KR20060069225A - 골프 클럽 헤드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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야스노리 이마모또
히사시 야마기시
히데오 마쯔나가
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브리지스톤 스포츠 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접한 부위를 갖는 골프 클럽 헤드이며, 용접 시에 금속 부재끼리의 사이에 간극이 생기지 않도록 미리 금속제 부재를 정밀하게 기계 가공할 필요가 없는 골프 클럽 헤드를 제공하는 것이다.
두께가 다른 금속 부재, 예를 들어 헤드 본체(14)와 페이스 부재(16)를 용접하여 골프 클럽 헤드를 제작하는 데 있어서, 헤드 본체와 페이스 부재를, 이들 사이의 간극을 다른 금속 재료(20)에 의해 매립하면서 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접한다.
골프 클럽 헤드, 헤드 본체, 페이스 부재

Description

골프 클럽 헤드 및 그 제조 방법{GOLF CLUB HEAD AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도1은 본 발명에 관한 골프 클럽 헤드의 일실시 형태를 나타내는 사시도.
도2는 도1의 골프 클럽 헤드의 도1의 X-X 단면도.
도3은 도1의 골프 클럽 헤드의 페이스 부재의 사시도.
도4는 도1의 골프 클럽 헤드의 용접부를 도시하는 확대도.
도5는 본 발명에 관한 골프 클럽 헤드의 일실시 형태를 나타내는 분해 사시도.
도6은 본 발명에 관한 골프 클럽 헤드의 일실시 형태를 나타내는 사시도.
도7은 본 발명에 관한 골프 클럽 헤드의 일실시 형태를 나타내는 분해 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
14, 34, 52, 66 : 헤드 본체
16, 36, 54, 68 : 페이스 부재
20 : 다른 금속 재료
[문헌 1] 일본 특허 공개 평5-15620호 공보
본 발명은 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접한 부위를 갖는 골프 클럽 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 금속 부재끼리를 용접한 부위를 갖는 골프 클럽 헤드로서, 페이스부, 크라운부, 소울부 및 호젤부를 TIG 용접, MIG 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용적에 의해 용접한 골프 클럽 헤드가 있다(특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평5-15620호 공보
그러나, TIG 용접 또는 MIG 용접에 의해 금속 부재끼리를 용접하는 경우, 용접 막대를 이용하는 것 및 용접부에 수축이 생기기 때문에, 골프 클럽 헤드의 중량 제어가 어렵다는 문제가 있었다.
또한, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 금속 부재끼리를 용접하는 경우, 용접 막대를 이용할 필요가 없고, 또한 용접부에 수축이 생기지 않으므로, 골프 클럽 헤드의 중량 제어는 용이하지만, 용접 시에 금속 부재끼리의 사이에 간극이 생기지 않도록 미리 금속제 부재를 정밀하게 기계 가공할 필요가 있고, 그로 인해 금속 부재의 기계 가공에 필요로 하는 비용이 높아지게 되는 문제가 있었다. 특히, 두께가 다른 금속 부재를 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접하는 경우, 상기 기계 가공이 어려워져 금속 부재의 기계 가공에 필요로 하는 비용이 매우 높아지게 되는 것이다.
본 발명은 전술한 사정에 비추어 이루어진 것으로, 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접한 부위를 갖는 골프 클럽 헤드이며, 용접 시에 금속 부재끼리의 사이에 간극이 생기지 않도록 미리 금속제 부재를 정밀하게 기계 가공할 필요가 없는 골프 클럽 헤드 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접한 부위를 갖는 골프 클럽 헤드이며, 상기 두께가 다른 금속 부재와는 다른 금속 재료에 의해 상기 두께가 다른 금속 부재 사이의 간극이 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 골프 클럽 헤드의 제조 방법이며, 상기 두께가 다른 금속 부재와는 다른 금속 재료에 의해 상기 두께가 다른 금속 부재 사이의 간극을 매립하면서 상기 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접하는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 플라즈마 용접으로서는 플라즈마 아크에 의한 고온 에너지로 피용접 재료를 용해하여 재응고시키고, 용접을 행하는 공지의 플라즈마 용접 을 사용할 수 있다. 레이저 용접으로서는 CO 레이저, CO2 레이저 등의 기체 레이저나, YAG 레이저 등의 고체 레이저를 이용한 공지의 레이저 용접을 사용할 수 있다. 전자 빔 용접으로서는 적절하게 출력의 전자 빔을 이용한 공지의 전자 빔 용접을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 금속 부재 사이의 간극을 다른 금속 재료에 의해 매립하면서 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접을 행하는 방법으로 한정되지 않지만, 예를 들어 다른 금속 재료의 선재를 이용하여 이 선재를 형성하는 금속에 의해 금속 부재 사이의 간극을 매립하면서 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접을 행하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 다른 금속 재료의 선재로서는 직경이 0.5 내지 3.5 ㎜인 것, 특히 1.0 내지 2.5 ㎜인 것을 이용하는 것이 적당하다. 또한, 플라즈마 용접을 사용할 때에는 접합부에 과잉 용접이 생기도록 다른 금속 재료를 접합 부재 사이에 용융 부가하는 것이 용접 부재 사이의 치수 정밀도가 나쁘더라도 용접성, 용접 강도를 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다.
