CN103182167B - 高尔夫球杆和高尔夫球杆杆头 - Google Patents

Abstract

高尔夫球杆杆头能够使球的初始速度增大并能够使球的飞行距离延长。在某些示例性的结构中，高尔夫球杆包括由金属形成的面板和由纤维增强的塑料形成的球杆杆头主体(例如冠和底部)。配重体设置在高尔夫球杆杆头的最后部部分的内部，以及低刚度部分设置在冠内，从面板的附近延伸到最后部部分，低刚度部分的宽度随着接近最后部部分而逐渐变窄。

Description

高尔夫球杆和高尔夫球杆杆头

发明领域

本发明涉及高尔夫球杆杆头和包括这种高尔夫球杆杆头的高尔夫球杆，以及制造这种高尔夫球杆杆头的方法。在至少一些实施例中，根据本发明的高尔夫球杆杆头将由一种或多种金属构件以及一种或多种纤维增强的塑料(FRP)构件形成。

背景技术

高尔夫球杆和其配套的高尔夫球杆杆头需要长距离飞行和极佳的方向稳定性。为了满足这些需求，在高尔夫球杆杆头结构中寻求对重心和惯性力矩的高度的设计自由度。最近几年，为了提高重心和惯性力矩的设计自由度，已经提出了复合材料型高尔夫球杆杆头，在这种杆头中，金属构件设置在低处，纤维增强的塑料构件设置在高处(参见，如日本专利No.2773009和日本提出的公开专利公布号No.5990578和2002-336389)。这些文献的全部内容在此引入作为参考。

当高尔夫球杆杆头撞击高尔夫球时，球的飞行距离在很大程度上取决于球的初始速度。另一方面，球的初始速度取决于从高尔夫球杆杆头传递到球的动能的量。因此，通过增加传递到球的动能的量可以延长球的飞行距离。

遵循于此，为了增加传递到高尔夫球的动能的量，已经提出了包括高尔夫球杆杆头的面板结构中的特殊特征的高尔夫球杆杆头。例如，参见美国专利No.6354962、6368234和6398666。这些专利的全部内容在此引入作为参考。

然而，在这些已知的高尔夫球杆杆头中，由于在撞击球的一瞬间，大量的动能消耗在使高尔夫球杆杆头变形中，所以这已经不可能充分增大球的初始速度而延长球的飞行距离。

发明内容

考虑到上述情形，构思了本发明，且在本发明的至少一些方面涉及了提供能够增大球的初始速度的高尔夫球杆杆头结构以便由此增大球的推进距离。

根据本发明的至少一些实施方案的高尔夫球杆杆头包括由金属形成的面板和由纤维增强的塑料形成的至少一部分高尔夫球杆杆头主体(如冠和底部)。配重体(weighted body)设置在高尔夫球杆杆头的最后部部分的内部，以及低刚度部分设置在高尔夫球杆杆头的冠内，从面板的附近或高尔夫球杆杆头的侧面朝高尔夫球杆杆头的最后部部分延伸，其中低刚度部分的宽度随着接近最后部部分而逐渐变窄。低刚度部分可作为“变形波传递系统”的至少一部分，且配重体可以作为用于来自变形波的能量的反射构件的至少一部分。

在这种类型的高尔夫球杆杆头结构中，由于可以增大球的初始速度，所以当高尔夫球杆杆头撞击球时，可以延长球的飞行距离。本发明的各方面还涉及包含这种高尔夫球杆杆头的高尔夫球杆以及制造这种高尔夫球杆杆头的方法。

附图简述

通过参考以下描述并考虑附图可以获得对本发明及其某些优势更全面的理解，这里相同的参考数字标示相同的特征，且在附图中：

图1是显示了根据本发明的示例性高尔夫球杆杆头结构的截面图；

图2是图1所示高尔夫球杆杆头的俯视图，进一步阐述了高尔夫球杆杆头的凸起部分；

图3是沿图2中线A-A′取的截面图；

图4是在制造图1所示的高尔夫球杆杆头的示例性步骤中的一个步骤的截面图；

图5是在制造图1所示的高尔夫球杆杆头的示例性步骤中的另一个步骤的截面图；

图6是在制造图1所示的高尔夫球杆杆头的示例性步骤中的另一个步骤的截面图；

图7是显示了根据本发明的另一个示例性高尔夫球杆杆头结构的截面图；

图8是显示了根据本发明的又一个示例性高尔夫球杆杆头结构的俯视图；

图9是沿图8中线B-B′取的截面图；

图10是显示了根据本发明的另一个示例性高尔夫球杆杆头结构的截面图；

图11是显示了根据本发明又一个示例性高尔夫球杆杆头结构的截面图；

图12是显示了根据本发明的另一个示例性高尔夫球杆杆头结构的截面图。

详细描述

在下述参考附图的本发明的各种示例性的实施方案的描述中，附图形成了本发明描述的一部分，其中通过阐述可以实施本发明各方面的各种示例性的设备、系统和方法来显示。应该理解可以采用部件、示例性的设备、系统和方法的其他具体的布置且可以进行结构和功能上的改动而并不背离本发明的范围。而且，虽然可以在此说明书中使用术语“顶部”、“底部”、“前面”、“后面”、“侧面”、“后部”和类似词汇以描述本发明的各种示例性的特征和元件，但是此处使用这些术语是为了方便，如基于显示在附图中的示例性方位。此说明书中的任何事物都不应认为是具体要求了结构的三维方向以便落入本发明的范围。

