专利名称：高尔夫球杆的杆身及使用其的高尔夫球杆的制作方法
技术领域：
本发明涉及用以改善击球飞行距离的高尔夫球杆的杆身以及使用其的高尔夫球杆。
背景技术：
近年来，为了保持高尔夫的公平竞技，高尔夫规则通过控制高尔夫球杆头的弹簧效应、高尔夫球杆的长度或高尔夫球杆头的惯性矩来抑制击球飞行距离的显著增加。在该情形下，为了改善击球飞行距离，例如，日本专利2004-201911A1提出了一种在规则范围内其杆身尽可能长的高尔夫球杆。这种高尔夫球杆通过使用最长的球杆杆身为高尔夫球手提供较高的球头速度。
然而，这种具有较长杆身的高尔夫球杆由于难以控制球杆头而趋于将球击打在球杆面的甜蜜点的外侧处。也就是说，作为击球速度与球杆头速度的比率的击球效率会降低。 因此，使用传统的高尔夫球杆难以改进击球飞行距离。
为了解决上述问题，提出了具有比传统球杆头更重的球杆头和长度较低的球杆杆身的闻尔夫球杆。这种闻尔夫球杆使得击球效率改进，于是从闻尔夫球杆的球杆面中发出的球的速度可更快。然而，由于高尔夫球杆趋于具有较大的惯性矩，故难以挥动高尔夫球杆，于是挥杆手感趋于劣化。
本发明涉及高尔夫球杆的杆身以及使用其的高尔夫球杆用以在保持较好高尔夫挥杆手感的同时改善击球飞行距离。发明内容
根据本发明，提供一种从前端(tip end)向末端(butt end)延伸并由纤维增强树脂制成的高尔夫球杆的杆身，该杆身的重量为30至55g，其在前端与末端之间的整体长度为LS，杆身的重心被设置成离前端的距离为LG，距离LG与整体长度LS的比率为O. 54至 O. 65,该杆身包括从前端向末端长度为300mm的前端部,该前端部包括含有浙青基碳纤维和PAN系碳纤维的纤维，并且以重量计，前端部中的所述纤维包含15%至25%的浙青基碳纤维和85%至75%的PAN系碳纤维。
图I是显示本发明具体实施方式
的高尔夫球杆的主视图。图2是说明用于测定高尔夫球杆杆身的挠曲刚度的方法的侧视图。图3是高尔夫球杆杆身中包含的预浸体薄片的展开图。图4是第一层叠预浸体薄片的平面图。图5是第二层叠预浸体薄片的平面图。图6是说明用于测定高尔夫球杆的杆身的T点强度的方法的侧视图。
图 7是说明用于测定高尔夫球杆的杆身的震动能的方法的侧视图。
图8是说明用于测定高尔夫球杆的杆身的抗扭刚度的方法的侧视图。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的具体实施方式
进行说明。
图1是显示根据本发明的具体实施方式
的高尔夫球杆I的主视图。高尔夫球杆I 包括高尔夫球杆头2、高尔夫球杆的杆身(以下简称为“杆身”)3以及握把4。
高尔夫球杆头2的重量没有特别限制，但优选为不超过290g，更优选不超过287g， 进一步优选不超过284g，优选不低于270g，更优选不低于273g。如果球杆头2的重量太大， 那么球杆头的速度因挥杆困难而难以改善。另一方面，如果球杆头2的重量太小，那么球杆 头的耐久性因球杆头强度的降低而趋于劣化。
虽然高尔夫球杆I的球杆长度没有特别限制，但其长度优选设置为不低于44. O英 寸，更优选为不低于44. 5英寸并进一步优选为不低于45. O英寸，以及优选设置为不超过 47. O英寸，更优选不超过46. 5英寸，并进一步优选为不超过46. O英寸。具有这类球杆长度 的高尔夫球杆为高尔夫球手提供了基于该长度的良好的挥杆平衡性和较高的挥杆速度。
此处，球杆长度基于皇家古典高尔夫俱乐部(R&A)发布的“附录I1-球杆的设计” 中的“Option c. Length”的高尔夫规则测定。
