KR20220048442A - 골프 클럽 헤드 - Google Patents

Abstract

(과제) 본 발명은 페이스부의 경량화를 도모하면서 이 페이스부의 강도와 반발 성능을 충분히 높이는 것이 가능한 골프 클럽 헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
(해결 수단) 본 발명의 일양태에 의한 골프 클럽 헤드(1)는 페이스부(2)를 갖는 중공의 헤드 본체(10)를 구비하는 골프 클럽 헤드(1)로서, 페이스부(2)는 적어도 제 1 층(11)과 제 2 층(12)이 적층된 반발 영역(2a)을 갖고, 제 1 층(11)은 제 1 수지 매트릭스와, 밀도 2.0g/㎤ 이하, 인장 강도 4.0GPa 이상, 인장 탄성률 200GPa 이상의 복수의 제 1 섬유를 포함하고, 제 2 층(12)은 제 2 수지 매트릭스와, 파단 신도 3.0% 이상, 인장 강도 2.5GPa 이상의 복수의 제 2 섬유를 포함하고, 제 2 층(12)은 페이스부(2)의 최전방면 또는 최배면에 위치하고 있으며, 반발 영역(2a)의 평균 두께에 대한 제 2 층(12)의 평균 두께의 비가 0.1 이상 0.2 이하이다.

Description

골프 클럽 헤드{GOLF CLUB HEAD}

본 발명은 골프 클럽 헤드에 관한 것이다.

중공의 헤드 본체를 갖는 우드형 골프 클럽 헤드는 경량이며 또한 충분한 강도를 갖는 것이 요망된다. 또한, 이 골프 클럽 헤드의 페이스부에는 타구의 비거리를 증대시킬 수 있도록 반발 성능이 큰 것이 요망된다.

이러한 관점으로부터, 금속제 우드형 골프 클럽 헤드에 있어서의 페이스 센터의 배면측 부분의 평균 결정 입경을 작게 함으로써 페이스 센터의 배면측 부분의 강도를 향상시키고, 페이스부를 박육화하여 헤드의 반발 성능을 향상시키는 것이 제안되어 있다(일본특허공개 2003-144591호 공보 참조).

일본특허공개 2003-144591호 공보

특허문헌 1에 기재되어 있는 금속제 골프 클럽 헤드는 페이스부를 박육화해도 강도의 저하를 억제할 수 있도록 페이스부 중 균열이 생기기 쉬운 부분의 평균 결정 입경을 작게 한 것이다.

그러나, 특허문헌 1에 기재되어 있는 금속제 골프 클럽 헤드는 페이스부를 박육화함으로써 반발 성능을 높인 것이기 때문에 페이스부의 강도와 반발 성능은 트레이드 오프의 관계가 된다. 그 때문에, 특허문헌 1에 기재되어 있는 금속제 골프 클럽 헤드에 의하면, 페이스부의 박육화를 허용할 수 있는 범위 내에서 반발 성능을 향상시킬 수 있는 것에 지나지 않는다. 또한, 특허문헌 1에 기재되어 있는 금속제 골프 클럽 헤드는 타구의 임팩트 시에 인장 응력이 가해지기 쉬운 부분의 강도를 크게 하고 있으므로 타구의 임팩트 시에 있어서의 페이스부의 휨이 오히려 저해될 우려가 있다.

본 발명은 이러한 사정에 의거하여 이루어진 것이며, 본 발명의 과제는 페이스부의 경량화를 도모하면서 이 페이스부의 강도와 반발 성능을 충분히 높이는 것이 가능한 골프 클럽 헤드를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일양태에 의한 골프 클럽 헤드는 페이스부를 갖는 중공의 헤드 본체를 구비하는 골프 클럽 헤드로서, 상기 페이스부는 적어도 제 1 층과 제 2 층이 적층된 반발 영역을 갖고, 상기 제 1 층은 제 1 수지 매트릭스와, 밀도 2.0g/㎤ 이하, 인장 강도 4.0GPa 이상, 인장 탄성률 200GPa 이상의 복수의 제 1 섬유를 포함하고, 상기 제 2 층은 제 2 수지 매트릭스와, 파단 신도 3.0% 이상, 인장 강도 2.5GPa 이상의 복수의 제 2 섬유를 포함하고, 상기 제 2 층은 상기 페이스부의 최전방면 또는 최배면에 위치하고 있으며, 상기 반발 영역의 평균 두께에 대한 상기 제 2 층의 평균 두께의 비가 0.1 이상 0.2 이하이다.

상기 제 1 섬유의 파단 신도를 BE1[GPa], 인장 강도를 TS1[GPa], 밀도를 D1[g/㎤], 인장 탄성률을 TM1[GPa]이라고 하고, 상기 제 2 섬유의 파단 신도를 BE2[GPa], 인장 강도를 TS2[GPa], 밀도를 D2[g/㎤], 인장 탄성률을 TM2[GPa]라고 했을 경우, 하기 식 1~4를 만족하면 좋다.

BE1<BE2 ···1

TS1>TS2 ···2

D1<D2 ···3

TM1>TM2 ···4

상기 제 1 섬유의 인장 탄성률이 상기 제 2 섬유의 인장 탄성률의 2.5배 이상이며, 또한 상기 제 2 섬유의 파단 신도가 상기 제 1 섬유의 파단 신도의 2배 이상이면 좋다.