본 발명에서는, 용접하는 금속 부재의 두께의 차는 0.1 내지 1.5 ㎜, 특히 0.2 내지 0.6 ㎜로 하는 것이 적당하다.
본 발명에 있어서, 두께가 다른 금속 부재는 티탄, 티타늄 합금, 알루미늄, 스테인레스 스틸 등으로부터 선택되는 금속에 의해 형성할 수 있다. 또한, 두께가 다른 금속 부재 사이의 간극을 매립하는 다른 금속 재료는 티탄, 티타늄 합금, 알루미늄, 스테인레스 스틸 등으로부터 선택할 수 있다. 두께가 다른 금속 부재 사이의 간극을 매립하는 다른 금속 재료라 함은, 상기 두께가 다른 금속 부재와는 원 래 별개의 부재의 금속 재료라고 하는 의미가 있고, 이 다른 금속 재료는 두께가 다른 금속 부재의 한쪽 또는 양쪽과 같은 종류의 금속이라도 좋고, 다른 종류의 금속이라도 좋다.
구체적으로는, 상기 다른 금속 재료로서 두께가 다른 금속 부재의 한쪽 또는 양쪽과 금속 조성의 60 ％ 이상, 특히 80 ％ 이상이 동일한 다른 종류의 금속을 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 상기 다른 금속 재료로서 두께가 다른 금속 부재와 같은 종류의 금속 또는 그 합금이며, 융점의 차가 0 내지 200 ℃, 특히 0 내지 150 ℃의 금속으로 이루어지는 금속 재료를 적절하게 이용할 수 있다.
상기 두께가 다른 금속 부재 및 다른 금속 재료는, 예를 들어 하기 1 내지 8의 조성의 금속으로부터 선택할 수 있지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다. 이들 중에서 특히 바람직한 것은 (1)과 (4), (2)와 (4), (3)과 (4), (8)과 (8)의 조합이다.
(1) Ti735(Ti17)
Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr(17 ％가 Ti 이외)
(2) SAT2041
Ti-20V-4Al-1Sn(25 ％가 Ti 이외)
(3) SP700
Ti-4.5Al-3V-2Fe-2Mo(11.5 ％가 Ti 이외)
(4) 6-4Ti
Ti-6Al-4V(10 ％가 Ti 이외)
(5) 10-2-3
Ti-10V-2Fe-3Al(15 ％가 Ti 이외)
(6) 15-5-3Ti
Ti-15Mo-5Zr-3Al(23 ％가 Ti 이외)
(7) 15-3-3-3
Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al(24 ％가 Ti 이외)
(8) SUS630
17Cr-4Ni-4Cu-Nb(잔량부 약 25 ％는 Fe, Nb는 미량 첨가)는
본 발명에 있어서, 용접하는 두께가 다른 금속 부재는 주조재와 단조재의 조합, 주조재와 프레스 포밍재(판재를 프레스 가공하여 성형한 금속 재료)의 조합, 또는 단조재와 프레스 포밍재의 편성(조합)으로 하는 것이 적당하지만, 이것들에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접한 부위를 페이스부, 소울부, 크라운부, 토우부, 힐부, 사이드부, 톱블레이드부 및 호젤부로부터 선택되는 적어도 2개의 부분에 걸치도록 할 수 있고, 예를 들어 후술하는 실시 형태에 나타낸 바와 같이, 두께가 다른 금속 부재를 용접한 부위를 페이스부와 크라운부, 페이스부와 톱블레이드부와 토우부, 혹은 페이스부와 소울부와 토우부에 걸치도록 할 수 있다.
본 발명의 골프 클럽 헤드는, 예를 들어 중공부를 갖는 우드형 골프 클럽 헤드나, 아이언형 골프 클럽 헤드로 형성할 수 있고, 또한 섬유 강화 수지와 금속의 콤포지트 클럽으로 형성할 수도 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 하기예로 한정되는 것은 아니다.
