專利名稱：具有變化的桿面厚度的高爾夫桿頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有變化的桿面厚度的高爾夫桿頭。
背景技術(shù)：
考慮到最大桿面面積的因素，傳統(tǒng)高爾夫桿頭的設(shè)計受到了限制，包括物質(zhì)上的和應(yīng)用上的限制。物質(zhì)上的限制是由于高爾夫桿頭的質(zhì)量不足以在不超出優(yōu)選的高爾夫桿頭的總質(zhì)量的情況下，增加高爾夫桿頭的長度和寬度以及增加桿面尺寸。此種情況下的質(zhì)量分配依賴于在獲得可接受的實際使用耐久性的前提下，減小壁的厚度值。
進一步，高爾夫桿頭大面積桿面的厚度的變薄，會導致高爾夫桿頭不符合美國高爾夫協(xié)會的“擺動測試”，該“擺動測試”用于測量高爾夫桿頭的特性時間。特性時間是指在低速下打擊高爾夫桿頭的桿面中心，附著于擺動的金屬質(zhì)量之間的接觸時間。限定為239微秒，測試容許偏差為18微秒。美國高爾夫協(xié)會(“USGA”)規(guī)定此特性時間對應(yīng)于的恢復系數(shù)為0.822，測試容許偏差為0.008。
典型的統(tǒng)一增加桿面部分的厚度，需要額外的大量的材料質(zhì)量以充分減小應(yīng)力，從而避免沖擊和/或老化引起的斷裂。然而，此種桿面上額外的大量的材料質(zhì)量，會對球桿的性能產(chǎn)生負面影響。
公開了變化的桿面厚度的首個專利之一是Schmidt等人的名稱為“具有變化的桿面板厚度的金屬木頭球桿”的美國專利5318300，提交于1992年11月2日，Schmidt等人公開了用于避免斷裂的桿面板厚度。
進一步公開了變化桿面厚度的是Kosmatka的名稱為“成形高爾夫桿面”的美國專利5830084，提交于1996年10月23日。Kosmatka指出桿面成形是指根據(jù)由試驗確定的各區(qū)域承受的應(yīng)力負荷，在加厚特定區(qū)域的同時，減薄特定區(qū)域的厚度。
較近期的公開是Noble等人的名稱為“具有強化前壁的高爾夫桿頭”的美國專利5954596，提交于1997年12月4日。Noble等人公開了在桿面板的幾何中心具有厚的部分，并且朝向冠部、底部、趾部和跟部逐漸變薄。沿著穿過幾何中心線的冠部端部和底部端部具有同樣的厚度，以及沿著穿過幾何中心線的趾部端部和跟部端部具有同樣的厚度。
其它文獻部分公開了變化的桿面厚度。一個例子是美國專利5505453的附圖8，描述了桿面的內(nèi)表面具有凸起的中心，并且朝向跟部端部和趾部端部逐漸變薄，該技術(shù)方案與Noble等人的方案類似。另一個例子是美國專利5346216的附圖4C和4D，凸起的中心朝向桿面的趾部端部、跟部端部、冠部端部和底部端部逐漸變薄，該技術(shù)方案與Noble等人的方案類似。然而，現(xiàn)有技術(shù)中沒有根據(jù)在桿面上預測的高爾夫球沖擊點，相應(yīng)變化桿面或桿面板厚度的設(shè)計。
需要一種輕量的桿面，該桿面能夠符合USGA的特性時間測試。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及具有變化厚度的桿面，允許使用輕量的桿面或桿面插件，并且符合USGA的特性時間測試。通過提供具有第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域的內(nèi)表面，本發(fā)明可以達此目的。
本發(fā)明的一個方面是一種高爾夫桿頭，包括主體和桿面。主體具有冠部、底部和中空的內(nèi)部。桿面設(shè)置在主體上。桿面包括環(huán)形區(qū)域，跟部垂直區(qū)域，趾部垂直區(qū)域，與跟部垂直區(qū)域和趾部垂直區(qū)域均連接的中心水平區(qū)域。桿面還包括上部中心區(qū)域，下部中心區(qū)域，跟部區(qū)域和趾部區(qū)域。每一環(huán)形區(qū)域、跟部垂直區(qū)域、趾部垂直區(qū)域和中心水平區(qū)域均具有第一厚度，以及每一上部中心區(qū)域、下部中心區(qū)域、跟部區(qū)域和趾部區(qū)域均具有第二厚度。第一厚度比第二厚度至少厚0.025英寸。
附圖的簡要說明附

圖1是本發(fā)明桿面的內(nèi)部表面的優(yōu)選實施例的平面獨立視圖。
附圖1A是本發(fā)明桿面的內(nèi)部表面的優(yōu)選實施例的平面獨立視圖。
附圖2是本發(fā)明桿面的內(nèi)部表面的替代實施例的平面獨立視圖。
附圖2A是本發(fā)明桿面的內(nèi)部表面的替代實施例的平面獨立視圖。
附圖3是高爾夫桿頭的分解上部透視圖。
附圖4是附圖3中的高爾夫桿頭的正視圖。
附圖5是附圖3中的高爾夫桿頭的后視圖。
附圖6是附圖3中的高爾夫桿頭主體的正視圖。
附圖6A是附圖6中沿6A-6A線的剖視圖。
附圖7是繪出了Y軸和X軸的高爾夫桿頭的上部平面視圖。
附圖8是高爾夫桿頭的正視圖。
附圖9是繪出了Z軸和Y軸的本發(fā)明高爾夫桿頭的正視圖。
附圖10繪出了Z軸和X軸的本發(fā)明高爾夫桿頭的跟部一側(cè)平面視圖。
附圖11是附圖3中的高爾夫桿頭的趾部一側(cè)視圖。
附圖12是附圖3中的高爾夫桿頭的底部視圖。
附圖13是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的高爾夫桿頭的分解上部透視圖。
附圖14是附圖13中的高爾夫桿頭的趾部一側(cè)視圖。
附圖15是附圖13中的高爾夫桿頭的跟部一側(cè)視圖。
附圖16是根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的高爾夫桿頭的分解上部透視圖。
附圖17是附圖16中的高爾夫桿頭的底部視圖。
附圖18是附圖16中的高爾夫桿頭的上部平面視圖。
