CN1314823A - 铁质高尔夫球棒头、铁质高尔夫球棒及铁质高尔夫球棒组件 - Google Patents

Abstract

一种铁质高尔夫球棒头(1),具有通过重心的3根惯性主轴(Ⅰ₁,Ⅰ₂,Ⅰ₃),3根惯性主轴(Ⅰ₁,Ⅰ₂,Ⅰ₃)中绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴(Ⅰ₁)与通过重心的击球面(3f)的法向矢量(101)所构成的角度θ是10度以上90度以下。

Description

铁质高尔夫球棒头、铁质高尔夫球棒及铁质高尔夫球棒组件

技术领域

本发明涉及一般的铁质高尔夫球棒头、铁质高尔夫球棒及铁质高尔夫球棒组件。尤其涉及有效减少打球时飞行距离的误差的铁质高尔夫球棒头、铁质高尔夫球棒及铁质高尔夫球棒组件。

背景技术

考虑惯性椭圆体的高尔夫球棒头记载在日本发明专利公开1993年第57034号公报上。在该公报所记载的高尔夫球棒头中，记载了如下一种结构：在惯性主轴方向使重量分配增加，最小限度地抑制高尔夫球棒头的重量增加。

另外，在日本发明专利公开1997年第149954号公报中，揭示了限定惯性主轴投影在平面上时的角度、使飞行距离和飞行方向的稳定性提高的高尔夫球棒头。

铁质高尔夫球棒的目的是确切地把握击球者的目的即球的飞行距离和方向。因此，当因为击点位置误差而使球的方向和飞行距离不稳定时，使得分不佳。

因此，本发明的目的在于，提供一种飞行距离和方向性稳定的铁质高尔夫球棒头、铁质高尔夫球棒及铁质高尔夫球棒组件。

发明的公开

在现有技术中，未任何考虑惯性主轴与击球面的法向矢量所构成的角度。

用等价的惯性椭圆体表示具有复杂形状的高尔夫球棒头的惯性转矩，通过较大地设定其惯性主轴与击球面的法向矢量所构成的角度，从而相对打球方向增大惯性转矩，可有效地减少打球时飞行距离的误差。

但是，现在一般使用的铁质高尔夫球棒头，即使考虑绕1个轴的惯性转矩或惯性主轴的投影角度，也未考虑惯性主轴与击球面的方向矢量所构成的角度。

一般，法向矢量是表示与某个平面垂直的方向的矢量，包含在平面内的矢量与该法向矢量的内积为0。

惯性椭圆体的主轴长度，用绕该轴的惯性转矩的大小的平方根的倒数来表示。即，惯性椭圆体越小，惯性转矩就越大。

从一方向受力后的惯性转矩的大小，可用通过惯性椭圆体的重心的、以将该方向设为法向矢量的平面将其切断后的切断椭圆的面积来表示。

即，该面积越小，相对该方向的惯性转矩就越大。

要将该面积做小，必须将3根惯性主轴中的、绕惯性主轴的惯性转矩为最大的主轴与击球面的图心(击球面的中心)的接触面的法向矢量所构成的角度予以增大。

也就是说，由于相对于施力的方向的惯性转矩增大，故即使打球位置多少产生误差，击球者也可掌握其目的即球的飞行距离和方向。因此，本发明可提供一种通过增大设定铁质高尔夫球棒头的惯性主轴与击球面的法向矢量所构成的角度、而使飞行距离和方向性稳定的铁质高尔夫球棒头。

本发明者们对高尔夫球棒的飞行距离与球飞行方向作了各种研究后获得了如下的结论。即我们知道，在上述的现有技术中，虽然作了某种程度的改善，但通过将惯性椭圆体不是投影在平面上而是考虑其三维性，确定朝哪根惯性主轴怎样倾斜才好，就可作更有效的改善。

因此，在本发明中，提供一种通过设定现有技术未揭示的、通过设定作为高尔夫球棒所期望的惯性主轴的三维倾斜和可控制倾斜的轴、对打球位置的误差可更有效地抑制飞行距离和打球方向的误差的高尔夫球棒头。

现在，高尔夫球棒头主要考虑球棒击球面区域来设计。但是，有时用在突出棒头根方向(トゥ一ヒ一ル方向)为水平的绕任意的1个轴的惯性转矩的大小来表示球棒击球面区域。但是，未考虑存在三维的惯性椭圆体的3轴方向。

