TWI385014B - 高爾夫球桿，高爾夫球桿頭及製造高爾夫球桿頭的方法 - Google Patents

Description

高爾夫球桿，高爾夫球桿頭及製造高爾夫球桿頭的方法 發明領域

本發明係有關於高爾夫球桿頭及包括這種高爾夫球桿頭的高爾夫球桿，以及用以製造這種高爾夫球桿頭之方法。在至少某些例子中，本發明之高爾夫球桿頭將會由一或多個金屬構件及一或多個纖維強化塑膠(FRP)構件構成。

發明背景

長飛球距離與極佳方向穩定性在高爾夫球桿與其相關之高爾夫球桿頭中是必要的，為了滿足這些要求，則必須要在該高爾夫球桿頭之結構中尋求有關重心與慣量之高設計自由度。近年來，為了提高重心與慣量之高設計自由度，已有一種複合式高爾夫球桿頭，其中一金屬構件放置在一低位置且一纖維強化塑膠構件放在一高位置(例如，請參見日本專利第2773009號與日本公開專利公報第59－90578與2002－336389號)。這些文件均全部加入此說明書作為參考。

當一高爾夫球被一高爾夫球桿擊出時，飛球距離大部份是依據該球之初速來決定。另一方面，該球之初速係依據由該高爾夫球桿頭傳至該球之動能量來決定。因此，該飛球距離可以利用增加傳至該球之動能量來加長。

接著，為了增加傳至該球之動能量，現今之高爾夫球桿頭在該高爾夫球桿頭之面板的結構中具有特殊的構件。例如，請參見美國專利第6,354,962；6,368,234；與6,398,666 號，且這些專利均全部加入此說明書作為參考。

但是，在這些已知高爾夫球桿頭中，因為大量的動能被用在當該球被擊中時，使該高爾夫球桿頭變形，所以可能不足以增加該球之初速並加長該飛球距離。

發明概要

本發明係有鑒於前述情形而作成者，且本發明之至少一特徵例係有關於提供一種使一球之初速可增加以藉此增加該球之擊飛距離的高爾夫球桿頭結構。

在本發明之某些結構例中的高爾夫球桿頭包括一由金屬形成之面板及一由纖維強化塑膠形成之桿頭本體(例如，一冠部與底板)。一配重本體設置在該高爾夫球桿頭之最後方部份且一低硬度部份設置在由該面板附近延伸至該最後方部份之冠部中，而該低硬度部份之寬度係隨著接近該最後方部份而逐漸窄縮。該低硬度部份可作為一“變形波傳送系統”之至少一部份且該配重本體可作為一用以使來自該變形波之能量反彈之反彈構件的一部份。

在這種高爾夫球桿頭結構中，因為該球之初速可增加，故當該桿頭擊中該球時，該飛球距離可以加長。本發明之特徵亦有關於包括這種桿頭之高爾夫球桿及製造這種桿頭之方法。

圖式簡單說明

藉由配合附圖參照以下說明可更完整地了解本發明及其某些優點，且在圖式中類似之符號表示類似之構件，並 且其中：第1圖是一顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之例的橫截面圖；第2圖是第1圖所示之高爾夫球桿頭結構的俯視圖，更顯示該高爾夫球桿頭結構之一外凸部份；第3圖是沿著第2圖之線A－A'所截取之橫截面圖；第4圖是顯示在用以製造第1圖所示之高爾夫球桿頭結構之方法例中的一步驟之橫截面圖；第5圖是顯示在用以製造第1圖所示之高爾夫球桿頭結構之方法例中的另一步驟之橫截面圖；第6圖是顯示在用以製造第1圖所示之高爾夫球桿頭結構之方法例中的又一步驟之橫截面圖；第7圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之另一例的橫截面圖；第8圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之又一例的俯視圖；第9圖是沿著第8圖之線B－B'所截取之橫截面圖；第10圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之另一例的橫截面圖；第11圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之再一例的橫截面圖；及第12圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之又一例的橫截面圖。

較佳實施例之詳細說明

在以下本發明之各種實施例的說明中，請參閱構成本發明之一部份之添附圖式，並且藉圖式顯示各種可實施本發明之特徵之裝置例、系統與方法。在此應了解的是在不偏離本發明之範疇之情形下，亦可使用其他特定結構之組件、裝置例、系統與方法且亦可作成多種結構與功能性變化例。同時，在說明書使用之該等用語“頂”、“底”、“前”、“背”、“側”、“後”等係用以描述本發明之各種特徵與元件例，且這些用語在此係因方便，例如，依據在圖式中所示之例子方位而使用。在這說明書中沒有任何事物應被視為需要一特定三維方位之結構以落在本發明之範圍內。

以下將說明本發明之各種高爾夫球桿頭結構的例子。

第1圖是一顯示本發明之第一例之高爾夫球桿頭1的橫截面圖。這高爾夫球桿頭1例子具有一金屬面板10，且該面板10具有一面11及一凸緣13，而該凸緣13由該面11之邊緣朝與該桿頭之打擊面12相對之側延伸(即，該凸緣13朝遠離該打擊面12之方向延伸)。該高爾夫球桿頭1更包括一金屬底板20、一冠部30、及一底部40。這結構例之冠部30與底部40構成該高爾夫球桿頭本體之主要部份且係由纖維強化塑膠構成，而一配重本體50設置在該高爾夫球桿頭1之最後方部份內側。在此，該最後方部份係當該面板10之打擊面12面向前方時，位在距離該高爾夫球桿頭1最遠的部份。

該高爾夫球桿頭之各種組件可以在不偏離本發明之情 形下以任何必要之方式固定連接在一起，且這些方式包括發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知之習知方式。在所示之高爾夫球桿頭1例中，該面板10之凸緣13及該冠部30與底部40係在其各個黏著重疊部處透過一膜式黏著劑60黏著在一起。該冠部30與底部40亦可在該最後方部份附近之各個黏著重疊部處黏著在一起，且亦可如發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知一般地使用習知黏著劑。

