Brevet FR3049803A1 — publié le 20171006

L'invention concerne les casques audio, notamment les modèles qui sont adaptés à la pratique sportive. Un casque audio comprend deux écouteurs reliés par un élément de liai- son positionné autour de la tête de l'utilisateur du casque, en passant soit au-dessus de la tête, soit à l'arrière de la tête (entourant donc la région occipitale). Un exemple d'un tel casque audio est le casque Zik Sport qui a été récemment présenté par la société Parrot, Paris, France. Un tel casque comprend deux écouteurs de type intra-auriculaire ou intra- conque aptes à être introduits à l'intérieur ou à proximité d'un conduit au- ditif respectif de l'utilisateur du casque, un arceau central apte à venir reposer sur le sommet de la tête de l'utilisateur du casque de manière à y former un premier point de contact avec la tête de l'utilisateur, et deux branches latérales prolongeant l'arceau central à chacune de ses extrémi- tés. Chacune des branches comprend, à une extrémité proximale, une liaison articulée avec l'extrémité respective de l'arceau central. Cette liaison procure au moins un degré de liberté en pivotement autour d'un axe perpendiculaire au plan d'ensemble du casque. L'écouteur respectif est monté à l'extrémité distale de la branche, les écouteurs formant au niveau du con- duit auditif un deuxième et un troisième point de contact respectifs. Chacune des branches comprend également, dans une région médiane, un patin d'appui respectif pourvu, sur un côté interne du casque tourné vers la tête de l'utilisateur, d'une face d'appui apte à venir en contact avec une région temporale de l'utilisateur du casque, de manière que les faces d'appui forment au niveau des tempes un quatrième et un cinquième point de contact respectifs. Un tel casque, dédié en particulier à la pratique sportive intensive et prolongée, apporte les avantages suivants : - structure suffisamment légère pour être supportable en pratique spor- tive sans gêne pour l'utilisateur ; - adaptation aisée à la morphologie individuelle de la tête de chaque utilisateur ; - assurance d'un excellent confort, même en cas de port prolongé et avec exercice d'une activité physique ; et 3049803 2 - garantie d'un maintien en place efficace et d'une stabilité parfaite du casque sur la tête de l'utilisateur, particulièrement lors d'une pratique sportive. Bien qu'il donne satisfaction, Il a toutefois été observé que l'on pouvait 5 encore améliorer les qualités d'un tel casque, notamment au niveau du confort auriculaire et en particulier de la sollicitation appliquée sur les écouteurs et par voie de conséquence sur les conduits auditifs. L'invention vise ainsi à proposer un casque audio offrant une pression mieux contrôlée des écouteurs sur les conduits auditifs, au profit d'un 10 meilleur confort notamment en cas d'utilisation prolongée, tout en garan- tissant une isolation satisfaisante vis-à-vis de l'environnement ambiant notamment lorsque le casque est équipé d'un système de réduction active du bruit. De façon caractéristique de l'invention, les branches présentent chacune, 15 dans une région intermédiaire entre une extrémité proximale côté arceau central et une extrémité distale côté écouteur, une liaison élastiquement déformable. Selon diverses caractéristiques subsidiaires avantageuses : - chaque liaison élastiquement déformable est située sensiblement à mi- 20 longueur de la branche respective ; - les écouteurs sont montés rigidement sur les extrémités distales des branches respectives ; - chaque liaison élastiquement déformable présente un degré de liberté en torsion et au moins un degré de liberté en flexion ; 25 - chaque liaison élastiquement déformable comprend deux pièces es- pacées solidaires de deux parties de branche situées de part et d'autre de la liaison, et un manchon élastiquement déformable ancré sur lesdites pièces ; - dans ce dernier cas, avantageusement, chaque pièce et le manchon 30 possèdent des parties à coopération mutuelle de formes, lesdites pièces pouvant notamment présenter chacune la forme d'une bague pourvue d'une ouverture traversante, avec la liaison élastiquement