專利名稱：高爾夫球棒頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于打擊高爾夫球的金屬制高爾夫球棒頭。
背景技術(shù)：
以柿子木為主體的木質(zhì)高爾夫球棒頭在近年來已逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐允褂媒饘俨牧希缣间?、不銹鋼、硬鋁、鈦等材料的產(chǎn)品作為主流。與使用柿子木的產(chǎn)品相比，以金屬材料制的高爾夫球棒頭具有棒頭體積和正面面積大，而且棒頭的慣性力矩大以及擊球的方向性穩(wěn)定的特點(diǎn)。另外，由于增大了棒頭的焊接面積，因此在擊球時(shí)發(fā)生擊偏的情況下可以減小球的回彈性降低值。另外，如果將高爾夫球棒頭大型化，則能改善瞄準(zhǔn)時(shí)的穩(wěn)定感，并且能夠安裝更長尺寸的手柄，從而能使球的飛行距離增大。
另外，本申請(qǐng)人獲得了日本專利第2130519號(hào)(特公平5-33071號(hào))，其中的高爾夫球棒頭能夠最大限度地提高棒頭本身與高爾夫球的反彈性能。在該專利中公開了一種理論(以下稱為“阻抗匹配理論”)，該理論認(rèn)為，通過使代表高爾夫球棒頭的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率(以下簡稱為“棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)”)接近于代表高爾夫球的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率(以下簡稱為“球的阻抗一次振動(dòng)數(shù)”，約為600～1600Hz)，就能最大限度地提高被擊球的打出速度。
“機(jī)械阻抗”被定義為作用于某點(diǎn)上的力的大小與該力起作用時(shí)其他點(diǎn)的響應(yīng)速度的大小之比。也就是說，以從外部施加于某個(gè)物體上的力為F，以響應(yīng)速度為V，以機(jī)械阻抗為Z，則機(jī)械阻抗被定義為Z=F/V。
為了降低棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)，有效的方法是減小棒頭正面表面或下面部的剛性。例如可以舉出，增大面部的面積、減小面部的厚度、在面部使用低楊氏模量的材料等。
特別是通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)把低楊氏模量的金屬材料用于棒頭的面部時(shí)，在擊球時(shí)的手感(擊球感)就變得柔和，而且即使在擊偏時(shí)傳到手上的沖擊力也小，這是其優(yōu)點(diǎn)。
然而，即便是楊氏模量小的金屬材料，如果它的抗拉強(qiáng)度小，就難以確保它具有能夠耐受擊球時(shí)的沖擊所需的強(qiáng)度。另外，如果為了獲得面部的強(qiáng)度而增大面部的厚度，其結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致使面部剛性降低的效果變小，并且棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)的下降值也有限。
另外，即便是楊氏模量小的金屬材料，如果它的表面硬度小，就會(huì)由于在擊球時(shí)與球發(fā)生摩擦，或在擊球時(shí)咬著與球之間的砂粒，結(jié)果導(dǎo)致面部表面過早地被磨損或者容易被擦傷，這是存在的問題。
本發(fā)明的公開本發(fā)明的權(quán)利要求1～4所述的發(fā)明的目的是提供一種以既能確保耐受擊球時(shí)的沖擊所需的強(qiáng)度，又能降低面部的剛性作為基本點(diǎn)，并且根據(jù)上述阻抗匹配理論能夠增大飛行距離的高爾夫球棒頭。
為此，本發(fā)明提供了一種高爾夫球棒頭，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以抗拉強(qiáng)度為Y(單位kgf/mm2)時(shí)，至少是該棒頭面部的一部分由一種滿足Y≥0.006X+60關(guān)系的金屬材料構(gòu)成。作為這種金屬材料，優(yōu)選使用例如非晶質(zhì)金屬。其中優(yōu)選為鋯系的非晶質(zhì)合金。
