KR20220143041A

KR20220143041A - 감긴 섬유를 갖는 스포츠 장비

Info

Publication number: KR20220143041A
Application number: KR1020227028831A
Authority: KR
Inventors: 닐 하스; 주니어 도널드 콜린스 브라운; 브리안 크리스토퍼 몰너; 도노반 존슨
Original assignee: 트루 템퍼 스포츠, 인코포레이티드
Priority date: 2020-02-20
Filing date: 2021-02-10
Publication date: 2022-10-24
Also published as: JP2023515497A; US20230077188A1; CA3168839A1; WO2021167820A1

Abstract

골프 클럽 샤프트는 버트 단부; 팁 단부 -골프 클럽 샤프트는 버트 단부와 팁 단부 사이에서 테이퍼짐 -; 골프 클럽 샤프트의 축에 대해 나선형으로 감긴 섬유의 코일들; 및 섬유의 코일들 주위를 감싸고 반경 방향으로 섬유의 코일들의 외측에 배치된 하나 이상의 복합재 층을 포함한다.

Description

감긴 섬유를 갖는 스포츠 장비

본 출원은 2020년 2월 20일에 출원된 미국 가출원 번호 62/979,093의 이익(the benefit)을 주장한다. 상기 언급된 출원의 전체 개시 내용은 참조함으로써 본 출원에 통합된다.

본 발명은 스포츠 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합 스포츠 장비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 섬유가 관형 부재 둘레에 감긴 복합 스포츠 장비에 관한 것이다.

여기에 제공된 배경 설명은 본 개시의 상황을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 현재 지명된 발명자들의 연구물은, 그렇지 않았으면, 출원당시의 선행기술로서 인정될 수 없는 발명의 설명의 측면 뿐만아니라, 그 연구물이 배경란에 기술되는 한도에서는, 본 개시에 대한 선행기술로서 명시적으로나 묵시적으로 인정되지 않는다.

다양한 상이한 유형의 장비들이 다양한 상이한 스포츠들에 사용된다. 예를 들어, 골프 클럽은 골프에서 골프 공을 치는 데 사용된다. 골프 클럽에는 골프 샤프트(golf shaft), 그립(grip) 및 클럽 헤드(club head)가 포함된다. 골프 샤프트는 버트 단부(butt end)와 팁 단부(tip end)를 포함한다. 클럽 헤드는 골프 샤프트의 팁 단부(tip end)에 부착된다. 그립은 골프 샤프트의 버트 단부에 부착된다.

다른 유형의 스포츠 장비들도 샤프트를 포함한다. 예를 들어, 라크로스 스틱은 샤프트와 샤프트에 부착된 헤드를 포함한다. 하키 스틱 또한 샤프트를 포함한다. 블레이드(blade)는 하키 스틱의 샤프트에 부착된다.

구성에 있어서, 골프 클럽 샤프트는 버트 단부; 팁 단부 - 골프 클럽 샤프트는 버트 단부와 팁 단부 사이에서 가늘어짐 - ; 골프 클럽 샤프트의 축에 대해 나선형으로 감긴 섬유의 코일들; 및 섬유의 코일들 주위를 감싸고 반경방향으로 섬유의 코일들의 외측에 배치된 하나 이상의 복합재 층을 포함한다.

추가 구성에 있어서, 골프 클럽 샤프트는 제 2의 하나 이상의 복합재 층을 더 포함하고, 여기서 섬유의 코일들은 상기 제 2의 하나 이상의 복합재 층의 둘레에 나선형으로 감겨 있고, 상기 제 2의 하나 이상의 복합재 층은 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 내측에 배치된다.

추가 구성에 있어서, 상기 하나 이상의 복합재 층의 적어도 하나는 흑연, 에폭시, 및 수지를 포함한다.

추가 구성에 있어서, 상기 섬유의 직경은 15미크론 미만이다.

추가 구성에 있어서, 골프 클럽 샤프트는 골프 클럽 샤프트의 축에 대하여 나선형으로 감긴 적어도 5,000의 상기 섬유의 코일들을 포함한다.

추가 구성에 있어서, 상기 코일들의 각각은 축에 대략 수직으로 배치된다.

추가 구성에 있어서, 상기 코일들의 각각은 축에 대략 평행하게 배치된다.

추가 구성에 있어서, 상기 코일들의 각각은 축에 대해 1도 내지 89도의 각도로 배치된다.

추가 구성에 있어서, 상기 섬유는 수지로 코팅된다.

추가 구성에 있어서, 상기 섬유는 원형 단면을 갖는다.

추가 구성에 있어서, 상기 섬유는 강, 티타늄, 알루미늄, 구리, 텅스텐, 및 강, 티타늄, 알루미늄, 구리, 텅스텐 중 하나의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

추가 구성에 있어서, 상기 코일들 중 인접한 코일들은 서로 접촉한다.

추가 구성에 있어서, 골프 클럽 샤프트는 섬유의 코일들의 내측이 중공이다.

추가 구성에 있어서, 하키 스틱, 라크로스 스틱 및 야구 방망이 중 하나의 관형 부분으로서, 상기 관형 부분은 하나 이상의 복합재 층; 및 상기 관형 부분의 축에 대해 나선형으로 감긴 섬유의 코일들을 포함하며, 상기 하나 이상의 복합재 층은 상기 섬유의 코일들 주위에 감겨지고 또한 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 외측에 배치되며; 그리고 상기 섬유의 코일들은 상기 하나 이상의 복합재 층 주위에 둘러싸여지고 또한 반경방향으로 상기 하나 이상의 복합재 층의 외측에 배치된다.

