JP6083166B2

JP6083166B2 - アイアン型ゴルフクラブ

Info

Publication number: JP6083166B2
Application number: JP2012200525A
Authority: JP
Inventors: 晃宏湯川
Original assignee: MATERIAL SURFACE ENGINEERING CO., LTD.
Current assignee: MATERIAL SURFACE ENGINEERING CO., LTD.
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2017-02-22
Anticipated expiration: 2032-09-12
Also published as: WO2014042196A1; JP2014054364A; US20150217168A1

Description

本発明は、アイアン型ゴルフクラブに係わり、更に詳しくはヘッドに表面処理を施したアイアン型ゴルフクラブに関するものである。

ゴルフ競技規定におけるゴルフクラブのルール改定により、２０１０年から施行された「新溝ルール」は、フェース面のスコアラインと呼ばれている溝（グルーブ）をバックスピンのかかりにくい形状に規定された。背景として、これまでの旧溝クラブは、プレー中のミスショットでたとえフェアウェイから外れたラフからでもリカバリーできるだけのスピン性能があった。これについて、ラフに入れる事が『ミス』とはならなくなり、フェアなゲーム性が失われると考えられるようになり、新ルールの改定となった。改定後、溝のエッジが丸くなり、スピン性能が著しく低下することとなり、想定不能な挙動を示す結果となっている。即ち、距離、方向等のコントロール性が損なわれるようになった。特に、ラフからのショット時に、フライヤーが発生し易くなった。

２０１０年１月１日からはすでに主要プロツアーには適用されており、２０１４年１月１日からはエリートアマチュア競技下部ツアーに適用される。また、２０２４年１月１日からは一般アマチュア、倶楽部競技レベルにおいても適用されることが決まっている。

アイアンのスピン性能を改善するために、ルール規定範囲内でフェース面に微細な溝を追加加工したものや粗面化したもの（特許文献１参照）、あるいは軟質めっき処理にて低反発化し（特許文献２参照）、ボールとの摩擦抵抗を増大する目的で改良されていた。表面処理として、ニッケルめっき、クロムめっきの２種類が主流であり、錆防止、装飾用として使用されることが目的であった。皮膜厚さも数〜数十ミクロンであった。

また、特許文献３には、金属を母材とするゴルフ用アイアンヘッドにおいて、表面に向って、電解めっきによるニッケル被膜、次いでいずれも無電解めっきによるニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）被膜、ニッケル−リン−タングステン（Ｎｉ−Ｐ−Ｗ）被膜を順次積層した層を有するゴルフ用アイアンヘッドが開示されている。ここで、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき被膜を設ける目的は、被膜強度が高く、耐摩耗性に優れ、更に腐食性の強い肥料や農薬等に対する耐食性を高めることにある。その目的のために更に、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき被膜の上にクロメート（Ｃｒ）被膜を形成することも開示されている。しかし、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき被膜を、アイアンヘッドの打感や振り抜き感等の何らかのスイング特性を改善するために利用されたことはこれまでなかった。

ところで、上級者ゴルファーやプロゴルファーにとって、軟鉄鍛造ヘッドは打感の良さにおいて格別な存在である。しかし、軟鉄鍛造ヘッドは、製造過程で生じる凹凸部やピンホール等の表面欠陥が多いため、特許文献３では、下地として電解Ｎｉめっき層を形成し、その上に無電解Ｎｉめっき層を形成して、耐食性と装飾性を高めている。因みに、軟鉄鍛造ヘッドは、特別な場合には熱処理を施すことによって、素地硬度を低下させ、マイルドで上級者好みの打感を出す工夫も行われている。

特開２０１０−１１０４２５号公報特開２０１１−１２５５４２号公報特許第２５００１５９号公報特開平１１−７６４７６号公報

アイアン型ゴルフクラブに求められる機能として、（１）スピン性能、（２）弾道の方向性、（３）打感、（４）振り抜き感、（５）距離コントロール性、（６）フライヤー改善等が挙げられる。本発明者らは、フェースのインパクト面をある一定の面粗度に整え、無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜を組み合わせることによって、課題にある１〜６の諸性能を飛躍的に向上させ得ることを見出した。つまり、本発明は、これらの機能を満たすため、特に軟鉄鍛造ヘッドに表面処理を施すことによってアイアン型ゴルフクラブの特性改善を図ることを目的とする。

