KR100817636B1 - 댐퍼, 댐핑 요소를 통합한 골프 클럽, 골프 클럽의 진동 특성 변경 방법 및 골프 클럽의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
골프 클럽용 댐핑 요소가 개시되어 있다. 이 댐핑 요소는 골프 클럽에서의 진동의 진폭을 저감시키도록 이용된다. 댐핑 요소는 골프 클럽의 샤프트의 내부 공간에 위치되고, 샤프트 내의 공간 형태와 대응하는 형태를 가질 수 있다. 댐핑 요소는 샤프트의 적어도 일부를 따라 연장되는 세장형 형태를 가질 수 있고, 댐핑 요소는 유체 충전식 챔버 또는 폼 구조의 형태를 가질 수도 있다.
Description
본 발명은 골프 스포츠의 장비에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 예컨대, 유체 충전식 챔버 또는 폴리머 폼 부재 등의 댐핑 요소를 둘러싸는 샤프트를 갖는 골프 클럽에 관한 것이다.
가장 오래된 국제 스포츠들 중 하나인 골프 게임의 공식적인 기원은 16세기, 스코틀랜드에 소재하는 세인트 앤드루스의 로열 앤드 에인션트 골프 클럽(Royal and Ancient Golf Club)으로 거슬러 올라간다. 계속되는 세기 동안에, 골프 게임은 게임 고유의 도전 의식, 훌륭한 평판 및 긴장 해소의 적합성으로 인해 인기를 얻고 유지해왔다. 골프 게임을 플레이하는 사람들의 수가 점점 증가하기 때문에, 골프 클럽, 공 및 신발을 비롯한 골프 장비의 제작자들은 골프 장비의 다양한 특색 및 특징에 관하여 정기적으로 변경 및 개선하고 있다. 따라서, 경시적으로 진화된 골프 장비는 광범위한 플레이 능력 및 스타일에 대하여 향상된 성능 및 적합성을 제공하고, 골프 장비에 이용되는 재료 및 형태에 관하여 많은 진보가 있었다.
골프 기술의 진보는 또한 골프공을 소기의 목표를 향해 나아가게 하는 데에 이용되는 골프 클럽에 적용되고 있다. 골프 클럽의 주요 요소는 샤프트의 단부에 고정되는 헤드이다. 전통적인 일부 골프 클럽 헤드는 목재 또는 목재와 강의 조합 으로 형성되었지만, 현대의 헤드는 주로 강, 알루미늄 또는 티타늄 등의 금속 중 하나 이상으로 형성되고 있다. 유사하게, 전통적인 골프 클럽 샤프트는 목재로 형성되는 경우가 많은 반면에, 현대의 샤프트는 금속 또는 흑연 재료로 형성되는 것이 일반적이다.
골프 게임 중에, 플레이어는 샤프트를 파지하고 헤드가 거의 아치형 경로를 통과하여 골프공을 임팩트하도록 골프 클럽을 스윙한다. 이 때에, 골프 클럽의 관성 중 일부, 특히 헤드의 관성이 골프공에 전달되어 골프공을 소기의 목표를 향해 나아가게 한다. 임팩트 후에 골프공의 궤적에 영향을 미치는 한가지 인자는 샤프트의 형태 및 샤프트에 이용되는 재료이다. 골프 클럽 샤프트는 샤프트의 길이 전체에 걸쳐서 일정한 두께를 갖는 중공 원통형 형태를 가질 수도 있지만, 현대의 많은 샤프트는 테이퍼형 형태 또는 단차형 형태를 갖는다. 즉, 샤프트의 직경은 플레이어가 샤프트를 파지하는 영역으로부터 헤드가 샤프트에 고정되는 영역으로 감소된다. 샤프트의 형태 및 샤프트에 선택된 재료는, 예컨대 샤프트의 유연도, 킥 포인트(kick point)의 위치 및 샤프트를 비트는 데에 필요한 토크를 비롯한 샤프트의 성능 특성에 영향을 미친다.
특정한 샤프트 형태에 따라, 골프공 또는 지면과의 임팩트 후에 샤프트에 진동이 일어날 수도 있다. 진동력 중 일부를 흡수하는 것은 일반적으로 염려되지 않지만, 진동력 중 일부를 반복적으로 흡수하는 것은 플레이어의 손 또는 관절에 영향을 줄 수 있다. 일반적으로, 샤프트의 형태(예컨대, 두께, 재료, 테이퍼 정도 등)는 샤프트의 진폭을 저감시키거나 샤프트의 진동수를 조절하도록 변경될 수 있 지만, 그러한 변경은 샤프트의 성능 특성에 악영향을 미칠 수도 있다.
본 발명은 골프 클럽, 특히 골프 클럽의 샤프트에서의 진동의 진폭을 저감시키는 골프 클럽용 댐핑 요소에 관한 것이다. 이 댐핑 요소는 샤프트의 내부 공간에 위치되고, 샤프트 내의 공간 형태와 대응하는 형태를 가질 수 있다. 댐핑 요소는 본 발명의 범위 내에서 다양한 형태를 가질 수 있지만, 댐핑 요소는 샤프트의 적어도 일부를 따라 연장되는 세장형 형태를 가질 수 있다. 또한, 댐핑 요소는 유체 충전식 챔버 또는 폼 구조의 형태를 가질 수도 있다.
