金属制木头球棒头柄的制作方法

专利名称：金属制木头球棒头柄的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属制木头球棒头柄，特别是涉及一种将特大容积的木头球棒头柄外观小型化、高级别者使用也没有不舒感且通过大幅度提高金属制木头球棒头柄反弹性能来增大飞越距离的金属制木头球棒头柄。
背景技术：
传统高尔夫球棒头柄的例子如日本专利特开平6-15016号公报所示。该公报公开了一种在金属制头柄的正面部贴有塑料材料和复合材料作为击球面的头柄。
高尔夫球棒头柄的又一例子如日本专利特开平9-192269号所示，该公报公开的是一种将金属制木头球棒头柄的正面部制成圆筒状、将击球点配置在该正面部的表面中央下方、形成圆筒状的正面部顶点位置与所述击球点一致的结构。
然而，作为一顶高尔夫球棒头柄所要求的顶目是对于运动员来讲，为了得到充分的飞越距离希望头柄具有极高的反弹性能。特别是金属制木头球棒头柄用于中距离和长距离，通过飞越距离来获得下一次发球的乐趣。
日本专利特开平6-15016号公报记载的金属制木头球棒头柄存在着以下的问题。即，尽管正面部贴有弹性系数小的塑料材料和复合材料可提高反弹性能，但因增加了使其附着物嵌合成形的成形工序和安装该附着物的接合工序而使工序复杂化。还有，存在着打球后产生不同材料的剥落问题。
另外，日本专利特开平9-192269号公报记载的金属制木头球棒头柄存在着如下的问题。即，因击球点位于正面中央的下方，故重心位置必须低。由此，在底面必须进行安装高比重材料等的作业，增加成本。还有，因呈圆筒形状，故存在着头柄材料颈缩得深而难以控制壁厚的问题。
发明的揭示为此，本发明人为解决上述课题，发明了一种既用同一种材料制造又可减少制造费用的头柄且头柄反弹性能高的金属制木头球棒头柄。这里所说的同一系统材料是指包括该材料本身以及其它两种以上金属的合金材料。
本发明的金属制木头球棒头柄包括正面部、背后部、从正面部开始形成背后上部的顶面部以及从正面部开始形成背后部下部的底面部，是一种中空外壳结构。离底面部的最大正面部高度(MFH)与离底面部的背后部高度(BH)的高低差至少在25mm以内，占头柄30％至70％宽度的顶面部离底面部的高度大致相同于或大于最大正面部高度(MFH)，离底面部的最大顶面部高度(MCH)与最大正面部高度(MFH)的高低差至少在8mm以内，顶面部的曲率半径(R1)大致一致，为100-1000mm范围，底面部的曲率半径(R2)大致一致，为500-2000mm范围，顶面部与底面部的壁厚比率为1.0-1.2范围。
上述正面部的圆筒曲率半径(R3)为254mm以上、381mm以下，鼓出部的曲率半径(R4)为254mm以上、381mm以下。
最大正面部高度(MFH)与最大正面部宽度(MFW)的比率最好是0.5以上。
正面部的壁厚最好是1.0mm以上、3.0mm以下。正面部的面积最好是3300mm2以上、7500mm2以下。
最好是在正面部至背后部的顶面部上部形成隆起带。该隆起带的高度最好是0.1mm以上、4mm以下，宽度最好是10mm以上、20mm以下。
正面部的材料是单一金属材料，正面部最好是在该金属材料经锻造加工后不作熔体化处理成形。
附图简单说明

图1是将相对于正面部挠曲量的比率作为弹簧常数计算的值与反弹系数之间关系的曲线图。
图2A和图2B分别是为理论性说明本发明金属制木头球棒头柄的正面部中央附近剖视图。
图3A和图3B分别是为理论性说明传统的金属制木头球棒头柄的正面部中央附近剖视图。
