CN103041553A - 高尔夫球杆的杆身及使用其的高尔夫球杆 - Google Patents
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Abstract
一种高尔夫球杆杆身,其从前端延伸到末端并由纤维增强树脂制成,该高尔夫球杆杆身具有如下特征:30至55g的重量,在前端与末端之间的整体长度为LS,杆身的重心被设置成离前端的距离为LG,距离LG与整体长度LS的比率为0.54至0.65,从末端向前端长度为300mm的末端部,末端部包括含有弹性模量为5至20t/mm2的低弹性纤维和弹性模量超过20t/mm2但不超过50t/mm2的高弹性纤维的纤维,以及以重量计,末端部中的所述纤维包含20-30%的低弹性纤维和80-70%的高弹性纤维。
Description
技术领域
本发明涉及用以改善击球飞行距离的高尔夫球杆的杆身以及使用其的高尔夫球杆。
背景技术
近年来,为了保持高尔夫的公平竞技,高尔夫规则通过控制高尔夫球杆头的弹簧效应、高尔夫球杆的长度或高尔夫球杆头的惯性矩来抑制击球飞行距离的显著增加。在该情形下,为了改善击球飞行距离,例如,日本专利JP2004-201911A1提出了一种在规则范围内其杆身尽可能长的高尔夫球杆。这种高尔夫球杆通过使用最长的球杆杆身为高尔夫球手提供较高的球头速度。
然而,这种具有较长杆身的高尔夫球杆由于难以控制球杆头而趋于将球击打在球杆面的甜蜜点的外侧处。也就是说,作为击球速度与球杆头速度的比率的击球效率会降低。因此,使用传统的高尔夫球杆难以改进击球飞行距离。
为了解决上述问题,提出了具有比传统球杆头更重的球杆头和长度较低的球杆杆身的高尔夫球杆。这种高尔夫球杆使得击球效率改进,于是从高尔夫球杆的球杆面中发出的球的速度可更快。然而,由于高尔夫球杆趋于具有较夫的惯性矩,故难以挥动高尔夫球杆,于是挥杆手感趋于劣化。
本发明的目的在于提供高尔夫球杆的杆身以及使用其的高尔夫球杆用以在保持较好高尔夫挥杆手感的同时改善击球飞行距离。
发明内容
根据本发明,提供一种从前端向末端延伸并由纤维增强树脂制成的高尔夫球杆的杆身,该杆身的重量为30至55g,其在前端与末端之间的整体长度为LS,杆身的重心被设置成离前端的距离为LG,距离LG与整体长度LS的比率为0.54至0.65,该杆身包括从末端向前端长度为300mm的末端部,该末端部包括含有弹性模量为5至20t/mm2的低弹性纤维和弹性模量超过20t/mm2但不超过50t/mm2的高弹性纤维的纤维,并且以重量计,末端部中的所述纤维包含20%至30%的低弹性纤维和80%至70%的高弹性纤维。
附图说明
图1是显示本发明具体实施方式的高尔夫球杆的主视图。
图2是说明用于测定高尔夫球杆的杆身的扭矩值的方法的侧视图。
图3是说明用于测定高尔夫球杆的杆身的抗扭刚度的方法的侧视图。
图4是高尔夫球杆杆身中包含的预浸体薄片的展开图。
图5是第一层叠预浸体薄片的平面图。
图6是第二层叠预浸体薄片的平面图。
图7是说明用于测定高尔夫球杆的杆身的T点强度的方法的侧视图。
图8是显示实施例中的高尔夫球杆杆身的内径和外径的分布图。
图9是说明实施例中的高尔夫球杆杆身的抗扭刚度GI的分布图。
具体实施方式
下面将参考附图对本发明的具体实施方式进行说明。
图1是显示根据本发明的具体实施方式的高尔夫球杆1的主视图。高尔夫球杆1包括高尔夫球杆头2、高尔夫球杆的杆身(以下简称为“杆身”)3以及握把4。
高尔夫球杆头2的重量没有特别限制,但优选为不超过290g,更优选不超过287g,进一步优选不超过284g,优选不低于270g,更优选不低于273g。如果球杆头2的重量太大,那么球杆头的速度因挥杆困难而难以改善。另一方面,如果球杆头2的重量太小,那么球杆头的耐久性因球杆头强度的降低而趋于劣化。
