Brevet FR3057508A1 — publié le 20180420

L'invention a pour objet un dispositif appui-tête du type conçu principalement pour améliorer le confort d'utilisateurs ayant à se tenir la tête en extension, c'est-à-dire inclinée en arrière, pendant de longues périodes et/ou de manière fréquemment réitérée. Dans des situations où un individu doit maintenir la tête inclinée vers l'arrière pendant longtemps, pendant plusieurs heures parfois, ou quand il est amené à fréquemment regarder vers le haut, il s'ensuit des douleurs, voire des lésions, au niveau du cou et des vertèbres. De fait les mouvements de la tête en extension vers l'arrière sont particulièrement inconfortables et lourds de conséquences à cause de la compression créée sur l'arrière des vertèbres cervicales. De telles situations peuvent se rencontrer par exemple dans le domaine de l'escalade pour l'assurance d'un grimpeur réalisée par une personne qui doit garder un contact visuel permanent depuis le sol sur le grimpeur pour assurer au maximum sa sécurité. Ce genre de situations se rencontrent surtout chez les travailleurs dans de nombreux domaines, par exemple pour les employés du bâtiment, quand ils ont notamment à appliquer des enduits ou des peintures en hauteur, en plafond en particulier, ou pour des techniciens qui interviennent sur des lignes aériennes de circuits électriques ou téléphoniques, ou encore pour les mécaniciens qui interviennent sous des véhicules. Il a déjà été proposé des dispositifs appui-tête comportant des moyens de liaison élastique entre un support dorsal fixe disposé sur le dos du porteur et un repose-tête d'appui sur la base de la tête du porteur, donc au niveau de l'os occipital. On citera plus particulièrement ici la demande de brevet publiée sous la référence FR 3 019 973, plutôt que d'autres documents de l'art antérieur qui sont destinés à empêcher les mouvements de la tête en extension, par exemple chez des handicapés ou chez des personnes souffrant d'une lésion au cou. 3057508 2 Toutefois il existe un besoin de disposer d'un appui-tête apportant encore plus de confort à son utilisateur par rapport au document de brevet ci-dessus cité et lui permettant de rester la tête en extension dans des conditions plus sévères, de sorte qu'il lui soit 5 possible par exemple de supporter des positions de tête en extension plus prononcée, et de rester dans de telles positions plus longtemps et/ou de manière plus fréquemment répétée sans ressentir ni douleur ni fatigue. En évitant ce genre de fatigue et les troubles musculo-squelettiques qui s'ensuivent au niveau du cou, 10 l'invention apporte un moyen de protection contre l'arthrose cervicale. L'invention vise aussi à améliorer les conditions de fabrication du dispositif dans son ensemble et à apporter plus de souplesse à son adaptation à chaque porteur particulier. Dans un dispositif appui-tête comprenant un repose-tête 15 monté sur un support dorsal associé à un harnais de maintien dudit support dorsal sur le dos d'un utilisateur porteur, de préférence le long de la colonne vertébrale, la présente invention propose d'équiper le dispositif appui-tête de moyens élastiques de liaison entre le repose-tête et le support dorsal qui, lors de mouvements de 20 la tête en extension, tendent à rappeler ledit repose-tête dans un suivi permanent des mouvements de la tête, par appui sans glissement au niveau de l'os occipital du crâne, en le sollicitant élastiquement vers une position nominale déterminée en correspondance avec une position de tête au repos. 25 Suivant des formes de réalisation préférées du dispositif suivant l'invention, le repose-tête (qui peut de préférence comporter en pièce interne un raidisseur conformé pour épouser le contour occipital habituel du crâne humain) est d'une part monté mobile en translation longitudinale le long du support dorsal et il d'autre part 30 monté articulé sur le support dorsal en basculement transversal en correspondance avec les variations d'inclinaison de la tête vers l'arrière dans ses mouvements d'extension. Il est alors avantageux, conformément à d'autres particularités d'un dispositif constitué suivant l'invention, que