KR20240019864A - 다중 재료 구조를 갖는 골프 클럽 헤드 - Google Patents

Abstract

금속-복합재-금속 구조로 구성되는 구성 요소들을 갖는 골프 클럽 헤드의 실시예들을 개시한다. 금속-복합재-금속 구조는 골프 클럽 헤드의 일부분을 구성한다. 금속-복합재-금속 구조는, 페이스플레이트, 페이스 인서트, 내부 리브, 터뷸레이터, 크라운 인서트, 또는 웨이트 채널 중 임의의 하나 또는 조합을 구성할 수 있다. 금속-복합재-금속 구조의 복합재 층은 보강 섬유로 구성된다. 금속-복합재-금속 구조는 내구성, 강도, 강성 및 성능을 유지하면서 골프 클럽 헤드의 중량 절감을 가능하게 한다.

Description

다중 재료 구조를 갖는 골프 클럽 헤드

<상호 참조 우선권>

본 출원은, 2021년 7월 2일자로 출원된 미국 특허 가출원 번호 제63/218,214호의 이익을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 원용한다.

<기술분야>

본 개시는 일반적으로 골프 클럽 헤드에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 층상 다중 재료 구조를 갖는 골프 클럽 헤드에 관한 것이다.

골프 클럽 헤드의 질량 특성은 성능에 현저하게 영향을 미칠 수 있다. 자유 재량 질량(discretionary mass)을 증가시키면, 무게 중심(CG) 및 관성 모멘트(MOI) 등의 클럽 헤드의 특성을 변경하여 공 속도, 발사각, 이동 거리 및 관용성(forgiveness) 등의 요소의 개선을 가져올 수 있는 개선된 질량 배치를 허용할 수 있다. 클럽 헤드 질량을 감소시켜 원하는 바에 따라 질량을 재배치할 자유를 가능하게 하는, 하나의 방법은 클럽 헤드의 특정 영역의 재료를 보다 경량의 재료로 교체하는 것이다. 하지만, 클럽 헤드의 강도, 강성, 성능 및 내구성은 골프 클럽 헤드에서 중량 감소를 허용하는 설계 및 재료를 추구할 때 유지되어야만 한다.

가장 중요한 물리적 파라미터 중의 하나는 골프 클럽 헤드의 총 질량이다. 골프 클럽 헤드의 총 질량은 총 구조적 질량과 총 자유 재량 질량의 합이다. 이상적인 클럽 설계에서, 구조적 질량은 클럽 성능을 맞춤화 및 최대화하도록 선택적 배치를 위해 충분한 자유 재량 질량을 제공하기 위해 (탄력성을 희생하지 않고) 최소화될 것이다. 구조적 질량은 반복되는 충격을 견디도록 구조적 탄성을 클럽 헤드에 제공하는 데 요구되는 재료의 질량을 지칭한다. 구조적 질량은 설계자에게 특정 질량 분포에 대해 비교적 낮은 양의 제어를 제공한다. 반면, 자유 재량 질량은, 단지 클럽의 성능 및/또는 관용성을 맞춤화하기 위해 클럽 헤드 설계에 추가될 수 있는 임의의 부가적 질량(최소 구조적 요건 이외의 질량)이다. 골프 클럽 헤드의 구성 요소들에 보다 가볍고, 내구성이 있으며 그리고 가단성 재료 옵션을 제공하면, 구조적 질량 값들의 더 많은 제어 및 조작을 가능하게 할 것이다. 구조적 질량 구성 요소들의 중량을 낮추는 옵션을 가짐으로써, 자유 재량 질량의 구성요소들에 더 많은 중량을 재할당할 수 있게 하여, 골프 클럽 헤드의 MOI 및 CG 등의 스핀 및 런치 특성을 최적화할 수 있다.

종래 기술의 설계와 관련하여, 골프 클럽 헤드의 구조적 질량 구성 요소는 골프 클럽 헤드의 매우 얇은 티타늄 벽, 복합재 쉘 및 층이거나, 별개의 금속 및 복합재 구성 요소들의 조합이다. 이들 재료 옵션은 질량을 최소화하도록 작동하여 왔지만; 그들은 덴팅(denting)에 취약하고 골프 클럽들이 겪는 높은 응력 및 충격 레벨에 관한 다른 내구성 문제들을 갖는다. 따라서, 당업계에서는 강도, 강성 및 내구성을 유지하면서 클럽 헤드의 특정 영역에서 목표한 질량 감소를 가능하게 하는 재료 조합이 필요하다.

실시예들에 대한 추가적인 설명을 용이하게 하기 위해, 이하의 도면들을 제공한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 우드 타입 골프 클럽 헤드 바디 및 페이스플레이트의 분해 사시도를 도시한다.
도 2a는 하나의 실시예에 따른, 수평 및 z배향 섬유를 포함하는 MCM 패널의 단면도의 주사 전자 현미경(SEM) 이미지를 도시한다.
도 2b는 하나의 실시예에 따른, 수평 및 z배향 섬유를 포함하는 MCM 패널의 단면도의 SEM 이미지를 도시한다.
도 3a는 제1 실시예에 따른 MCM 패널의 단면도를 도시한다.
도 3b는 제2 실시예에 따른 MCM 패널의 단면도를 도시한다.
도 3c는 제3 실시예에 따른 MCM 패널의 단면도를 도시한다.
도 3d는 제4 실시예에 따른 MCM 패널의 단면도를 도시한다.
도 3e는 제5 실시예에 따른 MCM 패널의 단면도를 도시한다.
도 4는 제2 실시예에 따른 우드 타입 골프 클럽 헤드 바디, 크라운 인서트 및 페이스플레이트의 분해 사시도를 도시한다.
도 5a는 도 4의 골프 클럽 헤드의 MCM 구조 페이스플레이트의 분해도를 도시한다.
도 5b는 도 4의 골프 클럽 헤드의 페이스플레이트의 사시도를 도시한다.
도 6a는 하나의 실시예에 따른 가변적인 두께를 갖는 전통적 페이스플레이트를 갖는 골프 클럽 헤드의 전방 영역의 탑-다운(top-down) 단면도를 도시한다.
도 6b는 제4 실시예에 따른 MCM 구조 페이스플레이트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 전방 영역의 탑-다운 단면도를 도시한다.
도 6c는 제5 실시예에 따른 MCM 구조 페이스플레이트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 전방 영역의 탑-다운 단면도를 도시한다.
도 6d는 제6 실시예에 따른 MCM 구조 페이스플레이트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 전방 영역의 탑-다운 단면도를 도시한다.
도 7a는 도 6a의 페이스플레이트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 측단면도를 도시한다.
도 7b는 도 6b의 페이스플레이트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 전방 영역의 측단면도를 도시한다.
도 7c는 도 6c의 페이스플레이트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 전방 영역의 측단면도를 도시한다.
도 7d는 도 6d의 페이스플레이트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 전방 영역의 측단면도를 도시한다.
도 8은 제7 실시예에 따른 MCM 페이스플레이트, 크라운 인서트, 내부 리브 및 웨이트 포트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 측단면도를 도시한다.
도 9a는 제1 실시예에 따른 MCM 구조 웨이트 포트의 분해도를 도시한다.
도 9b는 도 9a의 MCM 구조 웨이트 포트의 사시도를 도시한다.
도 10은 제8 실시예에 따른 MCM 구조 웨이트 포트를 포함하는 골프 클럽 헤드의 후방 사시도를 도시한다.
도 11은 도 10의 골프 클럽 헤드의 측단면도를 도시한다.
도 12는 제1 실시예에 따른 페이스플레이트를 포함하는 아이언의 정면도를 도시한다.
도 13은 제2 실시예에 따른 MCM 구조 페이스플레이트를 포함하는 아이언 타입 골프 클럽 헤드의 사시도를 도시한다.
도 14는 도 13의 아이언 타입 골프 클럽 헤드의 분해 사시도를 도시한다.
도 15는 제1 실시예에 따른 MCM 퍼터 페이스 인서트의 사시도를 도시한다.
도 16은 제1 실시예에 따른 퍼터 타입 골프 클럽 헤드의 사시도를 도시한다.
도 17은 도 15의 MCM 퍼터 페이스 인서트를 포함하는 도 16의 퍼터 타입 골프 클럽 헤드의 사시도를 도시한다.
도 18은 도 17의 퍼터 타입 골프 클럽 헤드의 분해 사시도를 도시한다.
도 19는 하나의 실시예에 따른 페이스 컵을 포함하는 우드 타입 골프 클럽 헤드의 분해 사시도를 도시한다.
본 개시의 다른 양태들은 상세한 설명과 첨부 도면을 고려함으로써 명백해질 것이다. 예시의 단순화 및 명확화를 위해, 도면은 구성의 일반적 방식을 예시하고, 그리고 주지의 특징 및 기술의 설명 및 상세는 본 개시를 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 생략될 수도 있다. 추가로, 도면에서의 요소들은 반드시 축척대로 도시한 것은 아니다. 예컨대, 도면에서의 일부 요소의 치수는 본 개시의 실시예의 이해를 향상시키는 것을 돕기 위해 다른 요소에 비해 과장될 수도 있다. 다양한 도면에서의 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 가리킨다.

이하에서는, 페이스플레이트, 페이스 컵, 웨이트 채널, 채널 및 리브 등의 구성 요소 내에 금속-복합재-금속 구조 또는 금속 내의 매립 복합재 구조를 적층함으로써 중량을 절감하는 방안을 설명할 것이다. 이하에서 설명하는 실시예들에서, 제1 금속 층, 매립 복합재 층 및 제2 금속 층을 포함한 다층 조성을 포함하는 다양한 골프 클럽 헤드를, 골프 클럽 헤드의 완전 금속 구조(all-metal construction) 또는 유사한 완전 금속 구성 요소와 비교할 때에 중량을 절감하면서 강도 및 내구성 등의 기계적 특성을 향상시키도록 제조하였다. 본 명세서에 설명하는 금속-복합재-금속 재료의 복합층은 복수의 단방향 또는 다방향 섬유를 포함한다. 복합재의 섬유 배향은 골프 클럽 헤드에 전형적인 높은 응력 및 충격을 견디는 데에 요구되는 강도, 내구성 및 굴곡 특성에 기여할 수 있다. 금속-복합재-금속 구조는 금속 또는 복합재 구조 단독으로 달성하지 못하는, 탄성 중량비를 달성한다. 페이스플레이트에 금속-복합재-금속을 활용함으로써, 스톡(stock) 티타늄(Ti)과 비교할 때, 최대 115%(파손까지의 총 타격 횟수)까지 강도 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

몇몇 실시예에서, 금속-복합재-금속 패널은 페이스플레이트, 채널, 슬릿, 리브, 터뷸레이터(turbulator), 웨이트 채널 지지 구조체 및 인서트와 같은 구조체 또는 구조들 중 임의의 하나 또는 조합에 사용하는 전통적 재료를 대체할 수 있다. 금속-복합재-금속 재료는 강도를 위해 통상 보강 재료(built-up material)를 요구하는 골프 클럽 헤드의 임의의 영역 또는 질량 감소가 바람직한 임의의 영역에서 사용되는 전통적인 재료를 대체할 수 있다. 하나 이상의 구조체에서 금속-복합재-금속을 활용함으로써, 완전 금속 구조에 비해 질량을 최대 50%까지 감소시킬 수 있다.

다방향 섬유 복합재의 구현은 단방향 섬유 복합재만에서는 볼 수 없는 새로운 강성, 강도 및 내구성 이점을 생성할 수 있다. 복합재 섬유의 배향, 분자 관점으로부터의 그 구성, 및 복합재의 측쇄 화학적 성질(side chain chemistry)이 또한 특정 강성 및 강도를 제작하기 위해 사용될 수 있다. 다방향 섬유 복합재와 금속 시트를 결합함으로써, 총 질량을 절감하면서도 골프 클럽 헤드에 이용되는 금속과 유사한 재료 특성을 생성할 수 있다. 그러한 층들의 맞춤화가 본 개시에 의해 상정된다.

자유 재량 질량은 클럽 헤드 내부와 외부의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 골프 클럽 헤드의 경우, 자유 재량 질량 구성 요소를 조절함으로써 무게 중심(CG)의 위치 설정을 개선하고 관성 모멘트(MOI)를 증가시킬 수 있다. 드라이버 타입 클럽 헤드들에서, 클럽 헤드의 MOI를 최대화하고 CG를 아래쪽으로 그리고 더 뒤쪽으로 더 이동시키는 것이 바람직할 수 있다. 아이언 타입 및 페어웨이 우드 클럽 헤드에서는, 저전방 무게 중심(low and forward center of gravity)이 공 속도 및 스핀 특성을 개선시키는 것으로 알려져 있다는 점에서 클럽 헤드의 저전방 무게 중심이 바람직할 수 있다. Ti와 같은 전통적 구조적 질량 요소와 유사한 성능 특성을 갖는 경량 재료의 구현은, 드라이버, 페어웨이 우드, 하이브리드, 아이언 및 퍼터에서 자유 재량 질량 요소를 도입하여, 골프 클럽 성능을 개선할 수 있는 더 많은 기회를 허용할 것이다.

<용어 정의>

예시의 단순화 및 명확화를 위해, 도면은 구성의 일반적 방식을 예시하고, 그리고 주지의 특징 및 기술의 설명 및 상세는 본 발명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 생략될 수도 있다. 추가로, 도면에서의 요소들은 반드시 축척대로 도시한 것은 아니다. 예컨대, 도면에서의 일부 요소의 치수는 본 개시의 실시예의 이해를 향상시키는 것을 돕기 위해 다른 요소에 비해 과장될 수도 있다. 다양한 도면에서의 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 가리킨다.

단수 표현이나 "적어도 하나" 및 "하나 이상"이란 표현들은 해당 아이템 중 적어도 하나가 존재함을 나타내도록 본 명세서에서 기술되는 것으로, 상호 교환 가능하며, 그 문맥이 달리 명시하지 않는 한, 복수의 그러한 아이템이 존재할 수도 있다. 첨부된 청구범위를 비롯하여 본 명세서에서의 파라미터(예를 들면, 수량 또는 조건)들의 모든 수치는, 실제로 수치 앞에 "약"이란 표현의 존재 여부에 관계없이, 모든 경우에 "약"이라는 표현에 의해 수정되는 것으로서 이해해야 할 것이다. "약"이란 표현은 명시한 수치가 약간의 부정확성(값의 정확성에 대한 약간의 접근; 값에 대해 대략적으로 또는 합리적으로 근사; 거의)을 허용한다는 점을 나타낸다. "약"이란 표현에 의해 제공되는 부정확성이 달리 당업계에서 그러한 통상적인 의미로 이해되지 않는다면, 본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "약"이란 표현은 그러한 파라미터를 측정하고 사용하는 통상적인 방법으로부터 발생할 수 있는 편차들을 적어도 나타낸다. 추가로, 범위의 개시는, 전체 범위 내의 모든 값 및 더 분할된 범위의 개시를 포함한다. 범위 내의 각 값 및 범위의 말단들은 모두 별개의 실시예로서 개시된다. "포함하다", "포함하는", "포함하는", 및 "구비하는"이란 표현은 포괄적이며, 그에 따라 기술하는 아이템들의 존재를 특정하지만, 다른 아이템들의 존재를 배제하진 않는다. 본 명세서에서 사용하는 바와 같이, "또는"이란 용어는 나열한 아이템들 중 하나 이상의 임의의 모든 조합을 포함한다. 제1, 제2, 제3 등의 용어가 서로 다양한 아이템을 구별하는 데에 사용되는 경우, 그러한 지칭은 단지 편의를 위한 것이지 아이템을 한정하고자 하는 것은 아니다.

상세한 설명 및 청구 범위에서 "제1", "제2", "제3", "제4" 등의 표현들은, 있는 경우에 유사한 요소들 간에 구별하기 위해 사용된 것이지, 반드시 특정 순차적 또는 시간적 순서를 설명하는데 사용된 것은 아니다. 그렇게 사용된 그 표현들은, 본 명세서에서 설명하는 실시예들이 예를 들면 본 명세서에서 예시하거나 설명한 것 이외의 순서로 작동할 수 있도록, 적절한 상황 하에서 상호 교체 가능하다는 점을 이해해야 할 것이다. 게다가, "포함하다" 및 "구비하다"와 같은 표현 및 그 임의의 변형 표현은, 요소들의 목록을 포함하는 프로세스, 방법, 시스템, 물품, 또는 장치가 반드시 그들 요소로 한정되어야 한다는 것이 아니라, 그러한 프로세스, 방법, 시스템, 물품, 또는 장치에 고유하거나 명시적으로 열거되지 않은 다른 요소들을 포함할 수도 있도록, 비-배타적 포함을 커버하고자 하는 것이다.

상세한 설명 및 청구 범위에서 "좌측", "우측", "전방", "후방", "상부", "저부", "위", "아래" 등의 표현은, 있는 경우에 설명 목적으로 사용된 것이지, 반드시 영구적 상대 위치를 설명하는데 사용된 것은 아니다. 그렇게 사용된 그 표현들은, 본 명세서에서 설명하는 MCM 구조의 실시예들이 예를 들면 본 명세서에서 예시하거나 설명한 것 이외의 배향으로 작동할 수 있도록, 적절한 상황 하에서 상호 교체 가능하다는 점을 이해해야 할 것이다.

"결합하다", "결합되는", "결합하는" 등의 표현은 2개 이상의 요소 또는 신호를 전기적으로, 기계적으로 및/또는 기타 방식으로 연결하는 것을 지칭하는 것으로 폭넓게 이해해야 할 것이다.

본 명세서에서 "특성 시간"(이하, "CT(characteristic time)")이라는 용어는 골프 공이 충격 순간에 클럽 페이스와 접촉하는 마이크로초(㎲) 단위로 측정한 시간의 양을 결정하는 데에 사용되는 척도를 의미하기 위해 사용된다. 특성 시간은 소형 강철 진자를 사용하여 타격 표면 상의 특정 지점에 다수 회 충돌시킴으로써 측정된다. 특성 시간 측정은 드라이버, 페어웨이 우드 또는 하이브리드 등의 우드 타입 클럽 헤드에 대한 것이다. 컴퓨터 프로그램이 충격 순간에 강철 진자가 클럽 페이스와 접촉하는 시간의 양을 측정한다. CT 값은 USGA의 Procedure for Measuring the Flexibility of a Golf Clubhead에서 기술된 방법에 기초하였다. 예를 들면, USGA의 "Procedure for Measuring the Flexibility of a Golf Clubhead" (USGA-TPX3004, Rev. 2.0, 2019년 4월 9일) ("Protocol For Measuring The Flexibility of A Golf Club Head")의 Section 2 참조.

