专利名称：高尔夫球棒头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高尔夫球棒头，更具体地，涉及一种由金属材料制成的金属部和由纤维增强树脂制成的FRP部的接合结构。
背景技术：
近年来，由金属材料和纤维增强树脂制成的高尔夫球棒头已被提出。基于树脂的比重小，这些球棒头能够减轻重量。此外，所减轻的重量，例如可以分配在底部等中，且能提高重量分配设计等的自由度。
然而，在上述球棒头中，在金属材料和树脂的接合部中，粘合强度容易变差。因此，已经提出了各种传统的用来提高接合部的刚度的技术。
例如，在日本未审查专利公报No.2003-205055中，如图15(A)和15(B)所示，描述了球棒头“a，它包括一个具有设置在冠部中的开口“o”和由金属材料制成的金属部件b，和设置在开口中且由纤维增强树脂制成的FRP部件“c”。FRP部件c包括结合到金属部件b的边缘部j的内侧和外侧上的边缘块c1和c2。然而，在这种结构中，由于击球时的很大的冲击力，容易在分叉的内、外FRP部件的边缘块c1和c2之间的部分产生裂缝。
此外，在上述文献中，如图16(A)和16(B)所示，已经提出了这样一种结构，该结构中，多个通孔f间断地设置在金属部件b的边缘部j上，连接内、外FRP部件的边缘块c1和c2，且由纤维增强树脂制成的帘布层g设置在通孔f中。然而，由击球时的冲击力导致的剪切力容易作用在边缘块c1和c2与帘布层体f之间的接合界面上。因此，需要进一步提高粘合强度。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种高尔夫球棒头，其中，接合部在强度方面被增强，由此提高球棒头的耐久性。
按照本发明，一种中空高尔夫球棒头，它包括由至少一种金属材料制成的具有至少一个开口的金属部件，和附着在金属部件上以覆盖开口的由纤维增强树脂制成的FRP部件，其中，在至少一部分的开口周边中，金属部件具有至少一个沿开口延伸的狭缝，且FRP部件具有锁紧部分，它从金属部件的外表面或内表面的一侧进入到狭缝，并从另一侧出来，从而在其表面延伸。
图1是按照本发明的木杆型高尔夫球棒头的立体图。
图2是其平面图。
图3是沿图2中的A-A线的横截面图。
图4是显示金属部件和FRP部件的分解立体图。
图5是预浸渍的平面图。
图6是显示多个预浸渍帘布层的分解立体图。
图7(A)和7(B)是显示一种成型并同时整合FRP部件的方法的横截面图。
图8是显示一部分金属部件的立体图。
图9(A)，9(B)和9(C)是显示金属部件和FRP部件之间的接合的横截面图。
图10是显示金属部件和FRP部件之间的接合的横截面图。
图11(A)、11(B)、11(C)和11(D)是显示金属部件和FRP部件之间的接合的另一实施方式的横截面图。
图12(A)、12(B)和12(C)是显示金属部件和FRP部件之间的接合的另一实施方式的横截面图。
图13(A)和13(B)是显示金属部件和FRP部件之间的接合的另一实施方式的横截面图。
图14是显示球棒头的另一个实施方式的仰视图。
图15(A)是显示传统球棒头的平面图。
图15(B)是沿图15(A)中Y-Y线的横截面图。
图16(A)是显示另一个传统球棒头的平面图。
图16(B)是沿图16(A)中Y-Y线的横截面图。
图17(A)是显示另一个传统球棒头的平面图。
图17(B)是沿图17(A)中Y-Y线的横截面图。
图18(A)是显示球棒头的另一个实施方式的平面图。
图18(B)是其后视图。
具体实施例方式
下面将结合附图详细描述本发明的实施方式。
