KR20220047644A - 골프 클럽 헤드 형성 방법 - Google Patents

Abstract

다중 컴포넌트 골프 클럽 헤드 및 상기 클럽 헤드에 대한 방법이 일반적으로 본 명세서에 설명된다. 골프 클럽 헤드를 제조하는 방법은 주요 컴포넌트를 마련하는 단계, 몰드(mold)를 마련하는 단계, 랩-어라운드(wrap-arround) 컴포넌트를 사출 성형하는 단계, 랩-어라운드 컴포넌트를 플라즈마 처리하는 단계, 골프 클럽 헤드를 형성하기 위하여 랩-어라운드 컴포넌트를 주요 컴포넌트 상으로 결합하는 단계 및 골프 클럽 헤드를 마감 처리하는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예가 설명되고 청구될 수 있다.

Description

골프 클럽 헤드 형성 방법

상호 참조

본 출원은 모두 본 명세서에 참조로 포함되는, 2019년 8월 23일자 출원된 미국 가특허 출원 제62/891,158호 및 2019년 11월 26일자 출원된 미국 가특허 출원 제62/940,799호에 대한 우선권을 주장한다.

분야

본 개시 내용은 개괄적으로 골프 장비에 관한 것으로, 특히, 복합 골프 클럽 헤드 컴포넌트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 골프 클럽 헤드는 주로 금속 재료로 형성될 수 있다. 일부 경우에, 골프 클럽 헤드는 폴리머 수지와 강화 섬유를 포함하는 복합 재료로 형성될 수 있다. 강화 섬유는 시트로 제공될 수 있다. 시트는 폴리머 수지로 미리 함침될 수 있다. 때때로 시트는 원하는 형상으로 먼저 형성된 후 폴리머 수지로 함침된다. 이러한 섬유 함침 시트는 크라운 인서트(crown insert) 또는 솔 인서트(sole insert)와 같은 단순한 형상으로만 형성될 수 있다. 시트는 호젤(hosel) 기하학적 구조나 클럽 헤드의 스커트(skirt) 위로 래핑하는 부품과 같은 독특한 형상으로 쉽게 형성될 수 없다. 복잡한 기하학적 구조를 갖는 클럽의 복합재(또는 플라스틱) 컴포넌트를 제조할 수 있는 능력에 대한 요구가 당업계에 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 골프 클럽 헤드의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 골프 클럽 헤드의 솔 도면(또는 하면도)을 도시한다.
도 3은 도 2에서의 점선을 따라 도 1의 골프 클럽 헤드의 토우 측 단면도를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 주요 컴포넌트의 배면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 주요 컴포넌트의 크라운 도면(또는 평면도)을 도시한다.
도 6은 도 4의 주요 컴포넌트의 솔 도면(또는 하면도)을 도시한다.
도 7은 제2 실시예에 따른 골프 클럽 헤드의 솔 도면(또는 하면도)을 도시한다.
도 8은 제3 실시예에 따른 골프 클럽 헤드의 솔 도면(또는 하면도)을 도시한다.
도 9a는 일 실시예에 따른 랩-어라운드 컴포넌트의 정면도를 도시한다.
도 9b는 대안적인 실시예에 따른 랩-어라운드 컴포넌트의 정면도를 도시한다.
도 10은 도 9a의 랩-어라운드 컴포넌트의 배면도를 도시한다.
도 11은 도 9a의 랩-어라운드 컴포넌트의 힐 측 도면을 도시한다.
도 12는 도 9a의 랩-어라운드 컴포넌트의 토우 측 도면을 도시한다.
도 13은 도 9a의 랩-어라운드 컴포넌트의 하면도를 도시한다.
도 14는 도 1의 골프 클럽 헤드를 형성하기 위하여 도 4의 주요 컴포넌트 상으로 조립되는 도 9a의 랩-어라운드 컴포넌트의 분해 사시도를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 골프 클럽 헤드 제조 방법을 도시한다.
도 16은 일 실시예에 따른 몰드의 상부 몰드 절반부의 하면도를 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 몰드의 하부 몰드 절반부의 상부 사시도를 도시한다.
도 18은 도 17의 하부 몰드 절반부의 평면도를 도시한다.
도 19는 도 16의 상부 몰드 절반부의 평면도를 도시한다.
도 20은 도 17의 하부 몰드 절반부와 도 16의 상부 몰드 절반부의 어셈블리의 정면도를 도시한다.
도 21은 몰드 슬라이드 및 로크의 상부 사시도를 도시한다.
도 22는 도 17의 하부 몰드 절반부와 도 21의 슬라이드 및 로크의 어셈블리의 상부 사시도를 도시한다.
도 23은 도 17의 하부 몰드 절반부, 도 16의 상부 몰드 절반부 및 도 21의 슬라이드와 로크의 어셈블리의 상부 사시도를 도시한다.
도 24는 도 17의 하부 몰드 절반부, 도 21의 슬라이드와 로크 및 도 9의 랩-어라운드 컴포넌트와 유사한 사출 성형된 랩-어라운드 컴포넌트의 어셈블리의 상부 사시도를 도시한다.
도 25는 사출 성형 압축 스크류의 개략도를 도시한다.
도 26은 제1 시간 스테이지에서의 몰드 경로 라인 시뮬레이션(재료의 흐름 방향)의 평면도를 도시한다.
도 27은 제2 시간 스테이지에서의 몰드 경로 라인 시뮬레이션(재료의 흐름 방향)의 평면도를 도시한다.
도 28은 제3 시간 스테이지에서의 몰드 경로 라인 시뮬레이션(재료의 흐름 방향)의 평면도를 도시한다.
도 29는 제4 시간 스테이지에서의 몰드 경로 라인 시뮬레이션(재료의 흐름 방향)의 평면도를 도시한다.
도 30은 제1 시간 스테이지에서의 몰드 충전 시뮬레이션의 평면도를 도시한다.
도 31은 제2 시간 스테이지에서의 몰드 충전 시뮬레이션의 평면도를 도시한다.
도 32는 제3 시간 스테이지에서의 몰드 충전 시뮬레이션의 평면도를 도시한다.
도 33은 제4 시간 스테이지에서의 몰드 충전 시뮬레이션의 평면도를 도시한다.
도 34는 도 9a의 랩-어라운드 컴포넌트에 대한 몰드 경로 라인 시뮬레이션(재료의 흐름 방향)의 평면도를 도시한다.
도 35는 도 9b의 랩-어라운드 컴포넌트에 대한 몰드 경로 라인 시뮬레이션(재료의 흐름 방향)의 평면도를 도시한다.
도 36a는 도 9a의 제2 컴포넌트와 유사한 랩-어라운드의 몰드 경로 라인 시뮬레이션의 크라운 도면을 도시한다.
도 36b는 도 9b의 제2 컴포넌트와 유사한 랩-어라운드의 몰드 경로 라인 시뮬레이션의 크라운 도면을 도시한다.

고강도 및 저중량을 갖는 사출 성형된 랩-어라운드(wrap-around) 컴포넌트를 갖는 골프 클럽 헤드가 본 명세서에서 설명된다. 골프 클럽 헤드는 금속 전방 컴포넌트와 복합 후방 랩-어라운드 컴포넌트로 형성된다. 타격면을 형성하는 것에 더하여, 주요 컴포넌트는 솔(sole)을 따라 후방으로 신장되는 연장부를 가진다. 저밀도 복합 피스(composite piece)는 클럽 헤드의 상부 및 후방 부분의 중량을 줄이기 위해 주요 컴포넌트 위로 슬라이딩하거나 캐핑될 수 있다. 단일 복합 피스는 크라운(crown)의 대부분을 형성하고 또한 클럽의 스커트를 감싸서(wrap around) 솔의 일부를 형성한다. 복합 랩-어라운드 컴포넌트는 크라운의 후방 주변 에지에 있는 게이트로부터 사출 성형된다. 랩-어라운드 컴포넌트는 사출 성형 동안 몰드의 말단에 용융된 복합 재료를 분배하기 위한 플로우 리더(flow leader) 또는 주요 루트(highway)로 작용하는 두꺼운 영역을 포함할 수 있다. 랩-어라운드 컴포넌트는 폴리머 복합 재료로 형성될 수 있다.

골프 클럽 헤드는 가볍고 내구성이 있는 후방 크라운과 토우(toe) 및 힐(heel) 솔 섹션과 결합된 강하고 유연한 타격면을 생성하는 방법에 의해 생성될 수 있다. 후방 크라운과 솔 부분을 형성하는 랩-어라운드 컴포넌트는 사출 성형될 수 있다. 랩-어라운드 컴포넌트의 기하학적 구조에 의해 가능하게 되는 사출 성형 공정은 고강도 및 저중량의 컴포넌트를 생성한다. 또한, 사출 성형 공정은 생산 시간을 줄일 수 있다. 복합 재료로부터 크라운과 솔 부분을 형성하는 것은 골프 공과의 임팩트 시 골프 클럽 헤드의 음향 응답을 개선할 수 있다.

달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 당해 기술 분야에서 통상의 기술자 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 상충하는 경우, 정의를 포함하는 본 문서가 우선할 것이다. 본 명세서에 설명된 것과 유사하거나 동등한 바람직한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 재료, 방법 및 예는 단지 예시적이며 제한하는 것으로 의도되지 않는다.

본 명세서에 사용된 바와 같은 "포함하다(comprise)", "구비하다(include)", "갖는(having)", "가지다(has)", "할 수 있다(can)", "함유한다(contain)"라는 용어 및 이들의 변형은 추가 행위 또는 구조의 가능성을 배제하지 않는 제약을 두지 않는 전이(transitional) 어구, 용어 또는 단어가 되도록 의도된다. 단수 형태의 표현은 문맥에서 명확하게 달리 지시하지 않는 한 복수의 참조를 포함한다. 또한, 본 개시 내용은, 명시적으로 기술되든 그렇지 않든, 본 명세서에 제시된 실시예 또는 요소를 "포함하는", 이들로 "구성되는" 그리고 이들로 "본질적으로 구성되는" 다른 실시예를 고려한다.

수량과 관련하여 사용된 "약(about)", "대략(approximately)" 또는 "개략적으로(roughly)"라는 수식어는 언급된 값을 포함하고 문맥에 의해 지시된 의미를 갖는다(예를 들어, 이는 적어도 특정 수량의 측정과 연관된 오차의 정도를 포함한다). "약", "대략" 또는 "개략적으로"라는 수식어는 2개의 종점(endpoint)의 절대값에 의해 정의되는 범위를 개시하는 것으로 고려될 수 있다. 예를 들어, "약 2 내지 약 4"라는 표현은 또한 "2 내지 4"의 범위를 개시한다. "약", "대략" 또는 "개략적으로"라는 용어는 표시된 숫자의 플러스 또는 마이너스 10%를 나타낼 수 있다. 예를 들어, "약 10%"는 9% 내지 11%의 범위를 나타낼 수 있고, "약 1"은 0.9 내지 1.1을 의미할 수 있다. "약", "대략" 또는 "개략적으로"의 다른 의미는 문맥으로부터 명백할 수 있다.

본 명세서에서 사용된 "솔(sole)"은 어드레스 위치에 놓일 때의 골프 클럽 헤드의 하부 표면 또는 부분을 의미할 수 있다. 솔은 골프 클럽 헤드의 평면도 또는 크라운 도면에서 보이지 않을 수 있다.

본 명세서에 사용된 "크라운(crown)"은 어드레스 위치에 놓일 때의 골프 클럽 헤드의 상부 표면 또는 부분을 의미할 수 있다. 크라운은 골프 클럽 헤드의 하면도 또는 솔 도면에서 보이지 않을 수 있다.

본 명세서에 사용된 "사출 성형"은 폴리머 재료 또는 복합 재료를 가열하고, 상기 폴리머 또는 복합 재료를 몰드 내로 압축하고, 몰드 내의 재료를 냉각시켜 고체 부품을 형성하고, 몰드로부터 고체 부품을 배출하는 공정을 의미할 수 있다.

본 명세서에 사용된 "몰드"는 함께 공동(cavity)을 형성하는 2 이상의 금속 피스를 의미할 수 있다. 공동은 골프 클럽 헤드의 컴포넌트와 같은 원하는 제품 또는 컴포넌트의 형상을 가질 수 있다. 몰드는 게이트(gate) 또는 재료가 통과하는 공동에 포함되지 않은 다른 경로를 포함할 수 있다. 몰드는 냉각제가 몰드를 통해 흐르도록 하는 냉각 라인을 포함할 수 있다.

본 명세서에 사용된 "상부 몰드 절반부"는 몰드의 제1 상부 섹션을 의미할 수 있다. 본 명세서에 사용된 "하부 몰드 절반"는 몰드의 제2 하부 섹션을 의미할 수 있다. 상부 몰드 절반부는 부품이 몰드로부터 배출될 때 하부 몰드 절반부로부터 당겨지거나 들어올려지거나 그렇지 않으면 멀리 이동하도록 구성된다.

본 명세서에서 "스프링백(springback)"은 일부 사출 성형 부품이 몰드로부터 배출될 때 발생하는 뒤틀림(warping) 현상을 의미할 수 있다. 부품의 내부 표면이 부품의 외부 표면과 다른 표면적을 갖는 경우, 부품이 몰드로부터 배출될 때 뒤틀릴 수 있다. 더 큰 표면(통상적으로 외부 표면) 상의 압축 응력은 더 작은 표면(통상적으로 내부 표면) 상의 압축 응력을 초과하여, 부품이 뒤틀리게 할 수 있다.

본 명세서에 사용된 "수축률(shrink rate)"은 사출 성형 공정에서 몰드로부터 배출된 후 재료가 수축하는 양을 의미할 수 있다. 수축률은 사출 성형 공정에 사용되는 재료의 특성과 관련된다. 스프링백과 달리, 수축률은 부품 형상에 의존하거나 그에 의해 크게 영향을 받지 않는다.

여기에서 사용된 "경로 라인(pathline)"은 재료가 흐를 수 있는 시뮬레이션된 방향 또는 실제 방향을 의미할 수 있다. 또한, 시뮬레이션에서의 경로 라인은 재료가 몰드 영역을 충전하는 속도를 나타낼 수 있다. 경로 라인은 사출 성형 공정 동안 충전 방향 및/또는 충전 속도를 나타내거나 표현할 수 있다. 몰드의 부분 내의 경로 라인의 더 높은 밀도는 먼저 충전될 몰드의 부분을 나타낼 수 있다.

본 명세서에서 "게이트"는 사출 성형에 사용되는 몰드의 입구(mouth)를 의미할 수 있다. 사출 성형 공정 동안, 재료는 먼저 게이트를 통해 몰드에 들어간다. 일부 실시예에서, "게이트"는 또한 몰드로부터의 부품의 배출 전에 몰드의 게이트 내에 있었던 사출 성형된 재료를 지칭할 수 있다.

본 명세서에 사용된 "플로우 리더(flow leader)"는 채널, 증가된 두께의 영역 및/또는 사출 성형 공정 동안 재료가 따라 흐르거나 통과하여 흐르는 경로를 의미할 수 있다. 플로우 리더는 게이트로부터 클럽 헤드의 다른 영역을 향하여 확장될 수 있다. 플로우 리더는 기울어지지 않으면 재료가 도달하기 어려울 수 있는 몰드의 영역을 향해 기울어질 수 있다.

본 명세서에 사용된 "웰드 라인(weld line)"은 2개의 개별 재료 흐름이 교차하거나 연결되는 라인을 의미할 수 있다. 웰드 라인은 사출 성형 공정 동안 몰드 내부에 형성되는 저강도 이음매(seam)를 의미할 수 있다.

본 명세서에 사용된 "프리즈 오프 두께(freeze off thickness)"는 재료가 성공적으로 흐를 수 있는 최소 두께를 의미할 수 있다. 사출 성형을 위하여 설계된 몰드는 몰드의 모든 영역이 프리즈 오프 두께와 같거나 더 큰 두께를 포함하도록 설계되어야 한다.

본 명세서에 사용된 "사이클 시간(cycle time)"은 사출 성형 공정 동안 단일 부품을 사출 성형하는 시간의 양을 의미할 수 있다.

