專利名稱：高爾夫球棒頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高爾夫球棒頭，更具體地，涉及一種由金屬材料制成的金屬部和由纖維增強樹脂制成的FRP(玻璃纖維增強塑料)部的接合結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，由金屬材料和纖維增強樹脂制成的高爾夫球棒頭已被提出。
公開的日本實用新型申請JP-U5-51374公開了一種由金屬材料或者纖維增強樹脂制成的球棒頭，其中，冠部被切去形成一個窗孔，該窗孔能向左打開，或者能通過一個由低比重材料制成的蓋子來關(guān)閉。
公開的日本專利申請JP-P2003-62130A公開了一種球棒頭，該球棒頭通過組合一個由金屬材料制成且沿其邊緣具有回折的面組件和一個由多層預(yù)浸漬體制成的尾部來形成。如圖21所示，面組件a的回折a1和尾部b的前緣部b1接合在一起。
在具有這種接合結(jié)構(gòu)的高爾夫球棒頭中，當(dāng)面部受到大的沖擊力時，接合部承受大的分力，焊接部容易脫開。這在大尺寸的中空高爾夫球棒頭，如木桿型高爾夫球棒頭中特別容易發(fā)生，這是因為其壁厚很薄，由此撞擊處的變形相對較大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種高爾夫球棒頭，其中，接合部被增強，從而提高了球棒頭的耐用性。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，中空高爾夫球棒頭由用至少一種金屬材料制成的金屬部和用纖維增強樹脂制成的FRP部構(gòu)成，金屬部具有第一搭接部，F(xiàn)RP部具有與第一搭接部疊接的第二搭接部，其中，第一搭接部和第二搭接部中的一個具有至少一個固定孔，另一個具有與至少一個固定孔相嚙合的至少一個突起。
因此，除了將在金屬部表面和FRP部表面間籍由粘合劑、基質(zhì)樹脂等的粘結(jié)(熔化)產(chǎn)生的粘結(jié)力之外，疊接的強度還通過固定孔和突起之間的機械嚙合力來提高。因此，能提高球棒頭的耐用度，進(jìn)而可以降低材料厚度，這將不僅僅導(dǎo)致重量減小，還將導(dǎo)致撞擊處的大的彈性變形從而提高了回彈性能。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的木桿型高爾夫球棒頭的透視圖。
圖2為其俯視圖。
圖3為沿圖2中線A-A的橫截面圖。
圖4為沿圖2中線B-B的橫截面圖。
圖5為顯示金屬部和FRP部的分解透視圖。
圖6為金屬部的俯視圖。
圖7為其后視圖。
圖8為顯示金屬部和FRP部的另一個實施例的分解透視圖。
圖9、10、11和12為顯示金屬部和FRP部之間的疊接中的固定孔和突起的各種組合的橫截面圖。
圖13(a)和13(b)為用于說明FRP部的制造方法的橫截面圖。
圖14為顯示疊接的另一個實施例的橫截面圖，其中，F(xiàn)RP部為雙叉狀。
圖15、16和17為顯示成型且同時結(jié)合FRP部的方法的橫截面圖。
圖18為金屬部的俯視圖，其中將形成FRP部的預(yù)浸漬體帶施加于所述金屬部上。
圖19為顯示金屬部的另一個實施例的分解透視圖，金屬部的面部由分離面板形成。
圖20為用來說明球棒頭的重心的深度和有效擊球點高度的頭的示意橫截面圖。
圖21為顯示金屬部和FRP部間的傳統(tǒng)接合的橫截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式。
圖中，根據(jù)本發(fā)明的球棒頭1為木桿型球棒頭，例如#1發(fā)球木桿和球道用木桿。球棒頭1包括其前面設(shè)定一個用于擊球的球棒面2的面部3，與球棒面2在其上邊緣2a處相交的冠部4，與球棒面2在其下邊緣2b處相交的底部5，在冠部4和底部5之間的側(cè)部6，該側(cè)部6從球棒面2的尖側(cè)邊緣2t延伸通過球棒頭的背面至跟側(cè)邊緣2e；以及連接在球棒桿(未示出)端處的頸部7。
球棒頭1的體積設(shè)定在不小于300cc的范圍內(nèi)，優(yōu)選不小于350cc，更優(yōu)選為350-600cc，再進(jìn)一步優(yōu)選為370-550cc。棒頭1具有緊位于面部3后面的空腔(i)，在隨后的實施方式中，空腔(i)是空的，盡管可以在其中填充輕質(zhì)材料，如泡沫塑料、泡沫橡膠等。這樣大的頭部體積和中空結(jié)構(gòu)的結(jié)合能提高擊球聲音，因為它能增強擊球聲音中的高頻部分，并延長提高的聲音的回響時間。
