本發(fā)明總體上涉及一種改進(jìn)的高爾夫球桿頭，其中高爾夫球桿頭的一部分由多層輕質(zhì)材料制成。在高爾夫球桿頭的不同部分使用這種輕質(zhì)材料使得能夠產(chǎn)生更多任意支配質(zhì)量，其可以用于通過控制高爾夫球桿頭的重心和慣性矩來進(jìn)一步改進(jìn)高爾夫球桿的性能。

背景技術(shù)：

在工業(yè)領(lǐng)域中通常理解的是，高爾夫球桿頭的性能在很大程度上取決于高爾夫球桿頭的重心(CG)位置和慣性矩(MOI)。為了調(diào)整高爾夫球桿頭的CG和MOI，高爾夫球桿設(shè)計者通常策略性地將質(zhì)量放置在高爾夫球桿頭內(nèi)的特定位置以實現(xiàn)期望的CG和MOI。根據(jù)上述設(shè)計目標(biāo)，高爾夫球桿設(shè)計者經(jīng)常努力減少高爾夫球桿的各個部分的不必要質(zhì)量，以便有策略地將其放置在更期望的部分。這個過程對于高爾夫球桿的設(shè)計非常重要；高爾夫球桿設(shè)計行業(yè)甚至有描述此類節(jié)省質(zhì)量的特定術(shù)語，將其稱為“任意支配質(zhì)量”。

美國專利US No.6,152,833(授予Werner等人)示出了試圖通過創(chuàng)建由中空殼體結(jié)構(gòu)支撐在其后部的輕質(zhì)低密度的擊打面來創(chuàng)建更多任意支配質(zhì)量的較早實例之一。

美國專利US No.6,860,824(授予Evans)示出了高爾夫球桿設(shè)計者嘗試創(chuàng)造更多任意支配質(zhì)量的另一實例。在美國專利US No.6,860,824中，設(shè)想高爾夫球桿頭具有主體部分，該主體部分優(yōu)選地由輕質(zhì)非金屬材料構(gòu)成，以幫助減少高爾夫球桿頭的主體部分的質(zhì)量。

美國專利US No.5,624,331(授予Lo等人)示出了通過形成具有金屬殼體的復(fù)合金屬木質(zhì)型的高爾夫球桿頭來增加任意支配質(zhì)量的另一個實例，在其冠部具有至少兩個開口，其中設(shè)置有復(fù)合蓋。

最后，美國專利US No.7,361,100(授予Morales等人)示出了利用現(xiàn)代材料增加高爾夫球桿內(nèi)的任意支配質(zhì)量的一個現(xiàn)代的實例。更具體地，美國專利US No.7,361,100公開了一種高爾夫球桿頭，其形成有冠部，冠部上有孔，該孔具有弧形后邊緣和基本上平行于擊打面的前邊緣，其中通過肋在孔中形成開口，所述開口中填充有諸如碳纖維環(huán)氧樹脂的有機(jī)復(fù)合材料。

應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管所有上述提及的現(xiàn)有技術(shù)都能夠減少高爾夫球桿頭的各個部分的不必要質(zhì)量，但是它們未能解決與使用輕質(zhì)材料(例如石墨復(fù)合材料)相關(guān)聯(lián)的附帶缺點。當(dāng)使用輕質(zhì)材料替換高爾夫球桿的各個部分的金屬材料時，高爾夫球桿的聲音和手感會顯著劣化，導(dǎo)致不期望的高爾夫球桿。因此，從上文可以看出，雖然現(xiàn)有技術(shù)能夠通過使用輕質(zhì)材料產(chǎn)生任意支配質(zhì)量，但是它們不能在這樣做的同時使高爾夫球桿所不期望的聲音和手感最小化。

發(fā)明概述

本發(fā)明的一個方面是一種高爾夫球桿頭，其包括位于所述高爾夫球桿頭的前部的擊打面部分，和連接到所述擊打面部分的后部的主體部分，該主體部分還包括冠部和底部。所述高爾夫球桿頭至少冠部和底部之一還包括基層和輕質(zhì)覆蓋層，其中基層還包括多個切口，且輕質(zhì)覆蓋層具有大于約15％至約60％的內(nèi)部暴露百分比。

