專利名稱：多種材料的鐵型高爾夫球桿頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及一種鐵型高爾夫球桿頭，其利用不同的材料以改善高爾夫球桿頭的性能。更確切地說，本發(fā)明涉及一種高爾夫球桿頭，其利用不同的材料構造鐵型高爾夫球桿頭的不同部分，以減少高爾夫球桿頭不期望部分的重量，同時保持了由單一材料構成的高爾夫球桿頭通常具有的強度和耐久特性。由于高爾夫球桿頭的性能取決于高爾夫球桿頭自身的重心(CG)位置以及其轉動慣量(MOI)，因此減少高爾夫球桿頭不期望部分的重量可以產生更多可自由支配的重量，這些可自由支配的重量可以設置在能夠改善高爾夫球桿頭CG和MOI特性的關鍵位置。因此，本發(fā)明的高爾夫球桿頭既可以通過增加可自由支配的重量以改善其性能來達到上述目的，同時又保持了實心單一高爾夫球桿通常具有的厚實手感。
背景技術：
·為了持續(xù)改善高爾夫球桿的性能，高爾夫球桿設計者們在堅持不懈地尋求使高爾夫球桿性能更好的新方法。雖然如何提高高爾夫球桿的性能一直存有爭議，但是，為了使高爾夫球運動更流行，就需要高爾夫球桿設計者為那些不可能天天進行完美的高爾夫運動的普通球技中等者制造出性能更好的高爾夫球桿。在此值得注意的是，當球技中等者揮動高爾夫球桿時，他或她不可能總能重復同樣的揮桿，這通常導致高爾夫球桿在高爾夫球桿面上的不同位置擊打高爾夫球。無疑，當高爾夫球桿擊打高爾夫球不一致的時候，對任何高爾夫球桿來說都很難獲得一致的結果。雖然這種關于擊打一致性的特定問題隨著經驗增加和技術水平提高會減少，但是有時即使最好的高爾夫球手仍會不可避免地遇到這種問題。因此，為了解決會導致不一致表現的擊打不一致問題，高爾夫球桿設計者們需要設計使偏心擊打帶來的不期望效果最小化的高爾夫球桿。Antonious的美國專利No. 5395113提供了一個較早嘗試應對這種問題的范例,其通過提供一種具有利用繞著球桿頭后表面延伸的外圍重量的重量配置的鐵質高爾夫球桿來應對這種問題。沒有探究太多關于高爾夫球桿頭MOI以及CG位置的物理學關系，美國專利No. 5395113所示的這些重量的變換分布提出了通過阻止高爾夫球桿頭在偏心擊打時扭曲來解決不一致性擊打的問題。Sukman的美國專利No. 7789772提供了另一種方法的范例，該方法通過調整高爾夫球桿頭的各部分的厚度來使不一致性擊打帶來的不利影響最小化。更確切地說，美國專利No. 7789772公開了一種包括凹陷部分的高爾夫球桿頭，此凹陷部分從跟部到趾部的輪廓發(fā)生變化，并且具有低階(low-order)的由前到后的輪廓，該輪廓使鐵質高爾夫球桿具有獨特的加重分配。雖然上述提到的通過控制高爾夫球桿頭各部分的厚度來改善高爾夫球桿性能的嘗試值得贊賞，但是他們沒能想到利用能夠增強加重效果的不同密度的替代材料來提高高爾夫球桿頭的性能。為了進一步改善高爾夫球桿頭的性能，現在的高爾夫球桿沒計者通過對具有不同密度的材料進行試驗已認識到使用替代材料可獲得性能優(yōu)勢。Clausen等人的美國專利No. 6814674闡明了最近更多嘗試中的一種高爾夫球桿頭，其將不同部件組合構造成高爾夫球桿頭。更確切地說，美國專利No. 6814674公開了三個不同的部件外圍元件、中心元件和面板。這些部件都由不同材料制成，通過產生出比以前可能方案更多的可自由支配重量來改善高爾夫球桿頭的CG和MOI。雖然最近這些利用具有不同材料屬性的多種材料的嘗試可以顯著增加可自由支配重量，但是它是以犧牲高爾夫球桿頭的手感作為代價的。雖然高爾夫球桿頭的手感難以量化評判，但是其大體上源自在擊打高爾夫球時高爾夫球桿令人感覺厚實的性能。這種類型的厚實感的反饋一般通過使高爾夫球桿頭形成一體的實心結構來獲得，這是因為這種一體的實心結構類型的球桿的結構整體性使高爾夫球手以一致的方式感受到擊打的能量。 因此,從上述內容可以看出需要在高爾夫球桿的容錯性(forgiveness)和手感之間提供更適當的平衡。更確切地說，在高爾夫球桿頭領域，需要使高爾夫球桿頭主體部分具有基本均一的材料來保持實心高爾夫球桿通常具有的手感；同時通過產生用于改善高爾夫球桿頭的MOI和CG位置的最大量的可自由支配重量來擴大性能范圍。