CN204485237U - 锻造高尔夫球杆头 - Google Patents

Abstract

公开了一种锻造高尔夫球杆头。更具体的，本实用新型公开一种锻造高尔夫球杆头，其具有由第一材料制成的主体部分和整体包纳在该锻造高尔夫球杆头的主体部分内的至少一种重量调节部分，而无需次级连接或者机加工操作。本实用新型由预成型的坯料来产生了一种高尔夫球杆头，其在实际的锻造加工之前已经包含了两种或更多种材料，这产生了多重材料高尔夫球杆头，其无需任何的后制造操作例如机加工、焊接、型锻、胶合等。

Description

锻造高尔夫球杆头

交叉引用的相关申请

本申请是2013年6月26日提交的美国专利申请系列No.13/927764的部分继续申请，其是2011年11月28日提交的美国专利申请系列No.13/305087的部分继续申请，其公开内容全部在此以它们整体引入作为参考。

技术领域

本发明通常涉及一种由两种或更多种材料形成的共锻造高尔夫球杆头和制造这样的高尔夫球杆头的方法。更具体的，本发明涉及由预成型的坯料来产生铁类型高尔夫球杆头，其在实际的锻造方法之前已经包含两种或更多种材料；这产生了多重材料高尔夫球杆头，其不需要任何的后制造操作例如机加工、焊接、型锻、胶合等。

背景技术

高尔夫是有难度的！当你的普通高尔夫球手摆动高尔夫球杆时，他或者她在他的或她的高尔夫摆杆中会具有显著的变化，这导致了诸多的偏心击打，其导致了与直接中心击打相比的性能降低。但是，在使得这种非常困难的运动对于普通高尔夫球手来说更令人愉快的尝试中，高尔夫球杆设计者采用了独特的高尔夫球杆设计，其将缓解不太完美的高尔夫摆杆的苛刻的现实。

在一种早期的例子中，Igarashi的美国专利No.4523759公开了一种周边配重的中空高尔夫用铁，其具有泡沫芯，在帮助使得高尔夫运动更容易的尝试中朝着力矩中心富集的有效的击打区域。将高尔夫球杆的重量分配到周边使得高尔夫球杆头的转动惯量(MOI)增加，这降低了高尔夫球杆在它冲击高尔夫球时不期望的扭曲。

Doran等人的美国专利No.4809977显示了通过将另外的重量置于高尔夫球杆头的跟部和趾部部分，来尝试增加高尔夫球杆头的转动惯量的另一例 子。这种通过增加跟部和趾部重量而可以实现的高尔夫球杆头转动惯量的增加可以进一步防止高尔夫球杆在跟部和趾部方向上扭曲，其减轻了高尔夫球偏离轨道发射的不令人期望的效应。

虽然最初关于增加高尔夫球杆对于普通高尔夫球手的适应性和比赛性的尝试是值得肯定的，但是它没有利用极度的适应性，其可以通过使用不同的材料来形成高尔夫球杆头的不同部分来实现。在一个例子中，Takeda的美国专利No.5885170显示了使用多重材料来产生实质性能更大的极度调节的优点。更具体的，美国专利No.5885170教导了一种体，其具有由一种材料形成的面，同时插鞘是由另一种材料(其具有与所述的高尔夫球杆头体不同的比重)形成。Helmstetter等人的美国专利No.6434811显示了另一例子，其使用多种材料，通过为高尔夫球杆头提供配重系统(其是在整个高尔夫球杆头形成后混入的)来改进高尔夫球杆头的性能。

更近的，将多重材料混入高尔夫球杆头中的改进已经通过将不同特性的众多的多种材料通过机加工腔室混入高尔夫球杆头而明显成熟。更具体的，Cole等人的美国专利No.7938739公开了一种高尔夫球杆头，其具有与高尔夫球杆头整合的腔室，其中该腔室从跟部区域延伸到趾部区域；沿着高尔夫球杆头的背面下部延伸；平行于击打面周围延伸；并且在中心线周围是大致对称的，该中心线将高尔夫球杆头在跟部区域和趾部区域之间等分。

但是，当多重材料在所述体已经完成后引入高尔夫球杆时，不同材料之间的界面公差会潜在的导致改变高尔夫球杆头的感觉的不期望的副作用。Hettinger等人的美国专利No.6095931通过使用多种不同的部件来确定了牺牲感觉的这种具体的不期望的副作用。美国专利No.6095931通过在高尔夫球杆头和主体部分(其包含击打前区)之间提供隔离层而解决了这个问题。

Kubota的美国专利No.7828674通过声称具有粘弹性元件的中空高尔夫球杆头对于更好的高尔夫球手来说感觉更轻和空心而承认了这个问题的严重性，因此他们并非更喜欢这样的高尔夫球杆。美国专利No.7828674如下 来解决了这样的多重材料高尔夫球杆的不足：将一块待植入的镁混入和或压配到仅仅用金属盖子密封的金属形成的凹进中。

虽然全部上面的改进高尔夫球杆头性能的尝试全部都同时尝试使得高尔夫球杆感觉的牺牲最小，但是全部的这些方法都需要大量的后制造操作，其在球杆头中产生了腔室和凹进，用于待混入的次级材料。这些类型的次级操作不仅是昂贵的，而且在不同部件之间保持足够紧的公差的能力使得其非常难以保持通常与整体形成的高尔夫球杆头有关的实心感觉。

