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CN1919385A - 中空型高尔夫球杆头 - Google Patents

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CN1919385A
CN1919385A CNA2006100866226A CN200610086622A CN1919385A CN 1919385 A CN1919385 A CN 1919385A CN A2006100866226 A CNA2006100866226 A CN A2006100866226A CN 200610086622 A CN200610086622 A CN 200610086622A CN 1919385 A CN1919385 A CN 1919385A
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CN
China
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crown
club head
golf club
rigidity
sole
Prior art date
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Application number
CNA2006100866226A
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松永英夫
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Abstract

本发明提供一种中空型高尔夫球杆头，其击球时的击出角度较大，使球的飞行距离增大。在该中空型高尔夫球杆头上，使冠部(14)的材料中用量最多的材料的杨氏弹性模量小于底部(12)的材料中用量最多的材料的杨氏弹性模量。

Description

中空型高尔夫球杆头
技术领域
本发明涉及中空型高尔夫球杆头，这种球杆头击球时的击出角度较大，使球的飞行距离增大。
背景技术
近年来，提出了如下的中空型高尔夫球杆头的设计方案，即，通过在击球时不仅使面部，也使冠部产生弹性变形，从而使击球时的击出角度变大，以实现增大球的飞行距离的目的。例如，专利文献1至4记载了这样的高尔夫球杆头。
专利文献1所述的高尔夫球杆头是金属制的中空型高尔夫球杆头，其具有面部、底部、侧部、冠部以及颈部(hosel)。该中空型高尔夫球杆头由前部件与后部件构成。所述前部件是将冠部的至少主要部分与面部铸造成一体，所述后部件是将除前部件以外的部分构成为一体。然后，再将所述前部件与后部件接合在一起。
专利文献2所述的高尔夫球杆头是金属制的中空型高尔夫球杆头，其至少具有面部、底部、侧部以及冠部。在该中空型高尔夫球杆头上，构成冠部的金属材料是纵向弹性模量最低的材料。
专利文献3所述的高尔夫球杆头是金属制的中空型高尔夫球杆头，其具有面部、底部、趾端侧的侧部、跟端(heel)侧的侧部、后侧的侧部、冠部以及颈部。在该中空型高尔夫球杆头的冠部上从趾端侧的侧部朝向跟端侧的侧部设有多条槽。
专利文献4所述的高尔夫球杆头是中空结构的高尔夫球杆头，其包括：面部，其具有用于击球的击球面；以及杆头主体部，其与该面部的背面连接，并向杆头的后方延伸，杆头的主体部包含有冠部、底部以及侧部。该冠部、底部以及侧部分别形成了杆头上部、杆头底部以及杆头侧部。上述冠部包含有：冠前部，其形成了冠部的前方区域，该前方区域是从上述背面到距该背面为冠部纵深长度Lc的0.15倍的区域；以及冠后部，其形成了冠部的后方区域，该后方区域是从距上述背面为冠部的纵深长度Lc的0.30倍到1.0倍的区域，冠前部的刚性比冠后部小。
[专利文献1]日本特开2003-52866号公报
[专利文献2]日本特开2003-79768号公报
[专利文献3]日本特开2003-88601号公报