例如，高尔夫球杆头2为木杆型高尔夫球杆头，其包括中空主体2A，该中空主体 具有用于击球的杆面2a ；以及在主体2A的跟侧上形成的作为管状体的颈部2B，其中球杆杆 身3的前端3a被插入到该颈部中。至于球杆头2，除了木杆型球杆头之外，还可使用铁杆型 球杆头和多功能型(utility-type)球杆头。
球杆头2由一种以上金属材料制造。例如，金属材料的优选例子为纯钛、钛合金、 不锈钢、马氏体时效钢、软铁以及这些金属的组合。此外，虽然图中未显示，但具有较低比重 的非金属材料比如纤维增强树脂可用于球杆头2的一部分中。例如，为了使球杆头的重心 向底端侧偏移，球杆头2优选具有至少部分地由CFRP构建制成的上端部以及至少部分地由 钛合金制成的底端部。
球杆头2的重量优选为不低于185g，更优选不低于192g，但不超过210g，优选不超 过206g，并进一步优选为不超过203g。具有该重量的这类高尔夫球杆头2为高尔夫球手提 供了良好的挥杆平衡性并可将较大的动能传递给击打球。
在适当的具体实施方式
中，球杆头重量与高尔夫球杆重量的比率(球杆头重量/ 高尔夫球杆重量)被设置为不低于O. 670，更优选不低于O. 675，并更优选为不低于O. 680， 以及优选设置为不超过O. 720并更优选不超过O. 715。具有该比率的这类高尔夫球杆I为 高尔夫球手提供了良好的挥杆平衡性以及可将较大的动能传递给击打球。
握把4由橡胶组合物制成，例如，该橡胶组合物包括天然橡胶、油、炭黑、硫和锌的 氧化物。橡胶组合物被捏合并被硫化以形成预定的握把形状。为了保持强度、耐久性以及 容易的高尔夫挥杆，握把4的重量优选设置在27至45g的范围内。
球杆杆身3具有将被连接到球杆头2的颈部2B的前端3a，以及被连接到握把4的 末端3b。也就是说,球杆杆身3的前端3a位于球杆头2的内部中，并且其末端位于握把4 的内侧。如图1所示，标记符号“G”表示球杆杆身3的重心。球杆杆身3的重心G位于杆 身中心线上。此外，本实施方式中的球杆杆身3包括具有环形部的锥形管状体并且在降低外径的同时从末端3b向前端3a延伸。
本实施方式中的球杆杆身3由纤维增强树脂制成，该纤维增强树脂包含增强纤维 和用以固定浸入其内的增强纤维的基质树脂。与钢型杆身相比，这类由纤维增强树脂制成 的球杆杆身3具有较轻的重量以及用以调整其挠曲刚度的设计灵活性。例如，该球杆杆身 3使用预浸体通过薄片缠绕方法制造，该预浸体是用热固化树脂浸溃的增强纤维的薄片体。 因此，球杆杆身3具有包括多个增强纤维片的管状体。如图1所示，球杆杆身3具有在前端 3a与末端3b之间的整体长度LS，以及从球杆杆身3的前端3a到重心G的距离LG。
球杆杆身3具有30至55g的重量Ws。如果球杆杆身3的重量Ws太小，那么球杆 杆身3的强度因降低杆身3的厚度以保持一定的所需长度而趋于劣化。考虑到该点，球杆 杆身3的重量Ws设置为至少30g，更优选不低于32g，更优选不低于34g。另一方面，如果球 杆杆身3的重量Ws大于55g，那么使用该杆身3的高尔夫球杆I的挥杆速度会降低。考虑 到该点，球杆杆身的重量Ws设置为至多55g,优选不超过54g,更优选不超过53g。
球杆杆身3其距离LG与整体长度LS的比率LG/LS在O. 54至O. 65的范围内。也 就是说，根据本发明的球杆杆身3具有向末端3b偏移的杆身3的重心G。这类高尔夫球杆 杆身3以及使用其的高尔夫球杆I由于特定的重量和特定的重量平衡而使高尔夫球杆具有 合适的惯性矩从而使高尔夫球手易于操作。因此，使用根据本发明的球杆杆身3的高尔夫 球手可易于实现他们所希望的高尔夫挥杆。此外，当整体长度LS被设置成较小长度时，击 球效率可被提高，由此可提高击打球的飞行距离。