例如，當(dāng)棒頭體積大于300cc時，重心G的深度GL優(yōu)選設(shè)定在不小于35mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選不小于37mm，更優(yōu)選不小于38mm，但不大于43mm。重心G的高度GH優(yōu)選設(shè)定在不小于25mm，但不大于35mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選不大于32mm，更優(yōu)選不大于30mm。在球棒頭全由金屬材料(s)制成的情況下，在得到耐用性的同時，很難使球棒頭具有這樣的規(guī)格。但是，根據(jù)本發(fā)明，容易制得這樣的高爾夫球棒頭。通過設(shè)定使重心的深度GL大于35mm，棒頭的擊球點面積被顯著增大且可提高定向性。此外，由于重心的高度GH低，容易降低回旋和增加球的飛行角度，由此獲得理想的球的飛行路程。因此，如圖20所示，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下測量時，重心G的深度GL為重心G和棒頭1的前緣LE之間的水平距離。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指球棒頭放置在滿足其桿面角度(lie angle)和桿面底角(loft angle)的水平面HP上。重心G的高度GH(或者擊球點高度)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下從水平面HP到擊球點SS測得的垂直高度GH。擊球點SS定義為從重心G標(biāo)準(zhǔn)延長到球棒面2的直線與球棒面2相交的點。
球棒頭1由金屬部M1和連接到金屬部M1的FRP部M2構(gòu)成。
金屬部M1包括分別形成面部3、底部5和側(cè)部6的至少一部分的面壁9、底壁10和側(cè)壁11，以及頸部7，這樣頂部敞開，金屬部M1具有一個開口O1。
金屬部M1由至少一種具有大的比拉伸強度的金屬制成。例如，鈦合金，如α+β鈦合金和β鈦合金是優(yōu)選。具體地，優(yōu)選使用Ti-6Al-4V、Ti-4.5Al-3V-2Fe-2Mo、Ti-2Mo-1.6V-0.5Fe-4.5Al-0.3Si-0.03C、Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn、Ti-15Mo-5Zr-3Al、Ti-15Mo-5Zr-4Al-4V、Ti-15V-6Cr-4Al、Ti-20V-4Al-1Sn等。但是，除了鈦合金，也能使用各種金屬材料，例如，鋁合金、純鈦、不銹鋼等。圖5和圖8中所示的金屬部M1采用失蠟精密鑄造法成型為金屬材料如Ti-6Al-4V的鑄件。
面壁9形成球棒面2的面積的至少60％，同時也形成從球棒面2到背面2B的整個厚度。在這個實施例中，考慮到耐用性和高聲調(diào)的擊球聲音，面部9基本形成球棒面2的100％。面壁9和面部3的厚度可以大致為恒定值。但是，在這個實施方式中，為了獲得耐用性和回彈性之間的平衡，與外周帶9b相比，中央?yún)^(qū)域9a的厚度增大。中央?yún)^(qū)域9a的厚度Tc設(shè)定在不小于2.5mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選大于2.7mm，但不超過3.0mm，優(yōu)選不超過2.9mm。外周帶9b的厚度Tp設(shè)定在不小于2.0mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選大于2.3mm，但不超過2.5mm。優(yōu)選的是，外周帶9b具有一寬度使外周帶9b的面積為中央?yún)^(qū)域9a的面積的約20％-50％范圍內(nèi)。
底壁10自面壁9的下邊緣向后延伸以形成底部5的至少一個主要前部?？紤]到棒頭的耐用性，其面積優(yōu)選設(shè)定在底部5的至少60％范圍內(nèi)，更優(yōu)選為至少80％(本實施方式為100％)，且底壁10或底部5的厚度Ts優(yōu)選設(shè)定在不小于0.9mm，但不大于3.0mm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選大于1.2mm，但小于2.0mm。
