专利名称：中空高尔夫球杆头的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有中空结构的高尔夫球杆头，更具体地讲，涉及通过复合不同种类的材料，与只由单一的金属材料构成的情况相比，提高了反弹性，增大了设计自由度的中空高尔夫球杆头。
背景技术：
金属制的中空高尔夫球杆头，一般通过增大底部的重量分配来实现低重心化。但是，近年来由于要求在限制的球杆头质量范围内尽可能地增大球杆头的体积，所以用于实现低重心化等的重量分配范围变窄减小，设计自由度减小。而且，存在如果球杆头的低重心化不充分，不能最大限度地发挥端面的弹力等不良情况。
虽然，在特许第2764883号公报、特开2000-229135号公报、特许第2773009号公报中公开了复合不同种类材料而制成的高尔夫球杆头。但是，即使在这种组合了不同种类材料的特性的高尔夫球杆头中，依然是设计自由度和反弹性不充分。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种通过复合不同种类的材料，与只由单一金属材料构成的情况相比，可以提高反弹性，增大设计自由度的中空高尔夫球杆头。
为了达到上述目的，本发明的中空高尔夫球杆头的特征在于，在球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头中，在上述球杆头本体的顶部中央附近形成孔部的同时，用与上述球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞该孔部，上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上。
另外，为了实现上述目的本发明的中空高尔夫球杆头的特征在于，在球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头中，在上述球杆头本体的顶部和底部的中央附近分别形成孔部的同时，用与上述球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞该孔部，上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上。
再有，为了实现上述目的本发明的中空高尔夫球杆头的特征在于，在球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头中，在上述球杆头本体的顶部中央附近形成孔部的同时，在上述顶部的周缘至少一部分上形成下方为空洞的凸缘，用与上述球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞上述孔部，上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上。
还有，为了实现上述目的，本发明的中空高尔夫球杆头的特征在于，在棒头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头中，在上述球杆头本体的顶部和底部的中央附近分别形成孔部的同时，在上述顶部周缘的至少一部分上形成下方为空洞的凸缘，且在上述底部周缘的至少一部分上形成上方为空洞的凸缘，用与上述球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞上述孔部，上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上。
如此通过在球杆头本体的顶部和底部两者上设置孔部，用与球杆头不同材料构成的盖体部件堵塞该孔部，使得球杆头本体的比重ρm和盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上，可以确保更大的重量分配范围。由此，与只由单一金属材料构成的情况相比，增大设计自由度，其结果，使由低重心化带来的反弹性增大成为可能。
在本发明中，通过在顶部或顶部和底部两者上设置凸缘，可以充分维持耐久性。为了发挥更优良的耐久性，优选至少在面侧设置凸缘，盖体部件以宽度5mm以上的重叠部分与该面侧凸缘的一部分或全部重叠。面侧凸缘的宽度为5mm以上，不到30mm即可。但是，面侧凸缘的宽度是在面中央部处测定的。
