Brevet FR2668376A1 — publié le 19920430

La présente invention concerne une tête de club de golf. On connait depuis longtemps la technique de forgeage des têtes de club de golf, permettant notamment de réaliser des têtes de club de golf d'une pièce dans des aciers relativement doux Cette technique traditionnelle a pour avantage essentiel de permettre la réalisation de faces d'impact d'une grande précision et d'un "feeling" inégalé En revanche, elle implique un travail d' une épaisseur de face importante pour éviter une déformation permanente de cette face lors du premier coup frappé, en préjudiciant, bien entendu, le coût d'un tel produit De plus cette technique s'applique uniquement à la construction de fers mais ne peut être 1 O employée pour les autres clubs tels que les "bois-métal" par exemple. Actuellement, le moulage en cire perdue, plus économique, permet de réaliser des têtes en deux parties La plaque d'impact peut être moulée séparément du corps et l'ensemble est généralement soudé L'espace réalisé par l'assemblage peut être comblé par une mousse à l'état cellulaire dont la seule fonction est d'atténuer la sonorité métallique lors de l'impact C'est la plaque d'impact qui supporte entièrement la contrainte exercée lors du choc Quelle que soit la nature du matériau utilisé pour la fabrication de la face de frappe ou plaque d'impact, l'épaisseur de celle-ci doit être relativement importante entre 3 à 5 millimètres Cette contrainte limite les possibilités de répartir des masses à la périphérie de la plaque afin d'augmenter le moment d'inertie et d'améliorer ainsi le contrôle de la balle De plus, la consommation de matériau métallique reste importante et coûteuse dans la fabrication de pièces en grande série. La présente invention propose une nouvelle construction de têtes de clubs de golf concernant les "fers" ou les "bois-métal" et ayant pour but de remédier aux inconvénients précités Ainsi, les avantages principaux apportés par la construction de l'invention se mesurent d'une part, en terme d'économie de matière et en terme de sensation à l'impact ("feeling"), notamment de sonorité agréable, contrastant avec les sonorités de bruits "creux" des clubs existants, et d'autre part en terme de performance, notamment d'amélioration du contrôle de la balle par une répartition possible des masses à la périphérie de la tête. La tête de club de golf selon l'invention est constituée d'une plaque d'impact métallique et d'un corps, définissant une cavité interne dont le volume est occupé par un matériau de remplissage non-métallique, et se caractérise par le fait que ladite plaque d'impact a, dans la zone d'impact au moins, une épaisseur inférieure à 3 millimètres et en ce que la nature, les caractéristiques dimensionnelles, physiques ou mécaniques du matériau de remplissage permettent de maintenir la déformation de ladite plaque d'impact en dessous de sa limite élastique lors du choc d'une balle de golf. On comprend aisément que l'emploi d'une face fine contribue à une économie significative de matériau sur une production en grande série Une partie au moins de cette économie peut-être utilisée intelligemment en disposant de la matière à la périphérie de la face de façon à pouvoir améliorer l'inertie de la tête de club Secondairement, l'invention permet d'utiliser dans certains cas des aciers doux forgeable ou matriçable qui sont particulièrement appréciés par les joueurs de bon niveau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention se dégageront de la description qui va suivre en regard des dessins annexés, qui ne sont donnés qu'à 1 i O titre d'exemples non limitatifs. La figure 1 est une vue en perspective d'une tête de club de golf selon l'invention et notamment d'un bois métal. La figure 2 est une vue en coupe au centre de la face et de coté de la tête de club de golf de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective d'une tête de club de golf selon un autre mode de réalisation de l'invention et notamment d'un fer. La figure 4 est une vue en coupe au centre de la face et de coté de la tête du club de la figure 3. La figure 5 est une vue en coupe au centre de la face et de côté de la tête de club selon un mode de réalisation différent de la figure 4. La figure 6 représente une première étape d'un exemple de procédé de fabrication du produit des figures 3 et 4. La figure 7 représente une seconde étape du procédé de fabrication du produit des figures 3 et 4. La tête de club de golf selon l'invention comporte, comme le montrent les figures 1 et 3 représentant respectivement une tête de bois ( 1) et de fer ( 10), d'une plaque d'impact ( 2,20) Cette plaque d'impact ( 2, 20) est composée d'une face externe ou face de frappe ( 2 a, 20 a) sur laquelle peut être définie une zone