這高爾夫球桿頭1例之面板10與底板20可以在不偏離本發明之情形下以任何必要之方式製造，且這些方式包括利用如鑄造、鍛造、機械切割金屬等發明所屬技術領域中具有通常知識者所熟知之習知方式。同時，雖然任何一種材料均可用來作為該高爾夫球桿頭結構1之面板10及/或底板20，但是，可使用的其他適當材料例亦包括鈦合金、鋁高強度合金、不鏽鋼等。在至少某些例子中，考慮到其在強度與比重之間的平衡，以使用鈦合金較有利。同時，在不偏離本發明之情形下，該面板10與底板20亦可由相同材料或由不同材料製成。此外，該面板10與底板20可以組合在一起或分開。特別地，在至少某些例子中，因為可以輕易地降低該高爾夫球桿頭1之重心，所以該底板20最好使用一比重大於該面板10比重的材料。一更特別之例子是在高爾夫球桿頭1之至少某些例子中，該底板20可使用不鏽鋼且該面板10可使用鈦合金。

為了增加將各種組件黏著在一起之黏著強度，在本發明之至少某些例子中，該面板10與該底板20黏著於該冠部 30及/或底部40之表面將先進行一粗化處理(例如，噴砂處理、砂磨等)，使其表面粗糙度(“R_a ”)在1μm與20μm之間。同時，該面板10與底板20黏著於該冠部30及/或底部40之表面可使用例如甲乙酮等進行去脂處理，以進一步改善這些組件之黏著強度。

如前所述且如第1圖所示，該面板10之凸緣13是整個高爾夫球桿頭結構1之一部份，且該面板10係藉該部份黏著於該冠部30及/或該底部40上。雖然可在不偏離本發明之情形下使用任何尺寸之所需凸緣13，但是該凸緣13尺寸之某些特徵有助於改善該高爾夫球桿頭1之結構及/或特性。例如，當該凸緣13是長的時候，在該面板10之凸緣13與該冠部30及/或底部40之間的黏著強度會增加，但如果它太長，則該高爾夫球桿頭1之重量會增加太多。因此，在高爾夫球桿頭1之某些例子中，該凸緣13係設計成具有一在5mm與25mm之間的長度，且在某些例子中，該長度係在10mm與15mm之間。

一孔21可形成在該底板20中，以便在製造該高爾夫球桿頭1時用來插入一壓力袋。該孔21可以是一螺孔(一般亦稱為一“氣囊孔”)，且當該孔21是一螺孔時，在已將該壓力袋抽出該螺孔21後，一嵌入該螺孔21中之螺絲可螺入其中，使該孔21可輕易地閉塞並因此封閉起來。此時可使用一具有一大比重之螺絲，例如由鎢合金製成者，因為這可使整個高爾夫球桿頭結構1之重心降得更低。

該冠部30可藉由積層多數纖維強化塑膠層而形成為一 單一本體，且其中各纖維強化塑膠層係單向地對齊。這些纖維強化塑膠層可以積層而使在各層中之纖維對齊方向是垂直(或大致垂直)於夾持它之兩層的纖維對齊方向。例如，其中該等強化纖維係配置成與該打擊面12形成0°之角度的層可以與其中該等強化纖維係配置成與該打擊面12形成90°之角度的層交替地積層。或者，其中該等強化纖維係配置成與該打擊面12形成＋45°之角度的層可以與其中該等強化纖維係配置成與該打擊面12形成－45°之角度的層交替地積層。在至少某些例子中，其強化纖維配置成與該打擊面12形成＋45°之角度的層係與其強化纖維配置成與該打擊面12形成－45°之角度的層交替地積層的結構使一球之初速可以在以該高爾夫球桿頭結構打擊時再增加。

如第2與3圖所示，在該冠部30中可設置一外凸部份31，且這外凸部份31係構成為使其寬度隨著它接近該高爾夫球桿頭結構1之最後方部份而逐漸變窄，並且它可以朝例如一大致垂直向上之方向突出遠離該高爾夫球桿頭內部空間。在至少某些例子中，該外凸部份31可在設有該配重本體50之位置處，由該面板10及/或冠部30之附近朝該冠部之最後方部份延伸。

如第3圖所示，兩高硬度部份32(例如，其厚度大於周圍部份且其硬度高於周圍部份之部份)形成在該外凸部份31之兩側上的邊緣部份處。依此方式，一低硬度部份33(例如，其厚度與硬度兩者均小於該高硬度部份32之厚度與硬度的部份)形成在該等高硬度部份32之間。該低硬度部份33 之構型對應於該外凸部份31之構型，因此，在這結構例中，該低硬度部份33具有一隨著它接近該冠部30之最後方部份而逐漸變窄的寬度，並由該面板10及/或該冠部之側邊附近延伸至該冠部30之最後方部份。

使用高爾夫球桿頭結構1時，當擊球時會在該冠部30中產生一變形波，但是，藉由提供這低硬度部份33，這變形波可以沿著該低硬度部份33傳送。因此，該變形波可有效地傳送至該配重本體50。這例中之低硬度部份33作為一將該變形波之能量傳送離開並朝該面板10傳回(並朝向與遠離該配重本體50反彈構件)之變形波傳送系統。

在本發明之高爾夫球桿頭結構1的至少某些例子中，該冠部30之楊氏係數是在10與100GPa之間。當該冠部30之楊氏係數是在這範圍內時，該冠部30通常會以一較合適之方式變形，使傳送至該球之動能量可以再減少。

在這例子中，形成該冠部30之纖維強化塑膠的楊氏係數可以使用由以下方法獲得之纖維強化塑膠材料來測量。

首先，先製造一欲用來作為一測試件之纖維強化塑膠材料。在製造這纖維強化塑膠材料時係使用一預浸物，且該預浸物係由與在製造形成該冠部30之纖維強化塑膠時所使用者相同之材料製成。接著，將這預浸物切割成適當尺寸並積層形成一積層體。該積層體之預浸物纖維之積層結構與對齊方式係作成與形成該冠部之纖維強化塑膠的積層結構與對齊方式相同。該測試板之積層體係在與在形成該高爾夫球桿頭時使用者相同之溫度與壓力條件下形成，藉 此形成用以進行楊氏係數測試之纖維強化板。

