CN1203824A - 在击球区具有冲压胆的金属球棒及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一个金属球棒包括了一个在球棒远端具有击球区和端帽的管状棒身,一个在球棒近端的把手,以及一个位于棒身和击球区范围内的充压胆。也公开了把充压胆插入和定位于击球区的一种方法。公开了各种各样的充压胆形式,包括在棒身中对胆充压的各种阀。胆可包括一个或几个独立的胆或间隔,它们被设计成占有预定的击球区长度位置。

Description

在击球区具有充压胆的金属球棒及其制造方法

本发明涉及一个管状金属球棒，如棒球棒或垒球棒，它包括一个在远端具有击球区和端帽的管状棒身，一个在近端的把手，以及一个在击球区范围内插入管状棒身中的充压胆。本发明也涉及了在击球区中插入和固定充压胆的方法。

已经研制了铝制或类似材料的空心金属球棒，并且已在棒球，垒球等运动中使用多年。从它们应用之日起，对空心金属球棒的构造已经作了许多改进和研究。这些改进和研究在早期的美国专利号5，393，055，5，421，572和5，494，280中作了说明。此外，惯常采用各种封闭帽和封闭结构来增强这种球棒的远端。已经尝试采用聚胺脂泡沫材料填满球棒内部来垫衬和增强球棒，如在美国专利号4，682，773中所述。此外，也尝试在整个空心金属球棒的内部引入压缩空气来改进金属球棒的性能，如在美国专利号RE 31，811中所述。以下美国专利号也说明了有关该工作领域的各种研究成果：

1，831，255    3，479，030    5，364，095

2，227，817    3，963，239    5，415，398

3，233，727    4，744，136    5，511，777

以上专利说明了用填充泡沫材料来提高球棒强度的球棒，以及另作修改来改进其工作性能的空心金属球棒或其它空心金属装置。但是，先前技术并未提出在空心金属球棒的击球区范围内采用一个或多个充压胆的方案，充压胆被精确地定位和保持在击球区内。

按照本发明，把一个可充气的胆插入管状金属球棒的开口远端，并在击球区范围内定位于棒身中。最好是，胆采用柔韧弹性材料制成，呈柱形状，并且其外径大致等于棒身的内径。然而，与使用有关，胆的直径可以小于棒身的内径，或者甚至比它大。作为优选方式，胆从过渡区到远端基本上沿着击球区的全部长度上延伸。然而，胆也可在不同长度上延伸。最好是采用单个胆，但也可包括两个或更多个端对端放置的胆，或者单独的几个胆室，插在管状棒身之中。

最好把胆作成这样：在未充气状态下把胆的柔韧弹性材料边与棒身的内壁贴合，以有助于未充气胆在棒身中的定位。一旦在棒身中完全充气，胆的侧壁与棒身内表面作摩擦贴合，并且使胆固定就位。另一种供选择方式是，为了把胆的近端定位在棒身中，可采用一个横向壁来增强或封闭相邻于击球区的过渡区端，或者击球区的近端，如在1997年1月27日提出的审理中的申请序号-----------中所说明。在另一个实施例中，可把单个胆的近端，或者最里面胆(在采用一个以上胆情形时)的近端作成锥形，在过渡区中来与棒身的内壁贴合，因为过渡区从直的击球区开始逐渐变细。

一旦胆在击球区范围内管状棒身中定位，对本发明的胆进行充气或充压。由于充气，胆的柱形壁被压向外，其外表面向击球区的棒身内部逐渐施加压力。在胆的柱形壁向击球区壁的内部加压时，击球区壁受到胆的支承。这种充压胆对棒身的相互作用在金属球棒中产生许多有利的特性，其中尤其是：调节和均衡了击球区壁的蹦床效应，几乎彻底减少了因击球传到球棒把手的振动，显著改善了球棒的击球声音，以及增加了耐用性和球棒使用期。

一旦胆在棒身中被充气或充压，或者在充压后被压入棒身，可把一个合适的端帽配装在棒身的开口远端。由于配装了端帽，可把单个胆的远端，或者最里面胆(在采用一个以上胆情形时)的远端固定就位。因此，必要时可同时在远端和近端把胆沿纵向固定就位在棒身内。另一种供选择的方式是，已充气胆的本身也可用来使自身定位，其原因是胆的柱形壁外面与棒身壁内表面存在摩擦贴合，特别是可把胆的近端作成锥形来与棒身过渡区的锥度相配。

根据本发明可发现，胆的充压压力值，从而胆对击球区内部的压力值，可用来修改和设计击球区的蹦床效应。另外，棒身含有充压胆可使击球区范围内的棒身壁厚减小，由此提高了击球区壁因击球而变形的能力。而在击球区壁内的充压胆提供了必要的弹性，这有助于使击球区壁恢复到其原始的形状。因此，击球区的蹦床效应可被提高，或者被修改到球棒所需的专门设计特性。

