專利名稱：用激光處理高爾夫球的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高爾夫球的生產(chǎn)。更特別地，本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)高爾夫球的方法和裝置，包括使用激光從高爾夫球上初步去除多余的接縫材料。
通常地，或者高爾夫球具有單片結構，或者它們包括多層，具有一個核心、一個或多個中間層和包圍任何中間層與核心的外殼。無論是一個元件還有多個元件的高爾夫球，典型地通過各種成型方法生產(chǎn)。通常地，高爾夫球的核心通過壓塑、注塑或相似方法來生產(chǎn)。如果需要任何中間邊界層，通過任何數(shù)量的成型操作，在核心上加入一個或多個中間邊界層，成型操作包括鑄造、壓塑和/或注塑。然后通過鑄造、壓塑和注塑，在核心與中間邊界層上形成殼，如果具有中間邊界層的話。
在注塑過程中，通過包圍預形成的核心，將流體填充材料注塑，來典型地形成高爾夫球。在兩個元件的高爾夫球的情況下，流體填充材料是用于高爾夫球的殼材料。注塑設備通常具有兩個分離的，并且配合的半球型兩半部分，其中形成高爾夫球成型的腔。流體填充材料通常通過一個或多個導管，或在工藝中通常被稱作的“澆道”，注入模具的腔中。流體填充材料流經(jīng)澆道，通過一個或多個口進入模具實際的腔中。這些口典型地位于分界線上，其中分界線建立在兩個模具兩半部分的接口之間。然而，將口定位在分界線上，導致不需要的材料留在新形成的高爾夫球的分界線上。例如，飛邊可以沿著高爾夫球的赤道區(qū)發(fā)生。而且，當口位于模具的分界線上時，在模具的兩半部分拉開以后，位于成型設備口內(nèi)側(cè)的收縮的填充材料，附著到球的表面。然后，需要附加的最終過程，來去除飛邊環(huán)和任何多余的材料，可以將凹坑圖樣形成在高爾夫球的表面，由此影響高爾夫球的性能。
在核心或多層高爾夫球半成品上鑄造熱固聚合物殼時，會產(chǎn)生相似的問題。典型的熱固聚合物材料包括聚氨基甲酸乙酯、聚脲塑料、氨基聚醚塊及相以物。熱固殼典型地具有硬的飛邊環(huán)，并且能夠抵抗被傳統(tǒng)技術去除。使用熱固殼通常需要預先噴沙或拋光，來切除飛邊環(huán)。而且，根據(jù)分界線的寬度，和噴沙或拋光設備的精度，去除飛邊環(huán)可以對分界線附近的凹坑具有有害的結果。
拋光處理的一個例子是雷德(Reid)等人的美國專利4779387號，該專利最初在1986年提出申請，標題為《用于自動拋光高爾夫球的方法和裝置》。雷德的專利揭示了切割和噴沙去除飛邊環(huán)的方法。在去除飛邊環(huán)的過程中，雷德專利的噴沙帶(152)相應于高爾夫球部分地偏移。
另一個例子是Taksaki的美國專利4894958號，該專利于1987年最初在日本提出申請，標題為《用于在高爾夫球的樹脂外層削去毛刺的裝置》。Taksaki的專利揭示了當切削組件去除飛邊環(huán)時旋轉(zhuǎn)高爾夫球的裝置。
又一個是Oka等人的美國專利5494631號，1992年最初在日本提出申請，標題為《用于生產(chǎn)高爾夫球的方法和裝置》。Oka的專利揭示了用于從高爾夫球上去除飛邊環(huán)的裝置，其中高爾夫球在分界線上具有凹坑。Oka的專利揭示了使用具有半個半球型表面的旋轉(zhuǎn)切削部件，來去除凹坑內(nèi)的飛邊環(huán)，其中半個半球型表面在直徑上小于凹坑。
另一個例子是Ihara的美國專利5554337號，該專利于1994年最初在日本提出申請，標題為《球體的準備》。Ihara的專利揭示了由于激光的熱量，使用激光束去除飛邊而導致高爾夫球表面灼傷。