图1至3显示了标准情形，其中，按照本实施方式的高尔夫球棒头以指定的平放角度(lie angle)和后倾角(loft angle)接地放置在水平面(未示出)上。图中，按照本发明的球棒头1是为木杆型球棒头，例如#1发球木杆和球道用木杆。球棒头1包括其前面设定一个用于击球的球棒面2的面部3，与球棒面2在其上边缘2a处相交的冠部4，与球棒面2在其下边缘2b处相交的底部5，在冠部4和底部5之间的侧部6，该侧部6从球棒面2的尖侧边缘2c延伸通过球棒头的背面至跟侧边缘2d；以及连接在球棒杆(未示出)端处的颈部7。
球棒头1包括金属部件M和连接到金属部件M的FRP部件FR。
按照本实施方式的FRP部件FR以构造成冠部4的至少一部分的冠侧FRP部件FR1来举例说明。FRP部件FR1是由基体树脂和增强纤维组成的复合材料。相比于金属材料，该复合材料具有更小的比重。因此，按照本实施方式的球棒头1，通过使用冠侧FRP部件FR1，能够在冠部4中获得较大的省重效果。省下来的重量例如用于增大金属部件M的尺寸，或者分配到金属部件M的适当部分。因此，它用于提高设计球棒头1的重量分配的自由度。此外，在FRP部件FR1设置在冠部中的情况下，如本实施方式，球棒头的重力点变低。
上述基体树脂无特别限制，但是，可以列举出来，例如，热固性树脂如环氧树脂，酚醛树脂和不饱和聚酯树脂；热塑性树脂如聚碳酸酯树脂和尼龙树脂。前者基体树脂是优选的，理由是它很廉价，对纤维的粘合强度提高，并具有较短的成型时间。此外，纤维无特别限制，但是，可使用碳纤维，玻璃纤维，有机纤维，例如芳族聚酸胺纤维，聚苯撑苯并恶唑纤维(PBO纤维)等，金属纤维例如无定形纤维，钛纤维等。特别地，比重小和拉伸强度大的碳纤维是优选的。
此外，纤维的弹性模量没有特别限制，但是，如果它太小，则不能保证FRP部件FR的刚度，耐久性容易降低；相反，如果它太大，则其成本增加，拉伸强度容易降低。从这一点考虑，理想地是，纤维的弹性模量不低于50GPa，更优选不低于100GPa，进一步优选不低于200GPa。此外，理想地是，上限优选不超过400GPa，更优选不超过350GPa，进一步优选不超过300GPa。在这种情况下，纤维的弹性模量相当于受拉伸时的弹性模量，且指定为按照JIS R7601中“碳纤维测试方法”测得的数值。此外，在包含两种或多种纤维的情况下，使用平均弹性模量，它通过按照重量比称重来计算每一种纤维的弹性模量来求取，如下式所示平均弹性模量＝∑(Ei·Vi)/∑Vi(i＝1，2，...)(其中，”Ei”表示纤维i的弹性模量，Vi表示纤维i的总重量)。
按照本实施方式的金属部件M包括，如图4所示，面部3，底部5，侧部6，颈部7和绕冠部4中地开口O1形成的冠缘部10。按照本实施方式的金属部件M通过铸造在各个部分中整体成型。此外，按照另一个实施方式，金属部件M的成型通过下述加工方法，例如锻造，铸造，压制或辊压形成两个或多个部分，随后再通过焊接等将它们整体联结而成。
形成金属部件M的金属材料无特别限制，但是，能使用，例如不锈钢，马氏体时效钢，钛，钛合金，铝合金，镁合金，非晶质合金等。特别地，比强度大的钛合金，铝合金或者镁合金是理想的。在这种情况下，金属部件M能使用两种或更多种金属材料形成。
如图3和4所示，冠缘部10包括形成冠部4的外表面并且绕开口O1环状延伸的冠表面部10a，和具有源自表面中冠表面部10a的阶梯并且向中空部i的侧面降低的接收部10b。接收部10b能够容纳冠侧FRP部件FR1的内表面侧和其圆周边缘部。此外，接收部10b用于最后加工将冠表面部10a和FRP部件FR1齐平相接。
接收部10b和冠侧FRP部件FR1在其间粘结。按照本实施方式的接收部10b连续、环状地设置在开口O1的整个外周，但是可局部间断。理想的是，接收部10b沿开口边缘以不低于开口O1的开口长度L的50％的长度成形，更优选不低于60％，进一步优选不低于70％。接收部10b增加冠侧FRP部件FP1和金属部件M之间的粘结面积，起着获得更大的粘结强度的效果。
