Brevet FR3032923A1 — publié le 20160826

B13892 - 3776 1.FR 1 DISPOSITIF THERMIQUE POUR SIÈGE DE VÉHICULE AUTOMOBILE Domaine La présente description concerne de façon générale les sièges pour véhicule automobile et, plus particulièrement, les dispositifs thermiques (chauffants ou refroidissants) équipant de tels sièges. La présente description concerne plus particulièrement les nappes thermiques intercalées entre la matelassure et la coiffe d'une garniture d'élément de siège. Exposé de l'art antérieur Les coussins de siège pour véhicule automobile sont de 10 plus en plus souvent équipés d'éléments thermiques destinés à améliorer le confort de l'occupant. On connait un grand nombre de systèmes de chauffage et de refroidissement basés sur différents principes (résistances chauffantes, éléments Peltier, ventilateurs, fluides caloporteurs, etc.) parfois combinés. 15 Les systèmes basés sur des éléments (à effet) Peltier présentent l'avantage d'être des dispositifs électriques réversibles, c'est-à-dire pouvant fonctionner à la fois en élément chauffant et en élément refroidissant. On se préoccupe ici plus particulièrement des 20 dispositifs thermiques dont les éléments de production thermique sont des éléments à effet Peltier. 3032923 B13892 - 3776 1.FR 2 Résumé Il serait souhaitable d'améliorer les performances des dispositifs thermiques équipant des sièges de véhicule automobile. Ainsi, un mode de réalisation propose un dispositif 5 thermique pour siège de véhicule automobile qui pallie tout ou partie des inconvénients des dispositifs thermiques usuels. Un mode de réalisation vise une solution plus particulièrement adaptée à des éléments de production thermique de type à effet Peltier. Ainsi, un mode de réalisation prévoit un élément de siège pour véhicule automobile, pourvu d'au moins un dispositif thermique comportant : au moins un serpentin d'éléments Peltier reliés électriquement en série par des premiers tronçons côté coiffe et 15 par des deuxièmes tronçons côté matelassure ; et des pastilles conductrices de diffusion thermique associées à tout ou partie des premiers tronçons, chaque pastille n'étant en contact qu'avec un seul premier tronçon. Selon un mode de réalisation, les premiers tronçons sont 20 constitués de fils conducteurs non isolés. Selon un mode de réalisation, les premiers tronçons sont approximativement parallèles à la surface de l'élément de siège. Selon un mode de réalisation, les pastilles sont à base de cuivre ou d'aluminium. 25 Selon un mode de réalisation, les pastilles sont côté coiffe. Selon un mode de réalisation, tout pastilles ont des formes rectangulaires. ou partie des ou partie des ou partie des pastille est en Selon un mode de réalisation, tout 30 pastilles ont des formes de losange. Selon un mode de réalisation, tout pastilles ont des formes complémentaires. Selon un mode de réalisation, chaque contact mécanique avec un premier tronçon. 3032923 B13892 - 3776 1.FR 3 Un mode de réalisation prévoit également un siège pour véhicule automobile comportant au moins un élément de siège. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, 5 seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un mode de réalisation d'un siège pour véhicule 10 automobile ; la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif thermique à effet Peltier ; la figure 3 est une coupe schématique et partielle d'un mode de réalisation d'un dispositif thermique ; la figure 4 est une élévation schématique et partielle d'un mode de réalisation d'un dispositif thermique ; la figure 5 est une élévation schématique et partielle d'un autre mode de réalisation d'un dispositif thermique ; et la figure 6 illustre partiellement un détail d'une 20 variante de réalisation d'un dispositif thermique. Description détaillée Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation qui vont être décrits ont été représentés et seront détaillés. En particulier, la 25 réalisation des éléments de siège (armature, matelassure et coiffe) n'a pas été détaillée, les modes de réalisation décrits étant compatibles avec les réalisations usuelles d'éléments de sièges équipés d'éléments thermiques. De plus, les dispositifs de raccordement des éléments thermiques à une ou plusieurs sources 30 d'énergie ou dispositifs de commande n'ont pas non plus été détaillés, les modes de réalisation décrits étant, là encore, compatibles avec les réalisations usuelles. Il est à noter que, sur les figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différents modes de 35 réalisation peuvent présenter