專利名稱：一種高爾夫球棒頭的制作方法
本申請是1994年1月6日第08/173 389號申請的部分繼續(xù)申請，而08/173 389號的申請是1993年3月11日第08/029 553號申請的部分繼續(xù)申請，第08/029 553號申請是1992年1月15日遞交現(xiàn)為1993年8月31日頒發(fā)的美國第5240252號專利的繼續(xù)，美國專利5240252號則是1991年11月14日遞交的第07/791322號申請，現(xiàn)為1993年1月19日頒發(fā)的美國5180166號專利的部分繼續(xù)申請，美國專利5180166號則又是1990年10月16日遞交的第07/595 963號申請，現(xiàn)為1991年11月26日頒發(fā)的美國5067715號專利的繼續(xù)申請。
本發(fā)明，概括地說，涉及將金屬、中空的高爾夫球棒頭的尺寸增大而不增加其重量，以提高擊球的準確度。它還涉及設計加大的球棒頭的形狀，以抵抗前壁的撓曲，并吸收頂壁、底壁以及后壁處的沖擊波。
很大、壁很薄的金屬高爾夫球棒頭在撞擊球時，有金屬壁破裂和彎曲以及前壁過分撓曲的問題。有需要提供一種改進的金屬頭結構和/或形狀，以引導、中止、分散或者另外更改從撞擊而發(fā)出的沖擊波，而同時保持頭壁的厚度較薄。
此外，還有需要將這種高爾夫球棒頭的減薄的壁和/或底板加強并減小擊球時在這種底壁處的拖滯力。
提供一種沒有上述問題和缺點的結構是本發(fā)明的主要目的。本發(fā)明的改進的球棒頭，基本上，其特征在于具有擊球的前壁、底壁以及隔開較遠的趾壁和跟壁，底壁的特征是具有兩個淺的凹窩，一個凹窩靠近跟部，另一凹窩靠近趾部，兩個凹窩從前壁向后布置，一個凹窩具有總的來說向跟部突出的弓形周界邊，而另一個凹窩具有向趾部突出的弓形周界邊。
這種凹窩，典型地，具有朝向下方的表面，這表面的形狀是向上凹的淺盤形。這朝向下方的表面在由前向后的方向凹陷；同時朝向下方的表面也在跟部和趾部之間的方向凹陷。
另外的一個目的是提供一種球棒頭，當朝其底壁看時，此頭有一周界輪廓，在頭的趾部和后部，輪廓線與另一盤形淺凹窩隔開的距離較大。下面將講到，在趾部處的周界輪廓線與另一盤形凹窩的間距；，典型的至少為5/8英寸；在頭的后面處的周界輪廓線與另一盤形凹窩的間距至少為1英寸。這些由球棒頭壁部分弓形斜面所確定的較大的間距，使頭壁得以加強，頭可以加大。
還有一個目的是提供一種球棒頭，它具有所提到的包圍一個面積A的周界輪廓，而盤形凹窩、脊帶和斜面，當朝頭的底壁看時，確定一個面積B，這里A＞1.6B。典型的情況是，A和B的關系由式1.7＜A/B＜2.0表明。
另一個目的是提供一種局限于底壁的結構，這種結構有助于將處在惡劣位置的高爾夫球從草皮里“控出”。
另一個目的是提供這樣一種球棒頭，其底壁有一斜面，這斜面以一個朝后向上的坡角伸延，在中央脊帶后面的范圍之外，處于兩個局部凹窩后面部分之間。這斜面可以與盤形凹窩的周界相匯合，在后文可以看到。朝球棒頭的底壁看，這斜面離開球棒頭的后周界至少3/4英寸。
還有一個目的是使底壁有一部分是一塊底板，這底板有一周界邊，與底壁的一個開口的邊緣剛性連接，此開口位于前壁的后面，靠底板將開口閉合，中央脊帶和兩個凹窩有一部分也在底板中。在這方面，底板典型地包括了兩個淺凹窩的大部分。球棒頭殼也可以具有一塊使底壁剛度增大的角板部分，這角板部分與支承球棒桿的管子結構連成一體，底板也與角板部分相連接，角板部分還構成距球棒頭跟部移近的一個淺凹窩的一部分。
還有另一個目的是提供第一組窄的、金屬的沖擊波分布樹枝體，這樹枝體總體地從前壁向后伸延，與殼的頂壁下側相鄰并與其結為一體，樹枝體向兩個淺凹窩突出，而包括這兩個凹窩的底壁是朝上向樹枝體凹陷的。
第二組樹枝體也可以制成與頂壁一體，這些樹枝體是隔開布置的，總體向后延伸，向后朝下與殼的后壁相匯合，當樹枝體對前壁與一高爾夫球的撞擊作出響應，將向后的載荷從頂壁取來時，它們便將向后的載荷傳遞給后壁，第二組樹枝體也向兩個淺凹窩突出。
樹枝體將撞擊所產(chǎn)生的沖擊傳遞、分散、阻尼和分布，以減輕沖擊波的集中，否則沖擊波便會集中加在前壁和頂壁之間的連接處。沖擊波系由球棒頭和高爾夫球的高速撞擊所產(chǎn)生，對于頭以每小時100英里的速度行進的球棒來說，高爾夫球在撞擊后的1/2毫秒離開球棒頭。底板的盤形凹入的壁也加強結構，以傳遞沖擊載荷。