추가 구성에 있어서, 상기 하나 이상의 복합재 층은 상기 섬유의 코일들 주위에 둘러싸여지고 또한 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 외측에 배치되고, 그리고 상기 관형 부분은 제 2의 하나 이상의 복합재 층을 추가로 포함하고, 여기서 상기 섬유의 코일들은 상기 제2의 하나 이상의 복합재 층 주위에 나선형으로 감겨 있고, 상기 제2의 하나 이상의 복합재 층은 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 내측에 배치된다.

추가 구성에 있어서, 상기 섬유의 코일들은 상기 하나 이상의 복합재 층 주위에 둘러싸여지고 반경방향으로 상기 하나 이상의 복합재 층의 외측에 배치된다.

추가 구성에 있어서, 상기 하나 이상의 복합재 층 중 적어도 하나는 흑연, 에폭시, 및 수지를 포함한다.

추가 구성에 있어서, 상기 섬유는 직경이 15 미크론 미만인 원형 단면을 갖는다.

구성에 있어서, 관형 스포츠 장비를 형성하는 방법은: 관형 부재 주위에 나선형으로 섬유의 코일들을 감는(winding) 것; 및 하나 이상의 복합재 층을, 상기 하나 이상의 복합재 층이 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 외측에 배치되도록, 상기 섬유의 코일들 주위에 둘러싸는(wrapping) 것을 포함한다.

본 개시의 추가 적용가능 영역들은 상세한 설명, 청구범위 및 도면으로부터 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정 예들은 단지 예시를 위한 것이며 본 개시의 범위를 제한하려는 것은 아니다.

본 개시는 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 더욱 완전히 이해될 것이며, 여기서:
도 1은 스포츠 장비를 제조하는 데 사용되는 두 개의 (미경화(uncured)) 복합재 조각(pieces) 및 맨드릴을 포함하는 예시도를 포함한다;
도 2a는 복합재의 단면도를 포함한다;
도 2b는 복합재의 단면도를 포함한다;
도 3은 복합재 위에 배치된 맨드릴의 예시적인 사시도를 포함한다;
도 4는 맨드릴을 감싸는 복합재의 단면도이다;
도 5는 복합재 주위에 감긴(둥글게 감긴(coiled)) 섬유의 사시도이다;
도 6은 복합재 주위에 섬유가 감긴(둥글게 감긴) 것의 단면도이다;
도 7 내지 도 9는 복합재의 부분들 주위에 섬유가 감긴 것의 사시도를 포함한다;
도 10은 복합재 위에 배치된, 복합재 주위에 감겨진 섬유(504)의 예를 포함하는 사시도이다;
도 11은 섬유 주위를 둘러싸는 복합재의 예를 예시하는 사시도이다;
도 12는 섬유 주위를 둘러싸는 복합재의 예를 예시하는 단면도이다;
도 13 및 도 14는 절개부(cut out)를 포함하는 복합재의 예시도들을 포함한다;
도 15는 맨드릴 주위에 감기고 복합재의 내측의 반경방향에 배치된 섬유의 단면도이다;
도 16은 섬유를 포함하는 예시적인 하키 스틱의 사시도이다;
도 17은 섬유를 포함하는 예시적인 라크로스 스틱의 사시도이다;
도 18은 섬유를 포함하는 예시적인 야구 배트의 사시도이다;
도 19는 한 부품의 스포츠 장비(a piece of sporting equipment)를 제조하는 예시적 방법을 포함한다.
도 20은 한 부품의 스포츠 장비를 제조하는 예시적인 방법을 포함한다;
도 21 및 22는 섬유 권선들의 서로 다른 예시적인 배향(orientations)을 포함한다;
도 23은 라크로스 스틱 등의 관형 부분의 예시적인 핸들 부분의 단면도를 포함한다;
도 24는 하키 스틱 등의 관형 부분의 예시적인 핸들 부분의 단면도를 포함한다;
도 25는 라크로스 스틱 등의 관형 부분의 예시적인 핸들 부분의 단면도를 포함한다;
도 26은 하키 스틱 등의 관형 부분의 예시적인 핸들 부분의 단면도를 포함한다;
도 27 및 28은 라크로스 스틱 등의 관형 부분의 예시적인 핸들 부분의 단면도를 포함한다;
도 29 및 30은 하키 스틱 등의 관형 부분의 예시적인 블레이드 부분의 단면도를 포함한다; 그리고
도 31은 복수 층의 감긴 섬유의 예시적인 구현예의 단면도를 포함한다.
도면에서, 참조 번호는 유사 및/또는 동일한 요소들을 식별하기 위해 재사용될 수 있다.

도 1은 2개 부품의 (경화되지 않은(uncured)) 복합재(100, 102) 및 골프 클럽 샤프트와 같은 스포츠 장비를 제조하는 데 사용되는 맨드릴(104)을 포함하는 예시도를 포함한다. 복합재(100, 102)의 각 부품은 한 층 이상의 복합재를 포함한다. 상기 복합재는 또한 나중에 경화(cured)될 수 있는 수지를 포함할 수 있다.

도 2a는 복합재(100)의 단면도를 포함한다. 복합재(100)는 상기 복합재의 적어도 하나의 층(204)을 포함한다. 복합재(100)는 층들(208, 212, 216, 220, 224) 등의 상기 복합재의 하나 이상의 추가 층을 포함할 수 있다. 6개의 층들의 예가 제공되지만, 복합재(100)는 상기 복합재의 한 층 또는 한 층 이상을 가질 수 있다.

