高爾夫桿頭的製作方法
2023-10-07 09:12:59
專利名稱：高爾夫桿頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及中空高爾夫桿頭，特別涉及設置有配重材料的高爾夫桿頭。
背景技術：
為了調整鋼或鈦合金等的金屬制的中空高爾夫桿頭的重心高度或重心深度、或高爾夫桿頭的平衡等，有時在底部配置用鎢等高比重材料構成的配重材料。
當桿頭主體由鈦合金等的低比重的金屬構成，配重材料用鎢或是鎢合金構成的時候，把桿頭主體和配重材料一起焊接極其困難。在特開平10-94623號公報中，描述了在用鎢構成的質量體的外周圍，嵌附或卷附和桿頭主體的底材同一材質的筒狀、帶狀或是線狀的材料，然後將其焊接在底部。
上述特開平10-94623號公報中的高爾夫桿頭，在質量體的外周上，由於嵌附或卷附和桿頭主體的底材同一材質的材料後要進行焊接，所以安裝質量體很費事。另外，在質量體同嵌附或卷附在質量體上的周圍材的界面間會浸入水分，也恐怕要降低高爾夫桿頭的耐久性。
本發明目的在於為解決上述現有問題點，提供一種高爾夫桿頭，使其安裝的配重材料既堅固，又具有優越的耐久性，同時也容易製作。
發明內容
本發明的高爾夫桿頭是具有中空桿頭主體的高爾夫桿頭，在該桿頭主體的向下表面部分，至少有一部分是金屬制，高爾夫桿頭的該金屬部分固定有配重材料的高爾夫桿頭中，其特徵在於相對於該高爾夫桿頭主體，配重材料實際上僅是通過焊接被安裝，在高爾夫桿頭的主體上設置有開口或從外面向內凹陷的凹部，在該開口或是凹部結合上述的配重材料，該配重材料的外緣部相對該開口或是凹部的內緣部進行焊接。
再者，所謂的向下表面部分是指底部、側部、同其它實質是與冠部相對的向下表面部。
本發明涉及的高爾夫桿頭，配重材料相對於桿頭主體實際上僅是通過焊接被安裝著，配重材料的安裝既堅固，又具有優越的耐久性，同時也容易製作。
本發明中最好是進行焊接，把形成的焊道埋入在配重材料的外緣同開口或凹部的內緣部之間的縫隙處。最佳的焊接是能夠容易形成焊道的電弧焊或等離子焊。
本發明中的桿頭主體最好全部是金屬制，但也可以一部分是碳纖維強化合成樹脂等。
當把高爾夫桿頭做成球道木桿或多功能杆的高爾夫桿頭時，該金屬的比重最好是6.5～8.5。以比重為6.5～7的不鏽鋼為例說明滿足該比重的特別合適的金屬材料。
配重材料的比重最好是10～13。利用使配重材料為鑄造品，能夠容易製造出尺寸精度準確的配重材料。
本發明中的配重材料最適合是鎢合金。特別當桿頭主體是不鏽鋼製的時候，最好是容易同不鏽鋼進行焊接的鐵·鎢合金。
下面，就合適的組成範圍進行詳細的說明。
圖1是從底面看到的根據實施例的高爾夫桿頭的立體圖。
圖2是圖1的‖-‖線的剖視圖。
圖3是和焊接前的圖2具有同一部分的剖視圖。
圖4是說明其它實施例的焊接前的剖視圖。
圖5是實施例1的高爾夫桿頭的底面照片。
圖6是實施例1的高爾夫桿頭的縱剖面照片。
具體實施例方式
以下根據附圖對具體實施例進行說明。圖1是從底面看到的根據實施例的高爾夫桿頭的立體圖，圖2是圖1的‖-‖線的剖視圖，圖3是和焊接前的圖2具有同一部分的剖視圖，圖4是說明其它實施例的焊接前的剖視圖。
該高爾夫桿頭1是中空金屬制的木頭型高爾夫桿頭，其具有擊打球用的面部2，從該面部2的上緣向後方延長的冠部3，從該面部2的下緣向後方延長的底部4，插入杆(省略圖示)後，並用粘劑等固定的杆連接部5等。
該高爾夫桿頭1由桿頭主體10以及配重材料20構成。桿頭主體10的底面部的後部上帶有開口11；配重材料20結合在開口部，並通過焊接固定在桿頭主體10上。符號21表示焊接配重材料20的焊接金屬(焊道)。配重材料20僅通過焊接被安置在桿頭主體10上。
