Brevet FR2667584A1 — publié le 19920410

COUSSIN ET SON PROCEDE DE FABRICATION L'invention concerne un coussin destiné à amortir des efforts de pression dynamiques subis par une région localisée du corps humain, tel qu'un coussin de bretelle de harnais ou de sac à dos, ou un coussin de rembourrage de dos de sac à dos, ou un coussin de siège, ou un coussin de tapis de jeux pour les jeunes enfants ou un coussin de confort pour chaussure ou autres.Un coussin selon l'invention peut être utilisé dans toutes les applications où il est nécessaire d'amortir des efforts de pression sur une région du corps pour assurer le confort, et plus particulièrement mais non exclusivement dans les applications où le coussin est lui-même par ailleurs soumis à des contraintes de traction, par exemple les bretelles de suspension du corps (harnais d'escalade ou de parachutisme ou de sports nautiques ou autres), ou les bretelles de portage (sacs à dos, sacs pour porter les enfants ou les bébés, sacs à bandoulière, cartables, ...). Les coussins connus pour ces applications sont généralement constitués d'une âme de matériau de rembourrage tel que la mousse et d'une enveloppe recouvrant l'âme de rembourrage. L'enveloppe a essentiellement pour fonctions de protéger l'âme de rembourrage, de contenir l'âme de rembourrage en la maintenant en forme lorsque celle-ci n'est pas unitaire ou est de forme variable, et de former une surface de contact avec l'utilisateur, dont les caractéristiques sont déterminées en fonction de l'application envisagée. Dans les coussins de bretelles, l'âme de rembourrage est conçue suffisamment rigide pour à la fois absorber les efforts dynamiques de pression et résister aux contraintes internes -notamment de tractionpouvant être subis par le coussin, en conservant sa forme générale. Or en général, les efforts statiques subis par le coussin sont beaucoup plus importants en valeur que les efforts dynamiques. De ce fait l'âme de rembourrage est conçue trop rigide et trop dense pour absorber de façon efficace les efforts dynamiques, ce qui nuit au confort de l'utilisateur et provoque fatigue, ecchymoses, voire même blessures. Par ailleurs, le seul fait de prévoir une âme plus souple et plus épaisse ne permettrait pas non plus d'absorber correctement les efforts dynamiques, car l'âme se déforme sous l'effet des efforts statiques et perd, une fois déformée, ses propriétés de souplesse. L'invention vise donc à remédier à ces inconvénients et a pour objet de proposer un coussin qui résiste à des efforts statiques de compression de forte valeur mais qui présente et conserve sous déformation statique, des caractéristiques de souplesse lui permettant d'amortir et d'absorber les efforts dynamiques qu'il peut subir, et donc d'amortir et de diminuer les efforts de pression dynamiques subis par l'utilisateur. Plus particulièrement, un objet de l'invention est de proposer un tel coussin qui résiste à des efforts de traction statique et amortit les efforts de tractions dynamiques sans les transformer en efforts de pression pour l'utilisateur. Un autre objet de l'invention est de proposer un coussin de bretelle (de harnais, de sac, de dos de sac à dos...) qui offre un confort amélioré et évite les blessures de l'utilisateur au voisinage de la bretelle en cas d'efforts dynamiques de fortes valeurs subis par cette bretelle. L'invention a aussi pour objet de proposer un procédé de fabrication d'un tel coussin qui soit simple, peu onéreux, et permette de fabriquer des coussins de toutes formes et dimensions. Pour ce faire, l'invention concerne un coussin destiné à amortir des efforts de pression dynamiques subis par une région localisée du corps humain -notamment coussin de bretelle de harnais ou de sac à dos, coussin de rembourrage de dos de sac à dos, coussin de siège, coussin de chaussure...