KR20050083633A - 골프클럽 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골프클럽, 특히 퍼터(1)에 관한 것으로, 이는 헤드(2)와 이 헤드(2)에 부착된 샤프트(3)로 이루어지고 그립이 구비될 수 있는바, 상기 샤프트(3)의 길이방향 축(7)에 수직하고 상기 헤드(2)의 길이방향 축(5)으로부터 약 120cm 떨어진 회전축(4) 주위로 상기 퍼터(1)가 회전할 때, 상기 헤드(2)의 질량관성모멘트는 상기 퍼터(1)의 전체 질량관성모멘트의 79%미만으로 이루어지고, 위치변경가능한 추(11)를 포함하고서 상기 샤프트의 길이로 나뉜 샤프트의 질량은 샤프트의 길이가 1m이내인 경우에는 1m당 적어도 170g이고 상기 샤프트의 길이가 1m보다 긴 경우에는 1m당 적어도 190g으로 된다.

Description

골프클럽{Golf club device}

본 발명은 골프클럽에 관한 것으로, 특히 홀(hole)까지의 마지막 거리에서 골프공을 치는 데에 사용되는 퍼터(putter)라고 불리는 것에 관한 것이다.

퍼터는 일반적으로 수 mm에서 약 30m까지의 비교적 짧은 거리에서 골프공을 치기 위해서 사용된다. 퍼터는 클럽면을 구비하는데, 이 클럽면은 공이 지면을 따라 굴러가도록 하기 위해서 공을 칠 때 지표면에 대해서 거의 수직하게 된다.

경기에서 사용되는 골프클럽은 골프경기에 적용되는 규칙에 따른 형태를 가져야만 한다. 경기자가 최적의 스트로크(stroke)를 하는 것을 도울 수 있는 기술적인 해법이 알려져 있으나, 경기규칙은 기술적인 수단의 관점에서 제한된 동작의 자유만을 허용한다.

알려진 골프클럽의 최적화는 클럽면의 각도 변경과, 클럽헤드의 질량과 모양의 변경, 샤프트(shaft)의 질량과 모양 및 강성(rigidity)의 변경, 샤프트 부착부의 위치에 대한 클럽헤드의 무게중심의 위치 변경 및, 클럽면이 공을 때리는 타점(打點)의 변경 등을 포함한다.

퍼팅(putting)에서, 공이 홀에 매우 가깝게 도달하도록 올바른 초기속도와 초기방향을 가지게 되는 방법으로 공을 때리는 것이 가장 중요하다. 초기속도는 3가지 조건에 의해서 영향받는바, 즉 공을 때릴 때의 클럽헤드의 속도와, 퍼터의 유효질량 및, 클럽헤드 면에서의 타점의 위치이다.

퍼터의 유효질량이 주어지면, 좋은 퍼트(putt)와 그렇지 않은 퍼트를 구별하는 클럽헤드의 속도와 타점을 조절하는 것은 경기자의 능력이다. 클럽에서 공으로의 가장 큰 에너지 전달은 클럽헤드 면에서의 타점이 클럽헤드의 무게중심의 경로에 있을 때 달성된다. 최소의 변경으로, 좋은 경기자는 타점을 올바르게 위치시킬 것이고, 경기자들은 매 스트로크가 같게 되도록 연습할 것이다. 그러므로, 숙련된 경기자가 해야 할 것은 공에 올바른 초기속도를 부여하도록 클럽헤드가 올바른 속도를 가지도록 하는 것이다.

퍼팅이 손목회전에 의해서 이루어질 때, 경기자는 샤프트의 자유단에서 양손으로 클럽을 쥐고 앞쪽으로 몸을 굽히면서 그 자신의 바로 앞에서 클럽을 잡는다. 손목의 회전에 의해서, 클럽은 손목에서의 수평 회전축 주위에서 회전하고, 스트로크는 등과 어깨부의 움직임 없이 이루어진다. 퍼팅이 척추의 회전에 의해서 이루어질 때, 클럽은 손목회전시와 대응되는 방법으로 쥐어지나, 스트로크운동은 척추 주위의 상체의 회전에 의해서 이루어진다. 클럽은 척추의 상부의 높이에서 수평축 주위로 회전한다. 경험이 많은 골프경기자는 척추의 회전에 의해서 퍼트하는 것을 선호하며, 손목 퍼팅은 무경험자에 사이에서 더 일반적이다.

