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KR102770472B1 - 골프 클럽 헤드를 위한 저부 배면 크라운 질량체 - Google Patents

골프 클럽 헤드를 위한 저부 배면 크라운 질량체 Download PDF

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KR102770472B1
KR102770472B1 KR1020247001695A KR20247001695A KR102770472B1 KR 102770472 B1 KR102770472 B1 KR 102770472B1 KR 1020247001695 A KR1020247001695 A KR 1020247001695A KR 20247001695 A KR20247001695 A KR 20247001695A KR 102770472 B1 KR102770472 B1 KR 102770472B1
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KR
South Korea
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club head
weight
weight member
crown
golf club
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라이언 엠. 스토케
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카스턴 매뉴팩츄어링 코오포레이숀
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Abstract

골프 클럽 헤드는 클럽 헤드의 둘레를 형성하는 크라운, 크라운과 대향하는 솔, 힐 단부와 대향하는 토우 단부, 배면 단부, 및 호젤을 갖는 본체를 포함한다. 상기 본체는 클럽 페이스, 외측면, 내측면, 헤드의 무게 중심, 및 크라운의 외측면 또는 내측면 중 하나에 위치되는 웨이트 부재를 더 포함한다.

Description

골프 클럽 헤드를 위한 저부 배면 크라운 질량체{LOW AND BACK CROWN MASS FOR A GOLF CLUB HEAD}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 개시는 원용에 의해 본 개시에 전체적으로 포함되는, 2015년 5월 5일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/157,306호의 이득을 주장한다.
기술분야
본 개시는 골프 클럽에 관한 것이며, 더 구체적으로는 무게 중심으로부터 떨어진 먼 거리에 중량을 위치시킴으로써 관성 모멘트를 증가시키는 골프 클럽 헤드의 크라운 상의 자유재량 중량(discretionary weight)의 질량체에 관한 것이다.
골프 클럽들은 다양한 형태들, 예를 들어, 우드, 하이브리드, 아이언, 웨지(wedge), 또는 퍼터(putter) 형태를 취하며, 이들 클럽들은 일반적으로 헤드 형상 및 디자인(예를 들어, 우드와 아이언 간의 차이), 클럽 헤드 재료(들), 샤프트 재료(들), 클럽 길이, 및 클럽 로프트(loft)가 상이하다.
우드와 하이브리드는 일반적으로 아이언과 웨지보다 더 긴 샤프트와 더 작은 로프트를 가진다. 따라서, 우드 또는 하이브리드로 타격한 골프공은 일반적으로 아이언 또는 웨지로 타격한 골프공보다 더 먼 거리를 이동한다. 더 긴 샤프트와 더 작은 로프트는 골프공 이동 거리의 증가를 제공하지만, 이러한 조합은 또한 더 작은 관용성(forgiveness)을 초래한다. 더 긴 샤프트는 어드레스 시 골퍼가 골프공으로부터 멀리 떨어져 서있을 것을 요구한다. 이는 골프 스윙 중에 클럽 헤드를 직각으로 복귀시켜 골프공에 임팩트(impact)하는 것을 더욱 어렵게 한다. 임팩트 시 약간 열리거나 약간 닫힌 골프 클럽은, 골프공이 원하는 목표 라인에서 론칭(launching)되지 않기 때문에 정확도 감소를 초래한다. 또한, 더 긴 길이의 샤프트로부터의 더 빠른 스윙 속도는, 골프 클럽의 페이스의 중심 또는 "스위트 스폿(sweet spot)"과의 일관된 접촉을 만드는 데 더 큰 어려움을 초래할 수 있다. 중심외 접촉(off-center contact)은 골프공에 증가된 사이드 스핀의 부여를 초래할 수 있다. 우드 및 하이브리드의 감소된 로프트에서, 임팩트 시 골프공에 백 스핀이 덜 부여되어, 부여된 사이드 스핀을 더 악화시키고 바람직하지 않은 훅 또는 슬라이스를 유도하며, 이는 정확도를 더욱 감소시킨다.
방향 관용성을 향상시키기 위해서, 골프 클럽 제작자들은 임팩트 시 골프 클럽의 관성 모멘트를 증가시키려는 노력을 했다. 관성 모멘트(또는 "MOI")는 각가속도 또는 비틀림에 대한 본체의 저항의 척도이다. 골프 클럽 헤드의 MOI가 높으면 높을수록, 골프 클럽 헤드가 임팩트 시 비틀림에 대해 더 크게 저항하여, 특히 중심외 접촉(또는 미스샷) 시 골프공 정확도를 향상시킨다. 또한, 더 높은 MOI의 골프 클럽 헤드의 안정성 증가는 비틀림 감소와 관련된 에너지 손실의 감소로 인해 중심외 접촉 시 골프공에서 더 적은 볼 속도 손실을 유발한다. 골프 클럽 헤드의 더 높은 MOI는 중심외 접촉 시 골프공의 스핀 속도 및 론칭 각도의 일관성을 더욱 증가시킨다.
우드 및 하이브리드가 다양한 공지된 디자인들을 갖지만, 특히 중심외 타격 시(예를 들어, 스위트 스폿 이외의 골프 클럽 페이스 상의 위치에서 골프공과의 접촉 시) 정확도를 향상시키기 위해서 방향 관용성(예를 들어, 측면-대-측면 변형의 감소)을 강화할 필요가 있다.
일 실시예는 다른 공지된 골프 클럽 헤드보다 자유재량 중량을 헤드의 무게 중심으로부터 더 멀리 위치시킴으로써 골프 클럽 헤드의 관성 모멘트(MOI)를 증가 및/또는 최대화시키는 클럽 헤드 디자인을 포함한다. 자유재량 중량 또는 그 일부분은 클럽 헤드의 배면에서 크라운에 의해 형성되는 둘레의 일부분 주위로 연장되는 웨이트 부재(weight member)의 형태로 클럽 헤드 크라운의 외측면에 위치된다. 웨이트 부재를 클럽 헤드 크라운의 외부 표면에 위치시킴으로써, 무게 중심과 자유재량 중량 사이의 거리는, 클럽 헤드의 솔의 내부 표면 또는 외부 표면에 자유재량 중량을 위치시키는 클럽 헤드보다 증가된다. 따라서 클럽 헤드의 MOI가 증가하여 방향, 궤도 및 거리에서 더 큰 관용성과 일관성을 제공한다.
다른 특징들 및 양태들은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면들을 고려함으로써 자명해질 것이다. 본 개시의 임의의 실시예들을 상세히 설명하기 이전에, 본 개시는 다음의 설명에 기재된 바와 같은 또는 도면들에 예시된 바와 같은 구성요소들의 구성과 배열에 관한 세부사항들로 본 개시의 적용이 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시는 다른 실시예들을 지지할 수 있고 다양한 방식들로 실시되거나 수행될 수 있다. 특정 실시예에 대한 설명은 본 개시의 사상과 범위 내에 속하는 모든 변경, 균등물 및 대안을 포괄하는 것으로부터 본 개시를 제한하려는 의도가 아니라는 것이 이해되어야 한다. 또한, 여기서 사용되는 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것으로 이해되고, 제한적인 것으로 간주되지 않아야 한다는 것을 이해해야 한다.
여기서 설명되는 바와 같은 자유재량 중량은 클럽 헤드의 구조적 무결성에 영향을 미치지 않으면서 성능을 최적화하도록 이동될 수 있는 클럽 헤드의 전체 중량의 일부분을 지칭한다.
설명 및 청구범위에서 "제 1", "제 2", "제 3", "제 4" 등의 용어들은, 기재되어 있는 경우, 유사한 요소들 간의 구별을 위해 사용되고, 반드시 특정 순서 또는 연대순을 설명하기 위해 사용되는 것은 아니다. 이런 식으로 사용되는 용어들은 여기서 설명되는 실시예들이 예를 들어, 여기서 예시된 순서 또는 달리 설명되는 순서와 다른 순서로 작동할 수 있도록 적절한 환경 하에서 교환 가능하다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 용어 "포함하는" 및 "가지는" 그리고 이들의 임의의 파생어는 비-배타적인 포함을 포괄하도록 의도됨으로써, 요소들의 나열을 포함하는 공정, 방법, 시스템, 물품, 기기 또는 장치가 반드시 나열된 요소들로 제한될 필요가 없으며, 명시적으로 열거되지 않았거나 그러한 공정, 방법, 시스템, 물품, 기기 또는 장치에 고유한 다른 요소들을 포함할 수 있다.
설명 및 청구범위에 있는 "좌측", "우측", "전방", "배면", "상부", "바닥", "위에", "아래에" 등의 용어들은, 기재되어 있는 경우, 설명 목적으로 사용되며, 반드시 영구적인 상대 위치를 설명할 필요는 없다. 이런 식으로 사용되는 용어들은 여기서 설명되는 제조 장치, 제조 방법, 및/또는 제조 물품의 실시예들이, 예를 들어, 여기서 예시되는 방위 또는 달리 설명되는 방위와 다른 방위로 작동할 수 있도록, 적절한 환경 하에서 교환 가능하다는 것이 이해되어야 한다.