déformable qui comprend un organe de limitation de flexion s'étendant à travers lesdites ouvertures traversantes et l'espace intérieur du man- 35 chon ; 3049803 3 - cet organe de limitation de flexion comprend une tige en un matériau plus rigide que celui du manchon, fixée à une extrémité à l'une des bagues, à l'autre bague étant associée une cavité apte à recevoir l'extrémité libre de la tige et en limitant les déplacements, ladite cavité 5 étant notamment apte à maintenir la tige en une position éloignée d'un trajet de passage de conducteurs électriques défini par les bagues ; - la liaison élastiquement déformable comprend des moyens pour assurer une flexion privilégiée de ladite liaison dans un plan particulier, ces moyens pouvant notamment comprendre une échancrure formée dans 10 une paroi extérieure du manchon. 0 On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre de la présente 15 invention, en référence aux dessins annexés où les mêmes références désignent d'une figure à l'autre des éléments identiques ou fonctionnellement semblables. La Figure 1 est une vue de face d'un exemple de réalisation du casque selon l'invention. 20 Les Figures 2A et 2B sont des vues de face d'une branche du casque de la Figure 1, dans deux états différents. La Figure 3A est une vue en perspective éclatée d'une partie de liaison de la branche des Figures 2A et 2B. La Figure 3B est vue en perspective de la partie de liaison, après assem25 blage. Les Figures 4A et 4B sont des vues en coupe axiale de la partie de liaison des Figures 3A et 3B, dans deux états différents. 0 30 Sur les figures, la référence 10 désigne de façon générale un exemple de réalisation d'un casque selon l'invention, qui comporte deux écouteurs 12 réunis par un élément de liaison comprenant un arceau central 14 et deux branches 16. 3049803 4 Les écouteurs 12 sont d'un type connu, dit "intra-auriculaire" (comme dans l'exemple illustré sur les figures) ou "intra-conque". Les écouteurs intra-auriculaires sont ceux qui comportent un tube pénétrant dans le conduit auriculaire, ce tube assurant le maintien mécanique de l'écouteur sur 5 l'oreille, tandis que les écouteurs intra-conque sont destinés à être dispo- sés dans la région de la dépression centrale (conque inférieure) de l'oreille externe située au débouché du conduit auriculaire. Les deux branches 16 avec leurs écouteurs 12 sont semblables et symé- triques. Chacune comporte à son extrémité proximale 18 une liaison 20 10 articulée à l'arceau central 14. Cette liaison articulée 20 procure au moins un degré de liberté en pivotement autour d'un axe A perpendiculaire au plan d'ensemble du casque. Elle inclut en outre, avantageusement, un élément de serrage à ressort, non visible, permettant de solliciter élastiquement la branche 16 vers le côté interne du casque afin de solliciter 15 cette branche, et donc l'écouteur 12, en direction de la tempe et de l'oreille de l'utilisateur pour améliorer le couplage de l'écouteur à l'oreille. Du côté distal, la branche 16 est reliée à l'écouteur 12 de préférence de façon rigide. On peut alternativement recourir à une liaison souple réalisée par exemple par un surmoulage de matière déformable entre l'extré- 20 mité de la branche 16 et la base de l'écouteur 12, de manière à faciliter l'introduction et le maintien de l'embout saillant 28 de l'écouteur dans le canal auditif. On notera que l'invention est de préférence mise en oeuvre avec des écouteurs 12 de type intra-auriculaire, qui procurent une isolation accrue à 25 l'égard des bruits ambiants du fait de l'embout saillant 28 introduit dans le canal auditif. Cet embout 28 est par ailleurs muni d'une pièce déformable (non illustrée), par exemple en silicone ou en mousse, pour assurer un meilleur couplage avec l'oreille et ainsi une meilleure isolation passive. L'arceau central 14 est déformable en flexion, c'est-à-dire en restant dans 30 le plan d'ensemble du casque (le plan de la figure dans le cas de la Fi- gure 1), par exemple grâce à une lame métallique élastique (non visible) noyée dans la matière de l'arceau central 14. Cette flexibilité permet d'adapter aisément le casque à la plupart des diamètres de boite crânienne susceptibles d'être rencontrés. 