有插入芯的輕擊棒型高爾夫球棍頭和制造方法

專利名稱：有插入芯的輕擊棒型高爾夫球棍頭和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造一種高爾夫球棍頭插入芯的方法。特別是，本發(fā)明涉及制造高爾夫球棍頭的有面板的聚合物插入芯的方法。
背景技術(shù)：
貫穿可以追溯到早至1457年的高爾夫球的歷史，已經(jīng)使用了各種技術(shù)來提高高爾夫球棍頭的打擊特性。至少早至1880年代已經(jīng)使用擊球部分有插入芯的高爾夫球棍頭，當(dāng)時在蘇格蘭制造包著皮面的鐵芯。1890年代的打高爾夫球者能夠買到杜仲膠面的輕擊棒。最近，高爾夫球業(yè)界中有創(chuàng)造力的天才們已經(jīng)提出由各種材料構(gòu)成的和有各種形狀的插入芯，以便給打高爾夫球的人提供良好的感覺和對高爾夫球更好的控制。
一個例子是Magerman等人在美國專利5,575,472號題目為“有面部插入芯的高爾夫輕擊棒頭和構(gòu)成它的方法”中公開的有STRONOMIC插入芯的ODYSSEYDUAL FORCE輕擊棒。Magerman等人的專利公開的輕擊棒頭有凹槽，在槽中灌入或插入樹脂材料。將樹脂固化接著研磨以便生產(chǎn)該輕擊棒。
另一個例子是有聚氨基甲酸酯材料組成的插入芯的ODYSSEYWHITE HOT輕擊棒。在美國專利6,238,302號題目為“有帶成整體突出物的插入芯的高爾夫球輥頭”中公開了該ODYSSEYWHITEHOT輕擊棒。
另一個例子是Pond的美國專利5,524,331號題目是“制造有成整體的插入芯的高爾夫球棍頭的一種方法”，它公開了在金屬的高爾夫球棍頭面的凹槽內(nèi)鑄造石墨-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料插入芯的一種方法。Pond專利的高爾夫球棍頭對準(zhǔn)的目標(biāo)是將重量從中心轉(zhuǎn)移出去和增加轉(zhuǎn)動慣量。
另一個例子是Schmidt等人的美國專利5,485,997號題目是“有加高的中間部分的面板插入芯的高爾夫輕擊棒頭”，它公開了有非金屬材料如彈性體組成的面板的輕擊棒頭。Schmidt等人專利的輕擊棒頭的整個結(jié)構(gòu)瞄準(zhǔn)的目標(biāo)是擴(kuò)大輕快點和提高周邊的重量。
還有一個例子發(fā)現(xiàn)在Baker等人的美國專利5,931,743號題目是“有高爾夫球擊打插入芯和桿在插入芯后的球棍頭的輕擊棒”，它公開了有中心桿和由熱塑聚氨基甲酸酯組成的插入芯的一種輕擊棒。另一個例子是Jepson等人的美國專利3,937,474號題目是“有聚氨基甲酸酯插入芯的高爾夫球輥”，它公開了一種木芯，在它的打擊面上有聚氨基甲酸酯組成的插入芯，聚氨基甲酸酯是由預(yù)聚物和固化劑封端的甲苯二異氰酸酯聚醚聚合而成。這個插入芯的硬度在40至75肖氏D之間變化，和Bashore回彈計讀數(shù)為17或更高。在擊球時要求聚氨基甲酸酯插入芯給予高爾夫球附加的能量。
Chen等人的美國專利5,743,813號題目是“高爾夫球輥頭”。公開了有不銹鋼三層面組成的木芯，它有第1層不銹鋼面、彈性層和第2層不銹鋼面。在擊打高爾夫球時該三層的面不吸收打擊力。
Fisher的美國專利5,458,332號題目是“有緩沖面的高爾夫輕擊棒頭”，它公開了一組高爾夫輕擊棒，每個有聚氨基甲酸酯組成的插入芯，其硬度在70肖氏A到約80肖氏D的范圍內(nèi)。每個插入芯的回彈系數(shù)在12.5％到50％的范圍內(nèi)，和配制各插入芯以便在回彈系數(shù)和輕擊高爾夫球的距離之間實現(xiàn)能再現(xiàn)的直接的線性關(guān)系。
