(57)【要約】【課題】  丸棒で製造する工程で電気加熱の伴う鍛造を中間部に施し、フェース部の薄肉化と耐久性向上を図った。【解決手段】α+β型チタン合金の丸棒材１０の中間部１１を加熱圧縮させ膨らませる鍛造を施す。この後に型鍛造によりフェース部２を成形する。これにより、フェース部２を打撃方向から正面視したときの複数の鍛流線９が、トウ部５とヒール部６の端部間を結ぶ方向に連続的に形成されると同時に、フェース部２中央の複数の鍛流線９が、トウ部５とヒール部６の端部間を結ぶ方向を横切る方向で、トップ部３とソール部４側に曲線をなし凸状に張り出し膨らむ連続形状線となり、耐久性の向上したゴルフクラブとなる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛造により成形されるフェース部（２）と、
前記フェース部（２）に跨って形成されるトウ部（５）とヒール部（６）、及びトップ部（３）とソール部（４）とで主に構成されるヘッド（１）を有するゴルフクラブであって、
前記フェース部（２）を打撃方向から正面視したときの複数の鍛流線（９）が、前記トウ部（５）とヒール部（６）の端部間を結ぶ方向に連続的に形成される構成において、
前記フェース部（２）中央の前記複数の鍛流線（９）が、前記トウ部（５）とヒール部（６）の端部間を結ぶ方向を横切る方向で、前記トップ部（３）とソール部（４）側に曲線をなし凸状に張り出し膨らむ連続形状線となっている
ことを特徴とするゴルフクラブ。
【請求項２】
請求項１に記載のゴルフクラブにおいて、
前記フェース部（２）の鍛流線（９）形成は、ウッド型ゴルフクラブのヘッドに適用されるものであることを特徴とするゴルフクラブ。
【請求項３】
請求項１に記載のゴルフクラブにおいて、
前記フェース部の素材は、α+β型チタン合金の丸棒材（１０）であることを特徴とするゴルフクラブ。
【請求項４】
フェース部（２）と、前記フェース部（２）に跨って形成されるトウ部（５）とヒール部（６）及びトップ部（３）とソール部（４）とで主に構成されるヘッド（１）を有するゴルフクラブの製造方法であって、
前記フェース部（２）の素材となる丸棒材（１０）の中間部（１１）を加熱する工程と、
前記中間部（１１）の加熱過程で前記丸棒材（１０）を軸方向に加圧圧縮し、前記中間部（１１）を丸棒材（１０）径より大きい径に膨らませる工程と、
前記丸棒材（１０）の両端部を除去して残された前記中間部（１１）をフェース部素材（１２）とする工程と、
前記フェース部（２）を打撃方向から正面視したときの複数の鍛流線（９）が、前記トウ部（５）とヒール部（６）の端部間を結ぶ方向に連続的に形成される構成において、
前記フェース部（２）中央の前記複数の鍛流線（９）が前記トウ部（５）とヒール部（６）の端部間を結ぶ方向を横切る方向で、前記トップ部（３）とソール部（４）側に曲線をなし凸状に張り出し膨らむ連続形状線となるように前記フェース部素材（１２）を型鍛造してフェース部（２）を成形する工程と
からなるゴルフクラブの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のゴルフクラブの製造方法において、
前記フェース部（２）の素材となる丸棒材（１０）の中間部（１１）を加熱する工程は、電気誘導加熱によるものであることを特徴とするゴルフクラブの製造方法。
【請求項６】
請求項４に記載のゴルフクラブの製造方法において、
前記中間部（１１）の加熱過程で前記丸棒材（１０）を軸方向に加圧圧縮し、前記中間部（１１）を丸棒材（１０）径より大きい径に膨らませる工程は、前記丸棒材（１０）の対向する２つの把持部（２２ａ，２２ｂ）を相対的に所定角度異なって回転させ、前記中間部（１１）の鍛流線にねじり変形を施しねじれ中間部（２０）となすようにした工程であることを特徴とするゴルフクラブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐久性を向上させたゴルフクラブとその製造方法に関する。更に詳しくは、ゴルフクラブのヘッドのフェース部を鍛造方法の改善により耐久性を向上させたゴルフクラブとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブの性能を規定された範囲内でアップすることについては、種々の試みがなされその形態は多種である。鍛造によるゴルフクラブの製造についても特にチタンを使用したものが数多く開発されている。ゴルフクラブのヘッドのフェース部は打撃を受ける部位であり、他の部位と異なり強度を必要とするところである。