因此，从上面可见，虽然全部的开发在于产生具有更大适应性，而不牺牲与常规球杆头有关的感觉的高尔夫球杆头，但是本领域不能产生这样的球杆，而不使用引起了差的感觉的苛刻的后制造机加工。

发明内容

本发明的一方面是一种锻造高尔夫球杆头，其包含：具有由第一材料制成的主体部分，其具有面腔室和至少一个重量腔室；和由第二材料制成的至少一个重量调节部分，其包纳在所述的主体部分内；由所述的第一材料制成的击打面嵌件，其用于覆盖所述的面腔室，其中该至少一个重量调节部分整体包纳在高尔夫球杆头的主体部分中，而无任何的次级连接操作。

本发明的另一方面是一种锻造高尔夫球杆头的方法，其包含步骤：由第一材料来产生圆柱形坯料，在该圆柱形坯料中机加工一个或多个腔室，用第二材料部分填充该一个或多个腔室来产生重量调节部分，用第一材料填充该一个或多个腔室的其余体积，来包纳所述的重量调节部分，锻造该圆柱形坯料来产生高尔夫球杆头的主体部分；其中该主体部分整体包纳着高尔夫球杆头体内的重量调节部分，而无任何的次级连接操作。

本发明的另一方面是一种锻造高尔夫球杆头，其包含具有由第一材料制成的主体部分，其具有面腔室和至少一个重量腔室；和包纳在该主体部分内由第二材料制成的至少一个重量调节部分；由所述的第一材料制成的击打面嵌件，其用于覆盖所述的面腔室，其中该至少一个重量调节部分整体包纳在 该主体部分内，而无任何的次级连接操作，其中所述的至少一个重量调节部分位于所述的高尔夫球杆头的底部的趾部和跟部附近。该第一材料在第一锻造温度具有第一流动应力，和该第二材料在第二锻造温度具有第二流动应力，其中该第一流动应力和第二流动应力基本上彼此类似，和该第一锻造温度和第二锻造温度基本上彼此类似，并且该第一锻造温度和该第二锻造温度基本上彼此类似。该第一材料具有第一热膨胀系数和该第二材料具有第二热膨胀系数，其中该第一热膨胀系数大于或者等于该第二热膨胀系数。

本发明的这些和其他的特征、方面和优点将通过参考下面的附图、说明书和权利要求而变得更好理解。

附图说明

本发明前述的和其他特征和优点将从本发明下面的如附图所示的说明中而变得显而易见。附图，其在此引入和形成说明书的一部分，进一步用于解释本发明的原理和使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。

附图的图1显示了根据本发明一种示例性实施方案的共锻造高尔夫球杆头的透视图；

图2A-2D显示了根据本发明一种示例性实施方案的用于产生高尔夫球杆头的预成型的坯料的透视图；

图3A-3D显示了根据本发明的一种示例性实施方案的用于产生高尔夫球杆头的预成型的坯料的透视图；

图4A-4D显示了根据本发明的一种示例性实施方案的用于产生高尔夫球杆头的预成型的坯料的透视图；

图5A-5D显示了根据本发明的一种示例性实施方案的用于产生高尔夫球杆头的预成型的坯料的透视图；

图6显示了根据本发明另一可选择的实施方案，使用多步共锻造方法所产生的高尔夫球杆头的放大的后透视图；

图7显示了根据本发明另一可选择的实施方案，使用多步共锻造方法所 产生的高尔夫球杆头的放大的前透视图；

图8显示了根据本发明的一种可选择的实施方案，在产生高尔夫球杆头的多步共锻造方法中所用的预成型的坯料；

图9显示了根据本发明的一种可选择的实施方案，在多步共锻造方法之一的过程中的弯曲的预成型的坯料；

图10a和10b显示了根据本发明一种可选择的实施方案，在多步共锻造方法之一的过程中高尔夫球杆头的后和前视图；

图11a和11b显示了根据本发明一种可选择的实施方案，在多步共锻造方法之一的过程中高尔夫球杆头的后和前视图；

图12a和12b显示了根据本发明一种可选择的实施方案，在多步共锻造方法之一的过程中高尔夫球杆头的后和前放大视图；

图13a和13b显示了根据本发明一种可选择的实施方案，在多步共锻造方法之一的过程中高尔夫球杆头的后和前视图；

图14a和14b显示了根据本发明一种可选择的实施方案，在多步共锻造之后，完成的高尔夫球杆头的后和前视图；和

图15显示了根据本发明的一种可选择的实施方案的高尔夫球杆头的前视图；

图16显示了根据本发明的一种可选择的实施方案的高尔夫球杆头的前视图，并且击打面没有显示腔室；

图17显示了根据本发明的一种可选择的实施方案的高尔夫球杆头的透视放大图；

图18显示了根据本发明的一种可选择的实施方案的高尔夫球杆头的后视图；

图19显示了根据本发明的一种可选择的实施方案的高尔夫球杆头的趾部侧面放大的图；和

图20显示了根据本发明的一种可选择的实施方案的高尔夫球杆头的跟 部侧面放大图。

具体实施方式

下面的详细说明描述了进行本发明的目前所预期的最佳模式。本说明书不采用限制性含义，而仅仅是用于说明本发明的一般原理的目的，因为本发明的范围是通过附加的权利要求来最佳定义的。

