專利名稱：一種高爾夫球棒頭部的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爾夫球游戲，具體地，涉及用于短距離擊球的金屬高爾夫球棒頭部。這種普通類型的高爾夫球棒可稱作楔形球棒。更具體地，本發(fā)明涉及這種球棒的打擊面的可提高其性能的特征。
背景技術(shù)：
稱為楔形球棒的球棒一般用于各種短距離擊球，或?qū)で髶舸虺鲧娦蔚能壽E。例如，包括擊球使球脫離困難的位置，具體地，脫離障礙物。通過(guò)已知的方式，這種高爾夫球棒的打擊面具有相對(duì)垂直面的明顯傾斜，打擊面相對(duì)垂直面的傾斜也稱作高擊傾角，一般是大于45°的楔形。通過(guò)這種較大的高擊角，可使球的軌跡向前同時(shí)又向上，使打出的球具有所希望的鐘形軌跡。
當(dāng)用楔形球棒擊球時(shí)，與球棒頭部打擊面接觸的球擊打面不是正交于球棒頭部的軌跡，而是以接近高擊傾角傾斜。在球和打擊面之間產(chǎn)生摩擦，擊打?qū)е铝饲蜃陨硇D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。球的自身旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一般稱作回旋。
回旋運(yùn)動(dòng)對(duì)于精確擊打非常有用，因?yàn)槠涫骨蚓哂型勇菪?yīng)，可使運(yùn)動(dòng)軌跡穩(wěn)定。這種回旋運(yùn)動(dòng)可達(dá)每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)。
盡管這種回旋運(yùn)動(dòng)減少了球的移動(dòng)長(zhǎng)度，但其優(yōu)點(diǎn)是可更好地控制球的移動(dòng)軌跡，這對(duì)短距離擊球是非常有用的?；匦\(yùn)動(dòng)還具有限制球碰到地面后的移動(dòng)的作用。這是因?yàn)闇p少了球的回彈。還可以看到，如果有足夠的回旋當(dāng)球碰到地面后可完全停止。在某些情況下，當(dāng)回旋更強(qiáng)烈時(shí)，還可能看到球碰到地面后出現(xiàn)向后運(yùn)動(dòng)。
因此，可以理解，當(dāng)用楔形球棒擊球后，非常希望出現(xiàn)回旋。本發(fā)明的主要目的就是增加這種回旋。
過(guò)去已經(jīng)提出不同的解決方案以增加這種回旋。
美國(guó)專利5,804,272介紹了用高摩擦系數(shù)的材料覆蓋的粘性片來(lái)覆蓋球棒的打擊面的可能性。更確切地，是用一層具有足夠粒度的碳化硅來(lái)覆蓋，當(dāng)擊打球時(shí)這種材料可保證抓住球。
為了增加回旋，英國(guó)專利GB 1,062,796提出了另一個(gè)解決方案。確切地，該文獻(xiàn)介紹的方案包括在球棒的打擊面上設(shè)置一種材料，其具有粘結(jié)性或具有高摩擦系數(shù)。通過(guò)增加打擊面的表面粗糙度，可以增加打擊時(shí)作用在球上的切向力的數(shù)量。
日本專利JP 2000.254256還介紹了另一種具有大高擊傾角的球棒增加回旋的方案。這個(gè)方案可增加打擊面與球的摩擦系數(shù)。
另一方面，盡管增加大高擊角的鐵頭球棒的回旋很重要，但對(duì)用來(lái)長(zhǎng)距離擊球的小高擊角的球棒最好是減少回旋。這是因?yàn)?，?duì)這種擊球，球的移動(dòng)長(zhǎng)度是關(guān)鍵，對(duì)精確度的要求就不那么重要。換句話，回旋產(chǎn)生的控制作用就不如在短距離擊球時(shí)那樣重要?？紤]到這點(diǎn)，日本專利10 216 275介紹了一種處理球棒的打擊面的工藝，其對(duì)打擊面進(jìn)行拋光，然后進(jìn)行碳化增加其硬度。這兩種處理的結(jié)合使球棒可以更大程度地限制球回旋，結(jié)果是增加了擊球距離。
因此，本發(fā)明的目的是提出一種新的解決方案，可以更大地增加楔形球棒的回旋。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種金屬的高爾夫球棒頭部。該頭部設(shè)置了帶有大于45°的高擊傾角的打擊面。該打擊面包括多個(gè)表面形成的槽。