现在将描述根据本发明的各种高尔夫球杆杆头的实施例。

图1是显示了根据本发明第一实施方案的高尔夫球杆杆头的截面图。此示例性的高尔夫球杆杆头结构1具有金属面板10，其具有面11和凸缘13，该凸缘13从面11的边缘朝向与高尔夫球杆杆头的击球面12相对的侧面延伸而形成(即，凸缘13在远离击球面12的方向延伸)。高尔夫球杆杆头1还包括金属底板20、冠30和底部40。此示例性结构中的冠30和底部40构成了高尔夫球杆杆头主体的主要部分且由纤维增强的塑料形成。配重体50设置在高尔夫球杆杆头结构1的最后部部分的内部。此处，当面板10的击球面12面向前面时，该最后部部分是位于高尔夫球杆杆头1后部的最远处的部分。

高尔夫球杆杆头的各种部件可以按照任何期望的方式固定在一起而并不背离本发明，包括现有技术中已知的常规方式。在图示的高尔夫球杆杆头1的实施例中，面板10的凸缘13以及冠30和底部40通过膜型粘合剂60按照每个分别粘合重叠的方式粘合在一起。冠30和底部40还可以在最后部部分的附近按照每个分别粘合重叠的方式粘合在一起。可以使用现有技术中已知的常用粘合剂。

此示例性高尔夫球杆杆头1的面板10和底板20可以按照任何期望的方式制造而并不背离本发明，包括现有技术中已知的常规方式，如铸造、锻造、机械切割金属等。而且，虽然任何期望类型的材料可以用于高尔夫球杆杆头结构1的面板10和/或底板20，但是可以使用的合适材料的示例包括钛合金、铝高强度合金、不锈钢等。在至少一些实施方案中，考虑到强度和比重之间的平衡，可以使用有优势的钛合金。而且，面板10和底板20可以由相同的或不同的材料形成而并不背离本发明。此外，面板10和底板20可以结合或分开。特别地，在至少一些实施方案中，因为可能容易降低高尔夫球杆杆头1的重心，所以可以使底板20优选使用比重比面板10的材料高的材料。作为更具体的实施例，在至少某些示例性的高尔夫球杆杆头结构1中，不锈钢可以用于底板20，而钛合金可以用于面板10。

为了增大将各种部件粘结在一起的强度，在本发明的至少某些实施例中，粘结到冠30和/或底部40的面板10和底板20的表面将预先进行粗糙处理(如，通过喷砂处理、砂磨或类似方法)以使其表面粗糙度(“Ra”)在1μm和20μm之间。而且，粘结到冠30和/或底部40的面板10和底板20的表面可以进行去油处理，如使用甲基乙基酮、丙酮或类似物以进一步增大结合力以及增加这些部件的粘结强度。

如上所述且如图1所示，面板10的凸缘13是整个高尔夫球杆杆头结构1的一部分，通过该凸缘，面板10粘结到冠30和/或底部40。虽然可以采用任何期望的凸缘13的尺寸而并不背离本发明，但是凸缘13的尺寸的某些方面可以有助于改进高尔夫球杆杆头1的结构和/或特征。例如，当凸缘13长的时候，面板10的凸缘13与冠30和/或底部40之间的粘结强度会增大，但是如果太长的话，高尔夫球杆杆头1的重量会增加的太多。因此，在至少一些示例性的结构1中，凸缘部分13将被设计成具有5mm到25mm之间的长度，以及在某些实施例中，此长度可以是10mm到15mm。

孔21可以形成在底板20上，用于插入在制造高尔夫球杆杆头1的过程中供使用的压力包。孔21可以是螺纹孔(还称为“囊孔(bladder hole)”)。如果孔21是螺纹孔的话，那么将压力包从螺纹孔21取出后，可以将适合螺纹孔21的螺钉旋入其中以使孔21很容易被堵住，并由此封闭。可以使用具有大比重的螺钉，如一种由钨合金制造的螺钉，因为这能使整个高尔夫球杆杆头结构1的重心进一步降低。

冠30可以通过层压多层纤维增强的塑料层来形成为单体，其中各增强纤维层单向排列。这些纤维增强的塑料层可以被层压以使各层内的纤维排列的方向垂直(或基本上垂直)于将其夹在中间的那些层的方向。例如，其内的增强纤维与击球面12成0°角度设置的层可以同其内的增强纤维与击球面12成90°角度设置的层交替层压。可替代地，其内的增强纤维与击球面12成+45°角度设置的层可以同其内的增强纤维与击球面12成-45°角度设置的层交替层压。在至少某些实施方案中，其增强纤维与击球面12成+45°角度设置的层同其增强纤维与击球面12成-45°角度设置的层交替层压的结构可以在当由高尔夫球杆杆头结构撞击时，能够进一步增大球的初始速度。

如图2和3所示，凸出部分31可以设置在冠30中。此凸出部分31可以被构造使得其宽度随着接近高尔夫球杆杆头结构1的最后部部分而逐渐变窄，以及可以远离高尔夫球杆杆头的内部空间而突出，如在基本上垂直向上的方向。在至少一些实施例中，凸出部分31可以从面板10的附近和/或冠30的侧面朝冠的最后部部分延伸，在设置加重主体50的位置处或接近该位置处。

如图3所示，两个高刚度的部分32(如，这两个部分的厚度大于其周围部分且其刚度大于其周围部分)形成在凸出部分31的两侧面上的边缘部分。这样，低刚度部分33(如其厚度和刚度都小于高刚度部分32的部分)形成在高刚度部分32之间。低刚度部分33的构型与凸出部分31的构型相似。因此，在此示例性结构中，低刚度部分33的宽度随着其接近冠30的最后部部分而逐渐变窄，且从从面板10的附近和/或冠30的侧面延伸到冠30的最后部部分。

在使用高尔夫球杆杆头结构1时，当球被撞击时，在冠30上可产生变形波。然而，通过提供此低刚度部分33，此变形波沿着低刚度部分33传递。结果，变形波可以被有效地传递到配重体50。此实施例中的低刚度部分33作为变形波传递系统来传递变形波能量离开或回到面板10(且朝向并远离配重体50反射构件)。

