(57)【要約】【課題】ベース素材に限定されることなく、金属製クラブヘッドの機械的性質が容易に改善できるようにする。【解決手段】クラブヘッド本体１に、合金部９を局部的に配設してクラブヘッドの機械的性質を改善するようにしたゴルフクラブであり、合金部９は本体部と異種金属との合金からなる。合金部９は、例えばクラブヘッドに粉粒状の異種金属を載せ、異種金属の上から電子ビーム、レーザなどの高密度エネルギーを照射して異種金属ごとクラブヘッドを溶融し、冷却することで得られる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッド本体部との合金からなる異種金属が、ヘッド本体部に局部的に配設された金属クラブヘッドを備えたことを特徴とするゴルフクラブ。
【請求項２】
成形金属製クラブヘッドに高密度エネルギーを照射してクラブヘッドを局部的に溶融し、その溶融部にクラブヘッドと異なる金属を溶融添加して異種金属をクラブヘッドに局部的に配設することを特徴とするゴルフクラブの製造方法。
【請求項３】
クラブヘッドに粉粒状の異種金属を載せ、異種金属の上から高密度エネルギーを照射して異種金属ごとクラブヘッドを溶融し、クラブヘッドに異種金属を溶融添加することを特徴とする請求項２記載のゴルフクラブの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴルフクラブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴルフクラブの金属製ヘッドは、強度、硬度、伸びなどの機械的性質を改善するため、ベースとなる金属素材に適宜の元素を添加して合金化すると共に、熱処理などを加えることで、ベース素材の数倍の強度にまで改善されている。
【０００３】
例えば、成形した軟鉄製のアイアンヘッドを８００〜９５０℃に加熱し、固体浸炭、液体浸炭、ガス浸炭などの方法により、アイアンヘッドのフェイス表面部分に炭素を０．０３〜２．１％の範囲で含浸（すなわち浸炭）させることで表面層にセメンタイト（Ｆｅ３Ｃ）を形成し、いわゆる「生金」を「鋼」に変化させて強度と硬度を大幅に増加させ、反発特性、耐摩耗性などの改善が図られている（以下、第１の改質方法）。
【０００４】
また、比重が鉄の半分程度のＴｉは、表１に示したように合金化し、熱処理することでその抗張力、耐力などは大幅に改善される。そのため、各種Ｔｉ合金を鋳造（ロストワックス法）または鍛造（プレスフォーミング法）、あるいは両者の組合せに依る方法で先ずヘッドを作り、全体を熱処理することで、抗張力や硬度が高められている（以下、第２の改質方法）。
【０００５】
【表１】
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【０００６】
また、Ｔｉ合金をベースとしたヘッドなどにおいては、前記第２の改質方法により製造した溶体化時効処理済ヘッドのフェイス周辺部を再加熱してその部分の硬度を落とし、中央部分は硬く、その周辺を柔構造とすることで耐久性と反発特性とを改善する方法も知られている（以下、第３の改質方法）。
【０００７】
さらには、ヘッド本体部分を比重の大きい鉄系素材で作り、打面に比重の小さいＴｉフェースをカシメなどの手法で嵌合させ、ワイドスイートスポットのクラブヘッドを作ることも行われている（以下、第４の改質方法）。
【０００８】
しかし、金属ヘッドの強度と硬度を浸炭により高める第１の改質方法は、鉄系材料には有効であるが、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｇなどの軽量素材には適用することができない。また、成形済ヘッド全体を熱処理して強度と硬度を高める第２の改質方法は、ヘッド全体の強度を一律に高めることはできるが、部分的強化を図ることはできない。また、全体の強度が一律に高められたヘッドを部分的に再加熱してなます第３の改質方法は、入熱量の制御が困難であるため、所望の硬度分布を得るのことが困難である。また、所要の機械的性能を備えたフェイス部材を本体部にかしめなどの方法により嵌合させる第４の改質方法は、強度と硬度が不足する、と言った問題点があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、ベース素材に限定されることなく、金属製ヘッドの機械的性質が容易に改善できるようにする必要があり、それが解決すべき課題となっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記従来技術の課題を解決するため、ヘッド本体部との合金からなる異種金属が、ヘッド本体部に局部的に配設された金属クラブヘッドを備えるようにしたゴルフクラブと、