【０００３】
このヘッドの製造は金属部材を溶融して成形する鋳造法や板材をヘッド形状に打ち抜いた後にプレス加工を施し成形する方法等がある。更に素材を熱間鍛造や冷間鍛造で塑性変形をおこさせて成形する鍛造法がある。鍛造でヘッドを製造する場合、例えばアイアンヘッドは一般に丸棒から鍛造されている。ゴルフクラブの素材としては、鋼材やチタン素材が主として使用されている。
【０００４】
棒材は圧延材であるので、内部に圧延方向を示す鍛流線（メタルフロー）が発生している。この鍛流線の効果については、プレーヤーの不快感を低減させる目的で、フェース部に設けた例が知られている（例えば特許文献１、２参照）。この例はネック本体部からフェース本体部のトウ部に向かって鍛流線を延在させて、フェース部に形成する構成のものである。このような鍛流線の延在でスイートスポット以外の部分で打撃しても、プレーヤーに不快感を減じさせられるというものである。
【０００５】
又、ウッド型のヘッドのフェース部を製造する例では、チタン合金の棒材を所定の温度範囲を２段階に設定し鍛造する鍛造成形例が知られている（例えば、特許文献３参照）。この例はフェース部、特にスコアラインの形成を鍛造により行い、反発性能と耐久性の向上を図った例であるが、鍛流線の構成は関与していない。さらにヘッドのフェース部にβ型チタン合金を使用し熱間鍛造し、耐久性を向上させ、薄肉化を図るゴルフクラブの例が知られている（例えば特許文献４参照）。
【０００６】
この例によると、チタン合金を加熱鍛造後空冷してβ結晶粒径を小さくするというものである。この例も鍛造ではあるが、鍛流線に関わるものではない。更に同様にフェース部に金属材料として粒子径が微細結晶組織を有するものを適用して、薄肉化し反発性を向上させたゴルフクラブの例も知られている（例えば特許文献５参照）。この例も塑性加工によるものではあるが、鍛流線に関わるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２６１９０９号公報
【特許文献２】特開２００９−２６１９０８号公報
【特許文献３】特開２００４−２０２０９８号公報
【特許文献４】特開２００４−３３７４４５号公報
【特許文献５】特開２００４−３０５３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように、ヘッドのフェース部を薄肉化し耐久性向上を図ったゴルフクラブは従来からその例は多い。しかし、鍛造により鍛流線形成を趣旨としてゴルフクラブのヘッドを形成する例は少ない。前述の従来例は、主としてアイアン型のゴルフクラブに適用され、ネック部と一体的に構成されヘッドに鍛流線を連続的にヘッド内と表面に形成したものである。
【０００９】
この例は、丸棒材を絞ってはいるが、丸棒材をそのままの形状から鍛造するものである。このため鍛流線は当初の段階では棒材の軸線方向に、即ち圧延方向に並行に形成されている。通常はこの状態の棒材をヘッドの形状に沿って型鍛造を行なう。これにより理論上鍛流線は鍛造の押圧により徐々に外側に押し広げられる。この状態はヘッドの形状によって左右され、鍛造方法に委ねられるが、実情は必ずしも流動性があって均一に外側に押し広げられるとはいえない。特に中央部は外側への流動が無く、デッドメタル状態になる可能性がある。
【００１０】
