JP2001259090A

JP2001259090A - チタン又はチタン合金製ゴルフクラブヘッドの製造方法

Info

Publication number: JP2001259090A
Application number: JP2000076857A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoneda; 隆志米田; Yoshiro Hayashibara; 芳郎林原; Yoshihiko Shikada; 吉彦鹿田
Original assignee: YONEDA ADO CAST KK
Current assignee: YONEDA ADO CAST KK
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、フェースプレートの耐久性を飛躍
的に高めるとともに、前記フェースプレートが長期間の
使用でも破断することのないチタン又はチタン合金製ゴ
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】チタン又はチタン合金を素材とし且つ鋳
造法により形成されるバックフェース２と、このバック
フェース２よりも高強度のチタン又はチタン合金を素材
とし且つ鍛造法により形成されるフェースプレート３
と、を溶接５により接合して、ゴルフクラブヘッド１を
形成するチタン又はチタン合金製ゴルフクラブヘッドの
製造方法であって、前記バックフェース２と前記フェー
スプレート３とを溶接５を行って接合した後に、溶体化
処理を施し、次いで、時効処理を施したことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チタン又はチタン
合金製のゴルフクラブヘッドの製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】チタン又はチタン合金製のゴルフクラブ
ヘッド（以下ヘッドと記す。）は、現在、この種の製品
としては主流となっており、このようなヘッドは、従来
において、鋳造法と鍛造法という二種類の製造方法を用
いることで広く生産されていた。まず、前記鋳造法の代
表的なものとしては、特公平７−１１２４９８号に開示
される鋳造法により形成されるヘッドがあり、これは、
正面側に開口部を有する中空のバックフェースと、フェ
ースプレートとを一体的に精密鋳造し、前記バックプレ
ートとフェースプレートとを封着するものである。一
方、鍛造法の代表的なものとしては、特開平３−１７０
７２０号公報に開示されるものがあり、これは、鍛造し
たバックフェースとフェースプレートとを溶接により接
合したものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に鋳造法と鍛造法で製造されたヘッドは、それぞれが相
反する特性を有しており、まず、前記鋳造法は、鍛造法
に比べて原料を加工しやすい利点があるが、反面、製造
された製品の伸びが少なく、靭性値も劣る欠点があっ
た。一方の鍛造法においては、前記鋳造法とは全く逆の
特性を有するものであった。このことより、ヘッドの製
造において重要視する基準としては、フェースプレート
は、飛距離を向上し且つボールのインパクトに対する破
断を防ぐことが可能な高強度、及び高靭性が必要であ
り、また、バックフェースは、ゴルフクラブ振り抜きの
際のヘッドバランスを向上するため、加工形状の柔軟性
が要求されるものであったので、それぞれの製造方法に
おいて、ヘッドを製造する際の製品レベルでの欠点を有
するものであった。

【０００４】そこで、最近では、鋳造法と鍛造法のそれ
ぞれの特性を合わせ持つ製造方法が開示され、その製造
方法の中でも特に代表的なものとしては、バックフェー
スをチタン合金で鋳造し、一方、フェースプレートを時
効処理と溶体化処理を施したバックフェースよりも高強
度のチタン合金で形成し、各構成部品を接合したもの
（特開平６−１７００２０号公報）や、あるいは、バッ
クフェースをチタン合金で鋳造し、一方、クラブシャフ
トを保持するネック部と一体化したフェースプレートを
時効処理や溶体化処理を施したバックフェースよりも高
強度のチタン合金で形成し、各構成部品を溶接してヘッ
ドを製造する方法があった。

【０００５】しかしながら、前記のような鋳造法と鍛造
法とを合わせ持った各製造方法であっても、既に時効処
理や溶体化処理を施したフェースプレートをバックフェ
ースに溶接する手順であったので、このような高強度化
がかえって仇となり、接合した後のヘッドの加工性が非
常に悪く、製造コストの上昇を招くとともに、前記のよ
うな各熱処理を施してあるフェースプレートが溶接時の
熱履歴を受けることで、このフェースプレートの溶接個
所付近が機械的性質の変化が非常に大きくなって大幅に
材質が劣化し、結果的には、ヘッドを短期間の使用で破
断するという問題点があった。

