专利名称：选择平衡的高尔夫球杆头部及头部选择方法
技术领域：
本发明一般涉及高尔夫球杆头部的受控平衡，例如静态和/或动态平衡；更具体地说，它涉及提供高尔夫球杆头部如木杆金属头部的选择性局部整体结合加重，以控制或获得如在一套金属头部木杆的高尔夫球杆中一个头部或不同头部的所需平衡。本发明特别参考那种高尔夫球杆头部，其中在头部底壁中在中央脊部与头部的跟部和趾部之间设有浅坑，虽然本发明不限于该种构型的头部。
合适地平衡高尔夫球杆特别是高尔夫球杆头部，以满足具有不同站立姿势和/或挥动手臂或挥动杆柄击球特征的高尔夫球运动员的需要，就连接头部的选定的杆柄而言，是非常希望的重要目的。需要一种达到该目的的改进的高尔夫球杆头部构型，特别是需要一套高尔夫球杆中的球杆头部，其中不同号的头部被选择性地做成不同形状或特制，以满足高尔夫球运动员的需要。
本发明的主要目的是提供一种高尔夫球杆头部构型和多种头部选择构型，它们满足不同高尔夫球运动员的上述需要。
基本上，本发明结合在一种由金属壳体组成的改进的头部中，该金属壳体具有趾部和跟部、一个形成面向前方的击球面的前壁，以及顶壁和底壁，该底壁是金属的，该底壁具有至少一个厚度相对较大的局部区，该底壁的其余部分的厚度显著地小于该局部区的所述相对较大的厚度。这样一种增大厚度的局部区使头部重心按照其位置和运动员的优势而移动，这可以由球杆的试用来决定。
如将要看到的，底壁的主要部分和较厚的局部区通常由一件铸造件组成，因此不需要在底壁上分开地固定一个重块；同时，局部区的厚度通常至少为底壁主要面积部分厚度的大约两倍。该较厚局部区的面积大小可以从约1/4平方英寸变化到约1平方英寸。该局部区的厚度通常超过0.150英寸，而底壁其余部分的厚度小于0.060英寸。
该头部底壁可以具有一个向下凸出的中央脊部，而且该底壁形成两个浅坑，一个浅坑在该脊部和所述跟部之间，而另一浅坑在该脊部和所述趾部之间。该增大厚度的局部区而后通常与该脊部和/或两个浅坑之一相结合。在美国专利5,301,945和美国专利申请顺序号08/173,389中描述了这样一种带有一个脊部和多于一个的浅坑的头部底壁构型的例子，它们参考结合于此。在形成底部的脊部的壁部处或在形成一个浅坑的壁部处的增大厚度的局部区的位置具有另外的优点，就是这样的一个或多个壁部由此得到加强，从而抵抗由于底壁与硬的场地地面撞击或由于前壁以高速打击高尔夫球而产生的震动负荷。
如将会理解的，该增大壁厚度的局部区可以设置在除了底壁以外的一个或多个球杆头部的壁上；而且底壁不需要有提到的脊部和浅坑构型，而可以有其它构型，它可以是波浪形的，在这种情况下在波浪形处或其附近该较大厚度的局部区的设置可以在抵抗震动负荷时增强该波浪形壁。在任何情况下，该增大厚度的局部区会使头部重心位置相对于不存在局部区时的重心位置发生移动。
最后，如将会看到的，如上所述地在一套球杆中提供可以变化地选择性地局部加重的头部，使高尔夫球运动员能够在他的一套球杆中选择每根高尔夫球杆使其具有有差别地移动的重心，该重心位置使运动员一套球杆中的每根特定球杆最适合于他的挥杆击球和站立姿势的特点。这样一套球杆可以包括下述各项中的两项或更多项，其中包括局部选择性加厚的壁部区a)一根金属头部木杆，具有与竖直方向倾斜约9°的前表面，b)一根金属头部木杆，具有与竖直方向倾斜约11°的前表面，c)一根2号金属头部木杆，d)一根4号金属头部木杆，e)一根5号金属头部木杆。
本发明的又一个目的是提供一种改进的高尔夫球杆头部及其形成方法，包括提到的构造、操作方式及结果的改进。
从下述说明和附图可以更充分地理解本发明的上述和其它目的和优点以及例示实施例的细节，附图中