[제1 실시 형태]
도1은 본 발명에 관한 골프 클럽 헤드의 일실시 형태를 나타내는 사시도, 도2는 상기 골프 클럽 헤드의 도1의 X-X 단면도, 도3은 상기 골프 클럽 헤드의 페이스 부재의 사시도이다. 본 예의 골프 클럽 헤드는 중공부를 갖는 우드형 골프 클럽 헤드로 형성되어 있다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스면(10)에 페이스 개구부(12)를 갖는 티타늄 합금(구체적으로는 6-4Ti)제의 헤드 본체(14)와, 페이스 개구부(12)를 폐색하는 티타늄 합금(구체적으로는 Ti735)제의 페이스 부재(16)를 구비한다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스 개구부(12)의 상부 모서리 및 페이스 부재(16)의 상부 모서리가 크라운부까지 연장되어 있다. 따라서, 페이스 부재(16)를 헤드 본체(14)의 페이스 개구부(12) 주변 부분에 고정 부착하였을 때에 페이스 부재(16)의 상부 모서리(18)가 골프 클럽 헤드의 크라운부의 일부가 된다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스 부재(16)의 두께(P)를 헤드 본체(14)의 페이스 개구부 주변 부분의 두께(Q)보다 0.3 ㎜ 두껍게 하고 있다.
또한, 본 예의 골프 클럽 헤드는 헤드 본체(14)와 페이스 부재(16)를, 이들 사이의 간극을 다른 금속 재료[구체적으로는 헤드 본체(14)와 동일한 6-4Ti의 직경 1.5 ㎜의 선재를 사용]에 의해 매립하면서 플라즈마 용접에 의해 용접하고 있다. 따라서, 도4에 도시한 바와 같이, 헤드 본체(14)와 페이스 부재(16) 사이의 간극이 상기 다른 금속 재료(20)에 의해 매립되어 있다.
[제2 실시 형태]
도5는 본 발명에 관한 골프 클럽 헤드의 일실시 형태를 나타내는 분해 사시도이다. 본 예의 골프 클럽 헤드는 아이언형 골프 클럽 헤드로 형성되어 있다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스면(30)에 페이스 개구부(32)를 갖는 헤드 본체(34)(SUS630에 의한 주조재)와, 페이스 개구부(32)를 폐색하는 페이스 부재(36)(SUS630에 의한 압연재)를 구비한다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스 부재(36)를 헤드 본체(34)의 페이스 개구부(32) 주변 부분에 고정 부착하였을 때에 페이스 부재(36)의 상부 모서리(38)가 골프 클럽 헤드의 톱블레이드부의 일부가 되고, 페이스 부재(36)의 선단부 모서리(40)가 골프 클럽 헤드의 토우부의 일부가 된다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스 부재(36)의 두께를 헤드 본체(34)의 페이스 개구부 주변 부분의 두께보다 0.1 ㎜ 두껍게 하고 있다.
또한, 본 예의 골프 클럽 헤드는 헤드 본체(34)와 페이스 부재(36)를, 이들 사이의 간극을 다른 금속 재료[구체적으로는 헤드 본체(34), 페이스 부재(36)와 동일한 SUS630의 직경 1.5 ㎜의 선재를 사용]에 의해 매립하면서 플라즈마 용접에 의해 용접하고 있다.
[제3 실시 형태]
도6은 본 발명에 관한 골프 클럽 헤드의 일실시 형태를 나타내는 사시도이 다. 본 예의 골프 클럽 헤드는 아이언형 골프 클럽 헤드로 형성되어 있다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스면(50)에 페이스 개구부(도시하지 않음)를 갖는 헤드 본체(52)(SUS630에 의한 주조재)와, 페이스 개구부를 폐색하는 페이스 부재(54)(SUS630에 의한 압연재)를 구비한다. 또한, 도6은 헤드 본체(52)와 페이스 부재(54)를 고정 부착한 상태를 도시하고 있다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스 부재(54)를 헤드 본체(52)의 페이스 개구부 주변 부분에 고정 부착하였을 때에 페이스 부재(54)의 하부 모서리(56)가 골프 클럽 헤드의 소울부의 일부가 되고, 페이스 부재(54)의 선단부 모서리(58)가 골프 클럽 헤드의 토우부의 일부가 된다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스 부재(54)의 두께를 헤드 본체(52)의 페이스 개구부 주변 부분의 두께보다 0.1 ㎜ 두껍게 하고 있다.