图4是本发明金属制木头球棒头柄的主视图。
图5是本发明金属制木头球棒头柄一侧的侧视图。
图6是本发明金属制木头球棒头柄俯视图。
图7A-图7D是本发明正面部形状造成的挠曲比率的说明图。
图8A-图8C是本发明正面部形状造成的挠曲比率的说明图。
图9是本发明金属制木头球棒头柄的跟部侧视图。
图10是本发明金属制木头球棒头柄的背后部后视图。
图11是本发明金属制木头球棒头柄与以往公知的金属制木头球棒头柄重心距离比较的说明图。
图12是本发明金属制木头球棒头柄另一实施例的示图。
实施发明的最佳形态本发明的金属制木头球棒头柄包括正面部2、背后部9、从正面部2开始形成背后部9上部的顶面部3以及从正面部2开始形成背后部9下部的底面部4，是一种中空外壳结构。
离底面部4的最大正面部高度(MFH)与离底面部4的背后部高度(BH)的高低差至少在25mm内，占头柄宽度(H高尔夫球棒头柄)30％至70％的顶面部3离底面部4的高度大致相同于或大于最大正面部高度(MFH)，离底面部4的最大顶面部高度(MCH)与最大正面部高度(MFH)的高低差至少在8mm内，顶面部3的曲率半径(R1)大致一致，为100-1000mm范围，底面部4的曲率半径(R2)大致一致，为500-2000mm范围，顶面部3与底面部4的壁厚比率1.0-1.2范围。
上述正面部2的圆筒曲率半径(R3)应为254mm以上、381mm以下，鼓出部的曲率半径(R4)最好是254mm以上、381mm以下。最大正面部高度(MFH)与最大正面部宽度(MFW)的比率最好是0.5以上。
下面部2的壁厚最好是1.0mm以上、3.0mm以下、正面部2的面积最好是3300mm2以上、7500mm2以下。
最好是在正面部2至背后部9的正面部3的顶面部3上形成隆起带8。该隆起带8的高度最好是0.1mm以上、4mm以下，宽度最好是10mm以上、20mm以下。
采用这种结构，可防止产生象以往那样的打球时顶面部跟着正面部挠曲而挠曲变形的现象，可抑制高尔夫球的变形量，将体力消耗减至最小限度，故可提高尔夫球的反弹特性，增大飞越距离。
正面部2的材料是单一金属材料，正面部2最好是在该金属材料经锻造加工后不作熔体化处理成形。
作为可形成上述木头球棒头柄的材料，通常可采用在制作棒头时常用的材料铁、不锈钢、铝、钛、镁、钨、铜、镍、锆、钴、锰、铅、磷、锡、铬等。用这些单一材料可降低木头球棒头柄制造时的成本。
本发明的木头球棒头柄可采用精密铸造方法，也可由压铸、冲击和锻造来制造。
在本发明中，最佳的材料结构是将β系钛合金(15－3－3－3)的冷轧材料用作正面部构件，将β系钛合金(15－3－3－3)的热轧材料用作顶面部、底面部和颈部的构件。
本发明的金属制木头球棒头柄的体积最好设定在300－400ml范围，实现产品化。
下面，说明本发明的金属制木头球棒头柄的实施例。
即，为提高金属制木头球棒头柄1的反弹特性，必须降低正面部2的刚性。即，必须使正面部2的挠曲量大。下面予以说明。
图1表示的是选定若干个高尔夫球棒头柄、使高尔夫球GB与金属制木头球棒头柄的击球点SS碰撞、测定该碰撞前后的速度、从公式1中获得的反弹系数与将负重5KN施加在正面部的击球点SS上时的相对于正面部挠曲量的比率作为弹簧常数计算的值相互间的关系。图1的数值是设定为Vin＝40m/s，横轴表示反弹系数。高尔夫球采用从ACUSHNET COMPANY购买来的Pinnacle GOLD LS。
Vout/Vin＝(eM－m)/(M＋m)Vout碰撞后的高尔夫球速度
