Brevet FR2843343A1 — publié le 20040213

Appuie-tête actif pour siège de véhicule roulant. La présente invention se rapporte à un appuie-tête actif pour un siège de véhicule roulant, comprenant une surface d'appui pour la tête 5 de l'occupant du siège, des moyens pour relier l'appuie-tête au dossier du siège de manière que ladite surface d'appui soit mobile entre une position arrière et une position avant, et des moyens d'actionnement pour amener ladite surface d'appui de ladite position arrière à ladite position avant. Lors d'un choc arrière, la tête de l'occupant d'un siège de véhicule automobile subit, par rapport au tronc qui est en appui contre le dossier du siège, une accélération vers l'arrière susceptible d'entraîner un traumatisme cervical, phénomène plus connu sous le nom de " coup du lapin ". Pour limiter les lésions engendrées par ce phénomène, au moins les sièges avant des véhicules automobiles sont à l'heure actuelle systématiquement équipés d'un appuie-tête en haut du dossier. Or, tout au moins pour le conducteur du véhicule, une certaine distance de l'ordre de 60 mm entre l'appuie-tête et la tête est 20 généralement considérée comme nécessaire, pour le confort de conduite. De ce fait, malgré la présence de l'appuie-tête en haut de dossier, le phénomène de " coup du lapin "se produit en cas de choc arrière et peut conduire à des lésions cervicales. C'est la raison pour laquelle il a déjà été proposé d'associer au 25 siège un appuie-tête dit " réactif " (voir par exemple WO 98 09 838, US 6 024 406, DE 199 61 618, EP 1 026 029, EP 1 084 901). Un tel appuie-tête réactif comprend un mécanisme d'actionnement incorporé au siège pour faire avancer l'appuie-tête, ce mécanisme étant activé par le dos ou le bassin de l'occupant du siège en cas de choc arrière. Ces systèmes, qui sont réutilisables, ne permettent pas de protéger l'occupant du siège dans toutes les configurations et toutes les positions de conduite. De plus, le mécanisme d'actionnement de l'appuie- tête ne peut pas être intégré à des sièges à dossiers de faible épaisseur, par exemple des sièges comprenant une coque de dossier et un matériau de garnissage de faible épaisseur. Une autre solution proposée consiste à intégrer un élément absorbeur d'énergie, plastiquement déformable, dans la structure du 5 siège pour autoriser un déplacement plus important du dos de l'occupant dans le dossier (système " WHIPS " de Volvo). En cas de choc arrière, dans un premier temps, le bas du dossier du siège recule et la tête de l'occupant vient ainsi s'appuyer sur l'appuie-tête. Ensuite, le siège et l'appuietête effectuent un mouvement parallèle au corps, 10 puis l'ensemble du dossier s'incline de sorte que le corps est maintenu dans un état d'équilibre. Ainsi, le mouvement relatif de la tête est limité par rapport au thorax, ce qui réduit l'effet de " coup du lapin ". L'amortissement est plus progressif, car il se fait sur plusieurs dizaines de centimètres. Cette solution est contraignante, car elle 15 nécessite le remplacement de l'élément déformé après le choc arrière. On pourrait également envisager de modifier la structure du dossier du siège en augmentant son épaisseur, pour permettre ainsi aux épaules de l'occupant de s'enfoncer plus profondément dans le dossier, afin de rattraper ainsi le jeu initial tête-appuie-tête. Cette solution est 20 également contraignante, car elle implique qu'aucune structure de dossier n'interagisse avec les épaules de l'occupant lors du déplacement du thorax. Elle n'est pas non plus applicable à une conception de siège à dossier mince, par exemple avec une coque de dossier et un matériau de garnissage de faible épaisseur. Enfin, il existe de multiples propositions d'appuie-tête dit " actif ", consistant à utiliser un appuie-tête mobile entre une position arrière et une position avant et des moyens d'actionnement commandés, par exemple par des détecteurs de chocs ou de collision, pour déplacer l'appuie-tête en position avant sous l'action de ressorts, 30 d'actionneurs électriques, pneumatiques, ou autres (voir par exemple DE 197 31 058, WO 01 23 210, US 5 694 320, US 6 199 900, US 6 196 580, EP 1 055 553). L'inconvénient principal de tous ces appuie-tête actifs, que l'on retrouve d'ailleurs également sur la plupart des appuie-tête réactifs, consiste dans le fait que ces appuie-tête sont pour la plupart mobiles vers l'avant par pivotement autour d'un axe situé en dessous de l'appuie- tête, au niveau du dossier du siège, ce qui fait que la vitesse d'avancement de la surface d'appui pour la tête et l'amplitude 5 du mouvement d'avancement de cette surface d'appui, pour un