此外还可发现，如果所增加的胆重量小于沿击球区长度上去除的棒身金属重量，则击球区棒身壁厚的减少，它大约减少0．005到0．030英寸，可造成球棒击球区总重量的明显减少。这种球棒击球区重量的减少使得击球手在挥动球棒时，可提高球棒的速度，由此产生更高的击球速度和更远的击球距离。

还有，已经发现，本发明在棒身击球区中具有充压胆的金属球棒改进了球棒击球时的振动特性和声音效果。更准确地说，已经发现了，在击球区范围内把充压胆装在金属球棒的管状棒身中，可大大减少或抑制振动，否则将因击球而把振动传到球棒把手上。另外，本发明构造的金属球棒声音特性比较接近木制球棒的声音效果，因此大大改善了金属球棒的美学特性。特别是，胆减小了金属球棒经常遇到的高的振铃回响声，从而使得本发明构造的球棒对运动员和观众均具有更舒适的声音量级。

所以，本发明的一个目的是提供一个具有管状棒身的空心金属球棒，在球棒远端确定了一个击球区，其中在击球区范围内的棒身内部装有一个充气或充压的胆，它对击球区的管状球棒壁内部施加向外的力，以改进击球区的蹦床效应。

本发明的另一个目的是提供一个符合上述目的的空心金属球棒，其中充压胆可使棒身的击球区壁采取较小的厚度，由此提高了击球区壁因充压胆而变形的能力，并且充压胆有助于使击球区壁恢复到其原始的形状，因此便于调节和均衡击球区的蹦床效应，以及容许制造者改变金属球棒的蹦床效应。

本发明的另一个目的是提供一个符合上述目的的空心金属球棒，其中使击球区壁厚减小的能力减少了球棒击球区的重量，由此使得在击球手挥动球棒时可提高球棒的速度，速度的提高将在击球时造成更高的击球速度和更远的击球距离。

本发明还有一个目的是提供一个空心金属球棒，它在击球区范围内有一个或几个充压胆插入空心球棒中，其中胆最好具有弹性柔韧的壁，它可膨胀而与击球区壁的内部贴合，使得击球区壁在向外压力作用下，提高击球区壁的蹦床效应以及把击球区壁厚减少到最小重量，由此提高了击球手的能力，能以较高球棒速度挥动球棒。

本发明还有另一个目的是提供一个空心金属球棒，它在击球区范围内有一个或几个充压胆，其中胆产生了改进的振动阻尼特性和改进的球棒击球声音效果，因此，由于在击球时的振动和声音量级均被降低，改进了金属球棒的振动和声音特性。

