高尔夫杆头 【技术领域】
本发明涉及中空高尔夫杆头，特别涉及设置有配重材料的高尔夫杆头。
背景技术
为了调整钢或钛合金等的金属制的中空高尔夫杆头的重心高度或重心深度、或高尔夫杆头的平衡等，有时在底部配置用钨等高比重材料构成的配重材料。
当杆头主体由钛合金等的低比重的金属构成，配重材料用钨或是钨合金构成的时候，把杆头主体和配重材料一起焊接极其困难。在特开平10-94623号公报中，描述了在用钨构成的质量体的外周围，嵌附或卷附和杆头主体的底材同一材质的筒状、带状或是线状的材料，然后将其焊接在底部。
上述特开平10-94623号公报中的高尔夫杆头，在质量体的外周上，由于嵌附或卷附和杆头主体的底材同一材质的材料后要进行焊接，所以安装质量体很费事。另外，在质量体同嵌附或卷附在质量体上地周围材的界面间会浸入水分，也恐怕要降低高尔夫杆头的耐久性。
本发明目的在于为解决上述现有问题点，提供一种高尔夫杆头，使其安装的配重材料既坚固，又具有优越的耐久性，同时也容易制作。
【发明内容】
本发明的高尔夫杆头是具有中空杆头主体的高尔夫杆头，在该杆头主体的向下表面部分，至少有一部分是金属制，高尔夫杆头的该金属部分固定有配重材料的高尔夫杆头中，其特征在于：相对于该高尔夫杆头主体，配重材料实际上仅是通过焊接被安装，在高尔夫杆头的主体上设置有开口或从外面向内凹陷的凹部，在该开口或是凹部结合上述的配重材料，该配重材料的外缘部相对该开口或是凹部的内缘部进行焊接。
再者，所谓的向下表面部分是指底部、侧部、同其它实质是与冠部相对的向下表面部。
本发明涉及的高尔夫杆头，配重材料相对于杆头主体实际上仅是通过焊接被安装着，配重材料的安装既坚固，又具有优越的耐久性，同时也容易制作。
本发明中最好是进行焊接，把形成的焊道埋入在配重材料的外缘同开口或凹部的内缘部之间的缝隙处。最佳的焊接是能够容易形成焊道的电弧焊或等离子焊。
本发明中的杆头主体最好全部是金属制，但也可以一部分是碳纤维强化合成树脂等。
当把高尔夫杆头做成球道木杆或多功能杆的高尔夫杆头时，
该金属的比重最好是6.5～8.5。以比重为6.5～7的不锈钢为例说明满足该比重的特别合适的金属材料。
配重材料的比重最好是10～13。利用使配重材料为铸造品，能够容易制造出尺寸精度准确的配重材料。
本发明中的配重材料最适合是钨合金。特别当杆头主体是不锈钢制的时候，最好是容易同不锈钢进行焊接的铁·钨合金。
下面，就合适的组成范围进行详细的说明。
【附图说明】
图1是从底面看到的根据实施例的高尔夫杆头的立体图。
图2是图1的‖-‖线的剖视图。
图3是和焊接前的图2具有同一部分的剖视图。
图4是说明其它实施例的焊接前的剖视图。
图5是实施例1的高尔夫杆头的底面照片。
图6是实施例1的高尔夫杆头的纵剖面照片。
【具体实施方式】
以下根据附图对具体实施例进行说明。图1是从底面看到的根据实施例的高尔夫杆头的立体图，图2是图1的‖-‖线的剖视图，图3是和焊接前的图2具有同一部分的剖视图，图4是说明其它实施例的焊接前的剖视图。
该高尔夫杆头1是中空金属制的木头型高尔夫杆头，其具有击打球用的面部2，从该面部2的上缘向后方延长的冠部3，从该面部2的下缘向后方延长的底部4，插入杆(省略图示)后，并用粘剂等固定的杆连接部5等。
该高尔夫杆头1由杆头主体10以及配重材料20构成。杆头主体10的底面部的后部上带有开口11；配重材料20结合在开口部，并通过焊接固定在杆头主体10上。符号21表示焊接配重材料20的焊接金属(焊道)。配重材料20仅通过焊接被安置在杆头主体10上。
杆头主体10构成了除高尔夫杆头1上的配重材料20以外的所有部分。在本实施例中，虽然杆头主体10是根据熔模铸造法铸造成一体的，但是也可以其多个部分分别通过铸造、锻造或冲压成型等进行制造，利用焊接接合成中空形状。