[专利文献4]日本特开2005-137788号公报
但是专利文献1～4的高尔夫球杆头在加大击出角度方面有进一步改善的余地。
发明内容
鉴于上述现有技术情况提出了本发明。本发明的目的在于，提供一种中空型高尔夫球杆头，其与专利文献1～4所述的现有的中空型高尔夫球杆头相比，击球时的击出角度较大，球的飞行距离增大。
为了达到上述目的，本发明人进行了深入研究，结果发现：为了加大击球时的击出角度，采用以下方法较为有效。即，通过使冠部材料比底部材料的杨氏弹性模量小，从而使冠部刚性比底部刚性低。
本发明是基于上述认识而提出的，其提供一种中空型高尔夫球杆头，其特征在于，在冠部材料中用量最多的材料的杨氏弹性模量小于底部材料中用量最多的材料的杨氏弹性模量。
以下，对本发明更加详细地进行说明。在本发明中，所谓的高尔夫球杆头的底部是指从面部的下部向后方延伸并形成杆头的底部的部分；所谓高尔夫球杆头的冠部是指从面部的上部向后方延伸并形成杆头的上部的部分；所谓的高尔夫球杆头的侧部是指从面部的上部和下部之间向后方延伸形成杆头的侧部的部分。上述侧部包含有趾端侧的侧部、跟端侧的侧部以及后侧的侧部。
在本发明中，冠部材料采用杨氏弹性模量(E，单位：MPa)比底部材料小的材料。在冠部材料使用了多种材料，或者底部材料也使用了多种材料的情况下，对冠部与底部各自用量最多的材料相互进行杨氏弹性模量的比较。当冠部材料的杨氏弹性模量大于或等于底部材料的杨氏弹性模量时，有时无法获得充分的球的击出角度。使底部材料的杨氏弹性模量与冠部材料的杨氏弹性模量之比为1∶0.3～0.9是较为适当的。
在本发明中，具体而言，优选使底部材料的杨氏弹性模量(E)为105000～120000MPa，冠部材料的杨氏弹性模量为70000～95000MPa。
在本发明中，在冠部的面部侧形成由第1冠部材料构成的区域，在冠部的后侧形成由第2冠部材料构成的区域，并且，优选使第1冠部材料的杨氏弹性模量比第2冠部材料的小。当第1冠部材料的杨氏弹性模量大于或等于第2冠部材料的杨氏弹性模量时，有时无法获得充分的球的击出角度。使第2冠部材料与第1冠部材料的杨氏弹性模量之比为1∶0.5～0.8是较为适当的。
在本发明中，在底部的面部侧形成由第1底部材料构成的区域，在底部的后侧形成由第2底部材料构成的区域时，优选使第1底部材料的杨氏弹性模量比第2底部材料的大。当第1底部材料的杨氏弹性模量小于或等于第2底部材料的杨氏弹性模量时，在击球时，有时无法获得充分的击出角度。第1底部材料与第2底部材料的杨氏弹性模量之比为1∶0.5～0.8是较为适当的。
在本发明中，优选使底部的平均厚度与冠部的平均厚度之比为1∶0.3～0.8。在底部平均厚度与冠部平均厚度的关系脱离上述范围的情况下，有时无法获得充分的球的击出角度。底部平均厚度与冠部平均厚度之比最好为1∶0.3～0.6。
在本发明中，为了得到更大的击球时的击出角度，可将在冠部的面部侧由第1冠部材料构成的区域形成为冠部薄壁区域；将在冠部的后侧由第2冠部材料构成的区域形成为冠部厚壁区域，并使冠部厚壁区域的平均厚度与冠部薄壁区域的平均厚度之比为1∶0.5～0.9。冠部厚壁区域的平均厚度与冠部薄壁区域的平均厚度之比最好为1∶0.5～0.7。
在本发明中，为了得到更大的击球时的击出角度，可将在底部的面部侧由第1底部材料构成的区域形成为底部厚壁区域；将在底部的后侧由第2底部材料构成的区域形成为底部薄壁区域，优选使底部厚壁区域的平均厚度与底部薄壁区域的平均厚度之比为1∶0.3～0.8。底部厚壁区域的平均厚度与底部薄壁区域的平均厚度之比最好为1∶0.3～0.6。
在本发明中，为了得到更大的击球时的击出角度，可使底部的平均厚度与侧部的平均厚度之比为1∶0.3～0.8。底部的平均厚度与侧部的平均厚度之比最好为1∶0.3～0.6。
在本发明中，具体而言，合适的尺寸为：使底部的平均厚度为0.9～2.0mm；冠部的平均厚度为0.5～1.2mm；由第1冠部材料构成的区域的平均厚度为0.5～1.0mm；由第2冠部材料构成的区域的平均厚度为0.7～1.2mm；由第1底部材料构成的区域的平均厚度为0.9～1.5mm；由第2底部材料构成的区域的平均厚度为1.2～2.0mm；侧部的平均厚度为0.5～1.2mm。
