專利名稱：具有空氣動力學插鞘的高爾夫球桿和高爾夫球桿組件的制作方法
具有空氣動力學插鞘的高爾夫球桿和高爾夫球桿組件相關申請本申請要求2010年11月12日提交的、題名為“Golf Club Assembly and GolfClub With Aerodynamic Hosel (具有空氣動力學插鞘的高爾夫球桿組件和高爾夫球桿)”且發(fā)明人名字為Robert Boyd等人的美國專利申請第12/945,437號的優(yōu)先權，該申請是2010年5月13日提交的美國專利申請第12/779，669號的部分繼續(xù)申請，該申請要求2010年I月27日提交的臨時申請第61/298，742號的優(yōu)先權權益。每個這些在先提交的申請以其全文通過引用的方式并入。領域本發(fā)明的方面大體涉及高爾夫球桿和高爾夫球桿桿頭，且特別地涉及具有空氣動 力學特征的聞爾夫球桿和聞爾夫球桿桿頭。背景當通過聞爾夫球桿撞擊時，聞爾夫球運行的距尚大部分由與聞爾夫球撞擊時球桿桿頭的速度決定。球桿桿頭的速度接著可受風阻力或與球桿桿頭相關的阻力影響，特別是假定典型的現(xiàn)代球棒的大的球桿桿頭尺寸。特別地，球棒、球道用木桿或金屬木桿的球桿桿頭在其擺動路徑期間經(jīng)歷很大的空氣動力學阻力。由球桿桿頭經(jīng)歷的阻力導致球桿桿頭速度減小，并從而導致在高爾夫球被擊打后其運行距離的減小?？諝庖韵鄬τ诟郀柗蚯驐U桿頭軌跡的方向流過大體平行于氣流方向的高爾夫球桿桿頭的那些表面。影響阻力的重要因素是氣流邊界層的性能?！斑吔鐚印笔窃谄溥\動期間非常接近于球桿桿頭表面的空氣薄層。當氣流運動經(jīng)過表面時，遭遇增加的壓強。此壓強的增加稱為“反向壓力梯度”，因為其導致氣流放慢并損失動量。隨著壓強繼續(xù)增加，氣流繼續(xù)放慢直到其達到零速度，此時其從表面分離。氣流將緊靠球桿桿頭的表面直到氣流邊界層中動量的損失導致其從表面分離。氣流從表面的分離在球桿桿頭的后面產(chǎn)生低壓分離區(qū)域(即在相對于空氣流過球桿桿頭的方向定義的尾部邊緣處)。此低壓分離區(qū)域產(chǎn)生了壓差阻力(pressure drag)。分離區(qū)域越大,壓差阻力越大。減小或最小化低壓分離區(qū)域大小的一種途徑是通過提供允許層流保持地盡可能長的流線型形式，從而延遲或消除層狀氣流從球桿表面的分離。不僅在撞擊時而且在撞擊之前整個向下?lián)]桿的過程期間，減小球桿桿頭的阻力將導致球桿桿頭速度的提高和高爾夫球運行距離的增加。當分析高爾夫球手的揮桿時，已經(jīng)注意到球桿桿頭的跟部/插鞘區(qū)域在向下?lián)]桿的重要部分期間引導揮桿，且擊球面只在與高爾夫球撞擊時(或者即刻之前)引導揮桿。短語“引導揮桿(leading the swing) ”旨在描述球桿桿頭的面對揮桿軌跡方向的部分。為討論的目的，當擊球面引導揮桿時，即在撞擊時，高爾夫球桿和高爾夫球桿桿頭認為是處于0°的定向。已經(jīng)注意到在向下?lián)]桿期間，在與高爾夫球撞擊之前向下?lián)]桿的90°期間，高爾夫球桿可圍繞其桿身的縱向軸線旋轉(zhuǎn)90°左右或者更多。在此向下?lián)]桿的最后90°部分期間，球桿桿頭可加速到大約65英里每小時(mph)至超過IOOmph,且在一些專業(yè)高爾夫球手的情形下,加速到高達140mph。另外，隨著球桿桿頭速度的增加，典型地作用在球桿桿頭上的阻力也增加。從而，在此向下?lián)]桿的最后90°部分期間，隨著球桿桿頭以IOOmph以上的速度運行，作用在球桿桿頭上的阻力可顯著地阻止球桿桿頭的任何進一步的加速。實際上，在向下?lián)]桿過程期間，不僅偏航角會變化，而且傾斜角和滾動角都會變化(但是，不會到偏航角這樣大的程度)。因此，已經(jīng)設計為在撞擊時或者從球桿面引導揮桿時來看減小桿頭阻力的球桿桿頭可能不會很好地作用以在揮桿周期的其他階段期間，比如當球桿桿頭的跟部/插鞘區(qū)域引導向下?lián)]桿時來減小阻力。將預期提供減小或克服現(xiàn)有已知設備中固有的一些或全部困難的高爾夫球桿桿頭。對于本領域技術人員，即在此技術領域有豐富知識或豐富經(jīng)驗的人來說，鑒于本發(fā)明的以下公開內(nèi)容和一些實施方案的詳細描述，特別的優(yōu)勢將是明顯的。概述
本發(fā)明的原理可用于提供具有改進的空氣動力學性能的高爾夫球桿桿頭。根據(jù)第一方面，高爾夫球桿桿頭包括主體部件上的一個或多個減阻結構。減阻結構被期望以在從向后揮桿結束貫穿向下?lián)]桿的高爾夫揮桿期間減小對于主體部件的阻力。根據(jù)進一步方面，高爾夫球桿包括桿身和固定到桿身的遠端的球桿桿頭。球桿桿頭可包括擊球面、頂部、底部以及插鞘區(qū)域。插鞘區(qū)域可具有自由端，所述自由端構造成用于接收具有縱向軸線的桿身。球桿桿頭可包括一個或多個減阻結構。因此，根據(jù)一些方面，當所述球桿桿頭處于60度桿底角位置時，所述頂部和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離可以大于所述插鞘區(qū)域和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離。根據(jù)一些方面，所述插鞘區(qū)域的所述自由端可具有為大體平面的插鞘表面?？蛇x擇地，所述插鞘表面可定向成大體垂直于所述桿身的所述縱向軸線。根據(jù)其他方面，所述插鞘表面可具有非圓形輪廓，且所述插鞘表面的所述非圓形輪廓可以是非對稱的液滴狀輪廓。進一步，非對稱的液滴狀輪廓可以在所述插鞘表面的跟側上比在所述插鞘表面的趾側上更加彎曲。根據(jù)一些另外的方面，球桿桿頭可包括至少部分沿著后緣周邊(rear edgeperimeter)延伸的通道。進一步，通道可以至少部分地沿著趾緣周邊(toe edgeperimeter)延伸。通過提供具有本文公開的減阻結構中的一種或多種的高爾夫球桿桿頭，期望在球手向下?lián)]桿期間高爾夫球桿桿頭的總體阻力可被減小。這是有利的，因為減小的阻力將導致增加的球桿桿頭速度以及，因此高爾夫球在被球桿桿頭撞擊之后增加的飛行距離。其中公開的這些和其他的特征和優(yōu)點將從以下對一些實施方案的詳細公開內(nèi)容中得到進一步理解。附圖簡述圖IA是根據(jù)闡示性方面的具有形成在其球桿桿頭內(nèi)的凹槽的高爾夫球桿的透視圖。圖IB是設有定向軸線的圖IA球桿桿頭的詳圖。圖2是圖IA高爾夫球桿的球桿桿頭的側透視圖。圖3是圖IA高爾夫球桿的球桿桿頭的后視圖。
圖4是從球桿桿頭的跟部側看，圖IA高爾夫球桿的球桿桿頭的側視圖。圖5是圖IA高爾夫球桿的球桿桿頭的底部的平面圖。圖6是圖IA高爾夫球桿的球桿桿頭的底透視圖。圖7是從球桿桿頭的趾部側看，圖IA高爾夫球桿的球桿桿頭的可選擇實施方案的側視圖。圖8是圖7球桿桿頭的后視圖。圖9是從球桿桿頭的跟部側看，圖7球桿桿頭的側視圖。