상기 반발 영역은 상기 제 1 층에 있어서의 상기 제 2 층과 반대측의 면에 적층되는 제 3 층을 더 구비하고 있으며, 상기 제 3 층은 제 3 수지 매트릭스와, 파단 신도 3.0% 이상, 인장 강도 2.5GPa 이상의 복수의 제 3 섬유를 포함하고, 상기 제 2 층이 상기 페이스부의 최배면에 위치하고, 또한 상기 제 3 층이 상기 페이스부의 최전방면에 위치하고 있으며, 상기 반발 영역의 평균 두께에 대한 상기 제 3 층의 평균 두께의 비가 0.1 이상 0.2 이하이면 좋다.

상기 제 2 층의 평균 두께가 상기 제 3 층의 평균 두께 이상이면 좋다.

상기 제 1 섬유의 파단 신도를 BE1[GPa], 인장 강도를 TS1[GPa], 밀도를 D1[g/㎤], 인장 탄성률을 TM1[GPa]이라고 하고, 상기 제 3 섬유의 파단 신도를 BE3[GPa], 인장 강도를 TS3[GPa], 밀도를 D3[g/㎤], 인장 탄성률을 TM3[GPa]이라고 했을 경우, 하기 식 5~8을 만족하면 좋다.

BE1<BE3 ···5

TS1>TS3 ···6

D1<D3 ···7

TM1>TM3 ···8

상기 반발 영역이 골프 클럽 헤드의 무게중심을 상기 페이스부의 전방면에 투영한 투영점을 포함하면 좋다.

상기 반발 영역이 적어도 상기 투영점을 중심으로 하는 반경 10㎜의 원을 내포하고 있으면 좋다.

상기 페이스부가 상기 반발 영역의 주위에 연속해서 형성되는 주변 영역을 갖고 있으며, 상기 주변 영역이 상기 제 1 층으로 이루어지는 단층 구조이며, 상기 반발 영역과 상기 주변 영역의 경계 부분의 전방면끼리 및 배면끼리가 동일 높이면이면 좋다.

상기 페이스부가 상기 반발 영역의 주위에 연속해서 형성되는 주변 영역을 갖고 있으며, 상기 주변 영역이 상기 제 1 층으로 이루어지는 단층 구조이며, 상기 제 2 층이 상기 주변 영역에 대해 상기 페이스부의 두께 방향으로 돌출되어 있는 것도 바람직하다.

본 발명의 다른 일양태에 의한 골프 클럽 헤드는 페이스부를 갖는 중공의 헤드 본체를 구비하는 골프 클럽 헤드로서, 상기 페이스부가 탄소 섬유 강화 플라스틱층의 양면에 각각 유리 섬유 강화 플라스틱층이 적층된 반발 영역을 갖는다.

또한, 본 발명에 있어서, 「전방면」이란 타격하는 측의 면을 의미하고, 「배면」이란 그 반대측의 면을 의미한다. 「인장 강도」, 「인장 탄성률」, 「파단 신도」란 JIS R7606:2000에 준거하여 구해지는 값을 의미한다. 「평균 두께」란 임의의 10점의 두께의 평균값을 의미한다.

본 발명의 일양태에 의한 골프 클럽 헤드는 상기 페이스부 중 타구의 임팩트 시에 응력이 가해지기 쉬운 최전방면 또는 최배면에 휨성이 우수한 제 2 층을 배치하고 있다. 상기 골프 클럽 헤드는 상기 제 2 층을 경량이며 또한 강도가 큰 제 1 층에 적층함과 아울러, 상기 반발 영역의 평균 두께에 대한 상기 제 2 층의 평균 두께의 비를 0.1 이상 0.2 이하로 함으로써 상기 페이스부의 경량화를 도모하면서 이 페이스부의 강도와 반발 성능을 충분히 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시형태에 의한 골프 클럽 헤드를 구비하는 골프 클럽을 나타내는 모식적 정면도이다.
도 2는 도 1의 골프 클럽 헤드의 II-II선 단면도이다.
도 3은 도 2의 골프 클럽 헤드의 페이스부의 부분 확대도이다.
도 4는 타구의 임팩트 시에 있어서의 페이스부의 휨을 나타내는 모식도이다.
도 5는 도 1의 골프 클럽 헤드의 제 1 층의 제 1 섬유의 배향 방향을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 6은 도 1의 골프 클럽 헤드의 제 2 층의 제 2 섬유의 배향 방향을 나타내는 모식적 평면도이다.
도 7은 도 1의 골프 클럽 헤드와는 다른 실시형태에 의한 골프 클럽 헤드의 도 2에 대응하는 단면도이다.
도 8은 도 7의 골프 클럽 헤드의 페이스부의 부분 확대도이다.
도 9는 도 1 및 도 7의 골프 클럽 헤드와는 다른 실시형태에 의한 골프 클럽 헤드를 나타내는 모식적 정면도이다.
도 10은 도 9의 골프 클럽 헤드의 반발 영역과 주변 영역의 경계 부분의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 11은 도 9의 골프 클럽 헤드의 반발 영역과 주변 영역의 경계 부분의 변형예를 나타내는 모식적 단면도이다.

이하, 적당히 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 또한, 본 명세서에 기재된 수치에 대해서는 기재된 상한값과 하한값을 임의로 조합하는 것이 가능하다. 본 명세서에서는 조합가능한 상한값으로부터 하한값까지의 수치범위가 적합한 범위로서 모두 기재되어 있는 것으로 한다.