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個方面是一種鐵型高爾地球桿頭，其包括由具有第一密度的第一材料制成的扁平部分，該扁平部分位于所述鐵型高爾夫球桿頭末端附近；由具有第二密度的第二材料制成的插鞘部分，該插鞘部分位于該鐵型高爾夫球桿頭的近端附近；以及由具有第三密度的第三材料制成的底端插件，底端插件位于該鐵型高爾夫球桿頭的底部附近。扁平部分進一步限定了后表面和適于擊打高爾夫球的擊打面，其中第一密度小于第二密度，并且第二密度小于第三密度。高爾夫球桿頭扁平部分重量與插鞘部分重量的比值約小于2.0，其中扁平部分與插鞘部分之間的分隔由分界平面限定，該分界平面被限定為這樣的平面垂直于擊打面，并位于沿著X軸從鐵型高爾夫球桿頭的面中心朝向跟部偏移30mm距離的位置處。本發(fā)明的另一個方面是形成鐵型高爾夫球桿頭的方法，其包括以棒狀形式提供由具有第一密度的第一材料制造的扁平部分；以棒狀形式提供由具有第二密度的第二材料制造的插鞘部分；將扁平部分和插鞘部分一起旋轉熔接成預成型(pre-form)的還料；將預成型的坯料鍛造成鐵型高爾夫球桿頭所需要的形狀；在鐵型高爾夫球桿頭的底部附近機加工出底端空腔；將由具有第三密度的第三材料制造的底端插件制成與底端空腔周邊輪廓匹配的形狀；以及將底端插件附著到底端空腔內，其中扁平部分與插鞘部分之間的分隔由分界平面限定，該分界平面被限定為這樣的平面垂直于擊打面，并位于沿著X軸從鐵型高爾夫球桿頭的面中心朝向跟部偏移30mm距離的位置處。本發(fā)明的又一個方面是一種鐵型高爾夫球桿頭，其包括位于鐵型高爾夫球桿頭末端附近的扁平部分；位于鐵型高爾夫球桿頭近端附近的插鞘部分；以及位于鐵型高爾夫球桿頭底部附近的底端插件。鐵型高爾夫球桿頭的扁平部分限定了后表面和適于擊打高爾夫球的擊打面，并且扁平部分與插鞘部分之間的分隔由分界平面限定，該分界平面作為平面被限定為垂直于擊打面，并位于沿著X軸距離從鐵型高爾夫球桿頭的面中心朝向跟部偏移30mm距離的位置處，其中扁平部分的重量小于約110克。本發(fā)明的又一個方面是一種鐵型高爾夫球桿頭，其包括由具有第一密度的第一材料制成的扁平部分，該扁平部分位于所述鐵型高爾夫球桿頭末端附近；由具有第二密度的第二材料制成的插鞘部分，該插鞘部分位于該鐵型高爾夫球桿頭的近端附近；以及由具有第三密度的第三材料制成的底端插件，該底部插件位于該鐵型高爾夫球桿頭的底部附近。扁平部分進一步限定了適于擊打高爾夫球的擊打面及后表面，其中第一密度小于第二密度，并且第二密度小于第三密度，其中該擊打面和后表面共同將底端插件夾住在高爾夫球桿頭的底部附近。通過下面的附圖、說明和權利要求將更好地理解本發(fā)明的這些和其它特征，方面和優(yōu)勢。


下面將參考附圖描述本發(fā)明，本發(fā)明前述的和其它的特征和優(yōu)勢會更加清楚。在這里所包含的且組成說明書的一部分的附圖進一步解釋本發(fā)明的原理，并且可以使相關領域的技術人員制造和使用本發(fā)明。
圖I顯示本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭的透視圖；圖2顯示預成型坯料的透視圖，該坯料用于制造本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭;圖3a顯示預成型坯料的透視圖，該坯料用于制造本發(fā)明可選擇實施例的高爾夫球桿頭；圖3b顯示預成型坯料的透視圖，該坯料用于制造本發(fā)明可選擇實施例的高爾夫球桿頭；圖4顯示本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭的分解透視圖；圖5顯示本發(fā)明典型實施例的限定坐標系的高爾夫球桿頭的前視圖；圖6顯示本發(fā)明典型實施例的沒有底端插件的高爾夫球桿頭的透視圖；圖7顯示本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭的分解透視圖；和圖8顯示本發(fā)明典型實施例的底端插件的前視圖。
