CN102209579B - 具有多件构造的高尔夫球杆头部或者其它击球装置 - Google Patents

Abstract

一种具有头部的击球装置，所述头部包括构造用于击球的金属工作面、向后延伸的金属嵌带、顶件和底件。所述金属嵌带具有从所述工作面的一侧延伸的第一端部、从所述工作面的相反侧延伸的第二端部、以及在第一端部与第二端部之间延伸并限定了所述头部的后周的至少一部分的后部。顶件和底件是非金属的或者大体上是非金属的。顶件被连接到金属嵌带的顶侧并且形成所述头部的顶侧的至少一部分，并且所述底件连接到金属嵌带的底侧并且形成所述头部的底侧的至少一部分。所述顶件和所述底件通过金属嵌带分立。

Description

具有多件构造的高尔夫球杆头部或者其它击球装置

技术领域

本发明总体上涉及具有多件构造的击球装置，比如高尔夫球杆头部，并且更特别地涉及具有金属部分和非金属部分的击球装置。

背景技术

高尔夫广受各种参与者的喜爱，这些参与者有不同性别、年龄跨度大并且技术水平也不同。在运动界，高尔夫在一定程度上是独一无二的，因为如此多样的参与者能够在高尔夫联赛或者赛事中一起打球，甚至直接相互比赛(例如，采用俱乐部名人赛(handicapped scoring)、不同的球座(tee box)等)，并且仍能从高尔夫郊游或者竞赛中享受到乐趣。近年来，这些因素与电视中越来越多的高尔夫节目(例如，高尔夫联赛、高尔夫新闻、高尔夫历史和/或其它的高尔夫节目)及人们所熟悉的高尔夫超级巨星的出现一起至少部分地提升了高尔夫在美国和全世界的普及率。近年来参与这一比赛的人数和高尔夫课程的数量也在稳步增长。

各种水平的高尔夫手寻求提升他们的技能，降低他们的高尔夫分数和达到下一级水平“等级”。各种类型的高尔夫装备的制造商已经对这些要求作出响应，近年来，高尔夫装备已经得到了巨大的改变和改进。例如，现在可以买到许多不同的高尔夫球模，其中一些球被设计成飞的更远更直、具有更高或更平的轨迹、自旋加大、更易控制并且击球更有球感(特别地绕果岭(greens))等。

作为在打球过程中运动高尔夫球的唯一器械，高尔夫球杆也是近年来许多技术研究和发展的对象。例如，近年来在市场上已经可以看到对高尔夫球杆头部、手柄和抓握部的改进。另外，已经作出了其它的技术改进以更好地使高尔夫球杆的各种元素和高尔夫球的特性与特定使用者的挥杆特点或者特性(例如，球杆装配技术，发球角度测量技术等)适合。

虽然已经作出了各种技术改进，打高尔夫仍然难以打出高的水平。为使高尔夫球可靠地直进式地沿所期望的方向飞行，高尔夫球杆必须以与所期望的目标路径成直角地与高尔夫球相遇。而且，高尔夫球杆必须在球杆头部面的期望位置处或者接近该期望位置处(即，在或者接近“所期望的”或者“最优的”球接触位置处)与高尔夫球相遇，以使球沿所期望的方向可靠地直进飞行期望的距离。偏心击球会趋向于使球杆面在接触球时“扭转”，由此沿错误的方向送出球，并且传递出不期望的左旋球或者右旋球(hook or slicespin)和/或缩短球的射出距离。球杆面/球接触部即使与直角接触部(Squaredcontact)偏离较小的量和/或离开球杆的所期望的触球位置较小的量，都会沿错误的方向发射高尔夫球，这样通常产生不期望的左旋球或者右旋球和/或会缩短球的射出距离。因此，球杆头部的能够有助于帮助使用者将球杆面保持成与球成直角的特性趋于有助于使球沿所期望的方向直进地并且更准确地飞行，并且通常能够实现改进的和/可可靠的距离。

与其它的高尔夫球杆类似，木杆(driver)或者其它的“木制杆(woods)”也必须在所期望的方向或者路径上与高尔夫球以直角相遇，以在所期望的方向上产生直进和准确的击球。即使球杆头部与高尔夫球之间的垂直度在接触点处存在小的偏差，也会造成不精确。另外，由于木杆与其它的球杆相比典型地在更大的距离上击球，能够产生更显著的不精确。因此，球杆头部的能够确保球杆面在接触点处与球成直角的特性趋于有助于使球在所期望的方向上准确地直进飞行。减小球杆在偏心击球时的扭转的特性将使球杆头部与球在接触期间以更理想的直角接触。在球杆头部的有策略地加重能够极大地影响到球杆头部在该方面的性能。

提供本装置和方法以解决上述的问题和其它问题，并且提供了该类型的现有击球装置未提供的优点和方面。下面参考附图进行的详细说明全面地讨论了本发明的特性和优点。

发明内容

下面的内容总体上概述了本发明的方面，以使能够基本理解本发明的方面中的至少一些方面。该概述并不是对于本发明的外延式概述。其并不意图识别本发明的关键因素或重要因素或者描绘本发明的范围。下面的概述仅总体上示出了本发明的构思，作为下面更为详细的说明的前序。

本发明的一个方面涉及如高尔夫球杆的击球装置，所述装置具有头部，所述头部包括构造用于击球的金属工作面、金属嵌带、顶件和底件。金属嵌带具有从所述工作面的第一侧延伸的第一端部、从所述工作面的相反侧延伸的第二端部、以及绕所述球杆头部的后缘延伸并限定所述后缘的至少一部分和在所述第一端部与所述第二端部之间延伸的部分。顶件和底件是非金属的，或者大体上是非金属的。顶件连接到金属嵌带的顶侧并且形成所述头部的顶侧的至少一部分，底件连接到金属嵌带的底侧并且形成所述头部的底侧的至少一部分。顶件和底件通过金属嵌带分立。

