專利名稱：高爾夫桿頭和高爾夫球桿的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種木桿式(wood type)高爾夫(球)桿頭和一種高爾夫球桿。更具體地，本發明涉及一種包括兩個或多個部件的高爾夫桿頭和一種具有這種高爾夫桿頭的高爾夫球桿。
背景技術：
通常高爾夫桿頭是由金屬制成的木桿式中空高爾夫桿頭。這種木桿式高爾夫桿頭具有大的體積，從而允許增大球桿面面積以形成大的甜蜜點。因此，目前往往傾向于使高爾夫桿頭具有更大的體積。另一方面，當高爾夫桿頭做成較大時，該高爾夫球桿頭的重量增加，并且在揮桿時難以揮擊。因此有必要使高爾夫桿頭做得較輕。為了滿足較大體積和較輕重量這兩個相矛盾的要求，提出了一種使用輕質金屬例如鈦或者鈦合金制造的中空的金屬制木桿式高爾夫桿頭(例如參照特開JP2002-186691和JP2002-315855A)。
用這種輕質金屬制造的中空木桿式高爾夫桿頭滿足對較大體積和較輕重量的矛盾的要求。但是，使用特種金屬例如鈦或者鈦合金使得材料本身成本高，因此存在高爾夫桿頭的成本升高的問題。此外，還存在加工性能以及根據高爾夫桿頭的部分改變所使用的材料的設計自由度受到限制的問題。
因此提出了一種使用除了輕質金屬以外的復合材料的高爾夫桿頭(例如參照特開JP2001-190719A和JP11-290488A)。在JP2001-190719A中，通過將一復合材料預浸坯料(プリプレグ)放在一成形模中來制造一種復合材料的高爾夫桿頭。此外，在JP11-290488A中，形成一種金屬基體復合材料，其中，長纖維層壓(疊層)在金屬基體上，并將該金屬基體復合材料用于球桿面表面。
但是，如在JP2001-190719A中將復合材料預浸坯料放在一成形模中的一體成形法中，存在制造繁瑣并且制造工序復雜的問題。此外，還存在不能獲得足夠的反彈性(回彈性能)的問題。
另一方面，如在JP11-290488A中通過焊接進行接合的方法中，存在不能獲得足夠的反彈性和耐久性的問題。此外，還存在當接合由不同類型的金屬形成的部件時不能進行焊接的問題。從而必須通過機械緊固方法來接合部件，而這將導致成本增加。
發明內容
本發明是為了解決上述問題而提出的。本發明的一個目的在于提供一種具有高水平的反彈性和耐久性，在反彈性和耐久性之間保持良好平衡，并且制造成本低的高爾夫桿頭，以及具有這種高爾夫桿頭的高爾夫球桿。
本發明提供一種高爾夫桿頭，它包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件上的接合部，其特征在于在將用于所述外殼構成部分的部件的等效剛度定義為該部件的厚度與沿所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向的該部件的彈性模量的乘積時，所述桿頭冠部部件的等效剛度小于等于用于所述桿頭底部的桿頭底部部件的等效剛度的0.8倍。
可用于等效剛度的桿頭冠部部件是用在如下一個桿頭冠部的區域的部件，即，該區域位于沿著與桿頭面部連接的桿頭冠部的連接邊緣并距離該連接邊緣50mm以內，并且其表面積占桿頭冠部的總表面積的5％或更大。可用于等效剛度的桿頭底部部件是用在如下一個桿頭底部的區域的部件，即，該區域位于沿著與桿頭面部連接的桿頭底部的連接邊緣并距離該連接邊緣50mm以內，并且其表面積占桿頭底部的總表面積的5％或更大。
優選地，用所述接合部接合在一起的部件是由彼此不同的材料形成。還優選地，用所述接合部接合在一起的部件由從金屬、纖維強化金屬(FRM)、金屬基體復合材料(MMC)、纖維強化塑料(FRP)和陶瓷基體復合材料(CMC)中選出的一種材料形成。在該情況下，桿頭冠部部件例如由纖維強化塑料(FRP)形成。
本發明還提供一種高爾夫桿頭，它包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部，其特征在于所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中，所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的層的數目占所述疊層總數的50％或更多。
本發明還提供一種高爾夫桿頭，它包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部，其特征在于所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中，所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的層的強化纖維質量占所述疊層的全部的強化纖維質量的50％或更多。
對于上述“45-90度的纖維取向角”，纖維取向角是以絕對值表示。更具體地，45至90度的纖維取向角實際上落在相對于打擊面所朝向的方向成-45至-90度的范圍內或者+45至+90度的范圍內。優選地，纖維取向角大于等于45度且小于90度。其中，包括+45度和-45度，但是不包括+90度和-90度。
桿頭冠部部件還可以由一種織物狀交叉預浸坯料的材料構成，其中強化纖維的取向沿兩個不同的方向，即兩個不同的取向角，例如-45度和+45度。
優選地，在將用于所述外殼構成部分的部件的等效剛度定義為該部件的厚度與沿所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向的該部件的彈性模量的乘積時，所述桿頭冠部部件的等效剛度小于等于用于所述桿頭底部的桿頭底部部件的等效剛度的0.8倍。
此外，所述桿頭冠部部件由纖維強化金屬(FRM)或纖維強化塑料(FRP)形成。
