專利名稱：高爾夫球棒頭及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用金屬材料和纖維增強樹脂構成的高爾夫球棒頭及其制備方法。
背景技術：
有人提出了各種高爾夫球棒頭，其中，纖維增強樹脂部件復合在作為構成高爾夫球棒頭的主要部分的部分金屬材料部件上(后文中，它有時簡稱為“復合球棒頭”)。通過使用由比重較小的纖維增強樹脂制成的部件，可以減輕復合球棒頭的重量，并且具備如下優(yōu)點通過將減輕的重量分配至球棒頭的側部(如，尖側或跟側)或者分配至球棒頭的背面，球棒頭的重量分布的設計自由度可被改善。
而且，復合球棒頭也可通過將由纖維增強樹脂制成的、預先成型為預定形狀的樹脂部件粘接在，如，金屬材料制成的球棒頭外殼的開口部上而得(后文中，這種制備方法有時簡稱為“粘接法”)。然而，按照粘接法，在球棒頭外殼和樹脂部件結合部的邊界容易出現(xiàn)縫隙和臺階，并且，球棒頭的外觀也易受損。并且，還存在由于制備球棒頭外殼和/或樹脂部件存在偏差而引起兩個部件的裝配不穩(wěn)定的風險，以及存在因延展而使粘接強度降低的風險。如果粘接強度被降低，則樹脂部件容易因擊球時的沖擊力而從球棒頭外殼脫落。
至于其它的制備復合球棒頭的方法，已知的有稱為內(nèi)壓成型法(參見，例如，日本未審查專利公報NO.2001-190716和日本未審查專利公報NO.2001-190718)。所述內(nèi)壓成型法在如圖7B所示的金屬模20中加熱球棒頭基體，和使氣囊(bladder)在中空部i處膨脹；所述球棒頭基體由含許多預浸漬體的層壓體P在部分固化的狀態(tài)下置入如圖7A所示的由金屬材料制成的球棒頭外殼M的開口部O1中而形成。因此，層壓體P受熱并受壓，并被強烈地擠向金屬模20的空腔側以形成預定的形狀，并緊密地固定在球棒頭外殼M的開口部O1的周邊。根據(jù)如上所述的內(nèi)壓成型法，它可使球棒頭外殼M和樹脂部件FR連接邊界處的縫隙和臺階盡可能的縮小，因為這不同于粘接法，并且它還可使球棒頭的外觀得到改善。
然而，內(nèi)壓成型法有如下的缺點。換言之，根據(jù)內(nèi)壓成型法，為了使含預浸漬體的層壓體P能更緊密地接觸金屬模20的空腔C的表面，層壓體P就必須要有相對較大的部分擴展到外側。為達到此目的，就必須從內(nèi)側對預浸漬體的層壓體P施加均勻的壓力。然而，在使氣囊B膨脹時，在氣囊B和層壓體P之間的各個接觸位置會產(chǎn)生暫時性偏移，因此施加到層壓體P上的是不平衡內(nèi)壓。結果，層壓體P不能均勻的膨脹至外側，成型時，在成型樹脂部件表面產(chǎn)生如蜷曲、凹陷、凸起等缺陷。而且，由于不僅僅會產(chǎn)生蜷曲、凹陷、凸起等缺陷，并且這個部位的增強纖維也被折疊，因此不可能得到足夠的強度，而且蜷曲、凹陷、凸起容易成為導致?lián)p壞的起始點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將上述的實際情況考慮在內(nèi)，其主要目的是提供一種高爾夫球棒頭，它可改善與氣囊相接觸的預浸漬體的流動性能，并可防止成型時由通過擴展對層壓體施加均勻的壓力時所產(chǎn)生的缺陷。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面或第六方面，構成復合球棒頭的樹脂部件的預浸漬體的層壓體由許多具有不同樹脂百分含量的預浸漬體組成。具有最高樹脂百分含量的預浸漬體用于最靠近中空部的最里層。與具有最低樹脂百分含量的預浸漬體相比，具有較高樹脂百分含量的預浸漬體在塑化的狀態(tài)下有更好的流動性能，并且在經(jīng)擴展與氣囊接觸時可以在表面得到良好的流動性能(滑動和變形)。換言之，此表面可以順著氣囊的形狀變形，并可均勻地將壓力傳送至外側的預浸漬體。相應的，可對層壓體的各個部位均勻的施加壓力，并可防止成型過程中如蜷曲之類的缺陷在樹脂部件中產(chǎn)生。
