专利名称：高尔夫球杆头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够改善杆头回弹性能的高尔夫球杆头。
背景技术：
图10是传统铁质高尔夫球杆头b的一个例子的横截面图。高尔夫球杆头b包括面板c和杆头主体d，杆头主体d围绕其开口o具有面固定框(face mount)f。面固定框f包含用于支撑面板c背表面外围部分e2的背支撑壁，以及用于支撑面板c圆周表面e1的侧壁。
为了改进这种杆头b的回弹性能，希望能增加非支撑区域g从而赋予面板c弹性。
但在传统杆头b中，如果增大面板c的非支撑区域g的长度Wi，面板c和面固定框f之间的接合强度就会随着杆头主体d的固定宽度Wc的减小而降低。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种回弹性能得到提高，但面板和杆头主体之间的接合强度不会下降的高尔夫球杆头。
根据本发明的高尔夫球杆头包含面板，其具有的基底部分包含了形成用于击球的击球面的前表面和包括杆头圆周前区在内的圆周表面；向后突出于基底部分背面上并沿着基底部分的圆周表面延伸的凸缘(rib)，用以界定在背面上围绕出的第一区域；以及设置有面固定框的杆头主体，面固定框含有凹槽(recess)，其可在不与第一区域接触的情况下固定凸缘。
图1是根据本发明的一个实施方式的高尔夫球杆头的正视图；图2是图1的后视图；图3是沿图1的A-A线的侧视图；图4是图3中主体部分的放大图；图5是杆头的分解透视图；图6是杆头的横截面分解图；
图7是其他实施方式的杆头的分解透视图；图8A～8E是根据本发明其他实施方式的杆头主体部分的横截面图；图9是根据对照例的杆头的横截面图；图10是传统杆头的横截面图；图11是根据本发明其他实施方式的杆头的横截面分解图；以及图12是显示有长度N1和N2的杆头主体的前视图。
具体实施例方式
下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
图1～3所示是在标准状态下的高尔夫球杆头1，即置于水平板HP上，并保持指定的杆底角α和杆面倾角β(如图3所示)。
杆头1由具有杆头基体1A以及杆颈1B的铁质高尔夫球杆头构成。
杆头基体1A包含用于击球的击球面F、在杆面背侧的背表面Bf、以及在它们之间延伸的杆头圆周P。杆头的圆周P包含顶面Tb，其由击球面F上缘向杆头背侧延伸并形成杆头上表面；杆底表面(So)，其由击球面F下缘向杆头背侧延伸并形成杆头下表面；以及连接顶面Tb和杆底表面(So)的杆趾表面(To)。
此外，杆颈1B位于杆头基体1A跟侧。杆颈1B具有安装杆身(未标出)的杆身插入孔h，并且其中轴线CL与杆身轴基本吻合。
在本实施方式中，杆头1包含的两部份包括，形成至少一部分(在本实施方式中为主要部分)击球面F的面板2，以及与面板2相连接的杆头主体3。
面板2和杆头主体3都是由金属材料制成的。特别地，为了使杆头1的惯性矩和甜蜜区域较大，在面板2中优选使用比重小于杆头主体3的金属材料。
面板2优选使用例如，纯钛、钛合金、铝合金、特高强度钢、非晶态合金或其他类似物。此外，杆头主体3优选使用例如，不锈钢如SUS630、SUS255、SUS450等，特高强度钢，镍合金或软铁。杆头1的一部分可以使用树脂，纤维增强树脂或其他类似物。
如图3～5所示，面板2包含基底部分4，以及由基底部分4的背表面4b向背侧突出的凸缘5。
基底部分4包含形成击球面F的前表面4a；在其背侧的背表面4b；以及连接背表面4b和前表面4a、并形成至少一部分杆头1的圆周P前区的圆周表面4c。
