具有為防止筒體變形的增強(qiáng)的、低耐久性區(qū)域的球棒的制作方法
【專利摘要】球棒包括由一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)元件所增強(qiáng)的一個(gè)或多個(gè)低耐久性的區(qū)域。如果增強(qiáng)元件被改變或移除，球棒的耐久性顯著降低。例如，如果球棒在試圖提高球棒性能中經(jīng)歷內(nèi)部削刮或外部滾軋，增強(qiáng)元件將被移除或損壞，以使得球棒的耐久性被降低到球棒的性能保持低于指定限度的點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】具有為防止筒體變形的增強(qiáng)的、低耐久性區(qū)域的球棒
[0001]要求優(yōu)先權(quán)
[0002]該申請(qǐng)是2011年12月21日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)13/333，498的繼續(xù)申請(qǐng)。
【背景技術(shù)】
[0003]越來(lái)越多的棒球和壘球運(yùn)動(dòng)員改變棒筒以努力提高球棒的性能。例如，球員已經(jīng)知道除去球帽和從棒筒的內(nèi)表面刮去或削去材料以減少球棒的重量，這會(huì)導(dǎo)致增加的球棒速度-和更好的球棒性能-當(dāng)球員揮動(dòng)球棒并撞擊球時(shí)。一旦球帽在球棒上被取代，棒的內(nèi)部損害通常是檢測(cè)不到的。
[0004]一些球員也已知道促使在復(fù)合球筒中的復(fù)合層之間的分層。這個(gè)分層降低了筒體的壓縮并增加了筒體的彎曲，其可以提高球棒的性能。用于致使筒體分層的最常用的方法是“滾軋”，其中棒筒被放置在橫向定向到筒體的長(zhǎng)軸的兩個(gè)圓筒之間。圓筒稍后被壓縮成球棒，同時(shí)圓筒被沿著筒體滾軋以引起在筒體結(jié)構(gòu)中的極度變形。這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致在球棒層板之中的微小裂紋，其最終導(dǎo)致復(fù)合筒層之間的分層。而這個(gè)過(guò)程通常會(huì)降低棒的使用壽命，太多的球員選擇暫時(shí)的增強(qiáng)性能勝過(guò)耐久性。如同削刮，由于滾軋引起的在球棒中的變形通常是觀察員檢測(cè)不到的。
[0005]應(yīng)對(duì)于這些球棒-損害方法，監(jiān)管協(xié)會(huì)已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施對(duì)球棒設(shè)計(jì)的限制。例如，全國(guó)大學(xué)生體育協(xié)會(huì)(NCAA)已實(shí)施了測(cè)試，該測(cè)試要求所有的球棒符合甚至在他們被滾軋無(wú)限次以后的性能限制。本質(zhì)上，球棒必須要么保持低于最大允許性能限制，或必須在滾軋過(guò)程中斷裂。因此，設(shè)計(jì)滿足監(jiān)管協(xié)會(huì)要求的高性能的球棒正變得越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性。幾乎所有其他的棒球和壘球運(yùn)動(dòng)管理機(jī)構(gòu)，例如業(yè)余壘球協(xié)會(huì)(ASA)、美國(guó)專業(yè)體育協(xié)會(huì)(USSSA)、小聯(lián)盟，等等都采用了類似的規(guī)則。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]球棒，球棒包括由一個(gè)或多個(gè)增強(qiáng)元件所增強(qiáng)的一個(gè)或多個(gè)低耐久性的區(qū)域。如果增強(qiáng)元件被改變或移除，球棒的耐久性顯著降低。例如，如果球棒在試圖提高球棒性能中經(jīng)歷內(nèi)部削刮或外部滾軋，增強(qiáng)元件將被移除或損壞，以使得球棒的耐久性被降低到球棒的性能保持低于指定限度的點(diǎn)。其它特征和優(yōu)勢(shì)將在下文中出現(xiàn)。上述特征可單獨(dú)或共同使用，或在它們中的一個(gè)或多個(gè)的各種組合中使用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]在附圖中，其中相同的附圖標(biāo)記在圖中表示相同的部件:
[0008]圖1是根據(jù)實(shí)施例的球棒的透視圖；
