CN102462942A - 高尔夫球杆 - Google Patents

Abstract

一种高尔夫球杆包括杆轴和被附接在杆轴的末端上的高尔夫球杆头，其中高尔夫球杆的长度是45至47英寸，高尔夫球杆头的体积V是440至470立方厘米，高尔夫球杆头绕着杆轴的中心线的的转动惯量M是5500至6500克平方厘米，转动惯量M(克平方厘米)和体积V(立方厘米)之比M/V是11.0至13.5。

Description

高尔夫球杆

技术领域

本发明涉及一种高尔夫球杆，更具体地涉及一种能够改善球的方向稳定性和飞行距离的高尔夫球杆头的中空结构。

背景技术

为了通过增加高尔夫球杆的速度增加球的飞行距离，近年来流行的是使用相对较长的杆。

然而，在使用这种长高尔夫球杆的情形下，却存在球击打位置变化较大的倾向，并且很难在甜蜜区(sweet area)击打高尔夫球。因此，与期望的相反，不能稳定地获得增大的飞行距离。因此，为了拓宽甜蜜区，这种长高尔夫球杆的高尔夫球杆头的体积也会增大。

在使用这种大尺寸的高尔夫球杆头的情形下，存在着杆轴的中心线附近的杆头的转动惯量增大的倾向。因此，在摆动过程中，由于较大力矩(moment)，杆面很难回到合适的站位姿势(address position)，高尔夫球手容易打出右曲球(slice shot)。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种高尔夫球杆，在这种高尔夫球杆中，尽管使用的是具有较大尺寸的杆头的相对较长的杆，但是通过特别地限制杆长、杆头的体积和转动惯量，可改善球的方向稳定性，稳定地获得增大的飞行距离。

根据本发明，高尔夫球杆包括杆轴和被附接在杆轴的末端上的高尔夫球杆头，其中

高尔夫球杆的长度的范围是45至47英寸，

高尔夫球杆头的体积V的范围是440至470立方厘米，

高尔夫球杆头绕着杆轴的中心线的的转动惯量M的范围是5500至6500克平方厘米，

转动惯量M(克平方厘米)和体积V(立方厘米)之比M/V的范围是11.0至13.5。

因此，由于45至47英寸的相对较长的杆长度，会增加头的速度，也会增加飞行距离。

并且，由于440至470立方厘米的相对较大的头体积，甜蜜区变得更宽。因此，即使球击打位置变化，也会减少飞行距离的变化。

并且，由于被限制在特定范围内并被相对于头体积进一步限制的转动惯量，尽管有较大的头体积，转动惯量也变得相对较小，因此，在摆动过程中，杆面可以容易地回到合适的站位姿势，也可避免右曲球(slice)和左曲球(hook)。因此，可改善方向稳定性，从而增加飞行距离。

在包括说明书和权利要求的本申请中，与杆头相关的尺寸、位置、方向等类似量均是指在杆头的标准状态下的量，除非另有提及。

杆头的标准状态是指：杆头被放置在水平平面HP上，这样使得杆轴的中心线CL以杆底角(lie angle)(alpha)倾斜，同时保持杆轴中心线CL在垂直平面VP上，杆面(在甜蜜点(sweet spot)处)相对于水平平面HP形成其杆面倾角(loft angle)(beta)。顺便提及，在只有杆头的情形下，可使用杆轴插入孔的中心线代替杆轴的中心线。

甜蜜点SS是杆面和通常画到杆面且经过头的重心G的直线n之间的相交点。

下面提到的前后方向是与上面提到的在水平平面HP上突起的直线n平行的方向。

下面提到的跟-趾(heel-and-toe)方向是与水平平面HP平行并且与前后方向垂直的方向。

在标准状态下，杆长L被定义为杆轴的粗端(butt end)和杆轴的中心线CL与水平平面HP的交点P之间的长度。

转动惯量M的值仅仅是高尔夫球杆头的转动惯量的值，也就是说，若有杆轴和套环(插座)则会被除去，但是不除去油漆涂层。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的高尔夫球杆在标准状态下的前视图。

