JP2003265658A - 金属製ウッドゴルフクラブヘッドおよび金属製ウッドゴルフクラブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属製ウッドゴルフクラブヘッドにおいて、
ボディ部の振動に起因する耳障りな打球音を効果的に抑
制するとともに、良好な反発特性を実現する。 【解決手段】 本発明の金属製ウッドゴルフクラブヘッ
ドは、鍛造加工乃至はプレス加工によって成形し、時効
処理温度以上の熱処理を施していないβ型チタン合金か
らなるフェース部１と、該フェース部１と接合される鍛
造加工乃至はプレス加工によって成形したクラウン部材
３、ソール部材４およびサイド部材５から構成されるボ
ディ部２とを備え、ボディ部２の少なくとも１つの構成
部材を、時効処理温度以上の熱処理を施してα相を析出
させたβ型チタン合金で構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属製ウッドゴル
フクラブヘッドおよび該ヘッドを備えた金属製ウッドゴ
ルフクラブに関し、特に、チタン（Ｔｉ）合金をフェー
ス部とボディ部に用いた金属製外殻構造のウッドゴルフ
クラブヘッドおよび該ヘッドを備えた金属製ウッドゴル
フクラブに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開2001-54595号公報では、冷間加工材
を直接時効処理した材料を用いたヘッドが開示されてい
る。このような材料をヘッドに用いる理由は、ヤング率
が低い割に強度があるためヘッド材に適しており、薄肉
化が可能で、反発性、耐久性に優れるからである。また
同様に、強度のある材料をソール部材、クラウン部材な
どボディ部材に用い、ソール部およびクラウン部を薄肉
化することにより、ヘッド体積を大きくすることがで
き、ヘッドの慣性モーメントを増大させ、かつスイート
エリアを広くすることもできる。同様のヘッドが、特開
2001-212268号公報にも開示されている。

【０００３】他方、打球感に大きく影響を及ぼす打球音
にとってボディ部材の薄肉化が不具合をもたらすことが
知られている。体積の大きいヘッドは、ソール部やクラ
ウン部の面積が大きく、またソール部やクラウン部が薄
肉であるため、極端に面外の振動が大きくなるためであ
る。

【０００４】この問題を解決するために特開2001-54596
号公報に記載の発明では、ヘッドのボディ部を構成する
部材、たとえばクラウン部を構成する部材に部分的に熱
処理を施して硬化させることで打球音調整部を形成して
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開20
01-54596号公報に記載の発明のようにヘッドのボディ部
におけるクラウン部等を構成する部材に部分的に熱処理
を施しただけでは、打球時のボディ部の振動を効果的に
抑制することができず、ボディ部の振動に起因して発生
する耳障りな打球音を効果的に抑制することはできな
い。

【０００６】また、ヘッド全体を熱処理すれば打球音は
抑制できるものの、フェース部材のヤング率を増大せし
めて良好な反発特性を実現できないという問題もあっ
た。

【０００７】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものである。本発明の目的は、金属製ウッドゴルフ
クラブヘッドにおいて、ボディ部の振動に起因する耳障
りな打球音を効果的に抑制するとともに、より良好な反
発特性を実現することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る金属製ウッ
ドゴルフクラブヘッドは、鍛造加工ないしはプレス加工
によって成形し、時効処理温度以上の熱処理を施してい
ないβ型チタン合金のフェース部材からなるフェース部
と、該フェース部と接合される鍛造加工ないしはプレス
加工によって成形したクラウン部材、ソール部材および
サイド部材から構成されるボディ部とを備え、該ボディ
部の少なくとも１つの構成部材を、時効処理温度以上の
熱処理を施してα相を析出させたβ型チタン合金で構成
した金属製ウッドゴルフクラブヘッドである。

【０００９】このようにクラウン部材、ソール部材およ
びサイド部材の少なくとも１つの部材を上記のα相を析
出させたチタン合金で構成することにより、該部材のヤ
ング率を部材全体にわたって増大することができる。そ
れにより、打球時の上記部材の振動を効果的に抑制する
ことができる。

