(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶体化処理をせずに冷間圧延されたβ形チタン合金を熱間プレスにより所定形状に成形した部材を、少なくともフェース部材として用い、
前記フェース部材の厚み方向略中央部分の硬度が他の部分より高い硬度を有することを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
前記フェース部材の厚み方向略中央部分の金属組織が冷間圧延組織を有する一方、その他の部分が溶体化組織を有することを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
前記フェース部材の厚みをＴｍｍとしたときに、前記中央部分の厚みが０．０５Ｔｍｍ以上０．７Ｔｍｍ以下に設定されることを特徴とする請求項１又は２記載のゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
溶体化処理をせずに冷間圧延したβ形チタン合金を、最高温度８００℃〜１１００℃、加熱時間４秒〜１４秒の材料加熱条件の下、熱間プレスにより所定形状の部材を成形した後、当該部材を少なくともフェース部材に用いたゴルフクラブヘッド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、ゴルフクラブヘッド及びその製造方法に係り、更に詳しくは、高い耐久性及び良好な打球感を付与することができるゴルフクラブヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ゴルフクラブヘッドとして、溶体化処理を行ったβ形チタン合金をプレスすることにより形成されたフェース部材を用いたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ゴルフクラブヘッドにあっては、フェース部の物性として、伸びはあるものの強度が十分でなく、耐久性の面でやや不利であった。そこで、溶体化処理をせずに冷間圧延したβ形チタン合金を、冷間プレスすることによって形成されたフェース部材を含むゴルフクラブヘッドが知られている。このゴルフクラブヘッドは、溶体化処理を行ったフェース部材を含む前述のゴルフクラブヘッドに比べてフェース部の強度が高いものの、溶体化していないことから、金属内部に残留歪みが多く、伸びも小さいため、フェース部が割れやすいばかりか、打球感が硬く、良好な打球感が得られないという不都合がある。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、強度を高めつつ耐久性を向上させることができるとともに、良好な打球感を得ることができるゴルフクラブヘッド及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、溶体化処理をせずに冷間圧延されたβ形チタン合金を熱間プレスにより所定形状に成形した部材を、少なくともフェース部材として用い、
前記フェース部材の厚み方向略中央部分の硬度が他の部分より高い硬度を有する、という構成を採っている。このような構成によれば、溶体化処理がなされていないβ形チタン合金を冷間プレスすることによって形成されたゴルフクラブヘッドと略同等の強度を得ることができるばかりか、表面に割れを生じにくくさせ、耐久性を大幅に向上させることができるとともに、マイルドな打球感を得ることができる。また、この構成を達成するために、溶体化処理をせずに冷間圧延したβ形チタン合金を、最高温度８００℃〜１１００℃、加熱時間４秒〜１４秒の材料加熱条件の下、熱間プレスにより所定形状の部材を成形した後、当該部材を少なくともフェース部材に用いる、という手法が採用される。
【０００６】
また、本発明にあっては、前記フェース部材の厚み方向略中央部分の金属組織が冷間圧延組織を有する一方、その他の部分が溶体化組織（粒状組織）を有するサンドイッチ構造となっている。これにより、マイルドで良好な打感を得ることができ、且つ、強度を高めつつ表面に割れの生じにくい耐久性の高いゴルフクラブヘッドを得ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明における前記フェース部材の厚みをＴｍｍとしたときに、前記中央部分の厚みを０．０５Ｔｍｍ以上０．７Ｔｍｍ以下に設定するとよい。また、本発明のゴルフクラブヘッドを、ヘッド体積が２５０ｃｃ以上の１番ウッドに適用するとなおよい。
