KR20040098509A - 골프 클럽 헤드 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 웨이트재의 부착이 견고하고, 내구성도 양호한 골프 클럽 헤드를 제공하는 것이다.

골프 클럽 헤드(1)는 솔부의 후방부에 개구(11)를 가진 헤드 본체(10)와, 상기 개구(11)에 결합되어 용접에 의해 상기 헤드 본체(10)에 고정 부착된 웨이트재(20)로 이루어진다. 용접 금속(비드)(21)은, 바람직하게는 TIG 용접 등에 의해 형성된다. 헤드 본체(10)는, 바람직하게는 스테인레스강으로 이루어지고, 웨이트재는 Fe 43 내지 54 중량％, W 25 내지 35 중량％, Ni 13 내지 19 중량％, Cu 1 내지 3 중량％의 철 및 텅스텐 합금으로 이루어진다.

Description

골프 클럽 헤드 {GOLF CLUB HEAD}

본 발명은 중공의 골프 클럽 헤드에 관한 것으로, 특히 웨이트재를 설치한 골프 클럽 헤드에 관한 것이다.

스틸 혹은 티탄 합금 등의 금속제의 중공 골프 클럽 헤드의 무게 중심 높이나 무게 중심 깊이 혹은 골프 클럽 헤드의 밸런스 등의 조정을 위해, 솔부에 텅스텐 등의 고비중 금속 재료로 이루어지는 웨이트재를 배재하는 것이 있다.

헤드 본체가 티탄 합금 등의 저비중 금속으로 이루어지고, 웨이트재가 텅스텐 또는 텅스텐 합금으로 이루어지는 경우, 헤드 본체와 웨이트재를 용접하는 것은 매우 어렵다. 일본 특허 공개 평10-94623호 공보에 텅스텐으로 이루어지는 중량체의 외주위에 헤드 본체의 솔재와 같은 재질의 통형, 띠형 또는 선형의 재료를 끼움 부착 또는 권취하고, 계속해서 이를 솔에 용접하는 것이 기재되어 있다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 평10-94623호 공보

상기 일본 특허 공개 평10-94623호 공보의 골프 클럽 헤드에서는 중량체의 외주에 솔재와 같은 재질의 재료를 끼움 부착 또는 권취한 후에 용접을 행하므로, 중량체의 부착에 시간이 걸린다. 또한, 중량체와, 그것에 끼움 부착 또한 권취 부착한 주위재와의 경계면에 수분이 침입하여 골프 클럽 헤드의 내구성이 저하될 우려도 있다.

본 발명은, 상기 종래의 문제점을 해결하여 웨이트재의 부착이 견고하고 내구성이 우수한 동시에, 제작도 용이한 골프 클럽 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 실시 형태에 관한 골프 클럽 헤드를 솔측으로부터 본 사시도.

도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.

도3은 용접 전의 도2와 동일 부분의 단면도.

도4의 (a) 및 도4의 (b)는 다른 실시 형태를 설명하는 용접 전의 단면도.

도5는 제1 실시예의 골프 클럽 헤드의 바닥면의 사진.

도6은 제1 실시예의 골프 클럽 헤드의 종단면의 사진.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 골프 클럽 헤드

2 : 페이스부

3 : 크라운부

4 : 솔부

10, 10' : 헤드 본체

11 : 개구

12 : 스토퍼부

20 : 웨이트재

21 : 용접 금속(비드)

본 발명의 골프 클럽 헤드는 중공의 헤드 본체를 갖는 골프 클럽 헤드이며, 상기 헤드 본체는 하향면 부분 중 적어도 일부가 금속제로 되어 있고, 상기 금속제 부분에 웨이트재가 고정 부착되어 있는 골프 클럽 헤드에 있어서, 상기 웨이트재가 상기 헤드 본체에 대해 실질적으로 용접에 의해서만 부착되어 있고, 상기 헤드 본체에 개구 또는 외면으로부터 함몰되는 오목부가 마련되고, 상기 개구 또는 오목부에 상기 웨이트재가 결합되고, 상기 웨이트재의 외연부가 상기 개구 또는 오목부의 내연부에 대해 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 이 하향면 부분이라 함은, 솔부, 사이드부, 그 밖의 실질 크라운부에 대향한 하향면부를 말한다.

