TWI397437B - 高爾夫球桿頭 - Google Patents

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Sam G Lacey
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Description

高爾夫球桿頭
本發明一般係關於高爾夫球桿頭，更特別地，本發明係關於一種具有額外任意質量(discretionary mass)的高爾夫球桿頭。一於光碟上之電腦程式列表附件係包含在此申請案中。
木質高爾夫球桿頭一般具有大約150g至250g範圍內的質量，此質量的一部分係用以支撐球桿頭的結構完整性。剩餘的質量被稱之為「任意質量」，且可以被策略性地分佈而增進頭部的質量特性及/或慣性特徵。
用於增加可獲得的任意質量之習知方法(例如，減少球桿頭壁體的厚度)僅能產生最小的優點。因此，現有木質球桿頭傳遞增進性能的能力，係局部地受到習知方法所能獲得的任意質量總額所限制。
一般來說，高爾夫球員很自然地傾向以球桿頭的桿面中心來打擊高爾夫球。在許多木質球桿中，桿面中心是在球撞擊處發生最大桿面彈回的球桿面上之一點，而且，亦被認為是回復係數(COR)「熱點」。雖然在COR「熱點」的球撞擊會產生最大的桿面彈回，但是，由於在習知的球桿頭中甜蜜點(sweet spot)(頭部的重心(CG)在頭部的打擊表面之垂直投影，以及在球桿面上不會發生頭部旋轉或齒輪效應的位置)一般係位於COR「熱點」的上方。因此，對於 習知的木質球桿來說，任何一次打擊高爾夫球均可能擴大單一性能變數，亦即，與COR「熱點」附近的球撞擊有關之最大桿面彈回，或者與「甜蜜點」附近的球撞擊有關之打擊精確度。
一般來說，習知木質球桿的桿面中心附近之球撞擊會擴大球桿頭的頭部旋轉與齒輪效應，因而導致飛行距離與精確度的損失。
打擊精確度與距離亦受到CG相對球桿面的深度之影響。在習知的開球木桿(driver)中，CG一般係位於桿面附近。所以，較淺的CG定位會減少與CG對齊之軸的動態撓曲，因而降低頭部的有利擊球高度以及撞擊球體時接近球桿面。此外，很淺的CG會降低在偏離中心的打擊時桿面的旋轉半徑，因而降低打擊精確度。
因此，對於高爾夫球桿頭來說，的確需要具有額外的任意質量、改進的重心位置，在球撞擊時增進的動態擊球特性，以及降低左旋球/曲球的傾向。
在一範例中，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭可以包括大約150g與大約250g範圍之間的總質量，以及含有至少大約總質量8%的至少一非金屬部。球桿頭可以另外包含有一個介於大約96mm與大約140mm範圍之間的轉折長度，係距接地面大約5mm與大約10mm範圍之間的垂直距離處而測量到此轉折長度。
在另一範例中，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭可以包括一個至少大約3500g.cm2 的主要跟部-尖部(heel-toe)慣性力矩，以及介於大約150g與大約250g範圍之間的總質量。高爾夫球桿頭另外包括一個含有第二跟部-尖部慣性力矩的球桿頭元件，此第二跟部-尖部慣性力矩係介於主要跟部-尖部慣性力矩的大約85%與大約99%之間。含有至少大約8%總質量的一輕質量零件，係可以被連接到此球桿頭元件上且可以包含有一連接構件。
在另一範例中，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭可以包括一個至少大約2500g.cm2 的主要高-低慣性力矩，以及介於大約150g與大約250g範圍之間的總質量。高爾夫球桿頭另外包括一個含有第二高-低慣性力矩的球桿頭元件，此第二高-低慣性力矩係介於主要高-低慣性力矩的大約85%與大約99%之間。含有至少大約8%總質量的一輕質量零件，係可以被連接到此球桿頭元件上且可以包含有一連接構件。
在另一範例中，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭可以包括大約150g與大約250g範圍之間的總質量，以及含有至少大約8%總質量的至少一非金屬部。球桿頭可以另外包含有複數參考路徑，該等複數參考路徑的其中至少之一包含有一個介於大約20mm與大約45mm範圍之間的平均高度。
在另一範例中，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭可以包括大約150g與大約250g範圍之間的總質量， 以及含有至少大約8%總質量的至少一非金屬部。球桿頭可以另外包含有複數參考路徑，該等複數參考路徑的其中至少之一包含有至少兩個鉸接點。
在另一範例中，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭可以包括一桿面部、一本體部位，及一個介於桿面部與本體部位之間的周圍裝附區。此周圍裝附區可以包含有一周圍長度及至少兩個分離焊接點，此焊接點包含有大約1%與大約40%之間的周圍長度。
在參考以下的說明、附圖與申請專利範圍之後，可以更加清楚地理解本發明不同型態與各種範例中所展示的本發明高爾夫球桿頭之上述與其他特點、型態和優點。附圖僅作為示範之用，且並非用以侷限本發明的範圍。
以下，將參考附圖說明本發明的範例性實施方式。在這些圖形中，類似的元件符號係用以標示類似的元件。
將使用以下所提供的一個或多個定義而說明依據本發明一或多個型態之高爾夫球桿頭之範例。
參考圖1與圖1A，球桿頭101可以包含有一尖部103、一跟部105、一個具有中心軸(中心線)的桿頸(hosel)100、一桿底109以及一桿面部106。桿面部106包括一打擊表面111、一頂部邊緣107以及一桿面中心112。