在本发明中，提供一种高尔夫球棒头与高尔夫球棒，通过将具有高尔夫球棒头的惯性椭圆体的互相正交的惯性主轴中的1个轴与通过高尔夫球棒头的重心的击球面的法向矢量所构成的角度设计得较小，从而使飞行距离和方向性稳定。

物体具有三维的惯性椭圆体，其惯性椭圆体具有正交的3根惯性主轴。当施加外力时，由于物体更容易绕惯性转矩较小的轴旋转，故相对受到惯性转矩最小轴I₃的方向的转矩最难以旋转。

如上述所构成的本发明的铁质高尔夫球棒头具有通过重心的3根惯性主轴。3根惯性主轴中，绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与通过重心的击球面的法向矢量所构成的角度θ为10度以上90度以下。

最好角度θ为30度以上90度以下。

最好角度θ为50度以上90度以下。

还最好角度θ为70度以上90度以下。

另外，本发明的铁质高尔夫球棒，具有上述的铁质高尔夫球棒头和一端与铁质高尔夫球棒头连接的棒杆。

本发明的铁质高尔夫球棒组件具有识别号码不同的多个铁质高尔夫球棒，其具有上述的多个铁质高尔夫球棒头和一端分别与铁质高尔夫球棒头连接的棒杆。

附图的简单说明

图1是表示本发明的铁质高尔夫球棒头的坐标的示图。

图2是表示本发明的铁质高尔夫球棒头的惯性主轴的示图。

图3A、图3B及图3C是表示本发明的铁质高尔夫球棒头的切断椭圆面的概念示图。

图4是表示本发明的惯性主轴的倾斜角度的概念示图。

图5使表示将本发明的铁质高尔夫球棒头予以分割后的状态的示图。

图6是本发明的一个实施例的铁质高尔夫球棒头的立体图。

图7是本发明的另一实施例的铁质高尔夫球棒头的立体图。

图8是用来说明绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与通过重心的击球面的法向矢量所构成的角度而表示的铁质高尔夫球棒头的立体图。

实施发明的最佳形态

图1中，将与地面60垂直、且通过重心G的轴设为Z轴。将与击球面3f的图心(中心)3c的接触面61和地面60的交线62相平行、且与Z轴垂直并通过重心G的轴设为X轴。将与X轴和Z轴两方垂直并通过重心G的轴设为Y轴。

如图2所示，将与击球面3f的图心3c的接触面与地面的交线相平行且通过重心G的面的法向矢量设为f(l,m,n)^T，计算如下各矢量。

f₁(l₁,m₁,n₁)^T=f×Z(0,0,1)^T

f₂(l₂,m₂,n₂)^T=f₁×f                   …(1)

f₃(l₃,m₃,n₃)^T=f₁×f₂

而×表示外积。

接着，如图3A所示，将与击球面3f的图心的接触面和地面的交线相平行且通过重心G的轴设为α轴。将与击球面3f的图心的接触面平行、与α轴垂直的轴设为β轴。将与α轴、β轴垂直的轴设为γ轴。从α、β、γ坐标系向X、Y、Z坐标系变换可用下式表示。

X=l₁·α+l₂·β+l₃·γ

Y=m₁·α+m₂·β+m₃·γ                …(2)

Z=n₁·α+n₂·β+n₃·γ

这里，将I₁、I₂、I₃设成与X、Y、Z轴有关的惯性转矩，将I₁₂设成与YZ平面及XZ平面有关的惯性乘积，将I₁₃设成与YZ平面及XY平面有关的惯性乘积，将I₂₃设成与XZ平面及XY平面有关的惯性乘积，则可获得如下的关系：

I₁·X²+I₂·Y²+I₃·Z²+2·I₁₂·X·Y+2·I₁₃·X·Z+2·I₂₃·Y·Z=1    …(3)

式(3)表示的椭圆体称作惯性椭圆体。它表示各方向的惯性阻力的大小。当将式(2)代入式(3)，将γ的项设为0时，在切断椭圆面上可求得式(4)。

(I₁l₁ ²+I₂m₁ ²+I₃n₁ ²+I₁₂l₁m₁+I₁₃l₁n₁+I₂₃m₁n₁)α²

+(I₁l₂ ²+I₃m₂ ²+I₃n₂ ²+I₁₂l₂m₂+I₁₃l₂n₂+I₂₃m₂n₂)β²

+(I₁I₁l₂+I₂m₁m₂+I₃n₁n₂+I₁₂l₁m₂+I₁₂l₂m₁+I₁₃l₁n₂

+I₁₃l₂n₁+I₂₃m₁n₂+I₂₃m₂n₁)αβ=1                     …(4)

