KR102551569B1 - 골프 클럽 헤드의 개선된 타격면 - Google Patents

Abstract

골프 클럽 헤드의 개선된 타격면이 개시된다. 더 구체적으로, 본 발명은 타격면 상의 "과잉 성능 영역" 부근에 위치되는 하나 이상의 후육화된 중앙 영역, 타격면의 둘레 주위에 위치되는 박육화된 둘레 부분, 및 하나 이상의 후육화된 중앙 영역 각각으로부터 박육화된 둘레 부분을 향해서 천이되는 천이 영역을 갖는 타격면에 관한 것이다. 개선된 타격면은 ATI-425®와 같은 높은 강도 및 작은 경도를 갖는 재료로 이루어질 수 있다.

Description

골프 클럽 헤드의 개선된 타격면{IMPROVED STRIKING FACE OF A GOLF CLUB HEAD}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2020년 4월 8일에 출원된 미국 가출원 번호 63/006,786 및 2020년 7월 16일에 출원된 미국 가출원 번호 63/052,670의 이익 및 우선권을 주장하며, 이들의 개시내용은 모두 그 전문이 참조로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 골프 클럽 헤드의 개선된 타격면에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 타격면 상의 하나 이상의 "과잉 성능 영역" 부근에 위치되는 하나 이상의 후육화된 중앙 영역, 타격면의 둘레 주위에 위치되는 박육화된 둘레 부분, 및 하나 이상의 후육화된 중앙 영역 각각으로부터 박육화된 둘레 부분을 향해서 천이되는 천이 영역을 갖는 타격면에 관한 것이다.

임의의 다른 스포츠와 마찬가지로 골프 경기는 기술이 매우 양호한 프로 운동선수들에 의해 주도되어 오고 있으며, 이들은 대부분 우리가 인간 능력의 한계인 것으로 인지하고 있는 것에 도전하고 있다. 예를 들어 농구 경기를 생각하면, 바스켓의 높이는 Dr. James Naismith에 의해 10 피트로 설정되었고, 이는 그가 그러한 높이가 인간이 농구공을 덩크하는 것이 불가능한 높이라고 생각했기 때문이라는 가설이 존재한다. 농구공의 덩크는 이제 일반적인 것이 사실이지만, 이전에는 상상할 수 없었던 위업을 달성하는 운동선수들의 향상된 능력에도 불구하고 농구 경기는 거의 변화되지 않고 유지되고 있다.

시간이 흐르면서 놀라운 위업을 달성하는 프로 운동선수들의 다른 예시는 100 미터 달리기에서의 운동 능력의 가장 기본적인 측정 중 하나에 의해 확인할 수 있다. 현재, 일반적으로 세계에서 가장 빠른 사람으로 생각되는, 100 미터 달리기의 세계 기록 보유자는 2009년에 9.58초를 세운 Usain Bolt이다. 그보다 불과 10년 전에, 100 미터 달리기의 세계 기록은 1999년에 Maurice Greene이 세운 9.79초였다. 마지막으로, 불과 수년 전, 과거 1987년에 Carl Lewis는 9.93초 100 미터 달리기의 세계 기록을 세웠다. 그리고 시간을 거슬러 올라가 보면, 과거 1964년에 Bob Hayes는 10.06초의 시간의 세계 기록을 세웠다.

다른 한편, 골프 경기는 오늘날의 현대 경기를 향해 매우 상이한 경로를 가져왔다. 관리 단체들에 의해 관리되는 골프 경기는 경기를 플레이하기 위해 사용되는 장비의 성능을 제한함으로써 운동선수의 능력을 제한하고 있다. 골프의 관리 단체들은, 가장 최근의 스코어라인 치수에 대한 제한뿐만 아니라 골프 공의 크기 및 중량, 골프 공의 반발 계수(Coefficient of Restitution)(COR), 골프 클럽의 크기 및 체적의 제한과, 골프 클럽의 COR(및 간접적으로 USGA를 통해 생성된 접촉 시간[CT]) 테스트, 및 골프 클럽 헤드의 관성 모멘트(Moment of Inertia)(MOI)에 대한 제한에 의해 경기의 성과에 대한 수많은 제한을 부여해왔다. 이러한 모든 제한은 골프 장비의 성능을 제한하고 경기 자체의 성과를 간접적으로 제한하는 목적을 제공한다.

이러한 요건을 준수하기 위해, 골프 클럽 설계자는 관리 단체의 파라미터 내에서 골프 클럽을 설계하려고 시도하고 있다. 하나의 초기 예에서, Stites 등의 미국 특허 제8,221,260호에는 바디(body), 힐(heel), 토우(toe), 크라운(crown), 솔(sole), 및 가중 후방 부분을 포함하고; 적어도 5,000 g-cm²의 클럽 무게 중심을 통과하는 수직축 주위의 관성 모멘트를 갖는 우드형 골프 클럽 헤드가 개시되어 있다. 본 특허는 제한을 초과하지 않으면서 최대 관성 모멘트에 대한 USGA의 제한에 부합하는 골프 클럽을 설계하려고 시도하고 있다.

Yamaguchi 등에게 허여된 미국 특허 제7,331,877호는, 최대 체적을 가지며 USGA에 의해서 결정된 진자 테스트에 따라 헤드의 최대 탄성 지점이 타격면의 중심 위에 위치되는 골프 클럽의 예를 제공한다. 이 특허는 체적 요건뿐만 아니라 CT에 대한 USGA의 제한에 부합하는 골프 클럽을 설계하려고 시도한다.

첨부 도면의 도 15a 및 도 15b는 타격면 설계에 대한 기존 접근법에 따른 2개의 종래 기술의 골프 클럽 헤드의 2개의 타격면 부분의 분석을 도시한다. 도 15a는 가변 페이스 두께 프로파일(variable face thickness profile)을 갖는 골프 클럽 헤드의 종래의 타격면 부분의 분석 결과를 도시한다. 해당 지면에 많은 수치가 있을 수 있지만, 이 차트는 0으로 설정된 과잉 성능(excessive performance) 한계에 의해 표준화(normalizing)되었다. 따라서, 이 차트를 더 면밀하게 검토하면 차트의 좌측 및 우측에는 이러한 과잉 성능 한계를 초과하는 수치를 갖는 영역이 있다는 것을 알 수 있으며, 이는 이러한 설계를 최적에 미치지 못하게 할 뿐만 아니라 잠재적으로는 골프의 관리 단체에 의해 승인되지 않는 것으로 간주된다. 도 15b는 과잉 성능 영역에 관한 문제를 해결하기 위한 기존의 방안이 과잉 성능을 포함하는 페이스의 부분을 단지 후육화하는 것인 것을 나타내지만, 이 방안 역시 도 15b에 도시되는 바와 같이 전체 페이스에 걸쳐 골프 클럽 헤드의 성능에 부정적인 영향을 주기 때문에 이 해결책이 바람직하지 않다.

따라서, 상기한 것에 기초하여, 경기의 관리 단체에 의해 제공되는 규칙을 항상 벗어나지 않으면서 골프 클럽 헤드의 성능을 지속적으로 개선할 필요가 존재한다.

본 발명의 일 양태는 골프 클럽 헤드의 정면 부분에 위치되는, 타격면 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는 타격면 부분; 및 골프 클럽 헤드의 후방 부분에서 타격면 부분의 후방에 위치되는 후미 바디 부분을 포함하는 골프 클럽 헤드이다. 타격면 부분은 제1 둘레 형상을 형성하는 제1 과잉 성능 영역과, 타격면 부분의 내부 표면에 위치되는 제1 두께 증가 층으로서, 제1 두께 증가 층은 제1 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는, 제1 두께 증가 층과, 제2 둘레 형상을 형성하는 제2 과잉 성능 영역과, 제1 두께 증가 층의 내부 표면에 위치되는 제2 두께 증가 층으로서, 제2 두께 증가 층은 제2 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는 제2 두께 증가 층을 더 포함한다. 타격면 둘레 형상은 제1 둘레 형상과 상이하고, 제2 둘레 형상은 제1 둘레 형상과 상이하고, 제2 둘레 형상은 타격면 둘레 형상과 상이하며, 타격면 부분, 제1 두께 증가 층, 및 제2 두께 증가 층 사이의 천이 영역은 평활한 혼화부(smooth blend)로 구성된다.