以下所使用的「桿面中心」(例如，桿面中心112)，可以藉由使用美國高球協會(USGA)及R&A規則有限公司 (R&A)之「測量高爾夫球桿頭的撓性之程序」修訂版第二版第六章第一節(2005年3月25日)一書中所描述之方法而定位的。「測量高爾夫球桿頭的撓性之程序」一書中所提到的步驟6.1至6.1.4在此整個併入作為參考。如圖1c所示，使用一模板113而可設置該桿面中心112，而該桿面中心具有一跟部-尖部軸正交於桿底-冠部軸之座標系統。一孔洞119可設置在該座標系統之原點，且各個軸可被分割成均勻隔開之增加量。該模板113可由一撓性材料，像是透明聚合物所組成。可如下述般使用該模板：藉由實質上平行於該主要邊緣107之跟部-尖部軸，該模板113係放置在該打擊表面111上。接著，該模板係沿著打擊表面111而在跟部-尖部方向中進行往復移動，直到在打擊表面111之該相對邊緣處之跟部與尖部測量結果相等為止。
該模板113係沿著該打擊表面111在桿底-冠部方向中進行往復移動，直到在該打擊表面111之相對邊緣處之該桿底與冠部測量結果相等為止。
如上述步驟1及2所述，該模板113相對該打擊表面111進行往復移動，直到沿著該對應軸之該跟部及尖部以及該桿底與冠部測量結果相等為止。接著，在該桿面上透過該孔洞119標示一圓圈以指示該桿面中心112。
再度參考圖1及圖1A，在此所使用之「參考位置」係表示該球桿頭101之位置，在此位置上該桿頸中心線102係位在一虛擬垂直平面104上且被定位成相對接地面108 呈實質上60度之桿頭底角(lie angle)α。該虛擬垂直平面104實質上定位成平行該桿面106之頂部邊緣107。
參考圖1B，為了決定出依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭之慣性力矩，所以，設置一個具有x、y與z等軸的三維座標系統，其原點係位於球桿頭101的重心CG，而球桿頭係位於此參考位置上。z軸延伸通過重心CG，一般係相對接地面108而在垂直方向上平行於打擊表面111。y軸延伸通過重心CG，一般係平行於打擊表面111且垂直於z軸。x軸延伸通過重心CG，且垂直於z軸與y軸。
可以使用如美國高球協會(USGA)及R&A規則有限公司(R&A)之「測量高爾夫球桿頭的慣性力矩之程序」修訂版第一版(2006年4月12日)一書中所描述之方法，藉由一些程序上的修改而測量以下的Iyy ，而獲得球桿頭101繞著z軸的慣性力矩Izz 以及繞著y軸的慣性力矩Iyy (亦即，主要跟部-尖部MOI及主要高低MOI)。用於測量高爾夫球桿頭的慣性力矩之USGA程序在此係全部併入以供參考。以包含其列表之可執行形式之該相關的「USGA MOI計算.xls」程式係於光碟上之所附電腦程式列表附件中。
如「用於測量高爾夫球桿頭的慣性力矩之USGA程序」中所述，可以使用一測量儀器117(參考圖2A與圖2B)，此測量儀器係被設計成用以決定測試部件的慣性力矩，這些測試部件類似於高爾夫球桿頭的質量特性和整體尺寸，藉此，獲得繞著z軸的慣性力矩Izz (主要跟部-尖部MOI)以及繞著高爾夫球桿頭101的y軸之慣性力矩Iyy (主要高低 MOI)。再度參考圖2A與圖2B，在「用於測量高爾夫球桿頭的慣性力矩之USGA程序」中所描述之水平夾板120係被裝附至此測量儀器117上，致使夾板與測量儀器是同高度的。
如圖2C所示，夾板120具有第一側邊121與第二側邊123。第一側邊121包括數個安裝銷125，而第二側邊123包括數個安裝銷127。這些安裝銷125與127包含有相對夾板縱向排列的數排以及相對夾板橫向排列的數列。
為了測量繞著z軸的主要跟部-尖部MOI，利用一接合器118a(圖2A)，以便使球桿頭能夠相對夾板120產生定向，致使球桿頭的桿底109面朝上，且球桿頭101被設置成使得桿頸中心線102與虛擬水平平面113之間的角度θ實質上為60度。而且，球桿頭的桿面部106實質上平行於數排安裝銷125與127。為了測量球桿頭101的主要跟部-尖部MOI，夾板120的第一側邊121之銷125係用於右手的球桿頭，而夾板120的第二側邊123之銷127係用於左手的球桿頭。
為了測量繞著y軸球桿頭101的主要高低MOI，利用一接合器118b(圖2B)，以便使球桿頭能夠相對夾板120產生定向，致使球桿頭的桿底109實質上是垂直的。換句話說，球桿頭101係相對夾板120被放置成使得桿頸中心線102與平行於桿底109的虛擬垂直平面114之間的角度β實質上為60度。
而且，如「用於測量高爾夫球桿頭的慣性力矩之USGA 程序」中所述，球桿頭的桿面部106實質上平行於數排安裝銷125與127。為了測量球桿頭101的主要高低MOI，夾板120的第一側邊121之銷125係用於左手的球桿頭，而夾板120的第二側邊123之銷127係用於右手的球桿頭。
參考圖3，「桿頸中心」(例如，以下所使用的桿頸中心122)係表示桿頸中心線102與虛擬平面表面129之間的交叉點，以具有作為桿頸100的尾端之特徵。
在參考位置上的球桿頭101之重心CG之位置可以描述如下：
(1)參考圖3A，重心CG係被放置在與一虛擬垂直平面126相隔第一水平距離124處。此平面126被定向成實質平行於打擊表面111且含有軸頸中心122。此距離124是從平面126到重心CG的最短水平距離。
(2)參考圖3A，重心CG係被放置在與一虛擬垂直平面130相隔第二水平距離128處。此平面130被定向成實質上垂直於打擊表面111且含有軸頸中心122。此距離128是從平面130到重心CG的最短水平距離。
(3)參考圖3B，重心CG係被放置在與接地面108相隔一垂直距離132處，此距離132是從接地面108到重心CG的垂直距離。
(4)參考圖4，「甜蜜點」(例如，以下所使用的甜蜜點134)係表示打擊表面111與一虛擬直線136之間的交叉點，此虛擬直線係實質上垂直於打擊表面111且通過球桿頭101的重心CG。
