(57)【要約】【課題】強化された表面強度及び表面硬度を有するゴルフクラブヘッドを製造することができるとともに、製造の複雑さ及びコストを低減させることができるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供することにある。【解決手段】本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、バネ鋼の棒材を、対向するフェース部とバック部とを有するヘッド本体に成形する工程と、８００〜１０００℃の焼入れ温度にて、焼入れ媒体で前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行う工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バネ鋼の棒材を鍛造して、対向するフェース部とバック部とを有するヘッド本体を成形する工程と、８００〜１０００℃の焼入れ温度にて、焼入れ媒体をもって前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行う工程とを含む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】
前記ヘッド本体全体に対して前記焼入れ処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記ヘッド本体全体を前記焼入れ媒体に５〜３０秒間浸して前記焼入れ処理を行うことを特徴とする、請求項２に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記ヘッド本体のフェース部に対して前記焼入れ処理を行うことを特徴とする、請求項１に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記ヘッド本体のバック部に対して前記焼入れ処理を行うことを特徴とする、請求項４に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項６】
ノズルによって前記焼入れ媒体を５〜２０Ｌ／ｍｉｎの噴出量で前記ヘッド本体へ噴出して前記焼入れ処理を行うことを特徴とする、請求項４または５に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項７】
温度が５〜４０℃である流体を前記焼入れ媒体として、前記ヘッド本体に対して前記焼入れ処理を行うことを特徴とする、請求項１、２、４または５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記ヘッド本体を鍛造して成形した後、前記ヘッド本体のフェース部に複数の溝を成形し、次に、前記ヘッド本体に対して前記焼入れ温度にて前記焼入れ処理を行うことを特徴とする、請求項１、２、４または５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記ヘッド本体のフェース部を押圧して前記複数の溝を成形することを特徴とする、請求項８に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記ヘッド本体が焼入れ処理された後、前記ヘッド本体のフェース部に複数の溝を成形することを特徴とする、請求項１、２、４または５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記ヘッド本体のフェース部をフライスして前記複数の溝を成形することを特徴とする、請求項１０に記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記バネ鋼の棒材が、０．８〜１．１重量％のクロム、０．６５〜０．９５重量％のマンガン、０．４７〜０．５５重量％の炭素、０．１５〜０．３５重量％のケイ素、０．１５〜０．２５重量％のバナジウム、０．０３重量％以下の硫黄、０．０３重量％以下のリン、０．０５重量％以下の酸素、０．０５重量％以下の窒素及び残部となる鉄を含むことを特徴とする、請求項１、２、４または５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行い、前記ヘッド本体の表面硬度をＨＶ２６７〜７００に達させることを特徴とする、請求項１、２、４または５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行い、前記ヘッド本体の引張強度を２４０〜３１０ｋｓｉに達させることを特徴とする、請求項１、２、４または５のいずれかに記載のゴルフクラブヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行い、前記ヘッド本体の降伏強度を２００〜２４０ｋｓｉに達させることを特徴とする、請求項１、２、４または５のいずれかに記載の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し、特に、向上した強度及び硬度を有するゴルフクラブヘッドを製造するのに用いられるゴルフクラブヘッドの製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のゴルフクラブヘッドの製造方法は、棒材を鍛造により、ゴルフボールを打撃するのに用いるフェース部を有するクラブヘッドの形状に成形させるものである。しかしながら、単に鍛造を用いたゴルフクラブヘッドの製造方法により製造して得られるゴルフクラブヘッドは、特に、フェース部において、表面強度及び表面硬度が不足するため、ゴルフクラブヘッドには、打撃回数を重ねるごとに変形するなどの問題があり、ゴルフクラブヘッドの打撃性能に悪影響を及ぼしてしまう。
【０００３】