在至少一些根据本发明的示例性高尔夫球杆杆头结构1中，冠30的杨氏模数(Young’s modulus)的范围在10到100GPa之间。当冠30的杨氏模数处于此范围内时，冠30通常可以按照更合适的方式变形以使得可以进一步增大传递到球的动能的数量。

在此示例性结构中，形成冠30的纤维增强的塑料的杨氏模数可以通过使用由下述方法获得的纤维增强的塑料板材料来测量。

首先，制造用作测试样品的纤维增强的塑料板材料。在制造此纤维增强的塑料板材料时，使用了与用于制造形成冠30的纤维增强的塑料相同的材料的预浸渍件。此预浸渍件切割成合适的尺寸且被层压以形成层压体。此层压结构和层压体的预浸渍件的纤维的排列与形成冠的纤维增强的塑料一样。用于测试板的层压体在与形成高尔夫球杆杆头时采用的条件相同的温度和相同的压力条件下形成，以由此形成用于杨氏模数测试的纤维增强板。

接下来，描述使用此纤维增强的塑料板材料来测量杨氏模数的方法。更具体地说，在此实施例中，在下述张力测试中测量纤维增强的塑料板材料的杨氏模数。

在此测量过程中，首先，纤维增强的塑料板(即，上述测试板)材料的两端用夹紧工具夹紧，然后施加张力应力到纤维增强的塑料板材料。这时，张力应力施加的方向对应于下述方向，即如果纤维增强的塑料板材料已经被加入进高尔夫球杆杆头结构1的冠30内，沿着连接了高尔夫球杆杆头的中心点和高尔夫球杆杆头的最后部部分的线的方向。

再下来，当施加此张力应力时，使用应变仪测量受到的应变的量，且在图上绘出张力应力和应变之间的关系的曲线图。然后，从此图上提取应变量为绝对应变量的0.1％到0.3％的范围。因为图在此范围内基本上是直线的，所以确定了此图的倾角(或斜率)，然后此倾角就取作纤维增强的塑料材料的杨氏模数。

在至少一些示例性的高尔夫球杆杆头结构1中，冠30的厚度将会保持在0.4mm到2mm之间。当冠30的厚度是0.4mm或更大时，冠30通常更适当地变形且维持结构上的稳定性。结果，不但可以进一步增大传递到球的动能的量，而且还可以保证高尔夫球杆杆头结构1的整体强度维系在令人满意的程度。然而，如果冠30的厚度超过2mm，则冠30的重量通常会增大到不期望的程度，且高尔夫球杆杆头1的重心趋向于变得稍微较高。另外，此结构所需的纤维增强的塑料的量会增加，这由此增加了制造成本。

在至少一些示例性的高尔夫球杆杆头结构1中，底部40可以通过层压多层纤维增强的塑料层来形成单体，其中各层的增强纤维的方向单向排列。这些纤维增强的塑料层可以被层压以使各层的纤维排列的方向垂直于将其夹在中间的那些层的方向。例如，其内的增强纤维与击球面12成0°角度设置的层可以同其内的增强纤维与击球面12成90°角度设置的层交替层压。也可以使用用于交替层的±45°的角度而并不背离本发明。

任何期望的材料可以用于形成冠30和/或底部40的纤维增强的塑料材料，而并不背离本发明，包括现有技术已知的和使用的常用材料。可以包含在形成冠30和/或底部40的纤维增强的塑料中的基体树脂的示例包括：环氧树脂、乙烯基脂树脂、不饱和聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、马来酰亚胺树脂和苯酚树脂。增强纤维的示例包括：碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维、碳化硅纤维、高强度聚乙烯、聚对苯撑苯并二嗯唑(PBO)纤维和不锈钢纤维。由于碳纤维极好的比强度和模数，所以在本发明的至少一些实施例中其可以用作增强纤维。

类似地，任何材料可以用于配重体50而并不背离本发明。在本发明的至少一些实施方案中，配重体50可以包括具有大比重的金属，如钨、铜、铅或类似物。在一些实施例中，可以使用结合钨或铜颗粒的树脂(如，具有有利的成型性质的材料)。正如这种材料中的树脂，可以使用与用于冠30和/或底部40的纤维增强塑料的树脂一样的基体树脂，这样配重体50可以容易地与冠30/或底部40的结构形成在一起。配重体50可以被构造和定位以使其能够使冠30产生且由传递系统传递的变形波向前返回朝向高尔夫球杆杆头结构1的前面并朝向面板10。这样，包括在撞击球所产生的变形波中的至少一些能量可以通过反射波以动能的形式传回到球。

还可以采用各种不同重量的配重体50而并不背离本发明。例如，在某些示例性的结构1中，配重体50的质量在10到50g的范围。在至少某些高尔夫球杆杆头结构1中，如果配重体50的质量是10g或更重，则变形波可以更有效地反射。结果，如上所述，可以进一步增大作用在球上的动能的量。然而，在至少一些示例性的结构中，如果配重体50的质量超过50g的话，那么高尔夫球杆杆头1可能变得格外重且很难使用。

粘合剂60可以是各种不同的组合物而并不背离本发明。在至少一些实施方案中，粘合剂60可以是具有均匀厚度的膜型粘合剂。当使用这种粘合剂时，较难产生不规则性且更容易获得均匀的粘合强度。用于形成膜型粘合剂60的合适树脂的示例包括，但并不限于：环氧树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂。在本发明的至少一些实施例中使用环氧树脂是因为其极好的粘合强度。更具体地说，在本发明的至少一些实施例中，环氧树脂组合物除了环氧树脂组分外可以包含弹性体组分和硬化剂组分。使用在根据本发明的至少一些实施例中的合适的弹性体组分的具体示例包括羧基封端的丁二烯丙烯腈共聚物(CTBN)以及类似物。