而且，根據(jù)本發(fā)明的第五方面，構成復合球棒頭的樹脂部件的預浸漬體的層壓體由許多具有不同樹脂百分含量的預浸漬體組成，具有最低樹脂百分含量的預浸漬體的至少一層被用于介于最里層和最外層之間的中間層，具有較高樹脂百分含量的預浸漬體而非具有最低樹脂百分含量的預浸漬體被用于最里層和最外層。其結果是，它可改善甚至是與金屬模的空腔接觸的層壓體的最外層與空腔接觸時的流動性能。相應的，根據(jù)本發(fā)明，層壓體的最里層可以順著氣囊的形狀變形，最外層可以順著空腔的形狀變形，因此，它可進一步防止成型過程中如蜷曲之類的缺陷在樹脂部件中產(chǎn)生。
本發(fā)明的更優(yōu)選實施方式見諸于從屬權利要求、本說明書以及附圖中。


圖1根據(jù)本發(fā)明的實施方式所示的球棒頭在標準條件下的透視圖；圖2是其平面圖；圖3是沿圖2中線A-A的橫截面圖；
圖4是球棒頭的分解透視圖；圖5是預浸漬體實例的平面圖；圖6是預浸漬體的層壓體的分解透視圖；圖7A和圖7B是解釋內(nèi)壓成型法的橫截面圖；圖8是展示內(nèi)壓成型法的其它實施方式的球棒頭外殼的平面圖；圖9A～9C是展示內(nèi)壓成型法的其它實施方式的部分橫截面圖；圖10A和10B是一個球棒頭的平面圖以及一個從其背面看到的后視圖，展示了根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式；圖11是展示本發(fā)明的其它實施方式的從球棒頭背面看到的后視圖；圖12是展示本發(fā)明的其它實施方式的球棒頭的底視13以分解的方式，展示了根據(jù)實施例和對照例的預浸漬體的層壓體的擴展平面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖，給出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的描述。
圖1是球棒頭在標準條件下的透視圖，其中，根據(jù)本實施方式的高爾夫球棒頭(后面，它有時可被簡稱為“球棒頭”)按照規(guī)定的桿面底角和桿面傾角放置在水平面上，圖2是其平面圖，圖3是沿圖2中線段A-A的橫截面的放大圖，圖4是球棒頭的分解透視圖。
根據(jù)本實施方式的球棒頭1包括含用于擊球的球棒面2的面部3；與面部3相聯(lián)結并形成球棒頭冠面的冠部4；與面部3相聯(lián)結并形成球棒頭底面的底部5；連接在冠部4和底部5之間的側部6，它通過背面從面部3的尖側3a延伸至根側3b；以及位于冠部4的根部并連接在球棒桿(未示出)端處的頸部7。球棒頭1的具體實例有木桿型球棒頭，如發(fā)球木桿(#1)和球道用木桿，其內(nèi)部具有中空部i構成的中空結構。
而且，球棒頭1可由金屬材料制成的球棒頭外殼M和纖維增強樹脂制成的樹脂部件FR構成。
根據(jù)本實施方式的樹脂部件FR可被具體化為至少為冠部4的一部分的冠端樹脂部件FR1組成的結構。樹脂部件FR由復合材料制成，復合材料通過將基體樹脂和其增強材料復合而得，其比重比金屬材料小。相應的，通過使用樹脂部件FR，根據(jù)本發(fā)明的球棒頭1可獲得相對較大的重量減輕效果。減輕的重量可，例如，用于增大球棒頭外殼M的尺寸，或者是分配至合適的部位，于是，可調(diào)整重心的位置和慣性矩，也便于改善重量分布設計時的自由度。
對基體樹脂沒有特別的限制，然而，適宜采用如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等之類的熱固性樹脂，以及如尼龍樹脂、聚碳酸酯樹脂等之類的熱塑性樹脂?；w樹脂優(yōu)選價格不貴的、與纖維的黏結性能得到改善的、具相對較短的成型時間的基體樹脂。而且，對纖維也沒有特別的限制，然而，可采用如碳纖維、玻璃纖維、聚芳基酰胺纖維以及聚對苯撐-2，6-苯并雙惡唑(PBO纖維)等有機纖維，或是如非晶纖維、鈦纖維等之類的金屬纖維，尤其是優(yōu)選比重小而拉伸強度大的碳纖維。