本發(fā)明的最佳實施方式本發(fā)明涉及一種用于木制型高爾夫桿頭的桿面。桿面或桿面插件總體上標記為40。如附圖1所示，桿面40的優(yōu)選實施例具有十字形狀的第一厚度區(qū)域200和限定了桿面40的內(nèi)部表面40b的第二厚度區(qū)域205。過渡區(qū)域210設(shè)置在第一厚度區(qū)域200與第二厚度區(qū)域205之間。
優(yōu)選的是，第一厚度區(qū)域200的厚度范圍是0.100至0.200英寸，更優(yōu)選的是0.125至0.165英寸，以及最優(yōu)選的是大約0.155英寸。第二厚度區(qū)域205優(yōu)選的厚度范圍是0.030至0.090英寸，更優(yōu)選的是0.050至0.070英寸，以及最優(yōu)選的是大約0.060英寸。過渡區(qū)域210優(yōu)選具有從第一厚度區(qū)域200至第二厚度區(qū)域205逐漸減小的厚度，以便允許在與具有肋條的桿面大的相反方向上內(nèi)部表面40b具有光滑的輪廓。
也在優(yōu)選的實施例中，第一厚度區(qū)域200比第二厚度區(qū)域205至少厚0.025英寸。更優(yōu)選的是第一厚度區(qū)域200比第二厚度區(qū)域205至少厚0.050英寸。進一步優(yōu)選的是第一厚度區(qū)域200比第二厚度區(qū)域205至少厚0.075英寸。進一步更優(yōu)選的是第一厚度區(qū)域200比第二厚度區(qū)域205至少厚0.090英寸。
第一厚度區(qū)域200的厚度優(yōu)選是一致的。然而，在替代性的實施例中，第一厚度區(qū)域200內(nèi)的厚度優(yōu)選具有0.020英寸的變化，更優(yōu)選的是具有0.010英寸，以及最優(yōu)選的是具有0.005英寸。第二厚度區(qū)域205的厚度優(yōu)選是一致的。然而，在替代性的實施例中，第二厚度區(qū)域205內(nèi)的厚度優(yōu)選具有0.020英寸的變化，更優(yōu)選的是具有0.010英寸，以及最優(yōu)選的是具有0.005英寸。
桿面或桿面插件40具有環(huán)形240，該環(huán)形240具有上部環(huán)形線240a和下部環(huán)形線240b。如附圖1所示，桿面40的寬度“Wf”優(yōu)選的范圍為3.50至5.00英寸，高度“Hf”優(yōu)選的范圍為1.80至2.50英寸。桿面40的中心總體上標記為點300。桿面優(yōu)選的質(zhì)量范圍為25至40克，最優(yōu)選的是29克。
如附圖2所示，在替代性的實施例中第一厚度區(qū)域200呈“X”形。在該實施例中的桿面40的第一厚度區(qū)域200、第二厚度區(qū)域205和過渡區(qū)域210均具有與上文中已說明過的同樣的尺寸，具體可參照附圖1中所示的實施例。
如附圖1A所示，第一厚度區(qū)域200優(yōu)選包括上部延伸區(qū)域350a、下部延伸區(qū)域350b、跟部延伸區(qū)域350c、趾部延伸區(qū)域350d和中心區(qū)域350e。第二厚度區(qū)域205優(yōu)選包括上部趾部區(qū)域330、上部跟部區(qū)域332、下部跟部區(qū)域334和下部趾部區(qū)域236。第一厚度區(qū)域200優(yōu)選還包括上部跟部環(huán)形區(qū)域352a和下部跟部環(huán)形區(qū)域352b、上部趾部環(huán)形區(qū)域352c和下部趾部區(qū)域352d。環(huán)形區(qū)域352a-d中的每一個均限定了桿面40的環(huán)形，還部分的限定了第二厚度區(qū)域330、332、334和336中的每一個。
如附圖1A所示，過渡區(qū)域210優(yōu)選包括過渡上部趾部部分360、過渡上部跟部部分361、過渡下部跟部部分362和過渡下部趾部部分363。每一過渡區(qū)域210的寬度為0.05至0.15英寸，更優(yōu)選的是0.07至0.11英寸，以及最優(yōu)選的是0.09英寸。
如附圖2A所示，第一厚度區(qū)域200優(yōu)選包括趾部垂直區(qū)域220、跟部垂直區(qū)域222和中心水平區(qū)域224。趾部垂直區(qū)域220和跟部垂直區(qū)域222優(yōu)選從桿面40的上部環(huán)形線240a向桿面40的下部環(huán)形線240b延伸。中心水平區(qū)域224在趾部垂直區(qū)域220與跟部垂直區(qū)域222之間延伸，優(yōu)選在桿面中心300周圍延伸。在優(yōu)選的實施例中，每一趾部垂直區(qū)域220和跟部垂直區(qū)域222均具有上部端部250a、250b和底部端部252a、252b。如附圖2A所示，每一趾部垂直區(qū)域220和跟部垂直區(qū)域222的寬度“Wv”優(yōu)選的范圍為0.15至0.50英寸，更優(yōu)選的是0.20至0.35英寸，以及最優(yōu)選的是0.275英寸。第一厚度區(qū)域200優(yōu)選還包括跟部環(huán)形區(qū)域270 a、上部環(huán)形區(qū)域270b、趾部環(huán)形區(qū)域270c和下部環(huán)形區(qū)域270d。環(huán)形區(qū)域270a-d中的每一個均限定了桿面40的環(huán)形，還部分的限定了第二厚度區(qū)域230、232、234和236中的每一個。
如附圖2A所示，第二厚度區(qū)域205優(yōu)選包括上部中心區(qū)域230、下部中心區(qū)域232、趾部區(qū)域234和跟部區(qū)域236。
每一上部中心區(qū)域230和下部中心區(qū)域在面積上均大于每一趾部區(qū)域234和跟部區(qū)域236。