본 발명의 다른 양태는 골프 클럽 헤드의 정면 부분에 위치되며 타격면 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는 타격면 부분, 및 골프 클럽 헤드의 후방 부분에서 타격면 부분의 후방에 위치되는 후미 바디 부분을 포함하는 골프 클럽 헤드이다. 타격면 부분은 제1 두께를 갖는 후육화된 중앙 영역, 제2 두께를 갖는 천이 영역, 및 제3 두께를 갖는 박육화된 둘레 영역을 더 포함하며, 제1 두께는 제2 두께보다 크고, 제2 두께는 제3 두께보다 크다. 타격면 부분은 약 -3.5보다 0에 더 근접하는 CT 변동 평균을 나타내며, CT 변동 평균은 다음 식에 의해 규정된다.

본 발명의 다른 양태는 실질적으로 균일한 두께를 갖는 타격면 부분을 제공하는 단계와, 타격면 부분에 걸쳐 성능값에 대해 타격면 부분을 분석하는 단계와, 하나 이상의 과잉 성능 영역을 식별하는 단계와, 제1 과잉 성능 영역의 하나 이상의 제1 둘레 형상을 식별하는 단계를 포함하는 골프 클럽 타격면의 후방 윤곽을 결정하는 방법이다. 이어서, 제1 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는 하나 이상의 제1 두께 증가 층을 부가하는 단계와, 타격면 부분에 걸쳐 성능값에 대해 상기 하나 이상의 제1 두께 증가 층을 포함하는 타격면 부분을 재분석하는 단계와, 하나 이상의 제2 과잉 성능 영역을 재식별하는 단계와, 제2 과잉 성능 영역의 하나 이상의 제2 둘레 형상을 재식별하는 단계가 제공된다. 이어서, 제2 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는 하나 이상의 제2 두께 증가 층을 부가하는 단계와, 타격면 부분, 제1 두께 증가 층, 및 제2 두께 증가 층 사이의 천이부를 평활화하여 평활한 혼화부를 생성하는 단계가 제공된다.

본 발명의 다른 양태는 약 6.0 ksi/HRC 초과의 강도 대 경도 비를 갖는 골프 클럽 헤드이며, 상기 강도 대 경도 비는

로서 규정된다.

본 발명의 다른 양태는 약 1.25 초과의 MOR 비를 갖는 골프 클럽 헤드이며, 상기 MOR 비는

로서 규정된다.

본 발명의 이들 및 다른 특징, 양태 및 장점은 다음의 도면, 상세한 설명 및 청구항을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.

본 발명의 상술한 특징들 및 이점들과 기타 특징들 및 이점들은 첨부 도면에 도시되는 바와 같은 본 발명의 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 명세서에 포함되며 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 추가로 본 발명의 원리를 설명하며 통상의 기술자가 본 발명을 구성하고 사용할 수 있게 하는 역할을 한다.
첨부 도면 중 도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 골프 클럽 헤드의 사시도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 골프 클럽 헤드의 정면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 3은 도 2에 도시되는 단면 라인 3-3'을 따라 취한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 골프 클럽 헤드의 단면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 4는 도 4에 도시되는 단면 라인 4-4'를 따라 취한 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 골프 클럽 헤드의 단면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 5a는 본 발명에 따른 골프 클럽 헤드를 설계하기 위해 방안에서 사용되는 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 5b는 과잉 성능 영역에 대한 도 5a에 도시된 타격면 부분의 분석 결과를 도시한다.
첨부 도면 중 도 6a는 도 5b에서 식별되는 과잉 성능 영역을 해결하기 위해서 도 5a에 도시되는 타격면 부분을 수정하는 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 6b는 과잉 성능 영역에 대한 도 6a에 도시되는 타격면 부분의 분석 결과를 도시한다.
첨부 도면 중 도 7a는 도 6b에서 식별되는 과잉 성능 영역을 해결하기 위해서 도 6a에 도시되는 타격면 부분을 수정하는 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 7b는 과잉 성능 영역에 대한 도 7a에 도시되는 타격면 부분의 분석 결과를 도시한다.
첨부 도면 중 도 8a는 도 7b에서 식별되는 과잉 성능 영역을 해결하기 위해서 도 7a에 도시되는 타격면 부분을 수정하는 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 8b는 과잉 성능 영역에 대한 도 8a에 도시되는 타격면 부분의 분석 결과를 도시한다.
첨부 도면 중 도 9는 다양한 층들 사이의 평활화된 천이부를 포함하는 예시적인 실시예에 따른 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 10은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 11은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 12는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 13은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 14는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분의 절취 후면도를 도시한다.
첨부 도면 중 도 15a는 종래 기술의 골프 클럽 헤드의 타격면 부분의 성능을 분석하는 차트를 도시한다.
첨부 도면 중 도 15b는 다른 종래 기술의 골프 클럽 헤드의 타격면 부분의 성능을 분석하는 차트를 도시한다.
첨부 도면 중 도 15c는 본 발명에 따른 타격면 부분의 성능을 분석하는 차트를 도시한다.

하기의 상세한 설명은 본 발명을 수행하는 최선의 현재 구상되는 모드를 설명한다. 이러한 설명은 제한적인 의미로 해석되지 않아야 하고, 본 발명의 일반적인 원리를 설명하는 목적으로만 이루어지는데, 이는 본 발명의 범위가 첨부된 청구항에 의해 가장 잘 규정되기 때문이다.

다양한 본 발명의 특징이 아래에 설명되고 각각은 서로 독립적으로 또는 다른 특징과 조합하여 사용될 수 있다. 그러나, 임의의 단일의 본 발명의 특징은 전술된 임의의 또는 모든 문제점을 해결하지 않을 수도 있거나 또는 전술된 문제점 중 하나만을 해결할 수 있다. 또한, 전술된 문제점들 중 하나 이상은 후술되는 특징들 중 임의의 것에 의해 완전히 해결되지 않을 수 있다.

첨부 도면 중 도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 골프 클럽 헤드(100)의 사시도를 도시한다. 본 발명의 이러한 예시적인 실시예에서, 골프 클럽 헤드(100)는 페이스 인서트(103)를 더 포함하는 타격면 부분(102) 및 후미 바디 부분(104)으로 분리될 수 있다. 타격면 부분(102)과 후미 바디 부분(104) 사이의 "분리"는 어떠한 물리적 식별 특색도 포함하지 않을 수 있고, 오히려 타격면 부분(102) 및 후미 바디 부분(104)은 이하에서 설명되는 기준에 의해서 더 규정된다는 것을 유의해야 한다. 타격면 부분(102)은 일반적으로 실질적으로 편평한 표면을 갖는 골프 클럽 헤드(100)의 정면 부분을 지칭할 수 있는 반면(벌지 및 롤은 본 설명의 목적을 위해 실질적으로 편평한 것으로 간주되는 약간의 곡률을 생성할 수 있음), 후미 바디 부분(104)은 타격면 부분(102)의 후방의 골프 클럽 헤드(100)의 임의의 부분을 지칭한다.

여기서 본 발명의 가장 흥미로운 구성요소 중 하나는 특히 후미 바디 부분(104)의 나머지에 비해 페이스 인서트(103) 자체라는 것을 유의해야 한다. 이하에 더 상세히 도시될 다양한 타격면 부분(102)의 고유한 기하구조를 달성하기 위해, 페이스 인서트(103) 자체는 일반적으로 고유한 특성을 갖는 티타늄 재료로 이루어질 수 있다.

본 발명의 이러한 예시적인 실시예에 따른 골프 클럽 헤드(100)의 페이스 인서트(103)는 일반적으로 강도가 높은 티타늄 재료로 이루어질 수 있다. ATI 425®가 본 발명의 이 실시예에서의 바람직한 재료이지만, Ti-17, TIMET 54, Ti-9, TIMET 639, VL-Ti, KS ELF, SP-700과 같은 다른 고강도 티타늄이 이하에 설명될 높은 강도 값을 갖는 한 모두 본 발명의 범위 및 내용 내에서 사용될 수 있다. 본 발명에서 언급될 때 높은 강도 값은 일반적으로 항복 강도 대신에 재료의 최종 인장 강도(Ultimate Tensile Strength)(UTS)를 지칭할 수 있는데, 이는 타격면 부분(102)의 탄성 변형이 더 큰 성능을 생성하는데 종종 바람직하기 때문이다. 그러나, 본 발명의 대안적인 실시예에서, 재료의 항복 강도도 대부분 고려된다는 것에 유의해야 한다. 또한, 타격면 재료의 UTS의 수치에 대해 논의하기 전에, 재료가 그 성형 조건(forming condition)으로 처리되었을 때에 비해 자연적인 밀 어닐링된 상태(natural mill annealed state)에서의 재료의 UTS에 중요한 차이가 있음을 인식해야 한다. 달리 구체적으로 기재되지 않는 한, UTS를 언급할 때, 이는 구체적으로는 성형 조건에서의 UTS를 지칭하고, 이는 골프 클럽 헤드(100)가 타격면 부분(102)에서 사용될 때 골프 클럽 헤드의 실제 성능과 관련된 조건이다.

