CN1101711C - 高尔夫球棒头 - Google Patents

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Abstract

一种高尔夫球棒头，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以抗拉强度为Y(单位：kgf/mm2)时，至少是该棒头面部表面的一部分由一种满足Y≥0.006X+60的关系的金属材料构成。因此，该棒头面部的一部分既能维持耐受击球时的冲击所需的抗拉强度，又能减小其刚性。

Description

高尔夫球棒头
技术领域
本发明涉及一种用于打击高尔夫球的金属制高尔夫球棒头。
技术背景
以柿子木为主体的木质高尔夫球棒头在近年来已逐渐转变为以使用金属材料，例如碳钢、不锈钢、硬铝、钛等材料的产品作为主流。与使用柿子木的产品相比，以金属材料制的高尔夫球棒头具有棒头体积和正面面积大，而且棒头的惯性力矩大以及击球的方向性稳定的特点。另外，由于增大了棒头的焊接面积，因此在击球时发生击偏的情况下可以减小球的回弹性降低值。另外，如果将高尔夫球棒头大型化，则能改善瞄准时的稳定感，并且能够安装更长尺寸的手柄，从而能使球的飞行距离增大。
另外，本申请人获得了日本专利第2130519号(特公平5-33071号)，其中的高尔夫球棒头能够最大限度地提高棒头本身与高尔夫球的反弹性能。在该专利中公开了一种理论(以下称为“阻抗匹配理论”)，该理论认为，通过使代表高尔夫球棒头的机械阻抗一次极小值的频率(以下简称为“棒头的阻抗一次振动数”)接近于代表高尔夫球的机械阻抗一次极小值的频率(以下简称为“球的阻抗一次振动数”，约为600～1600Hz)，就能最大限度地提高被击球的打出速度。
“机械阻抗”被定义为作用于某点上的力的大小与该力起作用时其他点的响应速度的大小之比。也就是说，以从外部施加于某个物体上的力为F，以响应速度为V，以机械阻抗为Z，则机械阻抗被定义为Z＝F/V。
为了降低棒头的阻抗一次振动数，有效的方法是减小棒头正面表面或下面部的刚性。例如可以举出，增大面部的面积、减小面部的厚度、在面部使用低杨氏模量的材料等。
特别是通过实践发现，当把低杨氏模量的金属材料用于棒头的面部时，在击球时的手感(击球感)就变得柔和，而且即使在击偏时传到手上的冲击力也小，这是其优点。
然而，即便是杨氏模量小的金属材料，如果它的抗拉强度小，就难以确保它具有能够耐受击球时的冲击所需的强度。另外，如果为了获得面部的强度而增大面部的厚度，其结果就会导致使面部刚性降低的效果变小，并且棒头的阻抗一次振动数的下降值也有限。
另外，即便是杨氏模量小的金属材料，如果它的表面硬度小，就会由于在击球时与球发生摩擦，或在击球时咬着与球之间的砂粒，结果导致面部表面过早地被磨损或者容易被擦伤，这是存在的问题。
本发明的公开
本发明的第1～4项发明所述的发明的目的是提供一种以既能确保耐受击球时的冲击所需的强度，又能降低面部的刚性作为基本点，并且根据上述阻抗匹配理论能够增大飞行距离的高尔夫球棒头。
为此，本发明提供了一种高尔夫球棒头，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以抗拉强度为Y(单位：kgf/mm2)时，至少是该棒头面部的一部分由一种满足
Y≥0.006X+60关系的金属材料构成。作为这种金属材料，优选使用例如非晶质金属。其中优选为锆系的非晶质合金。
另外，本发明的第5～8项发明所述的发明的目的是提供一种以既能确保防止在击球时由于与球的摩擦或咬砂等原因引起的面部摩损或擦伤所需的硬度，又能降低面部的刚性作为基本点，并且根据阻抗匹配理论能够进一步增大飞行距离的高尔夫球棒头。
为此，本发明提供了一种高尔夫球棒头，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以维氏硬度为Z(单位：HV)时，至少是该棒头面部的一部分由一种满足