퍼트는 일반적으로 매우 작은 에너지를 필요로 하며, 숙련된 경기자의 스트로크 능력의 작은 부분만이 이에 포함된다. 퍼트는 매우 작은 클럽속도에서 흔히 수행되며, 스트로크 중에 에너지 전달을 조절하는 것은 어렵다. 스트로크에서 퍼터의 안정성을 증가시키기 위해서, 종래의 퍼터는 가벼운 샤프트와 비교적 무거운 클럽헤드를 가지며, 클럽헤드가 점점 더 무거워지는 쪽으로 개선되어져 왔다. 퍼터의 클럽헤드는 250g 내지 500g 인 반면에, 샤프트는 일반적으로 100g 내지 120g이다. 증가한 클럽헤드의 질량은 안정된 효과를 가지나, 여전히 골프공이 올바른 초기속도를 가지게 하는 것은 어렵다. 이것은 클럽헤드가 무겁게 됨으로써 공으로 에너지를 전달하는 활성질량이 증가하였다는 것을 의미한다는 사실에 의해서 기인할 수 있고, 심지어 스트라이킹(striking) 순간의 작은 속도차이가 공의 초기속도에 확연한 차이를 만든다.

도1은 원통형 샤프트가 구비된 일반적인 퍼터의 사시도이고,

도2는 도1의 퍼터의 정면도,

도3은 위치변경가능한 추가 구비되어 있는 퍼터의 정면도,

도4는 원추형 샤프트가 구비된 퍼터의 정면도,

도5는 퍼터의 헤드와 샤프트의 일부를 확대한 정단면도이다.

본 발명의 목적은 개선된 퍼터를 제공하는 것이다.

상기 목적은 아래의 설명과 다음의 청구항에서 기술되는 것과 같은 특징을 통해 실현된다.

본 발명의 퍼터는 종래의 퍼터에서보다 회전축 주위에서의 퍼터의 질량관성모멘트의 더 큰 부분을 샤프트가 구성하고 더 작은 부분을 클럽헤드가 구성하도록 되어 있거나, 종래의 퍼터에서보다 단위길이당 샤프트의 질량이 더 크거나 해서, 종래의 퍼터와 비교하여 큰 질량을 가지는 샤프트에 의해서 안정되게 된다.

본 발명의 제1실시예의 따른 퍼터는 클럽헤드가 구비되어 있고, 이 클럽헤드는 평균 질량이나 작은 질량을 가져서 회전축 주위의 퍼터의 질량관성모멘트의 헤드 부분이 종래의 퍼터에서보다 퍼터의 전체 질량관성모멘트의 더 작은 부분을 이루도록 되어 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 퍼터는 종래의 퍼터가 가지는 것보다 더 큰 단위길이당 질량을 가지는 샤프트가 구비되어 있다.

회전축 주위로 회전하는 질점의 관성모멘트는 질점의 질량에 질점과 회전축 사이의 거리의 제곱을 곱한 것으로 정의된다. 회전축 주위로 물체가 회전할 때, 물체의 각 질점은 그 자신의 경로를 따르므로, 상기 질점의 회전축 사이의 거리는 질점마다 다를 수 있다. 축 주위로 회전하는 물체의 관성모멘트를 계산하기 위해서 잘 개발된 공식이 있으며, 이 공식은 당해업자에게 잘 알려져 있다. 그러므로, 관성모멘트를 위한 이론적인 기초와 이와 관련된 계산은 더 상세하게 설명하지 않을 것이다.

본 발명에 따른 퍼터는 어떠한 질량의 클럽헤드도 가질 수 있다. 일반적인 퍼터는 225g 내지 350g 사이의 범위의 질량을 가지는 클럽헤드와, 150g 내지 1500g 또는 그 이상의 범위의 질량을 가지는 샤프트를 가질 수 있다. 샤프트의 자유단에는 알려진 방법으로 56g 내지 141g 사이의 범위의 질량을 가지는 그립(grip)이 있다. 본 발명의 제1실시예에 따른 클럽헤드는 샤프트에 수직하고 클럽헤드로부터 약 120cm의 거리인 회전축 주위로 클럽이 회전할 때, 클럽의 관성모멘트의 80% 미만을 이룬다. 샤프트는 예컨대 샤프트를 감싸는 튜브형 슬리이브(sleeve) 형태의 위치변경가능한 질량이 구비될 수 있고, 이때 슬리이브는 클럽헤드로부터 소정의 거리에 부착될 수 있도록 배치된다. 그러므로, 관성모멘트의 샤프트 부분은 경기자의 스트로크 기술에 의해서 조정될 수 있다.