본 명세서에서 "반발 계수" 또는 "COR(coefficient of restitution)"란 용어는 충돌 시에 클럽 헤드로부터 골프 공으로 전달되는 에너지를 결정하기 위해 사용되는 척도를 의미하기 위해 사용된다. 클럽 헤드에서 추진되는 보정된 골프 공의 인바운드 및 아웃바운드 속도가 기록된다. 이들 속도 및 클럽 헤드와 공의 질량이 클럽 헤드의 COR을 계산하는 데에 이용된다. COR 값은 USGA의 "Procedure for Measuring the Coefficient of Restitution of a Golf Clubhead"에서 기술된 방법에 기초하였다. 예를 들면, USGA의 "Procedure for Measuring the Coefficient of Restitution of a Golf Clubhead"(USGA-TPX3009, Rev. 2.0, 2019년 4월 9일) ("Protocol for Measuring the Coefficient of Restitution of a Clubhead Relative to a Baseline Plate")의 Section 2 참조.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "페이스 컵"이란 용어는 골프 클럽 헤드 바디의 전방 부분에 배치되는 개구부에 영구적으로 부착되도록 구성되는 구성 요소에 관한 것으로서 정의된다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "페이스 높이"라는 용어는 타격 페이스 둘레의 상단부와 타격 페이스 둘레의 하단부 사이에서 로프트 평면에 평행하게 측정한 거리로서 정의된다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "페이스 평면(face plane)"이란 용어는 타격 페이스의 기하학적 중심점에 접한 기준 평면으로서 정의된다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "굴곡 계수"라는 용어는 굴곡 변형에서의 변형률에 대한 응력의 비율이다. 그 계수는 재료의 강성과 굽힘에 저항하는 재료의 능력을 기술하는 데에 사용된다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "기하학적 중심점"이라는 용어는 타격 페이스의 페이스 높이의 중간점에서 타격 페이스 둘레의 기하학적 중심점을 지칭할 수 있다. 동일 또는 다른 실시예에서, 기하학적 중심점은 또한 타격 페이스 상의 홈의 영역에 의해 획정될 수 있는 설계된 타격 존에 대해 중심이 맞춰질 수도 있다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "그라운드 평면"이란 용어는 골프 공이 놓이는 표면과 연관된 기준 평면으로서 정의된다. 그라운드 평면은 어드레스 위치에서 소올에 접하는 수평 평면일 수 있다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "리딩 에지"라는 용어는 타격 페이스 둘레에 있어서의 가장 소올을 향해 위치한 부분으로서 정의된다. 예를 들면, 페어웨이 타입 골프 클럽 헤드의 리딩 에지는 타격 페이스의 롤 및 벌지(bulge)로부터 페어웨이 타입 골프 클럽 헤드의 소올로의 전이부이다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "라이 각도"란 용어는 호젤을 통과해 연장되는 호젤 축선과 그라운드 평면 사이의 각도로서 정의된다. 라이 각도는 정면도로부터 측정된다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "로프트 평면(loft plane)"이란 용어는 타격 페이스의 기하학적 중심점에 접한 기준 평면으로서 정의된다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "로프트 각도"란 용어는 그라운드 평면과 로프트 평면 사이에서 측정되는 각도로서 정의된다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 "탄성 계수" 또는 "영 계수"라는 용어는 변형률에 대한 응력의 비율로서, 탄성 영역에서 응력-변형률 곡선의 기울기(E)이다. 그 계수는 재료의 강성을 기술하는 데에 사용된다.

"관성 모멘트"(이하, "MOI")라는 용어는 CG에 대해 측정된 값을 지칭할 수 있다. "Ixx"란 용어는 X축에 평행하게 힐-토우 방향으로 측정한 MOI를 지칭할 수 있다. "Iyy"란 용어는 Y축에 평행하게, 소올-탑 레일(또는 소올-크라운) 방향으로 측정한 MOI를 지칭할 수 있다. "Izz"는"란 용어는 Z축에 평행하게 전방-후방 방향으로 측정한 MOI를 지칭할 수 있다. MOI 값 Ixx, Iyy 및 Izz는 골프 공과의 오프-센터 충격을 위해 클럽 헤드에 어떠한 식으로 관용성을 부여해야하는 지를 결정한다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "타격 페이스"란 용어는 골프 공을 타격하도록 구성되는 클럽 헤드 전방면을 지칭한다. 타격 페이스라는 용어는 "페이스"와 교환 가능하게 사용될 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "타격 페이스 둘레"라는 용어는 타격 페이스의 에지를 지칭할 수 있다. 타격 페이스 둘레는 곡률이 타격 페이스의 벌지 및/또는 롤로부터 벗어나게 되는 타격 페이스의 외측 에지를 따라 위치할 수 있다.

본 명세서에 정의하고 아래에서 사용하는 바와 같은 골프 클럽 헤드의 "타격 페이스 두께"는 타격 전면에서부터 타격 페이스 후면까지 측정된다. 타격 페이스 두께는 토우-힐 방향 및 크라운-소올 방향으로 달라질 수 있다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 골프 클럽 헤드의 "XYZ" 좌표계는 타격 페이스의 기하학적 중심에 기초한다. 본 명세서에 설명하는 바와 같은 클럽 헤드 치수들은 이하에 정의하는 바와 같은 좌표계에 기초하여 측정될 수 있다. 타격 페이스의 기하학적 중심은 타격 페이스의 기하학적 중심에 위치하는 원점을 갖는 좌표계를 획정한다. 좌표계는 X축, Y축 및 Z축을 정의한다. X축은 타격 페이스의 기하학적 중심을 통과해 클럽 헤드의 힐에서부터 토우를 향한 방향으로 연장한다. Y축은 타격 페이스의 기하학적 중심을 통과해 클럽 헤드의 크라운에서부터 소올을 향한 방향으로 연장한다. Y축은 X축에 수직이다. Z축은 타격 페이스의 기하학적 중심을 통과해 클럽 헤드의 전방 단부에서부터 후방 단부를 향한 방향으로 연장한다. Z축은 X축 및 Y축 모두에 수직이다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같은 골프 클럽 헤드의 XYZ 좌표계는 X축 및 Y축을 통과해 연장하는 XY 평면을 획정한다. 그 좌표계는 X축 및 Z축을 통과해 연장하는 XZ 평면을 획정한다. 그 좌표계는 또한 Y축 및 Z축을 통과해 연장하는 YZ 평면을 획정한다. XY 평면, XZ 평면 및 YZ 평면은 모두 서로 수직이며 타격 페이스의 기하학적 중심에 위치하는 좌표계 원점에서 교차한다. XY 평면은 호젤 축에 평행하게 연장하고 로프트 평면으로부터 클럽 헤드의 로프트 각도에 상응하는 각도로 배치된다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "드라이버 골프 클럽 헤드"는, 대략 16도 미만, 대략 15도 미만, 대략 14도 미만, 대략 13도 미만, 대략 12도 미만, 대략 11도 미만, 또는 대략 10도 미만의 로프트 각도를 포함한다. 게다가, 많은 실시예에서, 본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "드라이버 골프 클럽 헤드"는, 대략 400cc 초과, 대략 425cc 초과, 대략 445cc 초과, 대략 450cc 초과, 대략 455cc 초과, 대략 460cc 초과, 대략 475cc 초과, 대략 500cc 초과, 대략 525cc 초과, 대략 550cc 초과, 대략 575cc 초과, 대략 600cc 초과, 대략 625cc 초과, 대략 650cc 초과, 대략 675cc 초과, 또는 대략 700cc 초과의 체적을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 드라이버의 체적은 대략 400cc 내지 600cc, 대략 425cc 내지 500cc, 대략 500cc 내지 600cc, 대략 500cc 내지 650cc, 대략 550cc 내지 700cc, 대략 600cc 내지 650cc, 대략 600cc 내지 700cc, 또는 대략 600cc 내지 800cc일 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "페어웨이 우드 골프 클럽 헤드"는, 대략 35도 미만, 대략 34도 미만, 대략 33도 미만, 대략 32도 미만, 대략 31도 미만, 또는 대략 30도 미만의 로프트 각도를 포함한다. 게다가, 몇몇 실시예에서, 페어웨이 우드 클럽 헤드의 로프트 각도는, 대략 12도 초과, 대략 13도 초과, 대략 14도 초과, 대략 15도 초과, 대략 16도 초과, 대략 17도 초과, 대략 18도 초과, 대략 19도 초과 또는 대략 20도 초과일 수 있다. 예를 들면, 다른 실시예에서, 페어웨이 우드의 로프트 각도는 12도 내지 35도, 15도 내지 35도, 20도 내지 35도 또는 12도 내지 30도일 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "페어웨이 우드 골프 클럽 헤드"는, 약 400cc 미만, 약 375cc 미만, 약 350cc 미만, 약 325cc 미만, 약 300cc 미만, 약 275cc 미만, 약 250cc 미만, 약 225cc 미만 또는 약 200cc 미만의 체적을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 페어웨이 우드의 체적은, 대략 150cc 내지 200cc, 대략 150cc 내지 250cc, 대략 150cc 내지 300cc, 대략 150cc 내지 350cc, 대략 150cc 내지 400cc, 대략 300cc 내지 400cc, 대략 325cc 내지 400cc, 대략 350cc 내지 400cc, 대략 250cc 내지 400cc, 대략 250cc 내지 350cc, 또는 대략 275cc 내지 375cc일 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "하이브리드 골프 클럽 헤드"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 미만의 로프트 각도를 포함한다. 게다가, 많은 실시예에서, 하이브리드의 로프트 각도는, 대략 16도 초과, 대략 17도 초과, 대략 18도 초과, 대략 19도 초과, 대략 20도 초과, 대략 21도 초과, 대략 22도 초과, 대략 23도 초과, 대략 24도 초과, 또는 대략 25도 초과일 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "하이브리드 골프 클럽 헤드"는, 대략 200cc 미만, 대략 175cc 미만, 대략 150cc 미만, 대략 125cc 미만, 대략 100cc 미만, 또는 대략 75cc 미만의 체적을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 하이브리드의 체적은, 대략 100cc 내지 150cc, 대략 75cc 내지 150cc, 대략 100cc 내지 125cc, 또는 대략 75cc 내지 125cc일 수 있다.

본 명세서에서 사용하는 바와 같은 "아이언"이라는 용어는 몇몇 실시예에서는 대략 60도 미만, 대략 59도 미만, 대략 58도 미만, 대략 57도 미만, 대략 57도 미만, 대략 57도 미만, 대략 56도 미만, 대략 55도 미만, 대략 54도 미만, 대략 53도 미만, 대략 52도 미만, 대략 51도 미만, 대략 50도 미만, 대략 49도 미만, 대략 48도 미만, 대략 47도 미만, 대략 46도 미만, 대략 45도 미만, 대략 44도 미만, 대략 43도 미만, 대략 42도 미만, 대략 41도 미만, 또는 대략 40도 미만의 로프트 각도를 갖는 아이언 타입 골프 클럽 헤드를 지칭할 수 있다. 게다가, 많은 실시예에서, 그 클럽 헤드의 로프트 각도는, 대략 16도 초과, 대략 17도 초과, 대략 18도 초과, 대략 19도 초과, 대략 20도 초과, 대략 21도 초과, 대략 22도 초과, 대략 23도 초과, 대략 24도 초과, 또는 대략 25도 초과일 수 있다.

아이언의 체적은 20 입방 센티미터(cc) 이상 80 입방 센티미터(cc) 이하일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 아이언의 체적은 20 내지 50cc, 또는 50 내지 80cc 범위일 수 있다. 다른 실시예에서, 아이언의 체적은 20 내지 60cc, 30 내지 70cc, 또는 40 내지 80cc 범위일 수 있다. 예를 들어, 아이언의 체적은, 20, 30, 40, 50, 60, 70 또는 80cc일 수 있다.

"퍼터"라는 용어는 몇몇 실시예에서는 10도 미만의 로프트 각도를 갖는 퍼터 타입 클럽 헤드를 지칭할 수 있다. 많은 실시예에서, 퍼터의 로프트 각도는 0 내지 5도, 0 내지 6도, 0 내지 7도, 또는 0 내지 8도일 수 있다. 예를 들면, 그 클럽 헤드의 로프트 각도는 10도 미만, 9도 미만, 8도 미만, 7도 미만, 6도 미만 또는 5도 미만일 수 있다. 다른 예를 들면, 그 클럽 헤드의 로프트 각도는, 0도, 1도, 2도, 3도, 4도, 5도, 6도, 7도, 8도, 9도, 또는 10도일 수 있다. 퍼터 타입 골프 클럽 헤드는 블레이드 타입 퍼터, 미드말렛 타입 퍼터, 말렛 타입 퍼터일 수 있다. 미드 말렛 타입 퍼터에 대해 설명되는 원리 및 구조는 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 블레이드 타입 퍼터 및/또는 말렛 타입 퍼터에 적용될 수 있다는 점을 이해해야 할 것이다.

금속-복합재-금속 패널(326) 구조

본 명세서에서는 복합재 층(332)이 금속 층(330, 334) 사이에 끼인 금속-복합재-금속 구조(이하, "MCM" 구조, 조성, 재료, 패널(326), 부분, 또는 샌드위치)(326)를 설명한다. MCM 패널(326)은 골프 클럽 헤드의 다양한 구성 요소에서 사용될 수 있고, 금속 및 복합재 재료의 조합을 포함할 수 있다. 복합재 층(332)에서 단방향 섬유, 다방향 섬유 또는 단방향과 다방향 섬유의 조합의 사용은, 완전 금속 구조와 비교해 골프 클럽 헤드의 중량을 절감하면서 특정 기계적 텐실(tensile)을 도입하고 강도, 내구성 및 강성 등의 기계적 특성을 유지하는 방법이다. 섬유들은 x방향, y방향, z방향, 또는 이들 방향들의 임의의 조합으로 배향될 수 있다. z방향으로 배향되는 섬유를 채용함으로써, MCM 패널(326)의 강도 및 강성을 더욱 증가시킬 수 있다. MCM 패널(326)의 구조로 인해, 복합재는 최소한의 응력을 경험하며, 해당 구조의 굽힘 거동에 최소한의 영향을 가지며, 그리고 스톡의 완전 금속 구조의 굽힘 특성을 모방하여, 골프 클럽 헤드의 구성 요소들을 위해 현재 활용되는 금속들에 대한 이상적이고 중량 절감의 대체재이게 한다. 하나의 예에서, 0.05인치 또는 0.025 내지 0.0925인치의 두께를 갖는 Ti 6-4의 층, 이와 조합된 0.025인치 또는 0.020 내지 0.275인치의 두께를 갖는 섬유 보강 PEI 층 및 0.05인치 또는 0.025 내지 0.0925인치의 두께를 갖는 다른 Ti 6-4 층을 포함하는 MCM 패널(326)은 스톡 Ti 샘플과 필적하는 특성 및 특징을 갖는다.

MCM 패널(326)은 3개의 층을 포함할 수 있다. 제1 층(330)은 금속 재료를 포함할 수 있고, 제2 층(332)은 복합재 재료를 포함할 수 있으며, 그리고 제3 층(334)은 금속 재료를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 및 제3 (금속 재료) 층(330, 334)은 동일 재료이다. 다른 실시예에서, 제1 및 제3 금속 층(330, 334) 재료는 서로 상이할 수 있다. 제2 층(332)의 재료는 제1 및 제3 층(330, 334)의 재료와 상이하다.

MCM 패널의 층 1 - 금속

제1 층 재료

제1 층(330)(이하, "층 1"이라고도 함)은 금속 재료로 구성될 수 있다. 제1 층(330)의 재료는, 티타늄(Ti), 티타늄 합금(예를 들면, Ti-6-4, Ti-8-1-1, T-9S, 또는 BE α-β Ti 합금), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 강, 강 합금, 주석, 주석 합금, 또는 임의의 다른 적절한 금속 재료 중 하나 또는 그 조합일 수 있다. 하나의 예에서, 제1 층(330)의 재료는 티타늄 합금 Ti-6-4이고, 클럽 헤드 바디(162)의 재료는 티타늄 합금 Ti-8-1-1이다.

제1 층 두께

제1 층(330)은 제1 층 두께를 가질 수 있다. 많은 실시예에서, 제1 층(330)의 두께는 패널(326)을 가로질러 균일할 수 있다. 다른 실시예에서, 그 두께는 패널(326)에 걸쳐 변화할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 층(330)의 두께는 0.0025 내지 0.0925인치일 수 있다. 몇몇 예에서, 제1 층(330)은 두께가 0.0025 내지 0.0075인치, 0.0075 내지 0.0125인치, 0.0125 내지 0.0175인치, 0.0175 내지 0.0225인치, 0.0225 내지 0.0275인치, 0.0275 내지 0.0325인치, 0.0325 내지 0.0375인치, 0.0375 내지 0.0425인치, 0.0425 내지 0.0475인치, 0.0475 내지 0.0525인치, 0.0525 내지 0.0575인치, 0.0575 내지 0.0625인치, 0.0625 내지 0.0675인치, 0.0675 내지 0.0725인치, 0.0725 내지 0.0775인치, 0.0775 내지 0.0825인치, 0.0825 내지 0.0875인치, 또는 0.0875 내지 0.0925인치일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제1 층(330)의 두께는, 최대 0.0025인치, 최대 0.0075인치, 최대 0.0125인치, 최대 0.0175인치, 최대 0.0225인치, 최대 0.0275인치, 최대 0.0325인치, 최대 0.0375인치, 최대 0.0425인치, 0.0475인치, 최대 0.0525인치, 최대 0.0575인치, 최대 0.0625인치, 최대 0.0675인치, 최대 0.0725인치, 최대 0.0775인치, 최대 0.0825인치, 최대 0.0875인치, 또는 최대 0.0925인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 층(330)의 두께는, 적어도 0.0025인치, 적어도 0.0075인치, 적어도 0.0125인치, 적어도 0.0175인치, 적어도 0.0225인치, 적어도 0.0275인치, 적어도 0.0325인치, 적어도 0.0375인치, 적어도 0.0425인치, 적어도 0.0475인치, 적어도 0.0525인치, 적어도 0.0575인치, 적어도 0.0625인치, 적어도 0.0675인치, 적어도 0.0725인치, 적어도 0.0775인치, 적어도 0.0825인치, 적어도 0.0875인치, 또는 적어도 0.0925인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 층(330)의 두께는, 0.0025인치 이상, 0.0075인치 이상, 0.0125인치 이상, 0.0175인치 이상, 0.0225인치 이상, 0.0275인치 이상, 0.0325인치 이상, 0.0375인치 이상, 0.0425인치 이상, 0.0475인치 이상, 0.0525인치 이상, 0.0575인치 이상, 0.0625인치 이상, 0.0675인치 이상, 0.0725인치 이상, 0.0775인치 이상, 0.0825인치 이상, 0.0875인치 이상, 또는 0.0925인치 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 층(330)의 두께는, 0.0025인치 이하, 0.0075인치 이하, 0.0125인치 이하, 0.0175인치 이하, 0.0225인치 이하, 0.0275인치 이하, 0.0325인치 이하, 0.0375인치 이하, 0.0425인치 이하, 0.0475인치 이하, 0.0525인치 이하, 0.0575인치 이하, 0.0625인치 이하, 0.0675인치 이하, 0.0725인치 이하, 0.0775인치 이하, 0.0825인치 이하, 0.0875인치 이하, 또는 0.0925인치 이하일 수 있다. 예를 들면, 제1 층(330)의 두께는, 0.0025인치, 0.0075인치, 0.0125인치, 0.0175인치, 0.0225인치, 0.0275인치, 0.0325인치, 0.0375인치, 0.0425인치, 0.0475인치, 0.0525인치, 0.0575인치, 0.0625인치, 0.0675인치, 0.0725인치, 0.0775인치, 0.0825인치, 0.0875인치, 또는 0.0925인치일 수 있다. 다른 예에서, 제1 층(330)의 두께는, 0.005인치, 0.010인치, 0.015인치, 0.020인치, 0.025인치, 0.030인치, 0.035인치, 0.040인치, 0.045인치, 0.050인치, 0.055인치, 0.060인치, 0.065인치, 0.070인치, 0.075인치, 0.080인치, 0.085인치, 또는 0.090인치일 수 있다.

