Brevet FR2920013A1 — publié le 20090220

Elément de véhicule automobile comportant des moyens de génération de vibrations audibles et procédé de fabrication d'un tel élément La présente invention concerne un élément de véhicule automobile ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel élément Le document US 6 356 645 décrit un transducteur électroacoustique incluant un microphone et un haut-parleur, qui est disposé dans un véhicule automobile. Ce transducteur comporte un support qui peut être fixé entre l'appui-tête et le haut du dossier d'un siège de véhicule automobile, au niveau des tiges qui relient l'appui-tête au dossier, ou qui peut être intégré dans le coussin d'appui-tête lui-même. Ce dispositif peut servir pour téléphoner les mains libres. Le haut-parleur qu'il comporte peut être un haut-parleur, standard, à diaphragme, ou un haut-parleur piézo-électrique. L'intégration du haut-parleur au coussin de l'appui-tête n'est pas décrite. En fait, ce dispositif est en réalité très difficile à intégrer au coussin d'un appui-tête de véhicule 15 automobile du fait, notamment de son encombrement. Un but de la présente invention est de proposer un nouvel élément de véhicule automobile qui comporte des moyens de génération de vibrations audibles, faciles à intégrer. Ce but est atteint au moyen d'un élément de véhicule automobile comportant 20 une surface destinée à être disposée dans l'habitacle d'un véhicule automobile et des moyens de génération de vibrations de fréquences audibles. Selon l'invention, lesdits moyens de génération de vibrations sont disposés sur ladite surface et comportent : - une membrane qui comporte au moins une couche en polymère électroactif et qui est montée sur ladite surface de manière à ce que ladite membrane soit apte à vibrer 25 selon une direction sensiblement normale à la surface de ladite membrane ; - un générateur haute tension, électriquement relié à ladite membrane et capable de délivrer un courant électrique alternatif dans la plage de fréquence acoustique que l'on souhaite reproduire d'une fréquence comprise entre 20Hz et 15kHz, et - un corps déformant qui déforme ladite membrane selon ladite direction, 30 moyennant quoi ladite membrane qui est tendue par ledit corps déformant, vibre, selon 2 2920013 ladite direction, selon une fréquence audible, lorsque ledit générateur délivre un courant électrique alternatif d'une fréquence comprise entre 20 Hz et 15kHz, à ladite membrane. Les moyens de génération de vibrations audibles précités sont peu encombrants et en particulier, fort plats. Ils peuvent ainsi être parfaitement intégrés à l'élément de 5 véhicule automobile. Au sens de la présente invention, les moyens de génération de vibrations audibles sont aptes à restituer les fréquences de la voix, d'une musique ou de générer un simple son. Ils peuvent être ainsi utilisés comme de simples avertisseurs sonores qui signalent un évènement ou comme de véritables haut-parleurs et/ou microphones car le principe de fonctionnement des polymères électroactifs est 10 réversible. Le document US 6 545 384 décrit bien un transducteur qui comporte une membrane en polymère électroactif et qui peut être utilisé comme haut-parleur ou microphone. Néanmoins ce document ne décrit pas en détail le procédé de fabrication d'un tel haut-parleur et ne suggère pas de l'inclure dans un élément de véhicule automobile. Selon un mode de réalisation particulier, ledit corps déformant est une mousse électriquement isolante et est disposé entre ladite membrane et ladite surface, ladite membrane écrasant ledit corps déformant lorsqu'elle vibre selon ladite direction. Avantageusement, la surface précitée est la surface d'une portion dudit élément et ledit corps déformant fait partie intégrante de ladite portion, ce qui réduit le nombre d'étapes de fabrication de l'élément de l'invention et donc son coût. Par ailleurs, la portion précitée peut être en mousse ; la Demanderesse a ainsi mis en évidence qu'il est possible d'utiliser les mousses couramment utilisées dans l'industrie automobile, comme par exemple, la mousse de polyuréthane, pour la mise en oeuvre du corps déformant des moyens de génération de vibrations audibles tels que précités. C'est donc le mérite de la Demanderesse que d'avoir constaté qu'il est possible d'utiliser les éléments de véhicule automobile qui comportent une portion en mousse déjà existante, pour y intégrer des moyens de génération de vibration audibles tels que précités. Les éléments de véhicule automobile n'ont donc pas à être modifiés pour y intégrer les moyens de génération précités, ce qui rend l'intégration de ces moyens très simple et peu coûteuse. Le mode de montage de la membrane sur la surface de l'élément de véhicule automobile n'est pas limité selon l'invention. Ainsi, la membrane de polymère électroactif peut être fixée sur un cadre et ledit cadre peut être fixé sur ladite surface. La membrane peut aussi, selon un mode de réalisation simplifié, être