les 3057508 3 moyens de rappel élastique du repose-tête vers sa position nominale comportent un premier ressort agissant en antagonisme avec les mouvements de basculement transversal du repose-tête et un second ressort agissant en antagonisme avec les mouvements de 5 translation longitudinale du repose-tête. La course de mobilité du repose-tête en translation longitudinale par rapport au support dorsal est avantageusement déterminée en fonction de la morphologie du porteur pour fixer au mieux la position dans laquelle se situe l'axe d'articulation en 10 basculement transversal lorsque le repose-tête est en position nominale et pour qu'en fonctionnement ledit premier ressort et ledit second ressort agissent en synchronisme pour assurer le suivi permanent des mouvements de la tête du porteur par appui sans glissement au niveau de l'occiput. Dans la pratique en effet, la tête 15 en extension tend à s'enfoncer de haut en bas en même temps qu'elle s'incline d'avant en arrière. Les deux ressorts qui combinent leurs effets dans le suivi des mouvements de la tête en extension sont de préférence constitués, le premier par un ressort de torsion prenant appui sur le 20 repose-tête (notamment sa pièce interne formant raidisseur quand elle est enveloppée de matière souple pour des questions de confort de contact) et sur une portée supérieure du coulisseau prolongeant le corps longitudinal de l'appui dorsal, et le second par un ressort de compression maintenu dans un alésage guide interne au coulisseau, 25 avec une extrémité haute en butée sur une portée que le coulisseau comporte en partie basse à cet effet, et une extrémité basse en butée sur une portée fixe propre à l'appui dorsal. Avantageusement, le dispositif selon l'invention, présente des moyens de réglage de ses caractéristiques dimensionnelles en 30 hauteur qui permettent de l'ajuster à la morphologie de l'utilisateur et/ou à son confort. En particulier, pour adapter le dispositif à la longueur de cou de l'utilisateur, on peut notamment prévoir à cet effet des moyens de réglage de la position initiale du coulisseau en dépassement longitudinal par rapport au support dorsal lorsque la 3057508 4 compression du ressort entre eux est supposée nulle, ou du moins négligeable pour l'utilisateur tenant sa tête naturellement, en position de repos. Le dispositif appui-tête suivant l'invention peut 5 avantageusement être équipé de divers moyens de réglage permettant un réglage plus fin des conditions présidant à son utilisation, avec pour objectif de l'adapter au cas par cas d'une part à l'utilisateur porteur du dispositif, d'autre part à chaque situation d'emploi, en améliorant à chaque instant le ressenti de l'utilisateur. 10 C'est ainsi que l'on peut prévoir notamment des moyens de réglage des effets de rappel assurés par chacun des deux ressorts, lesquels moyens seront de préférence accessibles au porteur en cours d'emploi du dispositif, sans qu'il ait besoin de retirer celui-ci ou de changer de position. 15 De préférence selon l'invention, le dispositif appui-tête comprend, en plus de la partie mécanique, une partie harnais constituée par un harnais fait de sangles attachées les unes aux autres en divers points d'attache qui sont de préférence réglables, les uns au départ en fonction de la morphologie propre de la 20 personne qui utilisera le dispositif, les autres par l'utilisateur lui-même en fonction du confort qu'il recherche dans chaque position et chaque application particulière. Les réglages à effectuer par l'utilisateur alors qu'il porte déjà le dispositif sur lui peuvent avantageusement se faire en agissant sur la longueur des sangles. 