"결합", "결합된", "결합하는", "결합시키는" 등의 용어들은 기계적으로 또는 다른 방식으로 2 개 이상의 요소들을 연결하는 것을 지칭하는 것으로 폭넓게 이해되어야 한다. (기계적이든 그렇지 않든 간에) 결합은 임의의 시간 길이 동안, 예를 들어, 영구적일 수도 있고 반영구적일 수도 있으며 단지 잠깐 동안일 수 있다.
본 개시의 임의의 실시예들을 상세히 설명하기 이전에, 본 개시는 다음의 설명에 기재되거나 다음 도면들에 예시되는 구성요소들의 구성과 배열에 관한 세부사항들로 본 개시의 적용 면에서 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시는 다른 실시예로 가능할 수 있고 다양한 방식들로 실시되거나 수행될 수 있다.
논의 및 이해를 쉽게 하고 단지 설명의 목적으로, 다음의 상세한 설명은 골프 클럽 헤드(10)를 페어웨이 우드로서 예시한다. 페어웨이 우드는 여기에 개시된 바와 같이, MOI 및 방향 관용성을 증가시키는 클럽 헤드(10)의 외부 표면상에 위치하는 자유재량 중량을 예시할 목적으로 제공되는 것으로 이해되어야 한다. 개시된 자유재량 중량의 위치설정은 임의의 바람직한 우드, 하이브리드, 또는 MOI를 증가시키도록 이동될 수 있는 자유재량 중량을 갖는 다른 클럽에 이용될 수 있다. 예를 들어, 클럽 헤드(10)는 이에 한정되지 않지만, 드라이버, 페어웨이 우드, 또는 하이브리드를 포함할 수 있다.
도 1은 웨이트 부재를 갖는 골프 클럽 헤드의 실시예에 대한 평면도이다.
도 2는 도 1의 골프 클럽 헤드의 사시도이다.
도 3은 도 1의 클럽 헤드의 측면도이다.
도 4는 도 1의 클럽 헤드의 다른 측면도이다.
도 5는 도 1의 클럽 헤드의 확대된 측면도이다.
도 6은 도 1의 클럽 헤드의 다른 평면도이다.
도 7은 드라이버, 페어웨이 우드, 및 하이브리드를 포함한, 도 1의 클럽 헤드의 예시적인 클럽 헤드와 관련된 데이터를 제공하는 표이다.
도 8은 드라이버, 페어웨이 우드, 하이브리드, 및 아이언을 포함한, 도 1의 클럽 헤드의 예시적인 클럽 헤드와 관련된 데이터를 제공하는 다른 표이다.
도 9는 도 8에 제시된 특정 데이터를 그래프로 나타낸 것이다.
도 10은 도 1의 클럽 헤드의 다른 평면도이다.
도 11은 도 1의 골프 클럽 헤드를 제작하는 방법이다.
도 12는 도 1의 클럽 헤드의 다양한 예들을 예시한다.
도 13은 도 1의 클럽 헤드의 테스트 결과를 예시한다.
도 1 내지 도 4는 골프 클럽과 함께 사용하기 위한 골프 클럽 헤드(10)의 실시예를 예시한다. 도 1 내지 도 4를 전체적으로 참조하면, 클럽 헤드(10)는 본체(12)를 포함하며, 상기 본체(12)는 힐 또는 힐 단부(18)에 대향하는 토우 또는 토우 단부(14), 솔(34)에 대향하는 크라운(30), 배면 또는 후방 또는 배면 단부(26), 및 호젤(38)의 중심을 통해 연장되는 호젤 축을 포함한다. 클럽 헤드(10)는 배면 단부(26)에 대향하는 페이스 또는 클럽 페이스 또는 스트라이크 페이스(22), 외측면(78), 및 내측면(82)을 더 포함하며, 클럽 페이스(22)는 기하학적 중심을 가진다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 크라운(30)은 측면도(도 4)에서 보았을 때 크라운 표면 만곡부 또는 프로파일(84)을 형성하고 평면도(도 1)에서 보았을 때 둘레(74)를 형성한다. 클럽 헤드(10)는 헤드의 무게 중심(86) 및 크라운(30)에 인접하게 위치하는 웨이트 부재 또는 복수의 웨이트 부재들(70)을 더 포함하며, 웨이트 부재(70)는 웨이트 부재의 무게 중심(88)을 가진다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 헤드의 무게 중심(86)은 x-축(500), y-축(510), 및 z-축(520)을 포함하는 좌표계의 원점을 형성한다. x-축(500)은 토우 단부(14)로부터 힐 단부(18)로 헤드의 무게 중심(86)을 통해 연장되며, y-축(510)은 크라운(30)으로부터 솔(34)로 헤드의 무게 중심(86)을 통해 연장되며, z-축(520)은 클럽 페이스(12)로부터 배면(26)으로 헤드의 무게 중심(86)을 통해 연장된다. 추가의 안내를 위해서, x-축(500) 및 z-축(520)은 아날로그 시계상의 숫자들과 일치하도록 배열되며, 여기서 z-축(520)은 12 시["12"는 클럽 페이스(22)를 통과함]와 6 시["6"은 배면(26)을 통과함] 사이로 연장되며, x-축(500)은 3 시["3"은 토우 단부(14)를 통과함]와 9 시["9"는 힐 단부(18)를 통과함] 사이로 연장된다.
예시된 실시예에서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 웨이트 부재(70)는 토우(14) 근처에 위치되는 제 1 단부(92) 및 힐(18) 근처에 위치되는 제 2 단부(96)를 포함한다. 도 1 내지 도 4의 예시된 실시예들에서, 웨이트 부재(70)는 크라운의 외측에 그리고 크라운에 의해 형성되는 둘레의 일부분의 주위에 위치한다. 웨이트 부재(70)는 폭(200) 및 돌출 높이(204)를 가진다. 돌출 높이(204)는 웨이트 부재(70)의 폭(200)을 따라서 변화될 수 있어서, 돌출 높이 프로파일(208)을 형성한다.
예시된 실시예에서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 웨이트 부재(70)는 웨이트 부재(70)의 돌출 높이 프로파일(208)이 제 1 단부(92)로부터 제 2 단부(96)로 실질적으로 일정한 긴 형상을 가진다. 특히, 웨이트 부재(70)의 돌출 높이(204)는 폭(200)을 따라 변하여 아치 형상 또는 곡선 형상을 형성한다. 곡선의 돌출 높이 프로파일(208)은 웨이트 부재(70)의 폭(200)을 따라서 대략 중심에 위치하는 최대 돌출 높이(212)를 가지며, 최대 돌출 높이(212)는 웨이트 부재(70)의 제 1 단부(92)로부터 제 2 단부(96)까지 대략 일정하다.
다른 실시예들에서, 웨이트 부재(70)는 이에 한정되지 않지만, 다각형 또는 적어도 하나의 구부러진 표면을 갖춘 형상을 포함하는 임의의 적합한 형상일 수 있다. 예를 들어, 웨이트 부재(70)는 원형, 삼각형, 타원형, 사다리꼴, 또는 임의의 다른 형상일 수 있다. 또한, 웨이트 부재의 돌출 높이 프로파일(208)은 임의의 프로파일을 가질 수 있고 웨이트 부재(70)의 폭(200)을 따라서 임의의 한계까지 변할 수 있다. 예를 들어, 돌출 높이 프로파일(208)은 직선, 이차 함수, 지수 함수, 또는 전술한 돌출 높이 프로파일들(208)의 조합일 수 있어서, 최대 돌출 높이(212)는 웨이트 부재(70)의 폭(200)을 따라서 어느 곳이든 위치할 수 있다. 또한 여전히, 돌출 높이 프로파일(208) 및 최대 돌출 높이(212)는 웨이트 부재(70)의 제 1 단부(92)로부터 제 2 단부(96)까지 변할 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 폭(200)은 0.05 내지 2.5 인치(1.27 내지 63.5 ㎜) 범위일 수 있다. 예를 들어, 폭(200)은 0.25 인치(6.35 ㎜) 내지 1.5 인치(38.1 ㎜)일 수 있거나, 폭(200)은 약 0.25 인치(6.35 ㎜) 초과, 약 0.5 인치(12.7 ㎜) 초과, 약 0.66 인치(16.8 ㎜) 초과, 약 0.75 인치(19.0 ㎜) 초과, 또는 약 1.0 인치(25.4 ㎜) 초과일 수 있다. 추가의 예에 대해서, 폭(200)은 약 0.3 인치(7.6 ㎜), 0.4 인치(10.2 ㎜), 0.5 인치(12.7 ㎜), 0.6 인치(15.2 ㎜), 0.7 인치(17.8 ㎜), 0.8 인치(20.3 ㎜), 0.9 인치(22.9 ㎜), 또는 1.0 인치(25.4 ㎜)일 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 최대 돌출 높이(212)는 0.05 인치(1.27 ㎜) 내지 0.45 인치(11.43 ㎜) 범위일 수 있다. 예를 들어, 최대 돌출 높이(212)는 0.10 인치(2.54 ㎜) 내지 0.30 인치(7.62 ㎜)일 수 있거나, 최대 돌출 높이는 약 0.10 인치(2.54 ㎜), 0.15 인치(3.81 ㎜), 0.175 인치(4.45 ㎜), 0.20 인치(5.08 ㎜), 0.225 인치(5.72 ㎜), 0.25 인치(6.35 ㎜), 0.275 인치(6.99 ㎜), 0.30 인치(7.62 ㎜), 또는 0.35 인치(8.89 ㎜)일 수 있다.