具體實施例方式下面的詳細描述是當前實施本發(fā)明最好的預期方式。由于本發(fā)明的范圍通過所附權利要求清楚地限定，因此下面的描述不應理解為限制本發(fā)明的范圍，而僅僅是為了解釋本發(fā)明一般性原理的目的。下面描述了多種創(chuàng)造性特征，每一個都可以彼此獨立使用或與其它特征結合使用。然而，任何單一的創(chuàng)造性特征都可能無法解決上述討論的任何一個或全部問題，或者說只可以解決上述討論的問題之一。進一步地說，下述的任何一個特征可能無法完全解決上述討論的一個或多個問題。圖I顯示了本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭100的透視圖。更確切地洗，圖I顯示了高爾夫球桿頭100，其包括三個分離且不同的金屬合金部分。第一，本發(fā)明當前的典型實施例所示的高爾夫球桿頭100包括位于高爾夫球桿頭的末端附近的扁平部分102，該扁平部分102由輕質鐵鋁合金材料制成，以減少高爾夫球桿頭的扁平部分102的重量。第二，高爾夫球桿頭100包括位于高爾夫球桿頭的近端附近的插鞘部分104，，該插鞘部分104由常規(guī)的碳鋼材料制成，以保持堅固耐用的插鞘部分的傳統性能要求。最后，高爾夫球桿頭100具有位于高爾夫球桿頭的底部附近的底端插件106，該底端插件106由重的鎢合金材料制成，以把從扁平部分102節(jié)省的可自由支配重量轉移到可使用較重致密材料控制的位置上。需要注意的是，上述討論的用于各部件的材料僅僅是例證性的，而不能理解為窮舉；在不脫離本發(fā)明的范圍和內容的情況下，只要其它材料滿足下面的密度要求，本發(fā)明的其它實施例中便可以使用這些材料。如當前的典型實施例所示，高爾夫球桿頭100的扁平部分102 —般由具有小于約7. 10克/立方厘米的第一密度的第一材料制成，該第一密度更優(yōu)選地是小于約7. 05克/立方厘米，最優(yōu)選地是小于約7. 00克/立方厘米。在一個典型實施例中，這個第一材料可以是有輕質屬性的輕質鐵鋁材料；但是，在不脫離本發(fā)明的范圍和內容的情況下，可以使用許多其它輕質金屬材料來節(jié)省同樣的重量。當前創(chuàng)造性的高爾夫球桿頭100的插鞘部分104一般由具有在約7. 75克/立方厘米到約7. 95克/立方厘米之間的第二密度的第二材料制成，該第二密度更優(yōu)選地是在約7. 80克/立方厘米到約7. 90克/立方厘米之間，最優(yōu)選地是約7. 85克/立方厘米。在一個典型實施例中，這個第二材料可以是有強度和延展特性的標準碳鋼；但是，在不脫離本發(fā)明的范圍和內容的情況下，只要許多其它的材料具有在上述 范圍內的第二密度，便可以使用這些材料。高爾夫球桿頭100的底端插件106—般由第三密度大于約11. 00克/立方厘米的第三材料制成，該第三密度更優(yōu)選地是大于約11. 50克/立方厘米，最優(yōu)選地是大于約12. 00克/立方厘米。在一個典型實施例中，這個第三材料可以是有重密度特性的鎢合金；但是，在不脫離本發(fā)明的范圍和內容的情況下，只要許多其它的材料具有在上述范圍內的第三密度，便可以使用這些材料。雖然所述的當前典型實施例使用三種不同材料制造高爾夫球桿頭100的扁平部分102，但是在不脫離本發(fā)明的范圍和內容的情況下可以使用另外的材料。更確切地說，在不脫離本發(fā)明范圍和內容的情況下，扁平部分102可以用四種不同材料、五種不同材料、六種不同材料或任何種數的不同材料構造而成。這里值得注意的是，在本發(fā)明當前的典型實施例中使用的第一、第二和第三材料一般全是容易相互焊接的金屬型材料。各部件容易相互焊接的能力提供了很大的性能優(yōu)勢，這是因為它使得完成的產品保持一貫的厚實手感；而當對比諸如金屬和塑料之類的差別懸殊的材料結合形成高爾夫球桿頭時，有些特性是難以實現的。在圖I所示的本發(fā)明的當前典型實施例中，扁平部分102和插鞘部分104 —般由單個預成型坯料鍛造而成，而該單個坯料由兩個單獨的棒旋轉熔接而成，這使得完成的產品獲得由相同材料構成的高爾夫球桿通常具有的實心結構整體性。一旦將預成型的坯料鍛造成需要的形狀，就使用切割機切割出底端空腔從而產生容納底端插件106的空間，而預成型壞料自身可以焊接進入它在高爾夫球桿頭100內的最終靜止位置。圖2顯示用于形成圖I中所示的高爾夫球桿頭100的預成型坯料200的透視圖。如圖2所示，預成型坯料200 —般具有扁平部分202和插鞘部分204，這兩部分被分界平面203隔開。扁平部分202和插鞘部分204 —般使用傳統的摩擦焊技術旋轉熔接在一起。在當前申請中討論的摩擦焊一般是指一種固態(tài)焊接工藝，其通過可移動工件和和靜止部件之間的機械摩擦產生熱量，在外加的稱作“頂鍛”的橫向力作用下將材料塑性移動并熔合在一起。