Z≥(X/60)+200的关系的金属材料构成。作为这种金属材料，优选使用例如非晶质金属。其中优选为锆系的非晶质合金。
对附图的简单说明
图1是表示一种木质高尔夫球棒的实施方案的正面图；
图2是图1的侧面图；
图3是图2的截面图；
图4的(A)和(B)的是正面板的装配结构各异的其他实施方案的棒头截面图；
图5是表示其他实施方案的截面图；
图6是表示一种铁质型高尔夫球棒的实施方案的正面图；
图7是图6的截面图；
图8是表示杨氏模量与抗拉强度的关系的曲线图；
图9是表示杨氏模量与维氏硬度的关系的曲线图。
用于实施发明的最佳方案
下面根据附图详细地解释本发明的实施方案。
在图1～图3中例示出本发明的高尔夫球棒头，它是一种由金属材料形成的中空木质型(金属头)的高尔夫球棒头。在该例子中，上述的棒头由棒头本体1与装配在该棒头本体1前表面上的正面板2构成。另外，该高尔夫球棒头的棒头体积例如希望是80～360cm3，优选为230～360cm3。
上述的棒头主体1具有用于击球的面部6、形成该面部6的周边并适于装配入上述正面板2的正面板安装部1a以及与该正面板安装部1a相连接的底部7、顶部8和侧部9等。在本例子中，如图3所示那样，上述的正面板安装部1a具有用于安装上述正面板2的台阶部3a并形成了贯通到棒头内部起嵌合作用的开口3。
另外，上述的正面板2在本例子中构成了面部6的主要部分，它通过焊接、铆接、粘接等的接合方法而与上述嵌合用的开口部3一体化，并与上述的正面板安装部1a共同构成了面部6。
应予说明，如图4(A)所示那样，正面板安装部1a即使没有上述的台阶部3a也能作为开口3形成。另外，如图4(B)所示，也可以形成一个朝向棒头内部逐渐扩大的楔形结构并且能够支持正面板2里面的嵌合用凹部4。在此情况下希望将正面板2也形成大体上相同的楔形。
另外，本发明者们进行了种种实验，结果发现，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以抗拉强度为Y(单位：kgf/mm2)时，面部6的一部分希望由一种能够满足Y≥0.006X+60的关系的金属材料来形成。
在本实施方案中已例示出，作为面部6一部分的上述正面板2可以由这样的金属材料来形成。这样，上述的面部6的一部分(在本例中是构成面部6的主要部分的正面板2)就可以既能确保耐受击球时的冲击所需的抗拉强度，也能保持低的杨氏模量。因此，这种高尔夫球棒头可以降低棒头的阻抗一次振动数，并且按照上述阻抗匹配理论可以提高击球的飞行距离，另外可以降低击球时的冲击力，从而提供一种柔和的击球感。
另外，由于这种高尔夫球棒头既能使杨氏模量降低，又能维持高的抗拉强度，因此可以使面部6或正面板2的厚度变薄，从而能使棒头轻量化。另外，例如，由于正面板2的厚度变得愈薄，棒头的刚性度常数就愈低，这样就可以进一步地降低棒头的阻抗一次振动数。
另外在本例中示出，上述正面板2的厚度呈大致均一的数值。例如，该厚度优选为1～4mm，更优选为1～3mm。如果上述正面板2的厚度不足1mm，则其强度有降低的倾向，反之，如果其厚度超过4mm，则可使棒头轻量化或上述棒头的阻抗一次振动数降低的效果有变小的倾向。
尽管高尔夫球的阻抗一次振动数为约600～1600Hz的范围，但在一般两半式球(two-piece ball)的情况为约1000～1200Hz。与此相对照，过去的不锈钢制木质型棒头的阻抗一次振动数约为1800～2500Hz，钛制木质型棒头的阻抗一次振动数约为1400～2000Hz左右。
就本实施方案的高尔夫球棒头而言，其棒头的阻抗一次振动数比过去的棒头的相应值小，因此有可能与高尔夫球的阻抗一次振动数相近似或相一致。
例如，在本实施方案中，可以使棒头的阻抗一次振动数不足1300Hz。这一数值大体上与两半式球的相应数值一致。因此，使用本实施方案的高尔夫球棒头就可以最大限度地提高击球时球的打出速度并增加飞行距离。