不计击球面F上的杆面条纹14等，基底部分4基本以固定厚度tf形成。在本实施方式中，基底部分4的厚度tf并无特别限制，然而，为了改善耐久度和回弹性能，将厚度tf优选设为不小于1.0mm，进一步优选为不小于1.5mm，并且更进一步优选为不小于2.0mm，但此外厚度tf优选设为不大于4.0mm，进一步优选为不大于3.5mm，并且更进一步优选为不大于3.0mm。此外，基底部分4可以以周围较薄中心较厚的方式形成。
此外，基底部分4的圆周表面4c包含形成顶面Tb的前区的顶侧表面4c1；形成杆底表面(So)的前区的底侧表面4c2；形成杆趾表面(To)的前区的趾侧表面4c3；以及在跟侧连接顶侧表面4c1和底侧表面4c2的跟侧表面4c4。上述面板2能够形成击球面F的主要部分(近似于整个区域)。跟侧表面4c4未达到杆颈1B而与其分离，并被杆头主体3覆盖。
如图4和5所示，凸缘5由基底部分4的背表面4b向杆头1的背面突出，并且沿基底部分4的圆周表面4c延伸。根据本实施方式的凸缘5位于离开基底部分4的圆周表面4c向杆面的中心一侧距离为W1的位置上，并且沿圆周表面4c不间断地延伸为环状。因此，在背表面4b上划分出了由凸缘5环绕的第一区域4bi和位于凸缘5与基底部分4的圆周表面4c之间的第二区域4bo。在这里，图3是在上述标准条件下与击球面F垂直并穿过甜蜜点SS的杆头的垂直横截面图。
凸缘5的结构为其横截面的形状近似于矩形，并且其底侧具有凹槽7。凹槽7的横截面形成近似三角形的形状以减少凸缘5的厚度，并且沿圆周表面4c延伸。因此，凸缘5在后侧具有最大厚度Wa，并且在底侧的部分具有比厚度Wa小的厚度Wb。此外，凹槽7的横截面形状并不限于本例。对凹槽7的作用及其他将在下文中描述。
如图3～5所示，杆头主体3包含贯穿于杆头前后方向的开口(O)；围绕开口(O)形成的面固定框6，其具有形成杆头1的圆周P后区的圆周表面6P；以及连续设置在跟侧的杆颈1B。
面固定框6包含顶侧缘6a，具有形成顶面Tb后区并在杆头趾跟方向上延伸的顶侧表面6Pa；底侧缘6b，具有形成杆底表面(So)后区的底侧表面6Pb；趾侧缘6c，具有形成趾表面(To)后区并连接顶侧缘6a和底侧缘6b的趾侧表面6Pc；以及在跟侧连接顶侧缘6a和底侧缘6b的颈部6d。
开口(O)为面板2提供了击球时能够向后自由弯曲的空间。因此，确保了面板2较好地弯曲。在这里，杆头主体3的结构可以是空心型，即与面板2的基底部分4没有接触的后壁部分(未标出)代替了贯穿开口(O)。
此外，面固定框6具有在不与面板2的第一区域4bi接触的情况下固定凸缘5的凹口8。
如图4所示，凹口8包含沟槽形状，其具有分别从第二区域4bo一侧和第一区域4bi一侧将凸缘5夹住的外壁部分8A和内壁部分8B，还包含它们之间的底部8C。
如图4和5所示，外壁部分8A以与凸缘5的外表面5o相接触的方式连续地延伸为环状。并且，外壁部分8A具有进入凹槽7的接合部分9，从而固定面板2而防止其脱落。
接合部分9根据例如以下步骤形成。
首先，如图6所示，杆头主体3具有预先设置在外壁部分8A的前端8At的锥形突出部11。突出部11位于凸缘5附近，并且由其中外侧倾斜的锥形表面11a构成。
然后，面板2的凸缘5被插入凹口8，两个部件暂时被装配在一起。这时，突出部11增大了外壁部分8A的长度，并且用于确保固定凸缘5。
然后，使用压力等将部件2和3互相压合。因此，突出部11被强力地压向基底部分4的第二区域4bo，从而被塑性变形。这时，突出部11以锥形表面11a的作用为基础，进入了位于凸缘5的外表面5o的凹槽7。因此，在外壁部分8A中形成了接合部分9。在上述加压的时候，可以同时使用粘合剂。塑性变形部分的外观通常不好，不过由于接合部分9不会出现在杆头1的外部，所以保持了杆头的美观。
