專利名稱：高爾夫球棒桿的制作方法
背景技術：
本發明涉及高爾夫球棒桿，更具體地說，本發明涉及在其內表面上具有鏜線的高爾夫球棒桿，以及涉及頻率配套的高爾夫球棒桿組，一組高爾夫球棒桿中的每根球棒桿具有與該組中其余球棒桿直接相關的沿著其長度的預定的剛度分布。
1978年1月24日授權的美國專利4,070,022號描述了生產頻率配套的高爾夫球棒桿組的方法，該專利所公開的內容在此引作參考。基本上說，一組頻率配套的高爾夫球棒桿組中的那些球棒桿是從按照頻率和長度分類的許多球棒桿中挑選出來的，使得該組中的各個球棒桿的頻率符合由球棒桿的頻率和長度的一個圖表所構成的預定梯度變化率。頻率的梯度變化率最好是一條隨著桿長減小而增加的直線，以及沿著這條梯度變化率直線，相鄰桿長之間的頻率增量基本上是相同的。
1978年10月31日授權的美國專利第4,122,593號也描述了頻率配套的高爾夫球棒桿組的制造方法，該專利所公開的內容在此引作參考。桿組中的各個球棒桿是由帶有余量的普通桿坯制造的，桿坯具有預定的長度以及在一個特定范圍內的已知的固有頻率。當桿坯的固有頻率確定后，根據下列因素從桿坯的粗端和細端切去預定長度的桿段(1)桿坯的固有頻率，和(2)成品高爾夫球棒桿所要求的頻率。從桿坯上切去的總量完全取決于所造成的球棒桿的長度。在另一方面，從桿坯的粗端和細端上切除量的比例分配則完全取決于球棒桿所要求的固有頻率。在增加從桿坯的粗端的切除量時，所制造的球棒桿就變得更為柔順。相反，增加從細端的切除量便制造出剛勁的球棒桿。
例如，美國專利第US4,122,593號描述了下述制造過程從固有頻率為282赫茲的留有余量的普通桿坯A，通過從桿坯的粗端和細端上切除預定量的桿段，就可制造出固有頻率為310赫茲的高爾夫球棒桿；固有頻率同樣為310赫茲的球棒桿還可以由固有頻率為262赫茲的普通桿坯B來制造，然而，此時為了實現310赫茲的目標頻率，要在桿坯B的粗端切除較小的長度以及在細端切除較大的長度。換言之，具有目標固有頻率和給定長度的高爾夫球棒桿可以由各具有相同長度的但固有頻率不同的許多不同的普通桿坯來制造。在每種情況下，從桿坯上切除長度的總量是相同的，但粗端和細端上的切除量的比例是不同的。盡管這種方法能夠用來制造頻率配套的高爾夫球棒桿組，該組中的每根球棒桿具有滿足梯度變化率要求的預定頻率，但是由于用來制造這組球棒桿的普通桿坯的固有頻率互不相同，因此這組球棒桿中每根桿沿其長度的剛度分布也不相同而且與其它桿互不相關。
金屬管型的高爾夫球棒桿通常由現有技術中公知的軋管技術制造的，把基本上是平的金屬毛坯加工成管形，然后通過焊接使管子定形。然后將加工出的管子拉過一系列的型芯，直到產生出所需的橫截面形狀。當管壁厚度和管徑達到所要求的范圍后，就將管子切成一定長度的單元，通過現有技術中已知的鍛造技術從這些長度單元中就可制造出高爾夫球棒桿。為了使球棒桿具備所需的強度和剛度，一定要有充分的壁厚，但也要避免壁厚過大，因為這反過來會增加球棒桿的重量。
發明概要因此，本發明的主要目的是要提供一種明顯改進的高爾夫球棒桿。
本發明的另一目的是要提供一種明顯改進的高爾夫球棒桿，通過在桿的內表面上以冶金工藝加工出鏜線，增加了球棒桿的強度和剛度。
本發明的又一目的是要提供頻率配套的高爾夫球棒桿組的制造方法，該棒桿組中的每根球棒桿具有與該組中的其它球棒桿直接相關的特定目標頻率和預定的剛度分布。
按照本發明，用管狀坯料來制造高爾夫球棒桿，每個管狀坯料具有沿長度方向的外表面和內表面，管狀坯料基本上包括沿著其長度具有均勻橫截面形狀和給定外徑的粗端；沿著其長度同樣具有均勻橫截面形狀和小于粗端直徑的給定外徑的細端；一個錐形段連接著粗端和細端。以冶金工藝成形在管狀坯料內表面上的鏜線延伸穿過整個粗端、細端和錐形段。這些內部的鏜線增加了管狀坯料的強度和剛度。
