EP2974612A1 - Casque à amortissement - Google Patents

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EP2974612A1
EP2974612A1 EP15001744.0A EP15001744A EP2974612A1 EP 2974612 A1 EP2974612 A1 EP 2974612A1 EP 15001744 A EP15001744 A EP 15001744A EP 2974612 A1 EP2974612 A1 EP 2974612A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
helmet
pads
cap
layer
height
Prior art date
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Granted
Application number
EP15001744.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2974612B1 (fr
Inventor
Stéphane Latruffe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Salomon SAS
Original Assignee
Salomon SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Salomon SAS filed Critical Salomon SAS
Publication of EP2974612A1 publication Critical patent/EP2974612A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP2974612B1 publication Critical patent/EP2974612B1/fr
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/10—Linings
    • A42B3/12—Cushioning devices
    • A42B3/124—Cushioning devices with at least one corrugated or ribbed layer
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/10—Linings
    • A42B3/12—Cushioning devices
    • A42B3/125—Cushioning devices with a padded structure, e.g. foam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A42—HEADWEAR
    • A42B—HATS; HEAD COVERINGS
    • A42B3/00—Helmets; Helmet covers ; Other protective head coverings
    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/06—Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets

Definitions

  • the invention relates to a protective helmet for sports activity. Such activities may include downhill skiing, ski touring or snowboarding.
  • the invention also extends to the practice of climbing, mountaineering, cycling or the practice of snowmobiling.
  • a helmet forms a protection of the head, to protect the skull of the shocks that it could undergo when the user makes a fall, when an object is projected in its direction or during a collision with an object or a third person.
  • a classic helmet construction includes an outer shell and an inner cap.
  • the outer shell is generally rigid, and is for example made by molding / injection of a thermoplastic material such as ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) or PC (PolyCarbonate).
  • the inner cap is made of an expanded material such as EPS (Expandable PolyStyrene) or EPP (Expandable PolyPropylene).
  • the helmet is generally equipped with an internal cap which may, for example, be made of foam covered with fabric. The inner cap is attached to the inside of the inner cap.
  • a helmet is intended to reduce the risk of injury to the skull of the user, while having the least weight possible to not affect the comfort of the user.
  • a good helmet must therefore meet two contradictory requirements, on the one hand, have as much cushioning material as possible and, on the other hand, be as light as possible to be portable easily and not to inconvenience the user.
  • the damping characteristics of the helmet depend mainly on the design of the inner cap.
  • the most common shell construction is in the form of an envelope reproducing the morphology of the skull. To obtain the desired damping, suitable materials are used and / or the thickness of the envelope is varied. This results in a design that can weigh down the helmet, source of discomfort for the user.
  • Another construction provides an inner cap with ventilation channels defining protrusions protruding towards the user's head.
  • This type of structure is characterized by a cap having a relatively thick layer from which the projections extend over a low height. The damping is here made by the thick layer, the projections having a channeling role of the air flow ensuring the ventilation of the top of the skull.
  • the reliefs have a height less than the thickness of the cap.
  • the document EP 2 716 175 illustrates this type of helmet.
  • the object of the invention is to provide an improved helmet.
  • One goal is to provide a lightweight helmet structure, having good damping property.
  • Another goal is to provide a helmet whose structure comprises few assembled components.
  • Another purpose is to provide an economical helmet whose process of realization is simple.
  • the helmet is characterized by the fact that the height of the pads is greater than the thickness of the first layer.
  • This structure allows to have, with few parts, a cap attached to an outer shell, a lightweight helmet with good damping characteristics.
  • This construction allows a good anchoring of the pads on the cap and the height of the pads allows deformation by bending and / or buckling, which improves the damping properties of the helmet.
  • the helmet is compact and has an outfit. This helmet is light and ventilated thanks to this specific construction. It also allows the use of simple cap, removable, can easily be changed.
  • the helmet 10 comprises an outer shell 11, a collar 12, a cap 13, ear cushions 14 and a jugular strap 15.
  • the helmet comprises an upper portion 101 for covering at least the "top part" of the skull, that is to say the top of the skull. It is defined by an area covering an upper part of the frontal bone and an upper part of the parietal bone.
  • this upper portion 101 of the helmet is composed of an upper portion 111 of the outer shell and an upper portion 131 of the cap.
  • the outer shell 11 is monolithic, that is to say made in one block. Here it is made of polycarbonate (PC). Alternatively, it is acrylonitrile butadiene styrene (ABS), a material loaded with carbon fibers or natural fibers.