为了确保如上所示形成接合部分，突出部11的突出长度Lh优选为不小于0.3mm，并且进一步优选为不小于0.5mm，并且其上限优选为不大于1.5mm，并且进一步优选为不大于1.0mm。
此外，如图6所示，为了进一步使暂时的装配更平滑，内壁部分8B的前端8Bt与突出部11的尖端之间的沿垂直于击球面F的方向上的距离Lk优选为不小于0.5mm，并且进一步优选为不小于1.0mm，但其上限优选为不大于2.5mm，并且进一步优选为不大于2.0mm。
内壁部分8B在与凸缘5的内表面5i接触的情况下连续延伸为环状。此外，内壁部分8B的前端8Bt与基底部分4的第一区域4bi之间具有间隙10。在本实施方式中，内壁部分8B的前端8Bt形成的平面与第一区域4bi的表面基本平行。
间隙10为基底部分4的第一区域4bi在击球时能够自由地向后弯曲提供了空间。从而，在较大的面板2上形成了没有与杆头主体3接触的较大的第一区域4bi。因此，在根据本实施方式的杆头1中，在击球时面板2能够较大地弯曲，并且可以获得回弹性能的提高和较长的击球距离。
为了确保防止第一区域4bi与内壁部分8B的前端8Bt相接触并提高接合强度，间隙10的长度Ls(在与击球面F垂直的方向测得)优选为不小于50微米，进一步优选为不小于0.7mm，并且更进一步优选为不小于1.0mm，但其优选为不大于3.0mm，进一步优选为不大于2.0mm，并且更进一步优选为不大于1.5mm。
此外，为了通过凸缘5获得充分的接合效果，并且达到重量减轻效果，优选将内壁部分8B与凸缘5的内表面5i之间的接触长度Lc设为不小于0.5mm，进一步优选为不小于1.0mm，并且更进一步优选为不小于1.5mm，但其优选为不大于4.0mm，进一步优选为不大于3.0mm，并且更进一步优选为不大于2.5mm。
此外，为了获得面板2与杆头主体3之间的较大的接合强度，优选将在与击球面F垂直的方向上测得的凸缘5的高度Lt(在本实施方式中对应于外壁部分8A与凸缘5的外表面5o之间的与击球面F的接触长度)设为不小于1.0mm，进一步优选为不小于1.5mm，并且更进一步优选为不小于2.0mm，但其优选为不大于5.0mm，进一步优选为不大于4.0mm，并且更进一步优选为不大于3.0mm。
此外，如果由基底部分4的圆周表面4c到凸缘5的距离W1过小，会有凹口8的外壁部分8A变薄并且接合部分9的强度变差的危险。因此，优选将距离W1设为不小于1.0mm，并且进一步优选为不小于2.0mm。另一方面，如果W1过大，会有基底部分4的第一区域4bi的面积变小从而使回弹性能变差的危险。因此，优选将距离W1设为不大于4.0mm，并且进一步优选为不大于3.5mm。
此外，优选将凸缘5的最大厚度Wa设为不小于1.0mm，进一步优选为不小于1.5mm，并且更进一步优选为不小于2.0mm，但其优选为不大于4.0mm，进一步优选为不大于3.5mm，并且更进一步优选为不大于3.0mm。
此外，在将部件2和3压合后，外壁部分8A的前端8At与基底部分4的第二区域4bo紧密接触，凸缘5的后端表面5t与凹口8的底部8C接触。因此，在击球时作用在击球面F上的向后的力通过外壁部分8A的前端8At和底部8C被杆头主体充分地支持，从而能够保持凹口8的耐久度。
此外，如图9所示的杆头不被优选，因为在接触点Y即支撑点周围，在凹陷被拉出的方向上在凸缘上会产生巨大的力。在根据本实施方式的杆头1中，如图4所示，由于内壁部分8B的前端8Bt与凸缘5的内表面5i之间的节点X形成了支撑点，并且凸缘5会产生沿着击球面F方向上的应力，接合强度较大。
