專(zhuān)利名稱(chēng)：表面由鍛造材料構(gòu)成的高爾夫球桿頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及其表面由鍛造材料構(gòu)成的高爾夫球桿頭，特別涉及其表面由薄鍛造材料構(gòu)成、從而擊球時(shí)能更有效把能量傳給高爾夫球的高爾夫球桿頭。
相關(guān)技術(shù)當(dāng)一高爾夫球桿頭擊打一高爾夫球時(shí)，球桿頭表面和該高爾夫球受到很大沖擊。大多數(shù)能量從球桿頭傳給高爾夫球，但是，一些能量由于碰撞而損失。高爾夫球一般由包住一橡膠芯子的聚合材料(例如離聚物)面層構(gòu)成。具有緩沖(吸能)特性的這些較軟聚合材料會(huì)發(fā)生壓縮變形，其決定于壓縮變形率的緩沖特性比球桿金屬表面的緩沖特性大10-100倍。因此，擊球時(shí)，與球桿金屬表面的小變形(0.025-0.050英寸)不同，高爾夫球的受力和變形很大(0.001-0.20英寸)，因此失去很多能量。球桿頭傳給高爾夫球的能量越有效，高爾夫球的飛行距離越遠(yuǎn)。
廣為接受的方法是提高球桿頭表面的剛性以減小金屬頭或球桿頭的變形。但是，這造成高爾夫球變形加大，從而能量傳遞問(wèn)題變得更嚴(yán)重。
有些人已認(rèn)識(shí)到這一問(wèn)題并公開(kāi)了各種可能解決方案。一個(gè)例子是Campau的美國(guó)專(zhuān)利No.4,398,965“a Method Of Making Iron GolfClub With Flexible Impact Surface”，該專(zhuān)利公開(kāi)的一球桿有一柔韌面板，該面板上有便于該面板撓曲的槽。Campau的該面板用黑色金屬材料如不銹鋼制成，厚度為0.1英寸-0.125英寸。
另一個(gè)例子是Eggiman的美國(guó)專(zhuān)利No.5,863,261“a Golf ClubHead With Elastically Deforming Face And Back Plates”，該專(zhuān)利使用多塊板，這些板在擊球時(shí)共同作用，在高爾夫球上產(chǎn)生象彈簧一樣的效果。至少兩塊板之間有流體用作粘滯耦合器。
另一個(gè)例子是Jepson等人的美國(guó)專(zhuān)利No.3,937,474“a Golf ClubWith A Polyurethane Insert”。Jepson公開(kāi)了肖氏硬度D為40-75的聚氨酯插入物。
另一個(gè)例子是Inamori的美國(guó)專(zhuān)利No.3,975,023“a Golf ClubHead With Ceramic Face Plate”，該專(zhuān)利使用由具有高傳能系數(shù)的陶瓷材料制成的面板，盡管陶瓷材料通常較硬。Chen等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,743,813“a Golf Club Head”使用由多層構(gòu)成的表面來(lái)吸收高爾夫球的震動(dòng)。材料之一是非金屬材料。
Lu的美國(guó)專(zhuān)利 No.5,499,814“a Hollow Club Head WithDeflecting Insert Face Plate”公開(kāi)了一由塑料或鋁合金制成的加固件，使得厚度為0.01-0.30英寸、制作材料為不銹鋼、鈦、KEVLAR(商標(biāo))等的面板發(fā)生微小偏轉(zhuǎn)。Campau的另一個(gè)發(fā)明、美國(guó)專(zhuān)利No.3,989,248“a Golf Club Having Insert Capable Of ElasticFlexing”公開(kāi)了其中有金屬插入物的木制球桿。
盡管并不是為了面板的撓曲，Viste的美國(guó)專(zhuān)利No.5,282,624公開(kāi)了一種高爾夫球桿頭，該球桿頭有一由鍛造不銹鋼制成、厚3mm的面板。Anderson的美國(guó)專(zhuān)利No.5,344,140“a Golf Club Head AndMethod Of Forming Same”的面板也使用鍛造材料。Andereson的面板可由若干鍛造材料制成，包括鋼、銅和鈦。該鍛造板的厚度均勻，在0.090-0.130英寸之間。
另一項(xiàng)涉及球桿頭中的鍛造材料的發(fā)明是Su等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,776,011“a Golf Club Head”。Su公開(kāi)的球桿頭由三個(gè)構(gòu)件構(gòu)成，每一構(gòu)件由鍛造材料制成。Su的主要目的是生產(chǎn)一種升角精度提高、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高的球桿頭。最后，Aizawa的美國(guó)專(zhuān)利No.5,346,216“a Golf Club Head”公開(kāi)了一種具有弧形擊球面的面板。