另外，本發(fā)明的權(quán)利要求5～8所述的發(fā)明的目的是提供一種以既能確保防止在擊球時(shí)由于與球的摩擦或咬砂等原因引起的面部摩損或擦傷所需的硬度，又能降低面部的剛性作為基本點(diǎn)，并且根據(jù)阻抗匹配理論能夠進(jìn)一步增大飛行距離的高爾夫球棒頭。
為此，本發(fā)明提供了一種高爾夫球棒頭，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以維氏硬度為Z(單位HV)時(shí)，至少是該棒頭面部的一部分由一種滿足Z≥(X/60)+200的關(guān)系的金屬材料構(gòu)成。作為這種金屬材料，優(yōu)選使用例如非晶質(zhì)金屬。其中優(yōu)選為鋯系的非晶質(zhì)合金。
對(duì)附圖的簡單說明

圖1是表示一種木質(zhì)高爾夫球棒的實(shí)施方案的正面圖；圖2是圖1的側(cè)面圖；圖3是圖2的截面圖；圖4的(A)和(B)的是正面板的裝配結(jié)構(gòu)各異的其他實(shí)施方案的棒頭截面圖；圖5是表示其他實(shí)施方案的截面圖；圖6是表示一種鐵質(zhì)型高爾夫球棒的實(shí)施方案的正面圖；圖7是圖6的截面圖；圖8是表示楊氏模量與抗拉強(qiáng)度的關(guān)系的曲線圖；圖9是表示楊氏模量與維氏硬度的關(guān)系的曲線圖。
用于實(shí)施發(fā)明的最佳方案下面根據(jù)附圖詳細(xì)地解釋本發(fā)明的實(shí)施方案。
在圖1～圖3中例示出本發(fā)明的高爾夫球棒頭，它是一種由金屬材料形成的中空木質(zhì)型(金屬頭)的高爾夫球棒頭。在該例子中，上述的棒頭由棒頭本體1與裝配在該棒頭本體1前表面上的正面板2構(gòu)成。另外，該高爾夫球棒頭的棒頭體積例如希望是80～360cm3，優(yōu)選為230～360cm3。
上述的棒頭主體1具有用于擊球的面部6、形成該面部6的周邊并適于裝配入上述正面板2的正面板安裝部1a以及與該正面板安裝部1a相連接的底部7、頂部8和側(cè)部9等。在本例子中，如圖3所示那樣，上述的正面板安裝部1a具有用于安裝上述正面板2的臺(tái)階部3a并形成了貫通到棒頭內(nèi)部起嵌合作用的開口3。
另外，上述的正面板2在本例子中構(gòu)成了面部6的主要部分，它通過焊接、鉚接、粘接等的接合方法而與上述嵌合用的開口部3一體化，并與上述的正面板安裝部1a共同構(gòu)成了面部6。
應(yīng)予說明，如圖4(A)所示那樣，正面板安裝部1a即使沒有上述的臺(tái)階部3a也能作為開口3形成。另外，如圖4(B)所示，也可以形成一個(gè)朝向棒頭內(nèi)部逐漸擴(kuò)大的楔形結(jié)構(gòu)并且能夠支持正面板2里面的嵌合用凹部4。在此情況下希望將正面板2也形成大體上相同的楔形。
另外，本發(fā)明者們進(jìn)行了種種實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以抗拉強(qiáng)度為Y(單位kgf/mm2)時(shí)，面部6的一部分希望由一種能夠滿足Y≥0.006X+60的關(guān)系的金屬材料來形成。
在本實(shí)施方案中已例示出，作為面部6一部分的上述正面板2可以由這樣的金屬材料來形成。這樣，上述的面部6的一部分(在本例中是構(gòu)成面部6的主要部分的正面板2)就可以既能確保耐受擊球時(shí)的沖擊所需的抗拉強(qiáng)度，也能保持低的楊氏模量。因此，這種高爾夫球棒頭可以降低棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)，并且按照上述阻抗匹配理論可以提高擊球的飛行距離，另外可以降低擊球時(shí)的沖擊力，從而提供一種柔和的擊球感。
另外，由于這種高爾夫球棒頭既能使楊氏模量降低，又能維持高的抗拉強(qiáng)度，因此可以使面部6或正面板2的厚度變薄，從而能使棒頭輕量化。另外，例如，由于正面板2的厚度變得愈薄，棒頭的剛性度常數(shù)就愈低，這樣就可以進(jìn)一步地降低棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)。