  • PC polycarbonate
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • the outer shell 11 is molded, for example, injected.
  • the cap 13 is here also monolithic. It is made of expanded polystyrene foam (EPS, which comes from the English “Expandable PolyStyrene”). It may alternatively be expanded polypropylene (EPP, which comes from the English “Expandable PolyPropylene”) or other material, preferably expanded material. It is attached to the outer shell 11 to cover an inner surface 112 of the outer shell 11.
  • EPS expanded polystyrene foam
  • EPP expanded polypropylene
  • EPP which comes from the English “Expandable PolyPropylene”
  • the cap 13 is designed to also surround the head of a user.
  • the construction of its internal envelope will be detailed later.
  • the cap 13 may be a separate part of the outer shell 11, and assembled with the outer shell 11. Alternatively, it may be overmoulded on the outer shell 11, it is called so-called thermoforming technology or "in-mold”.
  • the outer shell 11 and the cap 13 may include openings positioned vis-à-vis so as to allow the arrival and / or evacuation of a flow of air ensuring the ventilation of the skull. the user.
  • the lower part of the helmet is delimited by the flange 12 fixed on the cap.
  • This flange marks the lower edge of the outer shell 11 together with the lower edge of the cap 13.
  • the collar is optional, the invention also applying to helmets having no flange defining the lower edge of the helmet.
  • the cap 13 has a structure comprising two levels in the direction of the thickness.
  • the first level forms a first layer 132 of thickness "e" covering the skull of the user.
  • This first layer substantially reproduces the shape of the outer shell.
  • the outer surface 1321 of this first layer is fixed on the inner surface 112 of the outer shell.
  • This assembly can be achieved by gluing, melting, overmoulding or other technology.
  • the thickness e of this layer is not necessarily constant over the entire internal surface of the helmet. For example, it may be thicker on the upper part of the cap and less thick on the lower part, namely, the front, side and rear.
  • the first layer 132 may include openings for aeration of the skull.
  • the second level of the structure of the cap comprises a set of reliefs 133, 134 projecting from the inner surface 1322 of the first layer 132, in the direction of the head of the user.
  • the shape of these reliefs varies according to their positioning.
  • each block is slightly thick in its lower part and thicker in its upper part.
  • the blocks are regularly distributed on the inner lower periphery of the cap 13. Channels are thus formed between the blocks. These channels are used for the circulation of air for ventilation of the skull.
  • the reliefs form studs 133.
  • these studs are parallelepipeds having a height "h" substantially constant. These parallelepipeds have however, different sections, relative to each other. In a variant, they may have identical sections.
  • these pads may take other polyhedral or cylindrical forms. It can be truncated pyramids, cylinders, truncated cones.
  • the height of these studs is not necessarily constant. It is thus possible to provide areas where the height of the pads is greater in order to obtain, for example, more damping.
  • channels are formed between the pads. These channels are used for the circulation of air for ventilation of the skull. According to the embodiment described, the distribution of the pads is random in the upper part 131. Alternatively, the distribution can follow a regular pattern.
  • the total thickness "T” of the cap corresponds to the sum of the thickness "e” of the first layer and the height “h” of the reliefs, blocks 134 or pads 133.
  • the total thickness "T” may vary depending on the parts of the cap concerned.
  • the invention also resides in the fact that, in the upper portion 131 of the cap, a majority of pads have a height sufficient to obtain a deformation complementary or alternative to the compression of the pad, in order to improve the damping properties of the pad. helmet.
  • This deformation can be "buckling" or bending.
  • the pads are sized and arranged so that they can not only compress but also deform in a non-axial direction. Thus, the pads do not deform only by compression as in the majority of the constructions of the prior art.
  • the Figures 5 and 6 illustrate examples of deformations of these pads following an impact materialized by the vector "F".
  • the stud 133 biased by the effort "F", bears against the skull or the cap, represented here by the plane "P".
  • the stud 133 then deforms in compression, initially, then in a non-axial direction, in a second step, because of its dimensioning.
  • the deformation is similar to a buckling.
  • the deformation is like a flexion.
  • the deformation of the stud can be different from one block to another depending on the impact zone and the dimensions of the stud. It is not necessary that all the studs respect the recommended ratio, the absorption of the shock can be cashed by a few pads.
  • the damping properties are nevertheless better if there are many studs having a height greater than the thickness of the first layer.
  • the proposed construction comprises sufficient anchoring of the base of the studs and a height of the studs allowing this additional deformation.
  • the first layer 132 of thickness "e” and allows to secure the pads together to create a monobloc structure and homogeneous.