【０００８】
なお、本明細書において、「フェース部材の厚み方向」は、フェース部材のフェース面を表面側としたときにおける表裏方向を意味するものとして用いる。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明に係るゴルフクラブヘッドの実施例について、比較例を参照しながら説明する。
【００１０】
［実施例１］
溶体化処理がなされていない板厚２．６ｍｍのβ型チタン合金の冷間圧延材に所定の熱処理を施した後、５００℃で５時間、時効処理を行うことによって、ゴルフクラブヘッドの材料片を形成した。ここにおいて、熱処理は、溶体化処理されていない冷間圧延材を、最高温度９００℃で１０秒間、高周波加熱をすることにより行った。そして、この材料片から引張り試験片（ＪＩＳ１３Ｂ  １／２サイズ）を３本切り出し、当該引張り試験片について、１ｍｍ／ｍｉｎの定速で引っ張り試験を行った。その結果、図１に示されるように、引張強さＴｓは、１３２０Ｎ／ｍｍ2、降伏応力Ｙｓは、１２３２Ｎ／ｍｍ2、伸びＥｌは、５．５％となった。また、前記材料片から熱処理サンプル品を形成し、当該サンプル品を切断した後、所定の樹脂を埋め込んで研磨し、３％フッ酸水溶液によるエッチングをして、金属組織の観察をした。その結果、図２（Ａ）に示されるように、板厚方向中央部分には、同方向と平行につぶれた冷間圧延組織（線状組織）１１が見られる一方、その同図中左右両側には、溶体化組織（粒状組織）１２が見られた。すなわち、本実施例における材料片は、板厚方向の略中央部分とその他の部分で金属組織が異なるサンドイッチ構造となっており、これらの部分の硬度を調べたところ、前記中央部分の硬度が他の部分よりも高い硬度を有することが判明した。
【００１１】
また、前述と略同様の熱処理工程にて、前記β型チタン合金の冷間圧延材から形成されたフェース部材を含む２５０ｃｃのゴルフクラブヘッドを製造した。すなわち、このゴルフクラブヘッドは、前記冷間圧延材を、フェース部材として、最高温度９００℃、加熱時間１０秒間となる加熱条件で熱間プレスした後、溶接工程を経て、５００℃で５時間の時効処理を施し、研磨することによって得られた。このようにして得られたゴルフクラブヘッドにシャフト、グリップを取り付け、１番ウッド(ドライバー)と称されるゴルフクラブを形成した。このゴルフクラブを用い、本発明者が開発した連続打撃試験機によって、本実施例１に係るゴルフクラブヘッドの耐久性を調べたところ、１００００発打ってもフェース面等にクラックが全く見られなかった。また、ハンディキャップ５から１６までのゴルファー２８人によって、このゴルフクラブの打球感の評価を調べた。この評価は、後述する比較例１及び２のゴルフクラブをも含めた３本のゴルフクラブから、一番打球感の良いものを各ゴルファーに選んでもらうことによって行った。この結果、２８人中２３人のゴルファーが、本実施例１に係るゴルフクラブを選択した。また、このゴルフクラブヘッドのフェース部材は、図２（Ａ）に示されるように、その厚み方向略中央部分の硬度が他の部分より高い硬度を有し、且つ、厚み方向略中央部分が冷間圧延組織１１となる一方、その他の部分が溶体化組織１２となるサンドイッチ構造の金属組織が得られた。
【００１２】
なお、前述したゴルフクラブヘッドの他に、溶体化処理せずに冷間圧延したβ形チタン合金を、最高温度８００℃〜１１００℃、加熱時間４秒〜１４秒で熱間プレスすることによって形成されたフェース部材を含むゴルフクラブヘッドについても、前述した結果と略同一の結果が得られることが分かった。
【００１３】
［比較例１］
前記実施例１と同一のβ型チタン合金の冷間圧延材に、８３０℃で５分間の溶体化処理後、最高温度１０００℃で１２秒間、高周波加熱を施し、前記実施例１と同一条件の時効処理を行うことによって、ゴルフクラブヘッドの材料片を形成した。このようにして得られた材料片について、前記実施例１と同様の方法で引っ張り試験を行ったところ、図１に示されるように、引張強さＴｓは、１１２５Ｎ／ｍｍ2、降伏応力Ｙｓは、１０５０Ｎ／ｍｍ2、伸びＥｌは、６．０％となった。また、前記実施例１と同様に金属組織の観察をしたところ、図２（Ｂ）に示されるように、全体的に溶体化組織（粒状組織）１２が見られた。
【００１４】