桿頭主體10構成了除高爾夫桿頭1上的配重材料20以外的所有部分。在本實施例中，雖然桿頭主體10是根據熔模鑄造法鑄造成一體的，但是也可以其多個部分分別通過鑄造、鍛造或衝壓成型等進行製造，利用焊接接合成中空形狀。
開口11位於桿頭主體10的左右寬度方向，即突出側·跟方向的大致中央部，而且是靠近底部的最後部的位置上。
雖然在本實施例中的開口10大致是橢圓形，但也可以大致是圓形、大致是方形或大致是多角形。當開口11是橢圓形時，最好長徑為桿頭主體10的左右寬度方向，橢圓形開口的長徑最好是短徑的1.2～2.0倍。
在本發明中，整個開口11可以設置在高爾夫桿頭1的向下的表面上，如同該實施形式這樣，也可以開口11的一部分設置在高爾夫桿頭1的向後的表面上。向這樣使開口延長直至配重材料的後面，並使其後面的一部分用配重材料構成，這樣能夠加大高爾夫桿頭1的重心深度。
如圖3中所示那樣，使配重材料20同開口11結合，從外側進行焊接，以便在開口11的內緣同配重材料20的外緣之間形成焊道。除TIG焊接和MIG焊接等電弧焊接以外，等離子焊接最合適。再者，在本實施例中，為了在容易進行焊接的同時，還能夠提高配重材料20的焊接強度，如圖3所示，在配重材料20的外緣同開口11的內緣之間，設置有坡口。
從能夠製造出尺寸精確的好產品的角度出發，配重材料20最好利用熔模鑄造等鑄造法進行製造。為了使配重材料20易於焊接，最好使其具有同周圍的底部同等程度的或在其以上的厚度。配重材料20的厚度既可以整體均勻分布，也可以是中央部厚、周圍邊緣部薄，大致呈凸透鏡形狀。
另外，本實施例中的中空高爾夫桿頭，其面部2的壁厚要超過冠部3以及底部4的壁厚。如圖3所示，面部2同底部4以及冠部3之間的連接部加大壁厚，以便保持強度。
另外，並非特定在本發明之中，當把桿頭主體10作成不鏽鋼製的球道木桿的時候，因為面部2需要有打擊球時的強度，可以把厚度作成2～3.5mm。厚度超過3.5mm以上時，會出現質量過剩，結果不能夠再加大高爾夫桿頭1。同時，當厚度未達到2mm，會導致擊球時的強度不夠。
冠部3以及底部4的厚度是0.5～2.5mm，最好的厚度是0.7～2.2mm。當未達到0.5mm時，在進行重力鑄造，特別是利用熔模鑄造法進行精密鑄造時，由於金屬液流動性變差，出現無法確保精度的問題。另一方面，當厚度超過2.5mm時，會導致質量過剩，結果無法加大高爾夫桿頭1。底部4的厚度超過冠部3，能夠實現高爾夫桿頭1的低重心化。為達到此目的，可以加厚底部4的厚度，使其一部分或全體的厚度達到3mm。
本發明的高爾夫桿頭適用於球道木桿或是與其類似的多功能杆。當使用球道木桿或多功能杆時，擊球面傾斜角適合為13～25°，體積適合程度為150～220cc，質量適合程度為200～250g。這種情況下的配重材料質量，最好是20～50g，特別是在25～40g的程度(高爾夫桿頭1質量的8～25％，特別是10～20％的程度)。
接下來，就桿頭主體10的構成材料等進行說明。
構成該桿頭主體10的金屬材料的比重最好是6.5～8.5，特別是6.5～8.0，6.5～7.0尤其好。通過使桿頭主體的比重在8.5以下，能夠實現桿頭主體的輕量化，例如，設定桿頭主體的體積為150～220cc，對於打高爾夫的人來說，很容易把球道木桿處理成便於使用的大小。
桿頭主體10的構成材料最好是鋼，從具有優越的強度以及耐腐蝕性的角度出發，特別是不鏽鋼。作為不鏽鋼的馬氏體系、鐵素體系、奧氏體系、析出硬化形等任何一者都可以。桿頭主體10是不鏽鋼以外的鋼或非鐵系合金也可以。下表1中是一例表示在本發明中能夠使用的鋼及其它合金。
