CN100563759C - 高尔夫球杆头 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有带前壁(30)的主体(22)以及杆面部件(40)的高尔夫球杆头(20),前壁(30)中设有开口(32)。该杆面部件优选具有击球板(50)、冠部延伸部(52)和底部延伸部(54)。该高尔夫球杆头(20)具有200立方厘米至600立方厘米的体积。该高尔夫球杆头(20)具有140克至215克的质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种高尔夫球杆头。更具体地说,本发明涉及一种带有杆面部件的高尔夫球杆头。
背景技术
高性能开球杆使用相对较薄的高强度杆面材料。这些杆面或者制成曲面形状并之后焊接成杆面周边周围的开球杆体部件,或者锻造成杯形,并以偏离杆面达0.75英寸的方式通过焊接或粘合剂粘合而连接在杆体上。在具有片材成形杆面嵌入板的开球杆体的常见实施例中,成形的杆面嵌入板和熔模铸造成的开球杆体之间的焊接位于击球面上,并离杆面周边有较小一段距离。常见的做法是,将杆面嵌入板制成为具有均匀的厚度,并且将周围的开球杆体部件设计成具有相同的厚度。这样,在整个焊缝上的杆面厚度就具有连续性。
若干专利公开了杆面嵌入板。在Anderson的美国专利No.5024437、No.5094383、No.5255918、No.5261663和No.5261664中公开了一种高尔夫杆头,其具有由熔铸金属构成的完整主体以及由热锻金属材料构成的杆面嵌入板。
此外,Viste的美国专利No.5282624公开了一种具有熔铸金属主体和锻钢杆面嵌入板的高尔夫球杆头,锻钢杆面嵌入板在杆面嵌入板的外表面和内表面上具有沟槽,并具有3毫米的厚度。
在Rogers的美国专利No.3970236中公开了一种具有熔焊在铸铁主体上的金属杆面嵌入板的铁杆头。
在Galloway等人的美国专利No.6354962中公开了一种杯型杆面(face cup)设计的高尔夫球杆头。
然而,人们需要一种具有比传统的杆面嵌入板式球杆头的性能更好并可节省成本的杆面部件的高尔夫球杆头。
发明内容
本发明通过提供一种具有带杆面部件的主体的高尔夫球杆头,来克服现有技术的问题。这允许本发明的高尔夫球杆头比传统的杆面嵌入板式高尔夫球杆头具有更好的性能,并且比完整杯型杆面式高尔夫球杆头具有更低的成本。
本发明的一方面提供了一种带有主体和杆面嵌入板的高尔夫球杆头。该主体具有冠部、底部、条部、跟部(heel)前壁和尖部(toe)前壁。冠部厚度为0.030至0.050英寸。底部厚度为0.030至0.050英寸。主体优选由铸钛合金材料构成。该主体在前壁的一部分、冠部的一部分以及底部的一部分中具有开口。该主体还具有中空内部。杆面部件设置于主体的开口内。杆面部件优选具有击球板、基本垂直于击球板的冠部延伸部,以及基本垂直于击球板的底部延伸部。击球板优选焊接到跟部前壁和尖部前壁上。冠部延伸部优选焊接到主体的冠部上。底部延伸部优选焊接到主体的底部上。杆面部件优选具有0.080至0.120英寸之间的均匀厚度。杆面部件优选由成形的钛合金材料构成。
在对本发明进行简介之后,相关领域的技术人员从以下结合附图对本发明的详细描述中,可以认识到上述和其他的目的、特征及优点。
附图说明
图1是本发明的高尔夫球杆头的一个优选实施例的部件的分解图。
图2是本发明的高尔夫球杆头的正视图。
图3是本发明的高尔夫球杆头的顶视平面图。
图4是本发明的高尔夫球杆头的跟部端的侧视图。
图5是本发明的高尔夫球杆头的尖部端的侧视图。
图5是本发明的高尔夫球杆头的底部平面图。
图7是本发明的高尔夫球杆头的后视图。
图8是本发明的高尔夫球杆头的正视图,用虚线显示了周边区域。
图9是沿图3的9-9线的剖面图。
具体实施方式