還有另一個目的是提供一種球棒桿插孔結構，以孔向下伸延，進入球棒頭的內部，形成裝球棒桿的開口。這加強前壁與呈盤形凹入的底板及跟部的連接，并減輕球棒桿插孔部分的重量，以使減下來的重量可以用來形成前面提到的樹枝體。在這點上，本發(fā)明使得球棒頭，與同樣重量而無所提到的樹枝體結構的頭相比，總的容積增大。如所可以見到的，采用這種結構，使得中空的球棒頭頂壁、趾壁、后壁和跟壁可以減薄。
另一個目的是提供一種球棒頭的底壁，它控制碰到草皮時的相對運動(在揮棒打擊高爾夫球的期間)，以產(chǎn)生向上的力或產(chǎn)生一個作用在球棒頭上的力，使得頭擺動時拖滯力減小。
另一個目的是提供一套高爾夫球棒頭，每一個頭由一殼體構成，殼體具有趾部和跟部，以及作為擊球面的前壁和頂壁及底壁，頭的各擊球面具有相對于垂線的不同的角度，每一個頭的底壁有一中央脊帶，并形成兩個相似的盤形淺凹窩，一個凹窩在脊帶和跟部之間，而另一凹窩在脊帶和趾部之間，這兩個凹窩位于前壁的后方，一個凹窩有一弓形周界邊部分，總的來說，向跟部突出，另一凹窩也具有一弓形周界邊部分，總的來說，向趾部突出。每一球棒頭的每一凹窩有一朝向下方的表面，這表面則有這樣的特征，即對于每一個球棒頭i)有一垂直平面，在從趾到跟的方向平分凹窩，此垂直平面沿一向下的凹線與凹窩表面相交，和ii)有一垂直平面，在對球棒頭來說從前到后的方向平分凹窩，此垂直平面沿一向下的凹線與凹窩表面相交。
還有，每一球棒頭的兩個凹窩，典型地，對在球棒頭從前到后的方向平分脊帶的一垂直平面來說，具有相似的形狀。再者，每一球棒頭的每一凹窩可以有一朝向下方的表面，這表面的特征則在于，對每一球棒頭i)相對于在球棒頭向前擺動的路徑中頭的底壁與草皮接觸時的位置，朝向下方的表面最后方部分是朝前向上傾斜的；ii)在球棒頭沿上述路徑向前擺動中，當該表面的最后部分與草皮接觸時，借此便會產(chǎn)生一個升力，此升力將球棒頭的底壁以及球棒頭朝向上的方向推。
也還有另一目的，是為每一球棒頭提供一種底壁，此底壁具有一朝后擴開的表面(這表面可能局部變得扁平)，這表面沿一向后朝上的傾角伸延，在脊帶后部之外，處于兩個凹窩后方部分之間，這是為了在球棒頭沿一弧向前擺動靠著草皮時減小拖滯。在這方面，由于這個表面具有一種形狀，頭與草皮的有引導的接觸以及力的向上推動作用得到了增進，這種形狀就是，表面是向后擴開的并且從球棒頭后面來看兩個凹窩具有朝上突起的邊緣。對于每一球棒頭，也可以制有基本上連續(xù)的、中空的金屬管，伸入跟部的殼中，并從貼近殼頂處伸延到貼近底壁處，此管具有一孔以供球棒桿插入，此孔與一個淺凹窩對齊。
還有一個目的是提供所談到過的一套球棒頭，它包括下述球棒頭中至少兩個或者兩個以上a)一金屬棒頭，它具有與垂直線傾斜大約9°的前面；b)一金屬棒頭，它具有與垂直線傾斜大約11°的前面；c)一金屬2號棒頭；d)一金屬4號棒頭；e)一金屬5號棒頭。
本發(fā)明也還有另一個目的，是提供一套球棒頭，其特征在于下述之一(a)至少有一個頭，其重心位于頭高度大約42％至50％處，從頭的前面看，這高度是從頭的最低的表面向上量到頭的最高的表面；(b)球棒頭中至少兩個，每個頭的重心位于頭高度的大約42％到50％處，從頭的前面看，此高度是從頭的最低的表面向上量到頭的最高的表面。
還有另一個目的，是提供一種改進的高爾夫球棒頭以及頭的形成方法，這方法將讀到過的部件結合在結構中，并采用讀到過的作業(yè)方式和結果，如果它們被使用的話。
從以下的說明和圖紙，可以更清楚地了解本發(fā)明的這些以及其他一些目的和優(yōu)點，以及一個示范的實施例的細節(jié)，在這些圖紙中

圖1是使用本發(fā)明的一種高爾夫球棒頭的前正視圖；圖2是圖1所示球棒頭底的平面圖；圖3是圖1所示球棒頭趾端的正視圖；圖4是圖1所示球棒頭跟端的正視圖；圖5是圖1所示球棒頭的后正視圖；圖6是沿圖26-6線切取的垂直剖面圖；圖7是沿圖27-7線切取的垂直剖面圖；圖8是沿圖68-8線切取的垂直剖面圖；圖9是沿圖69-9線切取的垂直剖面圖；圖10是一平面圖，示圖1所示球棒頭在裝底板前的底；圖11是與圖10中所示底上開口相配的底板的平面圖；圖12是局部剖面圖，示樹枝體結構；圖13是局部剖面圖，示從球棒頭前臂向后伸延的樹枝體結構；圖14是局部剖面圖，示貼靠球棒頭頂壁和后壁向后朝下伸延的樹枝體結構；