실제로 회전축 주위의 퍼터의 관성모멘트의 클럽헤드 부분은 30% 내지 75% 사이일 수 있다. 이것은 전술된 바와 같이 클럽이 회전축 주위로 회전될 때 클럽헤드가 클럽의 질량관성모멘트의 80% 이상을 이루는 종래의 퍼터와 매우 다르다.

샤프트의 질량은 재료와 크기의 선택을 통해 결정될 수 있다. 추가의 질량은 추(weight)나 튜브형 샤프트 내의 충진물질(filling substance)의 형태로 제공될 수 있다. 추가 질량은 샤프트의 길이방향으로 위치변경가능하고, 이는 예컨대 샤프트나 튜브형 샤프트 내에 배치된 위치변경가능한 추가 될 수 있다. 회전축 주위의 샤프트의 관성모멘트는 상기 추의 변위를 통해 바람직한 값으로 조정될 수 있다.

본 발명에 따라, 퍼터의 헤드와 샤프트 사이의 연결은 제한된 탄성을 가지는 연결로 바람직하게 형성될 수 있다. 퍼터의 헤드가 공을 때리기 때문에, 상기 탄성 연결은 헤드의 질량이 공에 이의 초기속도를 주로 부여하는 반면에, 샤프트의 질량은 덜 중요하게 되는 것에 것에 기여한다.

전술된 바와 같이, 본 발명의 목적은 본 발명의 제2실시예를 통해, 더 특별하게는 단위 길이당 비교적 큰 질량의 샤프트에 의해서 실현된다. 샤프트의 전체 질량은 샤프트와 위치변경가능한 추로 구성된다. 더 특별하게, 샤프트의 길이로 나뉜 샤프트의 전체 질량은 1m 보다 짧은 샤프트에서는 1m당 적어도 170g이어야만 하고 1m보다 긴 샤프트에서는 1m당 적어도 190g이어야만 한다.

이하, 본 발명이 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도1에서 참조부호1은 헤드(2)와 이 헤드(2)에 부착된 원통형 샤프트(3)로 이루어진 일반적인 퍼터를 나타낸다. 도1과 도2는 퍼터(1)의 질량관성모멘트와 관련된 기술사상을 설명하는 것과 헤드(2)와 샤프트(3) 사이에서 어떻게 이것이 나뉘는가를 설명하는 데에 사용될 것이다. 설명을 간단하게 하기 위해서, 관성모멘트는 질량관성모멘트 대신에 사용된다. 그립(grip)은 종래의 방법으로 샤프트(3)의 자유단에 배치되나, 이 그립은 상기 기술사상에 작은 정도만 영향을 주고 결론에 중요하지 않기 때문에 도시되어 있지 않다.

도1과 도2에서, 헤드(2)와 샤프트(3)는 퍼터(1)의 관성모멘트에 대한 다음의 기술사상을 간단하게 하기 위해서 직선의 원통형 모양으로 간략화되어 있다.

스트로크(stroke)에서, 퍼터(1)는 헤드(2)의 축(5)으로부터 약 120cm 떨어져서 위치된 수평 회전축(4) 주위로 회전한다. 헤드(2)의 길이는 12cm로 되어 있고 그 직경은 3cm로 되어 있다. 매우 다양한 모양의 여러 가지 헤드가 알려져 있다. 주어진 질량에 대해, 소정의 크기를 가지는 원통형 모양은 길이방향 축 주위에서 작은 관성모멘트를 가지는 퍼터 헤드를 나타낸다. 회전축(4)과 헤드(2)의 길이방향 축(5) 사이의 거리는 경기자의 키와 경기방법에 따라 달라질 것이다.

샤프트(3)의 직경은 1cm로 되어 있고 샤프트(3)의 길이는 88cm로 되어 있으며, 이것은 약 34in에 해당한다.

샤프트(3) 길이의 중간인 횡단축(6)은 회전축(4)으로부터 75cm 떨어져 있고 헤드의 축(5)으로부터 45cm 떨어져 있다.

일반적인 퍼터(1)의 구조는 회전축(4)과 헤드의 길이방향 축(5) 및 샤프트의 횡단축(6)이 샤프트(3)의 길이방향 축(7)과 수직하게 되도록 다르게 선택되어 진다.

