(57)【要約】【課題】鋼材からなるフェース部材と、チタンまたはチタン合金からなるヘッド本体とが堅牢に接合したゴルフクラブヘッドを得る。【解決手段】ゴルフクラブヘッド１０は、前面に開口部を有するヘッド本体１２と、前記開口部の近傍に設けられた段部１８に当接するフェース部材１４とを有する。ヘッド本体１２はチタンまたはチタン合金からなり、かつ段部１８の側面および開口部周縁には、ニッケル、銅または銅合金からなる金属層２０が形成されている。この金属層２０が形成された段部１８とフェース部材１４とは、Ｓｎ基はんだ２２を介して接合されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チタンまたはチタン合金からなるヘッド本体と、鋼材からなるフェース部材とが互いに接合されることによって構成されるゴルフクラブヘッドにおいて、
前記ヘッド本体には、少なくとも前記フェース部材を接合する接合部に金属層が形成され、
前記ヘッド本体と前記フェース部材とは、前記金属層とはんだとを介して互いに接合され、
前記はんだは、Ａｇの含有量が５重量％以下であるＳｎ基はんだであることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のゴルフクラブヘッドにおいて、前記フェース部材の構成素材である鋼材は、マルエージング鋼、または、マルテンサイト組織を有する合金鋼であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項３】
請求項２記載のゴルフクラブヘッドにおいて、前記合金鋼は、０．０２〜０．２重量％のＣ、０．０５〜１．０重量％のＳｉ、０．０５〜１．０重量％のＭｎ、３．０〜８．０重量％のＮｉ、１０．０〜２５．０重量％のＣｒ、３．０〜８．０重量％のＭｏ、１０．０〜２０．０重量％のＣｏを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物である合金鋼であることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴルフクラブヘッドにおいて、前記金属層は、ニッケル、銅、銅合金のいずれかからなることを特徴とするゴルフクラブヘッド。
【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に関し、一層詳細には、互いに異種の金属材からなるヘッド本体とフェース部材との接合部の強度が優れたゴルフクラブヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフクラブヘッドに対しては、打球したボールが意図した方向に飛行する方向安定性が希求される。このような観点から、ゴルフクラブヘッドの体積を大きくして打球最適領域（スイートエリア）を大きくすることにより、方向安定性を向上させることが広汎に行われている。
【０００３】
しかしながら、体積を大きくすることに伴い、ゴルフクラブヘッドの重量も大きくなる。このため、ゴルフクラブのスイング速度が遅くなり、その結果、ゴルフボールに付与される反発力が小さくなるので、ゴルフボールの飛距離が短くなるという不具合を招く。
【０００４】
そこで、高強度が必要であるフェース部材のみを鋼材で構成するとともに、ヘッド本体はチタンまたはチタン合金等の比重が小さい金属材から構成することが行われている。
【０００５】
ところで、一般的に、鋼材とチタンまたはチタン合金とを溶接によって接合することは困難である。そこで、例えば、特許文献１に提案されているように、ヘッド本体（チタンまたはチタン合金）とフェース部材（鋼材）とを、銀ろうでろう付けすることによって接合することが想起される。
【０００６】
しかしながら、この場合、チタンまたはチタン合金に対する銀ろうの濡れ性が必ずしも良好であるとは言い難い。このため、ヘッド本体とフェース部材との接合部の強度が必ずしも充分ではない場合がある。
【０００７】
このような不具合を回避するべく、特許文献２において、ヘッド本体の表面に金属層を設けることによって、ろう材の濡れ性を向上させることが提案されている。
【０００８】
ところで、特許文献２においては、ヘッド本体の材質として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル合金、またはアモルファス合金を選定し、かつフェース部材をヘッド本体に比して比重が小さい素材を使用することが好ましいことが記載されている。
【０００９】