在本发明中，优选使底部刚性与冠部刚性之比为1∶0.1～0.8。在底部刚性与冠部刚性的关系脱离上述范围的情况下，在击球时，有时无法获得充分的击出角度。底部刚性与冠部刚性之比最好为1∶0.2～0.6。
在本发明中，所谓刚性是指根据下式(x)所求出的值。
刚性(单位：MPa·mm4)＝E×I  …  (x)
E：杨氏弹性模量(Young′s modulus)(单位：MPa)
I：截面惯性矩(second moment of area)(单位：mm4)
杨氏弹性模量E取决于高尔夫球杆头的构成部分的材料，截面惯性矩I取决于高尔夫球杆头的构成部分的厚度。如果构成部分的厚度相同，则其刚性之比由杨氏弹性模量E的大小之比决定，如果构成部分的材料相同，则其刚性之比由厚度之比的3次幂的值决定。
为了得到更大的击球时的击出角度，优选使底部刚性与侧部刚性之比为1∶0.1～0.8。底部刚性与侧部刚性之比最好为1∶0.2～0.6。
对于本发明的高尔夫球杆头的制造方法并无限定。例如，可以通过以面部件堵塞杆头主体的面开口部的方式进行制造。这种情况下，对于杆头主体的材质和成形方法并无限定，其材质可以使用钛、钛合金、不锈钢、非结晶物等；其成形方法，可以通过铸造来一体成形。对于面部件的材质和成形方法也无限定，其材质可以使用钛、钛合金、不锈钢、非结晶物等；其成形方法可以采用铸造法、对板材进行冲压加工的冲压成型法或者模铸法。
对于杆头主体与面部件的接合方法也无限定。但是，考虑到对接合部位进行漂亮的加工，以及提高高尔夫球杆头的重量精度等方面，通过等离子焊接、激光焊接或者电子束焊接来将两者进行接合为佳。这种情况下，作为等离子焊接，可以使用公知的等离子焊接技术，即，利用等离子电弧产生的高温能量将被焊接材料熔化，再使其凝固，来进行焊接。作为激光焊接可以使用公知的激光焊接技术，该激光焊接利用了CO激光器或CO2激光器等的气体激光器，或者YAG激光器等固体激光器。作为电子束焊接可以使用公知的电子束焊接技术，该电子束焊接利用了适当功率的电子束。
本发明的高尔夫球杆头例如可以是具有中空部的木杆型高尔夫球杆头或者通用型高尔夫球杆头。更具体地说，本发明的高尔夫球杆头例如可以是具有下述的杆头体积和杆面倾角(loft angle)的中空型高尔夫球杆头。
(a)杆头体积为250～470cm3，杆面倾角为7～15°的中空型高尔夫球杆头。
(b)杆头体积为150～250cm3，杆面倾角为12～28°的中空型高尔夫球杆头。
(c)杆头体积为70～150cm3，杆面倾角为15～32°的中空型高尔夫球杆头。
本发明的中空高尔夫球杆头击球时的击出角度较大，使球的飞行距离增大。
附图说明
图1是表示分别使高尔夫球杆头的主体刚性、冠部刚性、底部刚性发生变化后的球的击出角度以及回旋(backspin)量变化的图表。
图2是表示分别使高尔夫球杆头的主体刚性、冠部刚性、底部刚性发生变化后的击球初速度变化的图表。
图3是表示使高尔夫球杆头的冠部的刚性整体或局部变化后的球的击出角度变化的图表。
图4是表示冠部各区域的图。
图5是表示使高尔夫球杆头的冠部的刚性整体或局部变化后的击球初速度变化的图表。
图6是表示使高尔夫球杆头的冠部后侧区域的刚性提高后的球的击出角度变化的图表。
图7是表示使高尔夫球杆头的冠部后侧区域的刚性提高后的击球初速度变化的图表。
图8是表示使高尔夫球杆头的冠部的刚性局部变化，并减小侧部的刚性后的球的击出角度变化的图表。
图9是表示使高尔夫球杆头的冠部的刚性局部变化，并减小侧部的刚性后的击球初速度变化的图表。
图10是表示本发明的高尔夫球杆头的一个实施例的俯视图。
图11是图10的高尔夫球杆头沿图10中A-A线的剖面图。
图12是图10的高尔夫球杆头沿图10中B-B线的剖面图。
图13是表示本发明的高尔夫球杆头的另一实施例的俯视图。
图14是图13的高尔夫球杆头沿图13中A-A线的剖面图。
图15是图13的高尔夫球杆头沿图13中B-B线的剖面图。
具体实施方式