此外，为了确保提高回弹性能和耐久度，在图3的垂直横截面中，优选将第一区域4bi沿着击球面F的长度Wi设为不小于35mm，进一步优选为不小于38mm，并且更进一步优选为不小于40mm，但其优选为不大于50mm，进一步优选为不大于48mm，并且更进一步优选为不大于45mm。
此外，在上述横截面中，优选将与击球面F平行的长度Wi和杆头最大长度WH之间的比值(Wi/WH)设为不小于0.70，并且进一步优选为不小于0.80，并且其上限优选为不大于0.95，并且进一步优选为不大于0.90。
此外，面固定框6具有由凹口8向内侧延伸的折回部分12。折回部分12在静止时和击球时都未与面板2的第一区域4bi接触。折回部分12可以有效地将较多的重量集中到圆周P侧，增大甜蜜区域和惯性矩，并且调低杆头重心G。
在根据本实施方式的杆头1中，凹口8不间断的地形成环状，但杆头1并不限于上述方面。尤其是在跟侧对于提高回弹性能的贡献比例相对较小。因此，例如，如图7所示，在跟侧不必具有上述凹口8。这时，跟侧能够通过例如塑性变形在杆头主体3的模压部分16得到固定，从而覆盖面板2的前表面2a。
因此，在面固定框6的一部分或整个顶侧缘6a、底侧缘6b和/或趾侧缘6c中具有凹口8。在这里，如图12所示，优选将通过将凹口8投影到面板2的圆周表面4c所得的长度N1(mm)，和面板2的圆周表面4c的长度N2(mm)之间的比值(N1/N2)设为不小于0.5，并且进一步优选为不小于0.6。此外，在跟部没有凹口8的情况下，比值(N1/N2)优选为不大于0.9，进一步优选为不大于0.8，并且更进一步优选为不大于0.7。
图8所示是根据本发明其他实施方式的杆头1的主体部分的横截面图。
根据图8A中的结构，内壁部分8B的前端8Bt被加工为锥形的形状。而且，其尖端8Bta仅与凸缘5的内表面5i和第一区域4bi之间的折边C接触。根据上述结构，由于内壁部分8B和凸缘5之间的接触长度Lc能确保最大化，面板2和杆头主体3之间的接合力较大。此外，可以形成未与第一区域4bi充分接触的凹口8。因此，在提高面板2与杆头主体3之间接合强度的同时，可以进一步提高回弹性能。
根据图8B中的结构，凹槽7能够位于外壁部分8A和/或内壁部分8B中，并且接合部分9在凸缘5中。通过在凸缘5的前端部分5t中形成尖端凸出物(未标出)，并且塑性变形凸出物从而进入凹槽7，可以形成上述的接合部分9。
根据图8C中的结构，从顶侧缘中将延伸部分12去除。上述结构的作用在于将杆头1的重心G设置为更低。
此外，根据图8D中的结构，为了获得较低的杆头1的重心G，列举了一种结构，其中凹口8由在顶侧缘的外壁部分8A和底部8C组成，并且不包括内壁部分8B。
根据图8E中的结构，使凸缘5与基底部分4的圆周表面4c之间没有间距。根据该结构，凹口8仅由底部8C和内壁部分8B构成。凹槽7位于内壁部分8B中，并且凸缘5的接合部分9与凹槽7接合。由于上述结构能够形成更大的未与杆头主体3接触的第一区域4bi，能够进一步提高杆头的回弹性能。
根据本发明的实施方式已经进行了描述，然而本发明并不限于上述实施方式，但能够通过在多个方面加以改变进行修改。例如，除了所谓的利用一种和/或其他塑性变形的堵缝方法以外，面板2和杆头主体3能够采用主要利用塑性变形、粘合剂接合、螺钉连接和其他类似物的加压接合。
对照测试为证实本发明的效果，基于表1中的规格制造了多种铁质高尔夫球杆头(5号铁杆，实际杆面倾角为24度)，并且进行回弹性能和耐久度的测试。