另外在本例中示出，上述正面板2的厚度呈大致均一的數(shù)值。例如，該厚度優(yōu)選為1～4mm，更優(yōu)選為1～3mm。如果上述正面板2的厚度不足1mm，則其強(qiáng)度有降低的傾向，反之，如果其厚度超過4mm，則可使棒頭輕量化或上述棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)降低的效果有變小的傾向。
盡管高爾夫球的阻抗一次振動(dòng)數(shù)為約600～1600Hz的范圍，但在一般兩半式球(two-piece ball)的情況為約1000～1200Hz。與此相對(duì)照，過去的不銹鋼制木質(zhì)型棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)約為1800～2500Hz，鈦制木質(zhì)型棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)約為1400～2000Hz左右。
就本實(shí)施方案的高爾夫球棒頭而言，其棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)比過去的棒頭的相應(yīng)值小，因此有可能與高爾夫球的阻抗一次振動(dòng)數(shù)相近似或相一致。
例如，在本實(shí)施方案中，可以使棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)不足1300Hz。這一數(shù)值大體上與兩半式球的相應(yīng)數(shù)值一致。因此，使用本實(shí)施方案的高爾夫球棒頭就可以最大限度地提高擊球時(shí)球的打出速度并增加飛行距離。
另外，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以抗拉強(qiáng)度Y(單位kgf/mm2)時(shí)，至少是面部6的一部分優(yōu)選由一種滿足Y≥0.006X+63的關(guān)系的金屬材料構(gòu)成，更優(yōu)選是由一種滿足Y≥0.006X+100的關(guān)系的金屬材料構(gòu)成。
另外，例如當(dāng)正面板2的金屬材料為Y＜0.006X+60時(shí)，其抗拉強(qiáng)度與楊氏模量之間的平衡變差，因此，要做到既確保能夠耐受擊球時(shí)的沖擊所需的強(qiáng)度，又要使面部的剛性降低就變得困難。
另外，在本實(shí)施方案中，如要使正面板2的厚度維持在不顯著增大的程度，則上述正面板2的金屬材料的抗拉強(qiáng)度希望在例如80kgf/mm2以上，優(yōu)選在105kgf/mm2以上，更優(yōu)選在130kgf/mm2以上。另外，關(guān)于抗拉強(qiáng)度的上限，從使它與上述任一個(gè)下限值組合以及制造上的問題考慮，可以將其規(guī)定在400kgf/mm2以下。
另外，在本實(shí)施方案中，為了獲得必要的剛性，上述正面板2的金屬材料的楊氏模量希望在例如3000kgf/mm2以上，優(yōu)選在5000kgf/mm2以上。但是，如果楊氏模量過大，則面部6的剛性有增大的傾向，因此，在與上述任一個(gè)下限值組合考慮時(shí)，楊氏模量下限值希望在25000kgf/mm2以下，優(yōu)選在20000kgf/mm2以下，更優(yōu)選在16000kgf/mm2以下，特別優(yōu)選在12000kgf/mm2以下，最優(yōu)選在10000kgf/mm2以下。
就這些實(shí)施方案而言，以確保能夠耐受擊球時(shí)的沖擊所需的強(qiáng)度并使面部的剛性降低作為基本點(diǎn)，并進(jìn)而說明能夠防止在擊球時(shí)由于與球的摩擦或咬砂等原因而引起的面部表面的摩損或擦傷的實(shí)施方案。
雖然該實(shí)施方案適用于圖1～3或圖4(A)、(B)所示形狀的高爾夫球棒頭，但是本發(fā)明者們已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以維氏硬度為Z(單位HV)時(shí)，至少是面部表面的一部分優(yōu)選由一種能夠滿足Z≥(X/60)+200的關(guān)系的金屬材料構(gòu)成。