もう一つの従来のゴルフクラブヘッドの製造方法は、予めヘッド本体とフェース部材とをそれぞれ成形し、次に、溶接によって前記ヘッド本体とフェース部材とを結合し、２ピースクラブヘッドを得ていた。これにより、より高い表面強度及び表面硬度を有するフェース部材をフェースとし、それまでの２ピースクラブヘッドの打撃回数を重ねるごとに変形する問題を避けることができるものであった。しかし、溶接工程が増加されるため、２ピースクラブヘッドの製造の複雑さを増すと共に、２ピースクラブヘッドの製造コストをも上げてしまうという問題を有していた。これに鑑みて、従来のゴルフクラブヘッドの製造方法には改善する必要があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】台湾公告第Ｉ２７０４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、強化された表面硬度及び表面強度を有するゴルフクラブヘッドを製造して得ることができるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、さらに、製造して得られるゴルフクラブヘッドの表面強度及び表面硬度を十分に維持するとともに、製造の複雑さ及びコストを低減させることができるゴルフクラブヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるゴルフクラブヘッドの製造方法は、バネ鋼の棒材を鍛造し、対向するフェース部とバック部とを有するヘッド本体に成形する工程と、８００〜１０００℃の焼入れ温度にて、焼入れ媒体をもって前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行う工程とを含む。
【０００８】
本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法はまた、前記ヘッド本体全体に対して前記焼入れ処理を行うこともできる。
【０００９】
また、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記ヘッド本体全体を前記焼入れ媒体に５〜３０秒間浸して前記焼入れ処理を行うこともできる。
【００１０】
本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法はまた、前記ヘッド本体のフェース部に対して前記焼入れ処理を行うこともできる。
【００１１】
さらに、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記ヘッド本体のバック部に対して前記焼入れ処理を行うこともできる。
【００１２】
また、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、ノズルによって前記焼入れ媒体を５〜２０Ｌ／ｍｉｎの噴出量で前記ヘッド本体へ噴出して前記焼入れ処理を行うこともできる。
【００１３】
また、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、温度が５〜４０℃である流体を前記焼入れ媒体として、前記ヘッド本体に対して前記焼入れ処理を行うこともできる。
【００１４】
また、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記ヘッド本体を鍛造して成形した後、前記ヘッド本体のフェース部に複数の溝を成形し、次に、前記ヘッド本体に対して前記焼入れ温度にて前記焼入れ処理を行うこともできる。
【００１５】
さらにまた、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記ヘッド本体のフェース部を押圧して前記複数の溝を成形することもできる。
【００１６】
さらに、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記ヘッド本体が焼入れ処理された後、前記ヘッド本体のフェース部に複数の溝を成形することもできる。
【００１７】
本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法はまた、前記ヘッド本体のフェース部をフライスして前記複数の溝を成形することもできる。
【００１８】
また、本発明によるゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記バネ鋼の棒材が、０．８〜１．１重量％のクロム、０．６５〜０．９５重量％のマンガン、０．４７〜０．５５重量％の炭素、０．１５〜０．３５重量％のケイ素、０．１５〜０．２５重量％のバナジウム、０．０３重量％以下の硫黄、０．０３重量％以下のリン、０．０５重量％以下の酸素、０．０５重量％以下の窒素及び残部となる鉄を含むものであってもよい。
【００１９】
また、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行い、前記ヘッド本体の表面硬度をＨＶ２６７〜７００に達させることもできる。
【００２０】
本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法はまた、前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行い、前記ヘッド本体の引張強度を２４０〜３１０ｋｓｉに達させることもできる。
【００２１】
さらに、本発明のゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行い、前記ヘッド本体の降伏強度を２００〜２４０ｋｓｉに達させることもできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行うことにより、前記ヘッド本体の結晶相を変化させるので、得られるゴルフクラブヘッドの表面硬度及び表面強度を向上させることができるという本発明の効果を有する。