雖然實際上材料沒有熔化，但是由于此工藝能夠將兩種材料結合在一起，因而將此工藝俗稱為摩擦焊。優(yōu)選地，雖然使用傳統的摩擦焊的旋轉熔接技術被應用于當前的典型實施例中，但是，在不脫離本發(fā)明范圍和內容的情況下，只要其它的連接技術能將兩種不同的材料接合成預成型坯料200，就可以使用這樣的連接技術。圖3a顯示了本發(fā)明的可選擇實施例的預成型坯料300，其使用不同的結構來獲得與圖2中所示預成型坯料200同樣的重量節(jié)省。更確切地說，本發(fā)明的可選擇實施例中的預成型坯料300具有輕質材料320，該輕質材料被較致密的材料322包裹，以形成性能與高爾夫球桿頭100(如圖I所示)所需的輕質性能相同的預成型坯料300。在本發(fā)明當前的實施例中，輕質材料320具有小于約7. 10克/立方厘米的密度，更優(yōu)選地小于約7. 05克/立方厘米，最優(yōu)選地小于約7. 00克/立方厘米；而較致密材料322具有在約7. 75克/立方厘米到約7. 95克/立方厘米之間的密度，更優(yōu)選地在約7. 80克/立方厘米到約7. 90克/立方厘米之間,最優(yōu)選地約7. 85克/立方厘米。 圖3b顯示本發(fā)明另一可選擇實施例，其中預成型坯料300具有位于基本上由輕質材料320構成的預成型坯料300中關鍵位置的致密材料322。在本發(fā)明當前的實施例中，高 爾夫球桿頭300以允許關鍵地調整高爾夫球桿頭的加重特性的方式形成，而不需要標桿操作(post operation)。在圖3b所示的實施例中，在不脫離本發(fā)明范圍和內容的情況下,預成型坯料300中致密材料322的位置與高爾夫球桿頭下跟部和下趾部相吻合，以增加最終產品的轉動慣量。雖然當前的典型實施例利用了嵌入輕質材料320中的致密材料322，但是為了滿足高爾夫球桿頭的重量需要，可以調整相關部件的實際密度，而不局限于圖3b所示繪圖。圖4是具有底端插件406的高爾夫球桿頭400的分解視圖，底端插件406從高爾夫球桿頭400的主體中移出以更清楚顯示各部件的相對關系。更確切地說，圖4顯示了具有與之前討論的高爾夫球桿頭相同的扁平部分402、相同的插鞘部分404和相同的底端插件406的高爾夫球桿頭。但是，圖4所示高爾夫球桿頭400的分解視圖顯示了底端空腔405。當前典型實施例所示的底端空腔405 —般從鍛造的扁平部分402和插鞘部分404中切割出來，在這兩個部分上跨越從而覆蓋高爾夫球桿頭400的重要部分。因為扁平部分402和插鞘部分404 —般旋轉熔接到一起以形成預成型坯料，所以高爾夫球桿頭400 —般用鍛造過程制造以保持這兩個不同部件的分立。但是，在不脫離本發(fā)明范圍和內容的情況下，在本發(fā)明的可選擇實施例中，如果可選擇的方法能夠保持扁平部分402和插鞘部分404之間的分立，那么高爾夫球桿頭400可以使用不同的過程如鑄造過程形成。圖4所示的高爾夫球桿頭400的分解視圖也顯示了高爾夫球桿頭400的底端輪廓，這是因為底端輪廓與底端插件406相關。更確切地說，本發(fā)明當前典型實施例的底端插件406 —般具有形狀與高爾夫球桿頭底端外部曲率一致的外表面?；蛘哒f，底端插件406的外部底端表面具有與底端空腔405的周邊輪廓匹配的形狀。除了更清楚地顯示底端空腔405外，圖4也能夠顯示底端插件406的尺寸、形狀和幾何結構。乍一看，由于通過在扁平部分402中使用輕質第一材料，從高爾夫球桿頭400的其余部分減少的重量使底端插件406得到的剪切體積明顯大于現有技術的致密底端插件。更確切地說，本發(fā)明當前典型實施例所示的底端插件406的體積一般大于約7. 50立方厘米，更優(yōu)選地是大于約7. 6立方厘米，最優(yōu)選地是大于約7. 69立方厘米。底端插件406的這種類型的體積增加，再結合用于制造底端插件406的較重的第三材料，能夠大體上生產總重量大于約90克的底端插件，更優(yōu)選大于約91克，最優(yōu)選大于約92克。因為鐵型高爾夫球桿頭400的總重一般穩(wěn)定地保持在約240克到250克，所以在獲得重量處于上面討論的重量范圍內的底端插件406的同時，高爾夫球桿頭400在可選擇位置處的重量會顯著地減少。為此，值得解釋的是本發(fā)明通過用于制造高爾夫球桿頭400的整個扁平部分的輕質第一材料，最大限度減少高爾夫球桿頭400的扁平部分402的重量，以使本發(fā)明達到這種重量減少。