另外，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以抗拉强度Y(单位：kgf/mm2)时，至少是面部6的一部分优选由一种满足
Y≥0.006X+63的关系的金属材料构成，更优选是由一种满足
Y≥0.006X+100的关系的金属材料构成。
另外，例如当正面板2的金属材料为
Y＜0.006X+60时，其抗拉强度与杨氏模量之间的平衡变差，因此，要做到既确保能够耐受击球时的冲击所需的强度，又要使面部的刚性降低就变得困难。
另外，在本实施方案中，如要使正面板2的厚度维持在不显著增大的程度，则上述正面板2的金属材料的抗拉强度希望在例如80kgf/mm2以上，优选在105kgf/mm2以上，更优选在130kgf/mm2以上。另外，关于抗拉强度的上限，从使它与上述任一个下限值组合以及制造上的问题考虑，可以将其规定在400kgf/mm2以下。
另外，在本实施方案中，为了获得必要的刚性，上述正面板2的金属材料的杨氏模量希望在例如3000kgf/mm2以上，优选在5000kgf/mm2以上。但是，如果杨氏模量过大，则面部6的刚性有增大的倾向，因此，在与上述任一个下限值组合考虑时，杨氏模量下限值希望在25000kgf/mm2以下，优选在20000kgf/mm2以下，更优选在16000kgf/mm2以下，特别优选在12000kgf/mm2以下，最优选在10000kgf/mm2以下。
就这些实施方案而言，以确保能够耐受击球时的冲击所需的强度并使面部的刚性降低作为基本点，并进而说明能够防止在击球时由于与球的摩擦或咬砂等原因而引起的面部表面的摩损或擦伤的实施方案。
虽然该实施方案适用于图1～3或图4(A)、(B)所示形状的高尔夫球棒头，但是本发明者们已发现，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以维氏硬度为Z(单位：HV)时，至少是面部表面的一部分优选由一种能够满足
Z≥(X/60)+200的关系的金属材料构成。
例如，通过使用这样的金属材料来形成上述的正面板2，使得面部6表面的一部分由一种能够满足Z≥(X/60)+200的金属材料构成。另外，就本例而言，在正面板2的表面上不设置金属、树脂、木材等其他的表面层，从而使其完全暴露。
另外，金属材料的维氏硬度的测定方法如下，使用一个对角为136度的菱形正四角锥形压夹在试验面上形成凹坑，然后根据这时的试验荷重和凹坑的表面积来求出其硬度，详细步骤可以按照JIS等的规定，在本发明中使用的试验荷重为30kgf。
在该实施方案中，正面板2能够确保大的维氏硬度，从而能够防止在击球时由于与球的摩擦或咬砂等原因所造成的面部6的摩损和擦伤。另外，上述正面板的金属材料由于具有上述那样的杨氏模量X与维氏硬度Z之间的关系，因此可以既能确保大的维氏硬度，又能维持低的杨氏模量。
因此，该实施方案的高尔夫球棒头也能使棒头的阻抗一次振动数下降，从而，根据阻抗匹配理论，这样就能提高击球的飞行距离。另外，由于面部表面的一部分具有低的杨氏模量，因此能使击球时的冲击力减小，从而提供一种柔和的击球感。
另外，在本实施方案中，如果上述的正面板2是一种
Z＜(X/60)+200的金属材料，则不能同时满足柔和的击球感、飞行距离的增大和面部6的耐久性这三方面的性能。
另外，就正面板2而言，由于可以既使杨氏模量降低，又能维持大的维氏硬度，从而可以减薄面部6(正面板2)的厚度。因此可以达到棒头的轻量化，而且，随着正面板2厚度的减薄而使棒头的刚性度常数降低，这些性能的协同作用导致了棒头的阻抗一次振动数进一步降低。
此处，作为上述正面板2的维氏硬度的优选范围在250HV以上，优选在300HV以上，更优选在370HV以上，特别优选在400HV以上，如果在这些范围内，就可以获得非常优良的耐伤性，这是理想的。另外，关于其上限的确定，考虑到要与上述任一个下限值组合和制造上的问题等，可以将上限值规定在1000HV以下。这样就能更适合于防止面部6表面的损伤。