由美國(guó)高爾夫球聯(lián)合會(huì)(“USGA”)和圣安德魯斯皇家和古代高爾夫俱樂(lè)部確立和解釋的高爾夫球規(guī)則規(guī)定了對(duì)高爾夫球桿頭的某些要求。對(duì)高爾夫球桿頭的要求見(jiàn)規(guī)則4和附錄II。高爾夫球規(guī)則的完整說(shuō)明見(jiàn)USGA網(wǎng)頁(yè)www.usga.org。盡管高爾夫球規(guī)則沒(méi)有特別規(guī)定高爾夫球桿表面的各參數(shù)，但規(guī)則4-1e禁止該表面擊球時(shí)產(chǎn)生彈簧效果。在1998年，USGA根按照規(guī)則4-1e采取一測(cè)量球桿表面COR的測(cè)試程序?？捎迷揢SGA測(cè)試程序以及與之類(lèi)似的測(cè)試程序測(cè)量球桿表面COR。
盡管現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了各種各樣的面板，但現(xiàn)有技術(shù)未能提供由薄材料制成、具有高回彈系數(shù)的面板。
本發(fā)明概述本發(fā)明提供一種高爾夫球桿頭，該球桿頭有一擊球板，該擊球板的回彈系數(shù)高，從而對(duì)于給定的球桿頭擊球前速度，可提高擊球后高爾夫球的速度。為此，本發(fā)明使用由縱橫比小(接近1.0)、表面積大的薄材料制成的擊球板。
本發(fā)明的一個(gè)方面是一種具有一擊球板的高爾夫球桿頭，該擊球板的厚度為0.010英寸-0.250英寸、在比方說(shuō)由USGA規(guī)定的測(cè)試條件下的回彈系數(shù)至少為0.83。測(cè)量回彈系數(shù)的USGA標(biāo)準(zhǔn)條件見(jiàn)USGA的USGA Procedure for Measuring the Velosity Ratio of a Club Headfor Conformance to Rule 4-1e，Appendix II.Revision I，August4，1998 and Revision O，July 6，1998。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種包括一表面件、一頂板和一底板的高爾夫球桿頭。該表面件的制作材料包括鈦、鈦合金、鋼、琉態(tài)金屬、復(fù)合物和陶瓷。該表面件包括一擊打高爾夫球的擊球板、一表面延伸部和一內(nèi)部管道。該表面延伸部從該擊球板周邊沿橫向向里伸展。該內(nèi)部管道供一球柄插入并與該表面延伸部的一頂部和該表面延伸部的一底部連接。該頂板在離擊球板變動(dòng)距離處固定在該表面延伸部的頂部上。該底板在離擊球板變動(dòng)距離處固定在該表面延伸部的底部上。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種高爾夫球桿頭，該球桿頭有一縱橫比不大于1.7的擊球板。該縱橫比為該表面的寬度與高度之比。球桿頭表面的縱橫比一般大于1.7。例如，Callaway Golf Company of Carlsbad，California的原GREAT BIG BERTHA(商標(biāo))球桿的縱橫比為1.9。如下文詳述，本發(fā)明球桿頭擊球板的較小縱橫比可提高柔順性、從而提高回彈系數(shù)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種高爾夫球桿頭，包括一由鈦材料制成的主體，該主體的體積為175-400立方厘米、一般為260-350立方厘米、最好為300-310立方厘米，重量為160-300克、最好為175-225克；以及一表面，該表面的表面積為4.50-5.50平方英寸、最好為4.00-7.50平方英寸。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1為本發(fā)明高爾夫球桿的正視圖。
圖1A為本發(fā)明高爾夫球桿另一實(shí)施例的正視圖。
圖2為圖1高爾夫球桿頭的俯視圖。
圖2A為本發(fā)明高爾夫球桿另一實(shí)施例的俯視圖。
圖3為本發(fā)明高爾夫球桿頭的表面件的俯視圖，頂板用點(diǎn)劃線(xiàn)表示。
圖4為本發(fā)明高爾夫球桿頭的側(cè)視圖。
圖4A為本發(fā)明高爾夫球桿頭另一實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖5為本發(fā)明高爾夫球桿頭的仰視圖。
圖6為沿圖5中6-6線(xiàn)剖取的剖面圖。
圖7為沿圖3中7-7線(xiàn)剖取的剖面圖，示出本發(fā)明高爾夫球桿頭的插口。
圖8為圖7中圓圈8的放大圖。
圖9為本發(fā)明高爾夫球桿頭的表面件的實(shí)施例的俯視圖。
圖10為本發(fā)明高爾夫球桿頭的表面件的實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖11為本發(fā)明高爾夫球桿頭的表面件的實(shí)施例的仰視圖。
圖12為本發(fā)明高爾夫球桿頭的正視圖，示出擊球板的厚度變動(dòng)。
圖12A為本發(fā)明另一高爾夫球桿頭的正視圖，示出擊球板的厚度變動(dòng)。
圖13為沿圖12中13-13線(xiàn)剖取的剖面圖。示出表面厚度變動(dòng)。
圖14為現(xiàn)有BIG BERTHA(商標(biāo))WARBIRD(商標(biāo))球桿的正視圖。
圖15為面心立方體模型的立體圖。
