(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低炭素鋼を熱間鍛造して製造され、フェース部の裏面側に凹部が形成されたゴルフクラブヘッドの製造方法において、
前記フェース部でボールを打撃したときの打撃面を形成するために、互いに略平行で直線の帯状に前記熱間鍛造加工により前記フェース部に複数の凸部を形成する凸部形成工程と、
前記打撃面を形成するために、前記凸部のみを冷間鍛造加工により平坦に押し潰し金属組織の結晶粒を微細化する平面ならし加工工程と、
隣接する前記凸部と凸部との間に、前記凸部の長手方向と略平行にスコアラインを形成するスコアライン形成工程と
からなることを特徴とするゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法において、
前記平面ならし加工された打撃面近傍の前記結晶粒は、１５０μｍの長さの範囲に３８個以上であって平均結晶粒径は約４．０μｍ以下であり、
前記平面ならし加工された近傍以外の結晶粒は、１５０μｍの長さの範囲に３０個以下であって平均結晶粒径は約５．０μｍ以上である
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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴルフクラブヘッドの製造方法に関する。更に詳しくは、フェース部のスコアライン間の表面の結晶粒を圧縮することにより、母材の結晶粒より打撃面の結晶粒を微細化することにより、打感を向上させたゴルフクラブヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブの性能における重要な要素のひとつとして打音、打感がある。アイアンヘッドの場合、低炭素鋼を熱間鍛造して製造する、いわゆる軟鉄を鍛造して製造されたものが打音、打感がよいとされている。アイアンヘッドの形状は、マッスルバックタイプとキャビティバックタイプ等が知られている。キャビティバックタイプは、マッスルバックタイプに比較して打音、打感に劣るとされている。一方、打音、打感を向上させるために、フェース部を高強度化のために焼入れやレーザーでの熱処理を施す方法もあるが、この加熱処理のために表面は硬くなっても母材の鍛造効果が薄れることがある。本出願人は、キャビティバックタイプのアイアンヘッドでも、フェース部の一部分の硬度を冷間鍛造で高めることにより、心地よい打音、打感にすぐれたものを提案した（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、提案したものは、ボールが接触するフェース部を点状に高硬度に形成するものであった。このために、ボールが直接的に接触するインパクトエリアに占める高硬度のエリアの占有率は限界があった。このために、打音、打感の改良も限界があった。他方、フェース部に鍛流線を均一に分布させて良好な打感を得るようにした技術も知られている（特許文献２）。
【０００４】
また、フェース部に形成されたスコアラインは、ボールのスピンに大きな影響を及ぼしている。スコアラインは、フェース部に形成された溝で、インパクトの瞬間にフェース部とボールとの間に挟まる芝や水滴などを逃がし、ボールの密着度を高めて適正なスピンを得るためのものである。このスコアラインの形状は、ルールで規定されている。また、隣接するスコアラインの端と端との間隔は、スコアラインの溝の幅の三倍以上で、且つ０．０７５インチ（１．９０５mm）以上と規定されている。即ち、ボールが直接接触する平面であり、少なくとも溝幅の２倍以上の平坦部であるフェース部が形成されていることになる。この平坦部であるフェース部の改善が打音、打感の改善につながり、引いては摩耗を減らすことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１２８７６５号公報
【特許文献２】特開２００９−２６１９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述したような技術背景のもとになされたものであり、下記の目的を達成する。
本発明の目的は、フェース部の打撃面の結晶粒径を小さくして、打音、打感を向上させたゴルフクラブヘッドの製造方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、フェース部の打撃面における結晶粒が微細化された面積を大きくして、打音、打感を向上させたゴルフクラブヘッド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】
【０００７】
前記課題は以下の手段によって解決される。
即ち、本発明１のゴルフクラブヘッドの製造方法は、低炭素鋼を熱間鍛造して製造され、フェース部の裏面側に凹部が形成されたゴルフクラブヘッドの製造方法において、前記フェース部でボールを打撃したときの打撃面を形成するために、互いに略平行で直線の帯状に前記熱間鍛造加工により前記フェース部に複数の凸部を形成する凸部形成工程と、前記打撃面を形成するために、前記凸部のみを冷間鍛造加工により平坦に押し潰し金属組織の結晶粒を微細化する平面ならし加工工程と、隣接する前記凸部と凸部との間に、前記凸部の長手方向と略平行にスコアラインを形成するスコアライン形成工程とからなることを特徴とする。