- comprenant une âme de rembourrage et une enveloppe recouvrant l'âme de rembourrage caractérisé en ce que l'enveloppe est constituée d'une matière totalement hermétique et étanche, et entoure l'âme de rembourrage en renfermant une quantité déterminée d'air dans l'enceinte interne qu'elle définit et dans l'âme de rembourrage. Le fluide peut être un liquide -notamment de l'eau- ou un gaz -notamment de l'air-. L'enceinte interne formée par l'enveloppe est hermétiquement close et renferme une quantité invariable de fluide. En variante, dans le cas où le fluide est de l'air, on peut prévoir que l'enceinte interne formée par l'enveloppe est hermétiquement close mais avec une légère fuite contrôlée de sorte que la quantité de fluide renfermée dans cette enceinte interne ne peut subir que des variations lentes selon la pression externe. Ainsi une légère fuite est prévue de sorte que l'enceinte interne se dégonfle lentement sous la pression externe, mais reprend lentement sa forme initiale lorsque la pression externe est relâchée. L'âme de rembourrage est constituée d'une portion unitaire de matière souple et élastique -notamment de mousse de matière synthétique-. Cette matière a de plus un fort coefficient d'amortissement interne. L'âme de rembourrage est épaisse et de forme globalement invariable. L'enveloppe est souple mais non extensible. Dans le cas où le fluide est de l'air, l'enveloppe renferme une quantité d'air correspondant à un volume supérieur à l'encombrement de l'âme de rembourrage sous les conditions extérieures normales de pression et de température. La pression d'air à l'intérieur de l'enveloppe est supérieure ou égale à la pression atmosphérique extérieure normale. Le volume défini par l'enveloppe correspond à l'encombrement de l'âme de rembourrage au repos et l'enveloppe est normalement au contact de l'âme de rembourrage. L'âme de rembourrage est associée à l'enveloppe notamment le long d'une ligne latérale périphérique de l'enveloppe. L'enveloppe peut être constituée de deux feuilles de matière étanche à l'eau et/ou à l'air soudées ou collées l'une à l'autre par leurs bordures périphériques. L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d'un coussin destiné à amortir des efforts dynamiques subis par une région localisée du corps humain -notamment coussin de bretelle de harnais ou de sac à dos, coussin de rembourrage de dos de sac à dos, coussin de siège. .. caractérisé en ce que l'on associe rigidement et hermétiquement par leurs bordures périphériques deux feuilles de matière étanche à l'eau et/ou à l'air en emprisonnant entre elles une âme de rembourrage et une quantité d'eau et/ou d'air déterminée. On associe deux feuilles de matière synthétique extensible à chaud ou plaçant ces feuilles sous une température telle qu'elles forment un volume supérieur à l'encombrement de l'âme de rembourrage, et, en refroidissant, viennent au contact de l'âme de rembourrage en augmentant la pression d'air à l'intérieur de l'enveloppe ainsi fermée. On soude les bordures des feuilles par soudure à haute fréquence. On emprisonne une portion périphérique de l'âme de rembourrage entre les bordures des feuilles lorsqu'on les associe l'une à l'autre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante qui se réfère aux figures dans lesquelles - la figure 1 est une vue en section droite transversale d'un coussin selon l'invention. - la figure 2 est une vue en plan de dessus d'un coussin selon l'invention. L'invention concerne un coussin destiné à amortir des efforts de pression dynamiques subis par une région localisée du corps humain. Dans toute la présente demande on entend par "efforts statiques" des efforts qui restent sensiblement constants dans le temps et par "efforts dynamiques" des efforts qui varient au cours du temps, par exemple typiquement avec une période inférieure à 1 min. L'invention concerne plus particulièrement un coussin de bretelle (de harnais ou de sac à dos ou de rembourrage de dos de sac à dos). L'invention est néanmoins applicable pour réaliser d'autres types de coussin tels que coussin de siège, coussin de siège de véhicule, coussin de tapis de jeux pour jeunes enfants, coussin de chaussure, ... Un coussin 1 selon l'invention comprend une âme de rembourrage 2 et une enveloppe 3 recouvrant l'âme de rembourrage 2. Selon l'invention, l'enveloppe 3 est constituée d'une matière totalement hermétique et étanche, et entoure l'âme de rembourrage 2 en renfermant une quantité invariable de fluide dans l'enceinte interne 4 hermétiquement close qu'elle définie, et dans l'âme de rembourrage 2. Le