還有一個例子是McGeeney等人的歐洲專利申請0891790號題目是“多密度高爾夫球棍頭和制造的方法”，它公開了一種輕擊棒有熱塑彈性體或熱固聚合物組成的中心段?？赡艿臒崴軓椥泽w包括苯乙烯共聚物、共聚酯、聚氨基甲酸酯、聚酰胺、烯烴和Vulcanates。可能的熱固聚合物包括環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺樹脂和聚酯樹脂。該中心段有最小硬度計硬度為肖氏D50。該中心段被連接到金屬跟部和各部分。但是，限制了插入芯的使用以便維持高爾夫球手法的完整性。
在這方面，由美國高爾夫球協(xié)會(“USGA”)和圣安德魯斯的皇家和老式高爾夫球俱樂部制訂和解釋的高爾夫規(guī)則對高爾夫球棍頭提出某些要求。在規(guī)則第4條和附錄II中可找到對高爾夫球棍的各項要求。在USGA網(wǎng)站www.usga.org的頁面上有高爾夫規(guī)則的完整描述。雖然高爾夫規(guī)則并沒有特意說明輕擊棒插入芯的具體參數(shù)，但是已經(jīng)解釋的高爾夫規(guī)則規(guī)定輕擊棒插入芯應(yīng)有肖氏A硬度大于87±2％，應(yīng)有恒定的厚度，應(yīng)有厚度至少為0.125英寸，和不是象彈簧一樣作用。
現(xiàn)有技術(shù)的插入芯其問題包括復(fù)雜的加工、聚氨基甲酸酯材料的變黃、和在長期高溫下的變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供制造高爾夫球棍頭插入芯的一種方法。插入芯為聚合物主體有金屬面。該方法包括圍繞金屬面插入芯同型模制第1聚合物插入芯然后圍繞組合的第1聚合物插入芯和金屬面插入芯同型模制第2聚合物插入芯。金屬面插入芯的許多凸緣將金屬面插入芯固定在聚合物體內(nèi)。


圖1是高爾夫球棍頭一個實施例的透視圖，在球棍頭體的凹槽內(nèi)沒有插入芯。
圖1A是圖1球棍頭的前視圖，有插入芯放入其中。
圖1B是圖1球棍頭的側(cè)視圖。
圖1C是圖1球棍頭的后視圖。
圖1D是圖1球棍頭的頂視圖。
圖2是高爾夫球棍頭另一個實施例的前視圖，在球輥頭體的凹槽內(nèi)有插入芯。
圖2A是圖2球棍頭的部分剖面?zhèn)纫晥D。
圖2B是圖2球棍頭的與后視圖。
圖2C是圖2球棍頭的頂視圖。
圖2D是圖2A的D圈的放大圖。
圖3是高爾夫球棍頭另一個實施例的前視圖，在球輥頭體的凹槽內(nèi)有插入芯。
圖3A是圖3球棍頭的側(cè)視圖。
圖3B是圖3球棍頭的后視圖。
圖3C是圖3球棍頭的頂視圖。
圖4是本發(fā)明的高爾夫球棍頭另一個實施例的前視圖，在球輥頭體的凹槽內(nèi)有插入芯。
圖4A是圖4球棍頭的側(cè)視圖。
圖4B是圖4球棍頭的后視圖。
圖4C是圖4球棍頭的頂視圖。
圖5是高爾夫球棍頭另一個實施例的頂透視圖，在球棍頭體的凹槽內(nèi)有插入芯。
圖6是圖5高爾夫球棍頭的前視圖。
圖7是圖5高爾夫球棍頭的側(cè)視圖。
圖8是圖5高爾夫球棍頭的頂視圖。
圖9是圖5高爾夫球棍頭的底視圖。
圖10是本發(fā)明一般方法的流程圖。
圖11是本發(fā)明具體方法的流程圖。
圖12是模鍛金屬面插入芯的頂視平面圖。
圖12A是圖12插入芯的端視圖。
圖13是機(jī)加工的金屬而插入芯的頂視平面圖。
圖13A是圖13的機(jī)加工金屬面插入芯的端視圖。
圖13B是圖13的機(jī)加工金屬面插入芯的前側(cè)視圖。
圖14是圍繞機(jī)加工金屬面插入芯同型模制的第1聚合物插入芯的前視平面圖。
