具有张紧环的运动球拍

本发明的技术领域

本发明涉及运动球拍，诸如拍球拍、墙球拍和网球拍。

本发明的背景

运动球拍框架通常包括一支承着相互交叉的、用于击球的主弦和横弦的头 部，和一由使用者紧握的手柄。用于设置弦和支承弦的传统方法是钻制穿过球拍 框架的弦孔，将诸弦固定在诸弦孔内，从而使诸主弦平行于纵轴延伸，而诸横弦 垂直于球拍主弦而延伸。

传统运动球拍的一个问题在于在弦床上的不同位置处，击球力或恢复系数是 不同的。例如，由于球拍头部通常具有一大体椭圆形的形状，因此，设置在侧向 的、位于外侧的主弦比离球拍头部中心近的主弦短得多。其结果是，球拍上靠近 纵轴处的地方比位于侧向的地方能具有更大的击球力。

但是，这恰恰正是为人们所不希望的。当球击在弦床上偏离中心的侧向位置 时，球拍将会在使用者的手中发生扭转，从而在将球击回的过程中击球力遭到损 失。但是，由于这里的主弦的长度较短，相应的弦床只能提供较低的击球力，而 不能在这些区域提供能补偿部分扭转运动的较大的击球力。

球拍的击球力还会在沿着球拍长度的方向上出现不均匀现象，即朝着球拍外 顶端的方向击球力降低。这是由于这两个原因。第一，球击打在弦床上越靠外的 位置，围绕手柄的弯曲力矩将越大。第二，当球击打在球拍上远离重心的位置时， 一旋转作用将作用于所述球拍上，该旋转作用将吸收能量并降低击球力量，即， 降低返回到球上的能量。球落在球拍上离重心越远的地方，作用于球拍上的旋转 作用就越大。

在球拍运动中，很难保证球每次都击打在球拍弦上相同的点上。因此，对于 两次相同的挥拍来说，球将以不同的速度被击回去，所述速度将取决于球与诸弦 接触点是在什么位置。这意味着在撞击场地之前球行进的距离是不同的，因此， 击球者必须有较大的误差估计范围以解决回球不够精确的问题。

在共同拥有的Head美国专利No.3,999,756中揭示了一种通过改变诸弦之间的 间距来补偿弦床两端击球力分布不均匀的问题。Head指出，由于离球拍框架较 近的诸弦的长度比位于弦床中心的诸弦短，所以比较硬。Head指出，通过增加 靠近球拍中心的弦密度，弦床的击球力分布将比较均匀。

早先，人们还提出一种具有“阳光爆发(sunburst)”形式、或呈扇形弦形式的拍 球类运动球拍，其中相邻主弦的间距随着球拍外端的方向不断增加。这具有使得 位于外侧的主弦的长度稍稍加长的效果，由此在一定长度上降低了拍面的击球力 的变化。但是，诸弦下端能交会的距离受到以下事实的限制，即：在框架上的有 限的区域内，只能钻制某一定数量的孔，否则会将框架的强度减弱至在使用过程 中引起球拍损坏的情况。因此，已知的阳光爆发形式的球拍在补偿不相等的主弦 长度方面只收到很小的效果。

人们还至少提出了一种建议来补偿沿着球拍轴线方向的击球力的变化。在共 同拥有的Davis美国专利No.5,037,098中揭示了一种运动球拍框架，其中框架的 横截面高度，在垂直于弦床的方向上，在顶端是最大的，并且朝着手柄的方向不 降低。其结果是，框架的坚硬度朝着顶端的方向不断增加，从而有助于补偿增加 的弯曲力矩。

人们希望能提供一种能使弦床两侧和沿着球拍轴线的方向都能产生更均匀击 球力的弦床形式。

本发明的概述

本发明是一种运动球拍，例如，一种网球拍。墙球拍或拍球拍，所述运动球 拍包括一框架构件，所述框架构件包括一大体呈椭圆形的外头部，其中，所述框 架构件的相对两端聚合在一喉部区域。一张紧环在喉部区域内横跨所述框架构 件，以使所述框架构件和张紧环形成一承接诸弦的穿弦区。

