EP2987419A1 - Helmet - Google Patents
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- EP2987419A1 EP2987419A1 EP15002219.2A EP15002219A EP2987419A1 EP 2987419 A1 EP2987419 A1 EP 2987419A1 EP 15002219 A EP15002219 A EP 15002219A EP 2987419 A1 EP2987419 A1 EP 2987419A1
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- EP
- European Patent Office
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- helmet
- frontal
- zone
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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
- A42B3/06—Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets
- A42B3/066—Impact-absorbing shells, e.g. of crash helmets specially adapted for cycling helmets, e.g. for soft shelled helmets
-
- 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
- A42B3/0493—Aerodynamic helmets; Air guiding means therefor
Definitions
- the invention relates to the field of sports helmets. It finds for particularly advantageous application the cycling helmets for events where the aerodynamics of the cyclist is important.
- helmets designed to protect the cyclist's head in case of shock while limiting the drag of the helmet.
- These helmets have a continuous outer shell and elongated shape towards the rear of the head.
- a helmet of this type is for example represented in figure 1 .
- This type of helmet has the disadvantage of preventing the evacuation of the heat generated by the skull of the cyclist.
- the skull produces a large amount of heat that must be removed so as not to degrade the comfort and performance of the cyclist.
- helmets having through openings distributed on the outer shell and allowing a heat exchange between the skull and the outside are known.
- a helmet of this type is represented in figure 2 .
- These helmets allow satisfactory ventilation of the skull but have a significant drag and therefore reduce the aerodynamic performance of the cyclist and therefore its speed. They are therefore not used in events such as the time trial.
- an embodiment of the invention provides a helmet comprising an outer shell having through openings, a lower front edge and a top.
- the outer shell further comprises a closed end zone centered laterally and positioned so that the distance H1 projected on a frontal vertical plane between a lower end of the frontal zone and the front lower edge is greater than one fifth of the projected distance H on the vertical plane between the top of the helmet and the lower front edge.
- the outer shell further comprises at least four beams each forming a continuous band delimited by openings and extending from the front zone to a rear portion of the helmet, according to a meridian, one pole of which is positioned in the frontal zone. .
- the openings allow a heat exchange between the skull and the ambient air, thus allowing a good regulation of the temperature.
- the particular arrangement of the frontal zone and the beams or bands allow the flow of air arriving on the helmet to flow aerodynamically on the outer shell.
- These beams or strips form guides for the flow of air to bring the latter from the frontal zone where the most important pressure is concentrated during the advance of the cyclist to the rear part of the helmet forming an edge of leak. They can significantly reduce the drag of the helmet. This is significantly lower than that of known helmets with conventional through openings and this even with a pitch angle of between 0 and 50 °.
- the plane XY corresponds to the plane containing the plate of the figure 3 .
- This plane is qualified in the following description of frontal vertical plane.
- the YZ plane corresponds to a horizontal plane.
- the vertical direction is oriented along the X axis, the transverse direction along the Y axis and the longitudinal direction along the Z axis. In use, the cyclist advances substantially in the Z direction.
- the helmet 1 comprises an outer shell 100.
- the outer shell defines an outer envelope extending vertically from a top 310 to a lower edge 300 forming a periphery.
- the outer envelope has a substantially continuous curvature, that is to say that it has no salient angle.
- the helmet 1 is formed at least in part of a shock absorbing structure 200.
- This structure 200 is typically made of EPP (expanded polypropylene) or EPS (expanded polystyrene).
- the outer shell may be formed by this shock absorbing structure or by an additional layer covering the absorption structure. In the latter case, the outer shell will be for example an ABS (acrylonitrile butadiene styrene copolymer). It may also provide a polycarbonate (PC), linen, carbon fibers or glass fibers to achieve this outer shell.
- PC polycarbonate
- the helmet includes a plurality of through apertures 201-207, 201'-207 ', 202 ", 203", 205 ", 206". These through openings are at least practiced in the shock absorption structure 200 and in the outer shell 100. They extend substantially perpendicular to a plane tangential to the outer shell.
- the through openings are covered with a mesh or other structure that can be traversed by a flow of air.
- the outer shell 100 has a closed front area 500, that is to say without opening and located at a front portion of the helmet 1.
- the outer shell extends longitudinally from the front zone 500 to a rear upper edge 303 located at the rear of the helmet 1.
- the outer envelope of this outer shell is configured so that the front zone 500 and the rear upper edge 303 respectively form a leading edge and a trailing edge for the flow of air flowing on the helmet 1.
- This frontal zone 500 is centered laterally.
- Each band 101-106 is thus centered on a median curve which forms a meridian 101 'to 106'.
- the strips have a proximal end originating at the front zone 500 and a distal end formed by a trailing edge of the shell of the outer shell. This trailing edge forms an upper rear edge 303.
- These strips 101-106 are continuous between these two ends. They do not show any interruption. Preferably, they have, according to a projection in an XY plane, a rectilinear section or curved towards the inside of the helmet. Preferably, they have a smooth surface state, that is to say, relatively rough to facilitate the flow flow, along their main direction of elongation.
- the helmet 1 comprises at least three and preferably at least four continuous strips.
- the helmet comprises six continuous strips 101 to 106 from the front zone 500 to the upper rear edge 303.
- the helmet also has two additional strips 107, 108, a proximal end of which originates at the front zone 500 and a distal end of which corresponds to the lateral lower edge 302 of the outer shell 100.
- This lateral lower edge 302 also forms an edge. leakage for the airflow.
- the flow of air reaching the helmet during use exerts a maximum pressure on the frontal zone 500.
- This air flow reaching the front zone 500 then flows along the strips 101 to 108 to the edge. leakage formed by the upper rear edge 303 or the lower side edge 301.
- the drag of the helmet is thus limited.
- the frontal zone 500 is flat or convex. In the latter case, this radius of curvature is between 50 and 200 mm and preferably between 90 and 160 mm. In the illustrated example, this radius of curvature is about 120 mm.
- the surface state of the frontal zone 500 has a low roughness in order to facilitate the flow of the fluid on contact.