图2是其高尔夫球杆头的前视图。

图3是高尔夫球杆头的俯视图。

图4是从其趾侧观察的高尔夫球杆头的侧视图。

图5是从趾侧观察的高尔夫球杆头的分解立体图。

图6(a)是本发明另一实施例的俯视图。

图6(b)是从趾侧观察的其的侧视图。

图7(a)是本发明又另一实施例的俯视图。

图7(b)是从趾侧观察的其的侧视图。

具体实施方式

以木质类型的高尔夫球杆为例，将结合附图详细描述本发明的实施例。

这里，木质类型的高尔夫球杆是指至少标号1至5的木料，可能包括具有与其类似形状的头的球杆。

如图1所示，根据本发明的高尔夫球杆1包括杆轴2、被附接到杆轴2的末端2A上的高尔夫球杆头3和被附接到杆轴2的粗端2B上的手柄4。

杆面倾角大于0度。

高尔夫球杆1具有不小于45.00英寸的杆长L，优选地不小于45.25英寸，更优选地不小于45.5英寸，但是不大于47.00英寸，优选地不大于46.75英寸，更优选地不大于46.5英寸。

若杆长L小于45英寸，那么通过利用杆长的优势难以增加头速度和飞行距离。若杆长L大于47英寸，那么高尔夫球手易于感受到杆长，并且减少击打位置的变化会变得很困难。

由于不增加杆轴2的质量也可增加杆长，所以优选地，杆轴2由纤维增强树脂制成。

顺便提及，在使用纤维增强树脂的情形中，杆轴2可使用薄片卷绕法(sheet windingmethod)、纤维卷绕法(filament winding method)和内部压力成型法(internal pressure moldingmethod)等类似方法制造。

杆头3具有限定杆头3的顶表面的冠部分(crown portion)3b、限定杆头3的底表面的底部分(sole portion)3c、在冠部分3b和底部分3c之间延伸以形成用于击打球的杆面F的面部分3a、在冠部分3b和底部分3c之间延伸并通过杆头的后面BF从杆面F的趾侧边缘4a延伸至杆面F的跟部侧边缘4b的侧部分3d，和位于杆头3的跟部侧端并具有其中插入有杆轴2的末端的杆轴插入孔的管状插鞘部分3e(hosel)。因此，杆头3被设置具有相对较薄的壁的中空(i)的壳体结构。

杆头3的体积V被设置在不小于440立方厘米的范围内，优选地不小于445立方厘米，更优选地不小于450立方厘米，但是不大于470立方厘米，优选地不大于465立方厘米，更优选地不大于460立方厘米。

若体积V小于440立方厘米，那么高尔夫球手易于感受到杆头3较小，并且在甜蜜点击打球会变得很困难。因此，飞行距离易于变化或减小。若体积V大于470立方厘米，那么杆头的质量会增加，难以合适的跟进(followthrough)。因此，头速度易于减小。

杆头3的质量优选地不小于170克，更优选地不小于175克，但是优选地不大于200克，更优选地不大于195克。

若杆头3的质量小于170克，那么杆头的动能会变得很小，增加飞行距离会变得很困难。若杆头3的质量大于200克，那么难以合适的跟进，方向稳定性和飞行距离都易于变差。

在杆轴中心线CL附近的杆头3的转动惯量M优选地被设定在不小于5500克平方厘米的范围内，更优选地不小于5700克平方厘米，进一步优选地不小于5900克平方厘米，但是不大于6500克平方厘米，更加优选地不大于6300克平方厘米，进一步优选地不大于6200克平方厘米。

若转动惯量M超过6500克平方厘米，那么在摆动中，杆面F会变得很难回到合适的站位姿势，高尔夫球手易于打出右曲球(slice shot)。若转动惯量M小于5500克平方厘米，那么杆面F会重新回到合适站位姿势，高尔夫球手易于打出左曲球(hook)。