前述の課題解決のために、第１発明は、軟鉄鍛造ヘッドの全面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の下地層を形成し、その上にフェースのインパクト面を除くその他の面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の表層を形成するとともに、インパクト面にＡｇめっき皮膜を形成したことを特徴とするアイアン型ゴルフクラブを構成した。

また、第２発明は、軟鉄鍛造ヘッドの全面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の下地層を形成するとともに、その上の全面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の表層を形成し、更にその上のフェースのインパクト面にＡｇめっき皮膜を形成したことを特徴とするアイアン型ゴルフクラブを構成した。

これらの発明において、前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜は、３００〜７００℃の範囲で熱処理を施した状態の無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜であることが好ましい。

特に、本発明は、前記ヘッドがピッチングウェッジ、アプローチウェッジ又はサンドウェッジからなるウェッジ型のヘッドであるとその効果は顕著である。

更に、前記Ａｇめっき皮膜は、機械的な打撃を与えて緻密化した状態のＡｇめっき皮膜であることが好ましい。

以上にしてなる本発明のアイアン型ゴルフクラブは、軟鉄鍛造ヘッドの全面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の下地層を形成するとともに、その上の全面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の表層を形成したことにより、クロムめっき皮膜を有する従来品に比べて、（１）スピン性能、（２）弾道の方向性、（３）打感、（４）振り抜き感、（５）距離コントロール性、（６）フライヤー等において全体的に大きな改善が見られ、特にフライヤーの改善が顕著であった。

また、フェースのインパクト面を除くその他の面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の表層を形成するとともに、インパクト面にＡｇめっき皮膜を形成した場合にも、同様な改善が見られ、打感とフライヤーの改善は顕著であった。特に、これまでにない打感の良さがあり、ソールの抜け性にも優れていることが分かった。更に、フェースのインパクト面に形成した前記Ａｇめっき皮膜に機械的な打撃を与えて緻密化したことにより、打感の改善と耐食性の向上を図ることができた。

前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜を形成する際に、３００〜７００℃の範囲で熱処理を施すことにより、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の硬度が高くなる反面、軟鉄鍛造ヘッドには低温焼きなましの作用が働き、軟鉄素地の硬度を低下させるような物性的変化が生じているものと予想され、打感等の向上に繋がったものと思われる。

フェアウェイ、ラフ、ディポット跡、バンカー等でショットすることで、本発明のアイアン型ゴルフクラブにおける優位性が顕著になった。特に、ボールが沈んでしまうようなライでも、表層にＮｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜を形成しているので、ヘッドソール部分にかかる抵抗が少なく、非常に抜け性が良い結果が得られた。通常、このようなケースでは、芝による抵抗によりボールにパワーが十分に伝わらなかったり、抵抗に負けたりと結果が悪くなることの方が多い状況になるにも関わらず、そのような状態でも安定にショットでき、フライヤーが防止できる。通常品と比較しても、様々な状況で振り抜け感が優れている。また、ゴルフシミュレータでスピン量を測定した際に、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜を形成したゴルフクラブは、クロムめっき皮膜を形成した市販品と比較してスピン量の増加が確認できた。

アイアン型ゴルフクラブのヘッド部分の正面図である。アイアン型ゴルフクラブのヘッド部分の側面図である。実施例１を示し、全面にＮｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜を形成したヘッドの部分断面図である。実施例２を示し、フェースのインパクト面にＡｇめっき皮膜、その他の面にＮｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜を形成したヘッドの部分断面図である。実施例２の変形例を示し、全面にＮｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜を形成し、フェースのインパクト面部分にＡｇめっき皮膜を形成したヘッドの部分断面図である。

次に、添付図面に示した実施形態に基づき、本発明を更に詳細に説明する。図１及び図２は本発明に係るアイアン型ゴルフクラブのヘッド部分を示し、図中符号１はヘッド、２はシャフト、３はフェース、４はインパクト面、５はスコアライン、６はホーゼル、７はヒール、８はトウ、９はトップ、１０はヒールをそれぞれ示している。一般的なヘッド１は、フェース３におけるスィートスポットを含む中央領域がインパクト面４となっており、該インパクト面４には水平に複数本の凹溝からなるスコアライン５，…が平行に形成されている。本発明では前記ヘッド１の形状は特に限定されない。