Vint碰撞前的高尔夫球速度M头部重量m高尔夫球重量e反弹系数从中可以看出，弹簧常数与反弹系数关系密切，正面部的挠曲量越大，反弹系数就越高。
因此，为提高反弹系数，需要下功夫加大正面部的挠曲量。
下面，对既加大正面部挠曲量又采用同一系材料制造且可降低制造费用的头部的发明内容作出说明。
图2A和图2B是为说明本发明原理的图，图2A是本发明金属制木头球棒头柄1的正面部2中央附近剖视图，图3A是传统的金属制木头球棒头柄30的正面部20中央附近剖视图。
在图3A中，传统的金属制木头球棒头柄30因重心低，故背后部40的高度低，并且，因顶面部50的曲率半径R10小，为增加底面部60的重量，底面部60的壁厚大于顶面部50。
如图2A所示，本发明的金属制木头球棒头柄1的结构是正面部高度FH与背后部高度BH之差较小，顶面部3的曲率半径R1与底面部4的曲率半径R2较大，顶面部3与底面部4的壁厚大致相同。
传统的金属制木头球棒头柄30的顶面部50的曲率半径R10较小，该金属制木头球棒头柄30在遇到球碰撞时的变形状况如图3B所示。即，除了表面部20之外，产生了顶面部50和底面部60的弯曲变形(用虚线表示的部位表示打球前的状态)，还会引起固定底面部60的悬臂变形(一端固定的悬臂梁那种的变形)，故可减小正面部20的弯曲变形量。
又由于顶面部50与正面部20的壁厚存在着差异，因此，其变形量不同，更容易引起悬臂变形。
另一方面，如图2B所示，顶面部3与底面部4的曲率半径R1、R2非常大，其壁厚也几乎没有差别，至少是头柄宽度HW的30％－70％的顶面部3的高度大致相同于或大于最大正面部高度MFH，因此，顶面部3和底面部4基本上只产生压缩变形，变形量大致相等。
这样，很难引起悬臂变形，只会较容易地引起正面部2的挠曲。由此可以看出，本发明产品的正面部2的挠曲要比传统产品大。该顶面部3的曲率半径R1最好在100－1000mm范围，底面部4的曲率半径R2最好在500－2000mm范围。
并且，顶面部3的壁厚和底面部4的壁厚最好为1－1.2mm。为使从球碰撞在正面部2中央附近，至少应使正面部2中央附近形成顶面部3的曲率半径R1与形成底面部4的曲率半径R2大致一样大，顶面部3的壁厚与底面部4的壁厚最好也相同(厚度比率为1.－1.2)。
接着，计算向具有各种鼓出部曲率半径R4的正面部2施加一定力时的挠曲量。鼓出部曲率半径R4以203.2mm作为1.0000时的相对值计算结果详见表1。
表1

可以看出，随着图6所示的鼓出部曲率半径R4加大，挠曲量也增大。鼓出部曲率半径R4大的本发明产品不仅挠曲量增大，而且反弹系数也高。
该鼓出部的曲率半径R4最好在254mm以上、381mm以下，按照同样理由，圆筒的曲率半径R3也最好在254mm以上、381mm以下。
如图4和图5所示，将与颈部7附近的正面部2的上边缘部10外形的曲率相同的曲率曲线从上边缘10延伸到正面部2的跟部6，将与正面部2外形交叉得到的交点作为X，从前坡底部5经过上边缘部10再从跟部6的X点经过主边缘部11到达前坡底部5的区域定义为正面部前面FF。另外，将从水平面H开始的正面部前面FF高度方向的最大高度定义为最大正面部高度MFH，将从前坡底部5开始的跟部6方向的最大长度部分定义为最大正面部宽度MFW。
在假设正面部面积FA相同时，例如以面积3600mm2为例，表2表示因其纵横的不同形状比率在施加一定负重时计算挠曲量的结果。在图4中，20表示轴的轴线。