스트로크에서 퍼터(1)는 도2에 점선으로 그려진 것과 거의 같게 진자처럼 회전하며, 여기에서 헤드(2)는 아크(8)를 그리는 반면에 샤프트(3)의 자유단은 아크(9)를 그리고, 샤프트(3)의 중앙은 아크(10)를 그린다.

샤프트(3)의 질량은 0.15kg으로 설정되어 있으며, 이 질량은 종래의 퍼터의 대표값이다. 헤드(2)의 질량은 퍼터(1)의 관성모멘트에 많은 영향을 미친다. 그러므로, 2가지 값의 헤드(2)의 질량에 대해서 헤드(2)와 샤프트(3) 사이의 관성모멘트의 분리를 살펴보는 것은 바람직하며, 선택된 값은 일반적인 퍼터의 극한값, 즉 0.25kg과 0.5kg을 각각 나타낸다.

슈타이너(Steiner)의 정리에 따르면, 회전축(4) 주위의 헤드(2)의 관성모멘트는 헤드의 길이방향 축(5) 주위의 헤드(2)의 관성모멘트와, 회전축(4) 주위의 헤드(2)의 무게중심의 관성모멘트의 합이다. 따라서, 회전축(4) 주위의 샤프트(3)의 관성모멘트는 횡단축(6) 주위의 샤프트(3)의 관성모멘트와, 회전축(4) 주위의 샤프트(3)의 무게중심의 관성모멘트의 합에 의해서 주어진다. 헤드를 나타내는 첨자 h와 샤프트를 나타내는 첨자 s와 함께, 관성모멘트 I는 아래에 주어진 공식에 의해서 표현되며, 여기에서 m은 질량을 나타내고 d는 직경을 나타내며 l은 길이, 그리고 a는 회전축까지의 거리를 표시한다.

질량 m_h=0.25kg을 가지는 1번째 헤드(2)와 질량 m_h=0.5kg을 가지는 2번째 헤드(2)에 대하여 d_h=3cm, l_h=12cm, a_h=120cm 를 대입하면, 종래의 퍼터(1)에 대하여 회전축(4) 주위의 헤드(2)의 관성모멘트는 3600kgcm² 내지 7200kgcm²의 범위가 될 것이다.

샤프트(3)에 대해서 사용하면 즉, d_s=1cm, l_s=88cm, a_s=75cm, m_s=0.15kg을 대입하면, 회전축(4) 주위의 샤프트(3)의 관성모멘트는 941kgcm²이 된다.

그러므로, 종래의 퍼터(1)의 전체의 관성모멘트 I=I_h+I_s는 헤드(2)가 0.25kg 내지 0.5kg일 때 4541kgcm² 내지 8141kgcm² 의 범위가 될 것이다. 그러므로, 헤드(2)는 전체 관성모멘트의 79% 내지 88%를 구성한다.

본 발명의 따른 퍼터(1)에 대해서, 헤드(2)는 종래의 퍼터보다 퍼터(1)의 전체 관성모멘트의 더 작은 부분을 구성할 것이고 샤프트(3)는 더 큰 부분을 구성할 것이다.

샤프트(3)의 질량을 0.15kg에서 0.2kg으로 증가시킴으로 해서, 예컨대 샤프트(3)의 관성모멘트와 회전축(4) 주위의 퍼터의 전체 관성모멘트 모두 증가될 것이다. 만약, 헤드(2)의 질량이 0.25kg이라면, 전체 관성모멘트의 헤드(2) 부분은 79%에서 74%로 감소되고, 헤드(2)의 질량이 0.5kg이라면, 전체 관성모멘트의 헤드(2) 부분은 88%에서 85%로 감소된다.

만약, 샤프트(3)의 질량이 1.5kg까지 증가한다면, 회전축(4) 주위의 전체 관성모멘트의 헤드(2) 부분은 0.25kg이나 0.5kg의 질량을 갖는 헤드(2)에 대하여 각각 28%와 43%가 될 것이다.

본 발명에 따른 퍼터(1)에 대하여, 회전축(4) 주위의 헤드(2)의 관성모멘트는 회전축(4)과 헤드(2)의 길이방향 축(5) 사이의 거리가 약 120cm일 때, 회전축(4) 주위에서 퍼터의 전체 관성모멘트의 79% 미만을 이룬다. 관성모멘트의 헤드(2) 부분은 바람직하게 75% 미만이 될 수 있다.

