用于台球杆的端板的制作方法

专利名称：用于台球杆的端板的制作方法
用于台球杆的端板技术领域本申请要求于2005年4月6曰提交的美国第60/668,679号 申请的全部利益，其教导通过引证被并入本文。
背景技术：
台球杆在其结构中使用了多种材料。尤其是，台球杆的顶端， 即，在台球比赛中用于撞击台球的部分，与常用的轴构造(例如， 木头)相比，该顶端典型的是由各种不同类型的材料构成的。因 此，现有技术已经研发了用于将顶端附着到台球杆的余部上的各 种不同的方法。在现有#支术中，台^求斥干的顶端通常通过4吏用由木头或塑 一牛制 成的插塞附着到轴上。特别是，台J求杆的轴具有塞入插塞的孔槽， 顶端^皮附着在其远端上。顶端4昔助粘合剂通过与轴的端部4妄触和 插塞与孔槽的侧壁之间的接触进行接合。台球杆的使用过程中通 过顶端的重复击球动作会削弱顶端的粘接，并导致顶端最终乂人台 球杆的余部上脱离。当顶端是直接粘接到合成的轴的表面上时， 这一问题尤为突出，原因在于合成材料相对于顶端材料的不可压 缩性。如果不〗吏用插塞，在将顶端附着到轴的远端的情况下，顶 端上不均衡的负载力会导致特别严重的磨损。平的亚麻酚醛塑料 的顶端在开球中撞击母球所必需的力的作用下表现出实质上的 可压缩性。
此外，插塞会增加台王求杆的端部附近的重量，明显突出的玉见 象就是众所周知的母J求偏转现象。当游戏者通过撞击母球J扁离其质量中心来传递凝:转动作到母3求上时，击J求。正如美国第 6，162，128号专利中所讨i仑的，其全部内容通过引i正被并入本文， 轴的端部上增加的重量加重了偏离中心的台球4童击过程中的#皮 撞击母球的偏转。发明内容存在 一 种对于能够提供更为有效的将顶端附着到台^求杆的 余部上并减少台球杆的端部的重量的方法的需求。本发明的实施 方案正是着力解决上述需求。在本发明的实施方案中，台球杆包括在其远端上具有孔槽的 轴；附着在轴的远端上的高硬度，质轻的端板；和附着到端4反上 的用于撞击^求顶端。端4反可能由具有高力更度的质轻的材冲牛构成， 例如，合成材冲牛的基质或粘合剂中的-友化纤维，Kevlar⑧，铍， 钛，硼或镁。端板的重量小于大约0.4克并在小于大约1100磅的 力的作用下表现出充分的无偏转性。轴可能包括轴直接附着到端 *反上的合成材冲+,或者轴可能是由木头构成的。顶端可以是由酚 醛塑料构成。端板可能被塑形为圆盘状并具有延伸凸缘。本发明的其他实施方案着重于利用了端板的台球杆的截面 和利用具有端板的台球杆进行击球以减小球的偏转的方法。


本发明的上述和其他的目的，特征和.优势将通过以下的本发 明的优选实施方案的更为详细的描述而变得更为明显，正如举例 说明的那样，在对应的附图中相同的参考凄t字在不同的3见图指代
相同的部件。附图不是严格按照比例绘制的，而是将重点;故置在 举例说明本发明的原理上。附图1A是根据本发明的实施方案的台球杆的截面图的侧面 视图。附图1B是与本发明的实施方案相一致的，附图1中的台球 斥干的端部的截面图的》文大侧;现图。附图2是与本发明的实施方案相一致的，带有具有末端突出 物的轴套和具有延伸部分的端板的台球杆的截面图的侧面-见图。附图3A是与本发明的实施方案相一致的，配有具有延伸凸 全彖的端^反的台5求才干的截面图的侧面#见图。附图3B是与本发明的实施方案相一致的，附图3A中的台J求 杆的截面图的力丈大侧3见图。附图3C是才艮据本发明的实施方案的在附图3A和附图3B中 4吏用的附着到顶端上的截面上的端4反的侧面#见图。附图4才艮据本发明的实施方案的与可选择的轴结合^f吏用的附 图3A-3C中的端4反的截面图的侧面^f见图。附图5是根据本发明的实施方案的用于测试台球杆的机械手 的立体图。
具体实施方式