參考圖5，「桿面高度」(例如，以下所使用的桿面高度154)係表示藉由球桿頭處於參考位置101而通過打擊表面111的最高點160之第一水平平面156與接地面108之間的垂直距離。
參考圖6，「桿面高度」(例如，以下所使用的桿面高度164)係表示球桿頭101處於參考位置時點166與168之間的最短水平距離。這些點166與168其特徵在於一個虛擬水平平面170之交叉點，該水平平面係通過桿面中心112並分別具有與球桿頭101的跟部105和尖部103鄰接之打擊表面111之周圍邊緣。
參考圖7，「中心頂點」(例如，以下所使用的中心頂點138)係表示球桿頭101處於參考位置時一條虛擬垂直平面140與打擊表面111頂點之間的交叉點。此平面140係被定向成實質上垂直於打擊表面111且通過桿面中心112。
參考圖8，「整體長度」(例如，以下所使用的整體長度182)係表示第一虛擬垂直平面185與第二虛擬垂直平面186之間的最短水平距離，其中，第一虛擬垂直平面實質上平行於打擊表面111且通過中心頂點138，而第二虛擬垂直表面係平行於此平面185且通過在參考位置的球桿頭101之最遠向後突出點151且正對著打擊表面111。
參考圖9，「整體寬度」(例如，以下所使用的整體寬度190)係表示第一虛擬垂直平面192與第二虛擬垂直平面194之間的最短水平距離，其中，第一虛擬垂直平面實質上垂直於打擊表面111且通過尖部184的最遠側向突出點 196，而第二虛擬垂直表面實質上係垂直於打擊表面111且在球桿頭101處於參考位置時位於四分之三英吋的高度處通過跟部176的最遠側向突出點198。
參考圖10，「轉折長度」(例如，以下所使用的轉折長度142)係表示在實質上垂直於打擊表面111的方向上在相對接地面108的一垂直距離144處上之水平距離，藉由在參考位置時球桿頭101，此水平距離係介於一條虛擬垂直線146與球桿頭101的後部148的外表面之間。此虛擬垂直線146係從中心頂點138延伸至接地面108。
參考圖19B，「頂部」(例如，以下所使用的頂部2050)係表示球桿頭2000處於參考位置時的俯視圖中球桿頭可以看見的部位但不包括打擊表面111。
參考圖19C，「底部」(例如，以下所使用的底部2060)係表示球桿頭2000處於參考位置時的仰視圖中球桿頭可以看見的部位。
參考圖11A至圖11C，以下所使用的「平均高度」係表示球桿頭101處於參考位置時介於一條或複數條參考路徑P1 、P2 …Pn (圖11C)與接地面108之間的複數垂直距離F1、F2…Fn之平均值。例如，如圖11B所示，參考路徑P1 其特徵在於一虛擬垂直平面140與範例球桿頭101的頂部2050之交叉點，此虛擬垂直平面140係被定向成實質上垂直於打擊表面111且通過桿面中心112。參考圖11A，參考路徑P1 係藉由中心頂點138以及此垂直平面140與一周圍邊緣145的交叉點所界定的。此周圍邊緣145包含有在俯 視圖內的球桿頭之周圍邊界。
如圖11C所示，其他參考路徑P2 、P3 、P4 與P5 可以與參考路徑P1 側向隔開，例如以一公分的增加量隔開。這些參考路徑其特徵在於平行於參考路徑P1 的虛擬垂直平面(未顯示)與球桿頭101的頂部2050之交叉點，且為頂部邊緣107與周圍邊緣145所界定。沿著例如一公分之從頂部邊緣107開始且終止於一個沿著最接近的周圍邊緣145之位置之均勻隔開水平增加量中的複數條參考路徑P1 、P2 …Pn 之任何一條可測量出垂直距離F1 、F2 …Fn 。
以下所使用之「非拱形接合點」一詞係指著兩條線的一接合點，此兩條線為一條與直線相交的拱形線(圖12A與12B)，一條與另一拱形直線相交的拱形線(圖12C、12D與12E)，或者一條與另一直線相交的直線(圖12F)。
參考圖13A，「鉸接點」(例如，以下所使用的鉸接點172)係表示沿著先前參考圖11C所述的複數參考路徑P1 、P2 …Pn 的一或多條參考路徑之至少一點，其中，曲率是從凹面改變成凸面(或者反之亦然)。當決定複數參考路徑P1 、P2 …Pn 的其中之一是否改變曲率時，則假設沿著每條參考路徑的所有非拱形接合點均為拱形。例如，圖13B所示的球桿頭153之每個非拱形接合點178係被一個如圖13C與13D所示具有極小半徑的虛擬接合點180所取代。
以下所使用的「任意質量」一詞係表示介於一個球桿頭的目標質量與形成球桿頭所需要的最小結構質量之間的差異。
以下所使用的「體積」一詞係表示使用美國高球協會(USGA)及R&A規則有限公司(R&A)之「測量高爾夫球桿頭的撓性之程序」修訂版第一版第五章(2005年11月21日)一書中所描述之方法所決定之體積。如測量木質球桿之球桿頭尺寸之程序所述，該「體積」係使用下述方法而測定：在該球桿頭不接觸該容器之情況下，在一足夠大到完全浸入一球桿頭之容器中放置水。
該充滿之容器係放置在數位電子秤上，接著進行秤重。
該球桿頭係緩慢地降入該容器中，直到該球桿頭之頂部剛好在該水面下方。該球桿頭之桿頸不應浸入。
如上述步驟3所述之具有浸入球桿頭之該電子秤上的讀數係相等於以立方公分為單位之球桿頭之實際體積。
參考圖14與圖15，依據本發明一或更多型態的木質球桿頭可以具有一桿面部106及一本體部位1000。本體部位1000可以合併三個分開的元件，包括一上蓋1030、一中間部1020，以及一下蓋1040。上蓋1030及/或下蓋1040可以包含有一非金屬材料，例如熱固性塑膠、熱塑性塑膠或複合材料。為了增加可獲得的任意質量，較佳地，球桿頭的非金屬部包含有頭部總材料體積的至少大約30%，更好的是頭部總質量的至少大約20%，且最好是頭部總質量的至少大約8%。一般來說，依據本發明一或更多型態的木質球桿頭之總質量是介於大約150g與大約250g的範圍之間。增加的任意質量可以被重新分佈於球桿頭內，以改進球桿頭的慣性性質及/或重心位置。