其次，以下將說明使用這纖維強化塑膠板材料測量楊氏係數的方法。詳而言之，在這例子中，這纖維強化塑膠板材料之楊氏係數係在下述之張力測試中測量所得者。

在這測量程序中，首先，以一抓握工具抓住該纖維強化塑膠板材料(即，前述測試板)之兩端，且接著對該纖維強化塑膠板材料施加拉伸應力。此時，如果該纖維強化塑膠板材料已結合在高爾夫球桿頭結構1之冠部30中後，則該拉伸應力所施加之方向係對應於一沿著連接該高爾夫球桿頭中心點與該桿頭最後方部份之線的方向。

接著，使用一應變計測量當施加這拉伸應力時所產生之應變量，且將在該拉伸應力與該應變量之間的關係畫在一圖上。然後，由這圖中選出應變量為絕對應變量之0.1%至0.3%之範圍。因為該圖在這範圍中大致為一直線，所以可決定該圖之斜度(斜率)，且以這斜度作為該纖維強化塑膠材料之楊氏係數。

在高爾夫球桿頭結構1之至少某些例子中，該冠部30之厚度係保持在0.4至2mm。當該冠部30之連結大於或等於0.4mm時，該冠部30通常會更適當地變形且保持結構穩定性。因此，不僅傳送至該球之動能量可以再增加，而且整個高爾夫球桿頭結構1之強度亦可達到令人滿意的程度。但是，如果該冠部30之厚度超過2mm，通常該冠部30會增加至一不必要之程度，且該高爾夫球桿頭1之重心會變得稍高。此外，結構上所需之纖維強化塑膠量會增加，因此會 增加製造成本。

在高爾夫球桿頭1之至少某些例子中，該底部40可藉由積層多數纖維強化塑膠層而形成為一單一本體，且各層強化纖維單向地對齊。這些纖維強化塑膠層可以積層為使各層之纖維對齊方向與夾持它之兩層的纖維對齊方向垂直，例如，其中該等強化纖維係配置成與該打擊面12形成0°之角度的層可以與其中該等強化纖維係配置成與該打擊面12形成90°之角度的層交替地積層。在不偏離本發明之情形下，亦可使用±45°角度之交替層。

在不偏離本發明之情形下，形成該冠部30及/或底部40之纖維強化塑膠材料可使用包括在發明所屬技術領域中已知之習知材料的任何所需材料。可包含在形成該冠部30及/或底部40之纖維強化塑膠中的基質樹脂例包括：環氧樹脂、乙烯酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚醯亞胺樹脂、玻璃纖維、芳族聚醯胺纖維、硼纖維、碳化矽酮纖維、高強度聚乙烯、PBO纖維、及不鏽鋼纖維。因為其極佳之特定強度模數，在本發明之至少某些例子中，可使用碳纖維作為該強化纖維。

類似地，在不偏離本發明之情形下，該配重本體50可使用任何材料。在本發明之至少某些例子中，該配重本體50可以由具有一大比重之金屬構成，例如：鎢、銅、鉛等。在某些例子中，可使用一與鎢或銅之粒子結合之樹脂(例如，這些材料可具有一較佳之成形性)。在這些材料中之樹脂可使用與該冠部30或底部40之纖維強化塑膠所使用者相 同的基質樹脂，且依此方式，該配重本體50可以與該冠部30及/或該底部40之結構輕易地結合在一起。該配重本體50可構成為且定位成使在該冠部30中產生且由該傳送系統傳送之變形波可向前反彈朝向該高爾夫球桿頭結構1前方且朝向該面板10，依此方式，包括在因擊球而產生之變形波中之至少某些能量可以透過該反彈波而以動能之形式返回到球中。

在不偏離本發明之情形下，亦可使用具有各種不同重量之配重本體50。例如，在高爾夫球桿頭1之某些例子中，該配重本體50係在10至50g之範圍內。在高爾夫球桿頭結構1之至少某些例子中，如果該配重本體50之質量大於或等於10g，則該變形波可更有效率地反彈。因此，作用在該球上之動能量可以如上所述地再增加。但是，如果該配重本體50之質量超過50g，則該高爾夫球桿頭1會過重且在至少某些結構例中會更難以使用。

在不偏離本發明之情形下，該黏著劑60可以具有不同之組成。在至少某些例子中，該黏著劑60可以是一具有均一厚度的膜式黏著劑。當使用一黏著劑時，較難以產生不規則性且可更輕易地獲得均一之黏著強度。用以形成該膜式黏著劑60之適當樹脂例包括但不限於：環氧樹脂、聚酯樹脂與丙烯酸樹脂。在本發明之至少某些例子中係使用環氧樹脂，因為它具有極佳之黏著強度。詳而言之，在本發明之至少某些例子中，該環氧樹脂組成物可以在環氧樹脂成份以外再包含一彈性體成份與一硬化劑成份。適用在本 發明之至少某些例子中之彈性體成份的特定例子包括羧基末端丁二烯丙烯腈(CTBN)等。

當使用膜式黏著劑60時，亦可將其修改以包含一由如不織布或編織布之織物形成之基底材料。當該膜式黏著劑60包含一如織物之基底材料時，可以改善其處理之容易性與黏著性。此外，即使在該黏著劑硬化後於該黏著劑中產生應力並產生微細裂縫，該織物材料亦有助於防止裂縫再延伸或變多。因此，可以增加該黏著劑之斷裂強度。可用來作為該膜式黏著劑60之基底材料之不織布或編織布的材料例包括：聚酯纖維、尼龍(nylon)纖維芳族聚醯胺纖維、丙烯酸纖維、及玻璃纖維。

以下將詳細說明製造前述例之高爾夫球桿頭的方法例，首先，利用鑄造、鍛造、機械切割金屬等方法得到一具有一面與一凸緣之金屬面板。

接著，在預成形步驟中，藉由將一預浸物預先成形於該底部之構型中以製成一第一預成形物。此外，藉由將一預浸物預先形成在該冠部之構型中以製成一第二預成形物。當製造該第一預成形物(在此例中為該底預成形物)時，形成有一孔部，使一形成在該底部中之螺孔不會被擋住。在此說明書中，該用語“預先成形”“預成形”表示積層多數預浸物以利用其黏著力形成一單一本體，且接著將該單一本體形成為其外型對最終冠部或底部為封閉之構型。