在本發(fā)明的另一方面，一種高爾夫球桿頭，其包括位于所述高爾夫球桿頭的前部的擊打面部分，和連接到所述擊打面部分的后部的主體部分，該主體部分還包括冠部和底部。所述高爾夫球桿頭至少冠部和底部之一還包括基層和輕質(zhì)覆蓋層，其中基層還包括多個切口，并且輕質(zhì)覆蓋層具有大于約15％至約60％的內(nèi)部暴露百分比，并且所述基層具有小于約0.50mm的最大厚度，并且所述輕質(zhì)覆蓋層具有小于約0.30mm的最大厚度。

參考以下附圖、說明和權(quán)利要求書將更好地理解本發(fā)明的這些特征、方面和優(yōu)點。

附圖說明

根據(jù)如附圖所示的對本發(fā)明的如下說明，本發(fā)明的前述及其它特征和優(yōu)點將變得明顯。所述附圖并入本文并形成說明書的一部分，進(jìn)一步用于解釋本發(fā)明的原理，并使相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施方式的高爾夫球桿頭的立體圖；

圖2示出如圖1所示的本發(fā)明的實施方式的高爾夫球桿頭的分解立體圖；

圖3示出如圖1所示的高爾夫球桿頭的橫截面圖，沿向前和向后方向取自高爾夫球桿頭的中部；

圖4示出如圖3中所示的圓形區(qū)域A標(biāo)識的高爾夫球桿頭的一部分的橫截面圖的放大圖；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的替代實施方式的高爾夫球桿頭的立體圖；

圖6示出如圖5所示的本發(fā)明的替代實施方式的高爾夫球桿頭的分解立體圖。

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一替代實施例的高爾夫球桿頭的立體圖；

圖8示出如圖7所示的本發(fā)明的另一替代實施方式的高爾夫球桿頭的分解立體圖；

圖9示出根據(jù)本發(fā)明的又一替代實施例的高爾夫球桿頭的立體圖；

圖10示出根據(jù)本發(fā)明的再一替代實施例的高爾夫球桿頭的立體圖。

具體實施方式

下文的詳細(xì)說明描述了實現(xiàn)本發(fā)明的當(dāng)前想到的最佳方式。所述說明不應(yīng)被視為限制性的，而是僅以說明本發(fā)明的一般原理為目的，因為本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書作了最好的限定。

下文描述了各個發(fā)明特征，并且每個發(fā)明特征可以彼此獨立地使用或與其它特征組合使用。然而，任何單個發(fā)明特征可能不能解決任意或全部上述問題，或者可能僅解決上述問題之一。此外，上述的一個或多個問題可能不能由下文描述的任何特征完全解決。

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的高爾夫球桿頭100的立體圖。圖1所示的高爾夫球桿頭100通常可以具有連接到所述高爾夫球桿頭100的前部的擊打面102和連接到擊打面102后部的主體部分。主體部分通常還可以包括位于高爾夫球桿頭100的頂部附近的冠部104和位于高爾夫球桿頭100的底部附近的底部106。最后也是最重要的是，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的高爾夫球桿頭100的冠部104還可以包括具有不同材料的多個層。換而言之，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的高爾夫球桿頭100可以具有多材質(zhì)的冠部。

為了提供根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式的高爾夫球桿頭100的各部件能夠更清楚的圖示說明給出了圖2，圖2示出高爾夫球桿頭200的分解立體圖，其示出多材質(zhì)的冠部204可進(jìn)一步包括基層210和輕質(zhì)覆蓋層212。

基層210通常可以由密度為約4.0g/cm³至約4.7g/cm³，更優(yōu)選密度為約4.1g/cm³至約4.6g/cm³，最優(yōu)選密度為約4.4g/cm³的鈦型材料構(gòu)成。所述鈦基層210不僅有助于為高爾夫球桿頭200的冠部204提供結(jié)構(gòu)剛性，而且還可以通過在整個區(qū)域中引入多個切口208而有助于產(chǎn)生任意支配質(zhì)量。在本發(fā)明的該示例性實施方式中示出的多個切口208通常可以是橢圓形或圓形的，以便在保持基層210的結(jié)構(gòu)完整性的同時提供最多的質(zhì)量節(jié)約。然而，應(yīng)當(dāng)注意的是，盡管橢圓形或圓形切口208是優(yōu)選的，但在不偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容的情況下，可以使用許多其它類型的幾何形狀的切口208以從基層210去掉材料。

