专利名称：运动球拍的变型框架的制作方法
技术领域：
本发明涉及运动球拍。尽管较佳实施例是针对网球拍进行描述的，但本发明的原理可适用于其它类型的运动球拍，诸如壁球拍、羽毛球拍和拍球球拍。
背景技术：
复合网球拍框架通常有两种类型的横截面，一种是盒型横截面，一种是流线型横截面。
复合网球拍中所使用的盒型横截面是一种源于70年代的形状，当时复合网球拍被首次采用。盒型截面网球拍的一个例子是原始的Prince Graphite网球拍，它示于
图1-5中。如图中所示，Prince Graphite网球拍框架具有大致为平的侧面10、顶面12和底面14。框架的高度h为19毫米，横截面宽度w为12毫米。除了在框架的头部18中形成有一穿线槽16外，这种盒型(即大致呈矩形)截面基本上贯穿于整个框架和狭部桥15而保持不变。
这种盒型截面在今天仍然非常流行，因为它可以提供良好的弯曲和扭转组合刚度特性。而且，它可使球拍给人提供以非常稳定的感觉，并在冲击下较为稳定。由于这些原因，较好的选手往往喜欢选用盒型截面。
流线型截面与盒型截面的不同点在于，它们的高度通常较高、宽度较窄、形状制成在球拍挥动时可产生较小的风阻。图6-7示出了一种典型的已有技术的具有流线型框架的宽体网球拍在与图1的3-3和4-4线相对应位置的横截面。该流线型截面没有采用平的侧面、顶面和底面，而是采用弧形的侧面20，并且顶面22和底面24(它们中的一个面在球拍挥动时形成框架的前边)或者呈弧形，或者至多仅有非常小的平面。如图所示，除了在框架的头部中以传统的方式形成有一穿线槽26外，该头部的截面与架干相同。
目前，这两种类型的网球拍都有卖。流线型截面因其截面高度较大而可提供较大的弯曲刚度，它用在选手需要较大力量的球拍上。盒型截面尽管所产生的回球力较小，但在球落于线网床中心线的任一侧上时可提供较大的扭转刚度，因而可提供较强的感觉，因此，它可用于需要较强可控制性的网球拍。
发明概要本发明的运动球拍，最好是网球拍，包括一开口的狭部框架，其中至少大部分的头部具有流线型截面，至少大部分的架干部分具有盒状截面，这两个区域由一过渡部分连接，或称“变型”区域，它将一个区域的截面光滑地过渡或“变型”成另一区域的截面。
较好的是，该变型区域邻近狭部桥，最好是基本位于狭部桥和球拍顶端之间，使从盒型截面到流线型截面的过渡与狭部桥端部向主框架管的合并同时发生。而且，较好的是变型区域延伸不超过球拍长度的15％，最好是仅为约10％，使至少大部分的头部具有流线型截面，至少大部分的架干部分具有盒状截面。
这里所使用的术语“流线型截面”是指框架截面具有-高-宽比或“纵横比”(高度是垂直于线网面的尺寸；宽度是在线网面内的尺寸)大于2∶1；-高度大于22毫米；-宽度小于12毫米；-既可呈弧形也可具有一平部分的顶面和底面小于5毫米宽；以及-侧边半径小于50毫米。
这里所使用的盒型截面是指框架截面具有-纵横比小于2∶1；-高度小于24毫米；-宽度大于10毫米；-位于截面的顶面和底面上的平部分大于2毫米；以及-侧边有一至少5毫米(沿从截面的顶面到底面的方向测量)的区域，该区域既可以是平的，也可以由大于50毫米的半径限定。
在一较佳实施例中，框架的流线型区域的截面高度至少比盒状区域的截面高度大15％。而且，盒状区域的截面宽度最好约为流线型区域截面宽度的140％。
本发明的球拍，就其改善的性能和竞技适用性而言，与目前市场上存在的球拍相比具有许多优点。当球冲击线网床时，由于狭部区的盒状截面，该球拍可表现出良好的稳定性，并可提供稳定的感觉和良好的控制。同时，球拍头部框架的流线形状可提供较大的力量和刚度以及较小的风阻(这在头部中比在狭部区中更为重要，因为在挥动过程中，因球拍转动点的关系，头部的速度要大于狭部区的速度)。球拍的狭部区的盒状截面和头部的流线型截面结合在一起还可提供优良的总扭转刚度，从而抗弯，提高框架刚度，以及增加力量区的尺寸。
