高尔夫杆头 【技术领域】
本发明涉及中空高尔夫杆头，特别涉及木头型或与之近似的形状的高尔夫杆头。
背景技术
作为1号木杆和球道木杆等的木头型高尔夫杆头，中空的金属制品被广泛利用。一般来说，如图3中所示，木头型的高尔夫杆头1有击打球用的面部2，构成高尔夫杆头的上面部的冠部3，构成高尔夫杆头的底面部的底部4，构成高尔夫杆头的突出侧、后侧和跟侧的侧面部的侧部5，以及杆连接部6。杆7插入此一高尔夫杆头1的杆连接部6，用粘接剂等固定。再者，最近，被称为多功能杆的高尔夫杆头在市场上销售得很多，作为此一多功能杆的高尔夫杆头的一种，类似于上述木头型高尔夫杆头的(即，有面部、底部、侧部和冠部的)高尔夫杆头也有各种在市场上销售。
虽然作为构成此一中空高尔夫杆头的金属，可以用铝合金、不锈钢或钛合金，但是近年来钛合金使用得特别广泛。
特开2002-119625号中描述了使面部比冠部壁厚，使冠部向上弯曲，通过压力加工使面部与冠部整体成形地高尔夫杆头。
在特开平7-155410号公报中，描述了用不锈钢、黄铜等高比重金属来构成高尔夫杆头的后半侧，用CFRP、钛、铝等低比重材料来构成高尔夫杆头的前半侧。
在特开平7-112041号公报中，描述了用CFRP来构成冠部，用铝来构成底部，用不锈钢、钛合金或铜合金制成头主体部其他部位的高尔夫杆头。
为了加大中空的金属制高尔夫杆头的一击的飞行距离，进行了着眼于利用面部表面的挠曲提高球的反弹，借此使球飞远的开发。但是，对挥杆速度慢的打高尔夫者来说，这种高尔夫杆头面部表面的变形少，提高球的初速度的效果小，此外因为球未打高，故飞行距离得不到延长。
如果用特开2002-119625号的高尔夫杆头，则在击球时冠部向上挠曲，球的反弹被提高。但是，在该公报的高尔夫杆头中，高尔夫杆头的厚部也是薄壁，惯性力矩稍小。
在特开平7-115410号公报的高尔夫杆头中，因为头后部的比重过大，头的重量平衡不好。
在特开平7-112041号公报的高尔夫杆头中，侧部与头后部、和包括面部的头前部连成一体，击球时的冠部的挠曲不一定充分。
本发明目的在于提供一种高尔夫杆头，该高尔夫杆头可以加大惯性力矩而加大有效打击区，并且冠部十分容易翘曲，即使挥杆速度慢的打高尔夫者使用，打出角度也变高，结果可以增大飞行距离高尔夫。
【发明内容】
本发明(技术方案1)的高尔夫杆头，是至少有面部、底部、侧部和向上弯曲的冠部的中空的高尔夫杆头，其特征在于，高尔夫杆头的构成包括：包含该面部的构成头前部的前体，构成头后部的后体，以及配置于该前体与后体之间且至少从冠部到突出侧和跟侧的侧部延长的中间体的三体，该中间体的构成材料比重和纵弹性率比该前体和后体的构成材料要低。
在这种本发明的高尔夫杆头中，至少冠部与突出侧和跟侧的侧部由比重和纵弹性率比前体和后体低的中间体来构成。此一中间体是重量轻的，并且不仅冠部，突出侧和跟侧的侧部中纵弹性率也比前体和后体要小。
借此，在撞击时冠部充分翘曲，可以提高球的打出角度。结果，即使挥杆速度慢的打高尔夫者使用打出角也变高，可以延长飞行距离。此外，惯性力矩加大，可以加宽有效打击区。
也可以此一前体和后体由钛或钛合金制成，该中间体由熔点700℃以下的金属或合金制成。此一高尔夫杆头，通过把前体和后体配置于铸模内后，在此一前体和后体之间注入700℃以下的金属或合金的熔液，可以容易地形成包含中间体的高尔夫杆头。
此外，此一高尔夫杆头，也可以取为前体和后体由钛或钛合金制成，该中间体由纤维强化碳制成的构成。此一高尔夫杆头把前体和后体配置于金属模内，并且在两者之间配置作为中间体的坯料的预浸渍材，靠气体压力使此一预浸渍材膨胀而紧密接触于金属模内表面，并且连接于前体和后体可以容易地形成包含中间体的高尔夫杆头。由于所固化的预浸渍材的比重为1.4～1.7，非常小，所以高尔夫杆头的重心降低。