이러한 본 발명의 골프 클럽 헤드는, 웨이트재가 헤드 본체에 대해 실질적으로 용접에 의해서만 부착되어 있는 것이고, 웨이트재의 부착이 견고하고 내구성이 우수하고, 또한 골프 클럽 헤드의 제작도 용이하다.

본 발명에서는, 웨이트재의 외연과 개구 또는 오목부의 내연부와의 사이의 간극을 매립하는 비드를 형성하도록 용접을 행하는 것이 바람직하다. 이 용접은 비드를 용이하게 형성할 수 있는 아크 용접 또는 플라즈마 용접이 적합하다.

본 발명에서는, 헤드 본체는 전체가 금속제인 것이 바람직하지만, 일부를 탄소 섬유 강화 합성 수지 등의 비금속 재료로 해도 좋다.

골프 클럽 헤드를 페어웨이 우드 혹은 유틸리티 클럽 헤드로 하는 경우, 이 금속의 비중은 6.5 내지 8.5인 것이 바람직하다. 이 비중을 만족시키는 특히 적합한 금속 재료로서는, 비중 6.5 내지 7의 스테인레스강이 예시된다.

웨이트재는 비중 10 내지 13의 것이 적합하다. 이 웨이트재를 주조품으로 함으로써, 치수 정밀도가 좋은 웨이트재를 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

본 발명에서는, 웨이트재는 텅스텐 합금이 적합하다. 특히, 헤드 본체를 스테인레스제로 하는 경우 등에는 스테인레스강과의 용접이 용이한 철ㆍ텅스텐 합금인 것이 바람직하다.

구체적으로 적합한 조성 범위에 대해서는 다음에 상세하게 서술한다.

이하, 도면을 참조하여 실시 형태에 대해 설명한다. 도1은 실시 형태에 관한 골프 클럽 헤드를 솔측으로부터 본 사시도, 도2는 도1의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도, 도3은 용접 전의 도2와 동일 부분의 단면도, 도4의 (a) 및 도4의 (b)는 다른 실시 형태를 설명하는 용접 전의 단면도이다.

이 골프 클럽 헤드(1)는 중공 금속제의 목재형 골프 클럽 헤드이고, 볼을 히트하기 위한 페이스부(2)와, 상기 페이스부(2)의 상부 모서리로부터 후방으로 연장되는 크라운부(3)와, 상기 페이스부(2)의 하부 모서리로부터 후방으로 연장되는 솔부(4)와, 샤프트(도시 생략)가 삽입되고, 접착제 등에 의해 고정 부착되는 호젤부(5) 등을 갖고 있다.

이 골프 클럽 헤드(1)는 솔부의 후방부에 개구(11)를 가진 헤드 본체(10)(도3)와, 상기 개구(11)에 결합되어 용접에 의해 상기 헤드 본체(10)에 고정 부착된 웨이트재(20)로 이루어진다. 부호 21은 이 웨이트재(20)를 용접하고 있는 용접 금속(비드)을 나타낸다. 웨이트재(20)는 용접에 의해서만 헤드 본체(10)에 부착되어 있다.

헤드 본체(10)는 골프 클럽 헤드(1)의 웨이트재(20) 이외의 모든 부분을 구성하고 있다. 본 실시 형태에서는, 헤드 본체(10)는 로스트 왁스법에 따라서 일체로 주조되어 있지만, 복수 부분을 각각 주조, 단조 또는 프레스 성형 등에 의해 제조하고, 용접에 의해 접합되어 중공 형상이 된 것이라도 좋다.

개구(11)는 헤드 본체(10)의 좌우 폭 방향, 즉 토우 힐 방향의 대략 중앙부이며 또한 솔부의 가장 후방부 근방에 위치하고 있다.