MCM 패널의 층 2 - 복합재

제2 층의 개요

제2 층(332)(또한 "층 2"로도 지칭함)은, x축, y축 또는 z축에 대해 정렬되어 적층된 복수의 단방향 섬유, 다방향 섬유 또는 단방향 및 다방향 섬유의 조합을 포함하는 복합재 재료로 구성될 수 있다. 복합재 섬유(224)의 재료 및 배향은 골프 클럽 헤드에 전형적인 높은 응력 및 충격을 견딜 수 있는 강도 및 중량비 특성을 갖는다. 제2 층(332)의 재료는 제1 및 제3 층(330, 334)의 재료보다 밀도가 낮거나, 경량이거나 및/또는 더 유연할 수 있다. 제2 층(332)은, 강도 및 내구성을 유지하면서, 사용되는 중량의 금속 재료의 체적을 감소시켜 패널(326)의 중량을 감소시키는 데에 사용될 수 있다.

제2 층 재료

몇몇 실시예에서, 제2 층의 섬유 강화 복합재 재료의 일부를 구성하는 중합체는 다음 재료들의 임의의 하나 또는 조합일 수 있다: 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리프탈아미드(PPA), 폴리페닐렌(PPS), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 나일론 6(6-6, 11, 12), 폴리이미드(PI), 폴리아미드-이미드(PAI), 폴리에테르케톤(PEK), 폴리페닐레술폰(PPSU), 폴리에테르술폰(PSU), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA), 폴리아미드 46(P46), 폴리아미드 66(PA66), 폴리아미드 12(PA12), 폴리아미드 11(PA11), 폴리아미드 6(PA6), 폴리아미드 6.6(PA6.6), 폴리아미드 6.6/6(PA6.6/6), 비정질 폴리아미드(PA6-3-T), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 액정 폴리머(LCP), 폴리카보네이트(PC), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리옥시메틸렌(POM), 폴리페닐 에테르(PPE), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸렌(PE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 아크릴로니트릴 스티렌 아크릴레이트(ASA), 스티렌 아크릴로니트릴(SAN), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리염화비닐(PVC), 폴리파라 페닐렌 코폴리머(PPP), 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌니민, 폴리에테르케톤테르케톤케톤(PEKEKK), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 또는 폴리메틸펜텐(PMP).

복합재는 폴리머, 합성 섬유 및 천연 섬유 중 임의의 하나 또는 조합을 포함할 수 있는 섬유를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 섬유는 탄소 섬유, 유리 섬유, 케블라 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유, 현무암 섬유, 규소 섬유, 탄화물 섬유, 아라미드 섬유, 지르코니아 섬유, 붕소 섬유, 알루미나 섬유, 실리카 섬유, 붕규산 섬유, 물라이트 섬유, 면 섬유, 또는 임의의 기타 적절한 천연 또는 합성 섬유일 수 있다. 하나의 예에서, 제2 층(332)의 재료는 탄소 섬유로 강화된 열가소성 중합체 매트릭스이다.

복합재의 조성은 전술한 바와 같은 섬유 재료들 및 기타 적절한 섬유들 간의 섬유 재료의 다양한 체적에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복합재의 체적은, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 97% 또는 적어도 99%가 폴리머 재료로 이루어지는 반면, 나머지 체적 백분율은 적절한 천연 섬유 또는 합성 섬유 재료일 수 있다. 다른 예에서, 복합재에 존재하는 폴리머의 체적은, 30% 내지 35%, 35% 내지 40%, 40% 내지 45%, 45% 내지 50%, 50% 내지 55%, 55% 내지 60%, 60% 내지 65%, 65% 내지 70%, 70% 내지 75%, 75% 내지 80%, 80% 내지 85%, 85% 내지 90%, 90% 내지 95%, 또는 95% 내지 100%일 수 있다.

섬유 배향

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 유사한 도면 부호들이 제2 층(332)의 구성요소들을 식별하기 위해 사용된다. 제2 층의 섬유들은, 단방향, 다방향, 또는 단방향 및 다방향 모두의 조합일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 복수 세트의 단방향 섬유들이 하나 이상의 방향의 조합으로 배향될 수 있다.

하나의 실시예에서, 제2 층(332)은, 수평 섬유(222) 및 z배향 섬유(220)를 포함한다. 수평 섬유(222)는 x방향(x축에 평행) 또는 y방향(y축에 평행)으로 수평 섬유의 축선이 배향될 수 있다. 하나의 예에서, 수평 섬유(222)는 단방향 테이프로서 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 수평 섬유(222)는 롤-투-롤 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 도시한 실시예에서, 수평 섬유(222)는 x방향으로 배향된다. 다른 실시예에서, 수평 섬유(222)는 y방향으로 배향될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 수평 섬유(222)의 하나의 층이 x방향으로 배향될 수 있는 반면, 수평 섬유(222)의 다른 층은 y방향으로 배향될 수 있다. MCM 샌드위치(326)의 복합재 층(332)은 3개 이상의 섬유 층으로 이루어진다. 몇몇 실시예에서, 긴 수평 섬유(222)의 2개의 얇은 시트가 금속 층(MCM 샌드위치(326)의 층 1 및 층 3(330, 334)과 접촉하는 쪽의 복합재 층(332)의 면들을 덮는다. z배향 섬유(220)와 수평 방향으로 정렬되는 단방향 섬유의 조합된 층들이 복합재 라미네이트를 형성한다. 복수의 복합 라미네이트가 조합되어, 두께를 원하는 크기로 증가시킬 수 있다.

2개의 x배향 또는 y배향 수평 섬유 시트 사이에, z방향(z축에 평행)으로 배향되는 복수의 단섬유가 존재할 수 있다. 섬유들은, 수평 섬유의 축선에 대해 45도 내지 90도의 대략적인 범위로 z방향으로 자기적으로 정렬된다. 몇몇 예에서, 섬유의 70% 내지 100%는 (수평 섬유의 축선에 대해) 45도 내지 90도의 대략적인 범위 내에서 z방향으로 배향된다. z배향 섬유(220)는 서로 실질적으로 평행할 수 있는 한편, 수평 섬유(222)에 대해 실질적으로 수직일 수 있다. 일부 섬유는 제조 중에 미끄러질 수 있으며, 그 결과, z배향 섬유(220)에 거의 수직으로 배향될 수 있다. 각 z배향 섬유(220)의 단부는 x배향 또는 y배향 수평 섬유(222) 시트 중 하나에 접촉하거나 또는 거의 접촉할 수 있다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)의 적어도 70%가 수평 섬유의 축선(예를 들면, x축 또는 y축)에 대해 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 또는 90도에 포함된다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)의 적어도 75%가 수평 섬유의 축선에 대해 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 또는 90도에 포함된다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)의 적어도 80%가 수평 섬유의 축선에 대해 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 또는 90도에 포함된다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)의 적어도 85%가 수평 섬유의 축선에 대해 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 또는 90도에 포함된다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)의 적어도 90%가 수평 섬유의 축선에 대해 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 또는 90도에 포함된다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)의 적어도 95%가 수평 섬유의 축선에 대해 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 또는 90도에 포함된다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)의 적어도 97%가 수평 섬유의 축선에 대해 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 또는 90도에 포함된다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)의 적어도 100%가 수평 섬유의 축선에 대해 45도, 50도, 55도, 60도, 65도, 70도, 75도, 80도, 85도, 또는 90도에 포함된다.

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)는 복합재의 총 질량의 다양한 부분을 포함할 수 있다. 몇몇 예에서, z배향 섬유(220)는 복합재의 총 질량 조성의 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4%, 적어도 5%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75%, 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 적어도 97%만큼 포함할 수 있다. 하나의 예에서, z배향 섬유(220)는 복합재의 총 질량의 50%만큼 포함한다. 다른 예에서, z배향 섬유(220)는 복합재의 총 질량의 67%만큼 포함한다.

섬유 치수

몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)는 길이가 0.050 내지 0.20mm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 섬유들은 길이가 0.050 내지 0.055mm, 0.055 내지 0.060mm, 0.060 내지 0.065mm, 0.065 내지 0.070mm, 0.070 내지 0.075mm, 0.075 내지 0.080mm, 0.080 내지 0.085mm, 0.085 내지 0.090mm, 0.090 내지 0.095mm, 0.095 내지 0.100mm, 0.100 내지 0.105mm, 0.105 내지 0.110mm, 0.110 내지 0.115mm, 0.115 내지 0.120mm, 0.120 내지 0.125mm, 0.125 내지 0.130mm, 0.130 내지 0.135mm, 0.135 내지 0.140mm, 0.140 내지 0.145mm, 0.145 내지 0.150mm, 0.150 내지 0.155mm, 0.155 내지 0.160mm, 0.160 내지 0.165mm, 0.165 내지 0.170mm, 0.170 내지 0.175mm, 0.175 내지 0.180mm, 0.180 내지 0.185mm, 0.185 내지 0.190mm, 0.190 내지 0.195mm, 또는 0.195 내지 0.200mm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)는 길이가 적어도 0.050mm, 적어도 0.060mm, 적어도 0.070mm, 적어도 0.080mm, 적어도 0.090mm, 적어도 0.100mm, 적어도 0.110mm, 적어도 0.120mm, 적어도 0.130mm, 적어도 0.140mm, 적어도 0.150mm, 적어도 0.160mm, 적어도 0.170mm, 적어도 0.180mm, 적어도 0.190mm, 또는 적어도 0.200mm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)는 길이가 최대 0.050mm, 최대 0.060mm, 최대 0.070mm, 최대 0.080mm, 최대 0.090mm, 최대 0.100mm, 최대 0.110mm, 최대 0.120mm, 최대 0.130mm, 최대 0.140mm, 최대 0.150mm, 최대 0.160mm, 최대 0.170mm, 최대 0.180mm, 최대 0.190mm, 또는 최대 0.200mm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)는 길이가 0.050mm 이상, 0.060mm 이상, 0.070mm 이상, 0.080mm 이상, 0.090mm 이상, 0.100mm 이상, 0.110mm 이상, 0.120mm 이상, 0.130mm 이상, 0.140mm 이상, 0.150mm 이상, 0.160mm 이상, 0.170mm 이상, 0.180mm 이상, 0.190mm 이상, 또는 0.200mm 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, z배향 섬유(220)는 길이가 0.050mm 이하, 0.060mm 이하, 0.070mm 이하, 0.080mm 이하, 0.090mm 이하, 0.100mm 이하, 0.110mm 이하, 0.120mm 이하, 0.130mm 이하, 0.140mm 이하, 0.150mm 이하, 0.160mm 이하, 0.170mm 이하, 0.180mm 이하, 0.190mm 이하, 또는 0.200mm 이하일 수 있다. 하나의 예에서, z배향 섬유(220)는 길이가 0.085 내지 0.115mm이다.

x방향 또는 y방향으로 배향되는 섬유는 일반적으로 z방향으로 배향되는 섬유에 비해 평균적으로 길이가 더 길다. 몇몇 실시예에서, x방향 및 y방향 섬유(수평 섬유(222))는 길이가 적어도 5mm, 적어도 1cm, 적어도 2cm, 적어도 3cm, 적어도 4cm, 적어도 5cm, 적어도 6cm, 적어도 7cm, 적어도 8cm, 적어도 9cm, 또는 적어도 10cm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, x방향 및 y방향 섬유(수평 섬유(222))는 길이가 최대 5mm, 최대 1cm, 최대 2cm, 최대 3cm, 최대 4cm, 최대 5cm, 최대 6cm, 최대 7cm, 최대 8cm, 최대 9cm, 또는 최대 10cm일 수 있다. 몇몇 실시예에서, x방향 및 y방향 섬유(수평 섬유(222))는 길이가 5mm 이상, 1cm 이상, 2cm 이상, 3cm 이상, 4cm 이상, 5cm 이상, 6cm 이상, 7cm 이상, 8cm 이상, 9cm 이상, 또는 10cm 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, x방향 및 y방향 섬유(수평 섬유(222))는 길이가 5mm 이하, 1cm 이하, 2cm 이하, 3cm 이하, 4cm 이하, 5cm 이하, 6cm 이하, 7cm 이하, 8cm 이하, 9cm 이하, 또는 10cm 이하일 수 있다. 이들 섬유들에 대해 보다 긴 평균 길이도 역시 가능하다. 몇몇 예에서, x방향 또는 y방향 섬유(수평 섬유(222))는 이들 섬유가 평행한 측부의 전체 길이만큼 길 수 있는 길이를 가질 수 있다.

몇몇 실시예에서, x, y 및 z배향 섬유들은, 0.010mm 내지 0.250mm의 평균 직경을 가질 수 있다. 몇몇 예에서, 섬유들은 평균 직경이 0.010mm 내지 0.020mm, 0.020mm 내지 0.030mm, 0.030mm 내지 0.040mm, 0.040mm 내지 0.050mm, 0.050mm 내지 0.060mm, 0.060mm 내지 0.070mm, 0.070mm 내지 0.080mm, 0.080mm 내지 0.090mm, 0.090mm 내지 0.100mm, 0.100mm 내지 0.110mm, 0.110mm 내지 0.120mm, 0.120mm 내지 0.130mm, 0.130mm 내지 0.140mm, 0.140mm 내지 0.150mm, 0.150mm 내지 0.160mm, 0.160mm 내지 0.170mm, 0.170mm 내지 0.180mm, 0.180mm 내지 0.190mm, 0.190mm 내지 0.200mm, 0.200mm 내지 0.210mm, 0.210mm 내지 0.220mm, 0.220mm 내지 0.230mm, 0.230mm 내지 0.240mm, 0.240mm 내지 0.250mm일 수 있다. 다른 예에서, x, y, 및 z배향 섬유들은 평균 직경이 적어도 0.010mm, 적어도 0.020mm, 적어도 0.030mm, 적어도 0.040mm, 적어도 0.050mm, 적어도 0.060mm, 적어도 0.070mm, 적어도 0.080mm, 적어도 0.090mm, 적어도 0.100mm, 적어도 0.110mm, 적어도 0.120mm, 적어도 0.130mm, 적어도 0.140mm, 적어도 0.150mm, 적어도 0.160mm, 적어도 0.170mm, 적어도 0.180mm, 적어도 0.190mm, 적어도 0.200mm, 적어도 0.210mm, 적어도 0.220mm, 적어도 0.230mm, 적어도 0.240mm, 또는 적어도 0.250mmmm수 있다.

통상, 섬유들은 평균적으로 단면 직경보다 실질적으로 긴 길이를 갖는다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 섬유의 길이는, 섬유의 단면 직경보다 10배 더 크거나, 50배 더 크거나, 100배 더 크거나, 250배 더 크거나, 500배 더 크거나, 또는 1000배 더 크다.

제2 층 두께

몇몇 실시예에서, 제2 층(332)의 두께는 0.020 내지 0.275인치 사이일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 층(332)은 두께가 0.020 내지 0.050인치, 0.045 내지 0.075인치, 0.070 내지 0.100인치, 0.095 내지 0.125인치, 0.120 내지 0.150인치, 0.145 내지 0.175인치, 0.170 내지 0.200인치, 0.195 내지 0.225인치, 0.220 내지 0.250인치, 또는 0.245 내지 0.275인치일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 미리 정해진 두께를 갖는 복합재 라미네이트들을, 원하는 두께를 갖는 라미네이트를 형성하도록 적층 및 결합할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 각 라미네이트 층은 0.025인치일 수 있다. 상기 및 기타 실시예에서, 제2 층(332)의 두께는 대략 0.025인치, 대략 0.050인치, 대략 0.075인치, 대략 0.100인치, 대략 0.125인치, 대략 0.150인치, 대략 0.175인치, 대략 0.200인치, 대략 0.225인치, 대략 0.250인치, 또는 0.275인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 층(332)의 두께는 적어도 0.025인치, 적어도 0.050인치, 적어도 0.075인치, 적어도 0.100인치, 적어도 0.125인치, 적어도 0.150인치, 적어도 0.175인치, 적어도 0.200인치, 적어도 0.225인치, 적어도 0.250인치, 또는 적어도 0.275인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 층(332)의 두께는 0.025인치 이상, 0.050인치 이상, 0.075인치 이상, 0.100인치 이상, 0.125인치 이상, 0.150인치 이상, 0.175인치 이상, 0.200인치 이상, 0.225인치 이상, 0.250인치 이상, 또는 0.275인치 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 층(332)의 두께는 0.025인치 이하, 0.050인치 이하, 0.075인치 이하, 0.100인치 이하, 0.125인치 이하, 0.150인치 이하, 0.175인치 이하, 0.200인치 이하, 0.225인치 이하, 0.250인치 이하, 또는 0.275인치 이하일 수 있다. 예를 들면, 제2 층(332)의 두께는 0.025인치, 0.050인치, 0.075인치, 0.100인치, 0.125인치, 0.150인치, 0.175인치, 0.200인치, 0.225인치, 0.250인치, 또는 0.275인치일 수 있다.

MCM 패널의 층 3 - 금속

층 3의 재료

제3 층(334)(또한, "층 3"으로도 지칭함)의 재료는 티타늄(Ti), 티타늄 합금(예를 들면, Ti-6-4, Ti-8-1-1, T-9S, 또는 BE α-β Ti 합금), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 강, 강 합금, 주석, 주석 합금, 또는 임의의 다른 적절한 금속 재료 중 하나 또는 그 조합일 수 있다. 하나의 예에서, 제3 층(334)의 재료는 티타늄 합금 Ti-6-4이고, 바디의 재료는 티타늄 합금 Ti-8-1-1이다. 몇몇 실시예에서, 제3 층(334)은 제1 층과 동일한 재료일 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 및 제3 층(330, 334)은 상이한 재료로 이루어진다.

층 3의 두께

제3 층(334)의 두께는 패널(326)에 걸쳐 균일할 수 있거나, 패널(326)에 걸쳐 변할 수 있다. 제3 층(334)의 두께는 제1 층(330)의 두께와 동일하거나 상이할 수 있다. 몇몇 실시예(도 3d 참조)에서, 제1 층(330)은 균일한 두께를 갖는 반면, 제3 층(334)은 가변적인 두께를 갖는다. 몇몇 실시예(도 3c 참조)에서, 제1 층이 가변적인 두께를 갖는 반면, 제3 층은 균일한 두께를 갖는다.

