专利名称：具有复式球杆的高尔夫球杆的制作方法
传统高尔夫球杆(简称高杆)在挥动时球杆弯曲成在力学上所谓基本弯曲型的曲线，其特点是一简单的半波曲线，如图l虚线所示。该基本弯曲型在完成弧线而击球时的速度很慢。一个有经验的高尔夫球员须根据经验来挥动球杆，以使杆头与球脱离时球与杆头的接触的时间最长，得到的加速度最大。
本发明的一个目的是通过将球杆的弯曲形状由基本弯曲型改变为弯曲少的高振荡弯曲形，使球头很快地得到最大的加速度，使球头完成打球的弧状曲线时的速度达到最高。
第二个目的是通过在球杆的中间部分得到一个枢纽点，使球员控制球头更有效，从该枢纽点来控制球头距离短，比用握柄从远距离来操纵更方便而更为有效。
本发明提供一种具有复式球杆的高尔夫球杆，包括一外杆，该外杆具有一延伸到收缩口的空心部分，一杆端部，一杆头部及一头端部；一内杆，该内杆至少有一部分伸入所述外杆空心部分并与外杆平行，内杆与外杆的内层之间具有空隙，以形成一包括所述空心部的空隙部；该内杆包括有第一端点与第二端点，第二端点距离所述头端部杆比第一端点距头端部要更靠近；其特征在于，外杆与内杆配置为至少内杆在两个端部与外杆接合，接合的方式是至少在第一端点处是固定式接合，至少在第二端点处是简单式接合；在外杆的内面与内杆之间的空隙区至少在球杆未因击球而呈现弯曲时具有打开的空隙。
附图简单说明
图1表示一传统高尔夫球杆挥动后产生的基本弯曲型的曲线。
图2表示本发明的较佳实施例。
图3表示图2的复式球杆的外杆中心线的弯曲形式。
图4表示基本弯曲型以及高振荡弯曲型的弯曲力矩图。
图5表示端点力P及Q用手在挠曲点处操纵来维持部分高尔夫球杆平衡的图。
图6表示端点力P与头部力W作翘板式的平衡，枢纽力Q由手操纵。
图1表示现有技术的高杆1，具有最外面的端部2，头端部3以及握手部4。虚线6表示高杆受头部力W弯曲的情况。该弯曲线为基本弯曲型，其特点是一从头部向端部2的半波简谐曲线。
图2表示本发明一较佳实施例的复式球杆21，包括握手部4，它包括外杆22的手柄部分，一最外面的端部2，一扩大部分5，该扩大部分5有一从分离端29起经过粗颈27到收缩口30为止的空心部分32。头部26与收缩口30相连接，再通到装有杆头的头端部3。在外杆里面装有内杆28，内杆的第一端点23与外杆的分离端29在相同位置固定接合。内杆的第二端点25与外杆的收缩口30在同一位置相接合。
从端点29到30有一空隙区24，该区域包括空间20，使两杆至少在不弯曲的时候没有接触。在该区间里可装有填充物以减少振动。
内外杆的材料可以与现有技术的高杆的材料相同，包括金属、合成材料、加强纤维复合材料等等。一支杆可以用不同的材料做成。
一支现有技术的高杆的最粗的部位通常是一般在杆端部2，直径约15到18mm，呈圆锥状减少至头端部3处直径为9.0-12.0mm之间。从杆端部2到头端部3全长约为114mm。握手部4包括手柄，长度约为22cm。
下面说明具有扩大部分的一实施例的构造。如果没有扩大部分，杆的直径将与传统高杆一样，该扩大部分的最大直径在27处；位置要距离杆端部2相当远，该扩大部分是本发明的一个重要特征，与通常的高杆有明显的差别，该不同的构造可使外杆以第二端部25为转动枢纽点并产生间隙区而不受内杆的阻碍，外观与没有扩大部分的现有技术高杆不同。
空隙区的空隙与高杆头部打击力的大小的关系包括许多因素，只能从一般性的统计学方式获得的因果关系来作为本发明的设计参考，下列的推荐比较实用而可行。
杆端部2处的外杆直径最好是相等或小于外杆在杆端部2到扩大部分的顶点27之间的任何直径。这也包括直径不变的握手部或是从杆端部2起直径越变越粗的设计。
顶点27最好是在握手部4的范围之外，其直径最好为17mm至18mm或更大。