如图1至8所示,本发明的高尔夫球杆头大致以标号20示出。图1-8所示的高尔夫球杆头20为开球杆,然而本发明的高尔夫球杆头也可为球道木质杆。高尔夫球杆头20具有主体22,其优选由金属材料如钛、钛合金等构成,最好由铸造钛合金材料构成。或者,该主体也可以由非金属材料如预浸渍材料或热塑性材料如热塑性聚亚安酯的层构成。
由金属材料构成的主体22优选由熔融金属并利用诸如众所周知的蜡模铸造法铸造而成。铸造用金属优选是钛或钛合金,例如锻造用的6-4钛合金、α-β钛合金或β钛合金,以及铸造用的6-4钛合金。或者,主体22由17-4钢合金构成。另外,主体22可由镁、镁合金、铝或铝合金材料构成。用于制造主体22的其它方法包括由金属平板来形成主体22、由金属平板并通过来超塑性形成主体22、由金属实心块料来机加工出主体22、由锻造预型件来电化学铣削出主体、利用离心铸造来铸造主体、利用悬浮铸造来铸造主体,以及采用金属注模法等制造方法来形成主体。
在设计成为开球杆时,高尔夫球杆头20优选具有从200立方厘米到600立方厘米的体积,更理想的是具有从275立方厘米到460立方厘米的体积,更加理想的是具有从300立方厘米到450立方厘米的体积,最好具有从350立方厘米到420立方厘米的体积。具有由铸造钛合金构成的主体22的开球杆用高尔夫球杆头20最好具有380立方厘米的体积。高尔夫球杆头20的体积在不同的球道木质杆之间(优选从3号木质杆到11号木质杆)也有所不同,它们具有比开球杆更小的体积。
在设计成开球杆时,高尔夫球杆头20优选具有不超过215克的质量,最好具有180克到215克的质量。在高尔夫球杆头20设计成为球道木质杆时,该高尔夫球杆头优选具有135克到180克的质量,最好具有140克到165克的质量。
主体22具有冠部24、底部26、条部28和前壁30。前壁30优选由跟部前壁30b和尖部前壁30a构成。该主体还具有开口32,其设在前壁30中并优选可选地延伸到冠部24、底部26中,或者同时延伸到冠部24和底部26中。主体22优选具有中空内部47。高尔夫球杆头20具有跟部端36、尖部端38和后端37。在跟部端36处的插鞘49内设有未示出的轴。在一个优选实施例中,插鞘49处于主体22的内部,该轴延伸到底部26。
高尔夫球杆头20具有杆面部件40,其结合在主体22并位于开口32之上。杆面部件优选由击球板50和冠部延伸部52、底部延伸部54构成,或者由冠部延伸部52和底部延伸部54构成。击球板50、冠部延伸部52和底部延伸部54优选形成U形的杆面部件。击球板50具有在2.0英寸至4.0英寸之间的宽度Wfc。冠部延伸部52自击球板50的边缘延伸出一段优选在0.250英寸至2.5英寸之间的距离“Dc”。底部延伸部54自击球板50的边缘延伸出一段优选在0.250英寸至2.5英寸之间的距离“Ds”。
杆面部件40优选由成形的钛合金材料构成。这样的钛合金材料包括钛合金比如6-22-22钛合金,Ti10-2-3合金和β-C钛合金,这些合金都可以从俄亥俄州的RTI International Metals公司取得,还包括可以从日本的Nippon Steel of Tokyo公司取得的SP-700钛合金,可以从日本的Diado Steel of Tokyo公司得到的DAT 55G钛合金等材料。杆面部件40所用的优选材料是经热处理的6-22-22钛合金,它包括为所含钛重量的6%的铝、2%的锡、2%的铬、2%的钼、2%的锆以及0.23%的硅。
在该优选实施例中,杆面部件40由平板材料切割而成。杆面部件40的切割采用水射流或放电加工的方式,然后通过弯曲该平板以形成最终杆面部件的形状,来热成形为所需的形状。使用成形板材允许球杆头比典型锻造材料具有更深的杆面。可以采用其它方式如化学铣削或者精确研磨来减少整个杆面部件40的厚度或部分厚度。该化学铣削方法的其中一种在题名为“高尔夫球杆头击球板的化学蚀刻方法”的美国专利No.6381828中公开。
杆面部件40优选焊接到主体22上,因而覆盖了开口32。击球板50优选焊接到尖部前壁30a和跟部前壁30b上。冠部延伸部52优选焊接到冠部24上。底部延伸部54优选焊接到底部26上。或者,杆面部件40压配合在开口32内。在另一实施例中,主体22由非金属材料构成,杆面部件40优选利用粘合剂粘结到主体22上。