当使用膜型粘合剂60时，其还可以被改变以包含由织物，如非编织织物或编织织物形成的基底材料。当膜型粘合剂60包含基底材料，如织物时，可以改善其处理的难易度并提高其胶粘度。而且，在粘合剂硬化后，倘若其内产生了应力而导致出现细小的裂纹，那么织物材料就有助于阻止裂纹进一步扩展或发展。因此，增大了粘合剂的断裂强度。用于膜型粘合剂60的有用的非编织和编织织物材料的示例性材料包括：聚酯纤维、尼龙纤维、芳族聚酸胺纤维、丙烯酸纤维和玻璃纤维。

现在将更详细地描述制造根据上述实施例的高尔夫球杆杆头的示例性方法。首先，分别制得具有面和凸缘的金属面板和金属底板，如通过铸造、锻造、机械切割金属或类似方法。

接下来，在预成形制造步骤中，通过将预浸渍件预先形成为底部构型来制造第一预制件。此外，通过预先将预浸渍件预先形成为冠构型来制造第二预制件。当制造第一预制件时(此实施例中的底部预制件)，形成孔部分以使形成在底板上的螺纹孔不被堵塞。在本文中，术语“预先地成形”或“预先成形”指将多个预浸渍件层压以便利用其粘合力形成单体，随后将此单体形成为其轮廓接近最终的冠或底部轮廓的构型。

在制造这些预制件时，在“预先成形”步骤之前，优选在预浸渍件中提前形成断裂线。通过在预浸渍件中提前形成断裂线，当堆积的预浸渍件进行预先成形步骤时，呈弯曲状构型的冠和底部的构型很容易通过将断裂线的末端部分粘结在一起来形成。

接下来，在组装步骤中，如图4所示，第一预制件71的底面借助膜型粘合剂60粘结到底板20的顶面。此外，第一预制件71和面板10的凸缘13借助膜型粘合剂60粘结在一起。这时，将第一预制件71中不同层中的增强纤维调整到与击球面12成0°和90°。接着，已经被层压成使其增强纤维排列的方向垂直于击球面12的方向的预浸渍件72又被粘结在第一预制件71和凸缘13之间的接触部分的附近。

再下来，通过在基体树脂的前驱体中混合具有高比重的金属粉末(如钨或铜)来制备含金属化合物。然后，此含金属化合物形成带状并粘结到第一预制件71最后部部分的内部以便形成配重体预制件73。

然后，如图5所示，压力包22经由底板20中的孔21插入。虽然任何期望的材料可以用于压力包22，但是合适材料的示例包括：硅酮橡胶、尼龙和聚酯。

随后，第二预制件74(用于冠)设置在第一预制件71的顶部，接着第二预制件74和面板10的凸缘13借助膜型粘合剂60粘结在一起。这时，第二预制件74中的增强纤维在其各自层内调整到与击球面12成+45°或-45°。接着，其各自层内的增强纤维已经调整到与击球面12成+45°或-45°的预浸渍件75粘结到第二预制件74和凸缘13之间的接触部分的附近。作为上述步骤的结果，得到了模制产品前驱体(precursor)80。

再下来，在胶囊模压(bladder molding)步骤中，在此模制产品前驱体80上进行胶囊模压。作为更具体的实施例，如图6所示，模制产品前驱体80设置在由上模具90a和下模具90b形成的模具90内。然后，闭合模具90，以及通过供给压力包22空气(或其他气体)而膨胀压力包22。其宽度随着接近高尔夫球杆杆头的最后部部分而逐渐变窄的凹槽形成在模具90的上模具90a的下述位置处，其对应于从面板10的附近或模制产品前驱体80的第二前驱体74的侧面延伸到其最后部部分的部分。

结果，第一预制件71和第二预制件74通过膨胀的压力包22被压靠在模具90上。同时，预制件71和74的基体树脂分别进行加热固化且因此被模制和固定。在此模制的时候，粘结到第一预制件71的最后部部分的内部的配重体预制件73的前驱体被固化以便形成配重体50。而且，由于一部分第二预制件74的顶面被压进上模具90a的凹槽内，其宽度随着接近高尔夫球杆杆头的最后部部分而逐渐变窄的凸起部分设置在冠内，从面板的附近或冠的侧面朝最后部部分延伸。

然后，打开模具90，取出所得到的模制产品。此外，压力包22通过孔21取出。最后，将螺钉旋进底板20上的孔21内以便封闭螺纹孔，并由此能够得到高尔夫球杆杆头结构。

在上述实施例中，配重体50设置在高尔夫球杆杆头1的最后部部分的内部，以及其宽度随着接近冠30的最后部部分而逐渐变窄的低刚度部分33设置在冠30内(例如参见图1-3)。当用高尔夫球杆杆头1撞击球时，所导致的冲击在冠30内形成变形波，其朝高尔夫球杆杆头1的后部移动。然而，在此高尔夫球杆杆头结构1中，变形波沿着低刚度部分33传递到最后部，以及变形波中至少一些部分的能量随后能够被设置在冠30的最后部部分内的配重体50反射回到(借助变形波传递系统33)高尔夫球杆杆头1的前面。还可以使该反射波通过面板10作用在球上。因此，由于可以将此反射的能量传递到球(即，由于变形，到目前已经损失的能量)，所以可以，至少在一定程度上，减少因高尔夫球杆杆头1的变形造成的动能损失。即，因为增大了传递到球的动能的量(由于反射波)，所以可以增大球的初始速度以及由此延长球的飞行距离。

本发明期望的实施方案的一个实施例如上所述。然而，正如本领域技术人员很容易理解的一样，本发明并不限制到这些示例性的实施方案。可以进行添加、省略、替换或其他改动而并不背离本发明的主旨或范围。下面将更详细地描述根据本发明的各种额外的示例性高尔夫球杆杆头结构。