유체 충전식 챔버가 되도록 형성되면, 댐핑 요소는 실질적으로 유체에 대해 불투과성인 폴리머 재료로 형성되는 밀봉된 외측 배리어를 가질 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에 있어서, 폴리머 재료는 열가소성 엘라스토머이고, 유체는 가스이다. 유사하게, 댐핑 요소는 폼 구조가 되도록 형성된 경우에, 에틸비닐아세테이트 또는 폴리우레탄 등의 폴리머 폼을 포함할 수 있다. 댐핑 요소에 다양한 형태가 적절하다. 예컨대, 댐핑 요소는 원통형 형태, 테이퍼형 형태 또는 단차형 형태를 가질 수 있다. 댐핑 요소가 유체 충전식 챔버인 실시예에서, 챔버의 양측부는 서로에 대해 접합될 수 있다.
댐핑 요소는 샤프트에서 진동의 진폭을 저감시키도록 이용된다. 따라서, 본 발명의 한가지 양태는 댐핑 요소의 형태를 선택하는 단계와, 샤프트에 대해 댐핑 요소의 위치를 선택하는 단계와, 댐핑 요소를 샤프트 내에 배치하는 단계를 포함하는, 골프 클럽의 진동 특성 변경 방법에 관한 것이다. 본 발명의 다른 양태는 내측 부분 내에 공간을 형성하도록 샤프트를 형성하는 형성 단계와, 상기 공간 내에 댐핑 요소를 배치하는 배치 단계와, 상기 샤프트의 단부에 헤드를 고정하는 단계를 포함하는 골프 클럽의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명을 특징으로 하는 신규성의 이점 및 특징은 특히 첨부된 청구범위에 기재되어 있다. 그러나, 신규성의 이점 및 특징에 대한 이해를 높이기 위하여, 본 발명에 관한 다양한 실시예와 사상을 설명 및 예시하는 이하의 설명 내용과 첨부 도면을 참조할 수 있다.
본 발명의 상기 발명의 상세한 설명 뿐만 아니라 이하의 실시예는 첨부 도면과 함께 읽으면 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 댐핑 요소가 있는 샤프트를 갖는 골프 클럽의 입면도.
도 2는 댐핑 요소를 노출시키도록 샤프트의 일부를 절취한 입면도.
도 3은 도 1의 단면선 3-3에 의해 획정된 샤프트의 단면도.
도 4는 댐핑 요소의 입면도.
도 5a 내지 5j는 본 발명에 따른 복수 개의 샤프트 형태의 입면도.
도 6a 내지 6f는 본 발명의 범위 내에 있는 복수 개의 댐핑 요소 형태의 평면도.
도 7a 내지 7h는 본 발명의 범위 내에 있는 복수 개의 추가 댐핑 요소 형태의 평면도.
도 8은 도 1에 도시된 골프 클럽의 진동 특성을 나타내는 제1 그래프.
도 9는 도 1에 도시된 골프 클럽의 진동 특성을 나타내는 제2 그래프.
도 10은 도 1에 도시된 골프 클럽의 진동 특성을 나타내는 제3 그래프.
도 11은 본 발명에 따른 댐핑 요소가 있는 샤프트를 갖는 다른 골프 클럽의 입면도.
이하의 논의 및 첨부 도면은 본 발명에 따른 댐핑 요소를 통합한 골프 클럽(10)과 골프 클럽(10')을 개시하고 있다. 골프 클럽(10)은 드라이버 형태이고, 골프 클럽(10')은 아이언 형태이다. 골프 클럽(10)과 골프 클럽(10')은 댐핑 요소를 통합할 수 있는 다양한 유형의 골프 클럽의 예를 제공하기 위한 것이다. 그러나, 도면에 구체적으로 도시되지 않거나 이하의 내용에서 논의되지 않는 다른 유형의 골프 클럽, 예컨대 퍼터 또는 페어웨이 우드도 또한 본 발명의 범위 내에서 댐핑 요소를 통합할 수 있다. 따라서, 본 발명에 관한 개념은 광범위한 골프 클럽 스타일에 적용된다.
골프 클럽(10)은 도 1에 도시되어 있고, 샤프트(20)와 헤드(30)를 포함한다. 샤프트(20)는 제1 단부(21)와 제2 단부(22)가 있는 거의 중공의 세장형 형태를 갖는다. 그립(23)은 제1 단부(21) 위에서 연장되어 골프 클럽(10)을 파지하기에 편한 미끄럼 방지 영역을 제공할 수 있다. 샤프트(20)의 적절한 재료로는 종래의 골프 클럽 샤프트 재료, 예컨대 흑연 또는 강 등을 포함한다. 헤드(30)는 제2 단부(22)에 고정되어, 골프공과 접촉함으로써 골프공을 소기의 방향으로 나아가게 하도 록 구성된 거의 면형 표면(31)을 형성한다. 도면에 도시된 바와 같이, 헤드(30)는 드라이버 구조를 갖는 골프 클럽(10)을 제공하는 거의 중공의 확대된 형태를 갖는다.