圖10是圖7球桿桿頭的底透視圖。 圖11是典型的高爾夫球手向下?lián)]桿的示意的、隨時間推移的正視圖。圖12A是闡示偏航的球桿桿頭的頂視圖；圖12B是闡示傾斜的球桿桿頭的跟部側正視圖；且圖12C是闡示滾動的球桿桿頭的前視圖。圖13是典型的向下?lián)]桿期間作為球桿桿頭位置的函數(shù)的典型偏航角(yawangle)、傾斜角(pitch angle)和滾動角的圖表。圖14A-14C分別示意地闡示球桿桿頭14 (頂視圖和正視圖兩者)和在圖11的A、B、C點流過球桿桿頭的空氣流的典型定向。圖15是根據(jù)一些闡示性方面的球桿桿頭的頂視圖。圖16是圖15球桿桿頭的前視圖。圖17是圖15球桿桿頭的趾部側正視圖。圖18是圖15球桿桿頭的后部側正視圖。圖19是圖15球桿桿頭的跟部側正視圖。圖20A是圖15球桿桿頭的底透視圖。圖20B是類似于圖15球桿桿頭的球桿桿頭可選擇實施方案的底透視圖，但沒有擴散器。圖21是根據(jù)其他闡示性方面的球桿桿頭的頂視圖。圖22是圖21球桿桿頭的前視圖。圖23是圖21球桿桿頭的趾部側正視圖。圖24是圖21球桿桿頭的后部側正視圖。圖25是圖21球桿桿頭的跟部側正視圖。圖26A是圖21球桿桿頭的底透視圖。圖26B是類似于圖21球桿桿頭的球桿桿頭可選擇實施方案的底透視圖，但沒有擴散器。圖27是處于60度桿底角位置的沒有擴散器的圖1-6球桿桿頭的頂視圖，顯示通過點112進行的橫截面切斷。圖28是處于60度桿底角位置的圖27球桿桿頭的正視圖。圖29A和29B是通過圖27的線XXIX-XXIX進行的橫截面切斷。圖30A和30B是通過圖27的線XXX-XXX進行的橫截面切斷。圖31A和31B是通過圖27的線XXXI-XXXI進行的橫截面切斷。圖32A和32B是闡示一些其他物理參數(shù)的球桿桿頭的示意圖(頂視圖和正視圖)。圖33是根據(jù)示例性方面的高爾夫球桿的前視圖。
圖34是圖33的球桿桿頭的頂視圖。圖35是圖33的球桿桿頭的前視圖。圖36是圖33的球桿桿頭的透視圖。 圖37A和圖37B分別是圖33的球桿桿頭的頂視圖和前視圖，不出了一些球桿桿頭的參數(shù)。圖38是圖33的球桿桿頭的前視圖的細節(jié)部分。圖39A是圖33的球桿桿頭的頂視圖的一部分的細節(jié)。圖39B是根據(jù)可選擇實施方案的球桿桿頭的頂視圖的一部分的示意性細節(jié)。圖40A、圖40B和圖40C是根據(jù)一些方面的插鞘表面的示意圖，其中箭頭分別概念性地示出了在90、60和45度偏航角的氣流。圖41A、圖41B和圖41C是根據(jù)一些方面的球桿桿頭的前視圖的示意圖，其中箭頭分別概念性地示出了在30、20和10度滾動角的氣流。圖42A和圖42B是不出了一些其他方面的球桿桿頭的實施方案的前視圖。圖43是根據(jù)本公開的方面的球桿桿頭的透視圖。圖44是圖43的球桿桿頭的前視圖。以上提到的附圖無須按比例繪制，應該理解為提供本發(fā)明特定實施方案的說明，且本質(zhì)上只是概念性的和所含原理的闡示。附圖中所示的高爾夫球桿桿頭的一些特征相對于其他的已經(jīng)放大或者扭曲以有助于解釋和理解。附圖中使用的相同標記數(shù)字用于各種可選擇實施方案中所示的類似或相同的構件和特征。其中公開的高爾夫球桿桿頭將具有部分由預期的應用和其使用的環(huán)境所決定的構造和構件。詳述圖IA中顯示高爾夫球桿10的闡示性實施方案，且包括桿身12和附接到桿身12的高爾夫球桿桿頭14。如圖IA所示，高爾夫球桿桿頭14可以是球棒。高爾夫球桿10的桿身12可由各種材料制成，例如鋼、鋁、鈦、石墨或復合材料，以及合金和/或其組合，包括本領域傳統(tǒng)已知和使用的材料。另外，桿身12可以任何需要的方式附接到球桿桿頭14，包括以本領域已知的和使用的常規(guī)方式(例如，通過在插鞘元件處的粘合劑或粘結劑、通過熔融技術(例如，焊接、釬焊、軟焊等)、通過螺紋或其他機械連接件(包括可釋放的和可調(diào)節(jié)的機構)、通過摩擦配合、通過保持元件結構等)。把手或其他手柄元件12a可定位在桿身12上，以向高爾夫球手提供抓緊高爾夫球桿桿身12所利用的防滑表面。把手元件12a可以任何想要的方式附接到桿身12，包括本領域已知的和使用的常規(guī)方式(例如，通過粘合劑或粘結劑、通過螺紋或其他機械連接件(包括可釋放的連接件)、通過熔融技術、通過摩擦配合、通過保持元件結構等)。在圖IA的示例結構中，球桿桿頭14包括主體部件15，桿身12以已知的形式在用于容納桿身12的插鞘或插口 16處附接到主體部件15。主體部件15包括如其中定義的多個部分、區(qū)域或表面。此示例的主體部件15包括擊球面17、頂部18、趾部20、背部22、跟部24、插鞘區(qū)域26和底部28。背部22相對擊球面17定位，并在頂部18和底部28之間延伸，且還在趾部20和跟部24之間延伸。此具體示例的主體部件15還包括邊緣(skirt)或坎背特征23和形成在底部28內(nèi)的凹進部分或擴散器36。參照圖1B，擊球面區(qū)域17可以是實質(zhì)上平坦或具有輕微彎曲或弓形(還已知為“凸起”)的區(qū)域或表面。雖然高爾夫球可在面上的任意點接觸擊球面17，但擊球面17與高爾夫球的期望接觸點17a典型地大約在擊球面17內(nèi)居中。為本公開的目的，在期望的接觸點17a處與打擊面17的表面相切而畫的線Lt定義了平行于擊球面17的方向。在期望的接觸點17a處與打擊面17的表面相切而畫的線族定義了打擊面平面17b。線Lp定義了垂直于打擊面平面17b的方向。另外，擊球面17可通常設有桿面傾角α，以便在撞擊點處(且還可以在瞄球位置(address position)，即在開始向后揮桿之前，當球桿桿頭緊鄰高爾夫球定位在地面上時)擊球平面17b不垂直于地面。通常，桿面傾角α旨在撞擊時影響高爾夫球的初始向上軌跡。旋轉(zhuǎn)垂直于擊球平面17b所畫的線Lp通過負的桿面傾角α定義了在撞擊時沿著期望的球桿桿頭軌跡定向的線I。通常，此撞擊時的球桿桿頭軌跡方向Ttl垂直于球桿桿身12的縱向軸線。
仍然參照圖1Β，現(xiàn)可對球桿桿頭14使用一組參照軸(X。，Y。，Ztl)，參照軸(X。，Y。，Ztl)與定位在60度的桿底角位置且桿面角度為零度的球桿桿頭相關(參見，例如高爾夫的USGA規(guī)則，附錄II且還可以參見圖28)。Y0軸從期望的接觸點17a沿著撞擊時的球桿桿頭軌跡線以與Ttl方向相對的方向延伸。Xtl軸從期望的接觸點17a大體向趾部20延伸，并垂直于Ytl軸且平行于具有處于60度桿底角位置的球桿的水平面。從而當平行于地面所畫時，線Lt與Xci軸重合。Ztl軸從期望的接觸點17a大體豎直向上并垂直于Xtl軸和Ytl軸兩者延伸。為此公開的目的，球桿桿頭14的“中心線”認為與Ytl軸重合(也與Ttl線重合)。其中使用的術語“向后”通常指與撞擊時的球桿桿頭軌跡方向Ttl相對的方向，即在Y0軸的正方向?，F(xiàn)參照圖1-6，位于球桿桿頭14上側上的頂部18從擊球面17向后朝著高爾夫球桿桿頭14的背部22延伸。當從下方觀察球桿桿頭14時，即沿著Ztl軸的正方向，不能看到頂部18。與頂部18相對位于球桿桿頭14的下側或底側的底部28從擊球面17向后延伸到背部22。與頂部18 —樣，底部28從跟部24到趾部20延伸穿過球桿桿頭14的寬度。當從上方觀察球桿桿頭14時，即沿著Ztl軸的負方向，不能看到底部28。參照圖3和4，背部22相對于擊球面17定位，背部22位于頂部18和底部28之間并從跟部24向趾部20延伸。當從前方觀察球桿桿頭14時，即沿著Y。軸的正方向，不能看到背部22。在一些高爾夫球桿桿頭的構造中，背部22可設有邊緣或坎背特征23。跟部24從擊球面17延伸到背部22。當從趾部側觀察球桿桿頭14時，即沿著Xtl軸的正方向，不能看到跟部24。在一些高爾夫球桿桿頭的構造中，跟部24可設有邊緣或坎背特征23或邊緣的一部分或坎背特征23的一部分。所示趾部20為在與跟部24相對的球桿桿頭14的側面上從擊球面17延伸到背部22。當從跟部側觀察球桿桿頭14時，即沿著Xtl軸的負方向，不能看到趾部20。在一些高爾夫球桿桿頭的構造中，趾部20可設有邊緣或坎背特征23或邊緣的一部分或坎背特征23的一部分。用于容納桿身的插口 16定位在插鞘區(qū)域26內(nèi)。所示插鞘區(qū)域26定位在擊球面17、跟部24、頂部18和底部28的相交處，其可以包括跟部24、頂部18和底部28的鄰近插鞘16放置的那些部分。通常，插鞘區(qū)域26包括提供從插口 16過渡到擊球面17、跟部24、頂部18和/或底部28的表面。因此應理解術語擊球面17、頂部18、趾部20、背部22、跟部24、插鞘區(qū)域26和底部28指主體部件15的大體區(qū)域或部分。在一些情形下，區(qū)域或部分可彼此重疊。另外，要理解，本公開內(nèi)容中這些術語的使用可區(qū)別于其他文件中這些或類似術語的使用。要理解，通常術語趾部、跟部、擊球面和背部旨在指代高爾夫球桿的四側，當高爾夫球桿位于瞄球位置而直接從上方觀察時，高爾夫球桿的四側組成主體部件的周圍輪廓。在圖1-6所示的實施方案中，主體部件15可通常描述為“方頭”。雖然在幾何術語上不是真正的方形，但與傳統(tǒng)的圓形球桿桿頭相比，方頭主體部件15的頂部18和底部28為大體方形。球桿桿頭14的另一實施方案顯不為圖7-10中的球桿桿頭54。球桿桿頭54具有更加傳統(tǒng)的圓頭形。要清楚術語“圓頭”不是指完全圓形的頭部，相反是指具有大體或基本圓形的輪廓的頭部。