外杆收缩口30的位置距离杆端部2最好至少有30cm，或者不少于外杆全长的25％。
内杆第一端部23与杆端部2的距离并无限制；最好是相距不超过15cm。
图3表示一较佳实施例的复式高杆的外杆的弯曲之后的中心线。该弯曲线为一高振荡曲线。它与前述图1的基本弯曲型的线不同。高杆回复到原来的未弯曲的直线所需的时间比基本弯曲型回复原状所需的时间要少得多。在图3的曲线上，内杆的抵靠使得外杆抬起并在31点处产生一变换点，使得高杆由分离端29至收缩口30的平均弯曲度降低，而使外杆的头部达到与现有技术高杆同样大的力W而不必弯得很多。简而言之，因为有内杆顶住外杆，使外杆的弯曲改变成高振荡弯曲型，可在球杆弯曲更少，外杆头挠曲更少的情况下使外杆头达到与传统球杆相同的力W并在更短时间内击球。
几何学上的变换点31是指弯曲的曲率由向上弯改为向下弯，而在这弯曲的变换点处没有弯曲力矩在作用，只有剪切力而已。
在图4的弯曲力矩图表上，a-b-c图案是假设没有内杆时外杆所承受到的弯曲力矩。该弯曲力矩即图1的现有技术的高杆所受到的弯曲力矩。如图6所示，内杆在端部25处向上推外杆的力Q使从杆头传过来的力W传到外杆就被抵销许多，所以从30点到29点，外杆的力矩减少。该抵销之后的力矩图即图4中的a-d-f-e-c。
图4中交叉线部分d-b-g-f表示被抵销的力矩。这是由于内杆头以简单支承方式在点30处抵靠外杆而产生的力矩改变。该简单支承接触对产生转折点极为重要。外杆可以在点30处绕内杆转动，但是不能离开。这称做简单式支承(simplesupport)。如果内杆在接合处还传送弯曲力矩，则即使很小的摩擦力也会将转折点推向杆端部而降低效果。
当杆头的力从零增加到W之后，如果球员挥杆的力照旧不变，因为高杆的弯曲已经到最大的弯曲程度来产生W，故不会进一步弯曲。故W全部用于使杆头加速。因为高杆在一般情形下不需要挥动几秒钟就可以打到球，重要的是应使高杆以较少的时间达到杆头的最大力W。由于本发明的球杆的杆头充分加速在时间上早得多，故当球杆与球分离时杆头速度快于传统球杆，头部的速度就可以在打到球的时候达到最高。故图2的本发明球杆比图1的传统杆要有利得多。
图5及图6是关于本发明高杆的控制。在力学上常采用“自由体”的方法把一部分要研究的部位从一个复杂的物体中作假想的分开，把分开的界线上双方作用的力找出来。用在本结构上，该“自由体”即为在变换点31上被切开的外杆22。如图6所示。在图5所示的点31上，有剪切力P从手柄部分传递到该“自由体”，在自由体上还有从内杆的点30上传来的力Q，第三个维持自由体平衡的外力是杆头的惯性力W。
可将该作用有三个外力的自由体设想为一个翘翘板，其两头的力是P及W，中间的轴心枢纽是在点30上，而点30是经由在图6的虚线表示的内杆来控制的。因为枢钮点30是内杆在25点的端部，受内杆控制，而且距离头端部3比握手部4要近得多，故本发明对高杆的控制有所改进。
在图2中，内杆与外杆在外杆的收缩口30处的接触为一球头埋在收缩口里的状况。这只是许多可能的办法之一，并非唯一的设计，本发明的构思是在该接触口的接触方式必须是简单支承，其他细节并不要紧。
简单支承是两杆接合中一杆可绕另一杆中心转动，基本上没有转动干涉，不能将力矩从一杆传到另一杆。只可将力从一杆传到另一杆。
简单支承包括圆球与球窝式，万能接头式、轴承中转动的轴颈等。
本发明复式球杆的简单支承的一较佳实施例是具有一是内杆的第二端点直接楔入外杆的收缩口端部而形成一具有一个转动中心的接头；接触面尽量磨圆去除尖锐物，外杆绕内杆第二端点转动的磨擦极小，转动阻力基本去除。在接触面间的至少部分空隙中可装入一层缓冲材料。
在本发明的复式球杆上，内杆的另一端点23要与外杆的端点29应以固定方式接合，才能产生必需的变换点31，来改变力矩的分配。固定的办法有焊接、粘接、用螺丝接合，或用摩擦力如紧配合，压配，垫套等，但并不限于这些。