如果比率LG/LS小于O. 54，那么球杆杆身3的重心G接近前端3a，于是轻质的球 杆头被需要以保持适用于该类高尔夫球杆杆身的高尔夫球杆的挥杆平衡性。通常，轻质的 球杆头具有不理想的较小惯性矩，从而降低击打效率。考虑到该点，比率LG/LS优选设置为 不低于O. 55，更优选不低于O. 56。
另一方面，如果比率LG/LS大于O. 65，那么球杆杆身3的重心G会显著地接近末 端3b，由此会需要较重的球杆头以保持适用于该类高尔夫球杆身的高尔夫球杆的挥动平衡 性，于是该类球杆杆身在尖端3a —侧上趋于具有不理想的降低的强度。考虑到该点，比率 LG/LS优选设置为不超过O. 64，更优选不超过O. 63。
球杆杆身3的整体长度LS没有特别限定。然而，如果整体长度LS太小，那么高尔 夫球杆的摆动半径较小，于是难以提高高尔夫球杆的挥杆速度。另一方面，如果整体长度LS 太大，那么高尔夫球杆I的惯性矩趋于较大，由此难以进行高尔夫挥杆。考虑到该点，球杆 杆身3的整体长度LS优选设置为不低于105cm，更优选不低于107cm，并进一步优选不低于 110cm。此外,球杆杆身3的整体长度LS优选设置为不超过120cm,更优选不超过118cm,并 进一步优选不超过116cm。
例如，为了使球杆杆身的重心G的位置偏移，可改变球杆杆身沿轴向的厚度和/或 圆锥角。例如，可通过改变预浸体薄片(参见如下所述)的缠绕时间进行这些调整。
球杆杆身3具有前端部(A),该前端部具有从前端3a向末端3b为300mm的长度。 前端部(A)包括含有浙青基碳纤维和PAN系碳纤维的增强纤维。此外，以重量计，前端部 (A)的增强纤维包括15 %至25 %的浙青基碳纤维和85 %至75 %的PAN系碳纤维。
包括具有较高挠曲强度的PAN系碳纤维的前端部㈧可抑制其挠曲刚度的劣化。 另一方面，如果PAN系碳纤维的含量太高，那么杆身3的冲击强度趋于明显劣化，于是杆身3的耐久性降低。为了解决上述问题，前端部(A)中要求具有较高冲击吸收性能的浙青基碳纤维，由此在抑制杆身3的冲击强度劣化的同时保持前端部(A)的挠曲刚度。此外，通过在前端部(A)中使用该浙青基碳纤维，击球手感因其较高的冲击吸收性能而得到提高。
此处，PAN系碳纤维在前端部(A)的全部纤维中的含量为85￥丨％至75￥丨％。如果前端部(A)中的PAN系碳纤维的含量低于75wt%，那么杆身3的耐久性因前端部(A)的挠曲强度降低而趋于劣化。另一方面，如果PAN系碳纤维的含量超过85wt %，那么杆身3的击球手感和冲击强度趋于显著劣化。考虑到这些，前端部(A)中全部纤维中的PAN系碳纤维的重量含量优选为不低于76 %，更优选不低于77 %，优选不超过84%，更优选不超过83 %。
在前端部(A)的全部纤维中，浙青基碳纤维的含量为15 丨％至25 丨％。如果前端部(A)中的浙青基碳纤维的含量低于15wt%，那么杆身3的击球手感和冲击强度趋于明显劣化。另一方面，如果浙青基碳纤维的含量超过25wt%，那么杆身3的耐久性因前端部(A) 的挠曲强度降低而趋于劣化。考虑到这些，前端部(A)中全部纤维中的浙青基碳纤维的重量含量优选不低于16%,更优选不低于17%,优选不超过24%,更优选不超过23%。此外， 浙青基碳纤维的弹性模量优选设置为不超过10t/mm2。
