TWI229623B - Friction welding structure for a striking plate of golf club head and manufacturing method therefor - Google Patents

Description

五、發明說明（1) 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一^種南爾夫桿頭之打擊面板烊接構造及盆 方法，特別是關於一打擊面板設置一摩擦焊接斜面，且一 桿頭本體對應設置另一摩擦焊接斜面，以增加摩擦焊接可 靠度之構造及其方法。 τ 【先前技術】 現今高爾夫桿頭之設計係趨向形成複合材質，特別是桿 頭本體及打擊面板通常係由不同金屬材料製成，例如由干 1 7-4ΡΗ不鏞鋼製造桿頭本體及由6鋁—4鈒之鈦合金製°造打 擊面板，藉此能使高爾夫桿頭同時具備高結構強产 本體及高彈性變形能力之打擊面板。 雖然上述複合材質之設計能提升高爾夫桿頭之# 能’但是要在異種材質之間形成良好接二ρ 困難。-般業界常用之打擊面板結合方式ρ;=對 入、膠合、硬焊〔brazing〕及傳統焊接〔'we ’ ::入分 焊〕。就採用機械嵌入方式而言，打擊 lng，如虱 間在結合後仍存在-交界間隙，該交界間本= 力受到限制，且打擊面板二彈性變形能 擊而產生異音；就採用膠合方式而古，=谷易因相互敲 能形成低落的接合強度，因而無法；大該膠合方式僅 範圍；就採用硬焊方式而言，由於該硬焊^之桿頭種類 南爾夫桿頭加熱，目而容易影響金屬材二=需對整個 而降低材質原有之結構強度， =目構，進 貝战σσ使用壽命；就採 1229623

用氬焊方式而言，由於異種材質之焊接相容性通常低落， 因而在焊接後容易產生凝固裂紋、焊道熱裂及焊後機械性 質下降等問題，以致無法有效提升焊接良率。為了改善上 述缺點，業界利用固態焊接〔sol id_state welding〕方 式提升結合品質，其中最常用者係為旋轉摩擦焊接 (friction stir welding ] 〇 習用高爾夫桿頭之打擊面板之摩擦焊接方法，如中華民 國第4 5 2 5 2 0號「高爾夫球頭擊球面摩擦熔接製法」發明專 利及美國公開第20 02/0 1 8785 1號「高爾夫球頭擊球面摩擦 熔接製法〔Manufacturing Method for a Golf Club "

H^ad〕」發明專利，請參照第1A至1(：圖所示，一高爾夫 桿包含一桿頭本體1〇及一打擊面板2〇。該桿頭本體1〇係 第一金屬材質製成〔例如不鏽鋼〕。該打擊 一 =質製成〔例如鈦合金〕，該打擊面板 成正圓形。在組裝時，其係利用摩擦焊接〔fricti〇n welding〕方式結合該桿頭本體1〇及打擊面板。首先， =在該打擊面板2〇上，使該打擊面板20抵接在 §亥干頭本體10正面之甜蜜區〔sweet spot〕，並使該打擊

1229623 !五、發明說明（3) 方簡夫桿ΪΓ摩擦焊接方式相較上述其他結合 存在下“門題品質，然而該摩擦焊接方式仍 =於2該打擊面板20僅能形成正圓形之外 = &非正圓之打擊面板20 ;此外，該打擊面板2’0僅 擊”域’即其甜蜜區(S…㈣Ϊ圍： 面之垃結 、右°亥打擊面板20及桿頭本體1 〇之摩擦抵接 θ面積過大或其表面帶有氧化層時，其常造成盔半 升摩擦溫度，以致在摩擦焊接結合時由兩者之^產 特ϋ金3〔intel*metallic iayer ’ 或稱硬化層〕' 相容Ξ不】二打擊面板20及桿頭本體10之金屬材質的焊 度，且= Ϊ 亥介金屬|的特性將不利於提升結合強^ 缺點，I乂成結構碎裂或降低彈性變形能力。基於上ii 此，俨^ 1面板20之尺寸常無法擴大而受到限制。因 :接：；必要進-步改良上述高爾夫桿頭之打擊面板】擦 設焊文ΐΐί，缺點，其係在-打擊面板 進焊接Γ結合，並利"動梢； 摩擦焊ϋ =減少界面間隙、增加抵接壓力、提升 金屬層，^由於$利於去除界面之氧化層及避免產生介 因而亦可簡化：：面板及桿頭本體不需相對轉動， ^ 且適於結合各種非正圓形狀之打擊面 第8頁 1229623 - « 五、發明說明（4) 板。

