Brevet FR2794987A1 — publié le 20001222

TETE DE CLUB DE GOLF Domaine technique L'invention se rattache à l'industrie des articles de sport, et plus précisément à la fabrication de clubs de golf. Elle vise plus particulièrement une nouvelle conception de têtes de clubs de golf se rattachant à la famille des clubs connus sous le nom de drivers ou bois. Elle concerne plus précisément les têtes de bois réalisées en métal, communément appelées "bois-métal". Techniques antérieures Comme on le sait, une tête de club de golf, notamment de "bois-métal" comprend une semelle située en partie basse de la tête et présentant l'essentiel de sa surface sensiblement parallèle au sol. Une tête de club comprend également une face de frappe dirigée vers l'avant de la tête, et sur laquelle se produit l'impact avec la balle, ainsi qu'une partie dénommée cou et destinée essentiellement à assurer le raccordement du manche du club avec la tête, et enfin une zone de liaison entre ces différents parties appelée "jupe". Les têtes de clubs dites "bois-métal" sont généralement creuses et constituées d'une paroi assez mince, ce qui permet d'en réduire la masse. La fabrication de telles têtes se fait soit par moulage, notamment par moulage en "cire perdue" comme illustré dans les documents JP 08 336 623 et JP 03 269 388 soit par emboutissage ou forgeage de parties constitutives de la tête puis par assemblage de celles-ci par brasure ou soudure par exemple comme illustré dans les documents US 5 533 729 et JP 10 033 728. Pour permettre l'évidement de la partie centrale, les têtes sont constituées d'au moins deux pièces assemblées. Un des problèmes que se propose de résoudre l'invention est d'assurer un assemblage efficace et fortement rigide des différentes pièces constituant la tête de club, afin d'éviter tout risque de fissure et de rupture dégradant les caractéristiques et les performances du club, et pouvant engendrer des risques de blessures pour les joueurs. Etant donné que les clubs "bois-métal" sont destinés à réaliser des coups de grande portée avec une force d'impact avec la balle particulièrement élevée, un autre problème que se propose donc de résoudre l'invention est celui de la rigidité et de l'aptitude à encaisser des impacts de très forte intensité au niveau de la face de frappe. Par ailleurs, on sait que la répartition du poids est particulièrement essentielle pour les performances d'un club. Ainsi, on sait notamment, qu'il est préférable que le centre de gravité d'une tête de club soit disposé en dessous du niveau du point d'impact situé sur la face de frappe. En effet, on a remarqué que lorsque ce centre de gravité est situé en dessous du point d'impact, la trajectoire de la balle est plus haute, ce qui facilite l'exécution de coups de longue distance. A l'inverse, lorsque le centre de gravité est situé au dessus du niveau du point d'impact, la trajectoire a tendance à être écrasée, ce qui rend très difficile l'exécution de coups de grande portée. Un problème que se propose de résoudre l'invention est celui de la répartition de masse à l'intérieur de la tête, en vue de rendre le club plus performant. L'invention propose donc une configuration d'une tête de club de type "bois- métal" qui permet de résoudre simultanément ces différents problèmes. Exposé de l'invention L'invention concerne donc une tête de club de golf du type "bois-métal". Cette tête est réalisée par l'assemblage d'au moins deux parties constituant la semelle, la face de frappe, le cou et la jupe, et formant une tête creuse, qui se caractérise en ce que - une des parties est surmoulée sur une autre des au moins deux parties ; - elle comporte des moyens d'ancrage mécanique de ladite une des parties sur ladite autre partie, par la matière surmoulée. Autrement dit, dans un mode de réalisation, la tête de club conforme à l'invention comprend une semelle s'étendant et se prolongeant latéralement et voire vers la face arrière de la tête, et sur laquelle est directement fabriquée et fixée par surmoulage la partie haute de la tête, incluant notamment la face de frappe et le cou. Dans une forme particulière de