도3에 퍼터(1)가 도시되어 있는바, 여기에서 샤프트(3)는 이 샤프트(3)를 따라 위치되도록 배치되고 헤드(2)로부터 소정의 거리에 부착된 추(11)가 구비되어 있다. 이 추(11)는 회전축(4) 주위의 퍼터(1)의 전체 관성모멘트의 일부를 형성할 것이기 때문에 전체 관성모멘트의 헤드(2) 부분을 감소시키는데 기여한다. 추(11)의 관성모멘트는 추(11)의 질량과 회전축(4)까지의 거리에 의해서 결정된다. 그러므로, 전체 관성모멘트의 헤드(2) 부분은 추(11)의 변위를 통해 조정될 수 있다.

도4는 퍼터(1)의 한 실시예를 도시하는바, 여기에서 샤프트(3)는 원추형이어서, 샤프트(3)의 직경은 이의 자유단에서 최대이고 헤드(2)에서 최소가 된다. 실제로, 샤프트(3)는 샤프트(3)의 자유단에 적절한 그립이 구비되어 있으나, 이 그립은 도시되어 있지 않다. 원추형 샤프트(3)는 같은 질량과 같은 길이의 원통형 샤프트와는 다른 질량분포와 관성모멘트를 제공할 것이다. 회전축(4) 주위의 원추형 샤프트(3)의 관성모멘트는 이에 대응하는 원통형 샤프트의 관성모멘트보다 더 작다. 이것은 샤프트의 무게중심이 샤프트(3)의 자유단에 더 가깝게 이동하여 회전축(4)에 더 가깝게 이동하였기 때문이다. 전체 관성모멘트의 헤드(2) 부분을 유지하기 위해서 헤드(2)의 관성모멘트는 도4에 도시된 바와 같이 원추형 샤프트가 사용되었을 때, 더 작아야 한다. 이것은 헤드(2)의 질량이 원추형 샤프트(3)가 사용되었을 때 더 작아야만 한다는 것을 의미한다. 퍼터(1)의 샤프트(3)는 샤프트가 원통형이거나 원추형이거나 간에 원형의 단면을 가지나, 다른 단면형상도 사용될 수 있다.

도5는 헤드(2)의 단면을 도시하는바, 여기에서 샤프트(3)는 헤드(2)의 보어(12;bore)에 삽입되고 탄성물질(13)에 의해서 헤드(2)에 고정되며, 이 탄성물질(13)은 헤드(2)와 샤프트(3) 사이의 환형공간에 위치된다. 탄성물질(13)은 예컨대 샤프트(3)와 헤드(2)에 접착된 고무링이 될 수 있다. 또한, 탄성물질(13)은 탄성몰딩물질(elastic moulding substance)이 될 수 있다. 헤드(2)와 샤프트(3) 사이에 탄성연결이 사용되면, 스트로크에서 샤프트(3)의 질량으로 인한 기여는 감소된다.

Claims (4)

1. 헤드(2)와 이 헤드(2)에 부착된 샤프트(3)로 이루어지고, 이 샤프트(3)의 자유단에 그립이 구비될 수 있는 퍼터(1)와 같은 골프클럽에 있어서,

   상기 샤프트(3)의 길이방향 축(7)에 수직하고 상기 헤드(2)의 길이방향 축(5)으로부터 약 120cm 떨어진 회전축(4) 주위로 상기 퍼터(1)가 회전할 때, 상기 헤드(2)의 질량관성모멘트는 상기 퍼터(1)의 전체 질량관성모멘트의 79%보다 작게 이루어지고, 위치변경가능한 추(11)를 포함하고서 상기 샤프트의 길이로 나뉜 샤프트의 질량은 샤프트의 길이가 1m이내인 경우에는 1m당 적어도 170g이고, 샤프트의 길이가 1m보다 긴 경우에는 1m당 적어도 190그램인 것을 특징으로 하는 골프클럽.
2. 제1항에 있어서, 상기 헤드(2)의 질량관성모멘트는 상기 퍼터(1)의 전체 질량관성모멘트의 30% 내지 75%를 이루는 것을 특징으로 하는 골프클럽.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 샤프트(3)는 상기 헤드(2)의 보어(12)로 삽입되고, 상기 헤드(2)와 상기 샤프트(3) 사이의 환형 공간에 위치되는 탄성물질(13)에 의해서 헤드(2)에 고정되는 것을 특징으로 하는 골프클럽.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치변경가능한 추(11)는 상기 샤프트(3)에 위치되고 상기 샤프트(3)에 부착되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 골프클럽.