此外，在垂直方向上自开口O1边缘测得的接收部10b的宽度Wa无特别限制，但是，如果它太小，则金属部件M和冠侧FRP部件FR1之间的粘结面积变小，由此粘结强度容易变小，相反，如果它太大，则开口O1的面积变小，由此具有不能充分得到重量节省效果的趋向。从这一点看，理想的是，例如，宽度Wa不小于3mm，更优选不小于6mm；理想的是，其上限不大于25mm，更优选不大于15mm。在这种情况下，接收部10b的宽度Wa可被固定，或者被改变。
金属部件M在开口O1的外周的至少一个部分中，具有至少一个沿开口O1延伸并穿过中空部i的狭缝8。在本实施方式中，狭缝8设置在冠部4中地接收部10b中。具体地，一个狭缝8设置在开口O1与球棒面2的上边缘2a之间的接收部10b中。狭缝8在尖侧和跟侧的方向上沿球棒面2的上边缘2a延伸。冠侧FRP部件FR1的锁紧部分12P进入狭缝8。这将在以后详细描述。
在本实施方式中，冠侧FRP部件FR1附接到金属部件M从而覆盖开口O1并形成冠部4的一部分。冠侧FRP部件FR1不必形成整个的冠部4，而是形成至少一部分就足够了。但是，如果FRP部件FR1(换句话说，开口O1)的面积太小，则具有在球棒头1中不能得到足够的重量节省效果的趋向。因此，在图2所示的标准状态的平面图中，理想的是，设置在冠部4中的开口O1的面积S1与绕球棒头轮廓线的面积S的比率(S1/S)优选不小于0.5，更优选不小于0.6，且理想的是，其上限不大于0.9，优选不大于0.8。
按照本实施方式的冠侧FRP部件FR1由按照内压成型法整体成形在金属部件M中的成型制品构成。本实施方式中，使用内压成型法从而包括下列步骤首先，制备多个具有能够覆盖开口O1的尺寸的预浸渍帘布层。预浸渍帘布层的数量可适当选择，例如可设定为2至30个。在图5中，用平面图显示了预浸渍帘布层的一个实施例。预浸渍帘布层11在半固化状态是薄片体，它包括树脂R和掺在其中的增强纤维f。纤维f以一个方向排列或者以交叉方向(本实施例中显示后一种结构)编织。此外，预浸渍帘布层预先以所需的形状适当地预成形，如图5所示。如图6所示，例如，多个预浸渍帘布层11预先层叠从而制备成层叠体P。层叠体P可以利用预浸渍体本身的表面粘度来层叠，或者通过放入未固化树脂底胶等在层叠体不易剥落的状态下制得。在这种情况下，预浸渍帘布层11可以在不被层叠的情况下，在下述辅助装配步骤中逐一使用。
此外，在层叠体P中，理想的是，在最里层Sa和最外层Sb中的至少一层中，更优选两层中，使用经编织以使得纤维相交(这个实施例中以90度相交)的所谓的织物预浸渍帘布层11a。织物预浸渍帘布层11a固化时的偏差小，且能容易地获得均匀的伸长。因此，在伸长相对变大的层叠体P的最里层Sa和最外层Sb中使用织物预浸渍帘布层11a，可以降低FRP部件FR地成型缺陷。此外，本实施例中，层叠体P中最里层Sa和最外层Sb之间的中间层Sc包括多个所谓的单向预浸渍(UD预浸渍)帘布层11b，其中，纤维f单向排列。上述单向预浸渍帘布层11b起到降低成本的作用，并能增加其沿纤维的刚度。在这个实施方式中，具有相同弹性模量的碳纤维用于各种预浸渍帘布层11a和11b，相同的环氧树脂用于基体树脂。在这种情况下，不用说，可以作适当地变化。
此外，在层叠体P中，如图6所示，理想的是使多个预浸渍帘布层11a与作为球棒面2的法向的基线方向BL之间的纤维取向角θ互不相同。在本实施方式中，织物预浸渍帘布层11a经倾斜用在最里层Sa和最外层Sb中，这样，纤维取向角θ为±45°。此外，在中间层Sc中，纤维取向角θ自内侧起设定为大致0°，90°，0°，+45°和-45°，这样，纤维f以相互交叉的方向交叠。纤维取向角θ能对应于所使用的纤维的弹性模量，使用的数量等来适当地设定。在这种情况下，球棒面2的法向认为是在上述标准状态下，从球棒面2的球棒头重力点到水平表面画的一条法线的投影线段。
