Brevet FR2998803A1 — publié le 20140606

Tête de putter de golf, canne de golf et procédé de fabrication correspondants 1. DOMAINE DE L'INVENTION Le domaine de l'invention est celui des clubs de golf et notamment des putters de golf. Plus précisément, l'invention concerne une tête de putter de golf et un procédé de fabrication d'une tête de putter de golf. 2. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Un putter de golf est un club destiné à amener (c'est-à-dire à faire rouler) une balle de golf située sur un green dans le trou lorsque la balle se trouve à une faible distance de celui-ci. Traditionnellement, une tête de putter est réalisée entièrement en métal ou bien elle comporte un insert en matériel souple qui permet d'obtenir un meilleur toucher. La clé d'un bon putting réside dans un roulement de balle parfait dès le contact avec la tête du putter. La plupart des putts sont ratés à cause d'une mauvaise réaction de la balle à l'impact. Ainsi, suite à l'impact de la balle 2 avec la face de frappe d'un putter traditionnel 1, la balle saute (ou rebondit) puis, comme illustré sur la figure 1A, elle glisse pendant la phase G. Pendant cette phase G de glissement ou de dérapage, la balle 2 roule d'abord vers l'arrière (on parle de backspin pendant la phase A), puis elle roule vers l'avant (phase B). Durant cette phase G de glissement de la balle, la balle est sujette aux déformations et irrégularités du terrain, et aura tendance à dévier de la trajectoire souhaitée. Par conséquent, le contrôle de la balle, et donc la précision du putt, est moindre. Pour améliorer le roulement de balle vers l'avant dès l'impact, il a été proposé d'usiner, au laser par exemple, la face de frappe des putter de façon à former plusieurs rainures qui peuvent être parallèles et rectilignes, ou bien se présenter sous forme de demi-lunes ou de cercles concentriques, par exemple. Toutefois, après l'impact avec la tête du putter, le temps de dérapage de la balle est encore trop long et l'intervalle de temps entre le moment de l'impact et le moment où la balle roule vers l'avant est encore trop important, ce qui nuit au contrôle de la balle, et donc à la précision du putt. En outre, la balle ne tourne pas assez vite. Or, plus la balle tourne vite, plus la maîtrise de la trajectoire et des distances sur le green est accrue. Les solutions actuelles ne donnent donc pas entièrement satisfaction. 3. OBJECTIFS DE L'INVENTION L'invention, dans au moins un mode de réalisation, a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique. Plus précisément, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un objectif est de fournir un putter de golf dont la tête présente une surface de frappe qui permet d'optimiser le contact avec la balle, le contrôle de celle-ci et la précision du putt. Un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une telle surface de frappe qui permette de minimiser le glissement de la balle, de façon à ce que la balle roule quasi-immédiatement vers l'avant et plus vite après son impact avec la face de frappe du putter. Un objectif complémentaire d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir un putter de golf conforme aux règles de l'USGA (pour "United States Golf Association") et du R&A (pour "Royal and Ancient") relatives au matériel de golf. Au moins un mode de réalisation de l'invention a également pour objectif de fournir une technique de fabrication d'une tête de putter de golf qui soit simple à mettre en oeuvre et économique. 4. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention répond à tout ou partie des objectifs précités grâce à une tête de putter de golf comprenant une semelle, une face supérieure, une surface arrière et une surface avant, dite face de frappe, agencée pour venir en contact et frapper une balle de golf, ladite face de frappe comprenant plusieurs rainures et présentant un angle d'inclinaison, dit "loft". Selon l'invention, chacune desdites rainures comprend une première surface rectiligne qui s'étend de la surface avant vers la surface arrière de la tête en étant inclinée vers la semelle, une deuxième surface qui s'étend de la première surface vers la face de frappe, et une troisième surface rectiligne inclinée vers la semelle reliant la deuxième surface et la surface de frappe. Le principe général de l'invention consiste donc à prévoir sur la surface de frappe d'une tête de putter des rainures ou nervures de forme particulière qui conditionnent le rouler ou « spin » de la balle. Grâce à ces rainures, le back spin et le glissement de la balle suite à l'impact avec la face de frappe du putter sont supprimés, ou à tout le moins minimisés. En outre, le roulement de balle vers l'avant est plus précoce et plus rapide qu'avec les putters de l'art antérieur. Par conséquent, la balle est moins sujette aux déformations du terrain et la