[제 1 실시형태]

<골프 클럽 헤드>

도 1에 나타내는 바와 같이, 상기 골프 클럽 헤드(1)는 중공의 헤드 본체(10)를 구비한다. 헤드 본체(10)는 페이스부(2)와, 페이스부(2)의 상부 가장자리로부터 후방으로 연장되는 크라운부(3)와, 페이스부(2)의 하부 가장자리로부터 후방으로 연장되는 솔부(4)와, 페이스부(2)의 좌우 한 쌍의 측부 가장자리로부터 후방으로 연장되어서 크라운부(3)와 솔부(4) 사이에 배치되는 사이드부(5)를 구비한다. 상기 골프 클럽 헤드(1)는 우드형 골프 클럽 헤드이다. 페이스부(2)의 전방면은 상기 골프 클럽 헤드(1)의 타격면을 구성하고 있다.

(페이스부)

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 페이스부(2)는 적어도 제 1 층(11)과 제 2 층(12)이 적층된 반발 영역(2a)을 갖는다. 반발 영역(2a)은 제 1 층(11)과, 제 1 층(11)에 적층되는 제 2 층(12)과, 제 1 층(11)에 있어서의 제 2 층(12)과 반대측의 면에 적층되는 제 3 층(13)을 갖는다. 제 2 층(12)은 페이스부(2)의 최배면에 위치하고 있다. 제 3 층(13)은 페이스부(2)의 최전방면에 위치하고 있다. 반발 영역(2a)은 제 2 층(12), 제 1 층(11) 및 제 3 층(13)이 배면측으로부터 전방면측으로 이 순서로 적층된 3층 구조체이다.

반발 영역(2a)은 필요한 강도를 유지하고, 또한 페이스부(2)의 경량화를 도모하면서 페이스부(2)의 반발력을 높여서 타구의 비거리를 크게 한다. 도 4를 참조하여 반발 영역(2a)의 기능에 대해 설명한다.

페이스부(2)의 반발력을 높이는 관점으로부터는 페이스부(2)의 휨성을 향상시키는 것이 바람직하다. 그러나, 통상 페이스부(2)의 휨성의 향상과 페이스부(2)의 강도는 트레이드 오프의 관계에 있다. 그 때문에, 페이스부(2)의 휨성의 향상은 페이스부(2)가 필요한 강도를 유지할 수 있는 범위 내에서 실현하는 것이 요구된다. 이러한 관점에 있어서, 본 발명자는 페이스부(2)의 강도를 유지하면서 페이스부(2)의 휨성을 효과적으로 높이는 구성에 대해 예의 검토했다. 본 발명자는 도 4에 나타내는 바와 같이, 페이스부(2)에서 타구(B)를 임팩트했을 때에는 페이스부(2)의 전방면측의 타격 부분(P1)에는 압축 응력이 가해지고, 또한 페이스부(2)의 타격 부분(P1)과 대향하는 배면측 부분(P2)에는 인장 응력이 가해지는 것에 착안했다. 또한, 본 발명자는 페이스부(2)에 있어서의 타격 부분(P1)과 배면측 부분(P2) 사이에는 비교적 응력이 가해지기 어려운 중간 부분(P3)이 형성되는 것에 착안했다. 그 결과, 본 발명자는 타구(B)의 임팩트 시에 응력이 가해지기 어려운 부분에 페이스부(2)의 경량화 및 강도의 향상 기능을 담당하게 하고, 또한 응력이 가해지기 쉬운 부분에 휨성의 향상 기능을 담당하게 함으로써 페이스부(2)의 강도를 유지하고, 또한 페이스부(2)의 경량화를 도모하면서 페이스부(2)의 반발력을 높여서 타구의 비거리를 크게 할 수 있다는 지견을 얻었다. 즉, 반발 영역(2a)에 있어서, 제 1 층(11)은 주로 페이스부(2)의 경량화 및 강도의 향상에 기여하는 층이며, 제 2 층(12) 및 제 3 층(13)은 주로 페이스부(2)의 휨성의 향상에 기여하는 층이다.

반발 영역(2a)은 타구의 임팩트 시에 타구와 접촉하는 영역을 내포하고 있다. 도 1로부터 도 3에서는 반발 영역(2a)은 페이스부(2)의 전영역에 걸쳐 형성되어 있다. 즉, 페이스부(2)는 반발 영역(2a)으로 구성되어 있다.

(제 1 층)

도 5에 나타내는 바와 같이, 제 1 층(11)은 제 1 수지 매트릭스(11a)와 복수의 제 1 섬유(11b)를 포함한다. 제 1 섬유(11b)로서는 탄소 섬유를 들 수 있다. 제 1 층(11)은, 예를 들면 제 1 수지 매트릭스(11a) 중에 복수의 탄소 섬유를 포함하는 탄소 섬유 강화 플라스틱층(CFRP층)이다. 제 1 수지 매트릭스(11a)의 주성분으로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 등의 열 경화성 수지나, 폴리올레핀, 폴리아미드 등의 열 가소성 수지를 들 수 있다. 제 1 섬유(11b)로서는, 예를 들면 PAN계 또는 피치계의 것을 들 수 있다. 또한, 제 1 층(11)에는 제 1 섬유(11b) 이외의 섬유가 포함되어 있어도 좋다. 단, 제 1 층(11)의 물성을 제어하는 관점으로부터는 제 1 층(11)에는 제 1 섬유(11b) 이외의 섬유는 포함되어 있지 않은 것이 바람직하다.

제 1 섬유(11b)는 밀도가 2.0g/㎤ 이하이며, 인장 강도(길이 방향의 인장 강도)가 4.0GPa 이상이며, 인장 탄성률(길이 방향의 인장 탄성률)이 200GPa 이상이다. 제 1 섬유(11b)는 밀도가 상기 상한 이하이며, 또한 인장 강도 및 인장 탄성률이 상기 하한 이상임으로써 페이스부(2)의 경량화를 촉진하면서 반발 영역(2a)의 강도를 높인다.