例如，通過使用這樣的金屬材料來形成上述的正面板2，使得面部6表面的一部分由一種能夠滿足Z≥(X/60)+200的金屬材料構(gòu)成。另外，就本例而言，在正面板2的表面上不設(shè)置金屬、樹脂、木材等其他的表面層，從而使其完全暴露。
另外，金屬材料的維氏硬度的測(cè)定方法如下，使用一個(gè)對(duì)角為136度的菱形正四角錐形壓夾在試驗(yàn)面上形成凹坑，然后根據(jù)這時(shí)的試驗(yàn)荷重和凹坑的表面積來求出其硬度，詳細(xì)步驟可以按照J(rèn)IS等的規(guī)定，在本發(fā)明中使用的試驗(yàn)荷重為30kgf。
在該實(shí)施方案中，正面板2能夠確保大的維氏硬度，從而能夠防止在擊球時(shí)由于與球的摩擦或咬砂等原因所造成的面部6的摩損和擦傷。另外，上述正面板的金屬材料由于具有上述那樣的楊氏模量X與維氏硬度Z之間的關(guān)系，因此可以既能確保大的維氏硬度，又能維持低的楊氏模量。
因此，該實(shí)施方案的高爾夫球棒頭也能使棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)下降，從而，根據(jù)阻抗匹配理論，這樣就能提高擊球的飛行距離。另外，由于面部表面的一部分具有低的楊氏模量，因此能使擊球時(shí)的沖擊力減小，從而提供一種柔和的擊球感。
另外，在本實(shí)施方案中，如果上述的正面板2是一種Z＜(X/60)+200的金屬材料，則不能同時(shí)滿足柔和的擊球感、飛行距離的增大和面部6的耐久性這三方面的性能。
另外，就正面板2而言，由于可以既使楊氏模量降低，又能維持大的維氏硬度，從而可以減薄面部6(正面板2)的厚度。因此可以達(dá)到棒頭的輕量化，而且，隨著正面板2厚度的減薄而使棒頭的剛性度常數(shù)降低，這些性能的協(xié)同作用導(dǎo)致了棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)進(jìn)一步降低。
此處，作為上述正面板2的維氏硬度的優(yōu)選范圍在250HV以上，優(yōu)選在300HV以上，更優(yōu)選在370HV以上，特別優(yōu)選在400HV以上，如果在這些范圍內(nèi)，就可以獲得非常優(yōu)良的耐傷性，這是理想的。另外，關(guān)于其上限的確定，考慮到要與上述任一個(gè)下限值組合和制造上的問題等，可以將上限值規(guī)定在1000HV以下。這樣就能更適合于防止面部6表面的損傷。
另外，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以維氏硬度為Z(單位HV)時(shí)，優(yōu)選至少是面部6表面的一部分由一種滿足Z≥(X/60)+250的金屬材料構(gòu)成。
另外，在該實(shí)施方案中，為了使上述正面板2獲得必要的剛性，其楊氏模量希望在例如3000kgf/mm2以上，優(yōu)選在5000kgf/mm2以上。但是，如果楊氏模量過大，則面部6的剛性有增大的傾向，因此，關(guān)于其上限值，考慮到要與上述的任一個(gè)下限值組合，希望將其規(guī)定在25000kgf/mm2以下，優(yōu)選在20000kgf/mm2以下，更優(yōu)選在16000kgf/mm2以下，特別優(yōu)選在12000kgf/mm2以下，最優(yōu)選在10000kgf/mm2以下。
雖然已對(duì)上述兩個(gè)實(shí)施方案進(jìn)行了說明，但是作為用于形成這樣的正面板2的金屬材料，例如優(yōu)選是使用非晶質(zhì)(無定形)的金屬。所謂非晶質(zhì)金屬是指那些在整個(gè)寬廣范圍內(nèi)的原子排列呈無規(guī)則狀態(tài)的金屬。現(xiàn)在作為制造非晶質(zhì)金屬的主要方法，是將各種合金材料在高溫下熔融，然后將這種熔融合金在急速冷卻下固化以使其晶核來不及產(chǎn)生和生長，從而制得非晶質(zhì)金屬。在本實(shí)施方案中，優(yōu)選使用那些非晶質(zhì)度，也就是以非晶質(zhì)相的體積V1與總體積V之比(V1/V)表示的非晶質(zhì)率在50％以上的非晶質(zhì)金屬。
非晶質(zhì)金屬由通式MaXb(a、b為原子％,65≤a≤100，0≤b≤35)所示的組成構(gòu)成。