以上这些目的，以及包括以后将变得更清楚的其它目的和优点，将体现在下面更充分描述的参照作为其一部分的有关附图的详细结构和方法中，图中的同一编号始终指同一零部件。

图1是本发明空心金属球棒的一个实施例的侧视图，在击球区范围内有单个充压胆插在棒身中。

图2是放大的纵向截面图，用于说明图1空心金属棒击球区的内部构造，其中充压胆在棒身中的插入受到横向壁结构的限制，横向壁结构由先灌入球棒端的可硬化材料确定。

图3是取自图2中沿截面线3-3的横向截面图，用于说明胆壁与球棒击球区内部的密切接触情形。

图4是图2实施例的局部放大截面图，用于说明在击球区远端上的端帽，包括它与胆远端上的封闭结构的相互关系。

图5是本发明空心金属球棒的另一个实施例的侧视图，在击球区范围内有一对充压胆端对端地插在棒身中。

图6是放大的纵向截面图，用于说明图5所示的本发明实施例的结构细节。

图7是取自图6中沿截面线7-7的横向截面图，用于进一步说明充压胆与击球区壁之间关系的结构细节。

图8是局部放大截面图，用于说明图5所示的本发明实施例中端帽与充压胆远端和棒身之间的关系。

图9是本发明另一个实施例中相似与图2的截面图，其中省去了横向壁，由胆壁与棒身内部之间的压力摩擦贴合来使充气胆定位。

图10是本发明又一个实施例中相似与图9的截面图，其中一个充气阀通过端帽伸出，改变为从球棒外面对胆充压。

图11是本发明空心金属球棒的又一个实施例的侧面图，单个充压胆在其近端作成锥形，为了在胆充气时与球棒过渡区的远端贴合，从而在击球区范围内使胆定位。

图12是图11所示的本发明实施例的放大的纵向截面图，用于说明在过渡区和击球区中胆与棒身的贴合情形。

图13是本发明又一个实施例的部分截面图，用于说明一个松弛的单个未充气胆，它位于击球区范围内的棒身中。

图14是图13所示的本发明实施例的部分截面图，用于说明充满气的胆，以胆的柱形壁向击球区范围内的棒身内部施加压力。

图15是取自图14中沿胆中心线的纵向截面图，用于说明在击球区范围内棒身中已充气时胆的结构细节。

图16是本发明另一个实施例的部分截面图，用于说明一个松弛的单个未充气胆，它位于击球区范围内的棒身中。

图17是图16所示的本发明实施例的部分截面图，用于说明充满气的胆，以胆的柱形壁向击球区范围内的棒身内部施加压力。

图18是取自图17中沿胆中心线的纵向截面图，用于说明在击球区范围内棒身中已充气时胆的结构细节。

图19是本发明又一个实施例的部分截面图，用于说明一个松弛的单个未充气胆，它位于击球区范围内的棒身中。

图20是图19所示本发明实施例的部分截面图，用于说明充满气的胆，以胆的柱形壁向击球区范围内的棒身内部施加压力。

图21是取自图20中沿截面线21-21的截面图，用于说明胆的阀件和未充气胆的结构细节。

在描述由附图说明的本发明的优选实施例中，为了清楚起见将采用专门的术语。然而，并不打算把本发明限于所述的专门实施例和所选的术语中；应该理解到，每个专门的术语包括了所有技术上相当的术语，它们可在相似的方式下使用来达到相似的目的。

参照附图1至4说明的实施例，空心金属球棒用参考编号10来概括表示，它包括了一个沿球棒长度延伸的空心棒身12。在棒身12的远端包括了一个用参考编号14概括表示的击球区，它装有一个端帽16来形成远端的封闭。棒身12也包括一个锥形过渡区18，它从击球区14的近端延伸到用参考编号20概括表示的把手处。把手20包括了在其近端的封头22和防滑材料24，防滑材料基本上以已知方式沿着把手的整个长度延伸，来提高人们挥动球棒击打棒球，垒球时的球棒握紧能力。

由一个一般为柱形的周向壁26形成击球区14。击球区壁26最好沿着击球区长度上具有基本相同的厚度和直径。一个管状胆28位于击球区14里面。胆28包括了一般为柱形的柔韧弹性材料或半刚性材料的周向壁30，它的直径近似等于周向壁26的内径，以便与壁26的内表面27形成面对面的接触。胆28的底端或近端具有端壁32，而胆的顶端或远端具有相对的端壁34。胆的端壁32和34可以是平的，从而垂直于柱形壁30。采用整体模制或封接方法也把端壁与周向壁作成整体，并且端壁34上装有自密封阀36，可把充气针(图中未示)插入阀的通道中，当按已知方式拔出充气针时阀自行密封。另一种供选择的方式是：在胆的远端上可装一个向外突出的阀，如同用于充气轮胎的内胎上的阀，或者装上其它可用的任何自密封阀机构。

一旦胆在棒身中定位，在插入端帽16之前，通过胆远端上的自密封阀36对胆28充气或充压。胆28的充压使得胆的柱形周向壁30膨胀成与球棒壁26的内表面27相贴合，因此对击球区14的壁26施加一个向外的力。这个向外力支承了击球区的壁，并且向外对壁加压，使得击球区壁可采用较小的金属厚度和较少的重量。施加在击球区内表面上的向外力也阻挡了击球时壁的变形，并且在击球引起变形时可更迅速地使壁恢复到原始形状，由此增加了击球区壁的蹦床效应，进而提高了在球棒击球区所击打的球的运行距离。另外，可把胆28的重量设计得小于从球棒击球区中去除的金属重量。击球区重量的减小使得球棒的重心移向球棒的近端，因此可用更高的速度挥动球棒。如果需要增加重量，也可利用胆来增加球棒的重量。

按照本发明，在击球区14的棒身壁26的厚度可以减少0．005至0．030英寸量级或更多，其值与没有充压胆的球棒的原始设计厚度有关。此外，胆28的充压压力可以小到接近零，大到60磅／平方英寸，对于特殊构造还可更高。然而，通常的压力范围是下限约15磅／平方英寸，上限约50磅／平方英寸，最好是在20磅／平方英寸与30磅／平方英寸之间。

在胆28被插入和被充气或充压到所需内压后，在棒身12的开口远端中插入端帽16。如图4所示，端帽16包括了端壁50，端壁具有一个衬套或法兰56，套进棒身12远端的里面。棒身12包括一个周向槽52，用于容纳衬套56周边上的周向肋54，其结构与本人上述专利中说明的情形相同。端帽16的端壁50最好也包括：一个伸出贴合在棒身12端边上的周向边58，一个在端壁远端中的凹口60，以及在端壁内部的径向增强法兰62。该端帽与1995年2月28日提出的审理中的申请序号06／396，225中图1至3所说明情形相同。另外，在胆28的周向壁30的远端上装有一个法兰64，它伸出在端壁34之外，并被容纳在棒身壁26与端帽16的周向法兰56之间。因此，由于把柱形法兰64贴合在周向法兰56与棒身壁26之间，端帽16使得胆28的远端绕着球棒纵轴作正确定位。