제 1 섬유(11b)의 밀도의 상한으로서는 상술과 같이 2.0g/㎤이며, 1.9 g/㎤가 바람직하다. 상기 밀도가 상기 상한을 초과하면, 페이스부(2)의 경량화를 충분히 촉진할 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 밀도의 하한으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제 1 섬유(11b)의 강도가 불충분해지는 것을 억제하는 관점으로부터, 예를 들면 1.3g/㎤가 바람직하고, 1.5g/㎤가 보다 바람직하다.

제 1 섬유(11b)의 인장 강도의 하한으로서는 상술과 같이 4.0GPa이며, 4.5 GPa가 보다 바람직하다. 상기 인장 강도가 상기 하한에 만족하지 않으면, 타구의 임팩트 등에 대한 내구성이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 상기 인장 강도의 상한으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 밀도 및 인장 탄성률을 소망의 범위 내로 제어하기 쉬운 관점으로부터 10.0GPa가 바람직하고, 8.0GPa가 보다 바람직하다.

제 1 섬유(11b)의 인장 탄성률의 하한으로서는 상술과 같이 200GPa이며, 240GPa가 바람직하다. 상기 인장 탄성률이 상기 하한에 만족하지 않으면, 타구의 임팩트 등에 대한 내구성이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 상기 인장 탄성률의 상한으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 반발 영역(2a)의 휨성이 불충분해지는 것을 억제하는 관점으로부터 400GPa가 바람직하고, 350GPa가 보다 바람직하다.

제 1 섬유(11b)의 파단 신도의 하한으로서는 1.2%가 바람직하고, 1.5%가 보다 바람직하다. 한편, 상기 파단 신도의 상한으로서는 3.0%가 바람직하고, 2.5%가 보다 바람직하다. 상기 파단 신도가 상기 하한에 만족하지 않으면, 타구의 임팩트 등에 대한 내구성이 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 상기 파단 신도가 상기 상한을 초과하면, 제 1 층(11)의 강도가 불충분해질 우려가 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 1 섬유(11b)는 평면으로 볼 때에 교차하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 복수의 제 1 섬유(11b)는 평면으로 볼 때에 격자 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 반발 영역(2a)의 강도를 높이면서 반발 영역(2a)의 휨의 이방성을 억제하고, 반발력을 높이기 쉽다.

(제 2 층)

도 6에 나타내는 바와 같이, 제 2 층(12)은 제 2 수지 매트릭스(12a)와 복수의 제 2 섬유(12b)를 포함한다. 제 2 섬유(12b)로서는 유리 섬유를 들 수 있다. 제 2 층(12)은, 예를 들면 제 2 수지 매트릭스(12a) 중에 복수의 유리 섬유를 포함하는 유리 섬유 강화 플라스틱층(GFRP층)이다. 제 2 수지 매트릭스(12a)의 주성분으로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 등의 열 경화성 수지나, 폴리올레핀, 폴리아미드 등의 열 가소성 수지를 들 수 있다. 또한, 제 2 층(12)에는 제 2 섬유(12b) 이외의 섬유가 포함되어 있어도 좋다. 단, 제 2 층(12)의 물성을 제어하는 관점으로부터는 제 2 층(12)에는 제 2 섬유(12b) 이외의 섬유는 포함되어 있지 않은 것이 바람직하다.

제 2 섬유(12b)는 파단 신도가 3.0% 이상이며, 또한 인장 강도(길이 방향의 인장 강도)가 2.5GPa 이상이다. 제 2 섬유(12b)는 파단 신도 및 인장 강도가 상기 하한 이상임으로써 반발 영역(2a)의 휨성을 높인다.

제 2 섬유(12b)의 파단 신도의 하한으로서는 상술과 같이 3.0%이며, 4.0%가 보다 바람직하다. 상기 파단 신도가 상기 하한에 만족하지 않으면, 반발 영역(2a)의 휨성을 충분히 향상시킬 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 파단 신도의 상한으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 휨에 의한 반발력을 높이기 쉬운 관점으로부터 6.5%가 바람직하고, 5.5%가 보다 바람직하다.

제 2 섬유(12b)의 인장 강도의 하한으로서는 상술과 같이 2.5GPa이며, 2.8 GPa가 바람직하다. 상기 인장 강도가 상기 하한에 만족하지 않으면, 타구의 임팩트 등에 대한 내구성이 불충분해질 우려가 있다. 한편, 상기 인장 강도의 상한으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 파단 신도를 소망의 범위 내로 제어하기 쉬운 관점으로부터 4.0GPa가 바람직하고, 3.5GPa가 보다 바람직하다.

제 2 섬유(12b)의 밀도의 상한으로서는 3.5g/㎤가 바람직하고, 3.0g/㎤가 보다 바람직하다. 상기 밀도가 상기 상한을 초과하면, 페이스부(2)의 경량화를 충분히 촉진할 수 없을 우려가 있다. 한편, 상기 밀도의 하한으로서는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제 2 섬유(12b)의 강도가 불충분해지는 것을 억제하는 관점으로부터, 예를 들면 1.5g/㎤가 바람직하고, 2.0g/㎤가 보다 바람직하다.

제 2 섬유(12b)의 인장 탄성률의 하한으로서는 40GPa가 바람직하고, 60GPa가 보다 바람직하다. 한편, 상기 인장 탄성률의 상한으로서는 120GPa가 바람직하고, 100GPa가 보다 바람직하다. 상기 인장 탄성률이 상기 하한에 만족하지 않으면, 타구의 임팩트 등에 대한 내구성이 불충분해질 우려가 있다. 반대로 상기 인장 탄성률이 상기 상한을 초과하면, 반발 영역(2a)의 휨성이 불충분해질 우려가 있다.

