专利名称：金属复合材料高尔夫球杆棒头的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及高尔夫球棒，具体的涉及金属-木质高尔夫球杆。
背景技术：
近期在高尔夫球杆设计的发展中包括对主要用来打击置于球座上
的高尔夫球的球棒(drvier)进行的改进。这些改进使得球棒包括由金属 (例如钢铁或钛)制成的中空壳体形成的棒头。例如，在授予Rugge等 人的美国专利US 5851160中公开了一种由金属空壳体形成的高尔夫 球杆棒头。然而，为了使得这些空壳体的金属-木质球棒具有更好的性 能，最近几年，高尔夫球杆制造商把棒头的体积从Rugge等人公开的 250立方厘米的中等体积增加到400立方厘米以上。因此，金属-木 质球棒的打击面至少需要具有一定厚度，以承受与高尔夫球撞击时产 生的撞击力。相应地，随着棒头尺寸的增加，用于制造冠部、底部和 裙侧的材料越来越少，同时将这些特大的球杆棒头的重量维持在可接 受的范围内。
在美国专利6， 471， 604中， 一个高尔夫球杆制造商提议了这样 一种球杆棒头，其具有与由非金属材料(例如复合或热塑性塑料)形成 的尾部相结合的金属面。轻重量的塑料后部使得更多的金属专用于打 击面，但是，很多高尔夫球手并不喜欢由具有低共鸣、高阻尼的非金 属尾部的球杆所产生的撞击声。进一步，由于在全-复合或热塑性塑 料的尾部和打击面之间是不连续的，因此打击面得不到尾部有效的支 撑。因此，需要更多的材料用于打击面，从而抵消使用非金属尾部所 带来的在重量上的节省。
授予Liou的美国专利7， 008, 332提出了一种在球杆的上部和裙 侧具有大孔的金属-木质球棒。所述孔由与冠部和裙侧一致的石墨盖覆盖。位于冠部和/或裙侧的大孔使得更多的金属能够用于打击面。然 而，由于上述大孔的存在，冠部和/或裙侧不能有效地支撑打击面。因 此，更多的材料必须用于打击面本身，从而抵消了使用大孔所带来的
在重量上的节省。专利No.7,008,332涵蓄地意识到了这种棒杆由于冠 部不能支撑打击面的不利之处，并公开了一种由垂直于打击面并对分 球杆上部中的孔的单一肋条来支撑打击面的实施方式。但是，单一肋 条本身在其与位于打击面后面的球杆上部延伸所合并的位置会产生压 力集中。此外，单一肋条很容易在打击面撞击到高尔夫球时，被驱使 成第一弯曲模式振动。因此，单一垂直肋条不但为打击面提供了;f艮少
的支撑，而且还由于振动振荡而消散撞击能量，从而使得施加到高尔 夫球的能量减少。
相应地，需要这样一种球杆棒头，其具有的冠部孔设置于撞击球 产生的冠部弯曲力矩不能刺激地方，由此能够在不减少上述冠部硬度 或降低其固有频率的情况下，从冠部到棒头其它地方重新布置材料。
发明内容
本发明的高尔夫球杆棒头由本体形成，所述本体具有金属面和在 其中形成有孔的冠部。根据本发明示例性的实施方式，所述孔具有弧 形后边缘和基本与球杆棒头面平行的前边缘。弧形肋条分割上述孔， 并从冠部接近跟端区域延伸到接近该冠部的趾端区域。 一对线性的肋 条从弧形肋条径向地向外延伸，以将弧形肋条结合到本体的周边区域。 通过肋条在孔中形成多个开孔中填充有例如环氧石墨的生物-复合材 料。由于环氧石墨比周围的金属轻，因此上述冠部比类似的全金属球 杆棒头轻。此外，金属肋条的存在使得金属-复合材料的冠部基本上 比类似的全复合材料的冠部或由单一垂直肋条支撑的冠部更坚硬。
图1是结合本发明技术特征的高尔夫球杆棒头的正视图2是图1中高尔夫球杆棒头的后视图3是图1中高尔夫球杆棒头的俯视图；以及图4是图3中球杆棒头沿4-4线获取的截面图。
具体实施方案
