专利名称：一种高尔夫球棒头部的制作方法
技术领域：
本发明涉及高尔夫球游戏，具体地，涉及用于短距离击球的金属高尔夫球棒头部。这种普通类型的高尔夫球棒可称作楔形球棒。更具体地，本发明涉及这种球棒的打击面的可提高其性能的特征。
背景技术：
称为楔形球棒的球棒一般用于各种短距离击球，或寻求击打出钟形的轨迹。例如，包括击球使球脱离困难的位置，具体地，脱离障碍物。通过已知的方式，这种高尔夫球棒的打击面具有相对垂直面的明显倾斜，打击面相对垂直面的倾斜也称作高击倾角，一般是大于45°的楔形。通过这种较大的高击角，可使球的轨迹向前同时又向上，使打出的球具有所希望的钟形轨迹。
当用楔形球棒击球时，与球棒头部打击面接触的球击打面不是正交于球棒头部的轨迹，而是以接近高击倾角倾斜。在球和打击面之间产生摩擦，击打导致了球自身旋转运动。球的自身旋转运动一般称作回旋。
回旋运动对于精确击打非常有用，因为其使球具有陀螺效应，可使运动轨迹稳定。这种回旋运动可达每分钟数千转。
尽管这种回旋运动减少了球的移动长度，但其优点是可更好地控制球的移动轨迹，这对短距离击球是非常有用的。回旋运动还具有限制球碰到地面后的移动的作用。这是因为减少了球的回弹。还可以看到，如果有足够的回旋当球碰到地面后可完全停止。在某些情况下，当回旋更强烈时，还可能看到球碰到地面后出现向后运动。
因此，可以理解，当用楔形球棒击球后，非常希望出现回旋。本发明的主要目的就是增加这种回旋。
过去已经提出不同的解决方案以增加这种回旋。
美国专利5,804,272介绍了用高摩擦系数的材料覆盖的粘性片来覆盖球棒的打击面的可能性。更确切地，是用一层具有足够粒度的碳化硅来覆盖，当击打球时这种材料可保证抓住球。
为了增加回旋，英国专利GB 1,062,796提出了另一个解决方案。确切地，该文献介绍的方案包括在球棒的打击面上设置一种材料，其具有粘结性或具有高摩擦系数。通过增加打击面的表面粗糙度，可以增加打击时作用在球上的切向力的数量。
日本专利JP 2000.254256还介绍了另一种具有大高击倾角的球棒增加回旋的方案。这个方案可增加打击面与球的摩擦系数。
另一方面，尽管增加大高击角的铁头球棒的回旋很重要，但对用来长距离击球的小高击角的球棒最好是减少回旋。这是因为，对这种击球，球的移动长度是关键，对精确度的要求就不那么重要。换句话，回旋产生的控制作用就不如在短距离击球时那样重要。考虑到这点，日本专利10 216 275介绍了一种处理球棒的打击面的工艺，其对打击面进行抛光，然后进行碳化增加其硬度。这两种处理的结合使球棒可以更大程度地限制球回旋，结果是增加了击球距离。
因此，本发明的目的是提出一种新的解决方案，可以更大地增加楔形球棒的回旋。
发明内容
因此，本发明涉及一种金属的高尔夫球棒头部。该头部设置了带有大于45°的高击倾角的打击面。该打击面包括多个表面形成的槽。
根据本发明，所述打击面具有小于0.25微米的表面粗糙度Ra，和大于50千兆帕的表面维氏硬度，表面硬度最好大于12千兆帕。
换句话，本发明对楔形球棒的打击面进行非常关键的抛光，同时保证其具有非常高的硬度。
令人惊奇地，当楔形球棒具有这样的特性后，可非常大地增加后旋程度，而原预计球和打击面之间摩擦水平大幅度减小应使后旋减小。
应当注意到表面粗糙度减小和硬度增加的测量结果来自日本专利JP 10 216 275，其目的是减少后旋。因此，通过使用原用于减少后旋的技术得到了本发明的奇异效果。实际上，增加了后旋作用。
在实践中观察到，当打击面的表面粗糙度Ra小于0.15微米，后旋进一步增加。表面粗糙度可通过标准ISO 4287以标准化的方式来确定。对根据所述标准得到的表面粗糙度曲线取算术平均偏差，可更精确地确定表面粗糙度Ra。
表面粗糙度是在打击面的击打区测定。为此，打击面在表面上设置了多个槽，这些槽具有特定的形状。实际上，当设置特定形状的槽后，可发现槽形状的影响不是很敏感，尤其是当涉及到低表面粗糙度和硬度特征时。
另外，打击表面非常的硬，这样就限制了进行压迫或敲击时出现变形，并由于有很好的耐磨擦和磨损性能，使得具有非常低表面粗糙度的表面能够保持其形貌。