不同的本发明的特征在下面描述，并且每个可以彼此独立的使用或者与其他特征组合使用。但是，任何单个的本发明的特征不能解决上述的任何或全部的问题或者仅仅会解决上述问题之一。此外，上述的一个或多个问题不能通过下述任何一个特征来完全解决。

附图的图1显示了根据本发明的一种示例性实施方案的高尔夫球杆头100的透视图。图1所示的高尔夫球杆头100通常可以包含主体部分102和插鞘部分104，并且主体部分102具有几个单独的可识别的部件例如背线部分106、底部部分108、跟部部分110和趾部部分112。根据本发明的一种示例性实施方案的高尔夫球杆头100通常可以包含至少一个重量调节部分，其包纳在高尔夫球杆头100的主体部分102内。在一种优选的实施方案中，该重量调节部分可以整体包纳在主体部分102内，来确保重量调节部分被固定于主体部分102中，而不脱离本发明的范围和内容。因为该重量调节部分是整体包纳在高尔夫球杆头100的主体部分102内的，因此这些重量块在附图的图1是不可见的。但是，当给出多种不同的视图时，这些重量调节部分将在后面的图中更详细的显示。

在谈及随后附图之前，在此值得强调的是本发明的高尔夫球杆头100是使用锻造方法产生的，并且所述重量是无需任何后续精加工操作来混入的。这是要建立的一个重要区别，因为使用可选择的制造方法例如流延非常难以实现与整体包纳重量调节部分相同的结果。作为本专利申请中所提及的，“整体包纳”通常可以定义为具有置于单独的外部部件中的特定的内部部件，而在最终的产品中没有结合点或者接缝。涉及到本发明，具有“整体包纳”在高 尔夫球杆头100的主体部分102内的重量调节部分通常可以指的是具有置于高尔夫球杆头的主体部分102内的重量调节部分，而无结合点或者接缝(其通常是后制造方法例如研磨、焊接、铜焊、胶合或者型锻所需的)的能力。

在此还应当指出的是在本发明目前的定义中“整体包纳”的重量可以潜在的具有在最终产品中曝露的内部重量的某些方面，来说明重量调节部分的存在，而不脱离本发明的范围和内容。更具体的，“整体包纳”指的是用于产生上述最终产品的方法，并且可以不必限于目视掩蔽重量调节元件。

图2A-2D显示了根据本发明的一种示例性实施方案的用于产生共锻造高尔夫球杆头200的方法。更具体的，图2A-2D显示了在将高尔夫球杆头从它的基本坯料201成型锻造成高尔夫球杆头200最终产品中所涉及的步骤。

图2A显示了根据本发明的一种示例性实施方案的预成型的坯料201。从图2A中可见，预成型坯料201通常可以作为由第一材料形成的圆柱形棒来开始，因为它是高尔夫球杆头200锻造中常用的。为了产生重量调节部分215(其可以整体包纳在高尔夫球杆头200的主体部分202内)，将一个或多个腔室216机加工成预成型的坯料201。在图2A所示的这个目前示例性实施方案中，将两个腔室216机加工到预成型坯料201的末端中。腔室216在预成型坯料201内的位置和几何形状是重要的，因为它直接与锻造后高尔夫球杆头200中重量调节部分215的最终位置有关。

移动到图2B，可以看到一旦机加工了腔室216，则将腔室216用第二材料部分的填充，该第二材料的密度不同于第一材料的密度，目的是产生重量调节部分215。类似于上面的讨论，重量调节部分215的位置、尺寸和形状恰如腔室216的位置、尺寸和形状，因为预成型坯料201内的重量调节部分215与高尔夫球杆头中的重量调节部分215的最终放置位置有关。

最后，图2C显示了预成型坯料201的最终阶段，此时腔室216的其余体积被第一材料填充，并且通过传统的结合方法例如焊接、铜焊和型锻来密封。密封腔室216使得重量调节部分215整体包纳在预成型坯料201的体内， 其将使得相同的重量调节部分215在锻造方法之后整体包纳在高尔夫球杆头200的体202内。在腔室216填充后，预成型坯料201进行与高尔夫球杆头200的锻造有关的正常的锻造加工。虽然锻造高尔夫球杆头200中所涉及的基本步骤对于理解本发明是重要的，但是它包括了相对古老的和公知的技术，本申请对其不进行过于详细的描述。关于没有整体包纳的重量调节部分的基本高尔夫球杆头锻造中所涉及的步骤的更多的信息，可以在Cornell的美国专利No.3825991中和Iwata等人的美国专利No.6666779中找到，其公开内容在此以其全部引入作为参考。

虽然上面引入作为参考的涉及高尔夫球杆锻造的讨论在描述实际的锻造方法方面起到了好的作用，但是它不能解决对于本发明的共锻造方法(其中在这种锻造方法中涉及两种不同的材料)的另外的关注。更具体的，因为重量调节部分215由第二材料制成，该第二材料可以不同于用于产生预成型坯料201的其余部分的第一材料，因此必须采用特别的注意来确保不同的材料可以一起锻造来形成高尔夫球杆头200。因此，为了选择两种能够一起共锻造的粘着材料，该第一材料和第二材料通常必须要在它们的流动应力和它们的热膨胀系数方面具有非常特殊的材料性能要求。虽然最优选的是两种材料具有相同的材料性能(这在锻造中产生了一致性)，但是使用相同的材料不能提供作为本发明的基础所需的任何重量调节益处。

