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~VO 93/20904 '~ ' PC.'T/FR93/00369
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TETE IRE CLUB DE GOLF .
D~maine de l'Invent~n
L'invention concerne une tête de club de golf.
Comme on le sait, une tête de club de golf, dit "fer", "bois" ou
"putter", est soit forgée; soit moulée, soit usinée et est destinée à être
reliée à un manche. Cette tête présente sur l'avant une face de frappe
plane, sous le dessous une semelle et une face arrière au dos de la race de
frappe. Selon les fabricants, selon les résultats recherchés et selon les
techniques de fabrication mises en oeuvre, cette face arrière peut avoir
des formes les plus diverses. Ainsi, dans les fers, on conn~it des faces
arrières ëvidées (fers moulés), ou des faces aaxïères présentant une forme
de lame 4fers forgés). Dans le bois, on cornait les bois métal, dont le corps
mono ou mufti pièces définit une cavité fermée, et les bois proprement
dits, massifs ou contrecollés.
Comme on le sait, lorsque la tête d'un club frappe une balle, il se
produit des vibrations qui sort nuisibles pour le joueur.
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, collëe
sur une feuille en matériau visco-élastique, elle-même assemblée au ski
par collage. Ce dispositif est disposé soit à proximité du talon du ski, soit
à
la naissânce de la spatule soit à l'avant de la zone de fixation de la
chaussure.
WO 93120904 ~ ~ 0 ~ ~ ~ ~ ~ PCT/FR93/00369 ..
r'. .,..
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Dans le document IJS-A 4 811 950, on a décrit une tête de club, fer ou
boïs, massive, dont la face arrïère présente une eavité entièrement
remplie par un élément amortisseur constitué par une masselotte de
densité supérieure à celle du corps de la tête pour former uri dispositif
amortisseur dynamique dit "batteur" (tuned dumper), associée à un
matériau résilient au moyen d'un adhésif. Cet élément amortisseur étant
entièrement inséré dans le volume de la tête, a une masse conséquente,
qui peut être gënante.
IO L'Invention ,-
L'invention concerne une tête de club de golf permettant d'atténuer
les vibrations provoquées lors de la frappe et d'améliorer les sensations
du joueur.
I5
Cette tête de club de golf, formée de parois minces définissant une
partie avant comprenant une face de frappe, une semelle et une partie
arrière disposée en-dessus de la semelle, définissant une eavité au dos de
la partie avant, et prësentant un élément amortisseur de vibrations, se
20 caractérise en ee que au moins une des parois minces présente en
excroissance un élément amortisseur de vibrations, constitué par une
plaque de contraintes à haut module d'élasticité, reliée à cette partie
arrière par un matériau visco-élastique.
En d'autres termes, l'invention consiste à disposer sur une paroi
mince, donc vibrante, une plaque de contraintes, reliée à cette face par
un matériau visco-élastique. L'invention consiste, plus précisément dans
les têtes de clubs de golf, à utiliser un tel élément amortisseur connu dans
un domaine technique totalement différent, mais en le localisant en un
30 point précis, à savoir sur une cloison mince, notamment la face arrière de
la face de frappe.
WO 93/20904 ~ ~,Q ~'~ ~ $ ' PGT/FR93/00369
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L'invention se distingue de l'état de la technique, notamment de
celui enseigné par le document US-A 4 811 950, par Ie fait que l'élément
amortisseur est plaeé en excroissance sur une paroi mince, et non plus
inséré dans une partie massive, ce qui permet : -
- d'une part, d'alléger la tête,
- et d'autre part, d'atténuer efficacement les vibrations dont on sait
qu'elle sont d'autant plus importantes ~ que les parois de la tête sont plus
minces.
Ainsi, on réalise un bon compromis entre la recherche de parais
minces souhaitables pour alléger la tête et pour améliorer le confort et
l'atténuation des vibrations néfastes.
L'invention se distingue également de cet état de la technique par le
fait qu'ici la plaque de contraintes ne joue plus le rôle de "batteur", mais
d'un dispositif de contraintes travaillant au cisaillement.
Comme un 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 caraetéristiques 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.
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WO 93/20904 PCT/F1R93/00369
,~5,,.
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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. II importe que pour l'utilisation envisagée, ce
matériau ait une zone d'amortissement maximale, à température
ambiante. Le coefficient d'amortissement. doit se sïtuer en pratique entre
0,4 et 1,2. Au-delà de 1,2, on observe une trop grande absorption de
l'ënergie 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
I5 température ambiante.
On a observé que la feuille en matériau visco-élastique devait avoir
une épaisseur infêrieure à deux millimètres, et de préférence comprise
entre 0,5 et un millimètre. En effet, si cette épaisseur est inférieure à 0,5
- 20 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.
25 Comme matériau vïsco-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 butylesy les élastomères de s~rnthèse,
seuls, en mélange ou chargés.