l'invention, la tête est formée de trois parties, à savoir - une partie basse, formant la semelle de la tête, - une partie intermédiaire, incluant la face de frappe et le cou, et présentant une portion sensiblement annulaire, reliant les deux côtés latéraux de la face de frappe en passant par l'arrière de la tête ; - une partie supérieure formant la face supérieure de la tête. Dans ce mode de réalisation, la partie haute formant la face supérieure de la tête est soudée ou brasée sur l'ensemble précédemment réalisé par surmoulage. Autrement dit, selon cette variante de réalisation, la tête de club est réalisée en trois parties, à savoir une partie basse formant la semelle, et sur laquelle une pièce intermédiaire est fixée par surmoulage. Cette pièce intermédiaire vient au contact de la périphérie de la pièce basse formant semelle, par le bas de la face de frappe, ainsi que par la portion annulaire caractéristique. Ainsi, pour consolider la liaison de ces deux pièces, ayant des épaisseurs de parois relativement minces, l'opération de surmoulage permet un accrochage mécanique par la coopération des tétons et des logements complémentaires. Une partie de ces tétons est alors présente sur la portion annulaire caractéristique, leurs extrémités étant éventuellement visibles sur la partie basse. L'utilisation d'une portion annulaire, présente sur un périmètre complet de la tête, mesuré dans un plan sensiblement horizontal par rapport au sol, renforce la rigidité globale de la tête. En pratique, dans une forme d'exécution, les moyens d'ancrage peuvent être constitués par - des zones en creux, c'est-à-dire des cavités borgnes ou des trous débouchant, ménagées sur la périphérie de la partie sur laquelle sera surmoulée l'autre partie, - la matière surmoulée venant se loger à l'intérieur de ces creux . Autrement dit, la partie basse formant semelle comporte sur sa périphérie, des creux dans lesquels pénètrent la matière liquide de la partie intermédiaire lors de son surmoulage. Cette interpénétration élimine les risques de voir la partie intermédiaire se détacher de la partie basse, notamment lors des impacts de forte intensité. Dans une variante d'exécution, les moyens d'ancrage sont constitués par - des zones en relief telles que nervure ou tétons, ménagées sur la périphérie de l'autre partie sur laquelle sera surmoulée l'autre partie ; - la matière surmoulée venant se loger autour desdites zones en relief. Dans une autre forme d'exécution, les moyens d'accrochage peuvent être constitués par - des zones de déformation formant des canaux, ménagées sur la partie sur laquelle sera surmoulée l'autre partie ; - la matière surmoulée venant se loger à l'intérieur desdits canaux. Autrement dit, la partie basse comporte sur sa face externe des gorges la traversant d'un bord à un autre. De la sorte, au cours du moulage de la partie intermédiaire, la matière liquide vient remplir ces gorges en assurant en même temps un ancrage mécanique et un effet esthétique. Dans une autre variante, les moyens d'ancrage sont constitués par - des zones en relief, ménagées sur la face interne de la partie sur laquelle sera surmoulée l'autre partie, c'est-à-dire la face orientée vers l'intérieur de la tête ; - la matière surmoulée venant recouvrir ladite face interne en noyant lesdites zones en relief. Autrement dit, la partie basse comporte sur sa face interne, un aspect rugueux ou encore des reliefs de type tétons. La partie haute est alors surmoulée autour et au-dessus de cette partie basse pour noyer dans son épaisseur la partie basse. Ainsi, de façon générale, la partie basse de la tête apte à recevoir le surmoulage présente des formes permettant un accrochage mécanique de la matière surmoulée. Dans une forme préférée, les logements ménagés sur la périphérie de la partie basse sont débouchants et traversent l'épaisseur de la partie basse. De la sorte, l'ancrage est encore plus efficace. En outre, sur la tête de club fini, la matière constituant la partie haute est apparente au travers de ces logements débouchants, ce qui produit un effet esthétique particulier. Pour résoudre le problème