또한, 본 예의 골프 클럽 헤드는 헤드 본체(52)와 페이스 부재(54)를, 이들 사이의 간극을 다른 금속 재료[구체적으로는 헤드 본체(52), 페이스 부재(54)와 동일한 SUS630의 직경 1.5 ㎜의 선재를 사용]에 의해 매립하면서 레이저 용접에 의해 용접하고 있다.
[제4 실시 형태]
도7은 본 발명에 관한 골프 클럽 헤드의 일실시 형태를 나타내는 분해 사시도이다. 본 예의 골프 클럽 헤드는 중공부를 갖는 우드형 골프 클럽 헤드이며, 적어도 소울부에 금속부를 갖는 섬유 강화 수지와 금속의 콤포지트 클럽 헤드로 형성되어 있다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스면(60)에 페이스 개구부(62)를 갖고, 크라운부 및 사이드부의 대부분에 크라운-사이드 개구부(64)를 갖는 헤드 본체(66)(6-4Ti에 의한 주조재)와, 페이스 개구부(62)를 폐색하는 페이스 부재(68)(SP700에 의한 압연재)와, 크라운-사이드 개구부(64)를 폐색하는 탄소 섬유 강화 수지(CFRP)제의 크라운-사이드 부재(70)를 구비한다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스 개구부(62)의 상부 모서리 및 페이스 부재(68)의 상부 모서리가 크라운부까지 연장되어 있다. 따라서, 페이스 부재(68)를 헤드 본체(66)의 페이스 개구부(62) 주변 부분에 고정 부착하였을 때에 페이스 부재(68)의 상부 모서리(72)가 골프 클럽 헤드의 크라운부의 일부가 된다.
본 예의 골프 클럽 헤드는 페이스 부재(68)의 두께를 헤드 본체(66)의 페이스 개구부 주변 부분이 두께보다 0.1 ㎜ 두껍게 하고 있다.
또한, 본 예의 골프 클럽 헤드는 헤드 본체(66)와 페이스 부재(68)를, 이들 사이의 간극을 다른 금속 재료[구체적으로는 헤드 본체(66)와 동일한 6-4Ti의 직경 1.5 ㎜의 선재를 사용]에 의해 매립하면서 전자 빔 용접에 의해 용접하고 있다. 또한, 헤드 본체(66)와 크라운-사이드 부재(70)를 접착에 의해 고정 부착하고 있다.
본 발명의 골프 클럽 헤드 및 그 제조 방법에 따르면, 두께가 다른 금속 부재 사이의 간극을 다른 금속 재료에 의해 매립하므로, 용접 시에 금속 부재끼리의 사이에 간극이 생기지 않도록 미리 금속제 부재를 정밀하게 기계 가공할 필요가 없 어, 금속 부재의 기계 가공에 필요로 하는 비용을 삭감시킬 수 있다. 또한, 금속 부재 사이의 간극을 다른 금속 재료에 의해 매립하는 것이지만, 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 따르면 용접부에 수축이 생기지 않으므로, 골프 클럽 헤드의 중량 제어가 비교적 용이하다.

Claims (7)

  1. 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접한 부위를 갖는 골프 클럽 헤드이며, 상기 두께가 다른 금속 부재와는 다른 금속 재료에 의해 상기 두께가 다른 금속 부재 사이의 간극이 매립되어 있는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
  2. 제1항에 있어서, 용접하는 두께가 다른 금속 부재는 주조재와 단조재의 조합, 주조재와 프레스 포밍재의 조합, 또는 단조재와 프레스 포밍재의 조합인 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접한 부위는 페이스부, 소울부, 크라운부, 토우부, 힐부, 사이드부, 톱블레이드부 및 호젤부로부터 선택되는 적어도 2개의 부분에 걸쳐져 있는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중공부를 갖는 우드형 골프 클럽 헤드인 골프 클럽 헤드.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 아이언형 골프 클럽 헤드인 골프 클럽 헤드.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 섬유 강화 수지와 금속의 콤포지트 클럽인 골프 클럽 헤드.
  7. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 골프 클럽 헤드의 제조 방법이며, 상기 두께가 다른 금속 부재와는 다른 금속 재료에 의해 상기 두께가 다른 금속 부재 사이의 간극을 매립하면서 상기 두께가 다른 금속 부재를 플라즈마 용접, 레이저 용접 또는 전자 빔 용접에 의해 용접하는 것을 특징으로 하는 골프 클럽 헤드의 제조 방법.
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