为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细描述其较佳实施例。
附图简述图1和2是分别是已有技术的Prince Graphite网球拍的前视图和侧视图3-5是图1-2的球拍分别沿图1的3-3、4-4和5-5线剖开的放大剖视图；图6-7是一种典型的已有技术宽体网球拍在框架上与图1的线3-3和4-4相对应的位置剖开的剖视图；图8-9分别是本发明的网球拍的前视图和侧视图；图10-14是图8-9的球拍分别沿图8的10-10、11-11、12-12、13-13和14-14线剖开的剖视图；以及图15表示图8-14的球拍的头部和架干区的外部框架形状。
较佳实施例详述本发明的网球拍具有一头部30，它由弯曲的、用诸如“碳素材料”之类的复合材料制成的框架管形成，它可具有一传统的穿线槽33。从头部30与顶端32相对的端部延伸出来一对相汇聚的架干31，它们形成狭部区，并连接于手柄部分34。最后，狭部桥36横跨架干31的上端，从而构成具有交织线网的网面区域38。
手柄部分34可以是任何合适的形状。例如，手柄部分34可以具有滑套于框架手柄部分上的八边形缓冲垫套，诸如在Nolan的美国专利No.5,034,082或Uke等人的美国专利No.5,042,804中所揭示的，或者是在Davis等人共有的美国专利申请No.08/415,348中所揭示的互换式手柄。或者，球拍框架的手柄区域可模塑成八边形，使碳素框架本身形成一中空的、模塑成一体的手柄34，诸如在Jenks的美国专利No.3,993,308中所揭示的。
球拍框架具有三个区域区域A，它从顶端32朝手柄34延伸，在该区域中框架具有流线型截面；区域B，它从手柄34的顶部朝顶端32延伸，在该区域中框架具有盒型截面；过渡或变型区域M，在该区域中一个截面过渡成另一个截面。
如图10所示，在区域A中，框架30的高度h显著大于宽度w。框架30的侧面40、40a呈弧形，顶面42和底面44大致弯曲，仅有一个小的平区域。框架的内侧40(即面向网面区域38的一侧)的圆弧半径R1约为27毫米。框架面朝外的侧边的圆弧半径R2(除穿线槽33外)约为15毫米。顶面44和底面46具有一仅约0.4毫米宽的平区域，面44、46在该平区域任一侧具有2毫米的圆弧半径。
在示例性的实施例中，在区域A中的框架30(即从顶端32到截面11-11)具有28毫米的恒定高度h。在12点钟位置与3点和9点位置之间，截面宽度w从顶端32处的10毫米到3点和9点位置处的12毫米连续增大。最终，在3点和9点位置与截面11-11之间(直到区域M的边界)，高度和宽度恒定。然而，上述的这些结构仅仅是示例性的，如果需要的话，在从顶端32向下延伸的区域内，可以采用包括恒定截面在内的其它尺寸和形状，只要形状保持流线型就可以了。
参见图13，在区域B中，框架31具有盒型截面。在示例性的实施例中，框架的高度为23.5毫米，宽度为14.5毫米。侧边50具有75毫米的圆弧半径，因而大致呈平的。顶面52和底面54具有约4毫米宽的平区域f。与流线型区域中的情况一样，上述的尺寸和形状仅仅是示例性的，其它的盒型截面也是可以使用的。
图11和12表示在变型区域M中的框架截面。在图11中，该截面略宽于顶端32处的截面，但仍然是流线型。直至框架到达图12所示位置为止，框架宽度显著变大，高度显著变小，平区域f约为2.8毫米宽。在示例性的实施例中，图11中框架的高度为28毫米，宽度为12毫米。在图12中，高度已减至26毫米，宽度已进一步增大。宽度的增大一部分是归因于框架宽度的增大，一部分是归因于壁厚度因增加了用于将狭部桥的端部60固定于主框架管30上的碳素材料包套而增大。在变型区域M中，即在位置11-11和12-12之间，高度在宽度增大的同时连续而光滑地减小，外框架面的圆弧也因此而光滑地变化。