【發明内容J 本發明主要目的係提供_種 構造及其方法，其係在一打擊頭之打擊面板痒接 且在一桿頭本體對應設置另—二f 一摩擦焊接斜面， 焊接斜面結合，並利用一= = 將該二摩擦 度、簡化製程及增加適用範圍=〇 了 5強度、結合可靠 本發明次要目的係提供一種高^ 構造及其方法，其係在一打擊面 ；1 :打擊面板焊接 i. 象. 且在-桿頭本體對應設置另一摩捧；接：”面， :接斜面結合，該二摩擦焊接斜面 ：二摩 明具有提升結合強度及結合可匕：，接’而使“ 本發明另一目的係揾供一二ί度之功效。 構造及其方法，其係在二：m打擊面板焊接 之功效。厚“接’而使本發明具有提升結合準確度 根據本發明之古 法，其包含下列：：ί頭之打擊面板焊接構造及其方 面，且在-桿在—打擊面板設置—摩擦焊接斜 面；將該二摩捧開口内對應設置另-摩擦焊接斜 τ、烊接斜面對應結合；施一壓力在該打擊面

W C :\UΧ.Ό- .S \ Η1VI* COST I NI-NT.S \ PK'；382 . p t j 第9頁 五、發明說明（5) 板上，使該打擊〜 用-轉動梢沿該打iir嵌設在該桿頭本體之開口内，·利 焊接；及在該打擊s h ί及桿頭本體之接合位置進行摩擦 工處理，以步#板桿頭本體之接合位置進行表面加 【實施方；Γ…桿頭成品。 確ί本他目❾、特徵、和優點能更明 式，作詳細說舉本發明較佳實施例，並配合所附圖 請參照第2及3圖所示，本發 之打擊面板焊接構 南爾夫桿頭 内對應設=钭=一=體10之-開， -鐵桿型桿頭，其；包二夫桿頭& 桿頭本體ίο係* J 第一摩擦焊接斜面21。該 體ίο係由一第一金屬材質製成 :選自不鑛鋼、鈦合金、碳鋼、低第：屬= :、結構用鋼、⑽合金或超合金鋼。該=本= 焊接斜面12係形成在該二 口 "向内形成縮徑，並可依需求選m、由1 打擊面板20係由一第一金屬材為千斜面或弧面。該 屬材貝互為不同材負的前題下，該 可 = 碳鋼、低合金鋼，=== 鋼鐵猛紹合金或超合金鋼。該打擊面板2〇係可依產 1229623 五、發明說明（6) 二ΐ ί ί ΐ成各種外形及適當厚度。該第二摩擦焊接斜. 面板了擊面板2g之外周緣上，且較佳係由該打擊 或弧面 向背面形成縮徑，並可依需求選擇為平斜面 之至4圖所示’本發明第一實施例之高爾夫桿頭 接斜面1 ?反9焊接構造及其方法之第二步驟係將該二摩擦焊 第1界焊=應結合。利用適當夹具將該打擊面板20之 斜面21對應結合在該桿頭本體10之第-摩擦 ^ϊγϊ2、4?圖所示，本發明第一實施例之高爾夫 Γ5 了面板焊接構造及其方法之第三步驟係施一壓力 =該打擊面板20上’使該打擊面板2◦緊密嵌設在該桿 體10之開口 11内。在該打擊面板2〇嵌入該開口 ^後，立 由該打擊面板20之正面向下持續施加一適當壓力ρ，以 該打擊面板20緊密嵌設在該開口 ！（内。該開口 i i之第 擦焊接斜面12之高度較佳係大於該打擊面板2〇之厚度，因 而在組裝後，該開口Π另形成一組裝裕度d，以便在該打 擊面板20預先嵌入初期進行調整水平，或適用於組裝不同 厚度規格之打擊面板2 0。 請參照第2、5及6圖所示，本發明第一實施例之高爾夫 桿頭之打擊面板焊接構造及其方法之第四步驟係利用一轉 動梢30沿該打擊面板20及桿頭本體丨〇之接合位置進行摩擦 焊接。該轉動梢3 0係一轉軸，其一端設有一抵接點3丨，且 «玄轉動梢3 0及抵接點3 1可選擇由不錄鋼、碳鋼、嫣、紹及