图7阐述了根据本发明的另一个示例性高尔夫球杆杆头结构。在此示例性结构中，设置了凹陷部分101，其例如从冠30的顶面沿基本上垂直的方向凹进高尔夫球杆杆头的内部空间。此凹陷部分101可以从面板的附近或冠30的侧面以类似于上述示例性结构中的凸起部分的方式朝向并延伸到冠30的最后部部分。此凹陷部分101的宽度可以构造以使得随着其接近冠30的最后部部分而逐渐变窄。通过提供此类型的凹陷部分101，形成了两个高刚度部分102，这两个高刚度部分102的厚度大于周围部分的厚度，其刚度大于周围部分的刚度。此外，低刚度部分103(即其宽度随着接近冠30的最后部部分而逐渐变窄且其厚度和刚度均小于高刚度部分102的厚度和刚度)形成在高刚度部分102之间。

结合图8和9，阐述了根据本发明的另一个示例性高尔夫球杆杆头结构。在此示例性结构中，两个隆起的肋104设置在冠30内，从面板10的附近和/或冠30的侧面延伸到冠30的最后部部分。在此图示的实施例中，随着肋104接近冠30的最后部部分，肋104之间的空间逐渐变窄。由于已经增大了冠30的设置肋104的部分的厚度，所以这些部分104变成了高刚度部分，其刚度大于其周围的部分。而且，由于冠30的包括在肋104之间的部分比设置肋104的部分薄，所以此中间部分形成了冠30的低刚度部分105，其与肋104相比具有低的刚度。因为随着肋104接近冠30的最后部部分，两个肋104之间的空间逐渐变窄，所以随着低刚度部分105接近冠30的最后部部分，包括在肋104之间的低刚度部分105的宽度逐渐变窄。

图8和9中阐述的结构的任何变化都可以采用而并不背离本发明。例如，如图9所示，设置此示例性结构中的肋104以使得面朝高尔夫球杆杆头的外部(即，肋104在冠30的外表面上隆起且向外延伸)。然而，如果期望的话，可以设置肋104的一些和全部以使得面朝高尔夫球杆杆头的内部(即，一个或多个肋104可以从冠30的内表面隆起且朝高尔夫球杆杆头的内部延伸)，同样可以获得增大刚度的效果。而且，虽然图9中阐述的结构将肋104显示成实心构件，但是这些肋104还可以是中空的而并不背离本发明。另外，肋104可以作为冠30结构的一部分整体形成(作为一个整体，单体结构)，或者它们可以是按某些方式结合到冠30上的分开的元件。

图10阐述了根据本发明的又一个高尔夫球杆杆头结构的实例。正如图10所示，还可以提供两个高刚度部分106而无需提供如在某些其他示例性实施方案中所示的隆起的区域。更具体地说，如图10所示，两个高刚度部分106由所具有的刚度比其周围部分大的材料形成。这些高刚度部分106，从面板10的附近和/或冠30的侧面延伸到冠30的最后部部分，同时与冠30的其余部分厚度一致。再一次，随着高刚度部分106接近冠30的最后部部分，高刚度部分106之间的空间107逐渐变窄。由于高刚度部分106之间的部分107的刚度比周围的高刚度部分106小，所以此部分107形成低刚度部分107，随着其接近冠的最后部部分而宽度逐渐变小。

图11阐述了根据本发明的另一个示例性高尔夫球杆杆头结构。不像如在某些上述示例性结构中所阐述的设置冠30的一隆起的或较厚部分作为高刚度部分，还可以设置冠30的一部分，其比周围部分薄，且从冠30的内(或外)表面的面板的附近朝冠30的最后部部分延伸。此薄部分108的宽度随着接近冠30的最后部部分而逐渐变窄。由于薄部分108的刚度小于其周围部分，所以其形成低刚度部分108且以上述低刚度部分的方式作用为变形波传递系统。

如图12所示，通过由具有比其周围部分刚度低的和具有比冠30的其余部分刚度低的材料形成的冠30的部分109还可以提供低刚度部分109。此部分109可以从面板附近和/或冠30的侧面朝冠的最后部部分延伸，通常如上所述。此低刚度部分109的宽度随着接近冠30的最后部部分而逐渐变窄。通过在低刚度部分109两侧面上的部分提供由具有高刚度的材料形成的高刚度部分110，也可以提供此类型的低刚度部分109。

变形波还可以通过结合上面的附图7-12描述的低刚度部分有效地传递到配重体50和/或传递离开配重体50。

而且，在上述实施例中，冠30内增强纤维的排列方向可被控制以使具有与击球面成0°角度设置的纤维的层被交替层压，且夹在具有与击球面成90°角度设置的纤维的层之间。可替代地，在本发明至少一些实施例中，冠30内增强纤维的排列方向可以被控制以使具有与击球面成+45°角度设置的纤维的层被交替层压，且夹在具有与击球面成-45°角度设置的纤维的层之间。在根据本发明的至少一些示例性结构中，如果层的定位角度处于0°到±90°的范围内就足够了。在至少一些实施例中，在此范围内，优选此范围维持在±10°到±80°之间，因为这样可以提供更快的球的初始速度。类似地，底部内的增强纤维的定位方向可以维持在与击球面成0°到±90°的范围，且在一些实施例中在±10°到±80°之间，虽然也可以采用其他布置和定位方向而并不背离本发明。

如果期望的话，在本发明的至少一些实施例中，纤维增强的塑料内所含的增强纤维并不需要在给定的层内排列和/或不需要布置在垂直设置的单向层内。而且，在至少一些示例性的结构中，还可以使用编织织物。