而且，纖維的彈性模量也沒有特別的限制，然而，如果彈性模量太小，則不能確保樹脂部件FR的剛度，耐久性趨于降低；而如果相反，彈性模量太大，則其成本將上升，拉伸強度趨于降低。從這個角度出發(fā)，纖維的彈性模量要求等于或大于50GPa，更優(yōu)選等于或大于100GPa，再進一步優(yōu)選等于或大于150GPa，最優(yōu)選等于或大于200GPa。并且，要求纖維的彈性模量的下限優(yōu)選等于或小于550GPa，更優(yōu)選等于或小于450GPa，再進一步優(yōu)選等于或小于350GPa。在這里，纖維的彈性模量對應的是拉伸彈性模量，并由按照JIS R7601中“碳纖維測試方法”所測出的值定義其大小。并且，在含有兩種或多種纖維的情況下，采用的是平均彈性模量，它是在重量比的基礎上，通過稱重并計算各種纖維的彈性模量得到的，如下面的表達式(1)所示平均彈性模量＝∑(Ei·Vi)/∑Vi(i＝1，2，)(1)(其中Ei為纖維i的彈性模量，Vi為纖維i的總重量)按照本實施方式的球棒頭外殼M為如圖4所示的構造體，它包括面部3、底部5、側部6、頸部7以及冠部邊緣10，其上具有連接至冠部樹脂部件FR1，且連續(xù)設置在面部3中的開口部O1。球棒頭外殼M可一開始就由各部分整體成形而得，例如，用鑄造之類的方法，也可以用鍛造、鑄造、沖壓、輥壓之類的加工方法形成兩個或多個部件，然后用焊接或之類的方法對其整體聯(lián)結構成。
構成球棒頭外殼M的金屬材料沒有特別的限制，然而，可采用，例如，不銹鋼、馬氏體時效鋼、鈦、鈦合金、鋁合金、鎂合金、非晶質(zhì)合金或之類。尤其是，適宜采用比強度大的鈦合金、鋁合金或者鎂合金。在這種情況下，球棒頭外殼M可用兩種或多種金屬材料制成。
如圖3和圖4所示，根據(jù)本實施方式，球棒頭外殼M的冠部邊緣部10包括了形成冠部4的環(huán)狀外表面的冠部表面部10a和接收部10b，本實施例中，接收部10b具有從表面中的冠部表面部位10a向中空部位i的側面降低，并延伸至開口部O1的周圍的臺階。接收部10b可以在其圓周邊緣部位容納冠部樹脂部件FR1的內(nèi)表面。并且，基于上述的臺階，接收部10b可以容納冠部樹脂部件FR1的厚度，并使冠部表面部10a和樹脂部件FR1經(jīng)最后加工后齊平相接。
球棒頭外殼M的接收部10b和冠部樹脂部件FR1聯(lián)結在一起，根據(jù)本實施方式，接收部10b位于開口部O1周圍的整個圓周邊呈連續(xù)的環(huán)狀。其結果，使得它可能聯(lián)結并容納冠部樹脂部件FR1的圓周邊緣部位的整個圓周邊。這可使之獲得粘結強度。接收部10b的寬度Wa(從開口部O1的邊緣的垂直方向上測得)沒有特別的限制，然而，如果寬度太小，則球棒頭外殼M和冠部樹脂部件FR1間的聯(lián)結面積過小，聯(lián)結強度趨于降低；相反，如果寬度太大，則開口部O1的面積過小，存在得到的重量減輕效應不足的傾向。從這個角度出發(fā)，要求接收部10b的適宜寬度Wa為，例如，等于或大于5mm，更優(yōu)選等于或大于10mm，要求其上限等于或小于30mm，更優(yōu)選等于或小于20mm，寬度Wa可以是常數(shù)，也可以是變量。
而且，冠部樹脂部件FR1不必組成整個冠部4，但至少是其一部分。然而，如果其面積過小，則存在獲得的重量減輕效應不足的傾向。從這個角度出發(fā)，在如圖2所示的標準條件下的平面圖中，要求位于冠部4的開口部O1的面積S1和被冠部輪廓線包圍的面積S的比值(S1/S)優(yōu)選等于或大于0.5，更優(yōu)選等于或大于0.6，要求其上限為，如，等于或小于0.9，優(yōu)選等于或小于0.8。在這里，本實施例中的開口部O1為包括冠部4的結構，然而并不限于上面所述的部分，還可以形成延伸至其它部分(例如，側部6)的開口部。