虽然高尔夫球杆1的球杆长度没有特别限制,但其长度优选设置为不低于44.0英寸,更优选为不低于44.5英寸并进一步优选为不低于45.0英寸,以及优选设置为不超过47.0英寸,更优选不超过46.5英寸,并进一步优选为不超过46.0英寸。具有这类球杆长度的高尔夫球杆为高尔夫球手提供了基于该长度的良好的挥杆平衡性和较高的挥杆速度。
此处,球杆长度基于皇家古典高尔夫俱乐部(R&A)发布的“附录II-球杆的设计”中的“Option c.Length”的高尔夫规则测定。
例如,高尔夫球杆头2为木杆型高尔夫球杆头,其包括:中空主体2A,该中空主体具有用于击球的杆面2a;以及在主体2A的跟侧上形成的作为管状体的颈部2B,其中球杆杆身3的前端3a被插入到该颈部中。至于球杆头2,除了木杆型球杆头之外,还可使用铁杆型球杆头和多功能型(utility-type)球杆头。
球杆头2由一种以上金属材料制造。例如,金属材料的优选例子为纯钛、钛合金、不锈钢、马氏体时效钢、软铁以及这些金属的组合。此外,虽然图中未显示,但具有较低比重的非金属材料比如纤维增强树脂可用于球杆头2的一部分中。例如,为了使球杆头的重心向底端侧偏移,球杆头2优选具有至少部分地由CFRP构件制成的上端部以及至少部分地由钛合金制成的底端部。
球杆头2的重量优选为不低于185g,更优选不低于192g,但不超过210g,优选不超过206g,并进一步优选为不超过203g。具有该重量的这类高尔夫球杆头2为高尔夫球手提供了良好的挥杆平衡性并可将较大的动能传递给击打球。
在适当的具体实施方式中,球杆头重量与高尔夫球杆重量的比率(球杆头重量/高尔夫球杆重量)被设置为不低于0.670,更优选不低于0.675,并更优选为不低于0.680,以及优选设置为不超过0.720并更优选不超过0.715。具有该比率的这类高尔夫球杆1为高尔夫球手提供了良好的挥杆平衡性以及可将较大的动能传递给击打球。
握把4由橡胶组合物制成,例如,该橡胶组合物包括天然橡胶、油、炭黑、硫和锌的氧化物。橡胶组合物被捏合并被硫化以形成预定的握把形状。为了保持强度、耐久性以及容易的高尔夫挥杆,握把4的重量优选设置在27至45g的范围内。
球杆杆身3具有将被连接到球杆头2的颈部2B的前端3a,以及被连接到握把4的末端3b。也就是说,球杆杆身3的前端3a位于球杆头2的内部中,并且其末端3b位于握把4的内侧。如图1所示,标记符号“G”表示球杆杆身3的重心。球杆杆身3的重心G位于杆身中心线上。此外,本实施方式中的球杆杆身3包括具有环形部的锥形管状体并且在降低外径的同时从末端3b向前端3a延伸。
本实施方式中的球杆杆身3由纤维增强树脂制成,该纤维增强树脂包含增强纤维和用以固定浸入其内的增强纤维的基质树脂。与钢型杆身相比,这类由纤维增强树脂制成的球杆杆身3具有较轻的重量。例如,该球杆杆身3使用预浸体通过薄片缠绕方法制造,该预浸体是用热固化树脂浸渍的增强纤维的薄片体。因此,球杆杆身3具有包括多个增强纤维片的管状体。如图1所示,球杆杆身3具有在前端3a与末端3b之间的整体长度LS,以及从球杆杆身3的前端3a到重心G的距离LG。
球杆杆身3具有30至55g的重量Ws。如果球杆杆身3的重量Ws太小,那么球杆杆身3的强度因降低杆身3的厚度以保持一定的所需长度而趋于劣化。考虑到该点,球杆杆身3的重量Ws设置为至少30g,更优选不低于32g,更优选不低于34g。另一方面,如果球杆杆身3的重量Ws大于55g,那么使用该杆身3的高尔夫球杆1的挥杆速度会降低。考虑到该点,球杆杆身的重量Ws设置为至多55g,优选不超过54g,更优选不超过53g。