本発明は、軟鉄鍛造ヘッド１に表面処理を行ったアイアン型ゴルフクラブを対象としている。一般的に、炭素含有量が０．０２％〜約２％の範囲の鋼を炭素鋼、炭素含有量が０．１％以下の鋼を軟鉄と分類されている。ゴルフ業界では軟鉄鍛造ヘッドと称されるものには、厳密には軟鉄ではないものの、Ｓ２５Ｃ（炭素含有量が０．２５％）を使用したものも含まれている。ここで、炭素鋼のうち、炭素含有量が約０．３％以下のものを低炭素鋼と細分類されている。従って、本発明において「軟鉄」という場合には、この「低炭素鋼」に相当する鋼を含む概念として使用している。

一般的に、クラブの標準ロフトは、ピッチングウェッジ（ＰＷ）が約４８度、サンドウェッジ（ＳＷ）が約５６度である。通常、アイアンのロフトは４度刻みであるので、その間だけが８度では中間距離（大体８０〜９０ヤード）を打つのが難しい、ということで中間の５２度をアプローチウェッジ（ＡＷ）と設定して提供されている。更に、微妙な飛距離を制御するために、ロフトを２度刻みで調節したアプローチウェッジも存在する。本発明は、特にこれらウェッジ型の軟鉄鍛造ヘッド１に適用すると、特に効果が顕著である。

図３は、参考発明を示し、軟鉄鍛造ヘッド１の全面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜１１の下地層を形成するとともに、その上の全面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜１２の表層を形成した表面構造である。無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜１１の下地層を設けるのは、ヘッド素材と無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜１２の熱膨張率の違いを吸収するバッファとしての作用と密着性を高めるためである。

図４は、第１発明を示し、軟鉄鍛造ヘッド１の全面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜１１の下地層を形成し、その上にフェース３のインパクト面４を除くその他の面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜１２の表層を形成するとともに、インパクト面４に電解Ａｇめっき皮膜１３を形成した表面構造である。

図５は、第２発明を示し、軟鉄鍛造ヘッド１の全面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜１１の下地層を形成するとともに、その上の全面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜１２の表層を形成し、更にその上のフェース３のインパクト面４に電解Ａｇめっき皮膜１３を形成した表面構造である。

ここで、部分めっきする場合には、その他の面をマスキングして、露出した部分のみにめっき皮膜が形成されるようにする。通常、Ｎｉ−Ｐめっき皮膜やＮｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜は、無電解めっきで形成したままでは非晶質であるが、その後、熱処理を行うことにより、非晶質から結晶質へ変化して硬度が高くなる。ここで、Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の熱処理温度は通常は２００〜６００℃であり、好ましくは３００℃〜４００℃程度で、処理時間は１〜２時間である。

前記Ａｇめっき皮膜１３は、電解めっきしたままではあまり緻密ではなく、硬度も低く過ぎるばかりでなく、腐食や変色し易いという欠点を有している。そこで、本発明では、フェース３のインパクト面４に形成した前記Ａｇめっき皮膜１３に機械的な打撃を与えて、例えばショットブラスト処理することで緻密化し、それにより打感の改善と耐食性の向上を図っている。

ところで、軟鉄鍛造ヘッドは、加熱→鍛造→焼きなましの工程を繰り返して加工する。軟鉄鍛造ヘッドは、作業工程で季節変動も含めて温度管理にバラツキがあることが原因で同じアイアンセットでもヘッド素材の硬さが異なる場合がある。また、鍛造工程で表面の変質部分が酸化スケールとなって脱落するので、同じ番手のヘッドでも製作時に重さのバラツキが生じることは避けられない。また、軟鉄鍛造ヘッドは、熱処理（低温焼なまし）を行って加工硬化したヘッド素材の硬度を低下させ、打感を良くすることも行われている。ここで、一般的に、０．０２％以上炭素が含まれている炭素鋼では、Ａ₁変態点以下の温度（例えば７００℃）で低温焼きなましを行うことにより、鍛造工程で生じた内部応力を除去することも行われている。

本発明では、無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜形成後の熱処理温度を３００〜７００℃とし、該Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の硬度を高めると同時に、軟鉄鍛造ヘッドの低温焼きなましを付随的に実施できるようにし、ヘッド素材の硬さを低下させて打感を改善し、また内部応力が除去されることを期待している。

