(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともフェース部をマルテンサイト系ステンレス鋼またはマルエージング鋼から成形した後、成形された少なくとも前記フェース部をアンモニアガスによる窒化雰囲気で、温度を５４０〜５９０℃として７〜９時間保持することによりガス窒化処理し、次いで、１０００〜１２００℃の温度で、０．５〜３時間保持して熱処理することにより、少なくとも前記フェース部の打球部分表面側に、前記フェース部の芯部側よりも低硬度のオーステナイト金属組織を含む薄層を形成することを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、十分な強度を有し、しかも、打撃感触の良い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】
従来から、ゴルフクラブヘッドには、種々の金属材料が用いられている。ウッドクラブヘッドについては、マルテンサイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ６３０ステンレス鋼）、チタン合金（例えば、６Ａｌ−４Ｖチタン合金）等が用いられ、アイアンクラブヘッドについては、軟鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４ステンレス鋼）等が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
マルテンサイト系ステンレス鋼は、機械的強度に優れ、ウッドクラブヘッドおよびアイアンクラブヘッドのどちらにも用いられている。また、チタン合金は、高強度であり、しかもステンレス鋼よりも比重が小さいため、軽量で比較的大きなヘッドが望まれるウッドクラブヘッドに用いられている。しかし、いずれの材料も高硬度であることから、マルテンサイト系ステンレス鋼またはチタン合金を用いたゴルフクラブヘッドは、打撃感触が硬く感じられるという問題がある。さらに、チタン合金製ゴルフクラブヘッドは、チタン合金が非常に活性の高い材料であることから、製造がきわめて難しいという不都合もある。
【０００４】
軟鋼は、逆に低硬度であるため、軟らかな打撃感触を得ることはできるが、機械的強度が低いことから、アイアンクラブヘッドに用いられているのみで、肉薄であるウッドクラブヘッドに用いることは不適当である。また、軟鋼製のゴルフクラブヘッドは、軟鋼が錆び易い材料であることから、鍍金等の防錆処理を施さなければならないという不都合がある。
【０００５】
さらに、オーステナイト系ステンレス鋼も、軟鋼と同様に、柔らかいが、強度が不足しており、肉薄であるウッドクラブヘッドには不向きである。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、十分な強度を有し、しかも、打撃感触の良い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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、少なくともフェース部をマルテンサイト系ステンレス鋼またはマルエージング鋼から成形した後、成形された少なくとも前記フェース部をアンモニアガスによる窒化雰囲気で、温度を５４０〜５９０℃として７〜９時間保持することによりガス窒化処理し、次いで、１０００〜１２００℃の温度で、０．５〜３時間保持して熱処理することにより、少なくとも前記フェース部の打球部分表面側に、前記フェース部の芯部側よりも低硬度のオーステナイト金属組織を含む薄層を形成することを特徴とする。
【０００９】
本発明において、ゴルフクラブヘッドは、少なくともフェース部の打球部分表面側に、当該ゴルフクラブヘッドの芯部側よりも低硬度のオーステナイト金属組織に富む薄層を有している。この薄層は、少なくともフェース部を機械的強度に優れるマルテンサイト系ステンレス鋼またはマルエージング鋼から成形した後、成形された少なくとも前記フェース部を窒化処理し、次いで、熱処理することにより形成されるものである。
【００１０】
少なくともフェース部の材料であるマルテンサイト系ステンレス鋼としては、例えば、従来からゴルフクラブヘッドに最もよく用いられているＳＵＳ６３０ステンレス鋼等があり、また、マルエージング鋼としては、ニッケルを多く含む（１２〜２５％Ｎｉ）マルテンサイト金属組織の合金鋼等がある。ヘッド全体を分割しないで一体成形するゴルフクラブヘッドにおいては、このような材料をヘッド全体に用いるが、フェース部材またはフェース部を含む部材と、これ以外の一つ以上の部材とを別々に成形し、これらを接合して一体化するゴルフクラブヘッドにおいては、フェース部材またはフェース部を含む部材以外には、このような材料と異なる材料を用いることもできる。
【００１１】
本発明では、少なくともフェース部の打球部分表面側に、当該ゴルフクラブヘッドの芯部側よりも低硬度のオーステナイト金属組織に富む薄層を形成している。少なくとも前記芯部側は、マルテンサイト金属組織であり、少なくともフェース部の打球部分表面側が前記芯部側に比較して軟らかくなっている。フェース部がこのように構成されているので、本発明のゴルフクラブヘッドは、強度が低下することがなく、しかも、打撃感触が向上する。
【００１２】
本発明において、少なくともフェース部の打球部分表面側にオーステナイト金属組織に富む薄層を形成する方法は、マルテンサイト系ステンレス鋼またはマルエージング鋼から成形した少なくともフェース部を窒化し、次いで、熱処理することによるものである。
【００１３】