另外，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以维氏硬度为Z(单位：HV)时，优选至少是面部6表面的一部分由一种满足
Z≥(X/60)+250的金属材料构成。
另外，在该实施方案中，为了使上述正面板2获得必要的刚性，其杨氏模量希望在例如3000kgf/mm2以上，优选在5000kgf/mm2以上。但是，如果杨氏模量过大，则面部6的刚性有增大的倾向，因此，关于其上限值，考虑到要与上述的任一个下限值组合，希望将其规定在25000kgf/mm2以下，优选在20000kgf/mm2以下，更优选在16000kgf/mm2以下，特别优选在12000kgf/mm2以下，最优选在10000kgf/mm2以下。
虽然已对上述两个实施方案进行了说明，但是作为用于形成这样的正面板2的金属材料，例如优选是使用非晶质(无定形)的金属。所谓非晶质金属是指那些在整个宽广范围内的原子排列呈无规则状态的金属。现在作为制造非晶质金属的主要方法，是将各种合金材料在高温下熔融，然后将这种熔融合金在急速冷却下固化以使其晶核来不及产生和生长，从而制得非晶质金属。在本实施方案中，优选使用那些非晶质度，也就是以非晶质相的体积V1与总体积V之比(V1/V)表示的非晶质率在50％以上的非晶质金属。
非晶质金属由通式：MaXb(a、b为原子％，65≤a≤100，0≤b≤35)所示的组成构成。
其中，M是选自Zr、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Mo、W、Ca、Li、Mg、Si、Al、Pd、Be中的一种以上的金属元素；X是选自Y、La、Ce、Sm、Md、Hf、Nb、Ta中的一种以上的元素。另外，优选上述的a、b符合99≤a≤100和0≤b≤1的关系。
这样的非晶质金属同时具有高的抗拉强度、高的维氏硬度和低的杨氏模量，因此特别适合作为本发明的高尔夫球棒头的金属材料使用。
另外，作为这种非晶质金属，特别优选使用锆系的非晶质合金。这种锆系非晶质合金具有更高的抗拉强度和更低的杨氏模量。另外，在制造时可以采用较低的冷却速度，这样，当将熔融金属浇入铸模中而被冷却时，较易成形为块状或板状的产品，在实用上较为有利。
锆系非晶质合金由通式：ZrcMdXe(c、d、e为原子％，20≤c≤80，20≤d≤80，0≤e≤35)所示的组成构成。
其中，Zr是锆；M是选自V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Mo、W、Ca、Li、Mg、Si、Al、Pd、Be中的一种以上的金属元素；X是选自Y、La、Ce、Sm、Md、Hf、Nb、Ta中的一种以上的金属元素。
另外，上述的c、d、e优选为
35≤c≤75，25≤d≤65，0≤e≤30，更优选为
35≤c≤75，25≤d≤65，0≤e≤1，特别优选为
50≤c≤75，25≤d≤50，0≤e≤1另外，上述的M特别优选为Al、Cu、Ni；X优选为Hf。作为上述的锆系非晶质合金，特别优选的是ZrcAld1Cud2Nid3Hfe(其中，d1+d2+d3＝d。另外，c+d+e＝100)。
另外，作为非晶质金属，优选是上述的非晶质率在75％以上，更优选在80％以上，特别优选在90％以上。该非晶质率的测定方法如下：首先对金属材料样品的切面进行镜面研磨和腐蚀处理，然后用光学显微镜进行观察，通过测定非晶质部分的面积来确定非晶质率。另外，非晶质率可以通过改变非晶质金属的合金组成或在制造非晶质金属时用于冷却熔融合金的冷却温度以及在制造非晶质金属时周围气体中的氧浓度等来调节。尤其是当上述的冷却速度愈低以及周围气体中的氧浓度愈低时，愈能提高其非晶质率。
应予说明，作为上述正面板2的金属材料，只要能够满足上述的杨氏模量与抗拉强度之间以及杨氏模量与维氏硬度之间的关系，可以使用非晶质金属以外的合金或纯金属的各种金属材料，并不限定于例示的非晶质合金。