de la répartition de masse, dans une forme préférée, la partie basse présente une masse représentant au moins quarante pour cent (40 %) de la masse totale de la tête. Ainsi, de par sa position essentiellement basse, la forte masse de la semelle fait que le centre de gravité de la tête est situé relativement bas, et en tous cas au dessous du niveau du point d'impact sur la face de frappe, ce qui s'avère particulièrement avantageux pour la qualité des trajectoires. Dans une forme particulière de réalisation, la partie basse formant semelle est réalisée soit en tungstène, soit en un alliage de cuivre-béryllium, voire en un autre métal dont la densité est supérieure à 8. La pièce intermédiaire quant à elle peut être réalisée soit en acier inoxydable, soit en composite métallique, ou dans un autre matériau qui présente une densité préférentiellement comprise entre 3 et 8. A l'inverse, la pièce haute est réalisée dans un matériau dont la densité est inférieure à 3 et par exemple en aluminium ou en titane. Selon une autre caractéristique de l'invention, la portion sensiblement annulaire peut présenter une épaisseur variable entre ses zones de liaison avec les côtés latéraux de la face de frappe. De la sorte, il est possible de réaliser une répartition de masse en fonction des objectifs souhaités de trajectoire, ainsi que la précision de frappe de la balle. Dans une forme avantageuse, l'épaisseur de la portion sensiblement annulaire est maximale dans ses zones les plus proches de la face de frappe. Autrement dit, la pièce intermédiaire comprend une masse essentiellement répartie, à l'exception de la face de frappe, au niveau de la pointe et du talon du club. De la sorte, on élargit la zone communément appelée "sweet spot", correspondant à la fraction de la face de frappe à l'intérieur de laquelle l'impact doit avoir lieu pour que le minimum de vibrations prennent naissance et que la trajectoire corresponde à la trajectoire idéale. Cette disposition permet donc un gain de tolérance dans la précision de l'impact de la balle. Description sommaire des filzures La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description et des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées, dans lesquelles - la figure 1 est une vue en perspective éclatée sommaire d'une tête de club de golf conforme à l'invention, montrant la forme des différents éléments la constituant ; - la figure 2 est une section de détail des zones d'ancrage mécanique ; - la figure 3 est une vue de dessus de la pièce intermédiaire réalisée selon une variante de l'exécution ; - la figure 4 est une vue éclatée en perspective sommaire d'une tête réalisée en deux parties ; - la figure 5 est une vue de dessous d'une tête de club de golf selon une variante de l'invention ; - la figure 6 est une coupe partielle selon le plan VI - VI de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue semblable à la figure 6 d'un autre mode de réalisation de l'invention. Manière de réaliser l'invention Comme déjà dit, l'invention concerne une tête de club de golf de type "bois- métal", qui est réalisée par au moins deux parties associées par surmoulage. Dans la forme de réalisation illustrée aux figures 1 et 2, la tête est réalisée par l'assemblage de trois parties distinctes. Ainsi, la partie basse (2) de la tête (1) constitue de façon essentielle la semelle de la tête. Cette partie basse (2) comprend donc une zone centrale (21) susceptible de légèrement frotter avec le sol lorsque le club se trouve au voisinage de l'impact avec la balle. Cette zone centrale quasi plate (21) correspond donc à la zone communément appelée "semelle" dans la terminologie relative aux clubs de golf. La partie basse (2) comprend également des rebords (22,23) prolongeant latéralement la zone centrale (21) pour remonter sur ce qui constitue les faces latérales de la tête. La partie basse (2) comprend également un rebord arrière (24) relié à la zone centrale, et s'étendant sur une partie de la face arrière de la tête. Dans la forme de réalisation illustrée, les rebords latéraux (22,23) et arrière (24) présentent la même hauteur et