此外，在上述示例性结构中，面板10的凸缘13和冠30和底部40之间，以及底板20和底部40之间使用膜型粘合剂粘结在一起。然而还可以使用将这些构件固定在一起的其他方式而并不背离本发明。例如，可以采用一个或更多个机械连接件。如果期望的话，还可以采用焊接或锡焊。正如在另一个实施例中，可以使用液体型粘合剂而并不背离本发明。在使用液体型粘合剂的实施例中，当形成三维形状，如高尔夫球杆杆头时，必须足够精心以提供相对均匀的厚度和宽度的涂层。在至少一些情况下，粘合剂的涂层不平坦度和/或厚度的不平坦度会造成粘合剂涂层的粘结强度的降低，由此很难得到具有统一强度的高尔夫球杆杆头。

如果期望的话，还可以在高尔夫球杆杆头的任意表面上，包括击球面，提供装饰层或标记。当提供装饰层或标记时，高尔夫球杆杆头的设计可以令人感到美学上的愉悦。印刷、雕刻或其他常规标记系统和方法可以用来在高尔夫球杆杆头上提供装饰信息或标记，如果期望的话。

下面提供了制造高尔夫球杆杆头结构的各种实施例，包括根据本发明的结构以及使用这种结构所获得的结果。然而，本领域的那些技术人员应该认识到本发明的范围决不应限制到这些实施例或者由此获得的结果。

实施例1：

首先，分别锻造配置了具有2.8mm厚度的面和具有1.5mm厚度的凸缘的钛合金面板，以及具有1.5mm厚的不锈钢(SUS 314)底板。接着，通过喷砂工艺(blast working)在面板和底板的凸缘表面进行表面粗糙处理，然后使用丙酮对这些表面去油。

再下来，在第一预制件制造步骤中，用环氧树脂浸渍具有设置在两个相交方向的碳纤维的预浸渍件(由Mitsubishi Rayon有限公司制造的TR350)，并先形成为高尔夫球杆杆头的底部的通常构型，由此形成第一预制件(厚度1.5mm)。这时，孔部分形成在第一预制件中以使底板上的螺纹孔不会被底部预制件堵塞。

接着，在组装步骤中，如图4所示，第一预制件71的底面通过膜型粘合剂60粘结到底板20的顶面。此外，第一预制件71通过膜型粘合剂60粘结到面板10的凸缘13。然后，其内的碳纤维与击球面12成0°方向排列且具有0.25mm厚的预浸渍件72进一步粘结到第一预制件71和凸缘13之间的接触部分的附近。

随后，钨粉末混合在环氧树脂组合物中，且所得到的含钨混合物形成为宽10mm的带状。接着，称出30g形成为带状的此含钨混合物并粘结到第一预制件71最后部部分的内部。结果，得到配重体预制件73。

再接着，如图5所示，由硅酮橡胶形成的压力包通过底板20上的螺纹孔21(以及设置在第一预制件71上的相应开口)插入第一预制件71。

在第二预制件制造步骤中，四层上述预浸渍件被层压成使得在各层中其碳纤维的方向被排列且按照与击球面成±45°的角度设置。结果，得到了预先形成为高尔夫球杆杆头的冠的形状的第二预制件(具有0.5mm的厚度)。随后将此第二预制件74设置在第一预制件71的顶部，以及第二预制件74和面板10的凸缘13通过膜型粘合剂60粘合在一起。接着，具有0.5mm厚度且其碳纤维与击球面12成±45°角度排列的预浸渍件75进一步粘结到第二预制件74和凸缘13之间的接触部分的附近。这样，得到模制产品前驱体80。

再下来，如图6所示，进行内压模制步骤。更具体地说，将模制产品前驱体80设置在由上模具90a和下模具90b形成的模具90的内部。然后，靠液压将模具90闭合，随后通过供给压力包22空气使压力包22膨胀。用于此实施例中的上模具90a具有3mm深的凹槽且其宽度随着接近冠的最后部部分而逐渐变窄。将凹槽设置在相对应于冠的下述部分的位置，该部分从模制产品前驱体80的面板10的附近延伸到其最后部部分。

第一预制件71和第二预制件74被膨胀的压力包22压靠在模具90上。这时，各预制件的基体树脂进行热固化且随后被模制和固定。作为模制的结果，第一预制件71和预浸渍件72形成了底部40，以及第二预制件74和预浸渍件75形成了冠30。此外，配重体预制件73形成了配重体50，以及其宽度随着接近高尔夫球杆杆头结构的最后部部分而逐渐变窄的凸起部分设置在冠30中，从面板附近延伸到冠30的最后部部分。

接着，打开模具，取出所得到的模制产品。此外，通过孔21取出压力包22。最后，钨合金螺钉旋进底板上的孔21中以便封闭螺纹孔，且由此能够得到高尔夫球杆杆头。

实施例2：

除了未在上模具中形成凹槽外，采用与实施例1相同的方式得到高尔夫球杆杆头。所得到的高尔夫球杆杆头与实施例1中的高尔夫球杆杆头相同，除了未设置凸起部分。

实施例3：

除了通过层压预浸渍件使得其碳纤维与击球面的方向在0°和90°之间交替来形成第二预制件之外，采用与实施例2相同的方式得到高尔夫球杆杆头。

实施例4：

为了与实施例1到3进行比较，使用钛合金高尔夫球杆杆头，其冠具有0.5mm的厚度以及其底部具有1.5mm的厚度。

测量球的初始速度：

使用实施例1-4中的高尔夫球杆杆头，采用激光方法测量以50m/sec的杆头速度被撞击的高尔夫球的速度30次，所得到的平均值显示于表1中。

表1

如表1所示，使用其配重体设置在最后部部分的高尔夫球杆杆头获得的球的初始速度比使用钛合金高尔夫球杆的快。从此结果可认为球的飞行距离将会延长。特别地，实施例1的高尔夫球杆杆头，其冠内的增强纤维的排列方向与击球面成±45°，且设置了凸起部分以便形成低刚度部分，从而提供了最快的球的初始速度。因此，可以认为此高尔夫球杆杆头能够使推进距离延长最多。