일부 잠재적인 모호성이 다루어졌으므로, 페이스 인서트(103)에 사용되는 재료의 실제 강도 값에 대해 다룰 수 있다. 골프 클럽 헤드(100)의 타격면 부분(102)의 페이스 인서트(103)는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 약 140 ksi 초과, 더 바람직하게는 약 145 ksi 초과, 가장 바람직하게는 약 150 ksi 초과의 성형 조건에서의 UTS를 가질 수 있다. 본 발명과는 관련이 적지만, 그 밀 어닐링된 상태에서의 페이스 인서트(103) 재료의 UTS는 일반적으로 약 150 ksi 초과, 더 바람직하게는 약 155 ksi 초과, 가장 바람직하게는 약 158 ksi 초과일 수 있다는 것을 여전히 유의해야 한다.

전술된 페이스 인서트(103)의 UTS 이외에, 이 고강도 재료의 다른 중요한 특성은 재료의 비교적 낮은 경도이다. 다시 한번, 재료의 경도는 그 자연적인 밀 어닐링된 상태에 있어서 재료가 그 성형 조건으로 처리되는 경우와 비교하여 상이하다. 상기와 유사하게, 재료가 그 성형 조건에 있을 때의 재료에 관심이 있다. 페이스 인서트(103)의 강도는, 그 성형 조건에서, 일반적으로 40 HRC 미만, 더 바람직하게는 약 38 HRC 미만, 가장 바람직하게는 약 36 HRC 미만일 수 있다. 본 발명과는 관련이 적지만, 밀 어닐링된 상태에서의 페이스 인서트(103) 재료의 UTS는 일반적으로 약 41 HRC 미만, 더 바람직하게는 약 39 HRC 미만, 가장 바람직하게는 약 37 HRC 미만일 수 있는 것을 여전히 유의해야 한다.

마지막으로, 타격면 부분(102)의 페이스 인서트(103)에 사용되는 재료의 다른 중요한 특성은 재료의 탄성 계수(Modulus of Resilience)(MOR)이다. MOR은 아래의 식 (1)에 의해 규정된다:

식 (1)

다시 한번, 페이스 재료는 재료의 최종 성형 조건에 있을 때에 비해 재료의 자연적인 밀 어닐링된 상태로부터 진행하는 매우 많은 변환(transformation)을 거치기 때문에, 여기서는 다시 한번 골프 클럽 헤드(100)에서 재료의 실제 성능을 복제한 성형 조건에 초점이 맞춰질 것이다. 페이스 인서트(103) 재료는, 그 성형 조건에서, 일반적으로 약 3.50 MPa 초과, 더 바람직하게는 약 3.75 MPa 초과, 가장 바람직하게는 약 4.0 MPa 초과의 MOR을 나타낼 수 있다. 본 발명과는 관련이 적지만, 밀 어닐링된 상태에서의 페이스 인서트(103) 재료의 MOR은 일반적으로 약 4.0 MPa 초과, 더 바람직하게는 약 4.25 MPa 초과, 가장 바람직하게는 약 4.5 MPa 초과일 수 있다는 것을 여전히 유의해야 한다.

여기서 타격면 부분의 페이스 인서트(103)에 사용되는 더 강한 재료의 고유 특성은 본 골프 클럽 헤드의 성능을 달성하는데 중요한 구성요소이지만, 그것은 본 발명의 성능 이익을 생성하는 바디 부분에 사용되는 재료에 비교되는 그것의 상대적인 UTS, 경도 및 MOR라는 것을 인식하는 것이 중요하다. 타격면 부분(102)의 페이스 인서트(103) 및 후미 바디 부분(104)의 양자 모두는 티타늄으로 이루어지지만, 이 구성요소들 사이의 상대적인 차이로 인해 2개의 구성요소가 함께 상승작용적으로 기능하여 본 발명의 성능의 개선을 창출한다. 따라서, 바디 부분에 대한 베이스라인 재료 특성을 구축하기 위해, 먼저 골프 클럽 헤드(100)의 후미 바디 부분(104)을 형성하는데 공통되는 하나의 그러한 재료를 식별할 필요가 있다. Ti-8Al-1V-1Mo, Ti-6-4, Ti-5Al-1Sn-1Zr-1V-0.8Mo, Ti-3Al-2.5Sn, 및 Ti-3Al-2V 등의 수많은 재료가 선택될 수 있지만, 본 발명의 본 바람직한 실시예는 섀시에 대해 Ti-8Al-1V-1Mo 유형 재료를 이용한다. 그러나, 열거된 모든 재료는, 다른 유형의 티타늄 재료와 함께, 이들이 하기 단락에 요약된 재료 특성을 포함하는 한 본 발명의 범위 및 내용 내에서 사용될 수도 있다.

일반적으로 말하면, Ti-8Al-1V-1Mo는 일반적으로 약 132 ksi의 UTS, 약 34.55 HRC의 경도, 및 약 2.75 MPa의 MOR을 가질 수 있다. 골프 클럽 헤드의 바디 부분은 일반적으로 열처리되지 않기 때문에, 골프 클럽 헤드(100)에서의 재료의 조성과 비교할 때 그 자연적인 상태에서 재료에는 차이가 없다. 섀시에 사용되는 표준 재료의 재료 특성이 식별되었으므로, 후미 바디 부분(104)과 타격면 부분(102)의 페이스 인서트(103) 사이에서 상승작용 관계를 달성하는데 중요한 특징을 다시 살펴볼 수 있다. 본 발명에 따른 골프 클럽 헤드(100)는 타격면 부분(102)과 후미 바디 부분(104) 사이의 UTS의 차이를 타격면 부분(102)과 후미 바디 부분(104) 사이의 경도의 차이로 나눈 비로서 정량화될 수 있다. 달리 말하면, 골프 클럽 헤드(100)는 6.0 ksi/HRC 초과, 더 바람직하게는 11 ksi/HRC 초과, 가장 바람직하게는 16 ksi/HRC 초과의 강도 대 경도 비를 나타낸다. 강도 대 경도 비는 아래의 식 (2)에 의해 정의된다:

식 (2)

전술한 강도 대 경도 비는, 후미 바디 부분(104)과 타격면 부분(102)의 페이스 인서트(103)에 사용되는 티타늄 재료의 상이한 유형들 간의 상승작용적 관계를 포착할 수 있기는 하지만, 타격면 부분(102)의 페이스 인서트(103)와 후미 바디 부분(104) 사이의 MOR 관계를 고려하지는 않는다. 이러한 관계는 MOR 비를 생성하고, 현재 발명의 골프 클럽 헤드(100)는 약 1.25 초과, 더 바람직하게는 약 1.35 초과, 가장 바람직하게는 약 1.45 초과의 MOR 비를 갖는다. MOR 비는 아래의 식 (3)에 의해 정의된다:

식 (3)

첨부 도면 중 도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 골프 클럽 헤드(200)의 정면도를 도시한다. 골프 클럽 헤드(200)의 정면도는 단면 라인 3-3' 및 4-4'이 더 명확하게 도시될 수 있게 하여, 골프 클럽 헤드(200)의 단면도가 더 명확하게 도시될 수 있다. 단면 라인 3-3'은 페이스 중심(203)을 지나는 골프 클럽 헤드의 크라운 대 솔 배향으로 배향되는 수직 라인이다. 다른 한편, 단면 라인 4-4'는 페이스 중심(203)을 지나는 힐 대 토우 배향으로 배향된다. 이하에서 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 개선된 타격면을 도시하는 골프 클럽 헤드(200)의 실제 횡단면도를 제공할 것이다. 골프 클럽 헤드(200)의 단면도에 대한 참조를 제공하는 것 이외에, 첨부 도면 중 도 2는 설명의 나머지 부분에 대해 골프 클럽 헤드(200)의 배향에 관련한 임의의 설명을 지배하는 좌표계(201)를 도시한다. x축은, 본 특허의 목적으로, 힐에서 토우 방향으로 지향되는 축에 관한 것이고, 양의 축은 힐로 지향된다. y축은, 본 특허의 목적을 위해, 크라운 대 솔 배향으로 지향되는 축에 관한 것이고, 양의 축은 크라운을 향해 지향된다. 마지막으로, z축은, 본 특허의 목적을 위해, 전후 배향으로 지향되는 축에 관한 것이며, 양의 축은 골프 클럽 헤드의 전방을 향해 지향된다.

