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TW200819171A - Golf club head and method of fabricating striking plate - Google Patents

Golf club head and method of fabricating striking plate Download PDF

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TW200819171A TW095139354A TW95139354A TW200819171A TW 200819171 A TW200819171 A TW 200819171A TW 095139354 A TW095139354 A TW 095139354A TW 95139354 A TW95139354 A TW 95139354A TW 200819171 A TW200819171 A TW 200819171A
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Ming-Jui Chiang
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Fu Sheng Ind Co Ltd
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Description

200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種高爾夫球桿頭及打擊面板的_ 造方法，且特別是有關於一種其打擊面板具有低彈性模& (elastic modulus )結晶相區域的高爾夫球桿頭及打擊面板 的製造方法。 【先前技術】 f ' I 現今社會運動風氣普及，高爾夫球運動早已成為大眾 所吾愛的運動之一，且參與焉爾夫球運動的人口數也快速 地增加。其中，高爾夫球桿（golf Club)因場地之地形及 用途不同，而可區分為木桿（wooden club)、鐵桿（iron ciub) 與推桿（putter)等多種不同形式之球桿。 針對木桿而言’南爾夫球桿頭（golf club head)的製 作通常是以金屬材質或搭配碳纖維（carbon fiber)材質而 製造出一桿頭本體（head body)，再於桿頭本體上結合一 I， 打擊面板（striking plate)，以作為擊球之用。由於高爾夫 球桿頭在尺寸及重量上皆有一定的規格及限制，方能在打 擊時發揮預期之控球性與擊球效果。因此，為了符合不同 使用需求’在設計高爾夫球桿頭時，通常需藉由改變桿頭 本體與打擊面板之基本架構或兩者間之結合構造，來達到 最佳化的設計。 均質（homogeneous)且厚度一致（unif〇rm)的打擊 面板其高反發係數區域通常位於打擊面板的中心區域，且 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/〇〇6 隨著遠離中心區域，打擊面板的反發係數將逐漸降低。就 打擊面板的反發係數（coefficient of restitution，COR)而 言’高爾夫球桿頭的打擊面板的高反發係數區域是越大越 好，因此，習知高爾夫球桿頭的打擊面板的設計有以減少 面板厚度以提高擊球反發能力的做法，但此種做法需犧牲 打擊面板的财久性（durability )，打擊面板因厚度的減少 而產生久擊後易於破損的問題，如何在不減少打擊面板耐 Q 久性的前提下，簡單而有效地提高擊球反發能力，遂成為 在球頭設計上急需處理的難題。 【發明内容】 本發明之目的是提供一種高爾夫球桿頭，其打擊面板 的高反發係數區域較大。 本發明之另一目的是提供一種打擊面板的製造方 法’以擴大打擊面板的高反發係數區域。 為達上述或是其他目的’本發明提出一種高爾夫球桿 ' 頭，其包括一桿頭本體與一打擊面板。桿頭本體具有—開 口（opening)，打擊面板配置於開口處且具有一打擊面 (striking surface)。打擊面板包括一第—結晶相區域 j crystallization phase region )與至少一第二結晶相區域。 弟一結晶相區域位於第一結晶相區域中，其中第-纟士曰相 區域由打擊面延伸至打擊面板的内部，且第二結晶相區域 的彈性模數（elastic modulus )小於第一結晶相區域的彈二 模數。 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 在本發明之一實施例中，上述之第一結晶相區域的結 晶相包括/3 型（/3-type)或 α + /5 型（a-/5-type)。 