圖16為體心立方體模型的立體圖。
圖17為本發(fā)明高爾夫球桿頭在擊打高爾夫球之前的側(cè)視圖。
圖18為本發(fā)明高爾夫球桿頭在擊打高爾夫球時(shí)的側(cè)視圖。
圖19為本發(fā)明高爾夫球桿頭在擊打高爾夫球之后的側(cè)視圖。
圖20為一曲線(xiàn)圖，表示出把GREAT BIG BERTHA(商標(biāo))形高爾夫球桿用作基準(zhǔn)的von Mises應(yīng)力的百分比變動(dòng)與本發(fā)明高爾夫球桿頭的表面中央、表面底部和表面頂部的面積的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖21為一曲線(xiàn)圖，表示出把GREAT BIG BERTHA形高爾夫球桿用作基準(zhǔn)的COR和表面偏轉(zhuǎn)的百分比變動(dòng)與表示面積的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖22為一曲線(xiàn)圖，表示出把GREAT BIG BERTHA形高爾夫球桿用作基準(zhǔn)的von Mises應(yīng)力的百分比變動(dòng)與本發(fā)明高爾夫球桿頭的表面中央、表面底部和表面頂部的縱橫比的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖23為一曲線(xiàn)圖，表示出把GREAT BIG BERTHA形高爾夫球桿用作基準(zhǔn)的COR和表面偏轉(zhuǎn)的百分比變動(dòng)與縱橫比的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖24為一曲線(xiàn)圖，表示出把GREAT BIG BERTHA形高爾夫球桿用作基準(zhǔn)的von Mises應(yīng)力的百分比變動(dòng)與本發(fā)明高爾夫球桿頭的表面中央、表面底部和表面頂部的厚度比的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖25為一曲線(xiàn)圖，表示出把GREAT BIG BERTHA形高爾夫球桿用作基準(zhǔn)的COR和表面偏轉(zhuǎn)的百分比變動(dòng)與厚度比的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖26為一曲線(xiàn)圖，在本發(fā)明高爾夫球桿頭的縱橫比、面積和厚度比下，表示出把GREAT BIG BERTHA形用作基準(zhǔn)的COR百分比變動(dòng)與把GREAT BIG BERTHA形用作基準(zhǔn)的表面偏轉(zhuǎn)百分比變動(dòng)的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖27為一曲線(xiàn)圖，在本發(fā)明高爾夫球桿頭的縱橫比、面積和厚度比下，表示出把GREAT BIG BERTHA形用作基準(zhǔn)的COR百分比變動(dòng)與把GREAT BIG BERTHA形用作基準(zhǔn)的表面頂部的von Mises應(yīng)力百分比變動(dòng)的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖28為一曲線(xiàn)圖，在本發(fā)明高爾夫球桿頭的縱橫比、面積和厚度比下，表示出把GREAT BIG BERTHA形用作基準(zhǔn)的COR百分比變動(dòng)與把GREAT BIG BERTHA形用作基準(zhǔn)的表面中央的von Mises應(yīng)力百分比變動(dòng)的關(guān)系曲線(xiàn)。
圖29為一曲線(xiàn)圖，在本發(fā)明高爾夫球桿頭的縱橫比、面積和厚度比下，表示出把GREAT BIG BERTHA形用作基準(zhǔn)的COR百分比變動(dòng)與把GREAT BIG BERTHA形用作基準(zhǔn)的表面底部的von Mises應(yīng)力百分比變動(dòng)的關(guān)系曲線(xiàn)。
本發(fā)明最佳實(shí)施方式本發(fā)明涉及一種有一擊球板的高爾夫球桿頭，該擊球板薄且回彈系數(shù)高，從而用本發(fā)明高爾夫球桿頭擊打的高爾夫球可飛得更遠(yuǎn)。回彈系數(shù)(“COR”)由下式計(jì)算e＝(v2-v1)/(U1-U2)其中，U1為碰撞前球桿頭速度；U2為碰撞前高爾夫球的速度，為0；v1為高爾夫球與球桿頭表面分離緊后球桿頭的速度；v2為高爾夫球與球桿頭表面分離緊后高爾夫球的速度；e為高爾夫球與球桿表面之間的回彈系數(shù)。
對(duì)于不另加能量的系統(tǒng)，e的值限制在0-1.0。對(duì)于軟土或油灰之類(lèi)材料，回彈系數(shù)e接近0，而對(duì)于變形不造成能量損耗的全彈性材料，e的值為1.本發(fā)明提高一種具有一擊球板或表面的高爾夫球桿，其在普通測(cè)試條件下的回彈系數(shù)接近0.93。
如圖1-5所示，一高爾夫球桿總的用標(biāo)號(hào)40表示。該高爾夫球桿40有一高爾夫球桿頭42，該球桿頭包括一主體44和一空心內(nèi)部(未示出)。一球柄48與該球桿頭42連接，該球柄的底端52上有一抓手50(未示出)，其頂端56插入一插口54中。一O形環(huán)58在一通向插口54的孔59處套住球柄48。