25 Le rôle de ce harnais est de maintenir le support dorsal de la partie mécanique fermement en place sur le haut du torse dans le dos de l'utilisateur porteur et de reporter de manière équilibrée les efforts à supporter depuis cette partie mécanique, notamment en les ramenant partiellement sur la poitrine du porteur de manière à 30 soulager son dos, ce qui est en général surtout souhaitable au niveau des vertèbres lombaires. Un harnais à sangles particulièrement efficace en soulagement des lombaires, avec en conséquence un effet de prévention de l'arthrose lombaire, sera décrit plus loin dans un mode 3057508 5 de réalisation particulier de l'ensemble du dispositif suivant l'invention. L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en 5 faisant référence à un tel mode de réalisation particulier du dispositif appui-tête suivant l'invention, illustré par les figures 1 à 4 dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective qui représente le dispositif appui-tête décrit en ses éléments mécaniques, sans le 10 harnais à sangles ; - la figure 2 représente un détail de la figure 1, dans une vue sous un autre angle, de l'extrémité haute de la partie mécanique ; - la figure 3 montre comment est constituée la partie harnais du dispositif appui-tête selon l'invention, qui est ici représentée quand 15 le harnais est attaché sur un utilisateur porteur, dans une vue vers la face antérieure du torse de l'utilisateur ; - la figure 4 illustre schématiquement l'utilisateur portant le dispositif appui-tête dans une vue de profil. Conformément à l'invention, le dispositif appui-tête décrit 20 ici, tel qu'il est illustré sur les figures, comporte essentiellement une partie mécanique et une partie harnais, réalisée à partir de sangles s'attachant les unes aux autres. Les éléments de la partie mécanique (fig. 1) comprennent principalement un repose-tête 1 qui est monté basculant à l'extrémité d'un coulisseau 3 lui-même monté 25 coulissant longitudinalement par rapport à un élément support de l'ensemble mécanique qui constitue ce que l'on appelle ici un support dorsal 2, au motif qu'il se porte fixe en haut du dos de l'utilisateur porteur du dispositif appui-tête, comme on le voit sur la figure 3. 30 Dans la présente description, les directions et orientations sont définies par référence au porteur debout, la verticale étant le long de sa colonne vertébrale, et avant et arrière correspondant à la face ventrale et à la face dorsale du porteur respectivement. 3057508 6 Le repose-tête 1 est configuré pour épouser la forme bombée sur lequel l'arrière de la tête d'un utilisateur vient en appui notamment lorsque la tête est inclinée vers l'arrière. Plus spécifiquement le repose-tête est essentiellement constitué par une 5 pièce principale, ou plaque interne 10, réceptrice de la tête du porteur ; c'est sur elle que vient appuyer la base occipitale du crâne. Cette pièce est rigide et avantageusement recouverte d'une enveloppe souple en une matière compressible, telle une mousse de polymère organique. Elle est de préférence réalisée en une matière 10 à mémoire de forme, de sorte que l'on peut lui donner une forme bombée adaptée au cas par cas pour épouser au mieux la forme occipitale de la personne à laquelle est destiné chaque dispositif appui-tête particulier. Le repose-tête 1 est mobile en basculement d'avant en 15 arrière par rotation au niveau de sa plaque interne 10 autour d'un axe transversal matérialisé par une tige 12 dont les extrémités sont retenues à travers des oreillettes en saillie de la pièce 10 qui se situent fixes en proéminence sur l'arrière du repose-tête en partie basse de celui-ci. Cette tige fait axe de charnière sur un embout 14 20 à pan coupé qui prolonge le coulisseau 3, comme le montrent les figures 1 et 2. Les mouvements du repose-tête 1 en rotation autour de l'axe de charnière s'exercent à l'encontre d'un ressort de torsion 13 enroulé autour de la tige 12 qui prend appui par l'une de ses pattes 25 d'extrémité sur l'arrière de la plaque 10 interne au repose-tête et dont l'autre patte d'extrémité traverse l'embout 14 pour se terminer en appui sur un méplat terminal du coulisseau 3. Le sens d'enroulement des spires du ressort sur l'axe tige 12 est défini de sorte à obtenir la torsion du ressort quand le repose-tête s'incline 30 vers l'arrière, lequel est ainsi sollicité à revenir vers l'avant dans sa position nominale initiale. Une vis de réglage 11 permet de fixer l'inclinaison initiale du repose-tête. Cette vis traverse le coulisseau 3 en sa partie centrale jusqu'à une butée appropriée formée fixe sur l'arrière du 3057508 7 repose-tête, et plus précisément ici solidaire de la plaque interne 10, sur sa face arrière. Elle est à tête moletée, ce qui permet à l'utilisateur portant le dispositif déjà sur lui de la manoeuvrer pour régler la force du ressort en fonctionnement. 