제 1 섬유(11b)의 파단 신도를 BE1[GPa], 인장 강도를 TS1[GPa], 밀도를 D1 [g/㎤], 인장 탄성률을 TM1[GPa]이라고 하고, 제 2 섬유(12b)의 파단 신도를 BE2[GPa], 인장 강도를 TS2[GPa], 밀도를 D2[g/㎤], 인장 탄성률을 TM2[GPa]라고 했을 경우, 하기 식 1~4를 만족하는 것이 바람직하다.

BE1<BE2 ···1

TS1>TS2 ···2

D1<D2 ···3

TM1>TM2 ···4

상기 골프 클럽 헤드(1)는 상기 식 1~4를 만족함으로써 제 1 층(11)에 의해 페이스부(2)의 경량화 및 강도의 향상을 도모하면서 제 2 층(12)에 의해 반발 영역(2a)의 반발력을 높이기 쉽다. 그 결과, 페이스부(2)의 강도를 유지하고, 또한 페이스부(2)의 경량화를 도모하면서 타구의 비거리를 크게 하기 쉽다.

제 1 섬유(11b)의 인장 탄성률(TM1)은 제 2 섬유(12b)의 인장 탄성률(TM2)의 2.5배 이상인 것이 바람직하고, 3.0배 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 제 2 섬유(12b)의 파단 신도(BE2)는 제 1 섬유(11b)의 파단 신도(BE1)의 2배 이상인 것이 바람직하고, 2.1배 이상인 것이 보다 바람직하다. 이렇게, 제 1 섬유(11b) 및 제 2 섬유(12b)의 인장 탄성률 및 파단 신도를 제어함으로써 제 1 층(11)에 의해 페이스부(2)의 강도의 향상을 도모하면서 제 2 층(12)에 의해 반발 영역(2a)의 반발력을 높이기 쉽다. 그 결과, 페이스부(2)의 강도를 유지하면서 타구의 비거리를 크게 하기 쉽다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 복수의 제 2 섬유(12b)는 평면으로 볼 때에 교차하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 복수의 제 2 섬유(12b)는 평면으로 볼 때에 격자 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 반발 영역(2a)의 강도를 높이면서 반발 영역(2a)의 휨의 이방성을 억제하고, 반발력을 높이기 쉽다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 반발 영역(2a)의 평균 두께(T1)에 대한 제 2 층(12)의 평균 두께(T2)의 비(T2/T1)의 하한으로서는 0.1이며, 0.12가 바람직하다. 한편, 상기 평균 두께의 비(T2/T1)의 상한으로서는 0.2이며, 0.18이 바람직하다. 상기 평균 두께의 비(T2/T1)가 상기 하한에 만족하지 않으면, 타구의 임팩트 시에 응력이 가해지기 쉬운 부분의 휨성을 충분히 높일 수 없어 타구의 비거리를 충분히 크게 할 수 없을 우려가 있다. 반대로, 상기 평균 두께의 비(T2/T1)가 상기 상한을 초과하면, 페이스부(2)의 강도가 불충분해질 우려가 있다.

제 2 층(12)의 평균 두께(T2)는 제 3 층(13)의 평균 두께(T3) 이상인 것이 바람직하다. 타구의 임팩트 시에 있어서, 페이스부(2)는 전방면측으로부터 배면측을 향해 볼록한 사발 형상으로 휘기 때문에 배면측의 부분의 쪽이 변형량이 커지기 쉽다. 그 때문에, 제 2 층(12)의 평균 두께(T2)를 제 3 층(13)의 평균 두께(T3) 이상으로 함으로써 반발 영역(2a)의 반발력을 높이기 쉽다.

(제 3 층)

제 3 층(13)은 제 3 수지 매트릭스와, 복수의 제 3 섬유를 포함한다. 상기 제 3 수지 매트릭스의 주성분으로서는 제 2 수지 매트릭스(12a)의 주성분으로서 예시한 상술의 합성 수지를 들 수 있다. 상기 제 3 섬유로서는 유리 섬유를 들 수 있다. 상기 제 3 수지 매트릭스의 주성분은 제 2 수지 매트릭스(12a)의 주성분과 달라도 좋고, 상기 제 3 섬유는 제 2 섬유(12b)와 달라도 좋다. 단, 상기 제 3 수지 매트릭스의 주성분은 제 2 수지 매트릭스(12a)의 주성분과 같은 것이 바람직하고, 상기 제 3 섬유는 제 2 섬유(12b)와 같은 것이 바람직하다. 제 3 층(13)은, 예를 들면 상기 제 3 수지 매트릭스 중에 복수의 유리 섬유를 포함하는 GFRP층이다. 또한, 제 3 층(13)에는 상기 제 3 섬유 이외의 섬유가 포함되어 있어도 좋다. 단, 제 3 층(13)의 물성을 제어하는 관점으로부터는 제 3 층(13)에는 상기 제 3 섬유 이외의 섬유는 포함되어 있지 않은 것이 바람직하다.

상기 제 3 섬유는 파단 신도가 3.0% 이상이며, 또한 인장 강도(길이 방향의 인장 강도)가 2.5GPa 이상이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 반발 영역(2a)의 평균 두께(T1)에 대한 제 3 층(13)의 평균 두께(T3)의 비(T3/T1)의 하한으로서는 0.1이 바람직하고, 0.12가 보다 바람직하다. 한편, 상기 평균 두께의 비(T3/T1)의 상한으로서는 0.2가 바람직하고, 0.18이 보다 바람직하다. 반발 영역(2a)은 제 2 층(12)이 페이스부(2)의 최배면에 위치하고, 제 3 층(13)이 페이스부(2)의 최전방면에 위치하고, 또한 제 2 층(12)과 제 3 층(13) 사이에 제 1 층(11)이 배치되어 있음으로써 페이스부(2)의 강도를 유지하고, 또한 페이스부(2)의 경량화를 도모하면서 페이스부(2)의 휨성을 효과적으로 높여서 타구의 비거리를 용이하고 또한 확실하게 크게 할 수 있다.