そして、ろう材としては、インジウム合金、スズ−亜鉛合金、スズ−鉛合金、鉛−インジウム−銀合金、鉛−インジウム合金、インジウム−カドミニウム−スズ合金のいずれかが好ましいとされ、さらに、金属層としては、銅、真鍮や青銅等の銅合金、ニッケル、ニッケル合金のいずれかが好ましいとされている。
【００１０】
しかしながら、このようなろう材および金属層が、チタンまたはチタン合金からなるヘッド本体と、鋼材からなるフェース部材との接合に必ずしも適したものであるとは限らない。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−２３９０４３号公報（段落［００２４］〜［００２６］）
【特許文献２】
特開平１１−２４４４３１号公報（段落［０００３］、［００２６］、［００２７］）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した技術に関連してなされたもので、チタンまたはチタン合金からなるヘッド本体と、鋼材からなるフェース部材とが確実に接合され、このためにヘッド本体とフェース部材との接合部の強度が確保されたゴルフクラブヘッドを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、チタンまたはチタン合金からなるヘッド本体と、鋼材からなるフェース部材とが互いに接合されることによって構成されるゴルフクラブヘッドにおいて、
前記ヘッド本体には、少なくとも前記フェース部材を接合する接合部に金属層が形成され、
前記ヘッド本体と前記フェース部材とは、前記金属層とはんだとを介して互いに接合され、
前記はんだは、Ａｇの含有量が５重量％以下であるＳｎ基はんだであることを特徴とする。
【００１４】
すなわち、本発明においては、フェース部材が、Ｓｎ基はんだに対する濡れ性が良好な鋼材からなる一方、Ｓｎ基はんだに対する濡れ性が良好な金属層がヘッド本体に設けられる。このため、一旦溶解されたＳｎ基はんだは、フェース部材の周縁部、およびヘッド本体における接合部の広範囲に亘って拡がった後に固化する。
【００１５】
このようにして広範囲に亘って拡散した後に固化したＳｎ基はんだを介してフェース部材とヘッド本体とが堅牢に接合され、その結果、フェース部材とヘッド本体との接合強度が著しく優れるようになる。
【００１６】
フェース部材の構成素材である鋼材としては、マルエージング鋼、または、マルテンサイト組織を有する合金鋼を例示することができる。このような鋼材からなるフェース部材は、ステンレス鋼等からなるフェース部材に比して優れた強度を有するので、フェース部材の厚みを小さくすることができる。これにより、ゴルフクラブヘッドの軽量化を図ることができる。
【００１７】
前記合金鋼としては、０．０２〜０．２重量％のＣ、０．０５〜１．０重量％のＳｉ、０．０５〜１．０重量％のＭｎ、３．０〜８．０重量％のＮｉ、１０．０〜２５．０重量％のＣｒ、３．０〜８．０重量％のＭｏ、１０．０〜２０．０重量％のＣｏを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物であるものが特に好ましい。このような合金鋼は、一層優れた強度を有するので、フェース部材の厚みを小さくすることが容易となる。
【００１８】
なお、前記金属層の構成素材としては、Ｓｎ基はんだに対する濡れ性が良好であるものが選定される。このような金属材の好適な例としては、ニッケル、銅、銅合金のいずれかを挙げることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るゴルフクラブヘッドにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
本実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの分解斜視図を図１に示すとともに、接合した状態の縦断面図を図２に示す。このゴルフクラブヘッド１０は、前面（打球面側）に開口部が設けられたヘッド本体１２と、前記開口部を閉塞するように接合されたフェース部材１４とを有するウッド型ゴルフクラブヘッドである。尚、図１および図２中、参照符号１６は、図示しないシャフトを嵌合するためのホーゼル部を示す。
【００２１】
この場合、ヘッド本体１２は、鋳造加工、鍛造加工またはプレス成形加工等によって作製されたチタンまたはチタン合金製の中空体である（図２参照）。チタン合金の好適な例としては、Ｔｉ−６％Ａｌ−４％Ｖ合金（数字は重量％。以下同じ）やＴｉ−１５％Ｖ−３％Ｃｒ−３％Ｓｎ−３％Ａｌ合金、Ｔｉ−１５％Ｍｏ−３％Ａｌ−２．７％Ｎｂ−０．２５％Ｓｉ合金、Ｔｉ−１５％Ｍｏ−５％Ｚｒ−３％Ａｌ合金、Ｔｉ−１３％Ｖ−１１％Ｃｒ−３％Ａｌ合金、Ｔｉ−３％Ａｌ−８％Ｖ−６％Ｃｒ−４％Ｍｏ−４％Ｚｒ合金等を挙げることができる。