【０００６】そこで、本発明は、フェースプレートの耐
久性を飛躍的に高めるとともに、前記フェースプレート
が長期間の使用でも破断することのないチタン又はチタ
ン合金製ゴルフクラブヘッドの製造方法を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１記載の発明は、チタン又はチ
タン合金を素材とし且つ鋳造法により形成されるバック
フェースと、このバックフェースよりも高強度のチタン
又はチタン合金を素材とし且つ鍛造法により形成される
フェースプレートと、を溶接により接合して、ゴルフク
ラブヘッドを形成するチタン又はチタン合金製ゴルフク
ラブヘッドの製造方法であって、前記バックフェースと
前記フェースプレートとを溶接を行って接合した後に、
溶体化処理を施し、次いで、時効処理を施したことを特
徴とする。また本発明は、請求項２記載の発明のよう
に、クラブシャフトを保持するネック部を備えるフェー
スプレートの形態においても適用される。

【０００８】ここで、バックフェースに使用されるチタ
ン合金は、具体的にTi−6Ａl−4Ｖ合金などが挙げられ
る。また、フェースプレートに使用するチタン合金と
は、具体的に、Ｔi−10Ｖ−2Ｆe−3Ａl合金やＴi−15Ｖ
−３Ａl−３Cr−３Sn合金、Ti−15Mo−5Zr−3Al合金等
が挙げられる。また、溶体化処理とは、フェースプレー
トを形成するチタン又はチタン合金の形成成分のうち１
あるいは２成分が、他の固溶体の中に溶け込む温度に加
熱した後に急冷し、前記成分がフェースプレートにおい
て析出するのを防止する処理方法である。一方、時効処
理とは、溶体化処理と比較して低温の熱処理を行い、チ
タン又はチタン合金の不安定な相を析出し、硬度や強
度、電気伝導度などを増加する処理方法である。

【０００９】このように形成すると、バックフェースと
フェースプレートとを溶接を行って接合した後に、溶体
化処理と時効処理を順次施すので、溶接による溶接近傍
部位の熱劣化して歪になった金属組織が均質な金属組織
に改質されると共に、チタン又はチタン合金の機械的強
度も強化され、ゴルフクラブの連続的な使用に対し、フ
ェースプレートの破断を防止することが可能となる。さ
らに、前記各熱処理の前段階にゴルフクラブヘッドの形
状加工や調整を行うので、ゴルフクラブヘッドの製造の
作業効率が飛躍的に向上する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のチタン又はチタン合金製
ゴルフクラブヘッドの製造方法により形成されたヘッド
１の実施形態を図面に基づいて以下に説明する。第１実
施形態のヘッド１は、上端部にネック部４を備えるバッ
クフェース２をチタン合金により精密鋳造し、一方、フ
ェースプレート３を前記バックフェース２よりも高強度
のチタン合金で鍛造し、それぞれの製造方法で形成した
バックフェース２とフェースプレート３とを溶接５を行
って接合した後に、この接合済みのフェースプレート３
及びバックフェース２に対して溶体化処理を施し、次い
で、溶体化処理を施した前記フェースプレート３に対し
て時効処理を施したものである。尚、前記した溶体化処
理と時効処理においては、前工程で溶接５を行っている
ためにフェースプレート３とバックフェース２の両方に
適用するが、各熱処理の効果を発揮するのは、フェース
プレート３のみである。