圖11是至少一部分的高爾夫球手向下?lián)]桿的運動捕捉分析的示意性正視圖。如圖11所不,在與聞爾夫球的撞擊點處(I)，擊球面17可認為是大體垂直于球桿桿頭14的運行方向。(實際上，擊球面17通常提供有從大約2°到4°的傾斜，以便擊球面17從垂直位置偏離那些量。)在高爾夫球手向后揮桿期間，由于高爾夫球手臀部、軀干、手臂、手腕和/或手的旋轉(zhuǎn)，起始于瞄球位置的擊球面17遠離高爾夫球手向外旋轉(zhuǎn)(即對于右手高爾夫球手從上方觀察時的順時針方向)。在向下?lián)]桿期間，擊球面17轉(zhuǎn)回到撞擊點位置。事實上，參照圖11和12A-12C，在向下?lián)]桿期間，球桿桿頭14經(jīng)歷偏航角(Rot-Z)上的改變(見圖12A)(此中定義為球桿桿頭14圍繞豎直Z。軸的旋轉(zhuǎn))、傾斜角(Rqt-X)上的改變(見圖12B)(此中定義為球桿桿頭14圍繞X。軸的旋轉(zhuǎn))和滾動角(Rqt-Y)上的改變(見圖12C)(此中定義為球桿桿頭14圍繞Y。軸的旋轉(zhuǎn))。偏航角、傾斜角和滾動角可用于提供球桿桿頭14關于氣流方向(其被認為是與球桿桿頭的瞬時軌跡相對的方向)的定向。撞擊時，以及在貓球位置處，偏航角、傾斜角和滾動角可認為是0°。例如，參照圖12A，處于45°的測量偏航角，如沿著Z。軸觀察，球桿桿頭14的中心線L。與氣流方向成45°定向。作為另一示例，參照圖12B，處于20°的傾斜角，如沿著X。軸觀察，球桿桿頭14的中心線L。與氣流方向成20°定向。且參照圖12C，具有20°的滾動角，如沿著Y。軸觀察，球桿桿頭14的X。軸與氣流方向成20°定向。圖13是在典型的向下?lián)]桿期間作為球桿桿頭14位置的函數(shù)的代表性偏航角(Rra-Z)、傾斜角(Rot-X)和滾動角(Rot-Y)的圖表。通過參照圖11和圖13可以看出，在大部分的向下?lián)]桿期間，高爾夫球桿桿頭14的擊球面17不引導揮桿。在高爾夫球手向下?lián)]桿的開始，由于大約90°的偏航旋轉(zhuǎn)，跟部24可實質(zhì)上引導揮桿。更進一步，在高爾夫球手向下?lián)]桿的開始，由于大約10°的滾動旋轉(zhuǎn)，跟部24的下部部分實質(zhì)上引導揮桿。在向下?lián)]桿期間，高爾夫球桿和球桿桿頭14的定向從在向下?lián)]桿開始時大約90°的偏航變化到撞擊時大約O °的偏航。另外，參照圖13，典型地，在向下?lián)]桿過程中偏航角(Rot-Z)上的改變是不恒定的。在向下?lián)]桿的第一部分期間，當球桿桿頭14從高爾夫球手的后面移動到大約位于肩高位置時，偏航角上的改變典型地為大約20°。從而，當球桿桿頭14為大約肩高時，偏航為大約70°。當球桿桿頭14為大約腰部高度時，偏航角為大約60°。在向下?lián)]桿的最后90°部分期間(從腰高度到撞擊時)，高爾夫球桿通常運行通過大約60°的偏航角到撞擊時處0°的偏航角。然而，此部分向下?lián)]桿期間偏航角上的改變通常是不恒定的，且實際上，高爾夫球桿桿頭14僅在向下?lián)]桿最后10°的度數(shù)內(nèi)，從大約20°的偏航結束于撞擊時0°的偏航。在向下?lián)]桿的此后面的90°部分的過程期間，45°到60°的偏航角可認為是典型的。類似地，仍然參照圖13，典型地，在向下?lián)]桿過程中滾動角(Rqt-Y)上的改變也是不恒定的。在向下?lián)]桿的第一部分期間，當球桿桿頭14從高爾夫球手的后面移動到大約位于腰部高度的位置時，滾動角是完全不變的，例如，為大約7°到13°。然而，從大約腰高到撞擊時的向下?lián)]桿部分期間滾動角上的改變通常是不恒定的，且實際上，當球桿桿頭14從大約腰高揮桿到大約膝蓋高時，高爾夫球桿桿頭14典型地在滾動角上具有從大約10°到大約20°的增加，且然后滾動角減小，至撞擊時的0°。在向下?lián)]桿的腰到膝蓋部分的過程期間，15°的滾動角可認為是典型的。高爾夫球桿桿頭的速度也在向下?lián)]桿的期間變化，從向下?lián)]桿開始時的Omph到撞擊時的65到IOOmph (對于一流的高爾夫球手,或者更多)。在低速時，即向下?lián)]桿的初始部分期間，由于空氣抵抗而產(chǎn)生的阻力可能不是非常明顯。然而，在當球桿桿頭14與高爾 夫球手的腰齊平并然后揮桿直到撞擊點的部分向下?lián)]桿期間，球桿桿頭14以相當大的速率運行(例如對于專業(yè)的高爾夫球手，從60mph到130mph)。在向下?lián)]桿的此部分期間，由于空氣抵抗而產(chǎn)生的阻力導致高爾夫球桿桿頭14以比沒有空氣抵抗時的可能速度低的速度撞擊高爾夫球。返回參照圖11，已經(jīng)標記沿著高爾夫球手典型的向下?lián)]桿的多個點(A、B和C)。在A點，球桿桿頭14處于大約120°的向下?lián)]桿角度，即距離與高爾夫球的撞擊點大約120°。在此點，球桿桿頭可能已經(jīng)以其最大速度的大約70%運行。圖14A示意性地闡示球桿桿頭14和氣流在A點越過球桿桿頭14的典型定向。球桿桿頭14的偏航角可以是大約70°，意味著跟部24不再大體垂直于流過球桿桿頭14的空氣，而是跟部24與流過球桿桿頭14的空氣的垂直線成大約20°定向。還要注意，在向下?lián)]桿的此點處，球桿桿頭14可具有大約7°到10°的滾動角，即球桿桿頭14的跟部24相對于氣流方向向上滾動7°到10°。從而，跟部24(輕微地傾斜以暴露跟部24的下部(底側)部分)與插鞘區(qū)域26的跟部側表面聯(lián)合引導揮桿。在圖11所示的B點，球桿桿頭14處于大約100°的向下?lián)]桿角，即距離與高爾夫球的撞擊點大約100°。在此點，球桿桿頭14現(xiàn)可能以其最大速度的大約80%運行。圖14B示意性地闡示球桿桿頭14和在B點流過球桿桿頭14的空氣流的典型定向。球桿桿頭14的偏航角可以是大約60°，意味著跟部24與流過球桿桿頭14的空氣的垂直線成大約30°定向。另外，在向下?lián)]桿的此點處，球桿桿頭14可具有大約5°到10°的滾動角。從而，跟部24再次輕微地傾斜以暴露跟部24的下部(底側)部分。跟部24的此部分與插鞘區(qū)域26的跟部側表面聯(lián)合，且現(xiàn)在還少許牽連著插鞘區(qū)域26的擊打面?zhèn)鹊谋砻娑龑]桿。實際上，在此偏航角和滾動角的定向中，跟部側表面與插鞘區(qū)域26的擊打面?zhèn)鹊谋砻娴南嘟惶幪峁┳钕蚯暗谋砻?在軌跡方向上)。