les mêmes références et peuvent 3032923 B13892 - 3776 1.FR 4 disposer de propriétés structurelles, dimensionnelles et matérielles identiques. Dans la description qui suit, lorsque l'on fait référence à des qualificatifs de position absolue, tels que les 5 termes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite", etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous", "supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifs d'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc., il est fait référence à l'orientation des figures ou à un siège 10 dans une position normale d'utilisation. Sauf précision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près. La figure 1 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation d'un siège 1 équipé de dispositifs thermiques. 15 Un siège est généralement constitué d'une assise 12 sur laquelle est articulé un dossier 14, le plus souvent surmonté d'un appui-tête non représenté. Les garnitures des éléments de siège 12 et 14 (assise et dossier dans cet exemple) sont chacune équipées d'un dispositif thermique 2 constitué d'un ensemble d'éléments de production thermique à effet Peltier raccordés électriquement en série, par des tronçons, à une source d'énergie électrique 3. Les premiers tronçons conducteurs 22 jouent le rôle de dissipateurs thermiques. Les techniques de réalisation de nappes chauffantes à 25 partir d'éléments Peltier sont bien connues. Dans les modes de réalisation visés par la présente description, un câble multibrins formé de fils métalliques électriquement conducteurs et non isolés, le plus souvent à base d'alliage de cuivre ou d'aluminium, est agencé pour alterner des premiers tronçons 22 de diffusion ou 30 restitution (chauffants ou refroidissants) en partie supérieure du dispositif thermique (côté coiffe) et des deuxièmes tronçons (non visibles en figure 1) de captage, captant ou évacuant la chaleur côté matelassure. Aux interfaces 24 entre les premiers tronçons de diffusion et les deuxièmes tronçons de captage ou 35 d'évacuation, les extrémités des tronçons sont raccordées 3032923 B13892 - 3776 1.FR 5 électriquement à des parties actives d'éléments à effet Peltier (non visibles en figure 1). Selon le sens du courant dans le câble, les premiers tronçons 22 (de diffusion) sont chauffants ou refroidissants et, à l'inverse, les deuxièmes tronçons captent de 5 la chaleur ou l'évacuent. La structure d'un tel câble est en elle-même connue. En pratique, les premiers tronçons 22 sont approximativement horizontaux (dans l'orientation des figures) ou tangentiels à la garniture en étant étalés sous la coiffe, tandis que les deuxièmes tronçons sont approximativement verticaux (dans 10 le sens d'orientation des figures) ou perpendiculaires au plan dans lequel s'inscrit la surface de la garniture. La figure 2 est une vue en coupe schématique, d'un dispositif Peltier. Ce dispositif alterne des parties actives 262' d'un premier type (en pratique en un matériau semi-conducteur de 15 type P) et des parties actives 266' d'un deuxième type (en pratique en un matériau semi-conducteur de type N), séparées par des portions isolantes 264'. Des tronçons conducteurs 22' et 28' connectent les extrémités respectives (supérieures et inférieures) des parties actives 262' et 266' en alternant les 20 connexions hautes et basses. Ainsi, en partie supérieure, des premiers tronçons 22' relient, de gauche à droite dans l'orientation de la figure, une partie active 266' du deuxième type à la partie active 262' du premier type voisine tandis qu'en partie inférieure, des deuxièmes tronçons 28' relient une partie active 262' du premier type à la partie active 266' du deuxième type voisine. Des plaques de diffusion 23' et 29', isolées électriquement, sont rapportées respectivement en face supérieure et inférieure. En appliquant une tension aux bornes du serpentin ainsi réalisé, la face supérieure constitue la paroi chaude, respectivement froide, tandis que la face inférieure constitue la paroi froide, respectivement chaude. Une difficulté qui réside dans la réalisation des nappes chauffantes avec des éléments de production thermique à effet Peltier est que la diffusion thermique n'est pas uniforme. On a 35 beau écarter les fils du câble au niveau des premiers tronçons 22 3032923 B13892 - 3776 1.FR 6 de diffusion ou de restitution, le rendement est faible. Or, les fils du câble n'étant généralement pas isolés, placer une plaque de diffusion thermique sur le dispositif thermique mettrait ces premiers tronçons 22 en court-circuit