첨부 도면 중 도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 골프 클럽 헤드(300)의 단면도를 도시한다. 이러한 단면도에서, 골프 클럽 헤드가 골프 클럽 헤드(300)의 정면 부분에 위치되는 타격면 부분(302), 및 타격면 부분(302)의 후방에 위치되고 그에 부착되는 후방 후미 바디 부분(304)을 갖는다는 것을 알 수 있다. 이러한 단면은 후육화된 중앙 영역(306), 천이 영역(308), 및 박육화된 둘레 영역(310)을 더 포함하는 개선된 타격면 부분(302)의 주요 특징부의 일부를 식별하는 것을 도우며; 각각은 이전 영역을 원주방향으로 둘러싼다. 달리 말하면, 천이 영역은 천이 영역(308)의 것과 유사한 경계를 갖는 제1 과잉 성능 영역 및 후육화된 중앙 영역(306)의 것과 유사한 경계를 갖는 제2 과잉 성능 영역을 포함한다고 말할 수 있다. "과잉 성능 영역"에 관한 상세는 후속 도면에서 더 구체적으로 설명될 것이다.

본 발명의 이러한 예시적인 실시예에서, 후육화된 중앙 영역(306)은 일반적으로 약 3.2 mm 내지 약 3.8 mm, 더 바람직하게는 약 3.4 mm 내지 약 3.6 mm, 및 가장 바람직하게는 약 3.5 mm의 두께(d1)를 가질 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예에 따른 박육화된 둘레 영역(310)은 일반적으로 약 2.4 mm 내지 약 3.0 mm, 더 바람직하게 약 2.6 mm 내지 약 2.8 mm, 및 가장 바람직하게 약 2.7 mm의 두께(d2)를 가질 수 있다. 본 실시형태의 천이 영역(308)은, 두께가 d1로부터 d2로 서서히 감소하여 천이가 완료된다. 도 3은 단지 크라운 대 소울 배향에서의 타격면 부분(302)의 단면도를 도시하지만, 동일한 유형의 천이가 도 4에 도시되는 바와 같이 힐 대 토우 방향에서도 일어난다.

첨부 도면 중 도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 도 2에 도시되는 단면 라인 4-4'을 따라 취한 골프 클럽 헤드(400)의 단면도를 도시한다. 도 4에 도시되는 이 단면도에서, 역시 골프 클럽 헤드(400)는 골프 클럽 헤드(400)의 정면 부분에 위치되는 타격면 부분(402) 및 골프 클럽 헤드(400)의 후방 부분에서 타격면 부분(402) 뒤에 위치되는 후미 바디 부분(404)으로 주로 구성된다는 것을 알 수 있다. 현재의 개선된 타격면 부분(402)은 힐 대 토우 배향에 있어서 도 3에 도시된 크라운 대 솔 배향에서와 유사한 프로파일을 나타낸다. 이러한 골프 클럽 헤드(400)는 후육화된 중앙 영역(406), 천이 영역(408), 및 박육화된 둘레 영역(410)을 갖는다. 여기서 후육화된 중앙 영역(406) 및 박육화된 둘레 영역(410)은 도 3에 요약되는 것과 동일한 두께(d1 및 d2)를 가지며, 여기서도 이들 측정이 적용된다.

도 5a 내지 도 9는 본 발명에 따른 현 발명의 개선된 골프 클럽 헤드(400)의 타격면 부분(402)을 달성하기 위해 사용되는 방안을 상세하게 설명하며, 그 상세는 설계 프로세스에서 더 명백해질 것이다. 더 구체적으로, 도 5a 내지 도 9는, 베이스라인 페이스 설계에 초점을 맞추고 과잉 성능 영역이 더 이상 남아 있지 않을 때까지 2회 이상 과잉 성능 영역을 식별함으로써 가변 페이스 두께를 갖는 개선된 타격면 설계를 달성하기 위해서 이용되는 방안을 도시할 것이다.

이제 설명을 시작하기 위해서 도 5a를 참조하면, 설계 프로세스는 타격면 부분(502)의 중앙 부분에 부착되는 타격면 인서트(503)를 포함하는 타격면 부분(502)으로 시작된다는 것을 알 수 있다. 골프 클럽 헤드(500)의 이러한 후방 절취도(도시되지 않음)는 타격면 부분(502)의 후방을 더 상세하게 도시하며, 절취도는 타격면 부분(502)의 내부 표면을 더 명확하게 나타내도록 한다. 여기에 도시되는 타격면 부분의 후방 표면은 도 5a에서 골프 타격면 부분(502)의 투영된 페이스 둘레(512)를 식별할 수 있게 한다. 도 5a에 도시되는 이러한 투영된 페이스 둘레(512)는 두껍고 진한 선에 의해 도시되며, 이 도면으로부터 볼 수 없는 투영된 페이스 둘레(512)의 특정 부분은 솔 호젤 부분에서 점선을 사용하여 도시된다. 투영된 페이스 둘레(512)는 타격면 둘레 형상을 가질 수 있고, 이러한 형상은 본 발명에 따라 개선된 타격면을 형성하는데 있어서 중요하다. 여기서, 투영된 페이스 둘레(512)는 도 2에 도시되는 좌표계(201)에 도시되는 바와 같이 x-y 축을 따르는 지면에 수직인 각도에서 취한 타격면 부분(502)의 둘레의 투영이라는 것에 유의해야 한다. 마지막으로, 여기에 도시되는 투영된 페이스 둘레(512)는 일반적으로 타격면 부분(502)이 타격면 부분(502)의 외부 전방 표면에서 실질적으로 편평하게 되는 것을 멈춰서 도 5a에 도시되는 둘레 형상이 되는 경계로서 규정된다.

타격면 둘레 형상을 갖는 투영된 타격면 둘레(512)가 규정되었기 때문에, 골프 클럽 헤드의 개선된 타격면을 결정하는 방법은, 도 5a에 도시되는 바와 같이 완전히 균일한 두께를 갖는 합성된 타격면 부분(502)을 생성하는 약 2.7 mm의 두께를 갖는 실질적으로 편평한 후방 표면을 갖는 타격면 부분(502)을 분석하는 것으로 시작한다. 여기에서 실행되는 분석은 과잉 성능 영역을 결정하기 위한 타격면 부분(502)의 성능의 결정이다. 타격면 부분(502)의 성능의 결정은, 이것이 골프 산업과 관련되기 때문에, 일반적으로 반발 계수(COR), 접촉 시간(CT), 및/또는 응력 분포에 관한 것이고, 이러한 수치들 중 하나는 본 발명의 범위 및 내용 내에서 이러한 분석에 이용될 수 있다. 타격면 부분(502)의 성능은, 이것이 COR, CT 또는 응력 분포인지에 관계 없이, 역시 본 발명의 범위 및 내용 내에서 유한 요소 분석 소프트웨어, 골프 클럽 헤드에 대한 실제 측정값, 또는 타격면 부분(502)의 성능을 결정하는 임의의 다른 방법을 통해 시뮬레이션된 성능일 수 있다.

첨부 도면 중 도 5b는 도 5a에 도시되는 타격면 부분(502)의 성능의 분석의 결과를 도시한다. 도 5b는 상이한 성능 성과를 나타내는 타격면 부분(502)의 상이한 성능 영역을 도시한다. 도 5b에 도시되는 상이한 회색 음영들은 x 및 y 축 라벨들에 의해 요약되는 거리들에서 페이스에 걸쳐 달성되는 상이한 성능을 나타낸다. 밝은 회색 음영일수록 더 낮은 성능을 갖는 영역들을 나타내며, 어두운 회색 음영일수록 더 높은 성능을 갖는 영역들을 나타낸다. 여기에서, 제1 외측 영역(522)은 이전의 결정에 따라 타격면 부분(502) 상에서 가장 낮은 성능을 갖는 영역을 나타낸다. 제1 외측 영역(522)에 의해 둘러싸이는 제2 외측 영역(524)은 일반적으로 제1 외측 영역(522)보다 높은 성능을 달성한다. 제2 외측 영역(524)에 의해 둘러싸이는 제3 외측 영역(526)은 일반적으로 제2 외측 영역(524)보다 높은 성능을 달성한다. 제3 외측 영역(526)에 의해 둘러싸이는 제4 외측 영역(528)은 일반적으로 제3 외측 영역(526)보다 높은 성능을 달성한다. 마지막으로, 제4 외측 영역(528)에 의해 둘러싸이는 중앙 영역(530)은 일반적으로 제4 외측 영역(528)보다 훨씬 더 높은 가장 높은 성능을 달성한다. 성능이 미리결정된 한계를 초과하는 때에 의해 결정되는 과잉 성능 영역은 본 실시예에서는 중앙 영역(530)이다.