- the frontal zone 500 is arranged so that any normal to the frontal zone 500 forms with the horizontal an angle between 0 and 50 °.
- the frontal zone 500 may be flat or slightly curved.
- the frontal zone 500 is in a circle or in a polygon, for example a rectangle. It is delimited by a lower end 501, an upper end 502 and lateral ends 503, these ends are defined by the separation between the front zone 500 and openings 201-209.
- the frontal zone 500 is delimited by the bands 101 to 108 and the openings 201 to 207.
- it is also delimited by at least one and preferably two lower openings 208, 209 located between the frontal zone 500 and the lower edge 300 of the outer shell.
- a junction 301 separates these two lower openings. These two lower openings allow to further lighten the helmet and aerate the forehead.
- the distance projected on the vertical frontal plane XY between the top 310 of the helmet 1 and the lower frontal edge 300 is defined by "H".
- the distances H1, H2, H3 and H are taken in a vertical direction X and are illustrated in FIG. figure 3 .
- This vertical positioning of the frontal zone 500 makes it possible to locate the point of impact of the airflow defining the aerodynamic properties of the helmet when it is positioned in a normal configuration of use. Thus positioned, the frontal zone makes it possible to reduce the drag of the helmet 1.
- the frontal zone 500 is positioned so that the projected distance on a vertical frontal plane XY between the center of the frontal zone 500 and the frontal lower edge 300 is greater than one quarter of the projected distance on the vertical plane. frontal XY between the top 310 of the helmet 1 and the lower front edge 300.
- the distance projected on the vertical frontal plane XY between the lateral ends of the helmet 1 is defined by "W".
- Distances W1 and W are taken in a horizontal direction Y and are illustrated in FIG. figure 3 .
- the frontal zone 500 extends so that its surface S projected on the vertical frontal plane XY is between 15 and 30 cm 2 and preferably between 20 and 24 cm 2 and is preferably equal to 22 cm 2. This further reduces the drag of the helmet 1.
- the frontal zone may be dimensioned so that its surface S projected on the vertical frontal plane XY fits in a circle with a diameter ranging from 30 mm to 65 mm.
- the projected surface S is part of a circle 45 mm in diameter.
- the median curves 101 'to 106' intersect at an intersection portion included in the front zone 500.
- the portion intersection is located in a central surface of the frontal zone 500.
- the intersection portion forms a point of intersection 505, the six median curves 101 'to 106' meeting at a common point.
- this improves the flow of air from the front zone 500 to the trailing edge via the strips 101-106.
- the helmet comprises complementary openings 201'-207 ', 202 “, 203", 205 “, 206". These complementary openings are positioned in the rear part of the helmet with respect to the openings 201-207, so as to be respectively aligned with the corresponding openings 201-207 along a meridian, one pole of which is the frontal zone.
- the three openings 202, 202 'and 202 "extend along a meridian whose one pole is the frontal zone 500, separated by junctions, and the same is true of the aligned openings 201, 201', the openings aligned 203, 203 ', 203 ", aligned apertures 204, 204', aligned apertures 205, 205 ', 205", aligned apertures 206, 206', 206 "and aligned apertures 207, 207 '.
- the helmet has, from one side edge to the other, alternating strips 101-106 and discontinuous cavities between the front area 500 and the trailing edge, consisting of the alignment of two or three aligned openings.
- each band is bordered by two discontinuous cavities.
- the band 102 is formed by the aligned openings 202, 202 'and 202 "and the openings 203, 203' and 203".
- junctions reinforces the structure of the helmet. Junctions enhance the helmet's strength and help protect the skull.
- This construction provides the helmet with great strength while allowing good aeration of the skull and good aerodynamics.
- the longitudinal openings that originate at the front zone 500 extend longitudinally, that is to say, in a projection in the XZ plane, at a distance L1 less than half the length L of the helmet.
- L1 0.4 L.
- the distances L1, and L are taken in a vertical direction Z and are illustrated in FIG. figure 6 .
- the junction delimiting the posterior cut of these openings can be advanced to improve the helmet's performance.
- the helmet also comprises rear openings formed between the upper rear edge 303 forming the trailing edge and a rear bottom edge 304 forming the rear end of the helmet 1. These rear openings 210 are delimited by a plurality of ribs 305 extending mainly vertically between the upper rear edge 303 and the lower rear edge 304.
- the helmet also comprises a bridge 306 extending transversely to the ribs 305, mainly in the direction YZ to connect them and strengthen the strength of the rear part of the helmet.
- the helmet has a symmetry with respect to a vertical median longitudinal plane.
- the helmet comprises eight bands / beams.
- the invention also extends to helmets having more or fewer bands.
- Wind tunnel tests have highlighted areas of helmets with low impact in the airflow. It is in these areas that openings can be made for ventilation without greatly affecting the aerodynamic properties of the helmet.
- the strips 101-106 are substantially centered respectively on the meridians passing through the point of intersection whose projection in an XY plane are oriented at 0 °, 30 °, 60 °, 120 °, 150 ° and 180 ° with respect to a horizontal plane.
- the strips can extend over a projected angular sector of plus or minus 7.5 °.
- the apertures 202-206 are preferably substantially centered respectively on the meridians passing through the point of intersection whose projections in an XY plane are respectively oriented at 15 °, 45 °, 90 °, 135 ° and 165 ° relative to each other. to a horizontal plane.
- the openings may extend over a projected angular sector of plus or minus 7.5 °.
- the point of intersection is substantially located vertically half helmet height, in other words, this point is approximately equal distance from the top 310 of the helmet 1 and the lower front edge 300 (H / 2).
- This point of intersection can be shifted vertically according to the need in relation to the posture of the user in the practice of his sport.
- the point of intersection should correspond substantially to the point of contact of the airflow when the user is moving.
- the previous zones organize ventilation in the projected part on an upper XY plane of the helmet. There are also ventilation openings in the projected part on a lower XY plane of the helmet.
- a first band 107 is substantially aligned with a direction projected in an XY plane passing through the point of intersection and oriented at 25 °, downward (clockwise), with respect to a horizontal plane.