【００１０】さらに、時効処理温度以上の熱処理を施し
ていないβ型チタン合金からなるフェース部材を採用す
ることにより、該フェース部材のヤング率を部材全体に
わたって抑制することができるため打球時のたわみ量が
増大し、良好な反発特性を実現することができる。さら
にフェース部を、溶体化処理することなくプレス加工に
よって成形することが好ましい。それにより、フェース
部を撓み易くすることができ、ヘッドの反発特性を向上
することができる。

【００１１】上記ソール部材とサイド部材のみを、上記
β型チタン合金に時効処理温度以上の熱処理を施してα
相を析出させたチタン合金で構成してもよく、クラウン
部材のみを上記β型チタン合金に時効処理温度以上の熱
処理を施してα相を析出させたチタン合金で構成しても
よい。いずれの場合にも、打球時の各部材の振動を効果
的に抑制することができる。

【００１２】上記熱処理は、好ましくは、３５０℃以上
６５０℃以下、４時間以上１６時間以下の条件で行う。
また、上記α相を析出させたチタン合金は、好ましく
は、上記熱処理によりヤング率を熱処理前よりも１０％
以上６０％以下増大させたものである。それにより、各
部材の硬度を適切に高めることができ、打球時の各部材
の振動を効果的に抑制することができる。

【００１３】本発明の金属製ウッドゴルフクラブは、上
述のようにボディ部を構成する１つまたは複数の部材を
全体にわたって硬化させたヘッドを備える。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の金属製ウッドゴルフクラ
ブは、後述する金属製中空外殻構造のヘッドと、シャフ
トおよびグリップとを備える。なお、シャフトおよびグ
リップとしては周知のものを採用する。

【００１５】本発明の金属製ウッドゴルフクラブヘッド
は、フェース部と、ボディ部と、ネック部を備える。

【００１６】本発明ではフェース部は、圧延後に鍛造加
工やプレス加工によって成形し時効処理温度以上の熱処
理を施していないβ型チタン合金からなる。β型チタン
合金は、引張強度が１．２Ｇｐａ以上であるので、フェ
ース部の薄肉化が容易である。該β型チタン合金は、一
般にまず板厚を厚めに熱間圧延を行う。熱間圧延により
大変形が可能であるが、この段階では板厚３ｍｍ超と厚
めの場合が多い。さらに板厚を３ｍｍ以内に薄く仕上げ
るには、一般に冷間圧延を行う。これは肉厚や形状を精
度よく成形しやすいためである。よって、フェース部材
の形状を出す最終工程としては、冷間圧延が用いられる
ことが多く、またβ型チタン合金は冷間圧延が容易なこ
とが知られている材料である。

【００１７】一般にβ型チタン合金は、冷間圧延後に溶
体化処理が施される。ここで、溶体化処理とは、高温に
加熱し、すべての元素をマトリックス中に溶け込ませ均
一な固溶体にした後、常温まで急冷し、過飽和固溶体を
形成する熱処理をいう。この処理は、材質の均一化のた
めに行われる。

【００１８】ところが、本発明のヘッドにおけるフェー
ス部については、溶体化処理することなくプレス加工に
よって成形してもよい。それにより、冷間加工での加工
硬化を残すことができ、ある程度のフェース部の耐力の
向上および表面硬さの向上を図れ、薄肉構造のゴルフク
ラブヘッドを作製することができる。また、溶体化処理
を施す場合と比較してフェース部の剛性が低くなり、フ
ェース部を撓み易くすることができ、ヘッドの反発特性
を向上することができる。

【００１９】また、β型チタン合金は、析出硬化型のチ
タン合金であるので、時効処理温度以上の熱処理を施す
ことにより、α相を析出させることができ、ヤング率を
高めることができる。具体的には１．５ＧＰａ近くまで
引張強度を高めることができる。

【００２０】β型チタン合金としては、Ｔｉ−１５Ｍｏ
−５Ｚｒ−３Ａｌ合金やＴｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ
−３Ａｌ合金、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌ合金、Ｔｉ−１３
Ｖ−１１Ｃｒ−３Ａｌ合金、Ｔｉ−８Ｍｏ−８Ｖ−２Ｆ
ｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−３Ａｌ−８Ｖ−６Ｃｒ−４Ｍｏ−４
Ｚｒ合金、Ｔｉ−１１．５Ｍｏ−６Ｚｒ−４．５Ｓｎ合
金、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ合金等が使用可能である。