使用激光幫助從物體上修飾掉多余的材料，也在Millerick等人的美國專利5099101號，和Picciolo等人的美國專利4539463號中揭示，Millerick的專利用于從半導體包裝上修飾掉多余材料，而Picciolo的專利用于從聚合物容器上修飾掉多余材料。
在Oka的美國專利5190294號中揭示的高爾夫球上的凹坑后模塑成型，該專利于1990年首先在日本提出申請，標題是《高爾夫球》。Oka的專利揭示了去除飛邊，然后使用加熱的瓦刀在接縫線上形成凹坑。
結果，在后成型的高爾夫球上，特別是在分界線上具有凹坑的球上，仍然需要更有效地去除飛邊環(huán)。
對于去除剛成型的高爾夫球的飛邊環(huán)，本發(fā)明提供了新的方法和裝置。本發(fā)明通過使用激光來完成，其中激光相應于高爾夫球定位，而高爾夫球在支架上旋轉(zhuǎn)，由此允許有效地去除飛邊環(huán)。
本發(fā)明的一個方面，是用于從高爾夫球上去除多余材料的方法。高爾夫球相應于虛擬的軸旋轉(zhuǎn)，其中虛擬的軸通過高爾夫球每極。接著，激光束實質(zhì)垂直于虛擬的軸，在多余材料上聚焦。然后，在高爾夫球相應于虛擬的軸旋轉(zhuǎn)時，通過激光束的熱量，多余材料從高爾夫球上燒掉。
本發(fā)明的另一方面，是用于從高爾夫球上去除多余材料的裝置。裝置包括旋轉(zhuǎn)部件和激光機構。旋轉(zhuǎn)機構使高爾夫球相應于虛擬的軸，以5000轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的另一方面，是在高爾夫球的光滑表面產(chǎn)生凹坑圖樣的方法。激光束在光滑表面上散焦，而當高爾夫球相應于虛擬的軸旋轉(zhuǎn)時，通過散焦激光束的熱量，凹坑圖樣燒在高爾夫球的光滑表面上。


圖1是本發(fā)明裝置的示意性側(cè)視圖，定位高爾夫球，使激光去除它的飛邊環(huán)。
圖1A是本發(fā)明裝置的示意性側(cè)視圖，定位高爾夫球，使散焦激光去除它的飛邊環(huán)。
圖2是圖1的示意性頂視平面圖。
圖2A是圖1A的示意性頂視平面圖。
圖3是本發(fā)明可選實施例的示意性側(cè)視圖，使激光向下引導到飛邊環(huán)上。
圖4是圖3的放大隔離視圖，其中激光從高爾夫球上去除飛邊環(huán)。
圖5是本發(fā)明可選實施例的示意性頂視圖，使激光引導到高爾夫球的邊緣。
圖6是本發(fā)明可選實施例的示意性頂視圖，使激光以四十五度角引導到高爾夫球的邊緣。
圖7是本發(fā)明可選實施例的示意性側(cè)視圖，使高爾夫球相對于激光傾斜一個角度。
圖8是激光在高爾夫球的分界線上形成凹坑之前，高爾夫球的側(cè)視圖。
圖9是激光在高爾夫球的分界線上形成凹坑的過程中，圖8中高爾夫球的側(cè)視圖。
圖10是激光在高爾夫球的分界線上形成凹坑之后，圖8中高爾夫球的側(cè)視圖。
圖11是散焦的激光從高爾夫球上去除飛邊環(huán)材料，而形成凹坑的放大視圖。
圖11A是聚焦的激光從高爾夫球上去除飛邊環(huán)材料，而形成凹坑的放大視圖。
圖12是激光在高爾夫球的光滑表面上形成凹坑圖樣之前，高爾夫球光滑表面的頂視圖。
圖13是激光在高爾夫球的光滑表面上形成凹坑圖樣的過程中，圖12中高爾夫球的頂視圖。
圖14是激光在高爾夫球的光滑表面上形成凹坑圖樣之后，圖12中高爾夫球的頂視圖。
如圖1-7所示，激光從剛成型的高爾夫球表面上去除多余材料的裝置，用標號19表示。由于成型技術，促使沿著模具兩半部分的分界線，向外形成多余材料，使高爾夫球20具有多余材料22，如飛邊環(huán)，其中模具的兩半部分用于形成高爾夫球20的殼。殼的模塑技術包括鑄造、壓塑和注塑技術。多余材料22以飛邊環(huán)、突起或相似的形式保留在高爾夫球20上。
高爾夫球20的殼上具有多個凹坑，來形成高爾夫球20的空氣動力學圖樣。高爾夫球20可以通過“地形測繪”而具有一對極26和赤道28。由于多數(shù)分界線與高爾夫球20的赤道28對齊，多余材料22通常位于赤道28上。虛擬的軸30通過高爾夫球20的極26定位。