其中，M是選自Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Mo、W、Ca、Li、Mg、Si、Al、Pd、Be中的一種以上的金屬元素；X是選自Y、La、Ce、Sm、Md、Hf、Nb、Ta中的一種以上的元素。另外，優(yōu)選上述的a、b符合99≤a≤100和0≤b≤1的關(guān)系。
這樣的非晶質(zhì)金屬同時(shí)具有高的抗拉強(qiáng)度、高的維氏硬度和低的楊氏模量，因此特別適合作為本發(fā)明的高爾夫球棒頭的金屬材料使用。
另外，作為這種非晶質(zhì)金屬，特別優(yōu)選使用鋯系的非晶質(zhì)合金。這種鋯系非晶質(zhì)合金具有更高的抗拉強(qiáng)度和更低的楊氏模量。另外，在制造時(shí)可以采用較低的冷卻速度，這樣，當(dāng)將熔融金屬澆入鑄模中而被冷卻時(shí)，較易成形為塊狀或板狀的產(chǎn)品，在實(shí)用上較為有利。
鋯系非晶質(zhì)合金由通式ZrcMdXe(c、d、e為原子％,20≤c≤80,20≤d≤80,0≤e≤35)所示的組成構(gòu)成。
其中，Zr是鋯；M是選自V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Mo、W、Ca、Li、Mg、Si、Al、Pd、Be中的一種以上的金屬元素；X是選自Y、La、Ce、Sm、Md、Hf、Nb、Ta中的一種以上的金屬元素。
另外，上述的c、d、e優(yōu)選為35≤c≤75,25≤d≤65,0≤e≤30,更優(yōu)選為35≤c≤75,25≤d≤65,0≤e≤1,特別優(yōu)選為50≤c≤75,25≤d≤50,0≤e≤1另外，上述的M特別優(yōu)選為Al、Cu、Ni；X優(yōu)選為Hf。作為上述的鋯系非晶質(zhì)合金，特別優(yōu)選的是ZrcAld1Cud2Nid3Hfe(其中，d1+d2+d3=d。另外，c+d+e=100)。
另外，作為非晶質(zhì)金屬，優(yōu)選是上述的非晶質(zhì)率在75％以上，更優(yōu)選在80％以上，特別優(yōu)選在90％以上。該非晶質(zhì)率的測(cè)定方法如下首先對(duì)金屬材料樣品的切面進(jìn)行鏡面研磨和腐蝕處理，然后用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察，通過測(cè)定非晶質(zhì)部分的面積來確定非晶質(zhì)率。另外，非晶質(zhì)率可以通過改變非晶質(zhì)金屬的合金組成或在制造非晶質(zhì)金屬時(shí)用于冷卻熔融合金的冷卻溫度以及在制造非晶質(zhì)金屬時(shí)周圍氣體中的氧濃度等來調(diào)節(jié)。尤其是當(dāng)上述的冷卻速度愈低以及周圍氣體中的氧濃度愈低時(shí)，愈能提高其非晶質(zhì)率。
應(yīng)予說明，作為上述正面板2的金屬材料，只要能夠滿足上述的楊氏模量與抗拉強(qiáng)度之間以及楊氏模量與維氏硬度之間的關(guān)系，可以使用非晶質(zhì)金屬以外的合金或純金屬的各種金屬材料，并不限定于例示的非晶質(zhì)合金。
關(guān)于本實(shí)施方案，可以按各種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。例如，關(guān)于正面板的厚度，可以采用中央部位較厚，而在周邊部位朝外延伸逐漸地變薄的結(jié)構(gòu)。在此情況下，可以達(dá)到既不降低正面板2的強(qiáng)度，又能進(jìn)一步地減小棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)。另外，也可以與此相反，對(duì)于正面板2的厚度，采用中央部位較薄，而在周邊部位朝外延伸逐漸地變厚的結(jié)構(gòu)。在此情況下，可以提高正面板2與用于安裝正面板的正面板安裝部1a之間的接合部分的強(qiáng)度，因此較為有利。
另外，對(duì)于上述的棒頭主體1，可以采用例如鈦、鈦合金、不銹鋼等與過去相同的金屬材料。