如附圖2A所示，過渡區(qū)域210優(yōu)選包括過渡趾部部分260、過渡跟部部分261、過渡下部部分262和過渡上部部分263。每一過渡區(qū)域210的寬度為0.05至0.15英寸，更優(yōu)選的是0.07至0.11英寸，以及最優(yōu)選的是0.09英寸。
桿面或桿面插件40可以用于各種高爾夫桿頭。高爾夫桿頭的優(yōu)選實施例描述于附圖3-10中。高爾夫桿頭的替代性實施例描述于附圖11-18中。盡管已描述了三個實施例，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)當認識到根據(jù)本發(fā)明的公開，在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，高爾夫桿頭以其它實施方式使用本發(fā)明的桿面或桿面插件是可能的。
高爾夫桿頭總體上標記為20。該高爾夫桿頭20具有主體22，該主體22包括冠部24，趾部26，帶狀部28，前壁30和中空部分34。高爾夫桿頭20具有跟部端部36、趾部端部38和后端部37。
當用于木桿時，高爾夫桿頭20體積優(yōu)選的范圍為200立方厘米至600立方厘米，更優(yōu)選的是300立方厘米至500立方厘米，以及最優(yōu)選的是385立方厘米至475立方厘米。高爾夫桿頭20的質(zhì)量優(yōu)選不超過250克，以及最優(yōu)選的質(zhì)量范圍為170至250克。
如附圖3-10所示，在高爾夫桿頭20的一個實施例中，前壁30具有開口32，優(yōu)選為凹穴33。桿面插件40設(shè)置在開口32內(nèi)。主體22的帶狀部28具有位于桿面插件40相反位置上的后部凹穴52，以及設(shè)置在后部凹穴52內(nèi)的后部配重部件50。主體22優(yōu)選由非金屬材料組成，優(yōu)選是諸如連續(xù)纖維預浸材料之類的復合材料(包括熱固性或熱塑性樹脂材料)。其它用于主體22的材料包括諸如注塑塑料之類的熱固性或熱塑性材料。主體22優(yōu)選通過囊模、樹脂轉(zhuǎn)換模、樹脂浸泡、噴射注模、壓?；蚪频墓に囍圃?。替代性的，主體22可以由輕量的金屬材料構(gòu)成，諸如鎂合金、鋁合金、鎂、鋁、鈦、鈦合金或其它低密度金屬。主體22也可以由諸如不銹鋼或其它的合金鋼構(gòu)成。
桿面插件40結(jié)合于主體22，覆蓋于前壁30的開口32。優(yōu)選的是桿面插件40覆蓋并結(jié)合于前壁30的凹穴33。
桿面插件40優(yōu)選由成型金屬材料構(gòu)成。然而，桿面插件40也可以由機加工金屬材料、鍛造金屬材料、鑄造金屬材料或類似材料構(gòu)成。桿面插件40優(yōu)選由鈦或鋼材構(gòu)成。適合于桿面插件40的鈦金屬材料包括純鈦或鈦合金。其它用于桿面插件40的金屬包括高強度合金鋼和非晶態(tài)金屬。桿面插件40的外表面40a典型的是位于其上的多條刻線(未顯示)。
桿面插件40優(yōu)選與主體22共?；蛟谥圃熘黧w22后壓裝至開口32內(nèi)。在另一種結(jié)合的工藝中，首先以囊模工藝制造主體22，然后使用粘合劑將桿面插件40粘結(jié)于凹穴33。粘合劑涂附于凹穴33的外表面上。此類粘合劑包括位于液體或薄膜介質(zhì)內(nèi)的熱固性粘合劑。在另一種結(jié)合的工藝中，首先以囊模工藝制造主體22，然后通過機加工的方式將桿面插件40固定于主體22。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)當認識到在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，也包括其它的將桿面插件40結(jié)合于主體22的方法。
如上文所述，非金屬主體22優(yōu)選由多層預浸材料構(gòu)成，典型的是6或7層(優(yōu)選的范圍為3層至20層)，諸如在發(fā)明名稱為“復合材料高爾夫桿頭及其制造方法”的美國專利6248025公開的那樣，其全文合并與此，并作為參考。在此實施例中，冠部24、趾部26和帶狀部28優(yōu)選的厚度范圍為0.010至0.100英寸，更優(yōu)選的是0.025至0.070英寸，進一步更優(yōu)選的是0.028至0.040英寸，最優(yōu)選的厚度是0.033英寸。前壁30的厚度優(yōu)選的是大于冠部24、趾部26和帶狀部28的厚度。前壁30優(yōu)選的厚度范圍為0.030至0.150英寸，更優(yōu)選的是0.050至0.100英寸，進一步更優(yōu)選的是0.070至0.090英寸，最優(yōu)選前壁30的厚度是0.080英寸。
附圖6和6A最佳的描述了桿頭20的中空內(nèi)部34。如附圖6和6A所示，前壁30的凹穴33圍繞開口32，該開口32在其上形成了桿面插件40定位和結(jié)合的支承。前壁30具有臺肩75，該臺肩75優(yōu)選的是結(jié)合于桿面插件40的環(huán)線77。桿面插件40的內(nèi)表面部分結(jié)合于前壁30的凹穴33的外表面。前壁30的凹穴33的厚度優(yōu)選是比冠部24、趾部26和帶狀部28的厚度厚。
附圖6A還顯示了球桿管57，該球桿管57設(shè)置在中空內(nèi)部34內(nèi)，并且定位于靠近根部端部36。球桿管57優(yōu)選由鋁材構(gòu)成，以及優(yōu)選的是具有3至10克的質(zhì)量，更優(yōu)選的是4至8克，最優(yōu)選的質(zhì)量為6克。替代性的，球桿管57由強力的諸如氨基甲酸乙酯或ABS之類的材料構(gòu)成。球桿(未顯示)通過冠部24的孔55設(shè)置在球桿管57內(nèi)。球桿管插入部件(未顯示)優(yōu)選介于球桿與球桿管57之間。此種球桿管插入部件描述于發(fā)明名稱為“具有球桿襯套的高爾夫球桿”的美國專利6352482中，其恰當?shù)牟糠趾喜⒂诖耍⒆鳛閰⒖?。球桿管57優(yōu)選定位于球桿管座59內(nèi)，并且從趾部26向冠部24延伸。然而，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)當認識到在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，球桿管不是必須延伸至一側(cè)26，也可以延伸至主體22外部。