본 실시 형태에서는, 개구(10)는 대략 타원형이지만, 대략 원형이라도 좋고, 대략 사각형 혹은 대략 다각형이라도 좋다. 개구(11)를 타원형으로 하는 경우, 긴 직경을 헤드 본체(10)의 좌우 폭 방향으로 하는 것이 바람직하다. 타원형 개구의 긴 직경은 짧은 직경의 1.2 내지 2.0배인 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 개구(11)는 그 전체가 골프 클럽 헤드(1)의 하향의 면에 설치되어도 좋지만, 본 실시 형태와 같이, 개구(11)는 골프 클럽 헤드(1)의 후방향의 면에도 일부가 걸리도록 설치되어도 좋다. 이와 같이, 골프 클럽 헤드(1)의 후방면까지 개구를 연장시켜 후방면의 일부를 웨이트재로 구성함으로써, 골프 클럽 헤드(1)의 무게 중심 심도를 크게 할 수 있다.

이 개구(11)에 대해 도3과 같이 웨이트재(20)를 결합시켜, 개구(11)의 내연과 웨이트재(20)의 외연과의 사이를, 비드(21)를 형성하도록 하여 외면측으로부터 용접을 행한다. 이 용접은 TIG 용접이나 MIG 용접 등의 아크 용접 외에, 플라즈마 용접이 적합하다. 또한, 본 실시 형태에서는 용접을 용이하게 행하는 동시에, 웨이트재(20)의 용접 강도를 높이기 위해, 도3과 같이 웨이트재(20)의 외연과 개구(11)의 내연과의 사이에 선단 개방부를 마련하고 있다.

웨이트재(20)는 치수 정밀도가 좋은 것을 제조할 수 있는 점으로부터 로스트 왁스법 등의 주조법에 의해 제조된 것이 바람직하다. 웨이트재(20)는 용접을 용이하게 하기 위해, 주위의 솔부와 동등 정도 또는 그 이상의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 웨이트재(20)의 두께는 전체적으로 균일해도 좋고, 중앙부가 두껍고 주연부가 얇은 대략 볼록 렌즈형의 것이라도 좋다.

또한, 본 실시 형태에 관한 중공 골프 클럽 헤드에서는 페이스부(2)의 두께가 크라운부(3) 및 솔부(4)의 두께보다도 크게 되어 있다. 페이스부(2)와 솔부(4) 및 크라운부(3)와의 연계부는 도3과 같이 두께를 크게 하여 강도를 유지하도록 되어 있다.

또한, 본 발명을 특별히 한정하는 것은 아니지만, 헤드 본체(10)를 스테인레스강제로 한 페어웨이 우드인 경우, 페이스부(2)는 볼의 타격시의 강도를 필요로 하므로 2 내지 3.5 ㎜의 두께로 하는 것이 좋다. 두께가 3.5 ㎜ 이상에서는 과잉 중량이 되어 골프 클럽 헤드(1)를 크게 할 수 없게 된다. 또한 2 ㎜ 미만에서는 볼의 타격시의 강도가 불충분해진다.

크라운부(3) 및 솔부(4)는 0.5 내지 2.5 ㎜, 바람직하게는 0.7 내지 2.2 ㎜ 정도의 두께가 좋다. 0.5 ㎜ 미만에서는 중력 주조, 특히 로스트 왁스법에 의한 정밀 주조를 행하는 경우에, 탕 주위가 나빠져 정밀도의 확보가 문제가 된다. 한편, 2.5 ㎜를 초과하면 과잉 중량이 되어 골프 클럽 헤드(1)를 크게 할 수 없게 된다. 솔부(4)에 대해서는 크라운부(3)보다도 두껍게 하여 골프 클럽 헤드(1)의 저중심화를 도모하는 것도 가능하다. 이 목적으로, 솔부(7)의 두께를 일부 또는 전체에 3 ㎜까지 두껍게 해도 된다.

