CN101448553A - 设置有玄武岩纤维的高尔夫球杆 - Google Patents

Abstract

高尔夫球杆产品包括杆身构件和与该杆身构件配合的球杆杆头主体构件。该球杆杆头产品的至少一些部分由玄武岩材料形成。例如一些更具体的例子，玄武岩材料可以用于以下的一个或多个：杆身构件结构的一层或多层；整个杆身结构；握杆构件；插口构件；球杆杆头主体构件的一个或多个部件，包括以下的任意一个：冠部构件、杆底板或构件、主体构件、条带构件(形成主体构件的一部分)、杆面构件、击球面构件、配重构件等。

Description

设置有玄武岩纤维的高尔夫球杆

背景技术

高尔夫被大量不同的参与者-不同性别的参与者以及不同年龄和技术水平的参与者所喜爱。高尔夫在运动世界中在某种情况下是独一无二的，这是因为如此多样的参与者群体可以一起参与高尔夫赛事，甚至直接彼此竞赛(例如，使用差点记分、不同的开球区、以组的形式等)，并还享受高尔夫邀请赛或竞赛等。这些因素，连同高尔夫节目在电视上的普及(例如，高尔夫联赛、高尔夫新闻、高尔夫历史，和/或其它高尔夫节目)以及高尔夫明星的崛起一起，在这些年中至少部分地增加了高尔夫在美国和全世纪的普及度。参加比赛的个人的数量和高尔夫球场的数量在这些年稳定地增加。

所有技术水平的高尔夫球手都寻求改善他们的表现，降低他们的高尔夫分并达到下一表现“水平”。所有类型的高尔夫器材制造商都响应他们的需求，并且最近，行业见证了高尔夫器材的惊人变化和改进。例如，已经存在大量不同的高尔夫球模型，一些球被设计用于补充特定的挥杆速度和/或其它参与者特点或喜好，例如一些球被设计用于飞得更远和/或更直，一些被设计用于提供更高或更平的轨迹，一些被设计用于提供更多的旋转、控制和/或感觉(特别是在果岭附近)，等。一些挥杆陪练器和/或教练陪练器也在市场上存在用来帮助降低参与者的分数。

高尔夫球杆作为在打球期间唯一能使高尔夫球运动的工具，因此，高尔夫球杆在这些年也成为更多技术研究和改进的主题。例如，这些年中市场上已经看到推杆设计、高尔夫球杆头设计、杆身和握杆的改进。另外，其它技术改进也试图将高尔夫球杆的各种元素和/或特点和/或高尔夫球的特点更好地匹配特定使用者的挥杆特征或特点(例如，球杆安装技术、球发射角测量技术、球旋转速度特点，等)。

传统的高尔夫球杆具有三个基本部分，握杆、杆身和杆头。如图1的高尔夫球杆100所示，握杆101附连至杆身102的上部或附连至其周围。杆身102将握杆101连接至杆头103。杆身102被高尔夫球手握住并且杆头103是实际击球的部分。

高尔夫球手握住高尔夫球杆100的握杆101。除了推杆的握杆以外，握杆101通常是圆的，并且通常没有明显的凸块、凸起或空洞。握杆可以由任意适当的材料制成，一般为聚合物、橡胶或皮革，并且可以包括小孔、槽、脊、条纹元件、或织物材料，被设计用于使得高尔夫球手更好地握在杆100上，而不使握杆101过大而违反高尔夫的规则。存在各种尺寸的握杆来适应不同的手尺寸和握杆款式。握杆的材料和设计一般在于个人喜好。

高尔夫球杆100的杆身102在握杆101和杆头103之间连接，并且像握杆一样，基本上具有圆的横截面。杆身102可以是直的或者大致为带锥度的管状构件，一般但不限于靠近握杆的直径为1/2英寸(12mm)，并且通常长度在18和48英寸之间(48-122cm)，并且典型地在35至45英寸之间(85-115cm)。

最时髦的高尔夫球杆杆身一般由钢或利用纤维的纤维增强树脂复合物制成，这些纤维诸如玻璃纤维和碳或石墨纤维。碳纤维复合物比钢更轻，但它们更贵。一些杆身利用两种或多种类型的材料，诸如具有钢端部的石墨复合物杆身。

图2示出了高尔夫球杆的传统杆头103。典型的杆头103具有多个部分：将杆头103连接至杆身102的插口104；实际击球的杆面105；杆底106，其是最靠近地面的部分；位于杆面105相对侧的背部(在图2中未示出)，和杆顶109。侧面110在高尔夫球杆103的跟部侧和趾部侧二者处在杆顶109和杆底106之间延伸。杆面105可以形成为包括独立的杆板，例如，利用金属形成，附连至由高尔夫球杆的其余部分限定的框架。

高尔夫球杆的杆头103是挥杆的所有能量传递到高尔夫球的地方。现在存在大量不同类型的高尔夫球杆头，例如包括：木杆头、铁杆头、木杆类型混合杆头、铁杆类型混合杆头和推杆。

木杆(wood)或木杆(driver)具有任意高尔夫球杆中最大的杆头。这些大球杆的一些被设计用于推进球走长距离，例如单次挥杆300码或更多。木杆或其它木杆的大杆头与形成它们的材料平衡以提供稳定性和轻重量，这些材料例如金属(比如，钢、钛、铝和黄铜)、玻璃纤维增强树脂复合物或碳纤维增强树脂复合物。包括木杆类型混合球杆杆头的木杆或木杆杆头形状允许杆头中的重量移动到增强稳定性的点。木杆或木杆杆头形状还允许杆头滑过草地和地面而不是钻入土地里。

铁杆被设计比为木杆更多地用于击球。木杆(wood)或木杆(driver)对于长距离击球和非常长距离击球是优选的，而铁杆用于在少于300码到40码或以下的范围内的击球。最近的关于周边配重和中空背部设计的发展使得铁杆对于中等高尔夫球手的打击更容易和简单。