一般的に鍛流線は棒材の方向に沿っており、複数の鍛流線は連続して平行に発生している。ネック部のあるアイアンヘッドの場合は、素材全部を鍛造によって歩留まりよくヘッド形状に形成することはできない。どうしてもヘッド形状を越えるはみだし部が生じるので、この部分は加工で切除し正規のアイアン形状にしている。このため、鍛造により押し広げられた鍛流線の一部は切断されることになり、鍛造による全ての鍛流線は当初段階どおり連続したものにはなっていない。このことは連続して鍛流線が形成されるヘッドに比べると耐久強度は減じることになる。
【００１１】
又、耐久性の向上、即ち疲労強度の強化の面では、前述の例のように種々その開発がなされているが、素材あるいは鍛造時に、例えば熱処理等の特別な処理方法を施す必要があり、素材の有する強靭性を維持する点ではまだ課題を残している。鍛流線があることは鍛流線方向の材料強度として、疲労強度が高くなることは明らかになっている。鍛流線を損なうことなく低コストで耐久性のあるゴルフクラブの製造が望まれている。
【００１２】
本発明は上述のような背景のもとになされたものであり、下記目的を達成する。本発明の目的は、素材に前もって成形品に近い状態の鍛流線を形成するように電気加熱の伴う鍛造を施し、その後型鍛造でヘッドを成形することで、フェース部の薄肉化と耐久性向上を図ることのできるゴルフクラブとその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、前記目的を達成するため、次の手段を採る。
本発明１のゴルフクラブは、鍛造により成形されるフェース部と、前記フェース部に跨って形成されるトウ部とヒール部、及びトップ部とソール部とで主に構成されるヘッドを有するゴルフクラブであって、前記フェース部を打撃方向から正面視したときの複数の鍛流線が、前記トウ部とヒール部の端部間を結ぶ方向に連続的に形成される構成において、前記フェース部中央の前記複数の鍛流線が、前記トウ部とヒール部の端部間を結ぶ方向を横切る方向で、前記トップ部とソール部側に曲線をなし凸状に張り出し膨らむ連続形状線となっていることを特徴とする。
【００１４】
本発明２のゴルフクラブは、本発明１において、前記フェース部の鍛流線形成は、ウッド型ゴルフクラブのヘッドに適用されるものであることを特徴とする
本発明３のゴルフクラブは、本発明１において、前記フェース部の素材は、α+β型チタン合金の丸棒材であることを特徴とする。
【００１５】
本発明４のゴルフクラブの製造方法は、フェース部と、前記フェース部に跨って形成されるトウ部とヒール部及びトップ部とソール部とで主に構成されるヘッドを有するゴルフクラブの製造方法であって、前記フェース部の素材となる丸棒材の中間部を加熱する工程と、前記中間部の加熱過程で前記丸棒材を軸方向に加圧圧縮し、中間部を丸棒材径より大きい径に膨らませる工程と、前記丸棒材の両端部を除去して残された前記中間部をフェース部素材とする工程と、前記フェース部を打撃方向から正面視したときの複数の鍛流線が、前記トウ部とヒール部の端部間を結ぶ方向に連続的に形成される構成において、
前記フェース部中央の前記複数の鍛流線が前記トウ部とヒール部の端部間を結ぶ方向を横切る方向で、前記トップ部とソール部側に曲線をなし凸状に張り出し膨らむ連続形状線となるように前記フェース部素材を型鍛造してフェース部を成形する工程と、からなっている。
【００１６】
本発明５のゴルフクラブの製造方法は、本発明４において、
前記フェース部の素材となる丸棒素材の中間部を加熱する工程は、電気誘導加熱によるものであることを特徴とする。
【００１７】
本発明６のゴルフクラブの製造方法は、本発明４において、前記中間部の加熱過程で前記丸棒材を軸方向に加圧圧縮し、中間部を丸棒材径より大きい径に膨らませる工程は、前記丸棒の対向する２つの把持部を相対的に所定角度異なって回転させ、前記中間部の鍛流線にねじり変形を施しねじり中間部となすようにした工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のゴルフクラブは、丸棒材において、型鍛造前に電気的加熱処理の鍛造で、ヘッドのフェース部にトウ部からヒール部にかけて連続する鍛流線を設けた上に、トップ部とソール部にかけてその鍛流線を膨らむ形状線に構成した。この結果、この電熱圧縮の伴う鍛造を施した後に型鍛造を行なうことで、ヘッドのフェース部を薄くすることが可能で、且つ耐久性を向上させたゴルフクラブとなった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、ゴルフクラブのヘッドのフェース部を示す正面図である。