在製造這些預成形物時，在該等“預成形”步驟之前，最好在該等預浸物中事先形成斷裂線。藉由在該等預 浸物中事先形成斷裂線，當該等層疊預浸物正在進行該等預成形步驟時，可藉由將該等斷裂線之端部黏著在一起而形成該冠部與底部之構型，即彎曲之構型。

其次，在一組裝步驟中，如第4圖所示，該第一預成形物71之底面透過一膜式黏著劑60黏著於該底板20之頂面。此外，該第一預成形物71與該面板10之凸緣13係透過一膜式黏著劑60黏著在一起。此時，在該第一預成形物71中之強化纖維在其各層中相對於該打擊面12對齊於0°與90°，接著，再將一已積層為使其強化纖維之對齊方向垂直於該打擊面12方向之預浸物72黏著於該第一預成形物71與該凸緣13間之接觸部份的附近。

然後，藉由於一基質樹脂中混合一具有高比重(如鎢或銅)之金屬粉末來製備一含金屬化合物。接著將這含金屬化合物形成為帶狀且黏著於該第一預成形物71之最後方部份內側，以形成一配重本體預成形物73。

其次，如第5圖所示，一壓力袋22透過孔21插入該底板20中。雖然在該壓力袋22可使用任何所需之材料，但是適當之材料例包括：矽氧樹脂、尼龍、及聚酯。

接著將該第二預成形物74放在該第一預成形物71頂面上，且將該第二預成形物74與該面板10透過一膜式黏著劑60黏著在一起。此時，在該第二預成形物74中之強化纖維係在其各層中以相對該打擊面12呈＋45°或－45°之角度對齊。然後，將其強化纖維已在其各層中以相對該打擊面12呈＋45°或－45°之角度對齊之預浸物75黏著於在該第二預成 形物74與該凸緣13間之接觸部份附近。藉由前述步驟可得到一模製成形產品前身80。

接著，在氣囊成形步驟中，該氣囊成形法係在這成形產品前身80上實施。如第6圖所示，一更特別之例子係將該成形產品前身80放在一模具90中，且該模具90係由一上模90a與一下模90b形成。然後將該模具關閉，且藉由將空氣(或其他氣體)供應至該壓力袋22中使該壓力袋22充氣。當它接近該高爾夫球桿頭之最後方部份時寬度逐漸變窄之溝槽係形成在該模具90之上模90a中的位置處，且該位置對應於一由該面板10附近或該成形產品前身80之第二預成形物74一側延伸至其最後方部份的部份。

因此，該第一預成形物71與該第二預成形物74係因該充氣之壓力袋22而壓抵於該模具90上。在此同時，各預成形物71與74之基質樹脂進行熱硬化且因此成形且定型。在這成形步驟時，黏著於該第一預成形物71最後方部份內側之該配重本體預成形物73前身將會硬化且形成該配重本體50。此外，因為該第二預成形物74頂面之一部份壓入該上模90a中之溝槽，所以當接近該高爾夫球桿頭最之後方部份時寬度逐漸變窄的外凸部份將形成在冠部中且由該面板附近或該冠部側朝向該最後方部份延伸。

接著，將該模具90打開且取出所得之成形產品。此外，經由該孔21取出該壓力袋22。最後，將一螺絲螺入該底板20中之孔21中以封閉該螺孔且因此可得到一高爾夫球桿頭結構。

在前述例中，一配重本體50設置在該高爾夫球桿頭1之最後方部份內側，且一當接近該冠部30之最後方部份時其寬度逐漸變窄之低硬度部份33係設置在該冠部30中(例如，請參見第1－3圖)。當以這高爾夫球桿頭1擊球時，所產生之震動將在該冠部30產生一朝該高爾夫球桿頭結構1移動之變形波。但是，在這高爾夫球桿頭結構1中，該變形波傳送至該低硬度部份33之最後方部份，且在該變形波中之能量的至少某些部份可藉由設置在該冠部30最後方部份中之配重本體50(透過該變形波傳送系統)而朝向該高爾夫球桿頭1前方反彈回去。又，亦可使這反彈波透過該面板10作用在該球上。因此，因為可以將這反彈能量傳至該球(即，以前會因為變形而損失之能量)，所以至少在某種程度上可減抑由於該高爾夫球桿頭1變形所造成之動能損失。亦即，因為傳送至該球之動能量增加(由於該反彈波)，以可以增加該球之初速且因此加長飛球距離。

前述者係本發明之一較佳實施例，但是，發明所屬技術領域中具有通常知識者可輕易了解的是，本發明不限於這實施例。在不偏離本發明之精神或範疇的情形下可進行增加、刪減、代換與其他修改。以下將更詳細地說明本發明之各種其他高爾夫球桿頭結構例。

本發明之另一高爾夫球桿頭結構例係顯示在第7圖中，且在這結構例中，設置有一朝如大致垂直之方向，由該冠部30之頂面凹入該高爾夫球桿頭內部空間中之內凹部份101。該內凹部份101可以類似於前述結構例之外凸部份 31之方式，由該面板附近或該冠部30一側延伸至該冠部30之最後方部份。這內凹部份101之寬度可以構成為當它接近該冠部30之最後方部份時逐漸變窄。藉由提供這種內凹部份101，可形成其厚度大於周圍部份之厚度且其硬度高於周圍部份之硬度的兩高硬度部份102。此外，一低硬度部份103(即，當它接近該冠部30之最後方部份時逐漸變窄且其厚度與硬度兩者均小於該高硬度部份102者)形成在該等高硬度部份102之間。

本發明之又一高爾夫球桿頭結構例係顯示在第8與9圖中，且在這結構例中，兩突起104設置在該冠部30中且由該面板10附近及/或該冠部30一側延伸至該冠部30之最後方部份。在所示例子中，當該等肋部104接近該冠部30之最後方部份時，在該等肋部104之間的空間逐漸變窄。因為該冠部30設有該等肋部104之部份具有一較大的厚度，所以這些肋部104會成為其硬度其周圍部份之硬度的高硬度部份。此外，因為該冠部30包括在該等肋部104之間的部份比設置該等肋部104之部份更薄，所以這中間部份形成該冠部30之低硬度部份105，且這低硬度部份105相較於該等肋部104具有一低硬度。因為在兩肋部104之間的空間會在該等肋部104接近該冠部30之最後方部份時逐漸變窄，所以包括在該等肋部104之間的低硬度部份105在它接近該冠部30之最後方部份時寬度會逐漸變窄。

