KR20030071456A

KR20030071456A - 인서트 페이스를 갖는 다중 재료 골프 클럽 헤드

Info

Publication number: KR20030071456A
Application number: KR1020020034617A
Authority: KR
Inventors: 리차드씨. 헬름스테터; 매튜티. 카케트; 허버트 레이즈; 제임스엠. 머피; 피터엘. 소레코; 제이.앤드류 갤로웨이
Original assignee: 캘러웨이 골프 컴파니
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-06-20
Publication date: 2003-09-03
Also published as: CN1439438A; AU4435602A; US20030125130A1; ATE497812T1; JP2003250937A; EP1364683A3; KR100863314B1; US6565452B2; SG98488A1; CN1275665C; EP1364683B1; US6620056B2; EP1364683A2; DE60239125D1; US20020142861A1

Abstract

페이스 요소(60)와 애프트 몸체(61)를 갖는 클럽 헤드(42)를 가지는 골프 클럽(40)이 개시되어 있다. 페이스 요소(60)는 리턴부(74)의 구멍(45) 내에 인서트 타격판(72)을 가진다. 애프트-몸체(61)는 크라운부(62), 솔부(64) 및 선택적인 리본 영역(90)으로 구성된다. 바람직하게는, 리턴부(74)는 캐스트 금속 재료로 구성되고, 인서트 타격판(72)은 성형 또는 단조 금속 재료로 구성되며, 애프트-몸체(61)는 복합 재료 또는 열가소성 재료와 같은 비금속 재료로 구성된다. 바람직하게는, 골프 클럽 헤드(42)는 250cm³내지 600cm³범위의 체적 및 165g 내지 300g 범위의 무게를 가진다.

Description

인서트 페이스를 갖는 다중 재료 골프 클럽 헤드{Multiple Material Golf Club Head with Face Insert}

본 발명은 금속재로 이루어진 페이스 요소(face component)와 가벼운 재료로 이루어진 애프트(aft) 몸체를 구비한 골프 클럽에 관한 것으로, 특히, 페이스 인서트(face insert)를 갖는 페이스 요소(face component)와 가벼운 재료로 이루어진 애프트(aft) 몸체를 구비한 골프 클럽에 관한 것이다.

골프 클럽헤드로 골프 볼을 치면, 클럽헤드의 페이스와 골프 볼에 가해지는 큰 충격력이 생성된다. 대부분의 에너지는 상기 헤드로부터 골프 볼로 전달되지만, 일부 에너지는 충돌의 결과로 손실된다. 통상적으로, 골프 볼은 (이오노머(ionomers)와 같은) 폴리머 커버 재료로 고무와 같은 코어(core)를 둘러싸서 형성된다. 이러한 연질의 폴리머 재료는 금속의 클럽 페이스부 보다 10 내지 100배 정도 큰 댐핑 특성을 가지며, 상기 댐핑 특성은 변형(strain) 및 변형율(strain rate)을 나타낸다. 이에 따라, 임팩트시에, 금속제 클럽 페이스의 작은 변형(0.025 내지 0.050 인치)과는 대조적으로, 골프 볼의 큰 응력 및변형(0.001 내지 0.20 인치)으로 인하여, 대부분의 에너지는 손실된다. 클럽헤드로부터 골프 볼로의 보다 효율적인 에너지 전달은 골프 볼의 보다 큰 비거리(flight distances)로 이어진다.

일반적으로 받아들여진 접근방법으로는 금속, 즉 클럽헤드의 변형을 감소시키기 위해 클럽헤드 페이스의 강성도(stiffness)를 증가시키는 것이었으나, 이는 골프 볼의 보다 큰 변형과, 그에 따른 에너지 전달 문제의 증가를 초래한다.

몇몇 발명자들이 이러한 문제점을 인식하여 몇 가지 가능한 해결책을 제시하였으며, 그 일례로, 캠파우(Campau)에 의한 "가요성 임팩트 면을 갖는 철제 골프 클럽 제조 방법(Method of making iron golf clubs with flexible impact surface)"이라는 제목의 미국특허 제4,398,965호가 있다. 여기에는 탄력성을 제공하기 위한 슬롯이 형성되어 있는 가요적이며 탄력적인 페이스 플레이트(face plate)를 갖는 클럽이 개재되어 있다. 캠파우의 이러한 페이스 플레이트는 스테인레스 스틸과 같은 철 재료(ferrous material)로 구성되며, 0.1 내지 0.125 인치 범위의 두께를 갖는다.

다른 예로서, 에기맨(Eggiman)에 의한 "탄력적으로 변형하는 페이스 및 백 플레이트를 갖는 골프 클럽헤드(Golf club head with elastically deforming face and back plates)"라는 제목의 미국특허 제5,863,261호가 있으며, 상기 특허에는, 임페트시에, 골프 볼 상에 스프링과 같은 효과를 생성하도록 작용하는 다수의 플레이트의 사용에 관해 기재되어 있다.

또 다른 예로서, 젭슨 등(Jepson et al)에 의한 "폴리우레탄 인서트를 갖는골프 클럽(Golf club with a polyurethane insert)"이라는 제목의 미국특허 제3,937,474호가 있으며, 여기에는 상기 폴리우레탄 인서트가 40 내지 75 쇼어 디(shore D)의 경도를 갖는다는 것이 기재되어 있다.

또 다른 예로서, 이나모리(Inamori)에 의한 "세라믹 페이스 플레이트를 갖는 골프 클럽헤드(Golf club head with ceramic face plate)"라는 제목의 미국특허 제3,975,023호가 있으며, 여기에는 비록 단단한 재료지만 높은 에너지 전달 효율을 갖는 세라믹 재료로 구성된 페이스 플레이트를 사용하는 것에 대해 설명하고 있다. 또한, 첸(Chen) 등에 의한 "골프 클럽헤드(Golf club head)"라는 제목의 미국특허 제5,743,813호에는 골프 볼의 충격력을 흡수하기 위해 재료들 중의 하나가 비금속 재료로 이루어진 다층 구조의 사용에 관해 기재되어 있다.

루(Lu)에 의한 "편향 인서트 페이스 플레이트를 갖는 중공 클럽헤드(Hollow club head with deflecting insert face plate)"라는 제목의 미국특허 제5,499,814호에는, 스테인레스 스틸, 티타늄, 케브라(KEVRA^®) 등을 포함하는 다양한 재료로 구성되어 0.01 내지 0.30 인치 범위의 두께를 갖는 페이스 플레이트의 미세한 편향을 가능하게 하는 플라스틱 또는 알루미늄 합금으로 구성된 보강 요소에 관해 기재되어 있다. 캠파우에 의한 다른 예로서 "탄력적으로 굴곡 가능한 인서트를 갖는 골프 클럽(Golf club having insert capable of elastic flexing)"이라는 제목의 미국특허 제3,989,248호에는 금속 인서트를 가지며 목재(wood)로 형성된 우드 클럽에 관해 기재되어 있다.

비록 페이스 플레이트의 가요성을 의도하고 있지는 않았지만, 앤더슨(Anderson)에 의해 "골프 클럽헤드 및 그 제조방법(Golf club head and method of forming same)"이라는 제목의 미국특허 제5,344,140호에는, 또한, 상기 페이스 플레이트를 위한 단조된 재료의 사용에 대해 기재되어 있다. 이러한 앤더슨의 페이스 플레이트는 강철, 동 및 티타늄을 포함하는 여러 가지 단조된 재료들로 구성될 수도 있다. 상기 단조된 플레이트는 0.090 내지 0.130 인치의 균일한 두께를 갖는다.

클럽헤드에 단조된 재료를 사용하는 다른 발명으로는 수(Su)등에 의한 "골프 클럽헤드(Golf club head)"라는 제목의 미국특허 제5,776,011호가 있으며, 여기에는 각기 단조된 재료로 형성되는 3개의 피스로 구성된 클럽헤드에 관하여 기재되어 있다. 이러한 수 등에 의한 특허의 주요 목적은 보다 정확한 로프트 각(loft angle)을 갖는 클럽헤드를 제공하여 구조적 취약점을 감소시키는 것이다. 아이자와(Aizawa)에 의한 미국특허 제5,346,216호에는 굴곡된 볼 타격면을 갖는 페이스 플레이트에 관해 기재되어 있다.

빈센트 등(Vincent, et. al)에 의한 미국특허 제6,146,571호에는 골프 클럽헤드의 제조방법에 관해 기재되어 있으며, 여기에서, 점차 용융되어 사라지는 코어(meltable core)에 고정된 인서트 상에 플라스틱과 같은 재료를 인젝팅하므로써 벽(walls)을 얻게 된다. 상기 코어는 인젝트 가능한 플라스틱 재료보다 낮은 용융점을 가지므로써, 일단 코어가 제거되면, 내부 체적이 내부 캐버티(cavity)를 형성하도록 유지된다. 상기 인서트는 코어의 제거시에 쉘(shell)의 전면벽의 내부를보강하기 위한 저항 요소(resistance element)를 포함할 수도 있으며, 이러한 보강 요소는 알루미늄으로 구성되며, 강철로 형성되어 측방으로 연장된 부분을 갖는다.