关于本实施方案，可以按各种方法进行设计变更。例如，关于正面板的厚度，可以采用中央部位较厚，而在周边部位朝外延伸逐渐地变薄的结构。在此情况下，可以达到既不降低正面板2的强度，又能进一步地减小棒头的阻抗一次振动数。另外，也可以与此相反，对于正面板2的厚度，采用中央部位较薄，而在周边部位朝外延伸逐渐地变厚的结构。在此情况下，可以提高正面板2与用于安装正面板的正面板安装部1a之间的接合部分的强度，因此较为有利。
另外，对于上述的棒头主体1，可以采用例如钛、钛合金、不锈钢等与过去相同的金属材料。
另外，如图5所示，对于由面部6、底部7、顶部8和侧部9构成的整个棒头，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以抗拉强度为Y(单位：kgf/mm2)时，可以使用满足
Y≥0.006X+60的关系的金属材料，或者，当以维氏硬度为Z(单位：HV)时，可以使用满足
Z≥(X/60)+200的关系的金属材料。在此情况下可以进一步地改进耐冲击的持久性和击球感，并能进一步地减小棒头的阻抗一次振动数。
在图6和图7中，示出了作为本发明其他实施方案的金属制的铁型高尔夫球棒头。本实例示出了棒头由棒头本体101、该棒头本体101的面部104和镶嵌在面部104一侧的正面嵌入板102构成。该正面嵌入板102构成了面部104的主要部分，主要用嵌入板102的表面来击球。另外还示出了，在本例中的正面嵌入板102按大体上均匀的厚度形成，可以利用粘合剂或焊接、铆接、压入等方法将嵌入板102嵌合固定于形成在棒头本体1的面部104侧的嵌合用凹部103中。因此，正面嵌入板102的里面全体都与棒头本体1紧密接触或粘合，从而可以提高面部104的耐久性。
另外，对于这样的正面嵌入板102，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以抗拉强度为Y(单位：kgf/mm2)时，使用满足
Y≥0.006X+60的关系的金属材料，或者，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以维氏硬度为Z(单位：HV)时，使用满足
Z≥(X/60)+200的关系的金属材料，皆可以获得与上述相同的效果。
上面已解释了几种实施方案，而在本发明中，作为棒头的种类，特别优选是木质型、铁质型，但也可以是复合型(putter type)。
另外，在前面所有各个实施方案中，对于正面板2或正面嵌入板102，当以杨氏模量为X(单位：kgf/mm2)、以抗拉强度为Y(单位：kgf/mm2)、以维氏硬度为Z(单位：HV)时，也可以使用同时满足
Y≥0.006X+60
Z≥(X/60)+200的金属材料。
在此情况下，基于阻抗匹配理论，可以获得一种既能提高球的飞行距离，同时又具有能够耐受击球时的冲击所需的强度，并且其表面难以损伤的耐久性非常好的面部的更优质的高尔夫球棒头。
具体例
<具体例1>
通过在面部的一部分使用一些合金组成进行种种变化的锆系非晶质合金(Zr-Al-Cu-Ni-Hf或Zr-Al-Cu-Ni)来制造木质型的高尔夫球棒头(实施例1～6)，然后使用这种高尔夫球棒头来研究棒头速度、球的速度、反弹系数、传送(carry)、总飞行距离、棒头的机械阻抗一次极小值的频率、击球感等，其结果示于表1中。另外，作为比较例1、2，制造了一种钛制的木质型中空棒头和一种不锈钢制的木质型中空棒头，并对其性能进行比较。
另外，通过使用一种高尔夫球摆动机械手(golf swing robot)进行击球试验来测定棒头速度、球速度、反弹系数、传送和总飞行距离。另外，为了测定棒头的机械阻抗一次极小值的频率，使用了与上述日本国专利所示同样的加振机、加速度传感器、动力单元、动态信号分析仪等通过加振测定法来测定。另外，击球感是由20名高尔夫球手通过实际击球来评价，以冲击力小(是否获得柔和的感觉)为基准，进行1～5点的5阶段感官评价，以获得其平均值。
                                           表1