开口11位于杆头主体10的左右宽度方向，即突出侧·跟方向的大致中央部，而且是靠近底部的最后部的位置上。
虽然在本实施例中的开口10大致是椭圆形，但也可以大致是圆形、大致是方形或大致是多角形。当开口11是椭圆形时，最好长径为杆头主体10的左右宽度方向，椭圆形开口的长径最好是短径的1.2～2.0倍。
在本发明中，整个开口11可以设置在高尔夫杆头1的向下的表面上，如同该实施形式这样，也可以开口11的一部分设置在高尔夫杆头1的向后的表面上。向这样使开口延长直至配重材料的后面，并使其后面的一部分用配重材料构成，这样能够加大高尔夫杆头1的重心深度。
如图3中所示那样，使配重材料20同开口11结合，从外侧进行焊接，以便在开口11的内缘同配重材料20的外缘之间形成焊道。除TIG焊接和MIG焊接等电弧焊接以外，等离子焊接最合适。再者，在本实施例中，为了在容易进行焊接的同时，还能够提高配重材料20的焊接强度，如图3所示，在配重材料20的外缘同开口11的内缘之间，设置有坡口。
从能够制造出尺寸精确的好产品的角度出发，配重材料20最好利用熔模铸造等铸造法进行制造。为了使配重材料20易于焊接，最好使其具有同周围的底部同等程度的或在其以上的厚度。配重材料20的厚度既可以整体均匀分布，也可以是中央部厚、周围边缘部薄，大致呈凸透镜形状。
另外，本实施例中的中空高尔夫杆头，其面部2的壁厚要超过冠部3以及底部4的壁厚。如图3所示，面部2同底部4以及冠部3之间的连接部加大壁厚，以便保持强度。
另外，并非特定在本发明之中，当把杆头主体10作成不锈钢制的球道木杆的时候，因为面部2需要有打击球时的强度，可以把厚度作成2～3.5mm。厚度超过3.5mm以上时，会出现质量过剩，结果不能够再加大高尔夫杆头1。同时，当厚度未达到2mm，会导致击球时的强度不够。
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。当未达到0.5mm时，在进行重力铸造，特别是利用熔模铸造法进行精密铸造时，由于金属液流动性变差，出现无法确保精度的问题。另一方面，当厚度超过2.5mm时，会导致质量过剩，结果无法加大高尔夫杆头1。底部4的厚度超过冠部3，能够实现高尔夫杆头1的低重心化。为达到此目的，可以加厚底部4的厚度，使其一部分或全体的厚度达到3mm。
本发明的高尔夫杆头适用于球道木杆或是与其类似的多功能杆。当使用球道木杆或多功能杆时，击球面倾斜角适合为13～25°，体积适合程度为150～220cc，质量适合程度为200～250g。这种情况下的配重材料质量，最好是20～50g，特别是在25～40g的程度(高尔夫杆头1质量的8～25％，特别是10～20％的程度)。
接下来，就杆头主体10的构成材料等进行说明。
构成该杆头主体10的金属材料的比重最好是6.5～8.5，特别是6.5～8.0，6.5～7.0尤其好。通过使杆头主体的比重在8.5以下，能够实现杆头主体的轻量化，例如，设定杆头主体的体积为150～220cc，对于打高尔夫的人来说，很容易把球道木杆处理成便于使用的大小。
杆头主体10的构成材料最好是钢，从具有优越的强度以及耐腐蚀性的角度出发，特别是不锈钢。作为不锈钢的马氏体系、铁素体系、奥氏体系、析出硬化形等任何一者都可以。杆头主体10是不锈钢以外的钢或非铁系合金也可以。下表1中是一例表示在本发明中能够使用的钢及其它合金。