상기 제 3 섬유의 파단 신도로서는 제 2 섬유(12b)의 파단 신도와 마찬가지의 범위로 할 수 있다. 상기 제 3 섬유의 인장 강도로서는 제 2 섬유(12b)의 인장 강도와 마찬가지의 범위로 할 수 있다. 상기 제 3 섬유의 밀도로서는 제 2 섬유(12b)의 밀도와 마찬가지의 범위로 할 수 있다. 상기 제 3 섬유의 인장 탄성률로서는 제 2 섬유(12b)의 인장 탄성률과 마찬가지의 범위로 할 수 있다.

제 1 섬유(11b)의 파단 신도를 BE1[GPa], 인장 강도를 TS1[GPa], 밀도를 D1 [g/㎤], 인장 탄성률을 TM1[GPa]이라고 하고, 상기 제 3 섬유의 파단 신도를 BE3[GPa], 인장 강도를 TS3[GPa], 밀도를 D3[g/㎤], 인장 탄성률을 TM3[GPa]이라고 했을 경우, 하기 식 5~8을 만족하는 것이 바람직하다.

BE1<BE3 ···5

TS1>TS3 ···6

D1<D3 ···7

TM1>TM3 ···8

상기 골프 클럽 헤드(1)는 상기 식 5~8을 만족함으로써 제 1 층(11)에 의해 페이스부(2)의 경량화 및 강도의 향상을 도모하면서 제 3 층(13)에 의해 반발 영역(2a)의 반발력을 높이기 쉽다. 그 결과, 페이스부(2)의 강도를 유지하고, 또한 페이스부(2)의 경량화를 도모하면서 타구의 비거리를 크게 하기 쉽다.

제 1 섬유(11b)의 인장 탄성률(TM1)은 상기 제 3 섬유의 인장 탄성률(TM3)의 2.5배 이상인 것이 바람직하고, 3.0배 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 제 3 섬유의 파단 신도(BE3)는 제 1 섬유(11b)의 파단 신도(BE1)의 2배 이상인 것이 바람직하고, 2.1배 이상인 것이 보다 바람직하다.

상기 복수의 제 3 섬유는 평면으로 볼 때에 교차하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 상기 복수의 제 3 섬유는 평면으로 볼 때에 격자 형상으로 배치되어 있는 것이 바람직하다.

제 1 층(11)은 CFRP층인 것이 바람직하고, 제 2 층(12) 및 제 3 층(13)은 GFRP층인 것이 바람직하다. 즉, 페이스부(2)는 CFRP층의 양면에 각각 GFRP층이 적층된 반발 영역(2a)을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 이 구성에 있어서, 페이스부(2)의 최전방면 및 최배면에는 GFRP층이 위치하고 있는 것이 바람직하다. 상기 골프 클럽 헤드(1)는 제 1 층(11)이 CFRP층이며, 제 2 층(12) 및 제 3 층(13)이 GFRP층임으로써 각 층의 파단 신도, 인장 강도, 밀도, 인장 탄성률 등을 용이하고 또한 확실하게 제어할 수 있다. 그 결과, 상기 골프 클럽 헤드(1)는 페이스부(2)의 강도를 유지하고, 또한 페이스부(2)의 경량화를 도모하면서 타구의 비거리를 크게 하기 쉽다.

<이점>

상기 골프 클럽 헤드(1)는 페이스부(2) 중 타구의 임팩트 시에 응력이 가해지기 쉬운 최배면에 휨성이 우수한 제 2 층(12)을 배치하고 있다. 상기 골프 클럽 헤드(1)는 제 2 층(12)을 경량이며 또한 강도가 큰 제 1 층(11)에 적층함과 아울러, 반발 영역(2a)의 평균 두께(T1)에 대한 제 2 층(12)의 평균 두께(T2)의 비(T2/T1)를 0.1 이상 0.2 이하로 함으로써 페이스부(2)의 경량화를 도모하면서 이 페이스부(2)의 강도와 반발 성능을 충분히 높일 수 있다.

[제 2 실시형태]

<골프 클럽 헤드>

도 7의 골프 클럽 헤드(21)는 페이스부(32)를 갖는 중공의 헤드 본체(30)를 구비한다. 페이스부(32)는 제 1 층(11)과 제 2 층(12)이 적층된 반발 영역(32a)을 갖는다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 반발 영역(32a)은 제 1 층(11)과 제 2 층(12)의 2층 구조체이다. 제 2 층(12)은 페이스부(32)의 최배면에 위치하고 있다. 반발 영역(32a)의 평균 두께(T1)에 대한 제 2 층(12)의 평균 두께(T2)의 비(T2/T1)로서는 도 1의 골프 클럽 헤드(1)의 반발 영역(2a)의 평균 두께(T1)에 대한 제 2 층(12)의 평균 두께(T2)의 비와 마찬가지로 할 수 있다.