また、無電解めっきは、めっき浴組成、温度、めっき時間などのめっき条件を制御することによって、めっき皮膜の厚さを正確に制御できる。つまり、軟鉄鍛造ヘッドの表面に正確な厚さ、正確な重さのめっき皮膜を形成することができ、ヘッドの重さのバラツキを、めっき皮膜の重さで調節することができ、製品品質を向上させることも可能である。しかも、無電解めっきは、複雑な形状のヘッドの表面に均一厚さでめっき皮膜を形成することができるので、ヘッド自体の重量バランスを崩すことがなく、使用者の好みに応じて、重さを微調節することができる。

サンドウェッジのヘッドを各種の表面処理を行った後、プロゴルファー５名に各種フィールド環境で実際にボールを打って貰い６項目について評価を行った。６項目とは（１）スピン性能、（２）弾道の方向性、（３）打感、（４）振り抜き感、（５）距離コントロール性、（６）フライヤーである。評価基準は、◎：極めて良好、○：良好、△：普通、×：劣る、の４段階である。ここで、フライヤーとは、ラフからのショット時に、ボールとフェース面に芝を巻き込み、ボールが滑ることでバックスピン発生せず、使用クラブによる想定飛距離で止まらない状態になるこという。打感とは、ショット時の感触で、低反発である程、繊細なコントロールが可能である。振り抜け感とは、ボールがフェースのインパクト面に当たった後のスイングの軽やかさをいう。

実施例１は参考発明品、実施例２は第１発明品に対応し、比較例１はクロムめっき皮膜を形成した市販品、比較例１は表面にＮｉ−Ｐ／ＰＴＦＥ（１５％）複合皮膜を形成した開発品、比較例２は表面にＮｉ−Ｐ／ＰＴＦＥ（３０％）複合皮膜を形成した開発品である。

＜実施例１＞
先ず、軟鉄鍛造ヘッド１の全面に厚さ２２μｍの電解Ｎｉ―Ｐめっき皮膜１１の下地層を形成する。それから、Ｎｉ―Ｐめっき皮膜１１の上に、全面にわたり厚さ１０μｍの無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜１２を形成する。熱処理条件は、３３０℃、大気炉１時間である。

ここで使用した無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき浴は、無電解ニッケルめっき浴に、タングステン酸及またはその塩含有し、リン酸またはその塩を含有する水溶液である。表１に具体的な浴組成を示している。

実施例１の表面処理をしたサンドウェッジを用いて６項目について性能を評価した結果を表２に示す。

この結果、全項目とも全体的に評価が高く、特にフライヤー改善は顕著であり、打感にも優れていることがわかる。

＜実施例２＞
次に、実施例１と同様に、軟鉄鍛造ヘッド１の全面に厚さ２０μｍの電解Ｎｉ―Ｐめっき皮膜１１の下地層を形成する。インパクト面の下地層の厚さは９μｍである。それから、下地層の上にフェース３のインパクト面４を除くその他の面に厚さ１０μｍの無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜１２の表層を形成する。その状態で、３３０℃、大気炉１時間で熱処理する。最後に、インパクト面４に厚さ２０μｍの電解Ａｇめっき皮膜１３を形成する。そして、Ａｇめっき皮膜１３はショットブラスト処理により緻密化する。このショットブラスト処理は、Ａｇめっき皮膜１３から材料を奪い取るような激しいものではなくソフトなブラスト処理である。

Ａｇめっき浴は、シアン化銀及びシアン化カリウムを含有した水溶液である。表３に具体的なＡｇめっき浴組成を示す。

実施例２の表面処理をしたサンドウェッジを用いて６項目について性能を評価した結果を表４に示す。

この結果、全項目とも全体的に評価が高く、特にフライヤー改善は顕著である。実施例１と比較し、フェースのインパクト面の処理を変える事で『打感』に大きな改善が見られる。

＜比較例１＞
比較例１は、一般的に市販されているクロムめっき品である。の市販品のサンドウェッジを用いて６項目について性能を評価した結果を表４に示す。

この結果、全項目とも全体的に評価が低いことがわかる。新ルール改定後、特にフライヤー改善に関してはルール改定以前のものに比べ、劣るという結果になった。バックスピン性能に関しても、良好な結果は得られていない。