  • the height "h" of the pads is greater than the thickness "e" of the first layer.
  • some studs placed in areas of preferred deformations have a height "h" greater than the smallest dimension characterizing the average section of these pads.
  • the smallest dimension may be a side of a square section, the smallest height of a parallelogram section, the diameter of a cylinder. The higher the height is greater this dimension, the more it will facilitate the additional deformation sought.
  • the pads can then more easily deform in a non-axial direction.
  • the section of the base of the pads is substantially the same as the section of the top of the pads. It is therefore best to avoid having pyramid-shaped studs or tilted cones. If this is not the case, the stud will essentially deform in compression which is not the desired behavior.
  • damping properties of a cap comprising such pads are significantly better at total thickness equivalent.
  • the acceleration measured at the level of the head after an impact on the summit part is at least 15% less between a cap with studs and a cap without studs.
  • the pads 133 act as shock absorbers (crashbox) similar to car bumpers.
  • the kinetic energy generated by the shock is thus dissipated by these pads in addition to the absorption inherent in the material of the cap. This double dissipation improves the damping compared to a cap without pads of equivalent thickness.
  • the damping therefore results mainly from the deformation of the pads 133 and weakly via the thickness of the first layer 132.
  • the first layer serves essentially to create a monobloc structure by connecting the pads together.
  • the height ratio "h” on thickness “e” is greater than one. Good damping results are obtained with a thickness “e” of between 1 and 17.5 millimeters and / or with a height “h” of between 10 and 35 millimeters, the previously defined ratio to be respected.
  • the total thickness "T” of the cap is preferably less than 40 millimeters.
  • the average section of the pads is preferably between 0.5 and 5 square centimeters. With a small section, the pad deforms more easily in a non-axial direction. With a larger section, the stud deforms less in a non-axial direction. However, the top 1331 of the stud has a larger contact area with the skull which is more comfortable because the transmitted stress is lower. A good compromise is a section between 1 and 4 cm 2 .
  • the first layer 132 is characterized by a small thickness "e", less than 10 millimeters. This small thickness makes it easy to adapt the shape of the shell to that of the outer shell while favoring high-damping pads.
  • the reduced thickness of the first layer and the spacing of the pads reduce the amount of damping material effective and necessary. As a result, it helps to lighten the helmet, which is a very important element important, even fundamental, for a sports helmet. It was found that, unlike conventional helmet constructions, it was not necessary to have a continuous thickness over the entire surface of the cap to achieve a good level of protection.
  • the cap is a "monolithic" piece in the sense that the first layer 132 and the pads 133 form a single piece. Nevertheless, the cap may be constructed in several parts, each comprising a first layer and reliefs. By being a single block, it greatly simplifies the realization of the cap. On the other hand, it reduces the number of components of the helmet compared to a helmet with many studs reported.
  • the pads are designed so that the cap can be unmolded by a simple movement of the tool. This means, in this example, that the pads are oriented so that their height extends substantially in a vertical direction.
  • the cap can be made using an economic material, the EPS and or EPP, making the most of its damping properties. Thanks to the obvious of the inner envelope of the cap by the realization of the pads, it reduces the volume of material of the cap and therefore the weight of the helmet. This lightening brings wearing comfort to the user without denying the required safety. The reduction of damping material is then compensated by the potential of deformation of the pads.
  • the top 1331 of the pads 133 is intended to be in contact with the head or a cap covering the head.
  • the helmets incorporate a cap making the interface between the head of the user and the cap. This brings a better comfort because the cap can be made of a material more pleasant to the touch. In addition, it can easily be changed if it deteriorates, for example, by prolonged contact with sweat.
  • the pads are full.
  • the cap would consist of hollow studs.
  • the studs 133 of the upper part 131 of the cap serve two main functions, on the one hand, shock absorption and, on the other hand, ventilation of the skull.
  • the invention is not limited to these embodiments. It is possible to combine these embodiments.

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  • Helmets And Other Head Coverings (AREA)

Abstract

L'invention concerne un casque (10) comprenant : - une coque externe (11), - une calotte (13), constituée d'un matériau parmi l'EPS, l'EPP, la calotte étant disposée à l'intérieur de la coque et présentant une partie supérieure (131) destinée à recouvrir au moins la partie sommitale du crâne, la calotte comprenant une première couche (132) d'épaisseur « e » couvrant sensiblement la partie supérieure et plusieurs plots (133) faisant saillies de la première couche en direction de la tête, d'une hauteur « h », la première couche et les plots formant une seule et même pièce (13). La hauteur des plots est supérieure à l'épaisseur de la première couche.