I) 랩-어라운드 컴포넌트를 갖는 골프 클럽 헤드

본 명세서에 설명된 골프 클럽 헤드(10)는 일반적으로 금속인 주요 컴포넌트(60) 및 복합재인 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 포함한다. 복합 재료는 사출 성형되어 경량의 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 형성할 수 있다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 종래의 금속 골프 클럽 헤드와 비교하여 크라운(16)의 중량을 감소시키기 위하여 얇은 크라운 섹션(110)을 포함할 수 있다. 또한, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 솔(18)의 중량을 감소시키기 위하여 솔(18)의 부분을 형성하는 힐 및 토우 윙(150, 130)를 포함할 수 있어, 이에 따라 무게 중심을 후방으로 지향시킨다. 금속 주요 컴포넌트(60)는 클럽 헤드(10)의 후방 단부(14)에서 웨이트(84)를 고정하기 위한 웨이트 채널 또는 포트(82)를 지지하는 후방 연장부(72)를 포함한다. 금속 주요 컴포넌트(60) 및 복합 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 조합은 복합 랩-어라운드 컴포넌트 특징이 없는 클럽 헤드에 비하여 낮고 후방에 위치된 무게 중심, 높은 관성 모멘트 및 감소된 스핀, 발사 및 관용성 이점을 갖는 클럽 헤드(10)를 형성한다. 또한, 고강도 저중량 랩-어라운드 컴포넌트를 형성하는 것은, 아래에 설명된 바와 같이, 특정 몰드 설계 및 제조 방법을 필요로 한다.

도 1 내지 3 및 14를 참조하면, 본 명세서에 설명된 골프 클럽 헤드(10)는 전방 단부(12), 후방 단부(14), 크라운(16), 솔(18), 크라운(16)을 솔(18)에 연결하는 스커트(24), 토우 단부(20) 및 힐 단부(22)를 포함한다. 골프 클럽 헤드(10)는 골프 클럽 헤드 전방 단부(12)에서 타격면(62)을 형성하는 주요 컴포넌트(60)를 포함한다. 주요 컴포넌트(60)는 타격면(62)으로부터 후방으로 연장되어 솔(18)의 일부와 크라운(16)의 일부를 형성하는 리턴부(return)(64)를 더 형성할 수 있다. 주요 컴포넌트(60)는 리턴부(64)의 솔 부분에 연결된 솔 연장부(72)를 더 포함한다. 솔 연장부(72)는 리턴부(64)로부터 골프 클럽 헤드(10)의 후방 단부로 도달하거나 연장된다. 일부 실시예에서, 솔 연장부(72)는 웨이트(84)를 수용하기 위한 웨이트 포트 또는 웨이트 채널(82)을 포함한다. 주요 컴포넌트(60)는 리턴부(64)의 후방 에지(66)를 따라 그리고 솔 연장부(72)의 에지(74, 76)를 따라 이어지는 립(lip)(80)을 포함할 수 있다.

골프 클럽 헤드(10)는 주요 컴포넌트(60)에 의해 형성되지 않는 골프 클럽 헤드(10)의 나머지 부분을 형성하는 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 더 포함한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 골프 클럽 헤드(10)의 크라운(16) 및 솔(18) 모두의 부분을 형성한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 크라운 섹션(110), 토우 윙(130) 및 힐 윙(150)을 포함할 수 있다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 크라운 섹션(110)은 골프 클럽 헤드(10)의 크라운(16)의 중앙 및 후방 부분을 형성한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 토우 윙(130)은 크라운 섹션(110)으로부터 스커트(24) 주위로 솔(18) 내로 연장된다. 토우 윙(130)은 골프 클럽 헤드(10)의 토우 단부(20)의 섹션을 형성한다. 유사하게, 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 힐 윙(150)은 토우 윙(130) 반대편의 크라운 섹션(110)으로부터 스커트(24) 주위로 솔(18) 내로 연장된다. 힐 윙(150)은 클럽 헤드(10)의 토우 단부(20)의 섹션을 형성한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 주요 컴포넌트 립(80)과 맞물리도록 구성된 립(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 조립된 클럽 헤드(10)에서, 립의 중첩은 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 주요 컴포넌트(60)를 접합할 수 있게 하는 랩 조인트(lap joint) 구조를 형성한다.

a. 좌표계

도 2 및 도 3을 참조하면, 타격면(62)의 타격면 중심에 원점(30)이 있는 좌표계가 정의될 수 있고, 좌표계는 X-축(32), Y-축(34) 및 Z-축을 갖는다. X-축(32)은 골프 클럽 헤드(10)의 힐 단부(22)로부터 토우 단부(20)로의 방향으로 연장되고 타격면(62)의 타격면 중심을 통해 골프 클럽 헤드(10)가 어드레스 위치에 있을 때 지면(40)에 평행한 수평축이다. Y-축(34)은 골프 클럽 헤드(10)의 크라운(16)으로부터 솔(18)로의 방향으로 타격면(62)의 타격면 중심(30)을 통해 연장되고 X-축(32)에 수직인 수직축이며, Z-축(36)은 타격면으로부터 골프 클럽 헤드(10)의 후방 단부(14)로의 방향으로 타격면 중심(30)을 통해 연장되고 X-축 및 Y-축에 수직이다.

좌표계는 X-축(32) 및 Y-축(34)을 통해 연장되는 XY 평면과, X-축(32) 및 Z-축(36)을 통해 연장되는 XZ 평면과, Y-축(34) 및 Z-축(36)을 통해 연장되는 YZ 평면을 정의하고, XY 평면, XZ 평면 및 YZ 평면은 모두 서로 수직이고 타격면 중심에 있는 좌표계의 원점(30)에서 교차한다. 로프트 평면(loft plane)(42)은 원점(30)에서 타격면(62)에 접한다. 로프트 평면(42)은 YZ 평면에 수직으로 보았을 때 평면으로부터 로프트 각도(44)만큼 각을 이룬다.

일부 실시예에서, 특히 골프 클럽 헤드(10)가 드라이버일 때, 클럽 헤드(10)의 로프트 각도(44)는 대략 16도 미만, 대략 15도 미만, 대략 14도 미만, 대략 13도 미만, 대략 12도 미만, 대략 11도 미만 또는 대략 10도 미만이다.

일부 실시예에서, 특히 골프 클럽 헤드(10)가 페어웨이 우드일 때, 클럽 헤드(10)의 로프트 각도(44)는 대략 35도 미만, 대략 34도 미만, 대략 33도 미만, 대략 32도 미만, 대략 31도 미만 또는 대략 30도 미만이다. 또한, 많은 실시예에서, 클럽 헤드(10)의 로프트 각도(44)는 대략 12도보다 크거나, 대략 13도보다 크거나, 대략 14도보다 크거나, 대략 15도보다 크거나, 대략 16도보다 크거나, 대략 17도보다 크거나, 대략 18도보다 크거나, 대략 19도보다 크거나, 대략 20도보다 크다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 클럽 헤드의 로프트 각도는 12도 내지 35도, 15도 내지 35, 20도 내지 35도 또는 12도 내지 30도일 수 있다.

일부 실시예에서, 특히 골프 클럽 헤드(10)가 하이브리드일 때, 클럽 헤드(10)의 로프트 각도(44)는 대략 40도 미만, 대략 39도 미만, 대략 38도 미만, 대략 37도 미만, 대략 36도 미만, 대략 35도 미만, 대략 34도 미만, 대략 33도 미만, 대략 32도 미만, 대략 31도 미만 또는 대략 30도 미만이다. 또한, 많은 실시예에서, 클럽 헤드의 로프트 각도는 대략 16도보다 크거나, 대략 17도보다 크거나, 대략 18도보다 크거나, 대략 19도보다 크거나, 대략 20도보다 크거나, 대략 21도보다 크거나, 대략 22도보다 크거나, 대략 23도보다 크거나, 대략 24도보다 크거나, 또는 대략 25도보다 크다.

또한, 도 4를 참조하면, 호젤 축(38)은 XY 평면에 수직인 방향에서 보았을 때 라이 각도(lie angle)(46)라고 하는 미리 정해진 각도로 X-축(32)으로부터 기울어져 있다. 호젤 축(38)은, 전부 통틀어, 54도 내지 65도의 라이 각도(46)만큼 X-축(23)으로부터 기울어질 수 있다.

클럽 헤드(10)의 길이(52)는 정면도로부터 보았을 때 X-축(32)과 평행한 방향으로 힐 단부(22)로부터 토우 단부(20)로의 클럽 헤드(10)의 가장 먼 길이로 측정될 수 있다. 보다. 많은 실시예에서, 클럽 헤드(10)의 길이(52)는 미국 골프 협회(USGA)와 같은 골프 관리 기구에 따라 측정될 수 있다. 예를 들어, 클럽 헤드의 길이는 USGA의 우드 클럽의 클럽 헤드 크기 측정 절차(USGA-TPX3003, Rev. 1.0.0, 2003년 11월 21일)에 따라 결정할 수 있다(https:// www.usga.org/content/dam/usga/pdf/Equipment/TPX3003-procedure-for-measuring-the-club-head-size-of-wood-clubs.pdf)("Procedure for Measuring the Club Head Size of Wood Clubs"). 최대 클럽 헤드 길이는 3 내지 5 인치이다.

클럽 헤드(10)의 높이(54)는 정면도로부터 보았을 때 Y-축(34)과 평행한 방향으로 크라운(16)으로부터 솔(18)로의 클럽 헤드(10)의 가장 먼 거리로서 측정될 수 있다. 많은 실시예에서, 클럽 헤드(10)의 높이(54)는 미국 골프 협회(USGA)와 같은 골프 관리 기구에 따라 측정될 수 있다. 예를 들어, 클럽 헤드의 높이는 USGA의 우드 클럽의 클럽 헤드 크기 측정 절차(USGA-TPX3003, Rev. 1.0.0, 2003년 11월 21일)에 따라 결정할 수 있다(https:// www.usga.org/content/dam/usga/pdf/Equipment/TPX3003-procedure-for-measuring-the-club-head-size-of-wood-clubs.pdf)("Procedure for Measuring the Club Head Size of Wood Clubs"). 최대 클럽 헤드 높이는 2 내지 2.8 인치이다.

클럽 헤드(10)의 깊이(56)는 정면도로부터 보았을 때 Z-축(36)과 평행한 방향으로 전방 단부(12)으로부터 후방 단부(14)로의 클럽 헤드(10)의 가장 먼 거리로서 측정될 수 있다. 클럽 헤드 깊이(56)는 2 인치 내지 5 인치의 범위를 가질 수 있다. 많은 실시예에서, 클럽 헤드(10)의 깊이(56)는 미국 골프 협회(USGA)와 같은 골프 관리 기구에 따라 측정될 수 있다. 예를 들어, 클럽 헤드의 깊이는 USGA의 우드 클럽의 클럽 헤드 크기 측정 절차(USGA-TPX3003, Rev. 1.0.0, 2003년 11월 21일)에 따라 결정할 수 있다(https:// www.usga.org/content/dam/usga/pdf/Equipment/TPX3003-procedure-for-measuring-the-club-head-size-of-wood-clubs.pdf)("Procedure for Measuring the Club Head Size of Wood Clubs").

클럽 헤드(10)의 부피(즉, 클럽 헤드의 가장 바깥쪽 표면에 의해 수용되는 부피)은 200 cc 내지 800 cc의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 특히 골프 클럽 헤드가 드라이버일 때, 클럽 헤드의 부피는 대략 400 cc보다 크거나, 대략 425 cc보다 크거나, 대략 450 cc보다 크거나, 대략 475 cc보다 크거나, 대략 500 cc보다 크거나, 대략 525 cc보다 크거나, 대략 550 cc보다 크거나, 대략 575 cc보다 크거나, 대략 600 cc보다 크거나, 대략 625 cc보다 크거나, 대략 650 cc보다 크거나, 대략 675 cc보다 크거나, 대략 700 cc보다 크다. 일부 실시예에서, 클럽 헤드의 부피는 대략 400 cc 내지 600 cc, 425 cc 내지 500 cc, 대략 500 cc 내지 600 cc, 대략 500 cc 내지 650 cc, 대략 550 cc 내지 700 cc, 대략 600 cc 내지 650 cc, 대략 600 cc 내지 700 cc 또는 대략 600 cc 내지 800 cc일 수 있다.

일부 실시예에서, 특히 골프 클럽 헤드가 페어웨이 우드일 때, 클럽 헤드(10)의 부피는 대략 400 cc 미만, 대략 375 cc 미만, 대략 350 cc 미만, 대략 325 cc 미만, 대략 300 cc 미만, 대략 275 cc 미만, 대략 250 cc 미만, 대략 225 cc 미만 또는 대략 200 cc 미만이다. 일부 실시예에서, 클럽 헤드의 부피는 대략 150 cc 내지 200 cc, 대략 150 cc 내지 250 cc, 대략 150 cc 내지 300 cc, 대략 150 cc 내지 350 cc, 대략 150 cc 내지 400 cc, 대략 300 cc 내지 400 cc, 대략 325 cc 내지 400 cc, 대략 350 cc 내지 400 cc, 대략 250 cc 내지 400 cc, 대략 250 내지 350 cc 또는 대략 275 내지 375 cc일 수 있다.

일부 실시예에서, 특히 골프 클럽 헤드가 하이브리드일 때, 클럽 헤드(10)의 부피는 대략 200 cc 미만, 대략 175 cc 미만, 대략 150 cc 미만, 대략 125 cc 미만, 대략 100 cc 미만 또는 대략 75 cc 미만이다. 일부 실시예에서, 클럽 헤드의 부피는 대략 100 cc 내지 150 cc, 대략 75 cc 대략 150 cc, 대략 100 cc 대략 125 cc 또는 대략 75 cc 대략 125 cc일 수 있다.

b. 주요 컴포넌트

골프 클럽 헤드(10)는 주요 컴포넌트(60) 및 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 포함한다. 주요 컴포넌트(60)는 금속이고 크라운 또는 솔 도면에서 보았을 때 대략 T-형상을 취한다. T-형상의 트렁크 또는 베이스는 중량을 중앙 솔에 집중시키고 골프 클럽 헤드(10)의 후방 단부(14)에서 웨이트(84)를 고정하는 웨이트 채널 또는 포트(82)를 지지하는 솔 연장부(72)에 의해 형성된다. T-형상의 상부는 타격면(62)과 클럽 헤드(10)의 전방 단부(12)를 형성하는 페이스 리턴부(64)를 포함한다. 금속 주요 컴포넌트(60)는 임팩트를 견디도록 클럽 헤드(10)가 내구성을 가지게 하고 클럽 헤드(10)의 원하는 가중 특성(weighting property), 즉 낮고 후방에 위치되는 무게 중심과 관용성에 기여한다.

도 4 내지 6에 도시된 바와 같이, 주요 컴포넌트(60)는 타격면(62), 리턴부(64) 및 솔 연장부(72)를 포함할 수 있다. 타격면(62)은 골프 클럽 헤드(10)의 전방 단부(12)에 위치된다. 타격면(62)은 로프트 평면(42)에 접하여, 골프 클럽 헤드(10)가 어드레스 위치에 있을 때 이것이 XY 평면으로부터 각을 이루도록 한다. 타격면(62)은 본체 피스의 전방 공동(도시되지 않음) 내로 고정되어 주요 컴포넌트(60)를 함께 형성하는 페이스 플레이트(faceplate)로부터 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 주요 컴포넌트(60)와 리턴부(64)는 하나의 유닛으로서 일체로 형성된다. 주요 컴포넌트(60)는 샤프트를 수용하거나 호젤 슬리브를 수용하기 위한 상부 호젤 구멍(aperture)(26)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 주요 컴포넌트(60)는 연장부(72)의 솔 부분에 위치된 하부 호젤 구멍 또는 포트(28)를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 하부 호젤 구멍(28)은 패스너로 호젤 슬리브를 고정하기 위해 사용될 수 있다.