球杆杆身3其距离LG与整体长度LS的比率LG/LS在0.54至0.65的范围内。也就是说,根据本发明的球杆杆身3具有向末端3b偏移的杆身3的重心G。这类高尔夫球杆杆身3以及使用其的高尔夫球杆1由于特定的重量和特定的重量平衡而使高尔夫球杆具有合适的惯性矩从而使高尔夫球手易于操作。因此,使用根据本发明的球杆杆身3的高尔夫球手可易于实现他们所希望的高尔夫挥杆。此外,当整体长度LS被设置成较小长度时,击球效率可被提高,由此可提高击球飞行距离。
如果比率LG/LS小于0.54,那么球杆杆身3的重心G接近前端3a,于是轻质的球杆头被需要以保持适用于该类高尔夫球杆杆身的高尔夫球杆的挥杆平衡性。通常,轻质的球杆头具有不理想的较小惯性矩,从而降低击打效率。考虑到该点,比率LG/LS优选设置为不低于0.55,更优选不低于0.56。
另一方面,如果比率LG/LS大于0.65,那么球杆杆身3的重心G会显著地接近末端3b,由此会需要较重的球杆头以保持适用于该类高尔夫球杆身的高尔夫球杆的挥杆平衡性。于是,该类球杆杆身在尖端3a一侧上趋于具有不理想的降低的强度。考虑到该点,比率LG/LS优选设置为不超过0.64,更优选不超过0.63。
球杆杆身3的整体长度LS没有特别限定。然而,如果整体长度LS太小,那么高尔夫球杆的摆动半径较小,于是难以提高高尔夫球杆的挥杆速度。另一方面,如果整体长度LS太大,那么高尔夫球杆1的惯性矩趋于较大,由此难以进行高尔夫挥杆。考虑到该点,球杆杆身3的整体长度LS优选设置为不低于105cm,更优选不低于107cm,并进一步优选不低于110cm。此外,球杆杆身3的整体长度LS优选设置为不超过120cm,更优选不超过118cm,并进一步优选不超过116cm。
例如,为了使球杆杆身的重心G的位置偏移,可改变球杆杆身沿轴向的厚度和/或圆锥角。例如,可通过改变预浸体薄片(参见如下所述)的缠绕时间进行这些调整。
球杆杆身3具有末端部B,该后端部具有从末端3b向前端3a为300mm的长度。末端部B包括含有弹性模量为5至20t/mm2的低弹性纤维和弹性模量超过20t/mm2但不超过50t/mm2的高弹性纤维的增强纤维。进一步地,以重量计,末端部B中的所述增强纤维包含20%至30%的低弹性纤维和80%至70%的高弹性纤维。
具有包括20-30wt%的低弹性纤维的末端部B的球杆杆身3可抑制末端部B中挠曲刚度的显著增加。于是,具有该类球杆杆身的高尔夫球杆的挥杆手感因末端部B的柔韧性而提高。进一步地,在使用根据本发明的球杆杆身3的高尔夫挥杆期间,球杆杆身3的末端部B可充分弯曲以增加球杆头速度,从而可提高击打球的飞行距离。因此,球杆杆身3和使用本发明的杆身3的高尔夫球杆1可在保持较好的挥杆手感的同时提高击打球的飞行距离。
末端部B是高尔夫球手握杆的部分,因此,该类末端部B的挠曲刚度对改善挥杆手感和球杆头速度是明显重要的。
在本发明中,在末端部B的全部纤维中,低弹性纤维的含量为20-30wt%。如果低弹性纤维在末端部B的全部纤维中的含量低于20wt%,那么末端部B的挠曲刚度趋于增加,于是杆身的挥杆手感会劣化。另一方面,如果低弹性纤维的含量超过30wt%,那么末端部B的挠曲刚度明显降低,于是球杆杆身3的耐久性会劣化。考虑到该点,低弹性纤维在末端部B的全部纤维中的含量优选设置为不低于21%,更优选不低于22%,优选不超过29%,更优选不超过28%。
此处,低弹性纤维的弹性模量的下限为5t/mm2以保持球杆杆身3的强度。