圖15是圖1所示球棒頭的透視圖；圖16是圖1所示球棒頭的俯視圖。
現(xiàn)請參閱圖紙，圖中示出根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)先實施例的高爾夫球棒10。球棒10包括一桿12(只示出其下部)，它和頭14裝在一起。頭14的形狀和一木制高爾夫球棒頭相同，雖然它是用金屬制的。如圖6～9中所示，頭系由一中空的金屬殼體16構成。殼體中填入一種塑料泡沫填料18，最好是用聚氨基甲酸(乙)酯。
殼體16最好用鈦或鈦合金制成，它可以用此行業(yè)中眾所周知的“失蠟”鑄造法制作。殼體16制成兩部分一主體部分20和一底板22，底板的周邊與主體部分20焊接，這將在后文中談到。請看圖6中焊接部位22a和22b。
殼的主體部分20有一頂24、后面26和一擊球面或正面28，擊球面28在后面26相反的一面。正面28與垂線成一個角度，此特定的傾斜度由球棒的類型以及所需的打高球的程度而定。頭14的端部，靠近桿12處，通常稱為“跟”30；而在跟30相反一端的端部稱為“趾”32。
如圖2中所示，正面28，典型地，是從跟30向趾32彎曲。殼的主體部分20具有一殼底拐角部分34(見圖10)，它與前壁28a和跟壁30a一體鑄成，并與底板22齊平，當殼的兩部分焊在一起時，它與底板22結合起來，形成底面或稱為底。
請參閱圖6，殼體16的跟壁30a制有一基本連續(xù)的中空管36，它從頂面24中的上開口38，通過殼的主體部分20的底部拐角部分34，伸延到底面或底中的下方橢圓形開口40。管36的內徑基本上是一樣大小的，其側壁被一由孔42所截，此孔和殼體的內腔相通。孔42為在制造過程中將泡沫材料18填入殼體的內部空腔中提供一個入口。
管36的尺寸定得，使桿口的下部裝入后形成密配合。如圖6所示，上開口38制有一有圓角的唇部43，以最大限度地減小因與開口邊緣撞擊而桿發(fā)生應力斷裂的可能性。從上開口38向下伸延的管36的內壁的一部分可以制有細溝，最好是制成內螺紋或者是一系列同心臺階44，以起到“粘著鎖止”的作用，使桿在管中結合較牢。
在本發(fā)明的優(yōu)先實施例中，唇43系位于頭的跟部一個不高的突起部分的末端上，突起部分的高度略微比球棒頭頂面24的最高一點所確定的水平面200的高度低一點或者大約在同一高度。
桿12是一根中空的管子，可以用任何合適的材料制成。鋼是最常用的材料，但也可以用鈦和石墨-硼。如果桿是鋼制的，桿的外部可以鍍鉻以將腐蝕減至最小程度。桿的下部可以裝一塞子46以防止潮氣進入桿的內部。塞子46可以用任何合適的彈性材料制成，諸如尼龍、環(huán)氧樹脂、聚氨基甲酸(乙)酯或迭爾林(聚甲醛樹脂)。塞子46可由桿壁中一環(huán)形皺紋卡住在桿上。此環(huán)形皺紋也起“粘著鎖止”的作用。有一定位環(huán)50粘在桿上，此環(huán)的位置在桿的底端52的上方一段距離，這距離約等于管36的長度，環(huán)最好用玻璃纖維加強的尼龍制成。
桿12可以用一種合適的環(huán)氧樹脂膠粘劑裝在頭14上，如上所述，管36中的臺階或螺紋44以及桿上的皺紋提供“粘著鎖止”，以使粘著得較牢固。(如果桿的下部分有任何鍍覆層，應先磨去。)裝合時，將桿的下部插入到管36中，直至定位環(huán)50和管的上開口38處有圓角的唇43靠住。桿12的底端52這時略微伸出在管的下口40之外。于是將這底端52切割并磨削，以使其與球棒的底齊平，如圖6中所示。
由于采用上述的結構，桿和頭相連接用不著頸部或套管。結果是，基本上球棒頭的全部質量是將能量從打球人傳到球上的有效質量，而沒有將球棒頭所能達到的速度減低的“死重”，或者這種“死重”很小。把球棒頭的有效質量增大而不降低可以達到的速度，能量從打球人到球的傳遞就可以更為有效，使得打球人所施加的力氣不增大而球的射程增長。
而且，沒有了外套管，桿的下部可以一直穿過球棒頭，桿的底端與球棒頭的底齊平。這樣，取消了外套管，桿可以在頭的頂面和底面之間的區(qū)域中進入頭中，也可以出來，上述這個區(qū)域有時稱為“球的控制區(qū)”。將桿的下端插入控制區(qū)中，并將桿深深地伸入頭殼中，例如通到球棒頭的底，球棒頭面位置的觸覺感，或稱為“頭感”，被最大限度地增強，從而加強了對射球的控制，技巧好的打球人有更大的能力來“擺弄”球，并且不管前面是什么地方打在球上，都有更為實在的撞擊感。球棒頭有效質量的增大，以及由桿的下端裝入其中的內管36所提供的桿下端的剛性支承，進一步使“頭感”改善。