피터 등(Peters, et al.)에 의한 미국특허 제6,149,534호에는 단일 평면 인터페이스를 따라 형성되는 상하 금속 결합면을 갖는 골프 클럽헤드에 관해 기재되어 있으며, 상기 하면의 금속은 상면의 금속보다 무겁고 조밀한 구성을 갖는다.

리갈 등(Rigal, et al.)에 의한 미국특허 제5,570,886 및 5,547,427호에는 충격 저항 금속성의 밀봉요소에 의해 형성된 타격 페이스를 가지며, 성형된 열가소성 물질로 이루어진 골프 클럽헤드에 관해 기재되어 있다. 상기 밀봉 요소는 클럽헤드의 타격면의 전방벽을 형성하며, 상기 클럽헤드의 샤프트를 부착시키기 위한 목부분을 형성하기 위해 충격면의 측면을 따라 상방으로 연장된다. 또한, 바람직하게는 상기 밀봉 요소는 2.5 내지 5mm의 두께를 갖는다.

빈센트 등에 의한 미국특허 제5,425,538호에는 섬유로 구성되어 겹겹이 쌓인 다수의 직물로 구성된 복합 타격면과 강철 쉘을 갖는 중공 골프 클럽헤드에 관해 기술하고 있다.

비올라즈 등(Viollaz, et al.)에 의한 미국특허 제5,377,986호에는 일련의 금속 플레이트로 구성된 몸체와 플라스틱 또는 복합 재료로 구성된 타격 플레이트를 갖는 골프 클럽헤드에 관해 기재되어 있으며, 상기 타격 플레이트는 전방으로 볼록한 형상을 갖는다. 또한, 비올라즈 등에 의한 미국특허 제5,310,185호에는 플라스틱 혹은 복합 재료로 구성된 타격 플레이트가 부착되는 전방 타격면 상에 위치되는 금속지지 플레이트와 일련의 금속 플레이트를 구비한 중공 골프 클럽헤드에관해 기재되어 있다. 상기 금속지지 플레이트는 타격 플레이트의 전방으로 볼록한 후방 플레이트와 연결되는 전방으로 볼록한 전방 플레이트를 가지므로써 전방으로 볼록한 타격면을 형성한다.

데스보일즈 등(Desboilles, et al.)에 의한 미국특허 제5,106,094호에는 금속 타격 페이스 플레이트를 갖는 골프 클럽헤드에 관해 기술하고 있으며, 여기서, 상기 타격 페이스 플레이트는 클럽헤드의 내부에 일정량의 충전 재료를 갖는 골프 클럽헤드에 부착되는 별도의 유닛이다.

쿠라하쉬(Kurahashi)에 의한 미국특허 제4,568,088호에는 목재와 플라스틱 혼합재료에 의해 보강되는 목재로된 골프 클럽헤드 몸체에 관해 기술되어 있다. 상기 목재 및 플라스틱 복합재료는 불균일하게 분포되어, 5 내지 15mm 범위의 보다 높은 밀도부가 클럽헤드의 전방 페이스에 인접하게 놓여 평행하게 연장되도록 된다.

마더(Mader)에 의한 미국특허 제4,021,047호에는 골프 클럽에 관해 기재되어 있으며, 여기에는, 솔 플레이트(sole plate), 페이스 플레이트, 힐(heel), 토우 및 호셀부(hosel portion)가 단일 캐스트 메탈 피스로 형성되며, 목재 또는 복합 크라운(crown)이 이러한 단일 피스에 부착되므로써 클럽헤드 내에 중공 챔버를 형성한다.

로 등(Lo, et al.)에 의한 미국특허 제5,624,331호에는 헤드의 금속 케이싱이 적어도 2개의 개구부로 구성된 중공 금속 골프 클럽헤드가 기재되어 있다. 상기 헤드는, 또한, 상기 헤드 내에 배치된 복합재료를 포함하며, 상기 복합재료는 골프클럽헤드 케이싱의 개구부 내에 위치된다.

다니엘(Daniel)에 의한 미국특허 제1,167,387호에는, 쉘 몸체가 알루미륨 합금과 같은 금속으로 구성되어 있으며, 페이스 플레이트는 너도밤나무와 감나무 등과 같은 단단한 목재로 구성된 중공 골프 클럽헤드가 기술되어 있다. 상기 페이스 플레이트는 나뭇결이 타격 플레이트에서 세로로 형성되도록 배열된다.

글로버(Glover)에 의한 미국특허 제3,692,306호에는 솔 플레이트 및 타격 플레이트가 일체적으로 형성된 브라켓을 갖는 골프 클럽헤드에 관해 기술하고 있으며, 상기 플레이트들 중의 적어도 하나는 제거 및 조절이 가능한 무게추 수단을 확보하기 위해 내장된 긴 튜브를 갖는다.

로(Lo)에 의한 미국특허 제5,410,798호에는 합판부재가 삽입된 금속 케이싱을 사용하여 복합 골프 클럽헤드를 제조하는 방법이 기술되어 있다. 한 장의 복합재료가 상기 합판부재 및 금속 케이싱의 개구 상에 연속적으로 적층되어 양쪽 상부에서 개구를 밀폐시키도록 되어 있다. 그런 다음, 팽창 가능한 포켓(pocket)이 소디움 니트라이트(sodium nitrite), 암모니움 클로라이드(ammonium chloride) 및 물을 포함하는 중공 합판부재 내에 삽입되어, 헤드가 몰드 내에 위치되어 가열될 때, 상기 부재가 금속 케이싱에 일체적으로 부착되도록 한다.

톰슨(Thompson)에 의한 미국특허 제4,877,249호에는 용골(keel)을 갖는 금속성의 솔 면과 적층된 상부면을 통합한 우드 골프 클럽헤드가 기술되어 있다. 상기 적층판들을 보강하며, 매우 단단한 물체와 부딪칠 때 몸체가 얇은 층들로 갈라지지 않도록 하기 위해, 클럽헤드의 크라운을 통해 볼트가 삽입되어 용골부에서 솔 플레이트와 연결되며 상기 적층판들을 압축하도록 단단하게 조여진다.

벨몬트(Belmont)에 의한 미국특허 제3,897,066호에는 제거 가능하게 삽입된 무게 조절부재를 갖는 목재 골프 클럽헤드가 기재되어 있다. 상기 부재는 중심 수직축과 평행하게 클럽헤드의 페이스 섹션으로부터 후방 섹션까지 이어지며 크라운에 수직하게 토우 축까지 이어진다. 상기 무게 조절부재는 페이스 플레이트를 형성하는데 또한 사용될 수 있는 폴리우레탄 수지가 채워진 켑슐을 사용하므로써 소정의 위치에 유지될 수도 있다. 상기 캡슐은 무게추 수단을 조절하기 위해 클럽헤드의 후면 상에서 커버를 구비한 개구부를 갖는다.

클락(Clark)에 의한 미국특허 제2,750,194호에는 무게 조절수단을 갖는 목재 클럽헤드에 관해 기재되어 있다. 상기 골프 클럽헤드는, 바람직하게는 캐스트, 즉, 힐 플레이트와 일체적으로 형성된 무게 조절수단을 지지하기 위한 측면과 바닥면을 구비한 트레이(tray) 부재를 포함한다. 부착된 무게추 부재를 구비한 힐 플레이트는 개구를 통해 골프 클럽의 헤드 내로 삽입된다.

오쿠모토 등(Okumoto, et al.)에 의한 미국특허 제5,193,811호에는 기본적으로 합성수지 및 금속성의 솔 플레이트로 구성된 우드 타입 클럽헤드에 관해 기술되어 있다. 상기 금속성의 솔 플레이트는, 헤드 몸체와의 결합을 위한 표면상에서, 힐 측 상의 호셀, 토우 상의 무게추 및 상기 무게추와 호셀을 연결시키는 빔을 포함하여 일체적으로 형성된 부재를 갖는다. 또한, 오쿠모토 등에 의한 미국특허 제5,516,107호에는 합성수지로 형성되는 것이 바람직한 외측 쉘과 클럽헤드의 내부에 위치되는 금속 무게추 부재를 구비한 골프 클럽헤드에 관해 기술하고 있으며,클럽의 내부 중공부 내에는 포움(foamable) 재료가 인젝트되어 코어를 형성하도록 되어 있다. 일단 상기 포움 재료가 인젝트 되고, 솔 플레이트가 부착된 후에는 상기 클럽헤드를 가열하여 포움 재료가 팽창되어 상기 무게추 부재를 외측 쉘의 내면 쪽으로 밀게되므로써 상기 무게추 부재를 토우, 힐 및 또는 뒷쪽 영역 내에 위치한 리세스의 정위치에 유지시키도록 한다.

썬(Sun)에 의한 미국특허 제4,872,685호에는 암수형 유니트가 서로 결합되어 단일 골프 클럽헤드를 형성하도록 하는 우드 타입 골프 클럽헤드에 관해 기술하고 있다. 상기 암형 유니트는 골프 클럽헤드의 상부를 포함하며 바람직하게는 플라스틱, 합금 또는 목재로 이루어지며, 상기 수형 유니트는 솔 플레이트의 구조부를 포함하며, 페이스 인서트는 타격 플레이트와 무게추 요소들로 구성된다. 상기 수형 유니트는 가벼운 금속 합금으로 구성되는 것이 바람직한 보다 큰 무게추를 갖는다. 상기 유니트들은 본딩 또는 기계적 수단에 의해 서로 결합 및 유지된다.