如可見，跟部24和插鞘區(qū)域26與前緣關聯(lián)，且趾部20、背部22鄰近趾部20的一部分和/或其相交處與尾部邊緣(如通過氣流方向所定義的)相關聯(lián)。在圖11所示的C點，球桿桿頭14處于大約70°的向下?lián)]桿位置，即距離與高爾夫球的撞擊點大約70°。在此點，球桿桿頭14現(xiàn)可能以其最大速度的大約90%或更多運行。圖14C示意性地闡示球桿桿頭14和在C點流過球桿桿頭14的空氣流的典型定向。球桿桿頭14的偏航角是大約45°，意味著跟部24不再大體垂直于流過球桿桿頭14的空氣，而是與空氣流的垂直線成大約45°定向。另外，在向下?lián)]桿的此點處，球桿桿頭14可具有大約20°的滾動角。從而，跟部24(跟部24傾斜大約20°以暴露跟部24的下部(底側)部分)與插鞘區(qū)域26的跟部側表面聯(lián)合，且甚至更多地牽連著插鞘區(qū)域26的擊打面?zhèn)鹊谋砻娑龑]桿。在此偏航角和滾動角的定向中，跟部側表面與插鞘區(qū)域26的擊打面?zhèn)鹊谋砻娴南嘟惶幪峁┳钕蚯暗谋砻?在軌跡方向上)。如可見，跟部24和插鞘區(qū)域26再次與前緣關聯(lián)，且臨近背部22的趾部20部分、鄰近趾部20的背部22部分和/或其相交處與尾部邊緣(如通過氣流方向所定義的)相關聯(lián)。返回參照圖11和13，應理解整個向下?lián)]桿期間阻力的集合或總和提供由球桿桿頭14經(jīng)受的全部阻力功。計算貫穿揮桿期間阻力功上百分比的減小比只計算撞擊時阻力上百分比的減小可產(chǎn)生非常不同的結果。以下所述減阻結構提供各種方式以減小總阻力，而不只減小沖擊點(I)處的阻力。
球桿桿頭14的又一實施方案在圖15-20A中顯不為球桿桿頭64。球桿桿頭64通常是“方頭”形球桿。球桿桿頭64包括擊球表面17、頂部18、底部28、跟部24、趾部20、背部22和插鞘區(qū)域26。位于頂部18和底部28之間的坎背特征23從趾部20的向前部分(即比背部22，更接近于擊球面17的區(qū)域)連續(xù)延伸到背部22，穿過背部22到跟部24并進入跟部24的向后部分。從而，最好如圖17中所示，坎背特征23沿著趾部20的多數(shù)長度延伸。最好如圖19中所示，坎背特征23沿著跟部24的少數(shù)長度延伸。在此特定實施方案中，坎背特征23是具有可包含在從大約IOmm到大約20mm范圍內(nèi)的最大高度(H)和可包含在從大約5mm到大約15mm范圍內(nèi)的最大深度(D)的凹進凹槽。如圖20A中所示，一個或多個擴散器36可形成在底部28內(nèi)。在圖20B中顯示為球桿桿頭74的球桿桿頭14的可替換實施方案中，底部28可形成為沒有擴散器。返回參照圖16、18和19，在跟部24中，從坎背特征23的錐形端到插鞘區(qū)域26，可提供流線型區(qū)域100，流線型區(qū)域100具有大體成形為翼面引導表面的表面25。如以下更詳細地公開，可配置此流線型區(qū)域100和翼面狀表面25，以在高爾夫球桿10向下?lián)]桿的行程期間隨著空氣流過球桿桿頭14，而實現(xiàn)空氣動力學的優(yōu)勢。特別地，跟部24的翼面狀表面25可平滑且逐漸地過渡到頂部18。另外，跟部24的翼面狀表面25可平滑且逐漸地過渡到底部28。甚至進一步，跟部24的翼面狀表面25可平滑且逐漸地過渡到插鞘區(qū)域26。球桿桿頭14的又一實施方案在圖21-26A中顯示為球桿桿頭84。球桿桿頭84通常是“圓頭”形球桿。球桿桿頭84包括擊球表面17、頂部18、底部28、跟部24、趾部20、背部22和插鞘區(qū)域26。參照圖23-26，位于頂部18最外緣下方的凹槽29從趾部20的向前部分連續(xù)延伸到背部22，穿過背部22到跟部24并進入跟部24的向后部分。從而，最好如圖23中所示，凹槽29沿著趾部20的多數(shù)長度延伸。最好如圖25中所示，凹槽29還沿著跟部24的多數(shù)長度延伸。在此特定實施方案中，凹槽29是具有可包含在從大約IOmm到大約20mm范圍內(nèi)的最大高度(H)和可包含在從大約5mm到大約IOmm范圍內(nèi)的最大深度(D)的凹進凹槽。另夕卜，最好如圖26A中所示，底部28包括大體平行于凹槽29的淺臺階21。臺階21平滑地并入插鞘區(qū)域26的表面內(nèi)。
如圖20A和26A中所示，擴散器36可形成在底部28內(nèi)。在這些特定實施方案中，擴散器36從緊鄰插鞘區(qū)域26的底部28區(qū)域延伸，朝向趾部20、背部22和趾部20與背部22的相交處。如圖26B中顯示為球桿桿頭94的球桿桿頭14的可替換實施方案中，底部28可形成為沒有擴散器。以下更詳細描述的減阻結構的一些示例可提供各種方法，以當擊球面17大體引導揮桿時，即當空氣從擊球面17向背部22流過球桿桿頭14時，保持越過球桿桿頭14的一個或多個表面的層狀氣流。另外，以下更詳細描述的一些示例的減阻結構可提供各種方法，以當跟部24大體引導揮桿時，即當空氣從跟部24向趾部20流過球桿桿頭14時，保持越過球桿桿頭14的一個或多個表面的層狀氣流。此外，以下更詳細描述的一些示例的減阻結構可提供各種方法，以當插鞘區(qū)域26大體引導揮桿時，即當空氣從插鞘區(qū)域26向趾部20和/或背部22流過球桿桿頭14時，保持越過球桿桿頭14的一個或多個表面的層狀氣流。其中公開的示例的減阻結構可單獨或組合并入在球桿桿頭14內(nèi)，并可用于球桿桿頭14的任何和所有實施方案。
根據(jù)一些方面，并參照例如圖3-6、8-10、15_31，減阻結構可提供為在插鞘區(qū)域26附近(或鄰近且可能包括插鞘區(qū)域26的一部分)定位在跟部24上的流線型區(qū)域100。此流線型區(qū)域100可被配置，以在向下?lián)]桿的行程期間當空氣流過球桿桿頭14時，實現(xiàn)空氣動力學的優(yōu)勢。如以上關于圖11-14所述，在向下?lián)]桿的后半部分，其中球桿桿頭14的速度是顯著的，球桿桿頭14可旋轉(zhuǎn)通過從大約70°到0°的偏航角。另外，由于偏航角旋轉(zhuǎn)的非線性性質(zhì)，當球桿桿頭14在大約70°到大約45°的偏航角之間定向時，設計為減小因氣流產(chǎn)生的阻力的跟部24的構造可實現(xiàn)最大的優(yōu)勢。因此，由于向下?lián)]桿期間偏航角的旋轉(zhuǎn)，在跟部24內(nèi)提供流線型區(qū)域100可能是有利的。例如，提供具有平滑的、空氣動力學形狀引導表面的流線型區(qū)域100可允許空氣具有最小的混亂流過球桿桿頭。此流線型區(qū)域100可成形以當空氣從跟部24流向趾部20、流向背部22、和/或流向背部22與趾部20相交處時，最小化對氣流的阻力。流線型區(qū)域100可有利地鄰近插鞘區(qū)域26，且甚至可能與插鞘區(qū)域26重疊地定位在跟部24上。此跟部24的流線型區(qū)域100可在向下?lián)]桿的重要部分期間形成球桿桿頭14引導表面的一部分。流線型區(qū)域100可沿著整個跟部24延伸?？蛇x擇地，流線型區(qū)域100可具有更受限制的長度。參照圖27和28，根據(jù)一些方面，當球桿處于具有零度桿面角度的60度桿底角位置時，如從桿身12的縱向軸線測量或者從桿身12的縱向軸線與地面相交的位置即“地面零”點處開始測量，在Y方向上從大約15mm到大約70mm至少沿著跟部24的長度可提供例如如圖3-6、8-10和15-31中所提到的流線型區(qū)域100。在這些實施方案中，流線型區(qū)域100還可超過列舉的范圍任意地延伸。對于一些其他的實施方案，如從地面零點處開始測量，流線型區(qū)域100還可設置成沿著跟部24的長度在Y方向上至少從大約15mm到大約50mm。對于其他的實施方案，如從地面零點處開始測量，流線型區(qū)域100還可設置成沿著跟部24的長度在Y方向上至少從大約15mm到大約30mm,或者甚至至少從大約20mm到大約25mm。圖27顯示有橫斷面切斷。線XXIX-XXIX處的橫斷面顯示在圖29A和29B中。線XXX-XXX處的橫斷面顯示在圖30A和30B中。線XXXI-XXXI處的橫斷面顯示在圖31A和31B中。圖29-31中顯示的橫斷面用于闡示圖1-6的球桿桿頭14的特定特征，且還用于示意性地闡示圖7-10、圖15-20和圖21-26中所示球桿桿頭實施方案的特征。
