复合材料高尔夫球杆头结构的制作方法

本发明涉及一种高尔夫球杆头，尤指使用碳纤维复合材料作为制造材料的高尔夫球杆头构造。

背景技术：

为使高尔夫球杆挥杆击球时，具备飞球长距离与方向稳定性等性能，高尔夫球杆头的重心与惯量等为其设计重点项目。为了提高球杆头的重心与惯量的设计自由度，目前相关业者提出使用碳纤维复合材料作为制造球杆头的部分或全部的部件的材料。

但是现有使用碳纤维复合材料制造高尔夫球杆头中，虽然利用其杆头本体的冠部与底部分别为碳纤维复合材料制成部件，以期望达到增长击球时的飞球距离的功效。然而，击球面板与碳纤维复合材料的杆头本体之间以粘着剂固接，以及碳纤维复合材料的杆头本体的冠部与底部重叠部分以粘着剂固接等，其粘接部位多有结构强度不佳，而且该高尔夫球杆头的金属材质击球面板、碳纤维冠部、碳纤维底部、金属材质的杆柄以及金属材质配重构件等都是个别成形的部件，再利用粘着手段依序加以粘着固定，有制造成本与制造工时偏高等问题。

再者，就高尔夫球杆头制造商而言，基于国际规范(量测ct)，必须对高尔夫球杆头进行击球面中心的量测。以高尔夫球杆头实际的物理特性(例如：体积、材质等变异)而言，高尔夫球杆头的甜密点位置不一定正好位于打击面板的几何中心点，尤其是碳纤维复合材料成型的杆头基部与金属材质的杆柄结合的杆头本体构造，因金属材料相对于碳纤维复合材料的重量偏重，造成甜密点的位置偏离杆头本体的中心位置，亦即甜密点位置可能落在打击面板的几何中心点的周边区域。当使用者以前述高尔夫球杆头击球时，容易因难以确定甜密点位置，而无法充分发挥击球的性能。因此，高尔夫球杆头制造商为了控制甜密点位置与击球面板的几何中心点位置共点，发挥高尔夫球杆头最佳的击球性能的目标，必须通过杆头本体中的配重体设置位置的改变，以期望控制甜密点位置。但是此方式，对高尔夫球杆头的制造而言，实有其困难之处。

再者，中国台湾专利证书号i397437发明专利案公开了一种具有额外任意质量的高尔夫球杆头，其通过利用轻量材料、有利的平均冠部高度或位于杆头冠部的多个铰接点来实现，其中利用较佳的转折长度(breaklength)，可以将此额外任意质量(即剩余质量)在球杆头中放置得又低又深，以改善重心位置及惯性性质，并使球杆头的重心可以被定位成实质上对齐球杆头的甜蜜点与杆面中心。

前述高尔夫球杆头揭示的技术内容中，使球杆头以金属材料为主，并包括至少大约8％总质量的轻量材料零件连接球杆头中的一连接构件，并限定球杆头的杆头本体的冠部自击球面板(杆面)顶缘(杆面中心顶点)相对于虚拟接地面的垂直线朝后延伸所述转折长度的范围形成下凹状，以使额外任意质量(即剩余质量)降低高度，以期望改善重心位置及惯性性质等。

但是依据前述专利前案揭示的技术内容，即使能达到改善重心位置及惯性性质，并使球杆头的重心可以被定位成实质上对齐球杆头的甜蜜点与杆面几何中心点的目的，但是，该球杆头的杆头本体因利用金属材料与至少大约8％总质量的轻量材料等异质材料的结合来制成，且其杆头本体的冠部自击球面板(杆面)顶缘(杆面中心顶点)相对于虚拟接地面的垂直线朝后延伸所述转折长度的范围的下凹状曲面形状的设计，以及重量如何的分布等参数如何设定，都有其困难之处，而需反复多次的模拟测试，造成球杆头设计与制造上的困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种复合材料高尔夫球杆头结构，解决现有复合材料高尔夫球杆头结构因粘接部位多、结构强度不佳，以及制造成本与制造工时偏高等问题，以及金属材质的杆柄与碳纤维复合材料的杆头基部相异材料结合时，造成复合材料高尔夫球杆头结构的甜密点位置偏离击球面板的几何中心点，必需通过配重体设计且位置的调整成同一点的制造困难等问题。此外，还能进一步改善金属材料与轻易材料异质材料的杆头本体难以对形状与重量分布等设计参数的控制等问题。

