高尔夫球杆的制作方法

专利名称：高尔夫球杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高尔夫球杆。
背景技术：
设计高尔夫球杆时须考虑各种规格参数。日本特开No.2002-35186公开的高尔夫球杆具有大于等于175克的杆头质量和大于等于46英寸的球杆长度。当杆头以外部分的总质量被定义为A，介于握把后端与距离该握把后端170毫米位置之间的粗端的质量被定义为B时，则质量B占总质量A的比例大于等于55%，小于等于70%。

发明内容
由于恢复系数(coefficient of restitution)、球杆长度以及杆头的转动惯量受规则的限制，所以难以在现有技术的条件下进一步提高飞程性能。本发明的一个目的在于提供一种能够提高飞程性能的高尔夫球杆。本发明高尔夫球杆包含杆身和杆头；当杆身全长被定义为Ls，杆身的细端与杆身的重心G之间的距离被定义为Lg时，则Lg/Ls大于等于0. 52且小于等于0. 65。并且当球杆长度被定义为X英寸，球杆质量被定义为Y克时，高尔夫球杆满足以下关系式(I)Y ( -I. 62X+635. . . (I)优选地，距离Lg大于等于615毫米且小于等于660毫米；杆身质量Ws小于等于52克；并且球杆长度X小于等于46英寸。


图I展示根据本发明的一种实施方式的包含杆身的高尔夫球杆；图2为根据第一实施方式的杆身展开图；图3展示的是图2中杆身的第一组合胚片的俯视图；图4展示的是图2中杆身的第二组合胚片的俯视图；图5为第二实施方式下的杆身展开图；图6A展示测量向前挠度的测量方法；图6B展示测量向后挠度的测量方法；图7展示用于测量三点抗挠强度的方法；图8展示比较例中的杆身展开图的一个示范例；图9为测试I中示范例和比较例的点绘图；图10为测试I中一些示范例的点绘图11为测试I中一些示范例的点绘图；图12为测试I中一些示范例的点绘图；图13为测试2中示范例和比较例的点绘图。
具体实施例方式以下基于优选示范例，并适当参照附图，来详细描述本发明。本申请使用术语“卷层(layer) ”和“胚片(sheet) ”，所谓“卷层”是被卷绕以后的称呼，所谓“胚片”是被卷绕以前的称呼。所述“卷层”是通过缠绕所述“胚片”形成的。即，被卷绕以后的“胚片”形成了所述的“卷层”。在本申请中，相同的附图标记在卷层与胚片之间相互通用。例如，由胚片al形成的卷层被定义为卷层al。在本申请中，“内侧”是指沿杆身径向的内侧。在本申请中，“外侧”是指沿杆身径向的外侧。 在本申请中，“轴向”是指杆身的轴向。在本申请中，角度Af和绝对角度0 a用于表示纤维与轴向之间所成的角度。角度Af可以为正，也可以为负。绝对角度0a为角度Af的绝对值。换而言之，绝对角度0a是轴向与纤维走向之间的夹角的绝对值。例如，“绝对角度Q a小于等于10度”意味着“角度Af大于等于-10度，小于等于+10度”。[第一实施方式]图I显不根据本发明的第一实施方式设置有闻尔夫球杆杆身6的闻尔夫球杆2。闻尔夫球杆2设置有杆头4、杆身6和握把8。杆头4设置在杆身6的细端部(tip part)。握把8设置在杆身6的后端部。对杆头4和握把8并无特别限制。例如，杆头4包含木质高尔夫球杆头、复合型高尔夫球杆头、多用途型高尔夫球杆头、铁制高尔夫球杆头和推杆球杆头。本示范例中的球杆头为木质高尔夫球杆头。相对较长的球杆具有提高飞程的显著效果。有鉴于此，木质高尔夫球杆头、复合型高尔夫球杆头和多用途型高尔夫球杆头优选作为所述球杆头4。中空的球杆头具有大的转动惯量。拥有大转动惯量球杆头的球杆具有提高飞程的稳定效果。有鉴于此，球杆头4优选为中空的。球杆头4对材质并无特别的限制。例如，杆头4的材质包含钛、钛合金、CFRP (carbon fiber reinforced plastic,碳纤维增强塑料)、不镑钢、高镇合金钢(maraging steel)和软铁(soft iron)。多种材质也可以联合使用。例如,CFRP和钛合金就能联合使用。出于降低杆头重心的考虑，球杆头冠部(crown)的至少一部分可以由CFRP制成，球杆头底部(sole，也称“杆底”)的至少一部分可以由钛合金制成。出于对强度的考虑，整个球杆面(face)最好由钛合金制成。杆身6包含一层纤维增强树脂层。杆身6为管状体。杆身6具有中空的结构。如图I所示，杆身6具有细端(tip end) Tp和粗端(butt end)Bt。细端Tp位于球杆头4处，粗端Bt位于握把8处。杆身6为所述的碳杆。杆身6优选通过将聚酯胶片(prepreg sheet)硫化而形成。在聚酯胶片中，纤维的指向大致沿同一方向。纤维的指向大致沿同一方向的聚酯胶片被称为单向聚酯胶片(UD prepreg)。术语“单向”代表单一方向。单向料还以外的其他聚酯胶片也可以使用。例如，聚酯胶片中包含的纤维可以是编织的。聚酯胶片中包含纤维和树脂。所述树脂也被称为“基质树脂(matrix resin) ”。所述纤维在典型情况下为碳纤维。所述基质树脂在典型情况下为热固性树脂。杆身6是通过所谓的“胚片卷绕法”生产出来的。在聚酯胶片中，所述的基质树脂呈半硫化状态。杆身6是通过卷绕聚酯胶片并使其硫化而得到的。所述硫化意味着使半硫化的基质树脂硫化。所述硫化是通过加热来实现的。