【００１１】また、図２に示すものは、本発明により製
造された第２実施形態のヘッド１であり、フェースプレ
ート７にクラブシャフト６を保持するネック部４を一体
化したタイプのヘッド１を示しており、この第２実施形
態のヘッド１を以下に示す各条件に従って製造し、さら
に、各ヘッド１をそれぞれスイングテストを繰り返して
行い、このフェースプレート７の耐久性を該フェースプ
レート７に適用が可能なチタン合金を３種類選定し、各
チタン合金を実験１乃至３としてそれぞれを比較した。

【００１２】

【実施例】（実験１）以下のように、各条件を設定して
実験を行った。尚、（１）乃至（３）の各フェースプレ
ート７の形態は、すべて、ネック部４と一体になってい
るものを使用し、一方、バックフェース２は、すべて、
Ti−6Ａl−4Ｖ合金を精密鋳造したものを使用した。（１）フェースプレート：Ｔi−10Ｖ−2Ｆe−3Ａl合金
製の丸棒を熱間自由鍛造し、さらに、溶体化処理のみを
施してバックフェース２と溶接５したものを使用。（２）フェースプレート：Ｔi−10Ｖ−2Ｆe−3Ａl合金
製の丸棒を熱間自由鍛造し、さらに、溶体化処理を施し
た後に時効処理を施してバックフェース２と溶接５した
ものを使用。（３）フェースプレート：Ｔi−10Ｖ−2Ｆe−3Ａl合金
製の丸棒を熱間自由鍛造したものを使用し、バックフェ
ース２と溶接５した後に、溶体化処理を施し、さらに時
効処理を施したものを使用。このように構成した（１）乃至（３）の各ヘッドを以下
の方法により各項目ごとにテストした。

【００１３】

【表１】各条件で製造したヘッド１を５０m／ｓ（プロゴルファ
ーの平均的なスイングスピード）でスイングし、各フェ
ースプレート７の耐久性を測定した結果、表１のよう
に、２０回〜４０回のスイングテストを行っただけで、
上記した（１）と（２）のものでは、すべてのフェース
プレート７が破断したが、（３）のものにおいては、３
０００回のスイングテストを行っても、フェースプレー
ト７が破断することがなかった。

【００１４】（実験２）以下のように、各条件を設定し
て実験を行った。尚、（１）乃至（３）の各フェースプ
レート７の形態は、すべて、ネック部４と一体になって
いるものを使用し、一方、バックフェース２は、すべ
て、Ｔi−6Ａl−4Ｖ合金によって精密鋳造したものを使
用。（１）フェースプレート：Ｔi−15Ｖ−３Ａl−３Cr−
３Sn合金の丸棒を熱間自由鍛造し、さらに、溶体化処理
を施して前記バックフェース２に溶接５したものを使
用。（２）フェースプレート：Ｔi−15Ｖ−３Ａl−３Cr−
３Sn合金の丸棒を熱間自由鍛造し、さらに、溶体化処理
を施した後に時効処理を施して前記バックフェース２に
溶接５したものを使用。（３）フェースプレート：Ｔi−15Ｖ−３Ａl−３Cr−
３Sn合金の丸棒を熱間自由鍛造したものと、バックフェ
ース２とをあらかじめ溶接５を行って接合し、接合済み
の前記フェースプレート７に、溶体化処理を施した後に
時効処理を施したものを使用。

【００１５】

【表２】実験１と同様に、５０m／ｓのスイングスピードで各フ
ェースプレート７の耐久性を測定した結果、表２のよう
に、１０００〜１５００回のスイングテストを行った時
点で、（１）と（２）のものでは、すべてのフェースプ
レート７が破断したが、（３）のものにおいては、３０
００回のスイングテストを行っても、フェースプレート
７が破断することがなかった。