angle de pivotement donné, sont fonction du réglage en hauteur de l'appuietête, de sorte que l'action de ces appuie-tête est difficile à contrôler sur des occupants de tailles différentes et également lorsque l'appuietête n'a pas été ou a été mal réglé en hauteur en fonction de la taille de 10 l'occupant. Le fait que sur certains de ces appuie-tête pivotants, le mouvement de pivotement vers l'avant s'accompagne d'un mouvement de montée de l'appuie-tête, ne change pas cette situation. La présente invention a pour objet un appuie-tête actif permettant une action contrôlée sur la tête de l'occupant, quelle que 15 soit la taille de ce dernier. L'invention a également pour objet un appuie-tête actif qui puisse être intégré sans problème à un siège ayant un dossier mince constitué, par exemple d'une coque de dossier et d'un matériau de garnissage de faible épaisseur. L'invention a, de plus, pour objet, un appuie-tête actif comportant un système anti-retour qui freine l'effort de l'appuie-tête sur la tête et bloque automatiquement l'appuie-tête en position avant. Enfin, l'invention a pour objet un appuie-tête actif qui puisse être réarmé à volonté. L'appuie-tête actif selon l'invention, destiné à un siège de véhicule roulant, comprend une surface d'appui pour la tête de l'occupant du siège, des moyens pour relier l'appuie-tête au dossier du siège, de manière que ladite surface d'appui soit mobile entre une position arrière et une position avant, et des moyens d'actionnement 30 pour amener ladite surface d'appui de ladite position arrière à ladite position avant. L'appuie-tête comprend une partie arrière fixe destinée à être reliée au dossier du siège et une partie avant qui définit ladite surface d'appui et est mobile en translation vers l'avant par rapport à la partie fixe sous l'effet des moyens d'actionnement. La subdivision de l'appuie-tête en une partie arrière fixe et une partie avant mobile en translation par rapport à la partie fixe fait que le mouvement de la partie mobile vers l'avant est parfaitement contrôlé, tant en vitesse qu'en amplitude, et cela quelle que soit la 5 taille de l'occupant du siège. Il est ainsi en particulier possible de donner à l'appuie-tête une hauteur suffisante pour que l'appuie-tête convienne à des occupants de tailles différentes, sans nécessiter aucun réglage en hauteur. La partie fixe et la partie mobile de l'appuie-tête peuvent être intégrées dans une même coiffe extensible. De préférence, la partie fixe et la partie mobile de l'appuie-tête comprennent des moyens complémentaires de guidage en translation (horizontale ou sensiblement horizontale) de la partie mobile sur la partie fixe. Pour améliorer la compacité de l'appuie-tête, les moyens de 15 guidage en translation peuvent être de préférence des moyens télescopiques. Les moyens d'actionnement peuvent comprendre tout moyen mécanique, électrique ou pneumatique, de préférence au moins un ressort qui, dans la position arrière de la partie mobile, est 20 précontraint et sollicite la partie mobile vers la position avant, des moyens de retenue pour maintenir la partie mobile à la position arrière et des moyens de déclenchement commandés pour libérer les moyens de retenue. Le ressort peut de préférence comprendre un ressort mécanique, 25 par exemple un ressort hélicodal de compression qui peut alors être incorporé aux moyens de guidage télescopiques, lesquels peuvent avantageusement comprendre au moins deux guidages situés sur les deux côtés de l'appuie-tête. Les moyens de déclenchement commandés pour libérer les 30 moyens de retenue peuvent comprendre des moyens pneumatiques, hydrauliques, mécaniques ou de préférence un actionneur électrique. Suivant un mode de réalisation préféré, l'appuie-tête comprend en outre un système anti-retour, de préférence un système à cliquet, qui bloque la partie mobile en position avant. L'appuie-tête comprend, en plus, de préférence un système de réarmement pour supprimer l'action du système anti-retour et permettre de ramener la partie mobile de la position avant à la position arrière, à l'encontre de l'effet des moyens d'actionnement, et de la retenir à la position arrière. En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'un appuie-tête actif suivant l'invention; sur les dessins: -la figure 1 est un schéma de principe illustrant le 10 fonctionnement de l'appuie-tête suivant l'invention; et -les figures 2 et 3 sont des vues schématiques de dessus de l'appuie-tête en position non activée et en position activée. Tel qu'illustré par les dessins, un appuie-tête 1 actif suivant l'invention comprend une partie arrière 2 fixe reliée au dossier