maitrise de sa trajectoire est optimisée. De façon avantageuse, l'angle d'inclinaison est compris entre 2° et 5°. Avantageusement, la distance entre deux rainures consécutives est comprise entre 0,15 et 0,25 millimètre. De façon avantageuse, l'angle entre la première surface et la face de frappe est compris entre 35 et 45°. Avantageusement, la longueur de la troisième surface est comprise entre 0,05 et 0,2 millimètre. De façon avantageuse, lesdites rainures ont une profondeur comprise entre 0,4 et 0,6 millimètre. Selon une mise en oeuvre préférentielle, la deuxième surface est de forme semi-circulaire. De préférence, le diamètre de la deuxième surface est compris entre 0,4 et 0,6 millimètre. De façon avantageuse, l'axe de symétrie de la deuxième surface est sensiblement parallèle à la première surface. Selon une mise en oeuvre particulières, les rainures sont rectilignes et parallèles, et forment un motif ayant la forme générale d'un hexagone non régulier. Dans un mode de réalisation avantageux, la face supérieure comprend une partie centrale bombée et deux surfaces latérales incurvées. L'invention concerne par ailleurs une canne de golf dit "putter" comprenant une tête telle que décrite précédemment. Un tel putter de golf mettant en oeuvre ce profil particulier de rainures est conforme aux règles de l'USGA (pour "United States Golf Association") et du R&A (pour "Royal and Ancient") relatives au matériel de golf. L'invention concerne en outre un procédé de fabrication d'une telle tête de putter de golf. Selon l'invention, un tel procédé comprend les étapes suivantes : - mise en place d'un bloc de matière dans une machine d'usinage ; - usinage par enlèvement de matière dudit bloc de façon à obtenir une forme prédéterminée de tête de putter de golf ; - rainurage d'une surface de ladite tête ; - retrait de la tête de putter de golf ainsi rainurée. Une telle tête de putter est façonnée dans la masse par un usinage de haute précision. Plus précisément, on obtient une telle tête de putter par usinage en l'air d'une unique pièce, en aluminium par exemple. Les rainures sont réalisées sous la forme de fentes parallèles par fraisage et permettent ainsi d'optimiser la précision (direction et/ou force de putting) et le toucher (c'est-à-dire le contact entre la balle et la surface de frappe du putter) du putt. 5. LISTE DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels : la figure 1A, déjà décrite en relation avec l'art antérieur, présente la cinématique d'une balle de golf lorsqu'elle est frappée par une tête de putter de golf de l'art antérieur ; la figure 1B présente la cinématique d'une balle de golf lorsqu'elle est frappée par une tête de putter de golf de la présente invention ; la figure 2 représente de manière schématique les rainures ménagées sur la face de frappe d'une tête de putter de golf de la présente invention; la figure 3 est une vue de détail d'une rainure de la figure 2 et d'un outil d'usinage permettant d'obtenir une telle rainure ; la figure 4 est une vue de face de la surface de frappe d'une tête de putter de golf selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 est une vue de dessus de la tête de putter de golf de la figure 4. 6. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Le putter de golf 10 conforme à un mode préféré de réalisation de la présente invention comprend de façon classique un manche dit "shaft" (non représenté), qui est accouplé à une tête 101 dont un mode de réalisation est représenté sur la figure 2. Le manche a, sur son extrémité supérieure, une partie de préhension sous la forme d'un manchon en caoutchouc (appelé "grip") par lequel le joueur se saisit et manie le putter 10. La tête 101 du putter 10 comprend une surface avant, dite face de frappe, 102 agencée pour venir en contact et frapper une balle de golf, une surface arrière 104, une surface supérieure 106 et une semelle 103 pour reposer le putter 10 sur le sol. Dans l'exemple illustré de façon schématique sur la figure 2, la face de frappe 102 de la tête 101 du putter 10 est légèrement inclinée de bas en haut (c'est-à-dire de la semelle 103 vers surface supérieure 106) vers la surface arrière 104 (on dit qu'elle présente un « loft »), l'angle de loft L par rapport au plan P perpendiculaire à la semelle 103 étant de préférence compris entre 2 et 5 degrés, et égal à 2 degrés dans cet exemple. Ce loft est nécessaire pour décoller ou soulever la balle au moment de l'impact avec la face de frappe 102, la balle étant généralement légèrement enfoncée dans le sol avant un putt. La face de frappe 102 présente en outre plusieurs rainures 105 rectilignes qui sont disposées parallèlement et qui s'étendent entre chaque bord latéral de la face de frappe 102. Ces rainures 105 dont la forme particulière est illustrée sur la figure 3 affectent le roulement de la balle durant un putt. Plus