Description

  • L'invention concerne un casque de protection pour activité sportive. De telles activités peuvent être notamment du ski alpin, du ski de randonnée ou du surf des neiges. L'invention s'étend également à la pratique de l'escalade, de l'alpinisme, du cyclisme ou encore la pratique de la motoneige. Généralement, un casque forme une protection de la tête, pour protéger le crâne des chocs qu'il pourrait subir lorsque l'utilisateur fait une chute, lorsqu'un objet est projeté dans sa direction ou encore lors d'une collision avec un objet ou une tierce personne.
  • Une construction classique de casque comprend une coque externe et une calotte interne. La coque externe est généralement rigide, et est par exemple réalisée par moulage/injection d'une matière thermoplastique telle que l'ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) ou le PC (PolyCarbonate). De manière courante, la calotte interne est réalisée dans un matériau expansé tel que l'EPS (Expandable PolyStyrene) ou l'EPP (Expandable PolyPropylene). Afin de garantir un bon confort à l'utilisateur, on équipe généralement le casque d'une coiffe interne pouvant, par exemple, être réalisée de mousse recouverte de tissu. La coiffe interne est fixée à l'intérieur de la calotte interne.
  • Un casque est destiné à réduire les risques de blessures au niveau du crâne de l'utilisateur, tout en présentant un poids le plus réduit possible pour ne pas nuire au confort de l'utilisateur.
  • Un bon casque doit donc satisfaire à deux exigences contradictoires, d'une part, comporter le plus de matériau amortissant possible et, d'autre part, être le plus léger possible pour être portable facilement et ne pas gêner l'utilisateur.
  • Pour assurer la sécurité des usagers, il existe plusieurs normes définissant généralement des essais et des seuils d'acceptation qui sont appliqués aux casques candidats à l'homologation dans la discipline associée. En fonction de l'activité sportive, l'exigence normative peut différer. Ainsi, une norme couvre une activité spécifique. De ces exigences, il en ressort des caractéristiques que le casque doit présenter pour assurer la protection requise. Par exemple, ces caractéristiques correspondent à des propriétés de résistance à la pénétration et des propriétés d'absorption de chocs en fonction de l'activité pratiquée, dans différentes zones du casque.
  • Ainsi, il apparait un besoin fort de concevoir un casque ayant un bon amortissement dans sa partie sommitale, cette zone étant souvent une zone critique pour la réussite de test en vue d'obtenir une homologation.
  • Dans cette zone, les caractéristiques d'amortissement du casque dépendent principalement de la conception de la calotte interne.
  • La construction de calotte la plus courante se présente sous la forme d'une enveloppe reproduisant la morphologie du crâne. Pour obtenir l'amortissement souhaité, on utilise des matériaux adaptés et/ou on fait varier l'épaisseur de l'enveloppe. Il en résulte un dimensionnement pouvant alourdir le casque, source d'inconfort pour l'utilisateur.
  • D'autres constructions proposent de rapporter des plots indépendants, directement sur la coque externe ( US 4,766,614 ), sur une enveloppe interne ( GB 2 240 255 ; US 4,239,136 ) ou associés à la coiffe ( US 7,774,866 ; EP 0 423 379 ). Dans tous les cas, ces plots sont dimensionnés pour fonctionner en compression. L'amortissement est ainsi réalisé par écrasement des plots. Dans certains modes de réalisation, ces plots sont utilisés pour caler la tête. Ces différentes constructions, intégrant des plots rapportés, s'avèrent complexes et coûteuses à réaliser. Une difficulté concerne la fixation et le maintien des plots sur le casque.
  • Une autre construction prévoit une calotte interne munie de canaux de ventilation définissant des reliefs faisant saillies en direction de la tête de l'utilisateur. Ce type de structure se caractérise par une calotte présentant une couche relativement épaisse d'où s'étendent les saillies sur une faible hauteur. L'amortissement est ici réalisé par la couche épaisse, les saillies ayant un rôle de canalisation du flux d'air assurant la ventilation du sommet du crâne. Dans cette construction, pour obtenir les propriétés souhaitées, les reliefs ont une hauteur inférieure à l'épaisseur de la calotte. Le document EP 2 716 175 illustre ce type de casque.
  • Le but de l'invention est de proposer un casque amélioré.
  • Un but est notamment de proposer une structure de casque allégée, disposant de bonne propriété d'amortissement.
  • Un autre but est de proposer un casque dont la structure comprend peu de pièces constitutives assemblées.