- the second band 108 is symmetrical with respect to the vertical plane of symmetry of the helmet.
- Each of the two strips 107 and 108 is delimited respectively by two openings 207, 208 and 201, 209.
- the location of the openings as defined above disturbs the aerodynamics of the helmet.
- the present invention also covers helmets intended for other sports where the aerodynamics and the ventilation of the skull are important such as helmets for the practice of roller skating.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Helmets And Other Head Coverings (AREA)
Abstract
La présente invention concerne un casque (1) comprenant une coque externe (100) munie d'ouvertures (201-207 ; 201'-207' ; 202", 203", 205", 206") traversant la coque externe et présentant un bord inférieur frontal (300) ainsi qu'un sommet (310). La coque externe comprend une zone frontale (500) obturée, centrée latéralement et positionnée de sorte que la distance « H1 » projetée sur un plan vertical frontal (XY) entre une extrémité inférieure (501) de la zone frontale (500) et le bord inférieur frontal (300) est supérieure au cinquième de la distance « H » projetée sur le plan vertical frontal (XY) entre le sommet (310) du casque (1) et le bord inférieur frontal (300). La coque externe comprend au moins quatre poutres formant chacune une bande (101-106) continue, délimitée par des ouvertures (201-207 ; 201'-207' ; 202", 203", 205", 206") et s'étendant depuis la zone frontale (500) jusqu'à une portion arrière du casque (1) selon une méridienne (101' à 106') dont un pôle est positionné dans la zone frontale (500).The present invention relates to a helmet (1) comprising an outer shell (100) provided with openings (201-207; 201'-207 '; 202 ", 203", 205 ", 206") passing through the outer shell and having a front lower edge (300) and a top (310). The outer shell comprises a closed, centrally laterally located end zone (500) positioned so that the projected distance "H1" on a front vertical plane (XY) between a lower end (501) of the front area (500) and the edge lower frontal (300) is greater than one fifth of the distance "H" projected on the vertical frontal plane (XY) between the top (310) of the helmet (1) and the lower front edge (300). The outer shell comprises at least four beams each forming a continuous strip (101-106) delimited by apertures (201-207; 201'-207 '; 202 ", 203", 205 ", 206") and extending from the frontal zone (500) to a rear portion of the helmet (1) according to a meridian (101 'to 106'), one pole of which is positioned in the frontal zone (500).
Description
L'invention concerne le domaine des casques de sport. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse les casques de cyclisme pour des épreuves où l'aérodynamisme du cycliste est important.The invention relates to the field of sports helmets. It finds for particularly advantageous application the cycling helmets for events where the aerodynamics of the cyclist is important.
En cyclisme, dans des formats d'épreuves telles que le contre-la-montre, l'aérodynamisme du cycliste joue un rôle déterminant sur ses performances.In cycling, in test formats such as the time trial, the aerodynamics of the cyclist plays a decisive role in its performance.
Afin d'améliorer l'aérodynamisme, il existe de nombreux casques conçus pour protéger la tête du cycliste en cas de choc tout en limitant la traînée du casque. Ces casques présentent une coque externe continue et de forme allongée vers l'arrière de la tête. Un casque de ce type est par exemple représenté en
Par ailleurs, on connaît des casques présentant des ouvertures traversantes réparties sur la coque externe et permettant un échange de chaleur entre le crâne et l'extérieur. Un casque de ce type est représenté en
Ainsi, il existe un besoin consistant à proposer un casque permettant de refroidir de manière satisfaisante le crâne du cycliste tout en conservant de bonnes propriétés aérodynamiques. Tel est le but de la présente invention.Thus, there is a need to provide a helmet to cool satisfactorily the skull of the cyclist while maintaining good aerodynamic properties. This is the purpose of the present invention.
Pour atteindre ce but, on prévoit selon un mode de réalisation de l'invention un casque comprenant une coque externe présentant des ouvertures traversantes, un bord inférieur frontal et un sommet. La coque externe comprend en outre une zone frontale obturée, centrée latéralement et positionnée de sorte que la distance H1 projetée sur un plan vertical frontal entre une extrémité inférieure de la zone frontale et le bord inférieur frontal est supérieure au cinquième de la distance H projetée sur le plan vertical frontal entre le sommet du casque et le bord inférieur frontal.To achieve this object, an embodiment of the invention provides a helmet comprising an outer shell having through openings, a lower front edge and a top. The outer shell further comprises a closed end zone centered laterally and positioned so that the distance H1 projected on a frontal vertical plane between a lower end of the frontal zone and the front lower edge is greater than one fifth of the projected distance H on the vertical plane between the top of the helmet and the lower front edge.
La coque externe comprend, en outre, au moins quatre poutres formant chacune une bande continue délimitée par des ouvertures et s'étendant depuis la zone frontale jusqu'à une portion arrière du casque, selon une méridienne dont un pôle est positionné dans la zone frontale.The outer shell further comprises at least four beams each forming a continuous band delimited by openings and extending from the front zone to a rear portion of the helmet, according to a meridian, one pole of which is positioned in the frontal zone. .
Les ouvertures permettent un échange de chaleur entre le crâne et l'air ambiant, permettant ainsi une bonne régulation de la température.The openings allow a heat exchange between the skull and the ambient air, thus allowing a good regulation of the temperature.
L'agencement particulier de la zone frontale et des poutres ou bandes permettent au flux d'air arrivant sur le casque de s'écouler de manière aérodynamique sur la coque externe. Ces poutres ou bandes forment des guides pour le flux d'air afin d'amener ce dernier depuis la zone frontale où se concentre la pression la plus importante lors de l'avancée du cycliste jusqu'à la partie arrière du casque formant un bord de fuite. Elles permettent de réduire considérablement la traînée du casque. Celle-ci est significativement plus faible que celle des casques connus munis d'ouvertures classiques traversantes et ceci même avec un angle de tangage compris entre 0 et 50°.The particular arrangement of the frontal zone and the beams or bands allow the flow of air arriving on the helmet to flow aerodynamically on the outer shell. These beams or strips form guides for the flow of air to bring the latter from the frontal zone where the most important pressure is concentrated during the advance of the cyclist to the rear part of the helmet forming an edge of leak. They can significantly reduce the drag of the helmet. This is significantly lower than that of known helmets with conventional through openings and this even with a pitch angle of between 0 and 50 °.