fluide est un liquide -notamment de l'eau- ou un gaz -notamment de l'air-. En variante, notamment dans le cas où le fluide interne est de l'air, on peut prévoir une légère fuite contrôlée de sorte que la quantité de fluide renfermée ne peut subir que de lentes variations lorsque l'enveloppe 3 et l'enceinte interne 4 sont soumises à des variations de pression. Ainsi, sous pression, l'enceinte 4 peut se dégonfler lentement et revenir ensuite à sa forme initiale en se regonflant lorsque la pression cesse. Les variations de quantité d'air renfermée sont lentes au sens où elles sont beaucoup plus lentes que les variations d'effort dynamique, et par exemple ont une période supérieure à la période de la marche à pied, notamment de l'ordre de 1 min ou plus. L'âme de rembourrage 2 est constituée d'une portion unitaire de matière souple et élastique -notamment de mousse de matière synthétique-. Cette matière à un fort coefficient d'amortissement interne, c'est-à-dire une constante de temps non négligeable de retour à la position de repos après déformation. L'âme de rembourrage 2 est épaisse et de forme globalement invariable. Par exemple, elle peut être constituée d'une portion de mousse synthétique dont l'épaisseur est comprise entre 10 et 40 mm et dont la masse volumique est comprise entre 100 et 300 kg/m3, notamment de l'ordre de 150 kg/-m3. On peut utiliser avantageusement une mousse de chlorure de polyvinyle (PVC), ou autre. L'enveloppe 3 est constituée d'une matière étanche, souple, peu épaisse et non extensible. L'enveloppe 3 est par exemple constituée d'un film de chlorure de polyvinyle (PVC) souple dont l'épaisseur peut être comprise entre 0,5 et 5 mm selon les applications envisagées. La surface interne 5 de l'enveloppe 3 est de préférence lisse. La surface externe 6 de l'enveloppe 3 peut avoir toutes caractéristiques appropriées à l'application envisagée du coussin 1 selon l'invention. Par exemple, on peut associer au moins d'un côté du coussin 1 des feuilles ou bourrelets ou épaisseurs de matière absorbante ou anti-frottements... L'enveloppe 3 en PVC permet le montage facile de tels feuilles ou bourrelets ou épaisseurs à sa surface extérieure 6, par exemple par soudure à chaud ou soudure haute fréquence. L'enveloppe 3 d'un coussin 1 selon l'invention est constituée de deux feuilles 3a, 3b de matière étanche à l'eau et/ou à l'air soudées ou collées l'une à l'autre par leur bordure périphérique 7a, 7b et entre lesquelles l'âme de rembourrage 2 est emprisonnée. Selon l'invention, l'enveloppe 3 renferme une quantité d'air qui correspond à un volume supérieur à l'encombrement de l'âme de rembourrage 2 sous les conditions extérieures normales de pression et de température. Mais le volume défini par l'enveloppe 3 de matière non extensible correspond au moins sensiblement à l'encombrement de l'âme de rembourrage 3 au repos, de sorte que la pression d'air à l'intérieur 4 de l'enveloppe 3 est supérieure ou égale à la pression atmosphérique extérieure normale. L'enveloppe 3 est normalement au contact de l'âme de rembourrage 2 au repos. Par ailleurs, l'âme de rembourrage 2 est associée à l'enveloppe 3 -notamment le long d'une ligne latérale périphérique 8 de l'enveloppe 3. Cette ligne latérale périphérique 8 est constituée par l'intersection des bordures périphériques 7a, 7b des feuilles 3a, 3b constituant l'enveloppe 3. Une portion périphérique 9 de l'âme de rembourrage 2 est emprisonnée entre les deux bordures périphériques 7a, 7b des feuilles 3a, 3b. Ainsi, les bordures périphériques 7a, 7b des feuilles 3a, 3b constituant l'enveloppe 3 et la portion périphérique 9 de l'âme de rembourrage 2 sont associées soudées ou collées les unes aux autres sur toute leur longueur de façon à clore hermétiquement et de façon étanche l'enceinte interne 4 définie par l'enveloppe 3 ainsi formée.La portion périphérique 9 de l'âme de rembourrage 2 est emprisonnée entre la bordure périphérique 7a de l'une des feuilles 3a et la bordure périphérique 7b de l'autre feuille 3b constituant l'enveloppe 3. Ainsi, le coussin 1 selon l'invention est essentiellement constitué d'une enveloppe 3 étanche hermétiquement close renfermant de l'air sous pression et une âme de rembourrage 2 