3049803 5 Également pour permettre une adaptation à la morphologie des différents utilisateurs, il est prévu à proximité de la liaison articulée 20 un élément télescopique 32 permettant de faire varier, typiquement jusqu'à une extension maximale de l'ordre de 40 mm, la distance séparant la liaison arti- 5 culée 20 de l'écouteur 12, de manière à s'adapter à la plupart des hau- teurs de boite crânienne susceptibles d'être rencontrées. D'autre part, la région de chaque branche 16 adjacente à la liaison articulée supporte un boitier 40 respectif remplissant plusieurs fonctions que l'on exposera plus bas. 10 Avantageusement, le boitier 40 est situé dans la partie la plus proximale 161 de la branche respective 16, ce qui permet notamment de replier sur lui-même le casque pour le rangement et le transport. Dans cette position repliée (non illustrée mais que l'on peut déduire de la Figure 1), les éléments télescopiques 32 ont été mis dans une position 15 d'extension minimale, et il subsiste suffisamment de place entre les deux boitiers 40 pour que les deux écouteurs 12 puissent prendre place dans l'intervalle. Dans cette position de repli complet, on constate que l'ensemble des éléments volumineux du casque, principalement les deux boitiers 40 et les deux écouteurs 12 se situent essentiellement d'un même 20 côté d'une ligne joignant les deux liaisons articulées 20 de part et d'autre de l'arceau central 14, assurant ainsi une compacité maximale. Chaque boitier 40 est constitué d'un corps 42 relié à la branche 16 par un élément 44, de manière que le boitier 40 puisse faire légèrement saillie vers le côté interne du casque, en direction de la tempe de l'utilisateur. En 25 variante, on pourrait toutefois prévoir une branche plus épaisse englobant le boitier 40 sous une forme plus intégrée. Le corps 42 est fermé par un couvercle 46 muni d'un garnissage formant face d'appui 48, par exemple un garnissage de mousse qui assure une triple fonction : 30 - bon contact avec la tête de l'utilisateur, la déformation de la mousse permettant d'épouser le profil de la tempe de l'utilisateur ; - élément de confort au contact casque-tempe ; et - résistance au glissement, pour une meilleure stabilité notamment à l'encontre des mouvements brusques lors d'une pratique sportive. 3049803 6 Les boitiers 40 contiennent divers éléments électriques ou électroniques, par exemple une ou plusieurs cartes de circuit imprimé dans l'un des boitiers, et une batterie rechargeable dans l'autre boitier, les deux boitiers étant réunis via une liaison électrique (non représentée) parcourant l'ar- 5 ceau central 30. Les circuits électroniques peuvent être éventuellement reliés à divers capteurs et/ou organes électriques supportés par les branches 16, par exemple un ou plusieurs capteurs microphoniques 54 pour des fonctions de téléphonie "mains libres" et/ou des fonctions d'annulation active de 10 bruit dites ANC (Active Noise Cancellation) par captation du niveau de bruit ambiant, ou encore un connecteur électrique (non représenté). Selon l'invention, pour optimiser le confort du port du casque avec une bonne adaptabilité à différentes formes et tailles de têtes des porteurs, chaque branche 16 est réalisée en deux parties 161, 162 reliées entre 15 elles par une liaison souple 17. Les deux parties 161 et 162 sont légèrement incurvées et ont ici approximativement la même longueur, la partie distale 162 s'étendant entre la liaison souple 17 et l'écouteur respectif 12 présentant toutefois une incurvation plus prononcée au voisinage de ce dernier pour offrir un dégage- 20 ment approprié de l'écouteur vers l'intérieur et une bonne liberté d'engagement dans le conduit auriculaire. En référence aux Figures 3A, 3B et 4A, 4B, on va maintenant décrire en détail la réalisation de la liaison souple 17. Cette liaison comprend une première bague 171 et une deuxième bague 25 172 espacées d'une distance typiquement de quelques millimètres et sur lesquelles est fixé un manchon élastiquement déformable 173. La solidarisation entre ces trois pièces est