non 15 représenté d'un siège de véhicule automobile, et une partie avant 3 montée de façon mobile en translation par des moyens de guidage 4 sur la partie fixe 2, de manière à être mobile en translation horizontale par rapport à la partie fixe 2, entre une position arrière visible sur la figure 2 et en traits pleins sur la figure 1 et une position avant visible 20 sur la figure 3 et en tirets sur la figure 1 Tel que cela apparaît surtout sur les figures 2 et 3, la surface d'appui 3a de la partie mobile 3 se trouve, en position arrière de la partie 3, à distance en arrière de la tête de l'occupant du siège et, en position avant, sensiblement en contact avec la tête de l'occupant. L'appuie-tête 1 comprend, par ailleurs, des moyens 5 représentés sous la forme d'au moins un ressort 5 précontraint entre la partie arrière 2 et la partie avant 3, lorsque cette dernière se trouve à la position arrière, pour solliciter la partie mobile 3 vers la position avant. L'appuie-tête comprend, de plus, des moyens de retenue 6 pour 30 retenir la partie mobile 3 en position arrière, à l'encontre de l'action du ressort 5. Selon la figure 1, les moyens de retenue 6 comprennent ici, sur la partie mobile 3, un mentonnet 7 et sur la partie fixe 1 un loquet 8 sollicité par un ressort 9 vers la position dans laquelle le loquet 8 coopère avec le mentonnet 7 en vue de la retenue de la partie mobile 3 en position arrière, à l'encontre de l'action du ressort 5. Le loquet 8 peut par ailleurs être activé en vue de son déplacement à l'encontre de l'action du ressort 9, pour la libération du mentonnet 7, par un actionneur 10 constitué, par exemple, par un actionneur électromagnétique monté sur la partie fixe 2. Il est à remarquer que le mentonnet 7 et le loquet 8 présentent un profil (par exemple en trapèze) tel que le mentonnet 7, lorsque la partie mobile 3 est poussée vers la position arrière à l'encontre de l'action du ressort 5, puisse repousser le loquet 8 à l'encontre de 10 l'action du ressort 9, le loquet 8 étant ensuite ramené par le ressort 9 en position de retenue du mentonnet 7 (réarmement de l'appuie-tête). Sur les figures 2 et 3, qui ne font pas apparaître les moyens de retenue 6 de la figure 1, on reconnaît que les moyens de guidage 4 sont constitués par deux guidages télescopiques situés sur les côtés latéraux 15 opposés de l'appuie-tête 1, les ressorts 5 étant intégrés à ces guidages 4. Par ailleurs, sur les figures 2 et 3, sur lesquelles la partie fixe 2 est symbolisée par une ligne en traits mixtes, il apparaît que la partie mobile 3 porte, sur le côté tourné vers la tête de l'occupant du siège, 20 un matériau de garnissage 11 constitué de préférence par une mousse à caractère viscoélastique. De tels matériaux déformables présentent la particularité d'être souples à des vitesses de déformation faibles et de devenir plus durs à des vitesses de déformation plus élevées. De tels matériaux à caractère 25 viscoélastique procurent ainsi un bon confort et, en même temps, limitent l'enfoncement de la tête dans l'appuie-tête (dans le garnissage 11), et évitent également les rebonds de la tête lors de l'activation de l'appuietête. On reconnaît également sur les figures 2 et 3 un système anti30 retour 12, constitué ici par un cliquet 13 articulé en 14 sur la partie mobile 3 et sollicité par un ressort 15 contre une crémaillère 16. Cette dernière comporte des dents de préférence en dents de scie, de telle manière que le cliquet 13, lors du passage de la partie mobile 3 de la position arrière selon la figure 2 à la position avant selon la figure 3, sous l'action des ressorts 5, après libération des moyens de retenue 6 pour l'actionneur 10 (voir figure 1), puisse " sauter " les dents, mais empêche tout retour vers l'arrière de la partie mobile 3. En vue du réarmement manuel de l'appuie-tête, qui implique 5 précisément un retour de la partie mobile 3 à la position arrière avec compression des ressorts 5, selon la figure 2, jusqu'au blocage dans cette position par les moyens de retenue 6 selon la figure 1, la crémaillère 16, constituée par une tige, est montée mobile en rotation autour de son axe sous l'action d'une manette 17. De préférence, la 10 tige constituant la crémaillère 16 est sollicitée angulairement autour de son axe par un ressort de rappel non représenté vers la position dans laquelle ses dents se trouvent en regard du cliquet 13, de sorte que lorsque la manette 17 est lâchée, la crémaillère 16 soit automatiquement repositionnée à la position anti-retour, selon la 15 figure 2. Enfin, il ressort des figures 2 et 3 que l'appuie-tête 1 dans son ensemble est intégré dans une coiffe 