  • Un autre but est de proposer un casque économique dont le procédé de réalisation est simple.
  • Pour cela, l'invention a pour objet un casque comprenant :
    • une coque externe,
    • une calotte, constituée d'un matériau parmi l'EPS, l'EPP, la calotte étant disposée à l'intérieur de la coque et présentant une partie supérieure destinée à recouvrir au moins la partie sommitale du crâne, la calotte comprenant une première couche d'épaisseur « e » couvrant sensiblement la partie supérieure et plusieurs plots faisant saillies de la première couche en direction de la tête, d'une hauteur « h », la première couche et les plots formant une seule et même pièce.
  • Le casque se caractérise par le fait que la hauteur des plots est supérieure à l'épaisseur de la première couche.
  • Cette structure permet d'avoir, avec peu de pièces, une calotte fixée sur une coque externe, un casque léger avec de bonnes caractéristiques d'amortissement. Cette construction permet un bon ancrage des plots sur la calotte et la hauteur des plots permet une déformation par flexion et/ou flambage, ce qui améliore les propriétés d'amortissement du casque. De plus, le casque est compact et présente une tenue. Ce casque se révèle léger et ventilé grâce à cette construction spécifique. Il permet également l'utilisation de coiffe simple, amovible, pouvant facilement être changée.
  • De manière optionnelle, l'invention peut présenter l'une quelconque des caractéristiques optionnelles suivantes prises seules ou en combinaison :
    • L'épaisseur « e » de la première couche est comprise entre 1 et 17,5 millimètres.
    • La hauteur « h » des plots dans la partie supérieure est comprise entre 10 et 35 millimètres.
    • la section moyenne des plots est comprise entre 0,5 et 5 centimètres carré.
    • Plusieurs plots de la partie supérieure sont dimensionnés de sorte que leur hauteur « h » est supérieure à la plus petite dimension caractérisant la section moyenne de ces plots.
    • Les plots sont répartis aléatoirement dans la partie supérieure.
    • Le sommet des plots est destiné à être en contact avec la tête ou une coiffe couvrant la tête.
    • Les plots présentent une forme sensiblement parallélépipédique.
    • La calotte est une pièce monolithique.
    • La section de la base des plots est sensiblement la même que la section du sommet des plots.
    • Les plots sont orientés de sorte que leur hauteur s'étende sensiblement selon une direction verticale.
    • La calotte est réalisée par moulage.
    • Les plots sont évidés.
  • On décrira à présent, à titre d'exemples non limitatifs, des modes de réalisation de l'invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation principal d'un casque selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue de dessous en perspective de l'intérieur du casque ;
    • la figure 3 est une vue de dessous du casque ;
    • la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3 ;
    • les figures 5 à 6 sont des coupes partielles illustrant différents modes de déformations des plots selon l'invention.
  • Le casque 10 comprend une coque externe 11, une collerette 12, une calotte 13, des coussins de protection des oreilles 14 et une sangle jugulaire 15.
  • Dans la suite de la description, il sera fait usage de termes tels que «horizontal», «vertical», «longitudinal», «transversal», «supérieur», «inférieur», «haut», «bas», «avant», «arrière», «antérieur», «postérieur». Ces termes doivent être interprétés en fait de façon relative en relation avec la position que le casque occupe sur la tête d'un utilisateur en posture normale, et la direction d'avancement normale du porteur.
  • Le casque comprend une partie supérieure 101 destinée à couvrir au moins la «partie sommitale» du crâne, c'est-à-dire le sommet du crâne. Elle est définie par une zone recouvrant une partie haute de l'os frontal et une partie haute de l'os pariétal. Dans cet exemple, cette partie supérieure 101 du casque est composée d'une partie supérieure 111 de la coque externe et d'une partie supérieure 131 de la calotte.
  • La coque externe 11 est monolithique, c'est-à-dire réalisée en un seul bloc. Ici, elle est en polycarbonate (PC). Alternativement, elle est en acrylonitrile butadiène styrène (ABS), en une matière chargée de fibres de carbone ou de fibres naturelles. La coque externe 11 est moulée, par exemple, injectée.
  • La calotte 13 est ici également monolithique. Elle est faite de mousse de polystyrène expansé (EPS, qui provient de l'anglais « Expandable PolyStyrene »). Elle peut alternativement être en polypropylène expansé (EPP, qui provient de l'anglais « Expandable PolyPropylene ») ou autre matériau, préférentiellement en matière expansée. Elle est fixée à la coque externe 11 pour couvrir une surface interne 112 de la coque externe 11.