    实施例1    实施例2    实施例3    实施例4    实施例5    实施例6    比较例1    比较例2
棒头速度Vh(m/s)     41.02     41.27     41.21     41.13     41.09     41.24     41.38     41.30
球速度Vb(m/s)     58.66     58.85     59.59     59.27     59.13     59.51     58.84     58.48
反弹系数Vb/Vh     1.430     1.426     1.445     1.441     1.439     1.443     1.422     1.416
传送(m)     210.8     210.1     216.2     213.2     212.9     214.9     207.6     206.5
总飞行距离(m)     232.4     229.5     238.2     235.0     234.7     237.1     228.4     223.7
正面板     材质    锆系非晶质合金    锆系非晶质合金   锆系非晶质合金  锆系非晶质合金  锆系非晶质合金  锆系非晶质合金     钛     不锈钢
    组成   Zr54Al10Cu30Ni5Hf1   Zr64Al10Cu15Ni10Hf1     Zr55Al10Cu30Ni5     Zr55Al10Cu30Ni5     Zr60Al10Cu20Ni10     Zr55Al10Cu30Ni5     -     -
  非晶质率(％)     57％     82％     96％     77％     82％     80％     -     -
  杨氏模量X(kgf/mm2)     7000     16000     6500     5000     10000     5000     11600     20800
  抗拉强度Y(kgf/mm2)     105     160     175     130     160     130     120     134
  厚度(mm)     3.4均一     2.5均一     2.4均一     3.0均一     2.8均一   中心3.0周边2.5     3.2均一     3.2均一
正面部的机械阻抗一次极小值的频率(HZ)     1260     1290     960     1130     1120     1080     1450     1980
   击球感     3.75     3.25     5.00     4.50     4.25     5.00     3.00     2.25
由表1可以看出，比较例1、2的高尔夫球棒头的机械阻抗一次极小值的频率为1450Hz和1980Hz，与此相对照，在实施例1～6中，该频率全部被抑制到1290Hz以下。因此可以确认，就实施例1～6的高尔夫球棒头而言，其棒头的机械阻抗一次极小值的频率比已往棒头的相应数值小而与两半式球的机械阻抗一次极小值的频率(约1000～1200Hz)相接近。另外还例示出用于正面板的金属材料的抗拉强度在200kgf/mm2以下。
另外还可看出，在反弹数、传送、总飞行距离几方面，实施例1～6也皆大于比较例1和2。进而，在击球感方面，实施例1～6(柔和感)也优于比较例1和2。
在这些实施例中，正面板(非晶质金属部)的厚度可以设定为随着其抗拉强度的增大而减小。另外还可以认为，正面板厚度的减小进一步地降低了面部的刚性度常数，从而能够增大反弹系数、传送和总飞行距离并改善击球感。
另外，图8示出了金属材料的杨氏模量X与抗拉强度Y的关系。图8用曲线图示出用于上述实施例1～6和比较例1、2的正面板的金属材料。另外，对于硬铝、镁合金、超高抗拉强度钢也一并示出在曲线图中。