根據(jù)一些方面并參照圖29A和29B，流線型區(qū)域100可由橫斷面110定義在跟部24中。圖29A和29B闡示取自通過圖27的線XXIX-XXIX的球桿桿頭14的橫斷面110。部分橫斷面110穿過底部28、頂部18和跟部24。另外，至少一部分橫斷面110位于流線型區(qū)域100內(nèi)，并從而如上所討論，橫斷面110的引導部分可類似翼面。橫斷面110是在豎直平面內(nèi)平行于X。軸(即距離Y。軸大約90° (即在±5°的范圍內(nèi)))取得的，從地面零點測量此豎直平面位于Y方向上的大約20mm處。換句話說，橫斷面110垂直于Y。軸定向。此橫斷面110因而定向用于空氣在從跟部24到趾部20的方向上流過球桿桿頭14。參照圖27、29A和29B，前緣111位于跟部24上。前緣111大體從插鞘區(qū)域26向背部22延伸，并位于頂部18和底部28之間。如果空氣要平行于X。軸從跟部24向趾部20流過球桿桿頭14，前緣111將是要經(jīng)受氣流的跟部24的第一部分。通常，在前緣111處，橫斷面110表面的邊坡垂直于X。軸，即當球桿桿頭14處于60度桿底角位置時，邊坡是豎直的。 位于跟部24的前緣111上的頂點112可定義在Y = 20mm處(見圖27)。另外，與橫斷面110和頂點112相關的局部坐標系可定義為從頂點112延伸的X軸和Z軸以分別和與球桿桿頭14相關聯(lián)的X。軸和Z。軸成15°角定向在橫斷面110的平面內(nèi)。此成15°的軸線定向相應于15°的滾動角，其在向下?lián)]桿的腰到膝蓋部分的期間內(nèi)(即當球桿桿頭14接近其最大速度時)認為是典型的。因而，根據(jù)一些方面，流線型區(qū)域100的翼面狀表面25可描述為“準拋物線”。如其中使用的，術語“準拋物線”指具有頂點112和兩個臂的任何凹進曲線，其中兩個臂遠離頂點112并在頂點的相同側上彼此遠離地平滑且逐漸地彎曲。翼面狀表面25的第一臂可指作頂部側曲線或上部曲線113。翼面狀表面25的另一臂可指作底部側曲線或下部曲線114。例如，雙曲線的分支可認為是準拋物線。另外，如其中使用的，準拋物線橫斷面無需對稱。例如，準拋物線橫斷面的一個臂可由拋物曲線最接近地表示，而另一臂可由雙曲曲線最接近地表示。作為另一示例，頂點112無需在兩個臂之間居中。在此情形下，術語“頂點”指準拋物曲線的前點，即兩條曲線113、114從其開始彼此遠離地彎曲的點。換句話說，以臂在相同方向上水平延伸來定向的“準拋物線”曲線在頂點112具有最大的斜率，并且隨著距離頂點112水平距離的增加，曲線113、114斜率的絕對值逐漸并連續(xù)地減小。圖30A和30B闡示取自通過圖27的線XXX-XXX的球桿桿頭14的橫斷面120。根據(jù)一些方面并參照圖30A和30B，流線型區(qū)域100可通過其橫斷面120定義在跟部24內(nèi)。如圖27所示，橫斷面120取自圍繞頂點112旋轉(zhuǎn)，相對Y。軸成大約70度角(即在±5°的范圍內(nèi))的位置。此橫斷面120還因而定向用于空氣在從跟部24到趾部20的方向上流過球桿桿頭14，但此時與橫斷面110 (參照圖14A)相比，氣流方向朝趾部20與背部22的相交處成更大角度。類似于橫斷面110，橫斷面120包括從頂點112延伸的頂部側曲線或上部曲線123和也從頂點延伸的底部側曲線或下部曲線124。所示頂點112與跟部24的前緣112在Y = 20mm處相關聯(lián)。與橫斷面120相關聯(lián)的X軸和z軸分別以與球桿桿頭14相關聯(lián)的X。軸和Z。軸成15°的角度定向在橫斷面120的平面內(nèi)。再次，此橫斷面軸以15°的定向相應于15°的滾動角，其在向下?lián)]桿的腰到膝蓋部分的過程期間(即當球桿桿頭14接近其最大速度時)認為是典型的。
圖31A和31B闡示取自通過圖27的線XXXI-XXXI的球桿桿頭14的橫斷面130。根據(jù)一些方面并參照圖31A和31B，流線型區(qū)域100可通過其橫斷面130定義在跟部24內(nèi)。如以上討論，流線型區(qū)域100的橫斷面130可類似于翼面的前緣。如圖27所示，橫斷面130取自圍繞頂點112旋轉(zhuǎn)，相對Y軸成大約45度角(即在±5°的范圍內(nèi))的位置。此橫斷面130還因而定向用于以大體從跟部24到背部22的方向流過球桿桿頭14的空氣(參照圖14C)。類似于橫斷面110和120，橫斷面130還包括從頂點112延伸的頂部側曲線或上部曲線133和也從頂點延伸的底部側曲線或下部曲線134。如從地面零點開始測量，所示頂點112與跟部24的前緣111在Y = 20mm處相關聯(lián)。與橫斷面130相關聯(lián)的X軸和z軸分別以與球桿桿頭14相關聯(lián)的X。軸和Z。軸成15°的角度定向在橫斷面130的平面內(nèi)。再次，此橫斷面軸以15°的定向相應于15°的滾動角，其在向下?lián)]桿的腰到膝蓋部分的過程期間(即當球桿桿頭14接近其最大速度時)認為是典型的。參照圖29A、30A和31A，本領域技術人員將意識到特性化曲線形狀的一種方法是通過提供樣點表。為了這些樣點表的目的，頂點112定義在(0,0),且樣點的所有坐標都相對于頂點112定義。圖29A、30A和31A包括x軸坐標線，可在x軸坐標線的12mm、24mm、36mm、48mm處定義樣點。雖然樣點可定義在例如3mm、6mm和18mm的其他x軸坐標處,但為清楚的目的，這些坐標線不包括在圖29A、30A和31A內(nèi)。如圖29A、30A和31A所示，知坐標與上部曲線113、123、133相關聯(lián)；&坐標與下部曲線114、124、134相關聯(lián)。上部曲線通常不同于下部曲線。換句話說，橫斷面110、120、130可能是不對稱的。如從觀察圖29A、30A和31A可見，當橫斷面朝球桿桿頭的背部擺動時，此不對稱，即上部曲線和下部曲線之間的不同可變得更明顯。特別地，以相對中心線成大約90度角選取的橫斷面上部曲線和下部曲線(例如見圖29A)可能比以相對中心線成大約45度角選取的橫斷面上部曲線和下部曲線(例如見圖31A)更加對稱。另外，再參照圖29A、30A和31A，對于一些示例實施方案，當橫斷面朝球桿桿頭的背部擺動時，下部曲線可保持相對恒定，但是上部曲線可能變平。參照圖29B、30B和31B，本領域技術人員將意識到特性化曲線的另一種方法是通過使曲線匹配于一個或多個函數(shù)。例如，因為如上所討論的上部曲線和下部曲線的不對稱，橫斷面110、120、130的上部曲線和下部曲線可以是使用多項式函數(shù)獨立擬合的曲線。從而，根據(jù)一些方面，二階或三階多項式，即二次或三次函數(shù)可足夠特性化曲線。例如，二次函數(shù)可確定有二次函數(shù)的頂點，該二次函數(shù)的頂點限制到頂點112，即(0，0)點。換句話說，曲線擬合可能需要二次函數(shù)延伸通過頂點112。另外，曲線擬合可能需要二次函數(shù)在頂點112垂直于X軸?！た捎糜谇€擬合的另一數(shù)學技術包括使用B6Zier曲線，其是可用于平滑曲線建模的參數(shù)曲線。例如，B6Zier曲線通常在計算機數(shù)字控制(CNC)機器中用于控制復雜平滑曲線的加工。使用B6Zier曲線，以下歸納的參數(shù)曲線可用于分別得到橫斷面上部曲線的X坐標和z坐標Xu= (l~t) 3Pxu0+3 (l~t) 2tPxu!+3 (l~t) t2Pxu2+t3Pxu3 式(la)Zu = (l~t) 3Pzu0+3 (l~t) 2tPzu!+3 (l~t) t2Pzu2+t3Pzu3 式(lb)