杆身6的生产过程包含加热的处理。加热处理使聚酯胶片的基质树脂硫化。图2为构成杆身6的聚酯胶片的展开图(胚片构成图)。杆身6包含多幅胚片。在图2所示的实施方式中，杆身6包含al al2十二幅胚片。在本申请中，图2等展开图所示的构成杆身6的胚片是沿着杆身径向从内向外的顺序展示的。胚片的卷绕是按照展开图中自上而下的胚片位置顺序进行的。在本申请的展开图中，图的水平方向与杆身的轴向一致。在本申请的展开图中，图的右侧为杆身的细端Tp侧。在本申请的展开图中，图的左侧为杆身的粗端Bt侧。 本发明的展开图不仅显示各胚片的卷绕顺序，而且还显示各胚片沿杆身轴向的所处位置。例如，在图2中，胚片al的端部位于细端Tp处。例如，在图2中，胚片a5和a6的端部位于粗端Bt处。杆身6包含直层、斜层和环箍层。纤维的方位角在本申请的展开图中被加以描述。被描述为“0度”的胚片构成直层。直层胚片在本申请中也被指代为直胚片。直层是指其纤维走向与杆身的纵向(杆身的轴向)之间大致成0度角的层。由于卷绕过程中存在误差等原因，纤维的走向未必与杆身的轴向完全成零度。通常，在直层中，绝对角度Ga小于等于10度。在图2所示的实施方式中，直胚片为胚片al、胚片a5、胚片a6、胚片a7、胚片a8、胚片alO、胚片all、以及胚片alO。直层与杆身的抗挠刚性(flexural rigidity)和抗挠强度(flexural strength)高度相关。另一方面，斜层与杆身的抗扭刚性(torsional rigidity)和抗扭强度(torsionalstrength)高度相关。优选情况下，斜层包含纤维走向的角度彼此反向的两幅胚片。出于对抗扭刚性的考虑，斜层的绝度角度0 a优选大于等于15度，进一步优选大于等于25度，更进一步优选大于等于40度。出于对抗扭刚性和抗挠强度的考虑，斜层的绝度角度0 a优选小于等于60度，进一步优选小于等于50度。在杆身6中，构成斜层的胚片为胚片a2和胚片a3。在图2中，角度Af在每幅胚片中均被予以说明。角度Af中的加号(+)和减号(_)显示斜胚片中的纤维在彼此反向的方向上倾斜。在本申请中，斜层胚片也被简称为斜胚片。在图2所示的实施方式中，胚片a2的角度为-45度，胚片a3的角度为+45度。反之，应当理解，胚片a2的角度也可以是+45度，而胚片a3的角度可以是_45度。在杆身6中，构成环箍层的胚片是胚片a4和胚片a9。优选情况下，环箍层与杆身轴向之间的绝对角度大致为90度。然而，源于卷绕过程中的误差等因素，纤维的走向与杆身轴向之间未必完全成90度。通常，环箍层的绝对角度0 a大于等于80度且小于等于90度。在本申请中，用于环箍层的聚酯胶片也被称为环箍胚片。环箍层有助于提高杆身的抗碎刚度(crushing rigidity)和抗碎刚度(crushingstrength)。抗碎刚度是杆身耐受沿其径向自外向内的压碎杆身的力的刚性程度。抗碎刚度是杆身耐受沿其径向自外向内的压碎杆身的力的强度。抗碎刚度也可能与抗挠强度有关。破碎形变也可能随弯曲形变(flexural deformation)产生。尤其对于轻质杆身而言,这种相关特质尤为显著。抗碎刚度的增加也能够引起弯曲强度的提高。尽管图中未有显示，聚酯胶片在使用以前被夹持在保护胚片(cover sheets)之间。所述保护胚片通常是脱模纸(mold release paper)和树脂薄膜(resin film)。也就谁说，聚酯胶片在使用以前是被夹持在脱模纸和树脂薄膜之间的。脱模纸覆盖在聚酯胶片的一侧表面上，树脂薄膜覆盖在聚酯胶片的另一侧表面上。在后文中，被覆以脱模纸的表面也被称为“脱模纸侧表面”，被覆以树脂薄膜的表面也被称为“薄膜侧表面”，在本申请的展开图中，膜侧表面位于前侧。即，在本申请的展开图中，图的前侧为膜侧表面，图的背侧为脱模纸侧表面。例如，在图2中，胚片a2的纤维走向与胚片a3相同。
然而，在后文描述的叠层过程中，胚片a3被翻转倒置。结果，胚片a2和a3的纤维走向彼此斜交汇。因此，在缠绕后的状态下，胚片a2和a3的纤维走向彼此斜纹交汇有鉴于此，在图2中，胚片a2的纤维走向被描述为“_45度”，而胚片a3的纤维走向被描述为“+45度”。为了卷绕聚酯胶片，树脂薄膜须被预先剥离。通过剥离树脂薄膜，树脂薄膜侧表面会裸露于外。裸露的表面具有粘性(tackiness)。这种粘性是由基质树脂产生的。也就是说，因基质树脂处于半硫化状态，所以粘性得以产生。接下来，裸露的膜侧表面的边缘部分(也被称为“卷绕起始边缘部”)被层绕在卷绕体上。因为基质树脂具有粘性，所以卷绕起始边缘部得以平滑地展绕。所述卷绕体为心轴(mandrel)或者是通过将聚酯胶片卷绕在心轴上形成的卷绕物体。接下来，脱模纸被剥离。接下来，卷绕体旋转，将聚酯胶片卷绕在卷绕体上。因此，树脂薄膜被预先剥离，然后是卷绕起始边缘部被层绕在卷绕体上，然后是脱模纸被剥离。即，先是树脂薄膜被预先剥离，然后是卷绕起始边缘部被层绕在卷绕体上，然后是脱模纸被剥离。此过程抑制了胚片的褶皱和卷绕错位。这是因为，覆有脱模纸的胚片得到了脱模纸的支撑，因而难以产生褶皱。脱模纸的抗挠刚性高于树脂薄膜的抗挠刚性。图2所示的实施方式中使用一种组合胚片(united sheets)。所述组合胚片是通过将两片或者两片以上的胚片堆叠在一起而形成的。