首先，为了使得金属材料具有一起共锻造的能力，需要适当考虑每种材料各自的流动应力。材料的流动应力，通常可以定义为持续的变形所述材料(即，保持金属流动)所需的瞬间应力值；并且由两种不同的材料来产生粘着锻造部件将要求它们当经历锻造方法的应力时，以相对而言相同的速度流动。通常已知的是材料的流动应力通常是屈服强度的函数，并且材料的流动应力通常可以通过下面的等式(1)来求和。

Y_f＝Keⁿ  等式(1)

其中

Y_f＝流动应力(MPa)

K＝应变系数(MPa)

N＝应变硬化指数

除了上面的等式之外，在此值得提及的是材料的流动应力不能在真空中解释，正相反，它是该材料的锻造温度的函数。因此，在本发明目前的示例性实施方案中，第一材料在它的第一锻造温度的第一流动应力基本类似于，但不等同于第二材料在它的第二锻造温度的第二流动应力；并且该第一锻造温度和第二锻造温度是基本类似的。更具体的，在更详细的实施方案中，该第一材料可以是1025钢，其在大约1200℃的锻造温度具有大约10ksi(千磅/平方英寸)的第一流动应力，而该第二材料可以是铌材料，其也在大约1100℃的锻造温度具有大约12ksi的第二流动应力。

虽然在上述本发明的示例性实施方案中，该第一材料可以是1025钢和该第二材料可以是铌材料，但是也可以使用不同的其他材料，而不脱离本发明的范围和内容，只要它们的流动应力在类似的锻造温度是类似的就行。换言之，在本发明的共锻造方法中可以使用任何两种材料，只要第二流动应力不比第一流动应力大20％以上或者不比第一流动应力小20％以下就行。

如前所述，除了流动应力之外，该第一和第二材料的热膨胀系数对于正确的共锻造两种不同材料来说也是重要的。更具体的，通常会需要第一材料的第一热膨胀系数大于或者至少等于第二材料的第二热膨胀系数。因为该热膨胀系数还与锻造后材料的收缩率有关，因此重要的是第一材料(其整体包纳了第二材料)具有更高的热膨胀系数来防止在材料界面部分处形成间隙。在本发明的一种更详细的实施方案中，该第一材料可以是1025钢，其的热膨胀系数是大约8.0μin/in℉，而第二材料可以是铌，其具有大约3.94μin/in℉的第二热膨胀系数。

应当注意的是虽然在上面的示例性实施方案中，第二热膨胀系数小于第一热膨胀系数，但是该数字可以是相同的，来实现两种材料完美的匹配，而 不脱离本发明的范围和内容。实际上，在本发明的一种示例性实施方案中，优选的是第一材料和第二材料可以具有相同的热膨胀系数，因为外面的材料在内面的材料上过度的收缩会潜在的在两种材料的界面部分处产生另外的应力。

可选择的，在提供不同的配重特性的尝试中，第二材料可以由6-4钛材料制成，来降低重量调节部分215的重量。该钛材料通常可以在大约1100℃的锻造温度具有大约10ksi的流动应力和大约6.1μin/in℉的热膨胀系数。

现在已经讨论锻造方法和涉及到不同材料的共锻造的具体关注点，附图的图2D显示了使用上面的共锻造方法所产生的完成的高尔夫球杆头200的透视图，其中该高尔夫球杆头200整体包纳在主体部分202的至少一个重量调节部分215中。更具体的，在本发明目前的示例性实施方案中，重量调节部分215置于高尔夫球杆头200的跟部部分210和趾部部分212的附近。将重量调节部分215放置在跟部部分210和趾部部分212的附近允许增加高尔夫球杆头200的转动惯量(MOI)，而无需任何的次级连接操作；其将导致用高尔夫球冲击时更一致的感觉。

在移动到关于本发明不同的实施方案的讨论之前，在此值得注意的是重量调节部分215在高尔夫球杆头200的主体部分202内精确的放置在每个单个的不同的球杆头中是稍有不同的，这是目前的本发明的共锻造方法涉及不同材料的结果。更具体的，重量调节部分215的精确放置对于每个单个的高尔夫球杆200可以是不同的，因为第一材料和第二材料的流动应力将帮助确定重量调节部分215的最终位置。除了上面的之外，应当注意的是高尔夫球杆头200的重量调节部分215和主体部分202之间的界面通常可以是不规则界面，具有锯齿状边界来表示整个高尔夫球杆头200已经进行了共锻造。这明显不同于经由后机加工次级操作例如研磨和钻孔所产生的腔室；其通常具有两种不同材料的清晰的分界线。

附图的图3A-3D显示了本发明的一种可选择的实施方案，其中将两个分 别的重量调节部分314和315置于预成型坯料301的不同部分处，来产生具有不同性能标准的高尔夫球杆头300。更具体的，图3D所示的高尔夫球杆头300可以具有在高尔夫球杆头300的背线部分306附近的较轻的重量调节部分314和在高尔夫球杆头300的底部308附近的较重的重量调节部分315，来帮助移动降低高尔夫球杆头300的重心(CG)，以有助于目前本发明的高尔夫球杆头300的发射和旋转特性。

类似于前面，图3A-3C显示了目前本发明的高尔夫球杆头300的形成方法，其由预成型坯料301开始。更具体的，图3A显示了根据本发明的一种示例性实施方案的预成型坯料301的透视图，其中多个腔室316是在坯料301内的战略位置上钻孔的。应当注意的是在这个目前的示例性实施方案中，多个腔室316是在预成型坯料301的顶部和底部附近钻孔的，而不是在每个末端处，因为这个具体的实施方案聚焦于如下来降低高尔夫球杆头300的CG：从高尔夫球杆头300的背线部分306中除去重量和将它朝着高尔夫球杆头300的底部部分308移位。