推杆被设计用于以相对温和的挥杆用杆面撞击高尔夫球，该杆面大致垂直于预计的球路，挥杆导致球沿地面滚动直到它停止或落入球洞。推杆杆头可以具有各种形状—块、背刀、短、长、厚、薄等，可选地在杆面或平滑杆面上具有各种线型。

与球杆相关联的“号”或名字一般与球杆保持在其正常位置面对球时，杆面105从垂直方向倾斜的角度相关。对于球杆来说，越大的号代表从垂直方向倾斜的角度越大，与低号球杆相比，一般导致更高更短的击球。

倾斜对于以所需轨迹推球穿过空气以及引入旋转很重要。一般，倾斜越大，旋转越大。快速的旋转提供空气动力升力，导致旋转球走得更高并且比没有旋转的更远。旋转球也不那么容易被小微风影响，实现更可预计的击球。杆面105中的槽也有助于提供旋转。

随着高尔夫球滑过杆面，高尔夫杆头的杆面上的槽向高尔夫球提供一点强后施球(bite)或摩擦，帮助球更快速地旋转。另外，如果球和撞击的球杆之间有草障碍，草中的水将被中等挥杆产生的力挤出。与汽车车轮踏面类似，球杆杆面上的槽为水流开的空间，以使得球不会在球杆杆面上打滑而没有旋转。

理想地，高尔夫球杆的杆底有助于使劣质挥杆的扭转最小化。木杆和木杆类型混合球杆包括具有圆边的相对宽、平的杆底，以帮助杆头滑过草地的表面而不会钻入土地中。另一方面，铁杆倾向于被打击以便在草皮中发生草皮切削，因此，铁制高尔夫球杆(包括铁杆类型混合球杆)的杆底一般被设计用于平坦地切过草皮，而没有扭转或不希望有的拖拉以扰乱高尔夫球手的击球。

已知在高尔夫球杆杆身中使用纤维增强树脂复合物。这样的增强纤维包括碳纤维、聚酰胺纤维、玻璃纤维、硼纤维、氧化铝纤维、芳族聚酸胺纤维、Tyranno^TM纤维和非晶态纤维。纤维增强树脂复合物可以以多层结构、模制结构和其组合被使用。在高尔夫球杆杆身中使用纤维的大量例子包括但不限于在美国专利No.4,157,181；6,354,957；和6,572,490；美国专利公开No.2005/0107182。这些文件的每一个都被完全引入作为参考。

碳纤维复合材料在高尔夫球杆杆头中的使用也是已知的，例如包括作为木杆类型球杆杆头结构的冠部或主体的部分。示出这样的具有碳复合物的球杆杆头结构的专利的例子包括：美国专利No.6,491,592和6,739,982。这些专利也被完全引入作为参考。

碳纤维在高尔夫球杆杆头和高尔夫球杆杆身结构中的使用是特别优选的，这是因为它卓越的强度和模量或刚度。然而，碳纤维很贵并且成本上受到限制。玻璃纤维更便宜一些来替代碳纤维，但是玻璃纤维的物理特性比碳纤维更劣一些。因此，需要寻求碳纤维的便宜替代物。

发明内容

本发明涉及具有杆头和杆身的高尔夫球杆，诸如推杆、铁杆(包括所有类型的挖起杆)、混合类型球杆(铁杆类型混合球杆和木杆类型混合球杆二者)、球道用木杆、木杆等。本发明的一个方面是在复合高尔夫球杆杆身和杆头的设计中使用玄武岩材料，特别是玄武岩纤维。玄武岩纤维比玻璃纤维出众，接近碳纤维材料的性能，但价格更低。

根据本发明至少一些示例方面的高尔夫球杆和高尔夫球杆杆头可以包括：(a)至少部分地用玄武岩材料构造的球杆杆身构件，和/或(b)至少部分地用玄武岩材料构造的球杆杆头主体构件。任选的，如果需要，球杆杆身构件和/或球杆杆头主体构件可以具有多件构造，并且这些多件中的任一个或多个可以由玄武岩材料形成，而不偏离本发明。

本发明的其它方面涉及制作和/或使用具有玄武岩材料的高尔夫球杆杆身和/或高尔夫球杆杆头的方法，该玄武岩材料形成球杆杆身和/或球杆杆头的至少一部分。

本发明的另一方面涉及轻质管状结构，任选地带锥度，其在大量不同的应用领域提供出众的性能，特别是在高尔夫球杆杆身中，但在其它产品中，诸如鱼竿、滑雪杆、编织针、槌棒、球拍、棒球棒、台球杆、工具、工具手柄等也是如此。

附图说明

结合附图阅读，以上发明内容和以下的详细描述将被更好地理解。

图1显示了具有握杆、杆身和杆头的典型高尔夫球杆。

图2显示了典型的高尔夫球杆杆头。

图3显示了推杆类型的高尔夫球杆。

图4显示了铁杆类型高尔夫球杆杆头。

图5显示了木杆类型高尔夫球杆杆头。

图6至6c显示了根据本发明用于各种潜在产品的长管状结构的各种特征。

具体实施方式

I.本发明一些方面的概述

以下描述和附图揭示了根据本发明的高尔夫球杆杆身和高尔夫球杆杆头的特征(例如木杆、铁杆、混合杆、推杆等)。现在将描述玄武岩材料根据本发明的一些方面在高尔夫球杆杆头和杆身结构中的使用的各种例子。然而，本发明并不限于高尔夫球杆身或杆头的任何特定设计。

一般，根据本发明的至少一些方面，玄武岩材料用于在总的球杆杆身或杆头结构中替代金属来节省重量(例如，在树脂基体中的玄武岩纤维一般比同一体积的金属更轻，但是最终得到的玄武岩纤维增强复合材料仍然很强)。在高尔夫球杆杆头结构中，这种“节省”的重量例如可以移至球杆杆头结构的各种需要的位置，例如移至球杆杆头结构的背部和底部，这改善了球杆撞击高尔夫球的性能，并且具有改善的准确度和更远的距离，或帮助球杆“可击打”(更低更深的重心帮助高尔夫球手使球在空中飞行，并且防止高尔夫球杆杆头扭转(增加球杆杆头的惯性力矩))；移至球杆杆头结构的趾侧(来提供右曲球偏转和/或左曲纠正球杆杆头结构)；移至球杆杆头结构的跟侧(来提供左曲球偏转和/或右曲纠正球杆杆头结构)；移至球杆杆头周边附近等。