【０００８】
本発明２のゴルフクラブヘッドの製造方法は、本発明１において、前記平面ならし加工された打撃面近傍の前記結晶粒は、１５０μｍの長さの範囲に３８個以上であって平均結晶粒径は約４．０μｍ以下であり、前記平面ならし加工された近傍以外の結晶粒は、１５０μｍの長さの範囲に３０個以下であって平均結晶粒径は約５．０μｍ以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、直線帯状の複数の凸部を押し潰して結晶粒を微細化し、凸部と凸部との間にスコアラインを形成しているため、結晶粒が微細化された打撃面の面積が大きくなり、打音、打感が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の製造方法で製造したゴルフクラブヘッドを示し、図１（ａ）は全体正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は、図１（ｂ）のＰ部拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の製造工程を示す説明図であり、図３（ａ）はフェース部に直線の帯状の複数の凸部を形成する凸部形成工程、図３（ｂ）は図３（ａ）の後工程で、凸部を平坦に押し潰す平面ならし加工工程である。
【図４】図４は、図３（ｂ）の後工程を示す説明図であり、図４（ａ）はフェース部をフライス加工して平坦にする機械加工工程、図４（ｂ）は図４（ａ）の後工程で、凸部と凸部との間に凸部の長手方向と略平行にスコアラインを形成するスコアライン形成工程である。
【図５】図５は、製造途中のゴルフクラブヘッドを示し、図３（ａ）の凸部形成工程を施したゴルフクラブヘッドであって、図５（ａ）は全体正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】図６は、図５（ｂ）のＱ部拡大断面図である。
【図７】図７は、本発明の製造方法で製造したゴルフクラブヘッドの顕微鏡写真を示し、図７（ａ）は平面ならし加工後の帯状の凸部の深さ０．２ｍｍの箇所の顕微鏡写真、図７（ｂ）は平面ならし加工後の帯状の凸部と凸部の間の深さ０．２ｍｍの箇所の顕微鏡写真である。
【図８】図８は、本発明の製造方法で製造したゴルフクラブヘッドの顕微鏡写真を示し、ソール部の中心部の顕微鏡写真である。
【図９】図９は、結晶粒が微細化された打撃面とスコアラインとが、交互に、かつ、平行に形成されていることを示している。
【図１０】図１０は、製造途中のゴルフクラブヘッドの写真を示し、図３（ｂ）の平面ならし加工工程を施したゴルフクラブヘッドを研磨して鏡面仕上げし、ナイタール腐食液でエッチングした写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の製造方法で製造したゴルフクラブヘッドを示し、図１（ａ）は全体正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面図、図２は図１（ｂ）のＰ部拡大断面図である。図１から図２に示すゴルフクラブヘッド１はアイアンゴルフクラブヘッドであって、背面に凹部１１が形成されたキャビティバックタイプのアイアンゴルフクラブヘッドである。ゴルフクラブヘッド１の正面にはボールを打撃するための打撃面を有するフェース部１２、シャフト側にシャフト接続部であるホーゼル部１３、上部にトップ部１４、前部にトウ部１５、地面に接する下部にソール部１６、後部にヒール部１７が形成され、このゴルフクラブヘッド１のホーゼル部１３には、図示しないシャフトが挿入されて接続される。
【００１２】
フェース部１２には、トウヒール方向を長手方向とし、トウヒール方向と交差する方向に等間隔で互いに平行に、１２本のスコアライン（溝）２が形成されている。スコアライン２の深さＤ（図２参照）は０．３ｍｍで、台形に形成されている。ゴルフクラブヘッド１の材質はＳ１０Ｃ〜Ｓ３０Ｃの低炭素鋼である。
【００１３】
次に、上記したゴルフクラブヘッド１の製造方法を説明する。図３（ａ）はフェース部１２に直線の帯状の複数の凸部を形成する凸部形成工程である。図３（ａ）に示すように、ゴルフクラブヘッド１の平坦なフェース部１２に、熱間鍛造加工でポンチ３を押し付ける。ポンチ３には、互いに平行で直線の帯状に１３本の断面弧状凹部３１が等間隔に形成されている。
【００１４】
図５は、図３（ａ）の凸部形成工程を施したゴルフクラブヘッド１であって、図５（ａ）は全体正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ断面図、図６は、図５（ｂ）のＱ部拡大断面図である。図５、図６に示すように、図３（ａ）の凸部形成工程によって、フェース部１２には、トウヒール方向を長手方向とし、トウヒール方向と交差する方向に互いに平行で直線の帯状に、１３本の断面弧状凸部４が等間隔に形成されている。断面弧状凸部４の幅Ｗ（図６参照）は１．９５ｍｍ、高さＨは０．１５ｍｍである。
【００１５】
図３（ｂ）は図３（ａ）の後工程を示す説明図であり、断面弧状凸部４を平坦に押し潰す平面ならし加工工程である。図３（ｂ）に示すように、ゴルフクラブヘッド１の断面弧状凸部４に、冷間鍛造加工でポンチ５を押し付けて断面弧状凸部４を押し潰し、断面弧状凸部４の金属組織の結晶粒を微細化する。ポンチ５には、平坦な押圧面５１が形成されている。