圖14A是圖14的前側(cè)視圖。
圖15是圍繞第1聚合物插入芯和機(jī)加工金屬面插入芯同型模制的第2聚合物插入芯的前視平面圖。
圖15A是圖14的前視視圖。
具體實施例方式
如在圖1到1D中所示，輕擊棒一般記為50。輕擊棒50包括棍頭52，它有主體54，主體有帶槽58的前面56。棍頭52還包括放在凹槽56內(nèi)的插入芯60。插入芯60沿著面部56的大部分從輥頭52的跟部62伸展到趾部64，和從棍頭52的底66伸展到頂68。如下面討論那樣面板75與插入芯同型模制。棍頭52還包括插桿孔70用于連接桿72。與棍頭52的前面56相反是棍頭52的后面74。
棍頭52的主體54優(yōu)選地是由金屬材料如不銹鋼組成。其他金屬材料包括鈦、鋁、鎢、鋅、鎂和不銹鋼與鎢的合金。但是，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到主體54可由其他材料組成而不會背離本發(fā)明的范疇和宗旨。還有，面部56的非插入部分可以是平滑的或有紋理的以便提供與插入芯的外表面相一致或不一致的表面。另外，主體54可以是特定配重的以便提供輕擊棒50的特定的重心和慣性特性。
圖2-4C說明輕擊棒50的各種實施例。圖2-4C的每根輕擊棒50有帶主體54的棍頭52，放置在主體54的凹槽58內(nèi)的插入芯60，和面板75。在圖1-4C中說明的各輕擊棒50是有凸緣的刀片、木槌(mallet)和半木槌的輕擊棒(putter)，但是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到可以使用其他類似的輕擊棒設(shè)計而不會背離本發(fā)明的范疇和宗旨。在優(yōu)選的實施例中，每個球棍頭52的重量約為328克±7克。還有在優(yōu)選的實施例中，每個球棍頭52的凹槽58的深度約為0.205英寸±0.010英寸。
特別參考圖1，由凹槽面壁80和凹槽邊緣壁82限定主體54的凹槽58，該面壁基本上平行于插入芯60，而凹槽的邊緣壁82基本垂直于凹槽面壁80。凹槽面壁80限定凹槽58的深度，從而也決定了聚合物插入芯60的厚度。如在圖1中所示，凹槽邊緣壁52是由凹槽底邊壁82a、凹槽跟邊壁82b、凹槽頂邊壁82c和凹槽趾邊壁82d組成。凹槽邊緣壁82限定凹槽58的形狀，而凹槽邊緣壁82的長度是由凹槽58的深度決定。在優(yōu)選的實施例中，如下面描述那樣插入芯60將與凹槽邊緣壁82接合。
圖1-1D的輕擊棒是有凸緣的刀型輕擊棒。球棍頭52的后面74有后壁75和凸緣部分77。這個實施例的插入芯60占據(jù)球棍頭52的面部面積約67.90％。插入芯60還占據(jù)球棍頭52的體積約20.71％。還有，這個實施例的插入芯60是球棍頭52重量的約3.95％。
圖2-2C的輕擊棒也是刀型輕擊棒，但是它有偏置的桿插入孔70，和插入芯60有狹長柄部分60a。插入芯60是一件式的，包括狹長柄部分60a。從圖2清楚可見，這個輕擊棒50其面部56比圖1A表示的實施例有更大的非插入芯部分的面積。這個實施例的插入芯60占據(jù)球輥頭52的面部面積的約69.22％。插入芯60還占據(jù)球棍頭52體積的約20.33％。還有，這個實施例的插入芯60是球棍頭52重量的約3.86％。圖2D說明輕擊棒50放大的剖面圖。
圖3-3C的輕擊棒是半木槌型輕擊棒有偏置的桿插入孔70。插入芯60有帶平行的側(cè)邊和彎曲的底部分的梯形形狀。從圖3清楚可見這個輕擊棒50面部56的趾端和限端有大面積的非插入芯部分。這個實施例的插入芯60占據(jù)球棍頭52面部面積的約68.27％。插入芯60還占據(jù)球棍頭52體積的約17.15％。還有，這個實施例的插入芯60是球棍頭52重量的約3.08％。