본 발명의 현재의 예시적인 실시예에서, 과잉 성능 영역을 결정하기 위한 기준은 CT가 239μs의 USGA CT 한계를 초과하는 임의의 위치인 것으로 선택된다. 본 발명의 대안적인 실시예에서, 과잉 성능은 나아가 이러한 설계가 바람직하다면 257μs의 USGA CT 한계의 허용오차를 포함하는 CT 측정값으로도 설정될 수 있다. 그러나, CT에 기초한 이러한 기준은 원하는 경우 훨씬 더 높은 수치 또는 원하는 경우 더 낮은 수치로 변경될 수 있으며, 양자 모두는 본 발명의 범위 및 내용 내에 있다. 또한, COR 또는 응력과 같은 과잉 성능 영역을 결정하기 위한 대안적인 기준이 사용될 수도 있으며 이들 제한은 설계자의 요구에 따라 달라질 수 있으며, 이 역시 본 발명의 범위 및 내용 내에 있다.

일단 중앙 영역(530)이 과잉 성능 영역인 것으로 결정되면, 중앙 영역(530)의 둘레 형상이 결정되고, 그 둘레 형상은 설계 프로세스에서 다음 단계를 위해 두께 증가 층의 둘레 형상을 결정하기 위해 사용된다. 달리 말하면, 일단 중앙 영역(530)에 기초하여 제1 둘레 형상을 갖는 제1 과잉 성능 영역이 결정되면, 제1 두께 증가 층이 타격면 부분의 내부 표면에 부가되고, 제1 두께 증가 층은 제1 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는다고 말할 수 있다.

첨부 도면 중 도 6a는 설계 프로세스의 다음 단계를 도시하는데, 여기서 제1 두께 증가 층(613)이 도 5a의 타격면 부분(502)에 부가되어, 이전에 도시된 타격면 부분(502)과의 과잉 성능 영역에 관한 문제를 해결하기 위한 이러한 새로운 타격면 부분(602)을 생성한다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 제1 두께 증가 층(613)은 일반적으로 타격면 부분(502)의 베이스라인 두께보다 약 0.3 mm 더 두껍고, 이는 이러한 제1 두께 증가 층(613)의 총 두께가 약 3.0 mm라는 것을 의미한다. 도 6a를 도 5b와 연계하여 볼 때, 제1 두께 증가 층(613)은 과잉 성능 영역에 의해 규정되는 바와 같이 도 5b에 도시된 중앙 영역(530)의 둘레 형상의 것과 동일한 제1 둘레 형상(614) 및 원주를 갖는다는 이전의 설명을 확인해야 한다. 여기서, 도 5b는 위에서 본 페이스이고, 한편 도 6은 페이스의 후방 모습이며, 따라서 여기서 이미지 상관은 서로 180° 반전 이미지라는 것에 유의해야 한다.

여기서, 과잉 성능 영역은 둘레 영역의 형상에 직접 상관되지 않기 때문에, 제1 둘레 형상(614)은 페이스 둘레(512) 형상(도 5a에 도시됨)과 완전히 상이하다는 것을 인식하는 것이 중요하다. 이는, 전통적인 종래 기술 로직은 특히 일정한 두께의 플레이트에서의 과잉 성능 영역이 페이스 둘레(512) 형상(도 5a에 도시됨)의 직접적인 오프셋(direct offset)이 될 것이라는 것을 지시할 것이기 때문에 인식해야 할 중요한 특징이다. 본 발명은, 분석 및 테스트를 통해서, 과잉 두께의 제1 영역(613)에 대한 최적 둘레 형상은, 둘레 형상의 직접 오프셋 대신에, 상술한 분석 프로토콜에 기반하여 결정되는 과잉 성능 영역의 실제 분석에 기반해야 한다고 판단하였다.

통상적인 식견이라면 개선된 타격면의 분석 및 설계를 바로 여기서 끝낼 것이지만, 본 발명은 당신의 개선의 결과를 검증하지 않고는 양호한 설계가 결코 달성되지 않는다는 것을 인식하고 있다. 따라서, 이러한 새로운 타격면 부분(602)에 대해 과잉 성능 영역에 대한 추가적인 분석이 실행될 수 있다. 첨부 도면 중 도 6b는 제1 두께 증가 층(613)을 갖는 타격면 부분(602)의 분석의 성과가 포함된 것을 도시한다. 도 6b의 더 면밀히 검토하면 그것은 도 5b에 도시되는 것과 매우 유사한 구성요소를 갖지만 형상이 상이하다는 것을 알 수 있다. 도 6b는 최저 성능을 갖는 제1 외측 영역(622), 약간 더 높은 성능을 갖는 제2 외측 영역(624), 아주 약간 더 높은 성능을 갖는 제3 외측 영역(626), 훨씬 더 높은 성능을 갖는 제4 외측 영역(628), 및 마지막으로 과잉 성능 영역을 갖는 중앙 영역(630)을 도시한다. 과잉 성능 영역을 결정하는 임계치는 일반적으로 요약된 이전의 분석 단계와 동일한 임계치이지만 더 높거나 더 낮은 임계치일 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범위 및 내용 내에 있다.

위에서 요약된 설계 프로세스와 유사하게, 과잉 성능 영역에 대응하는 중앙 영역(630)의 원주 및 둘레 형상이 포착되고 타격면 부분(602)을 구현 및 개선하기 위해 사용되며, 제2 두께 증가 층(715)(도 7a에 도시됨)이 제1 두께 증가 층(613)의 상부에 부가된다. 제1 두께 증가 층(613)에 비해 제2 두께 증가 층(715)의 두께의 증가는 약 0.3 mm 더 두꺼우며, 결과적으로 이 부분에서의 타격면 부분(702)의 총 두께는 약 3.3 mm가 된다. 첨부 도면 중 도 7a는 제2 둘레 형상(716)을 갖는 원주를 갖는 제2 두께 증가 층(715)을 갖는 타격면 부분(702)을 도시한다. 다시 한번, 제2 두께 증가 층(715)의 형상 및 기하구조는 타격면 부분(602) 상에서 실행되는 이전의 분석에서 식별되는 중앙 영역(630)에 대응한다. 달리 말하면, 일단 중앙 영역(630)에 기초하여 제2 둘레 형상을 갖는 제2 과잉 성능 영역이 결정되면, 제2 두께 증가 층이 제1 두께 증가 층의 내부 표면에 부가되며, 제2 두께 증가 층은 제2 둘레 형상에 의해 규정되는 원주를 갖는다.

다시 한번, 여기서 타격면 부분(602)에서의 과잉 성능의 영역은 페이스 둘레 형상(512) 또는 제1 둘레 형상(614) 어느 것과도 직접 관련되지 않으므로, 제2 둘레 형상(716)은 페이스 둘레 형상(512)(도 5a에 도시됨)뿐만 아니라 제1 둘레 형상(614)과도 완전히 상이하다는 것을 인식하는 것이 중요하다.

도 7b는, 성능 증가 영역을 해결하기 위해 타격면 부분(702)에 제1 두께 증가 층(613) 및 제2 두께 증가 층(715)이 모두 부가되었을 때의 분석 결과를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 도 7b는 최저 성능을 갖는 제1 외측 영역(722), 약간 더 높은 성능을 갖는 제2 외측 영역(724), 아주 약간 더 높은 성능을 갖는 제3 외측 영역(726), 훨씬 더 높은 성능을 갖는 제4 외측 영역(728), 및 마지막으로 과잉 성능 영역을 갖는 중앙 영역(730)을 도시한다. 또한, 이제 스케일은 이전과는 상이하며 실제로 타격면의 중간에 초점을 맞춘다는 것에 유의해야 한다. 과잉 성능 영역을 결정하는 임계치는 일반적으로 요약된 이전의 분석 단계와 동일한 임계치이지만 더 높거나 더 낮은 임계치일 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범위 및 내용 내에 있다.