카타야마(Katayama)에 의한 미국특허 제5,398,935호에는 타격 페이스를 갖는 목재 골프 클럽헤드가 기술되어 있으며, 골프 클럽헤드의 토우 단부에서의 상기 타격 페이스의 높이는 골프 클럽헤드 중심부에서의 타격편의 높이와 거의 같거나 또는 보다 크다.

매턴(Mattern)에 의한 미국특허 제1,780,625호에는 마그네슘과 같은 경금속으로 구성된 후방부를 갖는 클럽헤드가 기술되어 있으며, 벗찰트(Butchart)에 의한 미국특허 제1,638,916호에는 감나무 또는 이와 비슷한 목재로 이루어진 밸런싱 부재와 상기 밸런싱 부재에 부착되며 알루미늄으로 이루어진 쉘 형상의 몸체를 구비한 골프 클럽이 기재되어 있다.

앤더슨(Anderson)의 미국특허들 5024437, 5255918, 5261663 및 5261664는 전체 몸체가 캐스트 금속 재료(cast metal material)로 구성되고 인서트 페이스(face insert)는 고온 단조 금속 재료(hot forged metal material)로 구성된 골프 클럽 헤드를 개시한다.

비스테(Viste)의 미국특허 5,282,624는 캐스트 금속 몸체(cast metal body)와, 외부면 및 내부면에 그루브를 구비하고 3mm의 두께를 가지는 단조강 인스트 페이스(forged steel face insert)를 구비하는 골프 클럽 헤드를 개시한다.

로저스(Rogers)의 미국특허 3,970,236은 캐스트 아이언 몸체(cast iron body)에 용융 접합(fusion bonded)된 성형 금속 인서트 페이스(formed metal face insert)를 구비하는 아이언 클럽 헤드(iron club head)를 개시한다.

미국 골프 협회(Uunited states golf association:USGA) 및 세인트앤드루스 소재의 로얄 앤드 앤시언트 골프 클럽에 의해 설정되어 행성된 골프 규정에는 골프 클럽헤드에 관한 특정한 요구사항에 관해 설명하고 있다. 골프 클럽헤드에 관한 이러한 요구사항은 부록 2의 규정 4에 기술되어 있으며, 이러한 골프 규정에 대한 전문은 www.usga.org의 주소를 갖는 USGA 웹 페이지 상에 개재되어 있다. 비록 이러한 골프 규정에는 골프 클럽헤드에 대한 특정 파라메터를 명시적으로 언급하고 있지 않지만, 규정 4-1e에 따르면 페이스가 골프 볼에 대한 스프링 충격에 의한 효과를 갖는 것에 관해 금지하고 있다. 1998년에, USGA에서는 상기 규정 4-1e에 따라, 클럽 페이스 반발계수를 측정하는 시험절차를 채택하였으며, 이러한 USGA 시험절차는 클럽 페이스의 반발계수를 측정하는데 사용될 수도 있다.

비록 전술된 종래 기술에는 다중 재료로 구성된 다양한 클럽헤드가 기술되어 있지만, 이러한 종래 기술에서는 통상적인 골퍼에 대한 보다 큰 관대함과 큰 반발계수를 갖는 다중 재료 골프 클럽헤드를 제공하지는 못했다.

본 발명의 일 양태는 인서트 타격판(striking plate insert)과 경량 애프트 몸체(light-weight aft body)를 가지는 금속 페이스 요소(metal face component)로 구성된 골프 클럽 헤드다. 바람직하게는, 골프 클럽 헤드는, USGA에 의해 규정된 바와 같은, 테스트 조건 하에서 적어도 0.81의 반발 계수를 가진다. 반발 계수를 측정하기 위한 표준 USGA 조건은 USGA로부터 입수할 수 있는 "규칙 4-1e에 일치시키기 위한 골프 클럽의 속력비를 측정하기 위한 USGA 절차, 부록 Ⅱ. 1998년 8월 4일자 개정판 Ⅰ, 및 1998년 7월 6일자 개정판 0(USGA Procedure for Measuring the Velocity Ratio of a Club Head for Conformance to Rule 4-1e, Appendix Ⅱ. Revision Ⅰ, Augusy 4, 1998 and Revision 0, July 6, 1998)"에 규정되어 있다.

본 발명의 또다른 양태는 금속 재료로 구성된 페이스 요소 및 비금속 재료로 구성된 애프트-몸체를 포함하는 골프 클럽 헤드다. 페이스 요소는 구멍을 가지는 리턴부와 구멍을 덮는 인서트 타격판(striking plate insert)을 가진다. 바람직하게는, 타격판부는 0.010inch 내지 0.250inch 범위의 균일한 두께를 가진다. 리턴부는 0.010inch 내지 0.200inch 범위의 두께를 가진다. 애프트 몸체는 크라운부(crown portion), 솔부(sole portion) 및 리본부(ribbon portion)를 가진다. 애프트-몸체는 페이스 요소의 리턴부에 부착된다. 바람직하게는, 골프 클럽 헤드는 0.81 내지 0.94의 반발 계수를 가진다.

본 발명의 또다른 양태는 금속 재료로 구성된 페이스 요소와 프리프레그(pre-preg)로 된 다수의 동시 경화 플라이들(co-cured plies)로 구성된 애프트 몸체를 포함한다. 페이스 요소는 구멍을 가지는 리턴부와 구멍을 덮는 인서트 타격판을 가진다. 리턴부는 캐스트 금속 재료로 구성되고 인서트 타격판은 단조 또는 성형 재료로 구성된다. 애프트 몸체는 크라운부, 솔부 및 리본부를 가진다. 애프트-몸체는 페이스 요소의 리턴부에 부착된다. 무게 중심을 통하는 Izz축 둘레의 골프 클럽 헤드의 관성 모멘트는 3000g·cm²보다 크고, 무게 중심을 통하는 Iyy축 둘레의 골프 클럽 헤드의 관성 모멘트는 1800g·cm²보다 큰 것이 바람직하다.

본 발명의 또다른 양태는 티타늄 합금 또는 스테인레스강 재료로 구성된 페이스 요소 및 프리프레그로 된 다수의 동시 경화 플라이들로 구성된 애프트 몸체를 포함한다. 페이스 요소는 구멍을 가지는 리턴부와 구멍을 덮는 인서트 타격판을 가진다. 리턴부는 캐스트 금속 재료로 구성되고 인서트 타격판은 단조 또는 성형 재료로 구성된다. 타격판부는 상이한 두께의 동심 영역들을 가지며, 타격판의 중심 둘레가 가장 두꺼운 영역이다. 타격판부는 골프 클럽 헤드의 힐 영역(heel section)으로부터 골프 클럽 헤드의 토우 영역(toe section)까지 연장하며 1.7 이하의 종횡비(aspect ratio)를 가진다. 리턴부는 타격판부의 외주로부터 후측을 향해 횡으로 적어도 0.250inch연장한다. 리턴부는 타격판부의 외주의 360°를 후측을 향해 횡으로 연장한다. 또한 골프 클럽 헤드는 샤프트를 수용하기 위한 내부 튜브를 가진다. 내부 튜브는 리턴부의 상부 영역과 리턴부의 하부 영역을 결합한다. 애프트 몸체는 0.010inch 내지 0.100inch 범위의 두께를 가진다. 애프트 몸체는 크라운부, 리본부 및 솔부를 포함한다. 크라운부는 리턴부의 상부 영역에 부착된다. 리본부의 힐 단(heel end)은 리턴부의 힐 영역에 부착된다. 리본부의 토우 단(toe end)은 리턴부의 토우 영역에 부착된다. 골프 클럽 헤드는 내부 중공부(hollow interior), 250cm³내지 600cm³범위의 용적, 175g 내지 225g 범위의 질량, 및 0.81 내지 0.94 범위의 반발 계수를 가진다.

도 1은 본 발명의 골프 클럽의 정면도.

도 1a는 가로세로비의 치수를 보인 본 발명의 골프 클럽의 정면도.

도 2는 도 1의 골프 클럽 헤드의 배면도.

도 3은 도 1의 골프 클럽 헤드의 토우측에서 본 도면.

도 4는 도 1의 골프 클럽 헤드의 힐측 평면도.

도 5는 도 1의 골프 클럽 헤드의 평면도.

도 6은 도 1의 골프 클럽 헤드의 저면도.

도 7은 본 발명의 골프 클럽 헤드의 분해도.

도 8은 도 1의 골프 클럽 헤드의 평면도.

도 8a는 도 8의 A-A선을 따라 취한 단면도.

도 8b는 도 8a의 원 B를 따로 도시한 도면.

도 9는 애프트 몸체를 겹친 페이스 요소의 단독 단면도.

도 10은 Z축과 X축을 도시한 본 발명의 골프 클럽 헤드를 힐측에서 본 도면.

도 10a는 Z축과 Y축을 도시한 본 발명의 골프 클럽 헤드의 정면도.