도 5에 도시된 예시적인 실시예에서, 최대 돌출 높이(212)는 솔에 위치하는 웨이트 부재를 갖는 공지된 골프 클럽 헤드의 최대 돌출 높이보다 더 크다. 솔 웨이트 부재를 갖는 공지된 골프 클럽 헤드에서, 웨이트 부재의 무게 중심은 전형적으로 클럽 헤드 내부에 위치한다. 웨이트 부재의 무게 중심이 클럽 헤드의 외측에 위치하는 솔 웨이트 부재를 갖는 공지된 골프 클럽 헤드에서, 최대 돌출 높이는 예시된 실시예에서의 최대 돌출 높이(212)보다 상당히 더 작다.
예시된 실시예에서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 웨이트 부재(70)와 크라운 표면 만곡부(84)는 함께, 크라운(30)에 의해 형성되는 둘레(74)의 일부분에서 클럽 페이스(22)로부터 배면 단부(26)로 연장되는 비-선형 프로파일 또는 쌍봉 프로파일 또는 쌍봉 경사를 가지는 변형된 크라운 표면 만곡부 또는 프로파일(85)(도 3에 도시됨)을 형성한다. 일반적으로, 변형된 크라운 표면 프로파일(85)의 경사는 무게 중심(86)과 수직으로 정렬되는 크라운(30)의 부분(도 3)으로부터 웨이트 부재(70)까지 감소하고, 웨이트 부재(70)의 일부분을 따르는 감소 또는 증가를 중단한 후, 이어서 둘레(74)의 일부분에 인접한 또는 둘레의 일부분에서 배면 단부(26)까지 감소한다. 다른 실시예들에서, 변형된 크라운 표면 프로파일(85)은 여기서 설명된 변형된 크라운 표면 프로파일(85)과 상이하게 변할 수 있다. 예를 들어, 변형된 크라운 표면 프로파일(85)은 직선, 이차 함수, 지수 함수, 또는 전술한 변형된 크라운 표면 프로파일들(85)의 조합일 수 있다.
예시된 실시예에서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 웨이트 부재(70)는 크라운(30)의 외측면(78)에 인접하게 위치하고 크라운 표면 만곡부(84) 위로 또는 크라운 표면 만곡부로부터 돌출하거나 크라운 표면 만곡부 위로 연장된다. 다른 실시예들에서, 웨이트 부재(70)는 크라운(30)의 내측면(82)에 인접하게 위치하고 크라운 표면 만곡부(84) 아래로 돌출하거나 크라운 표면 만곡부 아래로 연장될 수 있다.
예시된 실시예에서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 웨이트 부재(70)는 크라운(30)에 의해서 형성되는 둘레(74)의 일부분에 인접되거나 그 근처에, 또는 상기 둘레의 일부분을 따라서 연장되는 연속 부분 또는 연속 밴드(continuous band)이다. 다른 실시예들에서, 웨이트 부재(70)는 크라운(30)에 의해서 형성되는 둘레(74)의 일부분에 인접되거나 그 근처에, 또는 상기 둘레의 일부분을 따라서 연장되는 복수의 웨이트들 또는 웨이트 부재들(70)을 포함할 수 있다. 또한, 하나 이상의 웨이트 부재(70)는 크라운(30)의 외측면(78)에 위치할 수 있거나, 하나 이상의 웨이트 부재(70)는 크라운(30)의 내측면(82)에 위치할 수 있거나, 하나 이상의 웨이트 부재(70)는 크라운(30)의 외측면(78) 및 내측면(82)에 위치할 수 있다.
예시된 실시예에서, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 웨이트 부재(70)는 크라운(30)에 인접하게 배치되어서 웨이트 부재(70)가 토우 단부(14)와 힐 단부들(18) 사이에서 연장되는 x-축(500)의 배면 측(26)에 형성되는 사분원들을 통해서 연장되게 된다. 웨이트 부재(70)는 또한 z-축(520)과 교차되어서 z-축(520)은 6 시에서 웨이트 부재(70)를 양분한다. 환언하면, 웨이트 부재의 무게 중심(88)은 도 1에 도시된 바와 같이, 평면도에서 보았을 때 6 시 위치에 위치한다. 다른 실시예들에서, 웨이트 부재(70)는 클럽 헤드(10)의 배면(26) 쪽으로 x-축(500) 쪽에 형성되는 사분원에서의 임의의 장소에 제공될 수 있다. 다른 방식으로 말하면, 웨이트 부재(70)는, 웨이트 부재의 무게 중심(88)이 힐 단부(18)보다 토우 단부(14)에 더 가깝게 위치되게 되도록 3 시 내지 6 시 사분원 내부의 임의의 장소에 제공될 수 있고/있거나, 웨이트 부재의 무게 중심(88)이 토우 단부(14)보다 힐 단부(18)에 더 가깝게 위치되도록 6 시 내지 9 시 사분원 내부의 임의의 장소에 위치할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 예시적 실시예는 크라운(30)의 외측면(78)에 위치하고 아치 방식 또는 곡선 방식으로 크라운(30) 주위로 연장되어, 크라운(30)의 둘레(74)에 의해 형성되는 만곡부와 일치하는 웨이트 부재(70)를 도시한다. 웨이트 부재(70)는 도 1에서 보았을 때 둘레(74) 내부에서 크라운(30) 상에 위치한다.
도 1 내지 도 5, 특히 도 5를 참조하면, 웨이트 부재의 무게 중심(88)은 크라운(30)으로부터 수직 거리(220)에 위치한다. 웨이트 부재(70)는 웨이트 부재(70)의 프로파일을 따라서 웨이트 부재의 무게 중심(88)을 통해 연장되는 곡선인 중심선(250)을 포함하여, 크라운(30)의 둘레(74)를 따르는 임의의 위치에서 곡선인 중심선(250)이 크라운(30)으로부터 수직 거리(220)에 위치하게 된다.
많은 실시예들에서, 웨이트 부재(70)는 제 1 단부(92)로부터 제 2 단부(96)로 연장되는 중심선(250)을 따라서 측정된 길이를 더 포함한다. 많은 실시예들에서, 그 길이는 0.10 내지 6.0 인치(2.54 내지 152.4 ㎜) 범위일 수 있다. 예를 들어, 그 길이는 2.5 인치(63.5 ㎜) 내지 5.5 인치(136.7 ㎜)일 수 있거나, 그 길이는 약 0.10 인치(2.54 ㎜) 초과, 약 0.50 인치(12.7 ㎜) 초과, 약 1.0 인치(25.4 ㎜) 초과, 약 1.5 인치(38.1 ㎜) 초과, 약 2.0 인치(50.8 ㎜) 초과, 또는 약 2.5 인치(63.5 ㎜) 초과일 수 있다. 추가의 예에 대해서, 그 길이는 약 2.5 인치(63.4 ㎜), 3.0 인치(76.2 ㎜), 3.5 인치(88.9 ㎜), 4.0 인치(101.6 ㎜), 4.5 인치(114.3 ㎜), 또는 5.0 인치(127 ㎜)일 수 있다.
예시된 실시예에서, 웨이트 부재(70)는 웨이트 부재(70)로부터 헤드의 무게 중심(86)까지의 거리를 최대화하도록 크라운(30)의 외측면(78)에 위치한다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이트 부재(70)는, 곡선인 중심선(250)이 클럽 헤드(10)의 둘레(74)에 대한 임의의 특정 위치에서 헤드의 무게 중심(86)으로부터 제 1 거리(D1)만큼 연장되도록 위치한다. 제 1 거리(D1)는 클럽 헤드(10)의 둘레(74)를 따르는 위치에 따라서 변할 수 있다. 제 1 거리(D1)는 헤드의 무게 중심(86)으로부터, 클럽 헤드(10)의 둘레(74)에 대한 동일한 특정 위치에서 측정된 크라운(30) 또는 솔(34) 상의 클럽 헤드(10)의 내측면(82) 또는 외측면(78)까지의 임의의 거리보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 도 4는 제 1 거리(D1)가, 헤드의 무게 중심(86)으로부터 클럽 헤드(10)의 크라운(30)의 내측면(82)까지 연장되는 제 2 거리(D2), 및 헤드의 무게 중심(86)으로부터 클럽 헤드(10)의 솔(34)의 내측면(82)까지 연장되는 제 3 거리(D3) 양자 모두보다 더 크다는 것을 예시하며, 여기서 D1, D2 및 D3는 둘레(74)를 따르는 대략 6 시 위치에서 측정된다. 예를 들어, 5 시 위치 또는 7 시 위치와 같은, 클럽 헤드(10)의 둘레(74)를 따르는 임의의 다른 위치에서 측정했을 때 동일한 관계가 거리 D1, D2 및 D3에 적용될 수 있다.