中間部1020可以包含有一金屬材料，以改進球桿頭的結構完整性及/或慣性性質。如圖16A及圖16B所示，中間部1020可以將上蓋1030與下蓋1040分開。可以藉由例如黏接材料等任何適當方式而結合本體部位1000的零件。
依據本發明一或更多型態的球桿頭利用一個如上面所界定的適合平均高度。更明確地說，減少相對習知木桿的平均高度之平均高度，可需要較少的材料以形成例如上蓋部1030，因而能減少可獲得的任意質量。介於複數參考路徑P1 、P2 …Pn (圖11C)的至少之一與接地面108之間的平均高度，例如可以介於大約20mm與大約45mm之間，介於大約35mm與大約45mm之間，介於大約36mm與大約41mm之間，介於大約37mm與大約40mm之間，介於大約15mm與大約30mm之間，或介於大約15mm與大約40mm之間。藉由利用上述範例性平均高度所產生的增加任意質量，可以重新分佈於依據本發明一或更多型態的球桿頭內，以增加其質量特性。
而且，可以藉由在球桿頭(圖11C)的頂部2050上沿著複數參考路徑P1 、P2 …Pn的一或更多條參考路徑設置至少一鉸接點172(圖13A)，則能夠達到可獲得的任意質量之增加。藉由利用適合數量的鉸接點172，可達成有助於重量分佈之冠部形狀。例如，如圖13A所示，可以藉由設置例如兩個鉸接點172而在球桿頭101之頂部2050中形成一凹面1015。這樣的球桿頭結構能允許質量從球桿頭的頂部被重新分佈到頭部內更有利的位置上。於是，可重新分佈質量， 而例如增進球桿頭的慣性性質及/或重心CG的位置。如此，可提供更能夠容許誤差的球桿頭，且產生增進的打擊精確度與距離。
依據本發明的一或更多型態，因為例如利用局部非金屬零件、有利的平均高度，及/或一或更多鉸接點所獲得的額外任意質量，在此範例性球桿頭101中係被放置得盡可能越低越深越好，所以，能夠更加合適地定位球桿頭的重心。如上述方式所獲得的額外任意質量可以採用一個或多個具有例如大約5g與大約80g之間的組合重量之重量元件或襯墊之形式。
如圖10A所示，習知的球桿頭(例如，球桿頭143)將任意質量在底盤中攜帶得很低很深之可能性很有限，一部分原因是因為其桿底(例如，桿底141)相對接地面108升高之緣故。再度參考圖10A，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭101包含有一個具有轉折長度142的桿底139，其相較於具有類似體積的習知球桿頭143之對應轉折長度142a來說是細長的。如同增加的轉折長度142所證實般，相較於習知球桿頭(例如，球桿頭143)，在不同的範例中，桿底139的新穎結構能夠使任意質量在本發明球桿頭101中被放置得更低更深。
因此，球桿頭101在相對接地面108介於大約1mm與大約15mm之間的垂直距離144處，可以具有介於大約50mm與大約110mm之間的轉折長度142。相較於接地面108在介於大約5mm與10mm之間的垂直距離144處，較 佳地，轉折長度142係位於大約90mm與大約150mm之間，更好的是位於大約96mm與大約140mm之間，甚至更好的是位於大約100mm與大約140mm之間，且甚至較佳的是位於大約110mm與大約140mm之間，而且，最好的是位於大約120mm與大約140mm之間。依據本發明的一或更多型態之轉折長度142，能夠允許任意質量在球桿頭143內被放置得更低更深，而產生增進的重心位置。
如圖4A所示，與構成依據本發明一或更多型態的桿底139有關的增加轉折長度，可以允許任意質量在球桿頭101中被放置得相當低，以便實質上對齊甜蜜點134與COR「熱點」(亦即，桿面中心)112。藉由降低重心CG且對齊甜蜜點134與COR「熱點」112，則可以同時實現與COR「熱點」112有關的增加打擊距離以及與「甜蜜點」134有關的增加精確性。
與構成依據本發明一個或更多型態的桿底139有關的增加轉折長度，亦可以允許重心在球桿頭中被放置得更深。參考圖3A，重心的深度是重心CG與含有桿頸中心122的垂直平面126之間的最短水平距離(例如，距離124)。增加重心CG的深度可增強此軸為對齊重心的動態撓曲，以擊中頭部且在球體撞擊時使桿面格外挺直的靠近。因此，可以增進球體發射的情形以及打擊精確度。
如圖3A與圖3B所示，球桿頭101的重心CG之位置可以藉由參考上述所定義的第二水平距離128與第一垂直距離132而進一步描述。在本發明的一或更多型態中，較 佳地，第一水平距離124可以介於大約12mm與大約38mm之間，更好的是介於大約15mm與大約36mm之間，最好的是介於大約25mm與大約35mm之間。第二水平距離128較佳的是介於大約40mm與大約78mm之間，更好的是介於大約50mm與大約70mm之間，且最好的是介於大約55mm與大約66mm之間。第一垂直距離132可以介於大約10mm與大約30mm之間，較佳的是介於大約10mm與大約25mm之間，較佳的是介於大約10mm與大約20mm之間，且最好的是介於大約10mm與大約15mm之間。
除了改善重心的位置之外，將任意質量適當地放置在遍及整個球桿頭可以增加主要跟部-尖部MOI與主要高低MOI，而且，藉由減少斜切球/左曲球的傾向而最終能改善對偏離中心打擊時的性能。依據本發明一或更多型態，較佳地，主要高低MOI可以是至少大約2500g.cm2 ，且更好的是至少大約3000g.cm2 。較佳地，主要跟部-尖部MOI是至少大約3500g.cm2 ，且更好的是至少大約4000g.cm2 ，且最好的是至少大約4500g.cm2 。