도 11은 테스트 프레임 좌표계 X^T및 Y^T와 변환된 헤드 프레임 좌표계 Y^H및 Z^H를 도시한 것으로 골프 클럽의 정면도.

도 11a는 테스트 프레임 좌표계 Z^T와 변환된 헤드 프레임 좌표계 X^H및 Z^H를 도시한 것으로 골프 클럽을 토우 단부측에서 본 도면.

도 12는 타격판부의 두께 변화를 도시한 본 발명의 골프 클럽 헤드의 페이스 요소의 대안적인 실시예의 내부를 도시한 도면.

도 12a는 타격판부의 두께 변화를 도시한 본 발명의 골프 클럽 헤드의 페이스 요소의 대안적인 실시예의 내부를 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 골프 클럽 헤드의 페이스 요소만을 상측에서 바라본 사시도.

도 13a는 도 13의 페이스 요소의 내부를 도시한 도면.

도 13b는 도 13의 페이스 요소의 내부를 도시한 도면.

도 13c는 도 13의 페이스 요소의 분해도.

도 13d는 도 13의 페이스 요소의 평면도.

도 13e는 도 13의 페이스 요소를 토우측을 도시한 도면.

도 13f는 도 13의 페이스 요소를 힐측을 도시한 도면.

도 14는 본 발명의 골프 클럽 헤드의 애프트-몸체를 도시한 평면도.

도 14a는 도 14의 애프트-몸체의 내부를 도시한 도면.

도 14b는 도 14의 애프트-몸체의 힐측을 도시한 도면.

도 14c는 도 14의 애프트-몸체의 토우측을 도시한 도면.

도 14d는 도 14의 애프트-몸체의 저면도.

도 14e는 도 14의 애프트-몸체의 배면도.

도 14f는 도 14의 애프트-몸체의 내부를 도시한 도면.

도 14g는 도 14의 애프트-몸체의 내부를 도시한 도면.

도 1 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 골프 클럽은 대체로 도면 부호 40으로 지시된다. 골프 클럽(40)은 도시되지 않은 내부 중공부를 갖는 골프 클럽 헤드(42)를 가진다. 도시되지 않은 그립을 버트단(butt end)에 가지는 샤프트(48)가 골프 클럽 헤드(42)와 결합되며, 샤프트(48)는 그 팁단(tip end)에서 호젤(54)로 삽입된다.

클럽 헤드(42)는 대체로 두 개의 요소, 즉 페이스 요소(60)와 애프트-몸체(61)로 구성된다. 페이스 요소(60)는 리턴부(74)의 구멍(45) 내에 위치된 인서트 타격판(72)을 가진다. 애프트-몸체(61)는 크라운부(62)와 솔부(64)를 가진다. 또한, 골프 클럽 헤드(42)는 샤프트(48)에 가장 가까운 힐 영역(66), 힐영역(66)과 대향하는 토우 영역(68), 및 페이스 요소(60)와 대향하는 후부 영역(70)으로 구획될 수도 있다.

페이스 요소(60)는 대체로 두 개의 금속 부분을 가지며, 이는 리턴부(74)와 인서트 타격판(72)이다. 구멍(45)은 그 내부에 인서트 타격판(72)을 배치하기 위하여 형성되어 있다. 바람직하게는, 리턴부(74)는 캐스트 금속 재료로 구성되고 인서트 타격판(72)은 단조 또는 성형 금속 재료로 구성된다. 더 바람직하게는, 타격판(72)은 단조 티타늄 또는 스테인레스 강 재료로 구성된다. 이러한 티타늄 재료들은 순수 티타늄 및 6-4 티타늄 합금, SP-700 티타늄 합금(일본 토쿄의 니폰 스틸(Nippon Steel)로부터 구입할 수 있음), 일본 토쿄의 디아도 스틸(Diado Steel)로부터 구입할 수 있는 DAT 55G 티타늄 합금, 오하이오주의 알티아이 인터내셔널 메탈(RTI International Metals)로부터 구입할 수 있는 Ti 10-2-3 Beta-C 티타늄 합금 등과 같은 티타늄 합금을 포함한다. 인서트 타격판(72)을 위한 다른 금속들은 다른 고강도 강 합금 재료들 및 비결정질 금속들을 포함한다. 이러한 강 재료들은 펜실베이아주의 카펜터 스페셜티 합금사(Carpenter Specialty Alloys)로부터 구입할 수 있는 17-4PH, Custom 450, 455, 465 및 465+ 스레인레스 강, AERMET 100 및 AERMET 310 합금강, 노스 캐롤라이나주의 올백사(Allvac)로부터 구입할 수 있는 C35 마레이징 강(maraging steel)을 포함한다. 이러한 비결정질 금속은 관련 부분이 참조에 의해 본 명세서 내에 통합된 미국특허 5,288,344에 개시된 바와 같은 베릴륨 기반 합금(Beryllium based alloys), 관련 부분이 참조에 의해 본 명세서 내에 통합된 미국특허 5,375,975에 개시된 바와 같은 콰이너리 금속 유리합금(quinary metallic glass alloys), 및 관련 부분이 참조에 의해 본 명세서 내에 통합된, 재료 회보 42권 제7호 1435-1444쪽(2001년)(Materials Transactions, Vo;. 42, No. 7, p1435-1444(2001))에 게재된 타케우치 및 이노우에(Takeuchi and Inoue)의 "터너리 합금 시스템을 위한 비결정-성형 조성 범위의 계산 및 비결정 상 및 비결정-성형 능력의 안정화 분석(Calculations Of Amorphous-Forming Composition Range For Ternary Alloy Systems And Analyses Of Stabilization Of Amorphous Phase And Amorphous-Forming Ability)"에 개시된 터너리 합금(ternary alloys)을 포함한다. 비결정질 금속으로 구성된 인서트 타격판(72)은 전자빔 용접(electron beam welding), 브레이징(brazing) 또는 부착을 위한 가압-끼워맞춤(press-fit)을 통해 리턴부(74)에 부착된다.

리턴부(74)는 상술한 어떤 재료들 중 어떤 것으로도 구성될 수 있지만, 캐스트 스테인레스 강 또는 6-4 티타늄 합금과 같은 캐스트 티타늄 합금으로 구성되는 것이 바람직하다. 더욱이, 리턴부(74)는 단조, 성형, 기계가공, 주조(casting), 분말 금속 성형(powdered metal forming), 금속 사출 성형(metal-injection-molding), 전기화학적 밀링(electro-chemical milling) 등을 통해 제조될 수 있다.

도 13, 도 13a, 도 13b, 도 13c, 도 13d, 도 13e 및 도 13f는 페이스 요소(60)를 도시한다. 페이스 요소(60)는 인서트 타격판(72)의 외주로부터 후측을 향해 횡으로 연장하는 리턴부(74)를 가진다. 도 1에 도시된 바와 같이, 인서트 타격판(72)은 전형적으로 그 위에 다수의 스코어라인(scoreline, 75)을 가진다.

도 13d에 도시된 바와 같이, 인서트 타격판(72)은 페이스 요소(60)의리턴부(74)에 용접된다. 다수의, 바람직하게는 3개의, 탭들(47)이 용접 처리를 위해 인서트 타격판(72)을 정렬시킨다. 대안적으로, 인서트 타격판(72)은 구멍(45)에 가압-끼워맞춤되거나, 리턴부(74)에 용융 접합된다.

바람직한 실시예에 있어서, 리턴부(74)는 대체로 상부 횡 영역(76), 하부 횡 영역(78), 힐부 횡 영역(80) 및 토우부 횡 영역(82)을 포함한다. 그러므로, 리턴부(74)는 인서트 타격판(72)을 전체 360°로 둘러싸는 것이 바람직하다. 그러나, 당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 리턴부(74)가 270°또는 180°와 같이 인서트 타격판(72)의 일부만을 둘러쌀 수도 있으며, 불연속적일 수도 있음을 알 수 있을 것이다.

상부 횡영역(76)은 크라운(62)과 결합하도록 애프트-몸체(61)를 향해 예정된 거리(d)로 후방으로 연장한다. 바람직한 실시예에 있어서, 예정된 거리는, 인서트 타격판(72)의 외주(73)로부터 상부 횡 영역(76)의 후측 가장자리까지 측정했을 때, 0.2inch 내지 1.0inch 범위고, 더욱 바람직하기로는 0.40inch 내지 0.75inch 범위며, 가장 바람직하게는 0.68inch다. 바람직한 실시예에 있어서, 상부 횡영역(76)은 힐 영역(66)으로부터 토우 영역(68)까지 통상의 곡률(general curvature)을 가진다. 상부 횡영역(76)은, 바람직하게는 인서트 타격판(72)의 중심 근처에서 최소 길이며 토우 영역(68) 및 힐 영역(66)을 향해 증가하는, 인서트 타격판(72)의 외주로부터의 길이를 가진다. 그러나, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 힐 영역(66) 또는 토우 영역(68)에서 최소 길이가 될 수도 있다는 것을 알 것이다.

본 발명은 대체로 수평면을 따라 크라운(62)과 결합하는 페이스 요소(60)를가진다. 크라운(62)은 크라운 언더컷부(62a, crown undercut portion)를 가지며, 이는 리턴부(74) 아래에 위치된다. 이러한 결합은 인서트 타격판(72)의 유연성을 향상시켜 반발 계수를 더 크게 한다. 크라운(62)과 상부 횡영역(76)은 이하에서 설명하는 바에 따라 서로 부착된다.