另外，如圖5所示，對(duì)于由面部6、底部7、頂部8和側(cè)部9構(gòu)成的整個(gè)棒頭，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以抗拉強(qiáng)度為Y(單位kgf/mm2)時(shí)，可以使用滿足Y≥0.006X+60的關(guān)系的金屬材料，或者，當(dāng)以維氏硬度為Z(單位HV)時(shí)，可以使用滿足Z≥(X/60)+200的關(guān)系的金屬材料。在此情況下可以進(jìn)一步地改進(jìn)耐沖擊的持久性和擊球感，并能進(jìn)一步地減小棒頭的阻抗一次振動(dòng)數(shù)。
在圖6和圖7中，示出了作為本發(fā)明其他實(shí)施方案的金屬制的鐵型高爾夫球棒頭。本實(shí)例示出了棒頭由棒頭本體101、該棒頭本體101的面部104和鑲嵌在面部104一側(cè)的正面嵌入板102構(gòu)成。該正面嵌入板102構(gòu)成了面部104的主要部分，主要用嵌入板102的表面來擊球。另外還示出了，在本例中的正面嵌入板102按大體上均勻的厚度形成，可以利用粘合劑或焊接、鉚接、壓入等方法將嵌入板102嵌合固定于形成在棒頭本體1的面部104側(cè)的嵌合用凹部103中。因此，正面嵌入板102的里面全體都與棒頭本體1緊密接觸或粘合，從而可以提高面部104的耐久性。
另外，對(duì)于這樣的正面嵌入板102，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以抗拉強(qiáng)度為Y(單位kgf/mm2)時(shí)，使用滿足Y≥0.006X+60的關(guān)系的金屬材料，或者，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以維氏硬度為Z(單位HV)時(shí)，使用滿足Z≥(X/60)+200的關(guān)系的金屬材料，皆可以獲得與上述相同的效果。
上面已解釋了幾種實(shí)施方案，而在本發(fā)明中，作為棒頭的種類，特別優(yōu)選是木質(zhì)型、鐵質(zhì)型，但也可以是復(fù)合型(putter type)。
另外，在前面所有各個(gè)實(shí)施方案中，對(duì)于正面板2或正面嵌入板102，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以抗拉強(qiáng)度為Y(單位kgf/mm2)、以維氏硬度為Z(單位HV)時(shí)，也可以使用同時(shí)滿足Y≥0.006X+60Z≥(X/60)+200的金屬材料。
在此情況下，基于阻抗匹配理論，可以獲得一種既能提高球的飛行距離，同時(shí)又具有能夠耐受擊球時(shí)的沖擊所需的強(qiáng)度，并且其表面難以損傷的耐久性非常好的面部的更優(yōu)質(zhì)的高爾夫球棒頭。
具體例<具體例1>
通過在面部的一部分使用一些合金組成進(jìn)行種種變化的鋯系非晶質(zhì)合金(Zr-Al-Cu-Ni-Hf或Zr-Al-Cu-Ni)來制造木質(zhì)型的高爾夫球棒頭(實(shí)施例1～6)，然后使用這種高爾夫球棒頭來研究棒頭速度、球的速度、反彈系數(shù)、傳送(carry)、總飛行距離、棒頭的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率、擊球感等，其結(jié)果示于表1中。另外，作為比較例1、2，制造了一種鈦制的木質(zhì)型中空棒頭和一種不銹鋼制的木質(zhì)型中空棒頭，并對(duì)其性能進(jìn)行比較。
另外，通過使用一種高爾夫球擺動(dòng)機(jī)械手(golf swing robot)進(jìn)行擊球試驗(yàn)來測(cè)定棒頭速度、球速度、反彈系數(shù)、傳送和總飛行距離。另外，為了測(cè)定棒頭的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率，使用了與上述日本國專利所示同樣的加振機(jī)、加速度傳感器、動(dòng)力單元、動(dòng)態(tài)信號(hào)分析儀等通過加振測(cè)定法來測(cè)定。另外，擊球感是由20名高爾夫球手通過實(shí)際擊球來評(píng)價(jià)，以沖擊力小(是否獲得柔和的感覺)為基準(zhǔn)，進(jìn)行1～5點(diǎn)的5階段感官評(píng)價(jià)，以獲得其平均值。
另外還可看出，在反彈數(shù)、傳送、總飛行距離幾方面，實(shí)施例1～6也皆大于比較例1和2。進(jìn)而，在擊球感方面，實(shí)施例1～6(柔和感)也優(yōu)于比較例1和2。
