[发明专利]具有挠曲部的高尔夫球杆头

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2012年9月14日提交的、现仍未决的美国专利申请No.13/618,963的部分继续申请，其公开的内容通过引用其整体的方式结合于此。

技术领域

本发明涉及改进的高尔夫球杆头。更特别地，本发明涉及具有柔性部分（compliant portion）的高尔夫球杆头。

背景技术

高尔夫球杆设计的复杂性是众所周知的。球杆各部件（即球杆头、杆身、握把及其子部件）的规格直接影响球杆的性能。由此，通过改变设计规格，可以调整高尔夫球杆以具有特定的性能特性。

早已研究了球杆头的设计。其中球杆头设计中更为突出的考虑是杆面倾角、杆底角、杆面角、杆面水平膨凸弧度、杆面垂直膨凸弧度、重心、惯性、材料选择和整体球杆头重量。虽然这组基本标准通常是高尔夫球杆工程设计的焦点，一些其它设计方面也必须引起注意。球杆头的内部设计可以调整以实现特定性能，如包含插鞘或杆身连接装置、球杆头上的周缘重量和在中空球杆头中的填料。

高尔夫球杆头必须牢固以承受高尔夫球杆与高尔夫球之间碰撞过程中发生的反复冲击。在这瞬时事件过程中产生的载荷可以生成超过2,000lbs的峰值力。由此，主要挑战是设计球杆面和球杆体以抵抗材料屈服或断裂导致的永久形变破坏。由钛制成的常规中空金属一号木通常具有超过2.5毫米的面厚度以确保球杆头的结构完整性。

运动员通常寻找能够提供最大距离和落地准确度的金属一号木与高尔夫球的组合。撞击后球行进的距离由球的平动速度的大小与方向和球的旋转速度或自旋决定。环境条件，包括大气压力、湿度、温度和风速进一步影响球的飞行。但是，这些环境效应超出了高尔夫设备制造商的控制。高尔夫球落地准确度还取决于多个因素。这些因素中的一部分归结于球杆头设计，如重心和杆面挠性。

美国高尔夫球协会（USGA）——美国的高尔夫规则监管机构——有高尔夫球性能的规格。这些性能规格规定了合格高尔夫球的尺寸与重量。一条USGA规则将高尔夫球在规定的撞击后的初速限制为250英尺/秒+2%（或255英尺/秒最大初速）。为了获得更大的高尔夫球行进距离，必须在遵守规则的同时使撞击后的球速和球杆撞击的恢复系数最大化。

通常，高尔夫球行进距离是用球杆头撞击过程中赋予球的总动能的函数，忽略环境的影响。在撞击过程中，动能由球杆转移并以弹性应变能形式储存在球杆头中和以粘弹性应变能力形式储存在球中。在撞击后，球和球杆中储存的能量以球以及球杆的平动和旋转速度形式重新转化为动能。由于撞击并非是完全弹性的，一部分能量被消耗在球杆头振动和球的粘弹松弛中。粘弹松弛是所有制造的高尔夫球中使用的聚合材料的材料性质。

球的粘弹松弛是额外的能量源，其取决于形变速率。为了最小化此类效果，必须降低形变速率。这可以通过在撞击过程中允许更多的球杆面形变来实现。由于金属形变可以是纯粹弹性的，储存在球杆面中的应变能在撞击后返回到球，由此提高了撞击后球的出球速度。

可以使用多种技术以改变球杆面的形变，尤其包括均匀杆面减薄、具有加劲肋和变化厚度的减薄杆面。这些设计应具有足够的结构完整性以抵抗反复撞击，而不会使球杆面永久形变。通常，常规球杆头还表现出在撞击后初始球速方面的很大差异，取决于球杆面上的撞击位置。因此，在本领域仍然需要具有更大“甜蜜区”或基本均匀的高初始球速的区域的球杆头。

近年来的技术突破为中等水平高尔夫选手提供了更长的距离，如通过浇铸越来越薄的壳厚度并转向更轻的材料如钛，由此制造更大的球杆头同时保持重量不变或甚至更轻。同样，球杆面不断地变得极薄。更薄的面使恢复系数（COR）最大化。杆面在撞击时回弹越大，赋予球的能量越大，由此提高了距离。为了使杆面更薄，制造商已经转向通常比浇铸杆面更坚固的锻造、冲压或机械加工的杆面。常见的做法是通过将锻造或冲压的金属杆面焊接到杆体或杆底以粘接这些杆面。更薄的杆面更容易损伤。本发明提供了提供具有所需的柔韧性和冲击回弹的球杆面，由此最大化COR的新方法。

发明内容

本发明涉及包括与已知高尔夫球杆头相比改变了柔度特性的挠曲部的高尔夫球杆头。