以下是对本发明的优选实施方案的描述。附图1A和附图1B显示的是与本发明的实施方案相一致的台 5求軒。台J求杆100包括用于撞击^求的顶端110。顶端110直4妄附 着在端板120上。端4反12(H皮附着到台J求杆100的轴150上。典 型的是，端板具有与台球杆的截面相类似的形状和直径的4黄截面 并附着到其相邻的部分上，虽然本发明的实施方案并没有该要 求。在特定的实施方案中，轴150包括具有两种不同的钻孔半径 的钻孔部分140 (或孑L槽)和轴套130。然而，本发明的其4也实 施方案可能利用不包括轴套的轴，或者利用不同形状的钻3L的 轴。在本发明的更为特定的实施方案中，钻孔的长度至少为3英 寸。由于顶端被固定到端板上，和端板附着到轴上，台球冲干上的 顶端的附着力是较为牢固和耐久的。现有技术中将顶端附着到台 球杆的轴上的方法主要通过将顶端附着到被塞入到台球#干上的孔槽中的插塞上来实现的。用球撞击顶端的结果会导致不均;斷的 力分布在附着到轴上的顶端部分和粘和到插塞的部分之间顶端 上。这一结果是具有磨损性和破坏性的，并导致削弱顶端附着到 台3求杆的余部的附着力，而最终导致顶端的脱离。与之相反的是， 本发明的实施方案保持了更为牢固的和耐久的附着力，原因在于触表面上。以及，在利用合成轴结构时，由于被粘和到合成轴上 的端板的整体与纟皮粘和到木制轴上的顶端相比更为持久耐用，所
以端板的使用更具优势。然而，请注意，木制的台球杆也可能受 益于端^反的1"吏用。更进 一 步，端板提供了 一种用于将顶端附着到台球杆上的方 法，与传统的台5求杆附着插塞相比，该方法能^f吏其前端更轻。与 插塞的^f吏用形成对比的是，典型的凸榫，或其他的用于将顶端附 着到台球杆的远端上的现有装置，端板较轻的重量减小了台J求杆 的端部重量，从而降低了母球偏转的影响。然而，端板的特性允 许轴上的孔槽在支撑顶端的同时保持其完整性。正如本文中的实 施例所示，申请人的测试表明，相对于木制的插塞，用于减丰5台 球杆的端部的重量的端板更趋于减少偏离于中心的击球的母球偏转，并获得更为准确的母5求專九道。除此之外，在其远端安装的 具有孔槽的轴上的端板所提供的加强结构会导致台球杆的击3求 速度的i曾力口。本发明的实施方案利用的端纟反包括的材津牛具有质轻和高硬— 度(即，低的可压缩性)的特性。在一个实施方案中，与构成顶 端的材料相比端板的材料具有较低的可压缩性。由于在击^求中今皮 利用时，端4反典型i也表现出无偏4争性，所以端一反的石更度可以^壬意限定。在特定的实施方案中，在小于大约1200磅力的撞击下， 端—反表现出充分的无偏转性。在本发明的其他实施方案中，在小 于大约800磅力(典型的最大负载在大约800到1000磅力之间) 的撞击下，端板表现出充分的无偏转性。在本发明的实施方案中， 典型的是，端板的重量小于大约0.6或大约0.5克。更为优选的 是，端板的重量小于大约0.4克或0.3克。尽管其能够在重复的击球所产生的循环负载后维持完整性， 端板还是优选表现出耐久性。举例来说，枫木表现出较好的石更度 和质量较轻。然而，木头上的紋^各会导致4风木具有较差的疲劳特 性；在施加大量负载之后木头会断裂。
端板的优选材料包括金属，例如，铍，镁，钬或包含上述一种或多种材冲+的合金。其4也用于构成端4反的材料包括Kevlar , 硼或玻璃纤维。更为优选的是，端板由碳基材料构成(例如，树 脂基质中的碳纳米结构的混合物，或粘合剂中的碳化纤维)。由 于具有特定的结构所产生的特别高的硬度重量比，所以碳具有特 别的优势。甚至更为优选的是，端板由合成材料基质中的碳^f匕纤 维构成。在特定的实施方案中，端板由碳化纤维的堆层化合物构 成，纤维的每一层都排列在特定的方位上。层被堆叠以致所有的 层之间没有优选的方位，从而使端板的硬度最大化；层被保持在 树脂或其他类型的粘合剂中。举例来说，,灰化纤维的每一层的厚 度大约为0.005英寸；其结果是获得厚度为0.070英尺并具有大 约14层碳化纤维的端々反。