为了达成前述目的，本发明所提出的复合材料高尔夫球杆头结构，其具有一重心点，且该复合材料高尔夫球杆头结构包括：

一杆头本体，其由碳纤维复合材料一体成形，该杆头本体的前端一侧具有一杆连接部；以及

一击球面板，其设于该杆头本体前端，且该击球面板具有一几何中心点，该击球面板的几何中心点与该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点具有垂直投射的直线距离关系。

如上所述的复合材料高尔夫球杆头结构中，该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点与该击球面板垂直连接的交点形成一甜蜜点。

如上所述的复合材料高尔夫球杆头结构中，该甜蜜点与该几何中心点相互重叠。

本发明通过碳纤维复合材料成形的杆头本体直接形成杆连接部一体成形，以及杆头本体前端直接嵌入击球面板后侧的嵌合部内等构造，使球杆头中一体成形有杆柄的杆头本体与击球面板之间具备优异的结合稳固性。解决现有碳纤维复合材料高尔夫球杆的杆柄与杆头本体之间非以一体成形方式制成，以及碳纤维复合材料的杆头本体的冠部与底部重叠部分以粘着剂固接等，有结构强度不佳及成本、工时偏高等问题。

此外，本发明还能利用碳纤维复合材料成形的杆头本体直接形成杆连接部，使杆头本体得以轻量化，并使该击球面板的几何中心点与该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点具有垂直投射的直线距离关系，由此，使其可让使用者在挥杆击时，能够达到较佳的反弹效果，让高尔夫球杆头具备较佳的击球性能。

再者，本发明复合材料高尔夫球杆头结构中，其杆头本体仅选用利用碳纤维复合材料成形的杆头本体，本发明通过杆头本体选用材料单一，对球杆头的形状、重量公布控制等方面，相比于异质材料的结合，本发明具有形状、重量分布控制较为简易的功效，易于达到击球面板的几何中心点与该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点具有垂直投射的直线距离关系的目的。

较佳的，所述的复合材料高尔夫球杆头结构中，还能进一步利用该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点与该击球面板垂直连接的交点形成一甜蜜点，该甜蜜点与该几何中心点相互重叠，由此，使其可让使用者在挥杆击中此甜蜜点(能量损失最少的击球点)时，能够达到更佳的反弹效果，让高尔夫球杆头具备更佳的击球性能。

附图说明

图1是本发明呈现木杆杆头型式的复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的立体示意图。

图2是图1所示复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的立体分解示意图。

图3是图1所示复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的侧视平面示意图。

图4是图1所示复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的前视平面示意图。

图5是本发明呈现木杆杆头型式的复合材料高尔夫球杆头结构的第二较佳实施例的立体分解示意图。

图6是本发明呈现木杆杆头型式的复合材料高尔夫球杆头结构的第三较佳实施例的立体分解示意图。

图7是本发明呈现铁杆杆头型式的复合材料高尔夫球杆头结构的一较佳实施例的立体示意图。

具体实施方式

本发明复合材料高尔夫球杆头结构可为木杆杆头或铁杆杆头等型式，本发明复合材料高尔夫球杆头结构中，都包括一杆头本体以及一击球面板。所述杆头本体由碳纤维复合材料一体成形，该杆头本体的前端一侧形成有一杆连接部。该击球面板可为金属材料或与该杆头本体同为碳纤维复合材料制成的部件，其中，所述金属材料可以选用钛合金、不锈钢等金属材料，该击球面板设于该杆头本体前端，且该击球面板具有一几何中心点，该击球面板的几何中心点与该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点具有垂直投射的直线距离关系。较佳的，该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点与该击球面板垂直连接的交点形成一甜蜜点，其中，以该甜蜜点与该几何中心点相互重叠为最佳。

以下进一步以复合材料高尔夫球杆头结构为木杆杆头为例提出说明，如图1至图4所示，揭示本发明复合材料高尔夫球杆头结构为木杆杆头型式的第一较佳实施例，由该附图中可见，该复合材料高尔夫球杆头结构包括一杆头本体10a以及一击球面板20a。

如图1至图4所示，所述杆头本体10a是碳纤维复合材料一体成形的单一构件，所述杆头本体10a包括一杆头基部11a以及一杆连接部12a，该杆头基部11a为一开口朝前后的中空体，该杆头基部11a前端于开口周缘形成一接合部13a。该杆连接部12a一体成形于该杆头基部11a前端一侧，使碳纤维复合材料的杆头本体10a具备轻量化的性能。