在本發明之一實施例中，上述之第二結晶相區域的結 晶相包括a ’型或a’’型。 在本發明之一實施例中，上述之第一結晶相區域的彈 性模數可大於等於l〇〇GPa。 +在本發明之一實施例中，上述之第一結晶相區域之彈 性模數與第二結晶相區域之彈性模數的差值的絕對值可大 於等於5GPa且小於等於l〇GPa。 在本發明之一實施例中，上述之打擊面板的材質可為 鈦合金。 為達上述或是其他目的，本發明提出一種打擊面板的 製造方法，打擊面板適用於一高爾夫球桿頭。打擊面板的 製造方法包括下列步驟。首先，提供一面板本體（plate body)，面板本體之結晶相為一第一結晶相。接著，局部 加熱面板本體。然後，淬火（quench)面板本體所加熱之 局部區域，使得面板本體之局部區域的結晶相轉變 (transform)為一第二結晶相。 、在本叙明之一貫施例中，上述之局部加熱面板本體的 方式包括照射（irradiating )高能雷射光束（high_energy laser beam)於面板本體。 在本發明之一實施例中，上述之局部加熱面板本體的 方式包括照射電子束（electron beam)於面板本體。 在本發明之一實施例中，上述之淬火面板本體所加熱 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 之局部區域的方式包括水冷（water c〇〇Ung)、風冷（也 cooling )或爐内冷卻（furnace cooling )。 在本發明之一實施例中，上述之淬火面板本體所加熱 之局部區域的冷卻速率可大於等於每秒攝氏1〇度。 在本發明之一實施例中，上述之第一結晶相包括冷型 或α +卢型。 在本發明之一實施例中，上述之第二結晶相包括α， fs 型或α ”型。 在本發明之一實施例中，上述之面板本體的材質為鈦 合金。 基於上述，由於本發明之打擊面板具有彈性模數較低 的第二結晶相區域，因此整體而言本發明之打擊面板的高 反發係數區域較大。此外，由於本發明之打擊面板的製造 方法可在不犧牲打擊面板之财久性的前提下，以局部加熱 再淬火的方式於面板本體内形成彈性模數較低的第二結晶 相區域，因此可擴大打擊面板的高反發係數區域。另外， I 由於本發明之打擊面板的製造方法可採取照射雷射光束或 電子束以局部加熱面板本體的方式，因此本發明之打擊面 板的製造方法較為簡單且製造成本較為低廉。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明異貝 易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 【實施方式】 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 凊茶考圖1與圖2，：Μ：φ同i 4人一丄 古Α、中圖旨不本發明一實施例之 :爾夫球杯頭的立體讀示意圖，而圖场示圖^ 面板的側視示麵。本實_之高 桿=㈣〇與一打擊面板220。桿頭本體干:具= 在本實施例中，桿頭本體21G可為—殼體（shell)開 二巧用-般之金屬材# (如不銹鋼等金屬材質），且以 脫犧鑄造（lost·丽casting)方式一體成型地製成。 當然，在本發明其他的實施例中，桿頭本體210亦可 :是由金屬與高分子塑化材料或高強度纖維材料（例如石炭 ，維）等複合材質所構成，其製作方式例如是預先以射出 成型（injection m〇lding)或熱壓成型（thermalc〇mpressi〇n moldmg)方·立製作—上蓋（er_)(未緣示），再 將此上盍嵌合於其他部分的金屬殼體上。此外，亦有其他 作法疋直接在金屬设體之鏤空處貼覆碳纖維預浸布，再搭 配模具與氣袋加熱成型，以形成桿頭本體21〇。 打擊面板220配置於開口 212處，用以與桿頭本體21〇 構成（compose)高爾夫球桿頭2〇〇。打擊面板220具有一 打擊面222，且打擊面板220包括一第一結晶相區域224 與至少一第二結晶相區域226 (圖1示意地緣示兩個）。 這些弟一結晶相區域226位於第一結晶相區域224中，其 中這些第二結晶相區域226由打擊面222延伸至打擊面板 220的内部，且各個第二結晶相區域226的彈性模數小於 第一結晶相區域224的彈性模數。本實施例中，這些第二 結晶區域226通常位於打擊面板220的中心區域228之外。 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 在本實施例中，第一結晶相區域224的結晶相包括/5 型或α +点型。