图1是一种可以结合本发明的公知高尔夫球杆头部的前立视图2是图1头部的底部平面图；图3是图1头部的趾部立视图；图4是图1头部的跟部立视图；图5是沿图2中5-5线截取的截面立视图，表示根据本发明的在底壁脊部处一个增大壁厚度的局部区；图6是沿图2中6-6线截取的截面立视图；图7是沿图5中7-7线截取的截面立视图；图8是沿图5中8-8线截取的截面立视图；图9是表示图1球杆头部的底、后端和跟端的透视图；图10是表示一种公知的高尔夫球杆击球头部的顶区、前区和趾区的透视图，该头部具有9°的前表面倾斜并可以将本发明结合于其中；图11是图10头部的顶视平面图；图12是图10头部的前表面立视图；图13是图10头部的底视平面图；图14是图10头部的趾端立视图；图15是图10头部的跟端立视图；图16是图10头部的后立视图；图17是与图5中所示的完全截面图对应的局部截面图，表示在木杆金属头部的底壁脊部中心处安置的增大厚度的局部区；图17a是沿图17中17a-17a线截取的从前部至后部的局部截面图；图18和19是类似于图17的视图，但分别表示向前和向后移动的增大厚度的局部区；图20是类似于图17的视图，但表示沿侧向移动的增大厚度的局部区，该局部区至少部分安置在形成一个凹形浅坑(向着趾部)的底壁部分上；图21是类似于图17的截面图，沿图20的21-21线截取；图22和23是类似于图21的视图，但分别表示向前和向后移动的增大厚度的局部区；图24是类似于图20的视图，但表示进一步沿侧向朝向趾部移动的增大厚度的局部区，该局部区整个安置在形成所述一个凹形浅坑的底壁部分上；
图25是类似于图21的截面图，沿图24的25-25线截取；图26和27是类似于图25的截面图，但分别表示向前和向后移动的增大厚度的局部区；图28是类似于图17的视图，但表示沿侧向移动的增大厚度的局部区，该局部区至少部分安置在形成另一个凹形浅坑(向着跟部)的底壁部分上；图29是类似于图17a的截面图，沿图28的29-29的线截取；图30和31是类似于图29的视图，但分别表示向前和向后移动的增大厚度的局部区；图32是类似于图28的视图，但表示进一步沿侧向朝头部的跟部移动的增大厚度的局部区，该局部区整个安置在形成所述另一个凹形浅坑的底壁部分上；图33是沿图32的33-33线截取的截面图；图34和35是类似于图33的视图，但分别表示向前和向后移动的增大厚度的局部区；图36是类似于图6的视图，表示安置在头部后壁处的增大厚度的局部区；图37是类似于图6的视图，表示在头部的上壁处安置的增大厚度的局部区；图38放大截面图；图39(a)是通过高尔夫球杆头部前壁和通过底板截取的局部截面图，表示与前壁的后侧成紧密间隔关系的头部的选择性加重；图39(b)是沿图39(a)的39(b)-39(b)线截取的截面图；图40是底板的从右前方到左后方的项部透视图，体现图39(a)和39(b)中公开的那种类型的前部选择性加重；图41是沿图40的41-41线截取的从后到前的顶部透视图；图42是沿图40的42-42线截取的左侧立视图；图43是沿图42的43-43线截取的底视平面图。
现在参照图1-5，示出一个已知外部构型的高尔夫球杆10(见美国专利5,301,945)。本发明应用于该球杆的头部，如图5和图22-24中更清楚地表示的。球杆10包括一个固定在头部14上的杆柄12(仅示出其下部)。头部14属于“木”杆构型，虽然它是用金属制成的。
如图5-8中所示，头部包括一个中空的金属壳体16，并可用不锈钢制成；它可以用该技术中熟知的“失蜡”铸造法制造。壳体16可以例如由两件形成主要部分20和底板22，底板22沿周边焊接在主要部分20上。
壳体主要部分20具有顶面24、背面26和击球面28，后者与背面26对置。击球面28相对于竖直线成一定角度，它带有规定的“齿节”，后者取决于球杆类型和所需的击球力量。头部14的靠近杆柄12的端部通常称作“跟部”30，而与跟部30对置的端部被称为“趾部”32。如图2中所示，击球面28通常从跟部30弯曲到趾部32。
图5和6表示在头部内部的底板上结合一个重块300。确切地说，如图2中所见，重块300与沿前后延伸的向下凸出的脊部60的内侧相结合。该重块将在图22-24以及图25-42中详细叙述。