優選地，相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的所述至少兩層形成交叉層，其中，強化纖維相對打擊面所朝向的方向以各層彼此不同的方向傾斜。優選地，強化纖維的交叉角度大約為直角(85-95度)。
本發明還提供一種高爾夫桿頭，它包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部，其特征在于所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且，在將用于所述外殼構成部分的部件的等效剛度定義為該部件的厚度與沿所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向的該部件的彈性模量的乘積時，所述桿頭冠部部件的等效剛度小于等于用于所述桿頭底部的桿頭底部部件的等效剛度的0.8倍。
此外，本發明還提供一種具有高爾夫桿頭、高爾夫球桿身和握把的高爾夫球桿，其特征在于所述高爾夫桿頭包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部；并且，所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中，所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且例如在所述桿頭冠部部件中相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的層的數目占所述疊層總數的50％或更多。
最后，本發明還提供一種具有高爾夫桿頭、高爾夫球桿身和握把的高爾夫球桿，其特征在于所述高爾夫桿頭包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部；并且，所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中，所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且在所述桿頭冠部部件中相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的層的強化纖維質量占所述疊層的全部的強化纖維質量的50％或更多。
圖1是本發明的高爾夫桿頭的分解透視圖；圖2是本發明的高爾夫桿頭的分解透視圖；圖3A是本發明的高爾夫桿頭的透視圖，圖3B是具有如圖3A所示的高爾夫桿頭的高爾夫球桿的透視圖；圖4A和4B是說明本發明的高爾夫桿頭的桿頭冠部部件的圖；圖5A和5B是清楚地說明當用該高爾夫球桿擊打高爾夫球時所引起的變形的圖；圖6A至6C是示出高爾夫球的后旋率隨桿頭冠部等效剛度變化的圖；圖7A至7C是示出高爾夫球的擊飛(打出)角度隨桿頭冠部等效剛度變化的圖；圖8A至8C是示出高爾夫球的初始速度隨桿頭冠部等效剛度變化的圖形；圖9是說明高爾夫桿頭的桿頭冠部部件的纖維取向角的圖；圖10是示出本發明的高爾夫桿頭的制造方法的流程圖。
具體實施例方式
下面說明根據本發明的實施例的高爾夫桿頭和高爾夫球桿。圖1和圖2是本發明的高爾夫桿頭1的分解透視圖。圖3A是本發明的高爾夫桿頭1的透視圖，圖3B是具有高爾夫桿頭1的本發明的高爾夫球桿4的透視圖。如圖3A所示，本發明的高爾夫桿頭1是一具有桿頭冠部11、側部21、桿頭底部31、桿頸接口(hosel)部51和桿頭面部41作為外殼構成部分的中空高爾夫桿頭。
如圖3B所示，高爾夫球桿4具有高爾夫桿頭1、桿身6和握把(握柄)8。該高爾夫桿頭1設置在桿身6的一端，而握把8設置在桿身6的另一端。
在此將用于高爾夫桿頭1的外殼構成部分的構件稱為部件。例如，當桿頭冠部11使用獨立的構件來形成時，構成該桿頭冠部11的構件稱為桿頭冠部部件。類似地，形成桿頭面部41的構件稱為面部部件，形成桿頭底部的構件稱為桿頭底部部件。但是，當例如側部21和桿頭底部31通過模制一體成形時，術語“桿頭底部部件”是指該一體成形的構件中的對應于桿頭底部31的部分。此外，之后添加的構件不包括在這些部件中。而且，可用于獲得下述的等效剛度比的桿頭冠部部件是用在如圖4A和4B中所示的具有陰影的區域(區域R1、R2、R3)的部件。這種構造將在下面說明。
如圖1所示，在桿頭冠部11、側部21、桿頭底部31、桿頸接口部51和桿頭面部41中，桿頭冠部11和桿頭面部41分別由一獨立的桿頭冠部部件10和一獨立的面部部件40構成。另一方面，側部21、桿頭底部31和桿頸接口部31由一體模制成形的高爾夫桿頭主體60構成。桿頭冠部部件10、面部部件40和高爾夫桿頭主體60分別是構成中空高爾夫桿頭的獨立的外殼構成部件。通過將這些外殼構成部件接合在一起而構成了高爾夫桿頭1。
面部部件40和高爾夫桿頭主體60由金屬例如鈦或者鈦合金形成，而桿頭冠部部件10由碳纖維強化塑料(CFRP)形成。桿頭冠部部件10按如下方法制造將碳纖維作為強化(加固)纖維層疊例如3-7層，使其從一層至另一層的取向角相對于打擊面(桿頭面部)所朝向的方向在45-90度的范圍內改變，用環氧樹脂等浸漬如此獲得的疊層體并然后使其干燥，得到預浸坯料，按照桿頭冠部51的展開輪廓切割該預浸坯料，將該切割后的預浸坯料模制成桿頭冠部51的形狀并使其固化。因此，如圖1和圖2所示，桿頭冠部部件10近似彎曲成部分球面的形狀。對桿頭冠部部件10的厚度沒有特別限定，可以使用保持在擊球時可承受沖擊的強度的任一厚度。桿頭冠部部件10的優選厚度典型地為0.3至2.0mm。對桿頭冠部部件10的質量沒有特別限定，但是優選地桿頭冠部部件10的質量為整個高爾夫桿頭1的質量的3-10％。
在將桿頭冠部等效剛度定義為桿頭冠部部件10沿桿頭面部41的高爾夫球打擊面所朝向的方向的彈性模量(楊氏模量)與該桿頭冠部部件10的厚度的乘積，而桿頭底部等效剛度定義為桿頭底部31沿桿頭面部41的高爾夫球打擊面所朝向的方向的彈性模量與該桿頭底部31的厚度的乘積時，桿頭冠部等效剛度小于等于桿頭底部等效剛度的0.8倍。