클럽 헤드(10)는 티타늄, 스틸, 알루미늄, 기타 금속들, 금속 합금들, 복합물들, 또는 재료들의 임의의 조합과 같은 임의의 재료로 만들어질 수 있다. 웨이트 부재(70)는 클럽 헤드(10)와 동일한 재료로 만들어질 수 있거나, 웨이트 부재(70)는 티타늄, 스틸, 알루미늄, 기타 금속들, 금속 합금들, 복합물들, 또는 재료들의 임의의 조합과 같이, 클럽 헤드(10)와 상이한 재료로 만들어질 수 있다. 웨이트 부재가 클럽 헤드(10)와 상이한 재료를 포함하는 실시예에서, 웨이트 부재(70)의 밀도는 클럽 헤드의 밀도보다 더 클 수 있다.
몇몇 실시예들에서, 웨이트 부재(70)의 밀도가 변할 수 있다. 도 12를 참조하면, 웨이트 부재(70)는 하나 이상의 고밀도 영역(90)[예를 들어, 웨이트 부재(70)의 나머지 영역들보다 더 큰 밀도를 갖는 웨이트 부재(70)의 영역(들)]을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 12a를 참조하면 웨이트 부재는 토우 편향(toe bias)을 달성하기 위해서 제 1 단부(92) 근처에 고밀도 영역(90)을 가질 수 있다. 추가의 예에 대해서, 도 12b를 참조하면 웨이트 부재는 힐 편향(heel bias)을 달성하기 위해서 제 2 단부(96) 근처에 고밀도 영역(90)을 가질 수 있다. 추가의 예에 대해서, 도 12c를 참조하면 웨이트 부재(70)는 웨이트 부재(70)의 중심 근처에 고밀도 영역(90)을 가질 수 있다. 추가의 예에 대해서, 도 12d를 참조하면 웨이트 부재(70)는 제 1 단부(92) 근처의 제 1 고밀도 영역(90) 및 제 2 단부(96) 근처의 제 2 고밀도 영역을 포함하는 복수의 고밀도 영역(90)을 가질 수 있다. 다른 실시예들에서, 웨이트 부재(70)의 밀도는 웨이트 부재(70)를 따르는 임의의 위치, 복수의 위치들, 또는 이들 위치의 조합에서 더 클 수 있다. 추가로, 다른 실시예들에서 웨이트 부재(70)의 밀도는 이산적 위치에서 또는 임의의 프로파일을 따라서 변할 수 있다. 추가로, 웨이트 부재가 하나 이상의 고밀도 영역(들)(90)을 포함하는 실시예들에서, 웨이트 부재(70)의 나머지 영역은 외피(shell)를 포함하거나, 고밀도 영역(들)(90) 외측에서 웨이트 부재(70)의 질량을 감소시키기 위한 공동(void)을 가질 수 있다.
웨이트 부재(70)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 약 5 그램 내지 약 150 그램 범위일 수 있는 질량 또는 중량을 가진다. 웨이트 부재(70)가 하나 이상의 고밀도 영역(90)을 포함하는 실시예들에서, 고밀도 영역(들)(90)은 웨이트 부재(70)의 질량의 적어도 일부분을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 고밀도 영역(들)(90)은 웨이트 부재(70)의 질량의 대부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고밀도 영역(들)(90)은 웨이트 부재(70)의 질량의 약 30%, 약 35%, 약 40%, 약 45%, 약 50%, 약 60%, 약 65%, 약 70%, 약 75%, 약 80%, 약 85%, 약 90%, 또는 약 95%를 포함할 수 있다.
웨이트 부재(70)는, 웨이트 부재(70)의 중량이 클럽 헤드(10)의 자유재량 중량의 일부분일 수 있거나, 웨이트 부재(70)의 중량이 클럽 헤드(10)의 자유재량 중량과 동일할 수 있는 질량 또는 중량을 가진다. 웨이트 부재(70)의 중량이 클럽 헤드(10)의 자유재량 중량의 일부분일 때, 나머지 자유재량 중량은 솔(34), 페이스(22), 호젤(38), 또는 위에서 열거된 위치들의 조합과 같은, 크라운(30) 이외의 클럽 헤드(10)의 구역들에 위치될 수 있다.
클럽 헤드(10)의 자유재량 중량의 크기는 클럽 헤드(10)의 유형에 따라서 변한다. 예를 들어, 자유재량 중량은 클럽 헤드(10)의 전체 중량 및 길이에 따라서 변하고 5 그램 내지 150 그램 이상의 범위일 수 있다. 도 7은 클럽 헤드(10)의 전체 중량, 클럽 헤드(10)의 자유재량 중량, 클럽 헤드(10)의 전체 중량의 백분율로서의 자유재량 중량, 및 예시적인 드라이버, 페어웨이 우드 및 하이브리드에 대한 조립된 골프 클럽 길이의 범위를 나타내는 테이블을 도시한다. 예를 들어, 자유재량 중량은 드라이버에 대해서 약 20 내지 60 그램[드라이버-유형의 클럽 헤드(10)의 전체 중량의 약 15 내지 35 %] 범위일 수 있으며, 자유재량 중량은 페어웨이 우드에 대해서 약 45 내지 85 그램[우드-유형의 클럽 헤드(10)의 전체 중량의 약 20 내지 40 %] 범위일 수 있으며, 자유재량 중량은 하이브리드에 대해서 약 70 내지 130 그램[하이브리드-유형 클럽 헤드(10)의 전체 중량의 약 25 내지 55 %] 범위일 수 있다. 일반적으로, 클럽 헤드(10)의 전체 중량의 백분율로서 측정된 자유재량 중량은, 클럽 헤드(10)의 중량이 증가함에 따라 그리고 클럽 헤드(10)의 길이가 감소함에 따라 증가한다.
도 8 및 도 9는 드라이버, 페어웨이 우드, 하이브리드, 및 아이언을 포함하는 예시적인 골프 클럽 세트를 통해서 자유재량 중량, 골프 클럽의 길이, 스윙 웨이트(swing weight), 및 클럽 헤드(10)의 전체 중량 사이의 상호의존 관계를 도시한다. 도 8에 예시된 바와 같이, 자유재량 질량으로서 열거된 자유재량 중량의 크기는 골프 클럽의 스윙 웨이트["SWT", 이는 일반적으로 A0(가장 가벼움)부터 F9(가장 무거움)까지의 값, 예를 들어 D0 내지 D6의 값이 할당됨], 골프 클럽의 길이(즉 인치 단위로 측정된 "클럽 길이"), 및 (그램 단위로 측정된) 클럽 헤드(10)의 중량이 변함에 따라서 변한다. 개시된 클럽 길이, 헤드 중량, 스윙 웨이트, 및 자유재량 중량은 예시의 목적으로 제공된 것이고, 도 8 및 도 9의 개시된 데이터 지점 위와 아래의 클럽 길이, 헤드 중량, 스윙 웨이트, 및/또는 자유재량 중량의 범위 또는 대역을 포함할 수 있음이 이해되어야 한다.
일반적으로, 클럽 헤드(10)는 골프 스윙을 방해하지 않는 범위에서 스윙 웨이트를 보존하기 위한 더 가볍고 더 긴 클럽이다. 골프 클럽이 너무 가벼운 스윙 웨이트를 가질 때, 클럽의 성능은, 클럽 헤드의 더 낮은 MOI 및 헤드의 무게 중심(86)의 불량한 배치로 인해 저하된다. 골프 클럽이 너무 높은 스윙 웨이트를 가질 때, 클럽은 임팩트 시 스윙과 전달이 어려울 수 있다.