根据一个方面，所述工作面和所述嵌带由相同的金属材料制成，并且顶件和底件由碳纤维聚合物复合材料制成。

根据另一个方面，所述工作面和所述嵌带被分立地形成并且通过一体式接合技术(比如，焊接、铜焊、钎焊或者其它的熔接技术)连接，并且顶件和底件通过粘结剂连接到所述嵌带。

根据另一个方面，所述头部还可以包括从所述工作面向所述嵌带的后部中央位置延伸过所述头部的底侧的金属臂。底件与所述嵌带的底侧的一部分和所述臂的第一侧连接。另外，所述头部还包括与所述嵌带的底侧的另一部分和所述臂的相反第二侧连接的另一底件，其中两个底件由所述臂分开。金属臂和金属嵌带可以分立地形成和相互接合，或者可以一起形成为单个整体件。

根据另一个方面，所述工作面形成为包括工作面构件和从所述工作面构件的周缘向后延伸的至少一个壁的杯形工作面结构，并且金属嵌带与杯形工作面结构分立地形成并通过所述至少一个壁连接到所述杯形工作面结构。另外，顶件可以连接到金属嵌带的顶侧，以及所述工作面或者所述杯形工作面的向后延伸壁或者肋的背侧。所述头部还可以包括连接到金属嵌带或者连接到所述头部的其它结构构件的至少一个平衡构件。

本发明的其它方面涉及击球装置，如高尔夫球杆，所述击球装置包括具有头部，所述头部包括金属前件、金属后件、顶件和底件。金属前件包括构造用于击球的工作面。金属后件连接到前件并且限定了在其顶侧的第一开口和限定了在其底侧的第二开口。顶件和底件是非金属的或者大体上是非金属的。另外，顶件连接到后件并且定位成至少部分地覆盖第一开口，底件连接到后件并且定位成至少部分地覆盖第二开口，使底件与顶件分离。

根据一个方面，后件还限定了在其底侧的第三开口。所述头部还包括连接到后件并且定位成至少部分地覆盖第三开口的另一底件，使得两个底件不相互接触并且不接触顶件。

本发明的另一方面涉及整合有上述的击球装置的特性的高尔夫球杆头部。另外，该击球装置可以包括高尔夫球杆头部，该头部具有从所述头部延伸的柄或者手柄。

本发明的再一个方面涉及例如上述类型的击球装置的制造方法，该方法包括形成包括构造用于击球的工作面的金属前件和形成金属后件，将前件连接到后件使得后件限定了在其顶侧的第一开口和限定了在其底侧的第二开口。另外，形成大体非金属顶件和大体非金属底件。将顶件连接到后件使得顶件被定位成至少部分地覆盖第一开口，将底件连接到后件使得底件被定位成至少部分地覆盖第二开口。在组装时，后件使底件与顶件分离。

根据下面结合附图进行的说明，本发明的其它特性和优点将变得清楚。

附图说明

图1是根据本发明的击球装置的一个实施方式的正视图；

图2是嵌带有球的图1中的击球装置的侧视图；

图3是图2的头部的仰视图；

图4是沿图2的线4-4截取的截面图；

图5是沿图2的线5-5截取的截面图；

图6是沿图2的线6-6截取的截面图；

图7是能够被组装以形成图2的头部的多个部分的一个实施方式的分解侧视图；

图8是图7中示出的多个部分的分解后视图；和

图9是形成击球装置的头部所用的工具和处理的一个实施方式的截面图。

具体实施方式

在下面对根据本发明的各种示例结构的说明中参考了附图，所述附图形成说明书的一部分，并且在附图中说明性地示出了各种示例性装置、系统及其中可以实践本发明的方面的情况。应明白，可以利用部分的其它特定配置、示例性装置、系统和情况，并且在不偏离本发明的范围的前提下，可以作出结构上的和功能性上的修改。另外，尽管在本说明书中使用术语“顶”、“底”、“前”、“后”、“侧”、“后方”等以描述本发明的各种示例特性和元件，这里例如基于图中所示的示例定向或者基于惯常使用中的定向使用这些术语仅是为了方便。本说明书中的内容不应被局限为需要结构的具体三维定向以落在本发明的范围内。

下面的术语是本说明书中使用的术语，并且另外说明或者根据上下文清楚地，这些术语具有如下的含义。

“击球装置”指被构造和设计成击球或者击打其它类似物体(比如冰球)的任何装置。在总体涵盖下面更为详细地说明的“击球头部”之外，“击球装置”的示例包括但不限于：高尔夫球杆、轻击棒、槌球棒、马球棒、棒球拍或者垒球拍、板球拍、网球拍、羽毛球拍、曲棍球棒、冰球棒等。

“击球头部”指“击球装置”的包括并且紧邻(可靠地包围)地位于所述击球装置的被设计成在使用中接触球(或其它物体)的部分的。在一些示例中，如许多高尔夫球杆和轻击棒，击球头部可以是与任何手柄构件或者手柄构件分离的分立和独立的实体，并且可以通过某些方式安装到手柄或者手柄。

所使用的术语“手柄”和“手把”在本说明书是同义的并且是可互换的，它们包括击球装置(如果有)的当使用者在挥动击球装置时所握持的部分。

“成型”总体地包括用于通过使材料的形状与型模或类似工具一致而结构成形的各种处理，所述成型包括但不限于各种类型的液态成型技术、固态成型技术、以及粉末成型技术及这些技术的组合，并且包括复合物成型技术。

“大体上非金属”指包含大体非金属结构、包括非金属基体或者非金属填充材料的材料，或者总体上包含占体积80％或以上的非溶解性非金属材料的任何材料。

“非金属”指不包含大体金属结构如金属基体的材料，或者总体上包含占体积95％或以上的非金属材料的任何材料。

“金属”和“金属的”包括纯金属和金属合金，及金属基体复合物、泡沫金属、复合物增强金属结构和其它已知的材料。

“一体接合技术”指用于接合两件而使其有效地成为单个的一体件的技术，其包括但不限于不可逆接合技术如焊接、铜焊、钎焊等，其中在不破坏结构的情况下不能完成所接合的件的分离。

这里所使用的术语如“第一”、“第二”、“第三”、“顶”、“底”、“前方”、“后方”等意图仅用于说明性的目的并且不局限于所述实施方式。另外，这里使用的术语“多个”标识多于一个的任意数目，并且根据需要，可以非结合地或者结合地直到无限多的数目。

总地，本发明的方面涉及击球装置，如高尔夫球杆头部、高尔夫球杆、轻击棒头部、轻击棒等。根据本发明的至少一些示例，这样的击球装置可以包括击球头部和击球面。在高尔夫球杆的情况中，击球面是在击球头部的一个工作面(face)上的大体平坦面。本发明的一些更特定的方面涉及木制高尔夫球杆和高尔夫球杆头部，包括木杆、球道木、木制混合球杆等。