de mousse synthétique souple élastique. La pression d'air à l'intérieur de l'enveloppe 3 permet de résister de façon efficace aux efforts statiques subis par le coussin 1 en limitant la déformation de l'âme de rembourrage 2. L'âme de rembourrage 2 conserve donc toutes ses propriétés de souplesse, même sous déformations statiques. L'âme de rembourrage 2 permet de contenir l'air sous pression et d'amortir les efforts dynamiques subis par le coussin 1 localement à sa surface externe 6 ou globalement. Le fait que l'âme de rembourrage 2 soit associée à l'enveloppe 3 permet de limiter les déplacements relatifs de ces deux organes, et donc la déformation générale du coussin.Par ailleurs, l'âme de rembourrage 2 conserve ainsi sa forme générale et sa position par rapport à l'enveloppe 3 sans risquer de se tasser dans une partie de l'enveloppe 3. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un coussin 1 selon l'invention, caractérisé en ce que l'on associe rigidement et hermétiquement par leurs bordures périphérique 7a, 7b, deux feuilles 3a, 3b de matière étanche à l'eau et/ou à l'air en emprisonnant entre elles une âme de rembourrage 2 et une quantité d'eau et/ou d'air déterminée. Selon l'invention, on associe deux feuilles 3a, 3b de matière synthétique extensible à chaud en plaçant ces feuilles 3a, 3b sous une température telle qu'elles forment un volume supérieur à l'encombrement de l'âme de rembourrage 2, et en refroidissant, viennent au contact de l'âme de rembourrage 2 en augmentant la pression d'air à l'intérieur de l'enveloppe 3 ainsi formée. En refroidissant, les feuilles 3a, 3b ne sont plus extensibles. Selon l'invention, on soude les bordures 7a, 7b des feuilles 3a, 3b par soudure à haute fréquence. Selon l'invention, on emprisonne une portion périphérique 9 de l'âme de rembourrage 2 entre les bordures 7a, 7b des feuilles 3a, 3b lorsqu'on associe ces bordures 7a, 7b l'une à l'autre. Selon l'invention, on associe à l'extérieur des feuilles 3a, 3b un film ou un rembourrage ou une épaisseur de matière de confort, antidérapante ou antifrottement ou autre avant d'associer les deux feuilles 3a, 3b l'une à l'autre et à l'âme de rembourrage 2. L'enveloppe 3 et l'âme de rembourrage 2 sont constituées à partir de la même matière synthétique notamment du PVC-, l'âme de rembourrage 2 étant constituée d'une mousse de cette matière et l'enveloppe 3 étant constituée d'un film ou de feuilles de cette matière. Pour réaliser le coussin 1 selon l'invention on utilise les outils ou matrices connus pour souder à haute fréquence le PVC. On place une feuille inférieure 3b sur un cadre chauffant de forme correspondant sensiblement à la bordure 7b à souder, on place par dessus une portion de mousse de PVC formant l'âme de rembourrage 2, on place audessus de cette portion de mousse une autre feuille supérieure 3a de PVC de même dimension que la feuille inférieure 3b, et on presse sur les bordures 7a périphériques de la feuille supérieure 3a un cadre chauffant périphérique en emprisonnant les bordures périphériques 7a, 7b des deux feuilles 3a, 3b entre les deux cadres chauffants et une portion périphérique 9 de l'âme de rembourrage 2 entre les deux bordures périphériques 7a, 7b. Lorsque l'on sépare les cadres chauffants à haute fréquence, les bordures périphériques se trouvent alors soudées les unes aux autres de façon hermétique totalement étanche à l'air. En pratique, on a constaté que le seul fait de travailler à chaud avec du PVC, et à une certaine vitesse, permet d'emprisonner automatiquement de l'air sous pression dans l'enveloppe 3 ainsi formée. La pression d'air est légèrement supérieure à la pression extérieure normale, et est par exemple comprise entre 1 et 2 bars. En réalisant le même procédé dans une enceinte renfermant de liteau, on emprisonne de l'eau à la place de l'air dans l'enveloppe 3 et le coussin 1. REVENDICATIONS 1. Coussin destiné à amortir des efforts de pression dynamiques subis par une région localisée du corps humain notamment coussin de bretelle de harnais ou de sac à dos, coussin de rembourrage de dos de sac à dos, coussin de siège, coussin de chaussure, ...