도 8을 참조하면, 자유재량 중량은 D3의 동일한 목표 스윙 웨이트를 갖지만 44 인치(112 ㎝) 내지 48 인치(122 ㎝)의 상이한 클럽 길이들, 및 [가장 긴 48 인치(122 ㎝) 길이의 드라이버에 대한] 202.5 그램 내지 [가장 짧은 44 인치(112 ㎝) 길이의 드라이버에 대한] 208.5 그램의 대응하는 상이한 헤드 중량을 갖는 예시적인 드라이버들 그룹에 대해 제공된다. 자유재량 중량은 [가장 긴 48 인치(122 ㎝) 길이의 드라이버에 대한] 39.5 그램 이상 또는 전체 헤드 중량의 약 19.5% 이상 내지 [가장 짧은 44 인치(112 ㎝) 길이의 드라이버에 대한] 45.5 그램 이상 또는 전체 헤드 중량의 약 21.8% 이상의 범위이다. 여기서 설명되는 드라이버들은 예시적인 드라이버들이지만, 동일한 관계가 약 400 cc 이상의 체적, 약 5 내지 16도의 로프트(lofts), 및 약 43 인치 이상의 클럽 길이를 갖는 드라이버에 적용될 수 있다. 또한, 다른 예시적인 드라이버들은 (400, 405, 410, 415, 420, 425, 430, 435, 440, 445, 450, 455, 460, 465, 또는 470 cc를 포함하는) 400 cc 내지 470 cc 범위의 체적, (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5, 14, 14.5, 15, 15.5, 16, 16.5, 17, 17.5, 18, 18.5, 19, 19.5, 또는 20 도를 포함하는) 0 내지 20도의 범위의 로프트, 및 30 인치(76 ㎝), 31 인치(79 ㎝), 32 인치(81 ㎝), 33 인치(84 ㎝), 34 인치(86 ㎝), 35 인치(89 ㎝), 36 인치(91 ㎝), 37 인치(94 ㎝), 38 인치(97 ㎝), 39 인치(99 ㎝), 40 인치(102 ㎝), 41 인치(104 ㎝), 42 인치(107 ㎝), 43 인치(109 ㎝), 44 인치(112 ㎝), 45 인치(114 ㎝), 46 인치(117 ㎝), 47 인치(119 ㎝), 48 인치(122 ㎝), 49 인치(124 ㎝) 또는 50 인치(127 ㎝) 이상의 클럽 길이를 가질 수 있다.
도 8을 더 참조하면, 자유재량 중량은 또한, D1의 동일한 목표 스윙 웨이트를 갖지만, (더 낮은 로프트의 3-우드에 대한) 43 인치로부터 (더 높은 로프트의 9-우드에 대한) 41.5 인치까지의 상이한 클럽 길이, 및 (3-우드에 대한) 219 그램으로부터 (9-우드에 대한) 232 그램까지의 대응하는 상이한 헤드 중량들을 갖는 예시적인 페어웨이 우드의 그룹에 대해 제공된다. 자유재량 중량은 (3-우드에 대한) 59 그램 이상 또는 전체 헤드 중량의 약 26.9% 이상 내지 (9-우드에 대한) 72 그램 이상 또는 전체 헤드 중량의 약 31.0% 이상의 범위이다. 여기서 설명된 페어웨이 우드들은 예시적인 페어웨이 우드들이지만, 동일한 관계가 약 115 내지 300 cc의 체적, 약 10 내지 40도 사이의 로프트, 및 약 38 내지 44 인치(97 내지 112 ㎝)의 클럽 길이를 갖는 임의의 페어웨이 우드들에 적용될 수 있다.
도 8을 더 참조하면, 자유재량 중량은 또한, D1의 동일한 목표 스윙 웨이트를 갖지만, (더 낮은 로프트의 2-하이브리드에 대한) 40.75 인치(103.5 ㎝) 내지 (더 높은 로프트의 6-하이브리드에 대한) 38.75 인치(98.4 ㎝)의 상이한 클럽 길이, 및 (2-하이브리드에 대한) 230 그램 이상으로부터 (6-하이브리드에 대한) 250 그램 이상까지의 대응하는 상이한 헤드 중량을 갖는 예시적인 하이브리드들의 그룹에 대해 제공된다. 자유재량 중량은 (2-하이브리드에 대한) 90 그램 또는 전체 헤드 중량의 약 39.1 % 내지 (6-하이브리드에 대한) 110 그램 또는 전체 헤드 중량의 약 44.0 %의 범위이다. 여기서 설명된 하이브리드들이 예시적인 하이브리드들이지만, 동일한 관계가 약 80 내지 140 cc의 체적, 약 15 내지 60도 사이의 로프트, 및 약 35 내지 42 인치(89 내지 107 ㎝)의 클럽 길이를 갖는 임의의 하이브리드에 적용될 수 있다.
도 8을 더 참조하면, 자유재량 중량은 또한, D0의 동일한 목표 스윙 웨이트를 갖지만, (더 낮은 로프트의 4-아이언에 대한) 38.875 인치(98.7 ㎝) 내지 (더 높은 로프트의 웨지에 대한) 35 인치(88.69 ㎝)의 상이한 클럽 길이, 및 (4-아이언에 대한) 239 그램 내지 (웨지에 대한) 306 그램의 대응하는 상이한 헤드 중량을 갖는 예시적인 아이언들의 그룹에 대해서 제공된다. 자유재량 중량은 (4-아이언에 대한) 24 그램 이상 또는 전체 헤드 중량의 약 10.1 % 이상 내지 (웨지에 대한) 43 그램 이상 또는 전체 헤드 중량의 약 14.1% 이상의 범위이다. 여기서 설명된 아이언들은 예시적인 아이언들이지만, 동일한 관계가 약 15 내지 60도의 로프트, 및 약 35 내지 42 인치(88.9 내지 107 ㎝)의 클럽 길이를 갖는 임의의 아이언에 적용될 수 있다.
도 9는 전형적인 목표 스윙 웨이트에 대한 클럽 헤드(10)의 클럽 길이(인치 단위) 대 전체 중량(그램 단위)의 예시적인 관계를 그래프로 도시한다. 데이터를 도 8에 그래프로 도시함으로써, 여기서 설명된 예시적인 골프 클럽들에 대한 헤드 중량, 클럽 길이, 및 스윙 웨이트(및 결국 자유재량 중량)의 상호의존 관계가, 0.9818의 R 제곱값으로 나타낸, 결정 계수에 대한 데이터 지점들의 높은 상관관계의 증거로서 예시된다.
여기서 설명된 웨이트 부재(70)는 y-축(510), x-축(500) 및/또는 호젤-축 주위에서 헤드의 무게 중심(86) 위치 및 클럽 헤드(10)의 MOI에 영향을 미친다. 웨이트 부재(70)의 위치선정에 의한, y-축(510), x-축(500) 및/또는 호젤-축 주위에서 헤드의 무게 중심(86) 및 클럽 헤드(10)의 관성 모멘트의 변경은, 스윙 중에, 골프공과의 임팩트 시에, 또는 양자 모두(즉, 스윙 중에 그리고 골프공과의 임팩트 시)의 조합으로 골프 클럽의 성능 특성을 변경시킬 수 있다.
스윙 중에, 클럽 헤드(10)는 골프공과의 임팩트 시 페이스(22)를 직각이 되게 하기 위해서 호젤 축을 중심으로 회전한다. 스윙 중에 페이스(22)의 직각화(squaring)는 원하는 볼 방향을 촉진시킨다. 임팩트 시, 헤드의 무게 중심(86) 위치에 대한 클럽 페이스(22) 상의 골프공과의 접촉 위치는 골프공의 스핀 또는 기어 효과(gear effect)에 영향을 미친다. 비행 중에, 골프공은 축을 중심으로 스핀 또는 회전한다. 골프공의 회전 축은 지면에 수직한 수직축 및 지면에 평행한 수평축을 포함하는 성분들로 분해될 수 있다. 수직축을 중심으로 한 골프공의 스핀 성분은 볼 방향에 영향을 미친다. 수평축을 중심으로 한 골프공의 스핀 성분은 궤적 및 거리에 영향을 미친다. 기어 효과는 아래의 예에서 더 상세히 설명된다.
예를 들어, x-축(500)의 방향으로 헤드의 무게 중심(86)으로부터 오프셋된, 클럽 페이스(22) 상의 골프공의 임팩트는, 클럽 헤드(10)가 제 1 방향으로 y-축(510)을 중심으로 회전하게 함으로써, 제 1 방향에 대향하는 제 2 방향으로 골프공에 수직축을 중심으로 한 스핀 성분을 부여한다. 수직축을 중심으로 한 골프공의 스핀 성분은 골프공의 페이드(fade) 또는 드로우(draw)에 영향을 미친다. 유사하게, y-축(510)의 방향으로 헤드의 무게 중심(86)으로부터 오프셋된, 페이스(22) 상의 골프공의 임팩트는, 클럽 헤드(10)가 제 3 방향으로 x-축(500)을 중심으로 회전하게 함으로써, 제 3 방향에 대향하는 제 4 방향으로 골프공에 수평축을 중심으로 한 스핀 성분을 부여한다. 수평축을 중심으로 한 골프공의 스핀 성분은 골프공의 궤적 및 거리에 영향을 미친다.