  • La calotte 13 est conçue de manière à également envelopper la tête d'un utilisateur. La construction de son enveloppe interne sera détaillée ultérieurement.
  • La calotte 13 peut être une pièce distincte de la coque externe 11, et assemblée avec la coque externe 11. Alternativement, elle peut être surmoulée sur la coque externe 11, on parle alors de technologie dite de thermoformage ou « in-mold ».
  • Pour améliorer le confort, la coque externe 11 et la calotte 13 peuvent comprendre des ouvertures positionnées en vis-à-vis de sorte à permettre l'arrivée et/ou l'évacuation d'un flux d'air assurant la ventilation du crâne de l'utilisateur.
  • Dans cet exemple, la partie inférieure du casque est délimitée par la collerette 12 fixée sur la calotte. Cette collerette marque le bord inférieur de la coque externe 11 conjointement au bord inférieur de la calotte 13. La collerette est optionnelle, l'invention s'appliquant également à des casques ne disposant pas de collerette délimitant le bord inférieur du casque.
  • La calotte 13 présente une structure comprenant deux niveaux dans le sens de l'épaisseur.
  • Le premier niveau forme une première couche 132 d'épaisseur « e » recouvrant le crâne de l'utilisateur. Cette première couche reproduit sensiblement la forme de la coque externe. La surface externe 1321 de cette première couche est fixée sur surface interne 112 de la coque externe. Cet assemblage peut être réalisé par collage, fusion, surmoulage ou autre technologie. L'épaisseur e de cette couche n'est pas nécessairement constante sur toute la surface interne du casque. Par exemple, elle peut être plus épaisse sur la partie supérieure de la calotte et moins épaisse sur la partie inférieure, à savoir, les parties frontale, latérales et postérieure. Comme nous l'avons vu précédemment, la première couche 132 peut comprendre des ouvertures pour l'aération du crâne.
  • Le deuxième niveau de la structure de la calotte comprend un ensemble de reliefs 133, 134 faisant saillies de la surface interne 1322 de la première couche 132, en direction de la tête de l'utilisateur. La forme de ces reliefs varie en fonction de leur positionnement.
  • Dans la partie inférieure de la calotte (les parties frontale, latérales et postérieure), les reliefs forment des blocs 134, par exemple parallélépipédiques à épaisseur variable. Ainsi, chaque bloc est faiblement épais dans sa partie inférieure et plus épais dans sa partie supérieure. Les blocs sont répartis régulièrement sur la périphérie inférieure interne de la calotte 13. Des canaux sont ainsi formés entre les blocs. Ces canaux servent à la circulation de l'air pour la ventilation du crâne.
  • Dans la partie supérieure 131 de la calotte (partie sommitale), les reliefs forment des plots 133. Dans l'exemple illustré, ces plots sont des parallélépipèdes ayant une hauteur « h » sensiblement constante. Ces parallélépipèdes ont cependant des sections différentes, les uns par rapport aux autres. Dans une variante, ils peuvent avoir des sections identiques. Alternativement, ces plots peuvent prendre d'autres formes polyédriques ou cylindriques. Ce peut être des pyramides tronquées, des cylindres, des cônes tronqués. De même, la hauteur de ces plots n'est pas nécessairement constante. On peut ainsi prévoir des zones où la hauteur des plots est plus importante afin d'obtenir, par exemple, plus d'amortissement. Là aussi, des canaux sont ainsi formés entre les plots. Ces canaux servent à la circulation de l'air pour la ventilation du crâne. Selon le mode de réalisation décrit, la répartition des plots est aléatoire dans la partie supérieure 131. Alternativement, la répartition peut suivre un schéma régulier.
  • L'épaisseur totale « T » de la calotte correspond à la somme de l'épaisseur « e » de la première couche et de la hauteur « h » des reliefs, blocs 134 ou plots 133. L'épaisseur totale « T » peut varier en fonction des parties de la calotte concernées.
  • L'invention réside aussi dans le fait que, dans la partie supérieure 131 de la calotte, une majorité de plots présente une hauteur suffisante pour obtenir une déformation complémentaire ou alternative à la compression du plot, afin d'améliorer les propriétés d'amortissement du casque. Cette déformation peut être du « flambage » ou de la flexion. Dans ce cas, les plots sont dimensionnés et agencés de sorte qu'ils peuvent, non seulement se comprimer, mais également se déformer selon une direction non axiale. Ainsi, les plots ne se déforment pas uniquement par compression comme dans la majorité des constructions de l'art antérieur.