附图的图3B显示了两种重量调节部分314和315，其置于图3A所产生的腔室316内。虽然通常令人期望的是在希望降低CG时使得高尔夫球杆头300顶部附近的重量最小化，但是在本发明的这个目前的实施方案中，顶部腔室316不能完全作成空白的，因为整个预成型坯料301最后将锻造成高尔夫球杆头300的形状，这使得任何空腔室316本身会坍塌。因此，在本发明的这个目前的示例性实施方案中，顶部腔室316可以填充有轻量的重量调节部分314，而下部腔室316可以填充有重量的重量调节部分315。轻量的重量调节部分314通常可以由具有第三密度的第三材料制成，其中该重量的重量调节部分315通常可以由具有第二密度的第二材料制成。在本发明的一种示例性实施方案中，第三密度通常可以小于大约7.0g/cc，其中该第二密度通常可以大于大约7.8g/cc；而用于形成高尔夫球杆头300的主体部分302的第一材料通常可以具有大约7.8g/cc的第一密度。

附图的图3C显示了预成型坯料301的最后阶段，其已经将重量调节部分314和315整体包纳在预成型坯料301的内部腔室316中。更具体的，图3C所示的预成型坯料的产生包括了用第一材料填充腔室316的其余体积，来将重量调节部分315和316包纳在预成型坯料301内。类似于上面的讨论，预成型坯料301随后锻造来产生高尔夫球杆头300，如图3D所示，其中重量调节部分314和315整体包纳在高尔夫球杆头300的主体部分302内。

类似于上述的方法，在第一材料所产生的腔室内共锻造第三材料，该第三材料通常会需要具有第三流动应力(其类似于第一材料的第一流动应力)和第三热膨胀系数(其小于第一材料的第一热膨胀系数)。更具体的，在本发明的一种示例性实施方案中，该第三材料可以是6-4钛材料，其在大约1100℃的锻造温度具有大约10ksi的第三流动应力和大约6.1μin/in℉的第三热膨胀系数。

虽然图2A-2D和图3A-3D显示了本发明的不同的实施方案，其分别用于实现更高的MOI和更低的CG，这些特征彼此并不互斥。实际上，在图4A-4D所示的本发明的另一可选择的实施方案中，可以采用上述两种实施方案的特征来产生具有更高的MOI以及更低的CG的共锻造高尔夫球杆头，全部都不脱离本发明的范围和内容。更具体的，在图4A-4D中，所述步骤需要将高尔夫球杆400的顶部406附近的较轻的重量调节部分414与高尔夫球杆头400的趾部部分412和跟部部分410附近的两种或更多种较重的重量调节部分415合并，来产生具有更高的MOI和更低的CG的高尔夫球杆。

附图的图5A-5D显示了本发明的另一可选择的实施方案，其中高尔夫球杆头500的主体部分502可以包含整体包纳的重量调节部分514。在本发明的这个目前的示例性实施方案中，重量调节部分514可以是相对大的尺寸，这使得它在锻造方法完成时代替了高尔夫球杆头500的大部分的主体部分502。在本发明的这个目前示例性实施方案中，该整体包纳的重量调节部分514通常可以由具有第三密度的第三材料制成，该第三密度明显低于用于形 成高尔夫球杆头500的主体部分502的第一材料的第一密度；这允许从高尔夫球杆头500的主体部分502中取出重量。因为用于形成重量调节部分514的轻量的第三材料通常会比第一材料更软，因此通常令人期望的是将重量调节部分514整体包纳在高尔夫球杆头500的内部体内，这能够实现明显的重量节约，而不牺牲感觉。

更具体的，附图的图5A显示了类似于前面的图的预成型坯料501。但是，在这个目前示例性实施方案中，腔室506在预成型坯料501本身中明显更大。这个大的腔室506因此可以在图5B中用于用重量调节部分514填充，来调节高尔夫球杆头500的重量、密度和整体感觉。在图5C中，类似于前面所述，在整个预成型坯料501进行锻造加工来产生高尔夫球杆头500之前，腔室516的其余体积填充了初始的第一材料。

这里值得注意的是在这个目前示例性实施方案中，高尔夫球杆头500的插鞘部分504有意用常规的第一材料制成，因为用于形成重量调节部分514的第二材料的弯曲特性通常会不适于铁类型高尔夫球杆头500的弯曲要求。更具体的，用于形成重量调节部分514的第三材料可以是轻量的铁-铝材料，其的密度小于大约7.10g/cc，更优选小于大约7.05g/cc和最优选小于大约7.00g/cc，全部都不脱离本发明的范围和内容。但是，众多的其他材料也可以用作第三材料，用于形成重量调节部分514，而不脱离本发明的范围和内容，只要该第三材料具有处于上述范围内的密度。

附图的图6显示了根据本发明的另一可选择的实施方案的高尔夫球杆头600的放大的后透视图，其使用了多步共锻造方法。这种多步共锻造方法(其的细节随后将在图8-14中描述)允许改进将不同的重量元件精确布置在高尔夫球杆头600的不同零件中的能力。这种精确布置配重元件的能力的改进不仅打开了将多种不同的材料共锻造的大门(其以前由于它们固有的材料局限而是不可能的)，而且它还允许将高尔夫球杆600的性能特性相比于以前所述进行更大的改进。