WO 93/20904 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ PCT/FIR93/00369
S
Avantageusement, la feuille visco-élastique caractéristique adhère à
la plaque rigide et à la face arrière correspondante de la tête au moyen
d'une couche de matière adhésive. En pratique, la feuille visco-élastique
comprend un adhésif double-face pour pouvoir être commodëment
appliquée sur la face arrière au dos de la face de frappe.
Dans une variante d'exécution, la feuille visco-élastique 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 aune variante, la feuille visco-élastique est constituée par
I5 une juxtaposition de zones élémentaires présentant chacune des
propriétés d'amortissement optimales, décalées également en
température et en fréquence.
En pratique, l'élément amortisseur caractéristique présente une
masse totale, donc une épaisseur, aussi faible que possible, par exemple
comprise entre 1 et 4 grammes, avantageusement au voisinage de 2 à 2,5
grammes.
Avantageusement, en pratique, la "plaque de contraintes" qui est
essentiellement destinée à faciliter l'aptitude du matériau viscoélastique
â transformer les vibrations en chaleur
- présente un module d'ëlasticitë E supérieur à 10000 MPa, et une
épaisseur comprise entre O,OS 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) MPa, la plaque rigide n'agit pas comme une plaque de
contrainte et l'amortissement est moins efficace ; il en est de méme si son
WO 93/20904 PCT/FR93/003G9
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épaisseur est inférieure à 0,05 mm ; alors que si cette épaisseur excède
2 mm, on augmente inutilement le coût et le poids, sans amélioration
correspondante ;
- est choisie dans le groupe comprenant les alliages d'aluminium, les '
3 alliages d'aluminium-zinc-magnésium connus sous la marque déposée
ZICRAL de la société CEGEDUR-PECHINEY, les matériaux
thermodurcissables stratifiés armés de fibres de verre ou de carbone, les
matériaux thermo~iastiques armés de fibres de verre ou de carbone ;
- dans une variante, cette plaque de contrainte peut être formée
d'une ou plusieurs couches de matériau.
Comme déjà dit, ~1'invention concerne des clubs de golf dont la tête
est formée de parois minces, c'est-à-dire de l'ordre de quelques
millimètres d'épaisseur, par exemple de 3 à 5 millïmètres, présentant au
dos une cavité, soit ouverte en forme de L pour un fer, soit fermée mais
creuse pour un bois métal. L'élément amortisseur caractêristique de
l'invention doit être comme déjà dit disposé en excroissance sur ces
parois minces pour être efficace et non plus totalement nové dans la
masse de la tête. Comme la masse de cet élément amortisseur est
pratiquement négligeable par rapport à la masse de la tête, la plaque de
contraintes ne fonctionne plus comme un "batteur", mais elle travaille
au cisaillement.
Dans une première forme d'exécution préférée, le club est un fer
dont la face arrière présente un évidement formant cavité ouverte en L
(fer moulé) dont la grande branche est parallèle et intègre la face de frappe
et dont la petite branche constitue la semelle. Dans ce cas, l'ensemble
amortisseur caractéristique de l'invention doit être positionné au dos de
1a face de frappe et au niveau du point d'impact de la balle. Il importe
également que cet ensemble amortisseur remplisse seulement une partie
et non la totalité de l'évidement définissant la cavité.
WO 93/20904 '~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ PCI'/FIt93i00369
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Selon une autre forme d'exécution de l'invention, le centre de
gravité de l'élément amortisseur (10) est disposé au voisinage du centre
de gravité de la tête (3).
Si l'invention est particulièrement bien adaptée à la fabrication des
fers, elle peut ëtre également utilisëe pour la réalisation des clubs
dénommés "putters.
Si le club est un bois, de type bois-métal, l'élément amortisseur
caractéristique peut être disposé en excroissance, soit à I'ini:érieur de la
cavité de la tête, soit au dos immédiat de Ia face de frappe, soit à
l'extérieur de cette tête en épousant partie de la forme allongée de celle-ci,
mais en arrière de la tête, soit sur le flanc et/ou la pointe, voire la
semelle.
I5
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 cïub 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'ïnvention gnontrée également
en vue arrière, et à la figure 4 en coupe 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.
La fïgure b est une vue perspective d'un club de golf dénommé "bois-
métal" conforme à l'invention, montré en coupe à la figure 7 selon le
plan vertical passant par l'axe VII-VII' de la figure 6.
WO 93/20904 i Pt."ï/Fit93/00369,.~,,
Les figures 8 à 14 schématisent d'autres formes d'exécution sur un
tel bois, toujours vues selon ce plan vertical passant par l'axe VII-VIT'.
Les figures 15, 16 et 1 î schématisent d'autres formes d'exécution ,
d'un tel bois vues selon le plan horizontal passant par l'axe VII-VII'.
Enfin, la figure 18 schématise en coupe une autre forme d'exéeution
d'un tel bois.