힐부 횡영역(80)은 인서트 타격판(72)과 대체로 직교하며, 이 힐부 횡영역(80)은 선택적인 리본부(90)와 애프트-몸체(61)의 솔부(64)의 저부 영역(91)을 결합하기 전에 호젤(54)을 덮는다. 힐부 횡영역(80)은 이하에서 더 상세하게 설명하는 바와 같이 솔(64)의 리본(90) 및 저부 영역(91) 양쪽에 부착된다. 힐부 횡영역(80)은 외주(73)로부터 거리 d"'만큼 내측으로 연장하며, 거리는 0.25inch 내지 1.50inch, 더 바람직하게는 0.50inch 내지 1.0inch, 가장 바람직하게는 0.950inch이다. 바람직하게는, 힐부 횡영역(80)은 그 가장자리에서 통상의 곡률을 가진다.

토우부 횡영역(82)은 페이스 요소(60)의 타단에 있다. 토우부 횡영역(82)은, 이하에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 솔(64)의 리본부(90) 및 저부 영역(91) 양쪽에 부착된다. 토우부 횡영역(82)은 외주(73)로부터 거리 d"만큼 내측으로 연장하며, 거리는 0.250inch 내지 1.50inch, 더 바람직하게는 0.75inch 내지 1.30inch, 가장 바람직하게는 1.20inch이다. 바람직하게는, 토우부 횡영역(82)은 그 가장자리에서 통상의 곡률을 가진다.

저부 횡영역(78)은 솔(64)을 결합하도록 예정된 거리(d')만큼 애프트-몸체(61)를 향해 내측으로 연장한다. 바람직한 실시예에 있어서, 예정된거리는 인서트 타격판(72)의 외주(73)으로부터 저부 횡영역(78)의 가장자리까지 측정했을 때 0.2inch 내지 1.25inch 범위고, 더 바람직하게는 0.50inch 내지 1.10inch며, 가장 바람직하게는 0.9inch다. 바람직한 실시예에 있어서, 저부 횡 영역(78)은 힐 영역(66)으로부터 토우 영역(68)까지 통상의 곡률을 가진다. 저부 횡영역(78)은, 바람직하게는 인서트 타격판(72)의 중심 근처에서 최소 길이며 토우 영역(68) 및 힐 영역(66)을 향해 증가하는, 인서트 타격판(72)의 외주(73)로부터의 길이를 가진다. 그러나, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 힐 영역(66) 또는 토우 영역(68)에서 최소 길이가 될 수도 있다는 것을 알 것이다.

솔부(64)는 리턴부(74) 아래에 위치시키기 위한 솔 언더컷(64a)을 가진다. 솔(64) 및 하부 횡영역(78), 힐부 횡영역(80) 및 토우부 횡영역(82)은 이하에서 더 상세하게 설명하는 바에 따라 서로 부착된다.

애프트-몸체(61)는 비금속 재료, 바람직하게는 (합성 수지용의 열경화성 재료 또는 열가소성 재료를 포함하는) 연속 섬유 프리프레그 재료와 같은 복합재료로 구성되는 것이 바람직하다. 애프트-몸체(61)를 위한 다른 재료들은 사출성 플라스틱(injectable plastics)과 같은 다른 열경화성 재료 또는 다른 열가소성 재료를 포함한다. 애프트-몸체(61)는 블래더 성형(bladder-molding), 수지 이송 성형(resin transfer molding), 수지 주입(resin infusion), 사출 성형, 압축 성형(compression molding), 또는 유사한 공정을 통해 제조되는 것이 바람직하다.

부착 공정에 있어서, 리턴부(74)의 내부 표면에 접착제를 갖는 페이스 요소(60)는 블래더 성형을 위한 애프트-몸체(61)의 예비 성형품을 갖는 몰드 내에위치된다. 리턴부(74)는 언더컷부들(62a, 64a)에 맞춰서 끼워진다. 또한, 접착제가 언더컷부들(62a, 64a)에 도포될 수도 있다. 이러한 접착제들은 액체 또는 필름 매체의 열경화성 접착제를 포함한다. 바람직한 접착제는 미네소타주 미니에폴리스의 3M사에서 DP420NS 및 DP460NS라는 브랜드로 판매하는 두 부분으로 된 액체 에폭시다. 다른 대안적인 접착제들은 역시 3M사에서 판매하는 DP810NS와 같은 변형 아크릴 액체 접착제를 포함한다. 대안적으로, 하이솔 신스팬(Hysol Sysnspan)과 같은 발포 테이프들이 본 발명에 사용될 수도 있다. 이러한 부착 공정에 도중, 블래더는 예비 성형물과 페이스 요소(60)의 내부 중공부 내에 위치되어 몰드 내에서 가압되며, 몰드는 또한 가열된다. 동시 성형 공정(co-molding process)은 애프트-몸체(61)를 페이스 요소(60)에 고정한다. 다른 부착 공정에 있어서, 애프트-몸체(61)는 우선 블래더 성형되고 나서 접착제를 이용하여 페이스 요소(60)에 접합되거나 리턴부(74)에 기계적으로 고정된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 리턴부(74)는 소정 길이 Lo만큼 언더컷부(62a, 64a)에 겹쳐지며, 소정 길이 Lo는 바람직하게는 0.25inch 내지 1.00inch, 더 바랍직하게는 0.40inch 내지 0.70inch, 가장 바람직하게는 0.40inch다. 환형 갭(170)은 크라운부(62) 및 솔부(64)의 가장자리(190)와 리턴부(74)의 가장자리(195) 사이에 생성된다. 환형 갭(170)은 바람직하게는 0.020inch 내지 0.100inch, 더 바랍직하게는 0.050inch 내지 0.070inch, 가장 바람직하게는 0.060inch인 길이 Lg를 가진다. 언더컷부(62a, 64a)의 상부면으로부터의 돌기(projection; 175)는 리턴부(74)의 내부면과 언더컷부(62a, 64a)의 상부면 사이의 최소 접착 두께를 결정한다(establish). 접착 두께는 바람직하게는 0.002inch 내지 0.100inch, 더 바랍직하게는 0.005inch 내지 0.040inch, 가장 바람직하게는 0.015inch다. 바람직하게는 액상 접착제가 애프트 몸체(61)를 페이스 요소(61)에 고정한다. 액상 접착제가 내부 중공부(46)로 들어가는 것을 방지하도록 언더컷부들(62a, 64a)의 전측 가장자리(leading edge; 180)가 밀페될 수도 있다.

도 14, 도 14a, 도 14b, 도 14b, 도 14d, 도 14e, 도 14f, 및 도 14g는 애프트-몸체(61)의 바람직한 실시예를 도시한다. 애프트-몸체(61)의 크라운부(62)는 대체로 솔부(64)를 향하여 볼록하며, 결합부 외측의 솔부(65)의 리본 영역(90)을 페이스 부재(60)와 결합시킨다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 솔부(64)가 리본 영역(90)을 가지지 않을 수도 있다는 것을 알 것이다. 크라운부(62)는 바람직하게는 0.010 내지 0.100inch 범위, 더 바람직하게는 0.025inch 내지 0.070inch 범위, 더욱 더 바람직하게는 0.028inch 내지 0.040inch 범위를 가지며, 가장 바람직하게는 0.033inch의 두께를 가진다. 바람직하게는, 바닥 영역(91) 및 바닥 영역(91)과 대체로 직교하는 선택적인 리본 영역(90)을 포함하는 솔부(64)는 바람직하게는 0.010 내지 0.100inch 범위, 더 바람직하게는 0.025inch 내지 0.070inch 범위, 더욱 더 바람직하게는 0.028inch 내지 0.040inch 범위를 가지며, 가장 바람직하게는 0.033inch의 두께를 가진다.

바람직한 실시예에 있어서, 애프트-몸체는 프리-프레그로 된 다수의 플라이들로 구성되며, 전형적으로는 그 전체 내용이 참조에 의해 본 명세서에 통합된 복합 골프 헤드 및 그 제조 방법이라는 명칭의 미국 특허 6,248,025에서 개시된 바와같이 6개 또는 7개의 플라이들(바람직하게는 3개의 플라이들 내지 20개의 플라이들 범위)로 구성된다. 바닥 영역(91)은 대체로 크라운부(62)를 향하여 볼록하다. 애프트-몸체(61)의 솔부(64)는 솔판(95)의 부착을 위한 오목부(93)를 선택적으로 가진다. 바람직하게는, 솔판은 3M사에서 판매하는 폴리에틸렌 발포 아크릴 접착제(polyethylene foam acrylic adhesive)와 같은 감압성 접착제(pressure sensitive adhesive)로 부착된다. 바람직하게는, 솔판(95)은 알루미늄, 티타늄 또는 티타늄 합금과 같은 경금속으로 구성된다. 대안적으로, 솔판(95)은 내구성 플라스틱 재료(durable plastic material)로 구성된다. 대안적으로, 솔판(95)은 리턴부(74)의 하부 횡 영역(78)에 용접될 수도 있다.