此处表示证实本发明效果的实验例。图1是表示分别使高尔夫球杆头整体的刚性(主体刚性)、冠部的刚性(冠部刚性)、底部的刚性(底部刚性)变化后的球的击出角度以及回旋量变化的图表。在图1中，试件标号1a是使其主体刚性为标准的10倍，1b是使其主体刚性为标准的刚性(1倍)，1c是使其主体刚性为标准的0.5倍，1d是使其主体刚性为标准的0.1倍；2a是使其冠部刚性为标准的10倍，2b是使其冠部刚性为标准的刚性(1倍)，2c是使其冠部刚性为标准的0.5倍，2d是使其冠部刚性为标准的0.1倍；3a是使其底部刚性为标准的10倍，3b是使其底部刚性为标准的刚性(1倍)，3c是使其底部刚性为标准的0.5倍，3d是使其底部刚性为标准的0.1倍；4是使其冠部刚性为标准的0.5倍，并使其底部刚性为标准的10倍；5是使其冠部刚性为标准的10倍，而使其底部刚性为标准的0.5倍。根据图1的结果可以看出：在冠部刚性低，而底部刚性高的情况下，击球时的击出角度变大。
图2是表示分别使高尔夫球杆头的主体刚性、冠部刚性、底部刚性发生变化后的击球初速度变化的图表，是用于与加大了击球时的击出角度的本发明相比较的图表。在图2中，试件标号1a～1d、2a～2d、3a～3d、4、5分别表示与上述图1相同的试件。根据图2的结果可以看出：在冠部刚性和底部刚性都较低的情况下，球的初速度变大。
图3是表示使高尔夫球杆头的冠部的刚性整体或局部变化后球的击出角度变化的图表。图3中的试件标号表示记载在下述表1中的试件。这些试件按照表1那样设定图4所示的其冠部的各区域(1)、(2)、(3)的刚性。根据图3的结果可以看出：当减薄冠部的面部侧部分的厚度时，增大击球时的击出角度的效果明显；而只减薄冠部的后侧部分或中央部分的厚度时，增大击球时的击出角度的效果较小。
[表1]
    试件     各区域的刚性倍率(倍)(与钛之比)
  区域(1)   区域(2)   区域(3)
    STD     1     1     1
    Crown05     0.5     0.5     0.5
    Crown01     0.1     0.1     0.1
    crown_f05     0.5     0.5     1
    crown_f01     0.1     0.1     1
    crown_b05     1     1     0.5
    crown_b01     1     1     0.1
    crown_ff05     0.5     1     1
    crown_ff01     0.1     1     1
    crown_fc05     1     0.5     1
    crown_fc01     1     0.1     1
图5是表示使高尔夫球杆头的冠部的刚性整体或局部变化后的击球初速度变化的图表。图5中的试件标号表示记载在上述表1中的试件。根据图5的结果可以看出：与上述击出角度的情况相同，当减薄冠部的面部侧部分的厚度时，增大击球时的击出角度的效果明显；而只减薄冠部的后侧部分或中央部分的厚度时，增大击球时的击出角度的效果较小。
图6是表示使高尔夫球杆头的冠部后侧区域的刚性提高后的球的击出角度变化的图表。图6中的试件标号表示记载在下述表2中的试件。根据图6的结果可以看出：冠部后侧区域的刚性对击球时的击出角度几乎没有影响。但是，提高冠部后侧区域的刚性对击球音、击球感有良好的影响。
[表2]
   试件    各区域的刚性倍率(倍)(与钛之比)
  区域(1)   区域(2)   区域(3)
   STD     1     1     1
   crown_f01     0.1     0.1     1
   crown_ff01     0.1     1     1
   crown_ff01_b15     0.1     1     15
   crown_ff01_b20     0.1     1     20