fixée, directement, sur un cadre intégré à ladite surface. La membrane peut avant sa fixation sur le cadre être mise en tension c'est-à-dire tendue. Avantageusement, la membrane est tendue (mise en tension) puis fixée ensuite 10 sur un cadre, ce qui augmente le déplacement de la membrane et donc la puissance acoustique. Le cadre n'est pas forcément plan, il peut présenter une forme adaptée à la géométrie de ladite surface de manière à faciliter l'intégration des moyens de génération de vibrations à l'élément de véhicule automobile de l'invention. Ainsi, ledit cadre peut 15 présenter une forme qui épouse au moins partiellement ladite surface. Selon un mode de réalisation particulier, ledit corps déformant est formé par ledit cadre qui présente des portions contenues dans des plans d'orientation différentes. La membrane peut ensuite être déformée par un corps déformant en mousse ou autre ou n'être pas davantage déformée, sa déformation du fait de la forme du cadre 20 permettant sa vibration, sous l'effet d'un courant électrique dans des fréquences audibles. La Demanderesse a également constaté que lorsque l'élément déformant est en une mousse qui présente un faible coefficient d'amortissement et une forte élasticité, les vibrations sont générées linéairement sur une plus grande plage de fréquences qui 25 permettent de reproduire la voix ou de la musique. Ainsi, la mousse peut être du type polyuréthanne ou tout autre type utilisé dans l'industrie automobile. Le polymère électroactif est du type électronique et par exemple, du type diélectrique en matériau polymère acrylique ou silicone. Selon l'invention, l'élément de véhicule automobile peut être le coussin en mousse d'un appui-tête de véhicule automobile et, dans ce cas, ladite surface est située au niveau des oreilles d'un utilisateur. Dans cette position, les vibrations générées sont facilement audibles par l'utilisateur car elles sont, en particulier, bien dirigées et proches, même si elles sont de faible intensité. De plus, les sons produits par les moyens de génération de vibrations audibles de l'invention sont ainsi inaudibles pour l'entourage de l'utilisateur. L'élément peut également être la planche de bord d'un véhicule automobile, cette dernière étant souvent matelassée et capitonnée par une couche de mousse 10 disposée entre une paroi rigide et le matériau de couverture. L'élément peut aussi être un ouvrant de véhicule automobile, tel qu'une portière, un hayon ou tout autre ouvrant. En effet, de tels ouvrants comportent souvent une ou des portions de mousse orientées vers l'habitacle ce qui facilite l'intégration des moyens de génération de vibrations audibles tels que précités. 15 Lesdits moyens de génération de vibrations peuvent être aptes à fonctionner comme un microphone et/ou comme un haut-parleur. La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un élément de véhicule tel que précité, selon lequel : -on forme une portion de mousse qui présente une surface destinée à être 20 disposée dans l'habitacle d'un véhicule automobile et qui comporte, sur ladite surface, une protubérance constituant ledit corps déformant en mousse et faisant partie intégrante de ladite portion en mousse ; - on fixe sur un cadre une membrane qui comporte au moins une couche de polymère électroactif ; 25 - on fixe ledit cadre sur lequel est fixée ladite membrane sur ladite surface manière à ce que ladite protubérance déforme ladite membrane selon une direction sensiblement normale à la surface de ladite membrane. Au sens de la présente invention, on entend par le terme protubérance , une zone de mousse qui dépasse de la surface globale de la portion de mousse et qui 30 correspond donc à un surplus local de matière et également, une zone de mousse qui, localement, est de plus grande épaisseur, ce qui peut être obtenu, par exemple, en creusant une gorge qui définit une forme fermée, tel qu'un cercle ou équivalent, et qui délimite en son sein, une zone de mousse qui dépasse au-dessus du fond de la gorge. La membrane peut être tendue avant d'être fixée sur le cadre. La présente invention, ses caractéristiques et les différents avantages qu'elle procure seront mieux compris à la lecture de la description qui suit de deux modes de réalisation, présentés à titre d'exemples non limitatifs, et qui fait référence aux dessins annexés, sur lesquels : -la figure 1 représente une vue en perspective avec coupe partielle d'un détail 10 d'un premier mode de réalisation de l'invention ; -la figure 2 représente un second mode de réalisation de l'invention Comme représenté sur la figure 1, les moyens de génération de vibrations équipant un élément de véhicule automobile selon l'invention comportent un cadre 1 qui peut être métallique, de forme sensiblement ovale, sur lequel est tendue une 15 membrane 2 qui comporte au moins une couche en polymère électroactif . Le cadre 1 repose sur la surface 31 d'un élément de véhicule automobile 3. Un corps en mousse 4 est disposé sur la surface 