當(dāng)從材料切出孔時，通常理解的是材料的結(jié)構(gòu)剛性可能受損。因此，為了解決由于多個切口208造成的冠部204中結(jié)構(gòu)剛性的潛在劣化，本發(fā)明可以利用不同技術(shù)的組合。首先，本發(fā)明試圖通過使用強度更高的鈦材料用于基層210來恢復(fù)一些損失的結(jié)構(gòu)剛性。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式中，使用ATI 425鈦材料；然而，在不偏離本發(fā)明范圍和內(nèi)容的情況下，可以使用許多其它高強度材料，例如SP 700鈦、KS 120鈦、KS100鈦、鈦8-1-1-，只要其能夠提供增加的強度性能。除了將高強度鈦材料用于基層210之外，本發(fā)明還使用輕質(zhì)的覆蓋層212。

圖2中所示的輕質(zhì)覆蓋層212通常可以是輕質(zhì)材料，其密度低于基層210、底部206和擊打面202的密度。在一個示例性實施方式中，輕質(zhì)材料層210可以使用密度為約2.7g/cm³的鋁材料、密度為約1.738g/cm³的鎂材料、密度為約1.50g/cm³的復(fù)合型材料，或者密度比第一材料的密度更低的任何其它材料構(gòu)造，均不偏離本發(fā)明。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，用于產(chǎn)生輕質(zhì)覆蓋層212的材料通常可以是具有非常低的纖維面積質(zhì)量的復(fù)合材料。關(guān)于高爾夫球桿頭中具有低纖維面積質(zhì)量的復(fù)合材料的更多信息可以在Deshmukh的美國專利申請US 14/834,654中找到，其中公開的內(nèi)容通過引用整體納入本文。

基層210和輕質(zhì)覆蓋層212的組合允許高爾夫球桿頭200實現(xiàn)最大量的任意支配質(zhì)量，同時保持冠部204部分中的結(jié)構(gòu)剛度，以能夠承受高爾夫球桿200和高爾夫球之間的高沖擊應(yīng)力。從冠部204部分節(jié)省的任意支配質(zhì)量的量則可以容易地應(yīng)用于高爾夫球桿頭200內(nèi)的更具策略性的位置。

在圖2中還可以看到這種任意支配質(zhì)量的更具策略性的位置的一個示例性位置，其為質(zhì)量構(gòu)件220的形式。在本發(fā)明的當(dāng)前示例性實施方式中，任意支配質(zhì)量可以向高爾夫球桿頭200的后底部集中，而質(zhì)量構(gòu)件220可以位于高爾夫球桿頭200內(nèi)的替代位置，而不偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容。本發(fā)明的當(dāng)前示例性實施方式中，位于質(zhì)量構(gòu)件中的附加質(zhì)量的量通常可以大于約5克，更優(yōu)選大于約7克，最優(yōu)選大于約9克，而不偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容。

為了說明各部件在組裝設(shè)置中如何彼此相互作用，附圖3示出高爾夫球桿頭300的橫截面圖。橫截面區(qū)域沿著高爾夫球桿頭的中心在前后方向選取，穿過擊打面的中心。在橫截面圖中，我們可以看到高爾夫球桿頭300仍然具有擊打面302、冠部304和底部306。如之前在圖2所示的分解圖中所示，冠部304可以進(jìn)一步包括基層310和輕質(zhì)覆蓋層312。首先可以看出，冠部304厚度非常小，使得高爾夫球桿頭300能夠?qū)崿F(xiàn)所需的任意支配質(zhì)量。假設(shè)冠部304的整個厚度很薄，可以容易地推斷出輕質(zhì)覆蓋層312甚至可能更薄。為了示出冠部304與基層310以及輕質(zhì)覆蓋層312一起的厚度，提供圖4，其是圖3中所示的圓形區(qū)域A的橫截面的放大圖。

附圖的圖4示出如圖3所示的圓形區(qū)域A所示的高爾夫球桿頭300的冠部304的一部分的橫截面的放大圖。首先，應(yīng)指出的是，圖4中所示的基層410通常可以通過焊接工藝，在焊接接頭416附近連接到高爾夫球桿頭的冠部的前端。由于基層410和冠部前端都由鈦型材料制成，它們焊接在一起通常沒有任何問題。可以看出，在焊接接頭416正后面，基層410可以具有臺階418，以允許輕質(zhì)覆蓋層412被放置在基層410上方。在本發(fā)明的一個示例性實施方式中，輕質(zhì)覆蓋層412可以通過使用粘合型材料連接到基層410。然而，應(yīng)指出的是，如果使用復(fù)合材料，則輕質(zhì)覆蓋層412可以直接模壓在基層410上，而不偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容。在本發(fā)明的當(dāng)前示例性實施方式中，基層410通常可以具有小于約0.50mm，更優(yōu)選地小于約0.40mm，并且最優(yōu)選地小于約0.35mm的厚度d1，所有這些都不偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容。本發(fā)明的當(dāng)前示例性實施方式中示出的輕質(zhì)覆蓋層412，由于其可以由輕質(zhì)復(fù)合型材料制成，其通常可以具有小于約0.30mm，更優(yōu)選地小于約0.25mm，最優(yōu)選地小于約0.20mm的厚度d2。