图7是表示使高尔夫球杆头的冠部后侧区域的刚性提高后的击球初速度变化的图表。图7中的试件标号表示记载在上述表2中的试件。根据图7的结果可以看出：与上述击出角度的情况相同，冠部后侧区域的刚性对击球初速度几乎没有影响。
图8是表示使高尔夫球杆头的冠部的刚性局部变化，并减小侧部的刚性后的球的击出角度变化的图表。图8中的试件标号表示记载在下述表3中的试件。根据图8的结果可以看出：当在某一程度上减小侧部的刚性时，增大击球时的击出角度的效果明显；而过度减小侧部的刚性时，却不能进一步改善击球时的击出角度的效果。
[表3]
  试件       各区域的刚性倍率(倍)(与钛之比)
  区域(1)   区域(2)  区域(3)    侧部
  STD     1     1     1     1
  crown_f05     0.5     0.5     1     1
  crown_f05_s05     0.5     0.5     1     0.5
  crown_f01     0.1     0.1     1     1
  crown_f01_s01     0.1     0.1     1     0.1
图9是表示使高尔夫球杆头的冠部的刚性局部变化，并减小侧部的刚性后的击球初速度变化的图表。图9的试件标号表示记载在上述表3中的试件。根据图9的结果可以看出：与上述击出角度的情况同样，当在某一程度上减小侧部的刚性时，可以获得增大击球初速度的效果；而过度减小侧部的刚性时，却不能进一步改善击球初速度的效果。
以下，参照附图对本发明的实施例进行说明。但是本发明并不限定于下述实施例。图10是表示本发明的高尔夫球杆头的一个实施例的俯视图。图11是图10的高尔夫球杆头沿图10中A-A线的剖面图。图12是图10的高尔夫球杆头沿图10中B-B线的剖面图。
本实施例的高尔夫球杆头10是通过等离子焊接将面部件22固定在杆头主体20的面开口部上的。所述杆头主体20具有底部12、冠部14、侧部16以及颈部18。另外，本实施例的高尔夫球杆头被制成杆头体积是400cm3的1号木杆用高尔夫球杆头。
在本实施例的高尔夫球杆头10中，冠部14的材料(Ti-15Mo-5Zr)的杨氏弹性模量比底部12的材料(Ti-6Al-4V)的杨氏弹性模量小。具体而言，底部12的材料与冠部14的材料的杨氏弹性模量之比为1∶0.68。
在本实施例的高尔夫球杆头10上，底部12、冠部14、侧部16、面部件22的厚度分别是均匀的。底部12的厚度是1.3mm，冠部14的厚度是0.6mm，侧部16的厚度是0.6mm，面部件22的厚度是3mm。因此，底部12的平均厚度与冠部14的平均厚度之比是1∶0.46。
在本实施例的高尔夫球杆头10上，底部12的刚性与冠部14的刚性之比是1∶0.3，底部12的刚性与侧部16的刚性之比是1∶0.33。
图13是表示本发明的高尔夫球杆头的另一实施例的俯视图。图14是图13的高尔夫球杆头沿图13中A-A线的剖面图。图15是图13的高尔夫球杆头沿图13中B-B线的剖面图。
本实施例的高尔夫球杆头30通过等离子焊接将面部件42固定在杆头主体40的面开口部上，所述杆头主体40具有底部32、冠部34、侧部36以及颈部38。另外，本实施例的高尔夫球杆头被制成杆头体积是400cm3的1号木杆用高尔夫球杆头。
在本实施例的高尔夫球杆头30上，冠部34的材料中用量最多的材料(Ti-15Mo-5Zr)的杨氏弹性模量比底部32的材料中用量最多的材料(Ti-6Al-4V)的杨氏弹性模量要小。具体而言，底部32的材料中用量最多的材料与冠部34的材料中用量最多的材料的杨氏弹性模量之比是1∶0.68。
另外，在本实施例的高尔夫球杆头30上，在底部32的面部侧，作为由第1底部材料(Ti-6Al-4V)构成的区域，形成了厚度为2.5mm的底部厚壁区域32a；在底部32的后侧，作为由第2底部材料(Ti-15Mo-5Zr)构成的区域，形成了厚度为1.2mm的底部薄壁区域32b。在冠部34的面部侧，作为由第1冠部材料(Ti-15Mo-5Zr)构成的区域，形成了厚度为0.6mm的冠部薄壁区域34a。在冠部34的后侧，作为由第2冠部材料(Ti-6Al-4V)构成的区域，形成了厚度为1.5mm的冠部厚壁区域34b。上述底部厚壁区域32a与底部薄壁区域32b之间、以及上述冠部薄壁区域34a与冠部厚壁区域34b之间分别通过等离子焊接来进行固定。底部厚壁区域32a、底部薄壁区域32b、冠部薄壁区域34a以及冠部厚壁区域34b的厚度分别是均匀的。