高弹性纤维在末端部B的全部纤维中的含量为80-70wt%。如果高弹性纤维在末端部B的全部纤维中的含量低于70wt%,那么末端部B的挠曲刚度趋于降低,由此会劣化球杆杆身3的耐久性。另一方面,如果高弹性纤维的含量超过80wt%,那么末端部B的挠曲刚度增加,由此会劣化杆身的挥杆手感。考虑到该点,高弹性纤维在末端部B的全部纤维中的含量优选不低于71%,更优选不低于72%,优选不超过79%,更优选不超过78%。
此处,高弹性纤维的弹性模量的上限为50t/mm2以抑制挠曲刚度和抗扭刚度的显著增加,从而获得球杆杆身3的合适的挠曲刚度和强度。
在本发明的优选方面,末端部B中包含的增强纤维包括相对于杆身的轴向以某一角度倾斜的倾斜纤维。具有这类倾斜纤维的球杆杆身3具有改善的抗扭刚度和强度。
末端部B的倾斜纤维优选包括两种彼此以相反方向延伸的纤维。倾斜纤维相对于杆身的轴向的角度优选不低于15°,更优选不低于25°,进一步优选不低于40°。此外,倾斜纤维的角度优选不超过60°,更优选不超过50°,进一步优选45°。
在本发明的优选方面中,末端部B的倾斜纤维在末端部B的全部纤维中的含量优选为15-25wt%。如果倾斜纤维在末端部B中的含量低于15wt%,那么抗扭刚度和强度会降低。考虑到该点,倾斜纤维在末端部B中的含量优选不低于16wt%,更优选不低于17wt%。另一方面,如果倾斜纤维在末端部B中的含量超过25wt%,那么抗扭刚度和强度显著增加,于是,挥杆手感趋于劣化。考虑到该点,倾斜纤维在末端部B中的含量优选不超过24wt%,更优选不超过末端部B的全部纤维的23wt%。
至于倾斜纤维,优选使用高弹性纤维。特别地,倾斜纤维的弹性模量优选不低于30t/mm2,更优选不低于35t/mm2。这类具有高弹性模量的倾斜纤维改善了杆身的抗扭刚度和强度,于是,击打球的飞行方向可是稳定的,并且杆身3的耐久性也得到改善。
在本发明的优选方面中,低弹性纤维以与球杆杆身3的轴向基本上平行的方向延伸,这意味着低弹性纤维相对于轴向的角度为0°±5°。
根据本发明具体实施方式的球杆杆身3的扭矩值没有特别限定,其优选为5.0°-8.0°。
如图2所示,球杆杆身3的扭矩值作为球杆杆身的扭矩角度(°)在如下测定状态下被测定:球杆杆身3的前端3a使用宽度为40mm的第一夹具M1被固定在非旋转状态,沿球杆杆身3的轴向离第一夹具M1为825mm的位置使用宽度为50mm的第二夹具M2夹紧,然后,向第二夹具M2施加13.9kgf cm的扭矩Tr以扭曲球杆杆身3。此处,用于施加扭矩Tr的角速度不超过130°/分钟,并且第一夹具M1和第二夹具M2分别使用2.0kgf/cm2和1.5kgf/cm2的保持压被气动夹紧。
当高尔夫球杆中的球杆杆身3的扭矩值低于5.0°时,球杆头2在从后摆杆到下挥杆的高尔夫挥杆期间趋于未充分地返回到击球状态,由此会劣化击球的方向性和挥杆手感。考虑到该点,球杆杆身3的扭矩值优选不低于5.1°,更优选不低于5.2°。同时,另一方面,当球杆杆身3的扭矩值高于8.0°时,球杆头2的性能在高尔夫挥杆期间趋于不稳定,于是,由于球杆面上的击球点较宽地分散,故击球方向性会劣化。考虑到该点,球杆杆身3的扭矩值优选不超过7.9°,更优选不超过7.8°。
球杆杆身3在离其末端3b为150mm长度的位置P1处的抗扭刚度不超过2.5kgfm2。
如图3所示,抗扭刚度GI作为球杆杆身3的扭矩角θ在如下状态下测定:球杆杆身3被第一夹具M1和第二夹具M2夹紧使得球杆杆身3的位置P1位于第一夹具M1和第二夹具M2之间的轴向距离的中心处,并向第二夹具M2施加13.9kgfcm的扭矩Tr以扭曲球杆杆身3。进一步地,抗扭刚度GI按下式计算:
GI=Tr/(θ/L)。
此处,“θ”是球杆杆身的扭矩角(rad),“L”是第一夹具M1和第二夹具M2之间的轴向距离,其在本实施方式中为200mm。在扭矩测定条件中,第一夹具M1和第二夹具M2的宽度和保持压力是相同的。