球桿頭42的主體44一般由三部分即一表面件60、一頂板62和一底板64構(gòu)成。球桿頭42也可分為一最靠近球柄48的跟部66、一與跟部66相對(duì)的尖部部68和一與表面件60相對(duì)的后部70。
表面件60一般由單片金屬構(gòu)成，最好由鍛造金屬材料構(gòu)成。該鍛造金屬材料最好為鍛造鈦。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難看出，在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)表面件也可由其他材料如鋼、琉態(tài)金屬、陶瓷、合成物、碳、碳纖維和其他纖維材料構(gòu)成。表面件60一般包括一表面板(也稱(chēng)為擊球板)72和一從表面板72的周邊沿橫向向里伸展的表面延伸部74。表面板72上有許多刻痕線(xiàn)75。圖1A示出表面板72的另一實(shí)施例，其上的刻痕圖案不同。表面延伸部74一般包括一橫向延伸頂部76、一橫向延伸底部78、一跟部壁80和一尖部壁82。
橫向延伸頂部76向著空心內(nèi)部46向里伸展預(yù)定距離后與頂板62連接。在一優(yōu)選實(shí)施例中，從表面板72周邊73到橫向延伸頂部76邊緣的該預(yù)定距離為0.2英寸-1.0英寸。與現(xiàn)有技術(shù)中頂板與表面板垂直連接不同，在本發(fā)明中，表面件60沿一水平平面與頂板62連接。這種連接提高了表面板72的柔性，從而回彈系數(shù)提高。頂板62與橫向延伸頂部76沿連接線(xiàn)81用焊接之類(lèi)牢牢固定在一起。如圖2A所示，在另一實(shí)施例中，橫向延伸頂部76在向里更大距離處與頂板62連接，因此焊縫離表面板72受力處比圖2實(shí)施例更靠后。
本發(fā)明的獨(dú)特之處還在于表面延伸部74的一環(huán)繞通向插口54的孔59的插口部84。插口部84的寬度w1大于整個(gè)橫向延伸頂部76的寬度w2。插口部84逐漸過(guò)渡到跟部壁80。跟部壁80與表面板72垂直，跟部壁80在與底板64的一圍帶90和一底部91連接前覆蓋插口54。跟部壁80用焊接之類(lèi)與底板64的圍帶90和底部91固定在一起。
表面件60的另一端上有從表面板72呈凸弧形的尖部壁82。尖部壁82用焊接之類(lèi)與底板64的圍帶90和底部91固定在一起。
橫向延伸底部78向著空心內(nèi)部46向里伸展預(yù)定距離后與底板64連接。在一優(yōu)選實(shí)施例中，從表面板72周邊73到橫向延伸底部78該端的該預(yù)定距離為0.2英寸-1.0英寸。與現(xiàn)有技術(shù)中底板與表面板垂直連接不同，在本發(fā)明中，表面件60沿一水平平面與底板64連接。這一連接使得受焊接熱量影響的區(qū)域從頂板/表面板強(qiáng)度轉(zhuǎn)折半徑區(qū)后移。這種連接提高了表面板72的柔性，從而回彈系數(shù)提高。底板64與橫向延伸底部78沿連接線(xiàn)81用焊接之類(lèi)牢牢固定在一起。本發(fā)明的獨(dú)特之處還在于表面延伸部74的一環(huán)繞通向插口54的底板64上的孔114的孔部86。孔部86的寬度w3大于整個(gè)橫向延伸底部78的寬度w4。孔部86逐漸過(guò)渡到跟部壁80。
頂板62一般向底板64凸起，其與表面件60連接部分之外的部分與底板64的圍帶90連接。頂板62上可有用來(lái)幫助對(duì)準(zhǔn)球桿頭42與一高爾夫球的V形符號(hào)88或其他記號(hào)。頂板62的厚度為0.025-0.060英寸，最好為0.035-0.043英寸，更好為0.039英寸。頂板62最好用鈦片材之類(lèi)熱成形或“精壓”材料構(gòu)成。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難看出，在本發(fā)明范圍和精神內(nèi)頂板62也可使用其他材料或成形工藝。
底板64一般由底部91和與底部91大致垂直的圍帶90構(gòu)成。底部91一般向頂板62凸起。該底部有一中央凸脊92，第一橫向延伸部94向尖部部68伸展，第二橫向延伸部96向跟部66伸展。中央凸脊92和第一橫向延伸部94界定第一凸形凹槽98，中央凸脊92和第二橫向延伸部96界定第二凸形凹槽100。底板64的厚度為0.025-0.060英寸，最好為0.047-0.055英寸，更好為0.051英寸。底板64最好用鈦片材之類(lèi)熱成形或“精壓”材料構(gòu)成。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難看出，在本發(fā)明范圍和精神內(nèi)底板64也可使用其他材料或成形工藝。
圖6-8示出本發(fā)明球桿頭42的空心內(nèi)部46。插口54位于空心內(nèi)部46中而成為表面件60的一部件。插口54可用與表面件60相同的材料構(gòu)成，用焊接之類(lèi)固定在表面件60上。插口54在表面件60中的位置使得插口54的重量集中在表面板72上靠近跟部66，以增加表面板72的擊球質(zhì)量。在孔114與孔59之間形成一圓管的插口壁120界定插口54的空心內(nèi)部118。在一優(yōu)選實(shí)施例中，插口壁120不接觸跟部壁80，因此插口壁120與跟部壁80之間有一空間115。球柄48插入插口54中。此外，插口54位于表面板72后方，使得表面板72與一高爾夫球碰撞時(shí)具有柔順性。在一實(shí)施例中，插口54位于表面板72后方0.125英寸處。