【００１６】（実験３）以下のように、ヘッド１を形成
するフェースプレート７及びバックフェース２を構成
し、各条件を設定して実験を行った。（１）フェースプレート：Ｔi−15Mo−5Zr−３Al合金
の丸棒を熱間自由鍛造し、さらに、溶体化処理を施した
後に、バックフェース２と溶接５により接合したものを
使用。（２）フェースプレート：Ｔi−15Mo−5Zr−３Al合金
の丸棒を熱間自由鍛造し、さらに、溶体化処理と時効処
理を施した後に、バックフェース２と溶接５したものを
使用。（３）フェースプレート：Ｔi−15Mo−5Zr−３Al合金
の丸棒を熱間自由鍛造し、バックプレート２を溶接した
後に溶体化処理を施し、さらに、時効処理を施したもの
を使用。

【００１７】

【表３】実験１、２と同様に、各５０m／ｓの速度で各フェース
プレート７の耐久性を測定した結果、表３のように、１
００〜１５０回のスイングテストを行っただけで、
（１）と（２）のものでは、すべてのフェースプレート
７が破断したが、（３）のものにおいては、３０００回
のスイングテストを行っても、フェースプレート７が破
断することがなかった。

【００１８】上記各実験の結果、実験１のＴi−15Ｖ−
３Ａl−３Cr−３Sn合金、実験２のＴi−15Mo−5Zr−３A
l合金、実験３のＴi−10Ｖ−2Ｆe−3Ａl合金のうち、ど
のTi合金を使用しても、フェースプレート７を溶体化処
理、時効処理を行う前にバックフェース２と溶接５して
おくことで、前記フェースプレート７は、スイングテス
トを３０００回以上行っても破断することなく、耐用性
を飛躍的に向上することとなる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、フェースプレートとバ
ックフェースとを溶接した後に、溶体化処理と時効処理
を施すので、チタン又はチタン合金が溶接による熱の影
響を受けて劣化した劣化部分が均質な金属組織に改善さ
れ、しかもチタン又はチタン合金の機械的強度も向上
し、従って、ゴルフクラブの連続的な長期使用に対して
も破断することなく、飛躍的に耐用性に優れたゴルフク
ラブヘッドを提供することができる。さらに、前記各熱
処理の前にフェースプレートとバックフェースとを溶接
するので、ゴルフクラブヘッドの修正加工が非常に容易
であり、製造コストの大幅な削減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により製造したゴルフクラブヘッドの第
１実施形態を示す縦断面図である。

【図２】本発明により製造したゴルフクラブヘッドの第
２実施形態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ヘッド（ゴルフクラブヘッド）２バックフェース３，７フェースプレート４ネック部５溶接

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鹿田吉彦大阪府大阪市東成区深江北２−12−20 浪速鍛工株式会社内Ｆターム(参考） 2C002 AA02 CH01 CH03 CH05 CH06 MM04 PP02 PP03 PP05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チタン又はチタン合金を素材とし且つ鋳
造法により形成されるバックフェース（２）と、このバ
ックフェース（２）よりも高強度のチタン又はチタン合
金を素材とし且つ鍛造法により形成されるフェースプレ
ート（３）と、を溶接（５）により接合して、ゴルフク
ラブヘッド（１）を形成するチタン又はチタン合金製ゴ
ルフクラブヘッドの製造方法であって、前記バックフェース（２）と前記フェースプレート
（３）とを溶接（５）を行って接合した後に、溶体化処
理を施し、次いで、時効処理を施したことを特徴とする
チタン又はチタン合金製ゴルフクラブヘッドの製造方
法。
【請求項２】チタン又はチタン合金を素材とし且つ鋳
造法により形成されるバックフェース（２）と、このバ
ックフェース（２）よりも高強度のチタン又はチタン合
金を素材とし且つ鍛造法により形成されるネック部
（４）付きのフェースプレート（７）と、を溶接（５）
により接合して、ゴルフクラブヘッド（１）を形成する
チタン又はチタン合金製ゴルフクラブヘッドの製造方法
であって、前記バックフェース（２）と前記フェースプレート
（７）とを溶接（５）を行って接合した後に、溶体化処
理を施し、次いで、時効処理を施したことを特徴とする
チタン又はチタン合金製ゴルフクラブヘッドの製造方
法。