一个用参考编号63概括表示的横向壁位于击球区14的近端，它最好采用聚氨脂之类的可硬化材料65制成。先插入一个球形海绵球66或者类似的海绵或泡沫材料制品，可把可硬化材料精确定位在棒身12中。球66的外圆周略大于击球区壁26的内径，因而当把球压入棒身12的开口远端时，由于弹性的海绵球趋向于恢复到其正常的直径或外圆周，球被卡在它的插入位置上。因此，在插入棒身时已经变形的球将向外膨胀，从而摩擦贴合在棒身12的内表面27上，并且保持在它插入时的位置中。然后，大致在垂直位置上和处于液态时，把可硬化材料灌入棒身的开口远端中，从而它向下流动，当硬化时与弹性球66贴合，并由此形成一个挡块或壁63。也可采用其它结构来形成横向壁63，如在1997年1月27日提出的审理中的申请序号--------中所说明的情形。

最好是，胆28在击球区14范围内填满棒身12，沿着胆28的整个长度和周边，胆28的周向壁30与击球区14壁26的内表面27作密切的面对面的接触。横向壁63被设计成保证胆在击球区范围内的适当方位上。因此，靠近壁63的胆28近端最好具有足够的刚性，以便在击球区14的近端把胆直接贴合在过渡区上，由此把胆定位在击球区14中的最佳位置上。另外，壁63也可将击球区与球棒把手相隔离，减少从击球区传向球棒把手的振动，所有这一切已为上述审理中的专利申请所说明。

图5至8说明了本发明的另一个实施例，其中球棒具有一个较长的击球区，它用参考编号70概括表示，它可用作棒球球棒，而图1所示的球棒10具有较短的击球区，可用作垒球球棒。在图5至8的本发明实施例中，击球区70由一个为端帽74封闭的周向壁72确定，并在击球区范围内的棒身中装有一对管状充压胆76。每个胆76由柔韧弹性材料或半刚性材料制成，并且包括一个柱形周向壁78和一个端壁80。两个插入的胆76最好把它们的端壁80相互贴靠在击球区14的大致中间位置82。在胆上装有可对胆76充气的适当的充气阀83，在把端帽74装在壁72远端之前顺序进行两个胆的充气或充压，已如图1至4说明的实施例中所述。以与图2中横向壁63的相同方式形成横向壁85。

如图6和图8所示，每个胆76的相对端具有以下的构造。每个相对端具有一个沿径向向内延伸的部分端壁84，然后它被形成直径较小的颈部86，如图8所示。一个封闭帽88对颈部86形成封闭，一个密封片90位于颈部86端与封闭帽88之间。封闭帽88包括一个周向壁92，它套在柱形颈部86上，如图8所示，在帽壁92的内表面和颈部86的外表面上包含了呈螺纹状的周向凸起和凹槽94，由此可有效地封闭胆或贮气器76。在每个胆插入棒身中之后，可顺序对胆76充压，或者，如胆采用半刚性材料，可先充压，然后克服胆76与棒身内表面之间的接触摩擦，把胆76插入到棒身中所需位置上。

端帽74的构造与图2和图4说明的端帽16相同，并且包括了法兰96，法兰96套入棒身的远端，形成与周向壁72的刚性连接。在端帽74上的凸起98与壁72内表面上的凹槽99相配合，其方式与图4相同。在端帽74上的衬套或法兰96最好与封闭帽88的周向壁92内表面相贴合。因此，周向法兰96延伸套在封闭帽88的周向壁92上，保持了这些结构的相互稳定的关系。同时，在里面的胆或贮气器76的封闭帽88贴合在横向壁85上，因此把两个胆76定位在击球区70内所需的最佳位置上，其端壁80相互邻近，而封闭帽88相互远离。

图9说明了本发明的另一个实施例，棒身12具有击球区14，端帽16和过渡区18。在本发明这个实施例中，省掉了在击球区与过渡区之间的横向壁。在击球区14范围内，一个具有柱形侧壁110的管状胆108插入棒身中，在过渡区18的远端113处，胆108的近端112贴合在变窄的棒身中。胆108的远端114与端帽16配合，使胆108远端114的周向法兰115紧固就位。胆108远端114上装有一个自密封阀116。在已经把胆放入棒身中之后和把端帽16插入棒身远端之前，采用与泵或其它压力气源连结的充气针，阀116可对胆108内部充气或充压。阀中的通道容许进入充气针来充气，并且当充气针拔出时阀自动密封。由于胆108的充气或充压，胆108的柱形壁110向棒身内表面施加向外的力。当把补充的空气充入胆108时，通常在胆108未充气时垂直于柱形壁110的端壁112和114被迫向外，形成如图9所示的弧状。

图10说明了与图9相似的布局，但端帽上有一个开口或孔118，充气阀120通过它伸出对齐在端帽16的外表面上。因而这种构形可在端帽16安装以后，通过阀120和端帽16把充气针插入胆108中。使得在插入端帽和球棒制造完毕后，胆内压力仍可由各个使用者来改变。