【００１１】
成形金属製クラブヘッドに高密度エネルギーを照射してクラブヘッドを局部的に溶融し、その溶融部にクラブヘッドと異なる金属を溶融添加して異種金属をクラブヘッドに局部的に配設するようにしたゴルフクラブの製造方法と、
【００１２】
前記ゴルフクラブの製造方法において、クラブヘッドに粉粒状の異種金属を載せ、異種金属の上から高密度エネルギーを照射して異種金属ごとクラブヘッドを溶融し、クラブヘッドに異種金属を溶融添加するようにしたゴルフクラブの製造方法と、
を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３に示した本発明のゴルフクラブ１００においては、クラブヘッド本体１のクラブフェイス２中央部分はＴｉ基材からなる合金となっている。
【００１４】
すなわち、背面が深く掘り込まれたいわゆるキャビティアイアンの、例えば肉厚２．５ｍｍのクラブフェイス２は、スイートスポット３では深さ１．２ｍｍの範囲で、その周囲の領域４では深さ０．８ｍｍの範囲で、さらにその周囲の領域５の部分では深さ０．４ｍｍの範囲で、それぞれ平均値で６％のＡｌと４％のＶを含むＴｉ系合金であり、その他の部分は金属Ｔｉである。
【００１５】
そして、溶体化時効処理がなされて、合金部分は抗張力１１７０ＭＰａ、耐力１１００ＭＰａ、伸び１０％程度のα−β合金となっている。
【００１６】
上記構成のクラブヘッド本体１は、例えば先ず展延性に富んだ金属Ｔｉを用いて所用の形状のクラブヘッドを形成し、さらに例えば図４に示したようにそのクラブフェイス２の表面に、例えば粒径１０４〜２０８μｍ（１５０〜６５メッシュ）に調整した６０％Ａｌ−４０％Ｖの混合金属粉６を所要の密度に盛り、その混合金属粉６の上から例えば直径２ｍｍ程度の電子ビーム７を照射し、混合金属粉６ごとクラブヘッド本体１を局部的に溶融・合金化することで、局部的に所要成分のＴｉ系合金が得られる。
【００１７】
同一成分の合金をスイートスポット３、領域４、５で異なる厚みに形成する方法としては、例えば同一成分の混合金属粉６を、スイートスポット３、領域４、５でそれぞれ所要の密度に盛っておき、溶融させるために走査する電子ビーム７を領域毎にその出力を変化させることで可能となる。すなわち、基材の金属Ｔｉと混合金属粉６とは、狭い溶融部８内で攪拌され、所要成分の合金となる。
【００１８】
なお、電子ビーム７を照射してクラブヘッド本体１を混合金属粉６ごと局部的に溶融し合金化する工程は、溶融金属の酸化および窒化を防止する観点からと、電子ビーム照射時に急膨張する気体（空気）により粉粒体６が飛散するのを防止する観点から、０．１Ｐａ以上の真空中で行う。
【００１９】
また、クラブヘッド本体１を混合金属粉６ごと局部的に溶融・合金化した後は、共析相を形成して機械的強度を高めるために、例えば冷却したアルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガスを吹き付けるなどして急冷する。
【００２０】
クラブフェイス２の肉厚が２．５ｍｍと薄い本発明のゴルフクラブ１００においては、例えば図３に示したようにゴルフボール２００を図面左側から右方向に打つと、クラブフェイス２は図面左側に比較的大きく撓み、その撓みがクラブフェイス素材の高い抗張力により瞬時に元に戻るときのクラブフェイス２の変形スピードがクラブヘッド本体１のスピードに加算されるので、ゴルフボール２００にはインパクト時に極めて大きな力が作用する。
【００２１】
しかも、当初は図面左側に比較的大きく撓み、その撓みが素材の高い抗張力により元に戻り、さらにその反動で図面右側にまで撓む間中、クラブフェイス２はゴルフボール２００に接し（クラブフェイス２がゴルフボール２００に接している時間はスイングスピードにも拠る）、その間はゴルフボール２００に力が作用し続け、すなわち力積は増加し続けてゴルフボール２００の運動量を増加させるので、ゴルフボール２００の飛距離は大きく延びる。