先ず、精密鋳造法、鍛造法等により、少なくともフェース部をマルテンサイト系ステンレス鋼またはマルエージング鋼から成形する。そして、成形したものを窒化雰囲気において窒化処理する。窒化処理としては、ガス窒化処理、イオン窒化処理、塩浴窒化処理等があるが、適宜な方法により少なくともフェース部を窒化処理する必要がある。なお、窒化処理の必要のない部分には、防窒化処理を施す。また、窒化処理前に、熱処理や溶接処理を必要部分に施すことができる。この窒化処理では、窒素原子が窒化物を生成するため、窒化した部分の最表面が硬化しており、その硬化深さは表面から約０．１ｍｍである。
【００１４】
次に、窒化したものを１０００〜１２００℃の温度で、０．５〜３時間保持する。この熱処理により、窒化物を生成していた窒素原子が表面から約０．１ｍｍを越える深さまで侵入、拡散し、オーステナイト金属組織に富む層が形成されるため、窒化処理後の硬化層が残存することはない。形成されたオーステナイト金属組織に富む層は薄いので、肉薄であるウッドクラブヘッドであっても、強度が不足することがない。
【００１５】
この後、熱処理したものを研磨して形状を整えるが、少なくともフェース部の打球部分表面側に、オーステナイト金属組織に富む層が残るように研磨する。本発明のゴルフクラブヘッドは、このようにして、容易に製造することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について説明する。図１および図２に示すアイアンクラブヘッド１０は、ＳＵＳ６３０ステンレス鋼等のマルテンサイト系ステンレス鋼を材料として、精密鋳造法により一体成形されたものである。このアイアンクラブヘッド１０は図２に示すように、芯部１２よりも低硬度のオーステナイト金属組織に富む薄層１４が外周部に形成されている。図３に示すように、この薄層１４の厚みは約０．４ｍｍであり、芯部１２のヴィッカース硬度は約３５０である。なお、前記薄層１４は、フェース部１６の打球部分１８の表面側にのみ形成するようにしてもよい。また、このアイアンクラブヘッド１０は、マルエージング鋼を材料として成形することもできる。
【００１７】
次に、本実施形態のアイアンクラブヘッド１０の製造方法について、図４に示すフローチャートに従って説明する。先ず、精密鋳造法により、アイアンクラブヘッド１０をＳＵＳ６３０ステンレス鋼等から一体成形する（ステップＳ１）。次に、この成形したアイアンクラブヘッド１０を窒化雰囲気下で窒化処理する（ステップＳ２）。本実施形態では、主としてアンモニアガスを用いて窒化雰囲気を作るガス窒化処理により、５７０℃の温度で８時間処理を行った。例えば、ガス窒化処理の場合、処理温度は約５４０〜５９０℃で、処理時間は約７〜９時間である。次に、窒化処理されたアイアンクラブヘッド１０を１０００〜１２００℃の温度で、０．５〜３時間保持する（ステップＳ３）。本実施形態では、１１５０℃の温度で、１．５時間処理した。図３に熱処理後のアイアンクラブヘッド１０のヴィッカース硬度を示しており、表面から約０．６ｍｍの深さまで軟化している。この後、ヘッドを研磨して形状を整える（ステップＳ４）。本実施形態では、フェース部１６を約０．２ｍｍ研磨した。耐蝕性があるＳＵＳ６３０ステンレス鋼を材料として用いているので、防錆処理は施さなかった。
【００１８】
図５に示すフローチャートは、ウッドクラブヘッドの製造方法の手順を示す。先ず、精密鋳造法により、ウッドクラブヘッドを構成する中空の本体部材と、ソール部材とを別々に成形する（ステップＳ１０）。なお、前記本体部材および前記ソール部材の中、少なくとも本体部材の材料をマルテンサイト系ステンレス鋼またはマルエージング鋼とする。次に、成形された本体部材およびソール部材を、アイアンクラブヘッド１０のステップＳ３の場合と同様の条件で熱処理した後（ステップＳ１１）、溶接によって一体化し、未整形のウッドクラブヘッドを形成する（ステップＳ１２）。この場合、溶接前に熱処理を行うのは、成形直後の各部材の金属組織を熱処理によって細かくし、抵抗力を向上させて割れを防止するためである。そして、前記未整形のウッドクラブヘッドに対して、アイアンクラブヘッド１０のステップＳ２の場合と同様の条件で窒化処理することにより、少なくともフェース部の打球部分表面側にオーステナイト金属組織に富む薄層を形成する（ステップＳ１３）。その後、前記ステップＳ１１と同様の条件でさらに熱処理を行った後（ステップＳ１４）、研磨してウッドクラブヘッドの形状を整える（ステップＳ１５）。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、ゴルフクラブヘッドは、フェース部の芯部側が機械的強度に優れるマルテンサイト金属組織であり、フェース部の打球部分表面側が軟らかいオーステナイト金属組織に富む薄層となっていることから、十分な強度を有し、且つ、打撃時の感触がソフトとなる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のゴルフクラブヘッドの正面図である。
【図２】図１に示すゴルフクラブヘッドのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】本実施形態のゴルフクラブヘッドのフェース部の表面からの深さと硬度との関係説明図である。
【図４】本実施形態のアイアンクラブヘッドの製造方法のフローチャートである。
【図５】本実施形態のウッドクラブヘッドの製造方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０…アイアンクラブヘッド          １２…芯部
１４…薄層                          １６…フェース部
１８…打球部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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