当在球杆杆身3的位置P1处的抗扭刚度GI大于2.5kgfm2时,球杆头2在从后摆杆到下挥杆的高尔夫挥杆期间趋于未充分地返回到击球状态,由此会劣化击球方向性和挥杆手感。考虑到该点,在球杆杆身3的位置P1处的抗扭刚度GI优选不超过2.4kgfm2,更优选不超过2.3kgfm2。另一方面,当在球杆杆身3的位置P1处的抗扭刚度GI太小时,球杆头2的性能在高尔夫挥杆期间趋于不稳定,于是,由于球杆面上的击球点广泛分散,故击球方向性会劣化。考虑到该点,抗扭刚度GI优选不低于1.0kgfm2,更优选不低于1.2kgfm2,更优选不低于1.3kgfm2。
球杆杆身3优选使用预浸体薄片通过所谓的薄片缠绕方法制造。在该实施方式中,就预浸体薄片来说,在该方法中可使用其纤维各自基本上沿一个方向取向的UD-预浸体薄片。术语“UD”代表单一方向。然而,可使用UD预浸体之外的其他预浸体薄片。例如,可使用具有织造纤维的织物预浸体。
例如,预浸体薄片具有纤维比如碳纤维以及基质树脂比如包含环氧树脂的热固性树脂。在预浸体状态中,基质树脂处于包括半固化状态的非固化状态。通过围绕直径与球杆杆身3的内径相同的芯轴缠绕预浸体薄片并固化它们来制造杆身3。该固化通过加热来实现。
至于预浸体薄片,可使用市场有售的各种产品。表1显示了预浸体薄片的一些产品。
图4显示了构成根据本发明的一个实施方式的球杆杆身3的预浸体薄片的展开图(薄片结构图)。球杆杆身3包括多个预浸体薄片(a)。在本申请中,如图4所示的展开图显示了从杆身的径向内侧按序构成杆身的薄片。预浸体薄片从展开图中位于上部的薄片开始按序围绕芯轴缠绕。在图4的展开图中,图中的水平方向对应于球杆杆身的轴向,其中图的右侧对应于前端3a一侧,以及图的左端对应于球杆杆身的末端3b一侧。此外,各个预浸体薄片中包含的纤维的弹性模量被显示在图中。
根据本发明的一个实施方式的预浸体薄片包括直的薄片、倾斜薄片以及环形薄片。
直的薄片具有相对于球杆杆身的轴向以基本上0°的角度取向的增强纤维。此处,纤维中的“基本上0°”是指纤维相对于球杆杆身的轴向具有在+/-10°范围内的取向角,并且优选相对于球杆杆身的轴向具有在+/-5°范围内的取向角。在固化直的预浸体之后,直的薄片中的增强纤维的取向角被保持在上述角度的范围内。在该实施方式中,各个薄片a1、a4、a5、a6、a7、a9、a10、和a11作为直的薄片被形成。这些直的薄片与杆身的挠曲刚度和强度是高度相关的,因此,球杆杆身3的主要部分由直的薄片构成。
倾斜薄片具有相对于球杆杆身的轴向以特定角度取向的增强纤维。因此,上述倾斜纤维由固化后的倾斜薄片中的增强纤维构成。在该实施方式中,各个薄片a2和a3作为倾斜薄片形成。倾斜薄片a2具有相对于杆身的轴向以-45°的角度取向的增强纤维,以及倾斜薄片a3具有相对于杆身的轴向以+45°的角度取向的增强纤维。也就是说,倾斜薄片a2和a3具有以相同角度但彼此相反的方向取向的增强纤维。为了使球杆杆身的抗扭刚度和强度因彼此反向取向的纤维而增强,优选设置这类成对的倾斜薄片。此外,一对倾斜薄片可降低球杆杆身强度的各向异性。
环形薄片具有相对于球杆杆身的轴向以基本上90°的角度取向的增强纤维。薄片a8是环形薄片。此处,纤维中的“基本上90°”是指该纤维相对于球杆杆身的轴向具有90°+/-10°的取向角。
环形薄片被设置用于增强球杆杆身3的压碎刚度和压碎强度。压碎刚度和压碎强度是相对于朝着球杆杆身的径向内侧将球杆杆身压碎的力的刚度和强度。压碎强度可与弯曲变形一起联锁(interlocked)发生以产生压碎变形。在特别薄的轻质杆身中,该联锁性较大。压碎强度的增大还导致弯曲刚度的增大。