【００１６】
図４（ａ）は図３（ｂ）の後工程を示す説明図であり、フェース部１２をフライス加工して平坦にする機械加工工程である。図３（ｂ）の平面ならし加工工程で、断面弧状凸部４を平坦に押し潰しても、スプリングバック現象によって、高さが０．０２?０．０３ｍｍの微小凸部４１がフェース部１２に残る。図４（ａ）に示すように、フェース部１２をフライス工具６で機械加工し、微小凸部４１を削り落としてフェース部１２を平坦にする。
【００１７】
図４（ｂ）は図４（ａ）の後工程を示す説明図であり、隣接する微小凸部４１と微小凸部４１との間に微小凸部４１の長手方向と平行にスコアラインを形成するスコアライン形成工程である。図４（ａ）の機械加工工程で微小凸部４１は削り落とされ、フェース部１２は平坦になっているので、実際の工程としては、隣接する微小凸部４１が有った位置の間にスコアラインを形成する。すなわち、図４（ｂ）に示すように、ゴルフクラブヘッド１の平坦なフェース部１２に、圧印加工（コイニング）でポンチ７を押し付ける。ポンチ７には、隣接する微小凸部４１と微小凸部４１との間になるように、微小凸部４１と平行で直線の帯状に、１２本の断面台形凸部７１が等間隔に形成されている。図４（ｂ）のスコアライン形成工程が完了すると、図１、図２に示すように、隣接する微小凸部４１と微小凸部４１が有った位置の間に、１２本のスコアライン２が形成され、その後に研磨やめっきなどの仕上げを行い、ゴルフクラブヘッド１の製造工程が完了する。
【００１８】
図７は上記した本発明の製造方法で製造したゴルフクラブヘッド１の顕微鏡写真を示し、図７（ａ）は平面ならし加工後の帯状の微小凸部４１が有った位置の深さ０．２ｍｍの箇所の顕微鏡写真、図７（ｂ）は平面ならし加工後の帯状の微小凸部４１と微小凸部４１が有った位置の間（スコアライン２を形成する位置）の深さ０．２ｍｍの箇所の顕微鏡写真である。図８は本発明の製造方法で製造したゴルフクラブヘッド１の顕微鏡写真を示し、ソール部１６の位置の中心部の顕微鏡写真である。図７、図８は倍率が２００倍である。図７、図８で白く見える結晶粒がフェライト結晶粒で、黒く見える結晶粒がパーライト結晶粒である。
【００１９】
図７、図８の顕微鏡写真から、ＪＩＳで規定するラインインターセプト法（線分法）で平均結晶粒径を求めた。ラインインターセプト法とは、顕微鏡写真上に直線を描き、各粒子を横切る直線部分の長さの平均値を算出して、これを平均結晶粒径とする方法である。その結果、図７（ａ）の微小凸部４１が有った位置の結晶粒は、１５０μｍの長さの範囲に４０個の結晶粒が有り、平均結晶粒径が３．７５μｍであった。また、図７（ｂ）の微小凸部４１と微小凸部４１が有った位置の間（スコアライン２を形成する位置）の結晶粒は、１５０μｍの長さの範囲に３５個の結晶粒が有り、平均結晶粒径が４．３μｍであった。
【００２０】
さらに、図８のソール部１６の位置（母材の位置）の結晶粒は、１５０μｍの長さの範囲に２７個の結晶粒が有り、平均結晶粒径が５．６μｍであった。図９は、結晶粒が微細化された打撃面４２とスコアライン２とが、交互に、かつ、平行に形成されていることを示している。すなわち、微細化された打撃面４２とスコアライン２とを交差することなく平行に形成することで、微小凸部４１が有った位置がスコアライン形成によって消失することなく全て結晶粒が微細化された打撃面となるため、フェース部１２における結晶粒が微細化された打撃面の面積の占有率が大きくなり、打音、打感が向上するとともに、打撃面の高強度化、高靱性化が図れる。
【００２１】
図１０は製造途中のゴルフクラブヘッド１の写真を示し、図３（ｂ）の平面ならし加工工程を施したゴルフクラブヘッド１を研磨して鏡面仕上げし、ナイタール腐食液でエッチングした写真である。図１０に示すように、１３本の微小凸部４１が有った位置は黒く変色して縞状になり、１３本の微小凸部４１が他の位置よりも結晶粒が微細化されていることが確認できた。
【００２２】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこの実施例に限定されることはない。例えば、前述した実施例では、平面ならし加工工程の後にスコアライン形成工程を行っているが、凸部形成工程の後にスコアライン形成工程を行い、その後に、凸部を平坦に押し潰す平面ならし加工工程を行ってもよい。また、スコアライン形成工程を圧印加工（コイニング）によって行っているが、ミーリング工具等による切削加工によって行っても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１…ゴルフクラブヘッド
１１…凹部
１２…フェース部
１３…ホーゼル部
１４…トップ部
１５…トウ部
１６…ソール部
１７…ヒール部
２…スコアライン
３…ポンチ
３１…断面弧状凹部
４…断面弧状凸部
４１…微小凸部
４２…結晶粒が微細化された打撃面
５…ポンチ
５１…押圧面
６…フライス工具
７…ポンチ
７１…断面台形凸部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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