接下来，如图7(A)所示，进行装配球棒头基体1A的初步装配步骤，将层叠体P安装到金属部件M的开口O1上，从而覆盖开口O1。此时，至少一个预浸渍帘布层11被形成为锁紧预浸渍帘布层12，其中，其端缘e从金属部件M的外表面Mo或内表面Mi的一侧进入狭缝8，并从另一侧出来，从而沿其表面延伸，如图8和9(A)所示。在本实施方式中，一侧对应于金属部件M的外表面Mo侧，另一侧对应于金属部件M的内表面Mi侧。此外，所有由层叠体P构成的预浸渍帘布层11构成锁紧预浸渍帘布层12。在这种情况下，图9A中，锁紧预浸渍帘布层12的端缘e远离金属部件M的内表面Mi，但是，理想的是，使用粘合剂，底胶等预先临时固定该部分。
此外，设置锁紧预浸渍帘布层12的其他外周边缘部分以致于与绕开口O1设置的接收部10b相接触。理想的是，通过在接收部10b和层叠体P之间插入，例如热固性粘合剂，树脂底胶等来临时固定金属部件M和层叠体P，以稳定其状态并防止这两个部件移动。因此，可以提高球棒头基体1A的成型精确性。此外，如图9(B)所示，理想的是，在阶梯部分15中设置至少一个辅助预浸渍帘布层14，阶梯部分15具有三角形横截面形状，且由狭缝8的一个端面8e和穿透狭缝8的锁紧预浸渍帘布层12的外表面形成。按照本实施方式的辅助预浸渍帘布层14具有一个粘合到金属部件M的侧缘14a，和粘合到层叠体P的另一侧缘14b。因此，阶梯部分15被辅助预浸渍帘布层14覆盖。在进行固化步骤时，上述辅助预浸渍帘布层14填充至少一部分的阶梯部分15，起到缓冲阶梯部分15的凹面和凸面的作用。
此外，经初步装配的球棒头基体1A嵌入金属模具20中，例如，该模具由一对可拆卸的上模具20a和下模具20b构成，如图7(A)所示。此外，基于加压流体的引入和排出，可膨胀和可收缩的气囊B从预先设置在金属部件M并与中空部i相连通的通孔22插入。在本实施方式中，通孔22设置在侧部6中，但是，该结构不限于此位置。此外，初步装配步骤能在金属部件M被预先设定到下模具20b的状态下完成。
随后，加热金属模具20，如图7(B)和9(C)所示，进行使气囊B在中空部i中膨胀和变形的固化步骤。因此，预浸渍帘布层的层叠体P被暴露在气囊B的热流和气压中，以致于沿上模具20a的空穴C变形，并成型为所需的冠侧FRP部件FR1，层叠体P的外周缘部被整体地粘合到接收部10b。此外，在本实施例中，从狭缝8进入到中空部i的锁紧预浸渍帘布层12的端缘在开口部O1的相反方向延伸，并沿着金属部件M的内表面Mi整体地粘合和硬化到其上，已形成锁紧部12P。当完成固化时，气囊B被收缩，以从通孔22取出至金属部件M的外部。在后面步骤中，通孔22被例如设置有球棒头的商品名称，装饰性图案等的部件，盖子等封闭。
以这种方式形成的冠侧FRP部件FR1包括锁紧部分12P，它至少一部分进入到金属部件M的狭缝8中以致于以曲柄状被锁紧。因此，冠侧FRP部件FR1以宽的面积粘合到金属部件M上，粘合强度得以提高。此外，冠侧FRP部件FR1在穿过金属部件M的狭缝8的部分被狭缝8的前、后端面8e和8e夹紧。因此，金属部件M在冠侧FRP部件FR1的纵向方向的运动中被狭缝8自然地夹紧。特别地，由于击球时非常大的应力或应变被施加到冠部4的面部侧，需要更高的结合强度，但是，本实施方式中，通过形成狭缝8和锁紧部分12P，金属部件M和FRP部件FR1之间的结合强度得以提高，由此可以获得高的耐久性。在本实施方式中，例举了绕开口O1只设置一个狭缝8的结构，但是，也可以设置两个或更多个狭缝。例如，狭缝8可分别地设置在面部2侧和背面侧(未示出)。