【００２１】他方、フェース部自体は振動し易くなる
が、実際のゴルフクラブヘッドの構成では、フェース部
はクラウン部またはソール部に比較して、肉厚はおよそ
２倍、面積は約５０％と構造上振動が発生し難い。よっ
て打球時にボールと接触している間のフェース部は撓ん
でいるが、一般のヘッドでは、打球後フェース部の振動
に起因する耳障りな打球音は発生することはない。

【００２２】ボディ部は、たとえば溶接により上記フェ
ース部と接合され、クラウン部材、ソール部材およびサ
イド部材を含む。各部材をそれぞれ単独のパーツとして
作製してもよく、任意の２部材を一体化したものを１パ
ーツとして作製してもよい。また、ボディ部の所定の部
材とフェース部とを一体化してもよい。

【００２３】本発明では、上記のクラウン部材、ソール
部材およびサイド部材の少なくとも１つの部材を、圧延
後、鍛造加工やプレス加工によって成形したβ型チタン
合金に時効処理温度以上の熱処理を施してα相を析出さ
せたチタン合金で構成する。たとえば、ソール部材とサ
イド部材のみを該α相を析出させたチタン合金で構成し
てもよく、クラウン部材のみを上記α相を析出させたチ
タン合金で構成してもよい。

【００２４】上記の時効処理温度以上の熱処理は、準安
定なβ相から微細なα相を析出させる処理である。α相
が析出することの利点は、材料自体のヤング率が上昇す
るため、強度の観点からヘッドの薄肉化が可能で、ヘッ
ド体積を大きくできることである。それに加え、かかる
材質で構成される部分の振動を効果的に抑制することが
でき、打球音が大きくなりすぎることを抑制することが
できる。

【００２５】たとえば、ソール部材とサイド部材を上記
α相を析出させたチタン合金で構成した場合には、これ
らの部材を全体にわたってヤング率を増大させることが
できるので、打球時のソール部材およびサイド部材の振
動を抑制することができる。よって、該部位からの打球
音の発生を効果的に抑制することができる。また、クラ
ウン部材を上記α相を析出させたチタン合金で構成した
場合も同様に、打球時のクラウン部材の振動を抑制する
ことができ、該部位からの打球音の発生を効果的に抑制
することができる。

【００２６】上記熱処理は、好ましくは、３５０℃以上
６５０℃以下、４時間以上１６時間以下の条件で行う。
この範囲の温度および時間の熱処理により、β型チタン
合金の時効処理が可能であり、均一な組織を得ることが
できる。具体的には、クラウン部材、ソール部材および
サイド部材の少なくとも１つの部材の全体にわたってα
相を析出させることができ、熱処理後のチタン合金のヤ
ング率を熱処理前と比較して１０％以上６０％以下増大
させることができる。

【００２７】具体的には、Ｔｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３
Ａｌ合金の場合、ヤング率が熱処理前で８０ＧＰａであ
ったものが、熱処理後には１２０ＧＰａまで上昇し、５
０％上昇する。この上昇は材料の種類や微妙な熱処理条
件によって多少は異なるものである。

【００２８】また、上記の温度および時間の範囲内で、
比較的高温で短時間の時効処理を行うことで製造コスト
を低減することができ、比較的低温で長時間の時効処理
を行うことでより均一な組織が得られる。

【００２９】以上のようにフェース部材は、鍛造加工な
いしはプレス加工によって成形し、時効処理温度以上の
熱処理を施していないβ型チタン合金からなるためヤン
グ率が増加することなくフェース部を撓み易くすること
ができ、ゴルフクラブヘッドの反発特性を改善すること
ができ、かつヤング率を上昇させたチタン合金でクラウ
ン部材、ソール部材およびサイド部材の少なくとも１つ
の部材を構成することにより、打球時の上記部材の振動
を効果的に抑制することができ、打球音を小さくかつ短
くすることができ、耳障りな打球音を抑制することがで
きる。

【００３０】

【実施例】以下、図１および図２を用いて、本発明の実
施例について説明する。

【００３１】（実施例１）図１は、本発明の実施例１に
おける金属製ウッドゴルフクラブのヘッドの分解斜視図
である。図２は、図１のヘッドの変形例のヘッドの分解
斜視図である。なお、シャフトおよびグリップとしては
周知のものを採用できるので、図示および説明は省略す
る。