圖4-4C的輕擊棒是木槌型輕擊棒，但是它沒有偏置的桿插入孔70。這個實施例的插入芯占據(jù)球棍頭52面部面積的最大部分，約70.38％。但是，插入芯60占據(jù)球棍頭最小的體積，約16.24％。還有，這個實施例的插入芯60是最輕的，重量約為球輥頭52的2.46％。
圖5-9說明有伸出部的木槌型輕擊棒型高爾夫球棍頭20，并有2002年10月22日頒發(fā)的美國專利6,471,600號中公開的對齊系統(tǒng)，它的相關(guān)部分插入這里作為參考。
在優(yōu)選的實施例中，插入芯60是由熱塑聚氨基甲酸酯(thermoplastic polyurethane)材料組成，優(yōu)選地是可注模的熱塑聚氨基甲酸酯。優(yōu)選的熱塑聚氨基甲酸酯從Bayer公司有售，其商標(biāo)為Desmopan KU2-88956。
用于插入芯60的熱塑聚氨基甲酸酯材料的肖氏D硬度優(yōu)選地在40到70肖氏D范圍內(nèi)，更優(yōu)選地是在50到65肖氏D，和最優(yōu)選的是約60肖氏D。
插入芯60的厚度取決于它的應(yīng)用可以變化。輕擊棒50優(yōu)選的厚度是在0.125到0.500英寸范圍內(nèi)。一種優(yōu)選的厚度范圍是0.188到0.200英寸。優(yōu)選的厚度是0.198英寸。增加或減小插入芯60的厚度在打擊高爾夫球時會影響打球人的腳跟。
面板75優(yōu)選地是由金屬材料組成。這樣的金屬材料包括不銹鋼、鋼、其他鋼合金、鈦、鈦合金、無定形(amorphous)金屬、鋁、鋁合金、鎂、鎂合金、青銅、和其他類似的金屬材料。面板75優(yōu)選地有厚度在從0.020到0.075英寸范圍內(nèi)，更優(yōu)選地是在0.035到0.045英寸范圍內(nèi)，最優(yōu)選的厚度是0.040英寸。面板75優(yōu)選地有高度、Hf在從0.30到0.80英寸范圍內(nèi)，更優(yōu)選地是在0.50到0.70英寸范圍內(nèi)，和最優(yōu)選的是0.60英寸。面板75優(yōu)選地有梯形的形狀，其底邊寬，Wf，在1.0到2.0英寸范圍內(nèi)，更優(yōu)選地是在1.20到1.75英寸范圍內(nèi)，和最優(yōu)選的是1.27英寸。面板75的頂寬，W’f，優(yōu)選地有長度在0.50到1.5英寸的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地是在0.70到1.25英寸范圍內(nèi)，和最優(yōu)選的是0.88英寸。
面板75優(yōu)選地是定位在輕擊棒20面部的中心。面板75優(yōu)選地覆蓋插入芯小于90％的外表面，更優(yōu)選地小于插入芯60％的外表面，和最優(yōu)選地覆蓋插入芯60在25％到50％之間的外表面。
插入芯60有許多基本上均勻間隔的小突出部。在優(yōu)選的實施例中，距離“d”是0.41英寸。但是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到對各種實施例可以調(diào)節(jié)d的值。許多小突出部設(shè)置在插入芯60的周邊。該周邊限定插入芯60的厚度。最優(yōu)選的厚度是0.198英寸，但是厚度優(yōu)選的范圍在0.125到0.50英寸。插入芯60有內(nèi)表面和外表面。內(nèi)表面朝向凹槽面壁80而外表面構(gòu)成球棍頭52的面部56的一部分。