作为盖体部件，虽然优选使用纤维增强塑料，但是对应于构成球杆头本体的金属材料的种类，也可以使用镁合金、铝合金和钛合金中的任意一种。根据情况，作为盖体部件的材料也可以使用橡胶或树脂。无论在使用哪一种材料的情况下，为了确保重量分配范围，优选堵塞该孔部的盖体部件的总质量Wf，比由孔部的假设面积、假设厚度和球杆头本体的比重ρm之积所求得的缺落部的总质量Wx还轻。
在本发明中，虽然优选使用盖体部件堵塞设置于球杆头本体上的孔部，但是，构成为具有除此以外的复合结构的中空高尔夫球杆头也可以。即，本发明的中空高尔夫球杆头的特征在于，由与该球杆头本体为不同种类的材料至少构成球杆头本体的顶部的一部分，上述球杆头本体中除去顶部的部分的比重ρb和上述顶部的比重ρc之比(ρb/ρc)为1.3以上。
如此通过由与该球杆头本体为不同种类的材料构成球杆头本体的至少顶部的一部分，而上述球杆头本体除去顶部的部分的比重ρb和上述顶部的比重ρc之比(ρb/ρc)为1.3以上，可以充分地确保重量分配范围。由此，与只由单一金属材料构成的情况相比，增大了设计自由度，其结果，使低重心化带来的反弹性增大成为可能。
图1(a)～图1(c)表示的是本发明的第1实施方案的高尔夫球杆头，图1(a)是平面图，图1(b)是正视图，图1(c)是图1(a)的I-I向剖面图。
图2(a)～图2(c)表示的是本发明的第2实施方案的高尔夫球杆头，图2(a)是平面图，图2(b)是正视图，图2(c)是图2(a)的II-II向剖面图。
图3(a)～图3(t)是分别表示本发明的高尔夫球杆头的球杆头本体的变形例的平面图。
图4(a)～图4(d)是分别表示本发明的高尔夫球杆头的变形例的平面图。
图5(a)～图5(g)是分别表示本发明的高尔夫球杆头的变形例的剖面图。
图6(a)和图6(b)表示的是本发明的高尔夫球杆头的变形例，图6(a)是平面图，图6(b)是图6(a)的VI-VI向剖面图。
图7(a)和图7(b)表示的是本发明的高尔夫球杆头的变形例，图7(a)是平面图，图7(b)是图7(a)的VII-VII向剖面图。
图8(a)～图8(c)表示的是本发明的第3实施方案的高尔夫球杆头，图8(a)是平面图，图8(b)是正视图，图8(c)是图8(a)的VIII-VIII向剖面图。
具体实施方案以下，参照附图对本发明的构成进行详细说明。
图1(a)～图1(c)表示的是本发明的第1实施方案的高尔夫球杆头。如图1(a)～图1(c)所示，本实施方案的高尔夫球杆头具有中空结构，其球杆头本体1由钛合金、铝合金或不锈钢等金属构成。球杆头本体1具有顶部2、面部3、底部4和颈部5，顶部2的中央附近形成有孔部2a，同时顶部2的周缘则形成有下方为空洞的凸缘2b。而且，孔部2a被与球杆头本体1相比比重低的材料构成的盖体部件6堵塞。
图2(a)～图2(c)表示的是本发明的第2实施方案的高尔夫球杆头。如图2(a)～图2(c)所示，本实施方案的高尔夫球杆头具有中空结构，其球杆头本体1由钛合金、铝合金或不锈钢等金属构成。球杆头本体1具有顶部2、面部3、底部4和颈部5，在部2和底部4的中央附近分别形成有孔部2a、4a，同时顶部2的周缘形成有下方为空洞的凸缘2b，底部4的周缘形成有上方为空洞的凸缘4b。而且，孔部2a、4a被与球杆头本体1相比比重低的材料构成的盖体部件6堵塞。
如此通过在球杆头本体1的顶部2上设置孔部2a，对应于需要又在底部4上设置孔部4a，用与球杆头本体1相比比重低的材料构成的盖体部件6堵塞该等孔部2a、4a，可以确保更大的重量分配范围大设计自由度。特别是，在顶部2上设置盖体部件6时，通过增加重量分配范围使惯量动量的增大和低重心化成为可能，在底部4上设置盖体部件6时，通过增加重量分配范围使惯量动量的增大成为可能。这里，有必要使球杆头本体1的比重ρm和盖体部件6的比重ρf之比(ρm/ρf)定为1.3以上。若该比率(ρm/ρf)不足1.3，就不能确保充分的重量分配范围。比率(ρm/ρf)的上限，虽然并未特别限定，但是，从适用于现有的高尔夫球杆头的材料的组合来考虑，为16左右。
