Brevet FR2689771A1 — publié le 19931015

TETE DE CLUB DE GOLF. L'invention concerne une tête de club de golf. Comme on le sait, une tête de club de golf, dit "fer" ou "putter", est destinée à être reliée à un manche, soit forgée soit moulée Cette tête présente d'un côté une face de frappe plane, sous le dessous une semelle et sur l'arrière une cavité taillée en dessus de la semelle, au dos de la face de frappe Selon les fabricants, selon les résultats recherchés et selon les techniques de fabrication mises en oeuvre, cette cavité peut avoir des formes les plus diverses. Comme on le sait, lorsque la tête d'un club frappe une balle, il se produit des vibrations qui sont nuisibles à la fois pour le joueur et pour la précision du coup. L'invention concerne une tête de club de golf permettant d'atténuer les vibrations provoquées lors de la frappe et d'obtenir une meilleure précision du coup. Cette tête de club de golf constituée d'une face avant de frappe, d'une semelle et d'une face arrière dans laquelle est ménagée une cavité disposée en-dessus de la semelle et au dos de la face de frappe, se caractérise en ce que cette face arrière présente un élément amortisseur de vibrations, constitué par une plaque rigide de contraintes à haut module d'élasticité, reliée à cette face arrière par un matériau visco- élastique. En d'autres termes, l'invention consiste à disposer dans la cavité arrière de la tête du club une plaque de contrainte rigide, reliée à la face arrière de la tête par un matériau visco-élastique. Il est bien connu d'utiliser des éléments amortisseurs de vibrations. Dans le document FR-A-2 575 393, le Demandeur a proposé d'incorporer sur des skis un dispositif pour amortir les vibrations, constitué d'une plaque de contraintes à haut module d'élasticité, assemblé au ski par collage au moyen d'un matériau visco-élastique. Cette plaque est disposée soit à proximité du talon du ski, soit à la naissance de la spatule soit à l'avant de la zone de fixation de la chaussure. L'invention consiste, dans les têtes de clubs de golf, à utiliser un tel élément amortisseur, mais en le localisant en un point précis, à savoir la face arrière, et plus précisément, dans la cavité de la face arrière. Comme on le sait, "un matériau visco-élastique" est destiné à réduire l'amplitude des vibrations par dégradation d'une partie de l'énergie de déformation sous forme de chaleur Les amortisseurs visco- élastiques, dont les principales caractéristiques sont de présenter un faible module d'Young E, et un coefficient d'amortissement élevé, sont depuis longtemps d'un usage courant en aéronautique, en automobile ou dans la fabrication des skis Il n'est donc pas utile de les décrire ici en détail. Dans un matériau visco-élastique, la caractéristique essentielle est le coefficient d'amortissement intrinsèque (tangente delta) Cette caractéristique est essentiellement influencée par la température et la fréquence de vibration Il importe que pour l'utilisation envisagée, ce matériau ait une zone d'amortissement maximale, à température ambiante Le coefficient d'amortissement doit se situer entre 0,4 et 1,2. Au-delà de 1,2, on observe une trop grande absorption de l'énergie engendrée par le choc sur la balle, donc une perte de rendement En deçà de 0,4, on constate un effet insensible du matériau visco-élastique. Comme déjà dit, il importe que les matériaux visco-élastiques mis en oeuvre présentent leurs qualités optimales aux températures habituelles d'utilisation des clubs de golf, notamment au voisinage de la température ambiante. On a observé que la feuille en matériau visco-élastique devait avoir une épaisseur inférieure à deux millimètres, et de préférence comprise entre 0,5 et un millimètre En effet, si cette épaisseur est inférieure à 0,5 mm, les effets obtenus sont pratiquement inexistants En revanche, si cette épaisseur excède 1,0 mm, on observe une perte de rendement pour un prix plus élevé On obtient de bons résultats avec une feuille de l'ordre de 0,5 mm. Comme matériau visco-élastique, on fait appel à des matériaux d'usage courant pour cette application, par exemple dans le domaine du ski On peut citer les caoutchoucs butyles, les élastomères de synthèse, seuls, en mélange ou chargés. Avantageusement, la feuille visco-élastique caractéristique adhère à la plaque rigide et à la face correspondante de la cavité au moyen d'une couche de matière adhésive En pratique, sur la feuille visco-élastique est apposé un adhésif double-face pour pouvoir être commodément appliquée à l'intérieur de la cavité sur la face interne au dos de la face de frappe. Dans une variante d'exécution, la feuille peut être constituée par un empilement de plusieurs feuilles élémentaires visco- élastiques, de caractéristiques différentes Les propriétés d'amortissement de chacune d'elles sont décalées en température pour une fréquence de vibration donnée, ou sont décalées en fréquence pour une température donnée. Selon une autre variante, la feuille est constituée par une juxtaposition de zones élémentaires présentant chacune des propriétés d'amortissement optimales, décalées également en température et en fréquence. Avantageusement, en pratique: la plaque rigide présente un module d'élasticité _ supérieur à 10000 M Pa, et une épaisseur comprise entre 0,5 et 2 mm, de préférence au voisinage de 1 mm; en effet, on a observé que si le module d'élasticité est inférieur à dix