根据各种方面，在不偏离本发明的范围的前提下，击球装置可以由一种以上的各种材料形成，如金属(包括金属合金)、陶瓷、聚合物、复合物和木材，并且可以由各种构造中的一种构造形成。根据一个方面，击球装置具有由不同材料制成的多件形成的头部。例如，工作面由第一材料制成，并且所述头部的至少一些部分由另一种材料制成。在一个实施方式中，所述头部的一些部分，包括所述工作面和绕所述头部的一部分延伸的嵌带，由金属(包括金属合金)制成，而所述头部的其它部分由非金属材料或者大体上非金属材料制成。另外，所述部分可以通过各种成形方法形成。例如，金属部分可以通过锻造、模制、铸造、机加工和/或其它已知的技术形成。在另一个实例中，大体上非金属复合物部分如碳纤维聚合物复合物能够由各种处理技术形成，如预浸料坯处理、粉末成型技术、型模熔渗和/或其它已知的技术。在一个实施方式中，金属部分通过锻造形成并且然后被抛光和机加工到适当的尺寸和光洁度，并且复合物部分通过使用预浸料坯形成。

本发明的方面还涉及形成击球装置的方法，所述方法包括使用上述的多件和多种材料。在一个实施方式中，金属部分和非金属部分或大体上非金属部分形成并接合在一起以形成击球装置用的头部。

本申请中的各图表示出了根据本发明的击球装置的实例。当同一附图标记在一个以上的图中出现时，附图标记在说明书和图中被一致地使用指代全文中相同的或者类似的部分。

根据本发明的击球装置的至少一些示例涉及高尔夫球杆头部结构，该结构包括木制高尔夫球杆用的头部。这样的装置可以包括单件构造或者多件构造。根据本发明的击球装置的示例结构将在下面结合图1至图8详细说明，并且该击球装置总体地用附图标记“100”标识。

图1示出了根据本发明的至少一些示例的采用高尔夫木杆的形式的击球装置100的示例。击球装置100包括击球头部102、以及与击球头部102连接并且从击球头部102延伸的手柄104。图2中也示意性地示出了使用中的球106，所述球106处于被击球装置100击打的位置。

在图2至图6中进一步详细地示出了图1的击球装置100的击球头部102。在图1至图6中示出的示例结构中，击球头部102具有主体108，所述主体嵌带有从主体延伸的杆颈109。头部102的形状和设计通过装置100的意向使用而部分地标识出。在图1至图6中示出的球杆100中，由于球杆100被设计用作木杆或者木制球杆，头部102具有相对大的体积，以精确地将球击打过长的距离。在其它的应用中，比如对于不同类型的高尔夫球杆，所述头部可以设计成具有不同的尺寸和构造。当被构造作为木杆时，球杆头部可以具有至少400cc的体积，并且在一些结构中，至少为450cc，或者甚至至少为460cc。其它球杆头部的其它合适的尺寸可以由本领域技术人员容易地确定。

总体上，头部102具有多件结构，该结构包括由一种材料制成的框架和由第二材料制成的至少一个其他件。在一个实施方式中，头部102包括连接在一起以形成头部102的至少一个金属件和至少一个非金属件或大体上非金属件。在图1至图6中所示的结构中，头部102包括工作面112，和从所述工作面112向头部102的后部116延伸的后延伸嵌带114，及由不同于工作面112和嵌带114的材料制成的至少一个顶件118和至少一个底件120、122。在一个示例结构中，工作面112和嵌带114由金属材料制成，而顶件118和底件120、122由非金属材料或者大体上非金属材料制成。例如，在一个实施方式中工作面112和嵌带114可以由钛合金制成，而在其它实施方式中可以由不同的金属制成(例如，钢、铝、镍、镁和/或它们的合金)。作为另一个示例，顶件118和底件120、122在一个实施方式中由碳纤维聚合物复合材料制成，比如石墨环氧复合物，并且在其它实施方式中可以由不同的聚合物或者复合物或者其它非金属或者大体上非金属材料制成(例如，玄武岩纤维复合物、玻璃纤维复合物比如玻璃纤维、聚合物材料等)。注意到，工作面112和嵌带114可以由相同材料制成；但是，在其它实施方式中，工作面112和嵌带114可以由不同的材料制成，并且工作面112和嵌带114中的一方或者两者可以不是金属的。类似地，注意到，顶件118和底件120、122可以由相同材料制成；但是，在其它实施方式中，工作面112和嵌带114中的一方或者多方可以由不同材料制成。适用于头部102的各种部分的材料的非穷尽列表包括：金属、陶瓷、聚合物、复合物和木杆。

工作面112位于头部122的前部124，并且在工作面112上具有击球面110。击球面110被构造成在使用中面向球106，并且适于在装置100动作时击打球106，比如通过摆动击打球。如所示的，击球面110较为平坦且是平的，占据工作面112的大部分。如现有技术中已知并且惯用的，该面可以包括沿顶部-底部方向和/或跟部-趾部方向上的曲率(例如，凸起和滚轧半径)。在其它实施方式中，击球面110在工作面112中可以占据不同的比例，或者主体108可以在其上具有多个击球面110。在所示的实施方式中，击球面110轻微倾斜(即，杆面倾角(loft angle))，以使球106轻微升起并且在被击打时自旋。在其它实施方式中，击球面110可以具有不同的倾角或者杆面倾角，以影响球106的轨迹。另外，工作面112在一些实施方式中可以具有可变厚度。例如，如图4中所示，图1至图6中所示的头部102的工作面112在接近工作面112的中心具有增厚部分113。应理解，工作面112可以具有内部或者外部嵌入件，该嵌入件可以由以相对于工作面112的基本部分不同的金属或非金属材料制成。在另外的实施方式中，面可以由非金属材料或者大体上非金属的材料制成，或者工作面112能够是更薄的、强化的、多材料面。