1229623 五、發明說明（7) 詨開口〗1 f*在忒打擊面板2 〇受壓力P作用而緊密嵌設於 及γ ΐ i首先將該轉動梢30選擇緊密抵接於該打擊面 2= = ;，之接合…接縫處〕或稍偏打擊面板 mr:體1〇側。接著，使該轉動梢3。高速旋 以打擊面板20及桿頭本體10即可因摩捧產生高 :之= = 式結合成-體。通常，該轉At ίίΓ::適當控制至不高於該第-及第二金屬材質 桿頭本體10產生炫化，因不致造成该打擊面板20及 位置完成摩擦焊；：作因而使该轉動梢3。能順利沿著接合 面12第;r有成-及第二摩擦焊接斜 隙，而相對增加抵焊減!翁 並擴大焊接結合面積，進而強化摩 ， 強度。同日夺，該轉動梢30僅以極H 合可菲度及 位置，因此亦有利於集中轉動作六面積抵接於接合 並相對降低轉速及壓力之需求。 &升摩擦焊接溫度 面板20及桿頭本體10不需相對 者，因為本發明之打擊 具及旋轉機台之需求，因而簡化护故f可降低對大型治 使該桿頭本體1〇適於組裝結合 f。藉此，本發明更可 2 〇，而擴大製程之適用範圍。 正圓形狀之打擊面板 〇月參照第2及6圖所不，本發明黛 ^ 之打擊面板焊接構造及其方法之 I施例之咼爾夫桿頭 第五步驟係在該打擊面板 c：\Um-5\i'lVli CONTlNENTS\PK9J82.p $ 12頁 1229623 五、發明說明（8) 2 0及桿頭本體1 0之接合位置進行表面加工處理，以形成高 爾夫桿頭成品。在該打擊面板2〇及桿頭本體1 〇固態結合成 一體後’則利用精密機械加工製程對該接合位置表面進行 研磨及拋光，以去除表面突出之餘料及毛邊，並接著加以 塗裝、上保護漆及包裝，如此使高爾夫桿頭成品具有 外觀及一致規袼。 清參照第7及8圖所示，其揭示本發明第二實施例之高爾 夫扣頭之打擊面板焊接構造。相較於第一實施例，第二實 施例之桿頭本體10之開口u係另形成一肩部13。藉此^ 一摩擦焊接斜面12可另設-介質層40，其係可選擇利；電 鍍]塗佈方法形成在該第一摩擦焊接斜面12或第二 接2:21上。該介質層4。係由一第三金屬材質製成，‘録 二孟屬材質係可選自銳、鉻、銘、銅、鐵、錯、鈦、飢^^ 鈕、銀、鎳、鎢之金屬或其合金，且該第三金叙 :J體1 0之第一金屬材質或打擊面板2 〇之第二：/質： =相容性必需選擇高於該第—及第二金 = t性，以使該第-、第二金屬材質與該 ：： 分別不會產生一介金屬層。 萄衬負之間 該前，該介質層40爽設在 ，焊接時，該轉動梢3〇摩擦產 進订摩 摩擦焊接斜面12、21的配合第-及第二 4〇及打擊面板2。以較佳的冶金相方：Γ密 1229623 進一步提升摩擦焊接之結合強度及可 五、發明說明（9) 結合成一體，因而可 靠度。 日印參照第9圖所示，其揭示本發明第三實施例之高爾夫 才干頭之打擊面板焊接構造。相較於第一實施例，第三實施 =係在該桿頭本體丨〇之第一摩擦焊接斜面丨2上形成一環凹 1^ μ同日守該打擊面板2〇之第二摩擦焊接斜面Μ亦對應形 9 一 ％凸緣22。在預先進行嵌設時，該環凹槽14及環凸緣 ^可使該打擊面板20準確的定位嵌設於該開口n，並確 该打擊面板20之水平。 ’、 才曰：mi0圖所示，其揭示本發明第四實施例之高爾夫 :将乂:擊面板焊接構造。相較於第一實施例，第四實/ =在=頭本體!。之第一摩擦焊接斜W ^ 成彖1-5環=打：預面;2二… 23可使該打擊面板2。準確的丁;二；二=緣;:及環凹槽 該打擊面板20之水平。 又於该開口 11，並確保 方= 於第1圖之習用高爾夫桿頭之摩捧焊接 方法不適用於結合非正圓之 手k坏接 t位置形成介金屬層而影響結合強度等m摩擦焊 發明藉由在該打擊面板2() = f缺點，第5圖之本 之内周緣形成該第一及第二1，f及梓頭本體1 0之開口 11 可提升該桿頭本體10及打；面12、21 ’其確實 度、簡化製程及增加適用^板2〇之結合強度、結合可靠 雖然本發明已利用前述實… 权佳貫鈀例詳細揭示，然其並非 :\L(X；()-5\FIVE C〇NTINHNTS\PKy382.pid 第14頁 1229623