一般，玄武岩材料可以用于球杆结构中的大量不同位置处(例如，作为玄武岩纤维增强复合材料)。例如，根据本发明的至少一些方面，玄武岩纤维用于形成球杆杆头主体的至少一部分(例如，通常配合有用作杆面构件的钢、铝、锰或钛合金)。玄武岩材料例如可以用于球杆杆头的冠部构件、杆底构件、和/或裙部或带部中的一个或多个的至少一部分。在许多情况下，球杆杆头的整个后部(例如，其从杆面构件向后的“尾部”)可以由玄武岩材料(例如，附连至包括击球面的金属(例如，钢、铝、锰或钛金属或合金材料)杆面杯部)制成。球杆杆头还可以具有玄武岩材料杆板构件(例如，作为击球面、作为用于保持单个击球面的框架构件，等)。在本发明的一个特定方面中，玄武岩可以用于木或混合类型高尔夫球球杆结构，诸如用于木杆、球道用木杆，和/或木杆类型混合球杆杆头结构。

替代地，如果需要，整个球杆杆头可以由玄武岩材料制成，例如，以玄武岩纤维增强树脂复合物的形式，其可以通过任意需要的方法被形成到适当的构造中，这些方法包括传统的在现有技术中已知并使用的纤维增强复合材料制造技术(例如，压缩模制、树脂传递模塑、真空辅助树脂传递模塑、预浸料铺设等)。如果需要，可以用金属盖或击球板覆盖杆面或适配到设置在杆面中的开口中。

以下提供了高尔夫球杆和其它结构的制造的各种例子，包括根据本发明的结构和利用这样的结构所获得的结果。然而，本领域的技术人员应该意识到，本发明的范围决不限制于这些例子或由此获得的结果。

II.根据本发明的示例高尔夫球杆杆头和其它结构的具体描述

A.玄武岩-玄武岩纤维-增强树脂

一般，玄武岩是硬的、致密的暗火山岩，主要由斜长石、辉石和橄榄石组成，并经常具有玻璃状外表。玄武岩主要在建筑、工业和高速路工程中用作碎石。玄武岩也被制成精细、超细和极细的纤维。用于将玄武岩制作成纤维或变成线成为纤维的技术是本领域已知的。

玄武岩纤维在热稳定性、热和声音隔绝特性、振动阻力和耐久性方面比大多其它纤维出众。玄武岩纤维产品，例如可以提供非常低的热传导性并且可以承受高于816℃的工作温度。此外，用玄武岩纤维制成的产品与空气或水没有有毒反应、不可燃、防爆并且具有长使用寿命。当与其它化学材料接触时，玄武岩纤维不产生影响健康、环境或玄武岩纤维所构造建筑的总体结构整体性的化学反应。玄武岩既抗碱又抗酸。

玄武岩纤维还为产品提供良好的拉伸强度。例如，由玄武岩纤维的单向复合物制成的玄武岩增强杆用来替代钢筋，可以具有1200MPa的拉伸强度。

玄武岩可以具有连续纤维或非连续纤维、颗粒、薄片、须、丝、带和杆的形式。例如，玄武岩纤维一般具有大约从9μm至23μm的直径。非连续或截断玄武岩纤维例如一般可以具有1cm至5cm的长度。

玄武岩材料还可以例如由连续纤维或非连续纤维、颗粒、薄片、须、丝、带、杆和其组合被制成为片、垫、毡、格、网、编织构件、辫状构件、网格构件、织物或其混合物。

一般通过“玄武岩材料”的使用来描述本发明，“玄武岩材料”意图指代任何适当形式的玄武岩，包括但不限于：玄武岩纤维：玄武岩纤维增强材料(诸如聚合物、金属、复合材料等)：包括片、垫、毡、格、网、编织构件、辫状构件、网格构件、织物或其混合物形式的玄武岩的结构；等。

在本发明的特定方面中，玄武岩材料与适当的聚合物基体组合形成玄武岩增强聚合物复合材料。例如更具体的例子，玄武岩以纤维方式被用于通过将玄武岩纤维并入到适当聚合物基体中来制造玄武岩纤维增强产品。

任意需要的聚合物基体或基础材料可以被使用和用玄武岩材料(包括玄武岩纤维)增强，而不偏离本发明。例如，聚合物基体可以包括：热固性树脂，诸如环氧树脂、酚(phenol)或尿素甲醛(urea formaldehyde)树脂、聚氨基甲酸乙酯(polyurethane)树脂、聚脂(polyester)树脂、乙烯基酯(vinylester)树脂等；以及热塑性树脂，诸如聚丙烯树脂、聚醚甲酮(polyether etherketone)树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯(acrylonitrile-butadiene-styrene)树脂、尼龙树脂等。其它例子包括但不限于，聚亚苯基硫(polyphenylene sulfide)、聚砜树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate)和聚碳酸酯树脂。

在与聚合物基体混合之前，玄武岩纤维先用化学上浆处理或覆盖，或处理以改变表面能，例如使得它们能与聚合物基体更加兼容。上浆处理例如可以包括用环氧或酚醛树脂覆盖，用酸、大气等离子体、电晕放电处理，等。

本发明将通过树脂描述，但可以使用任意适当的聚合物基体。玄武岩纤维例如与树脂混合以便形成玄武岩纤维增强树脂复合物。一般，树脂基体中的增强成分可以为5wt％至70％的增强物或大致2vol％至50vol％的增强物。一般更倾向于树脂基体中的增强成分为30wt％至50％的增强物或大致13vol％至27vol％的增强物，这取决于应用的性能要求，并且玄武岩材料的形式例如包括由连续纤维或非连续纤维、颗粒、薄片、须、丝、带、杆和其组合被制成为片、垫、毡、格、网、编织构件、辫状构件、网格构件、织物或其混合物形式的玄武岩的结构；等。