側(cè)壁11自底壁10的邊緣沿該邊緣的整個長度連續(xù)向上延伸，從面壁9的尖側(cè)邊緣穿過背面到跟側(cè)邊緣。其厚度Tb優(yōu)選設(shè)定在不小于0.8mm，更優(yōu)選大于1.0mm，但不大于6.0mm，更優(yōu)選小于5.0mm的范圍內(nèi)，以獲得強度和耐用性之間的平衡和重心周圍大的轉(zhuǎn)動慣量。
金屬部M1在上述開口O1附近設(shè)置有與FRP部的第二搭接部F2重疊的第一搭接部F1。如果在冠部4和側(cè)部6之間有一條脊線E或刃型邊界，則側(cè)壁11在垂直高度上比脊線E稍低。
在如圖3-7所示的金屬部M1中，第一搭接部F1包括一個冠接部20和一個側(cè)接部21，如圖5所示為最佳。
在圖8所示的金屬部M1中，第一搭接部F1僅為冠接部20。
冠接部20形成為繞開口O1的冠部4的一部分。
在圖3-7中，側(cè)接部21形成為側(cè)壁11的上部，且沿著側(cè)壁11的上邊緣連續(xù)延伸從尖到跟穿過棒頭的背面。冠接部20沿著側(cè)壁11的上邊緣的尖側(cè)部；面壁9的上邊緣2a的整個長度；側(cè)壁11的上邊緣的跟側(cè)部，延伸通過和環(huán)繞頸部7，如圖6所示為最佳。
冠接部20和側(cè)接部21自相鄰的外表面下陷通過一個對應(yīng)于FRP部M2的厚度的臺階，以至于FRP部M2的外表面與金屬部M1的外表面在它們之間的邊界處齊平。
圖8顯示了金屬部M1的另一個實施例。在這個實施例中，金屬部M1由上述面壁9(面部3)、底壁10(底部5)、側(cè)壁11(側(cè)部6)和頸部7，以及冠部4的外周部構(gòu)成，由此該金屬部M1在冠部4中具有一個開口O1。第一搭接部F1繞冠部4中的開口O1成圓形地形成，即，如上所述，它僅僅組成冠接部20。
如果冠接部20在寬度上太窄，則對FRP部M2的粘合強度變得不夠。如果太寬，則不必要地增加重量。因此，寬度L1設(shè)定在不小于5.0mm，優(yōu)選不小于8.0mm，更優(yōu)選不小于12.0mm，但不大于25.0mm，優(yōu)選不大于20.0mm的范圍內(nèi)。這里，寬度L1是橫過目標(biāo)部分的最小距離。在圖3-7中的實施例中，寬度L1在沿著面壁9的部分幾乎恒定，但在沿著側(cè)壁11的部分，寬度向著背面逐漸減小，如圖6所示。在圖8中的實施例中，寬度L1沿著整個圓周幾乎恒定。
為了嚙合下述FRP部M2的突起8b，金屬部M1的第一搭接部F1具有多個固定孔8a。固定孔8b優(yōu)選為通孔，通常為圖3-9中所示的圓孔。但是，固定孔8b的全部或幾個可以是具有密閉內(nèi)端的盲孔，如圖10所示。考慮到固定或嚙合力，盲孔的深度設(shè)定為不小于0.5mm，優(yōu)選超過0.8mm。其上限取決于第一搭接部F1的厚度。因此，為了防止搭接處變厚，該深度限定在約2.0mm以下，優(yōu)選約1.5mm以下。
在盲孔的情況下，它可以形成為一個沿著開口O1的邊緣連續(xù)或非連續(xù)延伸的凹槽形狀。
圖11顯示了相對窄的凹槽(盲孔8b)相互平行地設(shè)置的實施例。
當(dāng)金屬部M1使用鑄模，如澆鑄來形成時，孔8a可在鑄?；驖茶T工藝過程中形成。也可以在鑄模之后通過加工來形成孔8a，例如使用數(shù)控機床。不管怎樣，通過在金屬部的第一搭接部中制造固定孔，可以減小相應(yīng)的重量。
如上所述，由于面部有金屬材料制成，擊球聲音變成高聲調(diào)的聲音，且由于大的棒頭體積和中空結(jié)構(gòu)，其回響時間被延長。因此，球棒頭能給球員好的擊球的印象。
上述FRP部M2覆蓋了金屬部M1的上述開口O1。因此，F(xiàn)RP部M2具有形成冠部4的幾乎整個表面的冠壁12。
在圖3-5中所示的實施例中，F(xiàn)RP部M2具有形成側(cè)部6的上部表面的法蘭13。因此，法蘭13從不包括前邊緣和頸部的冠壁12的邊緣向下延伸，因此，它從尖端連續(xù)延伸到跟端。為了保持在頸部7之外，冠壁12具有一個切口，其俯視圖相當(dāng)于約三分之一個圓。
在圖8所示的實施例中，F(xiàn)RP部M2僅由冠壁12組成。
FRP部M2由包含纖維的增強樹脂制成。
優(yōu)選地，使用具有不小于200GPa的彈性拉伸模量的纖維，更優(yōu)選不小于240GPa，再優(yōu)選不小于290GPa。特別地，優(yōu)選具有290-500GPa的模量的纖維。為了給出實際的例子，適合使用下面的碳纖維。