上述类型的高尔夫球杆杆头可以通过采用任何期望的方式将杆身连接到杆头和将握柄连接到杆身来形成进高尔夫球球杆中，包括本领域已知的常规方式。例如，可以使用机械连接件、螺纹、螺钉、螺栓、粘合剂和/或类似物将杆身连接到杆头。也可以使用粘合剂或类似物将握柄连接到杆身。还可以使用常规的杆身材料(如钢、石墨等)和握柄材料(如聚合物、合成橡胶、皮革等)而并不背离本发明。

虽然参照包括了目前实施本发明最优选的方式的具体实施例来描述本发明，但是本领域的技术人员将认识到对上述系统和方法存在许多变化和改动。因此，本发明的主旨和范围应被宽泛地认为是由所附权利要求提出的。

Claims (36)

1.一种高尔夫球杆杆头，包括：

面板，其由金属形成；

冠，其由纤维增强的塑料形成，并连接到所述面板，其中所述冠包括低刚度部分，所述低刚度部分从所述面板的附近朝所述高尔夫球杆杆头的最后部部分延伸，其中所述低刚度部分具有随着其朝所述最后部部分延伸而逐渐变窄的宽度，其中所述低刚度部分设置在所述冠的凹陷部分上以便从所述冠的主表面凹进到球杆杆头主体的内部空间内；

底部，由纤维增强的塑料形成，并连接到所述面板和所述冠；以及

配重构件，其设置在由所述冠、所述底部和所述面板界定的空间的内部，其中所述配重构件设置在所述高尔夫球杆杆头的所述最后部部分处。

2.根据权利要求1所述的高尔夫球杆杆头，其中形成所述冠的所述纤维增强的塑料的杨氏模数是10到100GPa。

3.根据权利要求1所述的高尔夫球杆杆头，其中所述冠的厚度在0.4到2mm的范围。

4.根据权利要求1所述的高尔夫球杆杆头，其中所述配重构件的质量在10到50g的范围。

5.根据权利要求1所述的高尔夫球杆杆头，其中所述低刚度部分形成在邻近所述低刚度部分的第一侧面的第一高刚度部分和邻近所述低刚度部分的第二侧面的第二高刚度部分之间，其中所述低刚度部分的刚度小于所述第一高刚度部分和所述第二高刚度部分的刚度，其中所述凹陷部分位于所述第一高刚度部分和所述第二高刚度部分之间。

6.根据权利要求5所述的高尔夫球杆杆头，其中所述第一高刚度部分包括第一肋，其厚度大于所述低刚度部分的厚度，以及所述第二高刚度部分包括第二肋，其厚度大于所述低刚度部分的厚度。

7.根据权利要求6所述的高尔夫球杆杆头，其中所述第一肋在远离所述内部空间的方向上从所述冠的主表面延伸，以及所述第二肋在远离所述内部空间的方向上从所述冠的所述主表面延伸。

8.根据权利要求6所述的高尔夫球杆杆头，其中所述第一肋在朝着所述内部空间的方向上从所述冠的主表面延伸，以及所述第二肋在朝着所述内部空间的方向上从所述冠的所述主表面延伸。

9.根据权利要求5所述的高尔夫球杆杆头，其中所述低刚度部分由比形成所述冠表面的主要部分的材料薄的材料形成。

10.根据权利要求5所述的高尔夫球杆杆头，其中所述低刚度部分由比形成所述冠的主要部分的材料的刚度小的材料形成。

11.根据权利要求5所述的高尔夫球杆杆头，其中所述第一高刚度部分和所述第二高刚度部分由一种或更多种材料形成，该材料的刚度比形成所述冠的主要部分的材料的刚度大。

12.根据权利要求1所述的高尔夫球杆杆头，其中所述冠包括其纤维沿第一方向排列的第一层纤维增强的塑料和其纤维沿不同于所述第一方向的第二方向排列的第二层纤维增强的塑料。

13.根据权利要求12所述的高尔夫球杆杆头，其中所述第一方向基本上垂直于所述第二方向。

14.根据权利要求13所述的高尔夫球杆杆头，其中所述第一方向是与所述面板的击球面成约0°的角度，以及所述第二方向是与所述击球面成约90°的角度。

15.根据权利要求13所述的高尔夫球杆杆头，其中所述第一方向是与所述面板的击球面成约+45°的角度，以及所述第二方向是与所述击球面成约－45°的角度。

16.一种高尔夫球杆，包括：

根据权利要求1的高尔夫球杆杆头；以及

杆身，所述杆身连接到所述高尔夫球杆杆头。

17.根据权利要求16所述的高尔夫球杆，还包括：

连接到所述杆身的握柄。

18.一种高尔夫球杆杆头，包括：

面板；

球杆杆头主体，其连接到所述面板，其中所述球杆杆头主体包括变形波传递系统，用于将包含在当所述高尔夫球杆杆头撞击球时产生的变形波内的至少一部分能量传递离开和朝向所述面板，其中所述变形波传递系统从所述面板的附近朝所述高尔夫球杆杆头的最后部部分延伸，其中所述变形波传递系统具有随着其朝所述最后部部分延伸而逐渐变窄的宽度，并且其中所述变形波传递系统设置在所述球杆杆头主体的冠的凹陷部分上以便从所述冠的主表面凹进到所述球杆杆头主体的内部空间内；以及