【００２３】
本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法により製造されるゴルフクラブヘッドは、強化された表面硬度及び表面強度を有するので、従来の２ピースクラブヘッドに取って代わることができるとともに、従来の２ピースクラブヘッドを製造するゴルフクラブヘッドの製造方法に比べ、本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、溶接工程を省くことができるので、製造の複雑さを低下させる効果を達するとともに、製造コストを低減させる効果をも達する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ゴルフクラブヘッドの深度に応じた硬度の分布図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の一形態について、以下、図面を参照して説明する。
【００２６】
本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、鍛造工程及び焼入れ処理工程を含み、これにより利用者がゴルフボールを打撃するのに用いられるゴルフクラブヘッドを得ることができる。
【００２７】
詳しく述べると、前記鍛造工程は、バネ鋼の棒材を鍛造することによりヘッド本体を得る。前記ヘッド本体は概してゴルフクラブヘッドの外形を成し、すなわち、前記ヘッド本体は対向するフェース部及びバック部を有することができる。前記ヘッド本体は、後に焼入れ処理工程を経てゴルフクラブヘッドとなった後、前記フェース部がゴルフクラブヘッドにおいて打撃する際にゴルフボールに接触する部分となる。また、前記ヘッド本体はさらにホーゼル部を含み、前記ホーゼル部はフェース部及びバック部に連接し、利用者が打撃する際に握るシャフトを連接するのに用いられる。この構成については、当業者が容易に理解できるため、ここではその説明を省略する。
【００２８】
前記バネ鋼の棒材として、例えば表１に示されるＳＵＰシリーズのバネ鋼材料を選択することができ、かつ、８００〜１０００℃の高温にて、順次に据え込み、荒打ち及び仕上げ打ちを行い、前記ヘッド本体を得る。鍛造工程の温度を８００℃より高くすることにより、鍛造工程における圧力を低下させることができ、また、鍛造工程の温度を１０００℃より高くしてはならず、そうでなければ、前記バネ鋼の棒材は鍛造工程において脱炭してしまうという問題が発生してしまう。本実施例においては、表１に示されるＳＵＰ１０のバネ鋼材料（０．８〜１．１重量％のクロム、０．６５〜０．９５重量％のマンガン、０．４７〜０．５５重量％の炭素、０．１５〜０．３５重量％のケイ素、０．１５〜０．２５重量％のバナジウム、０．０３重量％以下の硫黄、０．０３重量％以下のリン、０．０５重量％以下の酸素、０．０５重量％以下の窒素及び残部の鉄を含む）を８００℃の高温にて鍛造し、前記ＳＵＰ１０のバネ鋼材料がクロムとバナジウムとを含むことにより、前記焼入れ工程後に、より高い表面硬度及び表面強度を有するゴルフクラブヘッドを得ることができる。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
前記焼入れ処理工程は、ヘッド本体に対して急速な冷却処理を行い、ヘッド本体の結晶相を変化させる（すなわち、マルテンサイトの組織を形成する）ので、得られるゴルフクラブヘッドの表面硬度及び表面強度を向上させることができる。なお、前記焼入れ処理工程は、ヘッド本体の温度を一定の焼入れ温度に維持し、次に、焼入れ媒体をもってヘッド本体に対して全体的に或いは局部的に焼入れ処理を行い、例えば、前記ヘッド本体全体（好ましくは、前記ホーゼル部を除くヘッド本体）、前記ヘッド本体のフェース部、或いは前記ヘッド本体のフェース部及びバック部に対して焼入れ処理を行うことにより、ゴルフクラブヘッドの表面硬度及び表面強度を向上させることができる。
【００３１】
前記焼入れ温度は、例えば前記鍛造工程と同様に、８００〜１０００℃を選択しても良く、これにより鍛造工程後に、前記焼入れ媒体をもって前記ヘッド本体に対して直接焼入れ処理を行うことができる。または、前記ヘッド本体を改めて加熱することを選択し、前記ヘッド本体が８００〜１０００℃の焼入れ温度に達した後、次に、焼入れ媒体をもって前記ヘッド本体に対して焼入れ処理を行ってもよい。
【００３２】
また、前記焼入れ媒体は、前記焼入れ温度に比べて低い温度を有する流体、例えば、５〜４０℃の水或いはオイルを選択することができる。例えば、前記ヘッド本体全体に対して焼入れ処理を行う際、前記ヘッド本体全体（前記ホーゼル部を除くヘッド本体）を前記焼入れ媒体に５〜３０秒間浸してもよく、好ましくは前記ヘッド本体全体を前記焼入れ媒体に２０秒間浸す。これにより、製造されるゴルフクラブヘッドの変形抵抗能力を向上させ、ゴルフクラブヘッドが打撃の際に、打撃される前記ゴルフボールにさらに大きなスピンを与えることができる。前記ヘッド本体の局部（すなわち、前記フェース部、或いは前記フェース部及び前記バック部）に対して焼入れ処理を行う際、ノズルによって前記焼入れ媒体を前記ヘッド本体へ噴出し（噴出量は約５〜２０Ｌ／ｍｉｎであり、前記焼入れ処理工程にて優れた急速冷却効率に達するように、好ましくは１２Ｌ／ｍｉｎである）、前記フェース部に対して焼入れ処理を行うことにより、製造されるゴルフクラブヘッドの弾性変形能力を向上させることができる。また、前記フェース部及び前記バック部に対して同時に焼入れ処理を行うことにより、前後が比較的硬く、中央が比較的軟らかいゴルフクラブヘッドを製造することができ、前記ゴルフクラブヘッドが打撃の際に、打撃される前記ゴルフボールにさらに大きなバックスピンを与えることができる。
【００３３】