在O彡t彡I的范圍內(nèi)。Pxuq7Pxu17Pxu2和Pxu3是用于與上部曲線相關聯(lián)的X坐標的B6zier曲線控制點，且Pzutl, Pzu1, Pzu2和Pzu3是用于與上部曲線相關聯(lián)的z坐標的B6zier曲線控制點。類似地，以下歸納的參數(shù)B6Zier曲線可用于分別得到橫斷面下部曲線的X坐標和z坐標X1 =U-Di Pxi .‘ 3 114V I Pxi, - 3 (M)I2 Pxi i + PxiΛ (2a)z, = (I -I)' Pzi十 3 < I-J)' I Pzi1 ^ 3 ( -η Pzi 十 I' Pa ;式(2b)在0彡t彡I的范圍內(nèi)。Pxic , Pxi ι Γ*χ_ ； 和Pxi;是用于與下部曲線相關聯(lián)的x坐標的B6zier曲線控制點，且Pzi , Pzi I’ Pzi 2和Pz〖.I是用于與下部曲線相關聯(lián)的Z坐標的B6zier曲線控制點。由于曲線擬合通常用于擬合數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)的一種方法可以是提供約束數(shù)據(jù)的曲線。因而，例如，參照圖29B、30B和31B，橫斷面110、120、130的上部曲線和下部曲線中的每一個可特性化為位于由曲線對(115a，115b)、(116a，116b)、(125a，125b)、(126a，126b)、(135a, 135b), (136a，136b)定義的區(qū)域內(nèi)，其中的曲線對可以例如表示分別在曲線113、114、123、124、133和134的z坐標上多達± 10%的變化，或者甚至多達20%的變化。另外，應注意圖29-31中顯示的橫斷面110、120和130是用于在底部28上沒有設置擴散器36的球桿桿頭14。根據(jù)一些方面，擴散器36可設置在底部28上，且從而橫斷面110,120和/或130的下部曲線將不同于圖29-31中顯示的形狀。更進一步，根據(jù)一些方面，每個橫斷面110、120和130可在其尾部邊緣包括坎背特征23。返回參照圖27和28，應注意在Y = 20mm處與跟部24的前緣111相關聯(lián)的(見圖27)頂點112用于協(xié)助橫斷面110、120和130的描述(見圖29-31)。然而，頂點112無需精確定位在Y = 20mm處。在更一般的情形下，根據(jù)一些方面，如從“地面零”點測量，頂點112可在Y方向上定位在從大約IOmm到大約30mm。對于一些實施方案，如從“地面零”點測量，頂點112可在Y方向上定位在從大約15mm到大約25mm。在定點位置增加或減少毫米的變化可認為是可接受的。根據(jù)一些實施方案，頂點112可在球桿桿頭14的前半部內(nèi)定位在跟部24的前緣111上。根據(jù)一些方面且最好如圖20B中所示，底部28可延伸穿過球桿桿頭14的從跟部24到趾部20的寬度，具有大體凸狀、漸變的、寬度方向的彎曲部(curvature)。另外，跟部24的平滑且不中斷的翼面狀表面25可延續(xù)進入，且甚至超過底部28的中心區(qū)域。底部的大體凸狀、寬度方向的彎曲部可一直延伸穿過底部28到趾部20。換句話說，底部28可設有穿過其從跟部24到趾部20的整個寬度的凸狀彎曲部。
另外，底部28可延伸穿過球桿桿頭14的從擊球面17到背部22的長度，具有大體凸狀、平滑的彎曲部。此大體凸狀彎曲部可從緊鄰擊球表面17延伸到背部22，而不是從正曲率過渡到負曲率。換句話說，底部28可設有沿其從擊球面17到背部22的整個長度的凸狀彎曲部?？蛇x擇地，根據(jù)一些方面，例如如圖5、20A和26A中所示，凹進部分或擴散器36可形成在底部28內(nèi)。在圖5的所示實施方案中，凹進部分或擴散器36為具有其形狀的頂點38的大體V型，頂點38接近于擊球面17和跟部24定位。S卩，頂點38接近于擊球面17和跟部24且遠離邊緣或坎背特征23以及趾部20定位。凹進部分或擴散器36包括一對腿40，一對腿40延伸到接近趾部20并遠離擊球面17的點，并朝邊緣或坎背特征23且遠離擊球面17彎曲。仍參照圖5，多個第二凹進部分42可形成于凹進部分或擴散器36的底部表面43內(nèi)。在所示實施方案中，每個第二凹進部分42為規(guī)則的梯形，具有其更接近跟部24的較小基部44和其更接近趾部20的較大基部46以及使較小基部44連接到較大基部46的斜側45。在所示實施方案中，每個第二凹進部分42的深度從其在較小基部44的最大值變化到與凹進部分或擴散器36底部表面43齊平的較大基部46。從而，根據(jù)一些方面且最好如圖5、20A和26A中所示，擴散器36可從緊鄰插鞘區(qū)域26朝趾部20、朝趾部20與背部22的相交處和/或朝背部22延伸。當擴散器36遠離插鞘區(qū)域26延伸時，擴散器36的橫斷面面積可逐漸增加。期望在從插鞘區(qū)域26朝趾部20和/或朝背部22流動的氣流中建立的任何反向壓力梯度將通過擴散器36橫斷面面積上的增加而減小。從而，期望流過底部28的空氣從層流態(tài)到紊流態(tài)的任何過渡將被遲滯或者甚至完全消除。在一些構造中，底部28可包括多個擴散器。 尤其是當球桿桿頭14繞著偏航軸旋轉(zhuǎn)時，一個或多個擴散器36可定向為在至少一部分向下?lián)]桿行程期間減小阻力。擴散器36的側面可以是直的或彎曲的。在一些構造中，擴散器36可以以距離Y。軸的某一角度定向，以當插鞘區(qū)域26和/或跟部24弓丨導揮桿時擴散氣流(即減小反向壓力梯度)。擴散器36可以以在距離Y。軸的大約10°到大約80°范圍的角度定向。任意地，擴散器36可以以在距離T。方向的大約20°到大約70°，或者從大約30°到大約70°，或者從大約40°到大約70°，或者甚至從大約45°到大約65°范圍的角度定向。從而，在一些構造中，擴散器36可從插鞘區(qū)域26朝趾部20和/或朝背部22延伸。在其他構造中，擴散器36可從跟部24朝趾部20和/或背部22延伸。任意地，如圖5、20A和26所示，擴散器36可包括一個或多個葉片32。葉片32可在擴散器36的側面之間大約居中定位。在一些構造中(未示出)，擴散器36可包括多個葉片。在其他構造中，擴散器36無需包括任何葉片。更進一步，葉片32可大體沿著擴散器36的整個長度或只部分沿著擴散器36的長度延伸。如圖1-4和6所示，根據(jù)一種實施方案，球桿桿頭14可包括“坎背”特征23?？脖程卣?3可從頂部18延伸到底部28。如圖3和6所示，坎背特征23從跟部24向趾部20延伸穿過背部22。另外，如圖2和4所示，坎背特征23可延伸進入趾部22和/或跟部24。通常，坎背特征設計為考慮到，可以用空氣動力學形狀主體的非常長的、逐漸錐形的、下游(或者尾部)端來維持的層流不能用較短的、錐形的、下游端維持。當下游的錐形端太短而不能維持層流時，在球桿桿頭下游端的橫斷面面積減小到球桿桿頭最大橫斷面的大約50%之后，由于紊流產(chǎn)生的阻力可能開始變得重要。此阻力可通過切斷或者去除球桿桿頭的太短的錐形下游端而不是維持太短的錐形端而被減小。正是這個錐形端相當突然的切斷被稱為坎背特征23。如上所討論，在高爾夫球手向下?lián)]桿的相當大部分期間，跟部24和/或插鞘區(qū)域26引導揮桿。在向下?lián)]桿的這些部分期間，趾部20、部分趾部20、趾部20與背部22的相交處、和/或背部22的部分形成球桿桿頭14的下游端或尾部端(例如，參見圖27和29-31)。從而，在向下?lián)]桿的這些部分期間，當沿著趾部、在趾部20與背部22的相交處、和/或沿著球桿桿頭14的背部22定位時，可預期坎背特征23減小紊流，并因而減小由于紊流的阻力。