在图1至图6的实施方式中，嵌带114连接到工作面112的相反的侧126与128，并且延伸到头部102的后部112并且围绕头部102的整个周缘。嵌带114具有第一端130和第二端132，第一端130连接到工作面112的一侧126并从该一侧126延伸，第二端132连接到工作面112的相反侧128并从该相反侧128延伸。后部134在嵌带114的端部130与端部132之间延伸并赋予嵌带114形状。在所示的实施方式中，后部134是半圆弯曲部，但可以具有其它所期望的形状，比如现有技术中已知的更类似矩形的形状。另外，如图3至图5所示，所示的嵌带114的示例包括臂136，其从工作面112的底部朝向头部102的后部116延伸过头部102的底部138。在其它实施方式中，嵌带114可以具有不同的构造。在一些示例中，嵌带114能够在头部102上被更高或者更低地布置，嵌带114能够具有不同的或者可变的宽度或者廓线，嵌带114可以绕头部102以不同的方向或者定向延伸，或者嵌带114可以不绕头部102的整个周缘延伸。另外，嵌带114可以不具有臂136，或者可以具有多于一个的臂136，并且臂136可以被不同地设计和定向，比如延伸过头部102的顶部140。在一个实施方式中，如上所述地，嵌带114整体地或者基本上由金属材料制成，并且可以由与工作面112相同的材料制成。在替代实施方式中，嵌带114可以由非金属的或者大体上非金属的材料制成，并且可以由与工作面112不同的材料制成。

在上述的实施方式中，在工作面112、嵌带114、臂136和/或头部102的其他件是金属时，这些件能够形成为单件，或形成为接合在一起的分立件。在一个实施方式中，工作面112和嵌带114形成为通过一体接合技术接合在一起的分立件，所述接合技术比如是焊接。也能够使用其它已知的金属接合技术，包括许多机械接合技术。

图7到图8示出了形成如图1至图6中所示的使用多件的头部102的一个实施方式。在该实施方式中，工作面112和嵌带114是具有接合在一起以形成头部102的一部分的两个分立件150、152的部分。工作面112位于前件150上，所述前件150具有工作面112和从工作面112向后延伸的壁154。在该实施方式中，从工作面112的周缘延伸的壁154赋予前件150杯形形状，已知为“杯形面”。图7至图8中示出的壁154(也称为“回弯部”)具有凹凸部156，使得顶壁和底壁154相互交错。但是，在另外的实施方式中，壁154可以全部具有相等的长度，或者另外的构造。回弯部的壁154的长度可以例如从0.25英寸至2英寸。在图7至图8所示的实施方式中，杆颈109在头部102的组装之前被连接到前件150，但是，在其它实施方式中，杆颈109可以具有不同的构造，或者头部102可以不包含杆颈109或内杆颈。如果期望，杆颈109可以一体地形成为杯形面的部分，其中杯形面为件150的部分。

在图7至图8所示的实施方式中，嵌带114和臂136形成为后件152的与前件150连接的部分。后件152限定在其顶侧160上的至少第一开口158，并且限定在其底侧164上的第二开口162。在图7至图8所示的实施方式中，后件152还限定了在其底侧164上的第三开口166，其中第二开口162和第三开口166布置在臂136的相反侧。后件152通过以这里所述的任何方式连接到壁154而被连接到前件150。在一个实施方式中，前件150和后件152一体地接合在一起以形成被一次性连接的单件。

如图1至图8中的实施方式中所示，头部102具有在头部102的顶侧140上的至少一个顶件118，和在头部102的底侧上的至少一个底件120、122。另外，所述至少一个顶件118通过嵌带114而从所述至少一个底件120、122分离，并且顶件118不接触底件120、122。如果需要，则前件150和/或后件152可以形成有凸缘、纹路、槽等，顶件118和/或底件120、122可以安装到这些凸缘、纹路、槽等上。如图7中所示，头部102可以具有围绕开口158、162、166的纹路188，以在顶件118和底件120、122形成到位时为顶件118和底件120、122提供“抓持”到上面的表面，如下面所述。在所示的实施方式中，顶件118和底件120、122是与工作面112和嵌带114分立的件，并且在制造过程中被接合在一起。另外，在所示的实施方式中，顶件118和底件120、122由与工作面112和/或嵌带114不同的材料制成。

总体上，顶件118布置在嵌带114的顶侧160上，并且形成头部102的顶部140的至少一部分。另外，顶件118布置在由后件152限定的顶部开口158中。在图1至图8中所示的实施方式中，顶件118形成头部102的顶部140的大部分，并且例如通过粘结连接被连接到嵌带114的顶侧160及从工作面112延伸的壁154。在其它实施方式中，顶件118可以更大或者更小，并且头部可以包含在头部102的顶部140的多件，所述多件可以相互接合或分离。

总体上，一个或者多个底件120、122被布置在嵌带114的底侧164上，并且形成头部102的底部138的至少一部分。另外，所述一个或多个底件120、122布置在由后件152限定的一个或多个底部开口162、166中。在图7至图8所示的实施方式中，第一底件120布置在第二开口162中，并且连接到嵌带的底侧164和臂136的一侧，而第二底件122布置在第三开口166中并且连接到嵌带的底侧164和臂136的相反侧。另外，如图4至图6中所示，底件120、122能够自头部102的底部138凹陷。应理解，当多个开口被限定在嵌带114的顶侧或者底侧中时，这些开口可以是形成为相同的或者不同的大小。

顶件118和底件120、122能够通过许多已知的方法和技术连接到前件150和后件152。如所说明的，在一个实施方式中，顶件118和底件120、122由碳纤维聚合物复合材料制成，而前件150和后件152是金属。在该实施方式中，顶件118和底件120、122能够例如通过使用粘结剂、胶接剂等被接合到前件150和后件152。其它的接合方法可以用于这些或者其它材料。

击球装置100可以包括连接到或者另外地接合到击球头部102的手柄104。手柄104适用由使用者抓握，以挥动击球装置100击打球106。手柄104能够形成为比如通过连接到杆颈109而连接到头部102的分立件，如图1中所示。在其它实施方式中，手柄104的至少一部分可以是与头部102一体的件，并且头部102可以不包含杆颈109或者可以包含内杆颈结构。在不偏离本发明的范围的前提下，可以想象到其它的实施方式。手柄104可以由各种材料中的一种或者多种材料构造成，这些材料包括金属、陶瓷、聚合物、复合物或者木材。在一些示例性实施方式中，手柄可以由金属如不锈钢、或者复合物如碳/石墨纤维聚合物复合物构造成。但是，能够想象到，在不偏离本发明的范围的前提下，手柄104可以由不同材料构造成，这些材料包括现有技术中已知并使用的惯用材料。

