CN202398044U - 具有规定模量和硬度的层的高尔夫球 - Google Patents

具有规定模量和硬度的层的高尔夫球 Download PDF

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Abstract

一种高尔夫球，包括四层。第一、第三和第四层由热塑性材料制成，第二层由热固性材料制成。第三层硬度最大，其硬度比第四层硬度至少大10邵氏D型硬度。第三层的弯曲模量大于第一层的弯曲模量，并且第一层的弯曲模量大于第四层的弯曲模量。

Description

具有规定模量和硬度的层的高尔夫球
技术领域
本实用新型总体上涉及多层高尔夫球。更具体地，本实用新型涉及具有四层的高尔夫球，每一层具有其特有的硬度和弯曲模量(flexural modulus)特性。 
背景技术
高尔夫球手习惯基于他或她的喜好和/或技术水平寻找具有组合特征的高尔夫球。为更好地满足使用球的高尔夫球手，高尔夫球的设计者往往试图平衡不同高尔夫球手的喜好。通常，设计者将设计具有多个层的球，每一层有助于提供所需的质量。 
例如，高尔夫的压缩度涉及高尔夫球手的表现。高尔夫球手的球杆头速度越高，所需的高尔夫球的压缩度往往越高。协调高尔夫球手的压缩度和球杆头速度可以优化高尔夫球手的击打距离。 
在其他例子中，用于制造外表层的材料会非常重要。不同的材料具有不同的硬度和弹性。这些差异影响高尔夫球手在击打球时对高尔夫球的手感。 
然而，设计者在为球选择材料时，也考虑层的组合的影响。当球被撞击时，球的层通常都会变形，并且所有层组合起来对球的飞行路径和距离产生影响。 
用于高尔夫球的多种材料包括热塑性材料。当考虑热塑性材料时，通常需要基于其弯曲模量或通常基于其在负载下的弯曲趋势来选择这样的材料。 
另外，在高尔夫球中普遍使用的材料具有不同硬度。例如，一些高尔 夫球可以包括较硬的材料作为最外部材料，以增强耐用性。 
因此，在一些情况下，需要基于每一层所需的弯曲模量和所需的硬度，设计高尔夫球。之后，该组合的球可被许多高尔夫球手使用，其在层之间提供良好的平衡，以提供合适的手感、旋转控制和飞行距离。 
实用新型内容
提供一种球，其遇到第一场合和在第二场合时产生不同的反应和手感。这通过提供分层制品实现，其中，每层相对于其他层具有特定的材料和机械性能。在高尔夫球中，该球被长击杆击打时具有第一手感和反应(距离和准确性)，而当其被铁杆或挖起杆击打时具有第二手感和反应(手感和旋转度)。例如，高尔夫球可以具有由多种热塑性和热固性的层。选择每个热塑性层的弯曲模量，尽管表层具有相对较低的弯曲模量，但使得最高的弯曲模量位于最接近表面处。另外，无论是单层还是多层的球芯，与作为整体的球相比，具有较高的回弹系数(coefficient of restitution，COR)。 
在一个实施例中，提供一种球。该高尔夫球可以包括第一层，其可以是内球芯层。该第一层可以具有第一弯曲模量。第二层可以是外球芯层，并可以设置在第一层的径向外侧。第三层可以是内表层。该第三层可以设置在第二层的径向外侧，并可以具有第二弯曲模量。第四层可以是外表层。该第四层可以设置在第三层的径向外侧，并可以具有第三弯曲模量。第二弯曲模量可以大于第一弯曲模量。第一弯曲模量可以大于第三弯曲模量。 
第二弯曲模量可以至少为第一弯曲模量的三倍。第一层可以具有第一回弹系数，并且球可以具有第二回弹系数，第一回弹系数可以大于第二回弹系数。覆盖层可以位于第一层和第四层之间。 
在另一实施例中，提供一种高尔夫球。该高尔夫球可以包括第一层，其可以是内球芯层。该第一层可以具有第一硬度。第二层可以是外球芯层，并可以设置在第一层的径向外侧。第二层可以具有第二硬度。第三层可以是内表层。第三层可以设置在第二层的径向外侧，并可以具有第三硬度。第四层可以是外表层。该第四层可以设置在第三层的径向外侧，并可以具 有第四硬度。第三硬度可以大于第一硬度。第三硬度可以大于第二硬度。第三硬度可以比第四硬度大至少10邵氏D型硬度。 