球桿頭42的空心內(nèi)部46中還可有任選的雙鎮(zhèn)重件122和123。在一優(yōu)選實(shí)施例中，鎮(zhèn)重件122和123位于底板64上，以降低高爾夫球桿40的重心。鎮(zhèn)重件122和123(未示出)的形狀可與底板64一致。但是，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難看出，為影響高爾夫球桿40的重心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量或其他固有特性，鎮(zhèn)重件也可位于球桿頭42的其他位置上。鎮(zhèn)重件122和123最好為粉末鈦材料之類(lèi)壓制和燒結(jié)粉末金屬材料。鎮(zhèn)重件122和123也可為鑄造或機(jī)加工鈦片。鎮(zhèn)重件122和123還可為旋入底板64的孔124中的鎢制螺絲。盡管把鈦和鎢用作例示性材料，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員不難看出，在本發(fā)明范圍和精神內(nèi)任選鎮(zhèn)重件也可使用其他高密度材料。
圖9-11示出連接線(xiàn)81a和81b的變化。連接線(xiàn)81b示出表面件60的表面延伸部74的變動(dòng)。該變動(dòng)的連接線(xiàn)位于V形符號(hào)88后方。連接線(xiàn)81b為優(yōu)選連接線(xiàn)。
圖12、12A和13示出其表面板72厚度變動(dòng)的本發(fā)明實(shí)施例。表面板或擊球板72分成厚度各不相同的橢圓區(qū)。中央橢圓區(qū)102最厚，其厚度為0.110-0.090英寸，最好為0.103-0.093英寸，更好為0.095英寸。其次為第一同心區(qū)104，其厚度為0.097-0.082英寸，最好為0.090-0.082英寸，更好為0.086英寸。其次為第二同心區(qū)106，其厚度為0.094-0.070英寸，最好為0.078-0.070英寸，更好為0.074英寸。其次為第三同心區(qū)108，其厚度為0.090-0.07英寸。其次為周邊區(qū)110，其厚度為0.069-0.061英寸。該周邊區(qū)包括尖部周邊區(qū)110a和跟部周邊區(qū)110b。表面板72的厚度變動(dòng)使得最大厚度分布在表面板72的中央111，從而提高表面板72的柔性并因此提高回彈系數(shù)。
在另一實(shí)施例中，擊球板72用琉態(tài)金屬如鐵-硼、鎳-銅、鎳-鋅、鎳-硫構(gòu)成。這些琉態(tài)金屬使得擊球板72可薄達(dá)0.055英寸。最好是，這類(lèi)琉態(tài)金屬擊球板的最薄部分位于周邊區(qū)110a和110b上，盡管這類(lèi)琉態(tài)金屬擊球板72的整個(gè)擊球板72可有0.055英寸的均勻厚度。
在另一實(shí)施例中，擊球板72由陶瓷、合成物或其他金屬構(gòu)成。此外，表面板或擊球板72可為木制或鐵制球桿頭的一插入物。此外，擊球板72的最薄區(qū)可薄達(dá)0.010英寸，以提高柔順性并因此提高回彈系數(shù)。
在用給定高爾夫球進(jìn)行的USGA標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下本發(fā)明球桿頭42的回彈系數(shù)為0.80-0.93，最好為0.83-0.883，更好為0.87。表面件60的鈦材料的微結(jié)構(gòu)的面心立方體(“FCC”)微結(jié)構(gòu)如圖15所示，其體心立方體(“BCC”)微結(jié)構(gòu)如圖16所示。FCC微結(jié)構(gòu)與β-鈦有關(guān)，BCC微結(jié)構(gòu)與β-鈦有關(guān)。
此外，本發(fā)明表面板72的縱橫比比現(xiàn)有表面板小(圖14示出現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)例子)?？v橫比定義為表面的寬度“w”除以表面的高度“h”，參見(jiàn)圖1A。在一實(shí)施例中，寬度w為78mm，高度h為48mm，因此縱橫比為1.635。在現(xiàn)有高爾夫球桿頭中，縱橫比通常遠(yuǎn)大于1.例如，原GREAT BIG BERTHA球桿的縱橫比為1.9。本發(fā)明該表面的縱橫比不大于1.7。本發(fā)明的縱橫比最好為1.0-1.7。一個(gè)實(shí)施例的縱橫比為1.3。本發(fā)明的該表面比現(xiàn)有技術(shù)更呈圓形。本發(fā)明表面板72的表面積為4.00-7.50平方英寸，最好為4.95-5.1平方英寸，更好為4.99-5.06平方英寸。