[表1] 钢·合金的种类组成例不锈钢马氏体系不锈钢(SUS410)0.15-12.5Cr铁素体系不锈钢(SUS405)0.08C-13Cr奥氏体系不锈钢(SUS304)18Cr-8Ni析出硬化形不锈钢(SUS631)17Cr-7Ni-1.1Al析出硬化形不锈钢(SUS630)17Cr-4Ni-4Cu-0.15Nb非不锈钢高张力钢(HT80)0.12C-0.8Mn-1.0Ni-0.5Cr-0.4Mo机械构造锰钢(0.4～0.6)C-(0.7～2.0)Mn铬钢(SCr430)0.3C-0.7Mn-1.05Cr铬·钼钢(SCM440)0.4C-0.7Mn-1.05Cr-0.25Mo镍·铬钢(0.25～0.55)C-(1.0～5.0)Ni-(0.3～2.0)Cr表面渗碳硬化处理钢(0.09～0.25)C-(0.55～1.50)Cr低温用钢3Ni低温用钢9Ni马氏体时效钢(250)18Ni-8Co-5Mo高锰钢(哈德菲尔钢)(0.8～1.4)C-(10～15)Mn非铁系合金因科罗伊耐热耐腐蚀镍铬铁合金80046Fe-21Cr-32Ni-0.4Al-0.4Ti
另外，当杆头主体是不锈钢的情况，由于在焊接时不锈钢中的Cr同C发生结合生成碳化铬，有可能降低焊接的强度。因此，当采用不锈钢或其它的铬钢时，最好采用低碳素钢。
下面，就配重材料20的构成材料进行说明。该配重材料20的构成材料的比重最好是10～13，特别是10～12。作为配重材料20具有高比重的同时，当杆头主体10是不锈钢的情况，从和不锈钢具有良好焊接性的角度出发，最适合采用铁·钨合金。
举例说明在配重材料20中作为铁·钨合金的合适组成的质量百分比：
Fe 43～54％
W 25～35％
Ni 13～19％
Cu 1～3％
该组成的铁·钨合金不仅具有对不锈钢优越的焊接性，同时还具有良好的加工性。
下面就该组成的限定理由进行说明。另外，以下的％表示质量％。
为了同不锈钢之间保持良好焊接性，要使含有的铁(Fe)43％～54％。当含铁未达到43％时，就无法充分提高焊接性。另一方面，当含铁超过49％时，配重材料的比重随之变小。
铁最好含有45～52％，尤其是47～52％更佳。由此，随着添加W，可以连续充分地维持比重增大的效果，并尽可能地提高焊接性。
钨(W)是用来增大配重材料的比重的元素。当W未达到25％时，会成为一种比重很低的配重材料。另一方面，因为当W超过35％时，配重材料的焊接性就会发生恶化，所以，含有的W应为25～35％，最好是26～34％。
为了提高配重材料的耐腐蚀性，要添加13～19％的镍(Ni)，特别是添加15～17％的镍(Ni)。当Ni未达到13％时，配重材料的耐腐蚀性不够充分。另一方面，当Ni超过19％时，配重材料的强度会降低，同时其比重也随之变小。
为了提高配重材料的耐腐蚀性，要添加1～3％的铜(Cu)。当
Cu未达到1％时，配重材料的耐腐蚀性会不足。另一方面，当Cu超过3％时，配重材料出现过度变软，同时配重材料的比重会变低。
另外，最好Ni同Cu的总含量是14～21％，特别是15～20％。当Ni同Cu的总含量超过21％时，配重材料的强度有可能降低，同时其比重也随之变小。
上述中的Fe、W、Ni以及Cu虽说是配重材料的必须成分，但在不损坏到配重材料特性的情况下，混入其它的元素也没有关系。其它的元素如Zn、Al、Mn、Cr、Si、Pb、Mo、Ti等金属元素，还有举例说明的C元素。当这些元素同上述的合金(Fe、W、Ni、Cu)合计达到100％的时候，其含量最好在10％以下，尤其是在7％。另外，当含有Cr的时候，因为Cr同C发生结合生成碳化铬，从而降低焊接性，所以最好C的含量在0.08％以下。另外，利用添加的比Cr更易结合的Ti或Nb，可以使碳(C)安定化，能够使碳化铬难于生成。
如图4(a)、(b)所示，也可以在杆头主体10′的开口11的边缘部(杆头主体10′的内侧边缘部)上，设置阶梯状的挡块部12，在进行焊接的时候，使配重材料20卡定在挡块部12，可以用来进行定位。挡块部12既可以设置在开口11的全周，也可以设置在一部分。挡块部12也可作成爪状。另外，图4(b)是图4(a)中B部分的放大图。挡块部12还可以超出图示的情况，伸出直至开口11的中央部。