De manière optionnelle, l'invention peut présenter l'une quelconque des caractéristiques optionnelles suivantes prises seules ou en combinaison :
- Les méridiennes des au moins quatre bandes se rejoignent en un point d'intersection située dans la zone frontale.
- Les ouvertures délimitant les bandes s'étendent le long d'une méridienne dont un pôle est positionné dans la zone frontale.
- Le casque comprend au moins une ouverture frontale, située dans une partie avant du casque et verticalement disposée entre le bord inférieur frontal du casque et la zone frontale.
- Selon un mode de réalisation, la zone frontale s'étend verticalement de sorte que : 1/5 H ≤ H1 ≤ 1/2 H, avec :
- H1= la distance projetée sur un plan vertical frontal entre l'extrémité inférieure de la zone frontale et le bord inférieur frontal;
- H= la distance projetée sur le plan vertical frontal entre le sommet du casque et le bord inférieur frontal.
- Selon un mode de réalisation, la zone frontale s'étend verticalement de sorte que : 1/5 H ≤ H2 ≤ 1/2 H, avec :
- H2= la distance projetée sur un plan vertical frontal entre les extrémités inférieure et supérieure de la zone frontale;
- H= la distance projetée sur le plan vertical frontal entre le sommet du casque et le bord inférieur frontal.
- La zone frontale s'étend latéralement de sorte que la largeur « W1 » de la zone frontale, correspondant à la distance projetée sur le plan vertical frontal entre les extrémités latérales de la zone frontale, est comprise entre le cinquième et les deux tiers de la largeur « W » du casque correspondant à la distance projetée sur le plan vertical frontal entre les extrémités latérales du casque.
- La projection de la zone frontale dans un plan vertical frontal s'inscrit dans un cercle dont le diamètre est compris entre 30 et 65 millimètres.
- La zone frontale est agencée de sorte qu'une perpendiculaire, de préférence toutes les perpendiculaires à la zone frontale, forme avec l'horizontal, un angle compris entre 0° et 50°.
- Une pluralité d'ouvertures parmi lesdites ouvertures est positionnée sur la partie antérieure du casque et s'étend sur une distance « L1 » inférieure à la moitié de la longueur « L » du casque.
- The meridians of the at least four bands meet at a point of intersection in the frontal zone.
- The openings defining the strips extend along a meridian whose pole is positioned in the frontal zone.
- The helmet comprises at least one front opening, located in a front portion of the helmet and vertically disposed between the lower front edge of the helmet and the frontal area.
- According to one embodiment, the frontal zone extends vertically so that: 1/5 H ≤ H1 ≤ 1/2 H, with:
- H1 = the distance projected on a frontal vertical plane between the lower end of the frontal zone and the lower frontal edge;
- H = the distance projected on the frontal vertical plane between the top of the helmet and the lower front edge.
- According to one embodiment, the frontal zone extends vertically so that: 1/5 H ≤ H2 ≤ 1/2 H, with:
- H2 = the distance projected on a vertical frontal plane between the lower and upper ends of the frontal zone;
- H = the distance projected on the frontal vertical plane between the top of the helmet and the lower front edge.
- The frontal zone extends laterally so that the width "W1" of the frontal zone, corresponding to the distance projected on the frontal vertical plane between the lateral extremities of the frontal zone, is between one-fifth and two-thirds of the "W" width of the helmet corresponding to the distance projected on the vertical front plane between the lateral ends of the helmet.
- The projection of the frontal zone in a vertical vertical plane is in a circle whose diameter is between 30 and 65 millimeters.
- The frontal zone is arranged so that a perpendicular, preferably all perpendicular to the frontal zone, forms with the horizontal, an angle between 0 ° and 50 °.
- A plurality of openings among said openings is positioned on the front of the helmet and extends a distance "L1" less than half the length "L" of the helmet.
Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description and accompanying drawings. It is understood that other benefits may be incorporated.
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée d'un mode de réalisation de cette dernière qui est illustrée par les dessins d'accompagnement suivants dans lesquels :
- La
figure 1 est une vue de côté d'un cycliste équipé d'un casque selon une première solution de l'art antérieur. - La
figure 2 est une vue de côté d'un cycliste équipé d'un casque selon une deuxième solution de l'art antérieur. - La
figure 3 est une vue de face d'un exemple de réalisation d'un casque selon l'invention. - La
figure 4 est une vue en perspective du casque illustré enfigure 3 , vue depuis l'avant et le dessus du casque. - La
figure 5 est une vue en perspective du casque illustré enfigure 3 , vue depuis l'arrière et le dessus du casque. - La
figure 6 est une vue de côté du casque illustré enfigure 3 . - La
figure 7 est une vue du dessous du casque illustré enfigure 3 .
- The
figure 1 is a side view of a cyclist equipped with a helmet according to a first solution of the prior art. - The
figure 2 is a side view of a cyclist equipped with a helmet according to a second solution of the prior art. - The
figure 3 is a front view of an embodiment of a helmet according to the invention. - The
figure 4 is a perspective view of the helmet shown infigure 3 , seen from the front and the top of the helmet. - The
figure 5 is a perspective view of the helmet shown infigure 3 , seen from the back and the top of the helmet. - The
figure 6 is a side view of the helmet shown infigure 3 . - The
figure 7 is a bottom view of the helmet shown infigure 3 .
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l'invention.The drawings are given by way of examples and are not limiting of the invention.
Dans la suite de la description, il sera fait usage des termes « vertical », « horizontal », « transversal », « longitudinal », « avant », « arrière », « inférieur », « supérieur », etc. Ces termes doivent être interprétés de façon relative à la position du casque lorsque ce dernier est positionné sur le crâne d'un utilisateur portant sa tête droite. On notera qu'en utilisation, du fait de fa position du cycliste sur le vélo, sa tête n'est généralement pas droite mais est inclinée vers le sol. Dans le cadre de la présente invention, les directions sont décrites en référence à un port de tête droit comme illustré en
Un repère orthogonal est représenté sur les
La direction verticale est orientée selon l'axe X, la direction transversale selon l'axe Y et la direction longitudinale selon l'axe Z. En utilisation, le cycliste avance essentiellement selon la direction Z.The vertical direction is oriented along the X axis, the transverse direction along the Y axis and the longitudinal direction along the Z axis. In use, the cyclist advances substantially in the Z direction.