도 2b는 복합재(102)의 단면도를 포함한다. 복합재(102)는 상기 복합재의 적어도 하나의 층(240)을 포함한다. 복합재(102)는 층들(244, 248, 252, 256, 260)과 같은 복합재의 하나 이상의 추가 층들을 포함할 수 있다. 6개의 층들의 예가 제공되지만, 복합재(102)는 한 층 혹은 한층 이상의 복합재를 가질 수 있다.

복합재(100, 102)의 각 층들은 복합재의 섬유들, 에폭시, 및 수지을 포함한다. 예를 들어, 각 층들은 흑연 섬유들, 에폭시 및 수지를 포함할 수 있다. 흑연의 예가 제공되지만, 또 하나의 적절한 아라미드(aramid)가 사용될 수 있다. 한 층의 복합재의 섬유들의 방향들은 인접 층들의 복합재의 섬유들의 방향들과 다를 수 있다. 예를 들어, 층(204)의 복합재의 섬유들은 제1 방향으로 배열될 수 있고, 층(208)의 복합재의 섬유들은 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 배열될 수 있으며, 층(212)의 복합재의 섬유들은 제2 방향과 상이한 제3 방향 등으로 배열될 수 있다. 층(240)의 복합재의 섬유들은 제4 방향으로 배열될 수 있고, 층(244)의 복합재의 섬유들은 제4 방향과 상이한 제5 방향으로 배열될 수 있고, 층(248)의 복합재의 섬유들은 제5 방향과 다른 제6 방향 등으로 배열될 수 있다. 섬유들의 방향들은 예를 들어 샤프트가 목표한 구조적(예: 비틀림, 굽힘, 강성 등) 특성을 갖도록 선택될 수 있다. 제4 방향은 또한 제3 방향과 상이할 수 있다.

맨드릴(104)은 중실(예를 들어, 금속) 또는 중공(hollow)일 수 있고 관형(tubular)일 수 있다. 맨드릴(104)은 예를 들어, 절두원추형(frustoconical) 또는 원추형(conical)일 수 있다(예를 들어, 샤프트가 골프 샤프트인 경우). 원형 단면을 갖는 맨드릴의 예가 제공되지만, 본 출원은 직사각형, 사각형, 삼각형, 육각형, 팔각형, 오각형, 칠각형, 타원형 등의 단면적을 가진 맨드릴 및 스포츠 사프트 등의, 다른 형상의 단면적으로 가진 맨드릴들에 또한 적용될 수 있다. 스포츠 샤프트는 다양한 구현예에서 하나 이상의 둥근 섹션을 가질 수 있다. 다양한 구현예에서, 복합재(100)는 맨드릴(104)의 단부들을 지나 연장될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 맨드릴(104)은 복합재(100)위에 배치된다. 복합재(100)는 맨드릴(104) 주위에 둘러싸인다(감겨진다:rolled). 도 4는 맨드릴(104) 주위에 둘러싸인 복합재(100)를 예시한다. 일단 복합재(100)가 맨드릴(104) 주위에 둘러싸이면, 복합재(100) 및 맨드릴(104)은 예를 들어 플래튼(열) 프레스를 사용하여 가압 및 압연될(pressed and rolled) 수 있다. 복합재(100)는 또한 플래튼 프레스를 사용하여 또 하나의 적절한 방식으로 가열될 수 있다. 가열 및/또는 압력의 적용은 복합재(100)를 적어도 부분적으로 경화시킬 수 있고 복합재를 완전히 경화시킬 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 섬유(504)는 복합재(100) 주위에 감겨(감겨:rolled)있다. 섬유(504)는 복합재(100) 주위에 감겨진 후에 적어도 소정 길이의 연속적인 길이의 섬유일 수 있다. 상기 소정의 길이는 예를 들어, 최소 25마일, 최소 35마일, 최소 40마일, 최소 45마일, 최소 50마일 또는 최소 55마일일 수 있다.

섬유(504)는 예를 들어 강, 티타늄, 알루미늄, 구리, 텅스텐, 상기의 합금, 아라미드, 또는 또 하나의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 섬유(504)는 원형 단면 또는 정사각형, 타원형 또는 또 하나의 적절한 형상과 같은 또 하나의 적절한 단면 형상을 가질 수 있다. 섬유(504)의 직경은 15 미크론 미만, 12 미크론 미만, 10 미크론 미만, 예를 들어 대략 8 미크론일 수 있다. 섬유(504)는 5,000, 10,000, 15,000, 20,000, 25,000 또는 그 이상 등의 적어도 미리 결정된 횟수만큼 완전히 주위(360도)에 감긴다. 섬유(504)는 예를 들어 추후 경화를 위해 수지로 코팅될 수 있다. 예를 들어, 섬유(504)는 본 명세서에 기술된 둘러싸기(wrapping) 이전에 액체 수지의 배스(bath)를 통해 공급될 수 있다.

도 6은 도 5의 A를 따라 자른 단면도이다. 복합재(100) 주위에 섬유(504)를 감으면 복합재(100) 주위에 섬유(504) 층을 생성한다. 도면의 피처(features)는 축척에 맞지 않을 수 있다. 섬유(504)는 강성, 굴곡(flex), 중량, 관성 모멘트(MOI), 비틀림 등과 같은 스포츠 샤프트의 하나 이상의 구조적 특성을 개선할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 섬유(504)는 복합재(100)의 전체 길이 주위에 감겨질 수 있다. 대안적으로, 섬유(504)는 복합재(100)의 단지 하나 이상의 부분 주위에 감겨질 수 있다. 이는 섬유(504)의 위치(들)에서의 굴곡, 중량, 비틀림 등의 국부적 구조적 특성을 개선할 수 있다.