图11和图12又说明了本发明的另一个实施例，其中球棒10包括了一个空心棒身12，它包括了在球棒远端具有端帽16的击球区14，以及在球棒近端的锥形过渡区18。锥形的过渡区18延伸到把手20中，在把手20近端有一个端头22，在把手20上有防滑材料24。这种球棒结构基本上与本发明的上述实施例所说明相同，而其击球区14和过渡区18的尺寸可变，以适应球棒的各种用途，如作为棒球球棒或垒球球棒，包括每一种球棒的多种式样。

放在棒身里面的胆用参考编号130概括表示，胆130包括一个柱形周向壁132，它具有一个伸入过渡区18的锥形近端134，如图12所示。柱形周向壁132和锥形壁134最好由柔韧弹性材料制成，其直径大致为棒身12和过渡区18的内径。胆130的近端为端壁136封闭，它成为了胆近端的封闭物，并且把过渡区18的横向壁大致延伸到与击球区14近端相隔一定距离。胆130的远端被圆形端壁138封闭，当充气时，其外表面是凸的，内表面是凹的，如图12所示。采用已知的热封接或高频焊接方法，把端壁138与柱形壁132的远端相连接。采用凸起140和凹槽142方式把端帽16紧固就位，它与图1至10说明的本发明实施例情形相似，

为了对胆130充气，远端壁138上装有可容纳充气针的自密封阀144，在用自密封阀144对胆充气后，可拔出充气针，保持胆130中的充气压力。然后把端帽16装在棒身12的远端。胆130可伸入过渡区18中，其距离范围从1英寸到6英寸左右，而端壁136最好在过渡区18中约2到3英寸的位置上。

在胆130充气之前，把胆插入棒身12的开口端，其端壁136和138纵向定位在棒身12和过渡区18中。然后对胆充气，柔性周向壁132开始膨胀，与棒身12的内表面贴合。接着胆的其余部分膨胀，从棒身开口端向里以及从棒身12远端附近的凹槽140向里，沿着棒身整个长度作面对面的接触。对于这种构造，胆130近端的锥形部分与过渡区的锥形内表面一致形状并贴合，以便把胆130牢固定位在所需位置上，其中胆130的近端横向壁136定位在过渡区18中的优选位置上。如图12所示，阀144包括了一个凸头146，它沿轴向从阀144伸向端帽16。凸头由塑料制成，具有可容纳充气针的通道。在充气后，可以烧结阀144上的凸头146来封闭充气通道，因此对胆130提供了双重密封，初始密封是阀144的自密封构造，第二密封是塑料凸头146变形形成的热密封。这种烧结方式也可防止对胆压的随意改动。

图13至15又说明了本发明的另一个实施例，其中球棒10与上述各个实施例相同，包括一个具有击球区14的棒身12。把可充气的胆150插入棒身的开口远端，并且是在充气前把它插入棒身12中。胆150在未充气前，除了近端和远端，沿其长度基本上为平的，如图13所示。在充气前胆150的近端用参考编号152概括表示，而远端用编号154概括表示。152和154端各自包括了相对的边156，它们伸出在未充气胆150的相对边158之外，如图13所示。这种构造使得沿直径方向相对着的端壁152和154的突出部分156与棒身12的内表面之间产生摩擦贴合，由此在胆150充气之前，可把未充气的胆150定位在击球区内。当胆150充气时，胆周向壁160的中间部分首先膨胀而与棒身12的内表面贴合，如图13所示，因而由于胆150的周向壁160中间部分的摩擦贴合，将在最后的充气过程中使胆150保持在正确位置。

如图14和图15所示，端壁152包括了两三个圆板162，它们采用任何常规方式被热封或热焊在一起，并具有稍稍伸出柱形壁160之外的周向边164。最好对端壁添加几层材料来增加胆150端部的强度。此外，沿着柱形周向壁160的外表面，有一个柱形的裙部166作纵向延伸，它与柱形壁160脱离，但与端壁板162为整体连接。柱形裙部166同时增强了柱形周向壁160的端部，以及端壁板162与壁160和裙部166之间的热接接缝167。

端壁154具有与端壁152相同的构造，并且最好包括两三个板168，其周向法兰170具有纵向延伸的裙部172，板168接合一起形成了一个大致为柱形的胆150，它在充气后，将在击球区14紧贴于棒身12的内表面上。因此，由于与棒身的贴合而使胆150固定就位，并且端壁154与封闭棒身12开口远端的端帽相隔一定距离。端壁154包括了一个从板168伸出的自密封阀174和一个在端壁154外表面上的凸头176，凸头176由塑料制成，并具有容许充气针通过的通道。在热和压力作用下可使凸头176变形和密封，从而除了自密封阀174以外，还为胆提供了可靠的第二密封。