头部102还可以容纳配重构件170、174，所述配重构件被综合考虑地布置在头部102上，以改变头部102的重量分布。在图1至图8中所示的实施方式中，头部102具有两个通过旋入在嵌带或后件152中形成的孔172内而被连接到嵌带114或者后件152的螺钉式配重170。如图5至图8所示，在接近孔172的位置布置形成有螺纹的螺钉基部178，以允许将配重170螺旋到位。螺钉基部178将另外的重量添加到头部102。头部102还具有更大的板式配重174，所述板式配重通过被插入凹部176并用粘结剂固定连接部而被连接到嵌带114或后件152。这些配重170、174可以形成不同的大小或者由不同密度的材料制成，以更大程度上控制重量分布。例如，大一些实施方式中，能够在头部102上的各种位置处使用3g、5g和/或8g的配重。另外，配重170、174中的至少一些配重可以设计成能够快速容易地彼此互换和/或与其它更重或更轻的配重互换，以提供对于重量分布的瞬态控制。在其它的实施方式中，头部102可以不容纳配重插入部170、174，或者可以容纳不同数目、类型和/或分布的这些配重。作为另一个替代方案，如果需要，配重可以施加到球杆头部结构的其它部分，比如施加到顶件118和底件120、122，比如被施加到形成非金属构件的复合材料的层间或者被施加到其它已知的连接部。

如图4至图6所示，头部102可以具有填充有空气的中空中心腔室。但是，在另一个实施方式中，头部102可以用另一种材料填充，比如泡沫。在又一个实施方式中，头部的固体材料的体积占有更大的比例，并且头部可以具有更小的腔室或者根本没有内部腔室。

一旦被组装，则工作面112和嵌带114为头部102提供结构支撑和刚性。在一个实施方式中，工作面112和嵌带114形成头部102的整个结构部分，并且顶件118和底件120、122是非结构性部分。换种说法，头部102能够被设计成使得通过工作面112和嵌带114提供足够的结构强度和刚性，并且头部102能够作用于击球而不用顶件118和底件120、122的存在，顶件118和底件120、122仅用于根据应用规范填充工作面112和嵌带114之间的间隙。在这样的构造中，顶件118和底件120、122可以由更广泛的各种材料制成，这些材料包括更轻的材料，因为结构特性变得不太重要。头部102的该构造还能够在头部102击球时产生更为期望的声音。

本发明的其它方面涉及用于上述的击球装置100的头部的制造方法。在一个实施方式中，形成金属件，所述金属件具有至少工作面112和嵌带114，嵌带114具有从工作面112的一侧126延伸的第一端130、从工作面112的相反侧128延伸的第二端132、以及在第一端和第二端之间的后部134。后部134能够具有所述的半圆形/弯曲形状或者其它适当的形状。大体上非金属的顶件118被连接到金属嵌带114的顶侧160，使得顶件118形成头部102的顶侧140的至少一部分。类似地，大体上非金属的底件120、122被连接到金属嵌带114的底侧164，使得底件120、122形成头部102的底侧138的至少一部分。顶件118和底件120、122被连接到金属嵌带114和/或球杆头部的其它部分，使得顶件118和底件120、122被金属嵌带114分离并且不相互接触。如上所述，多于一个的顶件或底件可用以构造所述头部，如上述的和如图7至图8中示出的头部102的实施方式，该实施方式中的头部具有两个底件120、122。

在另一个实施方式中，形成金属后件152和金属前件150，其中在前件150上具有工作面112。前件150连接到后件152，使得后件152限定了在其顶侧160上的第一开口158和在其底侧164上的第二开口162。大体上非金属的顶件118和底件120被形成并且被连接到后件152。在被连接时，顶件118被布置成至少部分地覆盖第一开口158，并且底件120被布置成至少部分地覆盖第二开口162，并且后件152使底件120与顶件118分开。如上所述，一个以上的顶件或底件可用以制造头部。在图7至图8所示的实施方式中，后件152具有在其底侧164上的两个开口162、166，并且两个底件120、122均被布置在两个开口162、166中的一个开口中。两个底件120、122不相互接触，因为它们由臂件分开，并且也不接触顶件118。

上述方法中使用的部分可以使用这里说明的任意成形技术形成。应理解，使用的成形技术可以依赖于所选择的材料。另外，这里说明的方法的步骤能够在许多不同的顺序进行。在不同的实施方式中，顶件118和底件120、122可以被形成并且然后被连接到金属部分，或者可以在完全成形之前在金属部分上被布置到位。例如，顶件118和底件120、122可以用锻造形成，其中顶件118和底件120、122能够被布置在正确的位置中并且然后被固化(可选地，受压力作用而固化，这样至少地形成顶件118和底件120、122的最终形状)另外，这些方法中使用的部分可以具有另外的特性，比如上述的各种实施方式中的特性。

在一个实施方式中，采用预浸料坯或者类似预成形的可固化和/或可成形材料，顶件118和底件120、122被形成在已经形成的、由工作面112和金属嵌带114构成的框架180上。图9示出了该成形处理的一个示例，在该示例中使用纤维聚合物树脂预浸料坯118A、120A(用于未示出的件122的预浸料坯)。如图9所示，框架180具有接近开口158、162、166布置的预浸料坯118A、120A，并且囊或者气囊182被布置在框架180内以在预浸料坯118A、120A成形时对预浸料坯118A、120A施力并保持到位。囊182能够通过位于凹部176中的窗孔186插入框架180或者从框架180移除，并且充气线185也能够穿过窗孔186行进。在本实施方式中，预浸料坯118A、120A比开口158、162、166大，并且由囊182的充气而在开口158、162、166被推压到位。囊182还将预浸料坯118A、120A推压抵靠外部工具184，以形成预浸料坯118A、120A的外部轮廓和形状。图7中所示的嵌带金属嵌带114具有绕开口158、162、166的纹路，这提供了如下结构：当预浸料坯118A、120A形成顶件118和底件120、122时，预浸料坯118A、120A绕该结构形成并且抓握在该结构上，同时预浸料坯118A、120A在成形时和成形后都被保持到位。