在图8中，直线10表示Y＝0.006X+60；直线11表示Y＝0.006X+63；直线12表示Y＝0.006X+100。另外，以斜线表示满足Y≥0.006X+60的区域。
在实施例1～6中使用的金属材料皆满足Y≥0.006X+60，但在比较例1、2中使用的金属材料或硬铝、镁合金、超高抗拉强度钢皆为Y＜0.006X+60。
<具体例2>
下面，作为本发明的其他具体例，研究了杨氏模量与维氏硬度之间的关系。制造了与图6和图7所示同样的铁质型棒头(实施例7～9)以及与图1～图3所示同样的木质型棒头(实施例10～12)。另外，制造了以不锈钢、钛、硬铝作为正面嵌入板及正面板材质的铁质型棒头(比较例4～6)和木质型棒头(比较例7～9)。然后对这些棒头主要就其面部的表面耐伤性和击球感的柔和性进行了试验。
对面部表面耐伤性的测定方法如下，由一台高尔夫球摆动机械手打击置于地面上的高尔夫球，在其间夹入少量的砂子，然后考察在面部表面上的损伤量。另外，对击球感柔和性的评价方法是由20名高尔夫球手进行感官评价，取其平均数。另外，维氏硬度的测定荷重为30kgf。试验结果示于表2和表3中。
                                                    表2
    实施例7     实施例8     实施例9 比较例3 比较例4 比较例5
正面嵌入板   材质 锆系非晶质合金   锆系非晶质合金 锆系非晶质合金 不锈钢   钛   硬铝
  组成 Zr55Al10Cu25Ni10  Zr64Al10Cu15Ni10Hf1  Zr55Al10Cu30Ni5   -   -   -
非晶质率(％)     76％     81％     93％   -   -   -
杨氏模量X(kgf/mm2)     7200     15000     6500   20800   11600   7000
维氏硬度(HV)     370     500     500   370   360   140
厚度(mm)     3.0     3.0     3.0   3.0   3.0   3.0
正面的损伤量     ○(少)     ◎(极少)     ◎(极少)   ○(少)   ○(少)   ×(多)
  柔和感性能     ◎(极好)     ○(好)     ◎(极好)   ×(差)   ○(好)   ◎(极好)
                                                                表3
   实施例10     实施例11    实施例12 比较例6 比较例7 比较例8
正面板    材质 锆系非晶质合金   锆系非晶质合金  锆系非晶质合金 不锈钢   钛   硬铝
   组成 Zr55Al10Cu25Ni10  Zr64Al10Cu15Ni10Hf1  Zr55Al10Cu30Ni5   -   -   -
 非晶质率(％)     75％     79％     94％   -   -   -
 杨氏模量X(kgf/mm2)     7200     15000     6500   20800   11600   7000
 维氏硬度(HV)     370     500     500   370   360   140
厚度(mm)     3.4     2.9     2.4   3.2   3.0   4.5
正面的损伤量     ○(少)     ◎(极少)     ◎(极少)   ○(少)   ○(少)   ×(多)
柔和感性能     ◎(极好)     ○(好)     ◎(极好)   ×(差)   ○(好)   ◎(极好)
由表2和表3可以看出，实施例7～9和实施例10～12的高尔夫球棒头，其面部的表面难以损伤(损伤量少或极少)，而且击球感柔和(好或极好)。而且，在表面的损伤与柔和感性能二者之中至少有一方达到“极好”的结果。