몇몇 실시예에서, 제3 층(334)의 두께는 0.0025 내지 0.0925인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 층(334)은 두께가 0.0025 내지 0.0075인치, 0.0075 내지 0.0125인치, 0.0125 내지 0.0175인치, 0.0175 내지 0.0225인치, 0.0225 내지 0.0275인치, 0.0275 내지 0.0325인치, 0.0325 내지 0.0375인치, 0.0375 내지 0.0425인치, 0.0425 내지 0.0475인치, 0.0475 내지 0.0525인치, 0.0525 내지 0.0575인치, 0.0575 내지 0.0625인치, 0.0625 내지 0.0675인치, 0.0675 내지 0.0725인치, 0.0725 내지 0.0775인치, 0.0775 내지 0.0825인치, 0.0825 및 0.0875인치, 또는 0.0875 내지 0.0925인치일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 제3 층(334)의 두께는, 최대 0.0025인치, 최대 0.0075인치, 최대 0.0125인치, 최대 0.0175인치, 최대 0.0225인치, 최대 0.0275인치, 최대 0.0325인치, 최대 0.0375인치, 최대 0.0425인치, 0.0475인치, 최대 0.0525인치, 최대 0.0575, 최대 0.0625인치, 최대 0.0675인치, 최대 0.0725인치, 최대 0.0775인치, 최대 0.0825인치, 최대 0.0875인치, 또는 최대 0.0925인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 층(334)의 두께는, 적어도 0.0025인치, 적어도 0.0075인치, 적어도 0.0125인치, 적어도 0.0175인치, 적어도 0.0225인치, 적어도 0.0275인치, 적어도 0.0325인치, 적어도 0.0375인치, 적어도 0.0425인치, 적어도 0.0475인치, 적어도 0.0525인치, 적어도 0.0575인치, 적어도 0.0625인치, 적어도 0.0675인치, 적어도 0.0725인치, 적어도 0.0775인치, 적어도 0.0825인치, 적어도 0.0875인치, 또는 적어도 0.0925인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 층(334)의 두께는, 0.0025인치 이상, 0.0075인치 이상, 0.0125인치 이상, 0.0175인치 이상, 0.0225인치 이상, 0.0275인치 이상, 0.0325인치 이상, 0.0375인치 이상, 0.0425인치 이상, 0.0475인치 이상, 0.0525인치 이상, 0.0575인치 이상, 0.0625인치 이상, 0.0675인치 이상, 0.0725인치 이상, 0.0775인치 이상, 0.0825인치 이상, 0.0875인치 이상, 또는 0.0925인치 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제3 층(334)의 두께는, 0.0025인치 이하, 0.0075인치 이하, 0.0125인치 이하, 0.0175인치 이하, 0.0225인치 이하, 0.0275인치 이하, 0.0325인치 이하, 0.0375인치 이하, 0.0425인치 이하, 0.0475인치 이하, 0.0525인치 이하, 0.0575인치 이하, 0.0625인치 이하, 0.0675인치 이하, 0.0725인치 이하, 0.0775인치 이하, 0.0825인치 이하, 0.0875인치 이하, 또는 0.0925인치 이하일 수 있다. 예를 들면, 제3 층(334)의 두께는, 0.0025인치, 0.0075인치, 0.0125인치, 0.0175인치, 0.0225인치, 0.0275인치, 0.0325인치, 0.0375인치, 0.0425인치, 0.0475인치, 0.0525인치, 0.0575인치, 0.0625인치, 0.0675인치, 0.0725인치, 0.0775인치, 0.0825인치, 0.0875인치, 또는 0.0925인치일 수 있다. 다른 예에서, 제3 층(334)의 두께는, 0.005인치, 0.010인치, 0.015인치, 0.020인치, 0.025인치, 0.030인치, 0.035인치, 0.040인치, 0.045인치, 0.050인치, 0.055인치, 0.060인치, 0.065인치, 0.070인치, 0.075인치, 0.080인치, 0.085인치, 또는 0.090인치일 수 있다.

MCM 패널(326)

MCM 패널(326)의 개요

제1, 제2 및 제3 층(330, 332 334)은 전술한 바와 같이 MCM 패널(326)을 형성하도록 조합될 수 있다. 제2 (복합재) 층(332)은 제1 및 제3 (금속) 층(330, 334)들 내에 배치, 접합 또는 매립될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 (금속) 층(330) 및 제3 (금속) 층(334)의 기하학적 형상은 동일할 수 있다. 이들 실시예들 중 일부에서, 2개의 금속 층은 동일하도록 형성될 수 있지만, 스탬핑, 프레싱, 또는 기계 가공 등의 후속 성형 단계가 2개의 금속 층 간에 차이를 야기할 수도 있다. 다른 실시예에서, 제1 및 제3 층(330, 334)은 상이한 기하학적 형상을 포함하지만, 제2 층(332)을 그 사이에 매립하거나 샌드위치하도록 함께 작용할 수 있다.

MCM 패널(326)의 두께

각 MCM 층의 두께는 전체적으로 샌드위치(326)의 두께에 영향을 미친다. 상이한 층 두께들이 골프 클럽 헤드에 요구되는 최적화된 강도 및 내구성 특성을 생성하도록 함께 작용하며, 따라서 샌드위치의 두께는 그 용례 및 실시예에 따라 달라질 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 0.025 내지 0.500인치(코멘트) 사이일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 두께가 0.025 내지 0.05인치, 0.05 내지 0.075인치, 0.075 내지 0.100인치, 0.100 내지 0.125인치, 0.125 내지 0.150인치, 0.150 내지 0.175인치, 0.175 내지 0.200인치, 0.200 내지 0.225인치, 0.225 내지 0.250인치, 0.250 내지 0.275인치, 0.275 내지 0.300인치, 0.300 내지 0.325인치, 0.325 내지 0.350인치, 0.350 내지 0.375인치, 0.375 내지 0.400인치, 0.400 내지 0.425인치, 0.425 내지 0.450인치, 0.450 내지 0.475인치, 또는 0.475 내지 0.500인치일 수 있다.

몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 최대 0.025인치, 최대 0.050인치, 최대 0.075인치, 최대 0.100인치, 최대 0.125인치, 최대 0.150인치, 최대 0.175인치, 최대 0.200인치, 최대 0.225인치, 최대 0.250인치, 최대 0.275인치, 최대 0.300인치, 최대 0.325인치, 최대 0.350인치, 최대 0.375인치, 최대 0.400인치, 최대 0.425인치, 최대 0.450인치, 최대 0.475인치, 또는 최대 0.500인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은, 적어도 0.025인치, 적어도 0.050인치, 적어도 0.075인치, 적어도 0.100인치, 적어도 0.125인치, 적어도 0.150인치, 적어도 0.175인치, 적어도 0.200인치, 적어도 0.225인치, 적어도 0.250인치, 적어도 0.275인치, 적어도 0.300인치, 적어도 0.325인치, 적어도 0.350인치, 적어도 0.375인치, 적어도 0.400인치, 적어도 0.425인치, 적어도 0.450인치, 적어도 0.475인치, 또는 적어도 0.500인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은, 0.025인치 이상, 0.050인치 이상, 0.075인치 이상, 0.100인치 이상, 0.125인치 이상, 0.150인치 이상, 0.175인치 이상, 0.200인치 이상, 0.225인치 이상, 0.250인치 이상, 0.275인치 이상, 0.300인치 이상, 0.325인치 이상, 0.350인치 이상, 0.375인치 이상, 0.400인치 이상, 0.425인치 이상, 0.450인치 이상, 0.475인치 이상, 또는 0.500인치 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 0.025인치 이하, 0.050인치 이하, 0.075인치 이하, 0.100인치 이하, 0.125인치 이하, 0.150인치 이하, 0.175인치 이하, 0.200인치 이하, 0.225인치 이하, 0.250인치 이하, 0.275인치 이하, 0.300인치 이하, 0.325인치 이하, 0.350인치 이하, 0.375인치 이하, 0.400인치 이하, 0.425인치 이하, 0.450인치 이하, 0.475인치 이하, 또는 0.500인치 이하일 수 있다. 예를 들면, MCM 부분(326)은 0.025인치, 0.050인치, 0.075인치, 0.100인치, 0.125인치, 0.150인치, 0.175인치, 0.200인치, 0.225인치, 0.250인치, 0.275인치, 0.300인치, 0.325인치, 0.350인치, 0.375인치, 0.400인치, 0.425인치, 0.450인치, 0.475인치, 또는 0.500인치일 수 있다.

MCM 패널(326)의 중량

MCM 부분(326)의 중량이 실시예들의 완전 금속 구조보다 가볍기 때문에, 골프 클럽 헤드의 구성 요소들의 완전 금속 구조 대신에 MCM 재료(326)를 채용함으로써 전체 질량을 절감하면서 요구되는 내구성 및 강성을 제공한다. 단면적, 층들의 두께, 및 각 층을 위해 사용되는 재료가 MCM 구조의 실시예의 전체 중량 및 중량 절감 능력에 영향을 미친다. 이하의 중량 절감 범위는 티타늄(Ti), 티타늄 합금(예를 들면, Ti-6-4, Ti-8-1-1, T-9S, 또는 BE α-β Ti 합금), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 강, 강 합금, 주석, 주석 합금, 또는 임의의 다른 적절한 금속을 이용하는 구조를 설명한다. 몇몇 실시예에서, 완전 금속 구조에 대한 MCM 구조(326)의 중량 절감은 3% 내지 50%일 수 있다. 다른 실시예에서, 완전 금속 구조에 대한 MCM 구조(326)의 중량 절감은 최대 70%일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 구조(326)는 완전 금속 구조보다 최대 3%, 최대 5%, 최대 10%, 최대 12%, 최대 14%, 최대 16%, 최대 18%, 최대 20%, 최대 22%, 최대 24%, 최대 26%, 최대 28%, 최대 30%, 최대 32%, 최대 34%, 최대 36%, 최대 38%, 최대 40%, 최대 42%, 최대 44%, 최대 46%, 최대 48%, 또는 최대 50% 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 구조(326)는 완전 금속 구조보다 적어도 3%, 적어도 5%, 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 14%, 적어도 16%, 적어도 18%, 적어도 20%, 적어도 22%, 적어도 24%, 적어도 26%, 적어도 28%, 적어도 30%, 적어도 32%, 적어도 34%, 적어도 36%, 적어도 38%, 적어도 40%, 적어도 42%, 적어도 44%, 적어도 46%, 적어도 48%, 또는 적어도 50% 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 구조(326)는 완전 금속 구조보다 3% 이상, 5% 이상, 10% 이상, 12% 이상, 14% 이상, 16% 이상, 18% 이상, 20% 이상, 22% 이상, 24% 이상, 26% 이상, 28% 이상, 30% 이상, 32% 이상, 34% 이상, 36% 이상, 38% 이상, 40% 이상, 42% 이상, 44% 이상, 46% 이상, 48% 이상, 또는 50% 이상 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 구조(326)는 완전 금속 구조보다 3% 이하, 5% 이하, 10% 이하, 12% 이하, 14% 이하, 16% 이하, 18% 이하, 20% 이하, 22% 이하, 24% 이하, 26% 이하, 28% 이하, 30% 이하, 32% 이하, 34% 이하, 36% 이하, 38% 이하, 40% 이하, 42% 이하, 44% 이하, 46% 이하, 48% 이하, 50% 이하, 52% 이하, 54% 이하, 56% 이하, 58% 이하, 60% 이하, 62% 이하, 64% 이하, 66% 이하, 68% 이하, 또는 70% 이하로 가벼울 수 있다. 예를 들면, MCM 구조(326)는 완전 금속 구조보다 3%, 5%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20%, 22%, 24%, 26%, 28%, 30%, 32%, 34%, 36%, 38%, 40%, 42%, 44%, 46%, 48%, 또는 50% 가벼울 수 있다.

MCM 구조(326)를 골프 클럽 헤드의 하나 이상의 구성 요소 내에 채용함으로써, 동일 또는 유사한 구조를 갖지만 MCM 구성 요소(326) 대신에 완전 금속 구성 요소를 갖는 골프 클럽 헤드와 비교해, 클럽 헤드를 최대 20% 더 가볍게 만들 수 있다. 몇몇 실시예에서, 적어도 하나의 MCM 구성 요소를 갖는 골프 클럽 헤드는 스톡 빌드(stock build) 골프 클럽 헤드보다 최대 1%, 최대 2%, 최대 3%, 최대 4%, 최대 5%, 최대 6%, 최대 8%, 최대 10%, 최대 12%, 최대 14%, 최대 16%, 최대 18%, 또는 최대 20% 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, 적어도 하나의 MCM 구성 요소를 갖는 골프 클럽 헤드는 표준 빌드 골프 클럽 헤드보다 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4%, 적어도 5%, 적어도 6%, 적어도 8%, 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 14%, 적어도 16%, 적어도 18%, 또는 적어도 20% 더 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, 적어도 하나의 MCM 구성 요소를 갖는 골프 클럽 헤드는 스톡 빌드 골프 클럽 헤드보다 1% 이상, 2% 이상, 3% 이상, 4% 이상, 5% 이상, 6% 이상, 8% 이상, 10% 이상, 12% 이상, 14% 이상, 16% 이상, 18% 이상, 또는 20% 이상 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, 적어도 하나의 MCM 구성 요소를 갖는 골프 클럽 헤드는 표준 빌드 골프 클럽 헤드보다 1% 이하, 2% 이하, 3% 이하, 4% 이하, 5% 이하, 6% 이하, 8% 이하, 10% 이하, 12% 이하, 14% 이하, 16% 이하, 18% 이하, 또는 20% 이하로 가벼울 수 있다. 예를 들면, 적어도 하나의 MCM 구성 요소를 갖는 골프 클럽 헤드는 표준 빌드 골프 클럽 헤드보다 1%, 2%, 3%, 4%, 5%일 수 있다. 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 또는 20% 더 가벼울 수 있다. 전술한 중량 절감은 MCM 구성 요소들을 포함하는 클럽 헤드와, MCM 구성 요소들 대신에 완전 금속 구성 요소들을 포함하는 동일한 클럽 헤드를 비교할 때 적용 가능하다. 몇몇 실시예에서, 골프 클럽 헤드의 나머지 부분들은 완전히 금속으로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서, 골프 클럽 헤드의 나머지 부분들은 금속과 복합재의 조합으로 이루어질 수 있다.

중량 절감은, MCM 부분(326)의 각 층의 두께, 각 층에 사용되는 재료, 및 단면적에 좌우될 수 있다. 예를 들면, 티타늄으로 형성된 0.05인치 두께의 금속 층과 PEEK로 형성된 0.05인치 두께의 복합재 층을 갖는 MCM 구조(326)는 완전 티타늄 구조보다 23.7% 가볍다. 단면적 및 층 두께를 앞서 설명한 예와 동일하게 유지하지만 PEEK 복합재를 PPS로 대체하면, 완전 티타늄 구조에 비한 MCM 구조의 중량 절감은 23.4%이다. 티타늄-PEEK-티타늄 MCM 재료 구조를 이용하지만 금속 층들을 0.025인치 두께의 금속 층들로 대체한 다른 예는 완전 티타늄 구조보다 35.6% 가벼운 구조를 생성한다. 따라서, 상이한 실시예들을 위해 층 재료 조성을 조작함으로써, MCM 부분(326)의 기계적 특성을 최적화하면서, 다양한 중량 절감 기회를 생성할 수 있다.

MCM 패널(326)의 형상

MCM 부분(326)은, 원하는 구조체를 형성하도록 통상 주조 또는 단조될 임의의 형상을 취할 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 약간의 곡률을 포함하거나 포함하지 않을 수도 있는 2차원 다각형 형상으로 형성될 수 있다. MCM 부분(326)은 직사각형, 삼각형, 육각형, 허니콤형, 원형, 마름모꼴, 정사각형, 또는 임의의 다른 적절한 형상 등의 2-D 형상을 닮은 형상을 할 수 있다. 다른 실시예에서, MCM 부분(326)은 하나 이상의 만곡 또는 굴곡 영역들, 및/또는 가변 두께 영역들을 포함하는 복잡한 3차원 형상으로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 구조(326)는, 페이스플레이트(402), 웨이트 지지 구조체, 슬릿 또는 채널, 리브, 또는 강도를 요구하지만 MCM 구조(326)의 중량 절감으로부터 이점을 얻는 골프 클럽 헤드에 있어서의 임의의 다른 구조체의 형상을 할 수 있다.

MCM 패널(326)의 기계적 특성

MCM 부분(326)의 내구성은 그 용례에 따라 달라질 수 있다. 다방향 배향 섬유의 사용은 클럽 헤드의 다양한 구성 요소들의 내구성을 향상시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 900회 내지 2300회의 고장 전까지 공기 대포에서의 총 타격 횟수를 견딜 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은, 최대 900회, 최대 950회, 최대 1000회, 최대 1050회, 최대 1100회, 최대 1150회, 최대 1200회, 최대 1250회, 최대 1300회, 최대 1350회, 최대 1400회, 최대 1450회, 최대 1500회, 최대 1550회, 최대 1600회, 최대 1650회, 최대 1700회, 최대 1750회, 최대 1800회, 최대 1850회, 최대 1900회, 최대 1950회, 최대 2000회, 최대 2050회, 최대 2100회, 최대 2150회, 최대 2200회, 최대 2250회, 또는 최대 2300회의 타격을 견딜 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 적어도 900회, 적어도 950회, 적어도 1000회, 적어도 1050회, 적어도 1100회, 적어도 1150회, 적어도 1200회, 적어도 1250회, 적어도 1300회, 적어도 1350회, 적어도 1400회, 적어도 1450회, 적어도 1500회, 적어도 1550회, 적어도 1600회, 적어도 1650회, 적어도 1700회, 적어도 1750회, 적어도 1800회, 적어도 1850회, 적어도 1900회, 적어도 1950회, 적어도 2000회, 적어도 2050회, 적어도 2100회, 적어도 2150회, 적어도 2200회, 적어도 2250회, 또는 적어도 2300회의 타격을 견딜 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 스톡 금속보다 최대 10%, 최대 20%, 최대 30%, 최대 40%, 최대 50%, 최대 60%, 최대 70%, 최대 80%, 최대 90%, 최대 100%, 최대 110%, 또는 최대 120% 많은 타격을 견딜 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 부분(326)은 스톡 금속보다 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 100%, 적어도 110%, 또는 적어도 120% 많은 타격에 견딜 수 있다. 하나의 예에서, 티타늄(Ti 6-4) 및 PEI로 구성된 MCM 패널(326)은 공기 대포 시험에서 2150회의 타격을 견디며, 이는 공기 대포에서 견딘 스톡 티타늄 샘플보다 115% 많은 것이다.

MCM 부분(326)의 굴곡 계수는, 굴곡 계수가 복합재 섬유의 배향 및 분포에 의해 영향을 받기 때문에, 그 용례, 재료 특징 및 재료 특성에 따라 달라질 수 있다. MCM 패널(326)의 이점은 원하는 굴곡 계수 값을 생성하도록 용이하게 조작될 수 있다는 점이다. 예를 들면, 복합재 층(332)의 재료 조성 및 두께는, 티타늄, 강, 또는 임의의 다른 적절한 금속에 필적할 만한 굴곡 계수를 갖는 패널(326)을 생성하도록, 금속 층(330, 334)에 따라 조절될 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 샌드위치(326)의 굴곡 계수는 14000ksi 내지 27000ksi일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 샌드위치(326)의 굴곡 계수는, 14000 내지 15000ksi, 15000 내지 16000ksi, 16000 내지 17000ksi, 17000 내지 18000ksi, 18000 내지 19000ksi, 19000 내지 20000ksi, 20000 내지 21000ksi, 21000 내지 22000ksi, 22000 내지 23000ksi, 23000 내지 24000ksi, 24000 내지 25000ksi, 25000 내지 26000ksi, 또는 26000 내지 27000ksi일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 샌드위치(326)의 굴곡 계수는 최대 14000ksi, 최대 15000ksi, 최대 16000ksi, 최대 17000ksi, 최대 18000ksi, 최대 19000ksi, 최대 20000ksi, 최대 21000ksi, 최대 22000ksi, 최대 23000ksi, 최대 24000ksi, 최대 25000ksi, 최대 26000ksi, 또는 최대 27000ksi일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 샌드위치(326)의 굴곡 계수는 적어도 14000ksi, 적어도 15000ksi, 적어도 16000ksi, 적어도 17000ksi, 적어도 18000ksi, 적어도 19000ksi, 적어도 20000ksi, 적어도 21000ksi, 적어도 22000ksi, 적어도 23000ksi, 적어도 24000ksi, 적어도 25000ksi, 적어도 26000ksi, 적어도 27000ksi일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 샌드위치(326)의 굴곡 계수는 14000ksi 이상, 15000ksi 이상, 16000ksi 이상, 17000ksi 이상, 18000ksi 이상, 19000ksi 이상, 20000ksi 이상, 21000ksi 이상, 22000ksi 이상, 23000ksi 이상, 24000ksi 이상, 25000ksi 이상, 26000ksi 이상, 또는 27000ksi 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 샌드위치(326)의 굴곡 계수는, 14000ksi 이하, 15000ksi 이하, 16000ksi 이하, 17000ksi 이하, 18000ksi 이하, 19000ksi 이하, 20000ksi 이하, 21000ksi 이하, 22000ksi 이하, 23000ksi 이하, 24000ksi 이하, 25000ksi 이하, 26000ksi 이하, 또는 27000ksi 이하일 수 있다. 하나의 예에서, MCM 샌드위치(326)는 16072ksi의 굴곡 계수를 갖는다. 다른 예에서, MCM 샌드위치(326)는 15239ksi의 굴곡 계수를 갖는다.