典型的是，端板的厚度保持尽可能的薄以减少台球杆顶端的 额外重量，同时其厚度足以维持顶端附着到台5求;〖干的余部上的附 着力的强度和耐久性。因此，在轴包括钻3L部分的情况下，厚度 也是有钻孔直径的函数。当基质中碳化纤维—皮用于制备端4反时， 厚度通常为大约0.040和0.140英寸之间。更为具体的是，钻孔 直径为大约0.250英寸的合成材料台球杆可能利用厚度在大约 0.050英寸和大约0.060英寸之间的碳化纤维板。钻孔直径为大约 0.290英寸的合成材料台球杆可能利用厚度在大约0.060英寸和 大约0.080英寸之间的碳J匕纤维4反。钻孔直径为大约0.400英寸 的合成材料台球杆可能利用厚度在大约0.070英寸和大约0.100 英寸之间的碳j匕纤维^反。上述实施例中 <吏用的端;f反的典型直^圣的 范围在大约0.45英寸到大约0.55英寸之间。由于基质中的石友化 纤维的密度为大约25克/立方英寸(即，圓盘形端板的0.50英寸 厚的重量大约为0.26克)，所以以上描述的端^反的重量也可能卩艮 定端4反重量的特定实施方案。
本发明的实施方案中使用的台球杆的顶端可能包括现有技 术中的种类范围。优选的是，顶端包括酚醛塑剩_才才并牛(例力口，亚 麻/酚醛塑料，或亚麻强化酚醛塑料的顶端)。其他的顶端才才冲牛包 括皮革和皮革合成材料，皮革合成材料是具有分布在树脂粘合剂
中的具有皮革特性的混合物。
通过本领域内众所周知的4壬4可一种才支术，端寺反直接附着到台 5求杆的顶端上。优选的是，顶端和端板以这种方式附着的，以致 击^求的力量沿着顶端和端4反之间的大部分4妄触表面分布。例^口 ， 在本发明的优选实施方案中，环氧粘合剂或其他的粘合剂(例如，
3M公司提供的DP420环氧粘合剂)被用于直接附着顶端和端4反。
通过本领域内的普通才支术人员所熟知的方式，端板也可以附 着到台J求杆的轴上，例如，环氧粘合剂或其他的粘合剂(例3口， 3M公司提供的DP420环氧粘合剂)。正如附图1B所示，所述附 着可能通过直接将端板粘和到轴155的表面获得。端板也可能被 附着到其他的表面上，例如，轴套130部分上，正如附图1B所 示。在本发明可以替换的实施方案中，端一反230可能被直4妄附着 到轴250上，正如附图2所示。轴套230可能被塑形为覆盖轴250 的端部的末端突出形爿犬235。因此，端4反220附着在轴250上是 通过端板220附着到轴套230上来实现的。这样的实施方案可能 是具有优势的，原因在于端板可能被粘和到粘合剂极其适用的一 种类型的表面上。
端4反不是必须为圓JM夫的物体。例力口，端^反可以被塑形以增 大端板和粘和表面之间接触的表面积来强化粘和，同时限制端板 上由于所述的结构所导致的额外质量。尽管才艮据本发明的特定的 实施方案，特定的端板结构已经得到描述，但是人们都会理解该 结构也适用于本发明所描述的其他的实施方案中。
在本发明的实施方案中，端斧反:帔塑形以为粘和提供延伸的表
面积。正如附图2所示，端板220包括位于顶端210的相对侧上 的细小的延伸部分225,以允许用于将轴套230粘和在末端突出 235上的额外的表面积。所述延伸部分通常4艮小以将用于产生所 述延伸部分的端板的额外质量减到最小。举例来i兌，附图2中的 碳化纤维端板220可能具有的厚度大约为0.060英寸，而端々反220 与轴套230的上凸纟彖表面236^妄触，而且延伸部分225上的厚度 为大约0.080英寸。
附图3 A - 3 C提供的是与本发明相 一 致的端板的其他类型和 台5求^干的"i兌明。正如附图3C中所描述的那才羊，端^反320直^妄附 着到台J求杆的顶端310的截面上。端板320具有延伸的凸乡彖325。 延伸凸缘325内侧的端板320的厚度可能与延伸凸缘325的夕卜侧 厚度不相同。正如附图3C所示，延伸凸缘内侧的端板320的厚 度大于延伸凸缘325的外侧厚度。在特定的实施例中，配置为如 附图3C的碳化纤维端板的延伸凸缘内侧的厚度大约为0.070英 寸，和延伸凸缘的外侧厚度为0.060英寸。