而且，冠部樹脂部件FR1由按照內(nèi)壓成型法在球棒頭外殼M內(nèi)整體成形的模塑產(chǎn)品所構成。內(nèi)壓成型法的構造已提及，然而，在本實施方式中包含以下的步驟。
首先，制備許多具有能覆蓋球棒頭外殼M的開口部O1的預浸漬體。在圖5中，以平面圖的形式展示了用以形成樹脂部件FR的一種預浸漬體11的一個實施例。預浸漬體11為片狀體，處于半硬化狀態(tài)，其中，樹脂部件R浸漬按同一方向排列的碳纖維織品或是交叉向織成的碳纖維f紡織物(本實施例所示為后者結構)，并在預先被適當?shù)那谐扇鐖D5所示的形狀的狀態(tài)下使用。對預浸漬體11的輪廓形狀沒有特別的限制，然而，它通常相應地大致取決于球棒頭外殼M的開口部O1。根據(jù)本實施例，預浸漬體11的輪廓形狀可例示為這樣的結構它比開口部O1的外形大，等于或者稍大于接收部10b的外形。
此外，制備多個具有不同樹脂百分含量的預浸漬體11。在這里，“樹脂百分含量”意味著樹脂組分的重量和預浸漬體總重量的重量比。樹脂的重量可用以下方法測得用化學法，只將樹脂組分從要測量的樹脂部件或者預浸漬體中分解并除去，以便只取出纖維，并從預先測得的樹脂部件的總重量中減去纖維的總重量?？捎没瘜W法從樹脂材料中除去樹脂，例如，使用熱的硝酸。也可用化學法從預浸漬體中除去樹脂，例如，使用甲乙酮。在本例中所示為其中，預浸漬體11采用了兩種具有不同樹脂百分含量的預浸漬體，特別的，第一預浸漬體11a具有較高的樹脂百分含量，第二預浸漬體11b具有較低的樹脂百分含量。
而且，如圖6所示，通過層壓制備可覆蓋開口部O1的預浸漬體11作為層壓體P。在本實施方式中，層壓體P可分為最靠近球棒頭中空部i的最里層Sa，最靠近球棒頭外表面的最外層Sb，以及介于兩者之間的中間層Sc。并且層壓體由多個預浸漬體構成。然而，至少最里層Sa采用具有最高樹脂百分含量的第一預浸漬體11a。在本實施方式中，展示了這樣的實例其中，第一預浸漬體11a不僅用于最里層Sa而且也用于最外層Sb。另一方面，中間層Sc采用具有最低樹脂百分含量的第二預浸漬體11b。適宜的，層壓體可以采用，例如，層壓的方法來制備出不易剝離的層壓體，所述層壓的方法可以利用預浸漬體11本身的表面粘度或者是放入未固化的樹脂底漆等來進行。
在這種情況下，組成如圖5所示的層壓體P時，理想的是使預浸漬體11的纖維f與作為球棒擊球面2法向的基線BL之間的分配角θ互不相同。根據(jù)一個具體的優(yōu)選方面，適宜采用被稱作交叉預浸漬織物，這樣，至少在最里層Sa和最外層Sb的一層中，纖維之間相互交叉(本實施例中以90°交叉)，優(yōu)選在兩層中都交叉。上述的交叉預浸漬體在拉伸時，幾乎無任何不規(guī)則，并可在成型時起到減少缺陷的效果。而且，在本實施方式中，所用的是交叉預浸漬體，其分配角θ變?yōu)椤?5°。關于中間層Sc，所采用的是被稱為單向預浸漬體(UD預浸漬體)，其中碳纖維排列在同一個方向上，并且其分配角從內(nèi)側被設定為0°，90°，0°，45°以及45°。分配角θ可以相應的按照所用纖維的彈性模量、所用數(shù)量等來設定。在這里，“球棒面的法向”被認為是在上述標準條件下，從球棒面的球棒頭重力點到水平表面所畫的一條法線的投影線段。
接下來，如圖7A所示，進行球棒頭基體1A的預成型步驟，所述預成型步驟將層壓體P附在球棒頭外殼M的開口部O1以覆蓋開口部O1。層壓體P以如上所述的第一預浸漬體11a形成最里層Sa的方向附在球棒頭外殼M上。在本實施方式中，層壓體P的周邊邊緣部位被配置成便于和處于開口部O1周邊的接收部10b接觸。而且，通過在預浸漬體的層壓體P和接收部之間涂布，例如，熱固型膠粘劑、樹脂底漆等，可防止層壓體P和接收部10b發(fā)生偏移，因此有助于改善成型的精確度。