전형적으로, 골프 클럽 설계 시 x-축(500) 및 y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI를 증가시키는 것이 바람직하다. x-축(500) 및/또는 y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI를 증가시키는 것은 각각 x-축(500) 및/또는 y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 회전에 대한 저항의 증가를 초래하여, 임팩트 시 중심외(off center) 타격으로 인한 클럽 헤드와 골프공의 회전 감소를 유도한다. x-축(500)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI를 증가시키는 것은 중심외 임팩트로 인한 골프공의 수평 스핀 성분을 감소시킴으로써, 공의 궤적과 거리에서 관용성과 일관성을 증가시킨다. y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI를 증가시키는 것은 중심외 임팩트로 인한 골프공의 수직 스핀 성분을 감소시킴으로써, 공 방향에서 관용성과 일관성을 증가시킨다. 축을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI는, 웨이트 부재의 무게 중심(88)과 축 사이의 수직 거리를 증가 또는 최대화시킴으로써 증가 또는 최대화될 수 있다.
도 4에 도시된 예시적 실시예에서, 웨이트 부재(70)는 크라운(30)의 외측면(78)에 위치되어서 웨이트 부재의 무게 중심(88)과 헤드의 무게 중심(86) 사이의 거리는, 헤드의 무게 중심에 더 가깝게 위치하는 웨이트 부재를 갖춘 공지된 클럽 헤드에 비해서 증가 또는 최대화된다. 특히, 웨이트 부재의 무게 중심(88)과 y-축(510) 사이의 수직 거리[및 이에 따라 y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI]가 증가 또는 최대화되며, 웨이트 부재의 무게 중심(88)과 x-축(500) 사이의 수직 거리[및 이에 따라 x-축(500)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI]가, 헤드의 무게 중심에 더 가깝게 위치하는 웨이트 부재를 갖춘 공지된 클럽 헤드에 비해서 증가 또는 최대화된다. 따라서, 웨이트 부재(70)를 갖는 클럽 헤드(10)는 [y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드의 증가된 MOI로 인해] 증가되거나 최대화된 방향 관용성과 일관성 및 [x-축(500)을 중심으로 한 클럽 헤드의 증가된 MOI로 인해] 골프공의 궤적과 거리에서 증가되거나 최대화된 일관성을 가진다.
클럽 헤드(10)에서 웨이트 부재(70)의 위치는 또한, 호젤 축을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI에 영향을 미치게 하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 웨이트 부재의 무게 중심(88)은 클럽 헤드(10)의 힐(18)에 또는 토우(14)에 더 가깝게 위치되어 힐 편향 또는 토우 편향을 생성할 수 있다.
웨이트 부재의 무게 중심(88)이 토우(14)보다 힐(18)에 더 가깝게(즉, 6 시 위치와 9 시 위치 사이에) 있도록 웨이트 부재(70)를 위치시키는 것은, 헤드의 무게 중심(86)을 힐(18) 쪽으로 이동시키고 헤드의 무게 중심(86)으로부터 호젤 축으로의 수직 거리를 감소시킴으로써, 호젤 축을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI를 감소시킬 것이다. 따라서, 클럽 헤드(10)는 스윙 중에 호젤 축을 중심으로 한 회전에 대해 더 작은 저항을 갖게 되어서, 사용자가 임팩트 시 페이스(22)를 더욱 쉽게 직각으로 하여 개방 페이스(22)와 골프공의 임팩트에 대한 사용자의 경향을 교정할 수 있도록 한다. 역으로, 웨이트 부재의 무게 중심(88)이 힐(18)보다 토우(14)에 더 가깝게(즉, 3 시 위치와 6 시 위치 사이에) 있도록 웨이트 부재(70)를 위치시키는 것은, 헤드의 무게 중심(86)을 토우(14) 쪽으로 이동시키고 웨이트 부재의 무게 중심(88)으로부터 호젤 축으로의 수직 거리를 증가시킴으로써, 호젤 축을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI를 증가시킬 것이다. 따라서, 클럽 헤드(10)는 스윙 중에 호젤 축을 중심으로 한 회전에 대해 더 큰 저항을 갖게 되어서 폐쇄 페이스(22)와 골프공의 임팩트에 대한 사용자의 경향을 교정할 것이다.
도 6을 참조하면, y-축(510) 주위에 웨이트 부재(70)를 갖는 클럽 헤드(10)의 MOI를 증가시켜 클럽 헤드(10)의 관용성 증가를 유도하는 것을 입증하기 위한 개념 증명 테스트가 수행되었다. 개념 증명 테스트는 웨이트 부재(70) 위치 및/또는 자유재량 중량의 위치가 클럽 헤드(10)의 헤드 무게 중심(86)으로부터 멀어지게 이동됨에 따라서 y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI가 증가함을 입증한다. 이러한 결론을 입증하기 위해서, 자유재량 중량은 동심원들 또는 대역들(102a 내지 102d)을 따라서 헤드의 무게 중심(86)으로 멀어지는 증가된 거리(d)에 웨이트 부재(70)의 형태로 이동되어 재배치되었다. y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI는 클럽 헤드의 크라운(30)(기준선)에 자유재량 중량을 재배치시키지 않으면서 계산되었다. 이어서, y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI는 각각 대역들(102a, 102b, 102c, 및 102d)을 따라서 웨이트 부재(70)의 형태로 재배치되는 자유재량 중량에 대해 별도로 계산되었다. y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 MOI는, 자유재량 중량이 전혀 재배치되지 않았을 때[기준선, 즉 웨이트 부재(70)가 없을 때]보다 자유재량 중량이 대역(102d)을 따라서 웨이트 부재(70)의 형태로 재배치되었을 때 상당히(약 50 % 초과까지) 더 컸다.
도 13을 참조하면, 웨이트 부재(70)를 갖는 클럽 헤드(10)는 웨이트 부재가 없는 유사하게 제어된 클럽 헤드에 비해서 (타원형 추세선에 의해 나타낸 바와 같이) 골프공 착륙 장소에서 감소된 산포도가 입증되었다. 도 13에 예시된 결과들은 제어된 스윙 조건들(예를 들어, 스윙 속도 및 방위)을 갖는 예시적인 페어웨이-우드 유형의 골프 클럽들을 이용하였다. 웨이트 부재(70)를 갖는 클럽 헤드(10)의 골프공 착륙 장소에서의 감소된 산포도는 클럽 헤드(10)의 증가된 MOI의 결과이다.
예시된 실시예에서, 크라운(30)의 외측면(78)에서의 웨이트 부재(70)의 위치는 클럽 헤드의 공기역학적 이점들을 유발할 수 있다. 예를 들어, 크라운(30)의 외측면(78) 상에서 웨이트 부재(70)의 위치는 공기역학적 항력의 감소 및 이에 따라 클럽 헤드(10) 속도의 증가를 초래할 수 있다. 증가된 클럽 헤드(10) 속도는 더 긴 골프공 이동 거리를 유발할 수 있다.
예시된 실시예에서, 웨이트 부재(70)는 크라운(30)의 외측면(78)에 위치하며, 따라서 헤드의 무게 중심(86)은 웨이트 부재(70)가 없는 클럽 헤드(10)의 헤드 무게 중심(86)보다 클럽 헤드(10)의 크라운(30)과 배면(26)에 더 가깝게 위치된다. 클럽 헤드(10)의 크라운(30) 쪽으로 헤드의 무게 중심(86)을 이동시키는 것은 임팩트 시 골프공에 추가의 바람직하지 않은 백스핀을 부여할 수 있어서, 골프공 이동 거리의 감소를 초래할 수 있다. 설명된 효과들을 상쇄시키기 위해서, 임팩트 시 골프공에서의 백스핀을 감소시키는 다른 공지된 방법들이 실시될 수 있다. 예를 들어, 골프공에서의 백스핀을 감소시키는 것은 클럽 페이스(22)의 표면 거칠기를 증가시킴으로써 달성될 수 있다. 일반적으로, x-축(500) 및 y-축(510)을 중심으로 한 클럽 헤드(10)의 증가된 MOI로부터 초래되는, 골프공의 방향 및 거리에서의 추가적인 관용도와 일관성은, 클럽 헤드(10)의 크라운(30)에 대한 헤드의 무게 중심(86) 위치로부터의 바람직하지 않은 효과들보다 우세하다.
예시된 실시예에서, 크라운(30)의 외측면(78)에서의 웨이트 부재(70)의 위치는 다른 위치들에서 추가의 자유재량 중량 또는 비-자유재량 중량의 균형을 요구할 수 있다. 예를 들어, 클럽 헤드(10)의 내부 구조 또는 외부 구조는 내부 기하학적 형상 또는 외부 기하학적 형상을 추가하거나, 클럽 헤드(10)의 본체(12)의 재료 또는 기하학적 형상을 변경하거나, 클럽 페이스(22)의 재료 또는 기하학적 형상을 변경함으로써, 또는 설명된 변경들의 임의의 조합에 의해서, 크라운(30)의 외측면(78)에서의 웨이트 부재(70)의 위치를 균형잡도록 조정될 수 있다.