此外，取消了套管，在制造過程中可以得到許多有利之處。例如，本來由套管所占的質量可以重新分配給球棒頭的某一部分，在該處頭的有效質量得以增大，而不增大頭的總質量。最理想的是，這質量可以用增大球棒頭總尺寸的方法來加上。
取消套管還有另一優(yōu)點，即在鑄模中球棒頭的冷卻可以更為均勻。如果有向上的套管，相比之下，套管和球棒頭殼的其他部分冷卻的速度便可能不相等，這樣會產(chǎn)生輕微的翹曲，而導致球棒頭和球棒頭之間高擊角、位角和面角大小不一。
根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)先實施例的一種高爾夫球棒具有圖紙中所示的底部結構形狀。如圖中所示，底壁的特征在于，形成一條中央脊帶60，并形成兩個淺的凹窩，一個凹窩在脊帶和跟部之間，另一凹窩在脊帶和趾部之間。兩處的凹窩都從前壁向后布置，一個凹窩具有總體向跟部突出的弓形周界邊，而另一個凹窩具有總體向趾部突出的弓形周界邊。在脊帶60與趾32之間的162和脊帶與跟30之間的164是這種向上呈盤狀凹入的淺凹窩的例子。
凹窩162的曲線形周邊沿標有162a、162b、162c和162d的環(huán)形邊的路徑伸延。凹窩164的曲線形周邊沿標有164a、164b、164c和164d的環(huán)形周邊路徑伸延，兩條路徑均位于底壁上，如圖所示。每個凹窩在包含其周界環(huán)形邊緣路徑的平面之下最大深度小于1/4英寸，而最好是在1/16英寸和3/16英寸之間，見圖8和9中深度d1和d2。在球棒擊球時，這種深度一般足以避免凹窩凹入最里面的表面162’和164’與地面直拉摩擦接觸，如果有任何與地面的接觸，僅限于中央脊帶60和凹窩周界或后壁范圍的最低程度的接觸，這將可以看到。
還有，對于擊球時傳至前壁28和從它傳出的沖擊載荷的傳遞，形成凹窩162’和164’底壁部分的向上雙向凹面增大了底壁的強度和剛性。從而底壁厚度可減得最薄，并且將金屬重新分布而可以制成尺寸較大的球棒頭。
還應注意，底壁系制成向后擴開的表面或斜面，此斜面以向后朝上的坡角伸延，在脊帶后部范圍的后面，處于兩個凹窩的后部范圍之間。
特別的是，在球棒頭底上有一位于后方的斜面56，它是從一彎曲的邊56a向上伸延、傾斜、向上彎、有點扁平的部分，并處在邊56a和底部中心以及后邊緣58之間，后邊緣位于球棒頭后面26和底板22的連接處。表面56的最低的彎曲部分56a與脊帶60的后端接鄰，脊帶60向前朝60a和60b伸延，并在該兩處擴開，橫向與球棒頭前面28的底部U形下邊緣28a匯合，當球棒頭擺動時，邊緣28a朝向草皮。
后部表面或斜面26與水平面的交角α最好為18°到25°，見圖8。角α可以上下變動約5°，取決于球棒頭的型式和打球人的愛好。后部表面56可在球被打得“實”(“fat”)時，使球棒頭的閉攏減到最小程度，同時減小球棒頭總的空氣動力阻力，以使擺動時達到的速度提得最高。
此外，在所述底壁輪廓的綜合方面，脊帶在前面的后方，朝下彎曲，并處在兩個盤形凹窩162和164之間，這使得球棒頭的底可以穿過草皮，抵抗草皮并將其朝盤形凹入?yún)^(qū)域162和164推出，以限制穿透度，這個作用與球棒頭底作為一個單元的特獨形狀成比例，或根據(jù)形狀而定，從圖1和2中可以看清楚，球棒頭的前面，在凹窩和脊帶之前，具有朝下的U形，這是獨特的。請注意脊帶向U形的前面擴開。
從而，對于一個位置不好的高爾夫球，可以有把握地來打它，靠球棒一擊將球“挖”出來，這一擊的特征在于，把草皮看作一種液體，球棒頭的底在草皮上滑過。對于一個所處位置較為一般的高爾夫球，不需要“挖出”，球棒頭在草皮上留下一個改善的朝下的底形“足印”。
請參閱圖6、10和11，球棒桿的套管向下伸入球棒頭跟部的中空的內部之中，它制成和桿12適配。這樣，套管的重量更直接集中在前壁28后側之后或附近，靠近跟部，以增大前壁的擊球質量。此外，套管的圓筒壁加強了前壁、底壁和跟壁的連接。還請看將套管剛度增大的加強板或鑲角板34，它形成底壁22的角板部分。角板部分還形成底壁凹窩164的盤形部分的一部分。當?shù)装逖b到殼體上去時，沿邊緣99和99a，100和100a可以形成焊縫，參閱圖10和11。