更具体的，附图的图6显示了一种使用多步共锻造方法所产生的共锻造高尔夫球杆头600。该高尔夫球杆头600在高尔夫球杆头600的跟部610和趾部612部分处具有更重密度的重量调节部分615，其对应于它们各自的腔室616。该重量调节部分615然后与帽617相组合，来将重量调节部分615与高尔夫球杆头600的体部在该共锻造方法过程中保持在一起。应当注意的是该目前示例性高尔夫球杆头600使用了多步共锻造方法来安装重的重量调节部分615，而无需后制造修整例如焊接、铜焊、型锻等。如前所述，使用这样的共锻造方法的好处是材料的均匀性和一致性，这产生了优异的性能和感觉。但是，除了上述益处之外，本发明目前的该实施方案使得重的重量调节部分615置于高尔夫球杆头600的末端，这进一步改进了高尔夫球杆头600的重心位置以及转动惯量。

附图的图7显示了根据本发明另一可选择的实施方案的高尔夫球杆头700的放大的前透视图。更具体的，高尔夫球杆头700将高尔夫球杆头700的击打面718部分后面的轻量的重量调节部分714在多步共锻造方法中并入到腔室716中。在本发明的这个目前示例性实施方案中，归因于上述精确的共锻造方法，轻量的重量调节部分714的位置和布置可以更精确的布置，因此产生了从高尔夫球杆头700的击打面718部分中减重的机会。为了理解这个目前的多步共锻造方法，在下面给出了图8-14，详细显示了这种多步共锻造方法所包括的步骤。

类似于上面的图2-5，附图的图8显示了用于产生锻造高尔夫球杆头的预成型坯料801。这种锻造坯料801然后弯曲成L形，如图9所示，来制备用于模具的坯料901，其开始了所述的锻造方法。图10a和10b显示了已经进行了该多步共锻造方法的第一步骤的高尔夫球杆头1000的前视图和后视图。在这个预备步骤中，所述坯料已经锻造成这样的形状，其大致类似于高尔夫球杆头1000的形状。实际上，甚至在这个早期阶段中，高尔夫球杆1000的形状也是可见的，因为它已经具有了插鞘部分1004、跟部部分1010和趾 部部分1012。在图10a所示的高尔夫球杆头1000的后视图中，在该高尔夫球杆头的跟部1010和趾部1012部分中已经能够看见腔室1016的雏形；而在图10b所示的高尔夫球杆头1000的前视图中，腔室1016已经能够在击打面附近看到。

在该初始锻造步骤之后，多余的毛边1030可以从高尔夫球杆头1000中除去，并且在此之后，进行另一粗锻造步骤。在该锻造方法过程中，多余的材料会流到模具的范围之外，这通常被称作“毛边”。如前所述，这种毛边材料可以在单个的多锻造步骤之间被修整掉，来改进随后的步骤中对于模具的附着性。

这种次级锻造步骤的结果可以显示在图11a和11b中。从图11a和11b中可见，处于目前这个状态的高尔夫球杆头1100开始呈现出这样的形状，其更接近于最终的产品。除了整体形状更明确之外，腔室1116的边界和形状也开始呈现出它们各自的形状。在这个次级锻造步骤之后，在高尔夫球杆头1100进行最终的锻造步骤之前，该重量调节部分可以加入到特定的腔室1116中。

高尔夫球杆头1100上的重量调节部分与腔室1116之间的关系可以更清楚的显示于图12a和12b中。这里在图12a和12b中，可以看到高尔夫球杆头1200后部上的腔室1216可以用重量调节部分1215填充，其通常的密度可以高于高尔夫球杆头1200的主体部分。该高密度的重量调节部分1215然后可以用帽1217覆盖，帽1217是由类似于高尔夫球杆头1200的主体部分的材料制成，这使得高密度的重量调节部分1215保持在腔室1216内。在高尔夫球杆头1200的前部中，腔室1216可以填充有重量调节元件1214，该元件的密度低于高尔夫球杆头1200的主体部分。类似于后面，这种重量调节部分1214可以用帽状机构(其也充当了击打面1218)固定于腔室1216中。击打面1218，类似于帽1217，可以由与高尔夫球杆头1200的主体部分类似的材料制成。由与高尔夫球杆头1200的主体部分的其余部分相同的材料来制 造帽1217和击打面1218是有益的，因为它使得这两种部件可以焊接到高尔夫球杆头1200的主体部分上。具有这些焊接在适当位置上的部件使得在完成目前的多步共锻造方法的最终锻造步骤之前，重量调节部分1215能够固定于它们自己各自的腔室1216中。

在本发明的一种可选择的实施方案中，帽1217可以甚至不需要完全覆盖腔室1216和重量调节元件1214。实际上，在本发明的一种可选择的实施方案中，帽1217仅仅需要部分的覆盖重量调节部分1215足以防止重量调节部分1215与高尔夫球杆头1200的主体部分分离的程度。