도 7 내지 도 9는 섬유(504)가 복합재(100) 전체보다 적게 감긴 예시적인 사시도를 포함한다. 도 7은 섬유(504)가 버트 단부와 팁 단부 사이의 중간 부분에만 감긴 예이다. 도 8은 섬유(504)가 버트 단부 및 팁 단부의 부근의 주위에만 (중간 부분이 아님) 감긴 예를 도시한다. 도 9는 섬유(504)가 중간 부분, 버트 부분 및 팁 부분에 감겨 있지만, 각 섹션 사이에는 섬유가 없는 위치들을 갖는 예이다.

섬유(504)가 복합재(100) 주위에 감겨지면, (복합재(100) 및 섬유(504)로 피복됨) 맨드릴(104)이 도 10에 도시된 바와 같이 복합재(102)위에 배치된다. 복합재(102)가 맨드릴(104) 주위에 둘러싸여 있다(감겨져 있다). 도 11은 섬유(504) 및 복합재(100) 주위에 둘러싸인 복합재(102)를 예시한다.

복합재(102)가 섬유(504) 및 복합재(100) 주위에 감겨지면, 복합재(102), 섬유(504), 복합재(100), 및 맨드릴(104)은 예를 들어 플래튼(열) 프레스를 사용하여 가압 및 압연될 수 있다. 복합재(102)는 또한 플래튼 프레스를 사용하여 또는 또 하나의 적절한 방식으로 가열될 수 있다. 가열 및/또는 압력의 적용(application)은 섬유(504) 및/또는 복합재(102)의 수지를 완전히 경화시킬 수 있고, 아직 완전히 경화되지 않은 경우 복합재(100)를 경화할 수 있다.

도 12는 도 11의 A를 따라 취해진 단면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이. 도 11에서, 복합재(102)는 섬유(504) 및 복합재(100)를 덮는다. 복합재(100), 섬유(504) 및 복합재(102)의 예시적인 두께가 도 12에 도시된다. 예를 들어, 복합재(100) 및/또는 상이한 수의 층을 포함하는 복합재(102)에 의해 다른 적절한 두께가 사용될 수 있다.

다양한 구현예에서, 복합재(102)는 복합재의 단 하나의 층을 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 복합재(100)는 생략될 수 있다. 이러한 구현예에서, 섬유(504)는 맨드릴(104) 주위에 직접 감겨질 수 있고, 복합재(102)는 섬유(504) 주위에 적용될 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 복합재(102)의 일부(예를 들어, 내부)는 복합재(102)를 관통하는 하나 이상의 구멍(apertures)을 형성하도록 잘라내질 수 있다. 다시 말해서, 하나 이상의 구멍이 복합재(102)를 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 예. 도 13은 복합재(102)의 절삭부(1304)를 도시한다. 단어, 문자, 로고(상표 또는 비상표), 이미지, 패턴 등의 기타 것들이 복합재(102)로부터 잘라내어 질 수 있다. 다양한 구현예에서, 절삭 장치(예를 들어, CNC 라우터와 같은 컴퓨터 수치 제어(CNC) 절삭기)는 복합재(102)로부터 잘라낼 하나 이상의 항목을 나타내는 사용자 입력에 응답하여 복합재(102)를 잘라낼 수 있다. 섬유(504)를, 도 14의 예에 도시된 것과 같이, 구멍을 통해 볼 수 있도록, 섬유(504)가 복합재(100) 주위에 감겨 있는 곳에 구멍(들)이 위치될 수 있다.

복합재(102) 및 구멍(들)은 스포츠 장비의 하나 이상의 구조적(예를 들어, 비틀림, 굽힘, 중량 등) 특성을 개선할 수 있다. 복합재(102) 및 구멍(들)은 스포츠 장비의 하나 이상의 미적 특성을 추가적으로 또는 대안적으로 개선할 수 있다.

복합재(102)가 경화된 후, 맨드릴(104)이 제거될 수 있다. 스포츠 장비(예: 골프 샤프트)는 경화 후 목표 길이로 트리밍될 수 있다. 경화 후에 하나 이상의 페인트 층이 복합재(102) 위에 도포될 수 있다. 페인트는 복합재(102)의 구멍(들)을 통해 복합재(102) 또는 섬유(504)의 가시성(visibility)을 유지하기 위해 투명 페인트 또는 반투명 페인트일 수 있다.

섬유(504)가 복합재(100)와 복합재(102) 사이에 있는 것으로 도시되어 있지만, 섬유(504)는 대안적으로 맨드릴(104) 둘레에 감겨 반경방향에 있어서 복합재(100)의 내측에 위치될 수 있다. 이러한 배열체의 단면도가 도 15의 예에 제공된다. 복합재(100)를 포함하는 예가 제공되었지만, 복합재(100)는 생략될 수 있다.

전술한 바와 같이, 스포츠 장비는 골프 클럽 샤프트일 수 있으며, 여기서 골프 클럽 헤드는 골프 클럽 샤프트의 선단부에 부착되고, 골프 그립은 골프 클럽 샤프트의 버트 단부에 부착된다. 그러나 섬유(504)는 다른 유형의 스포츠 장비에 포함될 수 있다.