 

特性	单位	玄武岩	E-玻璃	廉价碳	高模量碳
						密度	(g/cm3)	2.75	2.6	1.8	1.9

 

拉伸强度	(MPa)	4840	3450	2890	2750
						弹性模量	(GPa)	89	77	230	390

玄武岩纤维增强树脂复合物然后形成到高尔夫球杆的杆头中、高尔夫球杆的杆身中或管状构件中。玄武岩纤维增强复合物可以形成杆身、杆头和/或其它构件的所有或部分，如现有技术中其它纤维增强树脂复合物的使用那样，诸如碳纤维和玻璃纤维复合物。

由于以上对玄武岩材料的描述，将在以下提供根据本发明的高尔夫球杆结构和其它结构的更具体的例子。

B.示例杆头结构

根据本发明至少一些示例方面的高尔夫球杆杆头可以包括至少部分地由玄武岩材料构成的球杆杆头主体构件。一般，根据本发明的至少一些例子，球杆杆头的至少一部分由玄武岩材料制成。例如，杆头可以整个或部分地由玄武岩材料制成。包括击球面和/或用于保持击球面的框架的球杆杆头的插口、杆面、杆底、背部、冠部、杆顶和侧面的任一个或多个或部分可以整个或部分地由玄武岩材料制成。这样的杆头可以以任意适当的方式构造，例如包括以现有技术中已知并使用的用于用纤维增强复合物(诸如碳纤维增强材料)制成球杆杆头或其部分的传统方式。例如一些更具体的例子，如果需要，球杆杆头可以形成为包括由玄武岩材料(例如，玄武岩纤维增强材料)制成的冠部构件、裙部构件、带构件、尾部构件、杆头杯部或其它杆头构件、插口构件、底板构件、击球构件等的一个或多个。杆头的部分可以通过将这些部分的一个或多个整体地形成为一体的单件构造而被制造；通过形成多个独立部分并将它们结合在一起而被制造，例如使用粘结、胶合、机械连接件、熔接技术等；或等同物。

1、推杆结构

本发明的一个示例方面涉及包括一个或多个至少部分地由玄武岩材料制成的部件的推杆结构。

图3示出了根据本发明至少一些例子的由玄武岩材料制成的用于推杆结构300的部件的例子。如图3所示，杆头构件302包括当使用球杆杆头时面对高尔夫球(或其它球)的杆面构件304。在本示例例子中的主体构件302大致为矩形立方形状，以使得背部构件306位于与杆面304相对。当然，可以使用大量不同的主体构件302的尺寸、形状和定向和/或其它推杆杆头设计，而不偏离本发明，例如包括木槌(mallet)类型推杆杆头，背刀(blade)类型推杆杆头等。

玄武岩材料可以用于杆头的部分或整体。例如，玄武岩材料可以用于杆面构件304、背部构件306，和/或杆身安装构件(插口构件)312。主体构件302可以由玄武岩材料制成并且例如金属或聚合击球面件的杆板可以附连至杆面构件304。

如果需要，根据本发明至少一些例子，球杆杆头302可以例如在球杆杆头302的后部和/或朝向跟部和趾部区域处包括配重区域。这种类型的配重区域可以辅助增加球杆杆头的惯性力矩，由此减小球杆杆头在挥杆期间的扭转。当然，配重区域可以以任意需要的方式设置而不偏离本发明，例如，通过将一个或多个独立的配重元件附连至球杆杆头结构(例如，配重接收座)、通过将配重区域整体地形成到球杆杆头结构的其余部分中、通过使用铅带或其它配重粘结材料、通过等离子喷涂等。并且，配重的区域可以设置在球杆杆头的内部或外部结构中的任一个或两者处，而不偏离本发明。

可以在推杆结构300中使用任意需要的杆身构件310，而不偏离本发明，包括传统设计和由传统材料制成的杆身构件310，这些传统材料在现有技术中已知并使用，例如包括钢、钛、铝、镍、钨、锰、石墨、聚合物或复合物，或其组合(包括以上提到的各种类型金属的合金)。替代地，如果需要，插口或其它杆身安装构件312和/或杆身构件310的任一个或两个可以至少部分地由玄武岩材料制成。

握杆元件314可以定位在杆身310上用来为高尔夫球手提供滑动阻力表面以此来抓住高尔夫球杆杆身310。握杆元件可以以任意需要的方式附连至杆身构件310，包括在现有技术中已知并使用的传统方式(例如，经由粘合、胶合、机械连接件等)。

如以上所述，包括玄武岩纤维增强材料的玄武岩材料可以在任意类型的推杆结构中使用，例如，美国公开专利申请No.2006/0052178中示出的示例推杆的各种部件的一个或多个，该文件在此全部引入作为参考。

2、示例铁杆类型高尔夫球杆结构

推杆并不是唯一能够利用玄武岩材料重量节省和其它优秀特性的高尔夫球杆类型。这些材料还可以例如在铁杆类型高尔夫球杆结构中使用。参考图4，示出了根据本发明至少一些例子的高尔夫球杆400。该示例高尔夫球杆400包括杆身构件410和高尔夫球杆杆头构件402。图4的高尔夫球杆杆头构件402是任意铁杆或混合类型高尔夫球杆杆头的代表，例如包括，0至10号铁杆、劈起杆(pitching wedge)、挑球杆(lob wedge)、中继挖起杆(gapwedge)、沙坑杆(sand wedge)、铁杆类型混合球杆等。

高尔夫球杆400的杆身构件410可以由各种材料制成，诸如钢、钛、石墨或复合材料中的一个或多个以及其组合，包括在现有技术中已知并使用的传统材料。例如另一例子，如果需要，杆身构件410可以至少部分地由玄武岩材料制成。替代地，杆身构件410可以以任意需要的方式附连至球杆杆头402，包括以在现有技术中已知并使用的传统方式(例如，在插口元件412(其本身可以至少部分地由玄武岩材料制成)处经由粘结剂或胶合剂，经由螺纹或其它机械连接件等)。