5 Le support dorsal 2 forme un corps principal 5, se plaçant allongé verticalement sur la colonne vertébrale du porteur en fonctionnement, et deux ailes symétriques terminée par des fentes 21 et 22 servant à accrocher les bretelles du harnais. Le corps 5 est creux en sa partie supérieure, pour recevoir à coulissement le 10 coulisseau 3. Il contient un ressort de compression dont on voit apparaître les spires en 4 sur la figure 1. Ce ressort fait partie comme le ressort de torsion 13 des moyens de rappel élastique qui rappellent le repose-tête vers sa position nominale à l'encontre des efforts exercés dessus par le 15 porteur du dispositif lors de ses mouvements de tête en extension. Les deux ressorts agissent simultanément l'un sur la position en hauteur de cou de la charnière d'articulation du repose-tête sur l'appui dorsal, l'autre sur son inclinaison autour de cette charnière. Plus précisément, le ressort de compression 4 est contenu 20 guidé entre des portées opposées prévues l'une sur le coulisseau 3, l'autre dans l'appui dorsal 2 en sa partie basse, hors du coulisseau, pour former des butées entre lesquelles le ressort est plus ou moins comprimé quand la distance entre les deux butées varie. Bien que cela ne soit pas représenté en détails sur la figure, on peut 25 comprendre, à titre d'exemple, que le coulisseau 3 présente un alésage longitudinal dans lequel le ressort pénètre vers le haut jusqu'à un fond sur lequel il vient en butée en son extrémité supérieure et que les déplacements du coulisseau 3 dans l'appui dorsal 2 peuvent avantageusement être guidés par glissement 30 d'ergots dans des lumières longitudinales coopérantes. La position initiale du coulisseau 3 dans l'appui dorsal 2 est réglable au moyen d'une vis, vissée dans la matière du coulisseau, qui sert à l'enfonce plus ou moins, en modifiant ainsi la position de la butée haute du ressort 4. Cette vis est manoeuvrable par 3057508 8 l'utilisateur, au moyen d'une tête moletée 15 qui lui est accessible à travers une fenêtre ménagée dans le coulisseau (fig. 1). C'est ainsi que l'on peut régler la position que prend la charnière d'articulation du repose-tête dans sa position dite nominale. Une position initiale 5 peut être réglée pour adapter le dispositif appui-tête à la longueur de cou de son utilisateur habituel. Des réglages plus fins peuvent être commandés par l'utilisateur, éventuellement pendant qu'il porte le dispositif. Les effets du ressort de compression sont eux-mêmes 10 réglables par ailleurs. A cet effet, le dispositif décrit ici en exemple comporte des moyens de déplacement de la butée sur laquelle le ressort prend appui en son extrémité basse, à l'opposé de son extrémité en butée sur le coulisseau. C'est ainsi que l'on voit sur la figure 1 la tête moletée 40 d'une vis sans fin interne au corps 5 de 15 l'appui dorsal qui engrène avec un écrou intégré avec la portée faisant butée basse pour le ressort de compression. Cet écrou (ou un trou taraudé équivalent) est maintenu immobilisé en rotation. Il présente en effet un ergot 41 qui reste guidé dans une fente verticale 20 du corps de l'appui dorsal. En agissant sur la tête de vis 20 40, accessible à tout moment en bas de l'appui-tête, on règle le taux de compression du ressort. Accessoirement, on remarquera que l'ergot 41 étant visible dans la fente 20, il fournit une information visuelle concernant la force de poussée du ressort de compression 4. 25 Les figures 5 et 6 illustrent le dispositif appui-tête selon l'invention, dans le mode de réalisation particulier qui en est décrit ici, quand il est porté avec le harnais associé à la partie mécanique précédemment décrite. Le harnais maintient alors le support dorsal en haut et au centre du dos de l'utilisateur. 30 Le harnais est attaché de façon symétrique et réciproque, de chaque côté du support dorsal. Il comprend une partie haute à laquelle est attaché le support dorsal 2, complété ici par une partie basse qui est toutefois optionnelle. 