預成型的球棒頭基體1A被放入金屬模20，金屬模20可由，例如，一對可拆卸的上金屬模20a和下金屬模20b構成。這時，預成型步驟，例如，可在球棒頭外殼M被預先放在下金屬模20b的情況下進行。而且，要求球棒頭外殼M具有一個與中空部聯(lián)通的孔22，如，在其側部6處。在加壓流體流入和流出時可以膨張和收縮的氣囊B可以通過孔22被插入。
此外，如圖7B所示，在加熱金屬模20的同時，在中空部i中，可進行氣囊B的擴張和形變的內(nèi)壓成型步驟。相應的，預浸漬體片材組成的層壓體P受到來自氣囊B的熱和壓力，沿著上金屬模20a的空腔表面C發(fā)生形變并成型，并且，冠部樹脂部件FR1和其圓周邊部位整體粘附于接收部10b，這時，由于具有最高樹脂百分含量的預浸漬體11a被用于最靠近中空部位i的層壓體P的最里層Sa，故可在塑化狀態(tài)下，在與氣囊B和其鄰近部位的接觸表面中沿著氣囊B的表面獲得平穩(wěn)的樹脂流體，也就是說，可以獲得改善的流動性能。換言之，層壓體P的最里層Sa可以順著氣囊B的形狀變形，并將氣囊B的壓力均勻的傳送至外部預浸漬體層。相應的，可對層壓體P的各個部位施加均勻的壓力。
而且，在本實施方式中，由于具有較高樹脂百分含量的預浸漬體11a也被應用于層壓體P的最外層Sb中，所以即使在最外層Sb與金屬模20的空腔表面C接觸時，在接觸部也可獲得改善的流動性能。相應的，根據(jù)本實施方式的球棒頭1中，層壓體P能受到從內(nèi)側至外側的均勻壓力，這可防止如蜷曲之類的缺陷在成型時產(chǎn)生于樹脂部件中。
在樹脂部件FR成型時產(chǎn)生的缺陷最主要是受到預浸漬體11的樹脂百分含量的影響，預浸漬體11構成最里層Sa，而最里層Sa在內(nèi)壓成型步驟中首先與氣囊B接觸。相應的，關于層壓體P的最外層Sb，沒有必要使用具有最高樹脂百分含量的第一預浸漬體11a，而可以使用第二預浸漬體11b。然而，在與層壓體P的最外層Sb和金屬模20的空腔表面間接觸時，為確保流體性能的改善，在最里層中，適宜優(yōu)選使用具有最高樹脂百分含量的第一預浸漬體11a，或者使用第三預浸漬體(未顯示)，其樹脂百分含量比第一預浸漬體11a小而比第二預浸漬體11b大。
而且，當層壓體P按所需時間加熱并完成成型時，流體從氣囊B中排出而氣囊B收縮，因此，通過孔22，氣囊B被取出至球棒頭外殼M的外部?？?2可用革囊、蓋子或者其它部件密封，而球棒頭的商標、裝飾圖案等附屬于所述的其它部件，例如，在下一步驟中所進行的。
在層壓體P的最里層Sa和/或最外層Sb中可優(yōu)選采用玻璃纖維增強的預浸漬體，也就是具有最高樹脂百分含量的預浸漬體。由于玻璃纖維價格便宜，故可降低生產(chǎn)成本并且成型產(chǎn)品是透明的。相應的，在層壓體P的最里層Sa中使用玻璃纖維增強預浸漬體的情況下，就可看見中間層Sc并且可以確認中間層Sc等在成型時產(chǎn)生的缺陷，例如，通過從孔22照射光線至中空部I。而且，在最外層Sb使用玻璃纖維的情況下，可使中間層Sc的碳纖維如設計圖案那樣被看穿，而且從改善設計性能的角度出發(fā)，這種結構是優(yōu)選的。
具有最高樹脂百分含量的第一預浸漬體11a的樹脂百分含量的絕對值沒有特別的限制，然而，如果絕對值太小，則在內(nèi)壓成型法步驟中，最里層Sa的流動性能趨于降低；如果相反，絕對值太大，則樹脂的量變得過大，所謂的預浸漬體的堅固度會失去，并且還存在預成型步驟中有效性被破壞的趨勢。從這個角度出發(fā)，要求第一預浸漬體11a的樹脂百分含量優(yōu)選等于或者大于45％，更優(yōu)選等于或者大于50％，進一步優(yōu)選等于或者大于60％，并且其上限優(yōu)選等于或者小于90％，更優(yōu)選等于或者小于80％，進一步優(yōu)選等于或者小于70％。