Le casque 1 selon l'invention comporte une coque externe 100. La coque externe définit une enveloppe externe s'étendant verticalement depuis un sommet 310 jusqu'à un bord inférieur 300 formant un pourtour. L'enveloppe externe présente une courbure sensiblement continue, c'est-à-dire qu'elle ne présente pas d'angle saillant.The
Le casque 1 est formé au moins en partie d'une structure d'absorption des chocs 200. Cette structure 200 est typiquement réalisée en EPP (polypropylène expansé) ou en EPS (polystyrène expansé). La coque externe peut être formée par cette structure d'absorption des chocs ou par une couche additionnelle recouvrant la structure d'absorption. Dans ce dernier cas, la coque externe sera par exemple un ABS (copolymère d'acrylonitrile butadiène styrène). On pourra aussi prévoir un polycarbonate (PC), du lin, des fibres de carbone ou des fibres de verre pour réaliser cette coque externe.The
Le casque comprend une pluralité d'ouvertures traversantes 201-207, 201'-207', 202", 203", 205", 206". Ces ouvertures traversantes sont au moins pratiquées dans la structure d'absorption des chocs 200 et dans la coque externe 100. Elles s'étendent essentiellement selon une perpendiculaire à un plan tangent à la coque externe.The helmet includes a plurality of through apertures 201-207, 201'-207 ', 202 ", 203", 205 ", 206". These through openings are at least practiced in the
Selon un mode de réalisation non illustré, les ouvertures traversantes sont recouvertes d'un grillage ou d'une autre structure pouvant être traversée par un flux d'air.According to a non-illustrated embodiment, the through openings are covered with a mesh or other structure that can be traversed by a flow of air.
La coque externe 100 présente une zone frontale 500 obturée, c'est-à-dire sans ouverture et située au niveau d'une partie frontale du casque 1.The
La coque externe s'étend longitudinalement depuis la zone frontale 500 jusqu'à un bord supérieur arrière 303 situé à l'arrière du casque 1. L'enveloppe externe de cette coque externe est configurée de manière à ce que la zone frontale 500 et le bord supérieur arrière 303 forment respectivement un bord d'attaque et un bord de fuite pour le flux d'air s'écoulant sur le casque 1.The outer shell extends longitudinally from the
Cette zone frontale 500 est centrée latéralement.This
Dans cet exemple, elle est délimitée par :
- des ouvertures 201-207, dont la direction principale d'élongation correspond à des méridiennes dont un pôle est la
zone frontale 500. - Des poutres ou bandes 101-106 formées entre deux ouvertures et qui s'étendent également selon des directions correspondant à des méridiennes dont un pôle est la
zone frontale 500.
- openings 201-207, the main direction of elongation corresponds to meridians whose one pole is the
front zone 500. - Beams or strips 101-106 formed between two openings and which also extend in directions corresponding to meridians whose one pole is the
front zone 500.
Chaque bande 101-106 est ainsi centrée sur une courbe médiane qui forme une méridienne 101' à 106'.Each band 101-106 is thus centered on a median curve which forms a meridian 101 'to 106'.
Les bandes présentent une extrémité proximale prenant naissance au niveau de la zone frontale 500 et une extrémité distale formée par un bord de fuite de l'enveloppe de la coque externe. Ce bord de fuite forme un bord arrière supérieur 303.The strips have a proximal end originating at the
Ces bandes 101-106 sont continues entre ces deux extrémités. Elles ne présentent pas d'interruption. De préférence, elles présentent selon une projection dans un plan XY, une section rectiligne ou courbée vers l'intérieur du casque. De préférence, elles présentent un état de surface lisse, c'est-à-dire relativement peu rugueux afin de faciliter l'écoulement du flux, le long de leur direction principale d'élongation.These strips 101-106 are continuous between these two ends. They do not show any interruption. Preferably, they have, according to a projection in an XY plane, a rectilinear section or curved towards the inside of the helmet. Preferably, they have a smooth surface state, that is to say, relatively rough to facilitate the flow flow, along their main direction of elongation.