몇몇 실시예에서, MCM 샌드위치(326)의 영 계수(Young's Modulus)는 14Mpsi 내지 20Mpsi, 14.0Mpsi 내지 14.25Mpsi, 14.25Mpsi 내지 14.5Mpsi, 14.5Mpsi 내지 14.75Mpsi, 14.75Mpsi 내지 15.0Mpsi, 15.0Mpsi 내지 15.25Mpsi, 15.25Mpsi 내지 15.5Mpsi, 15.5Mpsi 내지 15.75Mpsi, 15.75Mpsi 내지 16.0Mpsi, 16.0Mpsi 내지 16.25Mpsi, 16.25Mpsi 내지 16.5Mpsi, 16.5Mpsi 내지 16.75Mpsi, 16.75Mpsi 내지 17.0Mpsi, 18.0Mpsi 내지 18.25Mpsi, 18.25Mpsi 내지 18.5Mpsi, 18.5Mpsi 내지 18.75Mpsi, 18.75Mpsi 내지 19.0Mpsi, 19.0Mpsi 내지 19.25Mpsi, 19.25Mpsi 내지 19.5Mpsi, 19.5Mpsi 내지 19.75Mpsi, 및 19.75Mpsi 내지 20.0Mpsi일 수 있다.

골프 클럽 헤드

MCM 패널(326)은 전술한 바와 같이 골프 클럽 헤드의 복수 구성 요소 중 임의의 것으로 제조될 수 있다. 예를 들면, MCM 조성(326)은, 페이스플레이트(402), 페이스 컵(436), 웨이트 채널 또는 웨이트 채널 지지 구조체(560), 채널, 또는 리브(550)로 제조될 수 있으며, 이에 한정되진 않는다. 그러면, 그 조성은 골프 클럽 헤드의 특정 설계 및 물리적 목표에 대해 요구되고 맞춤화된 강도, 내구성 및 굴곡성을 유지하면서, 원하는 중량 절감을 제공하도록 골프 클럽 헤드에서 배향될 수 있다.

도 1, 도 4, 도 6, 도 7, 도 8, 도 10 및 도 11을 참조하면, 이하에서 설명하는 페이스플레이트(402), 리브 및/또는 웨이트 채널을 구비하는 골프 클럽 헤드 바디는 드라이버 타입 골프 클럽 헤드이다. 다른 실시예에서, 골프 클럽 헤드 바디(162)는 임의의 우드 타입 골프 클럽 헤드(즉, 드라이버, 페어웨이 우드 또는 하이브리드), 아이언 타입 골프 클럽 헤드(700), 또는 퍼터 타입 골프 클럽 헤드(800)일 수 있다.

우드 타입 클럽의 특징

우드 타입 골프 클럽 헤드 조립체는 클럽 헤드 바디(162) 및 페이스플레이트(102)를 포함할 수 있다. 유사한 특징들을 공유하는 골프 클럽 헤드 구성 요소들은 100만큼 증가시킨 유사한 도면 부호로 나타낼 것이다(예를 들면, 골프 클럽 헤드 페이스플레이트는 도면 번호 102, 202, 302 등에 의해 나타낼 수 있다). 100번대의 부호(예를 들어, 102, 104, 106 등)를 참조하여 설명하는 많은 특징들은 유사한 도면 번호에 적용될 수 있다. 페이스플레이트(102, 402)를 포함하는 골프 클럽 헤드 바디(162)에 관하여 이하에서 설명하는 세부 사항들은, 달리 명시하지 않는 한, 페이스 컵(902)을 포함하는 골프 클럽 헤드 바디(962)에도 역시 적용될 수 있다. 우드 타입 골프 클럽 헤드 바디(162)는, 전방 단부(112), 후방 단부(110), 힐 단부(108), 힐 단부(108) 반대편의 토우 단부(106), 크라운(104), 크라운(104) 반대편의 소올(114), 리딩 에지(116) 및 호젤(118)을 더 포함할 수 있다.

몇몇 실시예에서, 골프 클럽(100)은, (a) 골프 클럽 헤드(100); (b) 샤프트(도시 생략); 및 (c) 샤프트에 커플링된 호젤(118)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 골프 클럽은 샤프트가 커플링되는 홀(hole)을 호젤(118) 대신에 구비한다. 샤프트의 제1 단부와 호젤(118)은 접착제 접합 프로세스(예를 들면, 에폭시) 및/또는 기타 적절한 접합 프로세스(예를 들면, 기계적 접합, 납땜, 용접 및/또는 브레이징)에 의해 서로에 고정될 수 있다. 골프 클럽을 완성하기 위해, 그립(도시 생략)이 샤프트의 제2 또는 반대쪽 단부를 수용할 수 있다. 샤프트와 그립은 접착제 접합 프로세스 및/또는 기타 적절한 접합 프로세스에 의해 서로에 고정될 수 있다. 몇몇 예에서, 호젤(118) 또는 홀은 골프 클럽 헤드(100)의 힐 단부에 또는 골프 클럽 헤드(100)의 중심에 위치할 수 있다.

골프 클럽 헤드(100)는, (a) 골프 공과 맞대지도록 된 클럽 페이스(102)(즉, 타격 페이스); (b) 클럽 페이스(102)에 커플링되는 소올(114); (c) 클럽 페이스(102) 및 소올(114)에 커플링되는 토우(106); (d) 토우 단부(106) 반대편에서 클럽 페이스(102) 및 소올(114)에 커플링되는 힐 단부(108); 및 (e) 클럽 페이스(102), 토우 단부(106) 및 힐 단부(108)에 커플링되는 상부 표면(예를 들면, 크라운(104) 또는 상부 레일(704))을 포함할 수 있다.

몇몇 예에서, 골프 클럽 헤드(100)는, 주조 공정, 단조 공정, 이들의 조합, 또는 하나 이상의 기타 적절한 제조 공정에 의해 강 재료, 다른 금속, 또는 하나 이상의 기타 재료로 제조될 수 있다. 많은 예에서, 골프 클럽 헤드(100)는 단일 바디로서 형성될 수 있다. 다른 예에서, 골프 클럽 헤드(100)는 다수의 피스로 이루어질 수 있다(예를 들면, 별도의 페이스플레이트(402), 및/또는, 홈, 크라운 인서트 또는 별도로 부착될 수 있는 터뷸레이터(442), 리브(550), 지지 구조체(446) 또는 웨이트 구조체(560) 등의 기타 구성 요소를 형성할 별도의 인서트).

MCM 구조 페이스플레이트(402)

하나의 실시예는 골프 클럽 헤드의 페이스플레이트(402)에 MCM 조성(326)을 사용하고 있다. 페이스플레이트(402)는 클럽 헤드 성능을 최적화하는 기계적 특성(즉, 경량, CT, CG)을 유지하면서 반복적인 충격을 견딜 수 있기에 충분한 내구성이 있어야 한다. 예를 들면, 페이스플레이트(402)를 위해 고밀도의 금속을 이용하면, 클럽의 CG를 페이스에 보다 근접하게 변위시킬 수 있고, 이는 골프 공 스핀 및 발사 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, MCM 재료(326)로 페이스플레이트(402)를 생성함으로써, 복합재 층의 섬유 배향 특성으로 인해 강도 및 내구성을 유지하면서, 클럽 헤드의 전방에서의 중량을 감소시킬 수 있다.

페이스플레이트(102)를 포함하는 골프 클럽 헤드 바디(162)에 관하여 이하에서 설명하는 세부 사항들은, 달리 명시하지 않는 한, 페이스 컵(436)을 포함하는 골프 클럽 헤드 바디(402)에도 역시 적용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 골프 클럽 헤드 바디(102)는 주조 재료 또는 주조 재료와 중량 절감 재료의 조합으로 형성된다.

도 1을 참조하면, 페이스플레이트(102)는 힐 단부 및 이 힐 단부 반대편의 토우 단부를 포함한다. 힐 단부는 샤프트가 클럽 헤드 조립체에 커플링되는 호젤 부분(호젤 및 호젤 전이부) 근처에 위치한다. 페이스플레이트(402)는 크라운 에지 및 이 크라운 에지 반대편의 소울(114) 에지를 더 포함한다. 크라운 에지는 클럽 헤드 바디의 상부 에지에 인접하게 배치되는 반면, 소올(114) 에지는 클럽 헤드 바디의 하부 에지에 인접하게 배치된다. 페이스플레이트(102)는 힐 단부와 토우 단부 사이에서 연장하는 방향으로 벌지 곡률(bulge curvature)을 가질 수 있다. 페이스플레이트(102)는 힐 단부와 토우 단부 사이에서 연장하는 방향으로 롤 곡률(roll curvature)을 가질 수 있다.

몇몇 실시예에서, 페이스플레이트(402)는 페이스 컵(436)일 수 있다. 도 19에 도시한 골프 클럽 헤드 바디(400)의 페이스 컵(436)은 여러 가지 면에서 전술한 페이스플레이트(402)와 유사하다. 도 19에 도시한 바와 같이, 클럽 헤드 바디(462)는 또한 페이스 컵(436)을 수용하는 리세스 또는 개구(436)를 획정한다. 도시한 실시예에서, 개구(436)는 개구(436)의 둘레 주위로 연장되는 립(449)을 포함한다. 페이스 컵(436)은 개구(436)와 정렬되며 립(449)과 맞대진다. 페이스 컵(436)은 용접에 의해 바디(462)에 고정되어, 클럽 헤드 조립체(400)를 형성한다. 페이스 컵(436)은 펄스 플라즈마 용접 공정, 연속 레이저 용접 또는 임의의 기타 적절한 용접 공정을 통해 바디(462)에 고정될 수 있다.

페이스 컵(436)은, 토우 부분(406), 힐 부분(408), 크라운 에지 및 이 크라운 에지 반대편의 소울 에지를 포함한다. 페이스 컵(436)은 골프 클럽 헤드(400)의 전방 부분을 형성하도록 바디 내의 개구(436) 내에 수용되어 영구적으로 부착되도록 구성된다. 크라운 리턴(crown return)(438), 소올 리턴(440) 및 토우 리턴(406)이 페이스 컵 타격 페이스 부분(436)을 둘러싼다. 크라운 에지는 크라운 리턴(438)을 따라 둘레 에지(448)의 일부분을 획정한다. 소올 에지는 소올 리턴(440)을 따라 둘레 에지(448)의 일부분을 획정한다. 크라운 에지는 클럽 헤드 바디(462)의 상부 에지에 인접하게 배치되는 반면, 소올 에지는 클럽 헤드 바디(462)의 하부 에지에 인접하게 배치된다. 페이스 컵(436)의 크라운 에지 및 소올(114) 에지는 개구(436)의 립(449)에 맞대지도록 구성된다. 대안적인 실시예들은 크라운 리턴(438) 없이 소올(114) 리턴(440)을 포함하거나, 소올(114) 리턴(440) 없이 크라운 리턴(438)을 포함하는, 페이스 컵(436)의 버전을 포함할 수 있다. 다른 실시예들은, 소올(114) 리턴(440)의 단지 일부분(힐-토우 방향으로 소올(114)의 전체 폭을 따라 연장하지 않음)만을 포함하거나, 및/또는 크라운 리턴(438)의 단지 일부분(힐-토우 방향으로 크라운 전체 폭을 따라 연장하지 않음)만을 포함하는 페이스 컵(436)의 버전을 포함할 수도 있다.

페이스 컵(436)을 포함하는 많은 실시예에서, 복합재 층(332)의 치수 및 기하학적 형상은 페이스플레이트(402)와 동일할 수 있다. 도 3e를 참조하면, 그러한 실시예들 중 일부에서, 크라운 리턴(438) 및 소올 리턴(440)은 금속을 포함하고 복합재 층(332)이 없다. 다른 실시예에서, 복합재 층(332)은 크라운 리턴(438) 및 소올 리턴(440) 부분까지 연장될 수도 있다. 그러한 실시예들 중 일부에서, 제2 층(332)은 페이스 컵(436)의 단부까지 연장될 수 있다. 다른 실시예에서, 복합재 층(332)은 크라운 리턴(438)의 일부 및/또는 소올 리턴(440)의 일부 내로 연장될 수 있지만, 그 에지까지 완전히 연장하진 않는다.

몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명하는 MCM 샌드위치(326)를 포함하는 페이스플레이트(402) 또는 페이스 컵(436)의 최소 및 최대 벽 두께는 0.075 내지 0.150인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 벽 두께는 최대 0.075인치, 최대 0.080인치, 최대 0.085인치, 최대 0.090인치, 최대 0.095인치, 최대 0.100인치, 최대 0.105인치, 최대 0.110인치, 최대 0.115인치, 최대 0.120인치, 최대 0.125인치, 최대 0.130인치, 최대 0.135인치, 최대 0.140인치, 최대 0.145인치, 또는 최대 0.150인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 벽 두께는, 적어도 0.075인치, 적어도 0.080인치, 적어도 0.085인치, 적어도 0.090인치, 적어도 0.095인치, 적어도 0.100인치, 적어도 0.105인치, 적어도 0.110인치, 적어도 0.115인치, 적어도 0.120인치, 적어도 0.125인치, 적어도 0.130인치, 적어도 0.135인치, 적어도 0.140인치, 적어도 0.145인치, 또는 적어도 0.150인치일 수 있다. MCM 재료(326)의 두께는 페이스플레이트(402) 또는 페이스 컵(436)에 걸쳐 균일하거나 변화할 수 있다. 예를 들면, 페이스플레이트(402)의 둘레에서의 두께는 0.084인치, 그리고 페이스플레이트(402)의 중심에서 0.134인치일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명된 MCM 샌드위치(326)를 포함하는 페이스플레이트(402)의 최소 및 최대 질량은, 스톡 금속 조성을 포함하는 페이스플레이트(402)의 질량보다 3% 내지 40% 더 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 페이스플레이트(402)는 스톡 금속 페이스플레이트(402)보다 최대 3%, 최대 5%, 최대 8%, 최대 10%, 최대 15%, 최대 20%, 최대 25%, 최대 30%, 최대 35%, 또는 최대 40% 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 페이스플레이트(402)는 스톡 금속 페이스플레이트(402)보다 적어도 3%, 적어도 5%, 적어도 8%, 적어도 10%, 적어도 15%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 또는 적어도 40% 더 가벼울 수 있다.

하나의 예에서, 티타늄-PEEK-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.05인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.05인치인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 23.7% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PEEK-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.025인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.025인치인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 35.6% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PEEK-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.025인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.025인치 내지 0.059인치의 가변 두께인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 31.4% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PPS-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.05인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.05인치인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 23.4% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PEEK-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.025인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.025인치인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 33.5% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PEEK-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.025인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.025인치 내지 0.059인치의 가변 두께인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 31.0% 가볍다.

몇몇 실시예에서, 페이스플레이트(402)는 버퍼 구역(328)을 포함할 수 있다. 버퍼 구역(328)은 단지 금속 재료로 이루어지고 복합재 재료가 없을 수 있다. 버퍼 구역(328)은 중앙 층에 손상을 야기하였을 수 있는 방법을 통해 클럽 헤드 바디에 페이스를 체결하는 것을 가능하게 할 수 있다. 버퍼 구역(328)을 포함하는 실시예에서, 제2 층(332)은 제1 층(330)과 제3 층(334) 내에 완전히 둘러싸일 수 있다. 그러한 실시예에서, 제2 층(332)은, 제1 및 제3 층(334)보다 더 작은 힐-토우 길이 및 더 작은 상부-저부 높이를 포함할 수 있다.

버퍼 구역(328)을 포함하는 실시예에서는 페이스의 둘레 근처에서 제1 및 제3 층(334) 중 하나 또는 둘 모두가 다른 하나를 향해 굴곡되어, 제1 및 제3 층(334)이 서로에 기대어져 실질적으로 평평하게 놓이도록 될 수 있다. 제1 층(330)과 제3 층(334)이 서로 맞대지는 버퍼 구역(328)은 제2 층(332)의 둘레 너머에 있을 수 있다. 다시 말해, 제2 층(332)은 버퍼 구역(328)의 에지에서 종결되며, 버퍼 구역(328) 내로 연장되지 않는다. 이는, 중앙 재료가 없고 페이스의 둘레 에지와 중앙 층의 둘레 에지 사이에서 측정되는 폭을 갖는 버퍼 구역(328)을 생성한다. 버퍼 구역(328)의 폭은 전체 둘레를 따라 일정할 수 있고, 0.35인치 내지 1.5인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 버퍼 구역(328)은, 0.40인치 미만, 0.50인치 미만, 0.60인치 미만, 0.70인치 미만, 0.80인치 미만, 0.90인치 미만, 1.0인치 미만, 1.1인치 미만, 1.2인치 미만, 1.3인치 미만, 1.4인치 미만, 또는 1.5인치 미만일 수 있다. 하나의 예에서, 버퍼 구역(328)의 폭은 0.75인치일 수 있다. 외층 및 내층의 외측 에지들은 페이스를 클럽 헤드 바디 상에 설치하기 전에 용접을 통해 함께 결합될 수 있다. 이어서, 페이스가 용접 또는 기타 적절한 방법을 통해 바디에 체결될 수 있다. 많은 실시예에서, 페이스와 관련된 모든 용접은 레이저 용접의 형태일 수 있다.

다른 실시예에서, 페이스플레이트(402)는 버퍼 구역(328)을 포함하지 않는다. 그러한 실시예에서, 제1 층(330), 제2 층(332) 및 제3 층(334)은 모두 페이스플레이트(402)의 에지의 일부 또는 전체에 걸쳐 동일한 평면을 따라 종결된다.

MCM 구조 리브

MCM 구조(326)에 대한 다른 실시예는 골프 클럽 헤드 리브(550) 내에 있다. 리브(550)는 응력 및 충격 편향(impact deflection)을 위해, 또는 사운드 제어를 위해, 클럽 헤드의 얇은 영역(예를 들면, 크라운, 페이스플레이트(402))을 지지한다. 하지만, 그러한 용례를 위한 리브(550)의 추가는, CG를 변위시켜 스핀 및 발사 특성에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 클럽 헤드의 특정 위치에 질량을 추가할 수 있다. MCM 구조(326)로 구성된 리브(550)들은 강도 및 사운드 제어 능력을 제공하지만, 전통적인 Ti 구조 리브(550)보다 최대 25% 가볍다.