mille ( 10000) M Pa, le manchon rigide n'agit pas comme une plaque de contrainte et l'amortissement est moins efficace; il en est de même si l'épaisseur est inférieure à 0,5 mm; alors que si elle excède 2 mm, on augmente inutilement le coût et le poids, sans amélioration correspondante; la plaque rigide à haut module d'élasticité est choisi dans le groupe comprenant les alliages d'aluminium, les alliages d'aluminium-zinc- magnésium connus sous la marque déposée ZICRAL de la société CEGEDURPECHINEY, les matériaux thermodurcissables stratifiés armés de fibres de verre ou de carbone, les matériaux thermoplastiques armés de fibres de verre ou de carbone. Il va de soi que l'ensemble amortisseur caractéristique de l'invention doit être positionné le plus près possible du centre de la cavité et épouser la forme et sensiblement toute la surface de cette cavité pouvant absorber les vibrations dans les meilleures conditions. Si l'invention est particulièrement bien adaptée à la fabrication des fers, elle peut être également utilisée pour la réalisation des clubs dénommés "putters. La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit à l'appui des figures annexées. La figure 1 est une vue en perspective sommaire d'un club de golf dénommé "fer", dont la tête est montrée en vue arrière à la figure 2. La figure 3 est une tête conforme à l'invention montrée également en vue arrière et en coupe à la figure 4 selon l'axe IV-IV' de la figure 3. La figure 5 est une vue détaillée en coupe de l'ensemble amortisseur de vibrations caractéristique de l'invention. Un fer de golf conforme à l'invention comprend un manche ( 1), par exemple en métal ou en matière plastique armée, terminé à son extrémité par une poignée ( 2), et relié à son autre extrémité à une tête désignée par la référence générale ( 3), dont le poids et la forme varient en fonction du numéro du fer au moyen d'un emmanchement ( 4) Cette tête ( 3) comprend respectivement sur l'avant, une face (plane) de frappe, désignée par la référence ( 5) striée, taillée dans la masse de la tête, et une semelle ( 6) De manière connue, la tête ( 3) présente sur l'arrière une cavité ( 7) dont la forme varie en fonction du fabricant, des résultats recherchés, et du procédé de fabrication (moulé, forgé). Selon l'invention, cette cavité reçoit un ensemble amortisseur caractéristique, désigné par la référence générale ( 10), situé en son centre et comprenant depuis l'extérieur une plaque rigide ( 11), dont la forme et la surface correspondent pour partie essentielle à la forme de la cavité ( 7), par exemple une plaque d'alliage aluminium ou d'aluminium-zinc- magnésium commercialisé par CEGEDUR PECHINEY sous la marque "ZICRAL", présentant un module d'élasticité de 12000 M Pa, et une épaisseur de un millimètre. Cette plaque rigide ( 11) est associée à une feuille ( 12) à haut coefficient d'amortissement, dont les deux faces respectivement interne et externe ont été préalablement revêtues d'une couche adhésive, déposées de part en part de manière à favoriser la solidarisation entre la feuille visco-élastique ( 12) et d'une part la plaque rigide ( 11) et d'autre part la face arrière de la tête ( 3), et plus précisément de la cavité ( 7) Cette feuille ( 12) visco-élastique de 1,0 mm- d'épaisseur, présente un coefficient d'amortissement à 251 C dont la tangente delta est comprise entre 0,4 et 1,2, préférablement 0,6 et 0,8. L'ensemble amortisseur ( 10) caractéristique est disposé au voisinage du centre d'impact ( 20) de la tête, c'est-à-dire au voisinage du point d'impact idéal. Les fers perfectionnés selon l'invention autorisent une excellente absorption des ondes de choc néfastes générées lors de l'impact. Si l'invention peut être avantageusement utilisée sur des fers, elle peut également trouver son application sur des putters. REVENDICATIONS 1/ Tête ( 3) de club de golf, constituée d'une face avant de frappe ( 5), d'une semelle ( 6) et d'une face arrière dans laquelle est ménagée une cavité ( 7) disposée dans la tête ( 3) en dessus de la semelle ( 6) et au dos de la face de frappe ( 5), caractérisée en ce que la cavité ( 7) de cette face arrière présente un élément amortisseur ( 10) constitué par une plaque rigide ( 11) à haut module d'élasticité, reliée à la cavité ( 7) par un matériau visco- élastique ( 12). 2/ Tête de club de golf selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque rigide ( 11) présente un module d'élasticité E supérieur à dix mille ( 10000) M Pa et une épaisseur comprise entre 0,5 et 2 mm. 3/ Tête de club de golf selon la revendication 2, caractérisée en ce que la plaque rigide ( 11) à haut module d'élasticité est choisi dans le groupe comprenant les alliages d'aluminium, les alliages d'aluminium-zinc- magnésium (ZYCRAL )), les matériaux thermodurcissables stratifiés armés de fils de verre ou de carbone, les matériaux thermoplastiques armés de fils de verre ou de carbone. 4/ Tête de club de golf selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau visco-élastique ( 12) se présente sous la forme d'une feuille d'épaisseur inférieure à un millimètre, présentant un coefficient d'amortissement intrinsèque (tangente delta) compris entre 0,4 et 1,2. / Tête de club de golf selon la revendication 4, caractérisée en ce que le matériau visco-élastique est choisi dans le groupe comprenant les caouchchoucs butyles, les élastomères de synthèse, seuls ou en mélange ou chargés.