这种方法所包括的最终的锻造方法通常产生了可以被认为是“共锻造”的高尔夫球杆头1200，因为现在该高尔夫球杆头1200包含了在这个最终步骤中锻造在一起的两种或更多种不同的材料。图13a和13b显示了高尔夫球杆头1300在它完成了最终的共锻造步骤之后的结果。在它目前状态中，高尔夫球杆头1300已经呈现出它最终的形状，并且重量调节元件1316和1314现在全部都通过帽1317和击打面板1318整体包纳在它们各自的腔室中。虽然高尔夫球杆头1300可以已经采用它们的形式，但是在该高尔夫球杆头1300周边仍然存在着过多的毛边1330，其需要在高尔夫球杆头1300采用它的最终形式之前进行修正。

图14a和14b显示了作为这种共锻造方法的结果的完成了的高尔夫球杆头1400。这里在图14a和14b中可见，多余的毛边1330已经进行了修整，这改进了高尔夫球杆头1400的美学外观。如前所述，作为这种共锻造方法的结果，重量调节部分1416和1418是经由帽1417和击打面板1318用高尔夫球杆头1400的体部来无缝和整体包纳的。如前所述，经由这种共锻造方法，用高尔夫球杆头1400的体部来无缝和整体包纳重量调节部分1416的优点是它防止了震颤，并且改进了高尔夫球杆头1400的实心感。实际上，使用这种方法，本发明的高尔夫球杆头可以实现这样的感觉，其与使用常规的锻造方法的单式锻造高尔夫球杆头相比而言，几无二致。

换言之，也可以说本发明的这种多步共锻造方法在重量调节部分1416和1418和它坐落于其中的腔室1216(参见图12)之间产生了独特的关系。更具体的，可以说重量调节部分1416的外部表面积通常可以等同于腔室1216的内表面积。腔室1216通常可以包括用于完成通过粗锻造步骤所产生的腔室1216的任何的帽1217或面板1218的表面积。(参见图12)，虽然腔室1216和重量调节部分1416之间的形状和表面积的对称性不会表现出如同初始的本发明的成绩，但是这种情形的真实性是除非包括共锻造步骤，否则在两种部件之间不可能实现这样的无缝界面。给定用于高尔夫球杆头的不同零件的材料的结合局限时，目前本发明的共锻造方法是在这些部件之间实现这样的无缝界面的唯一方式。

附图的图15显示了根据本发明的一种可选择的实施方案的最终产品高尔夫球杆头1500的前视图，其使用了前述的共锻造技术。在这种实施方案中，击打面嵌件1518可以仅仅部分的覆盖高尔夫球杆头1500的下部，这使得仅仅在高尔夫球杆头1500的下部中产生腔室。球杆头1500的这种特定的双态会有益于在产生双腔室设计中改进高尔夫球杆头1500的性能，其在球杆头1500的中心半球附近提供了结构支持，来在冲击过程中提供更大的实心感。

附图的图16显示了无击打面嵌件1518(显示于图15)的高尔夫球杆头1600的前视图。高尔夫球杆头1600的这个视图使得内面腔室1616更清楚的显示出来，其显示了多个载体棒1630，其可以用于进一步为击打面部分提供结构支持。在一种实施方案中，多个棒1630可以是图16所示的圆形棒，其分散在面腔室1616的整个内壁中。但是，在其他实施方案中，多个棒1630甚至可以不是圆柱形，而是正方形、矩形或者任何其他的形状，全部都不脱离本发明的范围和内容，只要它提供了用于击打面的任何种类的局部化载体就行。除了棒1630的几何形状可变之外，棒1630的布置也无需分散在面腔室1616的整个内壁中，实际上，棒1630的位置可以置于许多的众多位置的 任何一个处，全部都不脱离本发明的范围和内容。最后，应当注意的是在本发明的一种可选择的实施方案中，面腔室1616甚至可以不需要任何支持棒1630，并且面腔室1616可以整个是中空的，而不脱离本发明的范围和内容。

附图的图17显示了根据图15和16所示的本发明的实施方案的高尔夫球杆头的放大的透视图。更具体的，这个放大的视图使得高尔夫球杆头1700的击打面嵌件1718和面腔室1716之间的关系和装配更清楚的显示出来。应当注意的是虽然早前的讨论谈论了使用共锻造方法将不同的金属(其不易于焊接在一起)结合在一起，但是高尔夫球杆头1700的击打面嵌件1718和主体部分之间的连接包括了中空的面腔室1716部分，其会在锻造方法过程中引起击打面嵌件1718变形。幸运的，在目前的实施方案中，用于击打面嵌件1718的材料会类似于主体部分1700，这允许在其他部件共锻造在一起之后，使用常规的焊接方法将所述的两个部件结合在一起。

值得识别的另一特征是多个棒1730的长度。为了为击打面嵌件1718提供结构支撑，多个棒1730通常会接触击打面嵌件1718的后表面。换言之，可以说多个棒1716的末端可以接触击打面嵌件1718的后表面，来提供所述的结构增强。但是，在一种可选择的实施方案中，多个棒1716的末端可以在尚未到达击打面嵌件1718的后表面之前终止，这产生了间隙；促进了在高尔夫球冲击时的面挠曲，同时产生了托架来保持击打面嵌件1718材料的弹性变形。

附图的图18显示了高尔夫球杆头1800的后视图，其具有使用上述共锻造方法结合在一起的一个或多个配重1815和帽1817。不重复上述方法，图19-20将显示使用上述的共锻造方法所产生的不同部件的趾部和跟部放大图。

