专利名称：高尔夫球棒杆的制作方法
背景技术：
本发明涉及高尔夫球棒杆，更具体地说，本发明涉及在其内表面上具有镗线的高尔夫球棒杆，以及涉及频率配套的高尔夫球棒杆组，一组高尔夫球棒杆中的每根球棒杆具有与该组中其余球棒杆直接相关的沿着其长度的预定的刚度分布。
1978年1月24日授权的美国专利4,070,022号描述了生产频率配套的高尔夫球棒杆组的方法，该专利所公开的内容在此引作参考。基本上说，一组频率配套的高尔夫球棒杆组中的那些球棒杆是从按照频率和长度分类的许多球棒杆中挑选出来的，使得该组中的各个球棒杆的频率符合由球棒杆的频率和长度的一个图表所构成的预定梯度变化率。频率的梯度变化率最好是一条随着杆长减小而增加的直线，以及沿着这条梯度变化率直线，相邻杆长之间的频率增量基本上是相同的。
1978年10月31日授权的美国专利第4,122,593号也描述了频率配套的高尔夫球棒杆组的制造方法，该专利所公开的内容在此引作参考。杆组中的各个球棒杆是由带有余量的普通杆坯制造的，杆坯具有预定的长度以及在一个特定范围内的已知的固有频率。当杆坯的固有频率确定后，根据下列因素从杆坯的粗端和细端切去预定长度的杆段(1)杆坯的固有频率，和(2)成品高尔夫球棒杆所要求的频率。从杆坯上切去的总量完全取决于所造成的球棒杆的长度。在另一方面，从杆坯的粗端和细端上切除量的比例分配则完全取决于球棒杆所要求的固有频率。在增加从杆坯的粗端的切除量时，所制造的球棒杆就变得更为柔顺。相反，增加从细端的切除量便制造出刚劲的球棒杆。
例如，美国专利第US4,122,593号描述了下述制造过程从固有频率为282赫兹的留有余量的普通杆坯A，通过从杆坯的粗端和细端上切除预定量的杆段，就可制造出固有频率为310赫兹的高尔夫球棒杆；固有频率同样为310赫兹的球棒杆还可以由固有频率为262赫兹的普通杆坯B来制造，然而，此时为了实现310赫兹的目标频率，要在杆坯B的粗端切除较小的长度以及在细端切除较大的长度。换言之，具有目标固有频率和给定长度的高尔夫球棒杆可以由各具有相同长度的但固有频率不同的许多不同的普通杆坯来制造。在每种情况下，从杆坯上切除长度的总量是相同的，但粗端和细端上的切除量的比例是不同的。尽管这种方法能够用来制造频率配套的高尔夫球棒杆组，该组中的每根球棒杆具有满足梯度变化率要求的预定频率，但是由于用来制造这组球棒杆的普通杆坯的固有频率互不相同，因此这组球棒杆中每根杆沿其长度的刚度分布也不相同而且与其它杆互不相关。
金属管型的高尔夫球棒杆通常由现有技术中公知的轧管技术制造的，把基本上是平的金属毛坯加工成管形，然后通过焊接使管子定形。然后将加工出的管子拉过一系列的型芯，直到产生出所需的横截面形状。当管壁厚度和管径达到所要求的范围后，就将管子切成一定长度的单元，通过现有技术中已知的锻造技术从这些长度单元中就可制造出高尔夫球棒杆。为了使球棒杆具备所需的强度和刚度，一定要有充分的壁厚，但也要避免壁厚过大，因为这反过来会增加球棒杆的重量。
发明概要因此，本发明的主要目的是要提供一种明显改进的高尔夫球棒杆。
本发明的另一目的是要提供一种明显改进的高尔夫球棒杆，通过在杆的内表面上以冶金工艺加工出镗线，增加了球棒杆的强度和刚度。
本发明的又一目的是要提供频率配套的高尔夫球棒杆组的制造方法，该棒杆组中的每根球棒杆具有与该组中的其它球棒杆直接相关的特定目标频率和预定的刚度分布。
按照本发明，用管状坯料来制造高尔夫球棒杆，每个管状坯料具有沿长度方向的外表面和内表面，管状坯料基本上包括沿着其长度具有均匀横截面形状和给定外径的粗端；沿着其长度同样具有均匀横截面形状和小于粗端直径的给定外径的细端；一个锥形段连接着粗端和细端。以冶金工艺成形在管状坯料内表面上的镗线延伸穿过整个粗端、细端和锥形段。这些内部的镗线增加了管状坯料的强度和刚度。