图16至18又说明了本发明的另一个实施例，其中胆180在击球区14插入棒身12中，用参考编号182概括表示的胆的远端相同于图13至15实施例中所述的远端154。胆180的近端用参考编号184概括表示，并具有大致为半圆形的端边186，在端边上具有周向接缝188。接缝188封闭了胆180的近端184，它带有一个延伸的裙部190，裙部覆盖了胆180周向壁194的相应向内弯曲部分192，但并不与之连接。裙部190包括了一个远端端边196，在充气时它绕着周向壁194的柱形部分作周向延伸。裙部190的近端与接缝188合并，对接缝188的形成提供了补充增强。如图16所示，大致为半圆形的边186与继续延伸的，用参考编号198表示的柱形裙部连接，它延伸到裙部的最终端边196。

如图16所示，裙部190的半柱形边的端边稍稍超出未充气时胆180的最大外形和裙部190的柱形部分198，因而在胆180未充气时，该端边与棒身的内表面作摩擦贴合，如图16中用参考编号200表示。当胆充气时，周向壁194的中间部分先与棒身12的内表面贴合，保持了胆180的位置，胆180最后充气后，使裙部190形成如图17和18所示的形状。另外，端壁结构182形成如图18的形状，其中的阀件202与图13到15中的阀件相同，它带有凸头204，最好可作变形和密封，为胆180提供第二密封。在未充气时，端壁182如图16所示，沿直径相对的裙部208突出部分206将与棒身12的内表面贴合，有助于充气之前胆180的位置固定。一旦充满气后，胆180固定就位在棒身内，而端壁182可与端帽向内相隔一定距离。

图19至21表示了将特别说明的胆的最后一个实施例。胆用参考编号210概括表示，沿着击球区14的预定长度，自棒身12的远端把胆定位在棒身12中。如图所示，在未充气时，胆210包括了一对完全相同的，由薄片或薄膜材料制成的平板212。每个平板212具有平行的侧边213和半圆形的端边214，采用热封，高频焊接或其它常规封接方法，沿板周边把它们缝接在一起，如缝接在216位置。在充气时，胆210的两端214基本上成为如218和220所示的半球形，缝216在两个板212的直径相对边上，绕整个纵向周边延伸。如果需要，每个板212可包括一层以上的薄片或薄膜材料，如作成双层板，或者每端214可具有一个独立的增强层，相似于图13至18实施例所述的裙部。另一种供选择的方式是，每端214可用一层或几层来增强，它们基本上覆盖了包括中间接缝在内的整个半球端。

胆210的远端224包括了用编号225概括表示的压力密封阀件。阀件225包括了一个通过端边220上接缝216伸出的中心管226，以及一个柔性平管228，平管228围绕着管226的里面一端，并与之连接，从而可通过它接受压力空气。但是平管228的壁基本上比管226更柔软，因而当没有更高压力迫使空气通过管226进入胆210时，已充气的胆210的内部空气压力可使平管228保持在封闭和密封状态。管226和228最好采用合适的已知塑料制成。

如图所示，在远端224的已密封端边216包括了一个压平的沿轴向突出部分230，它围绕充气管226有效地密封了远端224。因此，塑料制成的管226可被加热和变形，或者用其它方式密封，形成除了高柔性平管228密封之外的第二密封，从而保证了胆210内的空气压力。

这种构造使得由具有侧边213的平板212制成的胆，在如图19的未充气状态下，可贴合在棒身12的内表面，因此保持了未充气时胆的位置。当胆充气时，更为柔软的板212中间部分将先膨胀，与棒身12的内表面贴合，由此可在最后充气期间固定着胆的位置。在充气后，拔出与管226连接的充气针或其它充气装置，使得柔性平管228保持在平的状态，其相对的壁呈面对面的贴合，形成平管壁之间的密封。一旦充满气，胆210也被固定就位在棒身12中。最好使管226作热封或密封和变形来形成第二密封，由此提供的胆可有效地对击球区内表面施加内力，其中胆由绕其周边密封的平面材料制成，因而简化了胆的制造和安装。

上述胆的压力值相似于以前有关胆28的值。更准确地说，本发明胆的充压值为小到接近于零压，大到60磅／平方英寸，对特殊构造还可更高。通常，压力范围在约15磅／平方英寸到约50磅／平方英寸之间，最好在约20磅／平方英寸到约30磅／平方英寸之间。另外，任何合适的流体均可用来对本发明胆充压，尽管在描述本发明时指的是空气。例如，可用氮气，氩气和其它大分子气体，甚至合适的轻质液体来替代空气。目前，空气和氩气是优选的充压流体。