实际上，通过采用马氏体时效钢来形成打击面已经具有足够的维氏硬度系数。可以想到，马氏体时效钢是在马氏体状态进行回火，因此含有非常少的碳，然后通过重新加热或回火进行硬化。
还可以使用其他材料来得到这样的表面状态，尤其是陶瓷复合材料，比如碳化硅，碳化硼，碳化钛，二氧化锆，氧化铝和这些材料的组合物。
实际上，表面粗糙度最好是可在打击面的整个高度上变化，因此，通过使打击面下部具有大一些的粗糙度，在上部的粗糙度小些，可得到回旋增加的更佳性能。
通过下面参考附图对实施例的介绍，将对实现本发明的方式和本发明所具有的优点有更清楚的了解，附图中图1是根据本发明的高尔夫球棒头部的侧视图；图2是图1的头部的正视图。
具体实施例方式
如上面已经提到的，本发明涉及一种楔形高尔夫球棒头部。
如图1所示，头部1设有进行击球的打击面2，称为底端的部分3，和后表面4。该头部1通过颈状部分5横向延续，颈状部分可容纳球棒的杆。
对于楔形球棒，打击面2相对垂直面7的倾角α大于45°，最多可为70°。
在图2所示的形式中，打击面2具有多个平行槽10，互相间隔开数毫米。
如上面已经提到的，球棒可使用陶瓷复合材料来制造，以形成打击面。使用碳化硅已经得到了很好的结果。对表面进行抛光，使表面粗糙度值小于0.25微米。打击面的维氏硬度在21千兆帕的量级。
从而，对于上面介绍的球棒进行了许多实际测试，以确定回旋的增加。这些测试比较了两个球棒，除了抛光处理特性不同外两个球棒其他方面都相同。对于未进行抛光的球棒，其表面的粗糙度在1到3微米，采用特定的球，观测到的回旋对应于每分钟旋转4000转以下。
对于表面粗糙度在0.25微米以下的相同球棒，其对应于本发明的球棒，在相同条件下进行击球，球的旋转(即回旋)可增加60％以上。
本发明对球碰到地面后的轨迹的量化影响也进行了测试。使用了上面介绍的两种球棒，表面粗糙度在1微米以上的未抛光球棒和表面粗糙度在0.25微米以下的抛光球棒。
因此，在第一轮击球中，使用了未抛光球棒，球超过球与地面撞击点运动的平均距离为46厘米。用根据本发明的进行了抛光的相同球棒，在同一轮击球中，在球与地面撞击后球回弹了90厘米。
在另一轮击球中，对未抛光的球棒，球仍然非常接近与地面的撞击点。使用抛光的球棒，在同一轮击球中，在球与地面撞击后球回弹了1.5米的距离。
从上面的测试明显可以看出，本发明的高尔夫球棒具有重大的优点，可非常大地增加回旋作用，改进了楔形球棒对击球的控制。
使打击面具有相当高的硬度可增加球的回旋，并限制了球棒使用寿命期间打击面的表面状态的恶化。
权利要求
1.一种金属的高尔夫球棒头部，设置了带有大于45°的高击倾角α的打击面(2)，所述打击面(2)具有多个平行槽(10)，其特征在于，所述打击面(2)具有小于0.25微米的表面粗糙度Ra，和大于5千兆帕的表面维氏硬度。
2.根据权利要求1所述的高尔夫球棒头部，其特征在于，所述打击面(2)的表面粗糙度Ra小于0.15微米。
3.根据权利要求1所述的高尔夫球棒头部，其特征在于，所述打击面(2)是用马氏体时效钢制成。
4.根据权利要求1所述的高尔夫球棒头部，其特征在于，所述打击面(2)是用陶瓷复合材料制成。
5.根据权利要求4所述的高尔夫球棒头部，其特征在于，所述陶瓷复合材料从由碳化硅，碳化硼，碳化钛，氧化锆，氧化铝和上述材料组合物组成的一组材料中选择。
6.根据权利要求1所述的高尔夫球棒头部，其特征在于，所述打击面(2)的维氏硬度大于12千兆帕。
7.根据权利要求1所述的高尔夫球棒头部，其特征在于，所述打击面的表面粗糙度Ra沿所述打击面(2)高度逐渐减少。
全文摘要
一种金属的高尔夫球棒头部(1)，设置了带有大于45°的高击倾角α的打击面(2)，所述打击面(2)具有多个平行槽(10)，其特征在于，所述打击面(2)具有小于0.25微米的表面粗糙度Ra，和大于5千兆帕的表面维氏硬度。
文档编号A63B53/04GK1520326SQ02812623
公开日2004年8月11日 申请日期2002年6月20日 优先权日2001年6月25日
发明者R·J·勒斯根, D·M·本内特, R J 勒斯根, 本内特 申请人:罗杰克利夫兰高尔夫球公司