本發(fā)明球桿頭42在與現(xiàn)有球桿頭等重的條件下其體積比現(xiàn)有球桿頭大。本發(fā)明球桿頭42的體積為175-400立方厘米，最好為300-310立方厘米。本發(fā)明球桿頭42的重量為165-300克，最好為175-225克，更好為188-195克。該球桿頭從表面板72到頂板62后部的深度最好為3.606-3.741英寸。球桿頭42在擊球位置時(shí)的高度“H”最好為2.22-2.27英寸，更好為2.24英寸。球桿頭42從尖部部68到跟部66的寬度“W”最好為4.5-4.6英寸。
如圖17-19所示，表面板72的柔性使得回彈系數(shù)提高。圖17中示出表面板72即將擊打一高爾夫球140。圖18示出表面板72擊打該高爾夫球，高爾夫球140和表面板72發(fā)生變形。圖19示出高爾夫球140從表面板72射出。
本發(fā)明高爾夫球桿42與原GREAT BIG BERTHA球桿類(lèi)似形狀的高爾夫球桿頭進(jìn)行比較，示出縱橫比、厚度和面積的變動(dòng)對(duì)表面板72的COR和應(yīng)力造成的影響。但是，GREAT BIG BERTHA基準(zhǔn)的表面厚度均勻，其0.110英寸的厚度比Callaway Golf Company的原GREAT BIGBERTHA球桿薄。比方說(shuō)在按照1998-1999高爾夫球規(guī)則的規(guī)則4-1e，附錄II規(guī)定的USGA測(cè)試條件下，GREAT BIG BERTHA基準(zhǔn)的COR值為0.830，而原GREAT BIG BERTHA球桿的COR值為0.788。把GREAT BIGBERTHA用作基準(zhǔn)對(duì)表面中央進(jìn)行100mph碰撞時(shí)，表面頂部的應(yīng)力為40千磅/平方英寸(“ksi”)，表面底部的應(yīng)力為49ksi，表面中央的應(yīng)力為29ksi。GREAT BIG BERTHA基準(zhǔn)的表面偏轉(zhuǎn)在100mph下為1.25mm。圖20-29為把GREAT BIG BERTHA用作基準(zhǔn)時(shí)與這些參數(shù)有關(guān)的曲線(xiàn)圖。表面頂部指橫向延伸頂部76，表面底部指橫向延伸底部78，表面中央指表面板72的中央。
圖20示出GREAT BIG BERTHA基準(zhǔn)上應(yīng)力百分比變動(dòng)與表面板72面積變動(dòng)之間的關(guān)系。如該曲線(xiàn)所示，隨著面積增加表面頂部上的應(yīng)力增加，隨著面積減小表面頂部上的應(yīng)力減小。表面中央和表面底部上的應(yīng)力隨著表面板72面積的增加或減小大致保持不變。
圖21示出面積變動(dòng)對(duì)COR和表面偏轉(zhuǎn)的影響。面積稍有變動(dòng)就會(huì)大大影響表面板72的偏轉(zhuǎn)，而COR盡管百分比變動(dòng)較小，但影響很大。因此，隨著面積增加，表面偏轉(zhuǎn)增加，而COR稍稍增加，但比表面偏轉(zhuǎn)的影響大。
圖22示出GREAT BIG BERTHA基準(zhǔn)上應(yīng)力百分比變動(dòng)與表面板72縱橫比變動(dòng)之間的關(guān)系。隨著表面板72的縱橫比減小或更接近圓形，表面底部上的應(yīng)力大大增加，而表面中央和表面頂部上的應(yīng)力隨著縱橫比的減小只稍稍增加。
圖23示出縱橫比變動(dòng)對(duì)COR和表面偏轉(zhuǎn)的影響?？v橫比稍有變動(dòng)就會(huì)大大影響表面板72的偏轉(zhuǎn)，而COR盡管百分比變動(dòng)較小，但影響很大。因此，隨著縱橫比減小，表面偏轉(zhuǎn)增加，而COR稍稍增加，但比表面偏轉(zhuǎn)的影響大。
圖24示出GREAT BIG BERTHA基準(zhǔn)上應(yīng)力百分比變動(dòng)與厚度比變動(dòng)之間的關(guān)系。厚度比定義為表面板72與表面厚度為0.110英寸的GREAT BIG BERTHA基準(zhǔn)的表面厚度之比。如該曲線(xiàn)所示，厚度比稍稍變動(dòng)就會(huì)造成表面頂部、表面中央和表面底部的應(yīng)力的很大變動(dòng)。
圖25示出厚度比變動(dòng)對(duì)COR和表面偏轉(zhuǎn)的影響。厚度比稍有變動(dòng)就會(huì)大大影響表面板72的表面偏轉(zhuǎn)，而COR的百分比變動(dòng)極小。
圖26組合圖21，23和25，示出給定表面偏轉(zhuǎn)百分比變動(dòng)下哪些變動(dòng)造成COR的最大變動(dòng)。如圖所示，縱橫比的變動(dòng)會(huì)造成COR的最大變動(dòng)而表面偏轉(zhuǎn)基本不變。但是，一高爾夫球桿頭的一般形狀規(guī)定了實(shí)際上可通過(guò)改變?cè)摫砻娴拿娣e提高COR的總變動(dòng)。
圖27組合圖20、22和24的表面頂部結(jié)果，示出哪些變動(dòng)造成COR相對(duì)于表面頂部應(yīng)力的最大變動(dòng)。如圖所示，縱橫比的變動(dòng)會(huì)造成COR的最大變動(dòng)，同時(shí)表面頂部應(yīng)力的變動(dòng)最小。但是，應(yīng)該用面積變動(dòng)提高COR的總變動(dòng)。
圖28組合圖20、22和24的表面中央結(jié)果，示出哪些變動(dòng)造成COR相對(duì)于表面中央應(yīng)力的最大變動(dòng)。如圖所示，面積的變動(dòng)會(huì)造成COR的最大變動(dòng)，同時(shí)表面中央應(yīng)力的變動(dòng)最小。