constituent une paroi continue. Bien évidemment, la géométrie de ces différents rebords (22,23,24) peut être variable en fonction de la forme générale du reste de la tête. La partie basse (2) comprend donc, en zone avant, un décrochement (25) destiné à accueillir le bas de la face de frappe. Selon une caractéristique de l'invention, la périphérie de la partie basse (2) comprend une pluralité de logements avantageusement traversants (26) répartis sur la totalité de la bordure des rebords latéraux (22,23), du rebord arrière (24), ainsi que du décrochement avant (25). La géométrie de ces logements peut être adaptée en fonction des contraintes métallurgiques imposées par le procédé de fabrication. Ainsi, la géométrie de ces logements est adaptée pour assurer un ancrage maximum de la partie haute décrite ci-après. Selon une caractéristique de l'invention, la partie basse (2) de la tête possède une masse formant une part importante de la masse totale de la tête malgré un volume inférieur. En utilisant des matériaux appropriés, notamment tels qu'un alliage de cuivre-béryllium ou encore de tungstène, la masse de la partie basse (2) représente au moins quarante pour cent (40 %) de la masse totale de la tête. Comme déjà dit, la partie basse (2) est destinée à accueillir, par surmoulage, une pièce intermédiaire (3) faisant partie de l'ensemble constituant la partie haute (5). Ainsi, comme illustré à la figure 1, cette pièce intermédiaire (3) comprend essentiellement la face de frappe (31), le cou (32) de raccordement avec le manche (non représenté), ainsi qu'une portion sensiblement annulaire (33) s'étendant vers l'arrière de la tête. Plus précisément, la face de frappe (31) présente, de façon connue, un état de surface strié, destiné à améliorer les caractéristiques du contact entre la face de frappe et la balle au moment de l'impact. Cette face de frappe (31) présente une zone basse (34) destinée à venir s'insérer dans le décrochement (25) de la partie basse (2). Sur un côté latéral appelé "talon" (37), la face de frappe (31) se raccorde avec le cou (32) qui présente lui-même un logement cylindrique ou autre (35) destiné à accueillir le manche de la tête (non représenté). Selon une caractéristique de l'invention, la pièce intermédiaire (3) comprend une ceinture (33) qui relie les deux côtés (36,37) de la face de frappe (31). Cette ceinture (33) assure une continuité de la pièce intermédiaire sur un périmètre de la tête (1) regardé dans un plan horizontal et sensiblement perpendiculaire à la face de frappe, et donc parallèle avec la direction de la force d'impact sur la balle. Cette configuration de la pièce intermédiaire (3) confère une rigidité particulièrement appréciable à l'ensemble de la tête (1). Selon une caractéristique de l'invention, cette ceinture (33), ainsi que la zone basse (34) de la face de frappe, présentent une pluralité de tétons (38) constitués au moment du moulage par le passage de la matière à l'intérieur des logements transversaux (26) ménagés à cet effet dans la partie basse (2). Comme illustré à la figure 2, ces tétons (38) peuvent être ménagés sur une zone de moindre épaisseur (39) formée sur la périphérie de la partie basse (2) destinée à venir au contact de la pièce intermédiaire (3), notamment pour assurer une continuité et une régularité de la surface extérieure de la tête en général. Dans une forme de réalisation particulière, la périphérie de la partie basse comporte dix tétons (38) régulièrement répartis. Chaque téton présente un diamètre de 6 mm environ. Selon une autre caractéristique de l'invention illustrée en figure 3, l'épaisseur de cette ceinture (33) peut être variable le long du trajet reliant les zones de liaison (41,42) de la ceinture (33) avec la face de frappe (31). Ainsi, et comme illustré à la figure 3, cette ceinture (33) présente une épaisseur supérieure en ses partie latérales (43,44), en comparaison avec la zone arrière (45) la plus éloignée de la face de frappe (31). Cette variation d'épaisseur de la ceinture (33) permet de modifier la répartition de masse, et notamment d'influer sur les valeurs des moments