附圖6和6A還均顯示了后部凹穴52的壁。后部凹穴52優(yōu)選延伸至中空內(nèi)部34，并形成凹穴凸出部52a。后部凹穴52優(yōu)選由上部凹穴壁54、主凹穴壁56和下部凹穴壁58所限定。后部配重部件50定位于后部凹穴52內(nèi)，最佳顯示于附圖3中。
后部配重部件50優(yōu)選由金屬材料構(gòu)成，諸如鋼、合金鋼、銅、鎢、鎢合金或其它高密度材料。后部配重部件50與主體22共?；蛟谥圃熘黧w22后壓裝至后部凹穴52內(nèi)。首先以囊模工藝制造主體22，然后使用粘合劑將后部配重部件50粘結(jié)于后部凹穴52內(nèi)。
高爾夫桿頭20的第二實施例顯示于附圖13-15中，諸如提交于2002年2月28日，發(fā)明名稱為“具有桿面插件的多材料高爾夫桿頭”的美國專利6565452所公開的那樣，其全文結(jié)合與此，并作為參考。在此實施例中，高爾夫桿頭20具有桿面部件60和后部主體61。桿面部件60具有杯形桿面和分離的桿面插件40，該桿面插件40定位于杯形桿面74的開口45內(nèi)。后部主體61具有冠部62和趾部64。
杯形桿面74具有回轉(zhuǎn)部分63，該回轉(zhuǎn)部分63從前壁的環(huán)形73向后橫向延伸。桿面插件40采用一種制造工藝結(jié)合于桿面部件60的杯形桿面74，該制造工藝描述于待決美國專利申請10/710143中，其發(fā)明名稱為“具有杯形桿面部件的高爾夫桿頭的加工方法”，提交于2004年6月22日，其全文結(jié)合與此，并作為參考。
杯形桿面的回轉(zhuǎn)部分63優(yōu)選包括上部橫向部分76、下部橫向部分78、跟部橫向部分80和趾部橫向部分82。因此，回轉(zhuǎn)部分63優(yōu)選環(huán)繞桿面插件40的全部360度。然而，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)當認識到回轉(zhuǎn)部分63也可以僅圍繞桿面插件40的部分片段，諸如270度或180度，也可以是不連續(xù)的。
上部橫向部分76向著后部主體61以預定間距d向后延伸，并結(jié)合于冠部62。在優(yōu)選的實施例中，預定間距的范圍為0.2至1.0英寸，更優(yōu)選的是0.4至0.75英寸，最優(yōu)選的是0.68英寸，由桿面插件40的環(huán)線73至上部橫向部分76的后部邊緣進行測量。在優(yōu)選的實施例中，上部橫向部分76從根部端部36至趾部端部38總體具有一個弧度。上部橫向部分76從桿面插件40起的長度，優(yōu)選的是在靠近桿面插件40的中心具有最小的長度，并且朝著跟部端部36和趾部端部38增加。然而，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)當認識到最小的長度也可以位于根部端部36或趾部端部38。
桿面部件60沿著基本上水平的平面與后部主體61的冠部62相結(jié)合。冠部62具有冠部底切部分62a，定位于回轉(zhuǎn)部分63之下。此種結(jié)合強化了桿面插件40的撓性，允許獲得較大的恢復系數(shù)。后部主體61的冠部62與桿面部件60的上部橫向部分76之間的相互結(jié)合，在下文中將進一步進行說明。
跟部橫向部分80基本上垂直于桿面插件40，并且在任選的結(jié)合于后部主體61的帶狀部區(qū)域90和底部區(qū)域91之前，跟部橫向部分80覆蓋于球桿管57上。跟部橫向部分80與趾部64的結(jié)合，與帶狀部28和底部區(qū)域91兩者的結(jié)合，將在下文中進行更詳細的說明。跟部橫向部分80從環(huán)線73向內(nèi)延伸間距d，，，，間距的范圍為0.250至1.50英寸，優(yōu)選的是0.50至1.0英寸，以及最優(yōu)選的是0.950英寸。跟部橫向部分80優(yōu)選在其邊緣具有總體的弧度。
桿面部件60的另一端具有趾狀橫向部分82。趾狀橫向部分82與趾部64的結(jié)合，與帶狀部28和底部區(qū)域91兩者的結(jié)合，將在下文中進行更詳細的說明。趾狀橫向部分82從環(huán)線73向內(nèi)延伸間距d，，，間距的范圍為0.250至1.50英寸，優(yōu)選的是0.75至1.30英寸，以及最優(yōu)選的是1.20英寸。趾狀橫向部分82優(yōu)選在其邊緣具有總體的弧度。
桿面部件60的下部橫向部分78向著后部主體61以預定間距向內(nèi)延伸，并結(jié)合于趾部64。在優(yōu)選的實施例中，預定間距的范圍為0.2至1.25英寸，更優(yōu)選的是0.50至1.10英寸，最優(yōu)選的是0.9英寸，由桿面插件40的環(huán)線73至下部橫向部分78的邊緣進行測量。在優(yōu)選的實施例中，下部橫向部分78從根部端部36至趾部端部38總體具有一個弧度。下部橫向部分78從桿面部分72的的環(huán)線73起的長度，優(yōu)選的是在靠近桿面40的中心具有最小的長度，并且朝著跟部端部36和趾部端部38增加。
趾部64具有趾部底切64a，定位于回轉(zhuǎn)部分63之下。趾部64與下部橫向部分78以及跟部橫向部分80與趾狀橫向部分82之間的相互結(jié)合，將在下文中進行更詳細的說明。