C:\L(K；()-5M;1V1·； CONTINHNTS\PKl)382.plJ 第15頁 1229623 圖式簡單說明 【圖式簡單說明 第1A至1C圖：習用高爾夫桿頭 之流程圖。 打擊面板摩擦焊接方法 第2圖：本發明高爾夫桿 圖。 玎擎面板烊接方法之流程 第3圖：本發明第—實施例之高爾夫 接構造之分解立體圖。 員之打擊面板垾 本發明沿第4圖之5-5線之剖視圖。 本發明第5圖之局部放大剖視圖。 技槐、〇/發明第二實施例之高爾夫桿頭之打擊面板歲 接構ie之局部放大剖視圖。 4 第8圖：本發明第二實施例之高爾夫桿頭之打 接構造進行摩擦焊接之局部放大剖視圖。 反焊 第9圖：本發明第三實施例之高爾夫桿頭之 接構造之局部放大剖視圖。 反焊 第1 0圖·本發明第四實施例之高爾夫桿頭之打 接構造之局部放大剖視圖。 面板垾 第5圖 第6圖 第7圖 第4圖：本發明第一實施例之高爾夫 接構造進行摩擦焊接之組合立體圖_貝之打擊面板焊 圖號説明： 10 桿頭本體 11 開口 12 第一摩擦焊接斜面 13 肩部 14 環凹槽 15 環凸緣

1229623 圖式簡單說明 2 0 打擊面板 22 環凸緣 30 轉動梢 4 0 介質層 21 第二摩擦焊接斜面 23 環凹槽 31 抵接點

(：:\- 5\ i; I Vl·： C()NTIM-NTS\PK9382 . pi J 第17頁

Claims (1)