正如附图3A和3B所示，端4反320被用于将顶端310安装到 台J求坤干300 6勺库由350上。端4反320 6令延^f申凸纟彖325延4申至'J4由350 的钻孑L部分340中，以允许轴350和端板320之间的更多的4妄触 表面积。增大的表面积提供了端纟反对于轴的更好的附着力。更进 一步，与附图2中所描述的延伸部分相比，延伸凸缘利用了更少 的质量，允许人们进一步利用台J求杆的顶端更少的质量的^f尤势。
附图3A - 3C中描述的端^反的形状也可以在附图4的本发明 的实施方案中使用。附图4所示的台球杆400的截面没有l吏用轴 套330,正如附图3A和3B所示。实际上，合成轴450直4妄附着 到端板420上。尤其是，合成轴450中的碳化纤维在沿着轴453 的下截面的纵轴方向上和靠近轴的中心线451的点划线的 一侧的 轴壁排列。相对于点划线452的靠近轴壁的外侧的轴截面包4舌纤 维，其与围绕轴的中心线的圓周5于齐。轴的端部净皮配置，以致端 板420的凸缘延伸部分425依靠在轴截面451上而无需凸乡彖延伸 部分425的任何垂悬。所述配置，沿着轴454的内壁的逐渐减小 部分，为端板和轴的结合提供了额外的强度。
本发明的其他实施方案将本文所描述的端板的特征在各种 不同的台球杆和台球杆的截面上利用。举例来说，上下两层中的 台^求杆包括轴截面和端截面，其是可分离的连接，轴截面净皮附着 到远端的端板上，并覆盖轴截面上的孔槽。顶端直接连接到端才反 上。在本发明的相关实施方案中，端板可以是三层能或更多层的 台球杆的一部分，与截面一并使用的端板包括台球杆的撞击顶 端。本文还描述了结合本发明的其他特征的相关的实施方案。
本发明的其他实施方案直接涉及在偏离击球中心时的用于 减少球偏转的方法。所述方法包括的步骤有，提供台球杆，该台 球杆具有直接附着到台球杆的顶端上的端板。用球杆来撞击J求是 通过在类似直线(例如，根据参与者的击球动作的直线)的方向 上推动台球杆来实现的，其中线并没有通过球的质量中心。如果 台J求杆不包括端斧反，该方法用最小的球偏转在轨道上推动J求。相 关的实施方案可能使用本文中描述的任何台球杆或台球杆的截 面来减小球的偏转。所述方法尤其适用于台球比赛中在撞击母球 时不能适应加重的球偏转的参赛者。
虽然本发明通过以上的^尤选的实施方进4亍了特定的展示和 描述，但是本领域内的普通技术人员都能理解各种形式和细节上 的变化不会脱离于由以下权利要求所限定的本发明的范围。
实施例
以下纟是供的实施例用于举例it明本发明的某些实施方案。实 施例并不是限制所利用到的特定实施方案的适用范围。
一种已被完成的试验表明了对母球偏转的改进，这是通过使 用三种商业上可以获得的用碳化纤维合成端板加以修改的台S求
杆来展示的。未经修改的台球杆A (Mizerak美式球杆，才莫型编 号PO- 437)是一种合成台J求杆，其利用了塑料插塞将顶端附着 到轴上。未经i奮改的台5求4干B (Hamson美式J求^干)是一种合成 台球杆，其利用了木制插塞将顶端附着到轴上。未经修改的台球 杆C (Predator美式球杆，模型编号314)是一种合成台球杆， 其利用了热塑性端盖将顶端附着到轴上。
才几才戒手在直线方向用特定的力来通过每一美式球杆来才童击 母球。正如附图5所示的机器人，其具有众多的非连续式桥装置 和弹簧装置以控制球杆的击球动作。在本实施例所描述的试 一验
中，特定的桥装置和弹簧装置被用于全部的击球动作，结果是连 续的力施加到被撞击的母球上。母球在平行的线上被撞击并乂人穿 过母5求的质量中心线偏转9mm。零偏转位置#皮标注为沿着美式^求 杆撞击的同一直线的方向上距离母球被撞击的位置50英寸的地 方。球在撞击后运动50英寸的真实位置也被标注。零偏寿争位置 和真实位置之间的差异在于母球的偏转。对于每一美式J求冲干而 言，四次击5求为系列的动作一皮完成，并测量对应的偏转。4十又于击 J求系列的偏转平均值净皮记录。