所述张紧环具有面背向着穿弦区而朝着穿弦区的方向弯成弧形的弧形受力 面。所述张紧环的横截面最好呈圆形或椭圆形，以使所述受力面的横截面近似为 半圆形。多个相互交叉的主弦和横弦设置在穿弦区内。至少大部分的主弦的诸下 端绕过在张紧环的受力面。所述诸主弦以岔开的角度从张紧环延伸出来并固定于 所述外头部上那些能形成一大体呈扇形形状的位置处。

诸主弦的上端最好固定在框架内的诸弦孔内，诸弦孔的位置使得诸主弦能大 体穿过所有的穿弦区。这最好通过将诸主弦孔散布在外头部上从9点钟到3点钟 的位置而加以实现。

当所述球拍被穿弦时，诸主弦上的张紧力拉紧每一主统的下端，使该下端抵 着受力面的一个区域上，该主弦相对两端之间的距离为最小。这个区域是在垂直 于弦张紧力的方向上。所述受力面具有一定曲率，以使相邻的下主弦端能靠在受 力面上彼此相互隔开预定距离的诸区域上。所述受力面最好具有一跨度，所述位 于框架的相对两端之间的跨度其值至少为诸主弦直径的总和，所述受力面具有一 能保持相邻两弦之间的预定间距为最小的曲率。所述张紧环的跨度最好被保持为 最小，以使张紧环能恰好位于喉部接头的上方，因为这样能使弦达到最长的长 度。

在一较佳实施例中，将椭圆形外头部与喉部相连接起来的框架的侧部具有一 相对较小的曲率，即，大体上是线性的。位于框架每一侧上的最远的主弦与框架 两侧相隔开但与框架两侧大体平行。在一较佳实施例中，最远的主弦从张紧环延 伸至外头部。但是，如果需要，最远的主弦可以终止在头部的下端。在这种情况 中，人们可能更希望将最远的主弦的下端固定在框架上的诸弦孔内。

本发明能增加位于外侧的主弦的长度，在这样做时能增加在弦床的侧向位置 区域即离轴线较远的区域上的击球的响应力。由于所述张紧环具有曲率，它还具 有能缩短中心主弦长度的效果，这样做时能降低由所述区域提供的击球力。因 此，与传统的、包括阳光爆发形的穿弦形式相比，本发明降低了弦床表面的击球 力的变化。

本发明的优点还在于：弦密度朝着弦床的外部区域方向降低，并朝着喉部区 域的方向增加。因此，当球被击在弦床较外的外侧时主弦产生的击球力增加，并 且由于在喉部区域上方的弦密度较高，由诸主弦产生的击球力在所述弦床的下部 区域内降低。因此，本发明具有不仅能使弦床横向的击球力更均匀，还能使沿着 弦床轴线的击球力更均匀，即，使整个弦床的击球力也更均匀。

绕过在张紧环上、彼此靠得很紧的诸主弦的诸下端也具有能减少弦的移动量 的理想效果。

在拍球类运动的球拍中以及一些墙球拍中，所有的主弦下端均支承在那些钻 制在框架两侧上的弦孔内。在网球拍中，有些下主弦孔钻制在框架的两侧上，而 其它的主弦孔(用于中心主弦的弦孔)是钻制在横跨喉部区域的喉桥上的。

在框架的两侧上钻制弦孔减弱了框架的强度，用于主弦下端的弦孔更是人们 所不希望的，因为它们位于框架的大弯曲应力区域内。但是，采用传统的球拍， 没有其它的有效方法来固定诸弦端。

用于张紧环受力面具有一定曲率，诸弦的下端利用与受力面的几何形状相结 合起作用的诸弦的自身张紧力而位于所需的位置上。因此，不再需要用于主弦下 端的弦孔。由于省去了下弦孔，结果加强了位于球拍头部的下部区域内的框架的 强度，降低了框架在该区域受到损坏的机率。

球拍两侧上的下主弦孔的省去，也同时省去了相关的弦槽，因此，本发明的 优点还在于：增加了球拍两侧上的平的表面的面积，从而可将装饰性设计、标志 语句、或其它信息设置在此平的表面上。

诸主弦的下端绕在张紧环受力面上，而不要用弦孔，并且由于受力面具有一 定曲率而被固定保持在位。但是，如果需要，可以将弦孔或弦导槽形成在所述张 紧环内以进一步固定所述下弦端。