在將高爾夫桿頭1置于水平基準面上的通常擊球準備位置(置于通常位置上作好擊球準備)時，上述彈性模量被定義為如下所述。
即，假定存在這樣一個平面，該平面沿著當將高爾夫桿頭1置于水平基準面上的通常擊球準備位置時桿頭面部的打擊面所朝向的方向延伸，即，同時垂直于基準面和打擊面，此時，彈性模量的值為沿著上述平面和桿頭冠部部件的交線所在的方向而獲得的彈性模量值。
上述打擊面所朝向的方向是指這樣一種方位角方向，即，當垂直于基準面從上向下觀看置于通常擊球準備位置的高爾夫桿頭1時，在平行于該基準面的一平面中的打擊面的朝向。所謂“置于通常擊球準備位置”在此處是指使高爾夫桿頭1根據球位角度(lie angle)作好擊球準備，使得當垂直于該基準面從上向下觀看高爾夫球桿時，高爾夫球桿身的中心軸線與高爾夫桿頭面部的桿頭前緣彼此平行，即，面部角度(face angle)為零。所謂“根據球位角度作好擊球準備”在此處是指設置成使得作為高爾夫桿頭的底表面的桿頭底部的圓面與基準面之間的間隙在桿頭趾部側至跟部側處基本上不發生變化(相等)。如果桿頭底部的圓面不明顯，則可以將高爾夫桿頭設置成使得在打擊面上形成的劃線(score line)與基準面平行。如果桿頭底部的圓面不明顯，并且劃線因為不是直線而難以確定是否與基準面平行等情況下，這時使用下述公式設置球位角度球位角度(度)＝(100-球桿長度(英寸))。例如，球桿長度為44英寸時，球位角度為100-44＝56度。
球桿長度通過由(社團法人)日本高爾夫用品協會所制訂的測定法進行測量。可使用的測量儀器包括由株式會社鴨下精衡所制造的球桿測量儀II。
如后所述，為了有效地改變高爾夫球的初始彈道特性，在如上所述的定義下所獲得的桿頭冠部等效剛度與桿頭底部等效剛度之比(等效剛度比)，即桿頭冠部等效剛度/桿頭底部等效剛度，可以為小于或等于0.8的值。通過如此將桿頭冠部等效剛度設置成小于等于桿頭底部等效剛度的0.8倍，可以減小在使用打擊面打擊高爾夫球時該高爾夫球的后旋率，并增大擊飛角度。
圖5A和5B是用容易理解的方式來解釋如何用高爾夫球桿打擊高爾夫球的說明圖。如圖5A所示，當打擊高爾夫球B時，該高爾夫球的沖擊力作用在桿頭面部41的打擊面上，并且該沖擊力被傳遞至桿頭冠部和桿頭底部。這時考慮由于該沖擊力所產生的桿頭冠部和桿頭底部的剪切變形，由于桿頭冠部等效剛度小于等于桿頭底部等效剛度的0.8倍，所以桿頭冠部的剪切變形大于桿頭底部的剪切變形。桿頭面部41的高爾夫球打擊面在形成一較大的球桿面傾角(loft angle)的方向上輕微變形。當受到高爾夫球沖擊時，打擊面的變形對高爾夫球的后旋率和高爾夫球的擊飛角度產生影響。
圖6A至6C示出當桿頭底部等效剛度保持恒定(113GPa·mm)而桿頭冠部等效剛度變化時(高爾夫球的)后旋率在球桿頭速度為34m/s、40m/s、46m/s下的變化情況。如圖6A至6C所示，盡管變化量根據球桿頭速度而不同，但是可以得知在每一情況下后旋率由于桿頭冠部等效剛度降低而減小。
另一方面，圖7A至7C示出當桿頭底部等效剛度保持恒定(113GPa·mm)而桿頭冠部等效剛度變化時(高爾夫球的)擊飛角度在球桿頭速度為34m/s、40m/s、46m/s下的變化情況。如圖7A至7C所示，盡管變化量根據球桿頭速度而不同，但是可以得知在每一情況下擊飛角度由于桿頭冠部等效剛度降低而增大。
圖8A至8C示出當桿頭底部等效剛度保持恒定(113GPa·mm)而桿頭冠部等效剛度變化時高爾夫球的初始速度在球桿頭速度為34m/s、40m/s、46m/s下的變化情況。如圖8A至8C所示，可以得知在每一情況下都存在使高爾夫球的初始速度為最大值的桿頭冠部等效剛度的值。
為了實現具有上述桿頭冠部等效剛度的部件，可適當地采用包含纖維強化塑料(FRP)材料的復合材料，例如在其中結合了碳纖維作為強化纖維的碳纖維強化塑料(CFRP)材料。該復合材料可以制造成如表1中所示的具有7或者3層，并可以具有基準值的0.37-5.63倍范圍內的任意值的等效剛度。在這方面，基準值是以如下方法所獲得的一種5層復合材料的等效剛度的值，即，通過將4層碳纖維強化塑料材料層壓，使得其取向角相對于預定基準方向交替地成+45度和-45度，并將一具有相對于預定基準方向成90度的取向角的碳纖維強化塑料材料作為最上層疊置在前面形成的疊層上。至于基準方向，當高爾夫桿頭被置于該基準面上的通常擊球準備位置時，該高爾夫桿頭的打擊面被定向在一規定的方向(方位角的方向)上，該方向(方位角的方向)即作為基準方向。因為桿頭冠部部件是彎曲的，因此，更具體地，該基準方向可被定義為桿頭冠部部件和垂直于所述基準面并沿打擊面的朝向方向延伸的平面的交線所在的方向。下面將取向角理解為相對于如上所述的該基準方向而設置的角度。
現在參考表1，形成各具有例如0°或者90°的取向角的3層疊層構成的部件，使得層從最下層至最上層依次具有90°、0°和90°的取向角。形成各具有例如+60°、-60°或者90°的取向角的7層疊層構成的部件，使得層從最下層至最上層依次具有+60°、-60°、+60°、-60°、+60°、-60°和90°的取向角。通過將如表中所示的這種復合材料用于桿頭冠部部件10來制造高爾夫桿頭1，并進行高爾夫球打擊試驗以測量高爾夫球的初始彈道特性，就可以獲得如圖6A-6C、7A-7C、8A-8C中所示的曲線。
表1
對構成桿頭冠部的纖維強化塑料(FRP)層的數目沒有特別地限制。通常，層疊2-10層，優選地層疊3-7層。通過將層數保持在該范圍內，可以在反彈性和耐久性之間保持良好平衡。此外，纖維強化塑料(FRP)的疊層形成為使得疊層(數)的50％或更多層包含有強化纖維，其中強化纖維取向角相對于基準方向(取向角為0度的方向)成45度至90度。如果多層疊層的FRP層厚度不同，則在包含有取向角為45度至90度的強化纖維的疊層中的強化纖維的質量可以占所有疊層中的強化纖維的質量的50％或更多。