도 11은 웨이트 부재(70)를 갖는 클럽 헤드(10)를 제작하는 방법을 예시한다. 그 방법은, 크라운(30), 솔(34), 힐(18), 토우(14), 배면 단부(26), 및 호젤(38)을 갖는 본체(12)를 제공하는 단계, 클럽 페이스(22)를 제공하는 단계, 웨이트 부재(70)를 제공하는 단계, 및 웨이트 부재(70)와 클럽 페이스(22)를 클럽 본체(12)에 형성 또는 결합하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 본체(12)를 제공하는 단계는 본체(12)를 주조 또는 기계 가공하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 본체(12)는 기계 가공 또는 3D 프린팅과 같은 임의의 다른 적합한 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 클럽 페이스(22)를 제공하는 단계는 클럽 페이스(22)를 기계 가공하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들에서, 클럽 페이스(22)는 주조 또는 3D 프린팅과 같은 임의의 다른 적합한 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 웨이트 부재(70)를 제공하는 단계는 주조, 기계 가공, 3D 프린팅, 또는 웨이트 부재(70)를 형성하는 임의의 다른 적합한 방법을 포함할 수 있다.
여기서 설명되는 클럽 헤드(10)의 제작 방법은 단지 예시적인 것이며, 여기서 제시되는 실시예들로 한정되지 않는다. 클럽 헤드(10)의 제작 방법은 여기서 구체적으로 도시되지 않거나 설명되지 않은 많은 상이한 실시예들 또는 예들에 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 설명된 방법의 공정들은 임의의 적합한 순서로 수행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 하나 이상의 공정들은 조합, 분리, 또는 생략될 수 있다.
웨이트 부재(70)는 주조 중에 본체(12)와 동일한 시간에 형성될 수 있거나 웨이트 부재(70)는 별도로 형성되어 클럽 헤드(10)의 본체(12)에 결합될 수 있다. 웨이트 부재(70)가 주조 중에 본체(12)와 동일한 시간에 형성될 때, 크라운(30)의 외측면(78)에 제공되는 추가 중량으로 인해, 웨이트 부재(70)를 갖는 클럽 헤드(10)를 형성하는 주조 공정 중에 용융 재료의 유량이 증가될 수 있다.
도 10에 예시된 바와 같이, 클럽 헤드(10)는 토우 측(14)의 제 1 포트 또는 제 1 게이트(106), 힐 측(18)의 제 2 포트 또는 제 2 게이트(110), 및 클럽 헤드(10)의 후방의 제 3 포트 또는 제 3 게이트(114)를 포함한다. 각각의 게이트(106, 110, 114)는 크라운(30)에 대해 웨이트 부재(70)를 일체로 형성하기 위해서 주조 중에 몰드 내로 용융 재료의 도입을 허용한다. 용융 재료 유동 방향이 화살표들(108, 112 및 116)에 의해 예시된다. 제 3 게이트(114) 근처의 크라운(30)에 대한 웨이트 부재(70)의 위치는, 웨이트 부재(70)를 수용하는 데 필요한 제 3 게이트(114) 개구의 횡단면적의 크기 증가로 인해 주조 몰드를 통한 용융 재료의 유량 증가를 초래한다. 용융 재료 유량의 증가 및/또는 더 자유롭게 이동하는 용융 재료의 능력의 증가는, 크라운(30), 솔(34), 힐(18), 및/또는 토우(14)로 유동하는 용융 재료가 주조 몰드의 상대적으로 얇은 섹션들에 도달하는 것, 그리고 클럽 본체(12)로부터 슬래그 및/또는 미립자들을 운반하는 것을 돕는다. 다른 실시예들에서, 웨이트 부재(70)는 크라운(30)의 주조 후에 별도의 구성요소로서 크라운(30)에 부착 또는 달리 고정될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 웨이트 부재(70)는 예를 들어, 금속 사출 성형(MIM), 분리 주조, 단조, 기계 가공, 프린팅, 또는 쾌속 조형(rapid prototyping)과 같은 주조 이외의 공정을 이용하여 본체(12)와 동일한 시간에 형성될 수 있다.
항목 1: 골프 클럽 헤드는, 클럽 헤드의 둘레를 형성하는 크라운, 크라운에 대향하는 솔, 힐 단부에 대향하는 토우 단부, 배면 단부, 및 호젤을 갖는 본체; 클럽 페이스; 외측면; 내측면; 헤드의 무게 중심; 및 크라운의 외측면 또는 내측면 중 하나에 위치하고 웨이트 부재의 무게 중심 및 크라운을 따르는 긴 아치 형상을 갖는 웨이트 부재를 포함한다.
항목 2: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 배면 단부 쪽으로 x-축의 한쪽에 위치되며, x-축은 토우 단부로부터 힐 단부로 헤드의 무게 중심을 통해 연장된다.
항목 3: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 (a) 약 0.25 내지 1.5 인치의 폭, (b) 약 0.05 내지 0.45 인치의 돌출 높이, (c) 약 2.5 내지 5.5 인치의 길이, 또는 (d) 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 더 포함한다.
항목 4: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 복수의 웨이트 부재들을 포함한다.
항목 5: 항목 4의 골프 클럽 헤드에 있어서, 복수의 웨이트 부재들의 각각의 웨이트 부재는 크라운에 의해 형성되는 둘레의 일부분을 따라서 연장된다.
항목 6: 항목 4의 골프 클럽 헤드에 있어서, 복수의 웨이트 부재들은 클럽 헤드의 외측면에 위치하는 적어도 하나의 웨이트 부재 및 클럽 헤드의 내측면에 위치되는 적어도 하나의 웨이트 부재를 포함한다.
항목 7: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 크라운은 클럽 페이스로부터 배면 단부로 연장되는 크라운 표면 만곡부를 형성하며, 웨이트 부재는 크라운 표면 만곡부로부터 돌출한다.
항목 8: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 크라운과 웨이트 부재는 클럽 페이스로부터 배면 단부로 연장되는 쌍봉 프로파일(bi-modal profile)을 갖는 크라운 표면 만곡부를 형성한다.
항목 9: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 크라운과 웨이트 부재는 크라운에 의해 형성되는 둘레의 일부분에서 클럽 페이스로부터 배면 단부로 연장되는 쌍봉 프로파일을 갖는 크라운 표면 만곡부를 형성한다.
항목 10: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 자유재량 중량으로 형성된다.
항목 11: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 클럽 헤드는 드라이버-유형 클럽 헤드, 우드-유형 클럽 헤드, 또는 하이브리드-유형 클럽 헤드이다.
항목 12: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 골프 클럽 헤드의 전체 중량의 약 15 % 내지 55 %의 범위의 중량을 가진다.
항목 13: 항목 11의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 드라이버-유형 클럽 헤드의 전체 중량의 약 15 % 내지 35 %의 범위의 중량을 가진다.
항목 14: 항목 11의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 우드-유형 클럽 헤드의 전체 중량의 약 20 % 내지 40 %의 범위의 중량을 가진다.
항목 15: 항목 11의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 하이브리드-유형 클럽 헤드의 전체 중량의 약 25 % 내지 55 %의 범위의 중량을 가진다.
항목 16: 항목 1의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 20 그램 내지 130 그램의 범위의 중량을 가진다.
항목 17: 항목 11의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 드라이버-유형 클럽 헤드에 대해 20 그램 내지 60 그램의 범위의 중량을 가진다.
항목 18: 항목 11의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 우드-유형 클럽 헤드에 대해 45 그램 내지 85 그램의 범위의 중량을 가진다.
항목 19: 항목 11의 골프 클럽 헤드에 있어서, 웨이트 부재는 하이브리드-유형 클럽 헤드에 대해 70 그램 내지 130 그램의 범위의 중량을 가진다.
항목 20: 골프 클럽 헤드는, 클럽 헤드의 둘레를 형성하는 크라운, 크라운에 대향하는 솔, 힐 단부에 대향하는 토우 단부, 배면 단부, 및 호젤을 갖는 본체; 클럽 페이스; 외측면; 내측면; 헤드의 무게 중심; 및 크라운의 외측면 또는 내측면 중 하나에 위치하는 웨이트 부재를 포함하며, 상기 웨이트 부재는 웨이트 부재의 무게 중심, 및 둘레를 따르는 임의의 위치에서 곡선인 중심선이 크라운으로부터 동일한 수직 거리에 위치되도록 웨이트 부재의 무게 중심을 통해 연장되는 곡선인 중심선을 가지며, 둘레에 대한 특정 위치에서 헤드의 무게 중심으로부터 곡선인 중심선까지의 제 1 거리는 둘레에 대한 특정 위치에서 헤드의 무게 중심으로부터 크라운 또는 솔 상에서의 클럽 헤드의 내측면 또는 외측면까지의 임의의 제 2 거리보다 더 크다.