继续描述图5-9，如图所示，壳体16有一个跟部壁30a、一个在顶面24中具有上开孔38的空心管36，以及一个在头部底面中的下开口40。如果在头部内部中引入泡沫材料，它可以通过管36中的小孔42。接头片36承受杆柄12，两者适当地连接。唇形物43、球50和条纹44同样承受杆柄。头部顶面与水平面200成切向。杆柄12的下端52插在46处。
如图2中所见，底板上162和164处形成向下凹进的浅坑，位于脊部的对置两侧。浅坑162与脊部的一侧汇合并具有162a、162b、162c和162d表示的周边范围。浅坑164与脊部60的另一侧汇合并具有164a、164b、164c和164d表示的周边范围。注意浅坑中间表面的范围为162’和164’。浅坑深度在图7和8中用d1和d2表示。脊部60向前沿60a和60b发散，向后向着后斜面56发散。后者以线56a、58为边界，并交点于162a和164a。斜面角A示于图4。图2中同时示出重块300，沿脊部长度的中间安置。
如果需要，头部底壁可与头部的其余部分整体形成或浇铸，也即它不需要分开形成并随后焊接在由分开铸造的头部界定的边缘上。此种成形可以用金属或非金属材料通过铸造或模制工艺进行。
底壁和/或头部的其余部分可以用金属以外的材料制成。典型的金属材料包括钢、合金钢、钛和钛合金。
现在参照图10-16，示出的木杆金属头部200有一个前表面201，它与竖直线的斜角β(见图14)为9°，也就是该金属头木杆为发球球杆。
如果需要，头部200的内部结构可以与图1-9的头部结构相同，至于选择的重块如此处所述。
参照图13，头部200还具有下述特征i)碟形浅坑162’和164’相对于向前延伸的平分脊部60a’的竖直平面400位于基本上镜面成像的位置；ii)碟形浅坑最向后的部分162d’的会聚的向后终点与由表面或斜面56a限定的尖点210相交；而碟形浅坑最向后的部分164d’的会聚的向后终点与同样由斜面56a限定的尖点211相交。如图所示，这些尖点也由斜面与头部的圆形外底面213的相交线和斜面与脊部最后部分及最后发散部分的相交线限定。尖点210和211与头部前表面201基本上等距离，由此该斜面的中心位于浅坑的最后面部分162d’和164d’之间；iii)平面400也平分斜面，因此尖点210和211位于与平面基本上相等距离处；而平面400也与头部的最后部分213a相交。注意脊部60a是向前发散的。
注意内部重块的选择性位置，如本文所述，并如300处虚线所示。同时参看图5、17和17a。
在图5、17和17a中，在该芯部底板22中的头部铸造金属底壁有一个与脊部60结合的相对较大的金属厚度t1的局部区300，它是向下凸出的。底壁22的主要部分具有厚度t2，基本上小于该厚度t1。较厚的局部区300向着铸造金属头部的内部301向上凸出，形成一个平台，并示出具有横向宽部W1和纵向长度l1。厚度t1通常至少为厚度t2的大约2倍，t1通常大于0.150英寸，而底壁主要部分的厚度t2通常小于0.060英寸。在一个例子中，厚度如下0.150＜t1＜0.500英寸0.030＜t2＜0.050英寸注意局部区300提供选择性地设置的增大重块，使得它的位置影响头部的重心相对于头部的跟部和趾部、头部的顶部和底部以及头部的前表面和后壁的位置。局部区300可以在底壁的近似中心处；并与底壁或底板22整体铸造。
在图18中，用300’标示的局部区类似于局部区300，但是沿脊部的内部向前移动，从而使头部重心向前移动。在图19中该局部区用300”标示并类似于局部区，但沿脊部的内部向后移动，从而使头部重心向后移动。
在图20和21中该局部区310类似于局部区300，但向着头部的趾部移动；它至少部分地安置在脊部的趾部一侧处的浅坑壁部162’的上方，从而使重心向着趾部移动。在图22中局部区310’类似于局部区310并沿横向处于与310相同的位置，但它向前移动，而在图23中局部区310”向后移动。