此外，優選地包含在纖維強化塑料(FRP)中的強化纖維的彈性模量等于或小于35×103kgf/mm2。通過將彈性模量保持在該范圍內就可以獲得足夠的耐久性。在下表2中，各種合金材料的等效剛度值表示為相對上述基準值的比值。與上述包含碳纖維強化塑料材料的疊層復合材料的相比，該合金材料的等效剛度值通常較大。
根據本發明，桿頭冠部部件的疊層中的至少兩層具有相對于高爾夫桿頭的打擊面所朝向的方向成45-90度范圍內的強化纖維的取向角(纖維取向角)。應當指出，對于上述“45-90度范圍內的強化纖維的取向角”，取向角的大小以絕對值表示。更具體地，45至90度范圍內的取向角實際上落在相對于打擊面所朝向的方向成-45至-90度的范圍內或者+45至+90度的范圍內。優選地不包括90度的取向角(即+90度和-90度)。通過將取向角設置為大于等于45度但是小于90度，可以改善反彈性和耐久性之間的平衡。圖9示出相對于打擊面所朝向的方向D的桿頭冠部部件中強化纖維的取向角的范圍R4。在本發明中，桿頭冠部部件還可以由一種織物狀交叉預浸坯料的材料構成，其中纖維強化塑料層中包含的強化纖維沿兩個不同的方向，即例如取向角為-45度和+45度的兩個不同的取向角。在這種情況下，由這種材料形成的層被視為具有兩層結構。
表2
高爾夫桿頭主體60是一體地形成側部21、桿頭底部31和桿頸接口部51的一體模制成形部件，并通過例如澆鑄鈦合金而制成。如圖1和圖3所示，構成側部21的側面具有與木桿式高爾夫桿頭的側表面相對應的朝外側鼓凸出的彎曲形狀。另一方面，從側部21的上邊緣延伸設置的重疊寬度部20a具有與桿頭冠部11的外周邊緣相對應的朝外側鼓凸出的彎曲形狀。在重疊寬度部20a的上表面上，形成有由粘合劑例如環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸類樹脂或者氰基丙烯酸酯樹脂構成的厚度為0.03至1.5mm的粘合劑層(未示出)。重疊寬度部通過該粘合劑層而粘結到桿頭冠部部件10的下面，構成接合部。可以不用粘合劑而代之以在該重疊寬度部20a上形成樹脂膜來構成該粘結層。可形成的樹脂膜包括熱塑性樹脂膜，例如，聚氨酯樹脂、尼龍樹脂、改性尼龍樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚偏二氯乙烯樹脂、乙基纖維素樹脂、和醋酸纖維素樹脂等。如下所述，可以用類似的方法將上述粘合劑和樹脂膜制備成用于粘結在重疊寬度部40a上的粘結層。
對側部21的厚度沒有特別的限制，只要該厚度使得側部能在擊球時承受沖擊就可以。優選地側部21的厚度通常為0.5-2.0mm。
如圖1和圖3所示，構成桿頭底部31的面具有與木桿式高爾夫桿頭的底面相對應的朝外側鼓凸出的彎曲形狀。對桿頭底部31的厚度沒有特別的限制，只要該厚度使得桿頭底部能在擊球時承受沖擊就可以。優選地桿頭底部31的厚度通常為1.0-3.0mm。
面部部件40通過下述方法構成，即，按照在其上邊緣上有重疊寬度部40a的高爾夫桿頭1的桿頭面部41的展開輪廓來對鈦或者鈦合金板進行切邊(trimming)，并對切邊后的板進行擠壓以形成桿頭面部41和重疊寬度部40a。如圖1和圖3所示，構成桿頭面部41的表面基本上是平坦的，與木桿式高爾夫桿頭的打擊面相對應。
在該實施例中，面部部件40包括重疊寬度部40a，而桿頭冠部部件或者桿頭底部部件也可包括這種重疊寬度部。此外，如圖2所示，盡管與桿頭冠部部件接合的重疊寬度部20a和40a沿桿頭冠部部件的整個外周延伸，但是也可以在桿頭冠部部件的部分外周，例如在其一個邊緣上設置重疊寬度部。即使是在該情況下，也可以確保在下述的反彈性和耐久性之間保持平衡，以使得上述構形為本發明的一個實施例。
從桿頭面部41的上邊緣延伸的重疊寬度部40a具有與桿頭冠部11的外周對應的朝外側鼓凸出的彎曲形狀。此外，重疊寬度部40a的兩端形成為具有與側部部件20的重疊寬度部20a的兩端的形狀相一致的形狀。從而該重疊寬度部40a與重疊寬度部20a一起形成連續曲面。在重疊寬度部40a的上表面形成一例如環氧樹脂、聚氨酯樹脂、丙烯酸類樹脂或者氰基丙烯酸酯樹脂的厚度為0.03至1.5mm的粘合劑層(未示出)，以用于粘結。該重疊寬度部通過該粘合劑層粘結至桿頭冠部部件10的下面，構成接合部。當然，也可以如上所述通過形成樹脂膜來制備該粘結層。當用金屬形成的桿頭面部41擊球時可以發出清脆的聲音。
面部部件40的下端面與兩側面上沒有形成重疊寬度部。對面部部件40的厚度沒有特別限制，只要該厚度能使得該面部部件在擊球時可以承受沖擊就可以。優選地該面部部件40的厚度通常為1.5-4.0mm。面部部件40的下邊緣和桿頭底部31的前面形成為具有彼此一致的形狀。面部部件40的下邊緣和桿頭底部31的前面通過例如焊接接合在一起。該面部部件40的左右邊緣和高爾夫桿頭主體60的側部21的左右邊緣形成為具有彼此一致的形狀。面部部件40的左右邊緣和側部21的左右邊緣通過例如焊接接合在一起。
應當指出，構成高爾夫桿頭主體60的桿頭底部31、側部21和桿頸接口部51也可以設置成分開的獨立部件。例如，可以使用這種方法，其中，將單個鈦或者鈦合金板根據展開圖進行切邊并進行擠壓，以形成桿頭底部部件和側部部件。該桿頭底部部件、側部部件和獨立形成的桿頸接口部件通過焊接各部件的邊界部分或者通過將從各部件的外周邊緣延伸設置的重疊寬度部粘結在一起而彼此形成為一體。
如圖2所示，通過將由包含(碳纖維強化的)碳纖維強化塑料(CFRP)的復合材料形成的桿頭冠部部件10利用粘合劑粘結在由鈦或者鈦合金形成的高爾夫桿頭中間體101上，來制造高爾夫桿頭1。