另外，與高爾夫球撞擊之前，在高爾夫球手向下?lián)]桿的最后大約20°的期間，隨著擊球面17開始引導揮桿，球桿桿頭14的背部22開始與氣流的下游方向?qū)R。從而，當沿著球桿桿頭14的背部22定位時，期望坎背特征23減小紊流，并從而減小由于紊流的阻力，這在高爾夫球手向下?lián)]桿的最后大約20°的期間最明顯。根據(jù)一些方面，坎背特征23可包括圍繞球桿桿頭14周圍的一部分形成的連續(xù)凹槽29。如圖2-4中所示，凹槽29從趾部20的前部30a完全延伸到趾部20的后緣30b，并繼續(xù)延伸到背部22。于是凹槽29延伸穿過背部22的整個長度。如圖4中可見，凹槽29逐漸變細到跟部24后部34內(nèi)的端部。在一些實施方案中(見圖2)，在趾部20前部30a的凹槽29可轉(zhuǎn)向并沿著底部28的一部 分延續(xù)。在圖2-4所示的實施方案中，凹槽29為大體U型。在一些實施方案中，凹槽29具有大約15mm的最大深度(D)。然而，應明白凹槽29沿其長度可具有任意深度，且進一步凹槽29的深度可沿其長度變化。更進一步，要清楚雖然凹槽29可具有任意的高度(H)，但是從球桿桿頭14的最大底部到頂部聞度的1/4到1/2的聞度可能是最有利的。如圖2_4所示，凹槽29的高度可在其長度上變化，或者可選擇地，凹槽29的高度在其長度的一部分或者全部上是相同的。當空氣流過球桿桿頭14主體部件15的頂部18和底部28時，其易于分離，這導致阻力的增加。凹槽29可用于減小空氣分離的趨勢，從而減小阻力并增加球桿桿頭14的空氣動力學性質(zhì)，這轉(zhuǎn)而增加球桿桿頭的速度和擊打后球?qū)⑦\行的距離。使凹槽29沿著趾部20延伸可能是特別有利的，因為如上所述，對于高爾夫球桿桿頭14的大部分揮桿路徑，球桿桿頭14的引導部分是具有球桿桿頭14的尾部邊緣即趾部20的跟部24。從而，在大部分揮桿路徑期間，實現(xiàn)由凹槽29沿著趾部20提供的空氣動力學優(yōu)勢。凹槽29沿著背部22延伸的部分可在球桿桿頭14與球的撞擊時提供空氣動力學的優(yōu)勢。由凹槽29提供的揮桿期間阻力減小的示例闡示在下表中。此表基于對如圖1-6所示球桿桿頭14實施方案的計算機流體動力學(CFD)模型。表中，對于方頭設計和結合有凹槽29減阻結構的方頭設計兩者，顯示了對于貫穿高爾夫揮桿期間不同偏航度數(shù)的阻力值。阻力
偏航一|90°70。60。45。20。
標準 O3704 3768 8 81 δΓθ 8 32
W/ 凹槽 O Γ27 05 3 25 3Γ39 iToi從計算機模型的結果中，可以看到在偏航角為0°的撞擊時，對于具有凹槽29的方形球桿桿頭，阻力為方形球桿桿頭阻力的大約48. 2% (4.01/8. 32)。然而，對于方形球桿桿頭，整個揮桿期間總阻力的合力提供544. 39的總阻力功(total drag work),而對于具有凹槽29的方形球桿桿頭的總阻力功為216. 75。因此，對于具有凹槽29的方形球桿桿頭的總阻力功為方形球桿桿頭的總阻力功的大約39. 8% (216. 75/544. 39)。因此，合并整個揮桿期間的阻力比只計算撞擊時的阻力可產(chǎn)生很不相同的結果。參照圖7-10，圍繞球桿桿頭54周圍的一部分形成連續(xù)凹槽29。如圖7_10所示，凹槽29從趾部20的前部30a完全延伸到趾部20的后緣30b，并繼續(xù)延伸到背部22。于是凹槽29延伸穿過背部22的整個長度。如圖9中可見，凹槽29逐漸變細到跟部24后部34內(nèi)的端部。一個或多個減阻結構，比如跟部24的流線型部分100、底部28的擴散器36、和/或坎背特征23可設置在球桿桿頭14上，以在從使用者向后揮桿的末端通過向下?lián)]桿到球撞擊位置的使用者高爾夫揮桿期間，減小球桿桿頭上的阻力。特別地，可提供跟部24的流線型部分100、擴散器36、和坎背特征23以主要當球桿桿頭14的跟部24和/或插鞘區(qū)域26大體引導揮桿時，減小球桿桿頭14上的阻力?？脖程卣?3，尤其當位于球桿桿頭14的背部22內(nèi)時，還可提供為當擊球面17大體引導揮桿時減小球桿桿頭14上的阻力。不同的高爾夫球桿設計用于選手引入比賽中的不同技能。例如，專業(yè)選手可能選擇在將揮桿期間產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成在很小的最佳點上驅(qū)動高爾夫球的能量的方面非常有效的球桿。相反，業(yè)余選手可能選擇設計為能容忍球桿最佳點相對于被擊打高爾夫球的不 太完美的放置的球桿。為了提供這些不同的球桿特性，球桿可設有具有任意各種重量、體積、慣性矩、重心位置、剛度、面(即擊球表面)高度、寬度和/或面積等等的球桿桿頭。典型的現(xiàn)代球棒的球桿桿頭可設有從大約420cc到大約470cc范圍的體積。如其中所示，球桿桿頭體積為如使用USGA “用于測量木球桿的球桿桿頭尺寸的程序”(2003年11月21日)測量的。對于典型的球棒，球桿桿頭重量可在從大約190克到大約220克的范圍。參照圖32A和32B，可定義并特征化典型球棒的其他物理特性。例如，面面積可在從大約3000mm2到大約4800mm2的范圍，面長度(face length)可以在從大約IlOmm到大約1 30mm的范圍，面高度可以在從大約48mm到大約62mm的范圍。面面積定義為由半徑的內(nèi)切線界定的面積，半徑的內(nèi)切線使擊球面混合到高爾夫球桿桿頭的主體部件的其他部分。如圖32B所示，面長度從球桿桿頭上的相對點測量。面高度定義為在面中心處測量的從地平面到半徑(其與擊球面和球桿頂部重疊)的中點的距離(對于確定面中心的位置，見USGA，“用于測量高爾夫球桿桿頭柔性的程序”第6. I節(jié)，撞擊位置的確定)，如當球桿位于具有零度桿面角度的60度桿底角時所測量的。球桿桿頭的寬度可在從大約105mm到大約125mm的范圍。在重心處圍繞平行于X。軸的軸線的慣性矩可在從大約2800g-cm2到大約3200g-cm2的范圍。在重心處圍繞平行于Z。軸的軸線的慣性矩可在從大約4500g-cm2到大約5500g-cm2的范圍。對于典型的現(xiàn)代球棒，在球桿桿頭X。方向上重心的位置(如從地面零點測量)可位于從大約25mm到大約33mm的范圍；在Y。方向上重心的位置也可位于從大約16mm到大約22mm的范圍(也如從地面零點測量);且在Z。方向上重心的位置也可位于從大約25mm到大約38_的范圍(也如從地面零點測量)。對于典型的現(xiàn)代球棒的球桿桿頭的一些特征化參數(shù)，上述值不意味著限制。從而例如，對于一些實施方案，球桿桿頭體積可超過470cc或者球桿桿頭重量可超過220g。對于一些實施方案，在重心處圍繞平行于X。軸的軸線的慣性矩可超過3200g-cm2。例如，在重心處圍繞平行于X。軸的軸線的慣性矩可在多達3400g-cm2，多達3600g-cm2，或者甚至多達或超過4000g-cm2。類似地，對于一些實施方案，在重心處圍繞平行于Z。軸的軸線的慣性矩可超過5500g-cm2。例如，在重心處圍繞平行于Z。軸的軸線的慣性矩可在多達5700g-cm2，多達5800g-cm2,或者甚至多達6000g_cm2。任何給定高爾夫球桿的設計通常包括一系列折衷或妥協(xié)。以下公開的實施方案闡示了一些這種折衷。