参照图1-4，高尔夫球杆棒头10包括本体12,本体12由具有 前壁14的金属材料形成，前壁14包括用于打击高尔夫球的面16。本 体12进一步包括后本部分18,该部分包括形成中空壳体的冠部20、 底部22和^君侧24。冠部20和4君侧24在周边区域26结合，区域26 包括连续沿弧形路径从本体12的跟端28延伸到本体12的趾端30、 并具有较小的截面曲率半径的区域。本体12可以由一系列铸造金属块 焊接或纤焊组合而成，但在本示例性实施方式中，本体12是由钛熔模 铸造而成。冠部20形成有包括实心的后延伸区域32,该区域/人面16 向后延伸20-60毫米，优选为24-45毫米，最优选的长度是从面16 向后延伸30毫米，如图3显示。冠部20进一步包括在向后延伸区域 32中形成的孔34。弧形肋条36横切孔34，并从接近本体跟端28的 第一端38延伸到接近本体趾端30的第二端40。
线形肋条42和44进一步横切孔34,其中线形肋条42和44从弧 形肋条36延伸，并将弧形肋条36与周边区域26结合。如图3所示， 肋条42和44对称位于穿过弧形肋条36中点、并相对于面16垂直延 伸的轴线"X"的两边。线形肋条42和44基本上从在"X"上的"P" 点放射地发射。
弧形肋条36、线形肋条42和44配合将孔34分为4个开孔46、 48、 50和52。开孔46、 48和52形成环状部分，而开孔50为圓形部 分。开孔46、 48、 50和52相对于穿过孔50中心的"X"轴线以对称 模式分布。在优选的实施方式中，"X"轴线穿过希望的球撞击区域， 由此使得球的撞击力平均地分散在肋条36、 42、 44和开孔46、 48、 50、 52上，从而最大化冠部20的效率。
开孔46、 48、 50和52的填充材料比形成本体12的金属材料的 密度底。底密度材料可以是轻重量非金属材料54，例如热塑(性)塑料、 热固塑料，或优选为纤维加固的有机树脂，例如环氧玻璃纤维、聚酯 玻璃纤维、环氧陶瓷纤维、环氧芳族聚酸胺或其它有机纤维-树脂复
合材料。优选地，非金属材料54包括环氧石墨物，该石墨覆于本体 12的内表面56上，并从后延伸区域32延伸到周边区域26，由此形成 由部分钛、部分石墨复合的后本体部分18。非金属材料54延伸通过 并封闭孔34。
在示出的实施方式中，非金属材料54包括环氧石墨物预浸渍层， 它们都铺设在本体12的内表面56上，并延伸通过并封闭开孔46、 48、 50和52。可膨胀的嚢状物(未显示)通过位于重量袋(weight pocket) 底部64的孔62插入本体12的空腔58。然后将本体12》i:到与本体12 的外表面一致的模腔内(未显示)。然后，嚢状物膨胀，模子被加热 以使得环氧石墨物预浸渍层硫化。
通过从冠部20由开孔46、 48、 50和52表示的部分减少金属， 所示出的实施方式得到体积超过400立方厘米的球杆棒头，其中本体 12在该区域重150克左右，复合材料填充物重大约40克。因此，面 16在最大厚度为0.110到0.160英寸的情况下，最少能够增加5平方 英寸(优选的为大约5.3平方英寸)的面积。这是在没有牺牲结构的 整体性，也没有超出希望的重量200克的情况下完成的。冠部的孔34 和弧形肋条36 (其与冠部在球撞击时具有高应力的区域相对应) 一起 构成的独特结构获得了用于支撑打击面的有效的、轻重量的结构，并 同时保持期望的至少3,500赫兹的主固有频率。
权利要求
1.一种高尔夫球杆棒头，包括由金属材料形成的本体，所述本体具有内表面、外表面、跟端、趾端、前壁和后本体部分，所述前壁包括用于撞击高尔夫球的面，所述后本体部分包括冠部、底部、以及从所述趾端连续延伸到所述跟端的周边区域，所述本体进一步包括在所述冠部形成的孔，所述孔具有弧形后边缘和前边缘，所述前边缘的至少一部分基本与所述用于撞击高尔夫球的面平行；第一肋条，具有弧形状并延伸到所述孔，所述第一肋条进一步具有第一端及第二端，所述第一端在邻近所述本体的所述趾端的位置附着于所述冠部，所述第二端在邻近于所述本体的所述跟端的位置附着于所述冠部；第二肋条，其延伸到所述孔，并从所述第一肋条的中心部分向所述周边区域延伸；以及，非金属材料，延伸通过所述孔并将其封闭。