클럽 헤드는 모든 클럽 헤드 구성 요소(즉, 금속 바다, 복합재 쉘, 및 후방(110) 바디)에 걸쳐 고정되는 리브(550)를 포함할 수 있다. 리브(550)는 각 클럽 헤드 구성 요소에 구조적 강성을 제공하도록 강하고 내구성 있는 재료로 형성되어야 한다. 내부 리브(550)는 질량 부분에서의 원치 않는 진동을 감소시킬 수 있데, 이는 골프 클럽 헤드의 질량의 상당 부분이 골프 클럽 헤드의 후방(110)에 지금까지 위치하기 때문에 바람직하다. MCM 샌드위치 패널(326)을 사용하여 리브(550) 구성 요소의 중량을 감소시키면, 리브(550)에 요구되는 강한 재료 특성을 제공하면서, 중량이 골프 클럽 헤드의 특정 위치로 재분배되는 것을 허용할 것이다.

리브(550)는, 본 명세서에 참조로 완전히 통합되는, 미국 특허 출원 번호 제15/076,511호에서 설명하는 바와 같이 골프 클럽 헤드 내에 구성 및 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 골프 클럽의 내부는 내부 리브(550) 폭을 갖는 복수의 내부 리브(550)를 포함할 수 있다. 복수의 내부 리브(550)는 2개의 리브(550), 3개의 리브(550), 4개의 리브(550), 5개의 리브(550) 또는 5개 이상의 리브(550)를 포함할 수 있다. 리브(550)들은 클럽 헤드의 폐쇄된 내부 체적 내에, 보다 구체적으로는, 소올(114)의 내면 상에 고정된다. 다른 실시예에서, 리브(550)는 크라운의 내면에, 또는 소올(114)과 크라운의 내면의 조합에 고정될 수 있다. 내부 리브(550)는 또한 리브(550) 높이 및 리브(550) 길이를 더 포함한다.

내부 리브(550) 폭은 0.025인치 내지 0.100인치 범위일 수 있다. 예를 들면, 내부 리브(550) 폭은, 0.025인치, 0.050인치, 0.075인치, 또는 0.100인치일 수도 있다. 내부 리브(550) 길이는 0.100 내지 1.500인치 범위일 수 있다. 예를 들면, 내부 리브(550) 길이는, 0.100인치, 0.200인치, 0.300인치, 0.400인치, 0.500인치, 0.600인치, 0.700인치, 0.800인치, 0.900인치, 1.000인치, 1.100인치, 1.200인치, 1.300인치, 1.400인치, 또는 1.500인치일 수도 있다.

MCM 구조 리브(550)의 중량 절감은 리브 당 최대 25%일 수 있다. 중량 절감은 사용되는 층 재료 및 치수에 따라 달라진다. 몇몇 실시예에서, MCM 리브(550)는 스톡 금속 리브보다 최대 1%, 최대 2%, 최대 3%, 최대 4%, 최대 5%, 최대 8%, 최대 10%, 최대 12%, 최대 15%, 최대 17%, 최대 20%, 최대 22%, 또는 최대 25% 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 리브(550)는 스톡 금속 리브보다 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4%, 적어도 5%, 적어도 8%, 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 15%, 적어도 17%, 적어도 20%, 적어도 22%, 또는 적어도 25% 가벼울 수 있다.

MCM 구조의 웨이트 채널 지지체

조절 가능한 웨이트 시스템을 갖는 골프 클럽 헤드는 사용자가 클럽 헤드의 무게 중심을 조절하여 공 비행 특성(즉, 공 스핀 또는 궤적)에 영향을 미쳐 성능을 최적화할 수 있게 한다. 그러한 웨이트 시스템의 채널의 지지 구조체는 골프 클럽 헤드의 다른 영역들과 비교해 두껍고, 따라서 클럽 헤드의 구조적 질량에 상당히 기여한다. 보다 가벼운 중량 채널 지지 구조체(560)를 구비하면, 웨이트 채널에 대한 부착 가능한 웨이트가 클럽 헤드에 대해 보다 효과적이고 영향력을 갖게 될 것이다. MCM 구조(326)로 구성된 웨이트 채널 지지체(560)는 강도 및 지지 능력을 제공하지만, 전통적인 금속 구조 지지 구조체보다 최대 45% 가볍다.

웨이트 채널은 본 명세서에 참조로 완전히 통합되는, 미국 특허 출원 번호 제16/185,923호에서 설명하는 바와 같이 골프 클럽 헤드 내에 구성 및 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 골프 클럽 헤드는 바디 상에 위치하는 조절 가능 웨이트 시스템을 포함하며, 조절 가능 웨이트 시스템(560)은 단일 채널 및 이 단일 채널 내의 복수의 부착 위치를 포함하며, 복수의 부착 위치들은 각각 웨이트를 수용하도록 구성된다. 그 채널은 크라운에 인접하여 클럽 헤드 둘레에, 보다 구체적으로는 소올(114) 상에 위치한 클럽의 후방(110)에 위치한다. 또한, 채널은, 클럽 헤드의 힐 단부에서 토우 단부까지 연장하며, 채널의 양단부는 클럽 헤드의 타격 페이스로부터 등거리에 있다. 게다가, 클럽 헤드의 채널은 측벽 및 바닥 벽을 포함한다.

스톡 금속 웨이트 채널 지지체에 비한 MCM 구조 웨이트 채널 지지체의 중량 절감은 최대 45%일 수 있다. 중량 절감은 사용되는 층 재료 및 치수에 따라 달라진다. 몇몇 실시예에서, MCM 중량 채널 지지체는 완전 금속 구성 채널 지지체보다, 최대 5%, 최대 10%, 최대 15%, 최대 20%, 최대 25%, 최대 30%, 최대 35%, 최대 40%, 또는 최대 45% 가벼울 수 있다. 다른 실시예에서, 완전 금속 구조 웨이트 채널 지지체에 비한 MCM 웨이트 채널 지지체의 중량 절감은, 5% 내지 10%, 10% 내지 15%, 15% 내지 20%, 20% 내지 25%, 25% 내지 30%, 30% 내지 35%, 35% 내지 40%, 및 40% 내지 45%일 수 있다.

하나의 예에서, 제1 층(330)의 두께가 0.020인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치 및 제3 층(334)의 두께가 0.020인치인 티타늄-PEEK-티타늄 MCM 조성을 갖는 웨이트 채널 구조(560)는 완전 티타늄 구조보다 39.4% 더 가볍다. 다른 예에서, 제1 층(330)의 두께가 0.020인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치 및 제3 층(334)의 두께가 0.020인치인 티타늄-PPS-티타늄 MCM 조성을 갖는 웨이트 채널 구조(560)는 완전 티타늄 구조보다 38.9% 더 가볍다.

MCM 구조 터뷸레이터(442)

이하에서는 공기 흐름 분리 거리를 증가시켜 항력을 감소시킴으로써 골프 클럽 헤드의 공기역학적 특성을 개선시키도록 터뷸레이터(442)를 포함하는 골프 클럽 헤드의 다양한 실시예에 대해 설명한다. 터뷸레이터(442)의 배치는 골프 클럽 헤드 상에 상향 전방쪽에 추가적 질량을 추가할 수 있으며, 이는 골프 공 성능 특성을 최적화하는 데에 이상적이지 않다. 터뷸레이터(442)를 위해 경량 재료를 구현하는 것은, 추가적 질량을 최소화하면서 공기역학적 이점을 제공할 것이다.

터뷸레이터(442)는, 본 명세서에 참조로 완전히 통합되는, 미국 특허 출원 번호 제16/724,021호에서 설명하는 바와 같이 골프 클럽 헤드 내에 구성 및 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 터뷸레이터(442)는 크라운의 전방 영역(112)에 배치될 수 있으며, 터뷸레이터(442)의 적어도 일부분은 리딩 에지와 정점(apex) 사이에 있다. 다른 실시예에서, 터뷸레이터(442)는 소올(114) 상에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 골프 클럽 헤드(XX)는 소올(114)과 크라운 모두에 터뷸레이터(442)를 포함한다.

몇몇 실시예에서, MCM 패널(326)을 포함하는 터뷸레이터(442)는 터뷸레이터(442)의 전체적인 형상을 취할 수 있는 내부 복합재 재료를 구비할 수 있다. 그 복합재의 내측과 외측에 금속 층이 있을 수 있다. 금속 층들은 복합재 층이 금속 층들 사이에 싸이도록 복합재 층 상에 코팅으로서 작용할 수 있다.

MCM 구조 터뷸레이터(442)의 중량 절감은 최대 25%일 수 있다. 중량 절감은 사용되는 층 재료 및 치수에 따라 달라진다. 몇몇 실시예에서, MCM 터뷸레이터(442)는 스톡 금속 터뷸레이터(442)보다 최대 1%, 최대 2%, 최대 3%, 최대 4%, 최대 5%, 최대 8%, 최대 10%, 최대 12%, 최대 15%, 최대 17%, 최대 20%, 최대 22%, 또는 최대 25% 더 가벼울 수 있다. 몇몇 실시예에서, MCM 터뷸레이터(442)는 스톡 금속 터뷸레이터(442)보다 적어도 1%, 적어도 2%, 적어도 3%, 적어도 4%, 적어도 5%, 적어도 8%, 적어도 10%, 적어도 12%, 적어도 15%, 적어도 17%, 적어도 20%, 적어도 22%, 또는 적어도 25% 가벼울 수 있다.

사운드 용례를 위한 MCM 구조

중량 절감 외에도, MCM 패널(326)은 사운드 및 진동 감쇠를 제공하도록 골프 클럽 헤드 내에 또는 그 상에 전략적으로 배치될 수 있다. 이러한 식으로 사용되는 경우, MCM 패널(326)의 포함은 골프 공과의 충돌 중에 사운드 및 느낌을 개선할 수 있다. 몇몇 예에서, MCM 조성(326)으로 구성되는 경우에 사운드 및 느낌을 향상시킬 수 있는 구조체로는, 크라운 인서트(444), 소올(114) 인서트, 크라운 및 소올(114)의 적어도 일부분을 구성하는 랩어라운드 인서트(wraparound insert), 내부 리브(550), 웨이트 포트, 또는 페이스 인서트(802)를 포함할 수 있다. 이들 실시예에서, MCM 패널(326)의 보다 유연한 복합재 층은 진동 흡수기로서 작용하여, 골프 클럽 헤드의 나머지 부분이 경험하는 피크 진폭 진동 진동수를 최소화할 수 있다. 전술한 z배향 섬유(220)를 포함하는 MCM 실시예는 보강 특성을 개선하여, 진동 및 사운드 튜닝 특성을 개선할 수 있다.

이하에서 설명하는 사운드 및 진동 감쇠 실시예는 본 명세서에서 설명하는 다른 골프 클럽 헤드 MCM 구성 요소 및 구조체들 중의 임의의 것과 조합하여 구현될 수도 있다. 진동 감쇠를 제공하도록 된 크라운 인서트(444)는 임의의 적절한 형상을 가질 수 있다. 몇몇 예에서, 크라운 인서트(444)는 직사각형, 정사각형, 삼각형, 사다리꼴, 마름모, 원형, 타원형 또는 기타 다각형 형상 중 임의의 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 크라운 인서트(444)는 대체로 크라운의 형상을 따르는 형상을 가질 수 있다.

진동 감쇠를 제공하도록 된 내부 리브(550)는 피크 진폭 진동 진동수를 경험하는 클럽 헤드의 영역 내에 배치될 수 있다. 몇몇 예에서, 리브(550)는 크라운과 소올(114) 사이에서 크라운의 내측면, 소올(114)의 내측면, 또는 스커트의 내측면 중 어느 하나 또는 임의의 조합 상에 배치될 수 있다. 리브(550)는 피크 진폭 진동수 영역들의 최대 커버리지를 제공하도록 페이스 평면에 대해 각을 이룰 수도 있다. 리브(550)는 골프 클럽 헤드의 길이, 폭 및/또는 깊이에 걸쳐 부분적으로 또는 전체적으로 연장할 수 있다.

아이언의 특징

도 12 내지 도 14를 참조하면, 유사한 도면 부호들은 다양한 도면들에서 동일 또는 유사한 구성 요소들을 지칭하는 데에 사용되고 있다. 클럽 헤드(700)는 바디(762)를 포함하며, 이 바디(762)는 상부 레일(704), 상부 레일(704) 반대편의 소올(714), 토오 단부(706) 및 토오 단부(706) 반대편의 힐 단부(708)를 구비한다. 클럽 헤드(700)는 타격 페이스(702) 및 이 타격 페이스(702) 반대편의 후방(110)을 더 포함한다. 하나의 실시예에서, 타격 페이스(702), 상부 레일(704), 소올(114), 토오 단부(706), 힐 단부(708) 및 후방(110)은 서로 일체로 이루어지고 폐쇄/중공 내부 체적을 형성할 수 있다. 다른 실시예에서, 타격 페이스(702) 및 바디(762)는 별개로 형성되어 폐쇄/중공 내부 체적을 형성하도록 함께 고정될 수 있다. 이들 실시예에서, 폐쇄/중공 내부 체적은 캐비티를 획정한다.

몇몇 실시예에서, 타격 페이스, 후방(710), 상부 레일 및 소올(714)의 적어도 일부분들이 MCM 패널 구조(326)로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 중공 바디 아이언 골프 클럽 헤드(700)의 대부분은 MCM 구조(326)로 형성된다. 다른 실시예에서, 상부 레일, 힐 영역 또는 후방(110) 벽 등의 영역들을 비롯하여, 골프 클럽 헤드에 있어서의 전통적으로 부피가 큰 영역들은 MCM 구조(326)로 선택적으로 형성될 수 있는 반면, 골프 클럽 헤드(700)의 나머지 부분들은 금속 재료로 형성된다.

타격 페이스는 또한 기하학적 중심을 더 획정할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기하학적 중심은 타격 표면 둘레의 기하학적 중심점에 위치할 수 있다. 또 다른 기법에서, 타격 페이스(702)의 기하학적 중심은 United States Golf Association (USGA) 등의 골프 감독 기구의 정의에 따라 위치할 수도 있다. 예를 들면, 타격 표면(XX)의 기하학적 중심(XX)은 USGA의 "Procedure for Measuring the Flexibility of a Golf Clubhead"(USGA-TPX3004, Rev. 1.0.0, 2008년 5월 1일)(http://www.usga.org/equipment/testing/protocols/ Procedure-For-Measuring-The-Flexibility-Of-A-Golf-Club-Head/에서 입수 가능) ("Flexibility Procedure")의 섹션 6.1에 따라 결정될 수 있다.

MCM 구조 아이언 타격 페이스

하나의 실시예에서, MCM 조성(326)은 아이언 타입 골프 클럽 헤드의 타격 페이스에 사용될 수 있다. 아이언 타입 골프 클럽 헤드(700)의 타격 페이스의 많은 구조들은 우드 타입 골프 클럽 헤드의 타격 페이스와 유사할 수 있다. 타격 페이스(702)는 로프트 평면 또는 페이스 평면에 대해 수직으로 연장하는 방향으로 타격 표면으로부터 후방면까지 측정되는 두께를 포함한다. 타격 페이스(702)의 두께는, 타격 페이스(702)의 최대 두께가 기하학적 중심 근처에 위치하고 타격 페이스(702)의 최소 두께가 둘레 근처에 위치할 수 있도록, 변화할 수 있다. 타격 페이스(702)의 두께는 0.05 내지 0.20인치 범위일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 타격 페이스(702)의 두께는 0.05 내지 0.125인치, 또는 0.12 내지 0.20인치 범위일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 타격 페이스(702)의 두께는 0.05 내지 0.10인치, 0.06 내지 0.11인치, 0.07 내지 0.12인치, 0.08 내지 0.13인치, 0.09 내지 0.14인치, 또는 0.10 내지 0.15인치 범위일 수 있다. 예를 들면, 타격 페이스(XX)의 두께는, 0.05인치, 0.06인치, 0.065인치, 0.07인치, 0.075인치, 0.08인치, 0.085인치, 0.09인치, 0.095인치, 0.10인치, 0.11인치, 0.12인치, 0.13인치, 0.14인치, 0.15인치, 0.16인치, 0.17인치, 0.18인치, 0.19인치, 또는 0.20인치일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명하는 MCM 샌드위치(326)를 포함하는 타격 페이스(XX)의 최소 및 최대 질량은 스톡 금속 조성을 포함하는 타격 페이스(702)의 질량보다 최대 30% 가벼울 수 있다. 몇몇 예에서, MCM 타격 페이스는 스톡 금속 타격 페이스보다 최대 2%, 최대 4%, 최대 6%, 최대 8%, 최대 10%, 최대 12%, 최대 14%, 최대 16%, 최대 18%, 최대 20%, 최대 22%, 최대 24%, 최대 26%, 최대 28%, 또는 최대 30% 가벼울 수 있다.

하나의 예에서, 티타늄-PEEK-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.05인치, 제2 층(332)의 두께가 0.025인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.05인치인 타격 페이스 구조는 완전 티타늄 구조보다 13.6% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PPS-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.05인치, 제2 층(332)의 두께가 0.025인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.05인치인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 13.5% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PEEK-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.05인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.05인치인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 22.8% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PPS-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.05인치, 제2 층(332)의 두께가 0.05인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.05인치인 페이스플레이트(402) 구조는 완전 티타늄 구조보다 22.5% 가볍다.

퍼터의 특징

MCM 조성(326)은 퍼터 타입 골프 클럽 헤드(800)의 일부를 대체할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 퍼터 타입 골프 클럽 헤드(800)에 있어서의 페이스 인서트(802), 페이스플레이트(402), 크라운, 또는 소올(114) 중 어느 하나 또는 조합이 MCM 조성(326)으로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 퍼터 타입 골프 클럽 헤드(800)의 대부분이 MCM 조성(326)으로 구성될 수 있다.

MCM 구조 퍼터 타격 페이스

도 15 내지 도 18을 참조하면, 하나의 실시예에서, 타격 페이스(402) 또는 인서트(802)가 MCM 조성(326)을 포함할 수 있다. 퍼터 타입 페이스 인서트(802)는 여러 면에서 우드 타입 골프 클럽 헤드 페이스플레이트(402)와 유사할 수 있다. 타격 페이스 인서트(802)의 치수 및 형상은 전형적인 퍼터 타입 골프 클럽 헤드(800)의 페이스 인서트(802)를 반영할 수 있다. 퍼터 타입 골프 클럽 헤드(800)의 전통적인 금속 재료 타격 페이스 인서트(802)를 MCM 패널(326)로 대체하면, 클럽 헤드의 전방 영역(112)에서의 질량을 감소시킬 수 있고, 이에 의해 자유 재량 질량을 증가시켜, CG 위치 설정 및 MOI 등의 특성의 개선을 위한 잠재력을 갖게 할 수 있다.

타격 페이스는 클럽 헤드 바디에 고정될 수 있다. 이들 실시예에서, 상부 부분은 인서트 캐비티(870)를 포함할 수 있다. 인서트 캐비티(870)는 페이스 인서트(802)를 수용하도록 구성될 수 있다. 타격 페이스(802)는 아교(glue), 초강력 접합(VHB™) 테이프, 에폭시 또는 기타 접착제 등의 접착제에 의해 고정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 타격 페이스(802)는, 용접, 납땜, 나사, 리벳, 핀, 기계적 인터록 구조, 또는 다른 체결법에 이해 고정될 수도 있다.