如图1至图4所示，该击球面板20a可为金属材料或与该杆头本体10a同为碳纤维复合材料制成的部件，该击球面板20a中央具有一几何中心点200，该击球面板20a的背侧周缘形成一固接部21a，该击球面板20a以所述固接部21a对应于该杆头基部11a前端的接合部13a的外侧，且以粘胶的粘合手段或其他固接手段使击球面板20a与杆头本体10a、10b、10c、10d的杆头基部11a固接一起，该复合材料高尔夫球杆头结构具有一重心点cg。其中，该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点cg与该击球面板20a垂直连接的交点形成一甜蜜点100。其中，复合材料高尔夫球杆头结构的甜密点100与击球面板20a的几何中心点200位置位于同一点(即能量损失最少的击球点)为最佳。

该杆头本体10a还可进一步包括至少一金属材质的配重体，所述配重体依需求被固设于该杆头基部11a的后端或底部等位置，用以降低所述球杆头的重心点cg的位置。所述配重体可选用比重大于铁类金属材料比重的钨质金属材料或其他材料等制成的块体，且所述配重体可贴附固定于碳纤维复合材料成形的所述杆头基部11a的内侧面，或者，所述配重体可被包覆于碳纤维复合材料成形的所述杆头基部11a的叠层中，使配重体能稳固地固定于所述杆头基部内；亦或将配重体作成螺丝体锁固于杆头本体。此外，该杆连接部12a内部还可进一步植入一金属材质的杆柄内部件，例如：强度补强件或杆部角度、长度可调整套件等。

本发明木杆头型式的复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例于制造时，其可以使用一组合式模具组与一压力成形装置来执行，该压力成形装置包含可启闭的密闭式容器，以及设置于该密闭式容器上的气压作用组件与加热组件，其实施步骤是将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于开模状态的模具组中，用以形成具有杆连接部的杆头本体初胚，另将预成形的金属材料或同为碳纤维复合材料的预浸材叠层贴合的击球面板置入模具组中，且与杆头本体初胚结合，再将模具组合模。

其次，将内有球杆头初胚的模具组置入一封袋内封合后，并置入于该密闭式容器内，再利用压力成形装置对内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用；或者，再进一步通过该密闭式容器对内装有球杆头初胚的模具组的封袋外部施以输入正向气压作用等，通过气压的等压均向性，使球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层因加压与加温作用产生交联反应而固化形成一球杆头半成品，再对该模具组拆模，以及将球杆头半成品取出，之后，对球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理的步骤，以形成一球杆头成品。

如图5所示，是揭示本发明复合材料高尔夫球杆头结构为木杆头型式的第二较佳实施例，由该附图中可见，该复合材料高尔夫球杆头结构同样包括一杆头本体10b以及一击球面板20b。

如图5所示，本发明复合材料高尔夫球杆头结构第二较佳实施例的结构，大致上与图1至图4所示的复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例相同，两者都包括碳纤维复合材料成形的杆头本体10b以及固接于该杆头本体10b前端的击球面板20b，该击球面板20b可为金属材料或与该杆头本体10b同为碳纤维复合材料制成的部件，所述杆头本体10b于其杆头基部11b前端一侧一体成有杆连接部12b，该杆头本体10b的杆头基部11b的后端或底部等还可增设至少一金属材质的配重体。

复合材料高尔夫球杆头结构第二较佳实施例与复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的差异，如图1至图4所示，复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的杆头本体10a为碳纤维复合材料一体成形的单一构件，如图5所示，复合材料高尔夫球杆头结构第二较佳实施例的杆头本体10b则是碳纤维复合材料的一第一部件111b与碳纤维复合材料的一第二部件112b上下相对并合而一体成形的中空体，该杆连接部12b一体成形于碳纤维复合材料的第一部件111b前端一侧，通过碳纤维复合材料的第一部件111b与碳纤维复合材料的第二部件112b上下相对结合而构成所述杆头基部11b，所述杆头基部11b前端于开口周缘形成一所述接合部；或者，所述杆连接部12b还可以先以碳纤维复合材料预浸材预先成形，之后，再置入模具组中与多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层结合，而形成具有杆柄的第一部件111b。通过杆头基部11b与杆连接部12b都为碳纤维复合材料一体成形，而具备轻量化的性能。