在本发明的优选方面，包含在前端部(A)中的PAN系碳纤维包括与杆身的轴向平行的直的纤维，并且以重量计，在前端部(A)的全部纤维中，该直的纤维的含量不低于 50%，更优选不低于51%，进一步优选为不低于52%。该直的纤维有效地改善了前端部(A) 的挠曲强度。另一方面，如果该直的纤维的重量含量太高，那么前端部(A)中的抗扭刚度趋于降低。因此，在前端部(A)中的全部纤维中，前端部(A)中的直的纤维的重量含量优选不超过80 %，更优选不超过79 %，更优选不超过78 %。此外，直的纤维的弹性模量优选设置为 24 至 30t/mm2。
在本发明的优选方面，前端部(A)中包含的PAN系碳纤维包括相对于杆身的轴向以45° ±5°的角度倾斜的倾斜纤维，并且在前端部(A)的全部纤维中，该倾斜纤维的含量为5wt%至25wt%。该倾斜纤维以平衡方式改善了前端部(A)的抗扭刚度和强度。如果该倾斜纤维在前端部(A)的全部纤维中的重量含量低于5wt%，那么难以提高前端部(A)的抗扭刚度。考虑到该点，该倾斜纤维在前端部(A)的全部纤维中的重量含量优选不低于6wt%， 更优选不低于7wt%。另一方面，如果倾斜纤维的重量含量太大，那么前端部(A)的挠曲刚度趋于降低。考虑到该点，倾斜纤维的重量含量优选不超过25%，更优选不超过24%，更优选不超过23%。此外，倾斜纤维的弹性模量优选设置为40至60t/mm2。
在本发明中，除了前端部㈧之外，对杆身3的其他方面没有特别限定。因此，杆身3的其他方面可根据惯例设计。作为优选实施方式的一个方面，杆身3在离杆身3的前端3a为IOOmm长度的位置Pl处的挠曲刚度EI不超过2. Okgfm2。
如图2所示，杆身3的挠曲刚度EI使用万能材料试验机(INTESC0株式会社制造的2020型)测定。在该测定方法中，通过使用两个间距为200mm的支撑夹具Jl和J2来水平地支撑杆身3。在该状态中，调整支撑夹具Jl和J2以使杆身3的位置Pl位于该间距的中心C。接着，向位置Pl处向下施加负荷F，挠曲刚度值EI在该位置Pl处被测定。更具体地说，当负荷F以5mm/min的加载速度达到20kgf时，施加负荷部分J3的移动完成。 在那个时刻，测定杆身3的挠曲量。支撑夹具Jl和J2的横截面形状具有在横截面中的曲率半径为12. 5mm的前端，以及加载部分J3具有在横截面中的曲率半径为5_的前端。通过使用如下所示的等式来计算挠曲刚度EI。
挠曲刚度EI =(最大负荷FX(支撑夹具之间的间距)3)/(48X挠曲量)
在其处测定挠曲刚度EI的位置Pl位于球杆头2附近。因此，当杆身3的位置Pl 处的挠曲刚度大于2. Okgfm2，其杆身具有该较高挠曲刚度的高尔夫球杆在高尔夫挥杆期间 不会充分弯曲，于是击打球没有上升地较高，以及击打球的飞行距离趋于降低。因此，位置 Pl处的挠曲刚度EI优选不超过1. 9kgfm2，更优选不超过1. 8kgfm2。另一方面，当杆身3在 位置Pl处的挠曲刚度太小时，其杆身具有该较低挠曲刚度的高尔夫球杆在高尔夫挥杆期 间过多弯曲，由此使得击打球沿着不可预期的方向广泛地分布，于是击打球的飞行距离趋 于降低。因此，位置Pl处的挠曲刚度EI优选不低于O. 8kgfm2，更优选不低于O. 9kgfm2，更 优选不低于1. Okgfm2。
球杆杆身3优选使用预浸体薄片通过所谓的薄片缠绕方法制造。在该实施方式 中，就预浸体薄片来说，在该方法中可使用其纤维各自基本上沿一个方向取向的UD-预浸 体薄片。术语“UD”代表单一方向。然而，可使用UD预浸体之外的其他预浸体薄片。例如， 可使用具有织造纤维的织物预浸体。
例如，预浸体薄片具有纤维比如碳纤维以及基质树脂比如包含环氧树脂的热固性 树脂。在预浸体状态中，基质树脂处于包括半固化状态的非固化状态。通过围绕直径与球 杆杆身3的内径相同的芯轴缠绕预浸体薄片并固化它们来制造杆身3。该固化通过加热来 实现。