表1(碳纖維)

這里，彈性拉伸模量根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)R 7601-1986“碳纖維測試方法”測量。
FRP部M2中的纖維可以朝一個方向取向或者以任意方向分散在樹脂中。但是，在這個實施例中，纖維朝著垂直方向取向。對于樹脂，可使用各種樹脂。在這個實施例中，使用熱固性樹脂，例如環(huán)氧樹脂。
冠壁12的厚度設(shè)定在不小于0.2mm，優(yōu)選不小于0.5mm，更優(yōu)選不小于0.8mm，但不大于3.0mm，優(yōu)選不大于2.5mm，更優(yōu)選不大于2.0mm的范圍內(nèi)。
法蘭13的厚度設(shè)定在不小于0.2mm，優(yōu)選不小于0.5mm，更優(yōu)選不小于0.7mm，但不大于2.0mm，優(yōu)選不大于1.5mm，更優(yōu)選不大于1.2mm的范圍內(nèi)。
FRP部M2具有第二搭接部F2，它與第一搭接部F1一起構(gòu)成搭接。
在圖3-7所示的實施例中，第二搭接部F2包括前部，冠壁12的尖側(cè)部和跟側(cè)部，如圖5中虛線所示，以及法蘭13。因此，在棒頭的尖側(cè)和跟側(cè)上，搭接處14、15跨接在冠部4和側(cè)部6之間。這樣的跨接部能增加搭接強度和FRP部的強度。
在圖8所示的實施例中，第二搭接部F2為冠壁12的圓形外周部，如圖中虛線所示。
第二搭接部F2具有突起8b。為了使突起8b能固定到上述設(shè)置在第一搭接部F1上的固定孔8a，由此來確定它的位置和形狀。
為了制造FRP部M2，可采用使用預(yù)浸漬體的鑄模方法，例如，如圖13(a)和13(b)中所示。首先，如圖13(a)所示，將預(yù)浸漬體P置于比如用橡膠制成的膨脹氣囊B的外表面上，或者可選擇置于鑄模Md的內(nèi)表面。氣囊設(shè)在鑄模Md中，且充氣以擠壓預(yù)浸漬體到鑄模的內(nèi)側(cè)。加熱鑄模Md以硬化樹脂。硬化后，預(yù)浸漬體被脫模，修去不必要的部分，且根據(jù)需要，通過用比如熱熔粘合劑粘合突起，鉆孔8a等，將突起8b和/或孔8a形成在第二搭接部F2中?？紤]到厚度的變化或者厚度上的有意改變(設(shè)計改變)，優(yōu)選使用氣囊B，這是因為它具有更高的相容性。
預(yù)浸漬體P是本領(lǐng)域中公知的連續(xù)增強纖維的組合，它與熱固性或熱塑性樹脂基體一起被預(yù)浸漬。在這個實施例中，環(huán)氧樹脂用作基體樹脂。預(yù)浸漬體P中的纖維可以朝一個方向或者垂直方向取向。預(yù)浸漬體被切割成具體的形狀。通過一片疊一片地層疊設(shè)定數(shù)量的預(yù)浸漬體薄片來獲得所需的厚度，將預(yù)浸漬體成形為特定的形狀，且硬化基體樹脂。在單向取向的情況下，預(yù)浸漬體P排成使得預(yù)浸漬體中的纖維與相鄰預(yù)浸漬體中的那些纖維交叉。優(yōu)選地是，樹脂含量設(shè)定在約20-25％的范圍內(nèi)。這里，樹脂含量是樹脂組份的重量對物體的總重量的百分比。樹脂含量能獲得如下。通過僅僅化學(xué)溶解樹脂基體，從測量物體中去除樹脂基體，以分離出纖維。如果測量物體是未硫化的預(yù)浸漬體，對于化學(xué)藥品，例如，可使用甲基乙基酮。如果測量物體是硫化的FRP材料，例如，可使用熱硝酸。然后，通過從測量物體的總重量中減去纖維的重量，就能得到樹脂基體的重量。
除了使用預(yù)浸漬體的方法外，可采用使用短纖維、樹脂基體和添加劑的流體化合物材料的鑄模法以消除在分離操作中形成突起8b的必要。
在將FRP部M2和金屬部M1制成為分離的部分后，通過在其間加入粘合劑來搭接第一和第二搭接部F1和F2，并插入突起8b到固定孔8a中來裝配它們。
如果固定孔8a和突起8b太小，則難以提高搭接處的剪切強度。如果太大，則搭接處的粘合面積減小，難以獲得必要的強度和耐用性。因此，孔8a和突起8b的最大直徑D優(yōu)選設(shè)定在不小于2.0mm，更優(yōu)選不小于3.0mm，但不大于8.0mm，更優(yōu)選不大于5.0mm的范圍內(nèi)。除了圓形，孔8a和突起8b可以形成為橢圓形、拉長的圓形，多邊形等的形狀。因此，在非圓形的情況下，優(yōu)選用體積代替直徑D來限定孔?？?a的體積設(shè)定在不小于1.5mm3，優(yōu)選不小于5.6mm3，但不大于102.0mm3，優(yōu)選不大于30.0mm3的范圍內(nèi)。同時，優(yōu)選地是，所有孔8a的總面積S1對包括總面積S1的搭接部F1或F2的總面積的百分比設(shè)定在不小于20％，優(yōu)選不小于30％，但不大于70％，優(yōu)選不大于60％的范圍內(nèi)。結(jié)果是，能獲得粘合劑的粘合力與突起8b和孔8a之間的機械嚙合力之間的平衡，且能顯著增加接合的強度。