镗线最好包括多个纵向延伸的交替的凸台和凹槽。这些纵向延伸的凸台以等间距相互间隔而这些纵向延伸的凹槽也以等间距相互间隔。粗端和细端都是圆柱形的，它们具有共同的纵向中心轴线。纵向延伸的交替的凸台和凹槽在粗端和细端中相互平行，而且也平行于公共的纵向中心轴线。镗线最好包括延伸穿过整个粗端、细端和锥形段的至少八个凸台和至少八个凹槽。还有，每个纵向延伸的凸台包括一个与纵向延伸的相邻凹槽相距大约0.008英寸的台面。镗线是以冶金工艺通过对管状坯料内表面的再次成形而制出的。
本发明还包括制造本发明独特高尔夫棒杆的管状坯料的制造方法。首先，制出一根沿其长度具有均匀横截面形状的管子；然后将一个具有适当外形的型芯定位在管子中，该型芯在其外表面上具有纵向延伸的交替的平行凸台和凹槽；将管子拉过型芯，以使金属材料重新成形，在管子的内表面上成形出镗线，镗线的形式是多个纵向延伸并且平行交替的凸台和凹槽，它们与型芯上的凹槽和凸台相对应；然后将管子切成所要求的长度，每根管段再经过锻造，以制出粗端、细端和连接两者的锥形段。
从多个带有余量的管状坯料就可以制造出频率配套的高尔夫球棒杆组，其中该组中的每根球棒杆具有与该组中的其它球棒杆直接相关的预定的刚度分布。在这些球棒杆的制造中，制造一组球棒杆的每一根管状坯料都具有基本上相同的固有频率和长度。然后从每一管状坯料的细端上切去预定长度的管段，而且在这些管状坯料中的相邻管状坯料之间，细端的切除量依次具有1/2英寸的差值。
类似地，从每一管状坯料的粗端上切去预定长度的管段，从而制造出一组高尔夫球棒杆，在这些球棒杆中的相邻球棒杆之间，杆的总长度依次具有1/2英寸的差值。
用来制造一组高尔夫球棒杆的每根管状坯料最好具有误差在±2赫兹之内的基本上相同的固有频率。将选定的高尔夫球棒头配装在频率配套的一组高尔夫球棒杆组上。这组球棒中相邻球棒之间的频率差是相同的，以及相邻球棒之间的刚度分布是直接相关的。
附图的简要描述通过结合附图阅读下面的详细说明书，本领域的技术人员将会更清楚地了解本发明的上述以及其它新颖的特征和优点。在附图中，相同的参考标号代表着相同的元件；其中
图1是用来制作本发明高尔夫球棒杆的管状坯料的侧视图；图2是沿图1中2-2线截取的管状坯料的粗端的横截面图；图3是沿图1中3-3线截取的管状坯料的锥形段的横截面图；图4是沿图1中4-4线截取的管状坯料的细端的横截面图；图5是在管状坯料的成形和高尔夫球棒杆的制造过程中，用来在管形金属毛坯的内表面上制出镗线的型芯的侧视图；以及图6是沿图5中6-6线截取的横截面图。
实施本发明的最佳形式现在更加具体地参见附图，图1表示了用来制作高尔夫球棒杆的带有余量的管状坯料10。实际高尔夫球棒杆的外观与该管状坯料相似，但总长度略短一些。基本上说，管状坯料10具有粗端12和细端14以及连接二者的锥形段16。在管状坯料的内表面上以冶金工艺成形出镗线18，该镗线18延伸穿过整个粗端、细端和锥形段。
在图2-4的横截面图中清楚地示出了镗线18。具体地说，镗线包括一些纵向上延伸的交替的凸台20和凹槽22。这些纵向延伸的凸台20和凹槽22分别都是等间距间隔的。
如图中清楚地示出的，粗端12和细端14具有共同的纵向中心轴线24，该轴线也延伸穿过锥形段16。在粗端和细端中纵向上延伸的交替的凸台和凹槽相互平行，它们也平行于共同的纵向中心轴线24。在锥形段中的镗线也在纵向上延伸，但它们通常以一个锥角沿着从粗端到细端的方向汇集。
镗线最好包括至少8个凸台20和至少8个凹槽22，它们延伸穿过整个粗端、细端和锥形段。镗线在不增加额外重量的情况下提高了管状坯料10的强度和刚度。