mise en oeuvre de préférence en surmoulant le manchon 173 sur les bagues 171, 172 maintenues en place de façon appropriée. Dans ce cas, pour assurer la tenue de 30 l'ensemble notamment en traction, on prévoit sur chacune des bagues 171, 172 une gorge périphérique, respectivement 1711, 1721, continue ou discontinue, dans laquelle la matière du manchon 173 vient pénétrer pour assurer un ancrage mutuel approprié. Chacune des bagues possède un évidement diamétral, respectivement 35 1712, 1722, ouvert sur la face de la bague opposée au manchon 172, et 3049803 7 un passage cylindrique diamétral, respectivement 1713, 1723, orienté transversalement au passage diamétral associé. Dans l'évidemment 1712 de la bague 171 vient se loger une partie homo- logue 1913 d'une pièce de limitation de mouvement 191 dotée comme le 5 montre les Figures 4A et 4B d'un passage traversant conique 1915 orien- té en direction axiale. Au-dessus de ladite partie 1913, la pièce 191 présente une partie de plus grande largeur 1914 qui est dimensionnée de façon à laisser entre elle et le passage intérieur de la bague 171 un espace latéral El destiné au passage de conducteurs (par exemple un faisceau 10 ou une nappe de conducteurs, non illustrés). Dans l'évidement 1622 de la bague 172 vient se loger une partie homologue 1923 dune pièce de retenue 192 dotée d'un passage traversant 1925 doté d'un épaulement, orienté en direction axiale. Au-dessous de ladite partie 1924, la pièce 192 présente une partie de plus grande largeur 15 1924 qui est dimensionnée de façon à laisser entre elle et le passage inté- rieur de la bague 172 un espace latéral E2 destiné à laisser passer le faisceau ou la nappe de conducteurs susmentionnés. La liaison souple comprend enfin une tige de limitation de flexion 193 de forme généralement cylindrique, avec une tête 1931 à l'une de ses extré20 mités. Les différents éléments ci-dessus sont réalisés de préférence en matière plastique de propriétés physiques appropriées, à l'exception du manchon 173 qui est réalisé en un matériau élastiquement déformable tel qu'un élastomère, un silicone, un élastomère thermoplastique ou encore un po- 25 lyuréthanne thermoplastique, et à l'exception le cas échéant de la tige 192 qui peut être réalisée en un matériau présentant une rigidité supérieure, typiquement un alliage métallique ou une matière plastique armée. On va maintenant décrire l'assemblage et le comportement de la liaison souple dont on vient de décrire les éléments structurels. 30 La bague 171 et la pièce de limitation de mouvement 191, de même que la bague 172 et la pièce de retenue 192, sont fixées l'une à l'autre par collage, soudage aux ultrasons, etc. De même, la tige de limitation de flexion 193 est fixée à la pièce de retenue 192 en l'engageant dans le passage traversant 1925 à partir du des- 35 sous, la tête 1931 étant reçue dans la partie la plus large de ce passage, 3049803 8 et la fixation étant réalisée par exemple par collage, soudage aux ultrasons, etc. Les ensembles 171, 191 d'une part, et 172, 192, 193 d'autre part, sont placés de telle sorte que la région d'extrémité libre de la tige 193 soit en- 5 gagée dans le passage 1915 de la pièce 191 et maintenus dans une rela- tion géométrique d'alignement général dans un moule destiné à la réalisation du manchon 173 par surmoulage. L'assemblage ainsi réalisé est illustré sur les Figures 3B, 4A et 4B. Les Figures 4A et 4B montrent également que l'extrémité de la partie proxi- 10 male 161 de la branche 16 opposée à la liaison articulée 20 est généra- lement tubulaire et vient s'emmancher autour de la bague 171, la fixation étant réalisée par collage, soudage, etc. En variante, la partie 161 peut être réalisée par surmoulage, auquel cas les passages 1713 permettent de réaliser lors de ce surmoulage une coopération de formes assurant 15 une solidarisation mutuelle efficace. De même, l'extrémité de la partie distale 162 de la branche opposée à l'écouteur 12 est généralement tubulaire et vient s'emmancher autour de la bague 172 et être solidarisée à elle de la même manière. Au cours d'une phase appropriée du montage, on enfile le