在不偏離本發明之情形下，可使用第8與9圖所示之結構的許多變化例。例如，如第9圖所示，這例子之肋部104 係設置成面向該高爾夫球桿頭之外側(即，該等肋部104係突出在該冠部30之外表面上且向外延伸)。但是，如有必要，某些或全部肋部104可設置成面向該高爾夫球桿頭之內側(即，一或多個肋部104可突出該冠部30之內表面且向該高爾夫球桿頭內側延伸)，且可達成相同之增加硬度效果。此外，雖然第9圖所示之結構顯示該等肋部104是實心的構件，但是在不偏離本發明之情形下，該等肋部104亦可是中空的。另外，該等肋部104可以一體成形為該冠部30之一部份的結構(成為一單一、單件式構造)，或者它們可以是以某種方式連接在該冠部30之分開元件。

第10圖顯示本發明之再一高爾夫球桿頭結構例。如第10圖所示，可以提供兩高硬度部份106且不提供如在某些其他實施例中的突起區域。詳而言之，如第10圖所示，兩高硬度部份106係由一具有硬度高於其周圍部份之材料製成。這些高硬度部份106具有與該冠部30之其他部份相同之厚度，且由該面板附近及/或該冠部側邊延伸至該冠部30之最後方部份。同時，在該等高硬度部份106之間的空間107亦在它接近該冠部30之最後方部份時逐漸變窄。因為在該等高硬度部份106之間的空間107具有小於周圍之高硬度部份106的硬度，所以這空間107形成一在它接近該冠部之最後方部份時寬度逐漸變窄之低硬度部份107。

本發明之另一高爾夫球桿頭結構例係顯示在第11圖中，除了未提供該冠部30之突起或較厚部份作為該等高硬度部份以外，如在某些前述結構例中所示一般地，亦可提 供該冠部30之一部份，且該部份比其周圍部份薄且由該冠部30內(或外)表面之面板附近朝該冠部30之最後方部份延伸。這薄部108之寬度可在它接近該冠部30之最後方部份時逐漸變窄，且因為該薄部108之硬度小於其周圍部份，它形成一低硬度部份108且以前述低硬度部份之方式作為一變形波傳送系統。

如第12圖所示，亦可藉由以具有一硬度低於其周圍部份之材料形成該冠部30之一部份109且具有一低於該冠部30之其他部份之硬度來提供一低硬度部份109。這低硬度部份109可如前述般地由該面板之附近及/或該冠部30側邊朝該冠部之最後方部份延伸，且這低硬度部份109之寬度可在它接近該冠部30之最後方部份時逐漸變窄。這種低硬度部份109亦可藉由提供高硬度部份110來形成，且該等高硬度部份110係由一該低硬度部份109兩側上的部份中具有一高硬度的材料形成。

變形波亦可經由第7－12圖中所述之低硬度部份有效地傳送至及/或遠離一配重本體50。

此外，在前述例子中，在該冠部30中之強化纖維之對齊方向可控制成使強化纖維配置成與該打擊面呈0°之層交替地積層且被夾持在強化纖維配置成與該打擊面呈90°之層之間。或者，在本發明之至少某些例子中，在該冠部30中之強化纖維之對齊方向可控制成使強化纖維配置成與該打擊面呈＋45°之層交替地積層且被夾持在強化纖維配置成與該打擊面呈－45°之層之間。在本發明之至少某些例子 中，只要該等層之方位角度在由0°至±90°之範圍內即可。在至少某些例子中，在這範圍內，最好該範圍係保持在±10°至±80°之範圍內，因為這可產生一較快之初始球速。類似地，在該底部中之強化纖維之方位的方向亦可相對該打擊面保持在由0°至±90°之範圍內，且在某些例子中可保持在±10°至±80°之間，但在不偏離本發明之情形下，亦可使用其他配置與方位方向。

如有必要，在本發明之至少某些例子中，包含在該纖維強化塑膠中之強化纖維在一預定層中不必對齊及/或不必是正交配置之單向層。此外，在至少某些結構例中，亦可使用編織布。

另外，在前述結構例中，該面板10之凸緣13及該冠部30與底部40，以及該底板20與該底部40亦使用一膜式黏著劑黏著在一起。但是，在不偏離本發明之情形下，亦可使用其他將這些構件連接在一起之裝置。例如，可使用一或多個機械式連接器。此外，亦可使用熔接或焊接。在不偏離本發明之情形下，另一個例子是一液體型黏著劑。在使用一液體型黏著劑時，當形成一如高爾夫球桿頭之立體形狀時，必須很小心地以一相當均勻之厚度與寬度塗布。該黏著劑塗布不均勻及/或厚度不均一會使該黏著劑塗層之黏著劑強度降低，因此難以得到一具有一致強度之高爾夫球桿頭。

如有必要，可在包括該打擊面之高爾夫球桿頭任一表面上提供一裝飾層或刻度。當提供有一裝飾層或刻度時， 該高爾夫球桿頭之設計可具有更佳之外觀，且如有必要，亦可使用印刷、雕刻與其他習知記號形成系統與方法以在該高爾夫球桿頭上提供裝飾資訊或刻度。

以下說明製造包括本發明之實施例之高爾夫球桿頭結構之其他例子，及使用這些結構所得到之結果。但是，發明所屬技術領域中具有通常知識者應可了解本發明之範圍不受限於這些例子或因此達成之結果。

例1： 首先，分別鍛造出一具有厚度2.8mm之面及厚度1.5mm之凸緣之鈦合金面板與厚度1.5mm之不鏽鋼(SUS314)底板。接著，在該底板與該面板之凸緣表面上以噴砂加工法進行粗化處理，且再使用丙酮對這些表面去脂。