另外，當桿頭主體是不鏽鋼的情況，由於在焊接時不鏽鋼中的Cr同C發生結合生成碳化鉻，有可能降低焊接的強度。因此，當採用不鏽鋼或其它的鉻鋼時，最好採用低碳素鋼。
下面，就配重材料20的構成材料進行說明。該配重材料20的構成材料的比重最好是10～13，特別是10～12。作為配重材料20具有高比重的同時，當桿頭主體10是不鏽鋼的情況，從和不鏽鋼具有良好焊接性的角度出發，最適合採用鐵·鎢合金。
舉例說明在配重材料20中作為鐵·鎢合金的合適組成的質量百分比Fe43～54％W 25～35％Ni13～19％Cu1～3％該組成的鐵·鎢合金不僅具有對不鏽鋼優越的焊接性，同時還具有良好的加工性。
下面就該組成的限定理由進行說明。另外，以下的％表示質量％。
為了同不鏽鋼之間保持良好焊接性，要使含有的鐵(Fe)43％～54％。當含鐵未達到43％時，就無法充分提高焊接性。另一方面，當含鐵超過49％時，配重材料的比重隨之變小。
鐵最好含有45～52％，尤其是47～52％更佳。由此，隨著添加W，可以連續充分地維持比重增大的效果，並儘可能地提高焊接性。
鎢(W)是用來增大配重材料的比重的元素。當W未達到25％時，會成為一種比重很低的配重材料。另一方面，因為當W超過35％時，配重材料的焊接性就會發生惡化，所以，含有的W應為25～35％，最好是26～34％。
為了提高配重材料的耐腐蝕性，要添加13～19％的鎳(Ni)，特別是添加15～17％的鎳(Ni)。當Ni未達到13％時，配重材料的耐腐蝕性不夠充分。另一方面，當Ni超過19％時，配重材料的強度會降低，同時其比重也隨之變小。
為了提高配重材料的耐腐蝕性，要添加1～3％的銅(Cu)。當Cu未達到1％時，配重材料的耐腐蝕性會不足。另一方面，當Cu超過3％時，配重材料出現過度變軟，同時配重材料的比重會變低。
另外，最好Ni同Cu的總含量是14～21％，特別是15～20％。當Ni同Cu的總含量超過21％時，配重材料的強度有可能降低，同時其比重也隨之變小。
上述中的Fe、W、Ni以及Cu雖說是配重材料的必須成分，但在不損壞到配重材料特性的情況下，混入其它的元素也沒有關係。其它的元素如Zn、Al、Mn、Cr、Si、Pb、Mo、Ti等金屬元素，還有舉例說明的C元素。當這些元素同上述的合金(Fe、W、Ni、Cu)合計達到100％的時候，其含量最好在10％以下，尤其是在7％。另外，當含有Cr的時候，因為Cr同C發生結合生成碳化鉻，從而降低焊接性，所以最好C的含量在0.08％以下。另外，利用添加的比Cr更易結合的Ti或Nb，可以使碳(C)安定化，能夠使碳化鉻難於生成。
如圖4(a)、(b)所示，也可以在桿頭主體10′的開口11的邊緣部(桿頭主體10′的內側邊緣部)上，設置階梯狀的擋塊部12，在進行焊接的時候，使配重材料20卡定在擋塊部12，可以用來進行定位。擋塊部12既可以設置在開口11的全周，也可以設置在一部分。擋塊部12也可作成爪狀。另外，圖4(b)是圖4(a)中B部分的放大圖。擋塊部12還可以超出圖示的情況，伸出直至開口11的中央部。
在圖示的實施例中，桿頭主體10、10′全都設置有開口11，也可以設置代替開口11的從底側凹陷的凹部，把配重材料嵌合在凹部處，進行焊接。
下面，就實施例1～15以及比較例1～11進行說明。
在實施例以及比較例之中，使用SUS630不鏽鋼，通過熔模鑄造法，製造圖2中所表示的3號木頭用桿頭主體10。該桿頭主體10的開口11是橢圓形。
把利用熔模鑄造法製造的橢圓盤狀的質量30g的配重材料嵌合在開口11，進行TIG焊接，作成高爾夫桿頭。配重材料20的中央部的厚度是3mm，周圍邊緣部的厚度是2mm。高爾夫桿頭以及桿頭主體的其它各部分的尺寸等如下所示體積 170cc質量 218g(包含配重材料30g)擊球面傾斜角 15°面部壁厚 2.7mm其它壁厚 2.0mm