예를 들어, 도 16은 섬유(504)를 포함하는 하키 스틱(10)을 포함하는 예시도를 포함한다. 하키 스틱(10)은 선수(14)가 잡는 핸들 부분(12)(즉, 샤프트) 및 하키 퍽(puck) (18) 또는 공을 제어하는 데 사용되는 블레이드 부분(16)(즉, 블레이드)을 포함한다. 하키 스틱(10)은 골키퍼를 포함하여 하키 팀의 모든 포지션에 맞게 조정될 수 있다. 즉, 하키 스틱(10)은 골키퍼 하키 스틱 또는 하키의 다른 포지션에 의해 사용될 수 있도록 구성된 하키 스틱일 수 있다. 아이스하키 스틱의 예를 제공하지만, 본 출원은 필드 하키 스틱, 롤러 하키 스틱 및 기타 유형의 스포츠 장비에도 적용 가능하다.

핸들 부분(12)은 가늘고 길이 방향으로 직선일 수 있다. 일부 실시예에서, 핸들 부분(12)은 커버링(예를 들어, 탄소 섬유를 갖는 복합재) 내에 매립되고 둘러싸인 중공 코어를 포함할 수 있다. 섬유(504)는 예를 들어 핸들 부분(12)의 내부 층(예를 들어, 도 15의 예와 유사)이거나 또는 핸들 부분(12)의 복합재의 층들 사이에 있을 수 있다 (예를 들어, 도 12의 예와 유사).

핸들부(12)의 일례의 단면도가 도 24 및 도 26에 제공된다. 도 26에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 모서리가 라운딩될 수 있다. 위에서 논의된 바와 같이, 다양한 구현예에서, 섬유(504)는 반경방향에 있어서 복합재(100)의 내측에 위치될 수 있거나, 복합재(100)가 생략될 수 있다. 다양한 구현예에서, 섬유(504)는 복합재(100) 주위에 감기고 복합재(102)는 생략될 수 있다. 이 구현예에서, 섬유(504)는 핸들 부분(12)의 외부 상에서 보일 수 있다. 도 26에 도시된 바와 같이, 본 출원은 핸들부의 다른 형상에도 적용될 수 있다.

다시 도 16을 참조하면. 도 16에 도시된 바와 같이, 핸들 부분(12)은 블레이드 연결 단부(13)를 포함한다. 블레이드 부분(16)은 핸들 부분(12)의 블레이드 연결 단부(13)에 고정된다. 블레이드 부분(16)은 임의의 적절한 방식으로 블레이드 연결 단부(13)에 고정될 수 있다. 핸들 부분(12) 및 블레이드 부분(16)은 별도로 제조될 수 있고, 나중에 함께 부착될 수 있다. 대안적으로, 핸들부(12)와 블레이드부(16)는 함께 제조될 수 있다.

블레이드 부분(16)은 일반적으로 하키 퍽(18)을 수용하고 이동시키는(예를 들어, 패스, 슛 등)데 사용될 수 있는 전면(20) 및 하키 퍽(18)을 수용하고 이동시키는데 또한 사용될 수 있는 후면(22)을 포함한다. 블레이드 부분(16)은 또한 핸들 부분(12)의 블레이드 연결 단부(13)에 연결된 제1 단부(28)를 포함한다. 블레이드 부분(16)은 또한 제1 단부(28)에 대향하는 제2 단부(30)를 포함한다.

블레이드 부분(16)은 또한 상부 에지(24) 및 상부 에지(24)에 대향하는 하부 에지(26)를 포함한다. 상부 에지(24)는 전형적으로 경기면(playing surface) (예를 들어, 얼음판)으로부터 이격된다. 하부 에지(26)는 경기면과 접촉할 수 있다.

상부 및 하부 에지(24 및 26) 모두는 블레이드 부분(16)의 제1 및 제2 단부(28 및 30) 사이에서 연장된다. 상부 및 하부 에지(24 및 26) 및 전방 및 후방 면(20 및 22)은, 전면(20)이 오목한 반면 후면(22)이 볼록하도록, 제1 단부(28)과 제2 단부(30) 사이에서 곡률을 가질 수 있다.

도 29 및 30은 블레이드 부분(16)의 예의 단면도를 포함한다. 블레이드 부분(16)은 하나 이상의 코어 부재(2908) 주위를 둘러싸는 커버링(2904)을 포함할 수 있다. 커버링(2904)는 위에서 설명한 골프 클럽 샤프트(예: 102)와 유사한, 복합재의 하나 이상의 층을 포함한다. 섬유(504)는 예를 들어 블레이드 부분(16)의 내부 층(예를 들어, 도 15의 예와 유사함)이거나 또는 블레이드 부분(16)의 복합재의 층들 사이(예를 들어, 도 12의 예와 유사함)에 있을 수 있다. 12). 예를 들어, 도 29는 섬유(504)가 코어 부재(들)(2908) 주위에 감기고, 커버링이 섬유(504)를 덮는 복합재의 하나 이상의 층을 포함하는 것을 예시한다. 대안적으로, 섬유(504)는 섬유(504)가 블레이드 부분(16)의 외부에서 보여질 수 있도록, 커버링(2904) 주위에 감겨질 수 있다.

도 30은 섬유(504)가 블레이드 부분(16)의 하부 에지(26)를 따라 배치되는 예를 도시한다. 섬유(504)를 포함하는 블레이드 부분(16)은 강성, 굴곡(flex), 중량, 관성 모멘트(MOI), 비틀림, 샷 속도, 느낌 등과 같은 하나 이상의 구조적 특성을 개선할 수 있다.