表2所示的值是以正面部2的形状为圆形时的挠曲量作为1，对不同矩形的纵横长度进行挠曲比率计算后获得的值。
从图7A－图7D和图8A－图8C中可以看出，若矩形的纵横长度比例即纵横之比小，则挠曲比率也小。
因此，矩形的纵横长度越接近，挠曲量就越大，以纵横之比大的一方为好。
在考虑金属制木头球棒头柄时，若以最大正面部高度MFH和最大正面部宽度MFW作为纵横，则最好是选择其长度比率大的设计。其比率至少应在0.5以上。
表2

又，关于正面部2的壁厚，当然是薄的挠曲量大，但过于太薄，在反复打球时会因碰撞造成正面部破损，故必需具有一定厚度。正面部2的壁厚最好在1mm以上、3mm以下。
其次，关于正面部面积，它当然也是正面部面积大的挠曲量大，金属制木头球棒头柄至少应在3300mm2以上、7500mm2以下。
下面说明本发明又一实施例。
为提高反弹性能，本实施例的金属制木头球棒头柄是采用正面部刚性小即、正面部挠曲量大的同一系统材料制成。
在本实施例中，如图2A和较2B、图5及图6所示，正面部2的中央附近剖面上的形成顶面部3的曲率半径R1大致相同，为110mm，形成底面部的曲率半径R2大致相同，为900mm。
又，顶面部和底面部的壁面分别为1mm和1.1mm，鼓出部的曲率半径R4和圆筒的曲率半径R3均为254mm.
最大1顶面部高度MCH为52.5mm，最大正面部高度MFH为49.8mm，最大正面部宽度MFW为99.2mm，最大正面部高度MFH与最大正面部宽度MFW的比率为0.51。
如图4和图5所示，背后部高度BH是指在将头部本体1A设定为所定的高击斜面角度θ和球棒头柄角度α状态下设置为水平面H时、穿过金属制木头球棒头柄1的重心、从表面部2至背后部9沿垂直方向、假想将头柄本体1A切断时的背后部9的顶面侧的顶点Y的离水平面H的高度。
背后部高度BH为30.0mm，正面部面积FA为36.1mm2，正面部壁厚为2.8mm，本实施例的头柄是由钛合金板锻造制成的金属制木头球棒头柄。
本发明施加在正面部2的击球点SS上的负重5KN时的相对于正面部挠曲量的比率即弹簧常数为0.74KN/mm，反弹系数为0.831。
从以往产品的调查结果，弹簧常数为2.1KN/mm，反弹系数为0.793。
另外，如图6、图9和图10所示，本发明的金属制木头球棒头柄的头柄本体1A的容积不必是300ml大小，由于形成的背后部9、前坡底部5和跟部6的宽度大，因此，从头柄本体1A上面看，与超过以往的300ml的头柄相比，可以小型化。对于不习惯于以往那种大小的头柄的高尔夫球员来讲，可产生无不舒感的瞄准击球的效果。
又，如图11所示，本发明的金属制木头球棒头柄1在与以往的300ml容积的金属制木头球棒头柄70的重心G1与轴中心轴20之间的距离L1(37-40mm)作比较时，本发明的重心G2与轴中心轴20之间的距离L2可缩短为34.5mm。由此，特别是象高尔夫球员中的高级别人员在打高尔夫球时想要翻手打球的场合，可减小轴转动的惯性力矩，容易转手。结果是可容易瞄准击球，加快头柄击球的速度，增大高尔夫球飞越的距离，且方向性良好。
下面再说明另一个实施例。如图12所示，在金属制木头球棒头柄1的顶面部3上的从正面部2至背后部9的顶上部，也可形成高度0.1mm以上、4mm以下、宽度10mm以上、20mm以下的隆起带8。
并且，本发明的正面部材料是在锻造加工后不作熔体化处理成形。由此，可去除合金内部的残余应力，获得高强度。