在成形之后，头部102被处理以使预浸料坯118A、120A固化，比如通过加热和/或加压进行固化，而形成顶件118和底件120、122。在一个实施方式中，完成固化，囊182和工具184回到原状。预浸料坯118A、120A中的聚合物树脂可以根据使用的树脂类型而提供与框架180的足够的粘结性结合。在其它实施方式中，可以在预浸料坯118A、120A和框架180之间使用单独的粘结性材料，以确保强有力的结合。一旦不再需要囊182，则囊能够通过窗孔186从头部102移除，插入部174被安装在凹部176中以覆盖窗孔186。在另一个实施方式中，框架180与预浸料坯118A、120A形成的腔室可以被内部加压以使预浸料坯118A、120A成形到位，而不是使用囊182。

通过上述方法制造的头部102可用作击球装置或者击球装置的部分。例如，图1中所示的高尔夫球杆100可以通过将手柄或者手把104安装到头部102而制造出。在其它实施方式中，能够根据这里说明的原理制造不同类型的击球装置。

因此，这里所述的击球装置和头部提供了优于现有产品的益处和优点。一种这样的优点在于可以选择所使用的材料和构造以综合考虑对头部的配重以能够更为有效地击球。例如，在高尔夫球杆头部中，通常期望头部的重量在底部附近和绕头部的外缘分布。在一个这样的实施方式中，非金属件能够用比金属部分更轻的材料制成，并且因而使得头部的金属部分成比例地更重。由此，金属部分能够设计成使得它们处于头部的被期望较重的部分，以更大程度地控制头部的重量分布。因此，能够生产出具有更好特性头部，比如具有更高惯性的头部。将配重构件添加在球杆头部的所期望的位置处能够提供额外的对于头部配重的综合考虑。由此，能够以提高头部的趾部、跟部、高区域或低区域的重量的方式有选择地对头部进行配重。该选择性的配重有助于使球杆偏置以产生所选择的球飞行轨迹，比如左曲偏心球杆、右曲偏心球杆、高轨迹偏心球杆、以及低轨迹偏心球杆。该特性能够有助于球杆补偿摆动缺陷，该缺陷例如趋于造成球左旋飞行、球右旋飞行、球过低飞行或者球气球样飞行。

图1至图8中示出的头部102的设计提供了一种这样有利的配重分布。工作面112和嵌带114由金属构造成，并且嵌带114被绕头部102的外缘布置并且低于头部102的容积中心线或者尺寸中心线。由此，嵌带114中的金属的重量使头部102的重心更低，并且为头部102产生更大的惯性转矩，因为重量围绕头部102的外缘被成比例地分布。延伸过头部102的底部138的金属臂136进一步使头部102的重心降低。另外，非金属顶件118的较轻的重量进一步有助于使头部102的重心更低。类似地，非金属的底件120、122的较轻重量使头部102的中心更轻，这样进一步有助于保持绕头部102的外缘分布的重量和提高头部102的惯性转矩。添加配重插入件170、174能够提供朝向头部102的底部和外缘的进一步的配重。应理解，根据这里公开的原理，其它实施方式可以设计成以不同的方式为头部102配重。

虽然已经参考包括当前执行本发明的优选模式的特定示例说明了本发明，本领域技术人员将理解，可以对上述系统和方法进行若干变化和转换。由此，本发明的精神和范围应如权利要求书中提出的那样宽泛地推定。

Claims (46)

1.一种击球装置，包括：

头部，所述头部包括：

金属工作面，其构造用于击球，其中所述工作面是由包括击球面和从所述击球面的周缘向后延伸的回弯部的杯形工作面构件形成；

金属嵌带，其具有：连接到所述回弯部且从所述工作面的第一侧延伸的第一端部；连接到所述回弯部且从所述工作面的相反的第二侧延伸的第二端部；和在所述第一端部与所述第二端部之间延伸的后部，其中所述金属嵌带至少限定了位于其顶侧上的第一开口和位于其底侧上的第二开口，其中所述金属嵌带包括围绕该第一开口和第二开口延伸的纹路；

大体上非金属的顶件，其连接到所述金属嵌带的顶侧和所述杯形工作面构件的回弯部并且形成所述头部的顶侧的至少一部分，其中该顶件定位为覆盖所述第一开口且大于所述第一开口，从而所述顶件抓持围绕所述第一开口的纹路；和

大体上非金属的底件，其连接到所述金属嵌带的底侧并且形成所述头部的底侧的至少一部分，其中该底件被定位为覆盖所述第二开口且大于所述第二开口，从而所述底件抓持围绕所述第二开口的纹路，

其中所述顶件和所述底件由所述金属嵌带分离。

2.根据权利要求1所述的击球装置，其中所述工作面和所述嵌带由相同的金属材料制成。

3.根据权利要求1所述的击球装置，其中所述顶件和所述底件由碳纤维聚合物复合材料制成。

4.根据权利要求1所述的击球装置，其中所述工作面和所述嵌带分立地形成并且通过一体式接合技术连接，并且所述顶件和所述底件通过粘结剂连接到所述嵌带。

5.根据权利要求1所述的击球装置，其中所述头部另外包括从所述工作面向所述嵌带的后部中央位置延伸过所述头部的底侧的金属臂，且其中所述金属嵌带还限定位于其底侧上的第三开口，其中所述金属嵌带还包括围绕所述第三开口延伸的纹路。

6.根据权利要求5所述的击球装置，其中所述底件与所述嵌带的底侧的一部分和所述臂的第一侧连接，并且其中所述头部还包括与所述嵌带的底侧的另一部分和所述臂的相反第二侧连接的另一底件，其中所述另一底件定位为覆盖所述第三开口，且其中所述另一底件大于所述第三开口，从而所述另一底件抓持围绕所述第三开口的纹路，其中所述两个底件相互分立。

7.根据权利要求5所述的击球装置，其中所述金属臂和所述金属嵌带一起形成为单个整体件。

8.根据权利要求1所述的击球装置，其中所述回弯部包括从所述击球面的周缘向后延伸的至少一个壁，并且所述金属嵌带与杯形工作面构件分立地形成，并通过所述至少一个壁连接到所述杯形工作面构件。