此外，锁紧部分12P由至少一个锁紧预浸渍帘布层12形成。因此，锁紧部分12可包括沿锁紧部分12的横截面延伸并以曲柄形状折叠的长纤维fc，如图10略示。作为通过用上述长纤维fc增强的结果，在冠侧FRP部件FR1中，在金属部件M的内表面Mi和外表面Mo之间的接合面中难以产生帘布层的分离，如虚线N所示。因此，按照本实施方式的冠侧FRP部件FR1能够获得与金属部件M的更强接合效果。另一方面，在如图15所示的传统结构中，不包括上述长纤维f，结合强度的下降容易产生帘布层分离。如上所述，由于球棒头1中的锁紧部分12由锁紧部分12的硬化材料组成，结合部分的耐久性进一步提高。
此外，狭缝8有助于减少形成冠部4的金属材料。因此，可以易于减少球棒头1的重量，并可以设定球棒头重力点为更低。此外，根据弹性形变，击球时设置在靠近面部2的上边缘2a位置的狭缝8用来使冠部4大偏转，使面部2的后倾角更大，基于弹性效果提高了反推性能。因此，可以提高球的射程。
如图8所示，狭缝8的宽度Ws无特别限制，但是，如果它太小，则难以将锁紧预浸渍帘布层部分12的端缘插入到狭缝8中以致于产生降低产率的趋向，相反，如果它太大，则折叠刚度降低，以致于产生金属部件M的耐久性降低的趋向。从这一观点看，理想的是，狭缝8的宽度Ws优选不小于0.5mm，更优选不小于0.8mm，进一步优选不小于1.0mm。此外，理想的是，它的上限优选不超过10.0mm，更优选不超过8.0mm，进一步优选不超过5.0mm。在这种情况下，按照本实施方式的狭缝宽度Ws用大致相同的宽度作为例子，但是，根据情况需要可作改变。
此外，如图2所示，狭缝8的纵向方向的长度Ls无特别限制，但是，如果长度Ls太小，则存在不能充分获得提高FRP部件FR与金属部件M之间的结合强度的效果的趋向，相反，如果它太大，则夹在开口O1和狭缝8之间接合部9的刚度被降低，从而产生降低耐久性的趋向。从这一观点看，理想的是，狭缝的长度Ls优选不小于50mm，更优选不小于70mm，进一步优选不小于90mm。特别地，理想的是，狭缝8的长度Ls和开口O1的开口长度L之间的比率(Ls/L)优选不小于1/10，更优选不小于1/8，进一步优选不小于1/5，特别优选不小于1/4。此外，理想的是，其上限优选不超过1，更优选不超过1/2，进一步优选不超过1/3。
此外，如图8所示，在金属部件M中，理想的是，球棒头纵向方向上由开口O1和狭缝8夹紧的接合部9(本实施方式中构成接收部10b的一部分)的宽度Wu，和狭缝8与球棒面2的上边缘2a之间的冠前部13在球棒头纵向方向上的宽度Wm都不小于1.0mm，更优选不小于5.0mm，进一步优选不小于10.0mm。此外，理想的是，其上限不超过30.0mm，更优选不超过25.0mm，进一步优选不超过20.0mm。如果宽度Wu和Wm的每一个都小于1.0mm，则存在开口O1周围的刚度过度地降低和粘合强度降低的趋向，相反，如果超过30.0mm，则存在不能充分获得冠部4的重量节省效果的趋向，例如开口变小。
此外，理想的是，宽度的比率(Wm/Wu)不小于0.5，更优选不小于0.7，进一步优选不小于0.8。此外，理想的是，其上限优选不超过10，更优选不超过8，进一步优选不超过6。如果比率(Wm/Wu)变为小于0.5，则靠近面部3的冠前部13的宽度Wm变为相对地小于接合部9的宽度Wu，则存在该部分的粘合面积变小的趋向，容易产生强度不够，相反，如果上述比率(Wm/Wu)大于10，则反推性能容易变差。