faisceau ou la 20 nappe de conducteurs qui doit traverser la liaison souple 17 dans celle-ci via les espaces précités El et E2, ces conducteurs étant destinés en particulier à relier les circuits électroniques logés dans les boitiers 40 ou dans l'un d'eux à l'écouteur respectif, à un microphone de parole ou de captation du bruit ambiant, etc. et s'étendant à l'intérieur des parties 161, 162 25 de la branche 16. La liaison souple 17, en se situant à un niveau intermédiaire de la branche 16, absorbe de façon particulièrement efficace les contraintes exercées, tout en transmettant un effort contrôlé, déterminé notamment par les pro- priétés élastiques et les dimensions du manchon 173, à l'écouteur 12 pour 30 préserver une étanchéité appropriée au niveau de son embout 28. On notera ici que la tige 193 permet de limiter les déformations angulaires en flexion de la liaison souple 17, de par les limitations du déplacement de la région d'extrémité libre de ladite tige dans le passage 1915 de la pièce 191. Ceci permet d'une part d'éviter un risque de détérioration du faisceau 35 ou nappe de conducteurs traversant la liaison, qui pourrait se produire 3049803 9 avec des flexions excessives, et d'autre part de garantir que l'écouteur reste bien en place, ou retourne bien en place s'il est sollicité extérieurement, dans le conduit auditif. On notera également, comme le montrent bien les Figures 4A et 4B, que 5 le point de fixation de la tête 1931 de la tige 193 et le passage 1915 sont positionnés de manière à maintenir la tige en une position éloignée des conducteurs qui s'étendront à travers les espaces El et E2, et par exemple excentrée par rapport à un axe général des ouvertures traversantes et de l'espace intérieur du manchon, de manière à limiter les 10 risques de détérioration des conducteurs lors des mouvements de la tige 193. On retrouve la même structure et les mêmes fonctionnalités au niveau de la branche opposée. À titre illustratif, les Figures 2A et 2B illustrent l'une des branches 16 du 15 casque respectivement : - en l'absence de sollicitation (au repos), auquel cas les parties 161, 162 de la branche 16 sont généralement alignées l'une avec l'autre au niveau de la liaison 17, - avec une sollicitation vers l'extérieur (exercée par exemple du fait de la 20 morphologie du porteur), auquel cas la partie 162 de la branche 16 s'est écartée vers l'extérieur, dans les limites permises par la fonction de limitation de la flexion, par rapport à la partie 161. On notera ici qu'en jouant sur la géométrie du manchon 173, il est possible de donner à la liaison souple une déformabilité privilégiée dans telle 25 ou telle direction de flexion. Dans le cas d'espèce, et comme illustré notamment sur les Figures 2A, 2B, 3A et 3B, une échancrure 1731 formée dans la paroi extérieure du manchon et tournée vers l'intérieur du casque (vers la tempe du porteur) permet de créer une direction de flexion privilégiée dans le plan frontal du 30 porteur, ou approximativement dans ce plan. Une particularité de la configuration de casque que l'on vient de décrire est de posséder cinq points de contact avec la tête de l'utilisateur, à savoir, comme illustré Figure 1 : - un point S où l'arceau central 14 est en contact avec le sommet du 35 crâne ; 3049803 10 - deux points T où les faces d'appui 48 des boitiers 40 sont en contact avec les parties latérales du crâne, dans la région temporale ou pariéto-temporale ; et - deux points O où les écouteurs 12 sont en contact avec le canal auditif 5 dans lequel l'embout 28 a été inséré. On réalise ainsi, de façon caractéristique de l'invention, un maintien de type "tête-tempes-oreilles" qui à la fois : i) garantit une stabilité parfaite du casque, particulièrement lors de la pratique d'activité sportive, et ii) assure un très bon confort, même pendant un port prolongé et/ou dans une am- 10 biance à température relativement élevée, car le pavillon de l'oreille et la majeure partie de la tête de l'utilisateur (à l'exception, limitée, des cinq points de contact) restent aérés et ventilés pour permettre notamment l'évacuation de la transpiration. Dans le cas d'espèce, la