[0009]圖2是根據(jù)實(shí)施例的沿圖1的線AA截取的棒筒的橫截面視圖；
[0010]圖3是根據(jù)實(shí)施例的沿圖1的線AA截取的棒筒的橫截面視圖。
具體實(shí)施例[0011]現(xiàn)在將描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。下面的描述提供了這些實(shí)施例透徹的理解和說(shuō)明的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到?jīng)]有許多這些細(xì)節(jié)的發(fā)明也可以被實(shí)現(xiàn)。此夕卜，一些公知的結(jié)構(gòu)或特征可能不會(huì)被顯示或詳細(xì)描述以避免不必要的模糊各種實(shí)施例的相關(guān)描述。
[0012]在下面的說(shuō)明中使用的術(shù)語(yǔ)試圖以其最合理的方式進(jìn)行解釋，即使它被用于在與本發(fā)明某些具體實(shí)施例的詳細(xì)描述一起使用。然而，任何意圖在下被強(qiáng)調(diào)術(shù)語(yǔ)都試圖以任何限制的方式被解釋之術(shù)語(yǔ)，將在這【具體實(shí)施方式】部分被明顯地并明確地的界定。
[0013]凡在上下文許可的情況下，單數(shù)或復(fù)數(shù)條款還可能分別包括復(fù)數(shù)或單數(shù)的條款。此外，除非“或者”是被明確限于表示只有一個(gè)單個(gè)的排除兩個(gè)或更多項(xiàng)目的列表中的其它項(xiàng)目的項(xiàng)目，則在這樣的列表中使用“或者”應(yīng)被解釋為包括:(a)列表中的任何單項(xiàng)(b)所有列表中的項(xiàng)目，或(C)列表中項(xiàng)目的任何組合。
[0014]現(xiàn)參照詳細(xì)圖示，如圖1所示，棒球棒或壘球棒10，以下統(tǒng)稱為“球棒”或“棒”，將被顯示并描述。球棒10包括手柄12、棒筒14以及連接手柄12至棒筒14的錐形部分16。手柄12的自由端包括把手18或類似結(jié)構(gòu)。棒筒14較佳地由合適的蓋子20或塞子關(guān)閉。球棒10的內(nèi)部較佳地是空心的，允許球棒10相對(duì)較輕以使得球員在揮動(dòng)球棒10時(shí)可產(chǎn)生可觀的揮棒速度。
[0015]該球棒10可以是單件結(jié)構(gòu)，或可以包括兩個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)的連接件(例如，單獨(dú)的手柄和筒體)，如所述的，例如，在美國(guó)專利號(hào)5，593，158中，其以參考方式被合并于此。筒體14可以由復(fù)合材料，例如碳或玻璃，制成，或由金屬材料，如鋁，制成。球棒手柄12可以由與筒體14相同的或不同的材料構(gòu)成。例如，在兩件式球棒中，手柄12可以由復(fù)合材料構(gòu)成的(與被構(gòu)成筒體的材料相同或不同的材料)，金屬材料，或任何其它合適的材料構(gòu)成。
[0016]筒體14可能包括單壁或多壁結(jié)構(gòu)。例如，多壁棒筒可能包括筒壁，筒壁由一個(gè)或多個(gè)界面剪切控制區(qū)("ISCZs")相互分開(kāi)，如在美國(guó)專利7，115,054中所述，其以參考方式被合并于此。
[0017]球棒10可能具有任何合適的尺寸。球棒10可能有20至40英寸或者26英寸到34英寸的總長(zhǎng)度。整個(gè)筒體直徑為2.0至3.0英寸或2.25到2.75英寸。典型的球棒有
2.25,2.625或2.75英寸的直徑。具有這些總長(zhǎng)度和筒體直徑的各種組合或任何其他合適的尺寸的球棒在此被考慮。尺寸的具體首選組合通常取決于的球棒10的使用者，并且用戶之間可能有很大地不同。
[0018]棒筒14包括至少一個(gè)弱化區(qū)域或者具有相對(duì)于筒體14的其它區(qū)域的降低耐久性的區(qū)域。弱化區(qū)域可以位于或基本上位于在擊球中心或筒體14的甜蜜點(diǎn)，或在一個(gè)或多個(gè)其它合適的位置。弱化區(qū)域由增強(qiáng)元件所強(qiáng)化，增強(qiáng)元件提供球棒承受與競(jìng)技比賽(如打擊投擲的棒球或壘球)相關(guān)的沖擊所必要的耐久性。