주요 컴포넌트(60)의 리턴부(64)는 타격면(62)으로부터 후방으로 연장된다. 리턴부(64)는 크라운(16), 솔(18), 토우 단부(20) 및 힐 단부(22)의 일부를 형성한다. 리턴부(64)는 XY 평면에 수직으로 측정되는 깊이(68)를 포함할 수 있다. 클럽 헤드 깊이(56)에 대한 리턴부 깊이(68)의 비는 0.20 내지 0.75일 수 있다. 일부 실시예에서, 클럽 헤드 깊이(56)에 대한 리턴부 깊이(68)의 비는 0.20 내지 0.30, 0.20 내지 0.35, 0.20 내지 0.40, 0.20 내지 0.45 또는 0.20 내지 0.50일 수 있다. 일부 실시예에서, 리턴부(64)는 이것이 측정되는 위치에 따라 가변하는 깊이(68)를 가질 수 있다. 예를 들어, 리턴부 깊이(68)는 이것이 힐 단부(22)에 인접한 것보다 토우 단부(20)에 더 인접할 수 있다. 가변 하는 리턴부 깊이(68)는, 클럽 헤드(10)의 관용성을 높이기 위해, 힐 단부(22) 및 토우 단부(20) 중 하나 또는 모두가 중심보다 더 가중되는 것을 허용할 수 있다.

도 3을 참조하면, 리턴부(64)는 0.015 인치 내지 0.040 인치의 범위를 갖는 두께(70)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 리턴부 두께(70)는 0.010 인치 내지 0.040 인치, 0.010 인치 내지 0.020 인치, 0.015 인치 내지 0.025 인치, 0.020 인치 내지 0.030 인치, 0.025 인치 내지 0.035 인치, 0.030 인치 내지 0.040 인치, 0.040 인치 내지 0.10 인치 또는 0.10 인치 내지 0.25 인치의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 리턴부 두께(70)는 0.010 인치, 0.015 인치, 0.020 인치, 0.025 인치, 0.030 인치, 0.035 인치 또는 0.040 인치일 수 있다.

도 5 및 6을 참조하면, 솔 연장부(72)는 클럽 헤드(10)의 리턴부(64)로부터 후방 단부(14)로 신장된다. 솔 연장부(72)는 후방 단부(14)에 인접한 웨이트 채널(82)을 더 포함할 수 있다. 솔 연장부(72)는 솔 연장부(72)의 제1 에지(74)로부터 제2 에지(76)로 X-축(32)에 평행하게 측정된 폭(86)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 연장부(72)의 폭(86)은 균일하지만, 다른 실시예에서, 연장부(72)의 폭(86)은 폭(86)이 측정되는 위치에 따라 가변한다. 솔 연장부 폭(86)은 골프 클럽 헤드(10)의 길이(52)보다 작다. (솔 연장부 폭(86)과 클럽 헤드 길이(52)는 모두 힐로부터 토우까지 측정된다.) 솔 연장부 폭(86)은 최대 클럽 헤드 폭의 25% 내지 85%의 범위를 가질 수 있다. 솔 연장부 폭(86)은 최대 클럽 헤드 길이(52)의 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80% 또는 85%일 수 있다. 일부 실시예에서, 솔 연장부 폭(86)은 0.4 인치 내지 2.5 인치의 범위를 가질 수 있다. 더 작은 솔 연장부 폭(86)은 더 적은 금속 재료가 솔 연장부(72)를 만드는 데 사용되어 주요 컴포넌트(60)의 중량을 낮추는 것을 의미한다. 주요 컴포넌트(60)에 더 낮은 중량을 제공하는 것은 클럽 헤드(10) 상의 원하는 위치 내로 재할당될 수 있는 자유 재량 질량을 증가시킬 수 있어, 관용성을 증가시키고 그리고/또는 무게 중심을 낮은 후방 위치에 위치 설정한다. 그러나, 더 큰 솔 연장부 폭(86)은 후방 웨이트 채널 또는 포트(82)에 더 많은 구조적 지지를 제공하여 클럽 헤드(10)의 내구성을 증가시킨다. 따라서, 솔 연장부의 폭(86)은 클럽 헤드(10)에 대한 원하는 가중 방식에 대응하도록 선택될 수 있다.

도 7 및 8을 참조하면, 솔 연장부 축(88)은 솔 연장부(72)의 중심에 근접한다. 연장부 축(88)은 솔 연장부(72)의 전방 중간점(90)과 후방 중간점(92) 사이에서 연장된다. 전방 중간점(90)은 제1 및 제2 교차점(94, 96) 사이에서 중앙에 위치된다. 제1 및 제2 교차점(94, 96)은 솔 연장부(72)의 에지(74, 76)가 리턴부(64)에 연결되는 위치에 위치된다. 후방 중간점(92)은 솔 연장부(72)의 후방 또는 주변 에지(78)를 따라 중앙에 위치된다.

솔 연장부(72)는 주요 컴포넌트(60)의 리턴부(64)로부터 골프 클럽 헤드(10)의 후방 단부(14)로 Z-축(36)에 평행하게 측정된 길이(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 솔 연장부 길이는 솔 연장부(72)의 전방 중간점(90)으로부터 후방 중간점(92)까지 측정된다. 솔 연장부 길이는 골프 클럽 헤드(10)의 길이(52)보다 작다. 솔 연장부 길이는 최대 클럽 헤드 길이(52)의 60% 내지 90%의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 솔 연장부 길이는 최대 클럽 헤드 길이(52)의 60% 내지 70%, 70% 내지 80%, 70% 내지 80%, 65% 내지 75%, 75% 내지 85% 또는 85% 내지 90%의 범위를 가질 수 있다. 솔 연장부 길이는 최대 클럽 헤드 길이(52)의 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 또는 90%일 수 있다.

일부 실시예에서, 연장부 축(88)은 YZ 평면에 대략 평행하다. 다른 실시예에서, 솔 연장부(72)는 리턴부(64)으로부터 각도(98)로 비스듬히 연장될 수 있다. 연장부 축(88)은 클럽 헤드(10)의 후방 단부(14)에 인접한 지점에서 YZ 평면과 교차할 수 있다. 예를 들어, 솔 연장부(72)는 힐 단부(22) 또는 토우 단부(20)에 더 가까운 리턴부(64)에 부착되고, 솔 연장부(72)는 후방으로 연장될 때 클럽 헤드(10)의 중심을 향할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 연장부 축(88)은 리턴부(64)에 인접한 지점에서 YZ 평면과 교차할 수 있다. 예를 들어, 솔 연장부(72)는 후방으로 연장될 때 골프 클럽 헤드(10)의 중심으로부터 멀어지게 향할 수 있다.

솔 연장부(72)는, 도 7 및 8에 도시된 바와 같이, 연장부 축(88)이 연장부 각도(98)로 비스듬히 YZ 평면과 교차하도록 위치 설정될 수 있다. 연장부 각도(98)는 0도 내지 45도의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 연장부 각도(98)는 0 내지 10도, 0 내지 20도, 0 내지 30도, 0 내지 40도, 10 내지 20도, 10 내지 30도, 10 내지 40도, 10 내지 45도, 20 내지 30도, 20 내지 40도, 20 내지 45도, 30 내지 40도 또는 30 내지 45도의 범위를 가질 수 있다. 연장부 각도(98)는 클럽 헤드(10)의 후방 단부(14)에서의 중량이 힐 단부(22) 또는 토우 단부(20)를 향해 오프셋되어 위치 설정되도록 허용한다. 이러한 오프셋 위치 설정은 특정 스윙 경향을 가진 플레이어를 수용하기 위하여 클럽 헤드(10)에 약간의 드로우 바이어스 또는 약간의 페이드 바이어스를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 솔 연장부(72)의 전방 단부는 힐 단부(22) 또는 토우 단부(20)로 오프셋된다. 이러한 실시예의 일부(도시되지 않음)에서, 후방 웨이트 채널 또는 포트(82)는 클럽 헤드(10)의 후방 단부(14)에서 중앙에 유지된다. 이들 실시예의 다른 실시예에서, 솔 연장부(72)의 전방 단부 및 후방 단부는 모두 상이한 방향으로 YZ 평면으로부터 오프셋된다. 솔 연장부(72)의 전방 단부를 오프셋하는 것은 무게 중심을 클럽 헤드(10)의 힐 또는 토우 단부(22, 20)를 향해 약간 이동시키지만, 무게 중심 이동은 웨이트(84)가 오프셋될 때보다 덜 급격하다.

c. 랩-어라운드 컴포넌트

골프 클럽 헤드(10)는 중공(hollow) 골프 클럽 헤드(10)를 형성하기 위해 주요 컴포넌트(60)에 부착되는 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 더 포함한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 더 많은 자유 재량 중량이 클럽 헤드(10)의 주변에 재분배될 수 있게 하도록 경량 복합 재료로 형성된다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 사출 성형된 복합 재료는 고강도 및 저중량을 나타낸다. 또한, 랩-어라운드 컴포넌트 구조는 복합 재료가 사출 성형 동안 몰드를 통해 균일하게 흐르도록 하고 마감 처리된 랩-어라운드 컴포넌트(100)에 추가적인 내구성을 제공하는 두꺼운 부분(118)을 포함한다.

도 3 및 9 내지 14를 참조하면, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 크라운 섹션(110), 토우 윙(130) 및 힐 윙(150)을 포함한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 외부 표면(102) 및 내부 표면(104)을 포함한다. 외부 표면(102) 매끄럽다. 내부 표면(104)은, 아래에서 설명되는 바와 같이, 내부 표면(104)의 나머지 부분으로부터 약간 멀리 돌출하는 더 큰 두께의 다양한 영역을 포함한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 0.017 인치 내지 0.060 인치의 범위를 갖는 하나 이상의 두께(106)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 랩-어라운드 컴포넌트의 하나 이상의 두께(106)는 0.017 인치 내지 0.021 인치, 0.021 인치 내지 0.030 인치, 0.030 인치 내지 0.045 인치, 0.045 인치 내지 0.060 인치 사이의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 대부분을 형성하는 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 가장 얇은 영역은 0.030 인치 내지 0.045 인치의 두께(106)를 가질 수 있다.

일부 실시예에서, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 0.017 인치만큼 낮거나, 0.020 인치만큼 낮거나, 0.025 인치만큼 낮거나, 0.030 인치만큼 낮거나, 0.035 인치만큼 낮거나, 0.040 인치만큼 낮거나, 0.045 인치만큼 낮거나, 0.050 인치만큼 낮은 적어도 하나의 두께(106)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 적어도 하나의 두께(106)는 0.025 인치 미만, 0.026 인치 미만, 0.027 인치 미만, 0.028 인치 미만, 0.029 인치 미만, 0.030 인치 미만, 0.031 인치 미만, 0.032 인치 미만, 0.033 인치 미만, 0.034 인치 미만, 0.035 인치 미만, 0.036 인치 미만, 0.037 인치 미만, 0.038 인치 미만, 0.039 인치 미만, 0.040 인치 미만, 0.041 미만 인치, 0.042 인치 미만, 0.043 인치 미만, 0.044 인치 미만 또는 0.045 인치 미만이다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)의 크라운 섹션(110)은 골프 클럽 헤드 크라운(16)의 대부분을 형성한다. 크라운 섹션(100)은 하나 이상의 두께(106)를 갖는 완만하게 경사진 표면을 포함할 수 있다. XY 평면에 평행한 평면을 따라 취해진 크라운 섹션(110)의 단면은 아치형 윤곽 또는 포물선 윤곽을 포함할 수 있다.

도 9a에 일반적으로 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 크라운 섹션(110)은 복수의 두꺼운 부분(118)을 포함할 수 있다. 두꺼운 부분(118)은 채널, 릿지(ridge), 부채꼴 형상의 구조 또는 크라운 섹션(110)의 내부 표면(104) 상의 더 큰 두께의 다른 영역의 형태를 가질 수 있다. 두꺼운 부분(118)은 개략적으로 전방에서 후방으로 또는 개략적으로 힐에서 토우로 연장되는 세장형 영역이다. 일부 실시예에서, 두꺼운 부분(118)의 어레이는 크라운 섹션(110)의 내부 표면(104)(하부 표면)을 가로질러 부채꼴 형상으로 펼쳐진다. 두꺼운 부분(118)은 크라운 섹션의 나머지 부분의 두께보다 두꺼운 두께를 가질 수 있다. 두꺼운 부분(118)은 0.030 인치 내지 0.060 인치의 두께를 가질 수 있다. 두꺼운 부분(118)은 0.030 인치, 0.032 인치, 0.034 인치, 0.036 인치, 0.038 인치, 0.040 인치, 0.042 인치, 0.044 인치, 0.046 인치, 0.048 인치, 0.050 인치, 0.052 인치, 0.054 인치, 0.056 인치, 0.058 인치 또는 0.060 인치의 두께를 가질 수 있다. 두꺼운 부분의 두께가 랩-어라운드 컴포넌트의 나머지 부분의 두께보다 더 크기 때문에, 두꺼운 부분(118)은, 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 사출 성형 공정 동안 재료 흐름을 위한 플로우 리더 또는 주요 루트로서 작용할 수 있다.

두꺼운 부분(118)은 각각 폭(120)을 포함할 수 있다. 각각의 두꺼운 부분(118)의 폭(120)은 0.05 인치 내지 0.20 인치의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 두꺼운 부분(118)의 폭(120)은 0.10 인치 내지 0.12 인치, 0.12 인치 내지 0.14 인치, 0.14 인치 내지 0.16 인치, 0.16 인치 내지 0.18 인치 또는 0.18 인치 내지 0.20 인치이다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 두꺼운 부분(118)은 사출 성형 공정 동안 몰드 내에서 복합 재료가 흐르는 수단을 제공하는 플로우 리더로서 작용할 수 있다.

도 9b에 일반적으로 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 크라운 섹션(110)은 크라운의 나머지 부분보다 더 큰 두께를 갖는 중앙의 두꺼운 부분(124) 또는 부채꼴 형상의 두꺼운 부분을 포함할 수 있다. 하나의 구성에서, 이러한 중앙의 두꺼운 부분(124)은 (XZ 평면에 평행하게 본) 크라운 도면으로부터 측정된 약 1.5 인치² 내지 약 3.0 인치²의 전체 면적을 갖는다. 다른 구성에서, 이러한 중앙의 두꺼운 부분(124)은 약 2.0 인치² 내지 약 2.5 인치²의 전체 면적을 갖는다. 일부 실시예에서, 중앙의 두꺼운 부분(124)은 약간의 사다리꼴 형상을 가지며, 이에 의해 적어도 페이스 및/또는 전방 에지(114)에 더 가까운 중앙의 두꺼운 부분(124)의 섹션은 페이스로부터 더 멀리 있는 두꺼운 부분(124)의 섹션보다 넓다. 중앙의 두꺼운 부분(124)은 크라운 섹션(110)의 전방 에지(114)로부터 약 0.8 인치보다 큰 거리(d) 또는 0.8 인치 내지 1.0 인치, 1.0 인치 내지 1.2 인치 또는 1.2 인치 내지 1.4 인치의 거리만큼 이격될 수 있다. 일부 실시예에서, 거리(d)는 대략 1.25 인치이다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 중앙의 두꺼운 부분(124)은 사출 성형 공정 동안 복합 재료가 몰드 내에서 흐르는 수단을 제공하는 플로우 리더로서 작용할 수 있다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)의 토우 및 힐 윙(130, 150)은 솔(18)의 일부를 형성하여, 복합 크라운만을 갖는 골프 클럽 헤드에서 가능한 것보다 더 많은 자유 재량 중량을 자유롭게 한다. 토우 및 힐 윙(130, 150)은 솔(18)이 저중량 영역을 갖도록 주요 컴포넌트(60)에 의해 형성되지 않은 솔(18)의 영역을 충전하여, 솔(18)이 부분적으로 합성되도록 한다. 토우 윙(130) 및 힐 윙(150)은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 크라운 섹션(110)과 통합된다. 토우 윙(130)은 클럽 헤드(10)의 토우 단부(20)의 일부를 형성한다. 힐 윙(150)은 클럽 헤드(10)의 힐 단부(22)의 일부를 형성한다. 조립된 클럽 헤드(10)에서, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 YZ 평면에 대해 비대칭일 수 있다. 일부 실시예에서, 토우 윙(130)은 힐 윙(150)보다 크다. 토우 및 힐 윙(130, 150)은 골프 클럽 헤드(10)의 스커트(24)를 따라 크라운 섹션(110)에 부착된다. 별개의 복합 솔 패널을 형성하는 대신에, 스커트(24)를 따라 토우 및 힐 윙(130, 150)을 부착하는 것은 더 많은 자유 재량 중량을 자유롭게 하고 클럽 헤드(10)의 조립을 단순화한다.