对于每一美式J求杆，两个平均的偏转计算被执行。第一偏转 计算是以使用了购置的美式球杆的击球系列为基础的。第二偏转 计算是在每个美式球杆通过用碳化纤维合成端板替换用来保持顶端的插塞或热塑性端盖 <奮改后以利用美式^求^干的击^求系列为 基础的。试-验的结果表示在表1中。
台球杆利用插塞或热 塑性端盖 (mm)的平均 偏转利用碳化纤维 合成端氺反 (mm)的平均 偏转偏转的％变4匕
A42.635.3- 17.2
B45.942.6- 7.10
C34.734.1_ 1.70
表l:母J求偏转试-验的结果
正如表1中的试验记录所示，每一台球杆中的端板的4吏用减 少了母5求相对于原来的未经》务改的台球4干的偏转。
权利要求
1.一种台球杆，该台球杆包括在其远端上具有孔槽的轴；附着到轴的远端上的高硬度，质轻的端板；以及附着到端板上用于击球的顶端。
2. 根据权利要求l的台球杆，其中端板的重量小于大约0.6克 并在小于大约1200磅力的作用下表现出充分的无偏转性。
3. 根据权利要求2的台球杆，其中端板在小于大约800磅力的 作用下表现出充分的无偏转性。
4. 根据权利要求2的台球杆，其中端板的重量小于大约0.3克。
5. 根据权利要求l的台球杆，其中端板是由碳化纤维构成的。
6. 才艮据权利要求1的台王求杆，其中端4反是由Kevlar , 4皮，4太， 硼和4美其中至少 一个构成的。
7. 根据权利要求l的台球杆，其中轴是由合成材料组成的，轴 直才妄附着到端纟反上。
8. 根据权利要求1的台球杆，其中轴是木制的。
9. 根据权利要求l的台球杆，其中轴具有从轴的端部延伸的钻 孑L。
10. 根据权利要求l的台球杆，其中顶端是由酚醛塑料组成的。
11. 根据权利要求l的台球杆，其中顶端是由皮革合成材料组成 的。
12. 根据权利要求l的台球杆，其中端板4皮配置为圓盘形。
13. 根据权利要求l的台球杆，其中端板配置有延伸的凸纟彖。
14. 一种用于击J求的台5求;f干的截面，包括「在其远端上具有孔槽的轴；附着到轴的远端上的高硬度，质轻的端板；以及 附着到端^反上用于击J求的顶端。
15. 根据权利要求14的台球杆，其中端板的重量小于大约0.6克 并在小于大约1100磅力的作用下表现出充分的无偏转寸生。
16. 根据权利要求15的台球杆，其中端板是由碳化纤维构成的。
17. 根据权利要求14的台球杆，其中轴是由合成材料组成的， 轴直4妻附着到端一反上。
18. 根据权利要求14的台球杆，其中端板被配置为圓盘形。
19. 根据权利要求14的台球杆，其中端板配置有延伸凸缘。
20. —种在偏离击5求中心的情况下用于减少^求的偏转的方法，该 方法包括提供包括在其远端上具有孔槽的轴的台3求杆，和直4妄附 着到台球杆的尖端和轴的远端上的端4反；以及通过在没有通过J求的质量中心的类似直线的方向上用5求 杆来撞击球，从而与没有端^反的台球杆相比，J求在具有4交少 的5求偏转的4九道上运动。
全文摘要
一种台球杆(100)，其利用了直接附着到顶端(110)和台球杆(100)的轴上的端板(120)。端板可以由轻质，高硬度的材料构成，例如，碳化纤维合成材料或树脂材料。端板(120)可以增强顶端(110)对于台球杆(100)余部的附着力的耐久性和强度，同时相对于现有技术中所使用的其他附着方法能够减少顶端(110)的质量。
文档编号A63D15/12GK101166561SQ200680014080
公开日2008年4月23日 申请日期2006年3月28日 优先权日2005年4月6日
发明者保罗·D·考斯坦, 斯蒂芬·提图斯 申请人:普瑞蒂特制品公司