在上述實施例中，桿頭冠部部件10和桿頭底部部件31分別由一種材料形成。但是，也可以分別使用兩種或者多種材料來形成。在該情況下，可用于獲得等效剛度比的桿頭冠部部件是用在如下一個桿頭冠部11的區域的部件，即，該區域位于沿著與桿頭面部41連接的桿頭冠部11的連接邊緣并距離該連接邊緣50mm以內，并且其表面積占桿頭冠部11的總面積的5％或更大。可用于獲得等效剛度比的桿頭底部部件是用在如下一個桿頭底部的區域的部件，即，該區域位于沿著與桿頭面部41連接的桿頭底部的連接邊緣并距離該連接邊緣50mm以內，并且其表面積占桿頭底部的總面積的5％或更大。
桿頭冠部的總表面積是由分別與側部、桿頭面部和頸部連接的該桿頭冠部的邊緣所包圍的部分的面積，并且該連接邊緣可以根據該表面內的曲線的半徑的變化而得知。類似地，桿頭底部的總表面積是由分別與側部和桿頭面部連接的該桿頭底部的邊緣所包圍的部分的面積。如果由于在高爾夫桿頭的外表面上的涂裝(涂漆)而使得該桿頭冠部不明顯，則可以分解該高爾夫桿頭，從內側檢查接合部，從而發現側部、桿頭冠部和桿頭底部的邊緣。在桿頭冠部不明顯的情況下，也可以在將高爾夫桿頭置于水平基準面上的通常擊球準備位置、垂直于水平基準面地從上向下看高爾夫球桿時，將減去打擊面以后的投影面積視作該桿頭冠部的總表面積。
下面參考圖4A和4B所示的高爾夫桿頭對上述桿頭冠部部分進行更為詳細的說明。在該方面，對桿頭底部部件作類似的定義。
圖4A所示的高爾夫桿頭的桿頭冠部部件由一種材料例如合金或復合材料形成，而圖4B所示的高爾夫桿頭的桿頭冠部部件由包括合金和復合材料的兩種不同的材料形成。
在圖4A所示的高爾夫桿頭的情況下，可用于獲得根據本發明的所述等效剛度比的桿頭冠部部件是用在如下一個桿頭冠部11的區域(帶陰影的區域R1)的部件，即，該區域位于沿著與桿頭面部41連接的桿頭冠部11的連接邊緣E并距離該連接邊緣50mm以內，并且其表面積占桿頭冠部11的總面積的5％或更大。在圖4B所示的高爾夫桿頭中，在區域R2中形成由兩種不同材料形成的層(例如，一由鈦合金構成的作為下層的層，和一由五層纖維強化塑料材料的疊層構成的作為上層的層)，而區域R3由一種材料構成(即，例如由五層纖維強化塑料材料的疊層構成的層形成)。在后一種高爾夫桿頭的情況下，可用于獲得根據本發明的等效剛度比的桿頭冠部部件是用在區域R2和位于沿著與桿頭冠部11的連接邊緣并距離該連接邊緣50mm以內的桿頭冠部11的區域(圖4A的區域R1)重疊的部分，其中，該重疊部分的表面積占桿頭冠部11的總表面積的5％或更大。類似地，與區域R1重疊的區域R3的部分中所用的部件，在該重疊部分的表面積占桿頭冠部11的總表面積的5％或更大時，也被視作可用于獲得根據本發明的等效剛度比的桿頭冠部部件。因此，在具有圖4B所示的這種桿頭冠部部件的高爾夫桿頭中，有時能確定多個可用于獲得等效剛度比的桿頭冠部部件。對于桿頭底部部件也是如此，有時能確定兩個或多個部件。在這種情況下，只要將如此確定的桿頭冠部部件中的任一個與如此確定的桿頭底部部件中的任一個的組合起來使得到的等效剛度比小于等于0.8即可。換句話說，在如上述確定的由纖維強化塑料層構成的桿頭冠部部件、由金屬或合金構成的桿頭冠部部件以及由纖維強化塑料層和合金的疊層構成的桿頭冠部部件的示例性情況下，只要分別求出的以上任一個桿頭冠部部件的等效剛度與桿頭底部的等效剛度的比小于等于0.8即可。
下面說明一種根據該實施例的高爾夫桿頭1的制造方法。圖10是示出根據該實施例的高爾夫桿頭1的制造方法的流程圖。在制造根據該實施例的高爾夫桿頭1時，首先通過澆鑄鈦合金，例如Ti-6-4合金，來制造一體地形成有側部和桿頭底部的高爾夫桿頭主體60(步驟1)。在制造了高爾夫桿頭主體60后，將桿頭面部部件40通過例如焊接而接合到高爾夫桿頭主體60的桿頭面部41上(步驟2)。由此可獲得其中桿頭面部部件40被焊接到高爾夫桿頭主體60上的高爾夫桿頭中間體101。
桿頭冠部部件10與高爾夫桿頭中間體101的制造并列進行。首先制備碳纖維強化塑料(CFRP)板/片(下面稱作“CFRP板”或者“碳板”)以制造桿頭冠部部件10。將該CFRP板切制成具有所期望的纖維取向的形狀。例如，在該實施例中，將該板切制成在桿頭冠部部件10展開時所具有的形狀。然后層疊3至7層具有45-90度的纖維取向的CFRP板，從而獲得桿頭冠部部件10。
接著，將如此形成的桿頭冠部部件10放在一個具有與桿頭冠部部件10的最終形狀對應的曲面的模具內，并在預定溫度和預定壓力下固化以粘結該部件自身(步驟3)。在該粘結工序中，桿頭冠部部件保持在例如155℃下15分鐘并同時施加一3-8kg/cm2的內部壓力而在一內部壓力下模制成形，然后進一步在135℃的溫度下保持一個小時進行后固化。在本實施例中，構成用于形成桿頭冠部部件10的CFRP的基體的樹脂，例如環氧樹脂、聚氨酯樹脂，丙烯酸類樹脂或者氰基丙烯酸酯樹脂用作粘合劑。從而通過上述工序獲得一未涂裝的高爾夫桿頭。
通過使用CFRP板形成桿頭冠部11，不僅高爾夫桿頭1的上部可以制成較輕，而且也可以降低高爾夫桿頭1的重心。此外，通過使用CFRP板形成桿頭冠部11以從而調整桿頭冠部11的彈性模量，可以提供各種允許改變被擊出的高爾夫球的回彈系數的高爾夫桿頭。此外，可以容易地且以低成本制造具有包括具有復雜曲面的桿頭冠部的各種不同形狀的桿頭冠部11的高爾夫桿頭。而且，如后所述，可以提供具有高耐久性例如抗沖擊性和耐環境性的桿頭冠部的高爾夫桿頭。
在將桿頭冠部部件10粘結至高爾夫桿頭中間體101上之前，優選地對重疊寬度部20a和40a的各表面、以及被粘結至其上的桿頭冠面部件10的外周邊緣的下表面進行表面粗糙化處理，例如噴砂(ブラスト)處理。通過在待接合到一起的表面上進行表面粗糙化處理可以形成具有高機械強度的接合部。