根據(jù)本發(fā)明的另一個重要的方面，球棒頭上制有第一組(或套)窄的金屬樹枝體，它從前壁靠著頂和上壁24a的下側24b，總體朝后伸延，并與其形成一體。在所舉的例子中，看到樹枝體118～123，在橫向隔開布置，由箭頭120’指出，樹枝體具有向前的端頭118a～123a，在其與頂壁的連接處并入前壁。注意當樹枝體并入前壁28之前，它們可能加寬。這種加寬的作用是為了將撞擊產(chǎn)生的沖擊或應力波從前壁向頂壁分布，尤其是當球被擊在前壁或正面的高處時。這又進而防止薄的金屬頂壁24破裂和彎曲。注意樹枝是隔開的，即其叉相隔1/2到3/4英寸的距離，并且樹枝體后面的端頭是橫向隔開的。
樹枝體的垂直尺寸d3在0.050到0.070英寸的范圍內，并且樹枝體都在125處沿它們的長度向球棒頭的內部突出，并在相對側126和127是凹入的(見圖12)。在這方面，如前所述，前壁的厚度，典型的是比其他壁的厚度要大得多，以將其加強而防止在大撞擊負荷下破裂。
典型的壁厚約為前壁0.120英寸(最大)，底板0.050英寸(最大)，由前壁與底板匯合處向外突出可能有的局部加厚除外，頂壁為0.030英寸。這些尺寸比標準的厚度小，這使得對于給定的總重來說球棒頭可以大些，慣性矩可以大此，這又進而“允許”球可以打偏得多一些。鈦或鈦合金比鋼輕，用它來鑄制球棒頭，雖然頭的尺寸加大很多，仍可以維持減薄的厚度。
此外，樹枝體118～123(見圖13)的形狀沿它們的長度與球棒頭內壁的形狀相一致，這有助于沖擊波在整個上壁24上分布。注意壁24可能朝上呈冠狀，即淺淺地向上突起。因此，頂壁的厚度可以減薄。
另外還制有第二組(或套)窄的金屬樹枝體，它們總體地靠著頂壁的下側向后伸延，并和頂壁下側制成一體，第二組樹枝體還有一橫向伸延的樹枝體，與第二組總體向后伸延的樹枝體相匯合。第二組樹枝體和第一組樹枝體相比，離開球棒頭的前壁遠一些，這向后伸延的第二組樹枝體在橫向隔開或分叉，第二組樹枝體的垂直尺寸也在0.050到0.100英寸之間。作為例子，見138～142五個樹枝體，呈扇形分布，沿單一的橫向樹枝體137的不同點向后輻射，樹枝體137從樹枝體118～123向后隔開布置。
樹枝體138～142總體向后伸延，與球棒頭的總體是彎曲的后壁26a相并，當樹枝體從頂壁24a接受負荷時，將這種向后的負荷引向或傳遞給后壁，見圖14。
樹枝體137～142的形狀和尺寸與樹枝體118～123大致相同。從而，它們具有同樣的沖擊或應力波傳遞—分布功能，使減薄的頂壁在其與后壁連接處146的破裂和彎曲可能性減到最小的程度。還應注意，樹枝體137～142的形狀沿它們的長度，與后壁的形狀一致，見圖14。此外，樹枝體137～142的后方端頭朝下向前彎轉，緊靠后壁26a的內側，例子見圖14 139a處。這樣，加強了后壁，使得后壁的厚度可以減小。
樹枝體總體地朝著向上盤形凹入的壁162’和164’突起，使得頂壁和底壁的剛度都增大，以向后傳遞沖擊負荷，不論球是擊在前壁28較為朝上的部位，或是較為下面的部位。
本發(fā)明的另一重要方面是關于提供一種高爾夫球棒頭，它具有金屬的殼體，殼上有頂壁、底壁、前壁、后壁、趾壁和跟壁，其特征在于a)底壁具有向上盤形凹入的部分。
b)向上盤形凹入的壁的那部分，具有朝向下方的表面設施，當?shù)妆诘牟萜べN合時，這表面相對于球棒頭的擺動路徑來說是向前朝上傾斜的，以致草皮相對地是朝后移動，和傾斜的表面設施接觸，而產(chǎn)生升力，起到將底壁和球棒頭向上推的作用，借此減小拖滯力，并有較多的動能可以傳遞給球。
而且，如所描述的，底壁還有一朝下的中間脊帶60，它總體向前伸延，而盤形凹入的壁的那部分最好包括兩個盤形凹入部分162和164，分別位于脊帶相對的兩側，兩個盤形凹入部分中的每一個限定傾斜的表面設施的一部分(在盤形凹入部分162和164的后部)，借此在脊帶相對的兩側產(chǎn)生向上的升力，以使加到球棒頭上的向上升力在扭轉上是平衡的。
最后，如果有需要話，也就是說，底壁不必分開形成，然后焊在分開鑄成的球棒頭所具有的邊緣上，而控制真皮的球棒頭底壁可以和頭的其他部分整體形成或鑄成。這種成形可以采用鑄造或模塑法，使用金屬或非金屬材料。
此外，如圖所示，每一球棒頭的兩個凹窩，對于垂直平面400來說，具有相似的形狀，平面400將脊帶60在對球棒頭來說從前后的方向平分，見圖2和7。