面板75優(yōu)選地是與第1插入芯和第2插入芯部分同型模制以便制成最終的插入芯60。如在圖10中所示，同型模制插入芯60的一般方法記為200。在方框202，由一張金屬片制成金屬面插入芯75a和將其機(jī)加工成機(jī)加工的面插入芯75b，如在圖13-13B中所示。金屬面插入芯75b通常構(gòu)成梯形形狀。在方框204，圍繞金屬面插入芯75b同型模制第1聚合物插入芯95，如在圖14和14A中所示。在方框206，圍繞第1聚合物插入芯體95和金屬面插入芯75b同型模制第2聚合物插入芯99以便生成最終的插入芯60。
在圖11中說明更具體的方法300。在方框302，由一張金屬片優(yōu)選地是不銹鋼片模鍛成金屬面插入芯75a。金屬面插入芯75a如在圖12和12A中所示。金屬面插入芯75a優(yōu)選地有約為3.2mm的厚度，約為55mm的長度和約為18mm的高度。
在方框304，對金屬面插入芯75a進(jìn)行機(jī)加工和加工出外表面173以便制成機(jī)加工的金屬面插入芯756。如在圖13，13A、和13B中所示，在金屬面插入芯75a機(jī)加工時加工出趾凸緣170a和跟凸緣170b。機(jī)加工金屬面插入芯75b的主體165伸展到趾凸緣170a和跟凸緣170b上面。機(jī)加工金屬面插入芯75b優(yōu)選地有約為3.2mm的厚度，約為41mm的長度和約為14mm的高度。趾凸緣170a和跟凸緣170b每個有厚度約為0.8mm。趾凸緣170a和跟凸緣170b為將面插入芯75固定在聚合物插入芯60內(nèi)提供鎖定機(jī)構(gòu)。
在方框306，對金屬面插入芯噴砂以便在金屬和聚合物之間提供更好的粘著力。在方框308，在機(jī)加工的金屬面插入芯75b的內(nèi)表面171上涂上粘合劑材料，優(yōu)選地是CHEMLOCK213。
在方框310，圍繞機(jī)加工金屬面插入芯75b同型模制第1聚合物插入芯體95以便生成組合的金屬面插入芯/第1聚合物插入芯體93。第1聚合物插入芯體95優(yōu)選地是由熱塑聚氨基甲酸酯組成，如Bayer公司的DESMOPAN KU2-88956。如在圖14和14A中所示，圍繞機(jī)加工金屬面插入芯75b和圍繞趾凸緣170a和跟凸緣170b同型模制第1聚合物插入芯體95，從而將機(jī)加工金屬面插入芯75b固定在第1聚合物插入芯體95內(nèi)。機(jī)加工金屬面插入芯75b的主體165伸展到第1聚合物插入芯體95的前表面之上。
在方框312，對組合的金屬面插入芯/第1聚合物插入芯體93進(jìn)行熱處理，優(yōu)選地將金屬面插入芯/第1聚合物插入芯體93放在烘箱中烘焙，烘箱溫度范圍在100到150℃，和最優(yōu)選地是120℃，烘焙時間在1到2小時范圍內(nèi)，最優(yōu)選地是1個半小時。
在方框314，圍繞組合的金屬面插入芯/第1聚合物插入芯體93同型模制第2聚合物插入芯體99以便制成最終的插入芯60。如在圖15和15A中所示，圍繞第1聚合物插入芯體95優(yōu)選地同型模制第2聚合物插入芯體99。優(yōu)選地使第2聚合物插入芯體99的外表面與機(jī)加工金屬面插入芯75b的外表面齊平。優(yōu)選地對著機(jī)加工金屬面插入芯75b的主體165側(cè)壁同型模制第2聚合物插入芯體99。同型模制優(yōu)選地包括在插入芯60的外周邊上形成許多小突出部100。