stabilité est assurée conjointement par des pre- 15 mières sollicitations élastiques contrôlées au niveau des liaisons articu- lées 20, et par des secondes sollicitations élastiques contrôlées au niveau des liaisons souples intermédiaires 17. REVENDICATIONS1. Un casque audio, comprenant : - deux écouteurs (12) de type intra-auriculaire ou intra-conque aptes à être introduits à l'intérieur ou à proximité d'un conduit auditif respectif de l'utilisateur du casque ; - un arceau central (14) apte à venir reposer sur le sommet de la tête de l'utilisateur du casque de manière à y former un premier point de contact avec la tête de l'utilisateur ; et - deux branches latérales (16) prolongeant l'arceau central à chacune de ses extrémités, chacune de ces branches comprenant : à une extrémité proximale de la branche, une liaison articulée (20) avec l'extrémité respective de l'arceau central (14), cette liaison procurant au moins un degré de liberté en pivotement autour d'un axe perpendiculaire au plan d'ensemble du casque, et l'écouteur respectif étant monté à l'extrémité distale de la branche, les écouteurs formant au niveau du conduit auditif un deuxième et un troisième point de contact respectifs ; et dans une région médiane de chaque branche, un patin d'appui respectif (40) pourvu, sur un côté interne du casque tourné vers la tête de l'utilisateur, d'une face d'appui (48) apte à venir en contact avec une région temporale de l'utilisateur du casque, de manière que les faces d'appui forment au niveau des tempes un quatrième et un cinquième point de contact respectifs, caractérisé en ce que lesdites branches (16) présentent chacune, dans une région intermédiaire entre une extrémité proximale côté arceau cen- tral et une extrémité distale côté écouteur, une liaison élastiquement dé- formable (17). 2. Le casque audio de la revendication 1, dans lequel chaque liaison élas- tiquement déformable (17) est située sensiblement à mi-longueur de la branche respective. 3049803 12 3. Le casque audio de la revendication 1, dans lequel les écouteurs (12) sont montés rigidement sur les extrémités distales des branches respectives (16). 5 4. Le casque audio de la revendication 1, dans lequel chaque liaison élas- tiquement déformable (17) présente un degré de liberté en torsion et au moins un degré de liberté en flexion. 5. Le casque audio de la revendication 1, dans lequel chaque liaison élas- 10 tiquement déformable comprend deux pièces espacées (171, 172) soli- daires de deux parties de branche (161, 162) situées de part et d'autre de la liaison, et un manchon élastiquement déformable (173) ancré sur lesdites pièces. 15 6. Le casque audio de la revendication 5, dans lequel chaque pièce (171, 172) et le manchon (173) possèdent des parties (1711, 1721) à coopération mutuelle de formes. 7. Le casque audio de la revendication 5, dans lequel lesdites pièces 20 (171, 172) présentent chacune la forme d'une bague pourvue d'une ou- verture traversante et la liaison élastiquement déformable (17) comprend un organe de limitation de flexion (193) s'étendant à travers lesdites ouvertures traversantes et l'espace intérieur du manchon. 25 8. Le casque audio de la revendication 7, dans lequel l'organe de limita- tion de flexion comprend une tige (193) en un matériau plus rigide que celui du manchon, fixée à une extrémité à l'une (172) des bagues, à l'autre bague (171) étant associée une cavité (1915) apte à recevoir l'extrémité libre de la tige et en limitant les déplacements. 30 9. Le casque audio de la revendication 8, dans lequel ladite cavité (1915) est apte à maintenir la tige en une position éloignée d'un trajet de passage de conducteurs électriques (El, E2) défini par les bagues (171, 172). 3049803 13 10. Le casque audio de la revendication 1, dans lequel la liaison élastiquement déformable comprend des moyens (1731) pour assurer une flexion privilégiée de ladite liaison dans un plan particulier. 5 11. Le casque audio de la revendication 10 prise en combinaison avec la revendication 5, dans lequel lesdits moyens comprennent une échancrure (1731) formée dans une paroi extérieure du manchon (173).