在一个优选实施例中,击球板50具有均匀的厚度,该厚度在0.040英寸至0.250英寸之间,更优选在0.080英寸至0.120英寸之间,对于钛合金的杆面部件而言,最优选为0.108英寸。
杆面部件40的优选实施例包括具有弧形形状的冠部延伸部52和底部延伸部54。在另一实施例中,冠部延伸部52和底部延伸部54具有三角形的形状。在又一实施例中,冠部延伸部52和底部延伸部54是类似于梯形的形状。在这些备选的实施例中,主体22的开口32将形成适合杆面部件40的形状。
本发明涉及一种高尔夫球杆头,其具有较高的回弹系数,从而使得利用本发明的高尔夫球杆头来击打高尔夫球所产生的飞行距离更大。回弹系数(这里也称为“COR”)由下述等式决定:
e=(v2-v1)/(U1-U2)
其中,U1是击球前球杆头的速度;U2是高尔夫球在击球前的速度,其等于零;v1是高尔夫球刚与球杆头杆面分离后的球杆头的速度;v2是高尔夫球刚与球杆头杆面分离后的高尔夫球的速度;而e是高尔夫球和球杆头杆面之间的回弹系数。
对于无能量添加的系统而言,e值被限制在0到1.0之间。对于诸如软粘土或油灰的材料而言,回弹系数将接近零,而对其中不会因变形而损失能量的理想弹性材料而言,e值为1.0。本发明提供了一种优选具有一定回弹系数的木质高尔夫球杆头20,该回弹系数优选处于0.80到0.87的范围内,更理想地处于0.82到0.86的范围内,这是在标准的USGA测试条件下测得的。
球杆头20的从击球板50到后端37的深度优选处于3.0英寸到4.5英寸的范围内,最好为3.75英寸。如图2所示,在瞄准位置时测得的球杆头20的高度“H”优选处于2.0英寸到3.5英寸的范围内,最好为2.50英寸或2.9英寸。从尖部端38到跟部端36的球杆头20的宽度“W”优选处于4.0英寸到5.0英寸的范围内,最好为4.7英寸。
高尔夫球杆头20的杆面45优选具有较大的高宽比。这里所使用的高宽比定义为杆面45的高度“H”与杆面45的宽度“W”之比。宽度W在杆面45的从跟部端36到尖部端38的最远极限之间测得。所测得的宽度W不包括主体22上的处于球杆头20前部但不属于杆面45的任何部分。杆面45包括杆面部件的击球板50、尖部前壁30a和跟部前壁30b。高度H在杆面45的从冠部24到底部26的最远极限之间测得。与宽度W一样,高度H不包括主体22上的处于球杆头20前部但不属于杆面45的任何部分。
在一个实施例中,宽度W为3.35英寸,高度H为2.0英寸,这便使高宽比为0.6。高尔夫球杆头20的杆面45优选具有大于0.575的高宽比。杆面45的高宽比优选处于0.575到0.8之间,最好处于0.6到0.7之间。在Kosmatka的美国专利No.6338683“用于高尔夫球杆头的击球板”中公开了对高尔夫球杆头的杆面的高宽比的论述,该专利通过引用而完全地结合于本文中。
高尔夫球杆头20的重心和惯性矩可以如美国专利No.6607452“复合材料高尔夫球杆的高惯性力矩”中公开的方法来计算,该专利通过引用而完全地结合于本文中。通常来说,围绕高尔夫球杆头20的Z轴的惯性矩Izz优选处于2700克平方厘米到4000克平方厘米的范围内,更理想地处于3000克平方厘米到3800克平方厘米的范围内。围绕高尔夫球杆头20的Y轴的惯性矩Iyy优选处于1500克平方厘米到3500克平方厘米的范围内。
另外,高尔夫球杆头20优选具有卓越的惯性积,其中高尔夫球杆头20的惯性积Ixy、Ixz和Iyz中的至少一个具有小于100克平方厘米的绝对值,更理想的是,高尔夫球杆头20的惯性积Ixy、Ixz和Iyz中的两个或三个具有小于100克平方厘米的绝对值。在Cackett等人的美国专利No.6425832“具有高惯性矩的大体积开球杆头”中公开了对惯性积的论述,该专利通过引用而完全地结合于本文中。