상기 골프 클럽 헤드(21)는 반발 영역(32a)이 제 1 층(11)의 전방면에 적층되는 제 3 층을 갖고 있지 않은 것 이외, 도 1의 골프 클럽 헤드(1)와 마찬가지의 구성으로 할 수 있다. 즉, 제 1 층(11)의 구체적인 구성은 도 1의 골프 클럽 헤드(1)의 제 1 층(11)과 마찬가지로 할 수 있고, 제 2 층(12)의 구체적인 구성은 도 1의 골프 클럽 헤드(1)의 제 2 층(12)과 마찬가지로 할 수 있다. 상기 골프 클럽 헤드(21)는 제 1 층(11)이 CFRP층이며, 제 2 층(12)이 GFRP층인 것이 바람직하다.

<이점>

상기 골프 클럽 헤드(21)는 반발 영역(32a)이 제 1 층(11)과 제 2 층(12)의 적층체이다. 상기 골프 클럽 헤드(21)는 제 2 층(12)이 페이스부(32) 중 타구의 임팩트 시에 응력이 가해지기 쉬운 최배면에 위치하고 있으므로 페이스부(32)의 경량화를 도모하면서 이 페이스부(32)의 강도와 반발 성능을 충분히 높일 수 있다.

[제 3 실시형태]

<골프 클럽 헤드>

도 9의 골프 클럽 헤드(41)는 페이스부(52)가 반발 영역(52a)과 반발 영역(52a)의 주위에 연속해서 형성되는 주변 영역(52b)을 갖고 있다. 반발 영역(52a)은 도 7의 골프 클럽 헤드(21)의 반발 영역(32a)과 마찬가지로 제 1 층(11)과 제 2 층(12)의 적층체로 할 수 있다. 또한, 반발 영역(52a)은 도 1의 골프 클럽 헤드(1)의 반발 영역(2a)과 마찬가지로 제 1 층(11), 제 2 층(12) 및 제 3 층(13)의 3층 구조체로 하는 것도 가능하다. 주변 영역(52b)은 제 1 층(11)으로 이루어지는 단상 구조로 할 수 있다.

반발 영역(52a)은 골프 클럽 헤드(41)의 무게중심을 페이스부(52)의 전방면에 투영한 투영점(G)을 포함한다. 상기 골프 클럽 헤드(41)는 타구의 타격 부분을 포함하기 쉽도록 반발 영역(52a)을 형성함으로써 페이스부(52)의 반발력을 높여서 타구의 비거리를 크게 할 수 있다. 또한, 상기 골프 클럽 헤드(41)는 반발 영역(52a)의 주위에 주변 영역(52b)을 형성함으로써 페이스부(52)의 경량화를 촉진하기 쉽다.

반발 영역(52a)은 적어도 투영점(G)을 중심으로 하는 반경 10㎜의 원(C)을 내포하고 있는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 반발 영역(52a)은 투영점(G)을 중심으로 하여 페이스부(52)의 전방면에 그려지는 반경 10㎜의 가상 원을 내포하고 있는 것이 바람직하다. 타구의 임팩트 시에 있어서의 페이스부(52)의 전방면의 타구와의 접촉 영역은 통상 반경 10㎜ 정도의 원형이 된다. 그 때문에, 반발 영역(52a)이 원(C)을 내포하고 있음으로써 타구와의 접촉 부분의 휨성을 높여서 타구의 비거리를 용이하고 또한 확실하게 크게 할 수 있다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 반발 영역(52a)과 주변 영역(52b)의 경계 부분의 전방면끼리 및 배면끼리는 동일 높이면인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 반발 영역(52a)의 박육화를 도모함으로써 페이스부(52)의 경량화를 도모하기 쉽다.

한편, 도 11에 나타내는 바와 같이, 제 2 층(12)은 주변 영역(52b)에 대해 페이스부(52)의 두께 방향으로 돌출되어 있는 것도 바람직하다. 이 구성에 의하면, 페이스부(52)의 강도를 용이하고 또한 확실하게 크게 할 수 있다. 또한, 제 1 층(11)으로서 비교적 경량인 CFRP층을 사용함으로써 페이스부(52)의 무게가 커지는 것을 억제할 수 있다.

<이점>

상기 골프 클럽 헤드(41)는 페이스부(52)의 경량화를 도모하면서 이 페이스부(52)의 강도와 반발 성능을 충분히 높일 수 있다.

[그 외의 실시형태]

상기 실시형태는 본 발명의 구성을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 상기 실시형태는 본 명세서의 기재 및 기술 상식에 의거하여 상기 실시형태 각 부의 구성요소의 생략, 치환 또는 추가가 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

예를 들면, 상기 반발 영역이 상기 제 1 층과 상기 제 2 층의 2층 구조체인 경우, 상기 제 2 층이 페이스부의 최전방면에 위치하고 있어도 좋다. 상기 골프 클럽 헤드는 상기 2층이 페이스부의 최전방면에 위치하고 있음으로써 타구의 임팩트 시에 압축 응력이 가해지기 쉬운 부분의 휨성을 높여 타구의 비거리를 크게 할 수 있다.

소정의 파단 신도 및 인장 강도를 갖는 경우이면, 상기 제 2 섬유 및 상기 제 3 섬유로서 상기 제 1 섬유와 같은 섬유를 사용하는 것도 가능하다.

상기 반발 영역이 상기 제 1 층과, 페이스부의 최배면에 위치하는 상기 제 2 층과, 페이스부의 최전방면에 위치하는 상기 제 3 층의 3층 구조체인 경우, 상기 제 2 층의 평균 두께를 상기 제 3 층의 평균 두께보다 작게 하는 것도 가능하다. 이 구성에 의해서도 페이스부의 경량화를 도모하면서 이 페이스부의 강도와 반발 성능을 충분히 높일 수 있다.