골프 게임 중에, 플레이어는 그립(23)을 쥐고[즉, 플레이어는 제1 단부(21) 근처의 샤프트(20)를 파지하고], 헤드(30)가 거의 곡선형 또는 아치형 경로를 통과하여 골프공을 임팩트하도록 골프 클럽(10)을 스윙한다. 이 때에, 골프 클럽(10)의 관성, 특히 헤드(30)의 관성 중 일부가 골프공에 전달되어 골프공을 소기의 목표를 향해 나아가게 한다. 골프공과의 임팩트 후에, 골프 클럽(10)은 진동하는 경향이 있을 수 있다. 그러나, 골프 클럽(10)에 의해 나타나는 진동 정도는 샤프트(20) 내에 위치되어 적어도 샤프트(40)의 일부를 따라 연장되는 댐핑 요소(40)에 의해 완화된다. 댐핑 요소(40)는 유체 충전식 챔버의 형태를 가질 수도 있지만, 또한 예컨대 폴리머 폼 요소일 수도 있다. 골프 클럽(10), 특히 샤프트(20)가 골프공과의 임팩트 후에 진동할 때에, 댐핑 요소(40)는 진동과 관련된 에너지를 흡수함으로써, 진동을 감쇠한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 댐핑 요소(40)는 유체(42)를 둘러싸는 밀봉된 외측 배리어(41)를 포함한다. 배리어(41)는 샤프트(20) 내의 중공 영역과 대응하도록 할당된 비교적 좁은 세장형 형태를 갖는다. 배리어(41)를 형성하는 재료는 실질적으로 유체(42)로 선택되는 액체 또는 가스에 불투과성인 열가소성 엘라스토머 등의 폴리머 재료일 수 있다. 따라서, 댐핑 요소(40)는 루디(Rudy)에게 허여되고 본 명세서에 참조 문헌으로서 통합되는 미국 특허 제4,183,156호에 개시된 유체 충전식 챔버의 구조를 나타낼 수 있다.
샤프트(20)의 중공 형태는 샤프트(20)의 내부에 댐핑 요소(40)를 수용하기 위한 공간(24)을 형성한다. 공간(24)을 가로질러 연장하는 치수[즉, 샤프트(20)의 내경]은 1 mm 내지 20 mm의 범위일 수 있다. 따라서, 댐핑 요소(40)의 폭은 공간(24)을 가로질러 연장하는 치수에 합치하도록 선택될 수 있다. 즉, 댐핑 요소(20)는 공간(24) 내에 끼워져서 적어도 공간(24)의 일부를 따라 연장되는 형태를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 댐핑 요소(40)는 유체(42)의 압력으로 인해 배리어(41)가 실질적인 외력을 샤프트(20)에 가하도록 샤프트(20)에 통합될 수도 있다. 즉, 댐핑 요소(40)는 본래의 폭이 공간(24)을 가로질러 연장하는 치수를 초과할 수 있어, 댐핑 요소(40)가 샤프트(20) 내에 압축된 형태로 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 댐핑 요소(40)는 본래의 폭이 대략 공간(24)을 가로질러 연장하는 치수이거나, 댐핑 요소(40)는 본래의 폭이 공간(24)을 가로질러 연장하는 치수보다 약간 작을 수 있다. 공간(24) 내에서 댐핑 요소(40)의 이동을 제한하기 위하여, 댐핑 요소(40)와 샤프트(20) 사이에 접착제 접합부가 형성되거나, 예컨대 댐핑 요소(40)의 양쪽에서 공간(24) 내로 연장되는 여러 돌출부를 샤프트(20)가 형성할 수도 있다.
도 1의 댐핑 요소(40)의 위치는 제1 단부(21)와 제2 단부(22) 사이에서 대략 절반 거리에 있는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시예에 있어서, 댐핑 요소(40)는 샤프트(20)의 다른 영역에 위치될 수도 있다. 유사하게, 댐핑 요소(40)의 길이는 샤프트(20) 중 비교적 작은 부분만을 따라 연장하는 것으로 도시되어 있 다. 일반적으로, 댐핑 요소(40)의 길이 대 댐핑 요소(40)의 폭의 비율은 적어도 5:1이지만, 또한 2:1 내지 50:1의 범위일 수도 있다. 도 5a 내지 5i를 참조하면, 댐핑 요소(40)는 샤프트(20)를 따라 다양한 지점에 위치되는 것으로 도시되어 있고, 댐핑 요소(40)의 여러 가지 길이 대 폭의 비율이 도시되어 있다.