所謂的/3型結晶相是指其結晶方式為體心 立方晶格（body_centered cubic lattice，BCC lattice )，而所 謂的α + /5型結晶相是指其結晶方式包括六方最密晶格 (hexagonal close-packed lattice，HCP lattice)與體心立方 晶格。此外，各個第二結晶相區域226的結晶相包括α， 型或α ’’型。所謂的α ’型結晶相是指六方晶麻田散體 (hexagonal martensite)，而所謂的α，，型結晶相是指斜方 晶麻田散體（orthorhombic martensite )，兩者皆是因急速 冷卻所形成的不完全變態（incomplete_transformati〇n)的 結晶相。在此種不完全轉換相（incomplete_transf〇rmati〇n phase)下，鈦合金具有較低的彈性模數。 在此必須說明的是，所謂的彈性模數即是楊氏模數 (Young’s modulus)，其公制單位為帕（Pascal，簡寫為
Pa)。材料（通常為單原子金屬或合金）的彈性模數與反 發係數呈現反比關係，亦即上述材料的彈性模數越低，，則 其反發係數越高。因此，本實施例之打擊面板22〇除了中 心區域228的反發係數相對較高之外，打擊面板22〇所具 有的這些第二結晶相區域226的反發係數也相對較高，因 此整體而言打擊面板220的高反發係數區域較大。此外， 本貫施例中，第一結晶相區域224的彈性模數可大於等於 lOOGPa (即ΙΟΟχΙΟ9帕），且第一結晶相區域224之彈性 模數與第二結晶相區域226之彈性模數的差值的絕對值可 大於等於5GPa且小於等於i〇GPa。 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 值得注意的是，在本實施例中，打擊面板220的材質 可為鈦合金，例如為鈦-6鋁-4飢（Ti-6A1-4V)合金，亦即 組成成分的重量百分比為90%鈦、6%鋁與4%釩的鈦合金。 但是在另一實施例中，打擊面板220的材質亦可為其他種 類的鈦合金，例如鈦-8銘-1鉬-1飢（Ti-8Al_lMo-lV)、 鈦-6 鋁·2 錫-4 锆-2 鉬（Ti-6Al-2Sn-4Zr_2Mo )、鈦-6 鋁-6 釩-2 錫（Ti-6Al-6V_2Sn)、鈦 _6 鋁-2 錫-4 锆 _6 鉬 (Ti-6Al-2Sn_4Zr-6Mo)、鈦-8 錳（Ti-8Mn)、鈦-10 釩-2 鐵-3 !呂（Ti-10V-2Fe-3Al)、鈦 _11·5 钥 _6 錯-4.5 錫 (Ti-ll.5Mo-6Zr-4.5Sn )、鈦-15 |目-5 錯-3 |呂 (Ti-15Mo-5Zr-3Al )與鈦 _13 鈒 _ιι 鉻 _3 鋁 (Ti-13V-llCr-3Al) 〇 請再參考圖1，值得一提的是，在本實施例中，桿頭 本體210與打擊面板220可藉由嵌合與（或）焊接等方式 相接合。進言之，在放置打擊面板220之前，可預先塗覆 悍料於桿頭本體210與打擊面板220之接合面上。之後， 將打擊面板220配置於桿頭本體21〇的開口 212處，再進 行焊接，以使焊料熔融後冷卻形成連接桿頭本體21〇與打 擊面板220之焊結層（未繪示）。此外，在另一實施例中， 亦可先將打擊面板220配置於桿頭本體21〇的開口 212 處，再將焊料塗覆於桿頭本體210與打擊面板220之接合 處的接縫上，待焊料熔融滲入接合面後，再冷卻凝固形成 焊結層（未纟會示）。 在說明過南爾夫球桿頭2〇〇之桿頭本體21〇的製造方 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 式，以及桿頭本體210與打擊面板220的組裝方式之後， 以下將針對打擊面板220的製造方法作一詳細說明。圖3A 至圖3C繪示圖1之打擊面板·的製造流程示意圖。本實施 例之打擊面板220的製造方法包括以下步驟。首先，請參 考圖3A，提供一面板本體P，面板本體p之結晶相為—第 一結曰曰相。在本實施例中，第^一結晶相包括冷型或Q +万 型。 接著，請參考圖3Β，局部加熱面板本體ρ。在本實施
例中，局部加熱面板本體Ρ的方式包括照射高能雷射光束 L於面板本體ρ。在另一實施例中，局部加熱面板本體ρ 的方式可採取照射電子束（未繪示）於面板本體ρ。 經由上述圖3Α至圖3C的步驟之後，_種具 結 ;曰曰=域224 (其結晶相為第一結晶相）與多個第二結晶 =或226 (其結晶相為第二結晶相）的打擊面板-基 2即可完成。在另-實施财，更可對於打擊面板22〇 ^ 了擊面222進一步加工處理，使得打擊面板- 的外型與桿頭本體训的開口 212(見圖υ的外型相當且 然後，請參考圖3C，淬火（quench)面板本體Ρ所加 熱之局部區域，使得面板本體ρ之局部區域的結晶相轉變 為一第二結晶相，以形成至少一第二結晶相區域226 (圖 3C示意地繪示兩個）。