précisément, lors de la frappe d'une balle de golf, la mise en oeuvre de telles rainures 105 permet de réduire le glissement initial de la balle et favorise le roulement précoce et rapide vers l'avant de celle-ci en direction du trou du green. Ainsi, comme illustré sur la figure 1B, à l'instant de la frappe par la tête 101 de club 10, la balle 20 glisse brièvement (phase G') et roule de façon presque immédiate vers l'avant en top spin (phase B'). Du fait que la balle 20 commence plus tôt à tourner vers l'avant et plus vite, on obtient par la mise en oeuvre des rainures 105 un meilleur contrôle de la balle, en direction et en distance. Le choix de cette forme particulière de rainure et de cette valeur de loft est le résultat d'essais mis en oeuvre par les inventeurs qui ont filmés avec une caméra haute vitesse la balle après l'impact avec différentes têtes de putter, c'est-à-dire des têtes de putter présentant des valeurs de loft et des formes de rainure différentes. Ils ont ensuite analysés au ralenti le mouvement (en l'occurrence la rotation) de la balle pour chaque combinaison de rainures et de loft, et ont retenu la solution où la balle tourne le plus vite sur une distance minimale. En effet, plus la balle tourne vite, plus la maîtrise de la trajectoire et des distances sur le green est accrue (c'est-à-dire que moins la balle a tendance à dévier de sa trajectoire). Dans le mode de réalisation préférentiel de la figure 2, l'espacement entre les rainures 105 est égal à 0.18 mm. Chaque rainure 105 comprend une première surface 105A rectiligne qui s'étend de la surface avant 102 vers la surface arrière 104 de la tête 101, en étant inclinée vers la semelle 103. L'angle de cette première surface 105A par rapport à la surface avant 102 est égal à 38.56 degrés dans l'exemple de la figure 2. La première surface 105A se prolonge par une deuxième surface 105B de forme semi-circulaire dont l'axe de symétrie S est sensiblement parallèle à la première surface 105A. A partir de la première surface 105A, cette deuxième surface 105B s'étend d'abord vers la surface arrière 104 de la tête 101 puis vers la surface avant 102. La deuxième surface 105B se prolonge par une troisième surface 105C rectiligne qui est inclinée vers la semelle 103 (dans le sens de la surface arrière 104 vers la surface avant 102), et relie la deuxième surface 105B à la surface avant 102. La largeur de la troisième surface 105C est égal à 0.1 mm dans l'exemple de la figure 2. La tête 10 de putter est réalisée en un matériau léger, tel qu'en aluminium ou en titane, ou bien en acier inoxydable. Chaque rainure 105 est, comme illustré sur la figure 3, obtenue par un outil de coupe 0, une fraise boule dans cet exemple, qui vient former les rainures 105 par enlèvement de matière. Le diamètre du demi-cercle constituant la deuxième surface 105B est ici égal à 0.5 mm et correspond au diamètre de l'outil de coupe O. La profondeur des rainures 105 par rapport à la surface avant 102 est égal à 0.5 mm. On note par ailleurs que l'angle entre la surface avant 102 et la première surface 105A est un angle vif (c'est-à-dire une arête brute d'usinage). Par ailleurs, la troisième surface 105C qui est inclinée de 450 par rapport à la surface avant 102 constitue un chanfrein qui est réalisé suite à la formation de la rainure 105 par l'outil de coupe O. La mise en oeuvre d'un tel chanfrein permet de supprimer la lèvre relevée et tranchante qui subsiste après la formation de la rainure 105 par l'outil de coupe 0 et qui n'est pas conforme aux règles du golf. Il permet en outre d'optimiser l'accroche du bas de la rainure 105 par le biais de l'arête R avec les alvéoles de la balle lors d'un putt (ce qui optimise le roulement vers l'avant de la balle). La hauteur des rainures 105 (de la jonction des surfaces 102 et 105A à la jonction des surfaces 105C et 102) est dans l'exemple illustré égale à 0.887 MM. A titre d'exemple, lorsque la balle 20 est frappée par un putter avec la tête 101 de putter illustrée sur la figure 2 pour réaliser un putt de 20 feet (soit 6.096 mètres), la balle 20 dérape sur une distance inférieure à 3 inch (phase G' de la figure 1B), soit 7,62 cm. Lorsque la balle 20 a parcouru 20 cm, elle a déjà pivoté de 100° par rapport à sa position initiale à l'arrêt. Par ailleurs, la technique d'usinage des rainures 105 est issue de l'aéronautique ce qui offre au putter un très haut degré de précision. En effet, contrairement aux têtes de putter qui sont généralement obtenues par moulage, la tête 101 du putter 10 est formée par une opération d'usinage en l'air à partir d'un bloc de matière (en acier par exemple). On prévoit sur le bloc 5 cm, par exemple, pour la prise de mors de la machine d'usinage. Une fois la forme de la tête 101 du putter 10 usinée par enlèvement de matière, on vient former les rainures sur la face avant 102 de la tête 101 du putter par le biais de la fraise boule O. Cette fraise boule 0 peut être utilisée pour former la troisième surface, ou chanfrein, 105C. Dans une alternative, il est nécessaire de changer d'outil (sans desserrer le bloc de matière usiné toutefois), pour former cette troisième surface, ou chanfrein, 105C. Ainsi, la tête 101 du putter 10 est usinée en l'air (la pièce étant prise par mors, sans contrepointe) comme une pièce mécanique de haute précision, par enlèvement de matière, ce qui permet un gain de temps d'usinage. La finesse et la géométrie des rainures 105 améliorent le toucher à l'impact de la balle, démultiplient la rotation de la balle vers l'avant et permettent une maîtrise optimisée des putts. Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5, les rainures 105 sont rectilignes et parallèles, et forment un motif ayant la forme générale d'un hexagone non régulier (c'est-à-dire dont les côtés n'ont pas tous la même longueur). La face supérieure 106 de la tête 101 du putter 10 n'est pas plane mais comprend une portion 106B bombée et deux portions latérales 106A inclinées vers la semelle 103. Cette forme particulière de la face supérieure 106 permet de réduire la résistance à l'air de la tête 101 lors du mouvement de la tête 101 vers la balle et donc les imprécisions au moment de la frappe. Il est clair que de nombreux autres modes de réalisation de l'invention peuvent être envisagés. On peut notamment prévoir différentes formes de tête de putter. Par ailleurs, le manche et la tête du putter sont solidarisés selon toute technique connue de l'homme de l'art. La tête du putter peut être en acier, ou tout autre matériau adapté pour la fabrication d'un putter. REVENDICATIONS1. Tête (101) de putter de golf comprenant une semelle (103), une face supérieure (106), une surface arrière (104) et une surface avant, dite face de frappe (102), agencée pour venir en contact et frapper une balle de golf, ladite face de frappe (102) comprenant plusieurs rainures (105) et présentant un angle d'inclinaison (L), dit "loft", caractérisée en ce que chacune desdites rainures (105) comprend une première surface (105A) rectiligne qui s'étend de la surface avant (102) vers la surface arrière (104) de la tête (101) en étant inclinée vers la semelle (103), une deuxième surface (105B) qui s'étend de la première surface (105A) vers la face de frappe (102), et une troisième surface (105C) rectiligne inclinée vers la semelle (103) reliant la deuxième surface (105B) et la surface de frappe (102). Tête (101) de putter de golf selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison (L) est compris entre 2° et 5°. Tête (101) de putter de golf selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la distance entre deux rainures (105) consécutives est comprise entre 0,15 et 0,25 millimètre. Tête (101) de putter de golf selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'angle entre la première surface (105A) et la face de frappe (102) est compris entre 35 et 45°. Tête (101) de putter de golf selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la longueur de la troisième surface (105C) est comprise entre 0,05 et 0,2 millimètre. Tête (101) de putter de golf selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdites rainures (105) ont une profondeur comprise entre 0,4 et 0,6 millimètre. Tête (101) de putter de golf selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la deuxième surface (105B) est de forme semi-circulaire. Tête (101) de putter de golf selon la revendication 7, caractérisée en ce que le diamètre de la deuxième surface (105B) est compris entre 0,4 et 0,6 millimètre. 10 2. 153. 4. 20 5. 6. 25 7. 8. 309. Tête (101) de putter de golf selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce que l'axe de symétrie (S) de la deuxième surface (105B) est sensiblement parallèle à la première surface (105A). 10. Tête (101) de putter de golf selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les rainures (105) sont rectilignes et parallèles, et forment un motif ayant la forme générale d'un hexagone non régulier. 11. Tête (101) de putter de golf selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la face supérieure (106) comprend une partie centrale (106B) bombée et deux surfaces latérales (106A) incurvées. 12. Canne de golf dit "putter" comprenant une tête (101) selon l'une des revendications 1 à 11. 13. Procédé de fabrication d'une tête (101) de putter de golf selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en qu'il comprend les étapes suivantes : - mise en place d'un bloc de matière dans une machine d'usinage ; - usinage par enlèvement de matière dudit bloc de façon à obtenir une forme prédéterminée de tête (101) de putter de golf ; - rainurage d'une surface de ladite tête (101) ; - retrait de la tête (101) de putter de golf ainsi rainurée.20