- comprenant une âme de rembourrage (2) et une enveloppe (3) recouvrant l'âme de rembourrage (2) caractérisé en ce que l'enveloppe (3) est constituée d'une matière totalement hermétique et étanche, et entoure l'âme de rembourrage (2) en renfermant une quantité déterminée de fluide dans l'enceinte interne (4) qu'elle définit et dans l'âme de rembourrage (2). 2. Coussin selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enceinte interne (4) formée par l'enveloppe (3) est hermétiquement close et renferme une quantité invariable de fluide. 3. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le fluide est un liquide notamment de lteau-. 4. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le fluide est un gaz notamment de l'air-. 5. Coussin selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'enceinte interne (4) formée par l'enveloppe (3) est hermétiquement close mais avec une légère fuite contrôlée de sorte que la quantité de fluide renfermée dans cette enceinte interne (4) ne peut subir que des variations lentes selon la pression externe. 6. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que l'âme de rembourrage (2) est constituée d'une portion unitaire de matière souple et élastique -notamment de mousse de matière synthétique-. 7. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 et 6 caractérisé en ce que l'enveloppe (3) est souple mais non extensible. 8. Coussin selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 caractérisé en ce que l'enveloppe (3) renferme une quantité d'air correspondant à un volume supérieur à l'encombrement de l'âme de rembourrage (2) sous les conditions extérieures normales de pression et de température. 9. Coussin selon l'une quelconque des revendications 4 à 8 caractérisé en ce que la pression d'air à l'intérieur (4) de l'enveloppe (3) est supérieure ou égale à la pression atmosphérique extérieure normale. 10. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que l'enveloppe (3) est au contact de l'âme de rembourrage (2). 11. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 caractérisé en ce que l'âme de rembourrage (2) est associée à l'enveloppe. 12. Coussin selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'âme de rembourrage (2) est associée à l'enveloppe (3) le long d'une ligne latérale périphérique (8) de l'enveloppe (3). 13. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 12 caractérisé en ce que l'enveloppe (3) est constituée de deux feuilles (3a, 3b) de matière étanche à l'eau et/ou à l'air soudées ou collées l'une à l'autre par leurs bordures périphériques (7a, 7b). 14. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 caractérisé en ce que l'enveloppe (3) et l'âme de rembourrage (2) sont constituées à partir de la même matière synthétique, l'âme de rembourrage (2) étant constituée d'une mousse de cette matière et l'enveloppe (3) étant constituée d'un film ou de feuilles de cette matière. 15. Procédé de fabrication d'un coussin (1) destiné à amortir des efforts dynamiques subis par une région localisée du corps humain -notamment coussin de bretelle de harnais ou de sac à dos, coussin de rembourrage de dos de sac à dos, coussin de siège...- caractérisé en ce que l'on associe rigidement et hermétiquement par leurs bordures périphérique (7a, 7b) deux feuilles (3a, 3b) de matière étanche à l'eau et/ou à l'air en emprisonnant entre elles une âme de rembourrage (2) et une quantité d'eau et/ou d'air déterminée. 16. Procédé selon la revendication 15 caractérisé en ce que l'on associe deux feuilles (3a, 3b) de matière synthétique extensible à chaud en plaçant ces feuilles (3a, 3b) sous une température telle qu'elles forment un volume supérieur à l'encombrement de l'âme de rembourrage (2), et, en refroidissant, viennent au contact de l'âme de rembourrage (2) en augmentant la pression d'air à l'intérieur de l'enveloppe (3) ainsi formée. 17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 et 14 caractérisé en ce que l'on soude les bordures (7a, 7b) des feuilles (3a, 3b) par soudure à haute fréquence. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 13 à 15 caractérisé en ce que l'on emprisonne une portion périphérique (9) de l'âme de rembourrage (2) entre les bordures (7a, 7b) des feuilles (3a, 3b) lorsqu'on les associe l'une à l'autre.