(산업상 이용가능성)

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일양태에 의한 골프 클럽 헤드는 경량화를 도모하고, 또한 필요한 강도를 유지하면서 타구의 비거리를 크게 하는 데 적합하다.

1, 21, 41 골프 클럽 헤드
2, 32, 52 페이스부
2a, 32a, 52a 반발 영역
3 크라운부
4 솔부
5 사이드부
10, 30 헤드 본체
11 제 1 층
11a 제 1 수지 매트릭스
11b 제 1 섬유
12 제 2 층
12a 제 2 수지 매트릭스
12b 제 2 섬유
13 제 3 층
52b 주변 영역
B 타구
C 페이스부의 전방면에 그려지는 반경 10㎜의 원
G 골프 클럽 헤드의 무게중심을 페이스부의 전방면에 투영한 투영점
P1 타격 부분
P2 배면측 부분
P3 중간 부분
T1 반발 영역의 평균 두께
T2 제 2 층의 평균 두께
T3 제 3 층의 평균 두께

Claims (11)

1. 페이스부를 갖는 중공의 헤드 본체를 구비하는 골프 클럽 헤드로서,
   상기 페이스부는 적어도 제 1 층과 제 2 층이 적층된 반발 영역을 갖고,
   상기 제 1 층은 제 1 수지 매트릭스와, 밀도 2.0g/㎤ 이하, 인장 강도 4.0 GPa 이상, 인장 탄성률 200GPa 이상의 복수의 제 1 섬유를 포함하고,
   상기 제 2 층은 제 2 수지 매트릭스와, 파단 신도 3.0% 이상, 인장 강도 2.5GPa 이상의 복수의 제 2 섬유를 포함하고,
   상기 제 2 층은 상기 페이스부의 최전방면 또는 최배면에 위치하고 있으며, 상기 반발 영역의 평균 두께에 대한 상기 제 2 층의 평균 두께의 비가 0.1 이상 0.2 이하인 골프 클럽 헤드.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 섬유의 파단 신도를 BE1[GPa], 인장 강도를 TS1[GPa], 밀도를 D1[g/㎤], 인장 탄성률을 TM1[GPa]이라고 하고, 상기 제 2 섬유의 파단 신도를 BE2 [GPa], 인장 강도를 TS2[GPa], 밀도를 D2[g/㎤], 인장 탄성률을 TM2[GPa]라고 했을 경우, 하기 식 1~4를 만족하는 골프 클럽 헤드.
   BE1<BE2 ···1
   TS1>TS2 ···2
   D1<D2 ···3
   TM1>TM2 ···4
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1 섬유의 인장 탄성률이 상기 제 2 섬유의 인장 탄성률의 2.5배 이상이며, 또한 상기 제 2 섬유의 파단 신도가 상기 제 1 섬유의 파단 신도의 2배 이상인 골프 클럽 헤드.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 반발 영역은 상기 제 1 층에 있어서의 상기 제 2 층과 반대측의 면에 적층되는 제 3 층을 더 구비하고 있으며,
   상기 제 3 층은 제 3 수지 매트릭스와, 파단 신도 3.0% 이상, 인장 강도 2.5GPa 이상의 복수의 제 3 섬유를 포함하고,
   상기 제 2 층이 상기 페이스부의 최배면에 위치하고, 또한 상기 제 3 층이 상기 페이스부의 최전방면에 위치하고 있으며, 상기 반발 영역의 평균 두께에 대한 상기 제 3 층의 평균 두께의 비가 0.1 이상 0.2 이하인 골프 클럽 헤드.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 2 층의 평균 두께가 상기 제 3 층의 평균 두께 이상인 골프 클럽 헤드.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제 1 섬유의 파단 신도를 BE1[GPa], 인장 강도를 TS1[GPa], 밀도를 D1[g/㎤], 인장 탄성률을 TM1[GPa]이라고 하고, 상기 제 3 섬유의 파단 신도를 BE3[GPa], 인장 강도를 TS3[GPa], 밀도를 D3[g/㎤], 인장 탄성률을 TM3[GPa]이라고 했을 경우, 하기 식 5~8을 만족하는 골프 클럽 헤드.
   BE1<BE3 ···5
   TS1>TS3 ···6
   D1<D3 ···7
   TM1>TM3 ···8
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 반발 영역이 골프 클럽 헤드의 무게중심을 상기 페이스부의 전방면에 투영한 투영점을 포함하는 골프 클럽 헤드.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 반발 영역이 적어도 상기 투영점을 중심으로 하는 반경 10㎜의 원을 내포하고 있는 골프 클럽 헤드.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 페이스부가 상기 반발 영역의 주위에 연속해서 형성되는 주변 영역을 갖고 있으며,
   상기 주변 영역이 상기 제 1 층으로 이루어지는 단층 구조이며,
   상기 반발 영역과 상기 주변 영역의 경계 부분의 전방면끼리 및 배면끼리가 동일 높이면인 골프 클럽 헤드.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 페이스부가 상기 반발 영역의 주위에 연속해서 형성되는 주변 영역을 갖고 있으며,
    상기 주변 영역이 상기 제 1 층으로 이루어지는 단층 구조이며,
    상기 제 2 층이 상기 주변 영역에 대해 상기 페이스부의 두께 방향으로 돌출되어 있는 골프 클럽 헤드.
11. 페이스부를 갖는 중공의 헤드 본체를 구비하는 골프 클럽 헤드로서,
    상기 페이스부가 탄소 섬유 강화 플라스틱층의 양면에 각각 유리 섬유 강화 플라스틱층이 적층된 반발 영역을 갖는 골프 클럽 헤드.

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