[0019]如圖2所示，在一個(gè)實(shí)施例中，增強(qiáng)元件包括一個(gè)或多個(gè)肋狀物(22)或從筒體14的徑向內(nèi)表面徑向向內(nèi)的相似的特征。在圖2中所示的實(shí)施例中，單向內(nèi)凸出的肋狀物22位于單個(gè)弱化區(qū)域24之上，單個(gè)弱化區(qū)域24基本上位于筒體14的甜蜜點(diǎn)處。一個(gè)或多個(gè)肋狀物22可替代地被位于在筒體14的擊球區(qū)域的任何地方，其通常大約從球棒10的端部延伸2英寸到8英寸。在另一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)肋狀物22可以是位于擊球區(qū)域以外，優(yōu)選地朝向削刮通常開(kāi)始的球棒的帽端。[0020]肋狀物22優(yōu)選地具有在筒體14的縱向方向中的約0.625?1.000英寸的長(zhǎng)度。肋狀物22可替換地可以更長(zhǎng)或更短。在一些實(shí)施例中,例如,肋狀物22可具有6.000英寸或更大的長(zhǎng)度。肋狀物22優(yōu)選地被定位沿著筒體14的徑向內(nèi)表面的整個(gè)圓周，但更小的、不連續(xù)帶肋部分可替換地被使用。因?yàn)樵摾郀钗?2向內(nèi)凸出，它具有比筒體14的相鄰區(qū)域更小的內(nèi)徑。在一個(gè)實(shí)施例中，肋狀物的內(nèi)徑比鄰近筒體區(qū)域的內(nèi)徑小了大約0.020英寸，以便它位于在用于削刮筒體14的內(nèi)表面的任何機(jī)械的路徑中。肋狀物22可以替代地從筒體14的內(nèi)表面向內(nèi)側(cè)凸出至更大或更小的程度。
[0021]在復(fù)合球棒中，肋狀物22可以從用于構(gòu)造筒體14的復(fù)合材料的一個(gè)或多個(gè)層形成。另外，較高硬度的材料，如較硬的復(fù)合材料或金屬材料，可以被用于形成肋狀物22，尤其是如果筒體材料具有相對(duì)低的硬度。筒體14的徑向內(nèi)表面上的較高硬度的肋狀物22使筒體結(jié)構(gòu)更依賴于更硬的材料的存在。因此，如果肋狀物22被削刮或切削掉，筒體14立即遭受在耐久性中的顯著下降。
[0022]此外，用于形成肋狀物22的一種或多種復(fù)合材料的纖維類型和纖維角度可被選擇以引起當(dāng)筒體14經(jīng)受滾軋或其他嚴(yán)重變形時(shí)在筒體耐久性中的顯著減少。低延伸纖維，例如具有小于2%延伸率的高模量碳纖維，例如，可被用來(lái)構(gòu)造肋狀物22。在一個(gè)實(shí)施例中，纖維以大于相對(duì)于球棒10的約30度角的角度定向，這會(huì)增加當(dāng)筒體經(jīng)受大于約0.1英寸的徑向偏轉(zhuǎn)，例如由滾軋引起的那些偏轉(zhuǎn)時(shí)筒體層板失效的可能性。
[0023]該弱化區(qū)域24可以是延伸通過(guò)筒壁的中空腔室，或者它可以由一種或多種弱化材料制成-或由一種或多種弱化材料填充。一些可能在弱化區(qū)域24中使用的相對(duì)弱的材料包括泡沫(例如，聚氨酯，聚苯乙烯，或熱塑性泡沫)、繩索、輕木、紡織紗線、聚丙烯或其它合適的材料。彈性體，例如聚氨酯或硅樹(shù)脂，也可用于形成弱化區(qū)域24。補(bǔ)充或替代地，比那些用來(lái)構(gòu)造筒體14的較弱的層板纖維或較弱的樹(shù)脂基體-或不粘結(jié)到周圍層板層的一種材料-可用于形成弱化區(qū)域24。當(dāng)增強(qiáng)的肋狀物22存在但如果肋狀物22或其他向內(nèi)凸出的特征被切削掉將將打破時(shí)，這些相對(duì)較弱的材料和排列提供足夠的耐久性。
[0024]如圖3所示，在另一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)合的或金屬球棒筒體14的弱化區(qū)域26是通過(guò)制造具有比周圍筒體區(qū)域較小厚度的區(qū)域的筒體14被形成的。弱化區(qū)域26由結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片28或其他增強(qiáng)元件所覆蓋，補(bǔ)片或其他增強(qiáng)元件被粘結(jié)或以其他方式被連接到相鄰于弱化區(qū)域26的筒體14的徑向內(nèi)表面。補(bǔ)片28從筒壁的徑向內(nèi)表面向內(nèi)凸出，從而減少在該區(qū)域內(nèi)的筒體14的內(nèi)徑并定位在用于削刮筒體14的內(nèi)表面的機(jī)械的路徑中的補(bǔ)片28。