该切断面的大小表示在该面的物体的旋转容易度的惯性阻力的大小。另外，该切断面表示该面的垂直方向的惯性阻力。此外，如图3A～3C所示，很清楚，由于该切断面的形状是立体的惯性椭圆体的切断面，故是平面椭圆。

下面说明本发明的具体的实施形态。

本发明的实施形态的铁质高尔夫球棒头、铁质高尔夫球棒及铁质高尔夫球棒组件以如下要素为结构主要零件。

图4表示经过重心的3根惯性主轴中、绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与通过重心G的击球面的法向矢量101所构成的角度θ。实线102表示角度θ为30度的范围。实线103表示角度θ为60度的范围。如图8所示，在铁质高尔夫球棒头1中，通过重心G的3根惯性主轴I₁、I₂和I₃中，绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴I₁与通过重心G的击球面3f的法向矢量101所构成的角度θ是10度以上90度以下。最好是角度θ为30度以上90度以下。还最好是角度θ为50度以上90度以下。更好的是角度θ为70度以上90度以下。

此外，本发明的铁质高尔夫球棒80具有铁质高尔夫球棒头1和一端与铁质高尔夫球棒头1连接的棒杆70。本发明的铁质高尔夫球棒组件具有识别号码不同的多个铁质高尔夫球棒80，其具有上述的铁质高尔夫球棒头1和一端分别与各铁质高尔夫球棒头1连接的多个棒杆70。

现根据附图来说明本发明的铁质高尔夫球棒头。

图5是为将惯性主轴的方向设定在目的的方向而将铁质高尔夫球棒头予以分割而表示的立体图。即，如图5所示，将铁质高尔夫球棒头1划分成棒杆插入部2和击球部3，再用通过击球部3的图心3c的XY平面4、YZ平面5的假想切断面7将铁质高尔夫球棒头1分割成4个。再用与通过4部分的Y轴的中心的YZ平面5相平行的面6和假想切断面7切割铁质高尔夫球棒头1，分别将分割成9个的部分设成a～i。

此外，在击球面3f侧和背部1b侧用假想切断面7将分割成9个的各部分做成2等分，共计分割成18个部分。将该各个部分做成部分a1～i2。图6表示本发明的实施例1的铁质高尔夫球棒头。即，在铁质高尔夫球棒头1的部分c1和部分i1上配置由比重较高的金属所构成的配重构件8a(由不锈钢合金、钽合金、钨合金等构成)。由此，绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与击球面3f的法向矢量所构成的角度θ如表1所示那样设定在以本发明为目的的数值。表1表示惯性主轴I₁与击球面3f的法向矢量所构成的角度。表1

	现有的铁质高尔夫球棒	实施例1的铁质高尔夫球棒
			角度θ	8.9度	12.6度

此外，图7表示本发明的实施例2的铁质高尔夫球棒头。

将铁质高尔夫球棒头1分割成棒杆插入部2和击球部3。再用通过击球部3的图心3c的XY平面4和YZ平面5的假想切断面7将铁质高尔夫球棒头1分割成4个。然后，用与通过分割成4个部分的Y轴向的中心的YZ平面5相平行的面6的假想切断面7分割铁质高尔夫球棒头1。接着用假想切断面7将分割后的各部分切割做成2等分，从而将各个部分做成击球面3f侧的部分和背部3b侧的部分。

如此，将铁质高尔夫球棒头1分割成总共为18个部分，将各个部分做成部分a1～i2。在部分a1和部分d1及部分h2上配置由比重较低的金属构成的配重构件8b(由锂合金、铍合金、铝合金、钛合金等构成)。由此，绕惯性主轴的惯性转矩为最大的主轴与击球面3f的法向矢量所构成的角度θ如表2所示那样可设定在以本发明为目的的范围内。表2表示惯性主轴I₁与击球面3f的法向矢量所构成的角度。表2

	现有的铁质高尔夫球棒	实施例2的铁质高尔夫球棒
			角度θ	8.9度	32.8度

另外，作为配置由比重较高的金属或比重较低的金属所构成的配重构件8a及8b的方法，可在铁质高尔夫球棒头1的头本体1a上形成凹部，在该凹部内嵌合压入配重构件8a及8b。另外，可在该凹部内焊接或钎焊熔敷配重构件8a及8b。