后部主體61優(yōu)選由非金屬材料組成，優(yōu)選是諸如連續(xù)纖維預浸材料之類的復合材料(包括熱固性或熱塑性樹脂材料)。其它用于后部主體61的材料包括諸如注塑塑料之類的熱固性或熱塑性材料。后部主體61優(yōu)選通過囊模、樹脂轉(zhuǎn)換模、樹脂浸泡、噴射注模、壓?；蚪频墓に囍圃?。替代性的，后部主體61可以由金屬材料構(gòu)成，諸如鎂、鈦、不銹鋼，或任何其它的合金鋼或鈦合金。
后部主體61的冠部62總體上朝向趾部64凸起，并結(jié)合于帶狀部區(qū)域90和趾部64，帶狀部區(qū)域90和趾部64的外側(cè)與桿面部件60相結(jié)合。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員應(yīng)當認識到趾部64可以不設(shè)置帶狀部區(qū)域90。冠部62的厚度范圍為0.010至0.100英寸，更優(yōu)選的是0.025至0.070英寸，進一步更優(yōu)選的是0.028至0.040英寸，最優(yōu)選的厚度是0.033英寸。趾部64包括底部區(qū)域91和可選擇的帶狀部區(qū)域90，趾部64基本上垂至于底部區(qū)域91，優(yōu)選的厚度范圍為0.010至0.100英寸，更優(yōu)選的是0.025至0.070英寸，進一步更優(yōu)選的是0.028至0.040英寸，最優(yōu)選的厚度是0.033英寸。
組裝完畢的桿面部件60隨后結(jié)合于后部主體61。桿面部件60在其回轉(zhuǎn)部分的內(nèi)表面上具有粘合劑，桿面部件60定位于模具內(nèi)，該模具具有用于后部主體61進行囊模工藝的預制模。回轉(zhuǎn)部分63定位并安裝于底切部分62a、64a。粘合劑也可以涂覆在底切部分62a、64a上。此種粘合包括液體或薄膜介質(zhì)內(nèi)熱固性粘合。在結(jié)合的工藝中，囊設(shè)置于預制模和桿面部件60中空的內(nèi)部內(nèi)，并且在模具內(nèi)加壓，同時進行加熱。共模工藝確保后部主體61與桿面部件60的結(jié)合。在另一種結(jié)合的工藝中，后部主體61首先進行囊模工藝，隨后使用粘結(jié)劑或機加工的方式，將桿面部件60固定于回轉(zhuǎn)部分63。
高爾夫桿頭20的第三實施例顯示于附圖16-18中。在此實施例中，高爾夫桿頭20包括主體22、桿面40、配重框架42和選擇性的支承墊44。此種高爾夫桿頭20描述于美國專利6672975中，其發(fā)明名稱為“高爾夫桿頭”，已經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，其全文結(jié)合與此，并作為參考。
主體22由輕量或低密度的材料構(gòu)成，優(yōu)選由非金屬材料或低密度(小于每立方厘米4.5克)金屬材料構(gòu)成，諸如聚碳酸酯。其它用于主體22的材料優(yōu)選是諸如連續(xù)纖維預浸材料之類的復合材料(包括熱固性或熱塑性樹脂材料)。其它的諸如聚胺酯之類熱固性材料，或其它的熱塑性材料，諸如聚酰胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯、PBT(聚丁烯對苯二酸酯)、聚碳酸酯和聚胺酯的混合物或類似的材料。主體22優(yōu)選通過噴射注模、囊模、樹脂轉(zhuǎn)換模、樹脂浸泡、壓?；蚪频墓に囍圃?。用于主體22的優(yōu)選的材料為鋁、錫、或鎂。桿面40結(jié)合與框架42，并且覆蓋開口32。桿面40優(yōu)選定位覆蓋并結(jié)合于支承墊44。
桿面40優(yōu)選由成型金屬材料構(gòu)成。然而，桿面40也可以由機加工金屬材料、鍛造金屬材料、鑄造金屬材料或類似材料構(gòu)成。桿面40優(yōu)選由成型的鈦或鋼材構(gòu)成。適合于桿面40的鈦金屬材料包括純鈦或鈦合金。其它用于桿面40的金屬包括高強度合金鋼和非晶態(tài)金屬。桿面40的外表面典型的是位于其上的多條刻線(未顯示)。
桿面40優(yōu)選是橢圓形或梯形。桿面40優(yōu)選具有多個孔46a-d，螺栓88a-d插入并穿過孔46a-d。
配重框架42優(yōu)選由金屬材料構(gòu)成，諸如不銹鋼、鈦合金、鋁、鎂或其它類似的金屬構(gòu)成。在替代性的實施例中，配重框架42優(yōu)選由熱塑性材料構(gòu)成。配重框架42優(yōu)選由4條臂86a-d中心體84組成。在優(yōu)選的實施例中，臂86a-d定位于主體22上相應(yīng)的凹槽40a-d內(nèi)。每一凹槽40a-d總體上具有容納臂86a-d的形狀。每一臂86a-d具有足以從主體22的后端部37延伸至開口32的長度。在優(yōu)選的實施例中，每一臂86a-d成管狀，在其前端(相對于中心體84)具有螺紋孔，以接收在此處進行桿面40的螺栓的結(jié)合?？蚣?2優(yōu)選在桿面40的每一轉(zhuǎn)角(上跟部、下跟部、上趾部和下趾部)與桿面40結(jié)合。由于質(zhì)量定位于高爾夫桿頭20的最外部，框架42還增加了高爾夫桿頭20的慣量。
進一步，桿面40與框架42的結(jié)合，還提供了桿面40應(yīng)用非晶態(tài)金屬以及在框架42和主體22上使用不同的材料的能力。盡管優(yōu)選使用螺栓進行結(jié)合，其它的連接方式也可以應(yīng)用，諸如鉚釘、自攻螺釘、局部摩擦或焊接、點焊、局部結(jié)合、熔體或溶劑結(jié)合或其它類似的方式。
優(yōu)選的是，框架42的質(zhì)量范圍為30克至90克，更優(yōu)選的是40克至70克。球桿管57優(yōu)選的質(zhì)量范圍為3至10克，更優(yōu)選的是4至8克，以及最優(yōu)選的是6克。此外，數(shù)量為0.5克至5克的環(huán)氧或類似的材料，可以作為選擇性的配重注入高爾夫桿頭20的中空內(nèi)部50。