參考圖5與圖6，也可以在桿面部106中利用大量可獲得的任意質量，以便使打擊表面111變得更高更寬。大打擊表面能夠對高爾夫球員來說增加自信心，因而產生增加的球桿頭速度與增加的球體飛行距離。依據本發明一或更多型態，較佳地，桿面高度154可以介於大約35mm與大約70mm之間，更好的是介於大約45mm與大約58mm之間，且最好的是介於大約48mm與大約56mm之間。較佳地，桿 面長度164可以介於大約94mm與大約115mm之間，更好的是介於大約96mm與大約112mm之間，且最好的是介於大約98mm與大約110mm之間。
如圖14與圖15所示，桿面部106可以包含有一杯狀部1050或打擊板1060以及一環狀部1075，此環狀部例如係藉由焊接、黏接、銅焊或其他適當方式而裝配至本體部位1000。一般來說，桿面部106與中間部1020含有相同材料，然而，也可以利用不相同的材料。例如，中間部1020可以包含有第一金屬材料，打擊板1060可以包含有第二金屬材料，而且，環狀部1075可以包含有第三金屬材料。在一些範例中，第三金屬材料的密度可以大於第二金屬材料的密度，而且，第二金屬材料的密度可以大於第一金屬材料的密度。不同的材料組合可以產生具有增進性能、成本及/或美學訴求的球桿頭。
如圖16A與圖16B所示，依據本發明一或更多型態之桿面部106可以藉由兩個分開的焊接點而結合到中間部1020，此兩個焊接點亦即一個位於球桿頭101的尖部103周圍之第一焊接點1080，以及一個位於跟部105周圍的第二焊接點1090。如圖17所示，每個焊接點係位於一周圍裝附區1025，其特徵在於桿面部106與本體部位1000之間的接合點。裝附區1025可以實質地為平面或非平面，亦即，實質上為二維或三維。焊接點1080與1090在周圍裝附區1025中的長度可以被減少至最小，以降低例如與焊接等高溫結合操作有關之扭曲等負面效應。較佳地，焊接點1080 與1090包含周圍裝附區1025之周圍長度的大約1%與大約40%之間。較佳地，焊接點1080與1090包含有周圍裝附區1025的周圍長度之大約1%與大約30%之間。較佳地，焊接點1080與1090包含有周圍裝附區1025的周圍長度之大約1%與大約20%之間。最好地，焊接點1080與1090包含有周圍裝附區1025的周圍長度之大約1%與大約10%之間。
周圍裝附區1025中的每個焊接點可以包含有複數不同焊接接合結構包括例如對接、搭接或角接的其中一種。在焊接每個接點之前，可以使用點焊或夾鉗固定件將這些部件固持起來而形成適當對齊的結合。
參考圖18A與圖18B所示，本體部位的剩餘零件(亦即，上蓋1030與下蓋1040)可以透過例如黏接材料等而結合至含有中間部1020與桿面部106之組件。可以將支撐壁架1045a與1045b設置於中間部1020與桿面部106內，以便將上蓋1030與下蓋1040裝附至此。支撐壁架1045a與1045b的凹陷能允許上蓋1030及/或下蓋1040被放置成實質上與球桿頭的剩餘部位平齊。最終完成的球桿頭可以具有比大約75mm更大的整體長度182(圖8)與整體寬度190(圖9)。依據本發明的一或更多型態之球桿頭的體積可以小於約480cm3 ，較佳地小於約400cm3 ，更好的是小於約390cm3 ，而且，最好是小於約380cm3 。
參考圖19A至圖19E，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭2000可以包括桿面部106與本體部位1000a。為了增加頭部的任意質量，本體部位1000a可以包括一個輕 量元件2100，其具有一上元件2030、一下元件2040，以及選擇性延伸於上元件2030與下元件2040之間的至少一連接元件(例如，連接構件2070)。在另一範例中，此輕量元件2100可以僅包含有上元件2030及至少一個延伸於球桿頭的上元件2030與底部2060(圖19E)之間的至少一連接構件(例如，連接構件2070)。在另一範例中，此輕量元件2100可以僅包含有下元件2040及至少一個延伸於球桿頭的下元件2040與頂部2050(圖19D)之間的至少一連接構件(例如，連接構件2070)。此輕量元件2100可以包含有例如鈦、鎂、鋁及/或不鏽鋼等的金屬材料，及/或熱塑性塑膠、熱固性塑膠及/或複合材料等非金屬材料。
參考圖19A，本體部位1000a亦包括一支撐殼體2010，此殼體可以藉由任何適當的方式(例如：黏接、焊接或銅焊)而結合至此輕量元件2100上。如圖19B與圖19C所示，此輕量元件2100可以至少局部由支撐殼體2010所界定。為了改善球桿頭2000的慣性性質，此範例性的支撐殼體2010可以由一種具有比輕量元件2100的密度更大密度之材料所構成。這樣的結構可以增進打擊精確度以及偏離中心時打擊的飛行距離。支撐殼體2010可以包含有金屬及/或非金屬材料。
參考圖20，輕量元件2100可以包括至少一連接構件(例如，連接構件2070)，以增進球桿頭2000的結構完整性及/或聲學特性。在一範例中，連接構件2070可以從下元件2040延伸至上元件2030。連接構件2070可以實質上彼此平行或 歪斜。輕量元件2100的這種結構可以藉由促進有利的震動頻率而增進撞擊球體時的球桿頭之聲學特性。
在撞擊球體時高爾夫球桿頭所產生的聲音可能會對高爾夫球球員的自信與表現產生顯著的心理影響。藉由將連接構件2070合併到球桿頭內，則可以獲得有利的主要震動共振頻率。此主要震動共振頻率係被定義成能夠產生最大聲音能量的共振頻率。為了測量一個指定共振頻率的聲音能量，可以產生一個時間對振幅的圖形，其中，振福是沿著y軸而時間則是沿著x軸。在曲線底下具有最大面積的共振頻率是主要震動共振頻率。一般來說，第一震動共振頻率就是主要震動共振頻率。較佳地，第一震動共振頻率是介於大約2000Hz與大約7500Hz之間，較佳的是介於大約2500Hz與大約6000Hz之間，而且，最好的是介於大約3000Hz與大約5000Hz之間。在一些情形中，主要共振頻率可以是第二、第三、第四或第五震動共振頻率。