1. I229623 六、申請專利範圍 1、：種=球桿之打擊面板谭接方法，其 將今-麻Γ 置另一摩擦焊接斜面，· Α σχ 了摩擦焊接斜面對應結合； =一壓力在該打擊面板上 該桿頭本體之開口内;^打擊面板緊达、嵌設在 利用一轉動梢沿該打 行摩擦焊接；及 f碩本體之接合位置進 在該打擊面板及桿頭本體之接 理，以梆屮古ΖΠ丄 文 位置進盯表面加工# 以形成鬲爾夫桿頭成品。 處 ί: = 2之高爾夫桿頭之打擊面极谭 内縮仅，及该打擊面板之摩擦焊二開口 “丨 板之正面向背面形成縮徑。 ’、係由该打擊面 丨、依申請專利範圍第i項之 方法，其中該二摩擦焊接斜擊面板焊接 面。 擇為平斜面、狐 …依申請專利範圍第！項之高爾 方法，其中該桿頭本體之摩擦焊^ 打擊面板焊接 該打擊面板之厚度，因而在组〃、面之高度係大於 組裝裕度。 、俊’遠開口另形成一 丨、依申請專利範圍第丨項之高爾 方法，其中該二摩擦焊接 :員之打擊面板焊接 槽及-環凸緣，以利係分別選擇形成-環凹 C · \ L(X；()- 5 \FI Vli CONTINUNTS\ ΡΚ*Π82 . p t J 第18頁 1229623 、、’讀專利範圍 6、請專利範圍第】項 打 ，方法，其中該桿頭本體之開口传另c板淳接 '、依申請專利範圍第】項之高爾成-肩部。 方法，其中另开彡忐一人發 夫"^頭之打擊面板焊接 擦焊接斜面之間。’、層’該介質層夾設在該二摩 、依申請專利範圍第7項之高爾 方法，其中該介質 > 干 打擊面板焊接 、鐵、錯、鈦、:：材：係：選：銳、鉻、銘、鋼 。 銀鎳、鎢之金屬及其合金 、依申請專利範圍第7項之 10 方法，其中該介質層係利用雷雜f頭之打擊面板垾接 第一摩擦焊接斜面上y用電鍍、塗佈方法形成在α 、依申請專利範圍第7項之古 避 11 方法’其，該介質層係利用電铲m擊面板焊接 第二摩擦焊接斜面上。χ塗佈方法形成在該 、：？ϋί桿頭之打擊面板焊接構造，其包含· - ϊί;，其係由正面形成-開口； ，-摩擦焊接斜面，其係形成在該開口之内周緣上 ❿ 一 ί 士 ：板’其正面係可用以打擊高爾夫球. 擦焊接斜面，其係形成在該打擊面板之外周 道’其用以摩擦焊接結合該第一及第二摩擦 ：\ LOGO - 5 \ !*Ί VE CONTINENTS \ ΡΚ9 382. p ui 第19頁 12 12 申請專利範圍 13 14 15、 16、 17、 18、 依申凊專利範圍第^】項之 構造，其令該第一及第二摩 桿頭之打擊面板焊接 成一環凹槽及一環凸緣，^浐，斜面係分別選擇形 、依申請專利範圍第”項之高Uf對位。 構造，其中該第一摩擦禪接之打擊面板淳接 ，及該第二摩擦焊接斜面 〃由該開口向内縮徑 面縮徑。 知由该打擊面板之正面向背 ‘依申請專利範圍第U項之高 構造，I中节筮 u ^ 爾夫#頭之打擊面板焊接 斜面、弧面第一及第二摩擦焊接斜面係可選；= 依申請專利範圍第丨丨項之高 構造’其中該開口之第—摩心：：打擊面板焊_ 組製裕度。 目而在組裝後，該開口另形成— 依申請專利範圍第丨丨項之高 構造’其中該桿頭本體之開口係=π:板焊接 依申請專利範圍第i i項之古土、 7成一肩4 〇 構造，其中另形成一介質；；以擊：板焊接 及第二摩擦焊接斜面之間。丨貝層夾設在該第一 依申請專利範圍第丨7項之高 構造，其中該介質層之材質传，：頭之打擊面板焊接