在图24和25中，局部区320类似于局部区300，但进一步向着头部的趾部移动。它位于浅坑壁部162’上方，并使重心更向着趾部移动。在图26中该局部区320’类似于局部区320(并且位于与局部区320相同的横向移动位置)，但是它向前移动；而在图27中局部区320”向后移动，从而相应地使重心向后移动。
在图28和29中，局部区330类似于局部区300，但此处向着头部的跟部移动。它至少部分地位于脊部的跟部一侧处的浅坑壁部164’的上方，从而使重心向着跟部移动。在图30中局部区330’类似于局部区330，但是向前移动，而在图31中相应的局部区330”向后移动。
在图32和33中，局部区340类似于局部区330，但进一步向着头部的跟部移动。它被安置在第二壁部164’上方，并使重心更向着跟部移动。在图34中，局部区340’向前移动；而在图35中，相应的局部区340”向后移动，从而向后移动重心。
作为例子，适宜于X号(如一根2号高尔夫球木杆)的试用金属头部将具有如图17和18、20和21、24和25、28和29以及32和33中定位的选定的较厚的局部区，而一位高尔夫球运动员将试用这样的X号头部，以确定哪一个最适合于他的站立姿势和挥杆击球状态。如果他对最佳的横向移动重心选择图24和25的头部，那么他然后将对最佳的纵向移动重心试用图26和27的头部。他可能而后选择具有如图27中的局部重块的X号头部。对于他或她来说，这代表该组中最佳“平衡”的X号头部。
该高尔夫球运动员然后从相似的X-1号头部(也即例如1号高尔夫球木杆)的组重复这种选择，并对相似的X+1号头部(也即3号高尔夫球木杆)的组重复这种选择。然后对于一套中的一系列头部，该高尔夫球运动员可以选择哪一个配重的头部为最佳“平衡”或对他或她最适合，并购买或租用此种表示对他或她最平衡的一套头部作为“定做的”头部。如果高尔夫球运动员的站立姿势或挥杆击球状态或选用的球杆柄发生变化，那么可以重复该匹配方法，以达到最新的和对高尔夫球运动员平衡的(统计学上和动力学上)的不同的一套，由此该高尔夫球运动员的比赛得分可以随时间而显著提高。
更确切地说，选择一套高尔夫球杆的方法包括提供第一组具有同样前表面“倾斜”角度的高尔夫球杆(例如3号木杆)，但是该组头部中厚度增大的局部区具有不同的选定位置(例如如图17-33中)；然后在试用基础上对该第一组的那些不同头部进行挥杆击球；然后选定第一组中对该特定高尔夫球运动员具有明显最佳平衡的一根球杆。由此选定最好的3号木杆。其次，将提供前表面角度相同但不同于第一组的第二组高尔夫球杆(例如2号木杆)，但是第二组头部中第二厚度的局部区再一次具有不同的选定位置(例如如图17-33中)；然后在试用基础上对该第二组的那些不同头部进行挥杆击球；然后选定第二组中对该特定高尔夫球运动员具有明显最佳平衡的一根球杆。由此选定最好的2号木杆。可以对一整套中的所有木杆重复这一过程。
图36表示局部区400的另一种形成方式，为在木杆金属头部402的下后壁401中厚度增大；而图37表示木杆金属头部412的上壁411上局部区410的另一种形成方式。
图38表示提供一种减小厚度的局部区，也即头部的金属底壁601中的浅坑或凹陷600，而不是如上所述的向内厚度区。这样一种减小厚度的局部区可以替代图17-37中增大厚度的局部区。可以在该浅坑中填入适当的重量小的填充材料602，以增强该位置的壁。一个例子是环氧化物。
参照图39(a)和39(b)，头部700可以是图10-16中所示的类型，它具有形成击球面702的前壁701和底壁703。该底壁具有选定厚度的局部区704，在该情况下其特征在于，其厚度向着前壁701向前增大。可看到向上和向左(向前)倾斜的上表面704a。其余部分如底壁的703a和703b处具有不同于选定厚度的厚度。同样，注意前壁701和重块体704的前壁704b之间的间隙或余隙705。重块体704的形状使头部重心更靠近前壁701和它的下部，以增强击球效果。