此外，如图9(A)所示，狭缝8具有第一边缘部8a和第二边缘部8b，第一边缘部8a沿开口O1侧延伸并位于金属部件M的一侧(本实施例中为外表面Mo侧)中，第二边缘部8b沿开口O1的远侧延伸并位于金属部件M的另一侧(本实施例中为内表面Mi侧)中。理想的是，第一边缘部8a和第二边缘部8b之间的高度差h优选不小于0.1mm，更优选不小于0.3mm，进一步优选不小于0.5mm。此外，理想的是，其上限优选不超过2.0mm，更优选不超过1.8mm，进一步优选不超过1.5mm。在高度差h小于0.1mm的情况下，锁紧预浸渍帘布层12与狭缝8之间的接合效果降低，不能充分地通过延伸达到预期的结合强度的提高，相反，在它大于2.0的情况下，锁紧预浸渍帘布层12穿过狭缝8时的折叠量变大，存在耐久性降低的趋向，例如在纤维中产生过多的折叠。
通过使用FRP部件FR，按照本实施方式的球棒头1能节省重量。因此，可以形成体积优选等于或大于150cm3的球棒头，更优选等于或大于200cm3，进一步优选等于或大于250cm3。因此，当准备击球时，可以增加舒适级别，并可以增加有效击球点面积和惯性力矩。在这种情况下，球棒头体积的上限无特别限定，但是，理想的是，例如，基于R&A和USGA的规则规定，它等于或小于500cm3，优选的是限制为等于或小于470cm3。此外，尽管无特别限制，但在上述标准情形下，理想的是，穿过球棒头重力点的垂线附近的惯性力矩优选等于或大于3000g·cm2，更优选等于或大于3500g·cm2。此外，在上述标准情形下，理想的是，在尖侧和跟侧方向上穿过球棒头重力点的水平轴线附近的惯性力矩等于或大于1500g·cm2，更优选等于或大于2000g·cm2。
图11中，显示了作为本发明的另一个实施方式的初步成型的球棒头基体1A。在图11(A)所示的外形中，FRP部件FR包括至少一个锁紧预浸渍帘布层12，它从金属部件M的外表面Mo进入狭缝8，并沿内表面Mi延伸，并且至少一个覆盖开口O1的外部预浸渍帘布层16被设置在锁紧预浸渍帘布层12的外部并延伸，以致于在不进入狭缝8的情况下关闭狭缝8。此外，图11(B)显示了接收部10b设置在狭缝8的两侧的外形。此外，图11(C)所示的外形，例举了一种结构，其中，FRP部件FR包括至少一个锁紧预浸渍帘布层12，并且至少一个覆盖开口O1的内部预浸渍帘布层17被设置在锁紧预浸渍帘布层12的内表面并在不进入狭缝8的情况下延伸遍布狭缝8。此外，图11(D)中例举了一种结构，它包括锁紧预浸渍帘布层12和内、外部预浸渍帘布层17和16。
此外，如图12(A)所示，FRP部件FR可使用至少一个锁紧预浸渍帘布层12来构造，该锁紧预浸渍帘布层12从球棒头内表面进入狭缝8并沿球棒头外表面延伸。此外，如图12(B)所示，FRP部件包括至少一个锁紧预浸渍帘布层12，和内部预浸渍体17，该内部预浸渍体17设置在锁紧预浸渍帘布层12的内侧，并且延伸以致于在不进入狭缝8的情况下封闭狭缝8，再如图12(C)所示，FRP部件包括锁紧预浸渍帘布层12，内部预浸渍体17和至少一个外部预浸渍帘布层16，该外部预浸渍帘布层16设置在锁紧预浸渍帘布层12的外表面并在不进入狭缝8的情况下延伸遍布狭缝8。
在这种情况下，图9和12(A)所示的外形特别地起到节省重量的作用。此外，按照图9和11(R)所示的外形，由于FRP部件FR不存在于球棒面2侧的冠部4的表面上，从FRP部件FR更难于因击球时的冲击力而剥落的观点看，该结构是优选的。此外，按照图11(D)和12(C)中的外形，金属部件M和FRP部件FR之间的结合面积增大，粘合强度可进一步被提高。