如附圖17和18所示，從桿面40至冠部24的后端37是高爾夫桿頭20的深度D，其范圍優(yōu)選為3.0英寸至4.5英寸，以及最優(yōu)選為3.74英寸。從趾部26至冠部24測量的桿頭20的高度優(yōu)選的范圍為2.0英寸至3.5英寸，以及最優(yōu)選為2.62英寸。桿頭20從趾部端部38至跟部端部的寬度W的優(yōu)選的范圍為4.0英寸至5.5英寸，以及最優(yōu)選為4.57英寸。桿面40的高度優(yōu)選的范圍為1.8英寸至2.5英寸，，以及最優(yōu)選為2.08英寸。桿面插件從趾部端部至跟部端部的寬度w的優(yōu)選的范圍為3.0英寸至5.0英寸，以及最優(yōu)選為3.52英寸。
本發(fā)明的高爾夫桿頭用于遠距擊球時，高爾夫桿頭20優(yōu)選具有高的恢復系數(shù)。恢復系數(shù)(此處也寫作“COR”)由以下公式確定e=v2-v1U1-U2]]>其中U1是桿頭在擊球前的速度；U2是高爾夫球在擊球前的速度，速度為零；v1是高爾夫球剛從桿頭的桿面上分離后，桿頭的速度；v2是高爾夫球剛從桿頭的桿面上分離后，高爾夫球的速度；e是高爾夫球與桿面之間的恢復系數(shù)。
當系統(tǒng)無附加的能量時，e的值限定于0-1.0之間。當用于諸如粘土或油灰之類的材料時，恢復系數(shù)e接近零，而當用于完美的彈性材料時，恢復系數(shù)e的值為1.0。在通常的測試條件下，高爾夫桿頭20優(yōu)選的恢復系數(shù)范圍為0.80至0.94。
在標準USGA測試條件下，并使用給定的高爾夫球，本發(fā)明桿頭20的恢復系數(shù)優(yōu)選的范圍為大約0.80至0.94，更優(yōu)選的是0.82至0.89，最優(yōu)選的是0.86。然而，桿面中心300優(yōu)選的COR不超過0.83，以及高爾夫桿頭20優(yōu)選符合USGA的特性時間測試。
附圖9和10繪出了穿過高爾夫桿頭重心的慣性軸。慣性軸標記為X、Y和Z。X軸從桿面插件40延伸穿過重心CG，到達高爾夫桿頭20的后部。Y軸從高爾夫桿頭20的趾部端部38延伸穿過重心CG，到達高爾夫桿頭20的跟部端部36。Z軸從冠部24延伸穿過重心CG，到達趾部26。
如Ralph Maltby所著的《高爾夫球桿設(shè)計、組裝、選配與維修》(第4版)中所定義的那樣高爾夫桿頭的重心或質(zhì)心是位于高爾夫桿頭內(nèi)部的一個點，通過將其懸掛并達到平衡，垂直交叉的兩個或更多的點可以確定其重心或質(zhì)心。對于該重心定義的更詳盡的解釋記錄在《高爾夫球桿設(shè)計、組裝、選配與維修》中。
高爾夫桿頭20的重心和慣性矩優(yōu)選通過測試架(XT，YT，ZT)進行測量，然后轉(zhuǎn)換至桿頭架(XH，YH，ZH)。使用在其上記載有具有兩重量秤的重心表，可以獲得高爾夫桿頭的重心，發(fā)明名稱為“高慣性矩的復合材料高爾夫球桿”的美國專利6607452對此進行了公開，其全文隨附再在此，并作為參考。如果存在一球桿，將球桿移除，并用立方形的球桿管進行替代，該立方形的球桿管具有大的桿面，并垂直于高爾夫桿頭軸。在給定的高爾夫桿頭重量下，當高爾夫桿頭同時放置在兩種秤上時，上述秤允許人們確定高爾夫桿頭的重量分配，以及在特定的X、Y和Z方向上的權(quán)重。
總體而言，高爾夫桿頭20的Z軸的慣性矩Izz優(yōu)選大于3000g-cm2，以及更優(yōu)選的是大于3500g-cm2。高爾夫桿頭20的Y軸的慣性矩Iyy優(yōu)選的范圍為2000g-cm2至4000g-cm2，以及更優(yōu)選的是2300g-cm2至3800g-cm2。高爾夫桿頭20的X軸的慣性矩Ixx優(yōu)選的范圍為1500g-cm2至3800g-cm2，以及更優(yōu)選的是1600g-cm2至3100g-cm2。
表1描述了本發(fā)明的具有桿面插件(40)的高爾夫桿頭與具有一致厚度的桿面插件的高爾夫桿頭的對比。兩種高爾夫桿頭均符合USGA關(guān)于特性時間的規(guī)定。高爾夫桿體20具有桿面插件(40)，該桿面插件(40)具有第一厚度區(qū)域200，高爾夫桿體20的質(zhì)量比作為比較對象的具有一致厚度桿面的高爾夫桿頭輕25％以上，但是具有近似的COR和特性時間。

權(quán)利要求
1.一種高爾夫桿頭，包括主體，所述的主體具有冠部、底部和中空的內(nèi)部；設(shè)置在所述的主體上的桿面，所述的桿面包括環(huán)形區(qū)域，跟部垂直區(qū)域，趾部垂直區(qū)域，與所述的跟部垂直區(qū)域和所述的趾部垂直區(qū)域均連接的中心水平區(qū)域，所述的桿面還包括上部中心區(qū)域，下部中心區(qū)域，跟部區(qū)域和趾部區(qū)域，每一所述的環(huán)形區(qū)域、所述的跟部垂直區(qū)域、所述的趾部垂直區(qū)域和所述的中心水平區(qū)域均具有第一厚度，以及每一所述的上部中心區(qū)域、所述的下部中心區(qū)域、所述的跟部區(qū)域和所述的趾部區(qū)域均具有第二厚度，以及所述的第一厚度比所述的第二厚度至少厚0.025英寸；其中所述的高爾夫桿頭的體積范圍為385立方厘米至475立方厘米，質(zhì)量范圍為170至250克，恢復系數(shù)范圍為0.82至0.875。
2.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的桿面進一步包括過渡區(qū)域，所述的過渡區(qū)域從所述的第一厚度向所述的第二厚度過渡。
3.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的第一厚度比所述的第二厚度至少厚0.050英寸。
4.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的桿面以插入的方式結(jié)合于所述的主體。