도 8a는 본 발명의 클럽 헤드(42)의 내부 중공부(46)를 도시한 도 8의 골프 클럽(42)의 단면도다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 바람직하게는, 인서트 타격판(72)은 용접에 의해 리턴부(74)에 부착되며, 용접부는 용접 재료(49)로 도시되어 있다. 바람직하게는, 인서트 타격판(72)은 골프 클럽 헤드(42)의 전측 가장자리로부터 0.25inch 이상의 거리로 리턴부(74)에 부착된다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 인서트 타격판(72)은 또한 리턴부(74)에 부착하기 위해 구멍(45)에 가압-끼워맞춤되거나, 용융 접합되거나, 또는 다른 잘 알려진 방법들이 사용될 수도 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 웨이팅 부재(weighting member; 122)가 클럽 헤드(42)의 내부 중공부(46) 내에 배치되는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어서, 웨이팅 부재(122)는 관성 모멘트를 증가시켜 골프 클럽 헤드(42)의 무게중심을 제어하기 위해 솔부(64)의 리본 영역(90)의 내부면에 배치된다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 골프 클럽 헤드(42)의 무게 중심, 관성 모멘트 또는 다른 고유 물성들에 영향을 주기 위하여 웨이팅 부재(122) 및 추가의 웨이팅 부재들(122)이 클럽 헤드의 다른 위치에 놓여질 수도 있음을 알 것이다. 바람직하게는, 웨이팅 부재(122)는 텅스텐이 박힌 필름(tungtsten loaded film), 텅스텐 도핑된 폴리머들(tungsten doped polymers), 또는 참조에 의해 본 명세서에 통합되고 일체형 웨이트 스트립을 갖는 복합 골프 클럽 헤드라는 명칭을 가지며 1999년 12월 29일자로 출원되어 동시계류 중인 미국특허출원 09/474,688에서 기술된 바와 같은 유사한 웨이팅 메커니즘들이다. 관련 분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않으면서 다른 고밀도 재료들이 선택적인 웨이팅 부재로서 사용될 수도 있음을 알 것이다.

바람직한 실시예에 있어서, 웨이트 부재(122)는 3개의 웨이팅 요소들(122a, 122b 및 122c)로 구성되며, 이것들은 애프트-몸체(61)의 솔부(64)의 리본 영역의 프리프레그로 된 플라이들 내에 삽입된다. 힐 웨이트 요소(122a), 중앙 웨이트 요소(122b), 및 토우 웨이트 요소(122c)는 모두 리본 영역(90)을 구성하는 프리프레그로 된 플라이들 내에 배치된다. 개별적으로, 각 웨이트 요소들(122a 내지 122c)은 10g 내지 30g, 바람직하게는 14g 내지 25g, 더 바람직하게는 15g 내지 20g 범위의 질량을 가진다. 각 웨이트 요소들(122a 내지 122c)은 5g/cm³내지 20g/cm³범위, 더 바람직하게는 7g/cm³내지 12g/cm³범위, 가장 바람직하게는 8.0g/cm³의 밀도를 가진다.

바람직하게는, 각 웨이트 요소들(122a 내지 122c)은 금속 재료와 통합된 폴리머 재료로 구성된다. 바람직하게는 금숙 재료는 구리, 텅스텐, 강철, 알루미늄, 주석, 은, 금, 백금 등으로부터 선택된다. 바람직한 금속은 텅스텐이며, 이는 그것의 고밀도 때문이다. 폴리머 재료는 열가소성 또는 열경화성 폴리머 재료다. 바람직한 폴리머 재료는 폴리우레탄, 에폭시, 나일론, 폴리에스테르, 또는 이와 유사한 재료들이다. 가장 바람직한 폴리머 재료는 열가소성 폴리우레탄이다. 바람직한 웨이트 요소(122a, 122b 또는 122c)는 8.0g/cm³의 밀도를 가지도록 텅스텐과 통합된 사출성형된 열가소성 폴리우레탄이다. 바람직한 실시예에 있어서, 각 웨이트 유소들(122a 내지 122c)은 50 내지 95 체적%의 폴리우레탄 및 50 내지 5 체적%의 텅스텐으로 구성된다. 또한, 바람직한 실시예에 있어서, 각 웨이트 요소들((122a 내지 122c)은 10 내지 25 중량%의 폴리우레탄 및 90 내지 75 중량%의 텅스텐으로 구성된다.

바람직하게는, 웨이트 요소들((122a 내지 122c)은 대략 인서트 타격판(72)의 힐 영역(66)으로부터 후부 영역(70)을 통해 타격판부(72)의 토우 영역(68)까지 연장한다. 그러나, 웨이트 요소들((122a 내지 122c)은 리본 영역(90)의 후부 영역(70), 리본 영역(90)의 힐 영역(66), 리본 영역(90)의 토우 영역(68), 또는 이것들의 어떠한 조합을 따라서만 연장할 수도 있다. 또한, 웨이트 요소들((122a 내지 122c)은 일렬로 위치되는 대신 서로 평행하게 위치될 수도 있다. 본 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않으면서 웨이트 부재용으로 다른 웨이팅 재료들이 사용될 수도 있다는 것을 알 것이다. 웨이트 요소들((122a 내지 122c)의 배치는 골프 클럽 헤드(40)의 관성 모멘트가 최적화될 수 있게 한다.

또한, 호젤(54)이 도 7에 도시되어 있으며, 이 호젤은 내부 중공부(46) 내에 배치되고, 페이스 요소(60)의 일 부분으로서 위치된다. 호젤(54)은 페이스 요소(60)와 유사한 재료로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 용접 등으로 페이스 요소(60)에 고정된다. 또한, 호젤(54)은 페이스 요소(60)의 성형과 함께 성형될 수도 있다. 더욱이, 호젤은 경량의 비유사 재료로 구성되어 접착 또는 다른 기계적 고정 기법들을 이용하여 고정될 수도 있다. 호젤(54)의 내부 중공부는 구멍(59)으로부터 솔부(64)까지 테이퍼지는 튜브를 형성하는 호젤 벽(120)에 의해 한정된다. 바람직한 실시예에 있어서, 호젤 벽(120)은 힐부 횡영역(80)과 결합하지 않으므로써 호젤 벽(120)과 힐부 횡영역(80) 사이에 공간을 형성한다. 샤프트(48)는 호젤(54) 내에 배치된 인서트 호젤(121) 내에 배치된다. 이러한 인서트 호젤(121) 및 호젤(54)은 참조에 의해 본 명세서 내에 통합되며, 호젤 라이너를 갖는 골프 클럽이라는 명칭으로 2000년 8월 31일 출원되어 동시계류 중인 미국특허출원 09/652,491에 개시되어 있다. 또한, 바람직하게는, 골프공의 임팩트 중 인서트 타격판(72)의 컴플라이언스(compliance)를 허용하기 위하여 호젤(54)은 타격판부(72)로부터 후방에 위치된다. 일 실시예에 있어서, 호젤(54)은 인서트 타격판(72)로부터 0.125inch 후방에 배치된다.

도 12는 본 발명의 골프 클럽 헤드(42)의 페이스 요소(60)의 대안적인 실시예를 도시한다. 도 12는 인서트 타격판(72)의 두께에 있어서 변화를 가지는 페이스 요소(60)를 도시한다. 바람직한 실시예에 있어서, 인서트 타격판(72)은 0.040inch 내지 0.200inch 범위, 바람직하게는 티타늄 합금 인서트 타격판(72)에 대해서는 0.111inch 스테인레스강 인서트 타격판(72)에 대해서는 0.085inch의 균일한 두께를 가진다. 도 12의 대안적인 실시예에 있어서, 인서트 타격판(72)은 타원 영역들로 구분되며, 각 타원 영역은 상이한 두께를 가진다. 이 실시예에 있어서, 바람직하게는, 중앙 타원 영역(102)은 0.120inch 내지 0.090inch, 바람직하게는 0.115inch 내지 0.100inch 범위, 가장 바람직하게는 0.105inch의 최대 두께를 가진다. 바람직하게는, 중앙 타원 영역(102)은 균일한 두께를 가진다. 바람직하게는, 제 1 동심 영역(104)은 0.110inch 내지 0.076inch, 바람직하게는 0.100inch 내지 0.086inch 범위, 가장 바람직하게는 0.088inch의 다음으로 두꺼운 두께를 가진다. 바람직하게는, 제 1 동심 영역은 제 1 동심 영역(104) 두께로부터 주변 영역(110) 두께로 천이하는 두께를 가진다. 바람직하게는, 주변 영역(110)은 0.082inch 내지 0.062inch 범위, 가장 바람직하게는 0.072inch의 다음으로 두꺼운 두께를 가진다. 인서트 타격판(72)의 두께 변화 때문에, 인서트 타격판(72)의 중앙(111)에 최대 두께가 집중됨으로써 인서트 타격판의 유연성을 유지할 수 있으며, 이에 따라 인서트 타격판(72)의 내구성이 감소되지 않으면서 골프공으로의 에너지 손실은 더 적고 반발 계수는 더 크다.