转动惯量M(克平方厘米)和高尔夫球杆头的体积V(立方厘米)之比M/V被设定在不小于11.0的范围内，优选地不小于11.5，更优选地不小于12.0，但是不大于13.5，优选地不大于13.0，更优选地不大于12.5。因此，比值M/V被限制在相对较窄的范围内。换句话说，转动惯量M被限制在取决于杆头3的体积V的相对较窄的范围内。因此，使得杆面F返回到合适的站位姿势是可能的。

若比值M/V小于11.0，会易于打出左曲球。若比值M/V大于13.5，会易于打出右曲球。

在此实例中，杆头3的侧部分3d由形成侧部分3d的主要部分的主构件5，和被附接到主构件5上以形成侧部分3d的趾侧部分的侧趾部构件6形成。

主构件5被设置具有趾侧开口O1，并形成除了趾侧开口O1之外的侧部分3d的剩下部分。趾侧开口O1被侧趾部构件6闭合。

趾侧开口O1的形状近似于侧趾部构件6的形状，优选地，类似于侧趾部构件6的形状。

主构件5被设置在趾侧开口O1的附近，台阶部8从主构件5的外表面凹陷，为了使得当侧趾部构件6被装配在台阶部上时，侧趾部构件6的内表面的周边会被支撑，而侧趾部构件6的外表面和主构件5会相互齐平。

主构件5由具有优异比强度的一种或两种或更多种金属材料制成，例如，钛合金、不锈钢等类似材料。

为了同时获得杆头3的必需的比强度和必需的体积，主构件5的金属材料的比重ρ2优选地被设定在不小于1.5的范围内，更优选地不小于2.0，但是不大于10，更优选地不大于8.0。

顺便提及，比重是相对于4℃时的水的相对密度。

在从趾侧观察的杆头3的侧视图中，侧趾部构件6的形状具有前边缘、后边缘、大体竖直的下边缘和向上侧凸起弯曲的上边缘。

侧趾部构件6由具有小于主构件5的比重ρ2的比重ρ1的材料制成。

优选地，比重ρ1被设定在不小于0.5的范围内，更优选地不小于1.0，但是不大于8.0，更优选地不大于5.0。

因此，杆头的趾侧的质量分布被有效地减少，转动惯量M可被设定在上述范围内。

为了有效地获得这些功能，侧趾部构件6的比重ρ1优选地被设定在不大于主构件5的比重ρ2的0.8倍的范围内，但是不小于0.23倍，更优选地不小于0.35倍。

对于侧趾部构件6的材料，可使用一种或两种或更多种材料，如钛合金、铝合金、镁合金和纤维增强树脂等类似材料。但是，尤其优选地使用纤维增强树脂。

纤维增强树脂是一种增强纤维和基体树脂(matrix resin)的复合材料。

例如，热硬化性树脂如环氧树脂和酚醛树脂，热塑性树脂如尼龙树脂和聚碳酸酯树脂或类似物可被用作基体树脂。

对于增强纤维，可使用例如，碳纤维、玻璃纤维、有机纤维如芳纶纤维(aramid fiber)和聚对苯撑苯并二恶唑树脂纤维(polyphenylene benzoxazole resin fiber)(PBO纤维)、金属纤维如非晶纤维和钛纤维等类似物。尤其优选碳纤维。

增强纤维的拉伸弹性模量被设定在不小于147Gpa范围内，优选地不小于196Gpa，更优选地不小于235Gpa，但是不大于490Gpa，优选地不大于451Gpa。

若拉伸弹性模量小于147Gpa，那么侧趾部构件6不能被设置具有必需的刚度，耐用性易于变得不充分。若拉伸弹性模量大于490Gpa，那么拉伸强度易于减小，生产成本会增加。

这里，拉伸弹性模量是根据日本工业标准JIS R7601“碳纤维测试方法”测量的。

在两种或更多种纤维被组合使用的情形中，使用的是下面的平均拉伸弹性模量，其中每一种纤维的拉伸弹性模量都通过纤维的质量比来测量。

平均拉伸弹性模量＝∑(Ei·Vi)/∑Vi

其中，

i是表示从1开始到纤维种类数的整数下标，和

Ei和Vi分别是每一种类型纤维的拉伸弹性模量和质量。

在从突出侧观察的杆头3的侧视图中，侧趾部构件6的面积Sa被设定在由侧部分3d和冠部分3b之间的边界线K(脊线(ridge line))围绕的侧部分、杆头的底面Bm、上面提到的趾侧的边缘4a和杆头的后面BF包围的侧部分的整体面积S的不小于10％的范围内，优选地不小于15％，更优选地不小于20％，但是不大于90％，优选地不大于85％，更优选地不大于80％的范围内。