토우 윙(130)은 크라운 섹션(110)의 토우 측 스커트 또는 주변 에지로부터 아래쪽 및 안쪽으로 만곡된다. 토우 윙(130)은 완만한 속도로 아래쪽 및 안쪽으로 벤딩되거나 래핑될 수 있다. 골프 클럽 헤드(10)의 원하는 최종 형상, 특히 솔(18) 형상은, 토우 윙(130)이 안쪽으로 벤딩되는 속도를 결정할 수 있다. 토우 윙(130)은 3면을 가질 수 있다. 토우 윙(130)은 크라운 연결 부분 또는 에지(132), 전방 에지(134) 및 측부 에지(136)를 포함할 수 있다. 크라운 연결 부분(132)은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 크라운 섹션(110)의 주변과 통합된다. 전방 에지(134)는 클럽 헤드(10)가 조립될 때 주요 컴포넌트(60)의 리턴부(64)에 연결된다. 측부 에지(136)는 클럽 헤드(10)가 조립될 때 주요 컴포넌트(60)의 솔 연장부(72)에 연결된다.

도 9a 및 9b를 참조하면, 토우 윙(130)은 아치형 방식 및/또는 랩-어라운드 방식으로 크라운 섹션(110)의 에지에 부착된다. 크라운 연결 부분(132)을 통한 크라운 섹션(110)에 대한 토우 윙(130)의 랩-어라운드 연결은 곡률 반경(138)을 정의한다. 토우 윙 연결 곡률 반경(138)은 크라운 섹션(110)과 토우 윙(130) 사이의 전이부 전체에 걸쳐 약간 가변하거나 일정할 수 있다. 토우 윙 연결 곡률 반경(138)은 0.10 인치 내지 0.40 인치 또는 0.15 인치 내지 0.25 인치의 범위를 가질 수 있다. 크라운 연결 부분(132)은 토우 윙(130)의 나머지 부분보다 더 큰 두께(140)를 가질 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 토우 윙(130)의 크라운 연결 부분(132)은 사출 성형 공정 동안 복합 재료가 몰드 내에서 흐르는 수단을 제공하는 플로우 리더로서 작용할 수 있다.

힐 윙(150)은 크라운 섹션(110)의 힐 측 스커트 또는 주변 에지로부터 아래쪽 및 안쪽으로 만곡된다. 토우 윙(130)과 유사하게, 힐 윙(150)은 골프 클럽 헤드(10)의 힐 측 솔에 대하여 원하는 형상을 형성하기 위하여 완만한 속도로 아래쪽 및 안쪽으로 벤딩 또는 래핑될 수 있다. 일부 실시예에서, 힐 윙(150)은 토우 윙(130)보다 덜 급격하게 안쪽으로 벤딩된다. 힐 윙(150)은 토우 윙(130)만큼 더 안쪽으로 연장되지 않는다. 힐 윙(150)은 3면을 가질 수 있다. 힐 윙(150)은 크라운 연결 부분(152), 전방 에지(154) 및 측부 에지(156)를 포함할 수 있다. 크라운 연결 부분(152)은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 크라운 섹션(110)의 둘레와 통합된다. 전방 에지(154)는 클럽 헤드(10)가 조립될 때 주요 컴포넌트(60)의 리턴부(64)에 연결된다. 측부 에지(156)는 클럽 헤드(10)가 조립될 때 주요 컴포넌트(60)의 솔 연장부(72)에 연결된다.

도 9a 및 도 9b를 참조하면, 힐 윙(150)은, 토우 윙(130)과 유사하게, 아치형 방식 및/또는 랩-어라운드 방식으로 크라운 섹션의 에지에 부착된다. 힐 윙 크라운 연결 부분(152)을 통한 크라운 섹션(110)에 대한 힐 윙(150)의 랩-어라운드 연결은 곡률 반경(158)을 정의한다. 힐 윙 연결 곡률 반경(158)은 토우 윙 연결 곡률 반경(138)과 유사할 수 있다. 일부 실시예에서, 힐 윙 연결 곡률 반경(158)은 토우 윙 연결 곡률 반경(138)보다 작을 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 힐 윙(150)의 크라운 연결 부분(152)은 사출 성형 공정 동안 복합 재료가 몰드 내에서 흐르는 수단을 제공하는 플로우 리더로서 작용할 수 있다.

일부 실시예에서, 토우 윙(130)은 힐 윙(150)보다 클 수 있다. 토우 윙(130)은 힐 윙(150)보다 더 많은 재료를 포함할 수 있다. 토우 윙(130)이 힐 윙(150)보다 더 급격히 안쪽으로 연장되는 실시예에서, 토우 윙 연결 반경(138)은 힐 윙 연결 반경 두께(160)보다 두꺼운 두께(140)를 가질 수 있다. 토우 윙 연결부(132)에서의 더 큰 두께는 토우 윙(130)을 지지하기 위한 강도를 제공하고, 아래에서 설명되는 바와 같이, 사출 성형 동안 적절한 재료 흐름을 가능하게 한다.

토우 윙(130) 및 힐 윙(150)은 각각의 윙의 내부 표면(104)으로부터 외부 표면(102)까지 직각으로 측정된 두께(140, 160)를 각각 포함할 수 있다. 각각의 윙(130, 150)의 두께(140, 160)는 크라운 섹션(110)에 인접한 위치로부터 각각의 해당하는 윙(130, 150)의 전방 에지(134, 154) 및 측부 에지(136, 156)를 향하여 아래로 테이퍼링(taper)될 수 있다. 예를 들어, 크라운 섹션(110)에 인접한 윙(130, 150)의 두께(140, 160)는 0.050 인치 내지 0.060의 범위를 가질 수 있는 반면, 각각의 윙의 전방 에지(134, 154) 및 측부 에지(136, 156)에서의 윙(130, 150)의 두께(140, 160)는 0.030 인치 내지 0.050 인치의 범위를 가질 수 있다. 전방 및 측부 에지는 임팩트 동안 크라운 연결 부분(132, 152)을 포함하는 크라운 섹션(110)에 인접한 윙 부분만큼 많은 강도 및 내구성을 요구하지 않을 수 있다. 따라서, 전방 에지(134, 154) 및 측부 에지(136, 156)는 중량을 줄이기 위해 더 얇을 수 있다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)는 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 주변 에지 주위로 이어지는 얇은 영역 또는 립(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 립은 윙(130, 150)의 전방 에지(134, 154), 윙의 측부 에지(136, 156), 크라운 섹션(110)의 후방 주변 에지(116) 및 크라운 섹션(110)의 전방 에지(114)를 따라 이어질 수 있다. 립은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 나머지 부분의 두께보다 작은 두께를 가진다. 랩-어라운드 컴포넌트 립이 주요 컴포넌트 립과 결합하게 구성되도록, 립은 주요 컴포넌트 립의 깊이와 일치하는 깊이를 가질 수 있다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)는 주요 컴포넌트(60)의 재료보다 낮은 밀도를 갖는 재료를 포함한다. 일부 실시예에서, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 폴리머 수지 및 강화 섬유로부터 형성된 복합재를 포함할 수 있다. 폴리머 수지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 열가소성 수지는 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane(TPU)) 또는 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer(TPE))를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수지는 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide(PPS)), 폴리에테르 에테르 에테르 케톤(polyetheretheretherketone(PEEK)), 폴리이미드, PA6 또는 PA66과 같은 폴리아미드, 폴리아미드-이미드, 올리페닐렌 설파이드(olyphenylene sulfide(PPS)), 폴리카보네이트, 엔지니어링 폴리우레탄 및/또는 기타 유사한 재료를 포함할 수 있다. 강화 섬유는 탄소 섬유(또는 절단(chopped) 탄소 섬유), 유리 섬유(또는 절단 유리 섬유), 그래핀 섬유(또는 절단 그래파이트 섬유) 또는 임의의 다른 적합한 충전제 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 복합 재료는 강도 및/또는 내구성을 추가하는 임의의 강화 충전제를 포함할 수 있다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)를 형성하는 복합 재료의 밀도는 약 1.15 g/cc 내지 약 2.02 g/cc의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 복합 재료 밀도는 약 1.30 g/cc 내지 약 1.40 g/cc 또는 약 1.40 g/cc 내지 약 1.45 g/cc의 범위를 가진다. 복합 재료는 약 350℉(177℃) 내지 800℉(427℃)의 용융 온도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 복합 재료는 약 410℉(210℃) 내지 약 536℉(280℃)의 용융 온도를 갖는다. 일부 실시예에서, 복합 재료는 약 482℉(250℃) 내지 약 518℉(270℃)의 용융 온도를 가질 수 있다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)는 약 60 MPa보다 큰 높은 인장 강도(tensile strength)를 가져, 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 내구성 있게 만든다. 높은 인장 강도는 위에서 설명된 폴리머 수지 및 강화 섬유로부터 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 형성함으로써 성취된다. 폴리머 수지는 바람직하게는 설계에 중량 절감 이점을 제공하면서 전형적인 사용을 견디기에 충분히 높은 재료 강도 및/또는 강도/중량비 특성을 갖는 하나 이상의 폴리머를 포함해야 한다. 구체적으로, 골프 클럽 헤드의 전체 중량에 실질적으로 기여하지 않으면서, 디자인 및 재료가 타격면과 골프 공 사이의 임팩트 동안 부여되는 응력을 효율적으로 견디는 것이 중요하다. 일반적으로, 폴리머는 약 60 MPa보다 큰 항복 인장 강도를 특징으로 할 수 있다. 폴리머 수지가 강화 섬유와 조합될 때, 결과에 따른 복합 재료는 약 110 MPa보다 크거나, 약 180 MPa보다 크거나, 약 220 MPa 보다 크거나, 약 260 MPa보다 크거나, 약 280 MPa보다 크거나, 약 290 MPa보다 큰 항복 인장 강도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 적합한 복합 재료는 약 60 MPa 내지 약 350 MPa의 항복 인장 강도를 가질 수 있다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)의 복합 재료는 약 10 중량% 내지 약 60 중량%의 섬유 함량을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 복합 재료는 약 20 중량% 내지 약 50 중량% 또는 30 중량% 내지 40 중량%의 섬유 함량을 갖는다. 일부 실시예에서, 복합 재료는 약 10 중량% 내지 약 15 중량%, 약 15 중량% 내지 약 20 중량%, 약 20 중량% 내지 약 25 중량%, 약 25 중량% 내지 약 30 중량%, 약 30 중량% 내지 약 35 중량%, 약 35 중량% 내지 약 40 중량%, 약 40 중량% 내지 약 45 중량%, 약 45 중량% 내지 약 50 중량%, 약 50 중량% 내지 약 55 중량% 또는 약 55 중량% 내지 약 60 중량%의 섬유 함량을 갖는다. 통상적으로, 더 높은 섬유 함량은 더 높은 강도를 갖는 복합재를 생성하고, 더 낮은 섬유 함량은 더 낮은 강도를 갖는 복합재를 생성한다. 그러나, 섬유 함량도 또한 컴포넌트의 성형성에 영향을 주기 때문에, 더 높은 섬유 함량이 낮은 섬유 함량보다 항상 좋은 것은 아니다. 아래에 설명되는 바와 같이, 섬유 함량은 사출 성형 동안 성취 가능한 부품 두께에 영향을 미친다.

일부 실시예에서, 강화 섬유는 복수의 분포된 불연속적인 섬유(즉, "절단 섬유(chopped fiber)")를 포함한다. 일부 실시예에서, 강화 섬유는 약 3 mm 내지 25 mm의 설계된 섬유 길이를 갖는 복수의 불연속적인 "장섬유(long fiber)"를 포함한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 섬유 길이는 성형 공정 전에 약 12.7 mm(0.5 인치)이다. 불연속적인 "단섬유(short fiber)"와 같은 다른 형태의 강화 섬유는 최종 복합 재료에 적절한 강도 특성을 제공하지 못한다("단섬유"는 통상적으로 약 0.01 mm 내지 3 mm의 섬유 길이를 가진다). 강화 장섬유는 통상적으로 미리 혼합된 길이로 제공된다. 성형 공정 동안의 파손으로 인해, 일부 섬유는 실제로 최종 컴포넌트에서 설명된 범위보다 짧을 수 있다. 일부 구성에서, 불연속적인 절단 섬유는 약 10보다 크거나 더욱 바람직하게는 약 50보다 크고 약 1500보다 작은 종횡비(예를 들어, 섬유의 길이/직경)를 특징으로 할 수 있다.

일부 실시예에서, 복합 재료는 장섬유 강화 TPU를 포함한다. 장섬유 TPU는 짧은 탄소 섬유 화합물보다 큰 높은 탄성 계수를 나타낼 수 있다. 장섬유 TPU는 고온을 견딜 수 있어, 이를 더운 기후에서 사용 및/또는 보관되는 골프 클럽 헤드에서의 사용에 적합하게 만든다. 장섬유 TPU는 또한 높은 인성(toughness)을 보여, 전통적인 금속 컴포넌트의 대체품 역할을 잘 할 수 있다. 일부 실시예에서, 장섬유 TPU는 약 26,000 MPa 내지 약 30,000 MPa 또는 약 27,000 MPa 내지 약 29,000 MPa의 인장 탄성률(tensile modulus)을 가진다. 일부 실시예에서, 장섬유 TPU는 약 21,000 MPa 내지 약 26,000 MPa 또는 약 22,000 MPa 내지 25,000 MPa의 굴곡 탄성률(flexural modulus)을 가진다. 장섬유 TPU 재료는 약 0.5% 내지 약 2.5%의 인장 신율(tensile elongation)(파단 시)을 나타낼 수 있다. 일부 실시예에서, 복합 TPU 재료의 인장 신율은 약 1.0% 내지 약 2.0%, 약 1.2% 내지 약 1.4%, 약 1.4% 내지 약 1.6%, 약 1.6% 내지 약 1.8%, 약 1.8% 내지 약 2.0%일 수 있다.

강도, 중량 및 성형성이 복합 재료에 대한 주요 고려 사항이지만, 적절한 복합 재료는 또한 음향 특성과 같은 2차 이점을 나타낼 수 있다. 일부 복합 재료는 금속성 사운드를 모방한다. 예를 들어, PPS 및 PEEK는 임팩트될 때 일반적으로 금속성 음향 응답을 방출하면서 본 설계의 강도 및 중량 요구 사항을 충족하는 두 가지 예시적인 열가소성 폴리머이다. 대안적으로, 일부 복합 재료가 임팩트 시 음향 응답을 감쇠시키기 때문에 바람직하다. 더욱이, 리브(rib) 또는 추가의 두꺼운 영역과 같은 기하학적 구조는 임팩트 시 특정 주파수에 의해 야기되는 진동을 감쇠하기 위해 랩-어라운드 컴포넌트(100)에 쉽게 통합될 수 있다. 감쇠 기하학적 구조는 바람직하지 않게 음향 응답의 다른 진폭보다 큰 진폭을 갖는 주파수에서 나타나거나 진동하는 부품의 영역에 위치될 수 있다.

II) 랩-어라운드 부품을 제조하는 방법

위에서 설명된 골프 클럽 헤드와 유사한 다중 재료 골프 클럽 헤드를 제조하는 방법이 본 명세서에서 아래에 설명된다. 도 15를 참조하면, 방법은 주요 컴포넌트를 제공하는 단계(180), 몰드를 제공하는 단계(182), 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형하는 단계(184), 랩-어라운드 컴포넌트를 플라즈마 처리하는 단계(186), 골프 클럽 헤드를 형성하기 위하여 랩-어라운드 컴포넌트를 주요 컴포넌트 상으로 결합하는 단계(188) 및 골프 클럽 헤드를 마감 처리하는 단계(190)를 포함한다.