第一层可以具有第一回弹系数，球可以具有第二回弹系数，并且第一回弹系数可以大于第二回弹系数。覆盖层可以位于第一层和第四层之间。 
在另一实施例中，提供一种分层制品。该分层制品可以包括第一层，其可以是内球芯层。第一层可以具有第一弯曲模量和第一硬度。第二层可以是外球芯层，并可以设置在第一层的径向外侧。该第二层可以具有第二硬度。第三层可以是内表层。该第三层可以设置在第二层的径向外侧，并可以具有第二弯曲模量和第三硬度。第四层可以是外表层。该第四层可以设置在第三层的径向外侧，并可以具有第三弯曲模量和第四硬度。第二弯曲模量可以大于第一弯曲模量。第一弯曲模量可以大于第三弯曲模量。第三硬度可以大于第一硬度。第三硬度可以大于第二硬度。第三硬度可以比第四硬度大至少10个邵氏D型硬度单位。 
第二弯曲模量可以至少为第一弯曲模量的三倍。第一层可以具有第一回弹系数，球可以具有第二回弹系数，并且第一回弹系数可以大于第二回弹系数。覆盖层可以位于第一层和第四层之间。 
通过下面附图及详细的说明，对于本领域技术人员来说，实施例另外的系统、方法、特征和优点会是或者会变得显而易见。该说明书试图在本实用新型范围内包括所有那些另外的系统、方法、特征和优点，并且使其受所述权利要求的保护。 
附图说明
参考下列附图和说明，可以更好地理解本实用新型。附图中的构成要素不一定按比例绘制，而是重点用于说明本实用新型的原理。而且，在不同视图中，类似的附图标记标示相应的部分。 
图1为根据本实用新型的高尔夫球的侧视图；以及 
图2为图1所示高尔夫球沿线2-2的横截面图。 
具体实施方式
图1为可以根据此处公开的技术使用的球100的侧视图。尽管在此公开的实施例限定为高尔夫球，但本实用新型并不以此为限。在此描述的技术可适于任何分层制品，尤其是抛射体、球、娱乐装置或其部件。按照要求，具体组成在此公开。然而，其他特征和组成也可用于与本实用新型的实施例结合。特别地，美国12/627,992号专利申请公开了可选的组成和其他说明，其通过参考引用的方式结合于此。图1和2示出了应用于球100的外表面102上的总体凹坑式样。尽管球100上的凹坑式样会影响球100的飞行路径，但没有特定的凹坑式样对公开的实施例使用起决定作用。设计者可以选择任何合适的凹坑式样应用于球100。 
图2为图1中的球100沿线2-2的横截面图。如图2所示，球100可以具有四个层。第一层204可以是内球芯层。第二层206可以是外球芯层，并以设置在第一层204的径向外侧。第三层208可以是内表层，并可以设置在第二层206的径向外侧。第四层210可以是外表层，并可以设置在第三层208的径向外侧。第一层或内球芯层204和第二层或外球芯层206可以一起被认为是球芯212，并称为球芯212。第三层或内表层208和第四层或外表层210可以一起被认为是表层214，并称为表层214。任何层可以围绕或实质上围绕径向设置在其内侧的层。例如，第二层206可以围绕或实质上围绕第一层204。 
在本说明及附图中，已经描述及示出球100具有四个层。在一些实施例中，可以增加其它层。例如，在一些实施例中，可以在球芯212和表层214之间增加覆盖层。在其他一些实施例中，可以在内表层208和外表层210之间加入中间表层。在其他一些实施例中，可以在内球芯204和外球芯206之间加入中间球芯层。 
球100的层可以由本领域公知的任何材料制成。第一层204可以主要或完全由第一热塑性材料制成。第三层208可以主要或完全由第二热塑性材料制成。第四层210主要或完全由第三热塑性材料制成。第一热塑性材料、第二热塑性材料和第三热塑性材料的每种可以从多种常规热塑性材料 中选择。更具体地，第一热塑性材料、第二热塑性材料和第三热塑性材料的每种可从下列材料中选择：离聚物树脂、高度中和的酸性聚合物组合物、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚亚氨酯树脂及两种或多种以上材料的组合。在本实施例中期望使用的离聚物树脂的示例包括能从E.I.杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours and Company)购得的 