在另一实施例中,杆面部件40的厚度是可变化的,其中,中心区域比周边区域更厚。中心区域83比周边区域85更厚。在一个优选实施例中,中心区域83在击球板50上从跟部延伸到尖部,周边区域的厚度自中心区域83的边缘到杆面部件40的冠部及底部边缘而逐渐变小。在一个优选实施例中,中心区域83的厚度在0.080英寸至0.125英寸的范围内,最理想为大约0.100英寸。中心区域83优选沿着冠部至底部的方向而在击球板50的中心上延伸了0.75英寸。周边区域85的厚度优选自中心区域83的边缘83a而逐渐变小到杆面部件40边缘处的大约0.040英寸的最终厚度。杆面部件40的可变厚度可以优选通过对材料进行机加工、成形磨削或轧制来获得。本领域的技术人员可以理解,在不脱离本发明的范围和精神的前提下,许多其它的用于赋予杆面部件可变厚度的方法也适用于本发明。
其它这种可变厚度的型式公开于Kosmatka的美国专利No.5830834“具有外形的高尔夫球杆面”,Galloway等人的美国专利No.6354962“具有由锻造材料构成的杆面的高尔夫球杆头”,Galloway的美国专利No.6368234“具有椭圆厚度区域的高尔夫击球板”,以及Evans等人的美国专利No.6398666“具有可变厚度的高尔夫球击球板”中,这些专利通过引用而完全地结合于本文中。
从以上所述中可以认识到,相关领域的技术人员会理解本发明的有价值的先进性,并且可以理解,尽管已结合其优选实施例以及附图所示的其它实施例介绍了本发明,然而在不脱离本发明的精神和范围的前提下,可以对本文进行多种变化、修改以及等效替换,本发明仅由所附权利要求来限定,而不受到以上所述的限制。因此,本发明的其中被要求了专有权和优先权的实施例在所附权利要求中限定。
Claims (24)
1.一种高尔夫球杆头,包括:
主体,其具有冠部、底部、条部、跟部前壁和尖部前壁,所述冠部具有0.030英寸至0.050英寸的厚度,所述底部具有0.040英寸至0.250英寸的厚度,所述主体具有设在所述跟部前壁和尖部前壁的一部分和所述冠部的一部分中的开口;和
杆面部件,其设置在所述开口之内并结合在所述主体上,所述杆面部件具有击球板和基本上垂直于所述击球板的冠部延伸部,所述击球板结合在所述跟部前壁和尖部前壁上,所述冠部延伸部结合在所述主体的冠部上,所述杆面部件具有0.030英寸至0.2000英寸的厚度,所述杆面部件由金属材料构成;
其中,所述高尔夫球杆头的体积为300立方厘米至450立方厘米,所述高尔夫球杆头的回弹系数为0.80至0.87。
2.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的击球板具有2.0英寸至4.0英寸的宽度。
3.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的冠部延伸部自所述击球板延伸了0.250英寸至2.5英寸。
4.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的冠部延伸部具有弧形的形状。
5.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述主体由非金属材料构成。
6.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述主体由铸造钛合金材料构成。
7.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述主体由镁合金材料构成。
8.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的冠部延伸部具有三角形的形状。
9.根据权利要求1所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的击球板占所述高尔夫球杆头的杆面面积的50%至80%。
10.一种高尔夫球杆头,包括:
主体,其具有冠部、底部、条部和前壁,所述主体具有设置在所述前壁内并延伸到所述冠部和底部中的开口,所述主体具有中空内部;和
杆面部件,其设置在所述开口内并结合在所述主体上,所述杆面部件具有击球板、自所述击球板延伸的冠部延伸部以及自所述击球板延伸的底部延伸部,所述杆面部件由金属材料构成;
其中,所述高尔夫球杆头的体积为300立方厘米至500立方厘米,所述高尔夫球杆头的回弹系数为0.80至0.88。
11.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述主体由铸造钛合金材料构成,所述杆面部件由成形的钛合金材料构成。
12.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的击球板具有2.0英寸至4.0英寸的宽度。
13.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的冠部延伸部自所述击球板延伸了0.250英寸至2.5英寸。
14.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的冠部延伸部具有弧形的形状。
15.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的底部延伸部自所述击球板延伸了0.250英寸至2.5英寸。
16.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的底部延伸部具有弧形的形状。
17.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的底部延伸部具有三角形的形状。
18.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的冠部延伸部具有三角形的形状。
19.根据权利要求10所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述杆面部件的击球板占所述高尔夫球杆头的杆面面积的50%至80%。
20.一种高尔夫球杆头,包括:
主体,其具有冠部、底部、条部和前壁,所述主体具有设置在所述前壁中并延伸到所述冠部和底部中的开口,所述主体由钛合金材料构成,并且具有中空内部;和
杆面部件,其设置在所述开口内并结合在所述主体上,所述杆面部件具有击球板、自所述击球板延伸的冠部延伸部以及自所述击球板延伸的底部延伸部,所述杆面部件由成形钛合金材料构成;
其中,所述高尔夫球杆头的体积为300立方厘米至500立方厘米,所述高尔夫球杆头的回弹系数为0.80至0.88,围绕经过所述高尔夫球杆头重心的Z轴的惯性矩Izz处于2700克平方厘米至4000克平方厘米的范围内。
21.根据权利要求20所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述高尔夫球杆头的杆面具有至少为0.565的高宽比。
22.根据权利要求20所述的高尔夫球杆头,其特征在于,围绕经过所述高尔夫球杆头重心的Y轴的惯性矩Iyy处于1500克平方厘米至3500克平方厘米的范围内。
23.一种高尔夫球杆头,包括:
主体,其具有冠部、底部、条部和前壁,所述主体具有设置在所述前壁中并延伸到所述冠部中的开口,所述主体由金属材料构成,并具有中空内部;和
杆面部件,其设置在所述开口内并结合在所述主体上,所述杆面部件具有击球板以及自所述击球板延伸的冠部延伸部,所述杆面部件由金属材料构成,其中,所述杆面部件具有第一厚度的中心区域和周边区域,所述周边区域具有自所述中心区域的边缘至所述杆面部件的边缘而逐渐变小的厚度。
24.根据权利要求23所述的高尔夫球杆头,其特征在于,所述中心区域具有在0.125英寸至0.080英寸范围内的厚度。
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