공 타격 페이스플레이트(402) 또는 페이스 인서트(802)는 두께를 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는 0.015 내지 0.115인치 범위일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는, 0.015 내지 0.045인치, 0.020 내지 0.050인치, 0.025 내지 0.055인치, 0.050 내지 0.100인치, 0.055 내지 0.105인치, 0.060 내지 0.110인치, 또는 0.065 내지 0.115인치 범위일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는 적어도 0.015인치, 적어도 0.020인치, 적어도 0.025인치, 적어도 0.030인치, 적어도 0.035인치, 적어도 0.040인치, 적어도 0.045인치, 적어도 0.050인치, 적어도 0.055인치, 적어도 0.060인치, 적어도 0.065인치, 적어도 0.070인치, 적어도 0.075인치, 적어도 0.080인치, 적어도 0.085인치, 적어도 0.090인치, 적어도 0.095인치, 적어도 0.10인치, 적어도 0.105인치, 적어도 0.110인치, 또는 적어도 0.115인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는 0.015인치 이상, 0.020인치 이상, 0.025인치 이상, 0.030인치 이상, 0.035인치 이상, 0.040인치 이상, 0.045인치 이상, 0.050인치 이상, 0.055인치 이상, 0.060인치 이상, 0.065인치 이상, 0.070인치 이상, 0.075인치 이상, 0.080인치 이상, 0.085인치 이상, 0.090인치 이상, 0.095인치 이상, 0.10인치 이상, 0.105인치 이상, 0.110인치 이상, 또는 0.115인치 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는, 0.015인치 이하, 0.020인치 이하, 0.025인치 이하, 0.030인치 이하, 0.035인치 이하, 0.040인치 이하, 0.045인치 이하, 0.050인치 이하, 0.055인치 이하, 0.060인치 이하, 0.065인치 이하, 0.070인치 이하, 0.075인치 이하, 0.080인치 이하, 0.085인치 이하, 0.090인치 이하, 0.095인치 이하, 0.10인치 이하, 0.105인치 이하, 0.110인치 이하, 또는 0.115인치 이하일 수 있다. 예를 들면, 페이스 인서트(802)의 두께는, 0.015인치, 0.020인치, 0.025인치, 0.030인치, 0.035인치, 0.040인치, 0.045인치, 0.050인치, 0.055인치, 0.060인치, 0.065인치, 0.070인치, 0.075인치, 0.080인치, 0.085인치, 0.090인치, 0.095인치, 0.10인치, 0.105인치, 0.110인치, 또는 0.115인치일 수 있다.

다른 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는 0.115 내지 0.40인치 범위일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는, 0.115 내지 0.20인치, 0.15 내지 0.30인치, 0.20 내지 0.30인치, 0.25 내지 0.35인치, 또는 0.30 내지 0.40인치 범위일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는 적어도 0.15인치, 적어도 0.20인치, 적어도 0.25인치, 적어도 0.30인치, 적어도 0.35인치, 또는 적어도 0.40인치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는, 0.15인치 이상, 0.20인치 이상, 0.25인치 이상, 0.30인치 이상, 0.35인치 이상, 또는 0.40인치 이상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 페이스 인서트(802)의 두께는, 0.15인치 이하, 0.20인치 이하, 0.25인치 이하, 0.30인치 이하, 0.35인치 이하, 또는 0.40인치 이하일 수 있다. 예를 들면, 페이스 인서트(802)의 두께는, 0.15인치, 0.20인치, 0.25인치, 0.30인치, 0.35인치, 또는 0.40인치일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 본 명세서에 설명하는 MCM 샌드위치(326)를 포함하는 페이스 인서트(802)의 최소 및 최대 질량은 스톡 금속 조성을 포함하는 타격 페이스 인서트(802)의 질량보다 최대 70% 가벼울 수 있다. 몇몇 예에서, MCM 타격 페이스 인서트(802)는 스톡 금속 타격 페이스보다 최대 2%, 최대 4%, 최대 6%, 최대 8%, 최대 10%, 최대 12%, 최대 14%, 최대 16%, 최대 18%, 최대 20%, 최대 22%, 최대 24%, 최대 26%, 최대 28%, 최대 30%, 최대 32%, 최대 34%, 최대 36%, 최대 38%, 최대 40%, 최대 42%, 최대 44%, 최대 46%, 최대 48%, 최대 50%, 최대 52%, 최대 54%, 최대 56%, 최대 58%, 최대 60%, 최대 62%, 최대 64%, 최대 66%, 최대 68%, 또는 최대 70% 가벼울 수 있다. 하나의 예에서, MCM 타격 페이스 인서트(802)는 완전 금속 구조보다 69.2% 가볍다.

하나의 예에서, 티타늄-PEEK-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.08인치, 제2 층(332)의 두께가 0.04인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.08인치인 타격 페이스 인서트(802) 구조는 완전 티타늄 구조보다 14.2% 가볍다. 다른 예에서, 티타늄-PPS-티타늄 조성을 갖고, 제1 층(330)의 두께가 0.08인치, 제2 층(332)의 두께가 0.04인치, 그리고 제3 층(334)의 두께가 0.08인치인 타격 페이스 인서트(802) 구조는 완전 티타늄 구조보다 14.0% 가볍다.

골프에 대한 규칙은 때때로 변경될 수 있으므로(예컨대, USGA(United States Golf Association), R&A(Royal and Ancient Golf Club of St. Andrews) 등과 같은 골프 표준 기관 및/또는 감독 기구에 의해 새로운 규정이 채택되거나 오래된 규칙이 제거 또는 수정될 수 있음), 본 명세서에서 기술하는 장치, 방법 및 제조 물품과 관련된 골프 장비는 어느 특정 시점에서의 골프 규칙에 부합하거나 부합하지 않을 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 기술하는 장치, 방법 및 제조 물품과 관련된 골프 장비는 규정에 부합 또는 부합하지 않는 골프 장비로서 광고, 판매 제의, 및/또는 판매될 수 있다. 본 명세서에서 기술하는 제조 물품, 방법, 및 장치는 그에 한정되지 않는다.

제조 방법

많은 실시예에서, 골프 클럽 헤드 바디는 금속 재료로 주조될 수 있다. 그 금속 재료는, 티타늄(Ti), 티타늄 합금(예를 들면, Ti-6-4, Ti-8-1-1, T-9S, 또는 BE α-β Ti 합금), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 강, 강 합금, 주석, 주석 합금, 또는 임의의 다른 적절한 금속 재료 중으로부터 선택된 임의의 하나 또는 조합일 수 있다. 바디는 페이스플레이트(102)를 수용하도록 구성된 개구 또는 구멍(136)을 포함하도록 주조 또는 기계 가공될 수 있다. 페이스플레이트(102)의 금속 층(330, 334)은 단조, 주조, 또는 주조 후 단조될 수 있다. 이어서 홈 및 기타 구조가 제1 및 제3 금속 층(330, 334) 중 하나 또는 둘 모두로 기계 가공될 수 있다.

제2 (복합재) 층(332)은 압축 성형에 의해 형성될 수 있다. 복합재 층(332)은 전술한 재료들 중 임의의 하나 또는 조합을 갖는 중합체 및 섬유(224)를 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, 복합재 층(332)은 다층으로 형성될 수 있으며, 중합체 및 섬유(224)의 단일 층은 형성 및 경화된 후에 다른 하나의 동일 또는 거의 동일한 층이 추가된다. 몇몇 실시예에서, 불연속 또는 단섬유(chopped fiber)가 사용된다. 다른 실시예에서, 섬유의 단방향 시트가 사용된다. 또 다른 실시예에서, 직조 섬유 시트가 사용될 수도 있다. 섬유(224)는 각 층 내에서 하나 방향 또는 복수의 방향으로 배향될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 섬유(224)는 일부 또는 모든 층에서 상이한 방향으로 배향된다. 섬유 보강 복합재는 원하는 두께가 달성될 때까지 층들로 적층될 수 있다. 그 층들은 각각 동일하거나 상이한 두께를 가질 수도 있다. 그 층들은 라미네이트를 형성하도록 적층되고 커플링된다. 하나 이상의 라미네이트가 MCM 패널(326)의 제2 층(332)을 형성할 수 있다.

제1 층, 제2 층 및 제3 층(330, 332, 334)은 결합 전에 필요에 따라 개별적으로 성형될 수 있다. 커팅, 프레싱, 스탬핑 및 기계 가공 등의 가공 단계들이, 원하는 형상, 구조 및 크기를 형성하도록, 3개의 층 중 임의의 층에 사용될 수 있다. 많은 실시예에서, 열과 압력의 조합이 MCM 패널(326)을 형성하도록 3개의 층을 조합하는 데에 사용될 수 있다.

이들 실시예에서, 50 psi 내지 1000 psi 범위의 압력이 층(330, 332, 334)들을 함께 프레싱하는 데에 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 층(330, 332, 334)들을 결합하는 데에 사용되는 압력은, 50 psi 내지 100 psi, 100 psi 내지 150 psi, 150 psi 내지 200 psi, 200 psi 내지 250 psi, 300 psi 내지 350 psi, 350 psi 내지 400 psi, 400 psi 내지 450 psi, 450 psi 내지 500 psi, 500 psi 내지 550 psi, 550 psi 내지 600 psi, 600 psi 내지 650 psi, 650 psi 내지 700 psi, 700 psi 내지 750 psi, 750 psi 내지 800 psi, 800 psi 내지 850 psi, 850 psi 내지 900 psi, 900 psi 내지 950 psi, 또는 950 psi 내지 1000 psi일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 층(330, 332, 334)을 결합하는 데에 사용되는 압력은, 100 psi 미만, 200 psi 미만, 300 psi 미만, 400 psi 미만, 500 psi 미만, 600 psi 미만, 700 psi 미만, 800 psi 미만, 900 psi 미만, 또는 1000 psi 미만일 수 있다.

몇몇 실시예에서, 에폭시 또는 기타 접착제가 3개의 층(330, 332, 334)을 결합하는 데에 사용된다. 에폭시 또는 접착제는 전술한 바와 같이 열 및 압력을 가하거나 가하지 않고 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 리벳 또는 리벳들 등의 같은 기계적 체결구가 3개의 층(330, 332, 334)을 함께 고정하는 데에 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 에폭시 또는 접착제가 기계적 체결구와 함께 사용될 수 있다.

MCM 패널(326)의 생성 및 성형 후에, 형성된 구성 요소는 골프 클럽 헤드에 부착될 수 있다. 이는 용접, 기계적 체결, 접착, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 행해질 수 있다. 많은 실시예에서, 골프 클럽 헤드 바디에 맞대지는 구성 요소의 에지는 그 구성 요소를 제자리에 고정하도록 골프 클럽 헤드 바디에 용접될 수 있다. 펄스 플라즈마 용접, 연속 레이저 용접, 레이저 하이브리드 용접, 아크 용접, 또는 임의의 기타 적절한 용접법 등의 용접 형태 중 임의의 하나 또는 조합을 사용하여, MCM 패널(326) 구성 요소를 골프 클럽 헤드 바디에 커플링할 수 있다.

실시예

I. 실시예 1: MCM 샌드위치 샘플과 스톡 Ti 시트에 대한 특성 비교

[표 1]

MCM 샌드위치 패널들을 완전 Ti 시트 샘플들과 비교하였다. 일련의 테스트들을 3가지 형태의 샘플, 즉 350 PSI Ti/폴리에틸렌이민(PEI)으로 구성된 MCM 샌드위치 패널, 700 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널, 및 스톡 Ti 시트에 대해 실행하였다. 본 예를 위한 MCM 샌드위치 패널은 3개의 층으로 구성된다. 제1 층은 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 제2 층은 0.025인치 두께의 PEI z축 보강 복합재이다. 제3 층은 제1 층과 동일한 것으로, 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 이들 3개의 층 구성 요소를 하나의 샘플에 대해 350 PSI로 그리고 제2 샘플에 대해 700 PSI로 함께 압축 성형하였다. 3개의 샘플에서의 질량 및 두께의 특성들을 표 1에 나타낸다. 스톡 Ti 샘플에 비해 각 Ti/PEI MCM 샌드위치의 두께를 증가시키더라도 중량 절감이 달성되었다는 점을 주목하는 것이 중요하다. 350 PSI Ti/PEI 샘플은 스톡 Ti보다 17.6% 두껍지만, 여전히 5.1% 가볍다. 700 PSI Ti/PEI 샘플은 스톡 Ti보다 8.4% 두껍지만, 여전히 7.0% 가볍다. 중량을 증가시키지 않고 두꺼운 패널을 갖는 능력은 MCM의 CT 및 COR 크기의 잠재력에 대한 통찰력을 제공한다. 그러한 두께 및 중량 크기는 중량을 절감하면서 금속으로서 상대적인 강도 및 굽힘 특성을 얻는 데에 사용된다.

II. 실시예 2: MCM 샌드위치 샘플과 스택 Ti 시트에 대한 3점 굽힘 테스트 비교

[표 2]

3점 굽힘 테스트를, 350 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널, 700 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널, 및 2개의 스톡 Ti 시트(예를 들면, Ti A 및 Ti B)에 대해 수행하였다. 본 예를 위한 MCM 샌드위치 패널은 3개의 층으로 구성된다. 제1 층은 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 제2 층은 0.025인치 두께의 PEI z축 보강 복합재이다. 제3 층은 제1 층과 동일한 것으로, 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 이들 3개의 층 구성 요소를 하나의 샘플에 대해 350 PSI로 그리고 제2 샘플에 대해 700 PSI로 함께 압축 성형하였다. 4개의 샘플(MCM 샌드위치 및 스톡 Ti) 모두 굴곡 반응을 평가하기 위해 장치 내에 넣었다. 2개의 MCM 샌드위치 샘플들 모두 스톡 Ti 샘플들보다 높은 최대 힘 결과를 가졌다. 2개의 MCM 샌드위치 샘플들 모두 스톡 Ti 샘플들에 비해 낮은 굴곡 계수 값을 가졌다. 목표는 그것 또는 스톡 Ti 및 기타 스톡 금속에 필적할 만한 굴곡 계수를 갖는 MCM 샌드위치를 생성하는 데에 있다. 2개의 MCM 샌드위치 샘플들 간의 굴곡 계수의 차는 압축 압력이 원하는 계수 값을 생성하는 데에 이용될 수 있음을 보여준다. 데이터는 중량을 절감하면서 금속에 필적할 만한 강도 및 굽힘 특성을 획득하는 능력을 보여준다. 평균 최대 힘이 2개의 MCM 샘플 모두에서 Ti 샘플보다 크기 때문에, MCM 샌드위치는 패널의 강도를 유지하거나 증가시키고 있다. MCM 샌드위치 샘플들과 Ti 샘플들 간의 평균 굴곡 계수에서의 최소 차는, MCM 샌드위치 샘플들이 패널의 유연성을 유지하고 있음을 보여준다.

III. 실시예 3: MCM 샌드위치 샘플과 스톡 Ti 시트에 대한 COR 테스트 비교

[표 3]

반발 계수(COR) 테스트를 350 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널, 700 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널 및 스톡 Ti 시트에 대해 수행하였다. 본 예를 위한 MCM 샌드위치 패널은 3개의 층으로 구성된다. 제1 층은 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 제2 층은 0.025인치 두께의 PEI z축 보강 복합재이다. 제3 층은 제1 층과 동일한 것으로, 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 이들 3개의 층 구성 요소를 하나의 샘플에 대해 350 PSI로 그리고 제2 샘플에 대해 700 PSI로 함께 압축 성형하였다. 3개의 샘플(MCM 샌드위치 및 스톡 Ti) 모두 COR을 얻기 위해 테스트를 거쳤다. 2개의 Ti/PEI 복합재 샘플 모두에 대한 COR 값은 스톡 Ti의 참조값보다 약간 낮았다. 350 PSI Ti/PEI 및 700 PSI Ti/PEI에 대한 COR 값은 각각 17.6% 및 8.4% 더 두껍더라도 스톡 Ti보다 각각 겨우 2.9% 및 2.2% 낮았다는 점을 유념하는 것이 중요하다. 이 결과는, 골프 공 속도 및 성능을 개선하기 위해 MCM 패널의 구조(두께, 기하 형상, 재료 구성 등)를 조작할 여지가 있음을 보여준다. 데이터는 중량을 절감하면서 금속에 필적할 만한 강도 및 굽힘 특성을 획득하는 능력을 보여준다. MCM 샌드위치 샘플들과 Ti 샘플 간의 COR에서의 최소 차는, MCM 샌드위치 샘플들이 패널의 COR을 유지하고 있음을 보여준다.

IV. 실시예 4: MCM 샌드위치 샘플과 스톡 Ti 시트에 대한 CT 테스트 비교

[표 4]

특성 시간(CT) 테스트를 350 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널, 700 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널 및 스톡 Ti 시트에 대해 수행하였다. 본 예를 위한 MCM 샌드위치 패널은 3개의 층으로 구성된다. 제1 층은 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 제2 층은 0.025인치 두께의 PEI z축 보강 복합재이다. 제3 층은 제1 층과 동일한 것으로, 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 이들 3개의 층 구성 요소를 하나의 샘플에 대해 350 PSI로 그리고 제2 샘플에 대해 700 PSI로 함께 압축 성형하였다. 3개의 샘플(MCM 샌드위치 및 스톡 Ti) 모두 CT을 얻기 위해 테스트를 거쳤다. 두 MCM 샌드위치 샘플들 모두에 있어서 스톡 TI 샘플에 비한 CT의 현저한 감소가 있었다. 이 결과는, CT를 개선하기 위해 MCM 패널의 구조(두께, 기하 형상, 재료 구성 등)를 조작할 여지가 있음을 보여준다. CT 값을 개선하면, 공 속도 및 전체적 클럽 성능을 최적화할 수 있다. 데이터는 중량을 절감하면서 금속에 필적할 만한 강도 및 굽힘 특성을 획득하는 능력을 보여준다. MCM 샌드위치 샘플들과 Ti 샘플 간의 CT에서의 최소 차는, MCM 샌드위치 샘플들이 패널의 CT를 유지하고 있음을 보여준다.

V. 실시예 5: MCM 샌드위치 샘플과 스톡 Ti 시트에 대한 내구성 테스트 비교

[표 5]

내구성 테스트를 350 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널, 700 PSI Ti/PEI로 구성된 MCM 샌드위치 패널 및 스톡 Ti 시트에 대해 수행하였으며, 내구성에 있어서의 개선을 보여준다. 본 예를 위한 MCM 샌드위치 패널은 3개의 층으로 구성된다. 제1 층은 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 제2 층은 0.025인치 두께의 PEI z축 보강 복합재이다. 제3 층은 제1 층과 동일한 것으로, 0.05인치 두께의 Ti 6-4 시트이다. 이들 3개의 층 구성 요소를 하나의 샘플에 대해 350 PSI로 그리고 제2 샘플에 대해 700 PSI로 함께 압축 성형하였다. 3개의 샘플(MCM 샌드위치 및 스톡 Ti)들 모두 내구성을 테스트하기 위해 공기 대포 내에 넣어졌다. 공기 대포에서의 내구성 테스트는 MCM 샌드위치가 스톡 Ti 시트와 유사한 수명을 갖는다는 점을 보장하기 위해 수행되었다. 표 5는 각 샘플이 파손시까지 견딜 수 있었던 총 타격 횟수를 도시한다. MCM 샌드위치 패널에 대해 견디는 타격 횟수는 스톡 Ti 시트의 2배 이상이었다(파손시까지 115% 더 많은 타격에 견딤). Ti 샘플에 비한 MCM 샌드위치 샘플의 파손시까지 총 타격 횟수의 증가는 패널의 내구성 개선을 보여준다.