與上面的實施例相反，如圖12所示，可以在第二搭接部F2上形成孔8a，而在第一搭接部F1上形成突起8b。
此外，可以在第一、第二搭接部F1、F2的每一個上面都形成孔8a和突起8b。
此外，如圖9中虛線所示，為了增加拔出的阻力，可在突起8b的端處形成比孔8a更大的護(hù)圈8c。
圖14顯示了上述第二搭接部F2的改良型，它可適用于各種型號的FRP部M2，但更優(yōu)選用通孔型固定孔8a與第一搭接部F1結(jié)合。在這個實施例中，第二搭接部F2橫截面為雙叉狀，即，該部分F2具有定位在第一搭接部F1的內(nèi)側(cè)上的內(nèi)緣F2i，并因此第一搭接部F1被保持在內(nèi)緣F2i和第一搭接部F1的外側(cè)上的外側(cè)部F2o之間。
當(dāng)該雙叉型第二搭接部F2形成在上述分離型的FRP部M2上時，優(yōu)選地是，外側(cè)部F2o設(shè)置有向下或向內(nèi)突起的外突起8bo，內(nèi)緣F2i設(shè)置有向上或向外突起的內(nèi)突起8bi。在各個固定孔8a中，外突起8bo對著各個內(nèi)突起8bi，且它們相互粘合。
在上面的描述中，F(xiàn)RP部M2首先與金屬部M1分開形成，然后他們通過粘合搭接部F1和F2被組成整體。
但是，也可以如下所述在鑄模中同時形成FRP部M2和它與金屬部M1的組合體。
首先，制造金屬部M1，其中，被用來插入氣囊B到金屬部M1的空腔(i)中的通孔O3設(shè)置在一個合適的位置中，例如，在尖側(cè)上的側(cè)壁11中，如圖15中的實線和圖8中的虛線所示。然后，如圖15所示，內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi被置于第一搭接部F1的內(nèi)表面。在這個實施例中，內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi為具有能完全覆蓋開口O1的尺寸和形狀的薄片。使用粘合劑16，內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi的外周部被臨時固定到第一搭接部F1的內(nèi)側(cè)。為了準(zhǔn)確的放置和定位內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi，可使用插在通孔O3中的棒、桿等?；蛘撸度肟涨?i)中的膨脹氣囊能被用來擠壓內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi到第一搭接部F1上。在內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi的外側(cè)上，外側(cè)預(yù)浸漬體Po被放置到第一搭接部F1的外表面以至于完全覆蓋開口O1。外側(cè)預(yù)浸漬體Po是具有能完全覆蓋開口O1的尺寸和形狀的單層片。在外側(cè)預(yù)浸漬體Po的外周部和第一搭接部F1的外表面之間，再次用粘合劑17臨時固定它們。
在這個實施例中，在內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi和外側(cè)預(yù)浸漬體Po之間，不使用粘合劑。但是，如果需要，也可以使用粘合劑。
對于粘合劑16、17，優(yōu)選使用那些在金屬部M1的金屬材料和內(nèi)、外預(yù)浸漬體Pi、Po內(nèi)的基體樹脂之間具有良好的粘性的粘合劑，例如熱硬化粘合劑，如環(huán)氧樹脂粘合劑。