댐핑 요소(40)는 도 1에서는 중앙에 배치되는 반면에, 도 5a의 형태에서 댐핑 요소(40)는 제2 단부(22)에 인접하게 위치되어 있다. 유사하게, 댐핑 요소(40)는 도 5b의 형태에서 제1 단부(21)에 인접하게 위치되어 있다. 도 5c를 참조하면, 댐핑 요소(40)는 샤프트(20)의 길이의 대략 1/2인 길이를 갖고, 중앙에 배치되어 있다. 도 5d 및 5e에 있어서, 댐핑 요소(40)는 또한 샤프트(20)의 길이의 대략 1/2의 길이를 갖지만, 제2 단부(22)와 제1 단부(21)에 인접하게 각각 배치된다. 댐핑 요소(40)의 길이의 추가 증가가 도 5f의 형태에 도시되어 있는데, 댐핑 요소(40)는 실질적으로 샤프트(20)의 전체 길이를 따라 연장되어 있다. 상기 논의는 단일의 댐핑 요소(40)가 샤프트(20) 내에 위치되는 실시예들을 예시하고 있다. 도 5g 및 5h를 참조하면, 2개 및 3개의 댐핑 요소(40)가 각각 도시되어 있다. 도 5g 및 5h의 댐핑 요소(40)는 유사한 길이를 보이는 반면에, 도 5i의 댐핑 요소(40)는 상이한 길이를 보인다. 도 5j를 참조하면, 댐핑 요소(40)는 샤프트(20) 내에 위치되는 것으로 도시되어 있고, 샤프트는 댐핑 요소(40)를 수용하는 외향 돌출부(25)를 포함한다. 댐핑 요소(40)는 샤프트(20)의 직경보다 대체로 큰 직경 또는 크기를 갖도록 형성될 수 있고, 돌출부(25)는 샤프트(20)의 길이에 대해 댐핑 요소(40)의 위치를 유지하도록 이용될 수 있다. 따라서, 상기 논의는 샤프트(20)와 댐핑 요소(40)의 여러가지 가능한 형태 및 조합이 본 발명의 범위 내에 속한다는 것을 예시한다.
샤프트(20)의 형태는 길이 전반에 걸쳐 일정한 두께를 갖는 원통형일 수 있지만, 샤프트(20)의 형태는 또한 예컨대 테이퍼형 또는 단차형일 수도 있다. 즉, 샤프트(20)의 직경은 제1 단부(21)에 대응하는 영역으로부터 제2 단부(22)에 대응하는 영역으로 감소될 수 있다. 샤프트(20)가 테이퍼형 또는 단차형 형태를 보이는 실시예에 있어서, 공간(24)은 대응하는 형태를 가질 수 있다. 따라서, 댐핑 요소(40)는 또한 도 6a 및 6b에 각각 도시된 바와 같이 공간(24)의 형태에 대응하도록 테이퍼형 또는 단차형 형태를 가질 수 있다. 댐핑 요소(40)는 또한 도 6c에 도시된 바와 같이 샤프트(20)의 내표면과 접촉하는 복수 개의 돌출부를 형성하는 주름형 또는 파형 구조를 가질 수도 있다. 전술한 댐핑 요소(40)의 여러가지 형태는 대체로 둥근 구조를 갖는다. 그러나, 도 6d에 도시된 바와 같이 댐핑 요소(40)에는 소정의 접합 지점(43)에서 배리어(41)의 양측부를 함께 접합함으로써 비교적 평탄한 구조가 부여될 수도 있다. 댐핑 요소(40)는 또한 도 6e에 도시된 바와 같이 단부가 중앙부보다 폭이 큰 형태를 가질 수도 있다. 전술한 여러가지 실시예에 있어서, 댐핑 요소(40)는 단일의 챔버이다. 그러나, 도 6f를 참조하면, 댐핑 요소(40)는 각 챔버(44a 내지 44c)를 서로로부터 격리시키는 방식으로 배리어(41)의 양측부를 접합하여 형성되는 3개의 챔버(44a 내지 44c)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 각 챔버(44a 내지 44c) 내의 유체(42)의 압력은 상이할 수 있다. 예컨대, 챔버(44a, 44c)는 비교적 낮은 압력을 갖고, 챔버(44b)는 비교적 높은 압력을 가질 수 있다. 별법으로서, 예컨대, 챔버(44a, 44c)는 비교적 높은 압력을 갖고, 챔버(44b)는 비교적 낮은 압력을 가질 수 있다. 각 챔버(44a 내지 44c)의 유체(42)는 또한 상이한 압력을 갖거나, 상이한 유체(42)가 이용될 수 있다. 따라서, 댐핑 요소(40)는 본 발명의 범위 내에서 다양한 형태를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 배리어(41)를 형성하는 재료는 실질적으로 유체(42)에 대해 불투과성인 열가소성 엘라스토머 등의 폴리머 재료일 수 있다. 보다 구체적으로, 배리어(41)용으로 적절한 재료는 미첼(Mitchell) 등에게 허여되고 본 명세서에 참조 문헌으로서 통합되는 미국 특허 제5,713,141호 및 제5,952,065호에 개시된 바와 같이, 열가소성 폴리우레탄과 에틸렌비닐 알콜 공중합체의 교호층으로 형성되는 필름이다. 