[发明专利]具有改进的惯性矩的金属木杆型球杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种优化的金属木杆型或1号木杆型高尔夫球杆(drivergolf club)，尤其涉及一种中空的高尔夫球杆头，其重心更低而惯性矩更大。

背景技术

众所周知，高尔夫球杆的设计很复杂。球杆的各个组件(即，杆头、杆身、杆柄及其子部件)的规格直接影响着球杆的性能。因此，通过改变设计细节，能够定制具有特殊性能特征的高尔夫球杆。

人们已经对高尔夫球杆头的设计作了很长时间的研究。在球杆头的设计中，考虑的较多的是高击倾角(loft angle)、静止角(die angle)、击面角度(face angle)、水平面凸出量(horizontal face bulge)、立面弯曲度(verticalface roll)、重心、转动惯性矩、选材以及杆头整体重量。尽管这套基本标准是高尔夫球杆的设计者关注的焦点，但是还有其它几个方面也很重要。通过定制高尔夫球杆头的内部设计能获得特殊特征，例如插鞘(hosel)或杆身连接件的内含物，杆头的周缘重量，以及中空杆头内的填充物。

高尔夫球杆头必须有足够强度，才能经受住在高尔夫球杆头和高尔夫球之间碰撞时产生的反复冲击。在这一瞬时过程中产生的负载能够产生超过2000磅的峰值力。因此，主要的挑战就是设计球杆面和球杆身使其能够抵御由于材料屈服或开裂而产生的永久变形或破坏。常见的中空金属木杆型球杆由钛金属制成，一般具有超过2.5mm或0.10英寸的均匀厚度的面板来确保球杆头结构的整体性。

玩家一般会寻找金属木杆型球杆和高尔夫球的组合以打出最远的距离和精确的落点。球被击打后飞过的距离由球的初始速度和球的旋转速度或自旋的大小和方向决定。环境条件，包括大气压力、湿度、温度和风速也影响球的飞行。但是，这些环境影响因素不是高尔夫设备的设计者们所能左右的。高尔夫球落点的准确性也受很多因素影响。这些因素中有些就影响到球杆头的设计，例如重心和杆头面板的柔性。

考虑到对高尔夫设备的改进可能会使得游戏缺少挑战，制定美国境内高尔夫竞赛规则的组织全美高尔夫球协会(USGA)对高尔夫设备的性能作了详细规定。这些性能规定标明了合格的高尔夫球或高尔夫球杆的尺寸和重量。USGA的规则对1号木杆(driver)的参数作了大量限定。例如，1号木杆的体积被限制在460±10立方厘米，除轻杆(putter)之外的杆，其杆身的长度被限制在48英寸之内。1号木杆头必须装配在5平方英寸之内，而且从底板到冠部的高度不能超出2.8英寸。USGA还限定了1号木杆和高尔夫球之间的碰撞的回弹系数在0.830之内。

USGA还规定1号木杆的旋转惯性矩，或者杆头对于偏心击打带来的扭转的抵抗力从大约1990至2005提升到三倍，这与大尺寸1号木杆的引入相一致。由于具有较大旋转惯性矩的1号木杆对于偏心击打更具有相容性，USGA注意到，杆头惯性的进一步增加会减少游戏的挑战性，只有中度和高度残疾玩家才会从具有较大惯性矩的1号木杆中受益，因为他们容易做出偏心击打。2006年，USGA发布规定，将1号木杆的惯性矩限制在5900g·cm²±100g·cm²或者32.259oz·in²±0.547oz·in²。限制的惯性矩通过绕经过杆头重心的垂直轴(这里用y轴来表示)来测量。

大量专利文献已经公开了具有较大惯性矩的1号木杆杆头，例如，美国专利文献No.6607452和No.6425832。这些1号木杆杆头使用了设置在远离击打面的杆体周缘的环形配重带，以获得绕垂直轴的2800～5000g·cm²的惯性矩。美国专利申请公开号No.2006/0148586A1公开了一种1号木杆杆头，在垂直方向具有3500～6000g·cm²的惯性矩。但是，该‘586号申请限制了1号木杆杆头的形状，从俯视方向看，大致为正方形，并且在通过重心的水平方向的惯性矩比垂直方向的惯性矩显著减小。

然而，目前市场上多数超大尺寸的1号木杆的惯性矩的范围约在4000～4300g·cm²。因此，对于中度和高度残疾玩家而言，有必要使用更具相容性的1号木杆或金属木杆，以便利用在垂直方向和水平方向都有更高限制的惯性矩的优势。

发明内容