此外，图13显示了按照本发明的另一个实施方式。在图13(A)所示的实施方式中，狭缝8用一种结构来举例说明，该结构中，在垂直于狭缝8的长度方向的横截面上，与锁紧预浸渍体12相接触的至少一个拐角部分20和21(第一和第二边缘部8a和8b)以斜切的方式环绕。上述狭缝8用来防止在锁紧预浸渍帘部层12穿过狭缝8而折返时和在内压成型时的辅助装配中纤维的损坏，以及提高耐久性。环绕的拐角部分20和21的曲率半径无特别限制，但是，理想的是设定为，例如等于或大于0.1mm和等于或小于1.0mm。在本实施方式中，显示了一种外形，其中，除了拐角部分20和21之外，构成狭缝8的所有拐角部分都被斜切。此外，图13(B)例举了一种结构，其中，在垂直于狭缝8的长度方向的横截面上，狭缝8在深度方向上倾斜地延伸。在这个实施例中，由于锁紧预浸渍体12的端缘e容易被插入，因此成型性能被提高。
此外，球棒头1可以被构造为，如图14所示，开口O2代替冠侧FRP部件FR1，或与冠侧FRP部件FR1一起设置在底部5，并且其上设置有底侧FRP部件FR2。在后一种实施方式中，可以进一步增加球棒头的垂直轴线附近的惯性力矩。
本发明适合用于金属木杆型中空球棒头，但是也可以用在其他类型的球棒头，例如万能型(utility-type)、铁杆型(iron-type)和镘板型(patter-type)中。
此外，在上述实施方式中，显示了由纤维增强树脂制成的FRP部件是由冠侧FRP部件FR1构成的外形，但是，金属部件M的开口O1的一部分可被设置为在背面侧横跨冠部4和侧部6的每一个。此外，除了内压成型方法外，FRP部件可设置在狭缝8和开口O1中，以致于在用金属模具预先成型为预定形状后粘合。
对比试验制造具有图1所示相同外部形状、球棒头体积为400cm3，以及表1所示规格的木杆型高尔夫球棒头，并测试耐久性，挥杆舒适度和击球的飞行特征。
在每一种情况下，金属部件用Ti-6Al-4V铸造，使用规定的机器加工开口来形成开口的形状。此外，通过辅助装配步骤和固化步骤来生产球棒头。
在实施例1至3和对比实施例1至3中，比率(S1/S)设定为0.6。此外，在图6中的分配方向上，FRP部件使用通过用碳纤维增强环氧树脂得到的纤维增强树脂(使用的预浸渍帘布层是Mitsubishi Rayon Co.，Ltd.制造的TR350L-150S)。
此外，实施例1形成为图1至5所示的形状，实施例2设置有如图18所示的横跨侧部的大的FRP部件。
此外，通过从实施例1中略去狭缝来形成比较实施例1，通过在开口部分和面部的上边缘之间设置5个圆形通孔以提高与FRP部件的接合力来形成比较实施例2，如图17所示。
此外，通过在通孔中设置有纤维增强树脂制成的帘线体以整体地形成上、下FRP部件来形成比较实施例3，如图16所示。
实验方法如下。
耐久性试验尝试将每个球棒头安装到由SRI运动有限公司制造的碳球杆MP-200上来制造45英寸的木杆型球棒，将该球棒安装到MIYAMAE有限公司制造的挥杆机器人(SHOT ROB IV)上，并且在离冠侧的面心10mm的位置处，以40m/s的球棒头速度击打高尔夫球，记录直到产生任何损坏，例如裂缝或断裂时的击球数。在这种情况下，对于耐久性，制备两个具有相同结构的球棒头，使用较好结果的数值。
挥杆舒适度10位具有0-15选手排列级别(handicap)的高尔夫球手使用每一种高尔夫球棒实际击打高尔夫球，根据他们自己的感觉按五点法来评估挥杆舒适度，从而显示出平均点。数值越大，高尔夫球棒越好。
击球角度，回旋量和射程10位具有0-15选手排列级别的高尔夫球手使用每一种高尔夫球棒实际击打高尔夫球，测量每一种高尔夫球的击球角度，回旋量和射程。
表1
作为测试的结果，可以确认的是，相比于对比实施例，按照本实施例的球棒头提高了耐久性。此外，在实施例中，可以认为，由于狭缝沿面部的上边缘设置，冠前部的刚度降低，击球时该部分的形变量增加，这样，击球角度增大。结果是，可以认为，回旋量减少，射程增大。因此，按照本实施例的高尔夫球棒头，在提高耐用形的同时，可以增加高尔夫球的射程。
权利要求