18 extensible, commune aux deux parties 2 et 3. Le déclenchement du système, au niveau de l'actionneur 10, 20 peut se faire par exemple de façon usuelle sur la base d'informations de déplacement ou d'accélération. Ces informations peuvent être obtenues par exemple par le déplacement du pare-chocs arrière du véhicule, par le mouvement du thorax de l'occupant dans le dossier, ou également par des capteurs de recul à ultrasons, situés par exemple 25 dans le pare-chocs arrière du véhicule. Les informations d'accélération peuvent être obtenues par exemple par le calculateur de déclenchement des coussins gonflables (airbags) ou par des capteurs d'accélération séparés. Dans tous les cas, l'information ainsi obtenue peut être de 30 préférence traitée et analysée par un algorithme de contrôle pour vérifier que le choc qui s'est produit (ou qui est sur le point de se produire) nécessite bien l'activation. Compte tenu de la subdivision de l'appuie-tête en une partie arrière fixe et en une partie avant mobile en translation horizontale par rapport à la partie fixe, le mouvement d'avancement de la surface d'appui 3a de la partie mobile est parfaitement contrôlable, quelle que soit la position de réglage en hauteur de l'appuie-tête en vue de l'adaptation à la taille de l'occupant du siège. L'appuie-tête suivant l'invention peut également, du fait de sa structure et de son fonctionnement, être un appuie-tête non réglable en hauteur, ayant une hauteur suffisante pour convenir à des occupants de tailles différentes. Par ailleurs, l'appuie-tête selon l'invention convient 10 particulièrement pour des sièges à dossier mince, par exemple des sièges comprenant un dossier composé d'une coque de dossier et d'un matériau de garnissage de faible épaisseur. Enfin, il y a lieu de noter que les moyens de guidage en translation, les ressorts de déploiement de la partie mobile, les moyens 15 de retenue, les moyens de déclenchement et les moyens anti-retour, de même que les moyens de réarmement, peuvent être remplacés par des moyens équivalents à ceux représentés et décrits à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs. REVENDICATIONS 1-Appuie-tête actif pour un siège de véhicule roulant, comprenant une surface d'appui pour la tête de l'occupant du siège, des moyens pour relier l'appuie-tête au dossier du siège de manière 5 que ladite surface d'appui soit mobile entre une position arrière et une position avant, et des moyens d'actionnement pour amener ladite surface d'appui de ladite position arrière à ladite position avant, caractérisé par le fait qu'il comprend une partie arrière fixe (2) destinée à être reliée au dossier du siège et une partie avant (3) qui 10 définit ladite surface d'appui et est mobile en translation vers l'avant par rapport à la partie fixe sous l'effet des moyens d'actionnement (5). 2-Appuie-tête suivant la revendication 1, caractérisé par le fait quela partie fixe (2) et la partie mobile (3) comprennent des moyens (4) de guidage en translation horizontale de la partie mobile sur la 15 partie fixe. 3-Appuie-tête suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens (4) de guidage en translation sont télescopiques. 4-Appuie-tête suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'actionnement comprennent au moins un ressort (5) 20 qui, dans la position arrière de la partie mobile (3), est précontraint et sollicite la partie mobile vers la position avant, des moyens de retenue (6) pour maintenir la partie mobile (3) à la position arrière et des moyens de déclenchement commandés (10) pour libérer les moyens de retenue (6). 5-Appuie-tête suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le ressort comprend un ressort mécanique (4). 6-Appuie-tête suivant les revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que le ressort est un ressort hélicodal de compression (5) incorporé aux moyens de guidage télescopiques (4). 7-Appuie-tête suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que les moyens de déclenchement comprennent un actionneur électrique (10). 8-Appuie-tête suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un système anti-retour (12) qui bloque la partie mobile (3) en position avant. 9-Appuie-tête suivant la revendication 8, caractérisé par le fait 5 que le système anti-retour (12) comprend un système à cliquet (13, 14, , 16). -Appuie-tête suivant la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comprend un système de réarmement (17) pour supprimer l'action du système anti-retour (12) et permettre de ramener la partie 10 mobile (3) de la position avant à la position arrière et de la retenir à la position arrière.