이 재료에 대하여, 중앙층이 에틸렌비닐 알콜 공중합체로 형성되고, 이 중앙층에 인접한 2개의 층이 열가소성 폴리우레탄으로 형성되며, 외부층이 열가소성 폴리우레탄과 에틸렌비닐 알콜 공중합체의 재연마 재료로 형성되는 변경이 또한 이용될 수 있다. 다른 적절한 재료로는 본크(Bonk) 등에게 허여되고 본 명세서에 참조 문헌으로서 통합되는 미국 특허 제6,082,025호와 제6,127,026호에 개시된 바와 같이, 가스 배리어 재료와 엘라스토머 재료의 교호층을 포함하는 가요성 미소층 박막이다. 다른 적절한 열가소성 엘라스토머 재료 또는 필름으로는 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에스테르 폴리우레탄, 폴리에테르 폴리우레탄, 예컨대 주조 또는 압출된 에스테르계 폴리우레탄 필름을 포함한다. 추가적인 적절한 재료는 루디(Rudy)에게 허여되고 본 명세서에 참조 문헌으로서 통합되는 미국 특허 제4,183,156호와 제4,219,945호에 개시되어 있다. 또한, Dow Chemical Company사의 제품인 PELLETHANE, BASF Corporation사의 제품인 ELASTOLLAN, 및 B.F. Goodrich Company사의 제품인 ESTANE 등의 다수의 열가소성 우레탄을 이용할 수 있는데, 이들 모두는 에스테르 또는 에테르계이다. 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리카프롤락톤 및 폴리카보네이트 매크로겔을 기반으로 한 또 다른 열가소성 우레탄을 채용할 수 있고, 다양한 질소 차단재를 또한 이용할 수 있다. 추가의 적절한 재료로는 루디에게 허여되고 본 명세서에 참조 문헌으로서 통합되는 미국 특허 제4,936,029호와 제5,042,176호에 개시된 바와 같이 결정질 재료를 함유하는 열가소성 필름과, 본크 등에게 허여되고 본 명세서에 참조 문헌으로서 통합되는 미국 특허 제6,013,340호, 제6,203,868호 및 제6,321,465호에 개시된 바와 같이 폴리에스테르 폴리욜을 함유하는 폴리우레탄을 포함한다. 유체(42)는 루디에게 허여되고 본 명세서에 참조 문헌으로서 통합되는 미국 특허 제4,340,626호에 개시된 가스들 중 어떠한 것, 예컨대 헥사플루오로에탄과 설퍼 헥사플루오라이드 등을 포함할 수 있다. 또한, 유체(42)는 압축된 옥타플루오라프로판, 질소 또는 공기를 포함할 수 있다. 유체(42)의 압력은, 예컨대 0 내지 40 PSI의 게이지 압력일 수 있다.
댐핑 요소(40)는, 예컨대 이중 필름 기법, 열성형 기법, 블로우몰딩 및 회전 몰딩을 비롯한 다양한 제조 기법을 통해 제조될 수 있다. 댐핑 요소(40)의 특정한 제조 방법은, 예컨대 배리어(41)의 재료와 댐핑 요소(40)의 희망 형태에 따라 결정될 수 있다.
이중 필름 기법과 관련하여, 별개의 2 층의 엘라스토머 배리어(41)가 댐핑 요소(40)의 전체 형태를 갖도록 형성된다. 이어서, 상기 층은 함께 접합되거나 각 주변을 따라 적어도 부분적으로 밀봉되어 유체(42)를 둘러싸는 내부 영역을 형성한다. 그 후, 댐핑 요소(40)는 유체 압력 공급원에 연결된 노즐 또는 니들을 배리어(41)에 형성된 충전 입구에 삽입함으로써 대기압 이상으로 압축된다. 압축 후에, 노즐이 제거되고 충전 입구는, 예컨대 용접에 의해 밀봉된다. 도 6d의 형태와 관련하여, 예컨대 소정의 내부 지점에서 배리어(41)의 양측부를 접합하는 추가의 단계가 수행될 수도 있다. 유사하게, 챔버(44a-44c)는 댐핑 요소(40)를 전체적으로 가로질러 연장되는 접합부를 형성함으로써 분리될 수 있다. 일반적으로 열성형이라 부르는 이 기법에 관한 변형에 있어서, 몰드의 윤곽으로 층들을 유도하도록 정압을 갖는 유체를 배리어(41)의 층들 사이에 인가한다. 또한, 층들을 몰드의 윤곽으로 끌어당기도록 배리어(41)의 층들과 몰드 사이의 영역에 진공을 유도할 수 있다.
댐핑 요소(40)와 같은 유체 충전식 챔버를 제조하는 다른 제조 기법은 블로우몰딩 공정을 통한 것으로서, 액화 엘라스토머 재료가 댐핑 요소(40)의 원하는 전체 형태 및 구조를 갖는 몰드 내에 위치된다. 몰드는 압축 공기가 공급되는 하나의 지점에 개구를 갖는다. 압축 공기는 액화 엘라스토머 재료를 몰드의 내표면에 대해 유도하여 재료가 몰드 내에서 경화되게 함으로써 원하는 형태를 갖는 댐핑 요소(40)를 형성한다. 회전 몰딩은 액화 엘라스토머 재료가 댐핑 요소(40)의 원하는 전체 형태 및 구조를 갖는 몰드 내에 위치된다는 점에서 블로우몰딩과 유사하다. 이어서, 몰드가 회전되고 원심력이 액화 엘라스토머 재료를 몰드의 내표면에 대해 유도한다.