et annihilerait l'effet 5 thermique, sauf à intercaler un isolant électrique qui, le plus souvent, est mauvais conducteur thermique. La figure 3 est une coupe schématique et partielle d'un mode de réalisation d'un dispositif thermique. Les premiers tronçons de diffusion 22 sont formés de 10 fils d'un câble électrique raccordés électriquement (par exemple, collés ou soudés), à intervalles plus ou moins réguliers, à des premières extrémités (supérieures) de premières parties actives 262 et de deuxièmes parties actives 266 d'éléments Peltier 26. Des deuxièmes tronçons de captage ou d'évacuation 28, constitués 15 de préférence de tronçons du même câble (donc des fils), connectent entre elles des deuxièmes extrémités (inférieures) des deuxièmes (266) et premières (262) parties actives, en quinconce par rapport aux tronçons 22. Ainsi, la première extrémité (ici supérieure) de chaque première partie active 262 est reliée, par 20 un premier tronçon 22, à une première extrémité (supérieure) d'une deuxième partie active 266 voisine dans une première direction (par exemple vers la gauche dans l'orientation de la figure 3) tandis que sa deuxième extrémité (ici inférieure) est reliée, par un deuxième tronçon 28, à une deuxième extrémité (inférieure) 25 d'une deuxième partie active 266 voisine dans la deuxième direction (vers la droite dans l'orientation de la figure 3) du serpentin réalisé. Cette connexion est reproduite tout le long du serpentin. Les premiers tronçons 22 sont côté coiffe 32 et les 30 deuxièmes tronçons 28 sont intégrés dans la matelassure 34. En pratique, chaque tronçon 28 forme une boucle s'enfonçant dans la matelassure de façon à accroitre la surface d'échange thermique. Selon le mode de réalisation de la figure 3, on prévoit d'associer, à chaque premier tronçon 22, une pastille 4 de 35 diffusion thermique. Cette pastille est en un matériau conducteur 3032923 B13892 - 3776 1.FR 7 thermiquement (et électriquement), par exemple, à base de cuivre ou d'aluminium. La forme et la taille de chaque pastille sont choisies, en fonction du tracé prévu pour le serpentin que forme le dispositif thermique, afin qu'aucune pastille ne se touche, ce 5 qui autrement court-circuiterait des éléments Peltier 26. Ainsi, on prévoit d'intercaler, entre la coiffe 32 et les éléments de production thermique, un ensemble d'éléments 4 ou de pastilles de diffusion thermique. Ces éléments 4 sont disposés à l'aplomb du dispositif 2 et individuellement en contact avec un 10 premier tronçon 22. En pratique, les pastilles 4 sont, de préférence, soudées ou collées avec une colle conductrice, au moins thermiquement, aux fils des premiers tronçons 22. La figure 4 est une vue de face schématique d'un exemple de réalisation d'un dispositif thermique du type de celui décrit 15 en relation avec la figure 3. Selon ce mode de réalisation, chaque pastille de diffusion 42 a une forme carrée ou rectangulaire. Une première dimension (par exemple horizontale dans l'orientation de la figure) de chaque pastille 42 est inférieure à l'écart entre deux 20 éléments Peltier 26, voisins dans l'association en série, ou à la longueur d'un premier tronçon 22 en place sur la garniture, de façon à ne pas provoquer de court-circuit. Une deuxième dimension (par exemple verticale dans l'orientation de la figure) de chaque pastille est inférieure à l'écart entre deux premiers tronçons 22 25 dans cette deuxième dimension. Ainsi, les pastilles ne se touchent pas. La figure 5 est une vue de face schématique d'un autre exemple de réalisation d'un dispositif thermique du type de celui décrit en relation avec la figure 3. 30 Selon ce mode de réalisation, chaque pastille de diffusion 44 a une forme de losange dont une des diagonales (par exemple horizontale dans l'orientation de la figure) est approximativement parallèle à une ligne reliant deux éléments Peltier 26, voisins dans le tracé du serpentin. La deuxième diagonale (verticale dans l'orientation de la figure) est de 3032923 B13892 - 3776 1.FR 8 longueur inférieure à l'écart entre deux lignes non consécutives du serpentin, séparées par une seule ligne. De préférence, le serpentin du dispositif thermique est disposé de sorte que les éléments Peltier 26 sont en quinconce d'une ligne à l'autre. 5 Ainsi, les losanges constituant les pastilles 44 occupent un maximum d'espace sans toutefois se toucher. On maximise ainsi la surface d'échange thermique. Le choix des formes des pastilles de diffusion dépend du tracé suivi par le câble du dispositif thermique. On cherchera 10 à maximiser la surface d'échange thermique, en prévoyant des pastilles de formes complémentaires, tout en assurant une isolation électrique entre chacune des pastilles. La figure 6 illustre une variante de réalisation de pastilles de diffusion thermique. 