若面积Sa大于整体面积S的90％，那么杆头3的耐用性会易于降低。若面积Sa小于整体面积S的10％，那么难以减小转动惯量M。

相似的原因，从水平平面HP开始算的侧趾部构件6的最小高度H优选地被设定在从水平平面HP开始算的杆头3的重心G的高度Hg的不小于20％的范围内，更优选地不小于30％，但是不大于130％，更优选地不大于120％范围内。

尤其优选地，除了侧部分3d、面部分3a、冠部分3b、底部分3c和插鞘部分3e以外的杆头3的部分由与主要构件5的材料相同的材料制成，并且通过铸造或类似方法整体形成。

然而，通过合适方法，例如锻造、铸造、压制成形，滚压等类似方法组装两部分或者更多部分，通过焊接、粘合剂等相互固定两部分或者更多部分来形成这些部分当然也是可能的。

在此实例中，由于主构件5由金属材料制成，侧趾部构件6由纤维增强树脂制成，因此优选地，侧趾部构件6和主构件5通过使用粘合剂被相互固定。

图6(a)和图6(b)展示了图4和图5所示的杆头的修改例，其中，杆头3的冠部分3b由被设置具有冠开口O2的冠主构件3b1和闭合冠开口O2的冠趾部构件7形成。

在此实施例中，冠开口O2被放置在冠部分3b的趾侧的部分R内。

这里，趾侧的部分R被定义为在标准状态下包括在甜蜜点SS和头的重心G之间画的上述直线n的垂直平面Vn的趾侧上的部分。

冠开口O2的形状近似于冠趾部构件7的形状，优选地，类似于冠趾部构件7的形状。

冠主构件3b1被设置在冠开口O2附近，台阶部8从冠主构件的外表面凹陷，为了使得当冠趾部构件7被装配在台阶部上时，冠趾部构件的内表面的周边会被支撑，而冠趾部构件7的外表面和冠主构件3b1会相会齐平。

在杆头3的俯视图中，冠趾部构件7的扇形形状具有在跟-趾方向上大体直线延伸的前边缘、在前后方向上大体直线延伸的内边缘和凸起弯曲侧边缘。

在此实施例中，前边缘被设置在上述垂直平面VP的附近。内边缘被设置在上述垂直平面Vn的附近。凸起弯曲侧边缘大体平行于杆头的俯视图中杆头3的轮廓而延伸。

与上述侧趾部构件6相似，优选地，冠趾部构件7由具有比重ρ1的纤维增强树脂制成。

因此，冠部分的趾侧的质量分布会减少。因此，转动惯量M可被进一步地减小，杆头3的重心位置也可被降低。

图7(a)和图7(b)展示了图6(a)和图6(b)中的高尔夫球杆头的修改例，其中侧趾部构件6和冠趾部构件7被延伸至上述边界线K(脊线)，这些构件6和7被联合成为一体。

趾侧开口O1和冠开口O2也被延伸至边界线K，并合并成为一个开口。

因此，在杆头的趾侧上，质量可被进一步地减小，转动惯量M也可被进一步地减小。

然而，为了支撑联合的侧趾部构件6和冠趾部构件7的内表面，能够提供沿着边界线K，例如图7(b)中所示虚线，横跨开口延伸的框架。在此情形下，优选地框架具有沿其长度的几乎恒定的宽度，其外表面凹陷到与上述台阶部8相同的水平。

在图4和图5所示的实施例中，侧趾部构件6的质量优选地被设定在不小于杆头3的质量的0.05倍的范围内，更优选地不小于0.10倍，但是不大于0.30倍，更加优选地不大于0.25倍的范围内。