도 12a는 페이스 요소(60)의 또다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에 있어서, 인서트 타격판(72)은 0.120inch 내지 0.090inch, 바람직하게는 0.115inch 내지 0.100inch 범위, 가장 바람직하게는 0.105inch의 최대 두께를 가지는 것이 바람직한 중앙 타원 영역(102)을 가진다. 바람직하게는, 중앙 타원 영역(102)은 균일한 두께를 가진다. 바람직하게는, 제 1 동심 영역(104)은 0.110inch 내지 0.090inch, 바람직하게는 0.104inch 내지 0.094inch 범위, 가장 바람직하게는 0.098inch의 다음으로 두꺼운 두께를 가진다. 바람직하게는, 제 2 동심 영역(106)은 0.100inch 내지 0.080inch, 바람직하게는 0.095inch 내지 0.085inch 범위, 가장 바람직하게는 0.088inch의 다음으로 두꺼운 두께를 가진다. 바람직하게는, 제 3 동심 영역(108)은 0.090inch 내지 0.070inch, 바람직하게는 0.083inch 내지 0.073inch 범위, 가장 바람직하게는 0.080inch의 다음으로 두꺼운 두께를 가진다. 바람직하게는, 동심 영역들은 각각 인접한 한 영역으로부터 다른 영역으로 천이하는 두께를 가진다. 바람직하게는, 주변 영역(110)은 0.072inch 내지 0.061inch 범위의 다음으로 두꺼운 두께를 가진다. 주변 영역은 토우 주변 영역(110a)과 힐 주변 영역(110b)을 포함한다.

바람직하게는 페이스 요소(60)의 리턴부(74)는 잘 알려진 로스트-왁스 캐스팅 법(lost-wax casting method)과 같은 방법으로 용융된 금속으로부터 캐스팅된다. 바람직하게는, 캐스팅용 금속은 티타늄 또는 단조용의 6-4 티타늄 합금, 알파베타 티타늄 합금 또는 베타 티타늄 합금, 및 캐스팅용 6-4 티타늄과 같은 티타늄 합금이다. 또한, 리턴부는 17-4 합금강으로 구성될 수도 있다. 페이스 요소(60)의 리턴부(74)를 제조하기 위한 다른 방법은 판금(flat sheet of metal)으로부터리턴부(74)를 형성하는 법, 판금으로부터 리턴부를 초가소성 성형(super-plastic forming)하는 법, 금속 블록(solid block of metal)으로부터 리턴부(74)를 기계가공하는 법, 단조된 예비 성형품으로부터 리턴부(74)를 전기화학적으로 밀링하는 법 등의 방법을 포함한다.

본 발명은 높은 반발 계수를 가짐으로써 본 발명의 골프 클럽 헤드에 의한 골프공의 히팅 거리가 더 증가될 수 있는 골프 클럽 헤드를 지향한다. 반발 계수(COR이라고도 한다)는 다음의 방정식 :e=V ₂ V ₁ U ₁ U ₂ 에 의해 한정되며, 여기서U ₁ 은 임팩트 전의 클럽 헤드의 속도고;U ₂ 는 임팩트 전의 골프공의 속도로서 0이며;V ₁ 은 골프 클럽 헤드로부터 골프 공이 분리된 직후의 클럽 헤드의 속도고;V ₂ 는 골프 클럽 헤드로부터 골프 공이 분리된 직후의 골프공의 속도며; 그리고e는 골프공과 클럽 페이스 간의 반발 계수다.

에너지 추가가 없는 시스템에 대해e값은 0과 1.0 사이로 제한된다. 반발 계수e는, 부드러운 흙(soft clay)이나 퍼티(putty)와 같은 재료에 대해서는 거의 0인 반면, 완벽한 탄성 재료에 대해서는 변형의 결과로서 어떤 에너지도 손실되지 않는 한e값은 1.0일 것이다. 본 발명은, 통상의 테스트 조건 하에서 측정될 때, 바람직하게는 0.81 내지 0.94의 반발 계수를 가지는 클럽 헤드를 제공한다.

정해진 골프공을 이용한 표준 USGA 테스트 조건 하에서의 본 발명의 클럽 헤드(42)의 반발 계수는 바람직하게는 대략 0.80 내지 0.94, 더 바람직하게는 0.82 내지 0.883 범위이며 가장 바람직하게는 0.83이다.

본 발명의 클럽 헤드의 체적은 250cm³내지 600cm³, 더 바람직하게는 300cm³내지 510cm³, 더욱 더 바람직하게는 345cm³내지 395cm³범위며, 가장 바람직하게는 350cm³이다. 또한, 골프 클럽 헤드(42)의 체적은 작은 체적을 갖는 페어웨이 우드(fairway woods)(바람직하게는 3번 우드 내지 11번 우드)와 페어웨이 우드보다 큰 체적을 가질 드라이버 사이에서 변화한다.

본 발명의 클럽 헤드(42)의 질량은 바람직하게는 165g 내지 300g, 더 바람직하게는 175g 내지 205g, 가장 바람직하게는 190g 내지 200g 범위다. 바람직하게는, 페이스 요소(60)는 50g 내지 100g, 더 바람직하게는 65g 내지 95g, 더욱더 바람직하게는 70g 내지 90g 범위며, 가장 바람직하게는 78g인 질량을 가진다. (웨이팅 없는) 애프트-몸체(61)는 10g 내지 60g, 더 바람직하게는 15g 내지 50g, 가장 바람직하게는 35g 내지 40g 범위의 질량을 가진다. (바람직하게는 3개의 별도의 웨이팅 부재들(122a, 122b, 및 122c)로 구성된) 웨이팅 부재(122)는 바람직하게는 30g 내지 120g, 더 바람직하게는 50g 내지 80g 범위, 가장 바람직하게는 60g의 질량을 가진다. 바람직하게는, 내부 호젤(54)은 바람직하게는 3g 내지 20g, 더 바람직하게는 5g 내지 15g 범위, 가장 바람직하게는 12g의 질량을 가진다. 바람직하게는, 솔판(95)은 바람직하게는 3g 내지 20g, 더 바람직하게는 5g 내지 15g 범위, 가장 바람직하게는 8g의 질량을 가진다. 부가적으로, 0.5g 내지 5g 범위의 양으로, 에폭시 또는 다른 흐를 수 있는 재료가 선택적인 웨이팅을 위하여 골프 클럽 헤드(42)의 내부 중공부(46)로 주입될 수도 있다.

인서트 타격판(72)로부터 크라운부(62)의 후부 영역까지의 골프 클럽 헤드(42)의 깊이는 바람직하게는 3.0inch 내지 4.5inch 범위며, 가장 바람직하게는 3.75inch다. 어드레스 위치(address position)에 있는 동안 측정되었을 때, 클럽 헤드(42)의 높이 H는 바람직하게는 2.0inch 내지 3.5inch, 가장 바람직하게는 2.50inch 내지 2.9inch 범위다. 토우 영역(68)로부터 힐 영역(66)까지의 클럽 헤드(42)의 폭 W는 바람직하게는 4.0inch 내지 5.0inch 범위며, 가장 바람직하게는 4.7inch다.

도 10 및 도 10a는 골프 클럽 헤드의 무게 중심을 통하는 관성축들(axes of inertia)을 도시한다. 관성축들은 X, Y, 및 Z로 지시되어 있다. X축은 타격판부(72)로부터 무게 중심(CG)을 통하여 골프 클럽 헤드의 후방까지 연장한다. Y축은 골프 크럽 헤드(42)의 토우 영역(68)으로부터 무게 중심(CG)을 통하여 골프 클럽 헤드(42)의 힐 영역(66)까지 연장한다. Z축은 크라운부(62)로부터 무게 중심(CG)을 통하여 솔부(64)까지 연장한다.

랄프 몰트비(RalphMaltby)의 "골프 클럽 설계, 피팅, 올터레이션, 및 리페어(Golf Club Design, Fitting, Alteration & Repair)" 제4판에서 한정된 바와 같이, 골프 클럽 헤드의 무게 중심 또는 질량 중심은, 들린 상태에서 클럽 헤드가 균형을 이루는 둘 이상의 점들의 수직 교점(vertical intersection)으로 결정되는 클럽 헤드 내부의 점이다. 무게 중심의 이러한 한정은 "골프 클럽 설계, 피팅, 올터레이션, 및 리페어"에 더 상세하게 설명되어 있다.

바람직하게는, 골프 클럽 헤드(42)의 무게 중심과 관성 모멘트는 테스트 프레임(X^T, Y^T, Z^T)을 이용하여 측정되고 나서, 도 11 및 11a에 도시된 바와 같은, 헤드 프레임(X^H, Y^H, Z^H)으로 변환된다. 골프 클럽 헤드의 무게 중심은, 참조에 의해 본 명세서에 통합되고 "고 관성 모멘트 복합 골프 클럽(High Moment Of Inertia Composite Golf Club)"이라는 명칭으로 2001년 2월 27일 출원되어 동시계류 중인 미국특허출원 09/796,951에 개시된 바와 같이, 두 개의 웨이트 스케일(weight scale)을 가지는 무게 중심 테이블을 이용하여 얻어진다. 샤프트가 있다면, 그것은 제거되고 골프 클럽 헤드의 축들에 직교하는 다수의 면들을 가지는 호젤 큐브(hosel cube)로 교체된다. 골프 클럽 헤드의 무게가 주어지면, 스케일들 중 하나를 이용하여 골프 클럽 헤드가 두 스케일에 동시에 놓여질 때 골프 클럽 헤드의 무게 분포를 결정하고 특정 방향, X, Y, 또는 Z 방향을 따라 무게를 잰다.