根據(jù)本發(fā)明，所述打擊面具有小于0.25微米的表面粗糙度Ra，和大于50千兆帕的表面維氏硬度，表面硬度最好大于12千兆帕。
換句話，本發(fā)明對(duì)楔形球棒的打擊面進(jìn)行非常關(guān)鍵的拋光，同時(shí)保證其具有非常高的硬度。
令人驚奇地，當(dāng)楔形球棒具有這樣的特性后，可非常大地增加后旋程度，而原預(yù)計(jì)球和打擊面之間摩擦水平大幅度減小應(yīng)使后旋減小。
應(yīng)當(dāng)注意到表面粗糙度減小和硬度增加的測(cè)量結(jié)果來(lái)自日本專利JP 10 216 275，其目的是減少后旋。因此，通過(guò)使用原用于減少后旋的技術(shù)得到了本發(fā)明的奇異效果。實(shí)際上，增加了后旋作用。
在實(shí)踐中觀察到，當(dāng)打擊面的表面粗糙度Ra小于0.15微米，后旋進(jìn)一步增加。表面粗糙度可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)ISO 4287以標(biāo)準(zhǔn)化的方式來(lái)確定。對(duì)根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)得到的表面粗糙度曲線取算術(shù)平均偏差，可更精確地確定表面粗糙度Ra。
表面粗糙度是在打擊面的擊打區(qū)測(cè)定。為此，打擊面在表面上設(shè)置了多個(gè)槽，這些槽具有特定的形狀。實(shí)際上，當(dāng)設(shè)置特定形狀的槽后，可發(fā)現(xiàn)槽形狀的影響不是很敏感，尤其是當(dāng)涉及到低表面粗糙度和硬度特征時(shí)。
另外，打擊表面非常的硬，這樣就限制了進(jìn)行壓迫或敲擊時(shí)出現(xiàn)變形，并由于有很好的耐磨擦和磨損性能，使得具有非常低表面粗糙度的表面能夠保持其形貌。
實(shí)際上，通過(guò)采用馬氏體時(shí)效鋼來(lái)形成打擊面已經(jīng)具有足夠的維氏硬度系數(shù)?？梢韵氲剑R氏體時(shí)效鋼是在馬氏體狀態(tài)進(jìn)行回火，因此含有非常少的碳，然后通過(guò)重新加熱或回火進(jìn)行硬化。
還可以使用其他材料來(lái)得到這樣的表面狀態(tài)，尤其是陶瓷復(fù)合材料，比如碳化硅，碳化硼，碳化鈦，二氧化鋯，氧化鋁和這些材料的組合物。
實(shí)際上，表面粗糙度最好是可在打擊面的整個(gè)高度上變化，因此，通過(guò)使打擊面下部具有大一些的粗糙度，在上部的粗糙度小些，可得到回旋增加的更佳性能。


通過(guò)下面參考附圖對(duì)實(shí)施例的介紹，將對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方式和本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)有更清楚的了解，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的高爾夫球棒頭部的側(cè)視圖；圖2是圖1的頭部的正視圖。
具體實(shí)施例方式
如上面已經(jīng)提到的，本發(fā)明涉及一種楔形高爾夫球棒頭部。
如圖1所示，頭部1設(shè)有進(jìn)行擊球的打擊面2，稱為底端的部分3，和后表面4。該頭部1通過(guò)頸狀部分5橫向延續(xù)，頸狀部分可容納球棒的桿。
對(duì)于楔形球棒，打擊面2相對(duì)垂直面7的傾角α大于45°，最多可為70°。
在圖2所示的形式中，打擊面2具有多個(gè)平行槽10，互相間隔開(kāi)數(shù)毫米。
如上面已經(jīng)提到的，球棒可使用陶瓷復(fù)合材料來(lái)制造，以形成打擊面。使用碳化硅已經(jīng)得到了很好的結(jié)果。對(duì)表面進(jìn)行拋光，使表面粗糙度值小于0.25微米。打擊面的維氏硬度在21千兆帕的量級(jí)。