분석의 결과는 여전히 중앙 과잉 성능 영역(730)을 산출하였기 때문에, 중앙 영역(730)의 원주 및 둘레 형상이 다시 포착되고 타격면 부분(702)을 구현 및 개선하기 위해 사용되며, 제3 두께 증가 층(817)(도 8a에서 나중에 도시됨)이 제2 두께 증가 층(715)의 상부에 부가된다. 제2 두께 증가 층(715)에 비교되는 제3 두께 증가 층(817)의 두께 증가는 약 0.3 mm 더 두꺼우며, 이 부분에서의 타격면 부분(702)의 총 두께는 약 3.6 mm가 된다. 첨부 도면 중 도 8a는 원주 및 제3 둘레 형상(818)을 갖는 제3 두께 증가 층(817)을 갖는 타격면 부분(802)을 도시한다. 다시 한번, 제3 두께 증가 층(817)의 형상 및 기하구조는 타격면 부분(702)에 대해 실행되는 이전의 분석에서 식별되는 중앙 영역(730)에 대응한다. 달리 말하면, 일단 중앙 영역(730)에 기초하여 제3 둘레 형상을 갖는 제3 과잉 성능 영역이 결정되면, 제3 두께 증가 층이 제2 두께 증가 층의 내부 표면에 부가되며, 제3 두께 증가 층은 제3 둘레 형상에 의해 규정되는 원주를 갖는다.

여기서, 본 발명의 이러한 실시예에서의 다양한 두께 증가 층의 두께 증가는 일반적으로 각 층마다 약 0.3 mm이고, 각 층이 2.7 mm의 기초층 두께 위에 구축되어 최종적으로 약 3.6 mm의 중앙 부분 두께를 달성한다는 것에 유의해야 한다. 이는 본 발명에 따른 개선된 타격면의 설계에 있어서 중요한 구성요소이다. 여기서 제어 변수는 이전 층의 상부에 구축되는 각 층이 0.3 mm 두께를 갖는 것이 아니라 각 두께 증가 층에 있어서의 일관성이다. 따라서, 분석은 기초층 두께와 최종 중앙 두께 사이의 차이를 구하고 이것을 과잉 성능 영역을 완전히 제거하기 위해 필요한 층의 수로 나누는 것으로 시작된다. 이 관계는 아래의 식 (4)에 의해 더 명확하게 나타낼 수 있다:

식 (4)

본 발명의 범위 및 내용 내에서 원하는 경우 특히 최종 두께 증가 층에서 설계의 변동을 약간 조정하기 위해서 개별 층에 대해 약간의 소수변경(tweak)이 이루어질 수 있다.

다시 한번, 여기서 타격면 부분(702)의 과잉 성능 영역은 페이스 둘레 형상(512), 제1 둘레 형상(614), 또는 제2 둘레 형상(716) 중 어느 것과도 직접 관련되지 않기 때문에, 제3 둘레 형상(818)은 페이스 둘레 형상(512)(도 5a에 도시됨)뿐만 아니라 제1 둘레 형상(614) 및 제2 둘레 형상(716)과는 완전히 상이하다는 것을 인식하는 것이 중요하다.

도 8a에 도시되는 타격면 부분(802)의 설계에 기반해서는 어떠한 과잉 성능 영역도 식별할 수 없기 때문에, 첨부 도면 중 도 8b는 분석의 최종 단계를 도시한다. 도 8b는 최저 성능을 갖는 제1 외측 영역(822), 약간 더 높은 성능을 갖는 제2 외측 영역(824), 아주 약간 더 높은 성능을 갖는 제3 외측 영역(826), 훨씬 더 높은 성능을 갖는 제4 외측 영역(828)을 도시하며, 과잉 성능을 포함하는 어떠한 중앙 영역도 없다. 첨부 도면 중 도 9는, 이러한 분석이 완료된 후의, 전술한 프로세스의 결과인 타격면 부분(902)의 후면도를 도시한다.

첨부 도면 중 도 9는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 타격면 부분(902)의 후방 절취도를 도시한다. 여기서 도 9에 도시되는 타격면 부분(902)은, 더 이상 어떠한 과잉 성능 영역도 포함하지 않는 것으로 이미 설명된 도 8a에 도시되는 타격면 부분(802)으로부터 비롯되는 것이며 그와 매우 닮아있다. 그러나, 특정 상황에서, 타격면 부분(802)의 응력 레벨이 과도하게 높아질 수 있거나 제조 관점의 용이성에서 의미가 있을 경우, 도 9에 도시된 것과 같아지도록, 제3 두께 증가 층(817), 제2 두께 증가 층(715), 제1 두께 증가 층(613), 및 타격면 부분(802) 자체의 둘레 사이의 천이부를 평활화하는 것이 유리할 수 있다. 응력 레벨 및 제조가 문제가 되지 않는 경우에, 현재 발명의 개선된 타격면은 본 발명의 범위 및 내용 내에서 도 8a에 도시된 것과 동일해 보일 수 있다.

첨부 도면 중 도 9는 기술적으로 제1 두께 증가 층, 제2 두께 증가 층, 및 제3 두께 증가 층을 포함하지만, 다양한 영역들 사이의 천이부의 평활화는 이들을 본 실시예에서 보는 것을 어렵게 한다. 따라서, 설명의 단순성을 위해서, 도 9에 도시되는 타격면 부분(902)은, 후육화된 중앙 영역(906), 천이 영역(908), 및 박육화된 둘레 영역(910)으로서 분류될 때 더 용이하게 설명될 수 있다. 이들 용어는 앞서 도 3 및 도 4에서의 본 발명의 단면도에 대한 이전의 설명이 이들 동일한 용어를 사용하기 때문에 친숙하게 들릴 것이다. 실제로, 도 3 및 도 4에 각각 도시되는 골프 클럽 헤드(300 및 400)의 단면도에 도시되는 골프 클럽 헤드의 후방 절취도는 도 9에 도시되는 것과 매우 유사할 것이라 할 수 있다.

타격면 부분(902)의 후육화된 중앙 영역(906)은 일반적으로 도 7b에서 전술한 제3 과잉 성능 영역과 여전히 일치되는 원주 및 기하학적 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상은 일반적으로 약 10 mm 내지 약 15 mm, 더 바람직하게는 약 11 mm 내지 약 14 mm, 및 가장 바람직하게는 약 12.5 mm의 폭(d3)을 가질 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범위 및 내용 내에 있다. 후육화된 중앙 영역(906)은 일반적으로 약 7 mm 내지 약 11 mm, 더 바람직하게는 약 8 mm 내지 약 10 mm, 및 가장 바람직하게는 약 9 mm의 높이(d4)를 가질 수 있다.

천이 영역(908)은 일반적으로 앞서 도 5b에서 설명된 제1 과잉 성능 영역과 여전히 일치하는 형상을 가질 수 있다. 이러한 형상은 일반적으로 약 35 mm 내지 약 40 mm, 더 바람직하게는 약 36 mm 내지 약 39 mm, 및 더 바람직하게는 약 37.5 mm의 폭(d5)을 가질 수 있으며; 한편 약 18 mm 내지 약 24 mm, 더 바람직하게는 약 20 mm 내지 약 22 mm, 및 가장 바람직하게는 약 21 mm의 높이(d6)를 가질 수 있으며, 이들은 모두 본 발명의 범위 및 내용 내에 있다.

본 발명의 대안적인 실시예에 따른 상이한 타격면 부분 프로파일을 설명하는 나머지 도면으로 이동하기 전에, 여기에 도시되는 물리적인 설계는 절대적인 것이 아니고 상이한 골프 클럽 헤드의 상이한 섀시에 따라 변경될 수 있다는 것에 유의해야 한다. 본 발명의 초점은 다양한 과잉 성능 영역을 해결하여 전체 페이스에 걸쳐 가장 균일하게 분포된 성능을 갖는 결과적인 타격면 부분을 생성하기 위해서 이들 영역을 식별하고 두께 증가 층을 구축하는 방법 및 그것으로부터 비롯되는 결과적인 개선된 타격면에 있다.