d'inertie calculées selon deux axes, respectivement un axe vertical (46), ainsi qu'un axe horizontal (47), sensiblement perpendiculaire à la face de frappe (31). Ainsi, selon une caractéristique de l'invention, cette pièce intermédiaire (3) est réalisée directement par surmoulage au-dessus de la partie basse (2). Avantageusement, en pratique, cette pièce intermédiaire (3) est réalisée en un métal léger, mais très résistant tel que par exemple un alliage connu sous l'appellation de MMC Métal Matrix Composite, essentiellement constitué d'aluminium et de bore, et est mise en place par un forgeage semi-solide, technologie connue sous l'abréviation de SSF. L'emploi de cette technologie de surmoulage permet d'assurer une bonne liaison de la pièce intermédiaire (3) par l'intermédiaire des logements (26) à la partie basse (2), tout en étant compatible avec les contraintes de rigidité et de solidité exigées pour la pièce intermédiaire (3) compte tenu de la nécessité de supporter les impacts avec la balle. Comme déjà dit, la tête (1) comprend également une pièce haute (50) destinée à former la face supérieure de la tête. Cette pièce (50) présente un galbe assurant la continuité de la surface extérieure de la tête (1), et vient s'adapter sur le dessus de la pièce intermédiaire (3), au dessus de la ceinture (33), ainsi qu'au dessus du haut de la face de frappe (31). La pièce haute (50) présente un profil découpé (52) au niveau de la zone de jonction avec le cou (32). Cette pièce haute (50) peut être réalisée de façon variée par moulage ou matriçage par exemple, et avantageusement être constituée du même métal que celui de la pièce intermédiaire (3). Néanmoins, la pièce (50) peut être constituée d'un métal plus léger, étant entendu qu'il est préférable que celui-ci soit de faible densité, au regard de celui constituant la partie basse (2) formant la semelle. La pièce haute est reliée à la pièce intermédiaire par soudure ou brasage. Une autre variante de l'invention peut être envisagée selon les figures 5 et 6 pour lesquelles la partie basse (65) constitue la semelle de la tête. Cette semelle (65) comporte des pliures (66, 67, 68) formant des gorges en partie inférieure et des nervures (69, 70) en partie supérieure. Au cours du surmoulage de la partie intermédiaire (71), la matière fluide constitutive de cette partie intermédiaire (71) vient s'infiltrer dans ces gorges (66, 67, 68) pour former un réseau d'accrochage mécanique. La figure 7 représente une autre variante pour laquelle la partie basse (82) forme la semelle proprement dite, sur laquelle est surmoulée la matière constituant la partie intermédiaire (83). La surface interne (84) de la semelle (82) comporte des tétons (85) ou des micro reliefs permettant un accrochage mécanique de la partie intermédiaire (83) qui recouvre donc la partie basse (82). Dans une forme particulière de l'invention, tel qu'illustré à la figure 4, la tête de club (60) est constituée de deux pièces, à savoir une partie basse (2), identique à la partie basse de la variante décrite ci-avant comportant trois pièces. La partie supérieure (61) de la tête (60), qui inclut la face de frappe (31) et le cou (32), ainsi que le dessus de l'arrière de la tête est directement surmoulé sur la partie basse (2). Les mêmes moyens d'ancrage, constitués de tétons et logements traversant sont utilisés pour assurer un accrochage permanent et très efficace de la semelle (2) sur le reste de la tête (61). Il ressort de ce qui précède que la tête de club de golf "bois-métal" conforme à l'invention présente de multiples avantages, et notamment * une constitution mécanique d'une grande rigidité conférée par la présence d'une ceinture formant une pièce d'un seul bloc dans un plan perpendiculaire à la face de frappe ; une grande résistance aux impacts du fait notamment de la bonne liaison des différentes parties par accrochage mécanique ; une bonne localisation du centre de gravité en dessous du niveau du point d'impact, grâce à l'utilisation d'une pièce basse en un métal plus dense que le reste de la tête ; la possibilité d'assurer une répartition des masses entre la zone pointe et la zone talon, de façon à optimiser la valeur des moments d'inertie selon différents axes. REVENDICATIONS 1/ Tête (1) de club de golf, du type "bois-métal", formée par l'assemblage d'au moins deux parties constituant la semelle, la face de frappe, le cou et la jupe, et formant une tête creuse, caractérisée en ce que - une des parties (3) est surmoulée sur une autre (2) des au moins deux parties ; - elle comporte des moyens d'ancrage mécanique de ladite partie surmoulée (3) sur ladite autre partie (2), par la matière surmoulée. 