在這些實(shí)施例中，正面板(非晶質(zhì)金屬部)的厚度可以設(shè)定為隨著其抗拉強(qiáng)度的增大而減小。另外還可以認(rèn)為，正面板厚度的減小進(jìn)一步地降低了面部的剛性度常數(shù)，從而能夠增大反彈系數(shù)、傳送和總飛行距離并改善擊球感。
另外，圖8示出了金屬材料的楊氏模量X與抗拉強(qiáng)度Y的關(guān)系。圖8用曲線圖示出用于上述實(shí)施例1～6和比較例1、2的正面板的金屬材料。另外，對(duì)于硬鋁、鎂合金、超高抗拉強(qiáng)度鋼也一并示出在曲線圖中。
在圖8中，直線10表示Y=0.006X+60；直線11表示Y=0.006X+63；直線12表示Y=0.006X+100。另外，以斜線表示滿足Y≥0.006X+60的區(qū)域。
在實(shí)施例1～6中使用的金屬材料皆滿足Y≥0.006X+60，但在比較例1、2中使用的金屬材料或硬鋁、鎂合金、超高抗拉強(qiáng)度鋼皆為Y＜0.006X+60。
<具體例2>
下面，作為本發(fā)明的其他具體例，研究了楊氏模量與維氏硬度之間的關(guān)系。制造了與圖6和圖7所示同樣的鐵質(zhì)型棒頭(實(shí)施例7～9)以及與圖1～圖3所示同樣的木質(zhì)型棒頭(實(shí)施例10～12)。另外，制造了以不銹鋼、鈦、硬鋁作為正面嵌入板及正面板材質(zhì)的鐵質(zhì)型棒頭(比較例4～6)和木質(zhì)型棒頭(比較例7～9)。然后對(duì)這些棒頭主要就其面部的表面耐傷性和擊球感的柔和性進(jìn)行了試驗(yàn)。
對(duì)面部表面耐傷性的測(cè)定方法如下，由一臺(tái)高爾夫球擺動(dòng)機(jī)械手打擊置于地面上的高爾夫球，在其間夾入少量的砂子，然后考察在面部表面上的損傷量。另外，對(duì)擊球感柔和性的評(píng)價(jià)方法是由20名高爾夫球手進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，取其平均數(shù)。另外，維氏硬度的測(cè)定荷重為30kgf。試驗(yàn)結(jié)果示于表2和表3中。
表2

<p>表3

由表2和表3可以看出，實(shí)施例7～9和實(shí)施例10～12的高爾夫球棒頭，其面部的表面難以損傷(損傷量少或極少)，而且擊球感柔和(好或極好)。而且，在表面的損傷與柔和感性能二者之中至少有一方達(dá)到“極好”的結(jié)果。
另外，例如實(shí)施例7雖然具有與比較例3、4同樣程度的維氏硬度(相同程度的耐傷性)，但是其楊氏模量卻非常低。因此可以認(rèn)為，該實(shí)施例的高爾夫球棒頭可以增大飛行距離，擊球感柔和，而且被砂、石等造成的損傷少，耐磨損性優(yōu)良。
另外，圖9示出了金屬材料的楊氏模量X與維氏硬度Z之間的關(guān)系，其中將實(shí)施例7～9和比較例3～8的正面板的金屬材料以及鎂和超高抗拉強(qiáng)度鋼各自的數(shù)據(jù)制成曲線圖。在該圖中，直線16表示Z=(X/60)+200；直線17表示Z=(X/60)+250。另外，以斜線表示能夠滿足Z≥(X/60)+200的關(guān)系的區(qū)域。從該圖還可看出，實(shí)施例7～12能夠滿足Z≥(X/60)+200的關(guān)系。
如上所述，根據(jù)權(quán)利要求1的高爾夫球棒允許其面部的一部分既可維持一種能夠耐受擊球時(shí)的沖擊所需的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)又具有小的剛性。因此，可使該棒頭的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率比已往的高爾夫球棒頭的相應(yīng)值小。例如，可以使高爾夫球棒頭的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率更接近于高爾夫球的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率。因此可以使飛行距離增加。另外，可以使擊球時(shí)的感覺柔和。而且，該高爾夫球棒頭允許減小面部的厚度，從而達(dá)到進(jìn)一步的輕量化。另外，在減小面部厚度的情況下，面部的剛性度常數(shù)也隨之發(fā)生相應(yīng)的降低，因此可以進(jìn)一步地降低機(jī)械阻抗一次極小值的頻率。