【００３２】図１および図２に示すように、本発明のヘ
ッドは、フェース部１と、ボディ部２と、ネック部６と
を備える。ボディ部２は、クラウン部材３と、ソール部
材４と、サイド部材５とを含む。図１の例では、ソール
部材４とサイド部材５とを一体化し、４つのパーツを溶
接してヘッドを形成しているが、図２に示すようにフェ
ース部１とネック部６とを一体化し、３つのパーツを溶
接してヘッドを形成してもよい。

【００３３】図１の例では、フェース部１は、β型チタ
ン合金であるＴｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌ合金を冷
間圧延した後、溶体化処理を行い、プレス加工を施すこ
とにより所定形状に成形される。ソール部材４とサイド
部材５を一体化したソール・サイド部およびクラウン部
材３は、Ｔｉ−１５Ｖ−３Ｃｒ−３Ｓｎ−３Ａｌ合金を
冷間圧延後、プレス加工を施すことにより所定形状に成
形される。なお、ネック部６は、純チタンを図１の形状
に成形して作製する。

【００３４】図２の例では、フェース部１とネック部６
を同じ材質で構成し、一体化すればよい。それ以外は図
１の例と同様である。

【００３５】図１と図２のいずれの場合も、ソール・サ
イド部のみに、時効処理温度以上の熱処理を施すことに
よりα相を析出させる。具体的には、４４０℃、５時間
の熱処理を施す。その後、各パーツを溶接し、本発明の
ヘッドを作製する。さらに、該ヘッドをシャフトおよび
グリップと接続し、本発明の金属製ウッドゴルフクラブ
が完成する。

【００３６】（実施例２）次に、本発明の実施例２につ
いて説明する。本実施例２のヘッドは、図１に示す実施
例１の場合と基本的に同様の構造を有するが、β型チタ
ン合金であるＴｉ−１５Ｍｏ−５Ｚｒ−３Ａｌ合金を冷
間圧延した後、溶体化処理を行わずにプレス加工を施す
ことによりフェース部１を形成する。それ以外は、図１
に示す例と同様の部材を用いてヘッドを作製し、該ヘッ
ドを用いてゴルフクラブを作製する。

【００３７】（実施例３）次に、本発明の実施例３につ
いて説明する。本実施例３では、上記のソール・サイド
部への時効処理を、５５０℃、８時間の熱処理にて行
う。それ以外は実施例２と同様である。

【００３８】（比較例１）本発明の比較例１として、ソ
ール・サイド部への時効処理を行わないヘッドを作製し
た。それ以外は、実施例２と同様である。

【００３９】実施例１〜３、比較例１の反発係数を測定
したところ、実施例１の０．８４を除いてその他は、
０．８５であった。

【００４０】また、実施例１のフェース部に時効処理温
度以上の熱処理を施した比較例２は、反発係数が０．８
３と反発特性が低い値を示した。

【００４１】上述の実施例１〜３および比較例１の４つ
のヘッドにシャフトとグリップとを装着したゴルフクラ
ブで実際に打球し、実打時の打球音をマイクロフォンに
て録音し、打球音の解析を行った。実打者のヘッドスピ
ードは４８ｍ／ｓであり、マイクロフォンはゴルフボー
ルの設定位置から実打者の正面前方に向かって１ｍで、
かつ高さが１．５ｍの位置に設置した。

【００４２】打球音解析は、ＦＦＴアナライザによる周
波数分析にて行い、ピーク周波数と、ピーク周波数の音
圧レベルＡとを測定した。ここで、ピーク周波数の音圧
レベルは、次の数式（１）で表される。