注意在图39(b)中底壁703以浅的向上角度离开底脊706沿侧向对置地和向上地发散，底脊706如图13中那样向后延伸。注意重块体704沿侧向向着脊部竖直上方的区域704c增大厚度。底壁703也形成向下的凹形表面703d和704e，相应于图13中的浅坑162’和164’。
图40-43中的底板800体现图39(a)和39(b)中提到的特点，并且相应的元件采用相同的标号。注意底板具有侧翼801和802，它们向上沿侧向发散。看图39(b)中的相应元件703a和703b。重块体704与侧翼的上表面汇合，如图41中所见。底板具有周边凸缘804，它适合于焊接连接在头部808的底壁的环形内边缘806上，如图43中所见。头部边缘标示为809。
在底板周边上形成一个内部“切口”810，以紧靠相应的头部凸出边缘806a和806b，以便对它们进行焊接连接。重块体804的横向斜面见于804e和804f。向上翻转的后斜面811对应于图13中的斜面56a。
权利要求
1.一种由壳体组成的高尔夫球杆头部，该壳体有趾壁和跟壁、一个形成面向前方的击球面的前壁，以及顶壁和底壁，至少一个所述的壁具有一个选定厚度的局部区，所述一个壁的其余部分的厚度不同于所述选定的厚度。
2.根据权利要求1所述的头部，其特征在于，所述一个壁的主要部分和所述局部区由一件金属铸造件组成。
3.根据权利要求1所述的头部，其特征在于，所述局部区的厚度至少约为所述一个壁的主要部分的厚度的两倍。
4.根据权利要求3所述的头部，其特征在于，所述局部区的厚度超过0.150英寸，而所述一个壁的主要部分的厚度小于0.060英寸。
5.根据权利要求3所述的头部，其特征在于，所述局部区的厚度在0.150和0.250英寸之间，面所述一个壁的主要部分的厚度在0.030和0.050英寸之间。
6.根据权利要求1所述的头部，其中所述底壁的特征在于，它有一个向下凸出的中央脊部并形成两个浅坑，一个浅坑在该脊部和所述跟部之间，另一个浅坑在该脊部和所述趾部之间，所述一个局部区与所述脊部和所述浅坑中的至少一个相结合。
7.根据权利要求1所述的头部，其特征在于，所述局部区安置在所述前壁的后面。
8.根据权利要求1所述的头部，其特征在于，所述厚度相对较大的局部区面向头部的内部。
9.根据权利要求1所述的头部，其特征在于，所述局部区形成一个向头部内部凸出的平台。
10.一种由壳体组成的高尔夫球杆头部，该壳体有金属趾壁和跟壁、一个形成面向前方的击球面的前壁，以及金属顶壁和底壁，至少一个所述金属壁具有至少一个厚度相对较大的局部区，所述至少一个壁的主要部分的厚度显著小于所述相对较大的厚度。
11.根据权利要求10所述的头部，其特征在于，所述一个壁的主要部分和所述局部区由一件整体的金属主体组成。
12.根据权利要求11所述的头部，其特征在于，所述主体是一个金属铸造件。
13.根据权利要求10所述的头部，其特征在于，所述局部区的厚度至少为所述底壁厚度的两倍。
14.根据权利要求13所述的头部，其特征在于，所述局部区的厚度超过0.150英寸，而所述一个壁的主要部分的厚度小于0.060英寸。
15.根据权利要求13所述的头部，其特征在于，所述局部区的厚度在0.150和0.250英寸之间，而所述底壁的主要部分的厚度在0.030和0.050英寸之间。
16.根据权利要求10所述的头部，其中所述底壁的特征在于，它有一个向下凸出的中央脊部并形成两个浅坑，一个浅坑在该脊部和所述跟部之间，另一个浅坑在该脊部和所述趾部之间，所属至少一个增大厚度的局部区与所属脊部和浅坑成这样的关系设置，使得该头部的重心相对于不存在所述局部区时的重心位置产生移动。
17.一套具有如权利要求1所述的头部的高尔夫球杆，这些头部具有不同的前表面角度。