還可以看到，每一凹窩具有一朝下的表面，并且其特征還在于i)其最后面的部分162d’和164d’，相對于球棒頭的底壁與草皮相貼時頭向前擺動的路徑來說是向前和朝上傾斜的(見圖3和4)，ii)借此，當球棒頭沿其路徑向前擺動時，隨著這兩個表面的最后面部分與草皮接觸，產(chǎn)生平衡的升力，這種升力將球棒頭的底壁和頭朝上方推動。底壁和/或球棒頭的其他部分可以用金屬以外的材料制成，然而對于很大的頭來說，最好是用諸如鈦的金屬。
這里所用的詞“草皮”應理解為草地、野草、砂、土以及其他可以和底壁接合并被其移置的物質。
請參閱圖5，凹窩162和164具有邊162e和164e，它們從球棒頭的后面看來是向上突出的。在圖5中扁平的斜面56的后面邊緣56aa也是朝上突的，并大約位于邊162e和164e的中間。在圖5中可以看到，這些向上突的邊伸延成弓形的一排，成V狀。如前文所提到，在190和191處出現(xiàn)向上的升力向量，它們是由盤形凹窩的傾斜的后部與草皮接觸所引起來的。請注意，向量是斜的朝上，相互對著。
再請參閱圖5，球棒頭的特征還在于下面所述i)盤形凹窩162和164位于對一向前伸延平分脊帶60的平面400來說基本上相對稱的位置；ii)盤形凹窩最后面的部分162d’聚斂的后端與有一角度的表面或斜面56所具有的尖頂210相交；盤形凹窩最后面部分164d’聚斂的后端也是與斜面56具有的尖頂211相交。這些尖頂還由斜面與球棒頭外突的圓形或弓形底表面213相交所形成，以及斜面與脊帶最后面的兩個擴開部分相交所形成，如圖上所示，尖頂210和211離開球棒頭的前面28基本上是等距離的，借此，斜面56位于凹窩最后面部分162d和164d的中間；iii)平面400還平分斜面，以改尖頂210和211基本上位于離該平面等距離處；平面400還與球棒頭的最后面部分213a相交。
上述特點也有助于產(chǎn)生上文所說平衡的升力。
請參閱圖2，可以看到，所示的很大的金屬球棒頭，當朝其底壁看時，具有一周界輪廓，此輪廓在頭的趾部和后部，離開盤形凹窩有較大的間距?？辞虬纛^趾部的周界輪廓300，它離凹窩162的間距為S1，而在球棒頭的后面離凹窩162的間距為S2。在圖2中所示看底壁的平面中，典型的是，S1至少為5/8英寸左右，而最好可以是3/4到7/8英寸左右；S2至少為1英寸左右，而最好可以是1到13/8英寸左右。
一個大的金屬棒頭的這些間距較大，有助于增大壁非常薄的結構所需的強度，這是因為球棒頭的一些相關聯(lián)的壁具有伸延的突出斜坡或弓形部分，即“內傾”。請看在301處與S1相關聯(lián)的壁以及在302處與S2相關聯(lián)的壁。
另外，如在圖2中所見，對于所示很大的球棒頭，總的周界輪廓200與后斜面56之間的距離S3至少為3/4英寸左右；而與S3相關聯(lián)的球棒頭表面213C，從斜面56朝輪廓300朝上向外傾斜。
另外，對于所示很大的球棒頭，如在圖2中所見，周界輪廓包圍一個面積A；而盤形在凹162和164、脊帶60、斜面56確定一個輪廓，包圍一個面積B，這里A＞1.6B，因而確立很大的球棒頭的一個重要特點，即162，164，60和56等單元相對于總的周界尺寸來說，是比較有限的。最好A和B的關系如后1.7＜A/B＜2.0。把所提到的301、302、213a處，還有圖上所示305和306處，內傾的面積做得比較大，可以加強薄壁的球棒頭。
如在圖10中所見，典型的球棒頭尺寸為TH(趾到跟)＝約43/8英寸FR(前到后)＝約33/4英寸球棒頭的頂壁和后壁的厚度約為0.055英寸；前壁在其中間處的厚度約為0.130英寸，向靠近跟和趾的末端部分逐漸變薄為約0.110英寸。底的厚度約為0.070英寸。
制作1至7號之間，即前壁角度不同的金屬高爾夫球棒頭，可以使用本發(fā)明；并且可以制作這樣一套高爾夫球棒頭，并將本發(fā)明擴大用于這樣的一套棒頭。每一個頭的重心位于大約頭的高度42％到50％處，從頭的前面來看，此高度系從最低的頭表面向上量到最高的頭表面。
凡本申請為其繼續(xù)或部分繼續(xù)申請的所有原專利申請的內容均引入本申請，作為參考。
權利要求