【００２２】
ヘッド本体１２の中空内部において、開口部周縁には、フェース部材１４の周縁部が当接する段部１８が突出形成されている。そして、本実施の形態においては、図３に拡大して示すように、この段部１８の側面および開口部周縁に金属層２０が形成されている。
【００２３】
この場合、金属層２０は、ニッケル、銅、銅合金のいずれかからなる。このような金属材からなる金属層２０は、後述するＳｎ基はんだ２２に対する濡れ性が良好である。このため、該Ｓｎ基はんだ２２を介してフェース部材１４に堅牢に接合されるので好適である。
【００２４】
金属層２０は、例えば、電気メッキ、無電解メッキまたは気相メッキ等の各種メッキ法によって形成することができる。なお、金属層２０の厚みは、５〜５０μｍとすればよい。
【００２５】
フェース部材１４は、ゴルフボールを打球する部分に配設される部材であり、上記したように、ヘッド本体１２の前記開口部を閉塞している。この場合、フェース部材１４は、特開平７−１３６３００号公報に開示されている合金鋼からなる。すなわち、該フェース部材１４は、０．０２〜０．２重量％のＣ、０．０５〜１．０重量％のＳｉ、０．０５〜１．０重量％のＭｎ、３．０〜８．０重量％のＮｉ、１０．０〜２５．０重量％のＣｒ、３．０〜８．０重量％のＭｏ、１０．０〜２０．０重量％のＣｏを含み、残部がＦｅおよび不可避的に混入する不純物であり、かつその金属組織の主体がマルテンサイトである合金鋼からなる。
【００２６】
ここで、合金鋼のＣの含有量は、耐蝕性を低下させることなく強度を高めるため、０．０２〜０．２重量％に設定される。ＳｉおよびＭｎの含有量は、夫々脱酸剤としての適当量である０．０５〜１．０重量％である。ＮｉおよびＣｒの含有量は、マルテンサイト主体の金属組織を形成するのに適当な３．０〜８．０重量％および１０．０〜２５．０重量％とする。Ｍｏが３．０重量％未満であると強度が低下し、８．０重量％より多いと靱性が低下する。また、Ｃｏが１０．０重量％より少ないとフェライト組織が多くなり、２０．０重量％より多いとオーステナイト組織が多くなる。いずれの場合も硬度が小さくなる。
【００２７】
このような合金鋼は、一般的なステンレス鋼に比して引張り強度が著しく大きい。このため、必要な強度を維持しながらフェース部材１４を薄肉化することができる。換言すれば、肉厚が小さいながらも破損が生じ難いフェース部材１４を構成することができる。
【００２８】
具体的には、本実施の形態において、フェース部材１４の厚みは１．０〜２．２ｍｍの範囲内であり、一般的なフェース部材の厚みが２．５ｍｍを超えるのに対して著しく小さく設定される。厚みが小さいフェース部材１４は、必然的に重量も小さいため、ゴルフクラブヘッド１０の重量を小さくすることもできる。
【００２９】
この合金鋼の比重は、ステンレス鋼と略同等である。したがって、ステンレス鋼からなるフェース部材と同一面積であれば、肉厚を小さくした分、フェース部材１４に比して重量が小さくなる。すなわち、軽量なゴルフクラブヘッド１０を構成することができる。または、フェース部材１４を軽量化した分、例えば、ヘッド本体１２のソール部の重量を大きくする等、ゴルフクラブヘッド１０の慣性モーメントを大きくするための重量配分を行うようにしてもよい。
【００３０】
一方、フェース部材１４をステンレス鋼からなるフェース部材と同一重量とする場合、フェース部材１４の面積、ひいてはゴルフクラブヘッド１０の体積を大きくすることができる。これにより、ゴルフボールを打球することが容易なゴルフクラブヘッドを構成することができる。
【００３１】
しかも、この合金鋼は、その金属組織の主体がマルテンサイトであるので、フェース部材１４の硬度が高くなる。このため、摩耗や傷の発生を回避することができる。なお、金属組織におけるマルテンサイトの割合は、９５％以上であることが好ましい。
【００３２】
ヘッド本体１２の段部１８とフェース部材１４とは、これらヘッド本体１２とフェース部材１４との間に介在されたＳｎ基はんだ２２によって互いに接合される。
【００３３】
ここで、Ｓｎ基はんだ２２としては、Ａｇの含有量が５重量％以下であるものが使用される。このようなはんだの具体例としては、１９９９年にＪＩＳ  Ｚ３２８２として規定されたＳｎ−３％Ａｇはんだ、Ｓｎ−３．５％Ａｇはんだ、Ｓｎ−４％Ａｇはんだを挙げることができる。
【００３４】