31 entre la membrane 2 et la surface 31 de manière à déformer la membrane 2 selon une direction D, sensiblement perpendiculaire au plan du cadre 1, qui correspond sensiblement au plan P (indiqué en pointillés) défini par la membrane 2 20 non déformée. Cette direction D est donc également localement perpendiculaire à la surface 31 de l'élément de véhicule automobile 3 et donc située hors de la membrane 2. On applique une tension alternative entre la face interne 21 de la membrane 2, qui est orientée vers le corps déformant en mousse 4 et la face externe 22 qui est orientée vers l'extérieur. Les deux faces 21 et 22 de la membrane 2 sont recouvertes 25 d'une électrode conductrice, par exemple, une graisse conductrice. La membrane 2 comportant une couche en polymère électroactif, se met à vibrer sous l'effet du passage du courant électrique et produit des sons audibles. La membrane 2 peut comporter une ou plusieurs couches de polymère électroactif et donc plusieurs couches d'électrodes déformables. La membrane 2 peut être tendue avant d'être fixée sur le cadre 1 ce qui augmente l'intensité des vibrations générées et donc la puissance acoustique produite pour une même énergie électrique consommée. Par exemple, il est possible d'utiliser une membrane de lmm et de l'étirer de manière à ce que son épaisseur soit de l'ordre de 1/10 de mm. Après cette étape de mise en tension, la membrane 2 est fixée, tendue, sur le cadre 1. La membrane 2 peut être du type polymère acrylique tel que par exemple, les polymères acryliques de la série 4900 VHB produits par la société 3M Corps. La tension électrique appliquée est de l'ordre de 1 à 5 kV et l'intensité du 10 courant est de l'ordre du micro ampère. Il est également possible, selon la présente invention d'utiliser un cadre gauche qui présente une forme adaptée à la surface à laquelle les moyens de génération de vibrations doivent être intégrés. Cette surface peut être une surface quelconque, pas nécessairement une surface disposée sur un élément de véhicule automobile. Dans ce 15 cas, la forme non plane du cadre permet de tendre la membrane et d'obtenir des vibrations audibles. La membrane n'est donc pas forcément déformée par un élément en mousse tel que précité. Les éléments du second mode de réalisation représenté sur la figure 2 qui sont en commun avec les éléments du premier mode de réalisation précité sont référencés à 20 l'identique. Comme représenté sur la figure 2, l'élément de véhicule automobile peut être un coussin d'appui-tête 3. Dans ce cas, un haut-parleur tel que précité est inséré de chaque côté du coussin 3, au niveau des oreilles de l'utilisateur. Dans le cas présent, le cadre 1 est gauche de manière à épouser l'arrondi du coin du coussin d'appui-tête 3. La membrane 2 qui est tendue sur le cadre 1 en épouse la forme. Le haut-parleur ainsi 25 formé présente alors la forme la plus adaptée pour son intégration à l'élément de véhicule. La mousse du coussin 3 qui forme une protubérance vient déformer la membrane 2 pour lui permettre de vibrer localement selon une direction sensiblement perpendiculaire à la membrane 2. Selon un autre mode de réalisation non représenté, le cadre 1 est gauche comme 30 dans le second mode de réalisation et la membrane n'est pas déformée par la mousse du coussin d'appui-tête 3. La seule forme du cadre 1 permet de faire vibrer la membrane 2 dans des fréquences audibles. Il existe donc, dans ce cas, un espace entre la membrane et la surface du coussin d'appui-tête. Un procédé de fabrication d'un élément de véhicule automobile va maintenant être décrit. Par souci de simplification, ce procédé concerne la fabrication d'un appui-tête de véhicule automobile mais il est bien évidemment transposable à tout élément de véhicule automobile qui comporte une portion en mousse qui présente une surface destinée à être disposée clans un véhicule automobile. Bien évidemment, la forme de la protubérance est adaptée à la forme du cadre 1 et à celle de la membrane 2. Le coussin d'appuie-tête 3 est constitué d'un bloc de mousse polyuréthanne. De préférence, lors de sa fabrication, on prévoit une protubérance à sa surface. Ceci permet d'éviter une étape qui consisterait à former la protubérance par ajout d'un corps en mousse à la surface du coussin. Il est également possible de former, par exemple, lors de la fabrication du coussin, une gorge, de forme fermée, qui délimite une portion de coussin qui est assimilée à une protubérance, même si cette portion ne dépasse pas de la surface globale du coussin, mais seulement de la surface du fond de la gorge. Cette gorge a une forme qui lui permet de recevoir le cadre 1, la zone de mousse délimitée par la gorge faisant office de corps déformant. On tend ensuite une membrane 2 telle que définie en référence à la figure 1, sur un cadre 1 et on vient fixer, par collage, par exemple, le cadre 1 revêtu de la membrane 2 sur la protubérance du coussin 3 de manière à ce que la membrane 2 soit déformée comme