如图5所示，复合材料高尔夫球杆头结构第二较佳实施例中，所述击球面板20b的背侧周缘形成一固接部，该击球面板20c中央具有一几何中心点，该击球面板20b以所述固接部套设于该杆头基部11b前端的接合部的外侧，且以粘胶的粘合手段或其他固接手段使击球面板20b与杆头本体10b的杆头基部11b固接一起，该复合材料高尔夫球杆头结构具有一重心点，该重心点与该击球面板20b垂直连接的交点形成一甜蜜点。其中，复合材料高尔夫球杆头结构的甜密点与金属材料的击球面板20b的几何中心点位置位于同一点。

复合材料高尔夫球杆头结构第二较佳实施例于碳纤维复合材料的第二部件后端还可增设至少一配重体，且所述配重体可被贴附固定于碳纤维复合材料成形的所述第二部件内侧面，或者，所述配重体可被包覆于碳纤维复合材料成形的所述第二部件中，使配重体能稳固地固定于所述杆头基部内。

本发明复合材料高尔夫球杆头结构第二较佳实施例于制造时，其实施步骤与前述复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的制法大致相同，该复合材料高尔夫球杆头第二实施例的制法亦使用一模具组与一压力成形装置来执行。其差异在于该模具组包括一杆头上盖模具与一杆头下盖模具，该杆头上盖模具中形成一上模穴，该杆头下盖模具中形成一下模穴，该杆头上盖模具与该杆头下盖模具能上下并组合模且能拆解分离，借以将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头上盖模具中，形成具有杆柄的一碳纤维的第一部件，另将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头下盖模具的下盖模穴中，形成一碳纤维的第二部件，再将具有碳纤维的第一部件的杆头上盖模具与具有碳纤维的第二部件的杆头下盖模具上下相对合模，使具有杆柄的碳纤维的第一部件与碳纤维的第二部件上下对接结合而一体成形为一杆头本体初胚。该杆头本体初胚能于模具组中与预成形的金属材料或同为碳纤维复合材料的预浸材叠层贴合的击球面板结合。

其次，装有该杆头本体初胚及击球面板的模具组置入一封袋内封合后，置入于该密闭式容器内，再利用压力成形装置对内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用；或者，再进一步通过该密闭式容器对内装有球杆头初胚的模具组的封袋外部施以输入正向气压作用等，通过气压的等压均向性，使球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层因加压与加温作用产生交联反应而固化形成一球杆头半成品，再对该模具组拆模，以及将球杆头半成品取出，之后，对球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理的步骤，以形成一球杆头成品。

如图6所示，本发明复合材料高尔夫球杆头结构第三较佳实施例的结构，大致上与图1至图4所示的复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例相同，两者都包括碳纤维复合材料成形的杆头本体10c以及固接于该杆头本体10c前端的击球面板20c，该击球面板20c可为金属材料或与该杆头本体10c同为碳纤维复合材料制成的部件，所述杆头本体10c于其杆头基部11c前端一侧一体成有杆连接部12c，该杆头本体10c的杆头基部11c的后端或底部等还可增设至少一金属材质的配重体。

图6所示的复合材料高尔夫球杆头结构第三较佳实施例与图1至图4所示复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的差异，复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的杆头本体10c为碳纤维复合材料一体成形的单一构件，复合材料高尔夫球杆头结构第三较佳实施例的杆头本体10c则是呈现碳纤维复合材料的一第一部件111c与碳纤维复合材料的一第二部件112c前后相对并合成开口朝前的中空体，该杆连接部12c一体成形于碳纤维复合材料的第一部件111c的前端一侧，通过碳纤维复合材料的第一部件111c与碳纤维复合材料的第二部件112c前后相对结合而构成所述杆头基部11c，其中，碳纤维复合材料的第一部件111c与碳纤维复合材料的第二部件112c之间通过前后相对结合而构成所述杆头基部11c，所述杆头基部11c的第一部件111c的前端于开口周缘形成一所述接合部，通过杆头基部11c与杆连接部12c都为碳纤维复合材料一体成形，而具备轻量化的性能。