Figure DEST_PATH_GDA0000152093420000051
以及能从埃克森公司(Exxon Corporation)购得的 
Figure DEST_PATH_GDA0000152093420000052
高度中和的酸性聚合物组合物可以包括HPF树脂，如，能从E.I.杜邦公司(E.I.DuPont de Nemours and Company)购得的HPF树脂，例如HPF1000、HPF2000、AD1035和AD1040。第一热塑性材料、第二热塑性材料和第三热塑性材料的每种可以从相同或不同类型的热塑性材料中选择。在一些实施例中，第二热塑性材料可以包括非离聚物材料，并且第三热塑性材料可以包括非离聚物材料。在一些实施例中，例如，第一热塑性材料可以包括高度中和的聚合物组合物，第二热塑性材料可以包括聚亚氨酯树脂，并且第三热塑性材料可以包括聚亚氨酯树脂。如果第二热塑性材料和第三热塑性材料包括同类热塑性材料，可以在第三层208和第四层210之间提供良好的附着力。 
第二层206可以主要或完全由热固性材料制成。热固性材料可以包括橡胶化合物。如果该热固性材料为橡胶化合物，那么可以使用基橡胶。该基橡胶可以包含1，4-顺式聚丁二烯，聚异戊二烯，苯乙烯-丁二烯共聚物，天然橡胶及上述两种或多种材料的组合中的至少一种。在一些实施例中，1，4-顺式聚丁二烯可以单独用作基橡胶，并可以提供所需的回弹性。在其他实施例中，1，4-顺式聚丁二烯可以用作基橡胶与其他成分混合。在一些实施例中，基于100重量份的橡胶化合物，1，4-顺式聚丁二烯的用量可以为至少50重量份。可以在基橡胶中加入多种添加剂以形成化合物。该添加剂可以包括交联剂和填充料。在一些实施例中，交联剂可以是丙烯酸锌，丙烯酸镁，甲基丙烯酸锌或甲基丙烯酸镁。在一些实施例中，丙烯酸锌可以提供有优势的回弹性能。填充料可以用于提高材料的比重。填充料可以包括氧化锌、硫酸钡、碳酸钙或碳酸镁。在一些实施例中，可以选择氧化锌，因为其有优势的性能。可选地，可以将诸如钨的金属粉末作为填充料用于获得所需的比重。本领域的普通技术人员将可以确定用于球100的第 二层206的热固性材料的合适的比重。在一些实施例中，热固性材料的比重可以在大约1.10g/mm2至1.14g/mm2之间。在一些实施例中，比重可以大约为1.12g/mm2。 
用于制造球100的层的材料相互关连，为整个球提供运动特征。用于制造球100的材料可以在弯曲模量和硬度上具有差异。在规定范围内选择材料并使材料和层之间具有特定的关系，可以为高尔夫球手提供所需的结果。对于许多高尔夫球手来说，需要球对于短距离击打具有好的手感和旋转控制、而对于开球和长距离铁杆击打保持距离。可以选择材料和属性优化这些结果。使用具有较小弯曲模量的材料作为外表层，可以在短距离击打或推杆时获得较好的手感。弯曲模量较小的材料作为外表层，也可以在铁杆短距离击打时获得好的旋转性能。使用具有相对较大弯曲模量的材料作为内表层，可以在长距离铁杆或木杆击打时，通过降低旋转速率从中获益。弯曲模量在外表层材料和内表层材料的弯曲模量之间的材料可以形成对于更好的手感的合适的压缩变形。因此，所有这些弯曲模量的组合可以使高尔夫球手在运用长杆和短杆时都从中获益。 
用于制造第一层204、第三层208和第四层210的热塑性材料在它们各自的弯曲模量方面具有特定的关系。每种热塑性材料的弯曲模量可以通过ASTM D790中描述的测试方法测定。用于形成第一层204的第一热塑性材料具有第一弯曲模量。第一弯曲模量可以在大约5000PSI至40000PSI之间。用于形成第三层208的第二热塑性材料具有第二弯曲模量。第二弯曲模量可以在大约20000PSI至100000PSI之间。用于形成第四层210的第三热塑性材料具有第三弯曲模量。第三弯曲模量可以在大约1000PSI至10000PSI之间。在一些实施例中，当这些弯曲模量范围重叠时，需要材料的弯曲模量具备特定的关系。在一些实施例中，需要第二热塑性材料的第二弯曲模量大于第一热塑性材料的第一弯曲模量。还可能需要第一热塑性材料的第一弯曲模量大于第三热塑性材料的第三弯曲模量。在一些实施例中，可能需要第二弯曲模量至少为第一弯曲模量的三倍。 