然後，在一第一預成形物製造步驟中，以環氧樹脂浸滲其碳纖維以兩交叉方向排列之預浸物(由Mitsubishi Rayon Co.,Ltd.製造之PYROFILTR350製成)且將該預浸物事先形成為該高爾夫球桿頭之底部的一般構型，藉此形成一第一預成形物(具有1.5mm之厚度)。此時，在該第一預成形物中形成一孔部，使在該底板中之螺孔不會被該底預成形物擋住。

接著，在一組裝步驟中，如第4圖所示，透過一膜式黏著劑60將該第一預成形物71之底面黏著至該底板20之頂面。此外，透過一膜式黏著劑60將第一預成形物71黏著於該面板10之凸緣13。然後，再將其碳纖維係在相對該打擊面12在以0°延伸之方向上對齊且具有0.25mm之厚度的預浸 物72黏著在該第一預成形物71與該凸緣13間之接觸部份附近。

然後將鎢粉末混入一環氧樹脂組成物中，且將得之含鎢混合物形成為一寬度為10mm之帶狀物。接著，測量30g這形成為帶狀之含鎢混合物並將其黏著至該第一預成形物71之最後方部份內側。因此得到一配重本體預成形物73。

接下來，如第5圖所示，將由矽氧橡膠形成之壓力袋22透過在該底板20中之螺孔21(及設置在該第一預成形物71中之對應開孔)插入該第一預成形物71中。

在該第二預成形物製造步驟中，積層四層前述預浸物，使其碳纖維之方向對齊並在不同層中相對於該打擊面以±45°之角度配置。因此，可得到一預先形成為一高爾夫球桿頭冠部形狀之第二預成形物(具有0.5mm之厚度)。接著，將這第二預成形物74放在該第一預成形物71上，且透過一膜式黏著劑60將該第二預成形物74與該面板10之凸緣13黏著在一起。然後，再將一厚度為0.5mm且其碳纖維已相對該打擊面12以±45°之角度對齊之預浸物75黏著在該第二預成形物74與該凸緣13間之接觸部份附近。依此方式可得到一成形產品前身80。

接著，如第6圖所示，進行一內壓力模製成形步驟。詳而言之，將該成形產品前身80放在一由一上模90a與一下模90b形成之模具90中，再以一液壓機關閉該模具90，然後藉由將空氣供應至該壓力袋22，使該壓力袋22充氣。在這例子中使用之上模90a具有一深度3mm之溝槽，且該溝槽之寬 度在它接近該冠部之最後方部份時逐漸變窄。這溝槽設置的位置係對應於該冠部由該成形產品前身80之面板10附近延伸至其最後方部份之部份。

利用該壓力袋22將該第一預成形物71與該第二預成形物74壓抵於該模具90上，且在此同時，使各預成形物之基質樹脂熱硬化且因此成形並定型。由於這模製成形製程，該第一預成形物71與該預浸物72形成該底部40，且該第二預成形物74與該預浸物75形成該冠部30。此外，該配重本體預成形物73形成該配重本體50，且在接近該高爾夫球桿頭之最後方部份時其寬度逐漸變窄之外凸部份設置在該冠部30中並且由該面板附近延伸至該冠部30之最後方部份。

接著，打開該模具，且取出所得之成形產品。此外，經由該孔21取出該壓力袋22。最後，將一鎢合金螺絲螺入該底板中之孔21，以封閉該螺孔且可因此得到一高爾夫球桿頭。

例2： 以與例1之相同方式得到一高爾夫球桿頭，但在該上模中未形成溝槽。這所得高爾夫球桿頭與例1之高爾夫球桿頭相同，但沒有外凸部份。

例3： 以與例2之相同方式得到一高爾夫球桿頭，但一第二預成形物係藉由積層多數預浸物獲得，使其碳纖維之方向相對該打擊面以0°與90°交替。

例4： 為了與例1至例3作比較，所使用的是其冠部具有0.5mm之厚度且其底部具有1.5mm之厚度的鈦合金高爾夫球桿頭。

球之初速的測量： 使用例1至4之高爾夫球桿頭，以一50m/秒頭速度被擊出之球之初速係使用一雷射光法測量30次。所得之平均值係顯示於表1中。

如表示所示，使用其中一配重本體設置在該最後方部份內側之高爾夫球桿頭所得到之球之初速大於使用一鈦高爾夫球桿頭所得者。由這結果，可以推定該飛球距離將會增加。特別地，其中在該冠部中之強化纖維之對齊方向相對於該打擊面為±45°，且其中設有一外凸部份以形成一低硬度部份之例1的高爾夫球桿頭具有最快之球之初速。因此，可推定這高爾夫球桿頭可使擊飛距離達到最遠。

前述的這種高爾夫球桿頭可以利用包括在所屬技術領域中已知之習知方式之任何所需方式，將一球桿連接至該球頭上並將一握把連接至該球桿上形成。例如，該球桿可使用機械式連接器、螺紋、螺絲、螺栓、黏著劑等連接至該球頭上。在不偏離本發明之情形下，亦可使用習知球桿材料(如鋼、石墨等)與握把材料(如聚合物、合成橡膠、皮 革等)。

雖然本發明已對包括目前實施本發明之較佳實施例模式之特定例子說明過了，但是發明所屬技術領域中具有通常知識者應可了解仍有多數前述系統與方法之變化與取代例。因此，本發明之精神與範疇應廣義地被視為在以下申請專利範圍中者。