9.根据权利要求1所述的击球装置，其中所述头部还包括与所述金属嵌带连接的至少一个平衡构件。

10.根据权利要求1所述的击球装置，还包括与所述头部连接的手柄。

11.一种击球装置，包括：

头部，所述头部包括：

金属前件，所述金属前件包括杯形工作面构件，所述杯形工作面构件包括构造用于击球的工作面和从所述工作面的周缘向后延伸的回弯部；

金属后件，所述金属后件从所述前件延伸且连接到所述回弯部，并且所述金属后件在其顶侧限定出第一开口并且在其底侧限定出第二开口，其中该后件包括围绕所述第一开口和第二开口延伸的纹路；

大体非金属顶件，所述非金属顶件连接到所述后件和所述杯形工作面构件的回弯部，并且定位成覆盖所述第一开口，其中所述顶件大于所述第一开口，从而该顶件抓持围绕所述第一开口的纹路；和

大体非金属底件，所述非金属底件连接到所述后件并且定位成至少部分地覆盖所述第二开口，其中该底件抓持围绕所述第二开口的纹路，其中所述后件使所述底件与所述顶件分离。

12.根据权利要求11所述的击球装置，其中所述前件和所述后件由相同的金属材料制成。

13.根据权利要求11所述的击球装置，其中所述顶件和所述底件由碳纤维聚合物复合材料制成。

14.根据权利要求11所述的击球装置，其中所述前件和所述后件分立地形成并且通过一体结合技术连接，所述顶件和所述底件通过粘结剂连接到所述后件。

15.根据权利要求11所述的击球装置，其中所述后件还限定了在其底侧的第三开口，其中所述后件还包括围绕所述第三开口延伸的纹路，所述头部还包括连接到所述后件并且定位成覆盖所述第三开口的另一底件，其中所述另一底件大于所述第三开口，从而所述另一底件抓持围绕所述第三开口的纹路，其中所述两个底件不相互接触。

16.根据权利要求11所述的击球装置，其中所述回弯部包括从所述工作面的周缘向后延伸的至少一个壁，并且所述后件与所述前件分立地形成并且通过所述至少一个壁连接到所述前件上。

17.根据权利要求11所述的击球装置，其中所述头部还包括与所述后件连接的至少一个平衡构件。

18.根据权利要求11所述的击球装置，还包括连接到所述头部的手柄。

19.一种形成击球装置的方法，所述方法包括：

形成金属前件，所述金属前件包括杯形工作面构件，所述杯形工作面构件包括构造用于击球的工作面和从所述工作面的周缘向后延伸的回弯部；

形成金属后件；

将所述前件连接到所述后件，使得所述后件连接到所述杯形工作面构件的回弯部，且所述后件在其顶侧限定出第一开口和在其底侧限定出第二开口，其中所述后件包括围绕所述第一开口和第二开口延伸的纹路；

形成大体非金属顶件和大体非金属底件；

将所述顶件连接到所述后件和所述杯形工作面构件的回弯部，其中所述顶件被定位成覆盖所述第一开口，从而所述顶件围绕所述围绕所述第一开口的纹路形成且抓持该纹路；和

将所述底件连接到所述后件，其中所述底件被定位成覆盖所述第二开口，其中所述底件大于所述第二开口，从而所述底件围绕所述围绕所述第二开口的纹路形成且抓持该纹路，其中所述后件使所述底件与所述顶件分离。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括将手柄连接到所述前件和所述后件中的至少一方。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所述前件和所述后件由相同的金属材料制成。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述顶件和所述底件由碳纤维聚合物复合材料制成。

23.根据权利要求19所述的方法，其中所述前件和所述后件被分立地模制成型并且通过一体结合技术连接，并且所述顶件和所述底件通过粘结剂与所述后件连接。

24.根据权利要求19所述的方法，其中所述后件还限定了在其底侧的第三开口，其中所述后件还包括围绕所述第三开口延伸的纹路，所述方法还包括：

形成第二大体非金属底件；和

将所述第二底件连接到所述后件，其中所述第二底件被定位成覆盖所述第三开口，且其中所述第二底件大于所述第三开口，从而所述第二底件围绕所述围绕所述第三开口的纹路形成且抓持该纹路。

25.根据权利要求19所述的方法，其中所述回弯部包括从所述工作面的周缘向后延伸的至少一个壁，所述后件与所述前件分立地形成，并且通过所述至少一个壁连接到所述前件。

26.根据权利要求19所述的方法，还包括将至少一平衡构件连接到所述后件。

27.一种高尔夫球杆头部，所述头部包括：

金属工作面，其构造用于击球，其中所述工作面是由包括击球面和从所述击球面的周缘向后延伸的回弯部的杯形工作面构件形成；

金属嵌带，其具有连接到所述回弯部且从所述工作面的第一侧延伸的第一端、连接到所述回弯部且从所述工作面的相反第二侧延伸的第二端、以及在所述第一端和所述第二端之间延伸的后部，其中该金属嵌带至少限定位于其顶侧上的第一开口和位于其底侧上的第二开口，其中该金属嵌带包括绕所述第一开口和第二开口延伸的纹路；

非金属顶件，其连接到所述金属嵌带的顶侧和所述杯形工作面构件的回弯部并且形成所述头部的顶侧的至少一部分，其中该顶件被定位为覆盖所述第一开口且大于所述第一开口，从而所述顶件抓持围绕所述第一开口的纹路；和

非金属底件，其连接到所述金属嵌带的底侧并且形成所述头部的底侧的至少一部分，其中所述底件被定位为覆盖所述第二开口且大于所述第二开口，从而所述底件抓持围绕所述第二开口的纹路，

其中所述顶件和所述底件由所述金属嵌带分离。

28.根据权利要求27所述的高尔夫球杆头部，其中所述顶件和所述底件由碳纤维聚合物复合材料制成。

29.根据权利要求27所述的高尔夫球杆头部，其中所述工作面和所述嵌带被分立地形成并且通过一体结合技术连接，并且所述顶件和所述底件通过粘结剂与所述嵌带连接。

30.根据权利要求27所述的高尔夫球杆头部，其中所述头部另外包括从所述工作面向所述嵌带的后部中央位置延伸过所述头部的底侧的金属臂。

31.根据权利要求30所述的高尔夫球杆头部，其中所述底件与所述嵌带的底侧的一部分和所述臂的第一侧连接，并且其中所述嵌带还限定位于其底侧上的第三开口且包括围绕所述第三开口的纹路，其中所述头部还包括与所述嵌带的底侧的另一部分和所述臂的相反第二侧连接的另一底件，其中所述另一底件被定位为覆盖所述第三开口且大于所述第三开口，从而所述另一底件抓持围绕所述第三开口的纹路，且其中所述两个底件相互分立。