在框316，優(yōu)選地用耐用的上等涂料涂在外表面上，完成最終的前插入芯60。在框318，將插入芯60附著在高爾夫球棍頭的凹槽內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造輕擊棒型球輥頭的前插入芯的方法，該方法包括制成金屬面插入芯；在金屬面插入芯內(nèi)表面上涂上粘合劑；圍繞金屬面插入芯同型模制第1聚合物插入芯，第1聚合物插入芯包覆金屬面插入芯的內(nèi)表面，而金屬面插入芯的外表面伸出在第1聚合物插入芯的前表面之外；和圍繞第1聚合物插入芯和金屬面插入芯同型模制第2聚合物插入芯以便制成最終的前插入芯，金屬面插入芯的外表面與第2聚合物插入芯的外表面齊平。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于金屬面插入芯是由不銹鋼材料組成。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第1聚合物插入芯和第2聚合物插入芯是由熱塑聚氨基甲酸酯組成。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于制成金屬面插入芯包括從金屬片模鍛成金屬面插入芯和機(jī)加工金屬面插入芯。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于機(jī)加工金屬面插入芯包括在金屬面插入芯中形成許多凸緣。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于最終前插入芯的厚度在0.125到0.500英寸范圍內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于第1聚合物插入芯圍繞金屬面插入芯許多凸緣的每一個同型模制。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于金屬面插入芯有梯形的形狀。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于金屬面插入芯是由鈦合金材料組成。
10.一種制造輕擊棒型球輥頭的前插入芯的方法，該方法包括由不銹鋼片模鍛成金屬面插入芯；對該金屬面插入芯進(jìn)行機(jī)加工以生成有主體、跟凸緣和趾凸緣的機(jī)加工金屬面插入芯，主體有帶紋理的外表面；對機(jī)加工的金屬面插入芯的內(nèi)表面進(jìn)行噴吵處理；在機(jī)加工的金屬面插入芯的內(nèi)表面上涂刷粘合劑；圍繞機(jī)加工的金屬面插入芯注模成型第1聚合物插入芯以便生成第1同型模制的雙體的插入芯，第1聚合物插入芯包覆涂有粘合劑的機(jī)加工的金屬面插入芯的內(nèi)表面，第1聚合物插入芯包覆機(jī)加工的金屬面插入芯的跟凸緣和趾凸緣，機(jī)加工的金屬面插入芯的外表面伸出在第1聚合物插入芯的前表面之外；在烘箱中烘焙第1同型模制的雙體插入芯1到2小時，烘箱溫度范圍在100到150℃；和圍繞第1同型模制雙體插入芯注模成型第2聚合物插入芯以便生成最終同型模制的雙體插入芯，機(jī)加工的金屬面插入芯的外表面與第2聚合物插入芯的外表面齊平。
全文摘要
這里公開為高爾夫球輥頭(50)制造插入芯(60)的一種方法(200或300)，該插入芯有面板(75)。方法(200或300)包括制成金屬面插入芯(75b)，同型模制第1聚合物插入芯(95)然后第2聚合物插入芯(99)。金屬面插入芯(75b)有許多凸緣(170a、170b)，在與第1聚合物插入芯同型模制時凸緣將金屬面插入芯(75b)固定在插入芯(60)內(nèi)。
文檔編號B28B23/00GK101072665SQ200580042073
公開日2007年11月14日 申請日期2005年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月7日
發(fā)明者K·米錢 申請人:卡拉韋高爾夫公司