可以在杆身构件410上设置握杆元件(未示出但与图3中的握杆类似)从而为高尔夫球手提供滑动阻力表面以此来抓住高尔夫球杆杆身构件410。握杆元件可以以任意需要的方式附连至杆身构件410，包括以在现有技术中已知并使用的传统方式(例如，经由粘结剂或胶合剂，经由机械连接件等)。

如图4所示，高尔夫球杆杆头402包括跟部408和趾部404。跟部408附连至插口412和/或从插口412延伸(例如，作为一体或整体的单件构造)用于将杆身构件410连接至高尔夫球杆杆头402。高尔夫球杆杆头402还包括杆顶部分414和杆底部分416。撞击面418设置在杆顶部分414和杆底部分416之间并且在跟部408和趾部404之间。撞击面418提供沿预期方向配合和推进高尔夫球的接触面积。撞击面418可以包括槽420(例如，在示例中延伸跨过杆面418的大致水平的槽420)用于在击球期间将水和草从撞击面418移除。当然，可以设置任意数量的槽和所需的槽样式(或如果需要的话可以没有槽样式)，而不偏离本发明。

高尔夫球杆杆头402可以由大量不同材料构造，包括在现有技术中已知并使用的材料，诸如，钢、钛、铝、镍、钨、锰、石墨、聚合物或复合物，或其组合(包括以上提到的各种类型金属的合金)。有利地，根据本发明至少一些例子，球杆杆头结构的至少一些部分(例如，其主体部分)可以由玄武岩材料形成。另外，球杆杆头402可以由任意数量的独立件和/或通过任意构造技术形成，例如包括，铸造、锻造和/或其它在现有技术中已知并使用的方法。

在现有技术中，撞击面418可以以任意方式由附连至球杆杆头402的独立杆板形成，例如作为单件构造制造；焊接、硬钎焊或软钎焊到其上；通过胶合剂或粘结剂等与其连结；涂覆或填充在其中(例如，作为熔化金属或聚合物涂层或填充等)，等。并且，杆板可以由与用于球杆杆头402的其它部件的材料相比相同或不同的材料制成。在本发明的至少一些例子中，杆板418和/或附连有杆板的框架构件(例如，形成球杆杆头主体402的至少一部分)可以由玄武岩材料形成，诸如玄武岩纤维增强材料。

玄武岩材料在高尔夫球杆杆头402的至少一些部分或高尔夫球杆结构的其它部分(诸如插口412或杆身构件410)中使用可以辅助球杆设计使得球杆设计者和制造商选择性地布置重量并将重心位置移动来更好地影响球的飞行。例如，将球杆杆头402的重心远离撞击面418并朝向高尔夫球杆杆头404的后部布置可以更好地适应大多高尔夫球手的练习特性、方式和喜好。

如果需要，根据本发明至少一些例子，配重区域可以设置在总体球杆杆头结构的一个或多个位置处，例如在球杆杆头周边附近、在较低或朝后的位置处、在球杆趾部区域404中、在球杆跟部区域408中、沿球杆杆底416等。这种类型的配重可以帮助增加球杆杆头的惯性力矩特性和/或帮助改变球的飞行，例如以上述提到的各种方式和现有技术中已知的方式。当然，配重的区域可以以任意需要的方式设置，而不偏离本发明，例如通过将一个或多个独立的配重元件附连至球杆杆头结构的一些部分(例如，在配重接收座中)、通过将配重区域整体形成到球杆杆头结构的其余部分中、通过使用铅带或其它配重粘结材料、通过等离子喷涂、通过设置在市场上从NIKE，Inc.Beaverton，Oregon可以获得的SLINGSHOT^TM铁杆产品中使用的后部“桥状构件”、通过包括在桥状构件上的一个或多个配重件。并且，配重区域可以设置在球杆杆头的内部或外部结构中的任一个或两者处，而不偏离本发明。

再次，如上所述，包括玄武岩纤维增强材料的玄武岩材料可以用于任意需要的铁杆高尔夫球杆结构中，包括后洞中空式球杆(cavity back club)、周边配重球杆、肌背式(muscle back)球杆、背刀类型球杆等。例如一些更具体得并且非限制性的例子，玄武岩材料可以用作球杆杆头结构的一个或多个部件，这些结构例如在美国专利No.6,918,840；美国专利No.6,981,924；和美国专利公开No.2005-0137024中示出。这些文件的每一个都被整体并入作为参考。

3、示例木杆类型高尔夫球杆结构

本发明的一些方面并不限于推杆、铁杆和/或混合铁杆类型高尔夫球杆和高尔夫球杆杆头的使用。图5示出了根据本发明至少一些例子的高尔夫球杆500的例子。显然，本例的总的高尔夫球杆结构500包括高尔夫球杆杆头502、插口区域512、接收在和/或插入到和/或穿过插口区域512中的杆身构件510，以及附连至杆身构件510的握杆或手柄构件(未示出)。任选地，如果需要，插口区域512可以被省略并且杆身构件510可以直接插入到杆头构件502中或者附连至该杆头构件502(穿过设置在球杆杆头502的顶部以及可选地底部中的开口)。任选地，如果需要，插口构件可以位于球杆杆头结构502内。

杆身构件510可以以任意适当或需要的方式接收在、接合有和/或附连至球杆杆头502，包括以现有技术中已知并使用的方法，而不偏离本发明。例如更具体的例子，杆身构件510可以经由插口构件512与球杆杆头502配合或直接与球杆杆头结构502配合穿过延伸到和/或在球杆杆头主体502内的杆身接收套或元件等，例如，经由粘结剂、胶合剂、焊接、软钎焊、机械连接件(诸如螺纹、保持元件等)。杆身构件510可以由任意适当或需要的材料制成，包括在现有技术中已知并使用的传统材料，诸如石墨基材料、复合材料、钢材料(包括不锈钢)、铝材料、钛材料、锰材料、其它金属或金属合金材料、聚合材料、或各种材料的组合等。如果需要，杆身构件510和插口构件512(如果存在)的任一个或两者都由玄武岩材料制成。