주요 컴포넌트(60)는 금속 재료로부터 주요 컴포넌트(60)를 주조함으로써 제공될 수 있다. 주요 컴포넌트(60)는 초기에 완전한 바디로 주조될 수 있다. 클럽 헤드(10)의 크라운(16)과 솔(18)의 일부는 주요 컴포넌트(60)만을 남기기 위해 완전한 바디에서 레이저 절단될 수 있다. 이 주요 컴포넌트(60)는 결합하는 단계에서 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 이에 부착되기 전에 마감 처리된다.

몰드(200)는 상부 몰드 절반부(202), 하부 몰드 절반부(212) 및 슬라이드(230)의 세 부품으로 제공될 수 있다. 몰드 부품은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 원하는 형상에 대응하는 공동(226)을 함께 정의할 수 있다. 일부 실시예에서, 몰드 공동(226)의 크기는 재료 수축률 및 스프링백을 고려하여 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 원하는 형상과 약간 상이하다. 하부 몰드 절반부(212)는 몰드(200)로부터의 배출을 위한 적절한 위치에 컴포넌트를 유지하는 것을 돕는 중앙 밸러스트(216)를 포함할 수 있다. 몰드(200)는 스프루(sprue)(204), 게이트(206), 배출 핀(218), 냉각 라인 및 기타 필요한 컴포넌트를 추가로 포함할 수 있다.

사출 성형은 복잡한 기하학적 구조와 높은 충격 강도를 갖는 부품을 생산하는 데 사용될 수 있다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 사출 성형하는 단계는 주입된 재료의 수축률, 스프링 백 및 프리즈 오프 두께를 고려하도록 설계된 몰드(200)를 제공하는 단계를 포함한다. 몰드(200)에는 주입된 재료를 몰드 내로 균일하게 안내하는 게이트(206) 및 플로우 리더가 제공된다. 몰드(200) 내로 그 전체에 걸친 재료의 고른 확산은 웰드 라인이 감소시킨다. 웰드 라인의 크기를 감소시킴으로써, 최종 부품의 강도가 증가된다.

사출 성형 후, 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 플라즈마 처리되거나 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 표면이 변경된다. 플라즈마 처리 공정은 거칠기를 증가시키고 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 외부 표면의 표면 에너지를 증가시킬 수 있다. 이러한 더 높은 표면 에너지는 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 방법의 마지막 단계 동안 주요 컴포넌트(60)에 결합되는 능력을 개선한다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)를 주요 컴포넌트(60)에 결합하는 단계는 주요 컴포넌트(60)의 립(80)에 접착제를 도포하고 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 주요 컴포넌트(60) 위로 슬라이딩시키는 것을 필요로 한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 립은 주요 컴포넌트(60)의 립(80)과 중첩하여 이에 접합될 수 있다. 접합 단계는 접착제가 건조되게 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 주요 컴포넌트(60)에 기계적으로 체결될 수 있거나, 주요 컴포넌트(60)에 에폭시화되거나, 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 주요 컴포넌트(60)에 영구적으로 부착하는 임의의 다른 적절한 방법일 수 있다.

결합하는 단계 후에, 전체 클럽 헤드(10)가 연마되고 클리닝될 수 있다. 클럽 헤드(10)는 코팅, 도금 또는 도색될 수 있다. 하나 이상의 웨이트가 또한 클럽 헤드(10)에 고정될 수 있다. 클럽 헤드(10)가 마감 처리된 후, 클럽 헤드(10)는 완전히 조립된 골프 클럽을 형성하도록 샤프트 및 그립에 부착될 준비가 된다.

1) 주요 컴포넌트 마련 단계

주요 컴포넌트(60)를 마련하는 단계는 주요 컴포넌트(60)의 미마감 버전을 주조하는 단계로 시작할 수 있다. 미마감된 주요 컴포넌트는 감소된 두께 영역을 갖는 완전한 클럽 바디로서 주조될 수 있다. 감소된 두께 영역은 적어도 토우 단부 영역 및 힐 단부 영역을 포함한다. 토우 및 힐 단부 영역을 포함하는 감소된 두께 영역의 대부분은 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 나중에 부착될 위치에 대략적으로 위치될 수 있다. 감소된 두께 영역의 에지 주위의 주변 섹션은 최종적으로 주요 컴포넌트의 립을 형성할 것이다. 감소된 두께 영역이 주조 공정 동안 주요 컴포넌트가 자신의 원하는 형상을 유지하는 데 도움을 주기 때문에, 감소된 두께 영역을 갖는 미마감된 주요 컴포넌트가 주조된다. 감소된 두께 영역이 없는 주요 컴포넌트(60)를 주조하는 것은 부품의 뒤틀림 또는 다른 주조 품질 문제를 초래할 수 있다. 따라서, 나중에 제거되는 감소된 두께 영역이 있는 주조는 주요 컴포넌트(60)가 자신의 원하는 형상을 유지하여 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 접합 단계 동안 그에 정확하게 피팅되도록 하는 것을 보장한다.

미마감된 주요 컴포넌트가 이것이 주조된 몰드로부터 제거된 후, 레이저가 감소된 두께 영역의 원하지 않는 부분을 절단하여, 주요 컴포넌트(60)의 립(80)을 형성하는 주변 섹션만 남기는 데 사용된다. 감소된 두께 영역의 힐 및 토우 영역이 마감 처리된 클럽 헤드(10)에서 랩-어라운드 컴포넌트(100)로 대체되도록 의도되기 때문에, 이러한 힐 및 토우 영역은 제거된다. 립(80)은 필요에 따라 연마되거나 폴리싱될 수 있다. 일부 실시예에서, 클럽 헤드(10)의 타격면(62)은 주요 컴포넌트(60)의 일부로서 일체로 주조된다. 다른 실시예에서, 주요 컴포넌트(60)는 타격면 없이 주조될 수 있다(주요 컴포넌트의 전방에 개구 또는 빈 공간이 있음). 이러한 실시예들에서, 페이스 플레이트는 금속 재료로부터 페이스 플레이트를 주조하거나 단조함으로써 별도로 제공된다. 페이스 플레이트는 통상적으로 주요 컴포넌트(60)의 전방 개구 내로 용접되거나, 레이저 용접되거나 또는 스웨징될 수(swedged) 있다. 주요 컴포넌트(60)는 샌딩, 플라즈마 처리, 폴리싱 또는 기타 마감 공정을 통해 마감 처리될 수 있다.

2) 몰드 마련 단계

도 16 내지 24를 참조하면, 대부분의 실시예에서, 몰드(200)는 상부 몰드 절반부(202), 하부 몰드 절반부(212) 및 슬라이드(230)를 포함한다. 도 16 및 19를 참조하면, 상부 몰드 절반부(202)는 스프루(204), 게이트(206) 및 상부 저장소(208)를 포함할 수 있다. 도 17 및 18를 참조하면, 하부 몰드 절반부(212)는 하부 저장소(214) 및 중앙 밸러스트(216)를 포함할 수 있다. 도 20은, 슬라이드(230)가 몰드 어셈블리에 추가되기 전에, 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 외부 표면 형상을 형성하는 상부 몰드 절반부(202) 및 하부 몰드 절반부(212)의 정면도를 도시한다. 도 21을 참조하면, 슬라이드(230)는 포크(fork)(232) 및 로크(lock)(236)를 포함한다. 도 22 내지 24에 도시된 바와 같이, 상부 몰드 절반부(202)와 하부 몰드 절반부(212)가 압축될 때, 슬라이드(230)는 상부 및 하부 몰드 절반부(202, 212) 사이에 삽입되어, 개략적으로 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 형상으로 밀봉된 몰드 공동(226)을 형성한다. 그 다음, 복합 재료가 몰드 공동(226) 내로 분배된다.

도 16, 19 및 25를 참조하면, 상부 몰드 절반부(202)는 스프루(204), 몰드 상부 저장소(208) 및 게이트(206)를 포함한다. 스프루(204)는 용융된 복합 재료를 사출 성형 압축 스크류(244)의 스크류 팁(252)으로부터 몰드(200)의 게이트(206)로 전달한다. 그 다음, 게이트(206)는 몰드 공동(226)을 형성하는 상부 및 하부 저장소(208, 214) 내로 재료를 균일하게 전달한다. 스프루(204), 게이트(206) 및 몰드(200)의 벽은 흐르는 복합 재료와 상호 작용하여, 섬유의 적어도 50%가 흐름 방향으로 정렬되도록 할 수 있다.

도 17 및 18을 참조하면, 하부 몰드 절반부(212)는 하부 저장소(214) 및 중앙 밸러스트(216)를 포함한다. 중앙 밸러스트(216)는 하부 몰드 절반부(212)에 통합된다. 중앙 밸러스트(216)는 중앙 밸러스트(216)에 매립된 적어도 하나의 배출 핀(218)을 더 포함한다. 중앙 밸러스트(216)는 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 형상을 생성하는 기능을 한다.

도 21을 참조하면, 슬라이드(230)는 포크(232) 및 로크(236)를 포함한다. 슬라이드(230)는 상부 몰드 절반부(202)와 하부 몰드 절반부(212) 사이에 배치되고, 포크(232)는 하부 몰드 절반부(212)의 중앙 밸러스트(216)를 둘러싼다. 대부분의 실시예에서, 포크(232)는 형상이 비대칭이고, 2개의 갈래(prong)(234)를 포함한다. 다른 실시예에서, 포크(232)는 대칭 형상을 가지거나 1 내지 5개의 갈래(234)를 포함할 수 있다. 포크(232)는 중앙 밸러스트(216)를 둘러싸고 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 전체 형상을 형성하는 기능을 한다. 슬라이드 로크(236)는 주입 동안 상부 몰드 절반부(202)와 하부 몰드 절반부(212) 사이에서 슬라이드(230)를 유지하여, 밀봉되고 안정된 공동(226)을 형성하는 기능을 한다. 로크(236)가 없으면, 몰드(200)는 용융된 복합 재료가 몰드(200)에서 누출되기 쉬울 수 있어, 부적절하게 형성된 컴포넌트를 초래할 수 있다.

흐름 방향 및 섬유 정렬

게이트(206)의 위치는 몰드(200)를 통한 용융된 복합 재료의 흐름 방향에 영향을 미친다. 복합 재료의 흐름 방향은 마감 처리된 랩-어라운드 컴포넌트(100) 내의 섬유 정렬을 결정한다. 섬유 정렬은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 강도, 특히 방향 강도(directional strength)를 결정한다. 사출 성형된 컴포넌트(100)은 평균 섬유 정렬 방향과 평행한 방향으로 가장 강하다. 따라서, 몰드(200)의 게이트(206)의 위치는, 전후 방향으로 가능한 한 많은 섬유의 정렬을 성취하기 위해, 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 최종 구조적 강도 및 내구성에 매우 중요하다.

몰드(200)의 예시된 실시예에서, 게이트(206)는 클럽 헤드(10)의 후방 단부(14)가 되는 것에 위치된다. 게이트(206)는 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 후방 주변 에지(116)에 연결된다. 구체적으로, 게이트(206)는 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 크라운 섹션(110)에 연결된다. 아래에서 더 설명되는 바와 같이, 크라운 섹션(110)의 후방 주변 에지(116)에 인접하게 게이트(206)를 위치시키는 것은 재료가 대체로 전방으로 흐르게 하고, 이는 초기에 섬유를 대체로 전후 방향으로 정렬시킨다. 복합 재료 강도가 섬유 정렬에 영향을 받기 때문에, 이는 최종 컴포넌트의 강도를 증가시킬 수 있다. 더욱이, 게이트(206)를 토우 단부(20)와 힐 단부(22)가 되는 것 사이에서 중앙에 위치시키는 것은 복합 재료가 부품 전체에 걸쳐 빠르고 균일하게 흐를 수 있게 한다. 대조적으로, 예를 들어 게이트(206)가 클럽 헤드(10)의 토우 윙(20) 또는 힐 윙(22)에 연결된다면, 재료 흐름은 반대편 토우 또는 힐 윙(130, 150) 내에 원하지 않는 웰드 라인을 생성할 수 있다.

도 26 내지 29를 참조하면, 사출 성형 공정 동안, 몰드 내의 재료 흐름의 방향은 섬유 정렬에 영향을 미칠 것이다. 도 26, 27, 28 및 29는 각각 (재료의 흐름 방향을 보여주는) 제1, 제2, 제3 및 제4 단계에서의 몰드 경로 라인 시뮬레이션을 도시한다. (랩-어라운드 컴포넌트(100)의 후방 주변 에지(116)에 대응하는) 몰드(200)의 후방 말단(222) 상에 게이트(206)를 위치시킴으로써, 재료는 초기에 (게이트(206)의 반대편에 있고 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 전방 에지(114)에 대응하는) 몰드(200)의 전방 말단(224)을 향해 전방으로 흐른다. 이 흐름은 최종 클럽 헤드(10)에서의 (YZ 평면에 개략적으로 평행한) 타격면(62)에 개략적으로 수직인 중앙 크라운 섹션(110)(상부 몰드 절반부(202)의 상부 저장소(208))에서의 섬유를 정렬한다.

섬유 정렬 및 강도

주어진 방향으로의 복합 재료의 강도는 섬유 정렬에 의해 영향을 받는다. 섬유 정렬 방향은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 서로 다른 부분에서 변할 수 있어, 방향 강도가 랩-어라운드 컴포넌트(100) 전체에 걸쳐 변하게 한다. 그러나, 섬유의 대부분이 개략적으로 전후 방향으로 정렬되기 때문에, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 전후 방향으로 가장 강하다. 이러한 섬유 정렬 및 강도는 (랩-어라운드 컴포넌트(100)의 후방 주변 에지(116)에 대응하는) 몰드(200)의 후방 말단(222)에 게이트(206)를 위치 설정함으로써 달성된다.

타격면(62)에 개략적으로 수직으로 정렬된 섬유를 갖는 것은 전후 방향으로 클럽 헤드(10)의 내구성을 증가시킨다. 전후 방향으로의 크라운(16)의 내구성은, 골프공과의 임팩트 시 주요 컴포넌트 솔 연장부(72)가 위쪽으로 벤딩되어 랩-어라운드 컴포넌트 크라운 섹션(110)에 응력을 가하기 때문에, 불량을 방지하는 데 필요하다. 크라운 섹션(110)은 주요 컴포넌트 솔 연장부(72)와 주요 컴포넌트 리턴부(64) 사이에서 압축된다. 따라서, 골프공과의 임팩트 시 예상되는 압축 응력의 방향으로 섬유를 정렬하는 것은 복합 랩-어라운드 컴포넌트(100) 내에서의 불량 가능성을 낮춘다.

도 28 및 29를 참조하면, 재료는 또한 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 토우 윙(130) 및 힐 윙(150)에 대응하는 하부 몰드 절반부 저장소(214)의 영역을 향해 바깥쪽으로 흐른다. 재료는 후방 주변 에지(116) 및 토우 및 힐 윙(130, 150)을 포함하는 스커트(24)를 형성하도록 크라운 섹션(110)의 주변 에지 주위로 흐른다. 토우 및 힐 윙(130, 150)에 대응하는 몰드 영역을 향하는 재료 흐름은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 크라운 섹션(110)의 영역 내부의 섬유가 후방에서 토우로의 방향 또는 중앙 후방에서 힐로의 방향으로 정렬되게 한다. 다시 말해서, 크라운(16)의 후방으로 향하는 토우 단부 및 크라운(16)의 후방으로 향하는 힐 단부에 있는 강화 섬유의 일부 집단, 그룹 또는 영역은 마감 처리된 골프 클럽 헤드(10)에서 YZ 평면으로부터 0도 내지 90도로 정렬될 수 있다. 일부 섬유 집단은 마감 처리된 골프 클럽 헤드(10)에서 YZ 평면으로부터 0 내지 20도, 10 내지 30도, 20 내지 40도, 30 내지 50도, 40 내지 60도, 50 내지 70도, 60 내지 80도 또는 70 내지 90도로 정렬될 수 있다.