而且，對于樹脂百分含量比第一預浸漬體11a小的第二預浸漬體11b的樹脂百分含量也沒有特別的限制，如果值太小，則很難獲得足夠的復合材料強度；如果相反，值太大，則重量增大，減輕球棒頭重量的效應就趨于降低。從這個角度出發(fā)，要求第二預浸漬體11b的樹脂百分含量優(yōu)選等于或者大于20％，更優(yōu)選等于或者大于30％，進一步優(yōu)選等于或者大于35％，并且其上限優(yōu)選等于或者小于55％，更優(yōu)選等于或者小于50％，進一步優(yōu)選等于或者小于40％。
而且，在層壓體P中，具有最高樹脂百分含量的預浸漬體11a和具有最低樹脂百分含量的預浸漬體11b之間的樹脂百分含量的差異適宜優(yōu)選等于或者大于5％，更優(yōu)選等于或者大于10％，進一步優(yōu)選等于或者大于15％。并且其上限適宜優(yōu)選等于或者小于50％，更優(yōu)選等于或者小于40％，進一步優(yōu)選等于或者小于30％。如果樹脂百分含量的差異小于5％，則存在以下的傾向最里層Sa中的預浸漬體的樹脂百分含量過小并且流動性能變差，或者是中間層Sc中的預浸漬體的樹脂百分含量過大并且樹脂部件的比重變大。而且，如果樹脂百分含量的差異大于50％，則各層之間趨于產(chǎn)生剛度的差異，或者趨于產(chǎn)生應力集中點等。
并且，層壓體P中所用的預浸漬體的“梅芝凱量(metsuke amount)”(每1m2的預浸漬體所含的纖維重量g)沒有特別的限制，然而，如果它太小，則預浸漬體的厚度變小，操作性能被破壞且成型時趨于產(chǎn)生缺陷；相反，如果它太大，則每片預浸漬體的厚度變大，很難對厚度進行調(diào)整，并且樹脂的浸漬率變得不均勻，因此強度趨于降低。從這個角度出發(fā)，預浸漬體11的“梅芝凱量”適宜優(yōu)選等于或者大于50g/m2，更優(yōu)選等于或者大于75g/m2，進一步優(yōu)選等于或者大于100g/m2，并且其上限適宜優(yōu)選等于或者小于300g/m2，更優(yōu)選等于或者小于250g/m2，進一步優(yōu)選等于或者小于200g/m2。
在上述的實施方式中，所例舉的情況是，層壓體P由具有不同樹脂百分含量的兩種預浸漬體——第一預浸漬體11a和第二預浸漬體11b——所組成。然而，例如，層壓體P還可包含樹脂百分含量比第一預浸漬體11a小而比第二預浸漬體11b大的第三和第四預浸漬體(未顯示)，在這種情況下，適宜的是，對樹脂百分含量的數(shù)值規(guī)定不僅可適用于第一預浸漬體11a和第二預浸漬體11b之間，也可適用于第一預浸漬體11a和第三預浸漬體之間，第三預浸漬體和第四預浸漬體之間，或者第四預浸漬體和第二預浸漬體之間。
而且，根據(jù)優(yōu)選的方面，例如，如圖8和對應于圖8中沿線B-B的橫截面的圖9A所示，大致在輔助成型步驟中，可在先于放置層壓體Pa時，將一輔助預浸漬體13預先放于朝向球棒頭外殼M的接收部10b的中空側的內(nèi)表面10bi上。輔助預浸漬體13放于內(nèi)表面10bi上以形成突出部13a，它從開口部O1的邊緣向開口部O1側突起。如同本實施方式中優(yōu)選的方式，輔助預浸漬體13位于開口部O1的周邊的至少一部分上，然而，適宜的是，它呈環(huán)狀并且連續(xù)的附在開口部O1的周邊。本實施例中的輔助預浸漬體13示為如下的結構輔助預浸漬體被分為四片以便能連續(xù)的分配在開口部O1的周圍。
而且，如圖9B所示，用上述的同樣的方式，將層壓體P附在接收部10b，以覆蓋開口部O1。并且，如圖9C所示，通過在金屬模20中進行內(nèi)壓成型步驟，可以整體的形成層壓體P和輔助預浸漬體13的突出部13a。相應的，樹脂部件FR的周邊邊緣部可以形成為分叉部15，它包括沿著接收部10b的外表面擴張的外片部15a和沿著接收部10b的內(nèi)表面擴張的內(nèi)片部15b。如上所述，通過一個簡單的工序，就可在樹脂部件FR和球棒頭外殼M之間增加一個粘合區(qū)域，并且，在制備復合球棒頭時，通過預先將具有突出部13a的輔助預浸漬體13安置于接收部10b的內(nèi)表面并與層壓體P的最里層相互粘合，可制備出具有牢固的粘結強度的球棒頭1。在此情況下，由于輔助預浸漬體13的使用區(qū)域被限制，輔助預浸漬體13并不包括在層壓體P中。相應的，其樹脂百分含量也沒有特別的限制，然而，優(yōu)選30％～70％。