3057508 9 La partie haute du harnais comprend deux bretelles 50, 51 qui s'attachent chacune aux extrémités respectives d'un coussin lombaire transversal 52. Ces bretelles passent dans les lumières ou fentes 21, 22 des ailes du support transversal et autour des épaules 5 de l'utilisateur. Elles se serrent à ce niveau au moyen de boucles de serrage 65 et 66, en stabilisant ainsi la longueur efficace des bretelles, laquelle est réglable par l'utilisateur en tirant devant lui sur les brins libres des sangles. Le cousin lombaire 52 est relié à la partie basse du harnais, 10 symétriquement par deux sangles latérales (la sangle gauche 57 est visible sur la figure 4). La partie basse est constituée de deux boucles 55, 56 qui viennent se serrer autour des cuisses au niveau du pli de l'aine. A ces deux boucles 55, 56 sont attachées respectivement deux sangles ventrales 54, 53, symétriquement de 15 chaque côté du bassin, qui se croisent sur devant le porteur pour venir s'attacher de manière réciproque respectivement sur les bretelles 50, 51, au niveau de la poitrine. Chacune des sangles passe par une boucle de serrage, de sorte que l'utilisateur peut en régler la longueur en tirant sur le brin libre devant lui. 20 Par le fait notamment qu'elle se croisent sur la poitrine de l'utilisateur, les sangles 53 et 54 ont pour effet de reprendre les efforts s'exerçant dans le dos de l'utilisateur en limitant ainsi la cambrure des lombaires et en évitant donc les traumatismes qui peuvent en résulter. Elles agissent par rappel au niveau des 25 épaules, ce qui a pour effet de renvoyer la force vers l'avant du bassin. Les boucles 55, 56 qui passent autour des jambes permettent d'empêcher le coussin dorsal 52 de remonter. Ceci permet de ne pas avoir à serrer la partie haute du harnais pour que le support dorsal reste dans sa position. La respiration de 30 l'utilisateur est ainsi facilitée. Une sangle pectorale 59 vient avantageusement compléter la partie haute du harnais. Elle est disposée transversalement sur la poitrine de l'utilisateur et elle s'attache de chaque côté à l'une des deux bretelles respectivement. Elle est aussi de longueur réglable. 3057508 10 Elle sert essentiellement à relier les deux bretelles entre elles en les tirant l'une vers l'autre sur le devant de façon à ce qu'elles ne risquent pas de gêner l'utilisateur par des frottement intempestifs sur les côtes et sous les aisselles comme en entraînent souvent les 5 mouvements des bras. La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixés. Elle fournît un dispositif appui-tête offrant un grand confort avec un port relativement long sans induire de fatigue musculo-squelettique, 10 notamment par report des efforts en soulagement des lombaires et adaptation fine à la morphologie du porteur (réglages à faire en particulier par une tierce personne sur l'utilisateur) et aux conditions particulières dans chaque situation d'utilisation (réglages accessibles à l'utilisateur, éventuellement par action d'une seule 15 main). REVENDICATIONS1. Dispositif appui-tête comportant un repose-tête (1) et un support dorsal (3) associé à un harnais (4) de maintien dudit support dorsal sur le dos d'un utilisateur porteur dudit dispositif, ledit repose-tête étant d'une part monté mobile en translation longitudinale le long du support dorsal et d'autre part monté articulé sur le support dorsal en basculement transversal en correspondance avec les déplacements de la tête du porteur dans ses mouvements d'extension, ainsi que des moyens de rappel élastique du repose- tête vers une position nominale qui agissent en synchronisme dans un suivi permanent des mouvements de la tête du porteur, par appui sans glissement au niveau de l'occiput, et qui sont réglables pour définir ladite position nominale du repose-tête en correspondance avec une position de repos naturelle de la tête de l'utilisateur. 2. Dispositif appui-tête suivant la revendication 1 dans lequel le repose-tête est mobile en basculement par rotation autour d'un axe de rotation (12) formant charnière sur un coulisseau (3) monté coulissant en translation dans un corps longitudinal (5) dudit support dorsal. 