激光機構32相對于高爾夫球20定位，通過使用激光束而去除多余材料22。激光機構32具有內(nèi)部空間34，其中的匯聚透鏡36將激光束38導向多余材料22。激光機構相應于高爾夫球20的x、y和z軸移動。在一個實施例中，激光束38具有焦點40，并且被聚焦去除多余材料22。在可選實施例中，激光束38a在高爾夫球20前面匯聚，并且被散焦。在去除過程中，高爾夫球20在旋轉(zhuǎn)支架50上旋轉(zhuǎn)。在優(yōu)選實施例中，高爾夫球20相應于通過極26的虛擬的軸30旋轉(zhuǎn)。安置高爾夫球20，定位多余材料22，用于通過激光束38去除。這樣，多余材料22應該位于旋轉(zhuǎn)支架50內(nèi)。
如圖1和2顯示的優(yōu)選實施例在高爾夫球20赤道28水平面內(nèi)，使激光束38直接聚焦在多余材料22上。在這個實施例中，當高爾夫球20在支架50上旋轉(zhuǎn)時，激光束38燒掉多余材料22?？刂萍す馐?8的功率，來防止高爾夫球20表面的灼傷或其它有害效果。這樣，只有多余材料22被燒掉，而高爾夫球20的需要表面不被激光束38觸及。
圖1A和2A顯示的可選實施例，使激光束38a在高爾夫球20的多余材料22上散焦，來去除多余材料，并在高爾夫球20的分界線/赤道28上，形成多個凹坑24。散焦的激光束38a在高爾夫球20的前面具有匯聚點39。散焦的激光束38a在它的中心具有最高的能量，并且從中心向外具有較低的能量，允許形成凹坑24，使凹坑24的中心形成最大的深度。散焦的激光將在后面更具體地解釋。
優(yōu)選的激光是二氧化碳激光，如從馬薩諸塞州的Convergent Energy ofSturbridge公司得到的產(chǎn)品。激光具有的頻率在400至2000赫茲之間，更好在500至1500赫茲之間，最好在1000赫茲。激光的脈寬在30至100微秒之間，更好在50至75微秒之間，最好為70微秒。激光機構32具有未畫出的噴嘴33，它具有0.6英寸的直徑，用于將激光束38調(diào)焦。激光機構32還具有氣體源，來幫助激光束38去除多余材料22。氣體最好是空氣或氮氣，然而，相關技術的專業(yè)人士將認識到，也可以使用其它沒有從本發(fā)明的領域與思想中分離出來的相似的氣體，氣體最好以二十磅每平方英寸的壓強釋放。
圖3和4說明了本發(fā)明的可選實施例，其中激光機構32安裝在高爾夫球20的上面，用于修飾掉其上多余的材料22。在這個實施例中，當高爾夫球20以預定速度旋轉(zhuǎn)時，激光束38修飾掉多余材料22。焦點40定位在赤道28所需表面的邊緣，或高爾夫球20的分界線上，來燒掉高爾夫球20表面附近的多余材料22。
圖5-7說明了更進一步的實施例中，激光機構32相相應于高爾夫球20放置。在圖5中，當高爾夫球在支架50上旋轉(zhuǎn)時，激光機構32定位在高爾夫球20的邊緣，來燒掉多余材料。在圖6中，激光機構32以四十五度角定位在高爾夫球20的邊緣，來去除多余材料22。在圖7中，高爾夫球20在支架50內(nèi)相應于激光束38傾斜，來去除多余材料22。相關技術的專業(yè)人士將認識到，可以在圖3-7中說明的實施例中使用散焦的激光束38a，這沒有從本發(fā)明的領域與思想中分離出來。
在圖8-11顯示的又一個實施例中，本發(fā)明使用激光，在高爾夫球20的赤道28或分界線上形成凹坑24。在圖8中，高爾夫球20在它的分界線上具有飛邊環(huán)。當高爾夫球20旋轉(zhuǎn)時，散焦的激光束38a在高爾夫球20的表面上形成凹坑24。如圖11所示，中心57具有最高的能量，而向外的同心區(qū)域57和58具有較低能量級，來允許凹坑24最大的深度形成在中心，而向外具有較淺的深度，如模塑形成的凹坑一樣?？蛇x地如圖11A所示，調(diào)整聚焦激光束38的功率，重復凹坑24所需的輪廓圖樣。使用任何方法，以每個凹坑100到2000個脈沖，將激光束38或38a導向任何地方，來形成具有預定直徑、輪廓、深度、邊緣半徑及相似物的凹坑。這樣，本發(fā)明允許凹坑24在高爾夫球20的分界線上后模塑成型。