【図２】図２は、本発明の構成である鍛流線の形態を模式的に正面視で示すフェース部の正面図である。
【図３】図３は、丸棒材の中間部を加熱させ軸方向から加圧圧縮させて、中間部を膨らませ鍛流線を外側に配するようにしたことを模式的に断面で示す説明図である。
【図４】図４は、鍛流線を表示したフェース部素材構成を模式的に断面で示す説明図である。
【図５】図５は、他の実施の形態を示すものであり、中間部に加熱圧縮段階でねじりを加えて鍛造した結果の構成を摸式的に外観で示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明のゴルフクラブの実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明を適用するゴルフクラブのヘッド１を示す正面図である。本例はウッド型のヘッド１を示し、一般的なものと同様に正面部にはスコアラインＳが形成されている。このヘッド１は、主にゴルフ球の打撃部であるフェース部２と、このフェース部２のクラウン部であるトップ部３と、フェース部２の下部のソール部４と、このフェース部２の水平方向先端部のトウ部５と、フェース部２のシャフト側のヒール部６で構成されている。
【００２１】
これらの各部位は、個別に製造された後に接合されヘッド１を構成する。又、このヒール部６の端部はネック部７を構成し、完成したゴルフクラブとしては、このネック部７にシャフト８が取り付けられている。ウッド型のヘッド１であると、フェース部２は一般に一部品として加工製造されるが、他の部位はフェース部２と同様にそれぞれ一部品として製造される場合、或いは他の部位とともに一体で製造される場合がある。
【００２２】
ウッド型のフェース部２は単独では、一般に板状の金属部材で製造されることが多い。製造方法も多岐に亘っているが、本例の場合は、α+β型チタン合金の丸棒材を鍛造して製造する方法を適用した。α+β型チタン合金の金属的特性については公知であるので、詳細な説明は省略する。本実施の形態においては、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ（ＪＩＳ６０種、ＴＡＢ６４００）を使用した。
【００２３】
フェース部２を鍛造で製造することの利点は、鍛造することによりこのα+β型チタン合金の金属組織の粒子を緻密化し均一となし、強度向上を図ることにある。又、このα+β型チタン合金は鍛造の際、鍛流線９が生じる。フェース部２は最終的に型鍛造で製造されるが、その型鍛造ではフェース部２の厚さを鍛造過程で部位に応じて部分的に変えることが可能である。
【００２４】
これはゴルフの打撃効果を高めるための処置であるが、部分的な厚さの違いは、厚くする形状の違いであったり、厚くする部位の違いであったりする。このことはアイアンゴルフクラブのヘッドでも同様である。但し、ウッド型ヘッド１の場合は、打球を遠くへ飛ばさなければならない等の理由からアイアン型に比しフェース部２の条件が異なっている。以下の実施の形態は、ウッド型のヘッド１に適用した例で説明する。
【００２５】
ウッド型ヘッド１のフェース部２の正面視では、トウ部５とヒール部６間の寸法に対するトップ部３とソール部４間の寸法比（縦横比）が、通常比較的長く卵形（楕円形状）になっているので、このためフェース部２の強度の確保は重要な要件となっている。図１は、ヘッド外観でありフェース部の正面図を示しているが、図２は、鍛流線９が形成されたフェース部２を模式的に示した説明図である。後述するが、鍛流線９は、フェース部２の中央部で膨らむ形状になっている。
【００２６】