管状坯料10是由现有技术中公知的轧管技术制造的。然而，在制出管状坯料10的管形毛坯的成形加工过程中，特别要将管状坯料拉过图5所示的型芯30。型芯30最好在其一端的外表面上具有一些纵向上延伸的交替的平行凸台32和凹槽34。简单地将管状坯料拉过型芯30，以便在管状坯料的内表面上成形出镗线18，这些镗线的形式是多个纵向延伸的交替的凸台和凹槽20,22。然后将管状坯料切成所要求的长度，再对每段管状坯料进行金属锻造，以加工出粗端12、细端14和连接两者的锥形段16。
从留有余量的总长44为英寸的管状坯料10就可以制造出与高尔夫球棒的铁头相配的球棒杆。对于较长的木质头的高尔夫球棒，留有余量的管状坯料的长度可以是47英寸。例如，第一组共有九个坯杆，每个杆坯的固有频率为153赫兹，长度为44英寸；它们可被选择用来制造出一组频率配套的高尔夫球棒杆，分别与编有2至8号铁头及一个楔铲相配合。同样，也可以使用第二组杆坯，它们具有较高的频率，例如160赫兹。也还可以着手于第三组的九件杆坯，其中的每个杆坯具有更高的固有频率，例如167赫兹。在每一组中，每一个杆坯的总长度都是44英寸；粗端12为9英寸；细端14为11英寸；以及锥形端16为24英寸。在这三个实例中的每一例中，通过有选择地从粗端和细端上切去一定长度的杆坯，就可以制造出同一组中的频率配套的不同球棒杆。对于153赫兹的第一组杆坯而言，在制作特定的一个球棒杆时，与160赫兹的第二组杆坯以及167赫兹的第三组杆坯相比，要从细端切去较长的一段杆坯。同样，对于160赫兹的第二组杆坯而言，在制作特定的一个球棒杆时，与167赫兹的第三组杆坯相比，要从细端切去较长的一段杆坯。
在这三个实例中的每一例中，都制造出了频率配套的相同的一组球棒杆，但每一组球棒杆中的刚度分布是不同的。从153赫兹的杆坯制出的第一组球棒杆具有较短的细端，因而是细端刚劲的。与第二组和第三组中的球棒杆相比，这一组中的每个球棒杆的刚度分布具有远离细端的较高的冲击点。由167赫兹杆坯制出的第三组球棒杆具有最长的细端，因而其刚度分布提供了最低的冲击点。在每一组中，每个球棒杆的刚度分布是预先确定的，并且与同一组中的其它球棒杆相关。然而，尽管每一组球棒杆是频率配套的，且每一组中的对应的球棒杆具有相同的固有频率，但每一组球棒杆的手感是不同的。频率是周期的，而刚度分布就是手感。
因此，从上面的例子可以很容易地理解，一旦确定了一组球棒杆中各个棒杆的所要求的频率，就要根据所需的刚性分布来选择制作这组球棒杆的管状坯料10的频率。如果需要高冲击点，就要选择具有较低固有频率的杆坯。在切割细端以便由这些杆坯制造出球棒杆时，要从细端切去较长的一段，由此产生出高冲击点以及制造出细端刚劲的球棒杆。相反，当需要低冲击点时，就要选择具有较高固有频率的杆坯。在切割这些杆坯的细端以制作球棒杆时，从细端切去很短的一段，从而产生出较低的冲击点以及制造出细端刚度较弱的球棒杆。最后，切割粗端，产生出最终球棒杆的长度。
相同的方法也适用于从较长的47英寸的杆坯制造出与木质头相配的高尔夫球棒杆。
因此，在确定了各个球棒杆的固有频率之后，就可以制造出刚度分布不同的几组球棒杆，例如，分别具有高、中、低三种冲击点。然后根据所要求的刚度分布来决定实际使用哪一组球棒杆。由较低冲击点制出的高尔夫球棒其靠近细端的下端更有柔韧性。这样就在球棒的头部上产生出更大的高击斜面，因而高尔夫球的轨迹具有更高的顶点。相反，高冲击点的球棒杆在球棒的头部上产生较小的高击斜面，因而产生出较低的高尔夫球轨迹。这使得高尔夫球产生较小的下旋。