用于粘結各部件的粘合劑例如有環氧樹脂、聚氨酯樹脂，丙烯酸類樹脂或者氰基丙烯酸酯樹脂。優選地，由粘合劑、桿頭冠部部件10的待粘結部分以及重疊寬度部20a和40a形成的接合部具有大于等于200kgf/cm2的拉伸剪切強度。更優選地，當在溫度為50℃和相對濕度為95％的環境下放置兩周之后，接合部具有大于等于200kgf/cm2的拉伸剪切強度。通過形成具有大于等于200kgf/cm2的拉伸剪切強度的接合部，可以獲得具有優異的耐久性的高爾夫桿頭。
例如，利用將重疊寬度部20a和40a的寬度設置為5-20mm或者將重疊寬度部20a和40a的面積設置為1500-4500mm2的方法，可以獲得具有上述拉伸剪切強度的接合部。
使用砂紙等對如此形成的高爾夫桿頭1進行去毛刺處理(步驟4)。在根據預定的圖案進行涂裝前涂敷底漆如尼龍(步驟5)。由此獲得如圖3中所示的最終產品的高爾夫桿頭1。
該實施例的高爾夫桿頭1具有一中空結構，如圖1所示。通過使該高爾夫桿頭中空，可以使該高爾夫桿頭本身的質量輕。此外，通過粘結薄板狀的金屬和各種復合材料，可以容易地制造高爾夫桿頭。在該實施例中使用由CFRP構成的部件作為桿頭冠部部件10，并優選地通過使用一種由纖維強化塑料(FRP)構成并占該高爾夫桿頭總質量的大于等于4％的部件和一種由金屬材料構成的部件來構成該高爾夫桿頭。此外，構成該高爾夫桿頭的各種部件也可以通過使用纖維強化塑料(FRP)和金屬材料來構成。通過使用一種占該高爾夫桿頭總質量的大于等于4％(質量比)的由FRP構成的部件，可以同時實現使該高爾夫桿頭具有較大體積和較輕的重量，并且，可以有效地調整被擊出的高爾夫球的初始彈道特性，即，初始速度、擊飛角度、后旋率等。為了獲得有效的調整，更優選地質量比為4-48％。
如上所述，本發明的高爾夫桿頭1是通過分別制造桿頭冠部部件10、具有側部21、桿頭底部31和桿頸接口部51的高爾夫桿頭主體60以及面部部件40并將它們接合在一起而構成。因此可以選擇各部件的厚度。在擊球時不直接受到沖擊力作用的結構部，例如側部21和桿頭底部31，可以模制成形為較薄。從而，與通過一體成形的傳統的高爾夫桿頭相比，高爾夫桿頭1可以獲得更大的重量余地，并且可使得設計自由度更大。
另一方面，側部21和面部部件40的外周邊緣分別形成有重疊寬度部20a和40a。在該重疊寬度部20a和40a上涂敷粘合劑。然后，通過粘結將包括高爾夫桿頭主體60和桿頭面部件40的高爾夫桿頭中間體101與桿頭冠部部件10接合在一起，其中，高爾夫桿頭主體60由一體成形的側部21、桿頭底部31和桿頸接口部51構成。由粘合劑層(粘結層)、以及在其間夾著粘結層的桿頭冠部部件10和重疊寬度部20a和40a所形成的接合部的面積比通過焊接或者螺紋聯接時更大。此外，在整個接合部都有較薄部分，而其厚度不會不連續地變厚。從而擊球時應力得到分散而不產生應力集中。此外，粘合劑本身起到緩沖材料的作用，因此該粘合劑層吸收擊球時的沖擊。因此，即使所使用的板料的厚度減小，也可以獲得足夠的機械強度。
因此在保持機械強度的同時可以將高爾夫桿頭1制造得較輕，高爾夫桿頭的體積可以增加至300-580cc，同時將其重量保持為基本上與傳統的高爾夫桿頭相同，并且可以將甜蜜點的面積制成較大。此外，盡管在該實施例中說明了這樣一個例子，其中，高爾夫桿頭1通過結合兩種材料，即，鈦或鈦合金作為金屬，而CFRP作為復合材料，但是高爾夫桿頭并不限于這種結構。例如，可以有多個具有接合部的部件，并且待接合在一起的部件可以由同一種材料或者不同材料形成。此外，可以使用不同材料來形成桿頭冠部部件、側部部件、桿頭底部部件、桿頭面部部件和桿頸接口部部件，并使用粘合劑將它們接合到一起。從而通過使用由彼此不同的材料例如在各個結構部分中使用不同類型的金屬來形成部件，可以實現更大的設計自由度，或者甚至可提供具有新特性的高爾夫桿頭。
應當指出上述“不同類型的金屬”在純金屬的情況下是指種類彼此不同的金屬。而在合金的情況下，如果在比較的合金中比較兩合金共有的金屬元素的成分比，對分別從兩成分比中選出的較小的成分比加和而得到的百分比值小于20％時，則將兩種合金視為不同類型的金屬。例如，當比較6-4鈦合金(Ti∶Al∶V＝90∶6∶4)和15-5-3鈦合金(Ti∶Mo∶Zr∶Al＝77∶15∶5∶3)時，上述和值為80％(77+3)，因此6-4鈦合金和15-5-3鈦合金不能視為不同類型的金屬。
如上所述通過將部件粘結到一起而進行接合，因此，可以通過用粘合劑將使用不同類型的金屬而形成的部件接合在一起來制造高爾夫桿頭。換句話說，可以將不能通過焊接接合的不同金屬結合到一起來形成高爾夫桿頭。
此外，可以使用的復合材料包括從以下所述的組中所選擇的材料由Al2O3制成的強化纖維分散在由金屬制成的基體中的纖維強化金屬(FRM)、由碳纖維制成的強化纖維分散在由金屬制成的基體中的金屬基體復合材料(MMC)、由無機材料制成的強化纖維分散在由樹脂制成的基體中的纖維強化塑料(FRP)、和由SiC纖維制成的強化材料分散在由陶瓷制成的基體中的陶瓷基體復合材料(CMC)。
由于可以組合而使用具有各種不同特性的材料，因此可以實現更大的設計自由度。即，通過將具有特殊特性的材料用于合適的部分，可以提供一種具有諸如高爾夫球初始彈道特性、質心位置等各種特性的高爾夫桿頭。并且，使用成本低的材料作為合適的部分可以抑制制造成本升高。此外，因為使用粘合劑來接合不同復合材料，所以既不需要象在一體成形時使用的大型成形模具也不需要大型設備。因此可以提供一種能容易地制造并且成本低的高爾夫桿頭。
示例下面說明本發明的示例。通過下述方法制備試驗片和試驗頭。在進行環境試驗后，在試驗片上進行拉伸剪切試驗，并在試驗頭上進行實際打擊耐久性試驗。