圖12-14說明本發(fā)明的又一個實施例。在圖12中，提供了具有光滑表面51的高爾夫球20｀。表面材料可以由聚氨基甲酸乙酯、離子交換聚合物或相似聚合物表面組成。在圖13中，高爾夫球20｀上具有經(jīng)過部分激光成型的空氣動力學圖樣。在這個例子中，凹坑24在部分光滑表面51被激光成型，然而，相關技術的專業(yè)人士將認識到，其它空氣動力學圖樣可以激光成型在高爾夫球表面。最后，圖14說明了完整的空氣動力學圖樣，在高爾夫球20表面由激光成型。
權利要求
1．一種從高爾夫球上去除多余材料的方法，所述方法包括旋轉(zhuǎn)高爾夫球，從所述高爾夫球的表面伸出有多余材料，所述高爾夫球相應于虛擬的軸旋轉(zhuǎn)，其中虛擬的軸通過所述高爾夫球的每個所述極；將激光束導向所述多余材料，所述激光束實質(zhì)垂直于所述虛擬的軸而被導向；并且當所述高爾夫球相應于所述虛擬的軸旋轉(zhuǎn)時，通過所述激光束的熱量，從所述高爾夫球上燒掉所述多余材料。
2．根據(jù)權利要求1的所述方法，其中所述激光束具有至少500赫茲的頻率。
3．根據(jù)權利要求1的所述方法，進一步包括調(diào)整所述激光束的長度，來跟蹤所述高爾夫球所述表面的所述輪廓，包括多個凹坑的每個所述表面，其中凹坑被所述多余材料覆蓋。
4．根據(jù)權利要求1的所述方法，進一步包括在所述高爾夫球分界線上燒出多個凹坑。
5．根據(jù)權利要求1的所述方法，其中所述多余材料是非平面的，并且當所述高爾夫球相應于所述虛擬的軸旋轉(zhuǎn)時，所述激光束在垂直平面上調(diào)整，來燒掉所述多余材料。
6．一種從高爾夫球上去除多余材料的裝置，所述裝置包括用于旋轉(zhuǎn)高爾夫球的裝置，高爾夫球以至少5000轉(zhuǎn)每分鐘的轉(zhuǎn)速相應于虛擬的軸旋轉(zhuǎn)，其中虛擬的軸通過所述高爾夫球的每個所述極；激光機構，放置在所述旋轉(zhuǎn)裝置附近，所述激光機構具有激光，具有至少500赫茲的頻率；和噴嘴，用于將所述激光導向高爾夫球，其中高爾夫球放置在所述旋轉(zhuǎn)裝置上。
7．根據(jù)權利要求10的所述裝置，其中所述激光被散焦，來導向激光束，激光束實質(zhì)垂直于所述虛擬的軸。
8．一種在高爾夫球的光滑表面產(chǎn)生凹坑圖樣的方法，所述方法包括相應于所述高爾夫球的虛擬的軸旋轉(zhuǎn)所述高爾夫球；將激光束導向所述光滑表面，所述激光束具有至少500赫茲的頻率，和至少五十微秒的脈寬；并且當所述高爾夫球相應于所述虛擬的軸旋轉(zhuǎn)時，通過所述激光束的熱量，在所述高爾夫球的所述光滑表面上燒出凹坑圖樣。
全文摘要
這里揭示了用于激光處理高爾夫球(20)的方法和裝置(19)。激光(32)相應于旋轉(zhuǎn)的高爾夫球(20)定位，來去除任何多余材料(22)，如果有必要，則在高爾夫球(20)的特定表面，包括分界線上產(chǎn)生空氣動力學圖樣。優(yōu)選的激光(32)是二氧化碳激光。激光束(38)可以被散焦，而在高爾夫球(20)的分界線(28)上形成凹坑(24)。
文檔編號A63B37/14GK1317351SQ0111722
公開日2001年10月17日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權日2000年3月16日
發(fā)明者M·P·衛(wèi) 申請人:卡拉韋高爾夫公司