至于预浸体薄片，可使用市场有售的各种产品。表I显示了预浸体薄片的一些产 品O
权利要求
1.一种高尔夫球杆杆身，其从前端延伸到末端并由纤维增强树脂制成，其特征在于 重量在30至55g的范围内， 在前端与末端之间的整体长度LS， 杆身的重心距离前端的距离LG， 距离LG与整体长度LS的比率为O. 54至O. 65， 包括前端部，其从前端向末端的长度为300mm, 所述前端部包括含有浙青基碳纤维和PAN系碳纤维的纤维，以及以重量计，前端部中的所述纤维包含15%至25%的浙青基碳纤维和85%至75%的PAN系碳纤维。
2.如权利要求1所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 前端部中的所述PAN系碳纤维包括与所述杆身轴向平行的直纤维，以及 以重量计，所述直纤维在前端部中的全部纤维中的含量为50%至80%。
3.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 前端部中的所述PAN系碳纤维包括相对于所述杆身的轴向以45° +/-5°的角度倾斜的倾斜纤维，以及 以重量计，前端部中的所述倾斜纤维在前端部的全部纤维中的含量为5%至25%。
4.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 杆身在距离杆身前端IOOmm长度的位置处的挠曲刚度EI不超过2. Okgfm2。
5.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 距离LG与整体长度LS的比率为O. 55至O. 64。
6.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 距离LG与整体长度LS的比率为O. 56至O. 63。
7.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 以重量计，前端部中的所述纤维包括16%至24%的浙青基碳纤维以及84%至76%的PAN系碳纤维。
8.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 以重量计，前端部中的所述纤维包括17%至23%的浙青基碳纤维以及83%至77%的PAN系碳纤维。
9.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身，其特征在于， 杆身在距离杆身前端为IOOmm长度的位置处的挠曲刚度EI在O. 9至1. 8kgfm2的范围内。
10.高尔夫球杆，其包括高尔夫球杆头和如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身。
全文摘要
一种高尔夫球杆杆身，其从前端延伸到末端并由纤维增强树脂制成，该高尔夫球杆杆身具有30至55g的重量，其在前端与末端之间的整体长度为LS，杆身的重心被设置成离前端的距离为LG，距离LG与整体长度LS的比率为0.54至0.65，其具有从前端向末端长度为300mm的前端部，该前端部包括含有沥青基碳纤维和PAN系碳纤维的纤维，以及以重量计，前端部中的所述纤维包含15%至25%的沥青基碳纤维和85%至75%的PAN系碳纤维。
文档编号A63B53/10GK103041558SQ201210388408
公开日2013年4月17日 申请日期2012年10月12日 优先权日2011年10月12日
发明者长谷川宏, 中野贵次 申请人:邓禄普体育用品株式会社