1‧‧‧高爾夫球桿頭

10‧‧‧面板

11‧‧‧面

12‧‧‧打擊面

13‧‧‧凸緣

20‧‧‧底板

21‧‧‧孔

22‧‧‧壓力袋

30‧‧‧冠部

31‧‧‧外凸部份

32‧‧‧高硬度部份

33‧‧‧低硬度部份

40‧‧‧底部

50‧‧‧配重本體

60‧‧‧膜式黏著劑

71‧‧‧第一預成形物

72‧‧‧預浸物

73‧‧‧配重本體預成形物

74‧‧‧第二預成形物

75‧‧‧預浸物

80‧‧‧成形產品前身

90‧‧‧模具

90a‧‧‧上模

90b‧‧‧下模

101‧‧‧內凹部份

102‧‧‧高硬度部份

103‧‧‧低硬度部份

104‧‧‧肋部

105‧‧‧低硬度部份

106‧‧‧高硬度部份

107‧‧‧空間

108‧‧‧薄部

109‧‧‧低硬度部份

110‧‧‧高硬度部份

第1圖是一顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之例的橫截面圖；第2圖是第1圖所示之高爾夫球桿頭結構的俯視圖，更顯示該高爾夫球桿頭結構之一外凸部份；第3圖是沿著第2圖之線A－A'所截取之橫截面圖；第4圖是顯示在用以製造第1圖所示之高爾夫球桿頭結構之方法例中的一步驟之橫截面圖；第5圖是顯示在用以製造第1圖所示之高爾夫球桿頭結構之方法例中的另一步驟之橫截面圖；第6圖是顯示在用以製造第1圖所示之高爾夫球桿頭結構之方法例中的又一步驟之橫截面圖；第7圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之另一例的橫截面圖；第8圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之又一例的俯視圖；第9圖是沿著第8圖之線B－B'所截取之橫截面圖；第10圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之另一例的 橫截面圖；第11圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之再一例的橫截面圖；及第12圖是顯示本發明之高爾夫球桿頭結構之又一例的橫截面圖。

1‧‧‧高爾夫球桿頭

10‧‧‧面板

11‧‧‧面

12‧‧‧打擊面

13‧‧‧凸緣

20‧‧‧底板

21‧‧‧孔

30‧‧‧冠部

40‧‧‧底部

50‧‧‧配重本體

60‧‧‧膜式黏著劑

Claims (38)