不同的球层也具有硬度关系。每种材料的硬度可以使用标准测试协议，如ASTM D2240，在其弯曲表面上(在板上的球的板对侧)测量。本 说明书中提及硬度时，均理解为使用该测试协议进行测量。第一层204具有第一硬度。第二层206具有第二硬度。第三层208具有第三硬度。第四层210具有第四硬度。在一些实施例中，第三硬度大于第一硬度，第三硬度大于第二硬度，并且第三硬度大于第四硬度。在一些实施例中，第三硬度比第四硬度大至少10个邵氏D型硬度单位。在一些实施例中，第三硬度可以至少为60邵氏D型硬度。使球的内表层208为硬度最大的层，尤其是其硬度比外表层210大至少10个邵氏D型硬度单位，可以在保持柔软的球手感的同时，允许更大的旋转控制。 
球的各层可以具有其各自的回弹系数(COR)特征。为了测量物体的回弹系数，用空气炮以大约40米每秒的初速度射出物体。物体可以是成品球的一部分或完整的球。钢板位于距炮大约1.2米处，速度监控装置距离炮大约0.6至0.9米。物体由空气炮射出，并通过速度监控装置，以确定初速度。之后，物体撞击到钢板上，并弹回通过速度监控装置，以确定返回速度。回弹系数为返回速度与初始速度的比率。在一些实施例中，可能需要第一层204具有大约0.79至0.92之间的第一回弹系数。在一些实施例中，可能需要第一回弹系数约为0.808。球芯212具有第二回弹系数。球100具有第三回弹系数。在一些实施例中，可能需要第一回弹系数大于第二回弹系数。在一些实施例中，可能需要第一回弹系数大于第三回弹系数。在一些实施例中，可能需要第三回弹系数约为0.77。在一些实施例中，可能需要第一回弹系数约比第三回弹系数大0.038。通过使用这样的回弹系数属性，可以优化飞行距离和球的手感。 
对于球100，可能需要其他的属性。在一些实施例中，可能需要球100具有大约80g·cm2至90g·cm2之间的转动惯量。尤其在球100受到长击杆击打时，这样的转动惯量可以产生所需的距离和轨迹。 
第一层204的压缩变形也可以设计落入所需的范围内。可以通过标准测试方法测量球芯212的压缩变形或挠度。具体地，球芯212可以承受自10kg的初始力至130kg的最终力。130kg力和10kg力的变形量之间的差异被认为是压缩变形。在一些实施例中，可能需要球芯212具有大约2.2mm至4.0mm之间的压缩变形。本说明书中提及压缩变形时，均理解为使用 该测试协议测定压缩变形。 
在一个示例性实施例中，第一层204可以具有大约在19mm至32mm之间的第一厚度或第一直径，并且在一些实施例中直径可以约为24.5mm。第一层204可以具有约为8.30g的第一重量。第一层204可以具有约为3.68mm的第一压缩变形。第一层204可以具有约为49邵氏D型硬度的第一硬度。第二层206可以具有大约在3.4mm至9.90mm之间的第二厚度，并且在一些实施例中，第二厚度可以约为7.05mm。第二层206可以具有约为25.4g的第二重量。第二层206可以具有约为58邵氏D型硬度的第二硬度。球芯212可以具有在大约2.2至4.0之间的第二压缩变形，并且在一些实施例中，第二压缩变形可以约为3.05mm。第三层208可以具有在大约0.6mm至1.2mm之间的第三厚度，并且在一些实施例中，第三厚度可以约为0.94mm。第三层208可以具有约为5.2g的第三重量。第三层208可以具有约为68邵氏D型硬度的第三硬度。组合球芯212与第三层208可以具有约为2.75mm的第三压缩变形。第四层210可以具有约为1.10mm的第四厚度，并且在一些实施例中，第四厚度可以大于第三层208的第三厚度。第四层210可以具有约为6.5g的第四重量。第四层210可以具有约为51邵氏D型硬度的第四硬度。第三厚度和第四厚度的组合厚度可以至少约为1.93mm。球100的整体直径至少为42.67mm。球100的整体重量约为45.4g。球100的整体压缩变形约为2.65mm。 