1.一種高爾夫球棒頭，包括一殼體，該殼體具有趾部和跟部、后壁、作為擊球面的前壁、頂壁和底壁，上述底壁的特征在于，它具有一中央脊帶，并形成兩個盤形淺凹窩，一個凹窩位于脊帶和跟部之間，另一凹窩位于脊帶和趾部之間，上述兩個凹窩從上述前壁向后間隔配置，一個凹窩具有一弓形的周界邊，總體地向上述跟部突出，而另一凹窩具有一弓形的周界邊，總體地向趾部突出，上述兩個凹窩相對于一向前伸延、平分上述脊帶的垂直平面而言處于基本上對稱的位置，朝上述底壁看，該棒頭具有一周界輪廓，該輪廓在棒頭的趾部和后部與上述另一個(向趾部突出的)盤形淺凹窩隔開相當?shù)拈g距。
2.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，上述周界輪廓上趾部與上述另一盤形凹窩之間的上述間距至少為約5/8英寸。
3.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，在頭的后部，上述輪廓與上述另一盤形凹窩之間的上述間距至少為約1英寸。
4.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，上述中央脊帶朝上述前壁，在上述兩凹窩前方部分之間，寬度逐漸增大。
5.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，上述底壁具有一斜面，它以一向后朝上的坡角伸延，在上述脊帶的后部范圍之外，處于上述兩個凹窩的后部范圍之間。
6.根據(jù)權利要求5的一種球棒頭，其特征在于，朝棒頭的底壁看，頭后部的輪廓與上述斜面之間的間距至少為約3/4英寸。
7.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，頭具有朝下的表面，朝頭的底壁看，這些表面從上述另一個盤形凹窩向上朝外，向上述周界輪廓傾斜。
8.根據(jù)權利要求5的一種球棒頭，其特征在于，朝頭的底壁看，上述周界輪廓包圍一個面積A，上述兩個盤形凹窩、脊帶和斜面確定一個面積B，其中A＞1.6B
9.根據(jù)權利要求8的一種球棒頭，在這種頭中，1.7＜A/B＜2.0
10.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，上述凹窩具有朝向下方的表面，表面具有向上呈盤形淺淺凹入的形狀。
11.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，上述底壁的一部分是一塊底板，此底板具有一周界邊，與上述底壁上的開口所形成的邊界的邊緣剛性連接，借此，底板將上述開口閉合，上述脊帶和凹窩的一部分位于底板上。
12.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，上述兩個凹窩具有和上述脊帶兩相對側以弓形相合并的表面。
13.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，上述前壁在上述脊帶和凹窩的前方，具有最低的U字形狀。
14.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，它具有一基本上連續(xù)的、中空金屬管，在跟部的殼體中伸延，從殼的頂壁近旁通到殼的底壁近旁，上述管子有一孔，以便納入球棒，該孔與上述一個跟部凹窩對在一條線上。
15.根據(jù)權利要求10的一種球棒頭，其特征在于，上述面朝下的表面在從前到后的方向凹入。
16.根據(jù)權利要求15的一種球棒頭，其特征在于，上述面朝下的表面也在跟與趾之間的方向凹入。
17.根據(jù)權利要求5的一種球棒頭，其特征在于，上述底壁包括一底板，這底板的周界邊與底部開口上殼的邊緣相連接，上述淺凹窩的大部分處在上述底板中。
18.根據(jù)權利要求5的一種球棒頭，其特征在于，上述底壁包括一底板，這底板的周界邊與底部開口上殼的邊緣相連接，上述淺凹窩的大部分處在上述底板中，而且上述脊帶和斜面也處在上述底板中。
19.根據(jù)權利要求14的一種球棒頭，其特征在于，上述底壁包括一底板，這底板的周界邊與底壁開口上殼的邊緣相連接，上述凹窩的大部分處在上述底板中，上述殼上有一與上述管子是一體的底壁角板部分，上述底板也與上述角板部分相連接，上述角板部分形成位于上述脊帶與跟部之間的一個淺凹窩的一部分。