本发明(技术方案4)的高尔夫杆头，是至少有面部、底部、侧部和向上弯曲的冠部的中空的高尔夫杆头，其特征在于，高尔夫杆头的构成包括：包含该面部的构成头前部的前体，构成头后部的后体，以及配置于该前体与后体之间且至少从冠部到突出侧和跟侧的侧部延长的中间体的三体，该中间体的构成材料的比重及纵弹性率比该前体和后体的构成材料要小。再者，最好是，该前体和后体的冠部的厚度为0.8～1.2mm，该中间体的厚度为0.6～1.2mm。
此一高尔夫杆头也是，因为不仅冠部，突出侧和跟侧的侧部也是薄壁，故高尔夫杆头重量轻。此外，在击球时冠部充分挠曲，可以提高球的打出角度。结果，即使挥杆速度慢的打高尔夫者使用打出角也变高，可以延长飞行距离。此外，惯性力矩大，可以加宽有效打击区。
再者，在本发明(技术方案4)的高尔夫杆头中，也可以把底部或背部的侧部分取为1.2～4mm壁厚。这样一来，可以降低高尔夫杆头的重心，或加深重心深度。
在本发明的高尔夫杆头中，在底部不配置中间体的场合，高尔夫杆头的重心降低，球(击球)容易提高。
在本发明中，也可以中间体仅存在于冠部和侧部，进而也可以还存在于底部。在中间体仅存在于冠部和侧部的场合，最好是中间体对高尔夫杆头的整个外表面积所占面积比率为5～30％，在中间体存在于冠部、侧部和底部的场合，最好是中间体对高尔夫杆头的整个外表面积所占面积比率为8～35％。
在本发明中，最好是中间体包含高尔夫杆头的最高点(顶点)。中间体也可以是宽度为10～20mm的窄缝状。
【附图说明】
图1A是根据实施例的高尔夫杆头的立体图，图1B是侧视图，图1C是剖视图。
图2A根据另一个实施例的高尔夫杆头的立体图，图2B是侧视图，图2C是剖视图。
图3是现有技术中的高尔夫杆头的立体图。
【具体实施方式】
下面，参照附图就实施例进行说明。图1A、图1B、图1C是根据实施例的高尔夫杆头的立体图、侧视图和剖视图。
此一高尔夫杆头1A也是有面部2、冠部3、底部4、侧部5和杆连接部6。此一高尔夫杆头1A把前体10、中间体11和后体12一体化。
前体10构成高尔夫杆头1A的前部，包括面部2，连接于此一面部2的冠部前缘，侧部前缘和底部前缘，以及杆连接部6。在面部2上根据需要设有刻线(槽)。
后体12构成高尔夫杆头的后部，包括冠部3的后缘，侧部的后部两侧面(跟侧和突出侧的两侧面)，侧部的背面，和底部的后缘。
中间体11位于前体10和后体12之间。此一中间体11，备有构成冠部3的前后方向中间的中间冠11a，构成侧部5的突出侧和跟侧的两侧面处的前后方向中间的中间侧11b，和构成底部4的前后方向中间的中间底11c。此一中间体11是在突出·跟方向环绕高尔夫杆头的环形。
在本实施例中，中间体11由铝合金制成，前体10和后体12由钛合金制成。中间体的平均厚度最好是前体10和后体12的冠部和侧部的平均厚度的60～100％，特别是80～90％左右。
前体10和后体12最好是预先通过锻造或铸造来制造，特别是最好是锻造品。虽然钛合金或不锈钢的熔点约为1400～1600℃左右，但是由于铝合金或镁合金的熔点约为600～700℃，很低，所以最好是铸造。
为要制造高尔夫杆头1A，把预先制造的前体10和后体12配置于铸模内后，在两者之间配置中间体铸造用的型芯，浇铸铝合金熔液，形成中间体11，而且使中间体11一体化于前体10和后体12。脱模后，根据需要去掉飞边、进行电镀或施行喷涂制成高尔夫杆头。
再者，在本实施例的冠部3和侧部5处，中间体11的中间冠11a和中间侧11b比前体10和后体12的冠部和侧部低一些，在冠部3和侧部5上产生阶梯面。通过像这样构成，由异种材料制成的中间体11与前体10和后体12的接缝就位于阶梯部分，基于材料的不同而接缝引起的外观上的不连续感或不协调感被缓解。再者，中间体11与前体10和后体12处外观颜色也可以不同。