在本实施例的高尔夫球杆头30中，第1冠部材料的杨氏弹性模量比第2冠部材料的要小；第1底部材料的杨氏弹性模量比第2底部材料的要大。具体而言，第2冠部材料与第1冠部材料的杨氏弹性模量之比为1∶0.68。第1底部材料与第2底部材料的杨氏弹性模量之比为1∶0.68。
在本实施例的高尔夫球杆头30上，底部32的平均厚度为2.0mm，冠部34的平均厚度为0.9mm。因此，在本实施例的高尔夫球杆头30上，底部32的平均厚度与冠部34的平均厚度之比是1∶0.45。冠部厚壁区域34b的平均厚度与冠部薄壁区域34a的平均厚度之比为1∶0.4，底部厚壁区域32a的平均厚度与底部薄壁区域32b的平均厚度之比为1∶0.48。
侧部36、面部件42的厚度分别是均匀的，侧部36的厚度为0.6mm，面部件42的厚度为3mm。因此，底部32的平均厚度与侧部36的平均厚度之比是1∶0.33。
在本实施例的高尔夫球杆头30上，底部32的刚性与冠部34的刚性之比是1∶0.2，底部32的刚性与侧部36的刚性之比是1∶0.3。

Claims (11)

1.一种中空型高尔夫球杆头，其特征在于，冠部的材料中用量最多的材料的杨氏弹性模量小于底部的材料中用量最多的材料的杨氏弹性模量。
2.根据权利要求1所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，在冠部的面部侧形成由第1冠部材料构成的区域，在冠部的后侧形成由第2冠部材料构成的区域，且使上述第1冠部材料的杨氏弹性模量比第2冠部材料的小。
3.根据权利要求1所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，在底部的面部侧形成由第1冠部材料构成的区域，在底部的后侧形成由第2底部材料构成的区域，且使上述第1底部材料的杨氏弹性模量比第2底部材料的大。
4.根据权利要求2所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，在底部的面部侧形成由第1冠部材料构成的区域，在底部的后侧形成由第2底部材料构成的区域，且使上述第1底部材料的杨氏弹性模量比第2底部材料的大。
5.根据权利要求1所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，底部与冠部的平均厚度之比为1∶0.3～0.8。
6.根据权利要求2所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，底部与冠部的平均厚度之比为1∶0.3～0.8。
7.根据权利要求3所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，底部与冠部的平均厚度之比为1∶0.3～0.8。
8.根据权利要求4所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，底部与冠部的平均厚度之比为1∶0.3～0.8。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，杆头体积为250～470cm3，杆面倾角为7～15°。
10.根据权利要求1至8中任意一项所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，杆头体积为150～250cm3，杆面倾角为12～28°。
11.根据权利要求1至8中任意一项所述的中空型高尔夫球杆头，其特征在于，杆头体积为70～150cm3，杆面倾角为15～32°。
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