上述した焼入れ処理工程により、前記ヘッド本体の表面硬度をＨＶ２６７〜７００に達させ、前記ヘッド本体の引張強度を２４０〜３１０ｋｓｉに達させ、そして、前記ヘッド本体の降伏強度を２００〜２４０ｋｓｉに達させることができるので、最終的に、高い表面硬度及び高い表面強度を有するゴルフクラブヘッドを得ることができる。
【００３４】
また、本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、さらに、前記ヘッド本体のフェース部に複数の溝を成形する溝成形工程を含んでも良い。
【００３５】
前記ゴルフクラブヘッドの製造方法における鍛造工程の後で、焼入れ処理工程の前に溝成形工程を行うことができる。すなわち、前記ヘッド本体を鍛造して成形した直後、ヘッド本体のフェース部に複数の溝を成形する。この場合、押圧成形により複数の溝を成形することができる。次に、前記溝成形工程の後、改めてヘッド本体を加熱する（例えば、高周波加熱によりヘッド本体を加熱する）ことにより、前記焼入れ処理工程を行う。本実施例において、圧力を２５０〜３５０Ｔとし、押圧時間を１〜５秒とする条件で前記の複数の溝を成形し、次に、ヘッド本体を挟持し、３〜１０ｍｍ／ｓの速度でヘッド本体を移動させ、高周波加熱を行った後、高周波加熱コイルを取り除き、続いて前記の焼入れ処理工程を行う。
【００３６】
また、前記ゴルフクラブヘッドの製造方法において、順次に鍛造工程、焼入れ処理工程及び溝成形工程を行なっても良い。この場合、焼入れ処理されたヘッド本体は高い表面強度及び高い表面硬度を有するため、上述した押圧成形によって複数の溝を成形することには適さないので、フライスなどの切削方法によりヘッド本体のフェース部に複数の溝を成形することが好ましい。
【００３７】
本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、前記焼入れ処理工程により、強化された表面硬度及び表面強度を有するゴルフクラブヘッドを確実に製造して得ることができることを証明するために、以下の試験を行った。
【００３８】
（Ａ）機械的性質
本試験は、前記バネ鋼の棒材としてＳＵＰ１０バネ鋼材料を選択し、それぞれ９００〜９５０℃（Ａ１組）及び８００〜８５０℃（Ｂ１組）の鍛造温度にて鍛造して前記ヘッド本体をそれぞれ成形させ、次に、同じく９００〜９５０℃（Ａ１組）及び８００〜８５０℃（Ｂ１組）の焼入れ温度にて前記焼入れ処理をそれぞれ行い、最後に、製造されたゴルフクラブヘッドに対して引張強度、降伏強度及び硬度を測定した。その測定結果を表２に記す。本試験はさらに、前記焼入れ処理されずに製造された（すなわち、室温において自然冷却された）ゴルフクラブヘッド（Ａ０組及びＢ０組）をコントロールグループとして用意して同様に測定した。
【００３９】
【表２】
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【００４０】
表２に示されるように、自然冷却したＡ０組、Ｂ０組に比べ、前記焼入れ処理されたＡ１組、Ｂ１組は確実に引張強度、降伏強度及び硬度を向上させることができ、本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、得られるゴルフクラブヘッドの表面硬度及び表面強度を確実に向上させることができることが証明された。
【００４１】
（Ｂ）硬度の分布
本試験は、本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法により製造されたゴルフクラブヘッドに対し、深度に応じた硬度の分布を測った。その測定結果を図１に示す。ここにおいて、深度は前記ゴルフクラブヘッドの打撃表面（すなわち、フェース部においてゴルフボールに接触する外表面）からゴルフクラブヘッドの中心へ向かう深度を指す。
【００４２】
図１に示されるように、破線は前記鍛造工程を経て製造されたヘッド本体の硬度を表しており、その値は約２１５ＨＶであった。前記焼入れ処理工程を経たゴルフクラブヘッドは、打撃表面に近接する箇所の硬度が１．８〜２．７５倍に向上し、かつ、硬化深度が０．９ｍｍ以下に達している（図１の実線に示されるとおりである）。よって、本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、得られるゴルフクラブヘッドの表面硬度及び表面強度を向上させることができることが証明された。
【００４３】
以上により、本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、ヘッド本体に対して焼入れ処理を行うことにより、ヘッド本体の結晶相を変化させるので、得られるゴルフクラブヘッドの表面硬度及び表面強度を向上させることができるという効果を有する。
【００４４】
本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法により製造されるゴルフクラブヘッドは、強化された表面硬度及び表面強度を有するので、従来の２ピースクラブヘッドに取って代わることができるとともに、従来の２ピースクラブヘッドを製造するゴルフクラブヘッドの製造方法に比べ、本発明に係るゴルフクラブヘッドの製造方法は、溶接工程を省くことができるので、製造の複雑さを低下させる効果を達するとともに、製造コストを低減させる効果をも達する。
【００４５】
本発明は、その精神と必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することもできる。従って、本明細書に記載した好ましい実施形態は、例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【図１】
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