上述孔部2a、4a，其形状并无特别限定。例如，顶部2上的孔部2a，可以制成如图3(a)～图3(t)所示的各种形状。但是，在球杆头的平面视图中，优选孔部2a的面积在顶部2的面积的40～90％范围内。通过使之处于上述范围内，可以进一步提高设计的自由度。此处的顶部的面积，是由侧面部的边缘、面部的边缘和颈部的边缘围起来的部分的表面积。同样，在球杆头的仰视图中，优选孔部4a的面积在底部4的面积的40～90％范围内。通过使之处于上述范围内，可以进一步提高设计的自由度。此处的底部的面积，是由侧面部的边缘和面部的边缘围起来的部分的表面积。另外，在边缘不明确的情况下，切开高尔夫球杆头，调查内面的接合部分，也可以知道侧面部、面部、顶部和底部的边缘。再有，在顶部的边缘不明确的情况下，也可以使用使得击球面与高尔夫球杆头的倾斜角度吻合，将高尔夫球杆置于平面上，除去相对于平面从垂直上方俯视该高尔夫球杆头时的击球面的投影面积。
上述凸缘2b、4b，虽然不一定是必要的，但优选存在于顶部2和底部4的周缘的至少一部分上，更优选的是至少存在于面侧，进一步优选的是跨越整个周缘存在。即，通过将凸缘2b、4b配置于球杆头本体1的适当部位上，在确保球杆头本体1的耐久性的同时，还可以将该凸缘2b、4b作为盖体部件6的重叠部分利用。
上述盖体部件6，优选至少在球杆头本体1的面侧与凸缘2b、4b重合。此时，如图4(a)和图4(b)所示，可以是盖体部件6在面侧只覆盖凸缘2b的一部分，或者，如图4(c)和图4(d)所示，也可以是盖体部件6在面侧覆盖整个凸缘2b。盖体部件6在面侧相对于凸缘2b的重叠大小的宽度t1优选为5mm以上。通过使该重叠部分的宽度t1为5mm以上，可以确保充分的耐久性。另外，面侧的凸缘2b的宽度t2优选为5mm以上而不到30mm。在使得盖体部件6相对于底部4的凸缘4b重合的情况下，也优选选择与上述相同的叠层形态和尺寸。
盖体部件6相对于球杆头本体1的固定形态，并无特别限定。例如，在图1(c)和图2(c)中，将盖体部件6的周缘部分割为2层，虽然制成在该两部分处形成从内外夹持凸缘2b、4b的状态，但是，如图5(a)～图5(d)所示，也可以制成将盖体部件6贴合在凸缘2b的一个面上，或者如图5(e)～图5(g)所示，也可以不借助凸缘，而是将盖体部件6贴合在面部3的面等上。另外，如图6(a)、图6(b)、图7(a)和图7(b)所示，在球杆头本体1与盖体部件6接合的部分上，也可以收纳盖体部件6地设置凸缘2b。
盖体部件6如图2(c)所示，被固定在面部3上，既可以被复合，也可以如图1(c)所示不被复合。这些可以用盖体部件6和球杆头本体1的复合部分的面面积相对于球杆头本体1的面面积(击球面的面积)的比率(以下称为面复合面积比率)来表示。这里的面面积是被面部的边缘围起来的部分的表面积。另外，边缘不明确的情况下，通过切断高尔夫球杆头，调查其内面的接合部分，也可以知道面部的边缘。面复合面积比率，如果高则高尔夫球杆头的耐久性比较良好，如果低则高尔夫球杆头的反弹性比较良好。特别是，面复合面积比率为3％以上时，可以更进一步提高耐久性。
作为盖体部件6的材料，优选使用纤维增强塑料。作为该纤维增强塑料，可以列举使环氧树脂、不饱和聚酯树脂、乙烯基酯树脂等的基质树脂含浸在碳纤维、玻璃纤维和芳族聚酰胺纤维等的增强纤维中制成的纤维增强塑料，特别是优选将碳纤维作为增强纤维的塑料。但是，构成盖体部件6的纤维增强塑料的纤维的弹性模数，优选为35ton/mm2以下，最佳为24ton/mm2以下。通过使该弹性模数在上述范围内，可以确保更加充分的耐久性。
另外，作为盖体部件6，也可以使用镁合金、铝合金或钛合金，根据情况，除了硬质橡胶以外，也可以使用尼龙树脂、离子键树脂、聚碳酸酯树脂、PET树脂、ABS树脂等。
无论使用哪一种材料的情况下，为了确保重量分配范围，优选堵塞该孔部2a、4a的盖体部件6的总质量Wf，比由孔部2a、4a的假设面积、假设厚度和球杆头本体1的比重ρm之积所求得的缺落部的总质量Wx还轻，即Wx＞Wf。
例如，在顶部2的中央附近形成孔部2a的同时，在顶部2的整个周缘上形成凸缘2b，该顶部2的外侧贴合有盖体部件6的情况下，由盖体部件6的面积Af、比重ρf、厚度tf，可以得到盖体部件6的总质量Wf，Wf＝Af·ρf·tf。另一方面，根据盖体部件6和球杆头本体1的重叠部分的面积Am、球杆头本体1的比重ρm、重叠部分中球杆头本体1的顶部和底部的平均厚度tm，可以得到缺落部的总质量Wx，Wx＝(Af-Am)·ρm·tm。即孔部2a、4a的假设面积是可以由盖体部件6的面积Af和重叠部分的面积Am之差求得的，孔部2a、4a的假设厚度可以被看作是与重叠部分中球杆头本体1的顶部、底部的平均厚度tm等价的。