图19显示了高尔夫球杆头1900的一种放大的趾部透视图，其显示了根据本发明的这种实施方案的配重系统的不同部件。该高尔夫球杆头1900的放大图不是用于产生配重系统的方法的说明，而仅仅在此提出来说明所述 部件如何能够一起用于上述的共锻造方法中来产生高尔夫球杆头1900。更具体的，这里该配重系统包含重量腔室1916、配重1915、帽1979和焊接材料1920。重量腔室1916在此是在粗锻造步骤中形成的，其后使用焊接材料1920将配重1915和帽1917预焊接到重量腔室1916内。在不同的部件大致彼此结合之后，将整个高尔夫球杆头1900进行在上面的图13a和13b中所述的最终的锻造步骤。

图20显示了高尔夫球杆头2000的一种放大的跟部透视图，其显示了根据本发明的这种实施方案的配重系统的不同的部件。类似于上面图19的讨论，提供这个视图来显示所述部件之间的关系。

除了上面的之外，该目前的多步共锻造方法不同于纯共锻造方法之处可以在于它不再要求两种材料在不同的材料之间具有类似的流动应力。消除了需要材料具有类似的流动应力的这种要求会是有益的，因为它允许使用更宽范围的材料，特别是当它使用提供了极端的配重益处的外来材料例如钨时更是如此。该目前的多步共锻造方法能够通过在使用最终的帽类型材料填充腔室周围的间隙来将该重量调节部分完全包纳在帽类型材料之前，锻造用于所述配重的腔室来实现这个目的。虽然消除了对于具有类似的流动应力的材料的需要，但是在这种多步共锻造方法中，仍然要求第二材料的热膨胀系数低于第一材料。这种要求仍然是存在的，因为该第二材料虽然经由帽而包含在腔室中，但是仍然经历了与外面的第一材料相同的锻造温度。该第二材料任何过度的膨胀将降低所述帽的结构刚度，导致结合方法中潜在的失效。

除了操作实施例或者除非另有明确规定，否则全部的数字范围、量、值和百分比例如用于材料的量、转动惯量、重心位置、高击斜面、设计角度、不同的性能比的那些，以及说明书前述部分中的其他可以解读为如同是用措辞“大约”作为前缀的，即使术语“大约”没有明确出现在所述的值、量或者范围中。因此，除非有相反指示，否则在上面的说明书和附加的权利要求中所述的数字参数是近似的，其可以根据本发明所寻求获得的期望的性能而变 化。最起码的，并且不打算使用等价的原则来限制权利要求的范围，每个数字参数应当至少按照所报告的有效数字的数值和通过使用通常的四舍五入技术来解释。

虽然阐明本发明宽的范围的数字范围和参数是近似的，但是在具体实施例中所述的数值是尽可能精确来报告的。但是任何数值本质上包含了由在它们各自的测试测量中存在的标准偏差所必然形成的某些误差。此外，当在此阐述变化范围的数字范围时，可以预期可以使用包含所述值的这些值的任意组合。

当然应当理解可以进行前述涉及本发明的示例性实施方案可以进行改变，而不脱离下面的权利要求所阐述的本发明的主旨和范围。

Claims (14)

1.一种锻造高尔夫球杆头，其包含：

由第一材料制成的主体部分，其具有面腔室和至少一个重量腔室；

由第二材料制成的至少一个重量调节部分，其包纳在所述的主体部分内；和

由所述的第一材料制成的击打面嵌件，其用于覆盖所述的面腔室，

其中所述的重量调节部分整体包纳在所述的主体部分内。

2.根据权利要求1所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的第二材料的密度高于所述的第一材料。

3.根据权利要求2所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的面腔室置于所述的主体部分的下部。

4.根据权利要求2所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的至少一个重量调节部分位于所述的高尔夫球杆头的底部附近。

5.根据权利要求4所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的至少一个重量调节部分位于所述的高尔夫球杆头的所述的底部的跟部附近。

6.根据权利要求4所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的至少一个重量调节部分位于所述的高尔夫球杆头的所述的底部的趾部附近。

7.根据权利要求2所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的面腔室进一步包含多个棒，所述的多个棒的端部与所述的击打面嵌件的后表面接触。

8.根据权利要求2所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的面腔室进一步包含多个棒，所述的多个棒在未到达所述的击打面嵌件的后表面之前终止，以形成间隙。

9.根据权利要求2所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的第一材料具有第一热膨胀系数，和第二材料具有第二热膨胀系数；

其中所述的第一热膨胀系数大于或者等于所述的第二热膨胀系数。

10.一种锻造高尔夫球杆头，其包含：

由第一材料制成的主体部分，其具有面腔室和至少一个重量腔室；

由第二材料制成的至少一个重量调节部分，其包纳在所述的主体部分的至少一个重量腔室内；和

由所述的第一材料制成的击打面嵌件，其用于覆盖所述的面腔室，

其中所述的重量调节部分整体包纳在所述的主体部分的所述的重量腔室内，和

其中所述的至少一个重量调节部分位于所述的高尔夫球杆头的底部的趾部和跟部附近。

11.根据权利要求10所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的面腔室位于所述的主体部分的下部。

12.根据权利要求11所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于将所述的面腔室焊接到所述的主体部分的所述的下部上。

13.根据权利要求12所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的至少一个重量腔室的内表面积等于所述的至少一个重量调节部分的外表面积。

14.根据权利要求13所述的锻造高尔夫球杆头，其特征在于所述的第一材料具有第一热膨胀系数，和该第二材料具有第二热膨胀系数；

其中所述的第一热膨胀系数大于或者等于所述的第二热膨胀系数。