在图2所示的实施方式中，形成有两种组合胚片。图3展示第一组合胚片a234。该组合胚片a234是通过堆叠胚片a2、胚片a3、和胚片a4形成的。图4展示第二组合胚片a910。该组合胚片a910是通过堆叠胚片a9和胚片alO形成的。制造第一组合胚片a234的过程如下。首先，通过堆叠两幅胚片得到初始组合胚片a34。被堆叠的两幅胚片是胚片a3和胚片a4。在产生初始组合胚片a34的过程中，当第二斜胚片a3被反向以后，第二斜胚片a3被堆叠在环箍胚片a4上。在初始组合胚片a34中，胚片a4的上端与胚片a3的上端重合。接下来，初始组合胚片a34与第一斜胚片a2被堆叠。初始组合胚片a34与第一斜胚片a2被堆叠的状态是使初始组合胚片a34与第一斜胚片a2在位置上彼此相差半个圆周。在组合胚片a234中，胚片a2和胚片a3相差半个圆周。也就是说，在卷绕以后形成的杆身中，胚片a2和胚片a3彼此的圆周位置并不相同。两者在圆周位置上相差的角度优选为180度(±15度)。采用组合胚片a234的结果是，第一斜层a2和第二斜层a3在圆周位置上彼此偏离。各斜层端部的位置因彼此偏离而分散在圆周方向上。这种分散提高了杆身在圆周方向上的均匀性。在组合胚片a234中，整个环箍胚片a4被夹持在第一斜胚片a2和第二斜胚片a3之间(参见图3)。因此，环箍胚片a4在卷绕过程中的卷绕错位受到抑制。组合胚片a234的使用提高了卷绕精度。卷绕错位意味着纤维紊乱、褶皱的产生、以及纤维角度的偏斜等。如图4所示，在第二组合胚片a910中，胚片a9的上端与胚片alO的上端重合。在胚片a910中，整个胚片a9被堆叠在胚片alO上。因此，胚片a9在卷绕过程中的卷绕缺陷受到抑制。如上所述，在本申请中，胚片和绕层是按照纤维的走向角度来分类的。此外，在本申请中，胚片和卷层还按照杆身在其轴向上的长度来划分。在本申请中，沿轴向覆盖整个杆身的卷层被称为全长度(卷)层。在本申请中，沿轴向覆盖整个杆身的胚片被称为全长度胚片。卷绕的全长度胚片形成所述的全长度(卷)
层。 另一方面，在本申请中，沿轴向覆盖局部杆身的局部的卷层被称为局部(卷)层。在本申请中，沿轴向覆盖局部杆身的胚片被称为局部胚片。卷绕的局部胚片形成所述的局部(卷)层。在本申请中，直的全长层被称为全长度直层。在图2所示的实施方式中，全长度直层是胚片a7和胚片alO。在本申请中，作为环箍层的全长层被称为全长度环箍层。在图2所示的实施方式中，全长度环箍层是胚片a9。在本申请中，直的局部层被称为局部直层。在图2所示的实施方式中，全长度直层是胚片al、胚片a5、胚片a6、胚片a8、胚片all和胚片al2。在本申请中，作为环箍层的局部层被称为局部环箍层。在图2所示的实施方式中，局部环箍层是胚片a4。胚片a8是中间局部层。中间局部层的前端与所述细端Tp之间隔有距离，中间层的后端与所述粗端Bt之间隔有距离。优选情况下，中间局部层的所处位置包含杆身在轴向上的中点位置SI。优选情况下，中间局部层的位置包含点B，点B是在后文描述的用于测量三点抗挠强度的方法中定义的点。杆身的轴向中部在弯折时产生较大的形变。中间局部层能够选择性地加强被较大的形变的部分。中间局部层有助于减轻杆身的质量。在本申请中，使用“粗端局部层”这一术语。粗端局部层代表局部层的一个方面。在图2中，粗端局部层位于细端边缘上最靠近粗端侧的点以附图标记Al表示。优选情况下，点Al在杆身轴向上位于中间位置SI的粗端侧。在图2中，粗端局部层的细端边缘的中点以附图标记BI表示。进一步优选的情况下，中点BI在杆身轴向上位于中间位置SI的粗端侦U。作为示范例，粗端局部层包含粗端直层、粗端环箍层和粗端斜层。在本申请中，使用“粗端直层”这一术语。粗端直层是局部直层。优选情况下，整个的杆身直层在杆身轴向上位于中间位置SI —侧的杆粗端上。粗端直层的后端可以位于杆身的粗端Bt，也可以不位于杆身的粗端Bt。出于使杆身的重心位置靠近粗端Bt的考虑，则粗端直层的所处范围优选包含距离杆身粗端Bt 100毫米的位置P1。出于使杆身的重心位置靠近粗端Bt的考虑，粗端直层的后端进一步优选位于杆身的粗端Bt。在本申请中，粗端直层是胚片a5和胚片a6。
在图2所示的实施方式中，本申请中使用“粗端环箍层”这一术语。粗端环箍层为局部环箍层。粗端环箍层的后端可以位于杆身的粗端Bt，也可以不位于杆身的粗端Bt。出于加强杆身后端部的考虑，优选情况下，粗端环箍层的所处范围包含距离杆身粗端Bt 100毫米的位置P1。进一步优选的情况下，粗端环箍层的后端位于杆身的粗端Bt。