表3表示一般的中级者10名用实施例1的铁质高尔夫球棒头进行击球后的结果。表3

用现有球棒飞行距离稳定	用本发明球棒飞行距离稳定	不明
			2名	7名	1名

本发明的铁质高尔夫球棒头1,3根惯性主轴中绕惯性主轴的惯性转矩为最大的主轴与通过重心的击球面3f的法向矢量所构成的角度设定得较大。铁质高尔夫球棒头1的绕惯性主轴的惯性转矩为最大的主轴往往朝向球的飞行路线方向，从而用与通过重心的击球面相平行的平面将惯性椭圆体10切断后的切断椭圆的面积大致为最大。

一般，惯性椭圆体10的主轴的长度用绕该轴的惯性转矩大小的平方根的倒数来表示。即，惯性椭圆体10越小，惯性转矩就越大。

从一方向受力后的惯性转矩的大小，可用以受到通过重心G的力的方向为法向矢量的平面将惯性椭圆体10切断后的切断椭圆的面积来表示。即，该面积越小，对于该方向的惯性转矩就越大。

要缩小该面积，必须增大3根惯性主轴中的绕惯性主轴的惯性转矩为最大的主轴与击球面3f的图心3c的接触面平行的面的法向矢量所构成的角度。

也就是说，由于相对于施力的方向的惯性转矩变大，因此，即使击球位置多少产生误差，击球者也容易掌握有目的的球的飞行距离和方向。

另外，存在于空间的正交的3根轴，由于一般不可能获得相对矢量来说大于90度的数值，故当获得3根惯性主轴中绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与击球面的法向矢量所构成的角度θ是30度以上90度以下、再比如说是50度以上90度以下、或70度以上90度以下的数值时，惯性转矩相对施力的方向变得较大，效果较高。

本发明的铁质高尔夫球棒头1如上所述，通过将绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与击球面3f的图心3c的接触面的法向矢量(击球面3f的法向矢量)所构成的角度设置得较大，从而可稳定击球的飞行距离和方向性。

另外，在本发明的铁质高尔夫球棒组件中，通过增大绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与击球面3f的图心3c的接触面的法向矢量所构成的角度，从而可使高尔夫球棒组件内各识别号码的高尔夫球棒的固有的击球的飞行距离稳定，并还使击球的方向性更稳定。因此，对打高尔夫球的人来说可提供有稳定感的高尔夫球棒组件。

本发明的铁质高尔夫球棒头如上所述，通过增大绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与通过重心、击球面的图心的接触面的法向矢量所构成的角度，从而可稳定击球的飞行距离和方向性。可用作为在所述铁质高尔夫球棒头上安装棒杆及握棒部分后的铁质高尔夫球棒。此外，可用作识别号码不同的多个高尔夫球棒组件。

如上所述，采用本发明，在铁质高尔夫球棒头、铁质高尔夫球棒及铁质高尔夫球棒组件中，通过增大绕惯性主轴的惯性转矩为最大的轴与击球面的图心的接触面的法向矢量所构成的角度，从而可稳定击球飞行距离和方向性。

工业上利用的可能性

本发明在铁质高尔夫球棒头、铁质高尔夫球棒及铁质高尔夫球棒组件的领域中使用。

Claims (6)

1．一种铁质高尔夫球棒头，系具有通过重心的3根惯性主轴(I₁,I₂,I₃)的铁质高尔夫球棒头(1)，其特征在于，

所述3根惯性主轴(I₁,I₂,I₃)中，绕所述惯性主轴的惯性转矩为最大的轴(I₁)与通过重心的击球面(3f)的法向矢量(101)所构成的角度θ是10度以上90度以下。

2．如权利要求1所述的铁质高尔夫球棒头，其特征在于，所述角度θ是30度以上90度以下。

3．如权利要求1所述的铁质高尔夫球棒头，其特征在于，所述角度θ是50度以上90度以下。

4．如权利要求1所述的铁质高尔夫球棒头，其特征在于，所述角度θ是70度以上90度以下。

5．一种铁质高尔夫球棒，其特征在于，具有如权利要求1所述的铁质高尔夫球棒头(1)和一端与所述铁质高尔夫球棒头(1)连接的棒杆(70)。

6．一种铁质高尔夫球棒组件，其特征在于，具有识别号码不同的多个铁质高尔夫球棒(70)，其具有如权利要求1所述的多个铁质高尔夫球棒头(1)和一端分别与所述各铁质高尔夫球棒头(1)连接的棒杆(70)。

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