另外，例如实施例7虽然具有与比较例3、4同样程度的维氏硬度(相同程度的耐伤性)，但是其杨氏模量却非常低。因此可以认为，该实施例的高尔夫球棒头可以增大飞行距离，击球感柔和，而且被砂、石等造成的损伤少，耐磨损性优良。
另外，图9示出了金属材料的杨氏模量X与维氏硬度Z之间的关系，其中将实施例7～9和比较例3～8的正面板的金属材料以及镁和超高抗拉强度钢各自的数据制成曲线图。在该图中，直线16表示Z＝(X/60)+200；直线17表示Z＝(X/60)+250。另外，以斜线表示能够满足Z≥(X/60)+200的关系的区域。从该图还可看出，实施例7～12能够满足Z≥(X/60)+200的关系。
如上所述，根据权利要求1的高尔夫球棒允许其面部的一部分既可维持一种能够耐受击球时的冲击所需的抗拉强度，同时又具有小的刚性。因此，可使该棒头的机械阻抗一次极小值的频率比已往的高尔夫球棒头的相应值小。例如，可以使高尔夫球棒头的机械阻抗一次极小值的频率更接近于高尔夫球的机械阻抗一次极小值的频率。因此可以使飞行距离增加。另外，可以使击球时的感觉柔和。而且，该高尔夫球棒头允许减小面部的厚度，从而达到进一步的轻量化。另外，在减小面部厚度的情况下，面部的刚性度常数也随之发生相应的降低，因此可以进一步地降低机械阻抗一次极小值的频率。
另外，权利要求2所述的高尔夫球棒头由于使用非晶质金属作为适合于面部的金属材料，因此可以容易地同时达到高的抗拉强度和低的杨氏模量。
另外，权利要求3或4所述的高尔夫球棒头由于使用锆系非晶质合金，因此制造工艺简单，而且可以同时达到更高的抗拉强度和低的杨氏模量。
另外，权利要求5所述的高尔夫球棒头可以使其面部的一部分既能维持一种耐受击球时的摩擦或击球时的咬砂所需的表面硬度，同时又具有较小的刚性。因此，既能维持棒头的耐久性和耐伤性，又能使其机械阻抗一次极小值的频率小于以往的高尔夫球棒头的相应值。例如，可以使高尔夫球棒头的机械阻抗一次极小值的频率更接近于高尔夫球的机械阻抗一次极小值的频率，从而能使飞行距离增加。另外，可以获得击球时的柔和感。进而，该高尔夫球棒头允许减小其面部的厚度，从而能达到进一步的轻量化。另外，在面部的厚度减小的情况下，面部的刚性度常数随着其厚度减小的程度而相应地降低，从而能使机械阻抗一次极小值的频率进一步降低。
权利要求6所述的高尔夫球棒头由于使用非晶质金属作为上述面部的金属材料，因此可以容易地同时达到高的抗拉强度和低的杨氏模量。
另外，权利要求7或8所述的高尔夫球棒头由于使用锆系非晶质合金，因此制造工艺简单，而且可以同时达到更高的抗拉强度和低的杨氏模量。

Claims (8)

1.一种高尔夫球棒头，其特征在于，当以杨氏模量为X、以抗拉强度为Y时，该棒头面部的一部分或全部由一种满足
Y≥0.006X+60的关系的金属材料构成，其中X、Y的单位为kgf/mm2。
2.权利要求1所述的高尔夫球棒头，其中，上述的金属材料是非晶质金属。
3.权利要求1所述的高尔夫球棒头，其中，上述的金属材料是锆系非晶质合金。
4.权利要求1所述的高尔夫球棒头，其中，上述的金属材料是由Zr、Al、Cu、Ni、Hf构成的非晶质合金，或者是由Zr、Al、Cu、Ni构成的非晶质合金。
5.一种高尔夫球棒头，其特征在于，当以杨氏模量为X、以维氏硬度为Z时，该棒头面部表面的一部分或全部由一种满足
Z≥(X/60)+200的关系的金属材料构成，其中X的单位为kgf/mm2，Z的单位为HV。
6.权利要求5所述的高尔夫球棒头，其中，上述的金属材料是非晶质金属。
7.权利要求5所述的高尔夫球棒头，其中，上述的金属材料是锆系非晶质合金。
8.权利要求5所述的高尔夫球棒头，其中，上述的金属材料是由Zr、Al、Cu、Ni、Hf构成的非晶质合金，或者是由Zr、Al、Cu、Ni构成的非晶质合金。
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