1.制備試驗片通過使用用于高爾夫桿頭的Ti-6-4合金制的長100mm和寬25.4mm鈦合金板來制備試驗片。在兩個板上涂敷粘合劑，特別是在從其一端至距該端13mm處的區域上涂布粘合劑，并將該兩板接合成試驗片。使用環氧樹脂和丙烯酸類樹脂作為粘合劑。使用(TH01和TH03)或不使用(TH02和TH04)噴砂處理來制備該試驗片。
2.試驗頭(高爾夫桿頭)的制備制備如圖2所示的高爾夫桿頭作為試驗頭。使用CFRP板(碳板)形成如圖2所示的桿頭冠部部件10，并將其粘結至另外由Ti-6-4合金制造的高爾夫桿頭中間體101上，以制備如圖2所示的高爾夫桿頭。使用環氧樹脂和丙烯酸類樹脂作為粘合劑。使用(TH01-H和TH03-H)或不使用(TH02-H和TH04-H)噴砂處理來制備該試驗頭。在如此制備的試驗頭上安裝橫浜橡膠公司制造的TRX DUO M-40(商標名)高爾夫球桿所使用的高爾夫球桿桿身，以制作長度為45英寸的高爾夫球桿。
3.試驗方法將如上述制作的試驗片和高爾夫球桿暴露在溫度為50℃和相對濕度為95％的環境下0周或者2周。之后，使用各高爾夫球桿以50m/s的初始速度打擊高爾夫球，以使得高爾夫球可沖擊相關試驗頭的球桿面部中心上方10mm的位置。記錄試驗頭被高爾夫球沖擊的次數直至試驗頭被破壞。沖擊次數的最大數值設置為5000。所使用的高爾夫球是橫浜橡膠公司所生產的TR-X(商標名)高爾夫球。通過測量各試驗片的粘合強度(拉伸剪切強度)來評價試驗片。兩個試驗的結果分別如表3和表4中所示。
表3試驗頭耐久性試驗結果(初始高爾夫球速度50m/s)
打擊位置中心上方10mm處表4由Ti-6-4合金制成的鈦合金板的高溫度高濕度環境試驗結果(50℃，95％，0和2周)
由表3的結果可知，通過涂敷環氧樹脂粘合劑而粘結由CFRP板(碳板)形成的桿頭冠部部件的試驗頭TH01-H和TH02-H在5000次打擊后仍沒有發生變化，因此顯示出優異的耐久性。另一方面，在通過涂布丙烯酸類樹脂而粘結由CFRP板形成的桿頭冠部部件的試驗頭TH03-H和TH04-H的情況下，在進行第3000次打擊之前CFRP板就已剝落，因此可知這些試驗頭的機械強度不足。
此外，由表4的結果可知，試驗片TH01和TH02具有大于等于200kgf/cm2的拉伸剪切強度。而試驗片TH03和TH04具有小于200kgf/cm2的拉伸剪切強度。但是，還表明未進行噴砂處理的試驗片TH02和TH04與進行了噴砂處理的試驗片TH01、TH03和TH04相比，環境試驗值較差。因此證明優選地是要進行噴砂處理。
示例性實驗為了驗證使用各種材料中的任一種所形成的桿頭冠部部件10與高爾夫桿頭中間體101的粘結效果，進行了如下所述的實驗。即，制備了8種試驗頭(試驗高爾夫桿頭)，其中用于形成桿頭冠部部件10的材料、用于形成桿頭冠部部件10的復合材料中的強化纖維的取向角和將桿頭冠部部件接合至高爾夫桿頭中間體101的方法不同。在如此制備的試驗高爾夫桿頭上安裝橫浜橡膠公司制造的TRX-DUO M-40(商標名)高爾夫球桿所使用的高爾夫球桿桿身，以制作長度為45英寸的高爾夫球桿。調查各個試驗高爾夫桿頭的剛度值、反彈性和耐久性。試驗中所使用的高爾夫球是橫浜橡膠公司所生產的TR-X(商標名)高爾夫球。
制備了8種高爾夫桿頭CH01-CH05和FH01-FH03作為試驗高爾夫桿頭。用于形成各試驗高爾夫桿頭CH01-CH05和FH01-FH03的桿頭冠部部件的材料、用于形成桿頭冠部部件的復合材料中的強化纖維的取向角、剛度值和將桿頭冠部部件接合至高爾夫桿頭中間體的方法、回彈性試驗結果及耐久性試驗結果都在表5中示出。
強化纖維的取向角是基于以下假設設定的，即假設沿背部-面部方向(打擊面所朝向的方向或者被擊飛的高爾夫球的前進方向)的取向角是0度，而在趾部-跟部方向(與桿頭面部的表面平行的方向)的取向角是90度。此外，在示例1至示例4的桿頭冠部部件中，在所有的層疊碳板中，一半(數目)或更多具有相對于打擊面所朝向的方向成45-90度的取向角。而且，碳板中的碳纖維的彈性模量為24×103kgf/mm2，碳纖維的厚度為0.173mm。在該表中，符號“CFRP”表示碳纖維強化塑料，符號“AFRP”表示將芳族聚酰胺纖維作為強化纖維使用的芳族聚酰胺纖維強化塑料。表5中示出了當進行上述試驗時的結果。表5中的反彈性和耐久性在其值越大時越好。
表5
從表5中的結果可知，當對示例1-5(CH01-CH05)和比較例1(FH01)進行比較時，使用粘合劑粘接作為將桿頭冠部部件和高爾夫桿頭中間體接合在一起的方法的示例1-5的反彈性及耐久性均比使用焊接作為接合方法的比較例1優異。因此，反彈性及耐久性之間的均衡性良好。在示例1-5的各示例中，等效剛度比(桿頭冠部等效剛度/桿頭底部等效剛度)均小于0.8。在強化纖維的取向角設置為0度和90度的比較例2中，等效剛度比為0.90，高于示例1-5的各示例，并且僅獲得與比較例1中同樣低的反彈性及耐久性。在使用螺紋聯接作為接合方法的比較例3中，盡管等效剛度比率為0.11，而且反彈性相對于比較例1得到改善，但是耐久性顯著降低。此外，在其中不具有取向角為90度的強化纖維的示例1和3，與具有取向角為90度的強化纖維的示例2相比，在反彈性和耐久性方面均更優異。
此外，觀察示例1-4的結果可知，當大于等于50％(層數)的纖維強化板具有相對于打擊面所朝向的方向成45-90度的強化纖維的取向角時，反彈性和耐久性均良好，并且在反彈性和耐久性之間的平衡良好。反彈性試驗是在高爾夫球速度為160ft/s的條件下進行的。耐久性試驗是在高爾夫球速度為50m/s的條件下進行的，打擊點位置為桿頭面部的中心上方10mm處的位置。
以上具體說明了本發明的高爾夫桿頭和高爾夫球桿。但是本發明并不限于上述示例，并且顯然可以在不脫離本發明的范圍的情況下進行各種改良和變更。
工業實用性根據本發明，可以提供具有高標準的反彈性和耐久性，并且在反彈性和耐久性之間的平衡良好的高爾夫桿頭。
權利要求