헤드	체적	헤드질량	디스크릿 질량(Discreet Mass)	COR	RP Mat	SP-Mat
예 1	35cc	198g	35g	0.825	71-4	465

헤드	Ixx	Iyy	Izz	Ixy	Ixz	Iyz
예 1	2315	2236	3565	196	-37	121

표 1은 골프 클럽 헤드(42)의 체적, 웨이트 부재를 제외한 헤드의 무게, 웨이트 부재(122)의 질량, USGA 표준 테스트를 이용한 0 내지 1 스케일 상의 반발 계수(COR), 리턴부(47)의 재료(RP-MAT), 및 인서트 타격판(72)의 재료(SP-MAT)을 열거한다. 예 1은 350cm³의 골프 클럽 헤드(42)다. 리턴부는 캐스트 17-4 합금강 재료로 구성되고, 인서트 타격판(72)은 465 합금강 재료로 구성된다. 애프트 몸체(61)는 프리프레그로 된 다수의 동시 경화 플라이들로 구성된다.

표 2는 표 1의 전형적인 골프 클럽 헤드(42)에 대한 관성 모멘트를 열거한다. 관성 모멘트의 단위는 g·cm²이다. 예 1에 대하여, 무게 중심은 X방향으로 0.458inch, Y방향으로 0.672inch, 그리고 Z방향으로 1.191inch에 있다.

대체로, 본 발명의 골프 클럽 헤드(42)에 대한 Z축 둘레의 관성 모멘트 Izz는 2800g·cm²내지 5000g·cm², 바람직하게는 3000g·cm²내지 4500g·cm², 그리고 가장 바람직하게는 3200g·cm²내지 4000g·cm²범위일 것이다. 본 발명의 골프 클럽 헤드(42)에 대한 Y축 둘레의 관성 모멘트 Iyy는 1500g·cm²내지 2750g·cm², 바람직하게는 2000g·cm²내지 2400g·cm², 그리고 가장 바람직하게는 2100g·cm²내지 2300g·cm²범위일 것이다.

상술한 바로부터, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 가치있는 진보를 인식할 것이고, 본 발명이 첨부 도면에 도시된 바람직한 실시예 및 다른 실시예들에 결부되어 기술되었지만, 이하의 청구범위를 제외하면 앞서 기술된 바에 의해 제한되지 않도록 의도된 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경, 변형 및 균등물의 치환이 이루어질 수 있음을 충분히 이해할 것이다. 그러므로, 배타적인 소유권 또는 권리가 청구되는 본 발명의 실시예들은 이하의 첨부된 청구범위에서 한정된다.

Claims

구멍을 갖는 리턴부와 구멍 내에 위치되는 인서트 타격판을 가지며, 인서트 타격판은 0.010inch 내지 0.250inch 범위의 균일한 두께를 가지고 리턴부는 0.010inch 내지 0.250inch 범위의 두께를 가지며, 리턴부는 인서트 타격판의 외주로부터 0.25inch 내지 1.5inch 범위의 거리를 연장하는 페이스 요소; 및

복합 재료로 구성되고, 크라운부, 솔부 및 리본부를 가지며, 페이스 요소의 리턴부에 부착되는 애프트-몸체를 포함하며;

0.80 내지 0.94의 반발 계수를 가지는 골프 클럽 헤드.
제 1 항에 있어서, 인서트 타격판은 성형 금속 재료로 구성되는 골프 클럽 헤드.
제 1 항에 있어서, 인서트 타격판은 단조 금속 재료로 구성되는 골프 클럽 헤드.
제 1 항에 있어서, 애프트-몸체는 프리프레그 재료로 된 다수의 플라이로 구성되는 골프 클럽 헤드.
인서트 타격판은 1.7 이하의 종횡비를 가지는 골프 클럽 헤드.
제 1 항에 있어서, 리턴부는 캐스트 재료로 구성되는 골프 클럽 헤드.
제 1 항에 있어서, 인서트 타격판은 기본 두께를 가지는 중앙 타원 영역, 기본 두께보다 얇은 제 1 두께를 가지는 제 1 동심 영역, 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가지는 제 2 동심 영역, 제 2 두께보다 얇은 제 3 두께를 가지는 제 3 동심 영역, 및 제 3 두께보다 얇은 제 4 두께를 가지는 주변 영역을 포함하는 골프 클럽 헤드.
제 2 항에 있어서, 리턴부는 캐스트 스테인레스강 재료로 구성되는 골프 클럽 헤드.
제 1 항에 있어서, 290cm³내지 600cm³범위의 체적을 가지는 골프 클럽 헤드.
제 1 항에 있어서, Izz축 둘레의 관성 모멘트가 300g·cm²이상인 골프 클럽 헤드.
구멍을 갖는 리턴부와 구멍 내에 위치되는 인서트 타격판을 가지며, 인서트타격판은 성형 또는 단조 금속 재료로 구성되고 0.010inch 내지 0.250inch 범위의 균일한 두께를 가지며, 리턴부는 캐스트 금속 재료로 구성되고 0.010inch 내지 0.250inch 범위의 두께를 가지며, 리턴부는 인서트 타격판의 외주로부터 0.25inch 내지 1.5inch 범위의 거리를 연장하는 페이스 요소;

프리프레그로 된 다수의 플라이로 구성되고, 크라운부, 솔부 및 리본부를 가지며, 페이스 요소의 리턴부에 부착되고, 0.015inch 내지 0.100inch 범위의 두께를 가지는 애프트-몸체; 및

애프트-몸체의 리본 내에 배치되며, 10g 내지 100g 범위의 질량을 가지는 웨이팅 부재를 포함하며;

무게 중심을 통하는 Izz축 둘레의 관성 모멘트는 3000g·cm²이상이고, 무게 중심을 통하는 Iyy축 둘레의 관성 모멘트는 1900g·cm²이상인 골프 클럽 헤드.
구멍을 갖는 리턴부와 구멍 내에 위치되는 인서트 타격판과 샤프트를 수용하기 위한 내부 튜빙을 가지며, 인서트 타격판은 외부 표면 및 내부 표면을 가지고 골프 클럽 헤드의 힐 영역으로부터 골프 클럽 헤드의 토우 영역까지 연장하며, 리턴부는 인서트 타격판의 주변으로부터 후측을 향해 횡으로 연장하고, 내부 튜빙은 리턴부의 상부 영역 및 리턴부의 하부 영역과 결합하는 페이스 요소; 및

프리프레그로 된 다수의 플라이로 구성되고, 크라운부, 솔부 및 리본부를 가지며, 크라운부는 리턴부의 상부 영역에 접착되고 리턴부의 상부 영역은 적어도0.25inch의 거리를 크라운부와 겹치며, 솔부는 리턴부의 하부 영역에 접합되고 리턴부의 하부 영역은 적어도 적어도 0.25inch의 거리를 솔부와 겹치는 애프트-몸체를 포함하는 골프 클럽 헤드.
구멍을 갖는 리턴부와 구멍 내에 위치되는 인서트 타격판을 가지며, 인서트 타격판은 성형 또는 단조 금속 재료로 구성되고 0.010inch 내지 0.250inch 범위의 균일한 두께를 가지며, 리턴부는 캐스트 금속 재료로 구성되고 0.010inch 내지 0.250inch 범위의 두께를 가지며, 리턴부는 인서트 타격판의 외주로부터 0.25inch 내지 1.5inch 범위의 거리를 연장하는 페이스 요소;

프리프레그로 된 다수의 플라이로 구성되고, 크라운부, 솔부 및 리본부를 가지며, 페이스 요소의 리턴부에 부착되는 애프트-몸체; 및

애프트-몸체의 리본 내에 배치되며, 30g 내지 100g 범위의 질량을 가지는 웨이팅 부재를 포함하며;

무게 중심을 통하는 Izz축 둘레의 관성 모멘트는 3000g·cm²이상이고, 무게 중심을 통하는 Iyy축 둘레의 관성 모멘트는 1900g·cm²이상인 골프 클럽 헤드.
구멍을 갖는 리턴부와 구멍 내에 위치되는 인서트 타격판을 가지며, 인서트 타격판은 성형 또는 단조 티타늄 합금 재료로 구성되고 0.010inch 내지 0.250inch 범위의 균일한 두께를 가지며, 리턴부는 캐스트 티타늄 합금 재료로 구성되고0.010inch 내지 0.250inch 범위의 두께를 가지며, 리턴부는 인서트 타격판의 외주로부터 0.25inch 내지 1.5inch 범위의 거리를 연장하는 페이스 요소;

프리프레그로 된 다수의 플라이로 구성되고, 크라운부, 솔부 및 리본부를 가지며, 페이스 요소의 리턴부에 부착되는 애프트-몸체를 포함하며;

250cm³내지 525cm³범위의 체적과 175g 내지 225g 범위의 질량을 가지는 골프 클럽 헤드.