본 발명의 골프 클럽 헤드는 페어웨이 우드 혹은 이와 유사 형상의 유틸리티 클럽에 이용하는 데 적합하다. 페어웨이 우드 혹은 유틸리티 클럽용의 경우, 로프트각은 13 내지 25°가 적합하고, 체적은 150 내지 220 cc 정도가 적합하고, 중량은 200 내지 250 g 정도가 적합하다. 이 경우, 웨이트재의 중량은 20 내지 50 g, 특히 25 내지 40 g 정도[골프 클럽 헤드(1) 중량의 8 내지 25 ％, 특히 10 내지 20 ％ 정도]가 바람직하다.

다음에, 헤드 본체(10)의 구성 재료 등에 대해 설명한다.

이 헤드 본체(10)를 구성하는 금속 재료는 비중 6.5 내지 8.5, 특히 6.5 내지 8.0 특히 6.5 내지 7.0의 것이 바람직하다. 헤드 본체의 비중을 8.5 이하로 함으로써, 헤드 본체를 경량화할 수 있고, 예를 들어 헤드 체적을 150 내지 220 cc로 설정하여 골퍼에게 있어서 페어웨이 우드로서 취급하기 쉬운 크기로 하는 것이 용이해진다.

이 헤드 본체(10)의 구성 재료는 강, 특히 강도 및 내식성이 우수한 부분으로부터 스테인레스강이 바람직하다. 스테인레스강으로서는 마르텐사이트계, 펠라이트계, 오스테나이트계, 석출 경화형 등 중 어느 것이라도 좋다. 단, 헤드 본체(10)는 스테인레스 이외의 강 혹은 비철기 합금이라도 좋다. 본 발명에서 이용할 수 있는 강, 그 밖의 합금의 일예를 다음 표1에 나타낸다.

또한, 헤드 본체를 스테인레스강으로 한 경우, 용접시에 스테인레스강 중의 Cr과 C가 결합하여 탄화크롬이 생성되어 용접 강도가 저하될 우려가 있다. 따라서, 스테인레스강이나 그 밖의 크롬철을 채용하는 경우에는 저탄소강 종류를 채용하는 것이 바람직하다.

웨이트재(20)의 구성 재료에 대해 다음에 설명한다. 이 웨이트재(20)의 구성 재료는 비중 10 내지 13, 특히 비중 10 내지 12인 것이 적합하다. 이 웨이트재(20)로서는, 이러한 고비중을 갖는 동시에, 헤드 본체(10)를 스테인레스강제로 한 경우에 스테인레스와의 용접성이 양호한 점으로부터 철ㆍ텅스텐 합금이 적합하다.

웨이트재(20)에 적합한 철ㆍ텅스텐 합금으로서는,

Fe : 43 내지 54 중량 ％

W : 25 내지 35 중량 ％

Ni : 13 내지 19 중량 ％

Cu : 1 내지 3 중량 ％

로 이루어지는 조성의 것을 들 수 있다.

이 조성의 철ㆍ텅스텐 합금은 스테인레스와의 용접성이 우수한 동시에, 가공성도 양호하다.

이 조성의 한정 이유에 대해 다음에 설명한다. 또한, 이하 ％는 중량 ％를 나타낸다.

철(Fe)은 스테인레스와의 용접성을 양호하게 하기 위해, 43 내지 54 ％ 함유시킨다. Fe가 43 ％ 미만에서는 용접성을 충분히 향상시킬 수는 없다. 한편, Fe가 49 ％ 이상 함유되면 웨이트재의 비중이 작아진다.

Fe는, 바람직하게는 45 내지 52 ％, 더욱 바람직하게는 47 내지 52 ％ 함유되는 것이 좋다. 이에 의해, W 첨가에 의한 비중 증대 효과를 충분히 유지하면서,가능한 한 용접성을 향상시킬 수 있다.

텅스텐(W)은 웨이트재의 비중을 증대시키기 위한 원소이다. W가 25 ％ 미만에서는 웨이트재의 비중이 낮은 것으로 된다. 한편, W가 35 ％ 초과가 되면 웨이트재의 용접성이 악화되므로 W는 25 내지 35 ％, 바람직하게는 26 내지 34 ％로 한다.