狭部桥36示于图14中，在示例性的实施例中，其高度为20毫米，宽度为11毫米。在该实例中，面向内的侧边47和面向外的侧边48呈弧形。图14中所示的狭部桥36仅仅是示例性的，各种不同的形状都可以采用。
框架的变型区域M始于狭部桥36与框架侧部的接合处。在狭部桥36的与框架相连接的相对的端部60处，框架的高度和宽度与架干31的相同。随着朝顶端方向移动，框架高度增大(如图9所示)，宽度减小，直至在到达图8中线11-11的位置后框架变为图11所示的形状。因此，变型区域M与狭部桥36的端部60合并入头部30的那段框架长度相重合，因而框架形状的过渡与狭部桥36端部60与主框架管30的连接同时发生。
图15表示流线型区域A中的框架形状(用虚线表示)与盒型区域B中框架形状之间的对比。如图15所示，在本发明的球拍中，狭部区域和头部区域中的框架在球冲击时将表现不同的性能。当球冲击拍网时，若球落在中心线的任一侧，则架干31所形成的狭部区域将抗扭曲，并可实现更大的柔性以便形成更柔软的接触。相反，球拍头部的弯曲刚度要高得多，因而使框架头部中的任何力量损耗和球拍变形减少到最低程度。
在图1所示的已有技术的球拍中，两根架干从手柄沿轴向延伸较短的距离，然后再开始朝外弯曲而在狭部接点处与头部相连。相反，如图8所示，在本发明较佳的实施例中，架干31从手柄处以相发散的角度延伸，并几乎沿直线延伸到它们与头部30相连的点。在所示的该示例性球拍中，架干31从架干部分处以相对球拍轴线约10°的角延伸，然后再以575毫米的半径向外弯曲。当然，如果需要的话，架干31可以沿直线延伸。
由于这种几何结构，架干31在与球拍轴线相隔比图1所示的已有技术球拍更远的位置连接于头部30。业已发现，通过使用相对较直的架干、使架干成一角度地离开手柄以及使架干在隔开相对较宽距离的位置与头部相连，这样所得到的球拍刚度更大、更容易控制。
本发明的球拍可以用传统的复合框架模塑技术来制造。在一示例性的工艺中，将嵌有单向碳纤维的未固化环氧树脂片(所谓“预浸渍制品”)卷绕成柔性管。在管的内侧设置可膨胀的内胆，并将该管置于具有图8形状的模具中。然后，将一预浸渍材料的狭部桥置于该模具中，在狭部桥端部和框架的周围绕上另外的预浸渍材料，从而最终将狭部桥端部固定于框架上。合拢并加热模具，以使环氧树脂凝固，同时使内胆充气膨胀而压迫管子，使其呈模具的形状。本发明的球拍可以用这种已知的工艺来制造，其中模具的形状设计成可产生三个区域A、B和M。
以上的描述示出了本发明的较佳实施例。在不脱离本文所揭示的发明原理的情况下，本技术领域的技术人员可以进行变化和改进。所有的此类改进和变化都应被认为是在所附权利要求书所限定的技术范围内。
权利要求
1．一种运动球拍，包括一框架，它限定出一具有一顶端和一对相对的端部的头部、一手柄部分、一对将所述相对端部连接于所述手柄部分的相汇聚的架干部分、以及一横跨所述架干部分并与所述头部一起形成一封闭的线网区的狭部桥；其特征在于，所述框架具有一由流线型截面构成的流线型区域，它从所述头部的顶端朝所述手柄部分延伸；所述框架具有一由盒型截面构成的盒状区域，它从所述手柄部分朝所述头部延伸；以及所述框架包括一变型区域，它连接所述盒型区域和所述流线型区域，从而将一个区域的截面过渡成另一区域的截面。
2．如权利要求1所述的运动球拍，其特征在于，所述变型区域与所述狭部桥相邻。
3．如权利要求2所述的运动球拍，其特征在于，所述狭部桥具有合并入所述头部的两相对的端部，所述变型区域基本位于所述狭部桥和所述顶端之间，使得所述盒状区域和所述流线型区域之间的过渡与狭部桥两相对端部向所述头部中的合并同时发生。
4．如权利要求3所述的运动球拍，其特征在于，所述变型区域延伸不超过所述球拍长度的15％，使所述流线型区域包含所述头部的大部分，至少大部分的所述架干部分具有所述盒状截面。