5.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的桿面與所述的主體一體成型。
6.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的主體具有后部主體，所述的后部主體具有向前的開口，以及進一步包括桿面部件，所述的桿面部件結(jié)合于所述的后部主體向前的開口，所述的桿面部件包括所述的高爾夫桿頭的所述的桿面。
7.如權(quán)利要求6所述的高爾夫桿頭，其中所述的后部主體由非金屬材料構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求4所述的高爾夫桿頭，其中所述的主體由非金屬材料構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的主體由鑄造鈦合金材料構(gòu)成，所述的桿面由成型鈦合金材料構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的高爾夫桿頭穿過重心的Z軸的慣性矩Izz大于3000g-cm2，以及穿過重心的Y軸的慣性矩Iyy的范圍為2000g-cm2至4000g-cm2。
11.如權(quán)利要求5所述的高爾夫桿頭，其中所述的桿面與所述的主體鑄造在一起。
12.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中每一所述的環(huán)形區(qū)域、所述的跟部垂直區(qū)域、所述的趾部垂直區(qū)域和所述的中心水平區(qū)域的厚度范圍為0.100英寸至0.200英寸，以及每一所述的上部中心區(qū)域、所述的下部中心區(qū)域、所述的跟部區(qū)域和所述的趾部區(qū)域的厚度范圍為0.030英寸至0.090英寸。
13.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中每一所述的環(huán)形區(qū)域、所述的跟部垂直區(qū)域、所述的趾部垂直區(qū)域和所述的中心水平區(qū)域的厚度范圍為0.125英寸至0.165英寸，以及每一所述的上部中心區(qū)域、所述的下部中心區(qū)域、所述的跟部區(qū)域和所述的趾部區(qū)域的厚度范圍為0.050英寸至0.070英寸。
14.如權(quán)利要求4所述的高爾夫桿頭，其中每一所述的跟部垂直區(qū)域和所述的趾部垂直區(qū)域從桿面插件的底部延伸至桿面插件的頂部。
15.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的跟部垂直區(qū)域、所述的趾部垂直區(qū)域和所述的中心水平區(qū)域形成X形。
16.如權(quán)利要求1所述的高爾夫桿頭，其中所述的桿面的內(nèi)表面的輪廓構(gòu)成光滑的表面。
17.如權(quán)利要求14所述的高爾夫桿頭，其中每一所述的跟部區(qū)域和所述的趾部區(qū)域大于每一所述的上部中心區(qū)域和所述的下部中心區(qū)域。
18.如權(quán)利要求4所述的高爾夫桿頭，其中桿面插件的質(zhì)量范圍為25克至40克。
19.如權(quán)利要求18所述的高爾夫桿頭，其中桿面插件的高度的范圍為1.80英寸至2.50英寸，以及寬度范圍為3.50英寸至5.00英寸。
20.一種木制型高爾夫桿頭，包括主體，所述的主體具有冠部、底部、前壁和帶狀部，所述的前壁具有開口；以及桿面插件，結(jié)合于所述的主體上，所述的桿面包括環(huán)形區(qū)域，跟部垂直區(qū)域，趾部垂直區(qū)域，與所述的跟部垂直區(qū)域和所述的趾部垂直區(qū)域均連接的中心水平區(qū)域，所述的桿面還包括上部中心區(qū)域，下部中心區(qū)域，跟部區(qū)域和趾部區(qū)域，每一所述的環(huán)形區(qū)域、所述的跟部垂直區(qū)域、所述的趾部垂直區(qū)域和所述的中心水平區(qū)域均具有第一厚度，以及每一所述的上部中心區(qū)域、所述的下部中心區(qū)域、所述的跟部區(qū)域和所述的趾部區(qū)域均具有第二厚度，以及所述的第一厚度比所述的第二厚度至少厚0.025英寸；其中所述的高爾夫桿頭的體積范圍為385立方厘米至475立方厘米，質(zhì)量范圍為170至250克，恢復系數(shù)范圍為0.82至0.875。
21.如權(quán)利要求20所述的木制型高爾夫桿頭，其中所述的主體由選自以下的材料構(gòu)成鎂，鋁，聚碳酸酯，熱塑性聚胺酯，PBT(聚丁烯對苯二酸酯)，聚碳酸酯和聚胺酯的混合物，碳環(huán)氧和多層預浸材料。
22.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中所述的桿面進一步包括過渡區(qū)域，所述的過渡區(qū)域從所述的第一厚度向所述的第二厚度過渡。
23.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中所述的第一厚度比所述的第二厚度至少厚0.050英寸。
24.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中所述的主體由鑄造鈦合金材料構(gòu)成，以及桿面插件由成型鈦合金材料構(gòu)成。
25.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中所述的高爾夫桿頭穿過重心的Z軸的慣性矩Izz大于3000g-cm2，以及穿過重心的Y軸的慣性矩Iyy的范圍為2000g-cm2至4000g-cm2。