球桿頭2000的總質量可以介於大約150g與大約250g之間。較佳地，輕量元件2100包含有球桿頭2000的總質量之至少大約20%，更好的是球桿頭2000的總質量之至少大約30%，而且，最好的是球桿頭2000的總質量之至少大約40%。
參考圖21，依據本發明一或更多型態的高爾夫球桿頭可以包括一個具有桿面部106的球桿頭元件2200及一支撐殼體2010a。支撐殼體2010a可以包含有一頂部開口2210與一底部開口2220的至少之一。在一範例中，在不同結構 中的輕量元件(圖20)可以被結合至支撐殼體2010a。
為了分別測量出球桿頭元件2200繞著z軸的慣性力矩Izz 以及繞著y軸的慣性力矩Iyy (亦即，第二跟部-尖部MOI及第二高低MOI)，可以使用上述的一般方法。較佳地，球桿頭元件2200的第二跟部-尖部與高-低慣性力矩是介於整個球桿頭的對應主要慣性力矩之大約85%與大約99%之間，更好的是介於整個球桿頭的對應主要慣性力矩之大約88%與大約97%之間，而且，最好的是介於整個球桿頭的對應主要慣性力矩之大約90%與大約95%之間。
如圖22A與圖22B所示，球桿頭元件2200的重心CG’之位置可以被描述如下：
(1)參考圖22A，重心CG’的位置可以被放置成距一虛擬垂直平面126’一第一水平距離124’。此平面126’被定向成實質上平行於打擊表面111且包含有桿頸中心122。此距離124’是從平面126’到重心CG’的最短水平距離。
(2)參考圖22A，重心CG’的位置可以被放置成距一虛擬垂直平面130’一第二水平距離128’。此平面130’被定向成實質上垂直於打擊表面111且包含有桿頸中心122。此距離128’是從平面130’到重心CG’的最短水平距離。
(3)參考圖22B，重心CG’的位置可以被放置成距接地面108一垂直距離132’，此距離132’是從接地面108到重心CG’的最短垂直距離。
再次參考圖22A與圖22B，第一水平距離124’、第二水平距離128’以及第一垂直距離132’可以分別介於第一水 平距離124(圖3A)、第二水平距離128(圖3A)以及第一垂直距離132(圖3B)的大約85%與大約99%之間。較佳地，第一水平距離124’、第二水平距離128’以及第一垂直距離132’可以分別介於第一水平距離124(圖3A)、第二水平距離128(圖3A)以及第一垂直距離132(圖3B)的大約88%與大約97%之間。最好的是，第一水平距離124’、第二水平距離128’以及第一垂直距離132’可以分別介於第一水平距離124(圖3A)、第二水平距離128(圖3A)以及第一垂直距離132(圖3B)的大約90%與大約95%之間。
在上述的說明中，已藉由參考一些特定的範例性具體實施例而說明本發明。然而，顯然在不背離本發明申請專利範圍所界定之精神與範圍的前提下，仍可以產生出許多不同的修改與變化。因此，說明書的內容及圖式應該被認為是解釋之用而非用以限制本發明。
100‧‧‧桿頸
101‧‧‧球桿頭
102‧‧‧桿頸中心線
103‧‧‧尖部
104‧‧‧虛擬垂直平面
105‧‧‧跟部
106‧‧‧桿面部
107‧‧‧頂部邊緣
108‧‧‧接地面
109‧‧‧桿底部
111‧‧‧打擊表面
112‧‧‧桿面中心
113‧‧‧虛擬水平平面
114‧‧‧虛擬垂直平面
117‧‧‧測量儀器
118a‧‧‧接合器
118b‧‧‧接合器
120‧‧‧夾板
121‧‧‧第一側邊
122‧‧‧桿頸中心
123‧‧‧第二側邊
124‧‧‧第一水平距離
124’‧‧‧第一水平距離
125‧‧‧安裝銷
126‧‧‧虛擬垂直平面
126’‧‧‧虛擬垂直平面
127‧‧‧安裝銷
128‧‧‧第二水平距離
128’‧‧‧第二水平距離
129‧‧‧虛擬平面表面
130‧‧‧虛擬垂直平面
130’‧‧‧虛擬垂直平面
132‧‧‧垂直距離
132’‧‧‧垂直距離
134‧‧‧甜蜜點
136‧‧‧虛擬直線
138‧‧‧中心頂點
139‧‧‧桿底部
140‧‧‧虛擬垂直平面
141‧‧‧桿底部
142‧‧‧轉折長度
142a‧‧‧對應轉折長度
143‧‧‧球桿頭
144‧‧‧垂直距離
145‧‧‧周圍邊緣
146‧‧‧虛擬垂直線
148‧‧‧後部
151‧‧‧突出點
153‧‧‧球桿頭
154‧‧‧桿面高度
156‧‧‧第一水平平面
160‧‧‧最高點
164‧‧‧桿面高度
166‧‧‧點
168‧‧‧點
170‧‧‧虛擬水平平面
172‧‧‧鉸接點
176‧‧‧跟部
178‧‧‧非拱形接合點
180‧‧‧虛擬接合點
182‧‧‧整體長度
184‧‧‧尖部
185‧‧‧第一虛擬垂直平面
186‧‧‧第二虛擬垂直平面
190‧‧‧整體寬度
192‧‧‧第一虛擬垂直平面
194‧‧‧第二虛擬垂直平面
196‧‧‧突出點
198‧‧‧突出點
1000‧‧‧本體部位
1000a‧‧‧本體部位
1015‧‧‧凹面
1020‧‧‧中間部
1030‧‧‧上蓋
1025‧‧‧周圍裝附區
1040‧‧‧下蓋
1045a‧‧‧支撐壁架
1045b‧‧‧支撐壁架
1050‧‧‧杯狀部
1060‧‧‧打擊板
1075‧‧‧環狀部
1080‧‧‧焊接點
1090‧‧‧第二焊接點
2000‧‧‧球桿頭
2010‧‧‧支撐殼體
2010a‧‧‧支撐殼體
2030‧‧‧上元件
2040‧‧‧下元件
2050‧‧‧頂部
2060‧‧‧底部
2070‧‧‧連接構件
2100‧‧‧輕量元件
2200‧‧‧球桿頭元件
2210‧‧‧頂部開口
2220‧‧‧底部開口
CG‧‧‧重心
CG’‧‧‧重心
P1 、P2 …Pn ‧‧‧參考路徑
F1 、F2 …Fn ‧‧‧垂直距離
α‧‧‧桿頭底角
θ‧‧‧角度
圖1係依據本發明一或更多型態的範例性高爾夫球桿之俯視圖。
圖1A是圖1的高爾夫球桿頭之前視圖。
圖1B是圖1的高爾夫球桿頭之前立體圖。