杆身6是通过上述胚片卷绕法并使用图2中所示的胚片制成的。以下，将对杆身6的生产过程进行梗概描述。[杆身的生产过程概要](I)切割过程在切割过程中，聚酯胶片被切割成需要的形状。图2中所示的各胚片就是在此过程中被切割出来的。所述切割可以由切割机构来执行，也可以由手工来完成。在手工情况下，比方说，可以使用切刀(cutter knife)。(2)堆叠过程多幅胚片在该堆叠过程中被堆叠，以产生上述组合胚片a234和a910。在堆叠过程中，可以采用加热或者加压的方式。进一步优选的情况下，可以采用加热和加压结合使用的方式。在后文描述的卷绕过程中，对组合胚片进行卷绕操作时，有可能造成胚片之间的偏斜。这种偏斜会降低卷绕的精确性。加热和加压会增加胚片之间的附着力(adhesive force) 0加热和加压会抑制卷绕过程中胚片之间的偏差。考虑到提高胚片之间的附着力，堆叠过程中的加热温度优选大于等于30°C，进一步优选大于等于35°C。当加热温度过高时，基质树脂的硫化可能会加剧，从而降低胚片的粘度。粘度的降低会削弱组合胚片与卷绕体之间的附着力。附着力的降低可能导致褶皱的产生和卷绕位置的偏斜。有鉴于此，堆叠过程中的加热温度优选小于等于60°C，进一步优选小于等于50°C，更进一步优选小于等于40°C。出于提高胚片之间附着力的考虑，堆叠过程中的加热时间优选大于等于20秒，进一步优选大于等于30秒。出于保持胚片粘性的考虑，堆叠过程中加热的时间优选小于等于300 秒。出于提高胚片之间附着力的考虑，堆叠过程中施加的压力优选大于等于300g/cm2,进一步优选大于等于350g/cm2。当施加压力过大时,聚酯胶片可能会被压坏。在这种情况下，聚酯胶片的厚度可能会比设计值薄。出于提高胚片厚度精确性的考虑，堆叠过程中施加的压力优选小于等于600g/cm2，进一步优选小于等于500g/cm2。出于提高胚片之间附着力的考虑，堆叠过程中加压的时间优选大于等于20秒，进一步优选大于等于30秒。出于提高胚片厚度精确性的考虑，堆叠过程中加压的时间优选小于等于300秒。(3)卷绕过程卷绕过程中需准备心轴。典型的心轴由金属制成。脱模剂(mold release agent)被施加在心轴上。此外，具有粘性的树脂也被施加在心轴上。这种树脂也被称为粘性树脂(tackingresin)。切好的胚片被卷绕在心轴上。粘附树脂有助于胚片的端部被应用到心轴上。堆叠的胚片以组合胚片的状态被卷绕。
通过上述卷绕过程，卷绕体得以形成。所述卷绕体是通过将聚酯胶片环绕在心轴的外侧而获得的。例如，所述卷绕是通过在平面上转动所述卷绕体来执行的。所述卷绕可以以手工或者机器方式来执行。所述机器是指卷曲机(rolling machine)。(4)带卷绕过程(Tape Wrapping Process)在带卷绕过程中，带被包裹在卷绕体的外周表面。所述带也被称为包裹带(wrapping tape)。包裹带在被卷绕时被施以张力。通过包裹带，压力被施加到卷绕体上。这种压力会减少空隙。(5)硫化过程在硫化过程中，完成了带卷绕过程的卷绕体被予以加热。加热使基质树脂硫化。在硫化过程中，基质树脂暂时液化。基质树脂的液态化能够排出胚片间或者胚片内的空气。包裹带的压力(束紧力)则加速所述空气的释放。硫化的结果产生了硫化层。 (6)抽出心轴的过程和去除包裹带的过程抽出心轴的过程和去除包裹带的过程是在硫化过程以后被执行的。这两个过程的先后次序并无限制。然而，出于提高去除包裹带过程的效率的考虑，优选使去除包裹带的过程在抽出心轴的过程之后被执行。(7)两端的切削过程在这一过程中，硫化层的两端被切掉。这种切削使细端Tp的端面和粗端Bt的端面齐整。(8)抛光过程在该过程中，硫化层的表面被打磨抛光。硫化层的表面上存有包裹带遗留下来的螺旋形的不平整痕迹。打磨抛光能够去除包裹带遗留下来的不平整痕迹，使硫化层的表面平整。(9)涂覆过程在打磨过程以后，硫化层受到涂覆。杆身6是在经历了上述各过程以后得到的。杆身6的比例(Lg/Ls)大。杆身6质地轻，具有大比例(Lg/Ls)。本申请中使用“杆身的重心比例”这一术语。杆身的重心比例的百分比的形式是[(Lg/Ls)X100]%o杆头4和握把8附接在如此生产的杆身6上，从而得到高尔夫球杆2。在本申请中，杆长被定义为X (英寸)，杆重被定义为Y (克)。此时，球杆2满足以下关系式⑴Y ^ -I. 62X+635. . . (I)具有大于等于0. 52的(Lg/Ls)比例且满足以上关系式(I)的球杆2能够获得大的飞程。关系式(I)是基于后文描述的实例1、3、5、7、9和11。优选情况下，球杆2满足以下关系式⑵Y 彡-7. 62X+619. (2)关系式(2)是基于后文描述的示范例2、4、6、8、10和12。进一步优选的情况下，球杆2满足以下关系式(3)Y ^ -I. 60X+626. . . (3)
关系式(3)是基于后文描述的示范例13、14和15。[第二实施方式]图5为根据第二实施方式，构成杆身10的聚酯胶片的展开图。杆身10包含多幅胚片。在该实施方式中，杆身10包含13幅胚片bl bl3。杆身10包含直层、斜层和环箍层。在图5所示的实施方式中，直胚片为胚片bl、胚片b5、胚片b6、胚片b7、胚片b8、胚片b9、胚片bll、胚片bl2、以及胚片bl3。在杆身10中，构成斜层的胚片为胚片b2和胚片b3。在杆身10中，构成环箍层的胚片为胚片b4和胚片blO。图5所示的实施方式中也使用组合胚片。在图5所示实施方式中形成有种组合胚片。尽管图中未示出，第一组合胚片b234由胚片b2、胚片b3和胚片b4堆叠而成。组合胚片b234的生产方法和构成与上述组合胚片a234相同。尽管图中未示出，第二组合胚片 blOll由胚片blO和胚片bll堆叠而成。在图5所示的实施方式中，构成粗端直层的胚片是胚片b6和胚片b7。在图5所示的实施方式中，构成粗端环箍层的胚片是胚片b4。杆身10的生产方法与杆身6相同。此外，在杆身10中，杆身的重心比例大。杆身10质地轻，并具有大的杆身重心比例。