如圖16所示，金屬部M1和預(yù)浸漬體Pi、Po放置在包括如上部18a和下部18b的組合模18中。在鑄模18中，預(yù)浸漬體Po和Pi被加熱至足以讓塑料變形的溫度，圖16所示的穿過通孔O3放進(jìn)空腔(i)中的高膨脹氣囊B由于圖17中所示的高溫高壓氣體或氣流而膨脹。因此，膨脹的氣囊B擠壓氣囊B表面和鑄模表面19或鑄模的內(nèi)表面18a之間的內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi和外側(cè)預(yù)浸漬體Po。由于預(yù)浸漬體Pi、Po中的基體樹脂處于塑化狀態(tài)，樹脂流動以固定到金屬部M1的第一搭接部F1，且樹脂流入固定孔8a并被硬化以形成突起8b。直接接觸內(nèi)、外預(yù)浸漬體Pi、Po的基體樹脂被熔合并硬化。因此，它們強烈的相互粘結(jié)或成為整體。為此目的，當(dāng)基體樹脂被完全硬化，氣囊B被放氣和從空腔(i)中拆下時，每一預(yù)浸漬體中樹脂的含量，即FRP部M2中的含量設(shè)定在不小于15％，優(yōu)選不小于20％，但不大于35％，優(yōu)選不大于30％，更優(yōu)選不大于25％的范圍內(nèi)。球棒頭1脫模。蓋上通孔O3以使其閉合。
采用鑄模并結(jié)合FRP部的方法，能大大提高金屬部M1和FRP部M2之間的粘結(jié)強度和耐用性。
該方法可用來在沒有內(nèi)緣F2i的情況下制造FRP部M2，如圖9-12所示。在這種情況下，省去內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi。
圖18顯示了內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi的另一個實施例，這是多個相對短的帶子，例如，這些帶子沿開口O1的邊緣放置，以至于它的半寬深入開口O1中。因此，開口O1是不完全密閉的。因此，使用剩余的開口部分O1r，內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi能簡單地應(yīng)用到第一搭接部F1的內(nèi)側(cè)。除了具有兩端的帶子之外，也可以使用無端圓環(huán)形式的內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi。
在上述實施例中，金屬部M1由一種金屬材料制成，并形成為一個整體部分。但是，可以使用兩種或多種金屬材料，且金屬部M1能通過組裝用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ鐫茶T、鍛造、壓制、碾壓、切割等形成的兩個或多個部分來形成。作為上述金屬部M1的改良型，它可以用兩種或多種具有不同比重的金屬材料制成。例如，底壁10可用具有比其他部分更大的比重的不同金屬材料制成。
圖19顯示了這樣一個類似于圖8實施例的金屬部M1的改良型，其中，用單獨的面板(未示出)代替上述整體面壁9用來形成面部3，因此，形成了通過被安裝的面板進(jìn)行密閉的前開口O4。因此，該前開口O4能用來放置內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體Pi，和插入氣囊B，因此不必制造上述開口O3。在這個實施例中，金屬部M1按照類似于圖5和8中的在先實施例的金屬材料的澆鑄來形成。但是，面板通過鍛造鈦合金來形成。
在上面的實施方式中，如上所示，由于FRP部M2的比重小于金屬部，比如，能減少球棒頭的重量，以重新分布減少的重量到底部5和/或側(cè)部6。因此，大大增加了設(shè)計自由度，這使得可以降低和加深重心，和增加相應(yīng)大尺寸中空球棒頭的轉(zhuǎn)動慣量。
對比測試(離散型球棒頭)制造具有圖1中相同外部形狀和400cc的球棒頭體積和表2所示的規(guī)格的木桿型高爾夫球棒頭，并測試耐用性，球的飛行距離，和擊球聲音。
金屬部具有圖5所示的結(jié)構(gòu)，且用Ti-6Al-4V的失臘精確澆鑄法制造。厚度分布如下面壁9(面部3)中央?yún)^(qū)域9a的厚度Tc 2.8mm外周帶9b的厚度Tp 2.0mm外周帶面積/中央?yún)^(qū)域面積20％底壁10(底部5)厚度Ts 1.3mm側(cè)壁11(側(cè)部6)厚度Tb 1.0mm固定孔為3.0mm直徑的環(huán)形孔，包括通孔和盲孔。
固定孔的總面積S1對第一或第二搭接部F1或F2的總面積S的比率(S1/S)隨固定孔的數(shù)量變化而改變。比如，第一和第二搭接部不設(shè)置有固定孔和突起。