니켈(Ni)은 웨이트재의 내식성을 향상시키기 위해 13 내지 19 ％, 특히 15 내지 17％ 첨가된다. Ni가 13 ％ 미만에서는 웨이트재의 내식성이 불충분하다. 한편, Ni가 19 ％ 이상에서는 웨이트재의 강도가 저하되는 동시에, 웨이트재의 비중이 작아진다.

동(Cu)도 웨이트재의 내식성을 향상시키기 위해 1 내지 3 ％ 첨가된다. Cu가 1 ％ 미만이면 웨이트재의 내식성이 부족하다. 한편, Cu가 3 ％ 이상인 경우 웨이트재가 과도하게 연질이 되는 동시에, 웨이트재의 비중이 낮아진다.

또한, Ni와 Cu와의 합량은 14 내지 21 ％, 특히 15 내지 20 ％인 것이 바람직하다. 이 Ni와 Cu와의 합량이 21 ％ 초과이면 웨이트재의 강도가 저하될 우려가 있는 동시에, 웨이트재의 비중이 작아진다.

상기한 Fe, W, Ni 및 Cu가 웨이트재의 필수 성분이지만, 이 웨이트재의 특성을 손상시키지 않는 한 다른 원소가 혼입되어도 상관없다. 이와 같은 다른 원소로서는 Zn, Al, Mn, Cr, Si, Pb, Mo, Ti 등의 금속 원소 외에 C가 예시된다. 이들 원소는 상기 합금(Fe, W, Ni, Cu)의 합계를 100 ％로 하였을 때의 10 ％ 이하, 특히 7 ％인 것이 바람직하다. 또한, Cr이 포함되어 있는 경우, Cr은 C와 결합하여탄화크롬을 발생시켜 용접성을 저하시키기 때문에, C는 0.08 ％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, Cr보다 결합하기 쉬운 Ti나 Nb를 첨가함으로써 탄소(C)를 안정화시켜, 탄화크롬이 발생하기 어렵게 할 수 있다.

본 발명에서는 도4의 (a) 및 도4의 (b)와 같이, 헤드 본체(10')의 개구(11)의 모서리부[헤드 본체(10')의 내부측의 모서리부]에 단차형의 스톱퍼부(12)를 설치하고, 용접시에 웨이트재(20)를 상기 스톱퍼부(12)에 계지시켜 위치 결정을 행해도 좋다. 스톱퍼부(12)는 개구(11)의 전체 둘레에 걸쳐서 설치되지만, 부분적으로 설치되어도 좋다. 스톱퍼부(12)는 갈고리형이라도 좋다. 또한, 도4의 (b)는 도4의 (a)의 B 부분 확대도이다. 스톱퍼부(12)는 도시보다도 길게 개구(11)의 중앙측으로 돌출시켜도 좋다.

이렇게 나타낸 실시 형태에서는, 모두 헤드 본체(10, 10')에 개구(11)를 설치하고 있지만, 개구(11) 대신에 솔측으로부터 움푹 패인 오목부를 마련하고, 이 오목부에 웨이트재를 끼워 맞추어 용접해도 좋다.

[실시예]

이하, 제1 내지 제15 실시예 및 제1 내지 제11 비교예에 대해 설명한다.

본 실시예 및 비교예에서는, SUS 630 스테인레스강을 이용하여 로스트 왁스법에 의해 도2에 도시하는 3번 우드용 헤드 본체(10)를 제조하였다. 이 헤드 본체(10)의 개구(11)는 타원형이다.

이 개구(11)에 로스트 왁스법에 의해 제조된 타원반 형상의 중량 30 g의 웨이트재를 끼워 맞추고, TIG 용접하여 골프 클럽 헤드(1)로 하였다. 웨이트재(20)의 두께는 중앙부가 3 ㎜, 주연부가 2 ㎜이다. 골프 클럽 헤드 및 헤드 본체 그 밖의 각 부분의 치수 등은 다음과 같다.