VI. 실시예 6: 드라이버에서의 MOI 비교

[표 6]

[표 7]

드라이버 구조의 골프 클럽 헤드는 MCM 구조의 배치 및 적용에 기초하여 재분배된 중량으로 시뮬레이션되었다. 3개의 구조, 즉 MCM 페이스플레이트를 갖는 드라이버 헤드, MCM 웨이트 채널 지지체를 갖는 드라이버 헤드, 및 MCM 페이스플레이트와 MCM 웨이트 채널 지지체를 갖는 드라이버 헤드를 스톡 구조와 비교하였다. 이들 3개의 구조에서의 남은 질량은 자유 재량 질량으로서 재할당하여, 클럽 헤드의 후방의 텅스텐 웨이트 부착물에 부가하였다. 클럽에서의 상기한 3가지 구조의 실시예와 스톡 구조에 대한 질량 특성을 표 6에 나타낸다. 스톡 구조에 비한 질량 특성은 표 7에 나타낸다. MCM 구조가 사용되는 경우에 MOI의 증가가 스톡 클럽 헤드 구조에 비해 3가지 구조의 실시예에서 이용되었다는 점을 유념하는 것이 중요하다. 골프 클럽 헤드가 높은 MOI(USGA 규정 내에 유지하면서)를 갖는다는 것은, 클럽 헤드 성능을 최적화하도록 클럽 페이스에 대한 오프 센터 히트의 비틀림 효과를 감소시킬 것이기 때문에 이상적이다. 특히 y 및 z방향에서 CG 위치는 스톡 구조와 비교할 때에 보다 낮고 보다 후방으로 이동하는 점을 유념하는 것이 중요하다. CG의 낮은 배치와 후방 배치를 균형을 맞추면, 보다 양호한 골프 공 스핀 값을 생성할 수 있다. 따라서, CG의 낮은 위치와 후방 배치를 조합함으로써, 관용성을 개선할 수 있으며 그리고 최적화된 골프 공 비행 성능 특성을 제공할 수 있다. 금속 구조에 비한 MCM 샌드위치 구조들의 MOI의 증가는 관용성 개선을 보여준다.

VII. 실시예 7: 아이언에서의 MOI 비교

[표 8]

MCM 구조를 아이언 바디 골프 클럽 헤드의 타격 페이스 내에 구현하였다. 3가지 상이한 아이언 구조, 즉 스톡 완전 강 구조, 감소된 질량의 완전 강 구조 및 MCM 타격 페이스 구조의 질량 특성을 표 8에 나타낸다. 감소된 질량의 아이언 구조가 MCM 구조를 갖는 아이언 구조에 대한 직접적인 비교 도구로서 작용한다. MCM 타격 페이스는 다른 2가지 아이언의 강 구조 타격 페이스보다 49.6% 가볍다. 절감된 질량을 아이언의 바디 내에 재분배함으로써, 구체적으로 아이언의 둘레에 중량을 재할당함으로써, 5.6%만큼 증가된 MOIxx와 9.8%만큼 증가된 MOIyy와 같이 동일한 중량의 완전 강 아이언에 비해 MOI의 증가가 가능하다. 전체 헤드 질량의 변화가 MOI에 영향을 미치기 때문에, 동일한 전체 중량을 갖지만 파트들에 대해 상이한 질량 분포를 갖는 골프 클럽 헤드들을 직접 비교하는 것이 중요하다. 동일한 전체 질량을 갖는 클럽 헤드들을 비교하면, 경량의 MCM의 활용이 골프 클럽 헤드 성능에 대해 갖는 개선점이 강조된다. 금속 구조에 비한 MCM 샌드위치 구조들의 MOI의 증가는 관용성 개선을 보여준다.

VIII. 실시예 8: 퍼터에서의 MOI 비교

[표 9]

MCM 구조를 퍼터 골프 클럽 헤드의 타격 페이스 인서트 내에 구현하였다. 3가지 상이한 퍼터 구조, 즉 스톡 완전 강 페이스 인서트 구조, 감소된 질량의 완전 강 페이스 인서트 구조 및 MCM 페이스 인서트 구조의 질량 특성을 표 9에 나타낸다. 감소된 질량의 퍼터 구조가 MCM 구조를 갖는 퍼터 구조에 대한 직접적인 비교 도구로서 작용한다. MCM 타격 페이스 인서트는 다른 2가지 퍼터의 강 구조 페이스보다 69.2% 가볍다. 절감된 질량을 퍼터의 바디 내에 재분배함으로써, 특히 맞춤형 웨이트 시스템 요소에 재분배함으로써, 3.4%만큼 증가된 MOIxx와 4.4%만큼 증가된 MOIyy와 같이 동일한 중량의 완전 강 페이스 인서트 퍼터에 비한 MOI의 증가가 가능하다. 퍼터에서의 MOI의 증가는 오프-센터 퍼팅 및 미스힛 퍼팅의 비틀림 효과를 감소시켜 관용성을 개선시킬 수 있다. 따라서, 금속 구조에 비한 MCM 샌드위치 구조들의 MOI의 증가는 관용성 개선을 보여준다.

조항

항 1. 골프 클럽 헤드로서: 바디 및 페이스플레이트; 및 금속-복합재-금속 구조를 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 구조는 제1 층, 제2 층 및 제3 층을 포함하며, 상기 제1 층은 금속 재료로 구성되며, 상기 제2 층은 섬유 보강 복합재 재료로 구성되며, 상기 제3 층은 금속 재료로 구성되며, 상기 금속-복합재-금속 구조는 골프 클럽 헤드의 적어도 일부분을 구성하는 것인, 골프 클럽 헤드.

항 2. 항 1에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는, 페이스플레이트, 페이스 인서트, 내부 리브, 터뷸레이터, 크라운 인서트, 또는 웨이트 채널 중 적어도 하나의 금속-복합재-금속 구조로 구성되는 구조체를 포함하는, 골프 클럽 헤드.

항 3. 항 2에 있어서, 금속-복합재-금속 페이스플레이트를 더 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 페이스플레이트는 금속 재료로 이루어진 동일한 페이스플레이트의 질량보다 최대 50% 작은 질량을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.

항 4. 항 2에 있어서, 금속-복합재-금속 내부 리브를 더 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 내부 리브는 금속 재료로 이루어진 동일한 리브의 질량보다 최대 25% 작은 질량을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.

항 5. 항 2에 있어서, 금속-복합재-금속 웨이트 채널을 더 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 웨이트 채널은 금속 재료로 이루어진 동일한 웨이트 채널의 질량보다 최대 40% 작은 질량을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.

항 6. 항 1에 있어서, 상기 제2 층은, 복수의 단방향 섬유, 다방향 섬유, 또는 단방향 및 다방향 섬유의 조합을 더 포함하는 것인, 골프 클럽 헤드.

항 7. 항 1에 있어서, 상기 제1 및 제3 층은 금속 둘레 에지를 포함하며, 상기 제2 층은 복합재 둘레 에지를 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 구조는 상기 금속 둘레 에지와 상기 복합재 둘레 에지 사이에서 측정되는 오프셋 거리를 더 포함하며, 둘레 영역이 상기 오프셋 거리에 의해 획정되는 것인, 골프 클럽 헤드.

항 8. 항 4에 있어서, 상기 오프셋 거리는 0.75인치 이하인 것인 골프 클럽 헤드.

항 9. 항 5에 있어서, 상기 제1 층과 상기 제3 층은 상기 둘레 영역 내에서 서로 맞닿는 것인 골프 클럽 헤드.

항 10. 항 6에 있어서, 상기 오프셋 영역에는 제2 층은 없는 것인 골프 클럽 헤드.

항 11. 항 1에 있어서, 상기 제1 층과 상기 제3 층은 상기 제2 층을 수용하는 포켓을 획정하는 것인 골프 클럽 헤드.

항 12. 항 1에 있어서, 상기 제2 층의 섬유 보강 복합재 재료는 섬유 보강 복합재 재료의 복수의 시트로 형성된 라미네이트이며, 상기 제2 층은, 전방 시트, 중간 시트 및 후방 시트를 포함하며, 상기 전방 시트는 상기 제1 층에 맞닿으며, 상기 후방 시트는 상기 제3 층에 맞닿으며, 그리고 상기 중간 시트는 상기 전방 시트와 상기 후방 시트 사이에 배치되는 것인, 골프 클럽 헤드.

항 13. 항 1에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는 페이스 인서트의 기하학적 중심에 접하는 로프트 평면과, 이 로프트 평면에 수직한 z축을 획정하며, 상기 섬유 보강 복합재 재료의 보강 섬유의 일부분이 z축에 대해 0도 내지 45도 사이에서 배향되는 것인, 골프 클럽 헤드.

항 14. 항 10에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는, 상기 z축에 수직이고 지면에 평행한 x축을 획정하며, 상기 섬유 보강 복합재 재료의 나머지 보강 섬유는 대체로 x축 방향으로 배향되는 것인, 골프 클럽 헤드.

항 15. 항 1에 있어서, 상기 제1 및 제3 층의 금속 재료는, 티타늄(Ti), 티타늄 합금(예를 들면, Ti-6-4, Ti-8-1-1, T-9s, 또는 BE α-β Ti 합금), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 강, 강 합금, 주석, 또는 주석 합금 중 임의의 하나 또는 조합인 것인 골프 클럽 헤드.

항 16. 항 12에 있어서, 상기 제1 층과 상기 제3 층은 동일한 금속 재료로 구성되는 것인 골프 클럽 헤드.

항 17. 항 1에 있어서, 상기 제1 층 재료는 제1 층 밀도를 가지며, 상기 제2 층 재료는 제2 층 밀도를 가지며, 그리고 상기 제3 층 재료는 제3 층 밀도를 가지며, 상기 제2 층 밀도는 상기 제1 층 밀도 및 상기 제3 층 밀도보다 작은 것인 골프 클럽 헤드.

항 18. 항 1에 있어서, 상기 제2 층의 섬유 보강 복합재 재료는 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리프탈아미드(PPA), 나일론 6(6-6, 11, 12) 및 폴리페닐렌(PPS) 중에서 선택되는 재료들 중 임의의 하나 또는 조합을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.

항 19. 항 1에 있어서, 상기 제2 층의 섬유 보강 복합재 재료는 탄소 섬유, 유리 섬유, 케블라 섬유, 천연 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유, 또는 임의의 적절한 섬유로부터 선택된 천연 섬유 및 합성 섬유를 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.

항 20. 항 1에 있어서, 상기 금속-복합재-금속 구조로부터 형성되는 상기 골프 클럽 헤드의 부분은 상기 골프 클럽 헤드의 총 질량을 최대 20%만큼 감소시키는 것인 골프 클럽 헤드.

항 21. 바디와 페이스 인서트를 포함하는 우드 타입 골프 클럽 헤드로서, 상기 바디는, 전방 단부, 후방 단부, 크라운, 소올, 스커트, 힐 측, 및 토우 측을 포함하며, 상기 바디는 중공 내부를 획정하고, 상기 페이스 인서트는 상기 바디에 고정되도록 구성되고, 상기 페이스 인서트는, 외측 금속 층, 내측 금속 층, 및 이들 외측 금속 층과 내측 금속 층 사이에 배치된 복합재 패널을 포함하며, 상기 복합재 패널은 열가소성 수지 및 보강 섬유로 형성되는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 22. 항 21에 있어서, 상기 복합재 패널은 전방 부분, 중간 부분 및 후방 부분을 포함하며, 상기 전방 부분은 상기 외측 금속 층에 맞닿으며, 상기 후방 부분은 상기 내측 금속 층에 맞닿으며, 그리고 상기 중간 부분은 상기 전방 부분과 상기 후방 부분 사이에 배치되는 것인, 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 23. 항 21에 있어서, 상기 골프 클럽 헤드는 상기 페이스 인서트의 기하학적 중심에 접하는 로프트 평면과, 이 로프트 평면에 수직한 z축을 획정하며, 상기 중간 부분의 보강 섬유는 z축에 대해 0도 내지 45도 사이에서 배향되는 것인, 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 24. 항 21에 있어서, 상기 페이스 인서트는 둘레 에지를 더 포함하며, 상기 페이스 인서트는 상기 둘레 에지로부터의 오프셋 거리에 의해 획정되는 둘레 영역을 더 포함하는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 25. 항 24에 있어서, 상기 오프셋 거리는 0.75인치 이하인 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 26. 항 25에 있어서, 둘레 영역이 상기 오프셋 거리의 적어도 일부분에 의해 획정되며, 상기 외측 금속 층 및 상기 내측 금속 층은 상기 둘레 영역 내에서 서로 맞닿는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 27. 항 26에 있어서, 상기 오프셋 영역에는 상기 복합재 패널은 없는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 28. 항 21에 있어서, 상기 외측 금속 층과 상기 내측 금속 층은, 복합재 층을 수용하는 포켓을 획정하는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 29. 항 25에 있어서, 상기 오프셋 영역은 0.35인치인 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 30. 항 21에 있어서, 상기 내측 금속 층은 변하는 두께를 포함하는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 31. 항 21에 있어서, 상기 복합재 패널은 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리프탈아미드(PPA), 나일론 6(6-6, 11, 12) 및 폴리페닐렌(PPS) 중에서 선택되는 폴리머를 포함하는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 32. 항 31에 있어서, 상기 복합재 패널은 폴리에틸렌이민(PEI)으로 이루어진 폴리머를 포함하는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 33. 항 21에 있어서, 상기 섬유는, 탄소 섬유, 유리 섬유, 케블라 섬유, 천연 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유, 또는 임의의 적절한 섬유로부터 선택되는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 34. 항 21에 있어서, 상기 페이스 인서트는 상기 바디에 레이저 용접되는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 35. 항 21에 있어서, 상기 금속 층들은, 티타늄(Ti), 티타늄 합금(예를 들면, Ti-6-4, Ti-8-1-1, T-9s, 또는 BE α-β Ti 합금), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 강 또는 강 합금 중 임의의 하나 또는 조합으로 형성되는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 36. 항 21에 있어서, 상기 외측 금속 층, 상기 내측 금속 층 및 상기 복합재 패널은, 상기 외측 금속 층, 상기 내측 금속 층, 및 상기 복합재 층이 상기 둘레 에지를 형성하도록 단일 평면을 따라 종결되도록, 상기 페이스 인서트의 둘레 에지를 획정하는 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

항 37. 항 21에 있어서, 상기 페이스 인서트는 페이스 컵인 것인 우드 타입 골프 클럽 헤드.

Claims (20)

1. 골프 클럽 헤드로서:
   바디 및 페이스플레이트; 및
   금속-복합재-금속 구조
   를 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 구조는 제1 층, 제2 층 및 제3 층을 포함하며,
   상기 제1 층은 금속 재료로 구성되며,
   상기 제2 층은 섬유 보강 복합재 재료로 구성되며,
   상기 제3 층은 금속 재료로 구성되며,
   상기 금속-복합재-금속 구조는 골프 클럽 헤드의 적어도 일부분을 구성하는 것인, 골프 클럽 헤드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 골프 클럽 헤드는, 페이스플레이트, 페이스 인서트, 내부 리브, 터뷸레이터(turbulator), 크라운 인서트, 또는 웨이트 채널 중 적어도 하나의 금속-복합재-금속 구조로 구성되는 구조체를 포함하는, 골프 클럽 헤드.
3. 제2항에 있어서,
   금속-복합재-금속 페이스플레이트를 더 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 페이스플레이트는 금속 재료로 이루어진 동일한 페이스플레이트의 질량보다 최대 50% 작은 질량을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.
4. 제2항에 있어서,
   금속-복합재-금속 내부 리브를 더 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 내부 리브는 금속 재료로 이루어진 동일한 리브의 질량보다 최대 25% 작은 질량을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.
5. 제2항에 있어서,
   금속-복합재-금속 웨이트 채널을 더 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 웨이트 채널은 금속 재료로 이루어진 동일한 웨이트 채널의 질량보다 최대 40% 작은 질량을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 층은, 복수의 단방향 섬유, 다방향 섬유, 또는 단방향 및 다방향 섬유의 조합을 더 포함하는 것인, 골프 클럽 헤드.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제3 층은 금속 둘레 에지를 포함하며, 상기 제2 층은 복합재 둘레 에지를 포함하며, 상기 금속-복합재-금속 구조는 상기 금속 둘레 에지와 상기 복합재 둘레 에지 사이에서 측정되는 오프셋 거리를 더 포함하며, 둘레 영역이 상기 오프셋 거리에 의해 획정되는 것인, 골프 클럽 헤드.
8. 제4항에 있어서,
   상기 오프셋 거리는 0.75인치 이하인 것인 골프 클럽 헤드.
9. 제5항에 있어서,
   상기 제1 층과 상기 제3 층은 상기 둘레 영역 내에서 서로 맞닿는 것인 골프 클럽 헤드.
10. 제6항에 있어서,
    상기 오프셋 영역에는 제2 층은 없는 것인 골프 클럽 헤드.
11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층과 상기 제3 층은 상기 제2 층을 수용하는 포켓을 획정하는 것인 골프 클럽 헤드.
12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층의 섬유 보강 복합재 재료는 섬유 보강 복합재 재료의 복수의 시트로 형성된 라미네이트이며, 상기 제2 층은, 전방 시트, 중간 시트 및 후방 시트를 포함하며, 상기 전방 시트는 상기 제1 층에 맞닿으며, 상기 후방 시트는 상기 제3 층에 맞닿으며, 그리고 상기 중간 시트는 상기 전방 시트와 상기 후방 시트 사이에 배치되는 것인, 골프 클럽 헤드.
13. 제1항에 있어서,
    상기 골프 클럽 헤드는 페이스 인서트의 기하학적 중심에 접하는 로프트 평면과, 이 로프트 평면에 수직한 z축을 획정하며, 상기 섬유 보강 복합재 재료의 보강 섬유의 일부분이 z축에 대해 0도 내지 45도 사이에서 배향되는 것인, 골프 클럽 헤드.
14. 제10항에 있어서,
    상기 골프 클럽 헤드는, 상기 z축에 수직이고 지면에 평행한 x축을 획정하며, 상기 섬유 보강 복합재 재료의 나머지 보강 섬유는 대체로 x축 방향으로 배향되는 것인, 골프 클럽 헤드.
15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 층의 금속 재료는, 티타늄(Ti), 티타늄 합금(예를 들면, Ti-6-4, Ti-8-1-1, T-9s, 또는 BE α-β Ti 합금), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 강, 강 합금, 주석, 또는 주석 합금 중 임의의 하나 또는 조합인 것인 골프 클럽 헤드.
16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 층과 상기 제3 층은 동일한 금속 재료로 구성되는 것인 골프 클럽 헤드.
17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 층 재료는 제1 층 밀도를 가지며, 상기 제2 층 재료는 제2 층 밀도를 가지며, 그리고 상기 제3 층 재료는 제3 층 밀도를 가지며, 상기 제2 층 밀도는 상기 제1 층 밀도 및 상기 제3 층 밀도보다 작은 것인 골프 클럽 헤드.
18. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층의 섬유 보강 복합재 재료는 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 열가소성 폴리우레탄(TPU), 폴리프탈아미드(PPA), 나일론 6(6-6, 11, 12) 및 폴리페닐렌(PPS) 중에서 선택되는 재료들 중 임의의 하나 또는 조합을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.
19. 제1항에 있어서,
    상기 제2 층의 섬유 보강 복합재 재료는 탄소 섬유, 유리 섬유, 케블라 섬유, 천연 섬유, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE) 섬유, 또는 임의의 적절한 섬유로부터 선택된 천연 섬유 및 합성 섬유를 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.
20. 제1항에 있어서,
    상기 금속-복합재-금속 구조로부터 형성되는 상기 골프 클럽 헤드의 부분은 상기 골프 클럽 헤드의 총 질량을 최대 20%만큼 감소시키는 것인 골프 클럽 헤드.

Images