在此值得注意的是，盡管上文討論的焦點在于不同層的質(zhì)量、厚度和密度，以減少不必要的質(zhì)量并產(chǎn)生任意支配質(zhì)量，但本發(fā)明的關(guān)鍵是基于在不犧牲高爾夫球桿頭的所有重要的聲音和手感的情況下，實現(xiàn)質(zhì)量節(jié)省的能力。基于上文的討論，可以清楚地看出，與使用標(biāo)準(zhǔn)鈦型材料相比，用于輕質(zhì)覆蓋層的材料由于具有較低密度的特性，使用時可有助于減少高爾夫球桿的質(zhì)量。然而，本發(fā)明認(rèn)識到，當(dāng)使用輕質(zhì)材料來替代傳統(tǒng)的鈦型材料時，高爾夫球桿頭的聲音和手感受損。當(dāng)使用輕質(zhì)材料時高爾夫球桿的聲音和手感出現(xiàn)劣化是由于在與高爾夫球撞擊期間發(fā)生的聲音振動將隨材料而有所不同。

本發(fā)明不僅認(rèn)識到聲音劣化的可能性，而且通過尋找實現(xiàn)的質(zhì)量節(jié)省的量與保持高爾夫球桿頭的聲音和手感之間的適當(dāng)平衡來解決這個問題。為了實現(xiàn)這種協(xié)調(diào)的平衡，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，通過關(guān)注由基層410的切口408從內(nèi)部暴露的輕質(zhì)覆蓋層412的量，將有助于在保持高爾夫球桿頭的聲學(xué)特征和手感的同時獲得所需的任意支配質(zhì)量。通過切口408所暴露的輕質(zhì)覆蓋層412的量通常表示為輕質(zhì)覆蓋層412的總內(nèi)表面積的百分比，并且其對于本發(fā)明的適當(dāng)功能是極其關(guān)鍵的。更具體地，可以說在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，輕質(zhì)覆蓋層412的內(nèi)表面積的僅約15％至約60％，更優(yōu)選地約20％至約50％，最優(yōu)選地約25％至約45％，通過切口408從內(nèi)部暴露。暴露的內(nèi)表面積的范圍對于本發(fā)明的適當(dāng)功能是關(guān)鍵的，因為如果太多的輕質(zhì)覆蓋層412通過切口408從內(nèi)部暴露，高爾夫球桿的聲音和手感會受損。或者，如果輕質(zhì)覆蓋層412的內(nèi)表面積通過切口408暴露的太少，則節(jié)省的質(zhì)量不會顯著到足以實現(xiàn)任何質(zhì)量節(jié)省。

為了量化此非常重要的百分比，本發(fā)明創(chuàng)建了非常簡單的術(shù)語，稱為“內(nèi)部暴露百分比”，其被定義為通過切口408暴露的輕質(zhì)覆蓋層412的內(nèi)表面積除以輕質(zhì)覆蓋層412的總內(nèi)表面積。該“內(nèi)部暴露百分比”概括為以下公式(1)：

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的高爾夫球桿頭的輕質(zhì)覆蓋層412的內(nèi)部暴露百分比在約15％至約60％之間，更優(yōu)選在約20％至約50％之間，最優(yōu)選在約25％至約45％之間。

附圖的圖5示出根據(jù)本發(fā)明的替代實施方式的高爾夫球桿頭500的立體圖。在本發(fā)明的該實施方式中，基層510可以不限于高爾夫球桿頭500的冠部504，而是可以向高爾夫球桿頭500的底部506施加，而不偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容。為了提供高爾夫球桿頭500的各部件的更清楚的圖示說明，還提供了示出分解視圖的圖6。