2/ Tête (1) de club de golf selon la revendication 1, comportant - une partie basse (2) formant la semelle ; - une partie intermédiaire (3) formant la surface de frappe (31) et incluant une portion sensiblement annulaire (33) reliant les deux côtés latéraux de la surface de frappe (31) en passant par l'arrière de la tête ; - une partie supérieure (50) formant la face supérieure de la tête, dans laquelle la partie intermédiaire (3) est surmoulée sur la partie basse (2), et la partie supérieure (50) est soudée ou brasée sur la partie intermédiaire (3). 3/ Tête selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage sont constitués par - des zones en creux (26), ménagées sur la périphérie de la partie (2) sur laquelle sera surmoulée l'autre partie ; - la matière surmoulée (38) venant se loger à l'intérieur desdites zones en creux (26). 4/ Tête selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage sont constitués par - des zones en relief telles que nervure ou tétons, ménagées sur la périphérie de l'autre partie sur laquelle sera surmoulée l'autre partie ; - la matière surmoulée venant se loger autour desdites zones en relief. 5/ Tête selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage sont constitués par - des zones de déformation formant des canaux (66, 67), ménagées sur la partie (65) sur laquelle sera surmoulée l'autre partie (71) ; - la matière surmoulée venant se loger à l'intérieur desdits canaux (66, 67) ; 6/ Tête selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage sont constitués par - des zones en relief (85), ménagées sur la face interne, de la partie (82) sur laquelle sera surmoulée l'autre partie (83) ; - la matière surmoulée (83) venant recouvrir ladite face interne en noyant lesdites zones en relief (85). 7/ Tête selon la revendication 3, caractérisée en ce que les zones en creux (26) sont débouchant et traversent l'épaisseur de la partie basse, de sorte que la matière qui pénètre forme des tétons (38) affleurant sur l'extérieur de la partie basse. 8/ Tête selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte dix tétons répartis sur la périphérie de la partie basse, chaque téton ayant un diamètre voisin de 6 mm. 9/ Tête selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie supérieure (50) formant couvercle est réalisée en un métal dont la densité est inférieure à 3. 10/ Tête selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie intermédiaire (3) est réalisée en un métal dont la densité est comprise entre 3 et 8. 11/ Tête selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie basse (2) formant semelle est réalisée en un métal dont la densité est supérieure à 8. 12/ Tête selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie basse (2) est réalisée en tungstène ou un alliage cuivre/béryllium, et en ce que la partie intermédiaire est réalisée en acier inoxydable, et en ce que la partie supérieure est réalisée en titane. 13/ Tête de club de golf selon la revendication 2, caractérisée en ce que la pièce intermédiaire est réalisée en aluminium, ou en alliage comprenant du titane ou de l'aluminium et du bore. 14/ Tête de club de golf selon la revendication 2, caractérisée en ce que la portion sensiblement annulaire (33) présente une épaisseur variable entre ses zones de liaison (41) et (42), et les côtés latéraux de la face de frappe (41). 15/ Tête de club de golf selon la revendication 14, caractérisée en ce que l'épaisseur de la portion (33) sensiblement annulaire est maximale dans ses parties latérales (43,44) correspondant au talon et à la pointe de la tête.