【００４３】 音圧レベル＝２０×ｌｏｇ₁₀（Ｐ／Ｐ０）…（１） ここで、Ｐは測定音圧（Ｐａ）、Ｐ０は人間が聞き取れ
る最小レベルの基準音圧で２×１０^-5（Ｐａ）である。
さらに、人間の聴覚の周波数感度特性を鑑みて補正処理
を行い、単位はｄＢ（Ａ）の音圧レベルＡを導いた。下
記の表１に測定結果を示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】表１に示すように、比較例１のピーク周波
数の音圧レベルＡが大きく、音が大きすぎることがわか
る。それに対し、各実施例の音圧レベルＡは小さく、特
に実施例２の音圧レベルＡが小さい。また実施例２の場
合、ピーク周波数も低くなっており、低めの打球音であ
ることから、耳障りな音ではなく心地良い音になってい
るものと推察される。実際に実打を行った被験者と、周
りで打球音を聞いていた人間がともに「比較例１と比べ
ると、実施例では耳障りな打球音が抑制され、心地良い
響きとなっている」と、感想を述べた。

【００４６】なお、上述の実施例では、ソール・サイド
部へ時効処理を施した場合について説明したが、クラウ
ン部材３、ソール部材４およびサイド部材５の少なくと
も１つの部材に本発明の時効処理を施すことで同様の結
果が得られるものと推察される。

【００４７】以上のように本発明の実施の形態および実
施例について説明を行なったが、今回開示した実施の形
態および実施例は全ての点で例示であって制限的なもの
ではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許
請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意
味および範囲内での全ての変更が含まれる。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、鍛造加工ないしはプレ
ス加工によって成形し、時効処理温度以上の熱処理を施
していないβ型チタン合金からなるフェース部を採用す
ることにより、打球時にフェース部を撓み易くさせ、反
発特性を向上させることができるとともに、ボディ部に
おけるクラウン部材、ソール部材およびサイド部材の少
なくとも１つの部材のヤング率を部材全体にわたって増
大することができるので、打球時に該部材の振動を効果
的に抑制することができ、耳障りな打球音を抑制するこ
とができるという２つの目的を両立させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の金属製ウッドゴルフクラ
ブヘッドの分解斜視図である。

【図２】 図１の変形例の金属製ウッドゴルフクラブヘ
ッドの分解斜視図である。

【符号の説明】

１ フェース部、２ ボディ部、３ クラウン部材、４
ソール部材、５ サイド部材、６ ネック部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 益田 直幸 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目12番35 号 美津濃株式会社内 Ｆターム(参考） 2C002 AA02 CH01 CH02 CH06 MM04 PP02 PP03

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鍛造加工ないしはプレス加工によって成
   形し、時効処理温度以上の熱処理を施していないβ型チ
   タン合金からなるフェース部（１）と、 該フェース部（１）と接合される鍛造加工ないしはプレ
   ス加工によって成形したクラウン部材（３）、ソール部
   材（４）およびサイド部材（５）から構成されるボディ
   部（２）とを備え、 前記ボディ部（２）の少なくとも１つの構成部材を、時
   効処理温度以上の熱処理を施してα相を析出させたβ型
   チタン合金で構成した金属製ウッドゴルフクラブヘッ
   ド。
2. 【請求項２】 前記フェース部（１）を、溶体化処理す
   ることなく鍛造加工ないしはプレス加工によって成形し
   た、請求項１に記載の金属製ウッドゴルフクラブヘッ
   ド。
3. 【請求項３】 前記ソール部材（４）とサイド部材
   （５）のみを前記β型チタン合金に時効処理温度以上の
   熱処理を施してα相を析出させたチタン合金で構成し
   た、請求項１または請求項２に記載の金属製ウッドゴル
   フクラブヘッド。
4. 【請求項４】 前記クラウン部材（３）のみを前記β型
   チタン合金に時効処理温度以上の熱処理を施してα相を
   析出させたチタン合金で構成した、請求項１または請求
   項２に記載の金属製ウッドゴルフクラブヘッド。
5. 【請求項５】 前記熱処理は、３５０℃以上６５０℃以
   下、４時間以上１６時間以下の条件で行う、請求項１か
   ら請求項４のいずれかに記載の金属製ウッドゴルフクラ
   ブヘッド。
6. 【請求項６】 前記α相を析出させたチタン合金は、前
   記熱処理によりヤング率を前記熱処理前よりも１０％以
   上６０％以下増大させたものである、請求項１から請求
   項５のいずれかに記載の金属製ウッドゴルフクラブヘッ
   ド。
7. 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれかに記載
   のヘッドを備えた金属製ウッドゴルフクラブ。