26.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中每一所述的環(huán)形區(qū)域、所述的跟部垂直區(qū)域、所述的趾部垂直區(qū)域和所述的中心水平區(qū)域的厚度范圍為0.100英寸至0.200英寸，以及每一所述的上部中心區(qū)域、所述的下部中心區(qū)域、所述的跟部區(qū)域和所述的趾部區(qū)域的厚度范圍為0.030英寸至0.090英寸。
27.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中每一所述的環(huán)形區(qū)域、所述的跟部垂直區(qū)域、所述的趾部垂直區(qū)域和所述的中心水平區(qū)域的厚度范圍為0.125英寸至0.165英寸，以及每一所述的上部中心區(qū)域、所述的下部中心區(qū)域、所述的跟部區(qū)域和所述的趾部區(qū)域的厚度范圍為0.050英寸至0.070英寸。
28.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中每一所述的跟部垂直區(qū)域和所述的趾部垂直區(qū)域從桿面插件底部延伸至桿面插件的頂部。
29.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中所述的跟部垂直區(qū)域、所述的趾部垂直區(qū)域和所述的中心水平區(qū)域在桿面插件的內(nèi)表面上形成X形。
30.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中所述的環(huán)形區(qū)域圍繞所述的桿面的全部環(huán)線延伸。
31.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中所述的桿面的內(nèi)表面的輪廓構(gòu)成光滑的表面。
32.如權(quán)利要求28所述的高爾夫桿頭，其中每一所述的跟部區(qū)域和所述的趾部區(qū)域大于每一所述的上部中心區(qū)域和所述的下部中心區(qū)域。
33.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中桿面插件的質(zhì)量范圍為25克至40克。
34.如權(quán)利要求20所述的高爾夫桿頭，其中桿面插件的高度的范圍為1.80英寸至2.50英寸，以及寬度范圍為3.50英寸至5.00英寸。
35.一種高爾夫桿頭，包括桿面部件，所述的桿面部件具有回轉(zhuǎn)部分和桿面插件；后部主體結(jié)合于所述的桿面部件的所述的回轉(zhuǎn)部分；所述的桿面插件具有外表面和內(nèi)表面，所述的桿面插件的所述的內(nèi)表面包括上部延伸區(qū)域、下部延伸區(qū)域、跟部延伸區(qū)域、趾部延伸區(qū)域、中心區(qū)域、環(huán)形區(qū)域、上部趾部區(qū)域、上部跟部區(qū)域、下部趾部區(qū)域和下部跟部區(qū)域，每一上部延伸區(qū)域、下部延伸區(qū)域、跟部延伸區(qū)域、趾部延伸區(qū)域、中心區(qū)域、環(huán)形區(qū)域具有第一厚度，以及每一上部趾部區(qū)域、上部跟部區(qū)域、下部趾部區(qū)域和下部跟部區(qū)域具有第二厚度，以及所述的第一厚度比所述的第二厚度至少厚0.025英寸；其中所述的高爾夫桿頭的體積范圍為385立方厘米至475立方厘米，質(zhì)量范圍為170至250克，恢復系數(shù)范圍為0.82至0.875。
36.如權(quán)利要求35所述的高爾夫桿頭，其中所述的后部主體由選自以下的材料構(gòu)成鎂，鋁，聚碳酸酯，熱塑性聚胺酯，PBT(聚丁烯對苯二酸酯)，聚碳酸酯和聚胺酯的混合物，碳環(huán)氧和多層預浸材料。
37.一種高爾夫桿頭，包括主體由復合材料構(gòu)成并具有開口的前壁，底部，帶狀部；冠部板，結(jié)合于所述的主體；桿面插件，設(shè)置于所述的前壁的所述的開口內(nèi)，所述的桿面插件由密度大于復合材料密度的材料構(gòu)成，所述的桿面插件具有外表面和內(nèi)表面，所述的桿面插件的所述的內(nèi)表面包括上部延伸區(qū)域、下部延伸區(qū)域、跟部延伸區(qū)域、趾部延伸區(qū)域、中心區(qū)域、環(huán)形區(qū)域、上部趾部區(qū)域、上部跟部區(qū)域、下部趾部區(qū)域和下部跟部區(qū)域，每一上部延伸區(qū)域、下部延伸區(qū)域、跟部延伸區(qū)域、趾部延伸區(qū)域、中心區(qū)域、環(huán)形區(qū)域具有第一厚度，以及每一上部趾部區(qū)域、上部跟部區(qū)域、下部趾部區(qū)域和下部跟部區(qū)域具有第二厚度，以及所述的第一厚度比所述的第二厚度至少厚0.025英寸；其中所述的高爾夫桿頭的體積范圍為385立方厘米至475立方厘米，質(zhì)量范圍為170至250克，恢復系數(shù)范圍為0.82至0.875。
全文摘要
在此公開了一種用于高爾夫桿頭(20)的桿面或桿面插件(40)。桿面(40)的內(nèi)表面(40a)具有第一厚度區(qū)域(200)和第二厚度區(qū)域(205)。第一厚度區(qū)域(200)的厚度優(yōu)選比第二厚度區(qū)域(205)至少厚0.025英寸。在最優(yōu)選的實施例中，第一厚度區(qū)域(200)具有X形。桿面或桿面插件(40)具有變化的厚度，允許在符合美國高爾夫球協(xié)會的規(guī)定的情況下，高爾夫桿頭(20)內(nèi)的桿面或桿面插件(40)具有較小的質(zhì)量。
文檔編號A63B53/04GK101014390SQ200580030195
公開日2007年8月8日 申請日期2005年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月7日
發(fā)明者E·D·吉布斯, J·A·加洛維 申請人:卡拉韋高爾夫公司