每个预浸体薄片在用于缠绕之前均被夹在涂覆薄片之间。涂覆薄片包括粘结在预浸体薄片的一个表面上的脱膜纸以及粘结在预浸体薄片的另一表面上的树脂薄膜。脱膜纸具有高于树脂薄膜的弯曲刚度。在下文中,脱膜纸被粘结在其上的表面被称为“脱膜纸侧的表面”,树脂薄膜被粘结在其上的表面被称为“薄膜侧的表面”。此外,在图4的展开图中,薄膜侧的表面是前侧。也就是说,在图4的展开图中,图中的前侧是预浸体薄片的薄膜侧的表面,图中的后侧是预浸体薄膜的脱膜纸侧的表面。
在图4的状态中,薄片a2的纤维取向与薄片a3的相同。然而,在下面描述的层叠其的状态中,薄片a3被反转,由此使得薄片a2与a3的纤维方向彼此相反。考虑到该点,在图4中,薄片a2的纤维方向被描述为“-45°”,薄片a3的纤维方向被描述为“+45°”。
为了围绕芯轴缠绕预浸体薄片(a),将粘结在其上的树脂薄膜从预浸体薄片(a)中除去。通过除去树脂薄膜,因未固化的基质树脂而具有粘性的薄膜侧的表面被暴露。接着,将预浸体薄片(a)的薄膜侧表面中的粘性边缘部粘结到芯轴上,然后,在从预浸体薄片(a)中除去脱膜纸的同时通过旋转芯轴使预浸体薄片(a)围绕芯轴被缠绕。
在上述预浸体薄片的缠绕步骤中,由于脱膜纸支撑预浸体薄片并改进其抗弯曲性,故可抑制缠绕期间预浸体薄片上的褶皱(crease)。因此,通过基于上述步骤缠绕预浸体薄片,可抑制发生在预浸体薄片的边缘中的缺陷比如褶皱,从而可提高球杆杆身的品质。
可优选使用在缠绕芯轴之前通过贴合至少两个预浸体薄片所形成的组合预浸体薄片。在该实施方式中,两种组合预浸体薄片如图5和6所示被使用。图5显示了将两个倾斜薄片a2和a3彼此组合在一起的第一组合薄片a23。图6显示了将环形薄片a8和直的薄片a9彼此组合在一起的第二组合薄片a89。
图5所示的第一组合薄片a23使用如下步骤制造:将倾斜薄片a3反转;以及将反转的倾斜薄片a3粘结在倾斜薄片a2上。在该实施方式中,如图5所示,倾斜薄片a3的末端侧的边缘位于离倾斜薄片a2的上边缘24mm的距离处,以及倾斜薄片a3的前端侧的边缘位于离倾斜薄片a2的上边缘10mm的距离处。也就是说,倾斜薄片a2和a3的各个上边缘彼此不平行。
在第一组合薄片a23中,倾斜薄片a2与a3之间的周向差值对应于相对于固化后的球杆杆身为约180°+/-15°的周向角。该类第一组合薄片a23用于分散各个预浸体薄片中的增强纤维的末端,由此改善杆身沿周向的均一性。
如图6所示,在第二组合薄片a89中,环形薄片a8和直的薄片a9的上边缘是彼此一致的。此外,环形薄片a8的前端侧和末端侧的两个边缘位于直的薄片a9的内侧。在该实施方式中,如图6所示,环形薄片a8与直的薄片a9的边缘之间的距离为约15mm。因此,环形薄片a8完全被支撑在直的薄片a9上。基本上,将具有相对于其轴向以较高角度设置的增强纤维的环形薄片a8缠绕在芯轴上是困难的。然而,这类其中环形薄片a8完全被直的薄片a9支撑的组合薄片a89则易于缠绕在芯轴上,由此可抑制缠绕环形薄片a8中的缺陷。
接着,对使用图4所示的预浸体薄片(a)的杆身3的制造方法进行描述。根据本发明实施方式的方法包括如下步骤:(1)切割步骤;(2)层叠步骤;(3)缠绕步骤;(4)带包裹步骤;(5)固化步骤;(6)取出芯轴的步骤以及除去包裹带的步骤;(7)切割两个端部的步骤;(8)抛光步骤;以及(9)涂覆步骤。
(1)切割步骤:
如图4所示,在切割步骤中,通过将初始薄片体切割成预期形状来制备各个预浸体薄片a1至a11。
(2)层叠步骤:
通过以层叠工艺将多个预浸体薄片组合在一起来制备组合薄片a23和a89。为了将多个预浸体薄片组合成一个,可使用加热和/或加压工艺。为了提高预浸体薄片的粘附强度,可选择合适的参数比如加热工艺中的温度和/或加压工艺中的压力。