圖29組合圖20、22和24的表面底部結(jié)果，示出哪些變動(dòng)造成COR相對(duì)于表面底部應(yīng)力的最大變動(dòng)。與表面中央的結(jié)果一樣，面積的變動(dòng)會(huì)造成COR的最大變動(dòng)，同時(shí)表面底部應(yīng)力的變動(dòng)最小。
較之縱橫比和面積，厚度比變動(dòng)對(duì)COR變動(dòng)的影響最小。但是，對(duì)于給定高爾夫球，比方說(shuō)在按照1998-1999高爾夫球規(guī)則的規(guī)則4-1e，附錄II規(guī)定的USGA測(cè)試條件下，本發(fā)明高爾夫球桿頭43同時(shí)使用厚度比、縱橫比和面積這三者提高COR。因此，與彈簧不同，在不增加該系統(tǒng)的能量的條件下，本發(fā)明提高表面板的柔順性，減小擊球時(shí)高爾夫球的能量損耗。
表1示出本發(fā)明高爾夫球桿頭42與市場(chǎng)上銷(xiāo)售的各種高爾夫球桿的使用壽命，包括Bridgestone Sport of Tokyo，Japan的BIIM球桿；Katana Golf of Tokyo，Japan的KATANA SWORD 1球桿；KatanaGolf of Tokyo，Japan的KATANA SWORD 2球桿；Daiwa-Seiko of Tokyo，Japan的S-YARD.301NF；Daiwa-Seiko of Tokyo，Japan的S-YARD.301NF11；Mizuno Golf of Tokyo，Japan的Mizuno 300S；Callaway Golf Company of Carsbad California的BIGGEST BIG BERTHA和Callaway Golf Company of Carsbad California的GREAT BIG BERTHAHAWK EYE球桿。第一列列出各高爾夫球桿頭。第二列列出各高爾夫球桿頭的COR。第三列列出各高爾夫球桿頭擊球板損壞前與符合USGA標(biāo)準(zhǔn)的高爾夫球的碰撞次數(shù)。第四列列出某些高爾夫球桿頭的表面中央的厚度。如表1所示，沒(méi)有一個(gè)高爾夫球桿頭的COR至少為0.85而其壽命經(jīng)得起與速度為110英里/小時(shí)的一高爾夫球碰撞2000次。盡管KATANA SWORD 1的COR超過(guò)0.85，但其壽命不夠，因?yàn)樗诩s1500次碰撞后損壞。BIIM球桿的壽命超過(guò)2000次碰撞，但其COR小于0.850。MIZUNO 300S的壽命約為5000次碰撞，但其COR小于0.840。
表1

為確定壽命，用從一氣炮以110英里/小時(shí)(“MPH”)射出的高爾夫球反復(fù)碰撞高爾夫球桿。該高爾夫球桿固定在一架上，其擊球板正對(duì)該氣炮。從氣炮以110MPH射出的高爾夫球反復(fù)碰撞該擊球板的中央。高爾夫球?yàn)榉蟄SGA高爾夫球標(biāo)準(zhǔn)的PINNACLE GOLD高爾夫球。在每進(jìn)行500次碰撞后，檢查球桿頭是否損壞。檢查球桿頭是否發(fā)生表面開(kāi)裂、鼓起和隆起偏差、表面變形和焊縫、接頭和接縫開(kāi)裂。用至少140英尺燭光的照明檢查表面開(kāi)裂是否大于0.50英寸。如大于0.50英寸，則表明球桿頭損壞。使用一直規(guī)和塞尺確定表面變形，檢查該表面上是否有地方偏差大于0.005英寸。用鼓起和隆起量規(guī)確定鼓起和隆起，檢查該表面中央處的偏差是否大于0.005英寸。用至少140英尺燭光的照明檢查焊縫、接頭和接縫，檢查各表面之間是否開(kāi)裂。最重要的因素是表面開(kāi)裂，如該裂縫大于0.50英寸，就造成高爾夫球桿損壞。
權(quán)利要求
1.一種高爾夫球桿，包括一有一擊球板的高爾夫球桿頭，該高爾夫球桿頭的回彈系數(shù)至少為0.85，該擊球板的使用壽命經(jīng)得起速度約為110英里/小時(shí)的一符合USGA標(biāo)準(zhǔn)的高爾夫球與該擊球板的中央碰撞至少2000次。
2.按權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿，其特征在于，該擊球板的厚度為0.035-0.125英寸。
3.按權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿，其特征在于，該擊球板的厚度為0.060-0.0110英寸。
4.按權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿，其特征在于，該擊球板的制作材料選自鈦、鈦合金、鋼、琉態(tài)金屬、陶瓷、合成物、碳材料、碳纖維材料、其他纖維材料及其混合物組成的材料組。
5.按權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿，其特征在于，該擊球板的使用壽命經(jīng)得起速度約為110英里/小時(shí)的一符合USGA標(biāo)準(zhǔn)的高爾夫球碰撞2500次。