また、本比較例１における材料片の形成に際して施された熱処理工程と略同様の熱処理工程にて、β型チタン合金の冷間圧延材から形成されたフェース部材を含む２５０ｃｃのゴルフクラブヘッドを製造した。すなわち、このゴルフクラブヘッドは、前記冷間圧延材に、８３０℃で５分間の溶体化処理後、最高温度１０００℃、加熱時間１２秒間となる加熱条件で熱間プレスした後、前記実施例１と同一の工程を経て得られた。そして、当該ゴルフクラブヘッドを備えたゴルフクラブを用いて、前記実施例１と同様の方法で、耐久性及び打球感の評価を調べたところ、図１に示されるように、７５２３発でフェース面中央部にクラックが見られた。また、本比較例１に係るゴルフクラブについて、打球感の良さを感じたゴルファーは、２８人中４人しかいなかった。
【００１５】
［比較例２］
前記実施例１と同一のβ型チタン合金の冷間圧延材に、前記実施例１と同一条件に設定された時効処理のみを施すことによって、ゴルフクラブヘッドの材料片を形成した。このようにして得られた材料片についても、前記実施例１と同様の方法で引っ張り試験を行ったところ、図１に示されるように、引張強さＴｓは、１４０５Ｎ／ｍｍ2、降伏応力Ｙｓは、１３８０Ｎ／ｍｍ2、伸びＥｌは、０．９％となった。また、前記実施例１と同様に、金属組織の観察をしたところ、図２（Ｃ）に示されるように、全体的に冷間圧延組織（線状組織）１１が見られた。
【００１６】
また、本比較例２における材料片の形成に際して施された工程と略同様にして、β型チタン合金の冷間圧延材から形成されたフェース部材を含む２５０ｃｃのゴルフクラブヘッドを製造した。すなわち、このゴルフクラブヘッドは、前記冷間圧延材を冷間プレスした後、前記実施例１と同一の工程を経て得られた。そして、当該ゴルフクラブヘッドを備えたゴルフクラブを用いて、前記実施例１と同様の方法で、耐久性及び打球感の評価を調べたところ、図１に示されるように、２５０５発でフェース面中央部にクラックが見られた。また、本比較例２に係るゴルフクラブについて、打球感の良さを感じたゴルファーは、２８人中１人しかいなかった。
【００１７】
従って、図１に示されるように、前記実施例１のゴルフクラブヘッドにおけるフェース部材は、引張強さＴｓ及び降伏応力Ｙｓが、冷間プレスにより形成されたフェース部材を含む比較例２のゴルフクラブヘッドに近いものの、伸びＥｌは、熱間プレスにより形成されたフェース部材を含む比較例１のゴルフクラブヘッドに近いことが分かる。また、その金属組織は、図２（Ａ）に示されるように、フェース部材の厚み方向略中央部分の金属組織が冷間圧延組織１１を有し、その他の部分が溶体化組織（粒状組織）１２を有するサンドイッチ構造を形成している。以上のことは、図１に示されるように、本実施例１のゴルフクラブヘッドが、比較例１、２のゴルフクラブヘッドよりも、高い耐久性を有し、且つ、良好な打球感が得られるという効果を招来することに他ならない。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、溶体化処理をせずに冷間圧延したβ形チタン合金を、熱間プレスにより所定の形状に成形した部材を少なくともフェース部材として含み、また、前記フェース部材の厚み方向略中央部分の金属組織が冷間圧延組織を有し、その他の部分が溶体化組織（粒状組織）を有するサンドイッチ構造を形成しているゴルフクラブヘッドを形成したから、溶体化処理がなされていないβ形チタン合金を冷間プレスすることによって形成されたフェース部材を含むゴルフクラブヘッドと略同等の強度を得ることができるばかりか、表面に割れを生じにくくさせ、耐久性を大幅に向上させることができるとともに、良好な打球感を得ることができる。更には、その高耐久性から、フェース部材の更なる薄肉化を図ることが可能となり、その薄肉化の効果と、余った重量をヘッド周辺部又はソールに配置することにより、慣性モーメントのアップ及び／又は低重心化、深重心化が図れる効果とから、飛距離の更なる増大と方向安定性の更なる向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例の効果を比較例とともに示す図表。
【図２】  本実施例及び比較例の金属の断面組織を模式的に示した図。
【符号の説明】
１１・・・冷間圧延組織、１２・・・溶体化組織（粒状組織）
【図１】
0003719365.tif 000002
【図２】
0003719365.tif 000003