d'impact ( 6,60) sensiblement circulaire ( en traits pointillés sur les figures) o sont concentrés la majorité des points d'impact de la balle Cette zone est centrée principalement sur la face et admet un diamètre ne dépassant pas généralement celui d'une balle de golf. Comme l'illustrent les figures 2 et 4, la plaque d'impact métallique ( 2, 20) comporte également une face interne ( 2 b, 20 b) sur laquelle est rapportée un corps métallique ( 3,30) L'assemblage du corps sur la plaque définit une cavité interne ( 4,40) dont le volume est occupé par un matériau de remplissage non-métallique ( 5,50) La plaque d'impact est choisie dans la zone d'impact ( 6,60) au moins de faible épaisseur quelle que soit sa résistance et inférieure à 3 millimètres. li Pour des raisons de facilité de construction, la plaque d'impact a de préférence une épaisseur constante. La figure 2 illustre un mode de réalisation particulièrement avantageux dans lequel le matériau de remplissage ( 5) forme une couche d'épaisseur sensiblement constante en matériau plastique d'épaisseur au plus égale à 3 millimètres et de dureté comprise entre 20 et 70 shore D. Dans cet exemple, l'association de ces deux paramètres, dureté et épaisseur, permet à cette couche ( 5) s'appuyant sur le corps rapporté métallique ( 3) servant de support, de maintenir la déformation de la plaque d'impact ( 2) en dessous de sa 1 O limite élastique lors de l'impact avec la balle Le matériau de remplissage peut être un matériau thermoplastique ou élastomère A titre d'exemple, on peut citer l'utilisation possible d'une couche de PEBA ( Polyether blocamide) Dans le mode de réalisation de la figure 2, la plaque d'impact a, de préférence, une épaisseur comprise entre 1 et 2 millimètres pour une résistance à la rupture comprise entre 50 et 80 da N/mm 2 Elle est choisie parmi les tôles d'acier ou d'alliage d'acier par exemple; pouvant être facilement déformées par emboutissage ou forgeage à froid. Cette construction s'adapte particulièrement et avantageusement aux têtes de bois dits "bois-métal" En effet le volume total est important et ne peut être entièrement comblé par un matériau de remplissage servant de support de plaque d'impact fine, sous peine d'obtenir une tête de masse trop importante. Ainsi le corps rapporté métallique ( 3) est préférentiellement creux comme le montre la figure 2 et constitué de l'assemblage d'un corps supérieur 3 a de préférence en aluminium moulé et un corps inférieur ou semelle 3 b dans un matériau semblable. L'assemblage des éléments entre eux est réalisé par vissage, rivetage ou tout autre moyen bien connu de l'homme de l'art. Un second modèle de construction d'une tête de club selon l'invention est illustré par les figures 3 et 4 par exemple, représentant une tête de fer ( 10) La cavité ( 40) créée par l'assemblage de la plaque d'impact ( 20) au corps rapporté métallique ( 30) est intégralement occupé par le matériau de remplissage ( 50) En raison de la finesse de la plaque d'impact ( 20), le matériau de remplissage ( 50) doit avoir des propriétés de faible compressibilité et/ou de forte rigidité Pour mesurer la compressibilité d'un matériau on utilise son coefficient de Poisson et pour sa rigidité, son module de compression Les matériaux de remplissage de l'invention sont choisis parmi les matériaux plastiques solides très peu compressibles, dont le coéfficient de Poisson est compris entre 0,5 et 0,35 et/ou les matériaux plastiques solides rigides dont le module de compression est au moins égal à 1000 M Pa. Les matériaux répondant à ces caractéristiques sont généralement des polymères spéciaux du type élastomères On note l'utilisation possible des Polyuréthanes élastomères, des Polybutadènes styrènes séquences, des caoutchoucs vulcanisés ou thermoplastiques (EPDM, EVA par exemple), des silicones, des polyamides séquences Parmi ces élastomères, ceux pouvant être mis en oeuvre par le procédé RIM (Réaction Injection Moulage) seront préférés. Pour des besoins d'équilibrage, le matériau de remplissage peut, bien entendu, être chargé de particules ou billes métalliques de forte densité. L'invention telle que décrite précédemment comprend bien entendu de 1 O nombreuses variantes de réalisation telle que celle illustrée sur la figure 5 dont la face d'impact ( 20) a une épaisseur faible et constante uniquement dans la zone o le matériau de remplissage ( 50) est en contact avec la paroi interne ( 20 b) de la plaque d'impact ( 20) La plaque en contact avec le corps creux rapporté ( 30) doit, en effet, avoir une épaisseur suffisante pour pouvoir être soudée correctement De même, cette construction permet une répartition intéressante des masses dues à l'épaisseur du matériau à la périphérie de la plaque permettant ainsi d'augmenter