[杆身的重心G]在图I中，杆身6的重心以附图标记G表示。杆身重心G位于杆身上。杆身重心位于杆身轴线上。[杆身全长]杆身全长在图I中以双向箭头Ls表示。本发明对较长的球杆是有效的。有鉴于此，杆身全长优选大于等于42英寸，进一步优选大于等于43英寸，更进一步优选大于等于44英寸，再更进一步优选大于等于44. 5英寸，尤其优选大于等于45英寸。出于易于挥杆和高尔夫球规则的考虑，杆身全长Ls优选小于等于47英寸。[杆身的细端Tp与杆身的重心G之间的距离Lg]杆身的细端Tp与杆身的重心G之间的轴向距离Lg在图I中以双向箭头Lg表示。当距离Lg长时，杆身的重心G接近粗端Bt。重心的位置能够引起轻的挥杆平衡(swingbalance),并且提高挥杆容易程度。重心位置有助于提高杆头的速度。出于易于挥杆和杆头速度的考虑，距离Lg优选大于等于615毫米，进一步优选大于等于620毫米，更进一步优选大于等于625毫米，再更进一步优选大于等于630毫米。当杆身的重心G过分靠近粗端Bt时，作用在杆身重心G上的离心力趋于减小。也就是说，当杆身的重心比例大时，作用在杆身重心G上的离心力趋于减小。在这种情况下，杆身的弯曲(flexure)可能难以感觉得到。难以感觉到杆身的弯曲容易引起坚硬的感觉。出于抑制这种坚硬感觉的考虑，距离Lg优选小于等于660毫米，进一步优选小于等于655毫米，更进一步优选小于等于650毫米。坚硬的感觉使高尔夫球手感觉到挥杆困难。出于对易于挥杆的考虑，坚硬的感觉最好受到抑制。[Lg/Ls](杆身的重心比例)出于对易于挥杆和杆头速度的考虑，比例(Lg/Ls)优选大于等于0. 52，进一步优选大于等于0.53，更进一步优选大于等于0.54。当比例(Lg/Ls)过大时，细端的杆身强度有可能会降低。出于对杆身强度的考虑，比例(Lg/Ls)优选小于等于0. 65，进一步优选大于等于0. 64。作为示范，调整杆身重心的手段包含以下诸项(al) (a8)(al)增加或者减少粗端局部层的卷绕圈数；(a2)增加或者减小粗端局部层的厚度；(a3)增加或者减小粗端局部层的长度LI (后文描述)；(a4)增加或者减小粗端局部层的长度L2 (后文描述)；(a5)增加或者减小细端局部层的卷绕圈数； (a6)增加或者减小细端局部层的厚度；(a7)增加或者减小细端局部层的轴向长度；以及(a8)增加或者减小杆身的锥度比(taper ratio)。[杆身质量Ws]如上所述，当杆重Ws小时，杆身重心G趋近于细端Tp。在这种情况下，质量的节省有助于提高杆头速度。但是，趋近于细端Tp的杆身重心G可能会引起杆头速度的降低。提高杆头速度的效果可能会被削弱。另一方面，在本实施方式中，轻的杆重Ws与大的杆身重心比例两者的协同效果能够进一步提高杆头速度。有鉴于此，杆身质量Ws优选小于等于60壳，进一步优选小于等于52克，进一步优选小于等于51克，进一步优选小于等于50克，进一步优选小于等于49克，进一步优选小于等于48克。出于对杆身强度的考虑，杆重Ws优选大于等于30克，进一步优选大于等于36克，进一步优选大于等于38克，更进一步优选大于等于40克。[粗端局部层的质量比]出于提高杆身重心比例的考虑，粗端局部层按质量计优选大于等于杆重Ws的5%，进一步优选大于等于杆重Ws的10%。出于抑制坚硬感的考虑，粗端局部层按质量计优选小于等于杆重Ws的50%，进一步优选小于等于45%。在图2所示的实施方式中，胚片a5和胚片a6的总质量即为粗端局部层的质量。[特定粗端范围内的粗端局部层的质量比]在图I中，距离粗端Bt 250毫米的点以被P2表示。从点P2至粗端Bt之间的范围被定义为特定粗端范围。存在于该特定粗端范围内的粗端局部层的质量被定义为Wa，而杆身在该特定粗端范围内的质量被定义为Wb。出于增加杆身重心比例的考虑，比例(Wa/Wb)优选大于等于0. 4，进一步优选大于等于0. 42，更进一步优选大于等于0. 44。出于抑制坚硬感觉的考虑，比例(Wa/Wb)优选小于等于0. 7,进一步优选大于等于0. 65,更进一步优选大于等于0.6。[粗端局部层的纤维弹性模量(FiberElastic Modulus)]出于提高粗端强度的考虑，粗端局部层的纤维弹性模量优选大于等于5t/mm2，进步优选大于等于7t/mm2。当杆身的重心G靠近粗端Bt时,作用在杆身重心G上的离心力趋于减小。也就是说，当杆身的重心比例大时，作用在杆身重心G上的离心力趋于减小。在这种情况下，杆身的弯曲可能难以感觉得到，因此容易引起坚硬的感觉。出于抑制坚硬感的考虑，粗端局部层的纤维弹性模量优选小于等于20t/mm2,进一步优选小于等于15t/mm2,更进一步优选小于等于10t/mm2。[粗端局部层的树脂含量]出于提高杆身的重心比例和抑制坚硬感的考虑，粗端局部层的树脂含量按质量计优选大于等于20 %，按质量计进一步优选大于等于25 %。出于对粗端强度的考虑，粗端局部层的树脂含量按质量计优选小于等于50%，按质量计进一步优选小于等于45%。[粗端直层的质量] 出于提高杆身的重心比例的考虑，粗端直层的质量优选大于等于2克，进一步优选大于等于4克，更进一步优选大于等于8克。出于抑制坚硬感的考虑，粗端直层的质量优选小于等于30克，进一步优选大于等于20克，更进一步优选大于等于10克。