在底部4中，前体10、中间体11和后体12为同一平面，但也可与冠部3和侧部5一样，使中间体11低一些。
在本实施方式中，冠部3、侧部5和底部4中中间体11的头前后方向宽度大致同等，但是也可以不同。再者，底部4处的中间体11的前后方向的最大宽度最好是10～50mm，特别是15～30mm。
中间体11的外表面，最好是占有高尔夫杆头1A的整个外表面积的5～30％，特别是8～25％。在冠部3中，中间体11的宽度最好是高尔夫杆头的最大宽度的10～50mm，特别是15～30mm。
在像这样所构成的高尔夫杆头中，把由低比重的铝合金制成的中间体11配置于钛合金制前体10和后体12间，使高尔夫杆头总体成为与同样壁厚的用钛合金制作的同重量的高尔夫杆头相比容积大。因此，与同一重量的现有技术中的高尔夫杆头相比惯性力矩加大，可以加大有效打击区。
此外，在此一高尔夫杆头中，因为占据冠部的前后方向的中间部分的铝合金制中间体11的纵弹性率比钛合金的前体10和后体12要低，故击球时的冠部3的挠曲大，球的打出角度高。因此，即使挥杆速度慢的打高尔夫者使用，也可得到大的飞行距离。
再者，如果中间体与前体和后体的纵弹性率之差处于1000kgf/mm2(9.8×109Pa)以上尤其1500kgf/mm2(14.7×109Pa)以上，则冠部变得更加容易挠曲，可得到更大的飞行距离。再者，中间体的纵弹性率与前体和后体的纵弹性率之差，如果过大则虽然打出角变高，但是因为击球时的球的反弹力降低，飞行距离减少，故通常最好是处于3000kgf/mm2(29.4×109Pa)以下尤其2600kgf/mm2(24.5×109Pa)以下。
虽然在上述实施例中，把中间体11取为铝合金制，但是也可以是比冠部的前体10和后体12厚度小的(最好是前体10和后体12的厚度的80～100％特别是90～95％)薄壁的钛合金。此一薄壁的钛合金制中间体，与上述铝合金的场合不同，由于熔点接近所以可通过熔焊接合。可以通过铸造使前体和后体一体化形成，也可以分体地制造后，通过激光焊接或等离子焊接等的焊接使前体和后体一体化。激光焊接或等离子焊接引起的变形少，最好在薄壁的金属中应用。
此外，中间体11也可以取为碳纤维强化合成树脂(CFRP)等纤维强化合成树脂制。
为要制造有纤维强化合成树脂制中间体11的高尔夫杆头，把预先制作的前体10和后体12配置于成形用金属模内。此外，在该金属模内配置在外周卷绕纤维强化合成树脂的预浸渍材的内压用橡胶袋。可以通过把空气等气体供给到此一内压用橡胶袋使之膨胀，使预浸渍材与金属模内表面与前体和后体的内表面缘部紧密接触，接着通过加热固化而制造。在前体中，最好是把冠部与侧部取为大致同一厚度，面部取为2～3mm，最好是比冠部要厚。
参照图2就另一个实施例的高尔夫杆头1B进行说明。
此一高尔夫杆头1B由前体20、中间体21和后体22构成。前体20和后体22在底部4处连接成一体。
中间体21分别位于冠部3的前后方向的中间与侧部5的前后方向的中间。在冠部3处，中间体21由在突出·跟方向上大致等宽度的中间冠21a构成。中间体21，在突出侧和跟侧的侧部5处，由越往下方宽度越窄的大致倒三角形的中间侧21b构成。虽然在本实施例中，中间侧21b达到底部4，但是也可以离开底部4若干距离(例如5～15mm左右)。
此一高尔夫杆头的构成材料和高尔夫杆头的各部的厚度和制造方法最好是与图1的实施例是同样的。再者，中间冠21a的平均前后方向宽度最好是高尔夫杆头1B的最大宽度的10～50mm，特别是15～30mm。
在本实施例中，中间体21的外表面的面积最好是高尔夫杆头1B的整个外表面积的5～30％特别是8～25％。
如果用本实施例的高尔夫杆头1B，则可以得到与上述高尔夫杆头1A同样的作用效果。再者，在本实施例中，由于前体20与后体22成为一体，所以高尔夫杆头制作是容易的。此外，由于与高尔夫杆头1A相比重心低所以球(击球)易于升高。