  • Les figures 5 et 6 illustrent des exemples de déformations de ces plots suite à un impact matérialisé par le vecteur « F ». Le plot 133, sollicité par l'effort « F », vient en appui contre le crâne ou la coiffe, représenté ici par le plan « P ». Le plot 133 se déforme alors en compression , dans un premier temps, puis selon une direction non axiale, dans un deuxième temps, du fait de son dimensionnement. A la figure 5, la déformation s'apparente à un flambage. A la figure 6, la déformation s'apparente à une flexion. La déformation du plot peut être différente d'un plot à l'autre en fonction de la zone d'impact et des dimensions du plot. Il n'est pas nécessaire que tous les plots respectent le ratio préconisé, l'absorption du choc pouvant être encaissée par quelques plots. Les propriétés d'amortissement sont néanmoins meilleures s'il y a beaucoup de plots présentant une hauteur supérieure à l'épaisseur de la première couche.
  • Pour obtenir cette déformation complémentaire ou alternative, la construction proposée comprend un ancrage suffisant de la base des plots et une hauteur des plots permettant cette déformation supplémentaire. La première couche 132 d'épaisseur « e » permet ainsi de solidariser les plots entre eux afin de créer une structure monobloc et homogène. De plus, afin d'obtenir une déformation satisfaisante, la hauteur « h » des plots est supérieure à l'épaisseur « e » de la première couche.
  • Par ailleurs, pour obtenir une déformation complémentaire ou alternative encore plus efficace, certains plots placés dans des zones de déformations privilégiées présentent une hauteur « h » supérieure à la plus petite dimension caractérisant la section moyenne de ces plots. La plus petite dimension peut être un côté d'une section carrée, la plus petite hauteur d'une section en forme parallélogramme, le diamètre d'un cylindre. Plus la hauteur est supérieure à cette dimension, plus cela va faciliter la déformation supplémentaire recherchée. Les plots peuvent alors plus facilement se déformer selon une direction non axiale.
  • Selon un mode de réalisation présentant un bon amortissement, la section de la base des plots est sensiblement la même que la section du sommet des plots. Il est donc préférable d'éviter d'avoir des plots en forme de pyramide ou cône trop incliné. Si ce n'est pas le cas, le plot va essentiellement se déformer en compression ce qui n'est pas le comportement recherché.
  • On s'est aperçu, de façon surprenante, que par rapport à des calottes classiques « pleines », c'est-à-dire sans plots, les propriétés d'amortissement d'une calotte comprenant de tels plots sont nettement meilleures à épaisseur totale équivalente. Par exemple, l'accélération mesurée au niveau de la tête suite à un impact sur la partie sommitale est inférieure d'au moins 15% entre une calotte avec plots et une calotte sans plots.
  • Ainsi les plots 133 font office d'absorbeurs de choc (crashbox) de manière analogue à des pare-chocs de voiture. L'énergie cinétique générée par le choc est ainsi dissipée par ces plots en complément de l'absorption inhérente au matériau de la calotte. Cette double dissipation améliore l'amortissement par rapport à une calotte sans plots d'épaisseur équivalente.
  • L'amortissement résulte donc principalement de la déformation des plots 133 et faiblement via l'épaisseur de la première couche 132. La première couche sert essentiellement à créer une structure monobloc en reliant les plots entre eux.
  • Dans ces exemples, le ratio hauteur « h » sur épaisseur « e » est supérieur à un. De bons résultats d'amortissement sont obtenus avec une épaisseur « e » comprise entre 1 et 17,5 millimètres et/ou avec une hauteur « h » comprise entre 10 et 35 millimètres, le ratio défini précédemment devant être respecté. Pour le confort, l'épaisseur totale « T » de la calotte est préférentiellement inférieure à 40 millimètres.
  • De même, la section moyenne des plots est avantageusement comprise entre 0,5 et 5 centimètres carré. Avec une section petite, le plot se déforme plus facilement selon une direction non axiale. Avec une section plus grande, le plot se déforme moins selon une direction non axiale. Cependant, le sommet 1331 du plot présente une plus grande surface de contact avec le crâne ce qui est plus confortable car la contrainte transmise est plus faible. Un bon compromis est une section comprise entre 1 et 4 cm2.