2. 如权利要求1所述的高尔夫球杆棒头，其中所述第一肋条朝向 所述本体的所述前壁凹入，并且朝向所述本体的所述后本体部分凸起。
3. 如权利要求1所述的高尔夫球杆棒头，其中所述非金属材料结 合于所述本体。
4. 如权利要求1所述的高尔夫球杆棒头，其中所述非金属材料结 合于所述本体的所述内表面。
5. 如权利要求1所述的高尔夫球杆棒头，其中所述孔为半圓形。
6. 如权利要求1所述的高尔夫球杆棒头，进一步包括 第三肋条，该肋条向所述孔中延伸；并且，所述第三肋条从弧形的所述第一肋条的中心部分向所述周边区域 延伸。
7. 如权利要求6所述的高尔夫球杆棒头，其中所述第二肋条和第 三肋条基本上从垂直于所述面延伸的线上的、位于所述第一肋条的所 述第一和第二端中间的位置放射延伸。
8. 如权利要求6所述的高尔夫球杆棒头，其中所述第二肋条向所 述本体的所述跟端延伸，以及所述第三肋条向所述本体的所述趾端延伸。
9. 如权利要求6所述的高尔夫球杆棒头，其中所述第二和第三肋 条基本上对称地分布在通过所述冠部的几何中心垂直于所述面延伸的 轴线的周围。
10. 如权利要求6所述的高尔夫球杆棒头，其中所述后本体部分 包括裙侧，以及所述周边区域形成所述裙侧和所述冠部的结合区域。
11. 一种高尔夫球杆棒头，包括由金属材料形成的本体，所述本体具有内表面、外表面、跟端、 趾端、前壁和后本体部分，所述前壁包括用于打击高尔夫球的面，所 述后本体部分包括冠部、底部、以及从所述趾端连续延伸到所述跟端的周边区域，所述本体进一步包括在所述冠部中形成的至少一个开孔， 所述至少一个开孔为环形扇区的形式；以及非金属材料，延伸通过所述至少一个开孔并将其封闭。
12. 如权利要求11所述的高尔夫球杆棒头，其中所述至少一个开 孔朝向所述本体的所述前壁凹入，并且朝向所述本体的所述后本体部 分凸起。
13. 如权利要求12所述的高尔夫球杆棒头，其中，所述本体包括在所述冠部形成的第二开孔；所述第二开孔具有环状扇区的形式，其向所述本体的所述前壁凹入，并且向所述本体的所述后本体部分凸起；以及，所述非金属材料延伸通过所述第二开孔并将其封闭。
14. 如权利要求13所述的高尔夫球杆棒头，其中，所述本体包括在所述冠部形成的第三开孔；所述第三开孔具有环状扇区的形式，其向所述本体的所述前壁凹入延伸，并且向所述本体的所述后本体部分凸起；以及， 所述非金属材料延伸通过并封闭所述第三开孔。
15. 如权利要求14所述的高尔夫球杆棒头，其中所述本体包括在所述冠部形成的第四开孔； 所述第四开孔基本是半圆的形状；以及，所述非金属材料延伸过并封闭所述第四开孔。
16. 如权利要求11所述的高尔夫球杆棒头，其中所述环状扇区相 对于垂直于所述面的平面是对称的。
17. 如权利要求14所述的高尔夫球杆棒头，其中所述第一、第二、和第三开孔以对称的模式分布在垂直于所述面的平面周围。
18. 如权利要求14所述的高尔夫球杆棒头，其中所述非金属材料结合于所述本体。
19. 如权利要求11所述的高尔夫球杆棒头，其中所述非金属材料结合到所述本体的所述内表面。
20. 如权利要求11所述的高尔夫球杆棒头，其中所述后本体部分包括裙侧，以及所述周边区域形成所述裙侧和所述冠部的结合。
全文摘要
一种高尔夫球杆棒头，该棒头的冠部具有孔，所述孔具有弧形的后边缘和基本上与打击面平行的前边缘。所述孔由弧形肋条分割，所述弧形肋条从与冠部的跟端相邻的区域向与冠部的趾端相邻的区域延伸，并且朝向所述的打击面是凹入的。一对线形肋条从弧形肋条径向地向外延伸，以将所述弧形肋条结合到所述冠部的周边区域。通过肋条在孔中形成的开孔填充有例如环氧石墨的有机-复合材料。
文档编号A63B53/04GK101204624SQ200710194818
公开日2008年6月25日 申请日期2007年11月22日 优先权日2006年12月20日
发明者埃里克·J·莫拉莱斯, 约翰·C·布利斯 申请人:卡斯腾制造公司