(3)缠绕步骤:
在该工艺中使用典型地由金属材料制成的芯轴。该芯轴具有预先用脱模剂涂覆接着在脱模剂外侧设置树脂(粘性树脂)的外表面。预浸体薄片(a)通过缠绕步骤分别缠绕在芯轴上。粘性树脂用于通过其粘性将预浸体薄片的缠绕开始边缘固定在芯轴上。第一组合薄片a23和第二组合薄片a89中的各个也作为组合状态被缠绕。在缠绕工艺之后,包括多个在芯轴上的缠绕预浸体薄片的缠绕体被获得。
(4)带包裹步骤:
通过带包裹步骤将带围绕缠绕体的外周表面包裹。该带也称为包裹带。该包裹带通过张力包裹以向缠绕体施加压力,由此释放缠绕体内所包含的空气,并且可抑制固化球杆杆身中产生的孔隙。
(5)固化步骤:
在固化步骤中,进行带包裹后的缠绕体被加热。该加热使基质树脂固化以形成固化树脂层叠体。在该固化步骤中,基质树脂暂时地流体化。基质树脂的流体化可释放预浸体薄片之间的空气或薄片中的空气。来自包裹带施加的压力加速空气的释放。
(6)取出芯轴的步骤以及除去包裹带的步骤:
在固化步骤之后进行取出芯轴的步骤和除去包裹带的步骤。这两个步骤的次序没有限制。然而,考虑到提高除去包裹带步骤的效率,除去包裹带的步骤优选在取出芯轴的步骤之后进行。
(7)切割两个末端的步骤:
在该步骤中,固化层叠体的两个端部被切除。该切割形成了杆身的前端3a和末端3b。该切割使前端3a的端面和末端3b的端面平整化。
(8)抛光步骤:
在该步骤中,固化层叠体的表面被抛光。该抛光也称为表面抛光。作为包裹带痕迹被留下的螺旋不均匀会存在于固化层叠体的表面上。该抛光除去作为包裹带痕迹的不均匀以平整化固化层叠体的表面。
(9)涂覆步骤
在抛光步骤之后的固化层叠体经受涂覆。
球杆杆身3通过上述步骤1至9被制造。球杆杆身3的前端3a被插入并连接到球杆头2的颈部2B,并且握把4被连接在球杆杆身3的末端3b上以获得高尔夫球杆1。
比较试验
使用基于表2至5的球杆杆身的高尔夫球杆被制造并被测试。所有高尔夫球杆具有相同的用钛合金制造的具有460cm3体积的球杆头。
所有球杆杆身具有115cm的相同长度,并且根据具有如图4和表1所示的弹性模量和形状的预浸体薄片制造。低弹性纤维使用的是弹性模量为10t/mm2的碳纤维,高弹性纤维使用的是弹性模量为24、30和45t/mm2的碳纤维。在实施例1中,这些纤维的重量比分别为25%。
各个球杆杆身的制造方法为上述步骤1至9。在各个预浸体薄片a1至a11中,预浸体薄片的缠绕数、预浸体薄片的厚度、预浸体薄片中纤维的含量比以及碳纤维的弹性模量被适当地调整。为调节球杆杆身的重心,球杆杆身的厚度被调整。图8为显示实施例2的球杆杆身的直径的视图,图9为显示实施例2的球杆杆身的抗扭刚度的视图。试验方法如下所述。击打球的总距离:
高尔夫球手使用各个测试高尔夫球杆以42m/s的平均球杆头速率五次击打的平均总距离被测定。该值越大,性能越好。
击打球的分散性:
在用于击打球的总距离的试验中,各个试验高尔夫球杆的击打球在左右方向上的分散性(该值被确定为沿两个方向的加和值)被测定。该值越小,性能越好。球杆杆身的前端侧的强度:
基于SG标记方法的杆身三点挠曲强度,测定球杆杆身的前端侧强度(T-点强度)。球杆杆身的三点挠曲强度对应于消费者产品安全协会定义的SG型杆身的断裂强度。图7是显示SG标记方法中的球杆杆身的三点挠曲强度测定的示意图。在该方法中,在位置t1和t2处被支撑的球杆杆身3的位置T处施加向下的力F。位置T位于位置t1与t2之间的中心处。位置T被设置为其中强度应在此测定的位置。在该实施方式中,位置T位于离球杆杆身的前端90mm的距离处。在该情况中,在位置t1与t2之间的间距被设置为150mm,于是位置t1位于离球杆杆身3的前端3a为15mm的距离处。然后,当球杆杆身3断裂时,测定峰值力。该值越大,性能越好。