由于诸弦的下端仅仅是绕在张紧环上，因此可以方便地对本发明的球拍进行 穿弦。而在传统的球拍中，穿弦时诸弦需要穿过索眼钉才行。

在采用传统的穿弦机进行穿弦的球拍中，如果穿弦机的张紧头擦刮框架表 面，所述头部的下端可能会受到损伤。根据本发明，揭示了一种对球拍进行穿弦 的方法，该方法是一次将两主弦同时从球拍头部上拉伸出来，从而不再需要穿弦 机来啮合球拍头部的下端。

为了更好地理解本发明，以下结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描 述。

附图简要说明

图1是本发明的拍球类运动的球拍的前视图；

图2是所述球拍的喉部的全尺寸视图；

图3是沿图2中线3-3截取的张紧环的剖视图；

图4a和图4b是图1所示的球拍在穿弦的两步骤中的前视图。

较佳实施例的具体描述

图1示出了一具有一框架的拍球类运动的球拍10，所示框架形成一大体呈椭 圆形的外头部12，所述框架的相对两端19会合在一喉部14并相交在喉部接头 16处。在所述喉部接头16的下方，所述球拍以传统方式设有一球拍柄18。在所 示的例子中，框架的相对两端19从椭圆形外头部12起以一微小的曲率，即大体 上线性地延伸至所述喉部接头16。

一张紧环20刚好在喉部接头16上方横跨位于喉部区域14内的框架，从而能 同框架构件12、19一起，圈起一用来承接诸弦的穿弦区22。请特别参阅图2 -3，所述张紧环20具有一面向离开外头部12的方向(即，朝着球拍柄18的方 向)的弧形受力面24。所述弧形受力面24横跨框架的两侧，并向内朝着穿弦区 22的方向向内弯成弧形。如图3所示，所述张紧环20的横截面呈圆形，因此受 力面24是半圆形的。但是，也可以采用其它形状。

在穿弦区22内设有多个相互交叉的主弦30和横弦32。框架的外头部12具 有多个上主弦孔25，用来承接诸主弦30的上端。如图所示，诸主弦孔25是设 置在从近似9点到3点钟的位置上，因此诸主弦30基本上穿过所有穿弦区22， 即穿过通常的击球区。

请参阅图1。在示意性的例子中，框架的两端19从椭圆形的外头部12起、 以一相对于球拍轴线近似为32°的中线角度延伸至喉部接头16。最外部的两根 主弦40、40a从张紧环起以近似29°的角度分开延伸，但它们与框架的两端19 大体上平行。因此，如图1所示，主弦以一角度呈扇形散开从而能基本上布满所 述穿弦区22。在图1所示的拍球类运动的球拍例子中，远离中心的主弦和位于 喉部接头上方的框架两侧以一大约为±30°的角度从球拍轴线岔开，但也可以采 用其它角度，并且最好取决于所需的击球范围的尺寸，或取决于球拍的种类(例 如，网球球拍或墙球拍)。

外头部12和端部19还设有多个横弦孔28，用来承接诸横弦32的相对两端。 如图所示，在某些情况中，一弦孔26可以同时承接一横弦32和一主弦30。所 述诸横弦32以普通方式固定在球拍框架内。

诸主弦从诸弦孔25起延伸至张紧环20，并绕过张紧环20，然后又回到框架 的外头部12上。相邻弦组成的一对弦，例如，40、42(图2-3)由弦端44相连， 所述弦端绕过张紧环20的弧形受力面24。所述球拍可以用多个彼此分开的主弦 对而穿弦，但最好是用一根连续的主弦穿弦。

图4a和图4b示出了一种利用一根具有足够长度的单根弦50来穿诸主弦的较 佳方法。弦50的一端穿过其中一个中心主弦孔52，绕过张紧环20，并拉伸穿 过另一中心主弦孔54，直到有相同长度的弦从两孔52、54中的每一孔中伸出 来。

请参阅图4b，然后例如利用一球拍上弦机将两根主弦56、58拉紧，并如图 示那样被构件60所夹紧。随后，将弦50的两自由端穿过下一对位于外侧的主弦 孔62，绕过张紧环20，并穿过第三对位于外侧的弦孔64，并在每一侧上再次 留有一段弦66。