또 하나의 예로서, 라크로스 스틱은 섬유(504)를 포함할 수 있다. 도 17은 섬유(504)를 포함하는 라크로스 스틱(1704)을 포함하는 예시도를 포함한다. 라크로스 스틱(1704)은 선수가 쥐는 핸들 부분(1708), 및 라크로스 공을 제어, 패스 및 슛하는 데 사용되는 헤드 부분(1712)을 포함한다. 핸들 부분(1708)은 가늘고 길이 방향으로 직선일 수 있다. 핸들 부분(1708)은, 핸들 부분(1708)이 헤드 부분(1712)에 연결되는 부분의 근처에서 핸들 부분(1708)이 길이 방향으로 직선인 것으로부터 벗어나는 갈라지는 부분(offset)을 포함할 수 있다. 섬유(504)는 예를 들어 핸들 부분(1708)의 내부층이거나 (예를 들어, 도 15의 예와 유사함) 또는 핸들 부분(1708)의 복합재의 층들 사이에 (예를 들어, 도 12의 예와 유사함) 배열될 수있다.

예를 들어, 도 23, 25 및 27은 핸들 부분(1708)의 예시적인 구현예의 단면도들을 포함한다. 핸들 부분(1708)은 예를 들어, 23 및 27의 예에 도시된 바와 같은 6개의 측면(sides)을 포함할 수 있다. 다양한 구현예에서, 측면들 중 하나이상이 오목하고/하거나 측면들 중 하나 이상이 볼록할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 2개의 측면이 만나는 모서리(corners)는 둥글거나 직각이거나 둥근모양과 직각의 조합일 수 있다. 예시적인 형상이 도시되어 있지만, 본 출원은 다른 단면 형상들의 핸들 부분들에도 적용 가능하다. 섬유(504)는 도 23 내지 도 25의 예에 도시된 바와 같이 복합재(100)와 복합재(102) 사이에 배치될 수 있다. 대안적으로, 섬유(504)는 도 27의 예에 도시된 바와 같이 최내층이거나 또는 도 28의 예에 도시된 바와 같이 최외곽층이다. 도 28 내지 도 28의 예는 하키 스틱의 핸들 부분에도 적용 가능하다.

또 하나의 예로서, 야구 배트는 섬유(504)를 포함할 수 있다. 도 18은 섬유(504)를 포함하는 야구 배트(1804)를 포함하는 예시도를 포함한다. 야구 배트(1804)는 선수가 쥐는 핸들 부분(1808), 및 공을 타격하는 데 사용되는 헤드 또는 배럴 부분(1812)을 포함한다. 섬유(504)는 예를 들어 핸들 부분(1808)의 내부 층이거나 (예를 들어, 도 15의 예와 유사함) 또는 핸들 부분(1808)의 복합재의 층들 사이에 (예를 들어, 도 12의 예와 유사함) 배열될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 섬유(504)는 배럴 부분(1812)의 내부층이거나 (예를 들어, 도 15의 예와 유사함) 또는 배럴 부분(1812)의 복합재의 층들 사이에 (예를 들어, 도 12의 예와 유사함) 배열될 수 있다. 야구 배트의 예에서, 섬유(504)는 예를 들어 야구 협회의 하나 이상의 규정을 준수하기 위해 예를 들어 야구 배트의 공명을 저하시킬(detune) 수 있다. 섬유(504)는 질량을 추가하기 위해 야구 배트(1804)에 사용될 수 있다. 하나 이상의 특정 영역에 위치하는 섬유(504)는 야구 배트의 성능 특성을 조정할 수 있다.

도 19는 골프 클럽 샤프트, 하키 스틱 샤프트, 하키 스틱 블레이드, 라크로스 스틱, 야구 배트, 또는 또 하나의 유형의 스포츠 장비와 같은 스포츠 장비의 부품(piece)을 제조하는 예시적인 방법을 포함한다. 이 방법은 복합재(100)가 하나 이상의 관형 코어 부재(예를 들어, 맨드릴(104), 하키 스틱 샤프트, 하키 스틱 블레이드, 야구 배트, 라크로스 스틱 등을 형성하는 데 사용되는 코어) 주위에 감겨 있는 1904로부터 시작된다.

1908에서, 예를 들어 플래튼 프레스(platen press)를 사용하여, 복합재(100)를 코어 부재(들)를 향해 누른다. 프레싱은 롤링(rolling)을 포함할 수 있다(예: 야구 배트 또는 골프 클럽 샤프트의 예에서). 또한 열을 가할 수 있다.

1910에서, 섬유(504)는, 섬유(504)의 코일의 상부 부분이 상기 코일 위의 섬유(504)의 다음 인접한 코일의 바닥 부분과 접촉하고 섬유(504)의 상기 코일의 하부 부분이 상기 코일 아래의 섬유(504)의 다음 인접한 코일의 상부 부분과 접촉하도록, 복합재 주위에 감겨진다 (고리모양으로 감겨진다). 섬유(504)는 예를 들어 관형 코어 부재(들)를 축방향으로 회전시키고 섬유(504)를 포함하는 보빈(또는 스풀)을 길이 방향으로(lengthwise) (예를 들어, 골프 클럽 샤프트의 예에서 팁 단부로부터 버트 단부까지) 이동시킴으로써 복합재 주위에 감겨질 수 있다.

1912에서, 복합재(102)를 섬유(504), 복합재(100), 및 코어 부재(들) 주위에 감는다. 1916에서, 복합재(102)를 예를 들어 플래튼 프레스를 사용하여 코어 부재(들)를 향해 누른다. 프레싱은 롤링을 포함할 수 있다(예: 야구 배트 또는 골프 클럽 샤프트의 예에서). 열이 또한 가해질 수 있다.

1920에서, 복합재(100, 102)가 경화될 수 있다. 선택적으로(예: 골프 클럽 샤프트의 예에서) 트리밍(trimming) 및 페인트가 1924에서 외부 층 위에 적용될 수 있다.