握杆或手柄构件(未示出)可以以任意适当或需要的方式附连至、接合有和/或从杆身构件510延伸，例如以在现有技术中已知并使用的传统方法，例如，使用粘结剂或胶合剂；经由焊接、软钎焊、粘结剂等；经由机械连接件(诸如螺纹、保持元件等)；和/或以任意其它需要的方式。例如更具体的例子，如果需要，握杆或手柄构件可以与杆身构件510整体的形成为一体的单件构造。附带地，可以使用任意需要的握杆或手柄构件材料，而不偏离本发明，包括橡胶材料、皮革材料、包括嵌入在其中的条纹或其它编制材料的橡胶或其它材料、聚合材料、金属材料等。握杆或手柄构件还可以至少部分地由玄武岩材料制成。

球杆杆头500可以以任意适当或需要的方式构造和/或由适当或需要的材料制成，而不偏离本发明，包括以现有技术中已知并使用的传统方式和/或传统材料制成。例如，在图5的示例结构中，球杆杆头502包括杆底构件507、杆面构件508、至少一个主体构件509和冠部构件511。主体构件(一个或多个)509例如可以用带或条带材料(例如，任选地大致为U形带或条带)形成，这些带或条带材料从杆面构件508的一侧延伸到其另一侧并且形成高尔夫球杆杆头主体502的中部的至少一部分周边(例如，使得总的球杆杆头结构502限定至少部分中空的内腔(例如，杆身构件510插入或固定到其中))。上述的球杆杆头结构502的任意独立部分可以由多个独立件构成，和/或这些独立件的两个或更多可以整体地形成在一起，例如作为一体的单件构造，而不偏离本发明(例如，杆底和/或冠部构件附带地可以形成球杆杆头主体和/或杆面构件等的至少一些部分)。例如其它选择，如果需要，总的球杆杆头结构502可以包括单个的单件构造(任选地，向外面空出)或杆面构件508可以附连至一件或多件球杆杆头“尾部”等。

如果球杆杆头结构502由多件制成，组成该结构的各个独立部件可以以任意适当或需要的方式配合和/或保持在一起，包括以现有技术中已知并使用的传统方式。例如，球杆杆头结构502的各个部件可以通过粘结剂、胶合剂、焊接、软钎焊或其它连结或熔接技术；通过机械连接件(诸如螺纹、螺丝、螺母、螺栓或其它连接件)等结合和/或固定在一起(直接或间接地通过中间构件)。如果需要，球杆杆头结构502的各个部件的侧边(例如，杆底构件507、杆面构件508、主体构件509和/或冠部构件511彼此接触并结合的侧边)可以包括一个或多个凸起肋、凸片、凸出部或其它配合元件，适配到设置在它们所结合的侧边中或上的相应槽、缝、表面、凸出部或开口中或上。胶合剂、粘结剂、机械连接件等可以与凸起肋/槽或上述其它连接结构组合使用来进一步辅助球杆杆头结构502的各个部件彼此紧固。

在本发明的至少一些例子中，构成球杆结构500的至少一些部分(例如，杆底构件507、杆面构件508、主体构件(一个或多个)509、冠部构件511、插口512、杆身510等的至少一些部分)的材料可以由玄武岩材料形成，例如像上述提到的各种材料。如果需要，这些部件的两个或多个可以整体地形成为单件构造(例如，如果需要，杆底构件507、主体构件509和/或冠部构件511可以和与其配合的独立杆板构件整体地形成为单件)。并且，可以将任意需要的材料用于球杆杆头结构502的各个部分，而不偏离本发明，例如包括铝、镍、钛、钢、聚合物、玻璃、陶瓷、橡胶和/或其组合。当球杆杆头结构502的至少一些部分由玄武岩材料形成时，如果需要，壳壁厚度可以比诸如金属壳壁这样的许多传统球杆杆头壳构件更大一些。

玄武岩材料在高尔夫球杆杆头502的至少一些部分或高尔夫球杆结构的其它部分(诸如插口512或杆身构件510)中使用可以辅助球杆设计使得球杆设计者和制造商选择性地布置重量并将重心位置移动来更好地影响球的飞行。例如，将球杆杆头502的重心远离撞击面518并朝向高尔夫球杆杆头504的后部布置可以更好地适应大多高尔夫球手的练习特性、方式和喜好。

如果需要，根据本发明至少一些例子，配重区域可以设置在总体球杆杆头结构502的一个或多个位置处，例如在球杆杆头周边附近、在较低或朝后的位置处、在球杆趾部区域中、在球杆跟部区域中、沿球杆杆底507、沿球杆主体构件509等。这种类型的配重可以帮助增加球杆杆头的惯性力矩特性和/或帮助改变球的飞行，例如以上述提到的各种方式和现有技术中已知的方式。当然，配重的区域可以以任意需要的方式设置，而不偏离本发明，例如通过将一个或多个独立的配重元件附连至球杆杆头结构的一些部分(例如，在配重接收座中)、通过将配重区域整体地形成到球杆杆头结构的其余部分中、通过使用铅带或其它配重粘结材料、通过等离子喷涂、通过设置可移动和/或可移除的配重等。并且，配重区域可以设置在球杆杆头的内部或外部结构中的任一个或两者处，而不偏离本发明。

