド型ゴルフクラブヘッド１０
に対して後処理を施す。成形工程Ｓ１３で切断加工また
は打ち抜き加工を採用した場合、図４に示すように、時
効熱処理工程ＳＡ１のみを行うようにすればよい。すな
わち、例えば、ウッド型ゴルフクラブヘッド１０全体を
４００〜６００℃に加熱して０．１〜２４時間保持すれ
ばよい。

【００４５】一方、成形工程Ｓ１３で熱間鍛造加工を採
用した場合、図４にかっこ書きで示すように、溶体化処
理工程ＳＢ１、深冷処理工程ＳＢ２および時効熱処理工
程ＳＢ３を行うようにすればよい。溶体化処理はウッド
型ゴルフクラブヘッド１０全体を９００〜１２００℃に
加熱して０．１〜３時間保持することにより施すことが
でき、また、深冷処理はウッド型ゴルフクラブヘッド１
０全体を−１００〜−１０℃に冷却して０．１〜２４時
間保持することにより行うことができる。

【００４６】なお、成形工程Ｓ１３で冷間鍛造加工を採
用した場合、時効熱処理工程ＳＢ３のみを行うようにし
てもよい。

【００４７】さらに、必要であれば、第１の製法と同様
に、ウッド型ゴルフクラブヘッド１０に対して研磨加工
等を行うようにしてもよい。

【００４８】以上により、この第２の製法においても、
肉厚が小さいながらもゴルフボールが打球される際に永
久変形や損傷が生じ難いフェース部材１４を有するウッ
ド型ゴルフクラブヘッド１０が完成されるに至る。

【００４９】なお、上記した実施の形態では、ヘッド本
体１２を鋳造により作製するようにしているが、フェー
ス部材１４と同様に、第１の製法または第２の製法に準
拠して上記組成の合金鋼を圧延加工および成形すること
により作製するようにしてもよい。

【００５０】また、この実施の形態においては、フェー
ス部材１４としてウッド型ゴルフクラブヘッド１０用の
ものを例示して説明したが、図５にその概略縦断面が示
されるアイアン型クラブヘッド２０のヘッド本体２２に
嵌合されるアイアン型ゴルフクラブヘッド用のフェース
部材２４であってもよい。

【００５１】

【実施例】Ｃｒを１５重量％、Ｃｏを１５重量％、Ｎｉ
を４重量％、Ｍｏを４重量％含有し、さらに、０．０２
重量％のＣ、０．１重量％のＳｉ、０．１重量％のＭｎ
を含有する合金鋼に対して熱間圧延加工を施することに
より厚板材とした。この厚板材を１０００℃で３時間保
持することにより溶体化処理した後、該厚板材に対して
冷間圧延加工を施すことにより、厚み２．５ｍｍの板材
とした。さらに、この板材を所定の寸法に切断して小片
とした後、該小片に対して５８０℃で８時間保持するこ
とにより時効熱処理を施した。これを実施例とする。

【００５２】また、比較のため、同一組成の合金鋼を溶
融して溶湯とし、この溶湯を鋳造することにより実施例
の小片と同一寸法の小片を作製した。これを比較例とす
る。

【００５３】そして、実施例および比較例の小片につき
シャルピー衝撃試験を行った。この試験により測定され
るシャルピー衝撃値が大きいほど靱性が高い材料である
ことを表す。結果を図６に示す。この図６から、実施例
の小片の方が高靱性であることが諒解される。

【００５４】これとは別に、実施例および比較例に準拠
して、長さ８０ｍｍ×幅１５ｍｍ×厚み２．１ｍｍの小
片を作製した。そして、各小片の両端部を互いに離間す
る方向に引っ張り、該小片が破壊した際の強度（引張強
さ）を求めた。結果を併せて図６に示す。図６から、実
施例の小片は、比較例の小片に比して引張強さが著しく
高いことが明らかである。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るゴル
フクラブヘッドによれば、ステンレス鋼を上回る強度を
有する合金鋼が圧延加工されることにより得られた板材
が成形されてなるフェース部材を備えるようにしてい
る。このフェース部材は、肉厚が同一であれば、ステン
レス鋼からなるフェース部材や鋳造により製造されたフ
ェース部材に比して高強度を示す。換言すれば、肉厚を
小さくしても従来技術に係るフェース部材と同等の強度
を確保することができるので、スイートエリアを拡張す
るためにゴルフクラブヘッドを大型化した場合であって
も、該ゴルフクラブヘッドの重量が著しく増加すること
を回避することができる。すなわち、必要強度を維持し
た状態でゴルフクラブヘッドの軽量化を図ることができ
るという効果が達成される。

【００５６】また、本発明に係るゴルフクラブヘッドの
製造方法によれば、合金鋼を圧延加工するようにしてい
る。このため、合金鋼の内部気孔が圧潰されるので、構
造欠陥が著しく少なく、したがって、強度および靱性に
優れたフェース部材を製造歩留まりよく得ることができ
るという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態に係るウッド型ゴルフクラブヘッ
ドの概略全体正面図である。

【図２】図１の概略縦断面図である。

【図３】第１の実施形態に係る製造方法のフローチャー
トである。

【図４】第２の実施形態に係る製造方法のフローチャー
トである。

【図５】アイアン型ゴルフクラブヘッドの概略縦断面図
である。

【図６】実施例および比較例の小片の特性を示す図表で
ある

【符号の説明】

１０、２０…ゴルフクラブヘッド １２、２２…ヘ
ッド本体 １４、２４…フェース部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今出 潤子 香川県大川郡志度町大字志度5412番地 キ ャスコ株式会社内 Ｆターム(参考） 2C002 AA02 CH01 CH06 MM04 PP02 PP03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１０〜２５重量％のＣｒと、１０〜２０重
   量％のＣｏと、３〜８重量％のＮｉと、３〜８重量％の
   Ｍｏとを含有する合金鋼が圧延加工されることにより得
   られた板材が成形されてなるフェース部材を備えること
   を特徴とするゴルフクラブヘッド。
2. 【請求項２】１０〜２５重量％のＣｒと、１０〜２０重
   量％のＣｏと、３〜８重量％のＮｉと、３〜８重量％の
   Ｍｏとを含有する合金鋼に対して圧延加工を施すことに
   より板材とする圧延加工工程と、 前記板材を成形してフェース部材とする成形工程と、 前記フェース部材とヘッド本体とを接合する接合工程
   と、 を有することを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方
   法。
3. 【請求項３】請求項２記載の製造方法において、前記圧
   延加工工程で熱間圧延加工を行い、かつ前記成形工程で
   熱間鍛造加工を行うことを特徴とするゴルフクラブヘッ
   ドの製造方法。
4. 【請求項４】請求項２記載の製造方法において、前記圧
   延加工工程で熱間圧延加工および冷間圧延加工をこの順
   序で行い、かつ前記成形工程で切断加工、打ち抜き加工
   または鍛造加工のいずれかを行うことを特徴とするゴル
   フクラブヘッドの製造方法。
5. 【請求項５】請求項４記載の製造方法において、前記冷
   間圧延加工を行う前に前記板材を溶体化処理することを
   特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。