本例は、鍛流線９の方向を変えたフェース部２を有するヘッド１の構成とし、耐久性を向上させた構成としたことにある。鍛流線９はメタルフローとも称されるものであるが、鍛造の際、鍛造方向に沿い金属粒子が配列されたもので、金属疲労強度の強化に寄与するものである。鍛造品は圧力が加わることにより鍛流線９が発生し、組織が緻密化されるのである。この鍛流線９を生じさせたヘッド１とすることは、強度を確保した上に、フェース部２の厚みを薄くすることも可能となる。
【００２７】
フェース部２の素材である棒材は、一般に圧延された素材であるが、その内部には圧延方向に沿って平行に複数の鍛流線９が形成されている。この鍛流線９があることで圧延された棒材は強度の高い素材となっている。本実施の形態においては前述のように、α+β型チタン合金を丸棒材１０として使用する。従来はこの棒材を前述した先行技術でも示したように、所定長さにしたものをその形状を維持し、型鍛造によってヘッド形状に成形していた。
【００２８】
本実施の形態の場合は、この丸棒材１０の中間部１１を電気的に加熱させて、この丸棒材１０を軸方向から加圧圧縮させ、図３に示すように中間部１１を膨らませる処理を行なう。これはいわゆるアプセット鍛造であるが（電鍛）、この処理により鍛流線９は丸棒材１０の外側に変形し膨らみながら形成されていく。この加熱圧縮処理は、次の３工程の鍛造工程によっている。
【００２９】
電鍛造後の型鍛造の条件は、荒打ちを９４０℃で、上げ打ちを８１０℃で、矯正を８００℃で行なっている。必ずしもこの温度条件に限定されるものでないが、これらはいわゆる熱間鍛造となる。このような鍛造を行なってから、鍛造工程後に中間部１１が型鍛造工程を経て完成後のヘッド１のフェース部２になる。その型鍛造が可能な大きさになるように丸棒材１０を切断し、図４に示すようにフェース部素材１２とする。
【００３０】
従って、このフェース部素材１２は、鍛流線９が外側に張り出し膨らみ形状を有する球状体となる。このときの鍛流線９は、切断された棒材の端部１０ａ，１０ｂから連続的に中央部の膨らみ部の外側部分に変形しながらその形状に倣って形成されている。この加熱処理は、鍛造用の電気誘導加熱による。この誘導加熱の特徴は、制御性がよく、温度制御が容易であること。又、エネルギー変換効率が高く、急速加熱が可能で、局部加熱が可能であること等である。この電気誘導加熱は、棒材の中間部の加熱に好適な処理方法である。
【００３１】
次に、このフェース部素材１２を、フェース部２の形状に沿って設けられた型により型鍛造を行なう。鍛流線９は、この段階で既に連続的に中心から凸状に外形に広がっている形状線となっている。従って、このフェース部素材１２を外形部に広げる型鍛造では、その成形過程で鍛流線９に大きな形状変化を与えないことになる。鍛流線９は平面的な広がり形状に加え、厚さ方向にも鍛流線９は凸状に広がっている。これを型鍛造すると、鍛流線９は曲線状の複雑な重なり合い状態になり、フェース部２は押圧鍛造され強化される。この鍛流線９が曲線を有して重なることは、複数の鍛流線９同士がクロスして重なっているので、鍛流線９近傍の組織を緻密化し強度を高めることになる。従って、鍛流線９は、フェース部２中央に集中して延在することはない。
【００３２】
即ち、従来の場合は、複数の鍛流線が平行になっている素材を鍛造することになるので、特にフェース部のスィートスポットに相当する部分は、鍛流線が集中して、流動化させて外側に広げることが困難である。結果的に部分的に鍛流線方向の強度は高められるが、鍛流線方向を横切る方向に対しての強度は低いものであった。このため、熱処理等を施し強度を高めるようなことが行なわれている。本構成はこれを解決したものである。
更に、本構成の特徴は、小径の丸棒であってもフェース部の中央部を膨らませることのみで、必要とする大きさの型鍛造素材ができることである。従来のように中央部の形状に合わせた大径の丸棒である必要はない。この結果、素材として小径の丸棒の使用が可能であることから、型鍛造後に少ないトリミングの仕上げができ、歩留まりのよい製造となる。このことはコストダウンに寄与する。