更確切地說，本發(fā)明利用低密度鐵鋁合金材料作為顯著減少重量的方法。但是在不脫離本發(fā)明范圍和內容的情況下，可使用許多其它類型材料減少高爾夫球桿頭400的扁平部分402的總重。為了進一步解釋當前創(chuàng)造性高爾夫球桿頭400與由第一材料制成的扁平部分402 結合、同時維持由第二材料制成的插鞘部分404的能力，圖5顯示了本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭500的前視圖，其更清楚地限定了扁平部分502和插鞘部分504。圖5所示的本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭500大致顯示了“面中心”508以及分界平面503。當前申請中限定的“面中心”508實際上不是指擊打面自身的幾何中心，而事實上是指基于高爾夫球桿頭500擊打面上的打擊槽的容易再現位置。更確切地說，當前申請所指的“面中心”508位于擊打面平面的這樣一個位置上該位置位于沿著坐標系501的X軸的打擊槽長度的中點，并且位于沿著坐標系501的Y軸與基線510距離15mm的點。當前發(fā)明中的“面中心”508的位置是至關重要的，這是因為把扁平部分502和插鞘部分504分開的分界平面503是基于該“面中心”508限定的。當前申請中限定的分界平面503 —般是指這樣一個平面其垂直于擊打面平面，且位于沿著X軸從高爾夫球桿頭500的“面中心” 508朝向跟部偏移恰好30mm距離dl的位置處。因為分界平面503由“面中心”508限定，當采用不同打擊槽圖案的時候，“面中心”508的具體位置可能不同，因此不必一定使用該分界平面503來精確分隔扁平部分和插鞘部分。但是，在確定通過使用之前討論的輕質第一材料而從高爾夫球桿頭500的扁平部分502去除的重量時，分界平面503是有用的。更確切地說，扁平部分502的重量除以插鞘部分504的重量的比值一般小于約2. 0，更優(yōu)選地是小于約I. 90，最優(yōu)選小于約I. 80，所述扁平部分502為高爾夫球桿頭500的從分界平面503朝向趾部的部分，所述插鞘部分504為高爾夫球桿頭500的從分界平面503朝向跟部的部分。為了達到上述比值，扁平部分502重量一般小于約110克，更優(yōu)選小于約105克，最優(yōu)選小于約100克；而插鞘部分504重量一般大于約55克,更優(yōu)選大于約55. 25克,最優(yōu)選大于約55. 5克。這里應該注意的是，在本發(fā)明的當前典型實施例中，扁平部分502相對于插鞘部分304的重量比值不包括加重的底端插件506。盡管上文清楚簡潔地限定了扁平部分502和插鞘部分504之間的邊界，但是被上述相對重量排除在外的底端插件506的邊界是不太清楚的。因此，為了較清楚地限定底端插件506的邊界，本發(fā)明提供了幾個不同的方法，其都可以用于限定底端插件506的邊界。在本發(fā)明的一個典型實施例中，底端插件506的邊界可以被限定為高爾夫球桿頭的由密度大于10.0克/立方厘米的第三材料制造的部分。在這個限定下，容易辨別與高爾夫球桿頭500主體的其余部分有區(qū)別的底端插件506的邊界，這是因為底端插件與高爾夫球桿頭主體的其余部分由兩種具有明顯不同密度的明顯不同的材料形成?？蛇x擇地，本發(fā)明的另一個典型實施例中，可以通過利用底端空腔(如圖4所示)所限定的幾何形狀來限定底端插件506的邊界。為了提供底端空腔較清楚的視圖從而易于幾何限定底端空腔，提供圖6來顯示底端空腔605的邊界。圖6顯示了本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭600的透視圖，此視圖以示出通過底端空腔605的底端插件506(圖5所示)的邊界的方式取向。更確切地說，圖6顯示了如何通過與高爾夫球桿頭的平面擊打面610的偏移量來幾何定義底端空腔605。換句話說，底端空腔605可由切口形成，該切口從高爾夫球桿頭600的擊打面610偏移2. 8mm的距離d2。為了保持高爾夫球桿頭600的前面部分和后面部分的厚度均勻，用于形成底端空腔605后表面的切口也從高爾夫球桿頭600的擊打面610偏移2. 8mm的距離d2。值得注意的是，在本發(fā)明的當前典型實施例中，高爾夫球桿頭600的后表面612可以是曲面，因此底端空腔605在后表面612附近具有與后表面相配合的曲面。