附圖的圖6示出根據(jù)圖5所示的本發(fā)明的替代實施方式的高爾夫球桿頭600的分解立體圖。在本發(fā)明的這個分解圖中，可以看出，除了其在冠部604部分中的應(yīng)用之外，高爾夫球桿頭600的底部606部分也可以包含基層610。除了上述之外，圖6還示出輕質(zhì)覆蓋層612的形狀和尺寸，為了示出切口508，之前在圖5中移除了輕質(zhì)覆蓋層612。覆蓋層612無需基本上平面的，如圖2中最初所示，而是可以采取高爾夫球桿頭的外部形狀(類似皮膚)，這不會偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容。這里應(yīng)當(dāng)注意，盡管基層610覆蓋更多的高爾夫球桿頭，但仍保持輕質(zhì)覆蓋層612的內(nèi)部暴露百分比，以維持質(zhì)量節(jié)省與保持聲音和手感之間的完美平衡。

附圖的圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一替代實施方式的高爾夫球桿頭700的立體圖。更具體地，在本發(fā)明的這個替代實施方式中，基層710可以用在高爾夫球桿頭700的主體的趾部和跟部的部分，使得高爾夫球桿頭700的中心部分能夠產(chǎn)生橋接構(gòu)件730，而不偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容。如本發(fā)明的該示例性實施方式所示，橋接構(gòu)件730可大體上有助于在高爾夫球桿頭700內(nèi)產(chǎn)生更多的結(jié)構(gòu)剛度，從而允許基層710甚至在一些情況下更薄。

附圖的圖8示出如圖7所示的高爾夫球桿頭800的分解立體圖。所述分解立體圖不僅能夠更清楚地示出輕質(zhì)覆蓋層812，而且還示出位于高爾夫球桿頭800的后部的質(zhì)量構(gòu)件820。從該分解立體圖中可以看出，質(zhì)量構(gòu)件820沿著橋接構(gòu)件830定位，以允許質(zhì)量構(gòu)件820固定到高爾夫球桿頭800，而不需要附加的特征。最后，值得注意的是，即使在本發(fā)明的這個可替代實施方式中，高爾夫球桿頭也將具有相同百分比的通過前述的切口808從內(nèi)部暴露的輕質(zhì)覆蓋層812，以便保持質(zhì)量節(jié)省和保持聲音和手感之間的完美平衡。

附圖中的圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一替代實施方式的高爾夫球桿頭900的立體圖。在本發(fā)明的該替代實施方式中，高爾夫球桿頭900可以在整個主體部分上包括多個切口908以產(chǎn)生基層910。該高爾夫球桿頭900通常可以覆蓋有輕質(zhì)覆蓋層，如先前在現(xiàn)有實施方式中所述，但所述覆蓋層未在圖9中示出，以使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加清楚。

附圖的圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的另一替代實施方式的高爾夫球桿頭1000的立體圖。圖10示出稍有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中可以使用形狀不是圓形的切口1008來形成基層1010。事實上，在本發(fā)明的替代實施方式中，切口1008可以呈現(xiàn)為圓形、橢圓形、矩形或任何其他形狀的任何形狀，只要其具有如上文所討論的內(nèi)部暴露百分比，均不偏離本發(fā)明的范圍和內(nèi)容。

除了在操作的實施例中，或除非另有明確說明，否則所有數(shù)值范圍、量、值和百分比，諸如材料量、慣性矩、重心位置、頂部、出模角度、各種性能比，以及本說明書的前述部分中的其他值、量或范圍，可以被讀作以詞“約”開頭，即使術(shù)語“約”可能沒有明確出現(xiàn)在值、量或范圍中。因此，除非相反地指出，在上述說明書和所附權(quán)利要求中闡述的數(shù)值參數(shù)是近似值，其可以根據(jù)本發(fā)明所尋求獲得的期望性質(zhì)而變化。至少，不意圖限制等同原則應(yīng)用于權(quán)利要求的范圍，每個數(shù)值參數(shù)應(yīng)當(dāng)至少根據(jù)報出的有效數(shù)字的數(shù)量并通過采用通常的數(shù)值修約規(guī)則進(jìn)行解釋。

盡管闡述本發(fā)明的寬保護(hù)范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在具體實施例中闡述的數(shù)值盡可能精確地報告。然而，任何數(shù)值固有地包含必然由在它們各自的測試方法中發(fā)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差而導(dǎo)致的某些誤差。此外，當(dāng)在本文中闡述變化范圍的數(shù)值范圍時，預(yù)期可以使用這些值的任何組合，包括所列舉的值在內(nèi)。

當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，前述內(nèi)容涉及本發(fā)明的示例性實施方式，并且在不偏離如所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以進(jìn)行修改。