鏜線最好包括多個縱向延伸的交替的凸臺和凹槽。這些縱向延伸的凸臺以等間距相互間隔而這些縱向延伸的凹槽也以等間距相互間隔。粗端和細端都是圓柱形的，它們具有共同的縱向中心軸線。縱向延伸的交替的凸臺和凹槽在粗端和細端中相互平行，而且也平行于公共的縱向中心軸線。鏜線最好包括延伸穿過整個粗端、細端和錐形段的至少八個凸臺和至少八個凹槽。還有，每個縱向延伸的凸臺包括一個與縱向延伸的相鄰凹槽相距大約0.008英寸的臺面。鏜線是以冶金工藝通過對管狀坯料內表面的再次成形而制出的。
本發明還包括制造本發明獨特高爾夫棒桿的管狀坯料的制造方法。首先，制出一根沿其長度具有均勻橫截面形狀的管子；然后將一個具有適當外形的型芯定位在管子中，該型芯在其外表面上具有縱向延伸的交替的平行凸臺和凹槽；將管子拉過型芯，以使金屬材料重新成形，在管子的內表面上成形出鏜線，鏜線的形式是多個縱向延伸并且平行交替的凸臺和凹槽，它們與型芯上的凹槽和凸臺相對應；然后將管子切成所要求的長度，每根管段再經過鍛造，以制出粗端、細端和連接兩者的錐形段。
從多個帶有余量的管狀坯料就可以制造出頻率配套的高爾夫球棒桿組，其中該組中的每根球棒桿具有與該組中的其它球棒桿直接相關的預定的剛度分布。在這些球棒桿的制造中，制造一組球棒桿的每一根管狀坯料都具有基本上相同的固有頻率和長度。然后從每一管狀坯料的細端上切去預定長度的管段，而且在這些管狀坯料中的相鄰管狀坯料之間，細端的切除量依次具有1/2英寸的差值。
類似地，從每一管狀坯料的粗端上切去預定長度的管段，從而制造出一組高爾夫球棒桿，在這些球棒桿中的相鄰球棒桿之間，桿的總長度依次具有1/2英寸的差值。
用來制造一組高爾夫球棒桿的每根管狀坯料最好具有誤差在±2赫茲之內的基本上相同的固有頻率。將選定的高爾夫球棒頭配裝在頻率配套的一組高爾夫球棒桿組上。這組球棒中相鄰球棒之間的頻率差是相同的，以及相鄰球棒之間的剛度分布是直接相關的。
附圖的簡要描述通過結合附圖閱讀下面的詳細說明書，本領域的技術人員將會更清楚地了解本發明的上述以及其它新穎的特征和優點。在附圖中，相同的參考標號代表著相同的元件；其中

圖1是用來制作本發明高爾夫球棒桿的管狀坯料的側視圖；圖2是沿圖1中2-2線截取的管狀坯料的粗端的橫截面圖；圖3是沿圖1中3-3線截取的管狀坯料的錐形段的橫截面圖；圖4是沿圖1中4-4線截取的管狀坯料的細端的橫截面圖；圖5是在管狀坯料的成形和高爾夫球棒桿的制造過程中，用來在管形金屬毛坯的內表面上制出鏜線的型芯的側視圖；以及圖6是沿圖5中6-6線截取的橫截面圖。
實施本發明的最佳形式現在更加具體地參見附圖，圖1表示了用來制作高爾夫球棒桿的帶有余量的管狀坯料10。實際高爾夫球棒桿的外觀與該管狀坯料相似，但總長度略短一些。基本上說，管狀坯料10具有粗端12和細端14以及連接二者的錐形段16。在管狀坯料的內表面上以冶金工藝成形出鏜線18，該鏜線18延伸穿過整個粗端、細端和錐形段。
在圖2-4的橫截面圖中清楚地示出了鏜線18。具體地說，鏜線包括一些縱向上延伸的交替的凸臺20和凹槽22。這些縱向延伸的凸臺20和凹槽22分別都是等間距間隔的。
如圖中清楚地示出的，粗端12和細端14具有共同的縱向中心軸線24，該軸線也延伸穿過錐形段16。在粗端和細端中縱向上延伸的交替的凸臺和凹槽相互平行，它們也平行于共同的縱向中心軸線24。在錐形段中的鏜線也在縱向上延伸，但它們通常以一個錐角沿著從粗端到細端的方向匯集。
鏜線最好包括至少8個凸臺20和至少8個凹槽22，它們延伸穿過整個粗端、細端和錐形段。鏜線在不增加額外重量的情況下提高了管狀坯料10的強度和剛度。