첨부 도면 중 도 10은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분(1002)의 후방 부분의 절취도를 도시한다. 타격면 부분(1002)의 후방 모습은 타격면 부분(902 및 802)과 약간 상이하게 보이지만, 동일한 설계 요소가 존재한다. 여기에 도시되는 타격면 부분(1002)은 제1 두께 증가 층(1013), 제2 두께 증가 층(1015), 제3 두께 증가 층(1017), 제4 두께 증가 층(1019), 및 2개의 제5 두께 증가 층(1021a 및 1021b)을 갖는다. 이 대안적인 실시예는 구체적으로 예시되지 않았던 앞선 논의에서 이전에 예견된 몇 개의 주요 원리들을 예시한다. 무엇보다도, 도 10을 더 면밀히 검토하면 이전의 실시예에서 설명된 3개의 층과 비교하여 5개의 두께 증가 층이 존재하는 것을 알 수 있다. 부가적인 층은 특정 상황에서 타격면 부분(1002)이 더 이상 어떠한 과잉 성능 영역도 포함하지 않는 것을 보장하기 위해서 필요할 수 있으며, 실제로 프로세스는 과잉 성능 영역이 제거될 때까지 도 10에 도시된 것을 넘어 필요한 만큼 반복될 수 있다. 제2 주요 원리는 여기서 2개의 제5 두께 증가 층(1021a 및 1021b)의 존재에 의해 도시된다. 2개의 제5 두께 증가 층(1021a 및 1021b)의 존재는, 과잉 성능 영역이 일반적으로 하나의 기하학적 형상을 갖는 과잉 두께의 단일 영역을 통해서 용이하게 포착될 수 있는 하나의 기하학적 형상을 가질 수 있지만, 분석 결과 2개의 완전히 분리된 과잉 성능 영역이 존재하는 경우, 본 발명의 범위 및 내용 내에서 별개의 다른 두께 증가 층이 사용될 수 있다는 것을 예시한다.

여기서 도 10에는 5개의 두께 증가 층이 있기 때문에, 기초층 두께 및 최종 중앙 두께 층이 각각 2.7 mm 및 3.6 mm에서 동일하게 유지되는 경우에, 각 두께 증가 층은 위에서 식별된 식 (1)에 따라 그 이전 기초층의 상부에서 약 0.18 mm의 두께를 가질 것이라는 것은 반복할 가치가 있다. 그러나, 본 발명의 대안적인 실시예에서, 기초층 및 최종 원하는 중앙 두께 층은 본 발명의 범위 및 내용 내에서 상이할 수 있어 상이한 두께들이 수 있다.

첨부 도면 중 도 11은 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분(1102)의 후방의 절취 개방도를 도시한다. 도 11은 단지 제1 두께 증가 층(1113) 및 제2 두께 증가 층(1115)을 포함하는 2개의 두께 증가 층만을 도시한다. 본 발명의 이러한 대안적인 실시예는 이전에 예견되었지만 명시적으로 도시되지 않은 다른 주요 원리를 도시한다. 더 구체적으로, 여기에서 도시된 타격면 부분(1102)은 이전 두께 증가 층 상에 실질적으로 중심맞춤되지 않는 과잉 성능 영역을 식별했을 수 있다. 제1 두께 증가 층(1113)의 상부 상에서의 제2 두께 증가 층(1115)의 이러한 중심을 벗어난 배치는 제2 두께 증가 층(1115)의 전체 주위에서 일관된 천이 영역을 생성하지 않을 것이다. 도 11에 도시되는 타격면 부분(1102)을 더 면밀하게 검토하면 제2 두께 증가 층(1115)의 배치는 상위 토우 부분 부근에서 제1 두께 증가 층(1113)의 천이부로 혼화되는 천이 부분을 갖는다는 것을 알 수 있으며, 이는 이러한 효과를 예시한다.

첨부 도면 중 도 12는 본 발명의 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분(1202)의 후방의 절취 개방도를 도시한다. 이러한 대안적인 실시예에서, 타격면 부분(1202)은 도 9에서 전술한 것과 유사하게 다양한 두께 증가 층들 사이에 평활화된 천이 부분을 가질 수 있다. 이러한 타격면 부분의 평활화된 실시예에서, 식별가능한 특징은 후육화된 중앙 영역(1206), 천이 영역(1208), 및 박육화된 둘레 부분(1210)이다. 본 발명의 이 실시예는 본 발명의 이 실시예에 기초한 분석의 결과일 수 있는 더 긴 중앙 부분(1206) 및 천이 영역(1208)을 예시한다. 후육화된 중앙 영역(1206)은 일반적으로 모두 본 발명의 범위 및 내용 내에 있는 약 20 mm 내지 약 25 mm, 더 바람직하게는 약 21 mm 내지 약 24 mm, 및 가장 바람직하게는 약 22.5 mm의 폭(d3)을 가질 수 있다. 후육화된 중앙 영역(1206)은 일반적으로 약 7 mm 내지 약 11 mm, 더 바람직하게는 약 8 mm 내지 약 10 mm, 및 가장 바람직하게는 약 9 mm의 높이(d4)를 가질 수 있다.

천이 영역(1208)은 일반적으로 약 38 mm 내지 약 48 mm, 더 바람직하게는 약 39 mm 내지 약 42 mm, 및 더 바람직하게는 약 40.5 mm의 폭(d5)을 가질 수 있는 한편, 약 18 mm 내지 약 24 mm, 더 바람직하게는 약 20 mm 내지 약 22 mm, 및 가장 바람직하게는 약 21 mm의 높이(d6)를 가지며, 이들은 모두 본 발명의 범위 및 내용 내에 있다.

첨부 도면 중 도 13은 본 발명의 추가적인 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분(1302)의 후방의 절취 개방도를 도시한다. 이러한 대안적인 실시예에서, 과잉 성능 영역을 식별하는 분석이 페이스에 걸친 다수의 분리된 위치를 식별하는 경우에, 기존의 영역의 상부 상의 부가적인 두께 증가 층을 필요로 하지 않고 다수의 개별 두께 증가 층이 이용될 수 있다. 여기에서 도시되는 타격면 부분(1302)은 분석 단계에서 식별되는 과잉 성능 영역에 대응하는 다수의 제1 두께 증가 층(1313a, 1313b, 1313c, 1313d, 및 1313e)을 갖는다. 오직 하나의 두께 증가 층으로, 천이 영역 모두는 일관된 방식으로 중앙 영역으로부터 둘레를 향해 혼합되어 도 13에 도시되는 기하구조를 산출한다. 이러한 실시예에서, 단 하나의 두께 증가 층만이 존재하기 때문에, 다수의 두께 증가 층(1313a, 1313b, 1313c, 1313d, 및 1313e)의 두께는 상기 식 (1)에 기초하여 3.6 mm에 더 근접하는 두께를 가질 수 있다. 그러나, 여기서, 1313a 내지 1313e의 두께는 모두 본 발명의 범위 및 내용 내에서 본 발명의 또 다른 대안적인 실시예에서 서로 상이할 수 있음을 이해해야 한다.

첨부 도면 중 도 14는 본 발명의 추가적인 대안적인 실시예에 따른 타격면 부분(1402)의 후방의 절취 개방도를 도시한다. 이러한 대안적인 실시예는 도 13에 도시되는 타격면 부분(1302)과 매우 유사하지만, 단지 4개의 제1 두께 증가 층(1413a, 1413b, 1413c, 및 1413d)을 갖는다. 이전의 논의와 유사하게, 특정 상황에서, 분리된 작은 과잉 성능 영역이 식별될 때, 결과적인 설계는 본 발명의 범위 및 내용 내에서 도 13 및 도 14에 도시되는 것과 같이 보일 수 있다.

도 15a, 도 15b, 및 도 15c는 2개의 종래 기술의 타격면 부분과 현재의 발명의 타격면 부분의 CT 열 맵을 도시한다. 이들 CT 열 맵은 모두 타격면의 관찰 시에 정면을 복제하여 생성되고, 열 맵의 좌측은 골프 클럽 헤드의 토우측을 지칭하고, 우측은 골프 클럽 헤드의 힐측을 지칭하고, 상측은 골프 클럽 헤드의 크라운을 지칭하며, 저부는 골프 클럽 헤드의 솔측을 지칭한다. 또한, 다양한 차트에 관한 설명으로 가기 전에, 페이지 상에 많은 수치가 존재하지만, 모든 수치는 "과잉 성능 한계"를 0으로 설정하도록 표준화되었다는 것을 유의해야 한다. 따라서, 양의 값을 갖는 임의의 수치는 미리 설정된 한계를 초과하기 때문에 바람직하지 않다. 반대로, 너무 큰 음의 수치도 바람직하지 않은데, 이는 그러한 한계에 도달하지 않았다는 것을 의미하고, 달성되지 않은 성능 이득이 존재하기 때문이다. 마지막으로, 차트에 대한 축들은 측정값이 획득되는 타격면의 중심으로부터의 거리(미터)를 나타낸다. 볼 수 있는 바와 같이, 차트는 모두는 0.002 미터(2 mm) 증분으로 토우측의 -0.02 미터(20 mm)로부터 힐측의 양의 0.02 미터(20 mm)로 진행하는 힐 및 토우 방향의 측정값을 갖는다. 차트는 또한 솔측의 -0.008 미터(8 mm) 내지 크라운측의 양의 0.012 미터(12 mm)의 범위를 갖는다.