[0025]用于構(gòu)成補(bǔ)片28-或粘合補(bǔ)片到筒體14的內(nèi)表面14的材料可被選擇為當(dāng)筒體14受到大于大約為0.1英寸的過(guò)大的徑向變形，例如滾軋導(dǎo)致的那些變形時(shí)失效。高模量、低延伸率的碳纖維，如上述的那些，可以被用來(lái)構(gòu)成補(bǔ)片28且實(shí)現(xiàn)該結(jié)果。另外或可選地，低延伸率的粘合劑(例如，環(huán)氧樹(shù)脂，丙烯酸樹(shù)脂，或氰基丙烯酸酯)可被用于粘合補(bǔ)片28至筒體14。這樣的粘合劑在極端載荷條件下會(huì)分解，例如滾軋或相似做法導(dǎo)致的徑向變形。
[0026]對(duì)于實(shí)現(xiàn)在筒體耐久性中的所需的下降所必要的在弱化區(qū)域26中的筒體厚度中的減少依賴于用于構(gòu)造球棒的材料的強(qiáng)度和球棒將要使用的水平。例如，由高強(qiáng)度的鋁合金制成的典型的成年球棒一般具有約0.100英寸到0.110英寸的筒壁厚度。結(jié)合在這樣的球棒中的具有在球棒的長(zhǎng)度方向中的大約0.5英寸的長(zhǎng)度和約為0.075英寸厚度的弱化區(qū)域26將導(dǎo)致在缺少增強(qiáng)元件(如補(bǔ)片28)的正常使用下的筒體凹陷。例如，具有厚度約為0.040英寸的高強(qiáng)度鋁合金環(huán)將是用于支撐這種減薄的、弱化區(qū)域26的合適的補(bǔ)片28。
[0027]—般來(lái)說(shuō)，在給定球棒中的約25%或更大的壁厚的減少對(duì)于在筒體14的內(nèi)表面被切削掉或補(bǔ)片28損壞或分離之后引起筒體失效應(yīng)該是足夠的。在筒壁厚度中的較小減少(例如，減少約10% )可以提供類似的結(jié)果，但可能使球棒的幾個(gè)沖擊在筒體被削刮、滾軋或以其它方式進(jìn)行減輕之后以相對(duì)較高水平進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，補(bǔ)片28的徑向外表面通過(guò)堅(jiān)韌的聚氨酯或環(huán)氧樹(shù)脂粘合劑被粘合至筒體14的徑向內(nèi)表面。薄膜粘合劑通常運(yùn)作良好且通常比非薄膜粘合劑更容易控制并定位。補(bǔ)片28和筒體14之間的粘合強(qiáng)度可以通過(guò)限制粘合面積或通過(guò)舍棄補(bǔ)片28和未準(zhǔn)備的筒體14的配合表面(例如，通過(guò)使用不如所制備的表面那樣堅(jiān)固地粘合的光滑表面)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0029]在另一個(gè)實(shí)施例中，筒壁-或筒壁的一個(gè)或多個(gè)徑向內(nèi)層-可由很難削刮或以其他方式切削掉的一種或多種材料制成。這種性質(zhì)的材料可替代地被粘合或以其它方式連接到由更容易加工的材料制成的筒壁的徑向內(nèi)表面。合適的削刮-耐受材料的一些實(shí)例包括但不限于以下材料:柔軟的，有粘性的材料(例如，具有相對(duì)高的熔點(diǎn)的復(fù)合材料)；粘性的，難以切割的纖維，如芳族聚酰胺纖維；和至少堅(jiān)硬如典型的加工刀具的材料制成的顆?；蚪饘俳z，如碳化鎢，這會(huì)損壞或磨損刀具。
[0030]上述任何實(shí)施例可單獨(dú)或與另一個(gè)聯(lián)合使用。例如，球棒筒體可包括由肋狀物或類似的增強(qiáng)元件強(qiáng)化的弱化區(qū)域，并且可以包括由結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片強(qiáng)化的另一弱化或減薄區(qū)域。這些區(qū)域可以位于靠近筒體的甜蜜點(diǎn)，或者可以位于擊球區(qū)的內(nèi)部或外部區(qū)域。球棒也可包括不在此所述的附加特征。雖然幾個(gè)實(shí)施例已被顯示和描述，各種變化和替換在沒(méi)有脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下當(dāng)然能被作出。因此，除了由以下的權(quán)利要求和其均等物限定外，本發(fā)明不應(yīng)被限定。
【權(quán)利要求】
1.一種球棒，包括: 手柄； 連接到所述手柄或與所述手柄一體成形的筒體，所述筒體包括徑向內(nèi)表面和低耐久性區(qū)域；和 至少一個(gè)從所述徑向內(nèi)表面徑向向內(nèi)凸出的且覆蓋所述低耐久性區(qū)的增強(qiáng)元件，其中所述增強(qiáng)元件的移除顯著降低所述筒體的所述耐久性。
2.如權(quán)利要求1所述的球棒，其中所述增強(qiáng)元件是沿所述徑向內(nèi)表面的圓周定位的肋狀物。