反射构件，其用于将入射到其上的所述变形波的至少一部分能量通过所述变形波传递系统反射回所述面板。

19.一种高尔夫球杆杆头，包括：

面板；

球杆杆头主体，其连接到所述面板，其中所述球杆杆头主体包括变形波传递系统，用于将包含在当所述高尔夫球杆杆头撞击球时产生的变形波内的至少一部分能量传递离开和朝向所述面板，其中所述变形波传递系统包括低刚度部分，所述低刚度部分从所述面板的附近朝所述高尔夫球杆杆头的最后部部分延伸，其中所述低刚度部分形成在邻近所述低刚度部分的第一侧面的第一高刚度部分和邻近所述低刚度部分的第二侧面的第二高刚度部分之间，并且其中所述低刚度部分的刚度小于所述第一高刚度部分和所述第二高刚度部分的刚度；以及

反射构件，其用于将入射到其上的所述变形波的至少一部分能量通过所述变形波传递系统反射回所述面板，

其中所述变形波传递系统被设置成使得所述低刚度部分位于所述球杆杆头主体的凹陷部分上以便从所述球杆杆头主体的主表面凹进到所述球杆杆头主体的内部空间内，并且其中所述凹陷部分位于所述第一高刚度部分和所述第二高刚度部分之间。

20.一种方法，包括：

使用粘合剂将底部预制件连接到面板；

使用粘合剂将冠预制件连接到所述面板和所述底部预制件；

将配重构件预制件连接到所述冠预制件或所述底部预制件中的至少一个；以及

将所述冠预制件、所述底部预制件和所述面板形成为高尔夫球杆杆头结构，其中形成所述冠预制件以使得包括低刚度部分，其从所述面板的附近朝所述高尔夫球杆杆头结构的最后部部分延伸，

其中所述低刚度部分的宽度随着其朝所述最后部部分延伸而逐渐变窄，并且被构造和设置成将当所述高尔夫球杆杆头结构撞击球时在所述冠预制件中产生的变形波沿着所述低刚度部分传递到所述配重构件预制件的配重构件以及沿着所述低刚度部分从所述配重构件朝着所述面板传回，

其中所述低刚度部分设置在所述冠预制件的凹陷部分上以使得从所述冠预制件的主表面凹进到球杆杆头主体的内部空间内。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述形成包括将所述冠预制件、所述底部预制件和所述面板加压模塑在一起和将所述冠预制件、所述底部预制件和所述配重构件预制件加热中的至少之一。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括将压力包定位在所述底部预制件和所述冠预制件之间。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括将所述冠预制件、所述底部预制件、所述配重构件预制件和所述面板插入模具中，其中所述加压模塑包括膨胀所述压力包以将所述底部预制件和所述冠预制件压靠在所述模具上。

24.根据权利要求20所述的方法，还包括通过层压多个预浸渍件形成所述底部预制件，所述底部预制件包括其纤维沿第一方向排列的第一层纤维增强的塑料和其纤维沿不同于所述第一方向的第二方向排列的第二层纤维增强的塑料。

25.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一方向基本上垂直于所述第二方向。

26.根据权利要求25所述的方法，其中所述第一方向是与所述面板的击球面成约0°的角度，以及所述第二方向是与所述击球面成约90°的角度。

27.根据权利要求20所述的方法，还包括通过层压多个预浸渍件形成所述冠预制件，所述冠预制件包括其纤维沿第一方向排列的第一层纤维增强的塑料和其纤维沿不同于所述第一方向的第二方向排列的第二层纤维增强的塑料。

28.根据权利要求27所述的方法，其中所述第一方向是与所述面板的击球面成约+45°的角度，以及所述第二方向是与所述击球面成约-45°的角度。

29.根据权利要求20所述的方法，还包括将所述底部预制件的底面连接到底板的顶面。

30.根据权利要求20所述的方法，其中所述底板是由金属构成的。

31.一种方法，包括：

使用粘合剂将球杆杆头主体预制件连接到面板；

将变形波反射构件预制件连接到所述球杆杆头主体预制件的至少一部分；以及

由所述球杆杆头主体预制件和所述面板形成高尔夫球杆杆头结构，其中所述球杆杆头主体预制件在所述形成中被成形以使得包括变形波传递系统，其用于将包含在当所述高尔夫球杆杆头结构撞击球时产生的变形波内的至少一部分能量传递离开和朝向所述面板，

其中所述变形波传递系统从所述面板的附近朝所述高尔夫球杆杆头结构的最后部部分延伸，

其中所述变形波传递系统的宽度随着其朝所述最后部部分延伸而逐渐变窄，并且被构造和设置成将当所述高尔夫球杆杆头结构撞击球时在所述高尔夫球杆杆头结构的冠中产生的变形波沿着所述冠上的低刚度部分传递到所述变形波反射构件预制件的配重构件以及沿着所述低刚度部分从所述配重构件朝着所述面板传回，

其中所述低刚度部分设置在所述冠的凹陷部分上以使得从所述冠的主表面凹进所述球杆杆头主体预制件的内部空间中。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述形成包括将所述球杆杆头主体预制件和所述面板加压模塑在一起和将所述球杆杆头主体预制件和所述变形波反射构件预制件加热中的至少之一。

33.根据权利要求32所述的方法，还包括将压力包定位在所述球杆杆头主体预制件内。

34.根据权利要求33所述的方法，还包括将所述球杆杆头主体预制件插入模具中，其中所述加压模塑包括膨胀所述压力包以将所述球杆杆头主体预制件压靠在所述模具上。

35.根据权利要求31所述的方法，还包括通过层压多个预浸渍件形成所述球杆杆头主体预制件，所述球杆杆头主体预制件包括其纤维沿第一方向排列的第一层纤维增强的塑料和其纤维沿不同于所述第一方向的第二方向排列的第二层纤维增强的塑料。

36.根据权利要求31所述的方法，还包括将所述球杆杆头主体预制件的底面连接到底板的顶面。