具体的に説明すると、φ１６ｍｍで長さ１３３ｍｍの丸棒材を適用した場合に、中央部２５ｍｍ間を本構成の据え込みをして（電鍛）、中央部の径をφ２０ｍｍにする。この場合を従来の製造と比較すると、従来は同長さのφ２０ｍｍの丸棒を型鍛造の素材とするのでこれとの比較で示すと、本例の素材重量は従来に比し７０％となる。
又、本構成は、型鍛造前にフェース部中央部を厚さの異なる肉厚形状にすることができるのも特徴である。従って、小径の素材であっても中央部を肉厚にすることができるので、偏肉を要するフェース部の製造は容易である。
【００３３】
本構成にすることにより、フェース部２は型鍛造において、部分的に薄肉の部位のある構成が可能となる。しかも疲労強度の高められたフェース部２となる。このフェース部素材１２を型鍛造して得られたフェース部２は、打撃方向から正面視したときの複数の鍛流線９が、トウ部５とヒール部６の端部間を結ぶ方向に連続的に形成されていて且つ、フェース部中央の複数の鍛流線９が、トウ部５とヒール部６の端部間を結ぶ方向を横切る方向で、トップ部３とソール部４側に曲線をなし凸状に張り出し膨らむ連続形状線となっている。
【００３４】
又、鍛流線９は厚さ方向にも連続して交差している形状線となっている。このようにして成形されたフェース部２は、型鍛造後バリ取り等のトリミング加工がなされて仕上げられる。表１は、本実施の形態のゴルフクラブと、中間部を膨らませる処理を行わない従来のものとを断面硬度で比較したデータである。この例によると、フェース部の中央部の硬度は、本実施の形態の方が従来に比し小さくなっている傾向を示している。鍛流線をフェース部２の外側に配した結果と判断される。尚、測定番号は測定部位を示している。測定３はフェース部２のほぼ中心位置である。
【００３５】
表２は、本実施の形態のゴルフクラブと中間部を膨らませる処理を行わない従来のものとの耐久性の比較データである。本実施の形態の方が、耐打撃数（打撃限界数、耐久発数）が大きい結果を示している。即ち、耐久性の向上、言い換えると疲労強度が増している傾向であることを意味している。
【００３６】
【表１】
2014204782.tif 000003
【００３７】
【表２】
2014204782.tif 000004
【００３８】
（他の実施の形態）
図５は、他の実施の形態を示すものであり、これは丸棒材１０の中間部を捩ったものである。即ち、前述の中間部１１を電気誘導加熱で高温にした状態の丸棒材１０を、両端部の把持部２２ａ，２２ｂを相互に所定各度相対回転させながら軸方向に加圧圧縮させ、ねじり中間部２０となす構成のものである。即ち、この構成は、丸棒材２１のねじれ中間部２０の鍛流線２３にねじれ変形を与え膨らませたものである。この構成の丸棒材２１を前述同様にフェース部素材にして型鍛造を行い、フェース部２を成形するものである。
【００３９】
従って、型鍛造を行なう際には、フェース部２中央部は複数の鍛流線２３が前述の例に比しさらにねじれた状態で形成されることになる。成形されたフェース部２は、鍛流線２３がトウ部５とヒール部６の端部間を結ぶ方向に連続的に形成され且つ、トップ部３とソール部４側に曲線をなし凸状に張り出し膨らむ連続形状線を形成するとともに、フェース部２の厚み方向にも複数の鍛流線２３が絡み合う状態となる。即ち、鍛流線が網目状にクロス方向の重なり状態が多くなるので、型鍛造後のフェース部２の強度を強化することになり効果的である。
【符号の説明】
【００４０】
１…ヘッド
２…フェース部
３…トップ部
４…ソール部
５…トウ部
６…ヒール部
７…ネック部
８…シャフト
９…鍛流線
１０…丸棒材
１１…中間部
１２…フェース部素材
【図１】
2014204782.tif 000005
【図２】
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【図３】
2014204782.tif 000007
【図４】
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【図５】
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