5．如权利要求4所述的运动球拍，其特征在于，所述变型区域延伸接近所述球拍长度的10％。
6．如权利要求2所述的运动球拍，其特征在于，所述变型区域延伸不超过所述球拍长度的15％，使至少大部分的所述头部具有所述流线型截面，至少大部分的所述架干部分具有所述盒状截面。
7．如权利要求6所述的运动球拍，其特征在于，所述框架在任何点都具有一截面宽度和一截面高度，所述流线型区域中的截面高度比所述盒状区域中的截面高度至少大15％。
8．如权利要求7所述的运动球拍，其特征在于，所述盒状区域中的截面宽度约为所述流线型区域中的截面宽度的140％。
9．如权利要求6所述的运动球拍，其特征在于，所述框架在任何点都具有一截面宽度和一截面高度，所述盒状区域中的截面宽度约为所述流线型区域中的截面宽度的140％。
10．一种网球拍，包括一框架，它限定出一具有一顶端和一对相对的端部的头部、一手柄部分、一对将所述相对端部连接于所述手柄部分的相汇聚的架干部分、以及一横跨所述架干部分并与所述头部一起形成封闭的线网区的狭部桥；其特征在于，所述框架具有一由流线型截面构成的流线型区域，它从所述头部的顶端延伸朝所述手柄部分延伸；所述框架具有一由盒型截面构成的盒状区域，它从所述手柄部分朝所述头部延伸；以及所述框架包括一变型区域，它连接所述盒型区域和所述流线型区域，从而将一个区域的截面过渡成另一区域的截面。
11．如权利要求10所述的网球拍，其特征在于，所述变型区域与所述狭部桥相邻。
12．如权利要求11所述的网球拍，其特征在于，所述狭部桥具有合并入所述头部的两相对的端部，所述变型区域基本位于所述狭部桥和所述顶端之间，使得所述盒状区域和所述流线型区域之间的过渡与狭部桥两相对端部向所述头部中的合并同时发生。
13．如权利要求12所述的网球拍，其特征在于，所述变型区域延伸不超过所述球拍长度的15％，使所述流线型区域包含所述头部的大部分，至少大部分的所述架干部分具有所述盒状截面。
14．如权利要求13所述的网球拍，其特征在于，所述变型区域延伸接近所述球拍长度的10％。
15．如权利要求11所述的网球拍，其特征在于，所述变型区域延伸不超过所述球拍长度的15％，使至少大部分的所述头部具有所述流线型截面，至少大部分的所述架干部分具有所述盒状截面。
16．如权利要求15所述的网球拍，其特征在于，所述框架在任何点都具有一截面宽度和一截面高度，所述流线型区域中的截面高度比所述盒状区域中的截面高度至少大15％。
17．如权利要求16所述的网球拍，其特征在于，所述盒状区域中的截面宽度约为所述流线型区域中的截面宽度的140％。
18．如权利要求15所述的网球拍，其特征在于，所述框架在任何点都具有一截面宽度和一截面高度，所述盒状区域中的截面宽度约为所述流线型区域中的截面宽度的140％。
19．如权利要求10所述的网球拍，其特征在于，所述手柄部分沿球拍轴线延伸，所述架干部分从所述手柄部分以至少约10°的相互发散的角度延伸。
20．如权利要求19所述的网球拍，其特征在于，所述架干部分具有大于500毫米的圆弧半径。
全文摘要
一种运动球拍,最好是网球拍,包括一开口的狭部框架,其中至少大部分的头部(A)具有流线型截面,至少大部分的架干部分(B)具有盒状截面,这两个区域(A、B)由一变型区域(M)连接,它将一个区域的截面光滑地过渡成另一区域的截面。最好,变型区域(M)从狭部桥朝球拍顶端(32)延伸,从盒状截面到流线型截面的过渡发生在小于球拍总长的15%的长度上,并基本与狭部桥端部向主框架管的合并同时发生。
文档编号A63B49/02GK1211934SQ97192512
公开日1999年3月24日 申请日期1997年12月19日 优先权日1996年12月23日
发明者S·J·戴维斯 申请人:王子运动用具集团股份有限公司