6.按權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿，其特征在于，該擊球板有厚度不同的各同心區(qū)，其中心區(qū)最厚。
7.按權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿，其特征在于，該擊球板包括一有基本厚度的中心圓形區(qū)；一有第一厚度的第一同心區(qū)，該基本厚度大于該第一厚度；一有第二厚度的第二同心區(qū)，該第一厚度大于該第二厚度；一有第三厚度的第三同心區(qū)，該第二厚度大于該第三厚度；以及一有第四厚度的周邊區(qū)，該第四厚度小于該第三厚度。
8.按權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿，其特征在于，進(jìn)一步包括一表面件，該表面件包括該擊球板和一從該擊球板的周邊沿橫向向里伸展的表面延伸部和一供一球柄插入的內(nèi)部管道，該內(nèi)部管道與該表面延伸部的一頂部和一底部接合。
9.按權(quán)利要求1所述的高爾夫球桿，其特征在于，該高爾夫球桿頭的回彈系數(shù)為0.85-0.93。
10.一種高爾夫球桿頭，包括一表面件，包括一用來(lái)?yè)舸蛞挥幸煌獗砻婧鸵粌?nèi)表面的高爾夫球的表面板，該表面板從該高爾夫球桿頭的跟部伸展到該高爾夫球桿頭的尖部部；一從該表面板的周邊沿橫向向里伸展的表面延伸部和一供一球柄插入的內(nèi)部管道，該內(nèi)部管道與該表面延伸部的一頂部和一底部接合；一在離該表面板預(yù)定距離處固定在該表面延伸部的頂部上的頂板；以及一在離該表面板預(yù)定距離處固定在該表面延伸部的底部上的底板。
11.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該底板包括固定在該頂板上的圍帶部。
12.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該表面板用鍛造的鈦材料制成。
13.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該底板還包括一從該表面部向后伸展的中央凸脊，該中央凸脊把該底板分成尖部部和跟部。
14.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該表面件的該表面板的厚度為0.010-0.250英寸，回彈系數(shù)至少為0.83。
15.按權(quán)利要求14所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該表面板的縱橫比不大于1.7。
16.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該表面板的厚度從中心向外變動(dòng)。
17.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該表面板有厚度不同的各同心區(qū)，其中心區(qū)最厚。
18.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該表面板包括一有基本厚度的中心圓形區(qū)；一有第一厚度的第一同心區(qū)，該基本厚度大于該第一厚度；一有第二厚度的第二同心區(qū)，該第一厚度大于該第二厚度；一有第三厚度的第三同心區(qū)，該第二厚度大于該第三厚度；以及一有第四厚度的周邊區(qū)，該第四厚度小于該第三厚度。
19.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該表面延伸部的頂部有一環(huán)繞該內(nèi)部管道延伸的插口部，該插口部的寬度大于整個(gè)該表面延伸部頂部的寬度。
20.按權(quán)利要求10所述的高爾夫球桿頭，其特征在于，該表面延伸部的底部有一環(huán)繞該內(nèi)部管道延伸的孔部，該孔部的寬度大于整個(gè)該表面延伸部底部的寬度。
全文摘要
公開(kāi)了一種有一球桿頭(42)的高爾夫球桿(40),該球桿頭有一厚度為0.010－0.250英寸的擊球板(72)。該球桿頭(42)可由一表面(60)、一頂板(62)和一底板(64)三個(gè)構(gòu)件構(gòu)成。這三個(gè)構(gòu)件(60、62和64)可都用鈦材料制成。球桿頭(42)的擊球板(72)的縱橫比可小于1.7。擊球板(72)還可有各同心厚度區(qū),其中心為厚部。該球桿頭(42)可用鈦材料制成,其體積為175－400立方厘米,重量為165－300克,擊球板(72)的表面積為4.00－7.50平方英寸。該高爾夫球桿頭(42)在比方說(shuō)按照1998－1999年高爾夫球規(guī)則的規(guī)則4－1e、附錄II規(guī)定的USGA測(cè)試條件下的回彈系數(shù)大于0.8。
文檔編號(hào)C22F1/18GK1345252SQ00803911
公開(kāi)日2002年4月17日 申請(qǐng)日期2000年10月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月1日
發(fā)明者A·霍克內(nèi)爾, R·C·博伊斯, H·E·阿圭納爾多, R·C·赫姆斯特特, C·S·沃利, J·A·加洛維 申請(qǐng)人:卡拉韋高爾夫公司