_0] 示例實施方案(I)在第一不例中，描述了如圖1-6所不球桿桿頭的代表性實施方案。此第一不例球桿桿頭設有大于大約400cc的體積。參照圖32A和32B，可特征化其他的物理特性。面高度在從大約53mm到大約57mm的范圍。在重心處圍繞平行于X。軸的軸線的慣性矩在從大約2800g-cm2到大約3300g-cm2的范圍。在重心處圍繞平行于Z。軸的軸線的慣性矩可大于大約4800g-cm2。作為球桿形狀比的指示，球桿寬度-面長度的比率為.94或更大。另外，此第一示例實施方案的球桿桿頭可具有在從大約200g到大約210g范圍內(nèi)的重量。再次參照圖32A和32B，面長度可位于從大約114mm到大約118mm的范圍，且面面積可位于從大約3200mm2到大約3800mm2的范圍。球桿桿頭寬度可位于從大約112mm到大約114mm的范圍。X。上重心的位置可位于從大約28mm到大約32mm的范圍;Y0方向上重心的位置可位于從大約17mm到大約21mm的范圍；且Z。方向上重心的位置可位于從大約27mm到大約31_的范圍(全部從地面零點測量)。對于此示例的球桿桿頭，表I提供了用于橫斷面110的上部曲線113和下部曲線114的一組標稱的樣點坐標。如所討論的，在一些情形下，這些標稱的樣點坐標可在±10%的范圍內(nèi)變化。表I用于不例(I)橫斷面110的樣點
權利要求
1.一種用于球棒的高爾夫球桿桿頭，所述高爾夫球桿桿頭具有400CC或更大的體積以及O. 90或更大的球桿寬度-面長度比，所述高爾夫球桿桿頭包括 擊球面； 頂部； 底部；以及 插鞘區(qū)域，其具有自由端，所述自由端構造成用于接收具有縱向軸線的桿身， 其中，當所述球桿桿頭處于60度桿底角位置時，所述插鞘區(qū)域的所述自由端的至少一部分延伸到鄰近的頂部表面之上，并且 其中，當所述球桿桿頭處于60度桿底角位置時，所述頂部和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離大于所述插鞘區(qū)域和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離。
2.根據(jù)權利要求I所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述插鞘區(qū)域的所述自由端具有為大體平面的插鞘表面，并且 其中所述插鞘表面具有非圓形輪廓。
3.根據(jù)權利要求2所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述插鞘表面大體上垂直于所述桿身的縱向軸線。
4.根據(jù)權利要求2所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述插鞘表面的所述非圓形輪廓具有非對稱的液滴狀輪廓。
5.根據(jù)權利要求2所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述插鞘表面的所述非圓形輪廓具有非對稱的液滴狀輪廓，所述非對稱的液滴狀輪廓在所述插鞘表面的跟側上比在所述插鞘表面的趾側上更加彎曲。
6.—種高爾夫球桿桿頭,包括 擊球面； 頂部； 底部；以及 插鞘區(qū)域，其具有自由端，所述自由端構造成用于接收具有縱向軸線的桿身， 其中所述插鞘區(qū)域包括為大體平面的插鞘表面，并且 其中所述插鞘表面具有大體液滴狀輪廓。
7.根據(jù)權利要求6所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述插鞘表面大體垂直于所述桿身的所述縱向軸線。
8.根據(jù)權利要求6所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述插鞘表面的所述大體液滴狀輪廓是非對稱的。
9.根據(jù)權利要求6所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述插鞘表面的所述大體液滴狀輪廓在所述插鞘表面的跟側上比在所述插鞘表面的趾側上更加彎曲。
10.根據(jù)權利要求6所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述插鞘表面從所述插鞘區(qū)域的所述自由端間隔開，且 其中大體圓柱形插鞘延伸部分在所述插鞘表面和所述自由端之間延伸。
11.一種高爾夫球桿桿頭，包括 擊球面；頂部； 底部；以及 插鞘區(qū)域，其包括 上端，其被構造用于接收具有縱向軸線的桿身； 第一橫截面，其垂直于所述桿身的所述縱向軸線，所述第一橫截面位于所述插鞘區(qū)域的所述上端；以及 第二橫截面，其垂直于所述桿身的所述縱向軸線，所述第二橫截面遠離所述第一橫截面定位，所述第二橫截面不同于所述第一橫截面，所述第二橫截面具有基本非對稱的液滴形橫截面； 其中從所述第一橫截面到所述第二橫截面的過渡包括大體平的表面。
12.根據(jù)權利要求11所述的高爾夫球桿桿頭， 其中所述大體平的表面定向成大體垂直于所述桿身的所述縱向軸線。
13.根據(jù)權利要求11所述的高爾夫球桿桿頭， 其中，當所述球桿桿頭處于60度桿底角位置時，所述頂部和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離大于所述大體平的表面和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離。
14.一種高爾夫球桿，包括 高爾夫球桿桿頭，其附接到具有縱向軸線的高爾夫球桿桿身的遠端，所述球桿桿頭包括 擊球面； 頂部； 底部；以及 插鞘區(qū)域，其具有自由端，所述自由端構造成用于接收所述高爾夫球桿桿身， 其中，當所述球桿桿頭處于60度桿底角位置時，所述插鞘區(qū)域的所述自由端的至少一部分延伸到鄰近的頂部表面之上，并且 其中，當所述球桿桿頭處于60度桿底角位置時，所述頂部和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離大于所述插鞘區(qū)域和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離。
全文摘要
一種高爾夫球桿包括桿身和球桿桿頭。球桿桿頭可包括擊球面、頂部、底部以及插鞘區(qū)域。插鞘區(qū)域可具有自由端，所述自由端構造成用于接收具有縱向軸線的桿身。當所述球桿桿頭處于60度桿底角位置時，所述插鞘區(qū)域的所述自由端的至少一部分可延伸到鄰近的頂部表面之上。當所述球桿桿頭處于60度桿底角位置時，所述頂部和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離可以大于所述插鞘區(qū)域和所述底部的最外點的水平突起之間的垂直距離。
文檔編號A63B53/02GK102892469SQ201180009542
公開日2013年1月23日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權日2010年1月27日
發(fā)明者羅伯特·波伊, 約翰·T·斯泰特斯 申請人:耐克國際有限公司