最好是通过带有一比在握手部的直径更粗的扩大部分，以使两杆之间具有足够的空隙。现有技术的高杆很难在端点29与收缩口30之间在两杆间维持足够空隙，所以不容易使高杆的外杆产生如图4所示的高振荡弯曲型的弯曲。但是如将一外型如现有技术高杆一样的复式高杆的内杆设计得直径小而刚性大，则是可能的。所以本发明高杆的外杆直径与现有技术高杆相同是可行的。
最后要说明的是本发明的复式球杆的外杆在收缩口30附近其直径在短距离之内大大减少。
该外杆的直径急剧收缩的原因是考虑到外杆太硬，柔性不够。外杆名义直径为19mm，如管壁厚度为0.6mm，则该外杆的截惯性矩为1,470mm4。一现有技术的高杆外径为16mm，管壁为0.9mm，则截惯性矩为1,220mm4，显然，本发明外杆在空隙区24范围内，其截惯性矩要比现有技术的高杆大得多，也就是说硬得多，其主要原因是从内杆头部传来抵销W的抵靠力Q使图6中31至30长度中的弯曲力矩急剧减少。依照图4的de直线，该长度中的弯曲力呈直线减少，在杆端几乎为零。其结果是如果设计不适当，外杆将会柔性不够，挥动时不能产生本发明所依赖的变换点31和高振荡型，这种情况在试打初期高杆的时候已有发现。
如图2所示，一个补救办法是在外杆22的收缩口附近有一段直径过渡区域42。由分析可知，外杆22在29处固定而在点30处通过刚性内杆的第二端点25枢转，其最大弯曲点27与点30的距离40是长度24的三分之一。假定内杆28长45cm，则距离40为15cm，在这15cm内需要最多空隙，以免外杆在杆头击球时弯曲而与内杆干涉。实际上，外杆在此区域应具有较大的直径，并向点30方向呈圆锥形缩小，而在点30以外直径则急剧减少，在与点27距离为42的点37处至传统杆径，以具有尽可能大的柔性。如图2所示，外杆直径过渡区42包括收缩口30，在过渡区42之后，直径减小到正常尺寸，故杆的剩下部分的大小和柔性与传统杆相同。
在确定直径减小区域的几何尺寸方面已进行许多试验和分析并得出一些结论，但在大批量生产中总是有一定的余量，其中可将用于制造外杆的层压纤维布光滑地包在形成大圆锥的芯棒上以在加工过程中急剧减小直径而不引起皱纹或折叠。由于纤维布不可伸展，而决定其强度的纤维方向在加工过程中并不改变，故很难加工。以下两个参数必须加以研究一是区域42中的直径减小多快，二是能制造到多短。最后得出一个比较实用的设计原则。
具体设计原则是外杆直径过渡区的长度不大于23cm，直径收缩率至少为29％。如收缩口之前最大的直径为18mm，在收缩口之后最小为12mm，杆长不大于23cm，则直径收缩率为33％。这个设计原则可以使外杆不至过粗、过长而使本发明丧失意义。该设计原则可使本发明实用化，且无现有技术作为借鉴，故应为本发明的一部分。
最后应注意，在如图3所示的外杆弯曲中心线中，外杆与内杆仅在内杆的两个端点25和30处接触。这里假设外杆在冲击下的弯曲是适度的，空隙部分保持打开。如果冲击更大，或外杆的几何形状不同，则在长度24内可能有多个接触点，外杆的变形曲线将具有更大的弯曲度。应注意，上述实施例中仅描述了一个变换点弯曲的具有复式球杆的高尔夫球杆。通过对内外杆的不同尺寸和空隙部分设计可实现由多个直接接触点作用的更复杂的外杆弯曲，从而使高尔夫球杆具有不同的性能。这些变型均可由图2和图3所示杆的振动频率模式的基本型式引出，故均不脱离本发明的范围。
权利要求