【００２２】
そして、上記構成の本発明のゴルフクラブ１００においては、クラブフェイス２の背面側には展延性に富んだ金属Ｔｉが焼きなまされた状態で残されているので、インパクト時のクラブフェイス２の打面側には強い圧縮応力が作用し、背面側には強い引張り応力が作用するが、その強い引っ張り応力が作用する背面側で割れが発生することがない。
【００２３】
なお、クラブフェイス２全体を例えば溶体化時効処理して製造された従来のゴルフクラブにおいては、クラブフェイス２背面側の伸びが小さいため、インパクト時の高衝撃、大変形に追従することができず、フェイス割れが発生し易い。
【００２４】
ところで、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００２５】
例えば、クラブフェイス２の両面に合金部９を薄く（例えば０．５ｍｍ以下）形成して高反発とマイルドな打感を備えたクラブとしたり、クラブヘッド本体１のソール１０の接地面、ブレード１１の角部などに硬い異種金属を溶融添加してその部分の硬度を高め、耐摩耗性に優れたクラブとすることも可能である。
【００２６】
また、スイートスポット３、領域４、５それぞれに異なる成分の混合金属粉６を同一若しくは異なる密度に盛っておき、電子ビーム７を同一若しくは異なる出力で照射して、クラブヘッド本体１と混合金属粉６とを局部的に溶融し、合金化することも可能である。
【００２７】
また、電子ビーム７の代わりにレーザを照射して混合金属粉６ごとクラブヘッド本体１を局部的に溶融し、クラブヘッド本体１に異種金属を配設することも可能である。
【００２８】
また、混合金属粉６は、純金属同士の混合物でなく、複数の金属を所要の比率で溶解・製造した合金であっても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明はヘッド本体部との合金からなる異種金属がヘッド本体部に局部的に配設された金属クラブヘッドを備えるようにしたゴルフクラブであるので、例えばクラブフェイスの打面にはクラブヘッド本体とは異なる異種金属を配設して、その部分の強度と硬度を高め、その背面側は伸びの大きい金属のままとして、フェイス割れが起こらず、大きな飛距離が得られるゴルフクラブとしたり、ソールの接地面、ブレードの角部などに硬い異種金属を溶融添加してその部分の硬度を高め、耐摩耗性に優れたクラブとすることが可能である。
【００３０】
また、本発明は成形金属製クラブヘッドに高密度エネルギーを照射してクラブヘッドを局部的に溶融し、その溶融部にクラブヘッドと異なる金属を溶融添加して異種金属をクラブヘッドに局部的に配設するようにしたゴルフクラブの製造方法であり、さらにクラブヘッドに粉粒状の異種金属を載せ、異種金属の上から高密度エネルギーを照射して異種金属ごとクラブヘッドを溶融し、クラブヘッドに異種金属を溶融添加するようにしたゴルフクラブの製造方法であるので、軟鉄、純Ｔｉなどの成形し易い素材を用いて所要の形状にクラブヘッドを成形し、その後に所望の部位に所望の合金を配設することができるので、製造し易い。特に、多品種少量生産に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゴルフクラブの説明図である。
【図２】本発明のゴルフクラブの断面説明図である。
【図３】インパクト時の説明図である。
【図４】製造方法の説明図である。
【図５】異種金属を配設する部位を示す説明図であり（Ａ）はアイアンの例、（Ｂ）はメタルドライバーウッド、メタルフェアウエーウッドなどの例である。
【符号の説明】
１　クラブヘッド本体
２　クラブフェイス
３　スイートスポット
４、５　領域
６　混合金属粉
７　電子ビーム
８　溶融部
９　合金部
１０　ソール
１１　ブレード
１００　ゴルフクラブ
２００　ゴルフボール
【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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