도 20은 골프 클럽 샤프트, 하키 스틱 샤프트, 하키 스틱 블레이드, 라크로스 스틱, 야구 배트 또는 또 하나의 적절한 유형의 스포츠 장비와 같은 스포츠 장비의 부품을 제조하는 예시적인 방법을 포함한다. 이 방법은 섬유(504)가 하나이상의 관형 코어 부재들(예: 맨드릴(104), 하키 스틱 샤프트, 하키 스틱 블레이드, 야구 배트, 라크로스 스틱 등을 형성하는 데 사용되는 코어) 주위에 감겨진(고리모양으로 감겨진) 2004로부터 시작된다. 섬유(504)는 예를 들어 관형 코어 부재(들)를 축방향으로 회전시키고 섬유(504)를 포함하는 보빈(또는 스풀)을 길이 방향으로(예를 들어, 팁 단부로부터 버트 단부까지) 이동시킴으로써 복합재 주위에 감겨질 수 있다. 섬유(504)는, 섬유(504)의 코일의 상부 부분이 상기 코일 위의 섬유(504)의 다음 인접한 코일의 바닥 부분과 접촉하고 섬유(504)의 상기 코일의 하부 부분이 상기 코일 아래의 섬유(504)의 다음 인접한 코일의 상부 부분과 접촉하도록 감겨진다(고리모양으로 감겨진다).

2008에서, 복합재(100)를 섬유(504) 및 관형 코어 부재(들) 주위에 감는다. 2010에서, 복합재(100)를 예를 들어, 플래튼 프레스를 사용하여, 코어 부재(들)를 향해 누른다. 프레싱은 롤링을 포함할 수 있다(예: 야구 배트 또는 골프 클럽 샤프트의 예에서).

2012에서, 복합재(102)는 복합재(100), 섬유(504), 및 코어 부재(들) 주위에 감겨질 수 있다. 2016에서, 복합재(102)를 예를들어 플래튼 프레스를 사용하여, 코어 부재(들)를 향해 누른다. 프레싱은 롤링을 포함할 수 있다(예: 야구 배트 또는 골프 클럽 샤프트의 예에서). 대안적으로 2012 및 2016을 생략하고 복수 층의 복합재를 사용하여 복합재를 감싸는 것이 한 단계로 수행될 수 있다.

2020에서, 복합재(100, 102)는 경화될 수 있다. 선택적으로(예: 골프 클럽 샤프트의 예에서) 트리밍 및 페인트가 2024에서 외부 층 위에 적용된다.

도 5의 예는 맨드릴(104) 및 결과적인 골프 샤프트의 길이방향 축에 대략 수직으로(90도) 배열되는 섬유(504)의 코일들을 예시한다. 대략적으로는 섬유(504)의 나선형 권선(winding)을 가능케 하기 위해 +/-1도 이하를 의미할 수 있다. 그러나, 본 출원은 길이방향 축에 대한 다른 방향들으로의 섬유(504)의 권선에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 21은 길이방향 축에 대략 평행하게(0도) 감기거나 배열된 섬유(504)의 예시적인 사시도를 포함한다. 도 22는 코일들이 길이방향 축에 대략 수직이 아니고 길이방향 축에 대략 평행하지 않도록 섬유(504)가 감기거나 배열된 예의 사시도를 포함한다. 이 예에서, 코일들은 각각 길이방향 축에 대해 0도와 90도 사이의 각도를 형성할 수 있다.

다양한 구현예에서, 스포츠 장비는 섬유(504)의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 도 31은 섬유(504)의 다중 층을 포함하는 스포츠 장비(예를 들어, 골프 샤프트, 하키 스틱 핸들, 하키 스틱 블레이드, 라크로스 스틱 핸들, 야구 배트 등)의 예시적인 부분의 단면도를 포함한다. 예를 들어, 스포츠 장비는 섬유(504)의 제1 층(3104), 제1 층(3104) 주위에 감긴 섬유(504)의 제2 층(3108), 제2 층(3108) 주위에 감긴 섬유(504)의 제3 층(3112), 및 제3 층(3112) 주위에 감긴 섬유(504)의 제4 층(3116)을 포함할 수 있다. 상기 층들 중 하나 이상의 코일을은 길이방향 축에 대한 서로 다른 방향으로 배열될 수 있다. 섬유(504)의 4개 층의 예가 도 31의 예에 제공되지만. 본 출원은 N이 0보다 큰 정수인 섬유(504)의 N 층에 적용될 수 있다.

섬유(504)의 복수 층은 예를 들어 스포츠 장비에 손잡이를 생성하기 위해 스포츠 장비의 한 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 하키 스틱은 블레이드 연결 단부(13)에 대향하는 핸들 부분(12)의 단부에 손잡이를 포함할 수 있다. 라크로스 스틱 (1704)은 핸들 부분(1708)이 헤드 부분(1712)에 연결되는 곳에 대향하는 핸들 부분(1708)의 단부에 손잡이를 포함할 수 있다. 야구 배트(1804)는, 도 18의 예에 도시된 바와 같이 핸들 부분(1808)의 단부에 형성된 손잡이(1816)를 포함할 수 있다.