在另一示例性实施例中，第一层204可以具有大约在24.40mm至24.60mm之间的第一厚度或直径，并且在一些实施例中，厚度可以约为24.55mm。第一层204可以具有大约在8.15g至8.45g之间的第一重量，并且在一些实施例中，第一重量可以约为8.30g。第一层可以具有大约在49邵氏D型硬度至53邵氏D型硬度之间的第一硬度，并且在一些实施例中，第一硬度可以约为51邵氏D型硬度。在一些实施例中，第一层204可以由包括一种或多种高度中和的酸性聚合物的材料混合制成。第二层206可以具有大约在6.85至7.15mm之间的第二厚度，并且在一些实施例中，第二厚度可以约为7.00mm。第二层206可以具有大约在24.25g至25.15g之间的第二重量，并且在一些实施例中，第二重量可以约为24.7g。 第二层206可以具有大约在60邵氏D型硬度至64邵氏D型硬度之间的第二硬度，并且在一些实施例中，第二硬度可以约为62邵氏D型硬度。在一些实施例中，第二层206可以由包括聚丁橡胶的化合物制成。在一些实施例中，球芯212可以具有大约在3.60mm至4.10mm之间的球芯压缩变形，并且在一些实施例中，压缩变形可以约为3.85mm。在一些实施例中，可以在第一层204和第二层206之间加入中间层。在一些实施例中，中间层可以由薄膜制成，该薄膜至少部分由乙烯醋酸乙烯酯制成。中间层可以具有大约在0.01mm至0.05mm之间的中间层厚度，并且在一些实施例中，中间层厚度可以约为0.03mm。中间层可以具有约为0.1g的中间层重量。第三层208可以具有大约在0.80mm至1.1mm之间的第三厚度，并且在一些实施例中，第三厚度可以约为0.95mm。第三层208可以具有大约在5.0g至6.2g之间的第三重量，并且在一些实施例中，第三重量可以约为5.6g。第三层208可以具有大约在65邵氏D型硬度至69邵氏D型硬度之间的第三硬度。第三层208可以部分或完全由聚亚氨酯树脂制成。第四层210可以具有大约在1.00mm至1.20mm之间的第四厚度，并且在一些实施例中，厚度可以约为1.10mm。第四层210可以具有大约在6.0g至7.4g之间的第四重量，并且在一些实施例中，第四重量可以约为6.7g。第四层210可以具有大约在53邵氏D型硬度至57邵氏D型硬度之间的第四硬度，并且在一些实施例中，第四硬度可以约为55邵氏D型硬度。第四层210可以部分或完全由聚亚氨酯树脂制成。由这些层制成的球100可以具有大约在42.67mm至42.90mm之间的球直径，并且在一些实施例中，球直径可以约为42.7mm。球100可以具有大约在45.0g至45.8g之间的球重量，并且在一些实施例中，球重量可以约为45.4g。球100可以具有大约在2.25mm至2.75mm之间的球压缩变形，并且在一些实施例中，球压缩变形可以约为2.50mm。球100可以具有大约在0.778mm至0.788mm之间的球回弹系数，并且在一些实施例中，回弹系数可以约为0.783。 
可以相信，根据在此描述的实施例制成的高尔夫球，结合具有上述硬度、弯曲模量、回弹系数和压缩特征的多个层，具有改进的手感和运动特征。当被长击杆击打时，球芯的回弹系数趋于控制其表现，而高尔夫球手 可以获得长而准确的击打。当被短铁杆或挖起杆击打时，表层的硬度趋于可能控制其手感和表现，而由于相对较软的外表层和相对较硬的内表层，高尔夫球手可以获得改进的手感和增强的旋转。 