＜比較例２＞
先ず、実施例１と同様に、軟鉄鍛造ヘッド１の全面に厚さ２２μｍの電解Ｎｉ―Ｐめっき皮膜１１の下地層を形成する。それから、下地層の全面に一般的な無電解Ｎｉ−Ｐ/ＰＴＦＥ複合めっき液を用いて厚さ１０μｍのＮｉ−Ｐ/ＰＴＦＥ複合めっき皮膜を形成する。この場合のＰＴＦＥ含有量は１５％である。表６に使用した無電解Ｎｉ−Ｐ/ＰＴＦＥ（１５％）複合めっき浴組成を示す。

比較例１の表面処理をしたサンドウェッジを用いて６項目について性能を評価した結果を表７に示す。

この結果、全項目ともクロムめっき市販品と比べて若干評価が高くなっているものの、本発明品よりは全体的に劣るという結果になった。

＜比較例３＞
先ず、実施例１と同様に、軟鉄鍛造ヘッド１の全面に厚さ２３μｍの電解Ｎｉ―Ｐめっき皮膜１１の下地層を形成する。それから、下地層の全面に一般的な無電解Ｎｉ−Ｐ/ＰＴＦＥ複合めっき液を用いて厚さ１０μｍのＮｉ−Ｐ/ＰＴＦＥ複合めっき皮膜を形成する。この場合のＰＴＦＥ含有量は３０％である。表８に使用した無電解Ｎｉ−Ｐ/ＰＴＦＥ（３０％）複合めっき浴組成を示す。

比較例２の表面処理をしたサンドウェッジを用いて６項目について性能を評価した結果を表９に示す。

表１０に実施例と比較例のヘッドの機械的特性をまとめて示した。

Ｎｉ−Ｐ−Ｗ処理（実施例１）はソール面の滑り特性が向上しているものと考えられ、“振り抜け感”に表れている。硬度的には市販品の「Ｎｉ＋Ｃｒめっき仕様」と同等であるが、摩擦係数の低さが数値データともリンクしている。ＰＴＦＥ高含有タイプ（比較例２）は摩擦係数の数値としては滑り特性の向上が見込めるが、皮膜の絶対硬度不足により、ショット時の摩耗抵抗が“抜け抵抗”につながっているものと考えられる。ＰＴＦＥ低含有タイプ（比較例１）は、皮膜硬度が高いことと、ＰＴＦＥの滑り特性を併せ持つことで期待もできる。またもう一種の仕様でフェース：Ａｇ処理＋他：Ｎｉ−Ｐ−Ｗ処理（実施例２）があるが、Ｎｉ−Ｐ−Ｗ処理のソール面の滑り特性に加え、フェース面の超低硬度皮膜であるＡｇ処理を施すことで、“打感”をプラスし、距離コントロール性に非常に優れたクラブに改善することが期待できる。

１ヘッド、
２シャフト、
３フェース、
４インパクト面、
５スコアライン、
６ホーゼル、
７ヒール、
８トウ、
９トップ、
１０ヒール、
１１Ｎｉ−Ｐめっき皮膜、
１２Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜、
１３Ａｇめっき皮膜、
Ｉインパクト面領域

Claims

軟鉄鍛造ヘッドの全面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の下地層を形成し、その上にフェースのインパクト面を除くその他の面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の表層を形成するとともに、インパクト面にＡｇめっき皮膜を形成したことを特徴とするアイアン型ゴルフクラブ。
軟鉄鍛造ヘッドの全面に無電解Ｎｉ−Ｐめっき皮膜の下地層を形成するとともに、その上の全面に無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜の表層を形成し、更にその上のフェースのインパクト面にＡｇめっき皮膜を形成したことを特徴とするアイアン型ゴルフクラブ。
前記無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜は、３００〜７００℃の範囲で熱処理を施した状態の無電解Ｎｉ−Ｐ−Ｗめっき皮膜である請求項１又は２記載のアイアン型ゴルフクラブ。
前記Ａｇめっき皮膜は、機械的な打撃を与えて緻密化した状態のＡｇめっき皮膜である請求項１〜３何れか１項に記載のアイアン型ゴルフクラブ。
前記ヘッドがピッチングウェッジ、アプローチウェッジ又はサンドウェッジからなるウェッジ型のヘッドである請求項１〜４何れか１項に記載のアイアン型ゴルフクラブ。