從而，對(duì)于上面介紹的球棒進(jìn)行了許多實(shí)際測(cè)試，以確定回旋的增加。這些測(cè)試比較了兩個(gè)球棒，除了拋光處理特性不同外兩個(gè)球棒其他方面都相同。對(duì)于未進(jìn)行拋光的球棒，其表面的粗糙度在1到3微米，采用特定的球，觀測(cè)到的回旋對(duì)應(yīng)于每分鐘旋轉(zhuǎn)4000轉(zhuǎn)以下。
對(duì)于表面粗糙度在0.25微米以下的相同球棒，其對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的球棒，在相同條件下進(jìn)行擊球，球的旋轉(zhuǎn)(即回旋)可增加60％以上。
本發(fā)明對(duì)球碰到地面后的軌跡的量化影響也進(jìn)行了測(cè)試。使用了上面介紹的兩種球棒，表面粗糙度在1微米以上的未拋光球棒和表面粗糙度在0.25微米以下的拋光球棒。
因此，在第一輪擊球中，使用了未拋光球棒，球超過(guò)球與地面撞擊點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的平均距離為46厘米。用根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)行了拋光的相同球棒，在同一輪擊球中，在球與地面撞擊后球回彈了90厘米。
在另一輪擊球中，對(duì)未拋光的球棒，球仍然非常接近與地面的撞擊點(diǎn)。使用拋光的球棒，在同一輪擊球中，在球與地面撞擊后球回彈了1.5米的距離。
從上面的測(cè)試明顯可以看出，本發(fā)明的高爾夫球棒具有重大的優(yōu)點(diǎn)，可非常大地增加回旋作用，改進(jìn)了楔形球棒對(duì)擊球的控制。
使打擊面具有相當(dāng)高的硬度可增加球的回旋，并限制了球棒使用壽命期間打擊面的表面狀態(tài)的惡化。
權(quán)利要求
1.一種金屬的高爾夫球棒頭部，設(shè)置了帶有大于45°的高擊傾角α的打擊面(2)，所述打擊面(2)具有多個(gè)平行槽(10)，其特征在于，所述打擊面(2)具有小于0.25微米的表面粗糙度Ra，和大于5千兆帕的表面維氏硬度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭部，其特征在于，所述打擊面(2)的表面粗糙度Ra小于0.15微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭部，其特征在于，所述打擊面(2)是用馬氏體時(shí)效鋼制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭部，其特征在于，所述打擊面(2)是用陶瓷復(fù)合材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高爾夫球棒頭部，其特征在于，所述陶瓷復(fù)合材料從由碳化硅，碳化硼，碳化鈦，氧化鋯，氧化鋁和上述材料組合物組成的一組材料中選擇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭部，其特征在于，所述打擊面(2)的維氏硬度大于12千兆帕。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高爾夫球棒頭部，其特征在于，所述打擊面的表面粗糙度Ra沿所述打擊面(2)高度逐漸減少。
全文摘要
一種金屬的高爾夫球棒頭部(1)，設(shè)置了帶有大于45°的高擊傾角α的打擊面(2)，所述打擊面(2)具有多個(gè)平行槽(10)，其特征在于，所述打擊面(2)具有小于0.25微米的表面粗糙度Ra，和大于5千兆帕的表面維氏硬度。
文檔編號(hào)A63B53/04GK1520326SQ02812623
公開(kāi)日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2002年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月25日
發(fā)明者R·J·勒斯根, D·M·本內(nèi)特, R J 勒斯根, 本內(nèi)特 申請(qǐng)人:羅杰克利夫蘭高爾夫球公司