[粗端直层的质量比]出于提高杆身的重心比例的考虑，粗端直层的质量按质量计优选大于等于杆重Ws的5%，进一步优选大于等于杆重Ws的10%。出于抑制坚硬感的考虑，粗端直层的质量按质量计优选小于等于杆重Ws的50%，按质量计进一步优选小于等于45%。在图2所示的实施方式中，胚片a5和胚片a6的总质量即为粗端直层的质量。[粗端直层的纤维弹性模量]出于提高粗端强度的考虑，粗端直层的纤维弹性模量优选大于等于5t/mm2，进一步优选大于等于7t/mm2。出于抑制坚硬感的考虑，粗端直层的纤维弹性模量优选小于等于20t/mm2,进一步优选小于等于15t/mm2,更进一步优选小于等于10t/mm2。[粗端直层的树脂含量]出于提高杆身的重心比例和抑制坚硬感的考虑，粗端直层的树脂含量按质量计优选大于等于20 %，按质量计进一步优选大于等于25 %。出于粗端强度的考虑，粗端直层的树脂含量按质量计优选小于等于50%，按质量计进一步优选小于等于45%。[粗端局部层沿轴向的最大长度LI]粗端直层沿轴向的最大长度在图2中以双向箭头LI表示。对于每一幅粗端局部胚片而言，长度LI都是特定的。在图2所示的实施方式中，胚片a5的长度LI与胚片a6的长度LI相同。出于确保粗端局部层质量的考虑，长度LI优选大于等于100毫米，进一步优选大于等于125毫米，更进一步优选大于等于150毫米。出于提高杆身重心比例的考虑，长度LI优选小于等于700毫米，进一步优选小于等于650毫米，更进一步优选小于等于600毫米。[粗端局部层沿轴向的最小长度L2]粗端直层沿轴向的最小长度在图2中以双向箭头L2表示。对于每一幅粗端局部胚片而言，长度L2部是特定的。在图2所示的实施方式中，胚片a5的长度L2与胚片a6的长度L2相同。出于确保粗端局部层质量的考虑，长度L2优选大于等于50毫米，进一步优选大于等于75毫米，更进一步优选大于等于100毫米。出于提高杆身重心比例的考虑，长度L2优选小于等于650毫米，进一步优选小于等于600毫米，更进一步优选小于等于550毫米。[斜胚片]设置粗端局部层时，握把附近的刚性会增加。增加的刚性使杆身对高尔夫球手造成坚硬的感觉。尤其是，这种坚硬的感觉并非是一般水平的高尔夫球手所偏好的。许多球手难以挥动给人造成坚硬感的球杆。出于抑制坚硬感的考虑，粗端的抗扭刚性最好得到抑制。有鉴于此，全长斜层的卷绕圈数(PLY数)最好随着趋近粗端Bt而逐渐或者逐级递减。在图2所示的实施方式中，胚片2和胚片3呈矩形。因此，在逐渐变细的杆身上，全长斜层的卷绕圈数随着趋近粗端Bt而逐渐或者逐级减少。[杆身的外径]当粗端局部层被使用时，杆身外径在所述特定粗端范围内是增加的。当杆身的外径增加时，截面副力矩(cross sectional secondary moment)增加,并且杆身的抗挠刚性容易过大。出于抑制坚硬感的考虑，杆身外径在所述特定粗端范围内优选小于等于17毫米，进一步优选小于等于16. 5毫米，更进一步优选小于等于16毫米。出于确保粗端具有适中刚性的考虑，杆身外径在所述特定粗端范围内优选大于等于11毫米，进一步优选大于等于12毫米，更进一步优选大于等于13毫米。[杆身厚度] 当粗端局部层被使用时，杆身厚度在所述特定粗端范围内是增加的。当杆身的厚度增加时，截面副力矩增加，并且杆身的抗挠刚性易于过大。出于抑制坚硬感的考虑，杆身外径在所述特定粗端范围内优选小于等于I. 3毫米，进一步优选小于等于I. 2毫米，更进一步优选小于等于I. I毫米。出于确保粗端具有适中刚性的考虑，杆身厚度在所述特定粗端范围内优选大于等于0. 4毫米，进一步优选大于等于0. 5毫米，更进一步优选大于等于0. 6毫米。杆身厚度可以通过将外部直径和内部直径之差除以2计算得出。[向前接度(forwardflex) Fl]在杆身过度挠曲的情况下，击球容易发生变化。有鉴于此，向前挠度Fl优选小于等于155毫米，进一步优选小于等于150毫米。当考虑到杆身须符合一般球手的要求时，向前挠度Fl优选大于等于125毫米，进一步优选大于等于130毫米。图6A显示了测量向前挠度Fl的方法。如图6A所示，第一支撑点32被设定在距离粗端Bt 75毫米的位置处。此外，第二支撑点36被设定在距离粗端Bt 215毫米的位置处。从上方支撑杆身20的支撑物34被设置在第一支撑点32处。从下方支撑杆身20的支撑物38被设置在第二支撑点36处。在未有负载施加的情况下，杆身20的杆身轴线大致水平。在距离粗端Bt 1039毫米的加载点(load 01社)!111处，允许以2.7千克的负载沿竖直向下的方向作用在该加载点ml上。加载点ml在未被加载状态和加载状态之间的位移被确定为向前挠度Fl。该位移是指沿竖直方向的位移。支撑物34抵靠杆身的部分(以下称为“抵靠部”)，其截面如下文所述。在平行于杆身轴向的截面上，支撑物34抵靠部的截面形状呈凸起的圆形形状，该圆形的曲率半径为15毫米。在垂直于杆身轴向的截面上，支撑物34抵靠部的截面形状呈凹陷的圆形形状，该凹陷圆曲的曲率半径为40毫米。在垂直于杆身轴向的截面上，支撑物34抵靠部的水平长度(图6中在深度方向上的长度)为15毫米。支撑物38的抵靠部的截面形状与支撑物34的截面形状相同。在平行于杆身轴向的截面上，在加载点ml处施加2. 