各个杆头主体使用了SUS630的熔模精密铸造产品，各个面板使用的金属材料为Ti-6Al-4V。然后，通过加压接合面板和杆头主体制造铁质高尔夫球杆头。面板的基底部分的厚度统一为3.0mm。此外，在各个结构中，如图11所示，通过将凸缘的最大厚度Wa与凹口8的厚度Ga之间的差值(Wa-Ga)设为50微米，进行加压接合。在这里，仅在实施方式3中具有如图6所示的凹槽和接合部分。在这里，确定Lk＝1.5mm以及Lh＝0.7mm。
测试方法如下。
回弹性能测试以根据USGA第二次修订(1999年2月8日)规则4-1e的杆头速度比率测定程序为基础，通过计算斥力系数，获得杆头的回弹性能。
耐久度测试以试验的方法通过在各个测试杆头上安装由纤维增强树脂制成的杆身(MP-300，Flex R，SRI体育有限公司生产)，制造全长38英寸的铁质高尔夫球杆。然后，将各个测试球杆安装在挥杆机(Miyamae公司生产)上，每根球杆控制其以40m/s的球杆头速度击打3000个高尔夫球(“everio”，SRI体育公司生产)。此外，每隔100球对面板和杆头主体之间接合部分的状态进行感观检测。
测试结果及其他如表1所示。
表1
权利要求
1.一种高尔夫球杆头，其特征在于，包含面板，包含包含了形成用于击球的击球面的前表面和包含杆头圆周前区的圆周表面在内的基底部分，以及由基底部分背面向后突出并沿着基底部分的圆周表面延伸的凸缘，从而界定了在背面上围绕出的第一区域，以及设置有面固定框的杆头主体，所述面固定框包含用以固定凸缘而不与第一区域接触的凹陷。
2.如权利要求1所述的高尔夫球杆头，其特征在于，所述杆头为铁质高尔夫球杆头。
3.如权利要求2所述的高尔夫球杆头，其特征在于，所述杆头的圆周包含顶面、杆底表面、以及连接顶面和杆底表面的杆趾表面，并且基底部分的圆周表面包含各个部分的顶面、杆底表面和杆趾表面。
4.如权利要求3所述的高尔夫球杆头，其特征在于，所述杆头主体包含由杆头主体的面固定框环绕的开口，并且所述面固定框包含包含一部分顶面的顶侧缘，包含一部分杆底表面的底侧缘，以及包含一部分趾侧表面的趾侧缘。
5.如权利要求1所述的高尔夫球杆头，其特征在于，所述凸缘与基底部分的圆周表面分离，从而界定了凸缘与基底部分的圆周表面之间的第二区域。
6.如权利要求5所述的高尔夫球杆头，其特征在于，所述凹陷包含接触凸缘外表面的外壁部分，接触凸缘内表面的内壁部分，以及外壁和内壁部分之间的底部。
7.如权利要求6所述的高尔夫球杆头，其特征在于，所述外壁部分支撑着面板基底部分背面上的第二区域。
8.如权利要求6或7所述的高尔夫球杆头，其特征在于，内壁部分与面板基底部分背面上的第一区域之间具有间隙。
9.如权利要求8所述的高尔夫球杆头，其特征在于，所述间隙在50微米～3.0mm的范围内。
10.如权利要求6所述的高尔夫球杆头，其特征在于，在垂直于包含面板上甜蜜点的面板的垂直横截面中，所述内壁部分和面板的凸缘之间的接触长度在0.5～4.0mm的范围内。
11.如权利要求6所述的高尔夫球杆头，其特征在于，在垂直于包含面板上甜蜜点的面板的垂直横截面中，第一区域的长度在35～50mm的范围内。
12.如权利要求6所述的高尔夫球杆头，其特征在于，所述内壁部分具有向第一区域延伸的锥形形状，所述第一区域具有的尖端仅与凸缘的内表面和第一区域之间的折边接触。
全文摘要
一种高尔夫球杆头包含面板，其具有的基底部分包含了形成用于击球的击球面的前表面和包含杆头圆周前区的圆周表面；由基底部分背面向后突出并沿着基底部分的圆周表面延伸的凸缘，从而界定了在背面被其围绕的第一区域；以及杆头主体，其具有的面固定框包含固定凸缘而不与第一区域接触的凹陷。
文档编号A63B53/04GK1824350SQ20061000540
公开日2006年8月30日 申请日期2006年1月18日 优先权日2005年2月25日
发明者杉本靖司 申请人:住胶体育用品株式会社