配重材料的組成如下表2所示。
另外，在TIG焊接中通過手動形成了1條焊道。當焊接後，研磨並除去返到底側上的焊道，觀察焊接後的狀況。
圖5是在實施例1中，研磨前的高爾夫桿頭的底部照片；圖6是研磨後，沿前後方向縱斷後拍攝的照片。
在實施例1～15中，任何一例都未發生焊接不良，沒有發現有裂紋等焊接缺陷。同時，在配重材料20、焊道21以及桿頭主體10之間，不存在明顯的邊界部。
對同實施例1具有同樣縱斷面的比較例1～11進行觀察時，能夠看出配重材料部、焊道部以及桿頭主體的各個組織上的不同之處。
另外，能夠顯著地看出焊道部以及對其周圍結晶粒界的碳化物的析出。另外，可以看出焊道部的組織同實施例1～11相比較，在均勻性上處於劣勢。
在高爾夫練習場，更進一步地對各實施例以及比較例的高爾夫桿頭1進行實打評價，確認是否發生裂紋(裂縫)和在此後是否生鏽。但是，沒有特別發生裂紋(裂縫)等現象。而且，即使是在實打評價後的一周內，也沒有生鏽。
把以上的實施例以及各比較例的高爾夫桿頭放置在溫度是35℃、溼度為90～95％的環境中，進行耐腐蝕性實驗。
在表2中一起表示以上的焊接部的觀察結果以及耐腐蝕實驗結果。
正如表2所示，在實施例1～15中任何的焊接部的觀察結果以及耐腐蝕性都是良好。
正如以上所述，通過本發明能夠提供一種高爾夫桿頭，其配重材料的安裝既容易又牢固，同時還具有良好的耐久性。
權利要求
1.一種高爾夫桿頭，具有中空桿頭主體，在該桿頭主體的向下表面部分，至少有一部分是金屬制，在該金屬部分固定有配重材料的高爾夫桿頭中，其特徵在於相對於該高爾夫桿頭主體，配重材料實際上僅是通過焊接被安裝，在高爾夫桿頭的主體上設置有開口或從外面向內凹陷的凹部，在該開口或凹部結合上述的配重材料，該配重材料的外緣部焊接於該開口或是凹部的內緣部。
2.如權利要求1的高爾夫桿頭，其特徵在於，上述焊接是為了把焊道埋入在配重材料的外緣同開口或凹部的內緣部之間的縫隙處。
3.如權利要求2的高爾夫桿頭，其特徵在於，使用的焊接是電弧焊或等離子焊。
4.如權利要求1至3中的任何一項的高爾夫桿頭，其特徵在於，由金屬構成該桿頭主體的全體。
5.如權利要求1至4中的任何一項的高爾夫桿頭，其特徵在於，該桿頭主體的金屬比重是6.5×103kg/m3～8.5×103kg/m3。
6.如權利要求5的高爾夫桿頭，其特徵在於，該桿頭主體的金屬是不鏽鋼。
7.如權利要求1至6中的任何一項的高爾夫桿頭，其特徵在於，該配重材料是由鑄造品構成。
8.如權利要求1至7中的任何一項的高爾夫桿頭，其特徵在於，該配重材料是由鐵·鎢合金構成。
9.如權利要求8的高爾夫桿頭，其特徵在於，該鐵·鎢合金的組成的質量百分比為Fe 43～54％W 25～35％Ni 13～19％Cu 1～3％
全文摘要
提供一種高爾夫桿頭，使高爾夫桿頭上安裝的配重材料既堅固，又具有良好的耐久性。高爾夫桿頭(1)由桿頭主體(10)以及配重材料(20)構成。桿頭主體(10)的底面部的後部上帶有開口(11)；配重材料(20)在開口部被結合，通過焊接固定在桿頭主體(10)上。焊接金屬(焊道)(21)最好由TIG焊接等形成。桿頭主體(10)最好由不鏽鋼構成。配重材料是由質量百分比Fe43～54％、W 25～35％、Ni 13～19％、Cu 1～3％的鐵·鎢合金構成。
文檔編號A63B53/06GK1550242SQ200410003389
公開日2004年12月1日 申請日期2004年1月29日 優先權日2003年5月12日
發明者島崎秀夫, 今本泰範, 範 申請人:普利司通運動株式會社