1.一种中空高尔夫球棒头，它包括由至少一种金属材料制成的具有至少一个开口的金属部件；安装在金属部件上以覆盖所述开口的由纤维增强树脂制成的FRP部件，其特征在于，在至少一部分的开口外围中，所述金属部件具有至少一个沿开口延伸的狭缝，且所述FRP部件具有锁紧部分，该锁紧部分从金属部件的外表面或内表面的一侧进入到狭缝，并从另一侧出来，从而在其表面延伸。
2.如权利要求1所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述锁紧部分由多个预浸渍帘布层制成，所述预浸渍帘布层包括至少一个具有从金属部件的一侧连续延伸到另一侧的增强纤维的锁紧预浸渍帘布层。
3.如权利要求1所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述金属部件包括其前面设定为用于击球的球棒面的面部和与球棒面在其上边缘处相交的冠部，所述开口设置于冠部，且所述狭缝设置在开口和球棒面的上边缘之间。
4.如权利要求3所述的高尔夫球棒头，其特征在于，在所述金属部件中，所述开口和所述狭缝之间的宽度Wu为1-30mm，所述狭缝和所述球棒面的上边缘之间的宽度Wm为1-30mm，且宽度的比率(Wm/Wu)为0.5-10。
5.如权利要求1，2或3所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述狭缝具有沿开口的一侧延伸并且位于金属部件的一侧的第一边缘，和沿开口的远侧延伸并且位于金属部件的另一侧的第二边缘，所述第一边缘与第二边缘之间的高度差为0.1-2.0mm。
6.如权利要求1，2或3所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述狭缝具有至少一个与所述锁紧部分相接触的拐角部分，且所述拐角部分环绕在垂直于狭缝的长度方向的横截面中。
7.如权利要求2所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述锁紧预浸渍帘布层包括至少一个从金属部件的外表面进入到狭缝中并沿其内表面延伸的预浸渍帘布层。
8.如权利要求7所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述锁紧预浸渍帘布层包括至少一个外部预浸渍帘布层，该外部预浸渍帘布层设置在所述锁紧预浸渍帘布层的外侧中并延伸以致于在不进入狭缝的情况下覆盖所述开口和狭缝。
9.如权利要求2所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述锁紧预浸渍帘布层包括至少一个从金属部件的内表面进入到狭缝中并沿其外表面延伸的预浸渍帘布层。
10.如权利要求9所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述锁紧预浸渍帘布层包括至少一个内部预浸渍帘布层，该内部预浸渍帘布层设置在所述锁紧预浸渍帘布层的内侧中并延伸以致于在不进入狭缝的情况下覆盖所述开口和狭缝。
11.如权利要求1所述的高尔夫球棒头，其特征在于，所述狭缝的宽度在0.5-10.0mm范围内。
全文摘要
一种中空高尔夫球棒头，它包括由至少一种金属材料制成的具有至少一个开口的金属部件；安装在金属部件上以覆盖所述开口的由纤维增强树脂制成的FRP部件，其特征在于，在至少一部分的开口外围中，所述金属部件具有至少一个沿开口延伸的狭缝，且所述FRP部件具有锁紧部分，该锁紧部分从金属部件的外表面或内表面的一侧进入到狭缝，并从另一侧出来，从而在其表面延伸。
文档编号A63B53/04GK1672752SQ20051005617
公开日2005年9月28日 申请日期2005年3月23日 优先权日2004年3月24日
发明者长谷川宏 申请人:住友橡胶工业株式会社