1．一种高尔夫球杆，包括一外杆，所述外杆具有一延伸到收缩口的空心部分，一杆端部，一杆头部及一头端部；一内杆，所述内杆至少有一部分伸入所述外杆空心部分并与外杆平行，所述内杆与所述外杆的内层之间具有空隙，以形成一包括所述空心部的空隙部；所述内杆包括有第一端点与第二端点，第二端点距离所述头端部杆比第一端点距头端部要更靠近；其特征在于，所述外杆与所述内杆配置为至少所述内杆在两个端部与外杆接合，接合的方式是至少在第一端点处是固定式接合，至少在第二端点处是简单式接合；在外杆的内面与内杆之间的空隙区至少在球杆未因击球而呈现弯曲时具有打开的空隙。
2．如权利要求1所述的球杆，其特征在于，在所述外杆的收缩口附近的直径减少段为在包括收缩口在内的23cm的杆长上的最大及最小直径的直径收缩率不少于29％。
3．如权利要求1所述的球杆，其特征在于，所述具有空心部分是一种长条形扩大部分，其直径至少不小于外管在杆端处的直径，所述外管最大的直径在顶点(27)处。
4．如权利要求1所述的球杆，其特征在于，内杆的第二端点与外杆的收缩口的接合是简单支承式，该两接触件可以相互转动而基本上没有转动干涉，但不能偏离接合中心。
5．如权利要求1所述的球杆，其特征在于，所述内杆的第二端点与外杆的收缩口的简单支承系通过内杆的第二端点直接楔入外杆的收缩口端部而形成一具有一转动中心的接头，其接触面均尽量磨圆而使摩擦减低到最低，以使得外杆可以绕内杆第二端点转动而基本上没有阻力，但不能偏离接合中心。
6．如权利要求4所述的球杆，其特征在于，在所述高尔夫球的内杆第二端点与外杆收缩口之间的至少一部分空隙中具有一层缓冲材料。
7．如权利要求2所述的球杆，其特征在于，外杆在扩大部分最粗的位置的直径至少与外杆其他位置的直径相同。
8．如权利要求1所述的球杆，其特征在于，外杆收缩口与杆端部(2)至少相距30cm，或者不少于外杆全长的25％。
9．如权利要求1所述的球杆，其特征在于，内杆的第二端点与外杆的收缩口大致在相同位置。
10．如权利要求1所述的球杆，其特征在于，外杆杆端部的杆的直径为大致等于或小于外杆从杆端部到扩大部分最大直径之间任何位置的直径。
11．一种高尔夫球杆，包括一杆头和一高杆，其特征在于，所述高杆包括一具有一延伸到收缩口的空心部分的外杆和一内杆，所述外杆包括一杆端部，一杆头部及一安装杆头的头端部；所述内杆至少有一部分伸入所述外杆的空心部分并与外杆大致平行，所述内杆与所述外杆在空心部分内隔开并包括有一第一端点和一第二端点，所述第二端点距离所述头端部比所述第一端部距离头端部更靠近；被配置用来使所述内杆与所述外杆在两端点处连接的连接装置，其中，当球杆因击球而弯曲时，可使外杆绕所述内杆的所述第二端点转动而基本上没有内杆干涉，所述连接装置影响使外杆弯曲的力矩，使外杆因击球的弯曲为高振荡弯曲型而与现有技术高杆的基本弯曲型不同；其结果是杆头与所述球分离时的速度高于相同驱动力作用下现有高尔夫球杆的速度。
12．如权利要求11所述的球杆，其特征在于，在所述外杆的收缩口附近的直径减少段为在包括收缩口在内的23cm的杆长上的最大及最小直径的直径收缩率不少于29％。
13．如权利要求11所述的球杆，其特征在于，所述连接装置包括一所述内杆的所述第一端点与靠近所述杆端部的所述外杆基本固定式连接装置，以及一所述内杆第二端点与所述外杆的基本简单式连接装置。
全文摘要
一种高尔夫球杆包括一具有长条形扩大部分的外杆,及一与外杆大致平行且至少有一部分伸入外杆的内杆,其特点是,内杆与外杆在杆端部处固定接合;两杆有彼此不接触的空隙区,该空隙使外杆在弯曲时可绕内杆的另外一端点转动而不与内杆接触,从而使外杆不能转动而弯曲;该外杆弯曲中心线有一变换点,其特点是弯曲曲线为高振荡弯曲型,可提高杆头在击球时的速度,并可使控球的能力增加。
文档编号A63B53/10GK1217949SQ98119639
公开日1999年6月2日 申请日期1998年9月14日 优先权日1997年9月16日
发明者宋载镇 申请人:宋载镇