管狀坯料10是由現有技術中公知的軋管技術制造的。然而，在制出管狀坯料10的管形毛坯的成形加工過程中，特別要將管狀坯料拉過圖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縱向上延伸的交替的平行凸臺32和凹槽34。簡單地將管狀坯料拉過型芯30，以便在管狀坯料的內表面上成形出鏜線18，這些鏜線的形式是多個縱向延伸的交替的凸臺和凹槽20,22。然后將管狀坯料切成所要求的長度，再對每段管狀坯料進行金屬鍛造，以加工出粗端12、細端14和連接兩者的錐形段16。
從留有余量的總長44為英寸的管狀坯料10就可以制造出與高爾夫球棒的鐵頭相配的球棒桿。對于較長的木質頭的高爾夫球棒，留有余量的管狀坯料的長度可以是47英寸。例如，第一組共有九個坯桿，每個桿坯的固有頻率為153赫茲，長度為44英寸；它們可被選擇用來制造出一組頻率配套的高爾夫球棒桿，分別與編有2至8號鐵頭及一個楔鏟相配合。同樣，也可以使用第二組桿坯，它們具有較高的頻率，例如160赫茲。也還可以著手于第三組的九件桿坯，其中的每個桿坯具有更高的固有頻率，例如167赫茲。在每一組中，每一個桿坯的總長度都是44英寸；粗端12為9英寸；細端14為11英寸；以及錐形端16為24英寸。在這三個實例中的每一例中，通過有選擇地從粗端和細端上切去一定長度的桿坯，就可以制造出同一組中的頻率配套的不同球棒桿。對于153赫茲的第一組桿坯而言，在制作特定的一個球棒桿時，與160赫茲的第二組桿坯以及167赫茲的第三組桿坯相比，要從細端切去較長的一段桿坯。同樣，對于160赫茲的第二組桿坯而言，在制作特定的一個球棒桿時，與167赫茲的第三組桿坯相比，要從細端切去較長的一段桿坯。
在這三個實例中的每一例中，都制造出了頻率配套的相同的一組球棒桿，但每一組球棒桿中的剛度分布是不同的。從153赫茲的桿坯制出的第一組球棒桿具有較短的細端，因而是細端剛勁的。與第二組和第三組中的球棒桿相比，這一組中的每個球棒桿的剛度分布具有遠離細端的較高的沖擊點。由167赫茲桿坯制出的第三組球棒桿具有最長的細端，因而其剛度分布提供了最低的沖擊點。在每一組中，每個球棒桿的剛度分布是預先確定的，并且與同一組中的其它球棒桿相關。然而，盡管每一組球棒桿是頻率配套的，且每一組中的對應的球棒桿具有相同的固有頻率，但每一組球棒桿的手感是不同的。頻率是周期的，而剛度分布就是手感。
因此，從上面的例子可以很容易地理解，一旦確定了一組球棒桿中各個棒桿的所要求的頻率，就要根據所需的剛性分布來選擇制作這組球棒桿的管狀坯料10的頻率。如果需要高沖擊點，就要選擇具有較低固有頻率的桿坯。在切割細端以便由這些桿坯制造出球棒桿時，要從細端切去較長的一段，由此產生出高沖擊點以及制造出細端剛勁的球棒桿。相反，當需要低沖擊點時，就要選擇具有較高固有頻率的桿坯。在切割這些桿坯的細端以制作球棒桿時，從細端切去很短的一段，從而產生出較低的沖擊點以及制造出細端剛度較弱的球棒桿。最后，切割粗端，產生出最終球棒桿的長度。
相同的方法也適用于從較長的47英寸的桿坯制造出與木質頭相配的高爾夫球棒桿。
因此，在確定了各個球棒桿的固有頻率之后，就可以制造出剛度分布不同的幾組球棒桿，例如，分別具有高、中、低三種沖擊點。然后根據所要求的剛度分布來決定實際使用哪一組球棒桿。由較低沖擊點制出的高爾夫球棒其靠近細端的下端更有柔韌性。這樣就在球棒的頭部上產生出更大的高擊斜面，因而高爾夫球的軌跡具有更高的頂點。相反，高沖擊點的球棒桿在球棒的頭部上產生較小的高擊斜面，因而產生出較低的高爾夫球軌跡。這使得高爾夫球產生較小的下旋。