圖1C顯示用於設置高爾夫球桿頭之桿面中心之模板。
圖2A是圖1的高爾夫球桿頭之前視圖，係被定位於一個測量跟部-尖部MOI用的慣性力矩測量儀器上。
圖2B是圖1的高爾夫球桿頭之前視圖，係被定位於一 個測量高低MOI用的慣性力矩測量儀器上。
圖2C圖是一夾板的立體圖。
圖3是圖1的高爾夫球桿頭之前視圖。
圖3A是圖1的高爾夫球桿頭之俯視圖。
圖3B是圖1的高爾夫球桿頭之跟部側視圖。
圖4是圖1的高爾夫球桿頭之跟部側視圖。
圖4A是圖1的高爾夫球桿頭之跟部側視圖。
圖5是圖1的高爾夫球桿頭之前視圖。
圖6是圖1的高爾夫球桿頭之前視圖。
圖7是圖1的高爾夫球桿頭之前視圖。
圖8是圖1的高爾夫球桿頭之俯視圖。
圖9是圖1的高爾夫球桿頭之前視圖。
圖10是圖1的高爾夫球桿頭之剖面圖。
圖10A是在習知球桿頭上所放置的依據本發明一或多個型態的高爾夫球桿之剖面圖。
圖11A是圖1的高爾夫球桿頭之俯視圖。
圖11B是依據本發明一或多個型態的高爾夫球桿之剖面圖。
圖11C是圖11B的高爾夫球桿頭之後視立體圖。
圖12A至圖12F顯示依據本發明一或多個型態的複數非拱形接合點。
圖13A是圖11B的高爾夫球桿頭之剖面圖。
圖13B是依據本發明一或多個型態的高爾夫球桿頭之剖面圖。
圖13C是顯示非拱形接合點的一範例。
圖13D圖是圖13B的高爾夫球桿頭之剖面圖。
圖14是依據本發明一或多個型態的高爾夫球桿頭之分解圖。
圖15是圖14的桿面部之分解圖。
圖16A是圖14的高爾夫球桿頭之尖部側正視圖。
圖16B是圖14的高爾夫球桿頭之跟部側正視圖。
圖17是圖14的高爾夫球桿頭之分解圖。
圖18A是圖14的高爾夫球桿頭之局部分解圖。
圖18B是圖14的高爾夫球桿頭之局部分解圖。
圖19A是依據本發明一或多個型態的高爾夫球桿頭之分解圖。
圖19B是圖19A的高爾夫球桿頭之俯視圖。
圖19C是圖19A的高爾夫球桿頭之仰視圖。
圖19D是依據本發明一或多個具體實施例的高爾夫球桿頭之俯視圖。
圖19E是圖19D的高爾夫球桿頭之仰視圖。
圖20是依據本發明一或多個型態的輕量元件之示意圖。
圖21是依據本發明一或多個型態的球桿頭元件之示意圖。
圖22A是圖21的球桿頭元件之俯視圖。
圖22B是圖21的球桿頭元件之跟部側平面圖。
100‧‧‧桿頸
101‧‧‧球桿頭
103‧‧‧尖部
104‧‧‧虛擬垂直平面
105‧‧‧跟部
106‧‧‧桿面部
107‧‧‧頂部邊緣
108‧‧‧接地面
111‧‧‧打擊表面
112‧‧‧桿面中心

Claims (42)

  1. 一種高爾夫球桿頭，包含有：一個介於150g與250g之間的總質量；至少一非金屬部，其包含有介於8至30%的該總質量；一個介於96mm與140mm之間的轉折長度(break length)，該轉折長度(break length)係從接地面在一介於5mm與10mm之間的垂直距離處進行測量；以及一個介於300至480cm3 的體積。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，更包含有一打擊表面，其包括一甜蜜點及一桿面中心，該甜蜜點係實質上與該桿面中心一致。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，其中，該至少一非金屬部包含有一聚合材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，其中，該至少一非金屬部包含有一複合材料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，其中，該轉折長度(break length)是介於100mm與140mm之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，更包含有複數條參考路徑，該等參考路徑的至少之一包含至少兩個鉸接點。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，更包含有複數條參考路徑，該等參考路徑的至少之一包含有一個介於20mm與45mm之間的平均高度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之高爾夫球桿頭，其中， 該平均高度係介於36mm與41mm之間。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之高爾夫球桿頭，其中，該平均高度係介於37mm與40mm之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之高爾夫球桿頭，更包含有介於2500至3000g.cm2 的主要高-低慣性力矩。
  11. 一種高爾夫球桿頭，包含有：一個介於150g與250g之間的總質量；一主要跟部-尖部慣性力矩；一個含有一連接構件的輕量元件，該輕量元件包含有介於8至30%的該總質量；一個被耦合到該輕量元件的球桿頭元件，該球桿頭元件包含有一第二跟部-尖部慣性力矩，該第二跟部-尖部慣性力矩係介於該主要跟部-尖部慣性力矩的85%與99%之間；以及一個介於300至480cm3 的體積。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之高爾夫球桿頭，其中，該第二跟部-尖部慣性力矩係介於該主要跟部-尖部慣性力矩的88%與97%之間。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之高爾夫球桿頭，其中，該第二跟部-尖部慣性力矩係介於該主要跟部-尖部慣性力矩的90%與95%之間。