根据专利法规的要求，上面已对本发明的最佳方式和较佳实施例作了描述，然而本发明的范围并非局限于此，而是由所附权利要求书的范围来确定。
权利要求
1．一种用来制造高尔夫球棒杆的管状坯料，该管状坯料具有沿其长度方向的外表面和内表面，以及其包括沿着其长度具有均匀横截面形状和给定外径的粗端；沿着其长度具有均匀横截面形状和小于粗端直径的给定外径的细端；连接粗端和细端的锥形段；以及在管状坯料的内表面上以冶金工艺成形的并且延伸穿过整个粗端、细端和锥形段的镗线。
2．如权利要求1所述的管状坯料，其特征在于，以冶金工艺成形的镗线包括多个纵向延伸的交替的凸台和凹槽。
3．如权利要求2所述的管状坯料，其特征在于，纵向延伸的凸台是等间距间隔的而纵向延伸的凹槽也是等间距间隔的。
4．如权利要求2所述的管状坯料，其特征在于，粗端和细端具有共同的纵向中心轴线；纵向延伸的交替的凸台和凹槽在粗端和细端中相互平行，而且也平行于公共的纵向中心轴线。
5．如权利要求2所述的管状坯料，其特征在于，以冶金工艺成形的的镗线包括延伸穿过整个粗端、细端和锥形段的至少八个凸台和至少八个凹槽。
6．如权利要求2所述的管状坯料，其特征在于，每个纵向延伸的凸台包括一个与纵向延伸的相邻凹槽相距大约0.008英寸的台面。
7．一种用来制造高尔夫球棒杆的管状坯料的制造方法，其步骤包括制出一根沿其长度具有均匀横截面形状的管子；将型芯定位在管子中，该型芯在其外表面上具有纵向延伸的平行交替的凸台和凹槽；将管子拉过型芯，以便在管子的内表面上以冶金方式成形出镗线，镗线的形式是多个纵向延伸并且交替的平行凸台和凹槽，它们与型芯上的凹槽和凸台相对应；将管子切成所要求的长度，对每根管段进行锻造，以制出细端、粗端和连接两者的锥形段。
8．一种由多个带有余量的管状坯料制造出频率配套的高尔夫球棒杆组的方法，其中该组中的每根球棒杆具有与该组中的其它球棒杆直接相关的给定的刚度分布，每根管状坯料具有均匀的细端和粗端，以及中间的锥形段，该方法的步骤包括选择出多个带有余量的管状坯料，其数量等于该组中球棒杆的数量，每根管状坯料具有基本上相同的固有频率和长度；从每一管状坯料的细端上切去预定长度的管段，而且在多个管状坯料中的相邻管状坯料之间，细端的切除量依次具有1/2英寸的差值；从每一管状坯料的粗端上切去预定长度的管段，从而制出一组高尔夫球棒杆，在该球棒杆组中的相邻球棒杆之间，杆的总长度依次具有1/2英寸的差值。
9．如权利要求8所述的方法，其特征在于，每根带有余量的普通管状坯料在其内表面上具有以冶金工艺制出的镗线，镗线延伸穿过整个粗端、细端和锥形段。
10．如权利要求8所述的方法，其特征在于，这些带有余量的管状坯料中的每根管状坯料具有误差在±2赫兹之内的基本上相同的固有频率。
11．如权利要求8所述的方法，其特征在于，该方法的步骤还包括将选定的一些高尔夫球棒头配装到这球棒杆组上。
全文摘要
一种用来制造高尔夫球棒杆的管状坯料(10),管状坯料包括沿着其长度具有均匀横截面形状的粗端(12);沿着其长度也具有均匀横截面形状的细端(14);以及连接粗细两端的锥形段(16)。在管状坯料的内表面上冶金成形出的镗线(18)延伸穿过整个粗端、细端和锥形段。正是由于这些内部镗线,提高了由这些管状坯料所制出的高尔夫球棒杆的强度和刚度。由一组这样的管状坯料可以制出一组高尔夫球棒杆,该组管状坯料中的每个管状坯料具有相同的长度和相同的固有频率。然后从管状坯料的粗端和细端上有选择地切去预定长度的管段。
文档编号B01D5/00GK1214637SQ97193308
公开日1999年4月21日 申请日期1997年5月22日 优先权日1996年5月24日
发明者J·M·布拉莱, W·K·布拉莱 申请人:Fm精密高尔夫球制造公司