32.根据权利要求30所述的高尔夫球杆头部，其中所述金属臂和所述金属嵌带一起形成为单个整体件。

33.根据权利要求27所述的高尔夫球杆头部，其中所述回弯部包括从所述击球面的周缘向后延伸的至少一个壁，并且所述金属嵌带与杯形工作面构件分立地形成，并通过所述至少一个壁连接到所述杯形工作面构件。

34.一种高尔夫球杆，包括：

根据权利要求27所述的高尔夫球杆头部；和

与所述高尔夫球杆头部连接的手柄。

35.一种高尔夫球杆头部，包括：

金属前件，其包括构造用于击球的工作面，其中所述工作面是由包括击球面和从所述击球面的周缘向后延伸的回弯部的杯形工作面构件形成；

连接到所述杯形工作面构件的回弯部且从所述前件延伸的金属后件，所述后件在其顶侧限定出第一开口并且在其底侧限定出第二开口，其中该后件包括围绕所述第一开口和第二开口延伸的纹路；

非金属顶件，其连接到所述后件和所述杯形工作面构件的回弯部并且定位成覆盖所述第一开口，其中所述顶件大于所述第一开口，从而该顶件抓持围绕所述第一开口的纹路；和

非金属底件，其连接到所述后件并且定位成覆盖所述第二开口，其中该底件大于所述第二开口，从而该底件抓持围绕所述第二开口的纹路，

其中所述底件不与所述顶件接触。

36.根据权利要求35所述的高尔夫球杆头部，其中所述顶件和所述底件由碳纤维聚合物复合材料制成。

37.根据权利要求35所述的高尔夫球杆头部，其中所述顶件和所述后件被分立地形成并且通过一体结合技术连接，并且所述顶件和所述底件通过粘结剂与所述后件连接。

38.根据权利要求35所述的高尔夫球杆头部，其中所述后件另外限定了在其底侧的第三开口，其中所述后件还包括围绕第三开口延伸的纹路，所述头部还包括与所述后件连接并且定位成覆盖所述第三开口的另一底件，其中所述另一底件大于所述第三开口，从而所述另一底件抓持围绕所述第三开口的纹路，所述两个底件不相互接触。

39.根据权利要求35所述的高尔夫球杆头部，其中所述回弯部包括从所述工作面的周缘向后延伸的至少一个壁，并且所述后件与所述前件分立地形成并且通过所述至少一个壁连接到所述前件上。

40.一种高尔夫球杆，包括：

根据权利要求35所述的高尔夫球杆头部；和

与所述高尔夫球杆头部连接的手柄。

41.一种击球装置，包括：

由第一材料形成的结构框架，所述框架包括：

构造用于击球的工作面，其中所述工作面是由包括击球面和从所述击球面的周缘向后延伸的回弯部的杯形工作面构件形成；和

连接到所述杯形工作面构件的回弯部并且绕所述框架的后缘延伸的嵌带，其中所述嵌带和所述工作面协同限定在所述嵌带的顶侧上的第一开口和在所述嵌带的底侧上的第二开口，所述第一开口与所述第二开口分离，其中所述嵌带包括围绕所述第一开口和第二开口延伸的纹路；

第一非结构件，其由第二材料形成，该第一件连接到所述嵌带和所述杯形工作面构件的回弯部并且定位成覆盖所述第一开口，其中所述第一件大于所述第一开口，从而所述该第一件抓持围绕所述第一开口的纹路；和

第二非结构件，其由所述第二材料形成并且定位成覆盖所述第二开口，其中该第二件大于所述第二开口，从而所述第二件抓持围绕所述第二开口的纹路。

42.一种形成击球装置的方法，包括：

由第一材料形成框架，所述框架包括具有击球面和从所述击球面的周缘向后延伸的回弯部的杯形工作面构件，和连接到所述杯形工作面构件的回弯部并绕所述框架的后缘延伸的嵌带，其中所述嵌带和所述工作面协同限定内部空腔、在所述框架的顶侧上的第一开口、以及在所述框架的底侧上的第二开口，所述第一开口与所述第二开口分离，其中所述嵌带包括围绕所述第一开口和第二开口延伸的纹路；

将第一预浸料坯和第二预浸料坯布置在所述空腔内，所述第一预浸料坯和所述第二预浸料坯由与所述第一材料不同的第二材料形成；

对所述第一预浸料坯和所述第二预浸料坯的内侧施压，以强制所述第一预浸料坯覆盖所述框架的第一开口并且强制所述第二预浸料坯覆盖所述框架的第二开口，其中所述第一和第二预浸料坯大于所述第一和第二开口，从而所述第一和第二预浸料坯围绕所述围绕第一和第二开口的纹路形成且抓持该纹路；和

固化所述第一预浸料坯和所述第二预浸料坯，以形成被定位成覆盖所述第一开口的第一复合件和被定位成覆盖所述第二开口的第二复合件，其中所述第一复合件连接到所述嵌带和所述杯形工作面构件的回弯部，且所述第二复合件连接到所述嵌带，且其中所述第一和第二复合件大于所述第一和第二开口，从而所述第一和第二复合件抓持所述围绕第一和第二开口的纹路形成。

43.根据权利要求42所述的方法，所述方法还包括：

使所述第一预浸料坯的外表面与工具接触，其中作用于所述第一预浸料坯的压力将所述第一预浸料坯抵接于工具以在所述第一预浸料坯上形成外轮廓。

44.根据权利要求43所述的方法，所述方法还包括：

使所述第二预浸料坯的外表面与第二工具接触，其中作用于所述第二预浸料坯的压力将所述第二预浸料坯抵接于所述第二工具以在所述第二预浸料坯上形成外轮廓。

45.根据权利要求43所述的方法，其中在固化所述第一预浸料坯期间，所述工具接触所述第一预浸料坯的外表面。

46.根据权利要求42所述的方法，其中所述压力通过位于所述空腔内的可充气囊施加到所述第一预浸料坯和所述第二预浸料坯的内侧。

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