considérablement le moment d'inertie de la tête. On peut également prévoir de remplacer le matériau de remplissage solide ( 20) par un liquide dont l'incompressibilité mesurée par le module de compressibilité volumique est supérieur ou égal à 2100 M Pa (cette valeur correspond à celui de l'eau qui est considérée comme étant un élément quasi- incompressible). L'exemple des figures 3 et 4 concerne plus particulièrement les fers comme dit précédemment et il est donc avantageux de pouvoir choisir une plaque d'impact dans un acier forgeable donc relativement doux, ou au contraire dans un acier moulable dont les caractéristiques mécaniques sont plus importantes mais au détriment de la précision de la réalisation de la face Mais bien entendu dans les deux cas, il est nécessaire d'utiliser un matériau de remplissage servant de support pour éviter l'effondrement de la plaque en raison de sa finesse. Les figures 6 et 7 illustrent un exemple de procédé de fabrication particulièrement avantageux pour la mise en oeuvre de l'invention Il se déroule en 3 étapes distinctes. Une première étape consiste à réaliser séparément la plaque d'impact ( 20) et le corps rapporté ( 30) Une seconde étape consiste à assembler, comme le montre la figure 6 et souder ces deux éléments ( 20,30). Une troisième étape consiste à introduire par coulage à faible pression ou par gravité selon le procédé RIM, la matière de remplissage 50 par un orifice de remplissage ( 70, 71) communiquant avec la cavité interne ( 40) puis à obturer l'orifice ( 70, 71). D'une façon générale, le mode de mise en oeuvre de l'invention qui vient d'être décrit ne constitue qu'un exemple non limitatif, par rapport auquel on pourra prévoir de nombreuses variantes, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1 Tête de club de golf constituée d'une plaque d'impact métallique ( 2, 20) et d'un corps ( 3,30) définissant une cavité interne ( 4,40) dont le volume est occupé par un matériau de remplissage ( 5,50) non- métallique, caractérisée en ce que ladite plaque d'impact a, dans la zone d'impact ( 6,60) au moins, une épaisseur inférieure à 3 millimètres et en ce que la nature, les caractéristiques dimensionnelles, physiques ou mécaniques de matériau de remplissage permettent de maintenir la déformation de ladite plaque d'impact ( 2, 20)en 1 O dessous de sa limite élastique lors du choc d'une balle de golf. 2 Tête de club de golf selon la revendications caractérisée en ce que le matériau de remplissage ( 5) forme une couche d'épaisseur sensiblement constante en matériau plastique d'épaisseur au plus égale à 3 millimètres, et de dureté comprise entre 20 et 70 shore D. 1 5 3 Tête de club de golf selon la revendication 2 caractérisée en ce que la plaque d'impact ( 2) est en acier ou alliage d'acier. 4 Tête de club de golf selon la revendication 2 caractérisée en ce que la plaque d'impact ( 2) a une épaisseur comprise entre 1 et 2 millimètres et une résistance à la rupture comprise entre 50 et 80 da N/mm 2. 5 Tête de club de golf selon la revendication 2 caractérisée en ce que le matériau de remplissage est un matériau thermoplastique ou élastomère. 6 Tête de club de golf selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 caractérisée en ce qu'elle concerne une tête de bois métal ( 1). 7 Tête de club de golf selon la revendication 1 caractérisée en ce que le matériau de remplissage ( 5) est un matériau plastique solide peu compressible, dont le coefficient de Poisson est compris entre 0,5 et 0, 35 et/ou rigide, dont le module de compression est supérieur ou égal à 1000 M Pa. 8 Tête de club de golf selon la revendication 1 caractérisée en ce que le matériau de remplissage ( 5) est un liquide dont le module de compressibilité volumique est supérieur ou égal à 2100 M Pa. 9 Tête de club de golf selon la revendication 7 caractérisée en ce que le matériau de remplissage ( 5) est choisi parmi les élastomères. Tête de club de golf selon la revendication 9 caractérisée en ce que le matériau de remplissage est choisi de façon à pouvoir être mis en oeuvre par le procédé de Réaction Injection Moulage (RIM). 11 Tête de club de golf selon l'une quelconque des revendications 7 à 10 caractérisée en ce que le matériau de remplissage ( 5) est chargé de particules ou billes métalliques de forte densité. k 2668376 l 7 12 Tête de club de golf selon l'une quelconques des revendications 7 à 11 caractérisée en ce que la cavité interne ( 4, 40) est définie par l'assemblage d'une plaque d'impact métallique ( 2, 20) et d'un corps rapporté ( 3, 30). 13 Tête de club de golf selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le corps ( 3, 30) est métallique. 14 Tête de club de golf selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce qu'elle concerne une tête de fer ( 10).