根據專利法規的要求，上面已對本發明的最佳方式和較佳實施例作了描述，然而本發明的范圍并非局限于此，而是由所附權利要求書的范圍來確定。
權利要求
1．一種用來制造高爾夫球棒桿的管狀坯料，該管狀坯料具有沿其長度方向的外表面和內表面，以及其包括沿著其長度具有均勻橫截面形狀和給定外徑的粗端；沿著其長度具有均勻橫截面形狀和小于粗端直徑的給定外徑的細端；連接粗端和細端的錐形段；以及在管狀坯料的內表面上以冶金工藝成形的并且延伸穿過整個粗端、細端和錐形段的鏜線。
2．如權利要求1所述的管狀坯料，其特征在于，以冶金工藝成形的鏜線包括多個縱向延伸的交替的凸臺和凹槽。
3．如權利要求2所述的管狀坯料，其特征在于，縱向延伸的凸臺是等間距間隔的而縱向延伸的凹槽也是等間距間隔的。
4．如權利要求2所述的管狀坯料，其特征在于，粗端和細端具有共同的縱向中心軸線；縱向延伸的交替的凸臺和凹槽在粗端和細端中相互平行，而且也平行于公共的縱向中心軸線。
5．如權利要求2所述的管狀坯料，其特征在于，以冶金工藝成形的的鏜線包括延伸穿過整個粗端、細端和錐形段的至少八個凸臺和至少八個凹槽。
6．如權利要求2所述的管狀坯料，其特征在于，每個縱向延伸的凸臺包括一個與縱向延伸的相鄰凹槽相距大約0.008英寸的臺面。
7．一種用來制造高爾夫球棒桿的管狀坯料的制造方法，其步驟包括制出一根沿其長度具有均勻橫截面形狀的管子；將型芯定位在管子中，該型芯在其外表面上具有縱向延伸的平行交替的凸臺和凹槽；將管子拉過型芯，以便在管子的內表面上以冶金方式成形出鏜線，鏜線的形式是多個縱向延伸并且交替的平行凸臺和凹槽，它們與型芯上的凹槽和凸臺相對應；將管子切成所要求的長度，對每根管段進行鍛造，以制出細端、粗端和連接兩者的錐形段。
8．一種由多個帶有余量的管狀坯料制造出頻率配套的高爾夫球棒桿組的方法，其中該組中的每根球棒桿具有與該組中的其它球棒桿直接相關的給定的剛度分布，每根管狀坯料具有均勻的細端和粗端，以及中間的錐形段，該方法的步驟包括選擇出多個帶有余量的管狀坯料，其數量等于該組中球棒桿的數量，每根管狀坯料具有基本上相同的固有頻率和長度；從每一管狀坯料的細端上切去預定長度的管段，而且在多個管狀坯料中的相鄰管狀坯料之間，細端的切除量依次具有1/2英寸的差值；從每一管狀坯料的粗端上切去預定長度的管段，從而制出一組高爾夫球棒桿，在該球棒桿組中的相鄰球棒桿之間，桿的總長度依次具有1/2英寸的差值。
9．如權利要求8所述的方法，其特征在于，每根帶有余量的普通管狀坯料在其內表面上具有以冶金工藝制出的鏜線，鏜線延伸穿過整個粗端、細端和錐形段。
10．如權利要求8所述的方法，其特征在于，這些帶有余量的管狀坯料中的每根管狀坯料具有誤差在±2赫茲之內的基本上相同的固有頻率。
11．如權利要求8所述的方法，其特征在于，該方法的步驟還包括將選定的一些高爾夫球棒頭配裝到這球棒桿組上。
全文摘要
一種用來制造高爾夫球棒桿的管狀坯料(10),管狀坯料包括沿著其長度具有均勻橫截面形狀的粗端(12);沿著其長度也具有均勻橫截面形狀的細端(14);以及連接粗細兩端的錐形段(16)。在管狀坯料的內表面上冶金成形出的鏜線(18)延伸穿過整個粗端、細端和錐形段。正是由于這些內部鏜線,提高了由這些管狀坯料所制出的高爾夫球棒桿的強度和剛度。由一組這樣的管狀坯料可以制出一組高爾夫球棒桿,該組管狀坯料中的每個管狀坯料具有相同的長度和相同的固有頻率。然后從管狀坯料的粗端和細端上有選擇地切去預定長度的管段。
文檔編號B01D5/00GK1214637SQ97193308
公開日1999年4月21日 申請日期1997年5月22日 優先權日1996年5月24日
發明者J·M·布拉萊, W·K·布拉萊 申請人:Fm精密高爾夫球制造公司