3. Dispositif appui-tête selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens de rappel élastique du repose-tête comportent un premier ressort agissant en antagonisme avec les mouvements de basculement transversal du repose-tête et un second ressort agissant en antagonisme avec les mouvements de translation longitudinale du repose-tête. 4. Dispositif appui-tête suivant la revendication 2 ou 3 dans lequel lesdits moyens de rappel élastique comportent un ressort de torsion (13) disposé autour dudit axe de rotation (12) et prenant appui sur le repose-tête et sur ledit coulisseau. 3057508 12 5. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, dans lequel lesdits moyens de rappel élastique du repose-tête comportent un ressort de compression maintenu guidé en butée sur ledit coulisseau (3) en son extrémité haute et en butée sur une portée 5 formée dans ledit corps longitudinal du support dorsal en son extrémité basse. 6. Dispositif suivant la revendication 1, dans lequel le repose-tête est monté mobile en basculement par rotation autour d'un axe de rotation (12) formant charnière, sur un coulisseau (3) 10 lui-même monté coulissant en translation dans un corps longitudinal (5) dudit support dorsal, et dans lequel lesdits moyens de rappel élastique du repose-tête comportent un premier ressort agissant en antagonisme avec les mouvements de basculement transversal du repose-tête par rapport audit coulisseau, et un 15 second ressort agissant en antagonisme avec les mouvements de translation longitudinale du repose-tête par coulissement dudit coulisseau par rapport audit corps longitudinale de l'appui dorsal. 7. Dispositif appui-tête suivant la revendication 6 dans lequel ledit premier ressort est un ressort de torsion (13) disposé 20 autour dudit axe de rotation (12) et prenant appui sur le repose- tête et sur ledit coulisseau et dans lequel ledit second ressort est un ressort de compression qui est maintenu guidé en butée sur ledit coulisseau (3) en son extrémité haute et en butée sur une portée formée dans ledit corps longitudinal du support dorsal en 25 son extrémité basse. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 4 et 7, comportant en outre des moyens de réglage de l'inclinaison vers l'arrière repose-tête par une vis (11) à tête moletée se vissant dans ledit coulisseau jusqu'à une butée formée fixe sur l'arrière du repose-tête. 3057508 13 8. Dispositif suivant l'une des revendications 5 et 7, comportant en outre des moyens de réglage de la distance entre une portée du coulisseau (3) sur laquelle ledit ressort de compression vient en butée en son extrémité haute et une portée 5 interne à l'appui dorsal contre laquelle ledit ressort de compression vient en butée en son extrémité basse, les moyens impliquant de préférence une vis à tête moletée accessible hors l'appui dorsal qui engrène avec un écrou immobilisé en rotation. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 5, 7 et 8, lo comportant des moyens de réglage d'une position initiale dudit coulisseau par rapport audit corps longitudinal de l'appui dorsal en fonction de la longueur de cou de l'utilisateur, au moyen d'une vis à tête moletée (15) accessible à travers une fenêtre dudit coulisseau. 15 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit harnais comporte d'une part une partie haute comprenant une paire de bretelles (50, 51) apte à prendre place sur les épaules de l'utilisateur et à laquelle vient se fixer le support dorsal, d'autre part une partie basse (55, 56) apte à 20 prendre place autour des cuisses de l'utilisateur et qui est solidarisée à la partie haute par des sangles ventrales (53, 54) agencées pour se croiser avant de s'attacher aux bretelles de ladite partie haute. 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel ledit 25 harnais comprend un cousin lombaire (52), s'attachant à la partie basse du harnais, symétriquement par deux sangles latérales (57). 12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, dans lequel ledit harnais comprend une sangle pectorale (59) s'attachant en ladite partie haute du harnais sur les deux bretelles.