图8(a)～图8(c)表示的是本发明的第3实施方案的高尔夫球杆头。如图8(a)～图8(c)所示，本实施方案的高尔夫球杆头具有中空结构，其球杆头本体1由钛合金、铝合金或不锈钢等金属构成。球杆头本体1具有顶部2、面部3、底部4和颈部5，其1顶部2的外表面上层叠有盖体部件6。即，顶部2的一部分由与球杆头本体1不同的材料构成。
而且，使球杆头本体1中除去顶部2的部分的比重ρb和顶部2的比重ρc之比(ρb/ρc)为1.3以上。此处的顶部是被侧面部的边缘、面部的边缘和颈部的边缘围起来的部分。在边缘不明确的情况下，切开高尔夫球杆头，调查内面的接合部分，也可以知道侧面部、面部、顶部和底部的边缘。再有，在顶部的边缘不明确的情况下，利用使得击球面与高尔夫球杆头的倾斜角度吻合，将高尔夫球杆置于平面上，除去相对于平面从垂直上方俯视该高尔夫球杆头时的击球面的轮廓线就可以知道顶部的边缘。
通过选择将球杆头本体1的至少顶部2的一部分用与球杆头本体1不同的材料来构成，使球杆头本体1中除去顶部2的部分的比重ρb和顶部2的比重ρc之比(ρb/ρc)为1.3以上，可以充分地确保重量分配范围。因此，与仅由单一金属材料构成的情况相比，增大了设计自由度，其结果，使低重心化带来的反弹性增大成为可能。
在本实施方案中，球杆头本体1中除去顶部2的部分和顶部2，可以由单一的材料构成，或者也可以由复合材料构成。在由复合材料构成的情况下，比重ρb和比重ρc分别是球杆头本体1中除去顶部2的部分和顶部2的比重。
实施例在球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头中，分别制造由单一金属材料构成的比较例1(现有例)，和在顶部或底部的中央附近形成孔部，同时用各种不同材料构成的盖体部件堵塞该孔部的实施例1～4和比较例2～3。在表1中，“SUS合金”意味着不锈钢，“FRP”意味着纤维增强塑料。
对这些高尔夫球杆头，进行反弹系数和设计自由度评价，将其结果汇总并示于表1中。评价结果用将比较例1作为100的指标来表示。反弹系数意味着指标值越大，高尔夫球的初速度越大，飞出的距离越大。设计自由度是球杆头总质量为190g时的重量分配范围，意味着指标值越大，重量分配范围越大。
表1
从表1中可以看出，实施例1～4的高尔夫球杆头，任何一个与比较例1相比，都是设计自由度更大，反弹系数更大的球杆头。比较例2、3，由于盖体部件的比重过大，所以设计自由度减小，反弹系数较小。
接着，在球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头中，分别制造由单一金属材料构成的比较例11(现有例)，和在顶部或底部的中央附近形成孔部，同时在顶部或底部的周缘形成凸缘，并用各种不同材料构成的盖体部件堵塞该孔部的实施例11～15和比较例12～13。在表2中，“SUS合金”意味着不锈钢，“FRP”意味着纤维增强塑料。
对这些高尔夫球杆头，与上述相同，评价其反弹系数、设计自由度和耐久性，并且将结果汇总表示在表2中。评价结果用将比较例1作为100的指标来表示。
表2
从该表2中可以看出，实施例11～15的高尔夫球杆头，任何一个与比较例11相比，不仅维持耐久性，而且是设计自由度增大，反弹系数较大的球杆头。比较例12、13，由于盖体部件的比重过大，所以设计自由度减小，反弹系数较小。
根据本发明，由于在球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头中，在顶部或底部的中央附近形成孔部，同时用与球杆头本体不同的材料构成的盖体部件堵塞该孔部，上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上，所以与仅由单一金属材料构成的情况相比，可以提高反弹性，可以增大设计自由度。