使用如圖13(b)所示的預(yù)浸漬體制造FRP部。厚度分布如下冠壁12(冠部4)厚度Tf 0.8mm厚度Te 0.8mm使用的預(yù)浸漬體是碳纖維預(yù)浸漬體Toray Industries，Inc.制造的T-700S(樹脂37重量％)、T-800H(樹脂30重量％)、和M-40J(樹脂33重量％)，組合使用使得平均樹脂含量為33％。金屬部和FRP部用環(huán)氧樹脂粘合劑固定。
耐用性測試球棒頭被安裝到相同的FRP桿上以制造45英寸的木桿型球棒。每一球棒安裝在擺動機器人上，并以54m/s的棒頭速度擊打三桿球(three-piece ball，住友橡膠工業(yè)株式會社，MAXFLI HI-BRID)，每隔1000次擊打后，用肉眼檢查搭接處和球棒表面的損傷和/或變形，直到擊打9000次。連接處斷掉時的擊打次數(shù)示于表2中。
球飛行距離測試每一個球棒安裝在擺動機器人上，并以45m/s的棒頭速度在擊球點處五次擊打三桿球，(購自MAXFLI HI-BRID，Sumitomo Rubber Ind.，Ltd.)以獲得平均飛行距離(射程加上滾動距離)。結(jié)果通過基于參照例A1為100的指數(shù)表示在標(biāo)2中，其中，指數(shù)越大，飛行距離越長。
擊球聲音測試用這些木桿型球棒，50位具有15-25種子選手排列級別(handicap)的一般高爾夫球手擊打高爾夫球，通過高爾夫球手的感覺，從擊球聲音是否為最喜歡的高聲調(diào)聲音，以五個等級來評估擊球聲音。等級數(shù)越高，越是最喜歡的高聲調(diào)聲音。結(jié)果示于表2中。
表2

*1)“C”在冠部的搭接處斷裂。
從測試結(jié)果證實耐用性顯著提高了，同時也提高了擊球聲音和飛行距離。
對比測試(整體型球棒頭)根據(jù)與圖15-18相關(guān)的所述方法，制造具有圖1中相同外形和400cc的棒頭體積的木桿型高爾夫球棒頭，并如上所述測量耐用性、球的飛行距離和擊球聲音。
要制造球棒頭1，首先用Ti-6Al-4V的失蠟精確澆鑄法制造具有圖5和8所示結(jié)構(gòu)的金屬部，然后使用它們。對于FRP部，只在實施例B13中使用外側(cè)和內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體來形成雙叉部。在其他實施例中，僅使用外側(cè)預(yù)浸漬體。使用的預(yù)浸漬體的規(guī)格示于表3中。為了臨時固定預(yù)浸漬體到金屬部，使用環(huán)氧樹脂粘合劑。
測試結(jié)果也顯示在表3中。
從測試結(jié)果證實耐用性比上述離散型球棒頭進(jìn)一步提高，且擊球聲音也有比離散型球棒頭進(jìn)一步提高的趨勢，同時，也提高了飛行距離。
本發(fā)明能不僅應(yīng)用在木桿型球棒頭，也能應(yīng)用在鐵型、板型球棒頭。
表3

表3

*1)“C”在冠部的搭接處斷裂
權(quán)利要求
1.一種中空高爾夫球棒頭，其包括由至少一種金屬材料制成的金屬部和由纖維增強樹脂制成的FRP部；上述金屬部具有第一搭接部，上述FRP部具有與第一搭接部搭接的第二搭接部，其特征在于，第一搭接部和第二搭接部中的一個具有至少一個固定孔，另一個具有與所述至少一個固定孔嚙合的至少一個突起。
2.如權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述金屬部包括形成用于擊球的球棒面的面壁。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述FRP部的第二搭接部包括鄰接在所述第一搭接部的內(nèi)側(cè)上的內(nèi)側(cè)部；和鄰接在所述第一搭接部的外側(cè)上的外側(cè)部，以具有雙叉橫截面形狀。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述金屬部的第一搭接部具有所述至少一個固定孔，且所述第二搭接部具有所述至少一個突起。
5.如權(quán)利要求1、2、3或4所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述金屬部在其頂部具有一個開口，且所述FRP部覆蓋所述開口，并形成球棒頭的冠部的至少一部分。
6.如權(quán)利要求5所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述第一搭接部沿著所述開口的整個圓周連續(xù)形成，且所述第二搭接部沿著FRP部的整個圓周連續(xù)形成。