可选的分层制品结构也可能增强这些有益效果。例如，可以根据本实用新型的教导和申请号为61/375,775、题目为“具有高初始速度的高尔夫球”的美国专利申请(代理人卷号为72-1196)中所描述的制品制作高尔夫球，该专利申请的全部内容以参考引用的方式结合于此。 
尽管已经描述了本实用新型的各种不同的实施例，但是说明书旨在作为范例，而不是限制，而且对于本领域普通的技术人员来说，本实用新型范围内还可以有更多的实施例和实施方式是显而易见的。因此，本实用新型仅受权利要求的限制。另外，在权利要求范围内可以作出各种更改和变换。 

Claims (19)

1.一种球，其特征在于，包含：
第一层，该第一层具有第一弯曲模量；
第二层，该第二层设置在第一层的径向外侧；
第三层，该第三层设置在第二层的径向外侧，其中，第三层具有第二弯曲模量；
第四层，该第四层设置在第三层的径向外侧，其中，第四层具有第三弯曲模量；以及
其中第二弯曲模量大于第一弯曲模量，并且第一弯曲模量大于第三弯曲模量。
2.根据权利要求1所述的球，其特征在于，第一层包含第一热塑性材料，第三层包含第二热塑性材料，第四层包含第三热塑性材料。
3.根据权利要求2所述的球，其特征在于，第二热塑性材料与第三热塑性材料为同类材料。
4.根据权利要求1所述的球，其特征在于，第二层包含热固性材料。
5.根据权利要求1所述的球，其特征在于，第一弯曲模量在大约5000PSI至40000PSI之间，第二弯曲模量在大约20000PSI至100000PSI之间，第三弯曲模量在大约1000PSI至10000PSI之间。
6.根据权利要求5所述的球，其特征在于，第二弯曲模量至少为第一弯曲模量的三倍。
7.根据权利要求1所述的球，其特征在于，第二弯曲模量至少为第一弯曲模量的三倍。
8.根据权利要求1所述的球，其特征在于，第一层具有第一回弹系数，球具有第二回弹系数，并且第一回弹系数大于第二回弹系数。
9.根据权利要求1所述的球，其特征在于，球的转动惯量在大约 80g·cm2至90g·cm2之间。
10.根据权利要求1所述的球，其特征在于，还包含第一层和第四层之间的覆盖层。
11.一种高尔夫球，其特征在于，包含：
内球芯层，该内球芯层具有第一硬度；
设置在内球芯层的径向外侧的外球芯层，该外球芯层具有第二硬度；
设置在外球芯层的径向外侧的内表层，该内表层具有第三硬度；
设置在内表层的径向外侧的外表层，该外表层具有第四硬度；以及
其中，第三硬度大于第一硬度，第三硬度大于第二硬度，并且第三硬度比第四硬度大至少10个邵氏D型硬度单位。
12.根据权利要求11所述的高尔夫球，其特征在于，内球芯层具有第一回弹系数，高尔夫球具有第二回弹系数，并且第一回弹系数大于第二回弹系数。
13.根据权利要求11所述的高尔夫球，其特征在于，高尔夫的转动惯量在大约80g·cm2至90g·cm2之间。
14.根据权利要求11所述的高尔夫球，其特征在于，还包含设置在内球芯层和外表层之间的覆盖层。
15.根据权利要求11所述的高尔夫球，其特征在于，内表层包含与外表层同类的材料。
16.一种分层制品，其特征在于，包含：
第一层，该第一层具有第一弯曲模量和第一硬度；
设置在第一层的径向外侧并具有第二硬度的第二层；
设置在第二层的径向外侧的第三层，该第三层具有第二弯曲模量和第三硬度；
设置在第三层的径向外侧的第四层，该第四层具有第三弯曲模量和第四硬度； 
其中，第二弯曲模量大于第一弯曲模量，并且第一弯曲模量大于第三弯曲模量；以及
其中，第三硬度大于第一硬度，第三硬度大于第二硬度，并且第三硬度比第四硬度大至少10个邵氏D型硬度单位。
17.根据权利要求16所述的分层制品，其特征在于，第一层具有第一回弹系数，分层制品具有第二回弹系数，并且第一回弹系数大于第二回弹系数。
18.根据权利要求16所述的分层制品，其特征在于，还包含设置在第一层和第四层之间的第五层。
19.根据权利要求16所述的分层制品，其特征在于，第二弯曲模量至少为第一弯曲模量的三倍。 
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