最后，當前實施例中的底端空腔605的切口的深度d3大致限定為34mm，從底端的頂面到底端空腔605的底面測量該深度。圖6所提供的高爾夫球桿頭600的視圖提供了本發(fā)明另一個令人關注的特征使底端空腔60形成獨特的形狀，從而能將底端插件夾在均為大致平面的擊打面610和后表面612之間5。高爾夫球桿頭600所形成的這種夾持結構的特性是很重要的，有利于高爾夫球桿頭600不僅能保持由一種材料制造的厚實手感，而且還能將相當大數量的可自由支配重量結合在底端插件(未示出)內以改進高爾夫球桿頭600的性能?？傊?，本發(fā)明提供了一種高爾夫球桿頭，其優(yōu)選采用三種不同的材料制成，在沒有犧牲由一體材料構成的高爾夫球桿頭通常具有的厚實手感的情況下，獲得了最大的可自由支配重量。為了提供這三種材料的全面視圖，提供圖7以顯示采用不同材料的三個不同部件的分解視圖。更確切地說，圖7顯示了本發(fā)明典型實施例的高爾夫球桿頭700的分解透視圖。從這里可以看出，扁平部分702與插鞘部分704在分界平面703處分開，從而產生兩個具有不同密度特性的不同部件。因為可以使用摩擦焊技術如旋轉熔接將扁平部分702與插鞘704連接在一起，所以這些材料不容易分離，但是在此視圖中為了容易識別而將這些材料彼此分解開來。圖7所示的高爾夫球桿頭700的分解視圖也顯示了在組裝成高爾夫球桿頭700之前處于自然狀態(tài)的底端插件706。這里值得注意的是，本發(fā)明當前典型實施例的底端插件706是集中了高爾夫球桿頭700的大部分重量的部位，這是因為扁平部分702節(jié)省的可自由支配重量為底端插件706的形狀和幾何結構開拓了相當大數量的設計空間。本 發(fā)明當前典型實施例的底端插件706 —般焊接到高爾夫球桿頭700的扁平部分702和插鞘部分704，但是在不脫離本發(fā)明范圍和內容的情況下，也可以使用許多其它附接方法如型鍛(swaging)、膠合或者甚至使用螺絲。圖8顯示了本發(fā)明典型實施例的底端插件806的放大透視圖。此底端插件806的放大視圖說明了從高爾夫球桿頭的其余部分節(jié)省的可自由支配重量如何用于高爾夫球桿頭底部附近的關鍵位置，以改進高爾夫球桿頭的性能。更確切地說，圖8不僅顯示了底端插件806的尺寸增加，而且顯示了底端插件806的、表明可自由支配重量關鍵布局的獨特幾何形狀。底端插件806 —般具有厚度可變化的跟部部分832、中心部分834和趾部部分836，這不僅有利于產生較低的CG，而且增大了高爾夫球桿頭的M0I。高爾夫球桿頭MOI的增大可以通過相對于中心部分834增加跟部部分832和趾部部分836的厚度來實現，進而使高爾夫球桿頭在偏心擊打時不容易扭曲。在此還值得注意的是，因為從高爾夫球桿頭的其余部分可以節(jié)省相當大數量的重量，所以底端插件806的趾部部分836能夠延伸更高到高爾夫球桿頭主體的趾部，以提供最大的趾部加重來平衡已經設計到高爾夫球桿頭插鞘的重量。除了在操作示例中，或除非有其它明確說明，說明書上述部分中的所有的數值范圍、量、數值和百分數，比如那些材料的數量、轉動慣量、重心位置、擊球面的角度、傾斜角、各種性能比和其它等，可以理解為如同前面帶有“約”字，即使術語“約”在數值、量或范圍上沒有明確出現。因此，除非表示相反，列于說明書和所附權利要求中的數值參數是近似值，其變化取決于本發(fā)明尋求獲得的期望性能。最后，但并不試圖把等同原則限制到權利要求范圍中，每一個數值參數應該至少按照報告的有效數字以及通過四舍五入進行解釋。雖然描述本發(fā)明寬范圍的數值范圍和參數是近似值，但是在具體示例中提出的數值應盡可能精確地報告。但是，任何數值本質上包含一定的誤差，這些誤差由在他們各自測試測量中發(fā)現的標準偏差產生。而且，當在此列出變化的數值范圍時，使用包括列舉數值的這些數值的任何組合都是可預期的。當然，應該可以理解的是，在不脫離如下面權利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對前述涉及到本發(fā)明的典型實施例進行修改。·
權利要求