예시된 바와 같이, 힐 및 토우 윙(130, 150)에 더 가까운 섬유 집단은 크라운 섹션(110)의 중심에 더 가까운(YZ 평면에 더 가까운) 섬유 집단보다 더 큰 각도로 정렬될 수 있다. 추가적으로, 클럽 헤드의 후방 단부(14)에 더 가까운(몰드 게이트(206)에 더 가까운) 섬유 집단은 클럽 헤드의 전방 단부(12)에 더 가까운 섬유 집단보다 더 큰 각도로 정렬될 수 있다. 섬유 정렬에서의 이러한 변화는 단일 게이트 위치(206) 및 클럽 헤드의 후방 단부(14)의 둥근 형상에 의해 발생된다. 재료는 단일 게이트(206)로부터 몰드(200)의 토우 및 힐 단부(20, 22)를 향해 바깥쪽으로 충전하여, 토우 및 힐 단부를 향한 섬유의 초기의 가파른 각도를 발생시킨다. 그러나, 재료가 계속해서 (전방 에지(114)에 더 가까운 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 영역에 대응하는) 몰드(200)를 충전함에 따라, (랩-어라운드 컴포넌트(100)의 둥근 형상에 대응하는) 둥근 형상의 몰드 공동(226)이 복합 재료로 하여금 더 전방으로 흐르게 하기 때문에, YZ 평면에 대한 섬유의 정렬 각도는 감소한다.

일부 실시예에서, 게이트(206)의 1 인치 내에 있는 크라운 섹션 섬유의 30% 내지 70%, 40% 내지 60% 또는 45% 내지 55%는 (마감 처리된 클럽 헤드(10)의 전방 단부(12)보다 토우 단부(20) 또는 힐 단부(22)로 더 많이 향하여) YZ 평면으로부터 45 내지 90도로 정렬된다. 일부 실시예에서, 게이트로부터 1 인치를 넘어 있지만 게이트(206)의 2 인치 내에 있는 크라운 섹션 섬유의 20% 내지 60%, 30% 내지 50% 또는 35% 내지 45%는 YZ 평면으로부터 45 내지 90도로 정렬된다. 일부 실시예에서, 게이트(206)로부터 2 인치를 넘어 있는 크라운 섹션 섬유의 10% 미만, 20% 미만, 30% 미만 또는 40% 미만은 YZ 평면으로부터 45도 내지 90도로 정렬된다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)의 후방 주변 에지(116)에 대응하는 게이트 배치는 랩-어라운드 컴포넌트의 전방 에지(114) 근처의 강화 섬유가 (타격면에 수직인) YZ 평면에 더 근접하게(또는 더 작은 각도로) 정렬되게 한다. 마감 처리된 골프 클럽 헤드(10)에서, 골프 클럽 헤드(10)의 전방 단부(12)에 가까운 영역은, 가장 높은 충격 응력이 전방 단부에 있는 타격면에서 발생하기 때문에, 후방 단부(14)에 더 가까운 영역보다 더 높은 강도를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 몰드(200)의 전방 말단(224) 대신에 몰드(200)의 후방 말단(222)에 게이트를 배치함으로써, 생성된 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 임팩트 시 더 높은 응력을 견딜 골프 클럽 헤드(10)의 영역에서 가장 내구성이 있다.

일부 실시예에서, 게이트(206)는 컴포넌트의 가장 두꺼운 부분에 대응하는 몰드(200)의 부분에 연결된다. 다른 실시예에서, 게이트(206)는 컴포넌트의 얇은 부분에 대응하는 몰드(200)의 부분에 연결된다. 전형적으로, 사출 성형된 컴포넌트는 게이트(206)가 제조 동안 컴포넌트에 연결된 위치 근처에서 더 약하다. 이러한 이유로, 몰드의 전방 말단(224) 대신에 몰드(200)의 후방 말단(222)에 게이트(206)를 배치하는 것은 결과적인 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 내구성을 더욱 증가시킨다. 그러나, 게이트(206)가 부착되는 크라운 섹션(110)은 얇은 기하학적 구조를 가져, 몰드(200) 전체에 걸쳐 재료의 흐름을 촉진하도록 플로우 리더를 가지는 것을 필요로 하게 한다. 아래에 더 설명되는 바와 같이, 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 두꺼운 부분(118) 및 크라운 연결 부분(132, 152)이 사출 성형 공정 동안 플로우 리더로서 작용할 수 있다.

도 34a 및 도 34b는 각각 도 9a 및 9b에 제공된 것과 같은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 상이한 실시예의 시뮬레이션된 몰드 흐름도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 양 실시예는 게이트(206)로부터 실질적으로 균일한 흐름 경로를 제공한다. 그러나, 도 9b 및 도 34b에 도시된 넓은 게이트와 중앙의 두꺼운 섹션(124)은 유입되는 폴리머를 게이트(206)로부터 크라운 섹션(110)의 전방 에지(114)를 향하여 균일하게 지향시키는 매우 넓은 플로우 리더로서 작용한다. 상기 다른 방식에서, 중앙의 두꺼운 섹션(124)이 전방 에지(114)까지 완전히 연장되지 않음에도 불구하고, 중앙의 두꺼운 섹션(124)은 전방 에지(114)에서 그리고 그 부근에서 더 많이 배향된 폴리머 흐름(그리고 이에 따른 섬유 정렬)을 제공한다. 이렇게 함으로써, 섬유의 정렬 각도에서의 변화로 인해 크라운(16)을 가로질러 가변되는 강도와 대조적으로, 재료는 크라운(16)의 중앙 영역에 걸쳐 더욱 균일한 강도를 가진다.

스프링백, 클램쉘 형상

몰드 공동(226)은 일반적으로 결과적인 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 형상에 대응한다. 그러나, 사출 성형된 부품의 스프링백(뒤틀림)을 고려하여, 몰드 공동(226)은 최종의 원하는 랩-어라운드 컴포넌트(100)와 약간 다르게 형상화될 수 있다. 도 9a 및 9b에 도시된 바와 같이, 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 토우 윙(130), 힐 윙(150) 및 크라운 섹션(16)은 함께 클램쉘에 유사한 형상을 형성한다. 토우 윙 측부 에지(136), 힐 윙 측부 에지(156) 및 크라운 섹션(110)의 후방 주변 에지(116)는 함께 주요 컴포넌트 솔 연장부(72)를 수용하도록 구성된 컷아웃(cutout) 섹션과 접한다. 클램쉘 형상은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 외부 표면(102)이 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 내부 표면(104)보다 약간 더 큰 표면적을 갖게 한다. 외부 및 내부 표면적에서의 이러한 차이는 성형된 후의 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 기하학적 구조에 영향을 미친다. 외부 표면(102) 상의 압축 응력은 내부 표면(104) 상의 압축 응력보다 더 커서, 토우 및 힐 윙(130, 150)을 약간 바깥쪽으로 당긴다. 이 현상은 사출 성형 산업계에서 스프링백으로 알려져 있다. 스프링백으로 인해, 사출 성형은 원래 성형된 것보다 더 넓은 클램쉘 형상으로의 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 뒤틀림을 유발할 수 있다. 이러한 뒤틀림을 고려하여, 몰드(200)는 윙(130, 150)이 원하는 최종 형상으로부터 안쪽으로 약간 오프셋되어 형상화될 수 있다. 이것은 윙(130, 150)이 원하는 형상에 도달하기 위해 바깥쪽으로 스프링백하거나 뒤틀리는 것을 허용한다.

수축률

복합 재료는 수축률을 가질 수 있다. 수축률은 몰드로부터의 제거 후에 부품이 줄어들거나 수축하는 양이다. 복합 재료가 몰드(200)로부터의 제거 후에 수축될 수 있기 때문에, 몰드(200)는 원하는 최종 부품 형상보다 크게 설계되어야 한다. 사용되는 복합 재료에 따라, 수축률은 다를 수 있다.

3) 랩-어라운드 부품을 사출 성형하는 단계

랩-어라운드 컴포넌트(100)의 사출 성형하는 단계는, 복합 재료를 선택하는 단계, 복합 재료를 건조하는 단계, 복합 재료를 가열하는 단계, 가열된 재료를 몰드(200) 내로 압축하는 단계, 몰드(200)를 냉각하여 복합 재료를 랩-어라운드 컴포넌트(100)로 굳히는 단계 및 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 몰드(200)로부터 배출하는 단계를 포함한다. 사출 성형 공정의 성공은 흐름 속도에 영향을 미치는 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 두께 및 형상에 의존한다.

프리즈 오프 두께 및 재료 흐름

몰드(200)를 통해 흐르는 복합 재료의 능력은 폴리머 유형 및 수지 함량에 의해 제한된다. 상이한 폴리머는 상이한 프리즈 오프 두께를 가질 수 있다. 프리즈 오프 두께는 재료가 더 이상 몰드(200) 영역을 통해 또는 그 영역 상으로 원활하게 흐를 수 없는 두께이다. 더 낮은 섬유 함량을 갖는 복합재는 통상적으로 더 얇은 부품으로 성형될 수 있다. 더 낮은 섬유 함량을 갖는 복합 재료를 사용하는 것은, 더 높은 섬유 함량을 갖는 재료로 가능한 것보다 더 낮은 두께로 부품이 성형되도록 할 수 있다. 열가소성 복합 재료는 재료가 몰드 내에서 흐르는 최소 두께인 다양한 프리즈 오프 두께를 가진다. 몰드의 최소 두께보다 더 큰 프리즈 오프 두께를 갖는 재료를 사용하는 것은 재료가 몰드를 막거나 몰드를 불완전하게 충전하는 것을 초래할 수 있다. 섬유 함량이 최종 컴포넌트의 강도와 제조 가능한 두께에 모두 영향을 미치기 때문에, 복합 재료는 최종 컴포넌트의 원하는 형상과 특성을 반영하도록 선택되어야 한다.

랩-어라운드 컴포넌트(100)의 두께(106)를 선택된 복합 재료의 프리즈 오프 두께보다 크게 유지하는 것에 더하여, 몰드(200)를 통한 재료의 원활한 흐름은 특정 영역에서의 두께를 테이퍼링(tapering)하고 그리고/또는 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 설계에 플로우 리더로서 작용하는 구조를 포함하는 것으로 개선될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 크라운 섹션(110), 토우 윙(130) 및 힐 윙(150)에 걸쳐 다중 두께를 가질 수 있다. 위에서 또한 설명된 바와 같이, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 크라운 섹션(110)의 두꺼운 부분(118)(또는 중앙의 두꺼운 부분(124)) 및 토우 윙(130)과 힐 윙(150)이 크라운 섹션(110)에 결합되는 크라운 연결 부분(132, 152)을 포함할 수 있다. 이들의 두께 및 배향 때문에, 두꺼운 부분(118)(또는 중앙의 두꺼운 부분(124)) 및 크라운 연결 부분(132, 152)은 플로우 리더로서 작용할 수 있다. 사출 성형 동안, 이러한 플로우 리더는 용융된 복합 재료를 몰드(200)의 전방 말단(224)과 토우 및 힐 윙 영역을 향해 지향시킬 수 있다. 두꺼운 부분(118)(또는 중앙의 두꺼운 부분(124))은 재료를 대체로 전방 말단(224)을 향해 지향시킨다. 크라운 연결 부분(132, 152)은 재료를 대체로 토우 및 힐 윙 영역을 향해 지향시킨다. 플로우 리더는 몰드가 너무 이르게 막히지 않고 균일하고 완전하게 충전되는 것을 보장한다.

토우 윙(130)의 크라운 연결 부분(132)은 토우 윙 플로우 리더로서 작용할 수 있다. 토우 윙(130)의 나머지 부분보다 두꺼운 두께(140)를 갖는 크라운 연결 부분(132)은 사출 성형 공정 동안 재료가 통과하는 채널 또는 주요 루트를 제공할 수 있다. 크라운 연결 부분(132)(또는 토우 윙 플로우 리더)은 복합 재료가 토우 윙(130)을 균일하고 적절하게 충전할 수 있게 한다. 힐 윙(150)의 크라운 연결 부분(152)은 힐 윙 플로우 리더로서 작용할 수 있다. 힐 윙(150)의 나머지 부분보다 두꺼운 두께(160)를 갖는 크라운 연결 부분(152)은 사출 성형 공정 동안 재료가 통과하는 채널 또는 주요 루트를 제공할 수 있다. 크라운 연결 부분(152)(또는 힐 윙 플로우 리더)은 복합 재료가 힐 윙(150)을 균일하게 충전할 수 있게 한다. 또한, 마감 처리된 랩-어라운드 컴포넌트(100) 내에서, 토우 및 힐 크라운 연결 부분(132, 152)에서의 추가된 두께는 토우 및 힐 윙(130, 150)을 각각 지지하기 위한 강도를 제공한다.

플로우 리더에 더하여, 랩-어라운드 컴포넌트 구조의 부분에서 테이퍼링되는 두께는 몰드 공동(226) 내로의 재료의 원활한 흐름에 기여할 수 있다. 각각의 윙(130, 150)의 두께에서의 약간의 테이퍼(taper)는, 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 제조 동안 재료가 (윙의 에지에 대응하는 몰드 영역과 같은) 특정 영역 내에서 흐르기에 충분한 두께를 남기면서, 재료 및 질량을 최소화할 수 있다. 더 두꺼운 영역은 몰드(200) 내에서 재료의 흐름을 촉진한다. 토우 및 힐 윙(130, 150)의 최소 두께는 재료의 프리즈 오프 두께에 의해 결정된다.

웰드 라인의 감소

토우 윙(130)의 3면 형상은 사출 성형 공정 동안 윙(130)의 팁 단부내로의 재료의 고른/균일한 흐름을 용이하게 한다. 사출 성형 공정 동안, 크라운 연결 부분(132)이 먼저 형성된다. 그 다음, 재료는 전방 에지(134) 및 측부 에지(136)를 향해 흘러 토우 윙(130)의 나머지 부분을 형성한다. 토우 윙(130)의 형상은 최종 랩-어라운드 컴포넌트(100)에서 웰드 라인의 크기를 감소시킨다. 웰드 라인은 사출 성형 공정 동안 재료가 몰드(200)의 상이한 부분을 상이한 속도로 충전하고 교차하여 불연속적인 흐름의 라인 또는 영역을 형성할 때 형성될 수 있다. 웰드 라인은 대체로 사출 성형 공정 동안 마지막으로 충전되는 몰드(200)의 부분 내에 위치된다.

일부 몰드 설계에서, 주입된 재료는 중간 영역보다 더 빠르게 몰드의 2개의 개별 영역에 도달한다. 재료가 몰드를 계속 충전함에 따라, 2개의 개별 영역 내의 재료가 중간 영역 내에서 수렴한다. 재료가 중간 영역 내에서 수렴하는 각도와 속도는 웰드 라인을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 웰드 라인의 일측 에서의 재료는 웰드 라인의 반대측에서의 평균 섬유 배향과 상이한 평균 섬유 배향을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 웰드 라인의 측들에서의 평균 섬유 배향은 5도 내지 90도만큼 상이할 수 있다. 웰드 라인은 주변 영역보다 최대 50% 적은 섬유 함량을 갖는 수지가 풍부한 영역일 수 있다. 낮은 섬유 함량은 웰드 라인을 따라 증가된 구조적 불량을 초래할 수 있다. 웰드 라인은 부품의 나머지 부분보다 최대 90% 낮은 강도를 가질 수 있다. 따라서, 웰드 라인의 수와 크기를 제한하는 것이 유리하다. 토우 윙(130)의 3면 형상은 비교적 일정한 속도로 균일하게 충전할 수 있는 기하학적 구조를 제공함으로써 웰드 라인의 형성을 최소화하거나 제거한다.

힐 윙(150)의 3면 형상은 사출 성형 공정 동안 윙(150)의 팁 단부 내로의 재료의 흐름을 용이하게 한다. 힐 윙(150)에서의 재료의 흐름은 위에서 설명된 바와 같이 토우 윙(130)에서의 재료의 흐름과 유사할 수 있다. 토우 윙(130)과 유사하게, 힐 윙(150)의 3면 형상도 또한 최종 컴포넌트에서 웰드 라인을 감소시키거나 제거한다.