一旦完成该操作，诸弦68被所述上弦机所张紧并夹紧，重复该操作过程直到 所有的主弦30都以图1所示的方式穿弦。诸横弦32的穿弦可以在对诸主弦30 进行穿弦之前或之后进行。

请参阅图1-图2，当诸主弦30被张紧后，诸弦端44紧抵着受力面24而拉 伸，并移动至代表相应弦的两端之间的距离为最小的区域，所述最小距离由受力 面的曲率所决定。换句话说，所述弦将位于垂直于弦张紧力方向的受力面部分。 因此，就一对弦40、42来说，如果弦端44a最初是位于如图2所示的右侧或左 侧，一旦弦40、42被张紧，所述弦端44a将滑至如图所示的位置上，因为对弦 40、42来说，在该位置处，从张紧环20至弦孔26a、26b的距离为最小。

由于诸主弦30是向外呈扇形展开，并且由于张紧环20具有如图2所示的曲 率，因此，每一弦端44将位于一相对于相邻接的弦连接部分有所移离的区域内。 张紧环20的曲率最好是选择得使诸弦端44能紧抵着受力面并且相互之间隔开一 预定的距离，而不会相互接触，或者至少不会发生较大的接触。

在图示的示意性实施例中，张紧环20的相对两端位于所述喉部接头16的顶 部上方近似3/4英寸的位置上，并且张紧环20的受力面24具有一大体为1英寸 的曲率半径。但是，正如以上所述的，所述受力面24的曲率半径应该加以选择 以保持诸弦端44之间有一预定的距离，从而使诸弦之间的连接部分能相对较为 紧密地接近在一起(例如，1毫米)，但不会相互重叠。这可以通过使张紧环20中 心处的曲率半径增大(即降低曲率)来实现，使诸弦端44不会集拢得太紧密，反之， 可以朝着张紧环的外侧方向降低所述曲率半径(即提供一更急速转弯的曲面)来保 证诸弦端不会变得彼此分隔得太开。

通过这样的作业，诸弦端44具有一侧向最小的间距，并且可以将所述张紧环 20的长度保持为最小并刚好位于所述喉部接头的上方。通过将所述张紧环20刚 好设置在所述喉部接头16的上方，诸主弦30可以基本占据所有的穿弦区22。

本发明可以应用于由任何适当材料制成的运动球拍上，例如由一种纤维增强 的复合材料或金属中空管制成的运动球拍上。在前一种情况中，所述框架是以一 种传统的方式模制而成的，并且所述张紧环20是以一种与网球拍的喉桥(throat bridge)相同的方式同时模制的。如果所述框架是由金属管材制成的，中空管形金 属张紧环可以以一种可与金属喉桥类似的方式固定于所述框架的两侧上。这种球 拍形成方法是众所周知的，因此不需在此作进一步的描述。或者，所述球拍框架 可以由金属制成，并具有一石墨制成的张紧环。所述石墨张紧环的端部固定于所 述金属框架的两侧上，所述固定的方式与目前用来制造具有熔融石墨喉桥的金属 网球拍的方式相同。

如果需要，本发明可以采用一种由我们共同拥有的、授予Davis的美国专利 No.5,037,098中所揭示的恒锥度框架。依此方式，所述框架和穿弦系统可以使张 紧力沿着球拍的长度方向均匀散布。

在所述框架由复合材料制成的情况中，诸主弦的上端固定于一传统防撞条 上，而诸横弦则固定于由硬尼龙或其它适当材料制成的传统索眼条上，以防止诸 弦和在诸弦孔边缘的框架受到损坏。由于张紧环受力面和每一弦之间有一较大的 接触区域，并且不具有诸如弦孔边缘的高应力区域，因此，不需要将一起保护作 用的硬塑料条裹绕所述张紧环。但是，如果需要，可以将一种能降低摩擦的材料， 诸如乙缩醛树脂(例如，Delrin)或Teflon设置在下弦端和受力面之间。当诸弦被 张紧时，降低摩擦的材料将有助于均匀位于相邻主弦之间的弦张紧力。

以上描述了本发明的较佳实施例，对于本技术领域的的熟练人员来说，作出 种种不背离本文中所揭示的本发明的概念的变化和增删将是显而易见的。所有这 些变化均拟包括在如下权利要求书所阐述的本发明的保护范围之内。