En se référant aux figures 1 à 5, un fer de golf traditionnel (fer
moulé) conforme à l'invention comprend un manche (1), par exemple
20 en métal ou en matière vlastique armée, terminé à son extrémité libre
supérieure par une poignée (2), et relié à son autre extrémité inférieure
au moyen d'un emmanchement (4) à une tête désignée par la rêférence
générale (3), dont le poids et la forme varient en fonction du numéro du
fer. Cette tête (3) ayant une section approximative en forme de L,
comprend respectivement sur l'avant, constituant la grande branche du L
une paroi de 5 millimètres d'épaisseur présentant une face extérieure
plane de frappe, désignée par la référence (5) striée, et une semelle (6),
formant la petite branche du L. De manière connue, la tête (3) présente
sur l'arrière un évidement (7) formant cavité, dont la forme varie en
fonction du fabricant et des résultats recherchés. Cet évidement (î)
épouse une forme générale triangulaire arrondie de 90 par 40 millimètres
de c~tés.
Selon l'invention, partie de cet évidement (î) plan reçoit un
ensemble amortisseur caraetéristique, désigné par la référence générale
(10), situé en excroissance en son centre et comprenant depuis l'extérieur
une plaque mince rigide (11), de forme générale héliptique avant des axes
de 45 et de 18 millimètres, par exemple une plaque d'alliage aluminium
ou d'aluminium-zinc-magnésium commercialisé par CEGEDUR
PECHINEY sous la marque "ZICIZAL", présentant un module d'élasticité
de 12000 MPa, une épaisseur de un millimètre, et pèse 2,5 grammes
environ.
WO 93/209114 ~ ~ ~ ~ ~ ~ PCT/FR93100369
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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 fine couche adhésive,
dëposées de part en part de maniëre à favoriser la solidarisation entre la
feuille visco-êlastique (12) et d'une part la plaque rigide (11) et d'autre
part la face arrière de la tête (3), et plus préci cément de l'évidement (7).
Cette feuille (12) visco-élastique en caoutchouc butyle de 1,0 mm
d'épaisseur, présente un coefficient d'amortissement à 25°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 sur la lace
arrière (7) au voisinage du centre de gravité de la tête, c'est-à-dire dans
1°alignement du point d'impact idéal.
Ainsi, on a observé qu'avec un fer moulé réalisé selon les figures 3, 4
et 5, on diminue les vibrations à l'impact du tiers environ, et que l'on
absorbe plus rapidement les vibrations les plus néfastes (en moyenne en
six secondes contre seize secondes avec le même fer non équipé
conformémer<t à l'invention).
Les figures b et suivantes illustrent une autre forme d'exécution de
l'invention appliquée aux bois dits "métal". La tête de ce bois désigné par
la référence générale (20) (figures 6 et 7), raccordée au manche par
l'emmanchement (21) est rotomoulée. Les parois de la tête (20) ont une
épaisseur sensiblement constante voisine de 3 millimètres. Ces parois
constituent sur l'avant une face de frappe plane (22), sur le dessous une
semelle (23) et sur les côtës (24) des flancs et un dessus (25), le tout
formant une jupe ou une couronne monopièce se terminant par une
pointe arrondie arrière (26). L'ensemble de la jupe (24-26) forme la face
arrière. La jupe (24-26) définit une cavité (30) en partie creuse.
2iU8'~~8
WO 93/20904 PCT/FR93/00369 ~,;,,,
Dans la forme d'exécution montrée aux figures 7 et 8, la semelle (23)
est rapportée, par tous moyens connus non représentés, ce qui rend la .
cavité (30) accessible. Selon l'invention, la face arrière (31 ) de la face de
frappe (22) présente en excroissance un élément amortisseur '
caractéristique (35) conforme à l'invention, constitué d'une plaque rigide
(36) analogue à (11) et d'une feuïlle visco-élastique adhésive (37)
analogue à (12).
Dans une variante montrée à la figure 9, l'élément amortisseur (35)
10 est disposé également sur la~ semelle (23), éventuellement en
complément de celui disposé sur la lace arrière immédiate (31).
Dans une autre variante montrée à la figure 10, la semelle (23)
présente un logement f 40) où est encastré I'élémént amortisseur (36,37)
1S pour éviter qu'il ne râcle à l'impact.
Dans d'autres formes d'exécution, l'élément amortisseur
caractéristique (35) est disposé
. sur le dessus (25) et à l'eXtérieur (figure I1),
- 20 sur le dessus (25) mais à l'intérieur (figure 12),
. sur la pointe arrière arrondie (26), à l'ïntérieur (figure 13),
sur cette même pointe (26), mais à l'extérieur (figure 14).
Dans d'autres formes d'exécution, l'élément amortisseur
caractéristique (35) est disposé sur les flancs (24) (voir figure 15), ou
enveloppe la pointe arrière arrondie (26) (figure 16), ou même partie
essentielle de la jupe (figures 17 et 18).
WO 93/20904 ', . ~ PCT/)FIt93/00369
1~
Comme déjà dit, les clubs selon l'invention présentent l'avantage
appréciable, trés recherché par les joueurs amateurs, d'être légers et
néanmoins de pouvoïr amortir les vibrations, plus particulièrement à
l'impact, et d'améliorer les sensations du joueur
la
20
2~