如图6所示，所述击球面板20c的背侧周缘形成一固接部，该击球面板20c中央具有一几何中心点，该击球面板20c以所述固接部21c套设于所述杆头基部11c的第一部件111c前端的结合部外侧，且以粘胶的粘合手段或其他固接手段使击球面板20c与杆头本体10c的杆头基部11c固接一起，该复合材料高尔夫球杆头结构具有一重心点。其中，该重心点与该击球面板20c垂直连接的交点形成一甜蜜点，复合材料高尔夫球杆头结构的甜密点与击球面板20c的几何中心点位置位于同一位置。

复合材料高尔夫球杆头结构第三较佳实施例的配重体固设于碳纤维复合材料的后盖部后端，且所述配重体可被贴附固定于碳纤维复合材料成形的所述后盖部内侧面，或者，所述配重体可包覆于碳纤维复合材料成形的所述后盖部中，使配重体能稳固地固定于所述杆头基部内。

本发明复合材料高尔夫球杆头结构第三较佳实施例于制造时，其实施步骤与前述复合材料高尔夫球杆头结构第一较佳实施例的制法大致相同，该复合材料高尔夫球杆头第三实施例的制法亦使用一模具组与一压力成形装置来执行。其差异在于该模具组采取前后并组合模的构造，亦即模具组包括一杆头前盖模具与一杆头后盖模具，借以将多个所述碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头前盖模具中，形成具有杆柄的一碳纤维第一部件，另将多个碳纤维复合材料预浸材叠层贴合于该杆头后盖模具中，形成一碳纤维第二部件，再将具有碳纤维第一部件的杆头上盖模具与具有碳纤维第二部件的杆头后盖模具前后相对合模，使具有杆柄的碳纤维第一部件与碳纤维第二部件前后对接结合而一体成形为一杆头本体初胚。该杆头本体初胚能于模具组中与预成形的金属材料或同为碳纤维复合材料的预浸材叠层贴合的击球面板结合。

其次，装有该杆头本体初胚及击球面板的模具组置入一封袋内封合后，并置入于该密闭式容器内，再利用压力成形装置对内有球杆头初胚的模具组施以真空负压与加温作用；或者，再进一步通过该密闭式容器对内装有球杆头初胚的模具组的封袋外部施以输入正向气压作用等，通过气压的等压均向性，使球杆头初胚中的碳纤维复合材料预浸材叠层因加压与加温作用产生交联反应而固化形成一球杆头半成品，再对该模具组拆模，以及将球杆头半成品取出，之后，对球杆头半成品施以边角残料去除与表面加工处理的步骤，以形成一球杆头成品。

如图7所示，是揭示本发明复合材料高尔夫球杆头结构为铁杆头型式的一较佳实施例，由该附图中可见，该复合材料高尔夫球杆头结构包括一杆头本体10d以及一击球面板20d。

如图7所示，所述杆头本体10d是由碳纤维合复合材料一体成形，其包括一背盖部11d以及一体成形于所述背盖部11d前端一侧的一杆连接部12d，所述背盖部11d的前端周缘形成一接合部，通过背盖部11d与杆连接部12d都为碳纤维复合材料一体成形，使杆头本体10d具备轻量化的性能。

如图7所示，所述击球面板20d可为金属材料或纤维复合材料所成形的部件，该击球面板20d背侧形成开口朝后的一嵌合部，所述杆头本体10d的背盖部11d以其前端的结合部固接于该击球面板20d背侧的固接部中，且以粘胶的粘合手段或其他固接手段使击球面板20d与杆头本体10d的背盖部11d固接一起，使复合材料高尔夫球杆头结构的甜密点与击球面板20d的几何中心点位置位于同一位置。

本发明铁杆头型式的复合材料高尔夫球杆头结构较佳实施例于制造时，其实施步骤概与前述木杆头型式的复合材料高尔夫球杆头结构的制法相同，于此不再赘述。

由前述说明可知，本发明通过碳纤维复合材料成形的杆头本体直接形成杆连接部一体成形，以及杆头本体前端直接嵌入击球面板后侧的嵌合部内等构造，使球杆头中一体成形有杆柄的杆头本体与击球面板之间具备优异的结合稳固性。

再者，本发明复合材料高尔夫球杆头结构中，其杆头本体仅选用利用碳纤维复合材料成形的杆头本体，本发明通过杆头本体选用材料单一，对球杆头的形状、重量公布控制等方面，相比于异质材料的结合，本发明具有形状、重量分布控制较为简易的功效，易于达到击球面板的几何中心点与该复合材料高尔夫球杆头结构的重心点具有垂直投射的直线距离关系的目的。