Avantageusement, le casque 1 comprend au moins trois et de préférence au moins quatre bandes continues. Sur l'exemple illustré, le casque comprend six bandes continues 101 à 106 depuis la zone frontale 500 jusqu'au bord arrière supérieur 303.Advantageously, the
Le casque présente également deux bandes additionnelles 107, 108 dont une extrémité proximale prend naissance au niveau de la zone frontale 500 et dont une extrémité distale correspond au bord inférieur latéral 302 de la coque externe 100. Ce bord inférieur latéral 302 forme alors également un bord de fuite pour le flux d'air.The helmet also has two
Le flux d'air parvenant sur le casque lors de l'utilisation exerce une pression maximale sur la zone frontale 500. Ce flux d'air parvenant à la zone frontale 500 s'écoule ensuite le long des bandes 101 à 108 jusqu'au bord de fuite formée par le bord arrière supérieur 303 ou le bord inférieur latéral 301. La traînée du casque est ainsi limitée.The flow of air reaching the helmet during use exerts a maximum pressure on the
La zone frontale 500 est plane ou convexe. Dans ce dernier cas, ce rayon de courbure est compris entre 50 et 200 mm et de préférence entre 90 et 160 mm. Sur l'exemple illustré, ce rayon de courbure est d'environ 120 mm. De préférence, l'état de surface de la zone frontale 500 présente une faible rugosité afin de faciliter l'écoulement du fluide à son contact.The
Selon un mode de réalisation, la zone frontale 500 est agencée de sorte que toute normale à la zone frontale 500 forme avec l'horizontale un angle compris entre 0 et 50°.According to one embodiment, the
La zone frontale 500 peut être plane ou légèrement bombée.The
La zone frontale 500 s'inscrit dans un cercle ou dans un polygone, par exemple un rectangle. Elle est délimitée par une extrémité inférieure 501, une extrémité supérieure 502 et des extrémités latérales 503, ces extrémités sont définies par la séparation entre la zone frontale 500 et des ouvertures 201-209.The
Plus précisément, la zone frontale 500 est délimitée par les bandes 101 à 108 et les ouvertures 201 à 207.More precisely, the
Selon un mode de réalisation, elle est également délimitée par au moins une et de préférence deux ouvertures inférieures 208, 209 situées entre la zone frontale 500 et le bord inférieur 300 de la coque externe. Dans le cas où la coque externe présente deux ouvertures inférieures 208, 209, une jonction 301 sépare ces deux ouvertures inférieures. Ces deux ouvertures inférieures permettent d'alléger davantage le casque et d'aérer le front.According to one embodiment, it is also delimited by at least one and preferably two
On définit par « H », la distance projetée sur le plan vertical frontal XY entre le sommet 310 du casque 1 et le bord inférieur frontal 300.The distance projected on the vertical frontal plane XY between the top 310 of the
La zone frontale peut être positionnée verticalement par une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- La distance H1 projetée sur un plan vertical frontal XY entre l'extrémité inférieure 501 de la
zone frontale 500 et le bord inférieur frontal 300. Cette distance H1 est dimensionnée de sorte que 1/5 H ≤ H1 ≤ 1/2 H. Selon un mode de réalisation, 0.25 H ≤ H1 ≤ 0.4 H, et de préférence H1 = 0.3 H. - La distance H3 projetée sur un plan vertical frontal XY entre une extrémité supérieure 502 de la
zone frontale 500 et le sommet 310 ducasque 1. Cette distance H3 est dimensionnée de sorte que 1/5 H ≤ H3 ≤ 1/2 H. Selon un mode de réalisation, 0.25 H ≤ H3 ≤ 0.4 H, et de préférence H3 = 0.3 H. - La distance H2 projetée sur un plan vertical frontal XY entre les extrémités inférieure 501 et supérieure 502 de la
zone frontale 500. Cette distance H2 est dimensionnée de sorte que 1/5 H ≤ H2 ≤ 1/2 H. Selon un mode de réalisation, 0.25 H ≤ H2 ≤ 0.4 H, et de préférence H2 = 0.3 H.
- The distance H1 projected on a vertical frontal plane XY between the
lower end 501 of thefrontal zone 500 and the frontlower edge 300. This distance H1 is dimensioned so that 1/5 H ≤ H1 ≤ 1/2 H. According to a embodiment, 0.25 H ≤ H1 ≤ 0.4 H, and preferably H1 = 0.3 H. - The distance H3 projected on a vertical frontal plane XY between an
upper end 502 of thefrontal zone 500 and the top 310 of thehelmet 1. This distance H3 is dimensioned so that 1/5 H ≤ H3 ≤ 1/2 H. According to a embodiment, 0.25 H ≤ H3 ≤ 0.4 H, and preferably H3 = 0.3 H. - The distance H2 projected on a frontal vertical plane XY between the lower ends 501 and 502 of the
frontal zone 500. This distance H2 is dimensioned so that 1/5 H ≤ H2 ≤ 1/2 H. According to one embodiment, 0.25 H ≤ H2 ≤ 0.4 H, and preferably H2 = 0.3 H.
Les distances H1, H2, H3 et H sont prises selon une direction verticale X et sont illustrées en
Ce positionnement vertical de la zone frontale 500 permet de localiser le point d'impact du flux d'air définissant les propriétés d'aérodynamisme du casque lorsque celui-ci est positionné selon une configuration normale d'utilisation. Ainsi positionnée, la zone frontale permet de réduire la traînée du casque 1.This vertical positioning of the
Selon ce mode de réalisation, la zone frontale 500 est positionnée de sorte que la distance projetée sur un plan vertical frontal XY entre le centre de la zone frontale 500 et le bord inférieur frontal 300 est supérieure au quart de la distance projetée sur le plan vertical frontal XY entre le sommet 310 du casque 1 et le bord inférieur frontal 300.According to this embodiment, the
On définit par « W », la distance projetée sur le plan vertical frontal XY entre les extrémités latérales du casque 1.The distance projected on the vertical frontal plane XY between the lateral ends of the
La zone frontale est centrée latéralement par rapport au casque. Elle est caractérisée par une largeur W1, correspondant à la distance projetée sur le plan vertical frontal XY entre les extrémités latérales 503 de la zone frontale 500, comprise entre le cinquième et les deux tiers de la largeur « W » du casque. Selon un mode de réalisation, 0.15 W ≤ W1 ≤ 0.4 W, et de préférence W1 = 0.2 W.The frontal area is centered laterally to the helmet. It is characterized by a width W1, corresponding to the projected distance on the frontal vertical plane XY between the lateral ends 503 of the
Les distances W1 et W sont prises selon une direction horizontale Y et sont illustrées en
Selon un mode de réalisation, la zone frontale 500 s'étend de sorte que sa surface S projetée sur le plan vertical frontal XY est comprise entre 15 et 30 cm2 et de préférence entre 20 et 24 cm2 et est de préférence égale à 22 cm2. Cela permet de réduire davantage la traînée du casque 1.According to one embodiment, the
La zone frontale peut être dimensionnée pour que sa surface S projetée sur le plan vertical frontal XY s'inscrive dans un cercle de diamètre variant de 30 mm à 65 mm. Dans le mode de réalisation décrit, la surface S projetée s'inscrit dans un cercle de diamètre 45 mm.The frontal zone may be dimensioned so that its surface S projected on the vertical frontal plane XY fits in a circle with a diameter ranging from 30 mm to 65 mm. In the embodiment described, the projected surface S is part of a circle 45 mm in diameter.