每个胆可具有单个间隔或多个间隔。可以认为，可采用任何合适的材料来制造胆，包括由氯丁橡胶，聚氯乙烯(乙烯基)，聚氨酯，聚氨基醚，链烯烃，聚酯，聚乙基对苯二酸盐，合成橡胶，聚乙烯，聚丙烯及其它合适塑料制成的弹性柔韧材料或半刚性材料，甚至是基本上为刚性材料的硬塑料，金属或复合材料。在这三类制造胆的不同材料形式中，最佳选择的是弹性柔韧材料，最不选用的是刚性材料。作为例，图1至4实施例的胆28和图5至8实施例的胆体76均采用半刚性塑料制成。图13至15和图16至18实施例的胆150和180分别由柔韧弹性材料制成。最后，图19至21实施例的胆210用柔韧弹性薄片或薄膜，特别是用聚氨酯薄片制成。

胆优先采用的薄片或薄膜材料厚度可随不同材料而不同，它与特定材料的强度，韧性和寿命特性有关。通常，采用厚度在0．015英寸范围的合适材料。为了在击球区范围内减少球棒的重量，以及为了把球棒重心移向把手方向，在符合金属球棒所需的韧性和长寿命条件下，优选采用具有高的强度重量比的实用材料。可以设想，目前中请中说明的所有胆的构造，均可用这里描述的材料来制成。

如果胆采用柔韧弹性材料制成，柱形周向壁的直径，如图13至15实施例中周向壁160的直径，可略大于击球区范围内棒身周向壁的内径，从而为充气前胆的定位提供了胆与壁面的贴合。另外，这种安排可顾及到击球区内径的变化。如果击球区沿长度不是均匀而是朝向远端逐渐变细时，这种特性对这种型式的球棒很重要。在这种型式球棒中，希望胆壁尺寸可变并具有足够的柔性，从而可容易地把胆膨胀到沿着棒身内部需加压的长度上作充分的压力接触。

在采用半刚性材料制作胆的情形，最好使柱形周向壁的直径略小于棒身壁的内径，从而可容易地把胆插入棒身中，并且使周向壁膨胀到与胆的充气或充压壁内表面作面对面的接触。如把刚性材料用于胆结构，柱形周向壁的外径应设计成等于棒身周向壁的内径，从而可达到接近于与壁内表面的面对面的接触。然后胆的周向壁可作为球棒壁的增强。

本发明也可以把胆的部件作成各种形式。尽管优先采用了柱形管状胆，但对熟悉本专业的人员来说很明显，也可以采用任何细长的或其它的形状，特别是可采用图19至21实施例中的平板技术。另外，可设计任何数目的胆或胆间隔，在击球区范围内向棒身壁施加所需的内压。例如，可采用塑料气囊型式的弹性衬料，把它压入击球区，从而使气囊周面与击球区壁的内表面贴合，以及气囊自身相互贴合。当气囊弹性衬料在击球区范围内压入棒身时，部分地压缩气囊，可对击球区壁施加向外的力。

如上所述，按照本发明在击球区范围内装在金属球棒中的充压胆，可使棒身厚度减少0．005到0．030英寸的量级，对初始棒身壁较厚的金属球棒来说还可减得更多。最好沿着棒身整个长度减薄棒身壁厚，但也可仅限制在击球区范围。此外，除了减薄棒身壁的整个厚度外，也可从击球区的棒身内部中去除金属材料，如在击球区范围内的棒身中挖槽。此时，最好用高强度的薄膜把胆包起来，以防止在球棒使用时球棒内的槽使胆受损伤。

本发明的充压胆均被限制在击球区范围内空心棒身的周向壁内表面中，由此对击球区周向壁的内表面施加向外压力。这个力对击球区的周向壁加压，从而增强了周向壁。如上所述，在击球区范围内胆对棒身的增强可使击球区的周向壁采用更薄的材料，由此减少了棒身的总重量，特别是击球区的重量，因此在球棒把手上施加通常的击球力时，可提高球棒的速度。这也使得击球区以更高的速度与球接触，因而提高了击球速度。另外，由于击球区壁的刚硬化，击球区壁上的压力可调节和均衡其蹦床效应，使得当以较高速率击球产生变形时，击球区壁可恢复到其正常的位置或形状，由此提高了施加在球上的力。此外，在金属球棒击球区范围内利用胆，可大大减小传到球棒把手上的振动量级，并可改善球棒的击球声音。

尽管本发明的充压胆最好在击球区范围内沿着整个棒身的纵向长度延伸，但也可在小于击球区全长上延伸，并且仍可获得本发明具有的好处，至少对于击球区的如下部分上是如此。在该部分中胆提供了与棒身内壁的面对面接触和提供了作用在内壁上的向外力。例如，已对不同球棒型式，包括棒球和垒球，制作了本发明的胆，它可短到4英寸和长到20英寸。对大多数型式来说，在击球区中心延伸约8到15英寸距离的胆是很满意的。最好是，胆至少在特定球棒型式击球区的大部分长度上延伸。