제조 후에, 댐핑 요소(40)는 골프 클럽(10) 내에 배치된다. 보다 상세하게는, 댐핑 요소(40)가 샤프트(20) 내에 통합된다. 예컨대, 많은 흑연 샤프트는 카본 시트(즉, 프리프레그 시트)를 코어 로드 둘레에 감싼 다음 열을 가하여 재료를 경화시킴으로써 제조된다. 시트의 개수는 샤프트에 특정된, 예컨대 경도, 토크 또는 중량을 달성하도록 변경될 수 있다. 샤프트의 사양은 또한 샤프트의 강도를 증대시키는 붕소 또는 다른 재료를 통합하거나, 코어 로드의 두께 또는 형태를 조절함으로써 변경될 수 있다. 샤프트의 경화 후에, 코어 로드를 제거하고 샤프트에 헤드를 고정시킨다. 댐핑 요소(40)는 코어 로드의 일부를 대체함으로써, 이 댐핑 요소(40)는 코어 로드가 제거된 후에 샤프트(20) 내에 위치되는 상태를 유지한다. 별법으로서, 댐핑 요소(40)는 코어 로드의 제거 후에 샤프트(20) 내에 위치될 수도 있다. 따라서, 댐핑 요소(40)는 제조 중에 또는 제조 후에 샤프트(20) 내에 통합될 수도 있다. 또한, 댐핑 요소(40)는 샤프트의 진동을 감쇠하도록 기존의 샤프트를 개량하는 데에 이용될 수도 있다.
전술한 샤프트(20)의 제조 방법에 대한 별법으로서, 샤프트(20)는 압축 또는 블레이더 몰딩에 의해 형성될 수 있는데, 샤프트(20) 내에 원하는 공간 형태를 갖는 압축 블레이드가 맨드릴 위에서 신장된다. 샤프트(20)를 형성하는 재료를 블레이드 둘레에 감싸고 다이에 의해 압축한다. 샤프트(20)가 형성되면, 압축 블레이드 내의 유체를 비우고 블레이더를 샤프트(20) 내의 공간으로부터 제거한다. 이들 제조 방법들 중 어느 것이든 샤프트(20)에 이용될 수 있지만, 다양한 다른 제조 방법도 또한 이용될 수 있다.
이상, 댐핑 요소(40)를 유체 충전식 챔버의 형태를 갖는 것으로 설명하였다. 그러나, 댐핑 요소(40)는 폴리우레탄 또는 에틸비닐아세테이트 등의 폴리머 폼 재료로 형성된 댐핑 요소(50)로 대체될 수 있다. 또한, 아스커(Asker) C 저울에서 70 내지 76의 경도와 0.5 내지 0.7 g/cm3의 비중을 갖는 미세 다공질 폼을 이용할 수도 있다. 댐핑 요소(40)에 비해, 댐핑 요소(50)는 유체를 둘러싸는 내부 용적이 없는 고형 형태를 가질 수 있다. 그러나, 댐핑 요소(50)의 전체적인 형태는 댐핑 요소(40)의 전체적인 형태와 유사하다. 예컨대, 댐핑 요소(50)는 도 7a와 7b에 각각 도시된 바와 같이, 테이퍼형 또는 단차형 형태를 가질 수 있다. 댐핑 요소(50)는 또한 도 7c에 도시된 바와 같이 샤프트(20)의 내표면과 접촉하는 복수 개의 돌출부를 형성하는 주름형 또는 파형 구조를 가질 수 있다. 도 7d에 도시된 바와 같이, 댐핑 요소(50)에 비교적 평탄한 구조가 부여될 수 있다. 댐핑 요소(50)는 또한 도 7e에 도시된 바와 같이 단부의 폭이 중앙부보다 큰 형태를 가질 수 있다. 전술한 여러가지 실시예에 있어서, 댐핑 요소(50)는 단일의 폼으로 형성된다. 그러나, 도 7f를 참조하면, 댐핑 요소(50)는 밀도가 상이한 폴리머 폼 재료들로 형성되는 3개의 영역(54a 내지 54c)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 예컨대, 영역(54a, 54c)은 비교적 낮은 밀도를 갖고, 영역(54b)은 비교적 높은 밀도를 가질 수도 있다. 별법으로서, 예컨대, 영역(54a, 54c)은 비교적 높은 밀도를 갖고, 영역(54b)은 비교적 낮은 밀도를 가질 수도 있다. 각 영역(54a-54c)은 또한 상이한 밀도를 가질 수도 있다. 댐핑 요소(50)는 또한 도 7g에 도시된 바와 같이 거의 원통형 형 태를 갖거나, 댐핑 요소는 도 7h에 도시된 바와 같이 대체로 복수 개의 원형 핀을 포함하는 형태를 가질 수도 있다. 따라서, 댐핑 요소(50)는 본 발명의 범위 내에서 다양한 형태를 가질 수 있다.