在图示的实施例中，杆头主体10、10′全都设置有开口11，也可以设置代替开口11的从底侧凹陷的凹部，把配重材料嵌合在凹部处，进行焊接。
下面，就实施例1～15以及比较例1～11进行说明。
在实施例以及比较例之中，使用SUS630不锈钢，通过熔模铸造法，制造图2中所表示的3号木头用杆头主体10。该杆头主体10的开口11是椭圆形。
把利用熔模铸造法制造的椭圆盘状的质量30g的配重材料嵌合在开口11，进行TIG焊接，作成高尔夫杆头。配重材料20的中央部的厚度是3mm，周围边缘部的厚度是2mm。高尔夫杆头以及杆头主体的其它各部分的尺寸等如下所示：
体积 170cc
质量 218g(包含配重材料30g)
击球面倾斜角 15°
面部壁厚 2.7mm
其它壁厚 2.0mm
配重材料的组成如下表2所示。
[表2] Fe W Ni Cu 合金比重 焊接部观察结果 耐腐蚀性实验实施例1 53 27 18 2 11.1 ○ ◎实施例2 50 30 18 2 11.5 ○ ◎实施例3 49 30 18 3 11.5 ○ ◎实施例4 51 30 16 3 11.5 ○ ◎实施例5 50 33 15 2 11.8 ○ ◎实施例6 49 32 17 2 11.7 ○ ◎实施例7 47 33 17 3 11.8 ○ ◎实施例8 48 33 17 2 11.8 ○ ◎实施例9 51 33 15 1 11.8 ○ ◎实施例10 52 34 13 1 11.9 ○ ○实施例11 47 34 16 3 12.0 ○ ○实施例12 43 35 19 3 12.2 ○ ◎实施例13 45 35 18 2 12.1 ○ ◎实施例14 54 25 18 3 10.9 ○ ◎实施例15 54 25 19 2 10.8 ○ ◎比较例1 30 50 18 2 13.8 × ◎比较例2 38 45 15 2 13.2 × ○比较例3 38 43 18 1 13.0 × ◎比较例4 40 32 23 5 11.8 × ◎比较例5 40 35 23 2 12.1 × ◎比较例6 40 35 23 2 12.1 × ◎比较例7 40 38 20 2 12.4 × ◎比较例8 56 34 7 3 11.9 ○ ×比较例9 54 35 10 1 12.0 ○ ×比较例10 54 35 11 0 12.0 ○ ×比较例11 54 35 9 2 12.0 ○ ×
另外，在TIG焊接中通过手动形成了1条焊道。当焊接后，研磨并除去返到底侧上的焊道，观察焊接后的状况。
图5是在实施例1中，研磨前的高尔夫杆头的底部照片；图6是研磨后，沿前后方向纵断后拍摄的照片。
在实施例1～15中，任何一例都未发生焊接不良，没有发现有裂纹等焊接缺陷。同时，在配重材料20、焊道21以及杆头主体10之间，不存在明显的边界部。
对同实施例1具有同样纵断面的比较例1～11进行观察时，能够看出配重材料部、焊道部以及杆头主体的各个组织上的不同之处。
另外，能够显著地看出焊道部以及对其周围结晶粒界的碳化物的析出。另外，可以看出焊道部的组织同实施例1～11相比较，在均匀性上处于劣势。
在高尔夫练习场，更进一步地对各实施例以及比较例的高尔夫杆头1进行实打评价，确认是否发生裂纹(裂缝)和在此后是否生锈。但是，没有特别发生裂纹(裂缝)等现象。而且，即使是在实打评价后的一周内，也没有生锈。
把以上的实施例以及各比较例的高尔夫杆头放置在温度是35℃、湿度为90～95％的环境中，进行耐腐蚀性实验。
在表2中一起表示以上的焊接部的观察结果以及耐腐蚀实验结果。
正如表2所示，在实施例1～15中任何的焊接部的观察结果以及耐腐蚀性都是良好。
正如以上所述，通过本发明能够提供一种高尔夫杆头，其配重材料的安装既容易又牢固，同时还具有良好的耐久性。