综上所述，采用本发明的金属制木头球棒头柄，可使特大容积的金属制木头球棒头柄的外观小型化，即使高级别人员使用也不会感到不舒服，并且，通过大幅度提高金属制木头球棒头柄的反弹性能，可进一步增大飞越距离，具有显著的效果。
采用本发明，特别是对高尔夫球员中的高级别人员，因翻手动作变得容易，故可提供容易控制球的飞越距离和方向性的金属制木头球棒头柄。
以上对本发明的实施形态作了说明，但本次公开的实施形态所有方面均为示例而不作限定。本发明的范围由权利要求的范围表示，并包括与权利要求同等含义及其范围内的所有变更。
产业利用可能性本发明适用于金属制木头球棒头柄。
权利要求
1.一种金属制木头球棒头柄，为中空外壳结构，包括正面部(2)、背后部(9)、从所述正面部(2)开始形成所述背后部(9)上部的顶面部(3)以及从所述正面部(2)开始形成所述背后部(9)下部的底面部(4)，其特征在于，离所述底面部(4)的最大正面部高度(MFH)与离所述底面部(4)的背后部高度(BH)的高低差至少在25mm以内，占头柄宽度30％-70％的所述顶面部(3)离所述底面部(4)的高度大致相同于或大于所述最大正面部高度(MFH)，离所述底面部(4)的最大顶面部高度(MCH)与所述最大正面部高度(MFH)的高低差至少在8mm以内，所述顶面部(3)的曲率半径(R1)大致一致，为100-1000mm范围，所述底面部(4)的曲率半径(R2)大致一致，为500-2000mm范围，所述顶面部(3)与所述底面部的壁厚比率为1.0-1.2范围。
2.如权利要求1所述的金属制木头球棒头柄，其特征在于，所述正面部(2)的圆筒曲率半径(R3)为254mm以上、381mm以下，鼓出部曲率半径(R4)为254mm以上、381mm以下。
3.如权利要求1所述的金属制木头球棒头柄，其特征在于，所述最大正面部高度(MFH)与最大正面部宽度(MFW)的比率为0.5以上。
4.如权利要求1所述的金属制木头球棒头柄，其特征在于，所述正面部〔2〕的壁厚为0.1mm以上、3.0mm以下。
5.如权利要求1所述的金属制木头球棒头柄，其特征在于，所述正面部(2)的面积为3300mm2以上、7500mm2以下。
6.如权利要求1所述的金属制木头球棒头柄，其特征在于，在从所述正面部(2)至所述背后部(9)的所述顶面部(3)的顶上部形成隆起带(8)。
7.如权利要求6所述的金属制木头球棒头柄，其特征在于，所述隆起部(8)的高度为0.1mm以上、4mm以下，所述隆起部(8)的宽度为10mm以上、20mm以下。
8.如权利要求1所述的金属制木头球棒头柄，其特征在于，所述正面部(2)的材料为单一金属材料，所述正面部(2)在锻造加工该金属材料后不作熔体化处理成形。
全文摘要
本发明的金属制木头球棒头柄由具有正面部(2)、背后部(9)、从正面部(2)开始形成背后部(9)上部的顶面部(3)和从正面部(2)开始形成背后部(9)下部的底面部(4)的中空外壳构成,离底面部(4)的最大正面部高度(MFH)与离底面部(4)的背后部高度(BH)的高低差至少25mm以内,占头柄宽度30%－70%的正面部(3)离底面部(4)的高度大致相同于或大于最大正面部高度(MFH),离底面部(4)的最大正面部高度(MCH)与最大正面部高度(MFH)的高低差至少8mm以内,顶面部(3)的曲率半径(R
文档编号A63B53/04GK1327394SQ00802354
公开日2001年12月19日 申请日期2000年5月22日 优先权日1999年10月28日
发明者岩田元孝, 益田直幸, 杉本纯史, 酒井浩司 申请人:美津浓株式会社, 株式会社远藤制作所