このようなＳｎ基はんだ２２は、溶解された際、段部１８に形成された金属層２０を良好に濡らす一方で、合金鋼（鋼材）からなるフェース部材１４も良好に濡らす。すなわち、段部１８、およびフェース部材１４の周縁部の広範囲に亘って拡がる。このため、溶解されたＳｎ基はんだ２２が固化した際、段部１８とフェース部材１４とが広範囲に亘ってＳｎ基はんだ２２を介して堅牢に接合される。その結果、段部１８とフェース部材１４との接合強度が著しく高くなる。
【００３５】
このように、本実施の形態においては、合金鋼（フェース部材１４）を良好に濡らすＳｎ基はんだ２２を使用する一方で、該Ｓｎ基はんだ２２に対する濡れ性が良好な金属層２０をヘッド本体１２の段部１８に設けるようにしている。このため、段部１８とフェース部材１４との接合部の強度が優れたものとなる。
【００３６】
換言すれば、Ｓｎ基はんだ２２を採用することによって、上記のように優れた強度を有する合金鋼からなるフェース部材１４をヘッド本体１２に確実に接合することができる。このため、フェース部材１４、ひいてはゴルフクラブヘッド１０の軽量化を図ることができるとともに、ゴルフクラブヘッド１０の慣性モーメントを向上させるために重量配分することが容易となる。
【００３７】
しかも、Ｓｎ基はんだ２２は、低温で容易に溶解するという性質を有する。このため、Ｓｎ基はんだ２２を一旦溶融して固化する接合の際、ヘッド本体１２の構成材料である合金鋼や、フェース部材１４の構成材料であるチタンまたはチタン合金の各金属組織の構造が変化することもない。したがって、ヘッド本体１２またはフェース部材１４における強度等の諸特性が低下することを回避することができるという利点もある。
【００３８】
なお、上記した実施の形態においては、ヘッド本体１２の開口部に段部１８を設けるようにしているが、図４に示すように、その形状が開口部に比して大きなフェース部材３０を作製し、該フェース部材３０で開口部を閉塞するようにしてもよい。この場合、図５に拡大して示すように、開口部の前端面に金属層２０を設けるようにすればよい。
【００３９】
いずれの場合においても、金属層２０をヘッド本体１２の全体に亘って形成するようにしてもよい。
【００４０】
また、金属層２０の材質は、ニッケル、銅、銅合金のいずれかに限定されるものではなく、Ｓｎ基はんだ２２に対する濡れ性が良好である金属であればよい。
【００４１】
さらに、金属層２０の形成方法としては、例えば、化学的気相成長（ＣＶＤ）法や物理的気相成長（ＰＶＤ）法等、各種メッキ法以外の成膜方法を採用することもできる。
【００４２】
さらにまた、フェース部材１４、３０は鋼材からなるものであればよく、上記の合金鋼の他、一般的なフェース部材の素材として広汎に使用されている１８Ｎｉ系マルエージング鋼であってもよい。
【００４３】
そして、本発明に係るゴルフクラブヘッドは、アイアン型のゴルフクラブヘッド等、ウッド型以外のものであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フェース部材の材質を鋼材とする一方で、Ｓｎ基はんだに対して濡れ性の良好な金属層をヘッド本体における接合部に設けるようにしている。このため、Ｓｎ基はんだがフェース部材の周縁部、およびヘッド本体の接合部の広範囲に亘って拡がった後に固化するので、固化したＳｎ基はんだを介してフェース部材とヘッド本体とが堅牢に接合される。これにより、フェース部材とヘッド本体との接合強度が著しく優れるようになるという効果が達成される。
【００４５】
したがって、強度に優れた鋼材をフェース部材とすることができるので、耐久性に優れるとともに軽量なゴルフクラブヘッドを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１に示すゴルフクラブヘッドの縦断面図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】別の実施の形態に係るゴルフクラブヘッドの縦断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【符号の説明】
１０…ゴルフクラブヘッド          １２…ヘッド本体
１４、３０…フェース部材          １６…ホーゼル部
１８…段部                        ２０…金属層
２２…Ｓｎ基はんだ
【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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