15 Selon cet exemple, on prévoit des pastilles 46 et 46' ayant des formes différentes les unes des autres mais ayant des formes complémentaires pour maximiser la diffusion. Selon le tracé du serpentin, on pourra prévoir plus de deux formes différentes. Selon une variante applicable à tous les modes de 20 réalisation décrits, certains premiers tronçons 22 ne sont pas équipés de pastille de diffusion, là où une diffusion thermique n'est pas nécessaire. Par ailleurs, les lignes du serpentin peuvent avoir des directions quelconques, par exemple verticales ou obliques, et un 25 élément de siège peut comporter un ou plusieurs serpentins. Un avantage des modes de réalisation qui ont été décrits est qu'il est désormais possible d'améliorer la diffusion thermique dans un dispositif thermique constitué d'un serpentin d'éléments Peltier reliés par des fils non isolés électriquement. 30 On notera que la coiffe (en tissu, en peau, en cuir, etc.) est généralement isolante électriquement, que ce soit directement par la nature du matériau externe ou par la présence d'une couche de mousse de quelques millimètres d'épaisseur (moins de 10) qui est généralement prévue en face arrière de la coiffe. 3032923 B13892 - 3776 1.FR 9 Le montage du dispositif thermique n'est pas modifié par rapport au montage d'un dispositif usuel si ce n'est que la soudure ou collage des pastilles sur les premiers tronçons 22, effectué au préalable au montage sur la garniture, évite à l'opérateur 5 d'écarter les fils du câble, cela ayant été fait préalablement lors de la fixation des pastilles. Divers modes de réalisation ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, le choix de la forme des pastilles conductrices 10 (carrée, rectangulaire, ronde, ovale, polygonale, triangulaire, etc.) dépend de l'élément de siège concerné, du trajet suivi par le dispositif thermique, ainsi que des aménagements nécessaires pour d'autres fonctions dans le siège comme, par exemple, les dispositions de ventilation ou d'absorption d'humidité. De plus, 15 différentes formes pourront être combinées, pourvu de respecter l'isolation entre deux pastilles voisines. Enfin, la mise en oeuvre pratique des modes de réalisation décrits est à la portée de l'homme du métier à partir des indications fonctionnelles données ci-dessus, que ce soit pour 20 le choix des matériaux constitutifs des pastilles de diffusion thermique (cuivre, aluminium, etc.) ou des matériaux constitutifs des cellules Peltier. REVENDICATIONS1. Elément (12, 14) de siège (1) pour véhicule automobile, pourvu d'au moins un dispositif thermique (2) comportant : au moins un serpentin d'éléments Peltier (26) reliés 5 électriquement en série par des premiers tronçons (22) côté coiffe (32) et par des deuxièmes tronçons (28) côté matelassure (34) ; et des pastilles conductrices (4 ; 42 ; 44 ; 46, 46') de diffusion thermique associées à tout ou partie des premiers 10 tronçons, chaque pastille n'étant en contact qu'avec un seul premier tronçon. 2. Elément de siège selon la revendication 1, dans lequel les premiers tronçons (22) sont constitués de fils conducteurs non isolés. 15 3. Elément de siège selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les premiers tronçons (22) sont approximativement parallèles à la surface de l'élément de siège (12, 14). 4. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les pastilles (4 ; 42 ; 44 ; 20 46, 46') sont à base de cuivre ou d'aluminium. 5. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les pastilles (4 ; 42 ; 44 ; 46, 46') sont côté coiffe (32). 6. Elément de siège selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 5, dans lequel tout ou partie des pastilles (42) ont des formes rectangulaires. 7. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel tout ou partie des pastilles (44) ont des formes de losange. 30 8. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel tout ou partie des pastilles (46, 46') ont des formes complémentaires. 3032923 B13892 - 3776 1.FR 11 9. Elément de siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel chaque pastille (4 ; 42 ; 44 ; 46, 46') est en contact mécanique avec un premier tronçon (22). 10. Siège pour véhicule automobile comportant au moins 5 un élément de siège selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.