根据本发明一些例子的木杆类型高尔夫球杆杆头结构的尺寸和/或其它特性可以明显地变化，而不偏离本发明。此外，可以设置任意需要类型的木杆(wood)类型高尔夫球杆杆头，诸如，木杆(driver)、球道用木杆、木杆类型混合球杆、低飞球杆(chipping club)等。例如，如果球杆被设计为2-木杆、3-木杆、4-木杆、5-木杆、7-木杆、9-木杆、11-木杆等，可以使用任意需要的倾斜角(loft angle)、杆头重量、球位角(lie angle)等，而不偏离本发明；来适应用户的喜好和/或挥杆特性；来提供所需的发射角(launchangle)、击球进洞距离(carry distance)和/或球杆的其它特性等。另外，可以使用各种不同的杆身特性(诸如硬挺度、挠曲点、反冲点等)来进一步允许改变和控制球杆上的以及球杆杆头的感觉和特性。

如上所述，包括玄武岩纤维增强材料的玄武岩材料可以用于任意需要的木杆类型高尔夫球杆结构中，包括木杆(driver)、球道用木杆、木杆类型混合球杆、低飞球杆等。例如一些更具体的并且非限制性的例子，玄武岩材料可以类似碳纤维的使用用作球杆杆头结构的一个或多个部分，例如如美国专利No.6,406,381；6,739,983；6,758,763；和6,881,159以及美国专利公开No.2004/0034986所述。这些文件的每一个都被整体并入作为参考。

C.示例杆身或其它长管状结构

本发明的另一示例方面涉及高尔夫球杆杆身构件(或其它管状构件，任选地为带锥度的管状构件)。这些构件可以以任意适当的方式构造，而不偏离本发明，包括利用现有技术中的纤维增强树脂和复合物制造技术的方式。例如，杆身可以用实心或中空长管制备，其中，长管的至少一部分包括玄武岩材料。

在一方面，如图6所示，高尔夫球杆杆身600可以被构造为长管构件602，任选地具有与其配合的握杆元件604。如图6A所示，长管构件602可以具有芯层606和绕芯层606的至少一第一层608。本示例结构中的芯层606和第一层608中的至少一个具有玄武岩材料。例如更具体的例子，本结构602中的第一层608具有玄武岩材料。

如图6b所示，可以使用多层材料来形成长管构件602。长管602可以具有芯层610、绕芯层610至少一部分的第一层612和绕芯层610或第一层612至少一部分的第二层614。本示例结构中的芯层610、第一层612和第二层614中的至少一个具有玄武岩材料。

例如其它例子，如图6c所示，长管构件602可以是具有玄武岩纤维的单个实心长管。替代地，如果需要，图6c的管构件602可以是由具有玄武岩纤维的材料构成的中空管。

可以以任意适当或需要的形式设置玄武岩材料。例如，玄武岩材料可以形成为纤维、网格、薄片、网、织物、编织物、纺织物、带、粗纱制品、预浸料制品等，然后卷绕(roll)以形成实心或中空的带锥度管状结构，如图6至6c所示。替代地，可以通过在芯层或前一层(例如，钢、铝、钛或其它包含金属的材料管)上涂敷玄武岩材料来施加玄武岩材料层。

每层可以相同或不同，而不偏离本发明。例如，每一层中使用的玄武岩材料的量、树脂的类型或层结构的类型(例如，纤维、网格、薄片、网、织物、编织物、纺织物、带、粗纱制品、预浸料制品等)可以相同或不同。并且，可以在不同层中使用不同材料(例如，一个或多个金属层和一个或多个玄武岩材料层等)。这些层可以包括管状结构的整个长度或部分长度。

纤维可以单方向或多方向地定位。一般，当单方向时，纤维沿管的长度排列或沿长度倾斜，但是也可以具有其它布置，而不偏离本发明。

杆身还可具有外覆盖层，该外覆盖层例如包括钛、钢、不锈钢、铝、钨、镍、铜、锌、铬、黄铜、青铜、锰、锡、金、银、其合金或金属基体复合物中的至少一个。这样的外涂层是现有技术中已知的。

III.结论

根据本发明一些例子的高尔夫球杆杆头和杆身可以并入到包括木杆、铁杆、混合类型高尔夫球杆和/或推杆中的一个或多个的组中。例如更具体的例子，本发明的一些方面可以用于为球杆组提供号码增加的木杆和/或铁杆高尔夫球杆，诸如木杆和/或两个或更多的球道用木杆、混合类型球杆、零号铁杆、一号铁杆、二号铁杆、三号铁杆、四号铁杆、五号铁杆、六号铁杆、七号铁杆、八号铁杆、九号铁杆、十号铁杆、劈起杆、挑球杆、中继挖起杆、沙坑杆、推杆等。通过本发明的至少一些例子，高尔夫球手、球杆设计者和/或球杆装配工可以为每个高尔夫球杆选择和/或改变重心位置，以满足参与者独特的要求、技术或打球风格。

由以上描述已经可知，本发明用于在高尔夫球杆结构的大量不同位置(例如，作为撞击面、插口、杆身、握杆、杆头的部分等)中包括具有大量不同潜在特性的玄武岩材料。玄武岩材料可以用在球杆杆头外部上、内部上、外部和内部上，并且玄武岩材料可被看见、可被部分看见、被填充、被部分地填充、被隐藏、被部分地隐藏等。

本发明的一些方面还可以包括将玄武岩用于要求高拉伸强度并且不脆的其它各种物品中。这样的例子包括诸如鱼竿、滑雪杆、编织针、槌棒、球拍、棒球棒、台球杆、工具手柄等。

已经相对于包括实施本发明的优选模式的具体例子描述了本发明，本领域的技术人员应该理解，上述系统和方法存在大量变体和置换。因此，本发明的精神和范围应当根据所附权利要求被宽泛地理解。

Claims (49)

1、一种包括杆身构件和杆头构件的高尔夫球杆，其中，该杆身构件和该杆头构件中的至少一个包括玄武岩材料。

2、如权利要求1所述的高尔夫球杆，其中，所述玄武岩材料至少包括玄武岩纤维。

3、如权利要求1所述的高尔夫球杆，其中，所述玄武岩材料至少包括格、网、编织构件、辫状构件或格型网络构件中的一种。

4、如权利要求1所述的高尔夫球杆，其中，所述玄武岩材料存在于树脂基体中。

5、如权利要求4所述的高尔夫球杆，其中，所述树脂包括热固性树脂。

6、如权利要求5所述的高尔夫球杆，其中，所述热固性树脂是从包括环氧树脂、酚树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、聚酯树脂和乙烯基酯树脂的组中选出的至少一个。