골프 클럽(10), 특히 샤프트(20)가 골프공(또는 지면)과의 임팩트 후에 진동할 때, 댐핑 요소(40 또는 50)는 진동과 관련된 에너지를 흡수함으로써, 진동을 감쇠한다. 감쇠력이 샤프트(20)와 연동되지 않으면, 샤프트(20)는 골프공과의 임팩트 후에 일정한 진폭으로 계속 진동하게 된다. 그러나, 임의의 조화 운동의 경우, 여러가지 힘들이 연속하는 각 진동의 진폭을 감소시키게 된다(즉, 힘들이 운동을 감쇠한다). 이들 힘이 원래의 변위로부터 발생하는 복원력에 비해 작으면, 물체는 운동이 점차 종결될 때까지 연속적으로 보다 작은 진폭으로 비교적 많은 횟수를 진동하게 된다. 예컨대, 골프 클럽을 둘러싸는 공기와 관련된 마찰력이 진동의 진폭을 꾸준히 감소하게 된다. 또한, 샤프트를 파지하면 진동력의 일부가 흡수된다. 진동력의 일부를 흡수하면 일반적으로 문제가 되지 않지만, 진동력의 일부를 반복적으로 흡수하면 플레이어의 손 또는 관절에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 댐핑 요소(40)가 진동력을 흡수하여 플레이어에 의해 흡수되는 진동력의 양을 제한하도록 이용될 수 있다.
도 8 내지 10에는 감쇠 계획의 3개의 그래프가 도시되어 있다. 각 그래프에 있어서, 수평축은 시간(t)을 나타내고 수직축은 진동 진폭(a)을 나타낸다. 또한, 각 그래프는 샤프트(20)의 진동을 나타내는 대체로 사인모양 라인(sinusoidal line)을 포함한다. 도 8을 참조하면, 상기 라인은 대략 20회 진동 주기의 경과에 걸쳐 실질적으로 진폭이 저감된다. 유사한 진폭의 저감이 5회 진동 주기의 경과에 걸쳐 도 9에서 발생된다. 따라서, 각 도 8 및 도 9에 따르면, 댐핑 요소(40)는 비교적 작은 횟수의 진동 주기에 걸쳐 진동의 진폭을 저감시키도록 동작한다(일반적으로 댐핑된 조화 운동이라 부르는 계획). 그러나, 도 10에 있어서, 제1 진동 주기 동안 완벽한 감쇠가 발생된다(일반적으로 오버댐핑된 조화 운동이라 부르는 계획).
샤프트(20)와 헤드(30)의 형태는 골프 클럽(10)의 전체 감쇠에 영향을 미친다. 그러나, 댐핑 요소(40 또는 50)의 형태는 주로 감쇠 효과의 제공에 원인이 된다. 즉, 댐핑 요소(40)의 형태는 샤프트(20)가, 예컨대 도 8, 도 9 또는 도 10에도시된 방식으로 진동하는지의 여부에 따라 결정된다. 상기 논의는 댐핑 요소(40)의 구조에 대한 다수의 변경을 제공한다. 예컨대, 댐핑 요소(40)의 샤프트(20)와 관한 위치, 길이, 양, 형태 및 압력은 모두 댐핑 요소(40)의 감쇠 특성에 영향을 미친다. 유사하게, 댐핑 요소(50)의 재료 및 형태는 댐핑 요소(50)의 감쇠 특성에 영향을 미친다. 따라서, 여러 형태를 갖는 댐핑 요소(40 또는 50)를 이용하여 샤프트(20)의 진동 특성을 변경 또는 조절할 수 있다.
댐핑 요소(40 또는 50)는 또한 골프 클럽(10)의 다른 특성을 변경하는 데에 이용될 수도 있다. 댐핑 요소(40)는 비교적 작은 질량을 갖지만, 댐핑 요소(40)는 골프 클럽(10)의 전체 질량을 증가시킨다. 샤프트(20)에 관한 댐핑 요소(400의 위치에 따라, 골프 스윙 동안에 골프 클럽(10)의 효과적인 관성에 영향을 줄 수 있다. 예컨대, 댐핑 요소(40)가 제2 단부에 인접하게[즉, 헤드(30)에 인접하게] 위 치되면, 헤드(30)를 통해 골프공으로 보다 큰 관성력이 전달될 수 있다. 그러나, 댐핑 요소(40)가 제1 단부(21)에 인접하게 위치되면, 헤드(30)를 통해 골프공으로 보다 작은 관성력이 전달될 수 있다. 샤프트(20)의 벤딩 또는 강도 특성이 또한 댐핑 요소(40)의 존재 및 위치에 의해 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 댐핑 요소(40)는 샤프트(20)의 특정 영역에서의 강도를 증가시키도록 샤프트(20)의 비교적 가요성 부분에 위치될 수 있다. 강도는 또한 배리어(41)의 두께와 유체(42)의 압력에 의해 영향을 받을 수도 있다. 따라서, 이들 인자는 샤프트(20)의 강도를 조절하도록 변경될 수 있다. 댐핑 요소(50))에 대해 유사한 고려 사항을 이용할 수 있는데, 댐핑 요소(50)의 위치 및 폼 밀도는 샤프트(20)의 관성력과 강도를 모두 조절하도록 이용될 수 있다.
상기 논의는 드라이버의 형태를 갖는 것으로 도시된 골프 클럽(10)에 대해 초점을 맞추고 있다. 그러나, 본 발명에 관한 사상은 다양한 골프 클럽 스타일에 적용된다. 도 11을 참조하면, 아이언의 형태를 갖는 골프 클럽(10')이 도시되어 있다. 골프 클럽(10')은 샤프트(20')와, 일반적인 아이언 형태를 가질 수 있는 헤드(30')를 포함한다. 또한, 골프 클럽(10')은 샤프트(20') 내에 위치되는 댐핑 요소(40')를 포함한다. 댐핑 요소(40')는 댐핑 요소(40) 또는 댐핑 요소(50)의 전반적인 형태를 가질 수 있다. 따라서, 골프 클럽(10')의 진동 특성은 댐핑 요소(40')의 형태를 통해 선택적으로 변경될 수 있다.