도 30 내지 33을 참조하면, 몰드(200)는 몰드 공동(226)의 토우 단부(20) 및 힐 단부(22)에서 비교적 균일한 속도로 충전된다. 도 30, 31, 32 및 33은 각각 제1, 제2, 제3 및 제4 타임 스탬프에서의 몰드 충전 시뮬레이션을 도시한다. 용융된 복합 재료(256)는 게이트(206)로부터 멀어지는 흐름 방향(258)으로 게이트(206)로부터 몰드 공동(226)의 나머지 부분 내로 흐른다. 균일한 충전 속도는 게이트(206)의 위치와, 크라운 섹션(110)에서의 더 많은 플로우 리더와, 스커트(24)를 따라 플로우 리더 역할을 하는 토우 및 힐 윙 크라운 연결 부분(132, 152)에 의해 부분적으로 성취된다. 또한, 토우 및 힐 윙(130, 150)의 전술된 3면 형상화 및 두께 테이퍼(선택 사항)도 균일한 충전 속도에 기여할 수 있다. 게이트(206)는 재료가 몰드 공동(226) 내로 주입될 때 재료의 방향성 확산을 개시한다. 크라운 연결 부분(132, 152)을 포함하는 플로우 리더는 크라운 섹션(110)을 가로질러 토우 및 힐 윙(130, 150) 주위로의 복합 재료의 이동을 용이하게 한다. 균일한 충전 속도는 마감 처리된 부품에서 웰드 라인을 감소시켜, 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 내구성을 증가시킨다.

복합 재료를 선택 및 건조하는 단계

랩-어라운드 컴포넌트(100)를 사출 성형하는 단계는 먼저 복합 재료의 유형을 선택해는 것을 필요로 한다. 위에서 설명된 바와 같이, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 폴리머 수지 및 강화 섬유로 형성된 복합재를 포함할 수 있다. 폴리머 수지는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 열가소성 수지는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 열가소성 엘라스토머(TPE)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수지는 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리에테르 에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리이미드, PA6 또는 PA66과 같은 폴리아미드, 폴리아미드-이미드, 올리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리카보네이트, 엔지니어링 폴리우레탄 및/또는 기타 유사한 재료를 포함할 수 있다. 강화 섬유는 탄소 섬유(또는 절단 탄소 섬유), 유리 섬유(또는 절단 유리 섬유), 그래핀 섬유(또는 절단 그래파이트 섬유) 또는 임의의 다른 적합한 충전제 재료를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 복합 재료는 강도 및/또는 내구성을 추가하는 임의의 강화 충전제를 포함할 수 있다. 복합 재료는 폴리머 수지와 강화 섬유를 모두 포함하는 펠릿으로 제공될 수 있다.

앞서 언급된 복합 재료의 각각은 복합 재료를 가열하기 전에 적절하게 건조되어야 한다. 재료 내부 또는 재료 상에 존재하는 임의의 그리고 모든 수분을 제거하기 위하여(종종 복합 재료는 큰 양동이 내에 펠렛 형태로 되어 있어, 물이나 수분이 펠렛 사이에 갇힐 수 있다), 복합 재료는 사출 성형 전에 건조되어야 한다. 복합 재료를 적절하게 건조하기 위해, 복합 재료는 습도가 0인 가열된 진공 내에 배치되고, 상이한 양의 시간 동안 건조된다. 사출 성형기에서 가열 및 압축된 임의의 수분이 수증기로 변해 고속, 고온 및 고압으로 사출 성형기 밖으로 분출되기 때문에, 이 단계가 필요하다. 사출 성형기에 대한 손상이나 기계의 작업자의 부상을 방지하기 위해, 복합 재료에 갇힌 수분은 가열 공정 전에 제거되어야 한다.

아래의 표 1에, 골프 클럽 헤드에 대한 랩-어라운드 컴포넌트의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 5가지 예시적인 폴리머가 있다. 건조 온도는 150℉ 내지 350℉의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서 건조 온도는 150℉, 175℉, 200℉, 225℉, 250℉, 275℉, 300℉, 325℉ 또는 350℉일 수 있다. 또한, 건조 시간은 0 시간 내지 적어도 24 시간의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 건조 시간이 필요하지 않다. 다른 실시예에서, 요구되는 건조 시간은 적어도 2 시간, 적어도 4 시간, 적어도 6 시간, 적어도 8 시간, 적어도 10 시간, 적어도 12 시간 또는 적어도 14 시간일 수 있다. 일부 실시예에서, 필요한 건조 시간은 0 내지 2 시간, 2 내지 4 시간, 4 내지 6 시간, 6 내지 8 시간, 8 내지 10 시간, 10 내지 12시간, 12 내지 14 시간, 14 내지 16 시간, 16 내지 18 시간, 18 내지 20 시간, 20 내지 22 시간 또는 22 내지 24 시간의 범위를 가질 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 건조 시간은 최소 건조 시간을 훨씬 초과할 수 있다(즉, 4 시간의 최소 건조 시간을 갖는 나일론 66을 28 시간 동안 건조).

폴리머 유형	나일론 66	나일론 6	PP	TPU	PES
온도	185℉	185℉	필요하지 않음	190℉	300℉
시간	4 시간	4 시간	N/A	4 시간	6 시간
최대 수분 함량	0.18%	0.18%	N/A	0.02%	0.04%

복합 재료를 가열하는 단계

건조 공정이 완료되면, 선택된 복합 재료는 사출 성형기에서 가열될 수 있다. 도 25를 참조하면, 일 실시예에서, 사출 성형기는 호퍼(도시되지 않음), 압축 스크류(244), 스크류 팁(252) 및 몰드(200)를 포함한다. 복합 재료(펠렛 형태)가 호퍼 내에 배치되고, 호퍼는 펠렛을 압축 스크류(244) 내로 천천히 공급한다. 압축 스크류(244)는 점차적으로 회전하여 펠렛을 호퍼로부터 스크류 팁(252)을 향하여 이동시킨다. 펠렛이 호퍼로부터 스크류 팁(252)으로 이동됨에 따라, 이는 다양한 온도에서 가열되어 펠렛을 액화시킨다. 용융된 복합 재료는 스크류 팁(252) 내로 통과한 다음 스크류 팁(252)으로부터 몰드(200) 내로 분배되어, 이에 따라 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 형성한다.

그러나, 선택된 복합 재료를 적절하게 가열하기 위해 사출 성형기에서 고려되어야 하는 다양한 인자가 있다. 선택된 복합 재료는 호퍼로부터 압축 스크류(244)로, 스크류 팁(252)으로, 그리고 이에 따라 몰드로 이동할 때 다양한 온도에서 가열되어야 한다. 또한, 압축 스크류(244)는 복합 재료가 다른 온도에서 가열될 수 있는 3개의 다른 구역, 즉 공급 구역(246), 전이 구역(248) 및 계량 구역(250)을 포함한다. 전체적으로, 사출 성형기의 5개의 서로 다른 영역이 있으며, 여기에서 복합 재료가 다양한 온도에서 가열되어 각각의 재료의 흐름 및 재료 특성을 최적화할 수 있다.

아래의 표 2를 참조하면, 골프 클럽 헤드에 대한 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 5가지 예시적인 폴리머 및 사출 성형기의 5개 영역에 대한 이들의 각각의 가열 범위가 있다.

폴리머 유형	나일론 66	나일론 6	PP	TPU	PES
공급 구역	540℉-570℉	500℉-530℉	390℉-410℉	400℉-440℉	660℉-690℉
전이 구역	550℉-580℉	510℉-540℉	410℉-420℉	410℉-450℉	680℉-710℉
계량 구역	560℉-590℉	520℉-550℉	410℉-430℉	420℉-460℉	690℉-720℉
스크류 팁	550℉-590℉	520℉-550℉	400℉-420℉	430℉-470℉	700℉-730℉
몰드	200℉	200℉	175℉	210℉	325℉-380℉

사출 성형기의 공급 구역(246)에서의 온도는 350℉ 내지 800℉의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사출 성형기의 공급 구역(246)에서의 온도는 350℉ 내지 400℉, 400℉ 내지 450℉, 450℉ 내지 500℉, 500℉ 내지 550℉, 550℉ 내지 600℉, 600℉ 내지 650℉, 650℉ 내지 700℉, 700℉ 내지 750℉ 및 750℉ 내지 800℉의 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 사출 성형기의 공급 구역에서의 온도는 적어도 400℉, 적어도 500℉, 적어도 600℉, 적어도 700℉ 또는 적어도 800℉일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 사출 성형기의 공급 구역(246)에서의 온도는 위의 표 2에 제공된 범위 사이의 범위를 가질 수 있다.

사출 성형기의 전이 구역(248)에서의 온도는 350℉ 내지 800℉의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사출 성형기의 전이 구역(248)에서의 온도는 350℉ 내지 400℉, 400℉ 내지 450℉, 450℉ 내지 500℉, 500℉ 내지 550℉, 550℉ 내지 600℉, 600℉ 내지 650℉, 650℉ 내지 700℉, 700℉ 내지 750℉ 및 750℉ 내지 800℉의 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 사출 성형기의 전이 구역에서의 온도는 적어도 400℉, 적어도 500℉, 적어도 600℉, 적어도 700℉ 또는 적어도 800℉일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 사출 성형기의 전이 구역(248)에서의 온도는 위의 표 2에 제공된 범위 사이의 범위를 가질 수 있다.

사출 성형기의 계량 구역(250)에서의 온도는 350℉ 내지 800℉의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사출 성형기의 계량 구역(250)에서의 온도는 350℉ 내지 400℉, 400℉ 내지 450℉, 450℉ 내지 500℉, 500℉ 내지 550℉, 550℉ 내지 600℉, 600℉ 내지 650℉, 650℉ 내지 700℉, 700℉ 내지 750℉ 및 750℉ 내지 800℉의 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 사출 성형기의 계량 구역(250)에서의 온도는 적어도 400℉, 적어도 500℉, 적어도 600℉, 적어도 700℉ 또는 적어도 800℉일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 사출 성형기의 계량 구역(250)에서의 온도는 위의 표 2에 제공된 범위 사이의 범위를 가질 수 있다.

사출 성형기의 스크류 팁(252)에서의 온도는 350℉ 내지 800℉의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사출 성형기의 스크류 팁(252)에서의 온도는 350℉ 내지 400℉, 400℉ 내지 450℉, 450℉ 내지 500℉, 500℉ 내지 550℉, 550℉ 내지 600℉, 600℉ 내지 650℉, 650℉ 내지 700℉, 700℉ 내지 750℉ 및 750℉ 내지 800℉의 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 사출 성형기의 스크류 팁(252)에서의 온도는 적어도 400℉, 적어도 500℉, 적어도 600℉, 적어도 700℉ 또는 적어도 800℉일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서, 사출 성형기의 스크류 팁(252)에서의 온도는 위의 표 2에 제공된 범위 사이의 범위를 가질 수 있다.

몰드(200)의 온도는 0℉ 내지 400℉ 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사출 성형기의 몰드(200)에서의 온도는 0℉ 내지 50℉, 50℉ 내지 100℉, 100℉ 내지 150℉, 150℉ 내지 200℉, 200℉ 내지 250℉, 250℉ 내지 300℉, 300℉ 내지 350℉ 또는 350℉ 내지 400℉의 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 몰드(200)의 온도는 적어도 0℉, 적어도 100℉, 적어도 200℉ 또는 적어도 300℉일 수 있다. 또한, 일부 실시예에서 몰드(200)의 온도는 상기 표 2에 제공된 범위 사이의 범위를 가질 수 있다. 몰드(200)는 용융된 복합 재료가 몰드(200) 내에서 굳도록 복합 재료의 용융점 미만의 온도로 유지될 수 있다. 몰드(200)는 원하는 온도에서 몰드(200)를 유지하기 위한 냉각 라인을 더 포함할 수 있다.

복합 재료를 몰드에 주입하는 단계

복합 재료가 가열되면, 스크류 팁(252)은 용융된 복합재를 원하는 몰드(200) 내로 주입하거나 분배한다. 용융된 복합재가 몰드(200) 내로 주입될 때, 용융된 복합 재료는 중심 밸러스트(216) 및 슬라이드 포크(232) 주위로 하부 저장소(214)로 아래로 그리고 상단 저장소(208)로 위로 흐른다. 이것은 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 둥근 형상 또는 클램쉘 형상을 형성한다(복합 재료는 중앙 밸러스트(216) 및 포크(232)를 "감싸거나" 그 주위로 흐른다). 랩-어라운드 컴포넌트(110)의 크라운 섹션(110)은 토우 및 힐 윙(130, 150)이 형성되기 시작하기 전에 부분적으로 형성된다.

전술한 몰드(200)가 단일 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 형성하도록 설계되지만, 몰드(200)는 또한 2, 3, 4, 5 또는 6개의 랩-어라운드 컴포넌트를 동시에 형성하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 도 26 내지 29는 2개의 랩-어라운드 컴포넌트의 동시 형성을 위해 2개의 공동을 갖는 몰드 내에 형성된 부품 내부의 재료 흐름의 경로 라인을 예시한다. 예시된 바와 같이, 스프루는, 형성되고 있는 각각의 랩-어라운드 컴포넌트에 대하여 하나씩, 사출 성형기 압축 스크류로부터 2개의 게이트로 재료를 공급한다.

복합 재료가 몰드(200) 내로 분배되는 압력 및 속도는 강력한 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 성취하기 위해 복합 재료의 온도 및 방향만큼 똑같이 중요하다. 사출 성형기의 압력은 사출 성형기 후방으로부터 압축 스크류(244) 내로 유압식으로 가해진다. 사출 성형기의 속도는 복합 재료가 스크류 팁(244)을 빠져나가는 속도이다. 압력과 속도는 복합 재료가 몰드 통해 균일하게 흘러 전체 몰드 공동(226)을 충전하는 것을 보장하는 데 도움을 준다.

대부분의 실시예에서, 사출 성형기를 통한 복합 재료의 주입 압력은 0 내지 100 psi의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사출 성형기를 통한 복합 재료의 주입 압력은 0 내지 10 psi, 10 내지 20 psi, 20 내지 30 psi, 30 내지 40 psi, 40 내지 50 psi, 50 내지 60 psi, 60 내지 70 psi, 70 내지 80 psi, 80 내지 90 psi 또는 90 내지 100 psi의 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 사출 성형기를 통한 복합 재료의 사출 압력은 적어도 10 psi, 적어도 20 psi, 적어도 30 psi, 적어도 40 psi, 적어도 50 psi, 적어도 60 psi, 적어도 70 psi, 적어도 80 psi 또는 적어도 90 psi일 수 있다. 골프 클럽 헤드에 대한 랩-어라운드 컴포넌트의 다양한 실시예에서 사용되는 5가지 예시적인 폴리머인 나일론 66, 나일론 6, PP, TPU 및 PES는 25 내지 50psi의 주입 압력 범위를 필요로 할 수 있다. 대부분의 실시예에서, 사출 성형기를 통한 복합 재료의 주입 속도는 0.1 인치/s 내지 10 인치/s의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사출 성형기를 통한 복합 재료의 주입 속도는 0.1 내지 1 인치/s, 1 내지 2 인치/s, 2 내지 3 인치/s, 3 내지 4 인치/s, 4 내지 5 인치/s, 5 내지 6 인치/s, 6 내지 7 인치/s, 7 내지 8 인치/s, 8 내지 9 인치/s 또는 9 내지 10 인치/s의 범위를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 사출 성형기를 통한 복합 재료의 주입 속도는 적어도 0.1 인치/s, 적어도 1 인치/s, 적어도 2 인치/s, 적어도 3 인치/s, 적어도 4 인치/s, 적어도 5 인치/s, 적어도 6 인치/s, 적어도 7 인치/s, 적어도 8 인치/s 또는 적어도 9 인치/s일 수 있다. 골프 클럽 헤드에 대한 랩-어라운드 컴포넌트의 다양한 실시예에서 사용되는 5가지 예시적인 폴리머인 나일론 66, 나일론 6, PP, TPU 및 PES는 2 내지 3 인치/s의 주입 속도를 필요로 할 수 있다.