Selon un mode de réalisation, les courbes médianes 101' à 106', le long desquelles s'étendent au moins quatre bandes 101-106, s'entrecroisent au niveau d'une portion d'intersection incluse dans la zone frontale 500. La portion d'intersection est située dans une surface centrale de la zone frontale 500. Selon le mode de réalisation illustré en
Selon un mode de réalisation, le casque comprend des ouvertures complémentaires 201'-207', 202", 203", 205", 206". Ces ouvertures complémentaires sont positionnées dans la partie postérieure du casque par rapport aux ouvertures 201-207, de sorte à être respectivement alignées avec les ouvertures 201-207 correspondantes selon une méridienne dont un pôle est la zone frontale. Ainsi, les trois ouvertures 202, 202' et 202" s'étendent selon une méridienne dont un pôle est la zone frontale 500, en étant séparées par des jonctions. Il en est de même pour les ouvertures alignées 201, 201', les ouvertures alignées 203, 203', 203", les ouvertures alignées 204, 204', les ouvertures alignées 205, 205', 205", les ouvertures alignées 206, 206', 206" et les ouvertures alignées 207, 207'.According to one embodiment, the helmet comprises complementary openings 201'-207 ', 202 ", 203", 205 ", 206". These complementary openings are positioned in the rear part of the helmet with respect to the openings 201-207, so as to be respectively aligned with the corresponding openings 201-207 along a meridian, one pole of which is the frontal zone. Thus, the three
Ainsi, le casque présente, d'un bord latéral à l'autre, une alternance de bandes 101-106 et de cavités discontinues entre la zone frontale 500 et le bord de fuite, constituées de l'alignement de deux ou trois ouvertures alignées. Ainsi, chaque bande est bordée par deux cavités discontinues. Par exemple, la bande 102 est formée par les ouvertures alignées 202, 202' et 202" et les ouvertures 203, 203' et 203".Thus, the helmet has, from one side edge to the other, alternating strips 101-106 and discontinuous cavities between the
La discontinuité des cavités par des jonctions permet de renforcer la structure du casque. Les jonctions améliorent la tenue du casque et contribuent à la protection du crâne.The discontinuity of the cavities by junctions reinforces the structure of the helmet. Junctions enhance the helmet's strength and help protect the skull.
Cette construction procure au casque une grande robustesse tout en permettant une bonne aération du crâne et un bon aérodynamisme.This construction provides the helmet with great strength while allowing good aeration of the skull and good aerodynamics.
Les ouvertures longitudinales qui prennent naissance au niveau de la zone frontale 500 s'étendent longitudinalement, c'est-à-dire selon une projection dans le plan XZ, selon une distance L1 inférieure à la moitié de la longueur L du casque. Selon un mode de réalisation, 0.2 L ≤ L1 ≤ 0.6 L, et de préférence L1 = 0.4 L.The longitudinal openings that originate at the
Les distances L1, et L sont prises selon une direction verticale Z et sont illustrées en
En bordant les ouvertures frontales par des jonctions placées au niveau de la première moitié antérieure du casque, cela permet d'obtenir un bon compromis entre aération et robustesse du casque.By bordering the front openings by junctions placed at the level of the first front half of the helmet, this makes it possible to obtain a good compromise between aeration and robustness of the helmet.
Par ailleurs, pour les ouvertures frontales antérieures inférieures, la jonction délimitant la découpe postérieure de ces ouvertures peut être avancée pour améliorer la tenue du casque.In addition, for the lower front anterior openings, the junction delimiting the posterior cut of these openings can be advanced to improve the helmet's performance.
Le casque comprend également des ouvertures arrière ménagées entre le bord arrière supérieur 303 formant le bord de fuite et un rebord inférieur arrière 304 formant l'extrémité arrière du casque 1. Ces ouvertures arrière 210 sont délimitées par une pluralité de nervures 305 s'étendant principalement verticalement entre le bord arrière supérieur 303 et le rebord arrière inférieur 304.The helmet also comprises rear openings formed between the upper
Selon un mode de réalisation, le casque comprend également un pont 306 s'étendant de manière transversale aux nervures 305, soit principalement selon la direction YZ afin de relier ces dernières et de renforcer la robustesse de la partie arrière du casque.According to one embodiment, the helmet also comprises a
Selon le mode de réalisation décrit, le casque présente une symétrie par rapport à un plan longitudinal médian vertical. Dans cet exemple, le casque comprend huit bandes/poutres. L'invention s'étend également à des casques ayant plus ou moins de bandes.According to the embodiment described, the helmet has a symmetry with respect to a vertical median longitudinal plane. In this example, the helmet comprises eight bands / beams. The invention also extends to helmets having more or fewer bands.
Des essais en soufflerie ont permis de mettre en évidence des zones du casques faiblement impactées dans l'écoulement de l'air. C'est dans ces zones que des ouvertures peuvent être réalisées pour la ventilation sans affecter fortement les propriétés aérodynamique du casque.Wind tunnel tests have highlighted areas of helmets with low impact in the airflow. It is in these areas that openings can be made for ventilation without greatly affecting the aerodynamic properties of the helmet.
Par rapport à un point d'impact du flux d'air correspondant sensiblement au point d'intersection 505 des médianes définissant les bandes, on peut définir les zones favorables à l'aérodynamisme.With respect to a point of impact of the airflow substantially corresponding to the point of
Ainsi, il est préférable d'avoir des bandes 101-106 sensiblement centrées respectivement sur les méridiennes passant par le point d'intersection dont leur projection dans un plan XY sont orientées à 0°, 30°, 60°, 120°, 150° et 180° par rapport à un plan horizontal. Les bandes peuvent s'étendre sur un secteur angulaire projeté de plus ou moins 7,5°. En complément, les ouvertures 202-206 sont préférablement sensiblement centrées respectivement sur les méridiennes passant par le point d'intersection dont leurs projections dans un plan XY sont respectivement orientées à 15°, 45°, 90°, 135° et 165° par rapport à un plan horizontal. Les ouvertures peuvent s'étendre sur un secteur angulaire projeté de plus ou moins 7,5°.Thus, it is preferable to have strips 101-106 substantially centered respectively on the meridians passing through the point of intersection whose projection in an XY plane are oriented at 0 °, 30 °, 60 °, 120 °, 150 ° and 180 ° with respect to a horizontal plane. The strips can extend over a projected angular sector of plus or minus 7.5 °. In addition, the apertures 202-206 are preferably substantially centered respectively on the meridians passing through the point of intersection whose projections in an XY plane are respectively oriented at 15 °, 45 °, 90 °, 135 ° and 165 ° relative to each other. to a horizontal plane. The openings may extend over a projected angular sector of plus or minus 7.5 °.