由于根據(jù)本實施方式的球棒頭1可以通過使用樹脂部件來減輕重量，故可增加球棒頭的體積。于是球棒頭的體積適宜優(yōu)選等于或者大于200cm3，更優(yōu)選等于或者大于300cm3，進一步優(yōu)選等于或者大于380cm3，特別優(yōu)選等于或者大于400cm3。因此，這可增加準備擊球時的安全感，并且可增加有效擊球點面積以及慣性矩。盡管沒有特別的限制，但適宜的是，通過球棒頭重心的垂線附近的慣性矩優(yōu)選等于或者大于2000g·cm2，更優(yōu)選等于或者大于3000g·cm2，進一步優(yōu)選等于或者大于3500g·cm2，在上述的標準條件下。對球棒頭體積的上限也沒有特別的限制，然而，在基于R&A和USGA規(guī)則的條件下，其上限優(yōu)選限制在等于或者小于470cm3。
本說明給出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的描述，然而，本發(fā)明并不局限于上述實施方式，并且還可以應用于鐵桿型(iron-type)、萬能型(utility-type)和鏝板型(patter-type)。而且，在上述的實施方式中，顯示了如下方面由纖維增強樹脂制成的樹脂部件由冠部樹脂部件FR1構成。然而，例如，如圖10A和10B所示，它的結構可按如下所述球棒頭外殼M的開口部O1的一部分在背面?zhèn)葯M跨冠部4和側部6，并且樹脂部件FR也可被放置成橫跨冠部4和側部6。在上述的實施方式中，與圖1所示的情況進行對比，由于它可減輕球棒頭上部的重量，故可使球棒頭的重心降低。
而且，如圖11所示，可以通過在球棒頭外殼M的側部6中形成開口部O1來放置樹脂部件FR，故在本實施方式中，可增加穿過球棒頭重心的水平軸線周圍的慣性矩。而且，如圖12所示，除了冠部的樹脂部件FR1之外，還可以采用底部樹脂部件FR2，在本實施方式中，可進一步增大球棒頭的垂直軸線附近的慣性矩。
實施例為了驗證本發(fā)明的效果，在圖1-3和表1所作的說明的基礎上，用試驗方式，制備了球棒頭體積為420cm3的木桿型球棒頭。上述的開口部的面積S1和球棒頭的面積S的比值S1/S設定在0.8。球棒頭外殼和樹脂部件制成如圖1～圖5的形狀。并且，預浸漬體的層壓體從最外層至最里層按順序采用參照符號(a)～(g)，如圖13所示。各預浸漬體所用的纖維、取向的角度以及纖維的方向均如所述。并且，使用碳纖維的各預浸漬體(CFRP)由碳纖維和環(huán)氧樹脂的復合材料構成，碳纖維的拉伸彈性模量為235Gpa。并且，在各預浸漬體中，樹脂百分含量各不相同，如表1所示。
為了防止偏移，球棒頭外殼采用Ti-6Al-4V整體鑄造而得。然后采用NC操作使球棒頭外殼中的開口形狀一致。并且，通過使用如圖9所示的、寬度為20mm的輔助預浸漬體片，預先在球棒頭外殼中形成10mm的輔助預浸漬體片的突出部。復合球棒頭通過輔助成型步驟和內(nèi)壓成型步驟制備而得，并且測試了各球棒頭的不合格率和耐久性。這里，成型后樹脂部件的最終厚度為0.8～1.15mm。
測試方法如下<不合格率>
每制備100個球棒頭，均測試其成型時樹脂部件中的凹面或者凸面上的可目檢的蜷曲和缺陷的發(fā)生比率。其結果用指數(shù)表示，其中對照例1被設定為100，該數(shù)值越小，球棒頭越好。
<耐久性>
用由SPI運動有限公司制造的碳纖維球桿MP-200裝配到每個試驗用球棒頭上，制成45英寸的木桿型球桿。球棒裝配上MIYAMAE有限公司制造的揮桿機器(SHOT ROB IV)上，并用球棒頭面部中心位置，以51m/s的球棒頭速度，擊打了3000個高爾夫球，以進行耐久性測試。并且，將沒有裂紋、破裂等損傷的球棒頭標記為“O”，將有損傷產(chǎn)生的球棒頭標記為“X”，并且記錄下球棒頭產(chǎn)生損傷時擊打球的數(shù)目。測試結果見表1。