在图6和图7所示的实施例中，侧趾部构件6和冠趾部构件7的总质量优选地被设定在不小于杆头3的质量的0.15倍的范围内，更优选地不小于0.20倍，但是不大于0.35倍，更加优选地不大于0.30倍的范围内。

对比测试

基于表格1所示的说明准备木质型高尔夫球杆头(木杆，杆底角alpha＝58度，杆面倾角beta＝10度)，并测试其击球时获得的球的方向稳定性和飞行距离。

杆头首先被制造成钛合金Ti-6Al-4V(比重ρ2＝4.5)铸造件。然后，根据说明书，趾侧开口和冠开口通过侧趾部构件和冠趾部构件被形成和闭合。面部分的厚度是3.0mm。

<方向稳定性和飞行距离测试>

相对于每个高尔夫球杆，具有从3到25的差点(handicap)范围的14个高尔夫球手中的每个高尔夫球手击打三层球(three-piece ball)(SRI sports limited制造，可以作为“Hi-BRID everio”商业获得)10次，并且

测量每次击打中被击的球从目标轨迹落下的点的距离，其中分别表示“右曲球”和“左曲球”的“+”加号和“-”减号被加入测量中，并且

对从每个高尔夫球手获得的10次测量中取平均，然后对从14个高尔夫球手获得的14个平均值取平均。这些平均值展示在表格1中，其中数值越小，方向稳定性越好。

并且，计算每个高尔夫球手的平均飞行距离，然后对14个高尔夫球手的14个平均值取平均。这些平均值展示在表格1中。

从这些测试结果中，可以确认的是根据本发明的高尔夫球杆在方向稳定性和飞行距离方面可以得到显著改善。

Claims (8)

1.一种高尔夫球杆，所述高尔夫球杆包括杆轴和被附接在所述杆轴的末端上的高尔夫球杆头，其特征在于，其中

所述高尔夫球杆的长度是45至47英寸，

所述高尔夫球杆头的体积V是440至470立方厘米，

所述高尔夫球杆头绕着所述杆轴的中心线的的转动惯量M是5500至6500克平方厘米，并且

所述转动惯量M(克平方厘米)和所述体积V(立方厘米)之比M/V是11.0至13.5。

2.如权利要求1所述的高尔夫球杆，其特征在于，其中

所述高尔夫球杆头具有包括用于击打球的杆面的面部分、限定所述高尔夫球杆头的顶表面的冠部分、限定所述高尔夫球杆头的底表面的底部分、和在所述冠部分和所述底部分之间的侧部分，所述侧部分通过所述高尔夫球杆头的后面从所述杆面的趾侧边缘延伸至所述杆面的跟侧边缘，

所述侧部分由形成所述侧部分的趾侧部分的侧趾部构件和形成除了所述趾侧部分的所述侧部分的主要部分的主构件形成，

所述主构件由具有比重ρ2的材料制成，并且

所述侧趾部构件由具有小于1.0倍且不小于0.23倍的所述比重ρ2的比重ρ1的材料制成。

3.如权利要求2中所述的高尔夫球杆，其特征在于，其中

所述冠部分由形成所述冠部分的趾侧部分的冠趾部构件、和形成除了所述趾侧部分的所述侧部分的主要部分的冠主构件形成，并且

所述冠趾部构件的比重小于所述冠主构件的比重。

4.如权利要求3中所述的高尔夫球杆，其特征在于，其中

所述冠趾构件和所述侧趾部构件是分开的。

5.如权利要求3中所述的高尔夫球杆，其特征在于，其中

所述冠趾部构件和所述侧趾部构件被联合成为一体。

6.如权利要求3至5中任何一项所述的高尔夫球杆，其特征在于，其中所述冠趾部构件由纤维增强树脂制成。

7.如权利要求2至5中任何一项所述的高尔夫球杆，其特征在于，其中所述侧趾部构件的所述材料是纤维增强树脂。

8.如权利要求1至5中任何一项所述的高尔夫球杆，其特征在于，其中所述高尔夫球杆头是木质类型的高尔夫球杆头。

Images