représenté sur la :figure 1. Dans le cas de la gorge, le cadre 1 est disposé au fond de la gorge et la portion de coussin qui est délimitée par la gorge fait office de protubérance déformatrice. Les connexions électriques sont ensuite mises en place afin de faire vibrer la membrane 2. Le coussin 3 peut ensuite être recouvert d'un textile. Dans le cas d'un cadre 1 fixé dans une gorge, le haut-parleur ainsi formé ne forme aucune bosse à la surface du coussin et est donc parfaitement invisible. Revendications 1. Elément de véhicule automobile (3) comportant une surface (31) destinée à être disposée dans l'habitacle d'un véhicule automobile et des moyens de génération de 5 vibrations de fréquences audibles, caractérisé en ce que lesdits moyens de génération de vibrations sont disposés sur ladite surface et comportent : - une membrane (2) qui comporte au moins une couche en polymère électroactif et qui est montée sur ladite surface (31) de manière à ce que ladite membrane (2) soit apte à vibrer selon une direction (D) sensiblement normale à la surface de 10 ladite membrane (2); - un générateur haute tension, électriquement relié à ladite membrane (2) et capable de délivrer un courant électrique alternatif d'une fréquence comprise entre 20Hz et 15kHz , et - un corps déformant (4) qui déforme ladite membrane (2) selon ladite direction 15 (D), moyennant quoi ladite membrane (2) qui est tendue par ledit corps déformant (4), vibre, selon ladite direction (D), selon une fréquence audible, lorsque ledit générateur délivre un courant électrique alternatif d'une fréquence comprise entre 20 Hz et 15kHz, à ladite membrane (2). 2. Elément de véhicule automobile (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce 20 que ledit corps déformant (4) est une mousse électriquement isolante et est disposé entre ladite membrane (2) et ladite surface (31), ladite membrane (2) écrasant ledit corps déformant (4) lorsqu'elle vibre selon ladite direction (D). 3. Elément de véhicule automobile (3) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite surface (31) est la surface d'une portion dudit élément (3) et en ce que ledit 25 corps déformant (4) fait partie intégrante de ladite portion. 4. Elément de véhicule automobile (3) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite membrane (2) est fixée sur un cadre (1) et en ce que ledit cadre (1) est fixé sur ladite surface (31). 5. Elément de véhicule automobile (3) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit corps déformant est formé par ledit cadre (1) qui présente des portions contenues dans des plans d'orientation différentes. 6. Elément de véhicule automobile (3) selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ledit cadre (1) présente une forme qui épouse au moins partiellement ladite surface (31). 7. Elément de véhicule automobile (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément (3) est le coussin en mousse d'un appui-tête de véhicule automobile et en ce que ladite surface (31) est située au niveau des oreilles d'un utilisateur. 8. Elément de véhicule automobile selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément (3) est choisi parmi la planche de bord d'un véhicule automobile et un ouvrant de véhicule automobile. 9. Procédé de fabrication d'un élément de véhicule automobile (3) comportant une surface (31) destinée à être disposée dans l'habitacle d'un véhicule automobile et des moyens de génération de vibrations de fréquences audibles qui sont disposés sur ladite surface et comportent : -une membrane (2) qui comporte au moins une couche en polymère électroactif et qui est montée sur ladite surface (31) de manière à ce que ladite membrane (2) soit apte à vibrer selon une direction (D) sensiblement normale à la surface de ladite membrane (2); - un générateur haute tension, électriquement relié à ladite membrane (2) et capable de délivrer un courant électrique alternatif d'une fréquence comprise entre 20Hz et 15kHz , et - un corps déformant (4) qui déforme ladite membrane (2) selon ladite direction (D), moyennant quoi ladite membrane (2) qui est tendue par ledit corps déformant (4), vibre, selon ladite direction (D), selon une fréquence audible, lorsque ledit générateur délivre un courant électrique alternatif d'une fréquence comprise entre 20 Hz et 15kHz, à ladite membrane (2), caractérisé en ce que-on forme une portion de mousse qui présente une surface (31) destinée à être disposée dans l'habitacle d'un véhicule automobile et qui comporte sur ladite surface (31), une protubérance constituant ledit corps déformant en mousse et faisant partie intégrante de ladite portion en mousse ; - on fixe sur un cadre (1) une membrane (2) qui comporte au moins une couche de polymère électroactif ; -on fixe ledit cadre (1) sur lequel est fixée ladite membrane (2) sur ladite surface (31) de manière à ce que ladite protubérance déforme ladite membrane (2) selon une direction (D) qui est sensiblement normale à la surface de ladite membrane (2).