7千克负载的负载压头(load indenter，图中未示出)的抵靠部的截面形状为一条直线，该直线的长度为18毫米。[向后接度(backwardflex) F2]在杆身过度挠曲的情况下，击球容易发生变化。有鉴于此，向后挠度F2优选小于等于145毫米，进一步优选小于等于140毫米。当考虑到杆身须符合一般球手的要求时，向后挠度F2优选大于等于118毫米，进一步优选大于等于120毫米。[向后接度(backwardflex) F2]向后挠度的测量方法如图6B所示。除了以下几点区别以外，向后挠度F2的测量方法与向前挠度Fl的测量方式相同第一支撑点32被设定在距离细端Tp 12毫米的点位置处；第二支撑点36被设定在距离细端Tp 152毫米的点位置处；加载点m2被设定在距离细端Tp 932毫米的点位置处；并且，负载被设定为I. 3千克。[杆身的挠曲点比例(FlexPoint Ratio) Cl] 在本申请中，杆身的挠曲点比例Cl(% )按照以下公式被定义Cl = [F2/(F1+F2)] XlOO其中，Fl为向前挠度(毫米)，F2为向后挠度(毫米)。当杆身重心靠近粗端Bt时，作用在杆身的重心G上的离心力趋于减小。也就是说，当杆身的重心比例大时，作用在杆身重心上的离心力趋于减小。在这种情况下，杆身的弯曲可能难以感觉得到。难以感觉到杆身的容易弯曲引起坚硬的感觉。靠近握把的部分趋于被弯曲，则坚硬的感觉就会得到减轻。有鉴于此，杆身的挠曲点比例Cl优选小于等于50%，进一步优选小于等于49%，更进一步优选小于等于48%。当杆身的挠曲点比例Cl过小时，粗端的弯曲有可能过大，这可能会降低强度。有鉴于此，杆身的挠曲点比例Cl优选大于等于38 %，进一步优选大于等于40 %。[三点抗接强度(Three-Point Flexural Strength)]本申请中的三点抗挠强度是基于SG型三点抗挠强度测试，后者是一项由消费品安全协会(Consumer Product Safety Association)设定的测试。SG型三点抗挠强度测试的测量方法将于后文描述。被测量的点为点T、点A、点B和点C。点T为距离细端Tp 90毫米处的点；点A为距离细端Tp 175毫米处的点；点B为距离细端Tp 525毫米处的点；点C为距离粗端Bt 175毫米处的点。图7展示三点抗挠强度的测量方法。如图7所示，当杆身20从下方被两个支撑点el和e2支撑时，负载F从上方被被施加在加载点e3上。加载点e3的所处位置将支撑点el和e2之间的距离等分。负载点e3为测量点。当点T被测量时，间隔S被设定为150毫米。当点A、点B和点C被测量时，间隔S被设定为300毫米。杆身20被折断时，负载F的值(峰值)被测量下来。出于耐久性的考虑，点T的三点抗挠强度优选大于等于150kgf (千克力)，进一步优选大于等于ISOkgf。为了提高杆身的重心比例，杆身的细端的质量最好得到抑制。有鉴于此，点T的三点抗挠强度优选小于等于350kgf，进一步优选小于等于300kgf。出于耐久性的考虑，点A的三点抗挠强度优选大于等于40kgf，进一步优选大于等于50kgf。为了提高杆身的重心比例，杆身的细端的质量最好得到抑制。有鉴于此，点A的三点抗挠强度优选小于等于150kgf，进一步优选小于等于130kgf。出于耐久性的考虑，点B的三点抗挠强度优选大于等于40kgf，进一步优选大于等于50kgf。出于减轻杆身质量的考虑，点B的三点抗挠强度优选小于等于150kgf，进一步优选小于等于130kgf。出于耐久性的考虑，点C的三点抗挠强度优选大于等于50kgf，进一步优选大于等于55kgf。出于减轻杆身质量的考虑，点C的三点抗挠强度优选小于等于200kgf，进一步优选小于等于180kgf。[球杆长度X]出于提高杆头速度的考虑，球杆长度X越长越好；另一方面，出于满足率(meetrate)的考虑，球杆长度X优选地较短。所谓满足率是指球击中杆头最佳击球区域(sweetarea)的概率。就发球杆(I号木杆)而言，球杆长度X可以大于等于46英寸。出于满足率的考虑，球杆长度X优选小于等于46英寸，进一步优选小于等于45. 75英寸，更进一步优选小于等于45. 5英寸。因为杆身具有大的杆身的重心比例，所以即使杆长短，杆身也能够获得高的杆头速度。鉴于杆身弯曲能够提高杆头的速度，球杆长度X优选大于等于44英寸，进一步大于等于44. 5英寸，更进一步大于等于45英寸，再更进一步大于等于45. 25英寸。±0. I英寸的误差对球杆长度X而言是可以接受的。本申请中，球杆长度X 是基于 R&A(Royal and Ancient GolfClub of Saint Andrews,圣安德鲁斯皇家古老高尔夫俱乐部)定义的高尔夫规则(Golf Rules)中“附录II球杆设计”中“I球杆”中的“lc长度”的规定被测量的。发球杆杆头的杆面倾角通常大于等于8度，小于等于13度。出于对杆头转动惯量的考虑，发球杆杆头的体积优选大于等于400cc (立方厘米)，进一步优选大于等于420cc。鉴于高尔夫规则的规定，发球杆杆头的体积优选小等于470cc。本发明对发球杆(I-木杆)尤其有效。[杆身质量Y]出于对易于挥杆的考虑，杆身质量Y优选小于等于300克，进一步优选小于等于290克，更进一步优选小于等于285克。