랩-어라운드 컴포넌트를 배출하는 단계

랩-어라운드 컴포넌트(100)를 형성하기 위해 복합 재료가 몰드 내로 주입된 후, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 사출 성형기로부터 배출된다. 도 24를 참조하면, 상부 몰드 절반부(202)가 하부 몰드 절반부(212)로부터 제거되고, 슬라이드(230)가 제거되어, 하부 몰드 절반부 중앙 밸러스트(216) 주위에 위치 설정된 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 남긴다. 하부 몰드 절반부 중앙 밸러스트(216) 없이는, 슬라이드(230)는 몰드 공동(226)으로부터 멀리 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 당기지 않고는 후퇴할 수 없을 것이다. 하부 몰드 절반부 중앙 밸러스트(216)는 슬라이드(230)가 후퇴될 때 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 이동하는 것을 방지한다. 하부 몰드 절반부 중앙 밸러스트(216)의 적어도 하나의 배출 핀(218)은 이후에 중심 밸러스트(216)로부터 연장되어 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 몰드(200) 밖으로 밀어내고, 사출 성형 공정을 완료한다.

방법의 일부 실시예에서, 사출 성형 단계는 사출 성형 공정 후에 미마감된 랩-어라운드 컴포넌트에 부착된 채로 남아 있는 게이트 재료(206) 및 스프루(204)를 절단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 게이트(206)가 부착된 영역은 랩-어라운드 컴포넌트(100)에 이의 원하는 형상을 제공하기 위해 샌딩되거나, 연마되거나, 폴리싱되거나 아니면 달리 마감 처리될 수 있다. 일반적으로, 사출 성형 공정에서 남은 흠집을 더 은폐하기 위해, 최종 클럽 헤드(10)에서 잘 보이지 않을 위치에 게이트가 있는 몰드(200)가 설계될 수 있다. 예를 들어, 위에서 설명된 실시예에서, 평평한 표면 대신에 크라운 섹션(110)의 후방 주변 에지(116)에 게이트(206)를 위치시키는 것은 클럽 헤드(10)가 어드레스 위치에 있을 때 게이트 절단부를 덜 보이게 한다.

전체 사출 성형 단계는 사이클 시간으로 알려진 시간의 양 내에 완료될 수 있다. 몰드(200)가 2 이상의 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 동시에 형성하기 위해 2 이상의 공동(226)을 포함하는 실시예에서, 부품 생산 속도는 사이클 시간을 하나의 사이클 내에서 생산되는 컴포넌트의 수로 나눔으로써 결정된다. 사이클 시간은 20초 내지 120초의 범위를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 사이클 시간은 20초 내지 60초 사이, 30초 내지 60초 사이, 40초 내지 60초 사이, 60초 내지 90초 사이, 70초 내지 90초 사이 또는 100초 내지 120초의 범위를 가질 수 있다.

4) 랩-어라운드 컴포넌트를 플라즈마 처리하는 단계

사출 성형을 통해 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 형성되면, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 부품의 표면 에너지를 개선하기 위하여 플라즈마 처리된다. 플라즈마 처리는 컴포넌트의 반응성 처리를 포함하며, 여기서 양이온 및 음이온, 전자 및 라디칼이 (진공 내에서) 컴포넌트의 표면을 따라 반응 및 충돌하여, 이에 의해 표면으로부터 임의의 이물질을 제거하고 컴포넌트의 표면 에너지를 증가시킨다(표면을 조면화한다). 표면 에너지를 증가시키는 것은 랩-어라운드 컴포넌트의 표면을 미시적으로 변화시켜, 다른 재료(즉, 주요 컴포넌트)에 접착하거나 접합하는 능력을 증가시킨다. 이러한 처리는 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 클리닝할 뿐만 아니라 다음 단계에서 주요 컴포넌트에 고정하는 것을 용이하게 한다.

5) 랩-어라운드 컴포넌트와 주요 컴포넌트를 결합하는 단계

랩-어라운드 컴포넌트(100)의 플라즈마 처리 후, 랩-어라운드 컴포넌트(100) 및 주요 컴포넌트(60)는 결합되어 골프 클럽 헤드(10)를 형성할 수 있다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 주요 컴포넌트(60)에 결합하는 단계는 주요 컴포넌트(60)의 립(80)에 접착제를 도포하고 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 주요 컴포넌트(60) 위로 슬라이딩시키는 것을 필요로 한다. 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 립은 주요 컴포넌트(60)의 립(80)과 중첩하여 이에 접합될 수 있다. 주요 컴포넌트(60)에 정렬되고 결합되는 랩-어라운드 컴포넌트(100)의 능력은 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 형성하는 데 사용되는 복합 재료의 유형에 부분적으로 의존한다. 특정 복합 재료로, 토우 및 힐 윙(130, 150)은 파손 없이 벤딩되거나 뒤틀릴 수 있다. 일부 실시예에서, 이러한 유연성은 랩-어라운드 컴포넌트(100)가 주요 컴포넌트(60)의 립(80) 위에 피팅되도록 약간 왜곡되게 한다.

접합 단계는 접착제가 건조되게 하는 단계를 더 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 랩-어라운드 컴포넌트(100)는 주요 컴포넌트(60)에 기계적으로 체결될 수 있거나, 주요 컴포넌트(60)에 에폭시화되거나, 랩-어라운드 컴포넌트(100)를 주요 컴포넌트(60)에 영구적으로 부착하는 임의의 다른 적절한 방법일 수 있다.

6) 골프 클럽 헤드를 마감 처리하는 단계

주요 컴포넌트(60)가 랩-어라운드 컴포넌트(100)에 결합되면, 골프 클럽 헤드(10)가 마감 처리된다. 이 단계는 클럽 헤드(10)를 연마, 세척, 코팅 및/또는 도색하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 이것은 골프 클럽 헤드(10)에 제거 가능한/분리 가능한 웨이트를 추가하거나 골프 클럽 헤드(10)에 엠보싱된 레터링 및/또는 로고를 추가하는 것을 포함할 수 있다.

골프에 대한 규칙이 수시로 변경될 수 있기 때문에(예를 들어, 골프 표준 기관 및/또는 관리 기구에 의해 새로운 규정이 채택될 수 있거나, 오래된 규칙이 제거 또는 수정될 수 있다), 본 명세서에 설명된 방법, 장치 및 제조 물품에 관련된 골프 장비는 임의의 특정 시기에서의 골프의 규칙에 부합할 수 있거나 부합하지 않을 수 있다. 따라서, 본 명세서에 설명된 방법, 장치 및 제조 물품에 관련된 골프 장비는 골프의 규칙에 부합하거나 부합하지 않는 골프 장비로서 광고되고, 판매 제의되고 그리고/또는 판매될 수 있다. 본 명세서에 설명된 방법, 장치 및 제조 물품은 이와 관련하여 한정되지 않는다.

동작의 특정 순서가 위에서 설명되었지만, 이러한 동작은 다른 시간적 순서로 수행될 수 있다. 예를 들어, 전술된 2 이상의 동작은 순차적으로, 함께 또는 동시에 수행될 수 있다. 대안적으로, 2 이상의 동작은 역순으로 수행될 수 있다. 전술된 하나 이상의 동작이 전혀 수행되지 않을 수 있다. 본 명세서에서 설명된 장치, 방법 및 제조 물품은 이와 관련하여 한정되지 않는다.

본 발명이 다양한 양태와 관련하여 설명되었지만, 본 발명이 추가로 수정될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 출원은 일반적으로 본 발명의 원리를 따르고 본 발명이 속하는 기술 분야 내에서 공지되고 관례적인 관행 내에 있는 본 개시 내용으로부터의 그러한 이탈을 포함하는 본 발명의 임의의 변형, 사용 또는 수정을 포함하도록 의도된다.

Claims (20)

1. 골프 클럽 헤드 형성 방법으로서,
   주요 컴포넌트를 마련하는 단계로서,
   금속 재료로부터 상기 주요 컴포넌트의 미마감 버전을 주조하는 것 - 상기 주요 컴포넌트의 미마감 버전은 감소된 두께 영역과 립(lip)을 포함함 -; 및
   상기 감소된 두께 영역의 대부분을 제거하여 상기 주요 컴포넌트를 마감 처리하는 것
   에 의해 상기 주요 컴포넌트를 마련하는 단계;
   상부 몰드 절반부, 하부 몰드 절반부 및 슬라이드를 포함하는 몰드(mold)를 마련하는 단계로서,
   상기 상부 몰드 절반부는 상부 저장소를 형성하고, 상기 상부 몰드 절반부는 스프루(sprue) 및 게이트(gate)를 포함하고, 상기 게이트는 상기 저장소에 연결되고,
   상기 하부 몰드 절반부는 하부 저장소 및 중앙 밸러스트를 포함하고,
   상기 슬라이드는 포크(fork) 및 로크(lock)를 포함하는 것인 단계;
   랩-어라운드(wrap-arround) 컴포넌트를 사출 성형하는 단계로서,
   복합 재료를 건조시키는 것;
   상기 복합 재료를 용융 상태로 가열하는 것;
   상기 몰드를 폐쇄하여 상기 랩-어라운드 컴포넌트의 형상으로 몰드 공동(cavity)을 형성하는 것;
   상기 몰드의 상기 몰드 공동 내로 용융된 상기 복합 재료를 주입하는 것;
   상기 복합 재료가 상기 랩-어라운드 컴포넌트로 굳게 하는 것; 및
   상기 몰드로부터 상기 랩-어라운드 컴포넌트를 배출하는 것
   에 의해 상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형하는 단계; 및
   상기 골프 클럽 헤드를 형성하기 위하여 상기 랩-어라운드 컴포넌트를 상기 주요 컴포넌트에 결합하는 단계
   를 포함하고,
   상기 골프 클럽 헤드는, 전방 단부, 후방 단부, 토우 단부, 힐 단부, 크라운, 솔 및 상기 크라운과 상기 솔을 연결하는 스커트를 포함하고,
   상기 주요 컴포넌트는,
   타격면;
   리턴부(return); 및
   솔 연장부
   를 포함하고,
   상기 리턴부는 상기 타격면으로부터 후방으로 연장되어 상기 솔의 일부와 상기 크라운의 일부를 형성하고,
   상기 솔 연장부는 상기 솔을 따라 상기 리턴부로부터 상기 클럽 헤드의 상기 후방 단부로 연장되고,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트는 크라운 섹션, 토우 윙 및 힐 윙을 포함하는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 솔 연장부는 웨이트를 수용하도록 구성된 웨이트 채널을 더 포함하는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 주요 컴포넌트의 상기 리턴부 및 상기 솔 연장부는 제1 금속 재료로 일체로 형성되고, 상기 타격면은 제2 금속 재료로 형성되고 상기 주요 컴포넌트의 전방 공동 내에 고정된 페이스 플레이트인, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트의 상기 크라운 섹션은 후방 주변 에지를 포함하고,
   상기 몰드 스프루는 상기 몰드 게이트에 연결되고,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형할 때, 용융된 상기 복합 재료는 상기 스프루와 상기 게이트를 통해 상기 몰드의 상기 몰드 공동 내로 주입되고,
   상기 게이트는 상기 랩-어라운드 컴포넌트의 상기 후방 주변 에지가 되는 위치에서 몰드 공동에 연결되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트는 폴리머 수지 및 강화 섬유를 포함하는 복합 재료를 포함하고,
   상기 폴리머 수지는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 열가소성 엘라스토머(TPE)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 재료이고,
   상기 강화 섬유는 탄소 섬유, 유리 섬유 및 그래핀 섬유로 이루어진 그룹에서 선택되는 재료이고,
   상기 강화 섬유는 상기 랩-어라운드 컴포넌트의 중량의 10% 내지 60%를 구성하는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 강화 섬유의 적어도 50%가 상기 몰드 내에서 흐름 방향으로 정렬되고,
   상기 복합 재료는 약 110 MPa보다 큰 인장 강도를 갖고,
   상기 복합 재료는 약 26,000 MPa 내지 약 30,000 MPa의 인장 탄성률을 포함하는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트는 내부 표면, 외부 표면 및 상기 내부 표면의 상기 크라운 섹션 상의 플로우 리더(flow leader)를 더 포함하고, 상기 플로우 리더는 상기 내부 표면의 상기 크라운 섹션으로부터 돌출하고,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트의 두께는 상기 외부 표면과 상기 내부 표면 사이의 거리로 정의되고,
   상기 플로우 리더는 0.045 인치 내지 0.060 인치의 범위를 갖는 두께를 가지고,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트의 나머지 부분은 0.030 인치 내지 0.045 인치의 범위를 갖는 두께를 가지며,
   상기 플로우 리더의 두께는 상기 랩-어라운드 컴포넌트의 나머지 부분의 두께보다 큰, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트는 내부 표면 및 외부 표면을 더 포함하고,
   상기 랩-어라운드 컴포넌트의 두께는 상기 외부 표면과 상기 내부 표면 사이의 거리로 정의되고,
   상기 토우 윙 및 상기 힐 윙은 상기 랩-어라운드 컴포넌트의 상기 크라운 섹션과 일체이며, 상기 골프 클럽 헤드의 상기 스커트를 따라 상기 크라운 섹션에 부착되며,
   상기 토우 윙은 상기 스커트를 따르고 플로우 리더 역할을 하는 토우 크라운 연결 부분을 포함하고,
   상기 힐 윙은 상기 스커트를 따르고 플로우 리더 역할을 하는 힐 크라운 연결 부분을 포함하고,
   상기 토우 크라운 연결 부분은 상기 토우 윙의 두께보다 두꺼운 두께를 포함하고,
   상기 힐 크라운 연결 부분은 상기 힐 윙의 두께보다 두꺼운 두께를 포함하는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
9. 제1항에 있어서,
   미마감된 상기 주요 컴포넌트의 상기 감소된 두께 영역은 토우 단부 영역 및 힐 단부 영역을 포함하고,
   상기 토우 단부 영역 및 상기 힐 단부 영역은 상기 랩-어라운드 컴포넌트가 상기 주요 컴포넌트에 결합될 때 상기 랩-어라운드 컴포넌트가 상기 주요 컴포넌트에 부착되도록 의도된 위치에 대략적으로 위치되며,
   상기 토우 단부 영역과 상기 힐 단부 영역이 제거되어 상기 주요 컴포넌트를 마감 처리하는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형할 때, 상기 복합 재료는 우선 적어도 2시간 동안 건조되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형할 때, 상기 복합 재료는 우선 적어도 4시간 동안 건조되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
12. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형할 때, 상기 복합 재료는 화씨 550도 내지 화씨 590도로 가열되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
13. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형할 때, 상기 복합 재료는 화씨 520도 내지 화씨 550도로 가열되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
14. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형할 때, 상기 복합 재료는 화씨 430도와 화씨 470도 사이로 가열되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
15. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형할 때, 용융된 상기 복합 재료는 25 psi 내지 50 psi의 압력에서 상기 몰드 내로 주입되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
16. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형할 때, 용융된 상기 복합 재료는 2 인치/s 내지 3 인치/s의 속도로 상기 몰드 내로 주입되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
17. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트는 상기 랩-어라운드 컴포넌트를 사출 성형한 후 그리고 상기 랩-어라운드 컴포넌트를 상기 주요 컴포넌트에 결합하기 하기 전에 플라즈마 처리되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
18. 제1항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 상기 주요 컴포넌트에 결합하는 단계는 상기 주요 컴포넌트의 상기 립에 접착제를 도포하고 상기 주요 컴포넌트 위로 상기 랩-어라운드 컴포넌트를 슬라이딩시키는 것을 필요로 하는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 랩-어라운드 컴포넌트를 상기 주요 컴포넌트에 결합하는 단계는 상기 랩-어라운드 컴포넌트의 상기 립에 접착제를 도포하는 단계를 더 포함하는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.
20. 제1항에 있어서,
    상기 골프 클럽 헤드는 연마, 세척, 코팅, 도색, 제거 가능한 웨이트를 고정하는 것 및 엠보싱된 레터링을 상기 골프 클럽 헤드에 추가하는 것으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 하나 이상의 동작에 의해 마감 처리되는, 골프 클럽 헤드 형성 방법.

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