20.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，它包括第一組窄的、金屬的沖擊波分布樹枝體，這樹枝體總體地從上述前壁向后伸延，緊靠殼體頂壁的下側并與其成一體，上述樹枝體向上述兩個淺凹窩突出。
21.根據(jù)權利要求20的一種球棒頭，它包括第二組樹枝體，它與上述頂壁成為一體，樹枝體是隔開配置的，總體向后伸延，向后朝下并入殼體上的后壁，以響應前壁與高爾夫球的撞擊，從上述頂壁傳遞向后的負荷，上述第二組樹枝體也朝上述兩個淺凹窩突出。
22.根據(jù)權利要求21的一種球棒頭，其特征在于，每一組樹枝體是在從趾到跟的方向隔開配置的。
23.一種高爾夫球棒頭，它由一金屬殼構成，此殼體具有頂壁、底壁、前壁、后壁、趾壁和跟壁，并包括a)與上述頂壁和后壁的內側成一體的樹枝體，和b)具有兩個朝上盤形凹入部分的底壁，這兩個部分朝與頂壁成一體的樹枝體突出，而樹體則隔開配置在跟與趾之間，底壁的一個盤形凹入部分構成比較靠近趾的一個凹窩，而底壁的另一盤形凹入部分構成比較靠近跟的另一凹窩，c)朝上述底壁看，球棒頭具有一周界輪廓，它在頭的趾和后部與上述另一盤形淺凹窩有相當?shù)拈g距。
24.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，脊帶是在上述前壁的后面，朝下突出，擊球時它與上述凹窩相互配合，將草皮朝兩個凹窩引導，使其進入凹窩內，兩個凹窩具有向前朝上傾斜的表面，這兩個表面與相對朝后移動的草皮接觸，以在脊帶相對的兩側產(chǎn)生升力，將底壁和頭朝上方推。
25.根據(jù)權利要求5的一種球棒頭，其特征在于，頭的重心位于其高度約42％到50％處，頭的高度從其前面看，是從最低的頭表面向上量到頭的最高表面。
26.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，它是金屬的，并包括鈦。
27.根據(jù)權利要求8的一種球棒頭，其特征在于，它是金屬的，并主要由鈦制成。
28.根據(jù)權利要求26的一種球棒頭，其特征在于，至少上述頭壁之一的最小厚度薄于約0.060英寸。
29.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，上述頂壁的厚度為約0.055英寸，并且上述前壁的最小厚度小于約0.130到0.110英寸。
30.一種高爾夫球棒頭，包括一金屬殼體，殼體具有趾部和跟部、后壁、作為擊球面的前壁、頂壁及底壁，底壁的特征在于，它具有局部的起伏和有彎角的表面，這些表面被圈在一第一輪廓線里面，用于和草皮接觸和當與草皮接觸時將頭朝上推，朝上述底壁看去，球棒頭有一第二總的周界輪廓，至少朝上述趾部和朝球棒頭的后面，此第二周界輪廓離開上述第一周界輪廓有相當?shù)拈g距，球棒頭殼在上述第一和第二輪廓之間呈弓形向上朝外傾斜。
31.根據(jù)權利要求30的一種球棒頭，其特征在于，上述第一周邊輪廓包圍一個面積B，上述第二周界輪廓包括一個面積A，其中A＞1.6B
32.根據(jù)權利要求31的一種球棒頭，其特征在于，1.7＜A/B＜2.0
33.根據(jù)權利要求1的一種球棒頭，其特征在于，它的重心位于頭的高度約42％到50％處，這高度，從頭的前面看，系從頭的最低表面向上量到頭的最高表面。
34.一套高爾夫球棒頭，其中每一個頭具有權利要求1中所確定的形狀結構。
35.根據(jù)權利要求34的一套球棒頭，其特征在于，每一個頭的重心位于頭高的約42％到50％處，頭的高度，從其前面看，系從頭的最低表面向上量到頭的最高表面。
全文摘要
一種高爾夫球棒頭包括一殼體，殼體具有趾部、跟部、后壁、作為擊球面的前壁、以及頂壁和底壁，底壁的特征在于，它有一中央脊帶，并形成兩個盤形淺凹窩，一個凹窩在脊帶和跟部之間，另一個凹窩在脊帶和趾部之間。兩個凹窩從前壁向后隔開，一個凹窩有一弓形周界邊，向跟部突出，另一凹窩有一弓形周界邊，向趾部突出，兩個凹窩相對于向前伸延、平分脊帶的垂直平面基本對稱，朝底壁看，球棒頭有一周界輪廓線，在頭的趾部和后面與另一盤形淺凹窩隔開較大的間距。
文檔編號A63B53/04GK1121841SQ9510142
公開日1996年5月8日 申請日期1995年1月16日 優(yōu)先權日1994年6月29日
發(fā)明者格倫·H·施米特, 理查德·C·赫爾姆斯特爾 申請人:卡拉韋·高爾夫公司