出于对身和杆头的强度的考虑，杆身质量Y优选大于等于250克，进一步优选大于等于260克，更进一步优选大于等于270克。[杆身绕握把端的转动惯量]穿过握把端且平行于杆身轴向的转动轴线(转轴)被予以考虑。球杆环绕该转轴的转动惯量可由以下公式计算得出MI = (T2 M g H) /4 JI2T是以握把端为中心的单摆动作周期(pendulum motion cycle,单位为秒)；M是球杆质量(克)是握把端与杆身重心之间的距离(厘米);g为重力加速度。过度减轻质量会降低强度。过度减轻杆头质量会降低恢复系数。有鉴于此，转动惯量Ml优选大于等于240 XlO4 (g* cm2)，进一步优选大于等于250 XlO4 (g* cm2)。出于易于挥杆和杆头速度的考虑，转动惯量Ml优选小于等于320X 104(g* cm2)，进一步优选小于等于 310 X IO4 (g cm2)。[挥杆平衡(14英寸型)]过度减轻杆头质量会降低恢复系数。有鉴于此，挥杆平衡优选大于等于C9，进一步优选大于等于D0。出于易于挥杆和杆头速度的考虑，挥杆平衡优选小于等于D5，进一步优选小于等于D4。除环氧树脂以外，其他热固树脂和热塑树脂等也可以被用作聚酯胶片的基质树月旨。出于杆身轻度的考虑，基质树脂优选为环氧树脂。以下表I展示了能够适用于本发明杆身的聚酯胶片的示范例。发
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权利要求
1.一种高尔夫球杆，其特征在于，包含 杆身；和 杆头；其中 当杆身全长被定义为Ls，所述杆身的细端与所述杆身的重心G之间的距离被定义为Lg时，则Lg/Ls大于等于O. 52且小于等于O. 65 ;并且 当球杆长度被定义为X英寸，球杆质量被定义为Y克时，所述高尔夫球杆满足以下关系式⑴Y ( -7. 62X+635. · · (I)。
2.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于，其中 所述距离Lg大于等于615毫米且小于等于660毫米； 杆身质量Ws小于等于52克；并且 所述球杆长度X小于等于46英寸。
3.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述杆身全长Ls大于等于42英寸。
4.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于， 所述杆身具有粗端局部层；并且 所述粗端局部层按质量大于等于所述杆身质量Ws的5%且小于等于所述杆身质量Ws的 50%。
5.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于， 所述杆身具有粗端局部层；并且 当与粗端相距250毫米的点被定义为P2、从所述点P2至所述粗端之间的范围被定义为特定粗端范围、位于所述特定粗端范围内的所述粗端局部层的质量被定义为Wa、并且所述杆身在所述特定粗端范围内的质量被定义为Wb时，ffa/ffb大于等于O. 4、且小于等于O. 7。
6.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于， 所述杆身具有粗端局部层；并且 所述粗端局部层的树脂含量按质量计大于等于20%且小于等于50%。
7.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于， 当与粗端相距250毫米的点被定义为P2，并且从所述点P2至所述粗端之间的范围被定义为特定粗端范围时，所述特定粗端范围内的杆身外部直径大于等于11毫米且小于等于17毫米。
8.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于， 当与粗端相距250毫米的点被定义为P2，并且从所述点P2至所述粗端之间的范围被定义为特定粗端范围时，在所述特定粗端范围内的杆身厚度大于等于O. 4毫米且小于等于I.3毫米。
9.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述球杆长度X大于等于44英寸。
10.如权利要求I所述的高尔夫球杆，其特征在于，所述球杆质量Y大于等于250克且小于等于300克。
全文摘要
一种高尔夫球杆(2)，包含杆身(6)和杆头(4)。当杆身全长被定义为Ls，杆身的细端Tp与杆身重心G之间的距离被定义为Lg时，则比例Lg/Ls大于等于0.52，小于等于0.65。当球杆长度被定义为X英寸，球杆质量被定义为Y克时，高尔夫球杆(2)满足以下关系式(1)Y≤-7.62X+635...(1)优选情况下，所述距离Lg大于等于615毫米，小于等于660毫米。优选情况下，杆身质量Ws小于等于52克。优选情况下，球杆长度X小于等于46英寸。
文档编号A63B53/00GK102784463SQ201210158428
公开日2012年11月21日 申请日期2012年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者中野贵次, 杉本靖司, 长谷川宏 申请人:住胶体育用品株式会社