进而，在中空高尔夫球杆头中，由于头本体的至少顶部的一部分是由与该球杆头本体不同的材料构成，上述球杆头本体中除去顶部的部分的比重ρb和顶部的比重ρc之比(ρb/ρc)为1.3以上，所以与仅由单一金属材料构成的情况相比，可以提高反弹性，可以增大设计自由度。
虽然以上已经对本发明的优选实施方案进行了详细说明，但是，可以理解为只要不脱离由所附权利要求规定的本发明的宗旨和范围，对本发明进行的各种变更、代用和置换，均属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头，其特征在于，在上述球杆头本体的顶部中央附近形成孔部的同时，用与上述球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞该孔部，使上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上。
2.一种球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头，其特征在于，在上述球杆头本体的顶部和底部的中央附近分别形成孔部的同时，用与上述球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞该孔部，使上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上。
3.一种球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头，其特征在于，在上述球杆头本体的顶部中央附近形成孔部的同时，在上述顶部的周缘至少一部分上形成下方为空洞的凸缘，用与上述球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞上述孔部，使上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/pf)为1.3以上。
4.一种球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头，其特征在于，在上述球杆头本体的顶部和底部的中央附近分别形成孔部的同时，在上述顶部周缘的至少一部分上形成下方为空洞的凸缘，并且在上述底部周缘的至少一部分上形成上方为空洞的凸缘，用与上述球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞上述孔部，使上述球杆头本体的比重ρm和上述盖体部件的比重ρf之比(ρm/pf)为1.3以上。
5.如权利要求3或4中所述的中空高尔夫球杆头，其中至少在面侧设置凸缘，使上述盖体部件以宽度5mm以上的重叠部分与该面侧凸缘的重叠。
6.如权利要求5中所述的中空高尔夫球杆头，其中面侧凸缘的宽度为5mm以上，不到30mm。
7.如权利要求1～4中任一项所述的中空高尔夫球杆头，其中上述盖体部件的材料为纤维增强塑料。
8.如权利要求1～4中任一项所述的中空高尔夫球杆头，其中上述盖体部件的材料为镁合金、铝合金或钛合金。
9.如权利要求1～4中任一项所述的中空高尔夫球杆头，其中上述盖体部件的材料为橡胶或树脂。
10.如权利要求1～4中任一项所述的中空高尔夫球杆头，其中堵塞该孔部的盖体部件的总质量Wf，比由上述孔部的假设面积、假设厚度和上述球杆头本体的比重ρm之积求得的缺落部的总质量Wx更轻。
11.一种中空高尔夫球杆头，其特征在于，由与该球杆头本体为不同种类的材料至少构成球杆头本体的顶部的一部分，使上述球杆头本体中除去顶部的部分的比重ρb和上述顶部的比重ρc之比(ρb/ρc)为1.3以上。
全文摘要
本发明提供一种既可以维持耐久性，又可以提高反弹性、增大设计自由度的中空高尔夫球杆头。在球杆头本体由金属成型的中空高尔夫球杆头中，在球杆头本体的顶部中央附近形成孔部的同时，用与球杆头本体不同材料构成的盖体部件堵塞该孔部，球杆头本体的比重ρm和盖体部件的比重ρf之比(ρm/ρf)为1.3以上。
文档编号A63B53/04GK1541736SQ0312411
公开日2004年11月3日 申请日期2003年4月29日 优先权日2003年4月29日
发明者中原纪彦, 森智朗, 西泽洋, 宫本昌彦, 山本真司, 司, 彦 申请人:横滨橡胶株式会社