체적 : 170 ㏄

중량 : 218 g(웨이트재 30 g을 포함함)

로프트각 : 15 °

페이스부 두께 : 2.7 ㎜

그 밖의 두께 : 2.0 ㎜

웨이트재의 조성은 다음의 표2와 같다.

또한, TIG 용접은 수동에 의한 1 패스로 하였다. 용접 후에는 솔측으로 복귀한 비드를 연마하여 제거하고, 용접 상황을 관찰하였다.

도5는 제1 실시예에 있어서의 이 연마 전의 골프 클럽 헤드의 솔부의 사진 이고, 도6은 연마 후에 전후 방향으로 종단하여 촬영한 사진이다.

제1 실시예 내지 제15 실시예에서는, 모두 용접 불량은 생기지 않고 크랙 등의 용접 결함도 발견되지 않았다. 또한, 웨이트재(20), 비드(21) 및 헤드 본체(10) 사이에 명료한 경계부는 존재하지 않았다.

제1 비교예 내지 제11 비교예에 대해, 제1 실시예와 같은 종단면의 관찰을 행한 후, 웨이트재부, 비드부 및 헤드 본체의 각 조직에는 조직적인 차이가 인정되었다. 또한, 비드부 및 그 주위의 결정 입자 경계로의 탄화물의 석출이 현저하게 인정되었다. 또한, 비드부의 조직은 제1 실시예 내지 제11 실시예에 비교하여 균일성에 뒤떨어지는 것이 인정되었다.

또한 각 실시예 및 비교예의 골프 클럽 헤드(1)에 대해 골프 연습장에서 실타 평가를 행하여 크랙(균열) 등의 발생 유무와, 그 후의 녹의 발생 유무를 확인하였다. 그러나, 특별히 크랙(균열) 등은 발생하지 않고, 또한 실타 평가 후, 일주간 후에 있어서도 녹의 발생은 인정되지 않았다.

이상의 실시예 및 각 비교예의 골프 클럽 헤드를 35 ℃에서 습도 90 내지 95 ％의 분위기 속에 두고, 내식성의 시험을 하였다.

이상의 용접부의 관찰 결과 및 내식 시험 결과를 표 2에 더불어 나타낸다.

표 2와 같이, 제1 실시예 내지 제15 실시예에서는 모두 용접부의 관찰 결과및 내식성은 양호하다.

이상과 같이, 본 발명에 의한 웨이트재의 부착이 용이하고 또한 강고하고, 내구성도 양호한 골프 클럽 헤드가 제공된다.

Claims (9)

1. 중공의 헤드 본체를 갖는 골프 클럽 헤드이며,

   상기 헤드 본체는 하향면 부분 중 적어도 일부가 금속제로 되어 있고,

   상기 금속제 부분에 웨이트재가 고정 부착되어 있는 골프 클럽 헤드에 있어서,

   상기 웨이트재가 상기 헤드 본체에 대해 실질적으로 용접에 의해서만 부착되어 있고,

   상기 헤드 본체에 개구 또는 외면으로부터 함몰되는 오목부가 마련되고, 상기 개구 또는 오목부에 상기 웨이트재가 결합되고, 상기 웨이트재의 외연부가 상기 개구 또는 오목부의 내연부에 대해 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
2. 제1항에 있어서, 상기 용접은 웨이트재의 외연과 개구 또는 오목부의 내연부 사이의 간극을 매립하는 비드를 형성하는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
3. 제2항에 있어서, 용접은 아크 용접 또는 플라즈마 용접인 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드 본체는 전체가 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 헤드 본체의 금속 비중이 6.5 내지 8.5인 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
6. 제5항에 있어서, 상기 헤드 본체의 금속은 스테인레스강인 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이트재는 주조품으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이트재가 철ㆍ텅스텐 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
9. 제8항에 있어서, 상기 철ㆍ텅스텐 합금의 조성이

   Fe 43 내지 54 중량 ％

   W 25 내지 35 중량 ％

   Ni 13 내지 19 중량 ％

   Cu 1 내지 3 중량 ％

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.