  14. 如申請專利範圍第11項所述之高爾夫球桿頭，其中，該球桿頭元件更包括一打擊表面，該打擊表面具有一甜蜜點及一桿面中心，該甜蜜點係實質上與該桿面中心一 致。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之高爾夫球桿頭，更包含有：一主要高-低慣性力矩；以及一個第二高-低慣性力矩係介於該主要高-低慣性力矩的85%與99%之間。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之高爾夫球桿頭，其中，該第二高-低慣性力矩係介於該主要高-低慣性力矩的88%與97%之間。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之高爾夫球桿頭，其中，該第二高-低慣性力矩係介於該主要高-低慣性力矩的90%與95%之間。
  18. 如申請專利範圍第11項所述之高爾夫球桿頭，該高爾夫球桿頭另外包含有一個介於96mm與140mm之間的轉折長度(break length)，係從接地面在一個介於5mm與10mm之間的垂直距離處進行測量。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之高爾夫球桿頭，其中，該轉折長度(break length)是介於100mm與140mm之間。
  20. 如申請專利範圍第11項所述之高爾夫球桿頭，更包含有複數條參考路徑，該等參考路徑的至少之一包含有一個介於20mm與45mm之間的平均高度。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之高爾夫球桿頭，其中，該平均高度係介於36mm與41mm之間。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之高爾夫球桿頭，其 中，該平均高度係介於37mm與40mm之間。
  23. 如申請專利範圍第11項所述之高爾夫球桿頭，更包含有複數條參考路徑，該等參考路徑的至少之一包含至少兩個鉸接點。
  24. 一種高爾夫球桿頭，包含有：一打擊表面；一個介於150g與250g之間的總質量；至少一非金屬部，其含有介於8至30%的總質量；複數條參考路徑，該等參考路徑的至少之一包含有一個介於20mm與45mm之間的平均高度；以及一個介於300至480cm3 的體積。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之高爾夫球桿頭，其中，該打擊表面包括一甜蜜點及一桿面中心，該甜蜜點係實質上與該桿面中心一致。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之高爾夫球桿頭，更包含有一個介於2000Hz與7500Hz之間的第一震動共振頻率，以及一第二、一第三、一第四和一第五震動共振頻率。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之高爾夫球桿頭，更包含有一主要共振頻率，該主要共振頻率係為該第一、該第二、該第三、該第四或該第五震動共振頻率的其中之一。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之高爾夫球桿頭，其中，該第一震動共振頻率是介於2500Hz與6000Hz之間。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之高爾夫球桿頭，更包含有一主要共振頻率，該主要共振頻率係為該第一、該第 二、該第三、該第四或該第五震動共振頻率的其中之一。
  30. 如申請專利範圍第28項所述之高爾夫球桿頭，其中，該第一震動共振頻率是介於3000Hz與5000Hz之間。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之高爾夫球桿頭，更包含有一主要共振頻率，該主要共振頻率係為該第一、該第二、該第三、該第四或該第五震動共振頻率的其中之一。
  32. 如申請專利範圍第24項所述之高爾夫球桿頭，更包含有介於2500至3000g.cm2 的主要高-低慣性力矩。
  33. 如申請專利範圍第24項所述之高爾夫球桿頭，更包含有介於3500至4000g.cm2 的主要跟部-尖部慣性力矩。
  34. 如申請專利範圍第24項所述之高爾夫球桿頭，更包含有複數條參考路徑，該等參考路徑的至少之一包含有至少兩個鉸接點。
  35. 如申請專利範圍第24項所述之高爾夫球桿頭，其中，該平均高度係介於36mm與41mm之間。
  36. 一種高爾夫球桿頭，包含有：一打擊表面；一個介於150g與250g之間的總質量；至少一非金屬部，其含有介於8%至30%的該總質量；複數條參考路徑，該等複數參考路徑的至少之一包含有至少兩個鉸接點；以及一個介於300至480cm3 的體積。
  37. 如申請專利範圍第36項所述之高爾夫球桿頭，其中，該打擊表面包括一甜蜜點及一桿面中心，該甜蜜點係 實質上與該桿面中心一致。
  38. 如申請專利範圍第36項所述之高爾夫球桿頭，更包含有一個介於2000Hz與7500Hz之間的第一震動共振頻率。
  39. 如申請專利範圍第38項所述之高爾夫球桿頭，其中，該第一震動共振頻率是介於2500Hz與6000Hz之間。
  40. 如申請專利範圍第39項所述之高爾夫球桿頭，其中，該第一震動共振頻率是介於3000Hz與5000Hz之間。
  41. 如申請專利範圍第36項所述之高爾夫球桿頭，更包含有一介於2500至3000g.cm2 的主要高-低慣性力矩。
  42. 如申請專利範圍第41項所述之高爾夫球桿頭，更包含有一介於3500至4500g.cm2 的主要跟部-尖部慣性力矩。
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