하나 이상의 청구된 요소들의 대체는 재구성에 해당하고 개량에 해당하지 않는다. 또한, 이점들, 다른 장점들 및 문제들에 대한 해결책들은 특정 실시예들에 관하여 설명되었다. 그러나, 이점들, 장점들, 문제에 대한 해결책들, 및 임의의 이점, 장점 또는 해결책이 행해지거나 더 현저하게 되도록 할 수 있는 임의의 요소 또는 요소들은, 그러한 이점들, 장점들, 해결책들, 또는 요소들이 청구범위에 명시되지 않는 한, 청구범위의 임의의 청구항 또는 모든 청구항의 중요하거나, 요구되거나 본질적인 특징 또는 요소로서 해석되어서는 안 된다.
골프에 대한 규칙들이 수시로 변경될 수 있으므로[예들 들어, 미국 골프 협회(USGA), the Royal and Ancient Golf Club of St. Andrews (R&A) 등과 같은 골프 표준 단체 및/또는 관리 단체들에 의해 새로운 규정들이 채택되거나 이전 규칙들이 제거되거나 수정될 수 있으므로], 여기에 설명된 제작 장치, 제작 방법 및 제작 물품과 관련된 골프 장비는 임의의 특정 시간에 골프 규칙들에 부합하거나 부합하지 않을 수 있다. 따라서, 여기서 설명된 제작 장치, 제작 방법 및 제작 물품과 관련된 골프 장비는 광고되거나, 판매용으로 제공되고/되거나 적합한 또는 부적합한 골프 장비로서 판매될 수 있다. 여기서 설명된 제작 장치, 제작 방법 및 제작 물품은 이와 관련하여 제한되지 않는다.
상기 예들은 우드-유형 골프 클럽과 관련하여 설명될 수 있지만, 여기서 설명된 제작 장치, 제작 방법 및 제작 물품은 페어웨이 우드-유형 골프 클럽, 하이브리드-유형 골프 클럽, 아이언-유형 골프 클럽, 웨지-유형 골프 클럽, 또는 퍼터-유형(putter-type) 골프 클럽과 같은 다른 유형들의 골프 클럽에 적용될 수 있다. 대안으로, 여기서 설명된 제작 장치, 제작 방법 및 제작 물품은 하키 스틱, 테니스 라켓, 낚시대, 스키 폴 등과 같은 다른 유형의 스포츠 장비에 적용될 수 있다.
또한, 여기서 개시된 실시예들 및 제한들은 이들 실시예 및/또는 제한이 (1) 청구범위에서 명시적으로 청구되지 않은 경우, 및 (2) 균등론 하의 청구범위에서 표현 요소 및/또는 제한과 잠재적으로 균등한 경우에, 전용론 하에서 일반에게 전용되지 않는다.
본 개시의 다수의 특징들 및 장점들이 다음의 청구범위에 기재된다.

Claims (16)

  1. 골프 클럽 헤드로서,
    상기 골프 클럽 헤드의 둘레를 형성하는 크라운을 갖는 골프 클럽 헤드 본체;
    상기 크라운에 대향하는 솔(sole);
    힐 단부에 대향하는 토우 단부, 배면 단부, 및 호젤
    클럽 페이스;
    외측면;
    내측면;
    헤드의 무게 중심
    을 포함하고,
    상기 헤드의 무게 중심은 x-축, y-축, 및 z-축을 포함하는 좌표계의 원점을 형성하고,
    상기 x-축은 상기 토우 단부로부터 상기 힐 단부로 상기 헤드의 무게 중심을 통해 연장되고,
    상기 y-축은 상기 크라운으로부터 상기 솔로 상기 헤드의 무게 중심을 통해 연장되고,
    상기 z-축은 상기 클럽 페이스로부터 상기 배면 단부로 상기 헤드의 무게 중심을 통해 연장되고,
    상기 x-축 및 상기 z-축은 아날로그 시계상의 숫자들과 일치하도록 배열되며, 상기 z-축은 상기 클럽 페이스를 통과하는 12시 위치와 상기 배면 단부를 통과하는 6시 위치 사이로 연장되고,
    상기 x-축은 상기 토우 단부를 통과하는 3시 위치와 상기 힐 단부를 통과하는 9시 위치 사이로 연장되고,
    상기 크라운의 두께의 증가에 의해 웨이트 부재가 형성되며, 상기 웨이트 부재는 상기 크라운의 외측면으로부터 돌출되고,
    상기 웨이트 부재는 웨이트 부재의 무게 중심 및 상기 크라운을 따르는 긴 아치 형상을 갖고,
    상기 웨이트 부재는 상기 크라운의 외측면의 둘레의 일부분의 주위에 위치하고,
    상기 웨이트 부재의 제 1 단부는 3시 위치에서 상기 크라운의 토우 단부를 향해 위치하며, 제 2 단부는 상기 크라운의 힐 단부를 향해 위치하고,
    상기 웨이트 부재의 길이는 상기 제 1 단부로부터 상기 제 2 단부로 연장되는 웨이트 부재의 중심선을 따라서 측정되고,
    상기 웨이트 부재의 길이는 1.0 내지 6.0 인치 범위에 있고,
    상기 웨이트 부재는 임의의 위치의 횡단면에서 속이 차있고(solid),
    상기 웨이트 부재는 상기 골프 클럽 헤드 본체와 동일한 재료로 만들어지고,
    상기 웨이트 부재는 35 그램 내지 130 그램 범위의 무게를 갖고,
    상기 크라운의 두께는 0.10 인치 내지 0.30 인치 범위의 최대 돌출 높이를 포함하고,
    상기 둘레에 대한 특정 위치에서 상기 헤드의 무게 중심으로부터 상기 웨이트 부재의 중심선 까지의 제 1 거리는, 상기 둘레에 대한 상기 특정 위치에서 상기 헤드의 무게 중심으로부터 상기 크라운 또는 상기 솔 상의 클럽 헤드의 내측면 까지의 임의의 제 2 거리보다 큰 것인 골프 클럽 헤드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 상기 x-축에 대해 배면 단부 쪽에 위치하고,
    상기 x-축은 상기 헤드의 무게 중심을 통해 상기 토우 단부로부터 상기 힐 단부로 연장되는 것인 골프 클럽 헤드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는,
    (a) 0.25 내지 1.5 인치의 폭,
    (b) 0.05 내지 0.45 인치의 돌출 높이,
    (c) 1.0 내지 5.5 인치의 길이, 또는
    (d) 이들의 임의의 조합
    중 적어도 하나를 더 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 복수의 웨이트 부재들을 포함하는 것인 골프 클럽 헤드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 웨이트 부재들 각각은 상기 크라운에 의해 형성되는 둘레의 일부분을 따라서 연장되는 것인 골프 클럽 헤드.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이트 부재의 제 2 단부는 상기 6시 위치와 상기 9시 위치 사이에서 상기 크라운에 의해 형성되는 둘레를 따라 중간에 위치하는 것인 골프 클럽 헤드.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 크라운은 상기 클럽 페이스로부터 상기 배면 단부로 연장되는 크라운 표면 만곡부를 형성하고,
    상기 웨이트 부재는 상기 크라운 표면 만곡부로부터 돌출하는 것인 골프 클럽 헤드.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 크라운과 상기 웨이트 부재는, 상기 클럽 페이스로부터 상기 배면 단부로 연장되는 쌍봉 프로파일(bi-modal profile)을 갖는 크라운 표면 만곡부를 형성하는 것인 골프 클럽 헤드.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 크라운과 상기 웨이트 부재는, 상기 크라운에 의해 형성되는 둘레의 일부분에서, 상기 클럽 페이스로부터 상기 배면 단부로 연장되는 쌍봉 프로파일을 갖는 크라운 표면 만곡부를 형성하는 것인 골프 클럽 헤드.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 자유재량 중량으로 형성되는 것인 골프 클럽 헤드.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 골프 클럽 헤드는 드라이버-유형 클럽 헤드, 우드-유형 클럽 헤드, 또는 하이브리드-유형 클럽 헤드인 것인 골프 클럽 헤드.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 상기 골프 클럽 헤드의 전체 중량의 15 % 내지 55 % 범위의 중량을 갖는 것인 골프 클럽 헤드.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 드라이버-유형 클럽 헤드의 전체 중량의 15 % 내지 35 % 범위의 중량을 갖는 것인 골프 클럽 헤드.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 우드-유형 클럽 헤드의 전체 중량의 20 % 내지 40 % 범위의 중량을 갖는 것인 골프 클럽 헤드.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 하이브리드-유형 클럽 헤드의 전체 중량의 25 % 내지 55 % 범위의 중량을 갖는 것인 골프 클럽 헤드.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 웨이트 부재는 드라이버-유형 클럽 헤드에 대해 35 그램 내지 60 그램 범위의 중량을 갖는 것인 골프 클럽 헤드.
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