1.一種鐵型高爾夫球桿頭，包括 由具有第一密度的第一材料制成的扁平部分，該扁平部分位于所述鐵型高爾夫球桿頭的末端附近，所述扁平部分限定了后表面和適于擊打高爾夫球的擊打面； 由具有第二密度的第二材料制成的插鞘部分，該插鞘部分位于所述鐵型高爾夫球桿頭的近端附近；和 由具有第三密度的第三材料制成的底端插件，該底部插件位于所述鐵型高爾夫球桿頭的底部附近， 其中，所述第一密度小于所述第二密度； 所述第二密度小于所述第三密度； 所述扁平部分重量與所述插鞘部分重量的比值小于約2. O ;以及所述扁平部分與所述插鞘部分之間的分隔由分界平面限定，該分界平面被限定為這樣的平面垂直于所述擊打面，并位于沿著X軸從所述鐵型高爾夫球桿頭的面中心朝向跟部偏移30mm距離的位置處。
2.如權利要求I所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述第一密度小于約7.10克/立方厘米。
3.如權利要求I所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述第二密度在約7.75克/立方厘米與約7. 95克/立方厘米之間。
4.如權利要求I所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述第三密度大于約11.O克/立方厘米。
5.如權利要求I所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述底端插件的體積大于約7.5立方厘米。
6.如權利要求5所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述底端插件的總重大于約90克。
7.如權利要求I所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述扁平部分的總重小于約110克。
8.如權利要求7所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述扁平部分的總重小于約105克。
9.如權利要求8所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述扁平部分的總重小于約100克。
10.如權利要求I所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述擊打面和所述后表面共同將所述底端插件夾住在所述鐵型高爾夫球桿頭的所述底部附近。
11.如權利要求I所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述底端插件與所述鐵型高爾夫球桿頭的其余部分之間的分隔部分被限定為所述鐵型高爾夫球桿頭的由密度大于10. O克/立方厘米的材料制成的部分。
12.如權利要求I所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述底端插件與所述鐵型高爾夫球桿頭的其余部分之間的分隔部分被限定為底端空腔，該底端空腔形成為從所述擊打面偏移2.8mm的距離并具有從所述后表面偏移而得到34_的深度。
13.一種制造鐵型高爾夫球桿頭的方法，包括 以棒狀形式提供由具有第一密度的第一材料制造的扁平部分； 以棒狀形式提供由具有第二密度的第二材料制造的插鞘部分； 將所述扁平部分與所述插鞘部分一起旋轉熔接成預成型的坯料； 將所述預成型的坯料鍛造成所述鐵型高爾夫球桿頭所需要的形狀； 在所述鐵型高爾夫球桿頭的底部附近機加工出底端空腔；將由具有第三密度的第三材料制成的底端插件制成與所述底端空腔周邊輪廓匹配的形狀；和 將所述底端插件附著到所述底端空腔內； 其中，所述扁平部分與所述插鞘部分之間的分隔由分界平面限定，該分界平面被限定為這樣的平面垂直于所述高爾夫球桿頭的擊打面，并位于沿著X軸距離從所述鐵型高爾夫球桿頭的面中心朝向跟部偏移30mm距離的位置處。
14.如權利要求13所述的制造鐵型高爾夫球桿頭的方法，其中，所述底端插件在所述底端插件的跟部和趾部附近厚度增加。
15.如權利要求13所述的制造鐵型高爾夫球桿頭的方法，其中，所述第一密度小于約7.10克/立方厘米。
16.如權利要求13所述的制造鐵型高爾夫球桿頭的方法，其中，所述第二密度在約7.75克/立方厘米和約7. 95克/立方厘米之間。
17.如權利要求13所述的制造鐵型高爾夫球桿頭的方法，其中，所述第三密度大于約11.0克/立方厘米。