另外，權(quán)利要求2所述的高爾夫球棒頭由于使用非晶質(zhì)金屬作為適合于面部的金屬材料，因此可以容易地同時(shí)達(dá)到高的抗拉強(qiáng)度和低的楊氏模量。
另外，權(quán)利要求3或4所述的高爾夫球棒頭由于使用鋯系非晶質(zhì)合金，因此制造工藝簡單，而且可以同時(shí)達(dá)到更高的抗拉強(qiáng)度和低的楊氏模量。
另外，權(quán)利要求5所述的高爾夫球棒頭可以使其面部的一部分既能維持一種耐受擊球時(shí)的摩擦或擊球時(shí)的咬砂所需的表面硬度，同時(shí)又具有較小的剛性。因此，既能維持棒頭的耐久性和耐傷性，又能使其機(jī)械阻抗一次極小值的頻率小于以往的高爾夫球棒頭的相應(yīng)值。例如，可以使高爾夫球棒頭的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率更接近于高爾夫球的機(jī)械阻抗一次極小值的頻率，從而能使飛行距離增加。另外，可以獲得擊球時(shí)的柔和感。進(jìn)而，該高爾夫球棒頭允許減小其面部的厚度，從而能達(dá)到進(jìn)一步的輕量化。另外，在面部的厚度減小的情況下，面部的剛性度常數(shù)隨著其厚度減小的程度而相應(yīng)地降低，從而能使機(jī)械阻抗一次極小值的頻率進(jìn)一步降低。
權(quán)利要求6所述的高爾夫球棒頭由于使用非晶質(zhì)金屬作為上述面部的金屬材料，因此可以容易地同時(shí)達(dá)到高的抗拉強(qiáng)度和低的楊氏模量。
另外，權(quán)利要求7或8所述的高爾夫球棒頭由于使用鋯系非晶質(zhì)合金，因此制造工藝簡單，而且可以同時(shí)達(dá)到更高的抗拉強(qiáng)度和低的楊氏模量。
權(quán)利要求
1．一種高爾夫球棒頭，其特征在于，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以抗拉強(qiáng)度為Y(:kgf/mm2)時(shí)，至少是該棒頭面部的一部分由一種滿足Y≥0.006X+60的關(guān)系的金屬材料構(gòu)成。
2．權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭，其中，上述的金屬材料是非晶質(zhì)金屬。
3．權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭，其中，上述的金屬材料是鋯系非晶質(zhì)合金。
4．權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭，其中，上述的金屬材料是由Zr、Al、Cu、Ni、Hf構(gòu)成的非晶質(zhì)合金，或者是由Zr、Al、Cu、Ni構(gòu)成的非晶質(zhì)合金。
5．一種高爾夫球棒頭，其特征在于，當(dāng)以楊氏模量為X(單位kgf/mm2)、以維氏硬度為Z(單位HV)時(shí)，至少是該棒頭面部表面的一部分由一種滿足Z≥(X/60)+200的關(guān)系的金屬材料構(gòu)成。
6．權(quán)利要求5所述的高爾夫球棒頭，其中，上述的金屬材料是非晶質(zhì)金屬。
7．權(quán)利要求5所述的高爾夫球棒頭，其中，上述的金屬材料是鋯系非晶質(zhì)合金。
8．權(quán)利要求5所述的高爾夫球棒頭，其中，上述的金屬材料是由Zr、Al、Cu、Ni、Hf構(gòu)成的非晶質(zhì)合金，或者是由Zr、Al、Cu、Ni構(gòu)成的非晶質(zhì)合金。
全文摘要
一種高爾夫球棒頭,當(dāng)以楊氏模量為X(單位:kgf/mm
文檔編號(hào)A63B53/04GK1222865SQ98800484
公開日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1998年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月16日
發(fā)明者大貫正秀, 吉田誠, 山口哲男 申請(qǐng)人:住友橡膠工業(yè)株式會(huì)社