球杆杆身的末端侧的强度:
基于上述前端侧强度的测定方法,测定离球杆杆身的末端为175mm的位置处的球杆杆身的末端侧的强度。在位置t1与t2之间的间距为300mm。该值越大,性能越好。
手感测试:
高尔夫球手击打了五个球时的手感按如下四个等级评估。
4:非常好
3:好
2:差
1:极差
结果如表2至4所示。
根据试验结果,可确认根据本发明的实施例的高尔夫球杆可提高高尔夫挥杆的手感,以及球杆杆身的前端侧和末端侧的强度,同时增加击打球的总距离。
同时,参照例1因较小的LG/LS比率而不能改善击打球的总距离。另一方面,参照例2因较大的LG/LS比率而不能改善球杆杆身的前端侧的强度。
参照例3因末端侧较大的强度而不能改善高尔夫挥杆的手感。
参照例4不能改善球杆杆身的前端侧的强度。
参照例5因球杆杆身的较小重量而不能改善球杆杆身的前端侧和末端侧的强度。参照例6因球杆杆身的较大重量而不能改善击打球的总距离。
参照例7因球杆杆身的较大扭矩而不能改善击打球的分散性。参照例8因球杆杆身的较小扭矩值而不能改善击打球的分散性。
Claims (9)
1.一种高尔夫球杆杆身,其从前端延伸到末端并由纤维增强树脂制成,其特征在于:
重量在30至55g的范围内,
在前端与末端之间的整体长度LS,
杆身的重心距离前端的距离LG,
距离LG与整体长度LS的比率为0.54至0.65,
包括末端部,其从末端向前端的长度为300mm,
所述末端部包括含有低弹性纤维和高弹性纤维的纤维,所述低弹性纤维的弹性模量为5至20t/mm2,所述高弹性纤维的弹性模量超过20t/mm2但不超过50t/mm2,以及
以重量计,所述末端部中的所述纤维包含20-30%的低弹性纤维和80-70%的高弹性纤维。
2.如权利要求1所述的高尔夫球杆杆身,其特征在于,
所述末端部中的所述纤维包括相对于所述杆身的轴向以一角度倾斜的倾斜纤维,以及
在所述末端部的全部纤维中,所述倾斜纤维的含量为15-25wt%。
3.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身,其特征在于,
所述杆身的扭矩值为5.0°-8.0°,以及
距离所述杆身末端为150mm长度的位置处的抗扭刚度GI不超过2.5kgfm2。
4.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身,其特征在于,
距离LG与整体长度LS的比率为0.55至0.64。
5.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身,其特征在于,
距离LG与整体长度LS的比率为0.56至0.63。
6.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身,其特征在于,
以重量计,所述末端部中的所述纤维包括21%至29%的低弹性纤维以及79%至71%的高弹性纤维。
7.如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身,其特征在于,
以重量计,所述末端部中的所述纤维包括22%至28%的低弹性纤维以及78%至72%的高弹性纤维。
8.如权利要求3所述的高尔夫球杆杆身,其特征在于,
距离杆身末端为150mm长度的位置处的所述抗扭刚度GI在1.0至2.3kgfm2的范围内。
9.高尔夫球杆,其包括高尔夫球杆头和如权利要求1或2所述的高尔夫球杆杆身。
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