1. 一種高爾夫球桿頭，包含：一面板，係由金屬形成；一冠部，係由纖維強化塑膠形成且與該面板連接，其中該冠部包括一傳送變形波的裝置，該裝置包括一由該面板附近朝該高爾夫球桿頭之最後方部份延伸之低硬度部份，其中該低硬度部份具有一當它朝該最後方部份延伸時逐漸變窄的寬度；一底部，係由纖維強化塑膠形成且與該面板及該冠部連接；及一配重構件，設置在一由該冠部、該底部及該面板所界定出之空間內，其中該配重構件設置在該高爾夫球桿頭之該最後方部份；其中，該傳送變形波的裝置係被建構及配置俾在高爾夫球桿打擊一球時將一在冠部產生的變形波沿著該低硬度部份傳送至該配重構件並且沿著該低硬度部份從該配重構件朝向該面板返回。
2. 如申請專利範圍第1項之高爾夫球桿頭，其中形成該冠部之該纖維強化塑膠之楊氏係數是10至100 GPa。
3. 如申請專利範圍第1項之高爾夫球桿頭，其中該冠部之厚度是在0.4至2 mm的範圍內。
4. 如申請專利範圍第1項之高爾夫球桿頭，其中該配重構件之質量是在10至50克的範圍內。
5. 如申請專利範圍第1項之高爾夫球桿頭，其中該冠部包 括一纖維於一第一方向上對齊之第一層纖維強化塑膠，及一纖維於一與該第一方向不同之第二方向上對齊之第二層纖維強化塑膠。
6. 如申請專利範圍第5項之高爾夫球桿頭，其中該第一方向大致與該第二方向正交。
7. 如申請專利範圍第6項之高爾夫球桿頭，其中該第一方向相對於該面板之打擊面呈大約0°之角度，且該第二方向相對於該打擊面呈大約90°之角度。
8. 如申請專利範圍第6項之高爾夫球桿頭，其中該第一方向相關該面板之打擊面呈大約+45°之角度，且該第二方向相關該打擊面呈大約-45°之角度。
9. 一高爾夫球桿，包含：一如申請專利範圍第1項之高爾夫球桿頭；及一與該高爾夫球桿頭連接之球桿。
10. 如申請專利範圍第9項之高爾夫球桿，更包含：一與該球桿連接之握把。
11. 一高爾夫球桿頭，包含：一面板；一桿頭本體，係與該面板連接；一配重反彈構件，係位在或靠近該桿頭本體的最後方部份；及一傳送變形波的裝置，係包括一界定在該桿頭本體內的低硬度部份，其中該傳送變形波的裝置係被建構及配置俾將包含在一球被該高爾夫球桿頭打擊時產生的 變形波內的能量的至少一部份，從該面板沿著該低硬度部份傳送至該配重反彈構件並且沿著該低硬度部份從該配重反彈構件返回該面板。
12. 如申請專利範圍第11項之高爾夫球桿頭，其中該變形波傳送系統由該面板附近朝該高爾夫球桿頭之最後方部份延伸，其中該變形波傳送系統具有一當它朝該最後方部份延伸時逐漸變窄之寬度且其中該變形波傳送系統係設置在該桿頭本體之外凸部份上以便由該桿頭本體之主表面突出。
13. 如申請專利範圍第11項之高爾夫球桿頭，其中該反彈構件至少部份位在該桿頭本體內。
14. 如申請專利範圍第11項之高爾夫球桿頭，其中該桿頭本體的該冠部包括一纖維於一第一方向上對齊之第一層纖維強化塑膠，及一纖維於一與該第一方向不同之第二方向上對齊之第二層纖維強化塑膠。
15. 如申請專利範圍第14項之高爾夫球桿頭，其中該第一方向大致與該第二方向正交。
16. 如申請專利範圍第15項之高爾夫球桿頭，其中該第一方向相關該面板之打擊面呈大約0°之角度，且該第二方向相關該打擊面呈大約90°之角度。
17. 如申請專利範圍第15項之高爾夫球桿頭，其中該第一方向相對於該面板之打擊面呈大約+45°之角度，且該第二方向相對於該打擊面呈大約-45°之角度。
18. 一高爾夫球桿，包含： 一如申請專利範圍第11項之高爾夫球桿頭；及一與該高爾夫球桿頭連接之球桿。
19. 如申請專利範圍第18項之高爾夫球桿，更包含：一與該球桿連接之握把。
20. 一種製造高爾夫球桿頭的方法，包含以下步驟：使用一黏著劑將一底部預成形物連接至一面板上；使用一黏著劑將一冠部預成形物連接至該面板與該底部預成形物上；將一配重構件預成形物連接至該冠部預成形物或該底部預成形物之至少一者；及將該冠部預成形物、該底部預成形物、及該面板形成一高爾夫球桿頭結構，其中該冠部預成形物係形成為包括由該面板附近朝該高爾夫球桿頭之最後方部份延伸之低硬度部份，且其中該低硬度部份具有一當它朝該最後方部份延伸時逐漸變窄的寬度，並且被建構及配置俾在高爾夫球桿打擊一球時將一在冠部產生的變形波沿著該低硬度部份傳送至該配重構件預成形物的一配重構件並且沿著該低硬度部份從該配重構件朝向該面板返回；其中該低硬度部份係設置在該冠部的一外凸部份上而從該冠部的一主表面突出。
21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該形成步驟包括將該冠部預成形物、該底部預成形物及該面板加壓模製成形在一起，與加熱該冠部預成形物、該底部預成 形物及該配重構件預成形物兩製程之至少一製程。
22. 如申請專利範圍第21項之方法，更包含將一壓力袋設置在該底部預成形物與該冠部預成形物之間。
23. 如申請專利範圍第22項之方法，更包含將該冠部預成形物、該底部預成形物、該配重構件預成形物及該面板插入一模具中，其中該加壓模製包含將該壓力袋充氣以將該該底部預成形物及該冠部預成形物壓抵該模具。
24. 如申請專利範圍第20項之方法，更包含經由積層多數預浸物來形成該底部預成形物，該多數預浸物包括一具有纖維於一第一方向上對齊之第一層纖維強化塑膠、及一具有纖維於一與該第一方向不同之第二方向上對齊之第二層纖維強化塑膠。
25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該第一方向大致與該第二方向正交。
26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該第一方向相對於該面板之打擊面呈大約0°之角度，且該第二方向相對於該打擊面呈大約90°之角度。
27. 如申請專利範圍第20項之方法，更包含經由積層多數預浸物來形成該冠部預成形物，該多數預浸物包括一具有纖維於一第一方向上對齊之第一層纖維強化塑膠、及一具有纖維於一與該第一方向不同之第二方向上對齊之第二層纖維強化塑膠。
28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該第一方向相對 於該面板之打擊面呈大約+45°之角度，且該第二方向相對於該打擊面呈大約-45°之角度。
29. 如申請專利範圍第20項之方法，更包含將該底部預成形物之一底面連接至一底板之一頂面。
30. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該底板由金屬構成。
31. 一種製造高爾夫球桿頭的方法，包含以下步驟：使用一黏著劑將一桿頭本體連接至一面板上；使用一黏著劑將一變形波反彈構件預成形物連接至該桿頭本體預成形物之至少一部份上；及由該桿頭本體預成形物與該面板形成一高爾夫球桿頭結構，其中該桿頭本體在該形成步驟時係成形為包括一變形波傳送系統，且該變形波傳送系統可傳送包含在當一球被該高爾夫球桿頭擊中時產生之變形波中的能量之至少一部份遠離與朝向該面板；其中該變形波傳送系統由該面板附近朝該高爾夫球桿頭之最後方部份延伸；其中該變形波傳送系統具有一當它朝該最後方部份延伸時逐漸變窄之寬度，並且被建構及配置俾在高爾夫球桿打擊一球時將一在冠部產生的變形波沿著該低硬度部份傳送至該變形波反彈構件預成形物之一配重構件並且沿著該低硬度部份從該配重構件朝向該面板返回；其中該低硬度部份係設置在該冠部的一內凹部份 上而從該冠部的一主表面凹入至該桿頭本體的一內部空間。
32. 如申請專利範圍第31項之方法，其中該形成步驟包括將該桿頭本體及該面板加壓模製成形在一起，與加熱該桿頭本體及該變形波反彈構件預成形物兩製程之至少一製程。
33. 如申請專利範圍第32項之方法，更包含將一壓力袋設置在該桿頭本體預成形物之內。
34. 如申請專利範圍第33項之方法，更包含將該桿頭本體預成形物插入一模具中，其中該加壓模製包含將該壓力袋充氣以將該桿頭本體預成形物壓抵該模具。
35. 如申請專利範圍第31項之方法，更包含經由積層多數預浸物來形成該桿頭本體預成形物，該多數預浸物包括一具有纖維於一第一方向上對齊之第一層纖維強化塑膠、及一具有纖維於一與該第一方向不同之第二方向上對齊之第二層纖維強化塑膠。
36. 如申請專利範圍第31項之方法，更包含將該桿頭本體預成形物之一底面連接至一底板之一頂面。
37. 一種製造高爾夫球桿頭的方法，包含以下步驟：使用一黏著劑將一底部預成形物連接至一面板上；使用一黏著劑將一冠部預成形物連接至該面板及該底部本體預成形物上；將一配重構件預成形物連接至該冠部預成形物或該底部預成形物之至少一者上；及 由該冠部預成形物、該底部預成形物與該面板形成一高爾夫球桿頭結構，其中該冠部預成形物被形成為包括不同硬度的部份，該等不同硬度的部份包括一從該面板附近朝向該高爾夫球桿頭之最後方部份延伸的低硬度部分；其中該低硬度部分具有一當它朝該最後方部份延伸時逐漸變窄的寬度，並且被建構及配置俾在高爾夫球桿打擊一球時將一在冠部產生的變形波沿著該低硬度部份傳送至該配重構件預成形物的一配重構件並且沿著該低硬度部份從該配重構件朝向該面板返回；其中該冠部預成形物被形成為包含一具有一第一肋部的第一高硬度部份以及一具有一第二肋部的第二高硬度部分；其中一位在該第一肋部與該第二肋部之間的空間係當它朝該最後方部份延伸時逐漸變窄；其中該低硬度部份被形成在該第一肋部與該第二肋之間的該空間。
38. 如申請專利範圍第37項之方法，其中該等不同硬度部份包括高硬度部份及一低硬度部份，該低硬度部份係在該等高硬度部份之間從該面板附近朝向該高爾夫球桿頭的一最後方部份延伸。