전술한 설명은 본질적으로 단지 예시적이며, 본 개시, 그의 적용 또는 용도를 제한하려는 의도가 결코 아니다. 본 개시의 광범위한 교시는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시는 특정 실시예를 포함하지만, 다른 수정이 도면, 명세서 및 다음의 청구범위의 연구에서 명백해질 것이기 때문에 본 개시의 진정한 범위가 그렇게 제한되어서는 아니된다. 방법 내의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리를 변경하지 않고 서로 다른 순서로 (또는 동시에) 실행될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 각각의 실시형태가 특정한 구성들 갖는 것으로 위에서 기술될 지라도, 본 개시의 임의의 실시형태와 관련하여 설명된 이러한 특징 중 임의의 하나 이상은, 비록 그 조합이 명시적으로 설명되어 있지 않더라도, 다른 실시형태들 중 임의의 특징들에서 실시되고/되거나 상기 특징들과 조합될 수 있다. 다시 말해서, 기술된 실시형태는 상호 배타적이지 않으며, 하나 이상의 실시형태들의 서로에 대한 순열(permutaion)은 본 개시의 범위 내에 있다.

요소들 사이의 공간적 및 기능적 관계는 "연결된", "연동된", "결합된", "인접한", "옆에", "상부에", "위에", "아래에", 및 "배치된"을 포함하는 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적인" 것으로 명시적으로 설명되지 않는 한, 제1 요소와 제2 요소 사이의 관계가 상기 개시 내용에서 설명될 때, 그 관계는 제1 요소와 제2 요소 사이에 다른 개재 요소가 존재하지 않는 경우 직접적인 관계일 수 있지만, 첫 번째 요소와 두 번째 요소 사이에 하나 이상의 개재 요소가 (공간적으로 또는 기능적으로) 존재하는 경우 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바, A, B, 및 C 중 적어도 하나라는 문구는 비배타적 논리 OR을 사용하여 논리(A OR B OR C)를 의미하는 것으로 해석되어야 하며, "A 중 적어도 하나, B 중적어도 하나, C 중 적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims

골프 클럽 샤프트로서,
버트 단부;
팁 단부 -골프 클럽 샤프트는 버트 단부와 팁 단부 사이에서 테이퍼짐 -;
골프 클럽 샤프트의 축에 대해 나선형으로 감긴 섬유의 코일들; 및
섬유의 코일들 주위를 감싸고 반경방향으로 섬유의 코일들의 외측에 배치된 하나 이상의 복합재 층을 포함하는 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 제2의 하나 이상의 복합재 층을 추가로 포함하고, 상기 섬유의 코일들은 상기 제2의 하나 이상의 복합재 층 주위에 나선형으로 감기고, 상기 제2의 하나 이상의 복합재 층은 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 내측에 배열되는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 복합재 층의 적어도 하나는 흑연, 에폭시 및 수지를 포함하는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 섬유의 직경이 15 미크론 미만인, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 골프 클럽 샤프트는 골프 클럽 샤프트의 축에 대해 나선형으로 감긴 적어도 5,000의 섬유의 코일들을 포함하는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 코일들의 각각은 축에 대략 수직으로 배치되는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 코일들의 각각은 축에 대략 평행하게 배치되는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 코일들의 각각은 축에 대해 1도 내지 89도의 각도로 배치되는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 수지로 코팅되는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 원형 단면을 갖는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 섬유는 강, 티타늄, 알루미늄, 구리, 텅스텐, 및 강, 티타늄, 알루미늄, 구리, 텅스텐 중 하나의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 코일들의 인접한 코일들은 서로 접촉하는, 골프 클럽 샤프트.
제1항에 있어서, 상기 골프 클럽 샤프트는 상기 섬유의 코일들의 내측이 중공인, 골프 클럽 샤프트.
하키 스틱, 라크로스 스틱 및 야구 배트 중 하나의 관형 부분으로서,
상기 관형 부분은:
하나 이상의 복합재 층; 및
상기 관형 부분의 축에 대해 나선형으로 감긴 섬유의 코일들을 포함하며,
상기 하나 이상의 복합재 층이 상기 섬유의 코일들 주위에 감겨지고 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 외측에 배치되고; 그리고
상기 섬유의 코일들은 상기 하나 이상의 복합재 층 주위에 둘러싸여지고 반경방향으로 상기 하나 이상의 복합재 층의 외측에 배치되는, 관형부분.
제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 복합재 층은 상기 섬유의 코일들의 주위에 둘러싸여지고 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 외측에 배치되며,
상기 관형 부분은 제2의 하나 이상의 복합재 층을 추가로 포함하고, 상기 섬유의 코일들은 상기 제2의 하나 이상의 복합재 층 주위에 나선형으로 감겨 있고, 상기 제2의 하나 이상의 복합재 층은 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 내측에 배치되는, 관형부분.
제14항에 있어서, 상기 섬유의 코일들은 상기 하나 이상의 복합재 층 주위에 둘러싸여지고 반경방향으로 상기 하나 이상의 복합재 층의 외측에 배치되는, 관형 부분.
제14항에 있어서, 상기 하나 이상의 복합재 층 중 적어도 하나는 흑연, 에폭시, 및 수지를 포함하는, 관형 부분.
제14항에 있어서, 상기 섬유가 강, 티타늄, 알루미늄, 구리, 텅스텐, 및 강, 티타늄, 알루미늄, 구리, 텅스텐 중 하나의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 관형 부분.
제14항에 있어서, 상기 섬유는 직경이 15 미크론 미만인 원형 단면을 갖는, 관형 부분.
관형 스포츠 장비를 형성하는 방법으로서,
관형 부재 주위에 나선형으로 섬유의 코일들을 감는 것; 그리고
하나 이상의 복합재 층을, 상기 하나이상의 복합재 층이 반경방향으로 상기 섬유의 코일들의 외측에 배치되도록, 상기 섬유의 코일들 주위에 감는 것을 포함하는 관형 스포츠 장비를 형성하는 방법.