18.一種鐵型高爾夫球桿頭，包括 位于所述鐵型高爾夫球桿頭末端附近的扁平部分，所述扁平部分限定了后表面和適于擊打高爾夫球的擊打面； 位于所述鐵型高爾夫球桿頭近端附近的插鞘部分；和 位于所述鐵型高爾夫球桿頭底部附近的底端插件， 其中，所述扁平部分與所述插鞘部分之間的分隔由分界平面限定，該分界平面被限定為這樣的平面垂直于所述擊打面，并位于沿著X軸距離從所述鐵型高爾夫球桿頭的面中心朝向跟部偏移30mm距尚的位置處；和 其中，所述扁平部分的重量小于約110克。
19.如權利要求18所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述扁平部分的總重小于約105克。
20.如權利要求19所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述扁平部分的總重小于約100克。
21.如權利要求18所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述扁平部分進一步包括擊打面和后表面；所述擊打面和所述后表面共同將所述底端插件夾住在所述鐵型高爾夫球桿頭的所述底部附近。
22.如權利要求18所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述底端插件與所述鐵型高爾夫球桿頭的其余部分之間的分隔部分被限定為所述高爾夫球桿頭的由密度大于10. 0克/立方厘米的材料制成的部分。
23.如權利要求18所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述底端插件與所述鐵型高爾夫球桿頭的其余部分之間的分隔部分被限定為底端空腔，該底端空腔形成為從所述擊打面偏移2. 8mm的距離并具有從所述后表面偏移而得到的34_的深度。
24.一種鐵型高爾夫球桿頭，包括 由具有第一密度的第一材料制成的扁平部分，該扁平部分位于所述鐵型高爾夫球桿頭末端附近，所述扁平部分限定了后表面和適于擊打高爾夫球的擊打面；由具有第二密度的第二材料制成的插鞘部分，該插鞘部分位于所述鐵型高爾夫球桿頭的近端附近；和 由具有第三密度的第三材料制成的底端插件，該底端插件位于所述鐵型高爾夫球桿頭的底部附近， 其中，所述第一密度小于所述第二密度； 所述第二密度小于所述第三密度；和 所述擊打面和所述后表面共同將所述底端插件夾住在所述鐵型高爾夫球桿頭的所述底部附近。
25.如權利要求24所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述第一密度小于約7.10克/立方厘米。
26.如權利要求25所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述第二密度在約7.75克/立方厘米和約7. 95克/立方厘米之間。
27.如權利要求26所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述第三密度大于約11.O克/立方厘米。
28.如權利要求27所述的鐵型高爾夫球桿頭，其中，所述扁平部分的重量與所述插鞘部分的重量的比值小于約2. O;以及，所述扁平部分與所述插鞘部分之間的分隔由分界平面限定，該分界平面被限定為這樣的平面垂直于所述擊打面，并位于沿著X軸距離從所述鐵型高爾夫球桿頭的面中心朝向跟部偏移30mm的位置處。
全文摘要
在此公開了一種利用多種材料獲得改良性能的高爾夫球桿。更確切地說，本發(fā)明涉及一種高爾夫球桿，其利用不同的材料構造鐵型高爾夫球桿頭的不同部分，允許從高爾夫球桿頭的一些部分去除不需要的重量。本發(fā)明利用輕質材料構成高爾夫球桿頭的扁平部分，而利用標準鋼材料構成高爾夫球桿頭的插鞘部分以保持高爾夫球桿頭的柔韌性特點。從用于制造扁平部分的輕質材料上節(jié)省的重量可以用于制造由致密和重的材料制成的底端插件，以改善高爾夫球桿頭的CG和MOI特性，從而顯著提高高爾夫球桿頭的性能。本發(fā)明中多種材料的使用在不用犧牲高爾夫球桿頭的手感特性的情況下提高了高爾夫球桿頭的性能。
文檔編號A63B53/04GK102671351SQ20121018214
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權日2011年3月9日
發(fā)明者J·赫布雷奧, R·K·赫廷格, U·V·德神穆科, 山根啟介 申請人:阿庫施耐特公司