  • Selon un mode de réalisation préférée, la première couche 132 se caractérise par une faible épaisseur « e », inférieure à 10 millimètres. Cette faible épaisseur permet d'adapter facilement la forme de la calotte à celle de la coque externe tout en privilégiant des plots d'amortissement de forte hauteur. De plus, l'épaisseur réduite de la première couche et l'écartement des plots permettent de réduire la quantité de matériau amortissant efficace et nécessaire. En conséquence, cela permet d'alléger le casque, ce qui est un élément très important, voir fondamental, pour un casque de sport. On s'est aperçu que, contrairement aux constructions classiques de casque, il n'était pas nécessaire d'avoir une épaisseur continue sur toute la surface de la calotte pour obtenir un bon niveau de protection.
  • La calotte est une pièce « monolithique » dans le sens où la première couche 132 et les plots 133 forment une seule et même pièce. Néanmoins, la calotte peut être construite en plusieurs parties, chacune comprenant une première couche et des reliefs. En étant d'un seul bloc, on simplifie fortement la réalisation de la calotte. D'autre part, on diminue le nombre d'éléments constitutifs du casque par rapport à un casque muni de nombreux plots rapportés.
  • Pour simplifier davantage la réalisation de la calotte, les plots sont conçus pour que la calotte puisse se démouler par un mouvement simple de l'outillage. Cela signifie, dans cet exemple, que les plots sont orientés de sorte que leur hauteur s'étende sensiblement selon une direction verticale.
  • Grâce à l'invention, la calotte peut être réalisée en utilisant un matériau économique, l'EPS et ou l'EPP, en tirant le meilleur parti de ses propriétés d'amortissement. Grâce à l'évidemment de l'enveloppe interne de la calotte par la réalisation des plots, on diminue le volume de matière de la calotte et donc le poids du casque. Cet allègement apporte du confort de portage à l'utilisateur sans renier la sécurité exigée. La réduction de matière d'amortissement est alors compensée par le potentiel de déformation des plots.
  • Dans cet exemple, le sommet 1331 des plots 133 est destiné à être en contact avec la tête ou une coiffe couvrant la tête. Généralement, les casques intègrent une coiffe réalisant l'interface entre la tête de l'utilisateur et la calotte. Cela apporte un meilleur confort car la coiffe peut être réalisée dans un matériau plus agréable au contact. De plus, cela permet de facilement la changer si elle se détériore, par exemple, par le contact prolongé avec de la sueur.
  • Dans le mode de réalisation illustré, les plots sont pleins. Alternativement, on peut envisager d'évider les plots afin d'alléger davantage la structure. Dans ce cas, la calotte serait constituée de plots creux.
  • En résumé, les plots 133 de la partie supérieure 131 de la calotte assurent deux fonctions principales, d'une part, l'amortissement au choc et, d'autre part, la ventilation du crâne.
  • L'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation. Il est possible de combiner ces modes de réalisation.
  • L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit mais s'étend à tous les modes de réalisation couverts par les revendications annexées.

Claims (14)

  1. Casque (10) comprenant :
    - une coque externe (11),
    - une calotte (13), constituée d'un matériau parmi l'EPS, l'EPP, la calotte étant disposée à l'intérieur de la coque et présentant une partie supérieure (131) destinée à recouvrir au moins la partie sommitale du crâne, la calotte comprenant une première couche (132) d'épaisseur « e » couvrant sensiblement la partie supérieure et plusieurs plots (133) faisant saillies de la première couche en direction de la tête, d'une hauteur « h », la première couche et les plots formant une seule et même pièce (13),
    caractérisé en ce que la hauteur « h » des plots est supérieure à l'épaisseur « e » de la première couche.
  2. Casque (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur « e » de la première couche est comprise entre 1 et 17,5 millimètres.
  3. Casque (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur « e » de la première couche est inférieure à 10 millimètres.
  4. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur « h » des plots dans la partie supérieure est comprise entre 10 et 35 millimètres.
  5. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section moyenne des plots est comprise entre 0,5 et 5 centimètres carré.
  6. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que plusieurs plots de la partie supérieure sont dimensionnés de sorte que leur hauteur « h » est supérieure à la plus petite dimension caractérisant la section moyenne de ces plots.
  7. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plots sont répartis aléatoirement dans la partie supérieure.
  8. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sommet (1331) des plots est destiné à être en contact avec la tête ou une coiffe couvrant la tête.
  9. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plots présentent une forme sensiblement parallélépipédique.
  10. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la calotte est une pièce monolithique.
  11. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section de la base des plots est sensiblement la même que la section du sommet des plots.
  12. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plots sont orientés de sorte que leur hauteur s'étende sensiblement selon une direction verticale.
  13. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la calotte est réalisée par moulage.
  14. Casque (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les plots sont évidés.
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