Dans cet exemple, le point d'intersection est sensiblement situé verticalement à demi hauteur de casque, autrement dit, ce point se situe environ à égale distance du sommet 310 du casque 1 et du bord inférieur frontal 300 (H/2). Ce point d'intersection peut être décalé verticalement en fonction du besoin par rapport à la posture de l'utilisateur dans la pratique de son sport. Le point d'intersection doit correspondre sensiblement au point de contact du flux d'air lorsque l'utilisateur est en mouvement.In this example, the point of intersection is substantially located vertically half helmet height, in other words, this point is approximately equal distance from the top 310 of the
Les zones précédentes organisent l'aération dans la partie projetée sur un plan XY supérieure du casque. Il est également prévu des ouvertures d'aération dans la partie projetée sur un plan XY inférieure du casque.The previous zones organize ventilation in the projected part on an upper XY plane of the helmet. There are also ventilation openings in the projected part on a lower XY plane of the helmet.
Dans cet exemple, deux bandes 107, 108 sont prévues. Une première bande 107 est sensiblement alignée avec une direction projetée dans un plan XY passant par le point d'intersection et orientée à 25°, vers le bas (sens horaire), par rapport à un plan horizontal. La deuxième bande 108 est symétrique par rapport au plan vertical de symétrie du casque. Chacune des deux bandes 107 et 108 est délimitée par respectivement deux ouvertures 207, 208 et 201, 209.In this example, two
L'emplacement des ouvertures telles que définies précédemment perturbe peu l'aérodynamisme du casque.The location of the openings as defined above disturbs the aerodynamics of the helmet.
Au vu de ce qui précède il ressort clairement que la configuration de la zone frontale du casque permet de réduire la force de traînée tout en assurant une bonne aération du crâne.In view of the foregoing it is clear that the configuration of the frontal area of the helmet reduces the drag force while providing good aeration of the skull.
En particulier, bien que particulièrement bien adaptée aux casques de cyclisme, la présente invention couvre également les casques destinés à d'autres sports où l'aérodynamisme et la ventilation du crâne sont importants tels que les casques pour la pratique du roller.In particular, although particularly well suited to cycling helmets, the present invention also covers helmets intended for other sports where the aerodynamics and the ventilation of the skull are important such as helmets for the practice of roller skating.
Il est possible de combiner les modes de réalisation décrits précédemment.It is possible to combine the embodiments described above.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s'étend à tous les modes de réalisation couverts par les revendications.The invention is not limited to the previously described embodiments and extends to all the embodiments covered by the claims.
- 1.1.
- CasqueHelmet
- 100.100.
- Coque externeOuter shell
- 101.101.
- BandeBandaged
- 102.102.
- BandeBandaged
- 103.103.
- BandeBandaged
- 104.104.
- BandeBandaged
- 105.105.
- BandeBandaged
- 106.106.
- BandeBandaged
- 107.107.
- BandeBandaged
- 108.108.
- BandeBandaged
- 101'.101.
- Méridiennechaise longue
- 102'.102 '.
- Méridiennechaise longue
- 103'.103 '.
- Méridiennechaise longue
- 104'.104 '.
- Méridiennechaise longue
- 105'.105 '.
- Méridiennechaise longue
- 106'.106 '.
- Méridiennechaise longue
- 107'.107.
- Méridiennechaise longue
- 108'.108.
- Méridiennechaise longue
- 200.200.
- Structure d'absorption des chocsShock absorption structure
- 201 à 207201 to 207
- Ouvertures longitudinalesLongitudinal openings
- 201' à 207'201 to 207 '
- Ouvertures longitudinalesLongitudinal openings
- 202", 203", 205", 206"202 ", 203", 205 ", 206"
- Ouvertures longitudinalesLongitudinal openings
- 208208
- Ouverture frontaleFront opening
- 209209
- Ouverture frontaleFront opening
- 210210
- Ouvertures arrièreRear openings
- 300.300.
- Bord inférieur frontalFront lower edge
- 301.301.
- JonctionJunction
- 302.302.
- Bord inférieur latéralLateral lower edge
- 303.303.
- Bord supérieur arrièreRear top edge
- 304.304.
- Rebord inférieur arrièreBottom back edge
- 305.305.
- NervureRib
- 306.306.
- PontBridge
- 310.310.
- SommetMountain peak
- 500.500.
- Zone frontaleFrontal area
- 501.501.
- Extrémité inférieure de la zone frontaleLower end of the frontal area
- 502.502.
- Extrémité supérieure de la zone frontaleUpper end of the frontal area
- 503.503.
- Extrémités latérales de la zone frontaleLateral extremities of the frontal area
- 504.504.
- CercleCircle
- 505.505.
- Portion d'intersectionIntersection portion
Claims (13)
avec :
with:
avec :
with:
avec :
with:
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EP (1) | EP2987419A1 (en) |
FR (1) | FR3024821B1 (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018208853A1 (en) | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Bell Sports, Inc. | Truncated helmet |
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US5327588A (en) * | 1993-10-18 | 1994-07-12 | Louis Garneau | Safety helmet for cyclists |
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- 2014-08-13 FR FR1401848A patent/FR3024821B1/en not_active Expired - Fee Related
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- 2015-07-27 EP EP15002219.2A patent/EP2987419A1/en not_active Withdrawn
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CN110636767A (en) * | 2017-05-08 | 2019-12-31 | 贝尔运动股份有限公司 | Truncated helmet |
EP3621472A4 (en) * | 2017-05-08 | 2020-05-27 | Bell Sports, Inc. | Truncated helmet |
Also Published As
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FR3024821B1 (en) | 2016-09-02 |
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