3.如權(quán)利要求1所述的球棒，其中所述低耐久性區(qū)域包括具有第一硬度的材料，以及其中所述增強(qiáng)元件包括具有大于所述第一硬度的第二硬度的材料。
4.如權(quán)利要求1所述的球棒，其中所述筒體包括具有第一硬度的材料，其特征在于，所述加強(qiáng)元件包括具有第二硬度的材料，所述第二硬度大于所述第一硬度。
5.如權(quán)利要求1所述的球棒，其中所述筒體包括至少一個(gè)壁，以及其中所述低耐久性區(qū)域包括在所述筒壁中的空的腔室。
6.如權(quán)利要求1所述的球棒，其中所述筒體包括甜蜜點(diǎn)，以及其中所述低耐久性區(qū)域和所述增強(qiáng)元件大致位于所述甜蜜點(diǎn)。
7.如權(quán)利要求1所 述的球棒，其中所述筒體包括至少兩個(gè)低耐久性區(qū)域，以及其中每個(gè)所述低耐久性區(qū)是由從所述筒體的所述徑向內(nèi)表面向內(nèi)凸出的增強(qiáng)元件所覆蓋。
8.如權(quán)利要求7所述的球棒，其中至少一個(gè)的所述低耐久性區(qū)域包括所述筒體的減薄部，并且覆蓋所述減薄部的所述增強(qiáng)元件包括結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片。
9.如權(quán)利要求1所述的球棒，其中所述增強(qiáng)元件從所述筒體的所述內(nèi)表面徑向向內(nèi)凸出大約0.020英寸。
10.如權(quán)利要求1所述的球棒,其中所述增強(qiáng)元件包括高模量復(fù)合材料,所述高模量復(fù)合材料包括具有小于2%的伸長(zhǎng)率的纖維。
11.如權(quán)利要求10所述的球棒，其中所述纖維以相對(duì)于所述棒的縱向軸線至少約30度的角度被定向。
12.—種球棒，包括: 手柄； 連接到所述手柄或與所述手柄一體成形的筒體，所述筒體包括: 具有第一徑向內(nèi)直徑的第一區(qū)域； 相鄰于所述第一區(qū)域具有大于所述第一徑向內(nèi)直徑的第二徑向內(nèi)直徑的第二區(qū)域； 連接到所述第一區(qū)域并從第一區(qū)域徑向向內(nèi)凸出的以及覆蓋所述第二區(qū)域的結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片，其中所述結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片的移除或脫離顯著降低所述筒體的耐久性。
13.如權(quán)利要求12所述的球棒，其中所述結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片包括具有約為0.040英寸厚度的鋁合金環(huán)形圈。
14.如權(quán)利要求12所述的球棒，其中所述第二區(qū)域的厚度是所述第一區(qū)的厚度的約75%或更少。
15.如權(quán)利要求12所述的球棒，其中所述第二區(qū)域的長(zhǎng)度為在所述球棒的長(zhǎng)度方向中約0.5英寸。
16.如權(quán)利要求12所述的球棒，其中所述筒體還包括具有基本上等于所述第一徑向內(nèi)直徑的第三徑向內(nèi)直徑的第三區(qū)域，其中所述第二區(qū)域位于所述第一區(qū)域和第三區(qū)域之間，以及其中所述結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片被連接至所述第一區(qū)域和第三區(qū)域的徑向內(nèi)表面。
17.如權(quán)利要求12所述的球棒，其中所述結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片是通過(guò)低延伸率粘接劑被粘接到所述第一區(qū)域和第三區(qū)域。
18.如權(quán)利要求12所述的球棒，其中所述筒體包括具有第一硬度的材料，以及其中所述結(jié)構(gòu)性補(bǔ)片包括具有大于所述第一硬度的第二硬度的材料。
19.一種球棒，包括: 手柄；和 連接到所述手柄或與所述手柄一體成形的筒體，其中所述筒體的徑向內(nèi)表面包括可耐受切割或削刮的材料。
20.如權(quán)利要求19所述的球 棒，其中所述耐受材料包括柔軟的粘性材料；纖維材料；或硬質(zhì)材料。
【文檔編號(hào)】A63B59/00GK104010703SQ201280064065
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月21日
【發(fā)明者】杜威·肖萬(wàn), 莊幸彥 申請(qǐng)人:伊士登運(yùn)動(dòng)公司