就构成此一高尔夫杆头的金属材料进行说明。
在把中间体11、21取为钛合金的场合的钛合金，和作为构成后体12、22的钛合金，最好是纵弹性率为10500kgf/mm2(102.9×109Pa)以下的β型钛合金，例如可以举例示出Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al、Ti-13V-11Cr-3Al、Ti-15Mo-5Zr、Ti-15Mo-5Zr-3Al、Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr、Ti-22V-4Al。
作为前体10、20也可以是前述β型钛合金或下面说明的α-β型钛合金的某一种。
作为后体12、22，虽然举例示出纵弹性率为11000kgf/mm2(107.8×109Pa)以上的α-β型钛合金的Ti-6Al-4V、Ti-6Al-6V-2Sn、大致α型钛合金Ti-8Al-1Mo-1V，但是也可以用热处理成纵弹性率为此一范围的β型钛合金的Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr、Ti-22V-4Al。
一般来说，β型钛合金纵弹性率因热处理形态不同而变化。下面表1中示出各种钛合金和纯钛的热处理形态与纵弹性率以及该钛或钛合金的纵弹性率。
表1结晶结构钛合金纵弹性率(kg/mm2)用途最佳使用部βTi-15V-3Cr-3Sn-3Al10200～10500锻造冠构件βTi-13V-llCr-3Al8400～10500锻造冠构件βTi-15Mo-5Zr7800～12000锻造冠构件βTi-15Mo-5Zr-3Al8000～12000锻造冠构件βTi-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr10700～12600锻造冠构件βTi-22V-4Al8900～11000锻造冠构件α-βTi-6Al-4V11500铸造·锻造底构件α-βTi-6Al-6V-2Sn11300底构件接近βTi-8Al-1Mo-1V12700锻造底构件纯钛10850杆连接部构件α-βTi-3Al-2V(+S+稀土类)10900杆连接部构件
再者，在β型钛合金的热处理中，关于顶板中使用的材料最好是如果不进行时效硬化处理则弹性率抑制得很低的材料。关于头主体10也是，也可以使用β型钛合金在时效处理后的状态下使用。
就高尔夫杆头的最佳尺寸说明如下。
运用本发明上特别有效的高尔夫杆头，是冠部易于挠曲的大型高尔夫杆头，具体地说头体积最好是250cc以上，300cc以上，更好的是350cc以上的高尔夫杆头。但是，一般来说高尔夫杆头，随着体积加大高尔夫杆头的重量增加。如果此一重量变得过大，则挥动高尔夫杆头变得困难。因此，从此一重量的制约的点来说，头体积600cc左右可以看成是限度。本发明最好是运用于击球面倾斜角7°～15°的1号木杆头。
此一高尔夫杆头的面部的高度越高越好，因为在球碰到面部表面的上方时击球面倾斜角变大。具体地说，面部最大高度最好是45mm以上，特别是50mm以上，尤其53mm以上。但是，面部的高度如果在100mm以上，则摆动时的面部表面的风压阻力过大，不好。
在作为1号木杆头使用的场合，由于杆长度通常为43英寸～50英寸，所以如果考虑摆动平衡，则最好是165～205g左右的头重量。如果过重，则摆动平衡变重，一般打高尔夫者甩不起来，如果头重量过轻，则存在着球的反弹力变差的危险。
如以上所述，如果用本发明的高尔夫杆头，则惯性力矩大有效打击区广，并且即使挥杆速度慢的打高尔夫者使用，击出角度变高，结果可以使飞行距离增大。