尽管附图中的端帽一般相当于1995年2月28日提出的审理中的申请序号06／396，225内图1到3所说明的端帽，熟悉本专业的人员易于理解到，本发明可以使用任何合适的端帽，包括使用可硬化或加重材料的端帽，来把端帽固定在棒身中，并(或)增加棒身远端的重量。例如，可用一个封闭帽来卷曲球棒远端，如上述申请中的图6所示。在把胆插入棒身和被充气之后，通过开口把可硬化材料引入棒身，并使封闭帽就位。然后把球棒转到垂直位置(远端向下)，使可硬化材料流入远端，并在那里材料被硬化，使封闭帽固定就位并提供附加的重量。

以上仅作为本发明原理的说明。另外，熟悉本专业的人员易于作出许许多多的修改和变化，所以不希望把本发明仅限于上述实际的构造和方法，因而，所有合适的修改和变化均可被认为属于本发明范围内。

Claims (20)

1．一个具有管状棒身的金属球棒，它包括了：一个具有带内表面周向壁的在球棒远端的击球区，一个在球棒近端的把手和一个与把手和击球区连接的过渡区，以及一个位于上述击球区中的充气胆，它与击球区周向壁的上述内表面贴合并对它施加向外的力。

2．权利要求1中的球棒，其中：上述胆是具有柔韧和弹性周向壁的柱形胆，它与击球区周向壁的内表面作面对面的接触，上述管状棒身的远端包括一个端帽，上述端帽与胆的远端配合，使得胆在击球区内沿纵向定位。

3．权利要求1中的球棒，其中：上述胆在上述击球区的主要部分中延伸，并在其远端上包括了装有充气阀的端壁。

4．权利要求1中的球棒，其中：一个横向壁位于击球区的近端，使胆在击球区中定位。

5．权利要求1中的球棒，其中：上述胆采取至少两个相邻充气件的形式，它们相互接触，上述球棒在击球区的近端包括一个横向壁，上述棒身包括一个为端帽封闭的远端，上述充气件分别与上述横向壁和上述端帽配合，使上述充气件在上述击球区中定位。

6．权利要求4中的球棒，其中：上述横向壁包括一个基本上为球形的弹性海绵球，其外部尺寸大于击球区的内部尺寸，以使其本身摩擦约束在击球区的纵向可调位置上，并且在棒身处于垂直位置时把可硬化材料灌入棒身的开口端，从而它流入，当硬化时与海绵球贴合，在棒身中所需位置上形成永久性的横向壁。

7．权利要求1中的球棒，其中：在与棒身远端对准的范围中，上述胆包括一个可向胆充压的充气阀。

8．权利要求7中的球棒，其中：上述阀包括一个可用作充气针充气的自密封通道，当充气针拔出时通道被密封。

9．权利要求7中的球棒，其中：上述阀通过上述端帽伸出，使得在端帽装好后仍能对上述胆充气。

10．在管状金属球棒中胆的安装和充压方法，该球棒包括一个具有带内表面周向壁的在球棒远端的击球区，一个在球棒近端的把手和一个与把手和击球区连接的过渡区，上述方法包括如下步骤：把具有柔性周向壁的胆通过棒身的开口远端插入击球区，以胆的柔性周向壁与管状击球区的内表面相贴合，在充压时向击球区内表面施加向外的力，并封闭棒身的开口远端。

11．权利要求10中的方法，其中：在封闭棒身开口远端之前对上述胆充压，封闭棒身开口远端的步骤包括了把端帽装在棒身开口远端中的步骤。

12．权利要求10中的方法包括了提供具有自密封阀的胆的步骤，使得在封闭棒身的开口远端之前，可通过棒身的开口远端对胆充压。

13．权利要求10中的方法包括了提供具有自密封阀的胆的步骤，阀与棒身的开口远端对准，上述封闭棒身开口远端的步骤包括：把具有自密封阀的端帽装在棒身的开口远端中，通过在端帽中的阀和在胆上的阀，插入充气针来对胆充气。

14．权利要求10中的方法，其中：在约15磅／平方英寸到约50磅／平方英寸范围内对上述胆充压。

15．权利要求10中的方法，其中：在从大气压到约60磅／平方英寸以下的范围内对上述胆充压。

16．权利要求1中的棒身，其中：在约15磅／平方英寸到约50磅／平方英寸范围内对上述可充气的胆充压。

17．权利要求10中的方法，其中：插入胆的步骤包括了提供多个柱形件，每个柱形件具有柱形柔性壁。

18．一个具有管状棒身的金属球棒，它包括一个在球棒远端的击球区，一个在球棒近端的把手，以及一个连接把手和击球区的过渡区，上述管状棒身具有一般为柱形的周向壁，它在上述击球区内有一个内表面，在上述棒身的上述击球区中有一个充压胆，它与上述内表面贴合并增强上述周向壁。

19．权利要求18中的棒身，其中：采用从空气，氮气，氩气或大分子气体中选出的流体来对上述充压胆充压。

20．一个具有空心管状棒身的金属球棒，它在上述棒身中包括一个充压装置，在上述球棒的击球区内向上述棒身局部地施加向外压力。

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