表1

從測試結果中證實按照本發(fā)明的球棒頭降低了成型時的缺陷而且又不破壞耐久性。特別是，在實施方式1和實施方式3中，預浸漬體的層壓體的最里層和最外層使用了具有較高樹脂百分含量的預浸漬體，可以確證有在成型時缺陷被顯著降低這一明顯效果。
權利要求
1.一種高爾夫球棒頭，它包括由金屬材料制成且具有開口部的球棒頭外殼，和設置在所述的球棒頭外殼的開口部中、并且在其內(nèi)部設有內(nèi)中空部的由纖維增強樹脂制成的樹脂部件，其特征在于，所述樹脂部件由成型體構成，所述成型體通過將具有覆蓋所述的開口部的大小、且具有不同樹脂百分含量的多層預浸漬體的層壓體用內(nèi)壓成型法整體成型于所述的球棒頭外殼中而得到；且具有最高樹脂百分含量的預浸漬體用于最靠近所述中空部的所述層壓體的最里層中。
2.如權利要求1所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述具有最高樹脂百分含量的預浸漬體的樹脂百分含量為45～90％。
3.如權利要求1或2所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述層壓體包括具有最低樹脂百分含量的預浸漬體，并且具有最低的樹脂百分含量的預浸漬體和具有最高樹脂百分含量的預浸漬體之間的樹脂百分含量的差異為5～10％。
4.如權利要求1～3中任何一項所述的高爾夫球棒頭，其特征在于，所述具有最高樹脂百分含量的預浸漬體用玻璃纖維增強。
5.一種高爾夫球棒頭，它包括由金屬材料制成且具有開口部的球棒頭外殼，設置在所述球棒頭外殼的開口部中、且設有內(nèi)中空部的由纖維增強樹脂制成的樹脂部件，其特征在于，所述樹脂部件由成型體構成，所述成型體通過將具有覆蓋所述的開口部的大小、且具有不同樹脂百分含量的多層預浸漬體的層壓體用內(nèi)壓成型法整體成型于所述球棒頭外殼中而得到；所述層壓體至少在介于最靠近所述中空部的最里層和最靠近球棒頭外表面的最外層之間的中間層中，采用至少一層具有最低樹脂百分含量的預浸漬體；且，樹脂百分含量比具有最小樹脂百分含量的預浸漬體高的預浸漬體被用于所述最里層和最外層。
6.一種制備高爾夫球棒頭的方法，所述高爾夫球棒頭包括由金屬材料制成且具有開口部的球棒頭外殼，和并設置在所述球棒頭外殼的開口部中、且在其內(nèi)部設有內(nèi)中空部的由纖維增強樹脂制成的樹脂部件，所述方法包括成型球棒頭基體的預成型步驟，該步驟包括設置由具有覆蓋所述開口部的大小、且具有不同樹脂百分含量的多個預浸漬體構成的層壓體，和在最靠近所述中空部的最里層中采用具有最高樹脂百分含量的預浸漬體；以及在所述球棒頭外殼中整體成型所述層壓體的內(nèi)壓成型步驟，該步驟包括在金屬模中加熱所述球棒頭基體，和在所述中空部使氣囊膨脹。
全文摘要
本發(fā)明防止了蜷曲在樹脂部件中產(chǎn)生。本發(fā)明提供了一種高爾夫球棒頭(1)，它包括由金屬材料制成并具有一個開口部(O1)的球棒頭外殼(M)，由纖維增強樹脂制成并置于所述的球棒頭外殼的開口部(O1)中的樹脂部件(FR)，并且在其內(nèi)部有內(nèi)中空部，樹脂部件(FR)由成型體構成，所述成型體通過將覆蓋在所述的開口部(O1)上的、具有不同樹脂百分含量的多層預浸漬體的層壓體用內(nèi)壓成型法整體成型于所述的球棒頭外殼上得到。而且，具有最高樹脂百分含量的預浸漬體被用于緊靠所述中空部的所述層壓體的最里層中。
文檔編號A63B53/04GK1669604SQ20051005593
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月15日 優(yōu)先權日2004年3月17日
發(fā)明者尾山仁志 申請人:住膠體育用品株式會社