7.如權(quán)利要求5或6所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述FRP部包括形成冠部的冠壁，和自所述冠壁的邊緣向下延伸的法蘭形成球棒頭的側(cè)部的上部表面。
8.如權(quán)利要求7所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述第二搭接部包括橋接在冠壁和法蘭之間的部分。
9.如權(quán)利要求7所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述橋接部分中的冠壁和法蘭都具有突起和/或固定孔。
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述棒頭體積為357-550cc的范圍內(nèi)，所述棒頭重心的高度為25-35mm的范圍內(nèi)，且所述棒頭重心的深度為35-43mm的范圍內(nèi)。
11.一種制造中空高爾夫球棒頭的方法，上述中空高爾夫球棒頭由具有開口的中空金屬部和覆蓋所述開口的FRP部構(gòu)成，所述方法包括制造具有所述開口和至少一個固定孔的中空金屬部，其中，所述至少一個固定孔形成在沿所述開口的圓周形成的第一搭接部中；在鑄模中用至少一個預(yù)浸漬體覆蓋所述金屬部的開口，以至于所述至少一個預(yù)浸漬體與所述第一搭接部部分重疊；在鑄模中使設(shè)定在所述金屬部的空腔中的氣囊膨脹并加熱所述至少一個預(yù)浸漬體，以至于所述至少一個預(yù)浸漬體被壓入鑄模的鑄型表面和第一搭接部上；在鑄模中硬化所述至少一個預(yù)浸漬體以便形成與所述金屬部結(jié)為一體的所述FRP部；和脫模所述結(jié)為一體的FRP部和金屬部。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述至少一個預(yù)浸漬體為至少一個外側(cè)預(yù)浸漬體，它放置在所述第一搭接部的外側(cè)以便覆蓋開口；和至少一個內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體，它放置在所述第一搭接部的內(nèi)側(cè)且同時伸入到所述開口中，使得所述突起部分通過所述開口與所述至少一個外側(cè)預(yù)浸漬體相接處。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述固定孔為通孔，預(yù)浸漬體中的樹脂基體流入所述通孔中，由此外側(cè)浸漬體和內(nèi)側(cè)浸漬體相接。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少一個內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體具有整體能覆蓋所述開口的尺寸。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體有多個沿所述開口的邊緣排列的帶子構(gòu)成，在開口的中心留出未覆蓋的部分。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述內(nèi)側(cè)預(yù)浸漬體為沿所述開口的邊緣設(shè)置的環(huán)形帶子，在開口的中心留出未覆蓋的部分。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在所述預(yù)浸漬體和所述第一搭接部之間施涂粘合劑。
18.如權(quán)利要求11至17中任一項所述的方法，其特征在于，所述FRP部中的樹脂含量為15-35％的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種中空高爾夫球棒頭，其包括由至少一種金屬材料制成的金屬部和由纖維增強樹脂制成的FRP部；上述金屬部具有第一搭接部，上述FRP部具有與第一搭接部搭接的第二搭接部，其中，第一搭接部和第二搭接部中的一個具有至少一個固定孔，另一個具有與所屬至少一個固定孔嚙合的至少一個突起。
文檔編號A63B53/04GK1579584SQ20041006994
公開日2005年2月16日 申請日期2004年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者熊本十美男 申請人:住友橡膠工業(yè)株式會社