此外，淬火面板本體ρ所加熱之局 部區域的方式包括水冷、風冷或爐内冷卻，且淬火面板^ 體P所加熱之局部區域的冷卻速率大於等於每秒攝 度。另外，上述第二結晶相包括〇，型或，型。 12 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 使得打擊面222達到所欲求的表面粗縫度。 綜上所述，本發明之高爾夫球桿頭與打擊面板的製造 方法至少具有以下的優點： 一、由於本發明之打擊面板具有彈性模數較低的第二 結晶相區域，亦即第二結晶相區域的反發係數相對較高了 因此整體而言本發明之打擊面板的高反發係數區域較大。 一、 由於本發明之打擊面板的製造方法可在不犧牲打 擊面板之耐久性的前提下，以局部加熱再淬火的方式於面 板本體内形成彈性模數較低的第二結晶相區域，因此可擴 大打擊面板的高反發係數區域。 ’、 二、 由於本發明之打擊面板的製造方法可採取照射雷 射光束或電子束以局部加熱面板本體的方式，因此本發; 之打擊面板的製造方法較為簡單且製造成本較為低廉。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不 脫_本發明之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾， 因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準。 【圖式簡單說明】 圖1綠示本發明一實施例之高爾夫球桿頭的立體分解 示意圖。 圖2繪示圖1之打擊面板的側視示意圖。 圖3A至圖3C繪示圖1之打擊面板的製造流程示意 13 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006
【主要元件符號說明】 200 :高爾夫球桿頭 210 :桿頭本體 212 :開口 220 :打擊面板 222 :打擊面 224 :第一結晶相區域 226 :第二結晶相區域 228 :打擊面板的中心區域 P:面板本體 14

Claims (1)

  1. 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 十、申請專利範圍： 1·一種南爾夫球桿頭，包括·· 一桿頭本體，具有一開口；以及 一打擊面板，配置於該開 擊面板包括： 口處且具有一打擊面，該打 弟一結晶相區域；以及 * f少一 ί二結晶相區域，位於該第一結晶相區域 Γ 中該第二結晶相區域由該打麵延伸至該打擊 ，板的内4 ’且4第—結晶相區域的彈性模數小於該 弟一結晶相區域的彈性模數。 Μ 2·如申請專利範圍第丨項所述之高爾夫球桿頭，其中 該第-結晶相區域的結晶相包括冷型或α +冷型。 /·如申請專利範㈣丨項所述之高爾夫球桿頭，其中 該第—結晶相區域的結晶相包括α，型或α，，型。 斤4·如申請專利範圍第丨項所述之高爾夫球桿頭，其中 該第一結晶相區域的彈性模數大於等於1〇〇GPa。 I， 5·如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，其中 該第一結晶相區域之彈性模數與該第二結晶相區域之彈性 模數的差值的絕對值大於等於5Gpa且小於等於10Gpa。 6·如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，其中 該打擊面板的材質為鈦合金。 7·—種打擊面板的製造方法，該打擊面板適用於一高 爾夫球桿頭，該打擊面板的製造方法包括： 提供一面板本體，該面板本體之結晶相為一第一結晶 15 200819171 PF-2006-013(2) 19915twf.doc/006 相； 局部加熱該面板本體；以及 淬火該面板本體所加熱之局部區域，使得該面板本體 之局部區域的結晶相轉變為一第二結晶相。 8·如申請專利範圍第7項所述之打擊面板的製造方 法，其中局部加熱該面板本體的方式包括照射高能雷射光 束於該面板本體。 9·如申請專利範圍第7項所述之打擊面板的製造方 法，其中局部加熱該面板本體的方式包括照射電子束於該 面板本體。 、1〇·如申請專利範圍第7項所述之打擊面板的製造方 去，其中冲火该面板本體所加熱之局部區域的方式包括水 冷、風冷或爐内冷卻。 、U·如申請專利範圍第7項所述之打擊面板的製造方
    法，其中坪火該面板本體所加熱之局部區域的冷卻速率是 大於等於每秒攝氏10度。 •如申請專利範圍第"貝所述之打擊面板的製造方 法’，、中該第-結晶相包括万型或α +沒型。 ^如申請專利範圍第7項所述之打擊面板的製造方 法，，、中该第二結晶相包括α，型或型。 該面板本體^ 16
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