다양한 실시예를 참조하여 본 발명을 상기 설명과 첨부 도면에 개시하였다. 그러나, 이 개시의 목적은 본 발명에 관한 다양한 특징 및 사상의 예를 제공하는 것이지 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 당업자라면, 첨부된 청구범위에 의해 규정되는 바와 같이 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 전술한 실시예에 대해 다수의 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 인지할 것이다.
Claims (35)
- 골프 클럽용 진동 댐핑 요소로서,폴리머 재료로 형성되고, 골프 클럽 내의 공간 형태와 대응하는 형태를 갖는 밀봉된 챔버와,이 챔버 내에 배치되는 압축 유체를 구비하고,상기 유체는 가스인 것인 진동 댐퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 폴리머 재료는 실질적으로 유체에 대해 불투과성인 배리어를 형성하는 것인 진동 댐퍼.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 폴리머 재료는 열가소성 엘라스토머인 것인 진동 댐퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 공간은 골프 클럽의 샤프트 내에 있는 것인 진동 댐퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버는 세장형 형태를 갖는 것인 진동 댐퍼.
- 제6항에 있어서, 상기 챔버의 길이 대 폭의 비율은 적어도 5:1인 것인 진동 댐퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버는 원통형 형태를 갖는 것인 진동 댐퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버는 테이퍼형 형태를 갖는 것인 진동 댐퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버는 단차형 형태를 갖는 것인 진동 댐퍼.
- 제1항에 있어서, 상기 챔버의 양측부는 서로 접합되는 것인 진동 댐퍼.
- 내부 공간을 형성하는 중공 형태를 갖는 세장형 샤프트와,이 샤프트의 단부에 고정되는 헤드와,상기 공간 내에 배치되고, 샤프트의 진동 진폭을 감소시키는 형태를 갖는 진동 댐핑 요소를 구비하고,상기 댐핑 요소는 압축 유체를 둘러싸는 챔버이며,상기 유체는 가스인 것인 골프 클럽.
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- 제12항에 있어서, 상기 챔버는 실질적으로 유체에 대해 불투과성인 폴리머 재료로 형성되는 것인 골프 클럽.
- 제14항에 있어서, 상기 폴리머 재료는 열가소성 엘라스토머인 것인 골프 클럽.
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- 제12항에 있어서, 상기 댐핑 요소의 형태는 샤프트 내의 공간 형태와 대응하는 것인 골프 클럽.
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- 골프 클럽의 진동 특성을 변경하는 방법으로서,댐핑 요소의 형태를 선택하는 단계와,골프 클럽의 샤프트에 대해 댐핑 요소의 위치를 선택하는 단계와,댐핑 요소를 샤프트 내에 배치하는 배치 단계를 포함하고,상기 댐핑 요소는, 폴리머 재료로 형성되고 골프 클럽 내의 공간 형태와 대응하는 형태를 갖는 밀봉된 챔버와, 이 챔버 내에 배치되는 압축 유체를 구비하고, 상기 유체는 가스인 것인 골프 클럽의 진동 특성 변경 방법.
- 골프 클럽의 진동 특성을 변경하는 방법으로서,댐핑 요소의 형태를 선택하는 단계와,골프 클럽의 샤프트에 대해 댐핑 요소의 위치를 선택하는 단계와,댐핑 요소를 샤프트 내에 배치하는 배치 단계를 포함하고,유체를 둘러싸는 밀봉된 배리어를 통합하도록 댐핑 요소를 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 골프 클럽의 진동 특성 변경 방법.
- 제25항에 있어서, 상기 배리어를 실질적으로 유체에 대해 불투과성인 열가소성 엘라스토머가 되도록 선택하는 단계를 더 포함하는 것인 골프 클럽의 진동 특성 변경 방법.
- 제25항에 있어서, 상기 유체의 압력을 선택하는 단계를 더 포함하는 것인 골프 클럽의 진동 특성 변경 방법.
- 제25항에 있어서, 상기 유체를 가스가 되도록 선택하는 단계를 더 포함하는 것인 골프 클럽의 진동 특성 변경 방법.
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- 내측 부분 내에 공간을 형성하도록 샤프트를 형성하는 형성 단계와,상기 공간 내에 댐핑 요소를 배치하는 배치 단계와,상기 샤프트의 단부에 헤드를 고정하는 단계를 포함하고,상기 댐핑 요소는 압축 유체를 둘러싸는 챔버이며, 상기 유체는 가스인 것인 골프 클럽의 제조 방법.
- 내측 부분 내에 공간을 형성하도록 샤프트를 형성하는 형성 단계와,상기 공간 내에 댐핑 요소를 배치하는 배치 단계와,상기 샤프트의 단부에 헤드를 고정하는 단계를 포함하고,상기 배치 단계는 댐핑 요소를 압축 유체를 둘러싸는 밀봉된 챔버가 되도록 형성하는 단계를 포함하는 것인 골프 클럽의 제조 방법.
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