도 15a는 최적 미만인 종래 기술의 타격면 부분의 CT 열 맵 분포를 도시한다. 양호한 성능의 주요 식별자들 중 하나는 -5의 CT 값을 갖는 축 상의 2개의 0에 의해 식별되는 페이스의 중심 부근의 CT 값이며, 페이스 중심보다 약간 위의 가장 높은 CT 값은 -1이다. 이들은 초기에 양호한 성능 결과처럼 보이지만, 페이스 맵의 나머지 부분을 더 면밀히 검토하면 페이스의 힐과 토우 부분에 양의 구역에서의 수치를 갖는 수많은 위치가 있다는 것이 드러난다. 이전의 논의가 나타내는 바와 같이, 성능 한계를 초과하는 임의의 영역이 있는 것은 바람직하지 않을 뿐만 아니라 골프의 관리 단체에 의해 승인되지 않는 것으로 간주될 수 있다. 아래의 치명적인 결함에 추가하여, 페이스의 중심 주위의 평균 성능 수치(힐, 토우, 크라운, 및 솔의 모든 방향으로 0.006 미터[6 mm]를 이동함으로써 생성되고, 진한 둘레에 의해 차트에서 강조된 사각형)는 -5.37이다. 이는 페이스 중심 주위의 골프 클럽 헤드의 성능을 결정하는데 있어서 중요한 구성요소이고, 이는 "CT 변동 평균"으로 지칭되며, 또한 이하의 식 (5)에 의해 규정된다.

식 (5)

물론, 음의 수치가 최적의 성능 미만을 나타내기 때문에, 0에 더 근접하는 수치가 더 바람직하다. 달리 말하면, 이러한 종래 기술의 골프 클럽 헤드는 약 -5.37의 CT 변동 평균을 갖는다고 말할 수 있다.

첨부 도면 중 도 15b는 다른 종래 기술의 골프 클럽 헤드의 CT 열 맵을 도시하며, 과잉 성능 한계를 초과하는 CT의 문제를 해결하기 위한 시도가 이루어졌지만, CT 변동 평균이 손상되었다. 도 15b를 더 면밀히 검토하면, 과잉 성능을 나타내는 타격면의 부분을 후육화함으로써 일반적으로 달성되는 과잉 성능을 갖는 임의의 영역을 제어하는 노력을 통해 차트에는 양의 값이 없다는 것을 알 수 있다. 그러나, 이러한 설계는 -7.00의 CT 변동 평균을 산출하기 때문에, 여기서는 CT 변동 평균이 손상된다.

첨부 도면 중 도 15c는 현재 발명의 골프 클럽 헤드의 CT 열 맵을 도시한다. 바로, 본 발명 골프 클럽 헤드는 과잉 성능 영역을 갖지 않으며 어떠한 양의 구역에서의 값도 없다는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명은 -2.90의 실제로 양호한 CT 변동 평균을 갖고, 이는 그 페이스 중심 성능이 임의의 이전의 설계보다 한계에 훨씬 더 근접한다는 것을 의미한다. 대안적으로, 현재 발명의 골프 클럽 헤드는 약 -3.5보다 0에 더 근접하는, 더 바람직하게는 약 -3.2보다 0에 더 근접하는, 그리고 더 바람직하게는 약 -3.0보다 0에 더 근접하는 CT 변동 평균을 갖는다고 말할 수 있다.

이외 작용예에서 또는 명시적으로 달리 구체화되지 않는 한, 명세서의 전술한 부분에서의 수치 범위, 양, 값 및 백분율 모두, 예를 들어 재료의 양, 관성 모멘트, 무게 중심 위치, 로프트(loft), 구배, 다양한 성능비, 및 기타의 것에 대한 것은 "약"이라는 용어를 값, 양, 또는 범위에서 명시적으로 나타낼 수 없더라도 "약"이라는 단어에 의해 시작되는 것처럼 판독될 수 있다. 따라서, 상반되게 지시되지 않는 한, 상기 명세서 및 첨부된 청구항에서 설명되는 수치 파라미터는 본 발명에 의해 획득하고자 하는 원하는 특성에 따라 달라질 수 있는 근사값이다. 최소한 그리고 청구항의 범주에 대한 등가물의 원칙의 적용을 제한하려는 시도로서가 아니라, 각각의 수치 파라미터는 적어도 보고된 유효 숫자의 수치의 견지에서 그리고 일반적인 반올림 기법을 적용함으로써 해석되어야 한다.

본 발명의 넓은 범위를 설명하는 수치 범위 및 파라미터가 근사값임에도 불구하고, 특정예에서 설명되는 수치값은 가능한 한 정확하게 보고되어 있다. 그러나 임의의 수치값은 본질적으로 그의 각각의 시험 측정 시에 확인되는 표준 편차에 필연적으로 기인하는 특정 오차를 포함한다. 또한, 다양한 범위의 수치 범위가 본원에 기재되어 있는 경우, 열거된 값들을 포함하여 이 값들의 임의의 조합이 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

물론, 상기의 것이 본 발명의 예시적인 실시예에 관한 것이고, 하기 청구항에 기재된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내에서 변형이 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (29)

1. 골프 클럽 헤드이며:
   상기 골프 클럽 헤드의 정면 부분에 위치되는, 타격면 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는 타격면 부분과,
   상기 골프 클럽 헤드의 후방 부분에서, 상기 타격면 부분의 후방에 위치되는 후미 바디 부분을 포함하고,
   상기 골프 클럽 헤드는 6.0 ksi/HRC 초과의 강도 대 경도 비를 갖고, 상기 강도 대 경도 비는
   

   

   
   로서 규정되는 골프 클럽 헤드.
2. 제1항에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는 11 ksi/HRC 초과의 강도 대 경도 비를 갖는 골프 클럽 헤드.
3. 제2항에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는 16 ksi/HRC 초과의 강도 대 경도 비를 갖는 골프 클럽 헤드.
4. 제1항에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는 1.25 초과의 MOR 비를 가지며, 상기 MOR 비는
   

   

   
   로서 규정되는 골프 클럽 헤드.
5. 제4항에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는 1.35 초과의 MOR 비를 갖는 골프 클럽 헤드.
6. 제5항에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는 1.45 초과의 MOR 비를 갖는 골프 클럽 헤드.
7. 제1항에 있어서, 상기 타격면 부분은,
   제1 둘레 형상을 형성하는 제1 과잉 성능 영역과,
   상기 타격면 부분의 내부 표면에 위치되는 제1 두께 증가 층으로서, 상기 제1 두께 증가 층은 상기 제1 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는, 제1 두께 증가 층과,
   제2 둘레 형상을 형성하는 제2 과잉 성능 영역과,
   상기 제1 두께 증가 층의 내부 표면에 위치되는 제2 두께 증가 층으로서, 상기 제2 두께 증가 층은 상기 제2 둘레 형상에 의해 형성되는 원주를 갖는, 제2 두께 증가 층을 더 포함하고,
   상기 타격면 둘레 형상은 상기 제1 둘레 형상과 상이하고,
   상기 제2 둘레 형상은 상기 제1 둘레 형상과 상이하고,
   상기 제2 둘레 형상은 상기 타격면 둘레 형상과 상이하며,
   상기 타격면 부분, 상기 제1 두께 증가 층, 및 상기 제2 두께 증가 층 사이의 천이 영역이 평활한 혼화부를 구성하는 골프 클럽 헤드.
8. 제7항에 있어서, 상기 타격면 부분은 박육화된 둘레 영역을 더 포함하고, 상기 박육화된 둘레 영역은 상기 제1 두께 증가 층을 원주방향으로 둘러싸며,
   상기 박육화된 둘레 영역은 2.4 mm 내지 3.0 mm의 두께를 갖는 골프 클럽 헤드.
9. 제8항에 있어서, 상기 제2 두께 증가 층은 3.2 mm 내지 3.8 mm의 총 두께를 갖는 골프 클럽 헤드.
10. 제9항에 있어서, 상기 타격면 부분은 -3.5보다 0에 더 근접하는 CT 변동 평균을 나타내고, 상기 CT 변동 평균은
    

    

    
    에 의해 규정되는 골프 클럽 헤드.
11. 제10항에 있어서, 상기 타격면 부분은 -3.2보다 0에 더 근접하는 CT 변동 평균을 나타내는 골프 클럽 헤드.
12. 제11항에 있어서, 상기 타격면 부분은 3.0보다 0에 더 근접하는 CT 변동 평균을 나타내는 골프 클럽 헤드.
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