1.一種高爾夫桿頭，包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件上的接合部，其特征在于在將用于所述外殼構成部分的部件的等效剛度定義為該部件的厚度與沿所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向的該部件的彈性模量的乘積時，所述桿頭冠部部件的等效剛度小于等于用于所述桿頭底部的桿頭底部部件的等效剛度的0.8倍。
2.根據權利要求1所述的高爾夫桿頭，其特征在于，用所述接合部接合在一起的部件是由彼此不同的材料形成。
3.根據權利要求1或2所述的高爾夫桿頭，其特征在于，用所述接合部接合在一起的部件由從金屬、纖維強化金屬(FRM)、金屬基體復合材料(MMC)、纖維強化塑料(FRP)和陶瓷基體復合材料(CMC)中選出的一種材料形成。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的高爾夫桿頭，其特征在于，所述桿頭冠部部件由纖維強化塑料(FRP)形成。
5.一種高爾夫桿頭，包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部，其特征在于所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中，所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的層的數目占所述疊層總數的50％或更多。
6.一種高爾夫桿頭，包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部，其特征在于所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中，所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的層的強化纖維質量占所述疊層的全部的強化纖維質量的50％或更多。
7.根據權利要求5或6所述的高爾夫桿頭，其特征在于，在將用于所述外殼構成部分的部件的等效剛度定義為該部件的厚度與沿所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向的該部件的彈性模量的乘積時，所述桿頭冠部部件的等效剛度小于等于用于所述桿頭底部的桿頭底部部件的等效剛度的0.8倍。
8.根據權利要求5至7中任一項所述的高爾夫桿頭，其特征在于，所述桿頭冠部部件由纖維強化金屬(FRM)或纖維強化塑料(FRP)形成。
9.根據權利要求5至8中任一項所述的高爾夫桿頭，其特征在于，相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的所述至少兩層形成交叉層，其中，強化纖維相對打擊面所朝向的方向向各層彼此不同的方向傾斜。
10.一種高爾夫桿頭，包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部，其特征在于所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且，在將用于所述外殼構成部分的部件的等效剛度定義為該部件的厚度與沿所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向的該部件的彈性模量的乘積時，所述桿頭冠部部件的等效剛度小于等于用于所述桿頭底部的桿頭底部部件的等效剛度的0.8倍。
11.一種具有高爾夫桿頭、高爾夫球桿身和握把的高爾夫球桿，其特征在于所述高爾夫桿頭包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部；并且，所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中，所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的層的數目占所述疊層總數的50％或更多。
12.一種具有高爾夫桿頭、高爾夫球桿身和握把的高爾夫球桿，其特征在于所述高爾夫桿頭包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于所述桿頭冠部的桿頭冠部部件接合到用于所述外殼構成部分的另一部件的接合部；并且，所述桿頭冠部部件由多個纖維強化材料的疊層構成，其中，所述疊層的至少兩層具有相對于所述桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45-90度的纖維取向角，并且相對于所述打擊面所朝向的方向的纖維取向角為45-90度的層的強化纖維質量占所述疊層的全部的強化纖維質量的50％或更多。
全文摘要
一種高爾夫桿頭和高爾夫球桿，該高爾夫桿頭包括包含桿頸接口部、桿頭面部、桿頭底部、桿頭冠部和側部的外殼構成部分，和將用于桿頭冠部的桿頭冠部部件粘接到用于外殼構成部分的另一部件的接合部，其中，當將等效剛度定義為用于外殼構成部分的部件的厚度與沿當擊打高爾夫球時桿頭面部所朝向的方向的該部件的彈性模量的乘積時，具有小于等于用于桿頭底部的桿頭底部部件的等效剛度的0.8倍的部件用作該桿頭冠部部件。該桿頭冠部部件由多個疊層的纖維強化材料層構成，疊層的至少兩層具有相對于桿頭面部的高爾夫球打擊面所朝向的方向成45－90度的纖維取向角。本發明的高爾夫球桿具有該高爾夫球桿頭。
文檔編號A63B53/04GK1720083SQ20038010529
公開日2006年1月11日 申請日期2003年12月8日 優先權日2002年12月6日
發明者森智朗, 中原紀彥, 三枝宏, 西澤洋 申請人:橫濱橡膠株式會社