7、如权利要求4所述的高尔夫球杆，其中，所述树脂包括热塑性树脂。

8、如权利要求7所述的高尔夫球杆，其中，所述热塑性树脂是从包括聚丙烯树脂、聚醚甲酮树脂、丙烯腈丁二烯苯乙烯树脂和尼龙树脂的组中选出的至少一个。

9、如权利要求4所述的高尔夫球杆，其中，树脂对玄武岩的体积比为1:1或更小。

10、一种包括长管构件的高尔夫球杆杆身，其中，所述长管构件包括玄武岩材料。

11、如权利要求10所述的高尔夫球杆杆身，其中，所述长管构件包括芯和围绕该芯的至少一部分的第一层，其中，该芯和该第一层中的至少一个包括玄武岩材料。

12、如权利要求11所述的高尔夫球杆杆身，其中，所述第一层包括玄武岩材料。

13、如权利要求10所述的高尔夫球杆杆身，其中，所述长管构件包括芯、围绕该芯的至少一部分的第一层和围绕该芯、该第一层或该芯和该第一层两者的至少一部分的第二层，其中，该芯、该第一层和该第二层中的至少一个包括玄武岩材料。

14、一种包括球杆杆头主体构件的高尔夫球杆杆头，其中，所述球杆杆头主体构件包括玄武岩材料。

15、如权利要求14所述的高尔夫球杆杆头，其中，所述玄武岩材料形成所述球杆杆头主体构件的主要部分。

16、如权利要求14所述的高尔夫球杆杆头，其中，所述球杆杆头主体构件形成推杆杆头结构。

17、如权利要求14所述的高尔夫球杆杆头，其中，所述球杆杆头主体构件形成铁杆高尔夫球杆杆头结构。

18、如权利要求14所述的高尔夫球杆杆头，其中，所述球杆杆头主体构件形成木杆高尔夫球杆杆头结构。

19、如权利要求14所述的高尔夫球杆杆头，还包括与所述球杆杆头主体构件配合的击球面。

20、如权利要求19所述的高尔夫球杆杆头，其中，所述击球面与所述球杆杆头主体构件的玄武岩材料整体地形成。

21、如权利要求14所述的高尔夫球杆杆头，其中，所述球杆杆头主体构件至少包括具有玄武岩材料的第一主体构件和与该第一主体构件配合的第二主体构件。

22、一种高尔夫球杆，包括：

球杆杆头主体构件，其至少部分地由玄武岩材料构造；以及

与该球杆杆头主体构件配合的杆身构件。

23、如权利要求22所述的高尔夫球杆，还包括与所述球杆杆头主体构件整体地形成的击球面。

24、如权利要求22所述的高尔夫球杆，还包括：

与所述杆身构件配合的握杆构件。

25、如权利要求22所述的高尔夫球杆，其中，所述玄武岩材料形成所述球杆杆头主体构件的主要部分。

26、如权利要求22所述的高尔夫球杆，其中，所述球杆杆头主体构件形成推杆杆头结构。

27、如权利要求22所述的高尔夫球杆，其中，所述球杆杆头主体构件形成铁杆高尔夫球杆杆头结构。

28、如权利要求22所述的高尔夫球杆，其中，所述球杆杆头主体构件形成木杆高尔夫球杆杆头结构。

29、如权利要求22所述的高尔夫球杆，还包括：

包括金属面构件的击球面，该金属面构件与所述球杆杆头主体构件配合。

30、如权利要求22所述的高尔夫球杆，其中，所述球杆杆头主体构件至少包括具有玄武岩材料的第一主体构件和与该第一主体构件配合的第二主体构件。

31、一种形成高尔夫球杆杆头的方法，包括：

至少部分地用玄武岩材料形成球杆杆头主体构件；并且

在该球杆杆头主体构件上设置击球面。

32、如权利要求31所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件形成为推杆杆头结构。

33、如权利要求31所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件形成为铁杆高尔夫球杆杆头结构。

34、如权利要求31所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件被形成为使得该球杆杆头主体构件的主要部分由玄武岩材料构造。

35、如权利要求31所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件形成为木杆高尔夫球杆杆头结构。

36、如权利要求31所述的方法，其中，所述击球面设置为与所述球杆杆头主体构件配合的金属面构件。

37、如权利要求31所述的方法，其中，所述击球面与所述球杆杆头主体构件整体地形成。

38、如权利要求31所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件被形成为至少包括具有玄武岩材料的第一主体构件和与该第一主体构件配合的第二主体构件。

39、一种形成高尔夫球杆的方法，包括：

至少部分地用玄武岩材料形成球杆杆头主体构件；并且

使杆身构件与该球杆杆头主体构件配合。

40、如权利要求39所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件被形成为包括与该球杆杆头主体构件整体地形成的击球面。

41、如权利要求39所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件形成为推杆杆头结构。

42、如权利要求39所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件形成为铁杆高尔夫球杆杆头结构。

43、如权利要求39所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件形成为木杆高尔夫球杆杆头结构。

44、如权利要求39所述的方法，还包括：

将击球面与所述球杆杆头主体构件配合。

45、如权利要求39所述的方法，其中，所述球杆杆头主体构件形成为至少包括具有玄武岩材料的第一主体构件和与该第一主体构件配合的第二主体构件。

46、一种形成高尔夫球杆的方法，包括：

至少部分地用玄武岩材料形成杆身构件；并且

使球杆杆头主体构件与该杆身构件配合。

47、如权利要求46所述的方法，其中，所述杆身包括由至少两层形成的长管，至少一层具有玄武岩材料。

48、如权利要求46所述的方法，其中，所述杆身由中空管形成。

49、如权利要求46所述的方法，其中，所述杆身由实心管形成。

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