18.一套具有如权利要求6所述的头部的高尔夫球杆，这些头部具有不同的前表面角度。
19.根据权利要求1所述的头部，其特征在于，所述局部区在所述一个壁上形成一个凹陷。
20.根据权利要求19所述的头部，在所述凹陷中包括填充材料。
21.如权利要求17中所述的一套高尔夫球杆，其特征在于，在该套的至少某些头部中所述增大厚度的局部区具有不同的选定位置。
22.如权利要求18中所述的一套高尔夫球杆，其特征在于，在该套的至少某些头部中所述增大厚度的局部区具有不同的选定位置。
23.选择一套高尔夫球杆的方法，每个头部具有如权利要求1中所述的构型，该方法包括提供第一组如权利要求1中所述的高尔夫球杆，但是该组的头部中局部区具有不同的选定位置，该组的所有头部具有同样的前表面角度，在试用基础上对该组的不同头部进行挥杆击球，并选定该第一组的具有明显最佳平衡的一根球杆。
24.根据权利要求23所述的方法，包括提供第二组高尔夫球杆，每根如权利要求1中所述，但是该第二组的头部中增大厚度的局部区具有不同的选定位置，该第二组的所有头部都具有同样的前表面角度，该角度与第一组的头部的第一表面角度不同，在试用基础上对第二组的不同头部进行挥杆击球，并选定该第二组的具有明显最佳平衡的一根球杆。
25.为高尔夫球运动员提供一套高尔夫球杆的方法，该方法包括下列步骤a)提供多组高尔夫球杆，其中i)除了在每组的头部中头部重心的位置不同外，每组的头部都是相同的；ii)不同组的头部具有角度不同的前表面；b)允许高尔夫球运动员能够对每组球杆进行挥杆击球并在每组中选择一根最适合于该高尔夫球运动员的球杆。
26.根据权利要求1所述的头部，其特征在于，所述局部区的厚度沿向着所述前壁的方向增大。
27.根据权利要求1所述的头部，其特征在于，所述一个壁包括所述底壁。
28.根据权利要求26所述的头部，其特征在于，所述一个壁包括所述底壁。
29.根据权利要求28所述的头部，其特征在于，所述底壁包括一个头部底板，该底板沿周边与由头部形成的球状凸缘相结合。
30.根据权利要求26所述的头部，其特征在于，所述局部区的前面终点位于所述前壁和所述局部区的最前部分之间形成的间隙处。
31.根据权利要求29所述的头部，其特征在于，底板具有沿侧向间隔的翼部，它们向上并沿侧向对置地向着跟壁和趾壁延伸，而且所述局部区沿侧向与所述翼部汇合。
32.根据权利要求31所述的头部，其特征在于，所述翼部具有向下凹进的下表面。
33.根据权利要求26所述的头部，其特征在于，所述局部区有一个向着所述前壁向上倾斜的上表面。
34.根据权利要求33所述的头部，其特征在于，所述上表面的终点与所述前壁形成向后间隔的关系。
35.根据权利要求29所述的头部，其特征在于，所述局部区有一个向着所述前壁向上倾斜的上表面。
36.根据权利要求35所述的头部，其特征在于，所述上表面的终点与所述前壁形成向后间隔的关系。
37.一个具有前壁的高尔夫球杆头部的底板，包括一个主体，其厚度在底板的基本上前面的尺寸上沿向前方向增大，而且该底板有一个周边，用于在所述主体的最上高度下方固定在头部上。
38.根据权利要求37所述的底板，其特征在于，所述主体有一个形成斜面的上表面，该斜面沿向着所述前壁的方向上升。
39.根据权利要求37所述的底板，其特征在于，该底板有两个沿侧向隔开的翼部，它们向上并沿侧向对置地发散，所述主体与所述翼部汇合并汇合在其上侧处。
全文摘要
一种由壳体组成的高尔夫球杆头部，该壳体有趾部和跟部、一个形成面向前方的击球面的前壁，以及顶壁和底壁，该底壁是金属的并具有至少一个厚度相对较大的局部区，该底壁的其余部分的厚度显著地小于局部区的相对较大的厚度。
文档编号A63B53/04GK1163157SQ9710229
公开日1997年10月29日 申请日期1997年1月20日 优先权日1997年1月20日
发明者理查德·C·黑尔姆施泰特 申请人:卡拉韦·高尔夫公司