Brevet FR3038014A1 — publié le 20161230

Dispositif de commande à matériau à mémoire de forme La présente invention est relative à un dispositif de commande à matériau à mémoire de forme ('MMF' en abrégé) ; 5 ce dispositif peut être utilisé dans un siège de véhicule ou dans un autre équipement du véhicule. On connait du document US7581706 [Lear] un dispositif de commande utilisant un matériau à mémoire de forme pour déverrouiller la glissière longitudinale d'un siège. 10 Mais il s'avère que le temps de re-verrouillage peut être considéré trop long dans certains cas. De plus, le comportement du système dans le cas d'une température ambiante élevée peut s'avérer délicat à maîtriser. Il est donc apparu le besoin de proposer une solution 15 qui permette de mieux maitriser le retour à l'état normal de repos, pour sécuriser le re-verrouillage dans une plage de conditions opérationnelles élargie. A cet effet, selon l'invention, il est proposé un dispositif d'actionnement à matériau à mémoire de forme 20 'MMF' comprenant : au moins un fil primaire adapté pour se raccourcir lorsque sa température excède un premier seuil prédéterminé et à revenir à une longueur initiale lorsque sa température passe en dessous d'un second seuil prédéterminé, le fil 25 étant attaché à une première extrémité à un organe à commander, par exemple de type dispositif de blocage, - un ancrage escamotable, auquel est attachée une deuxième extrémité du fil primaire, ledit ancrage escamotable présentant une position opérationnelle (Por) maintenue par 30 une cale déplaçable et une position effacée (Pef), ces positions étant telles que, en position opérationnelle le fil primaire peut tracter l'organe à commander et en position effacée obtenue suite à un déplacement de la cale déplaçable, la tension dans le fil primaire est 35 immédiatement relâchée. 3038014 2 Avantageusement, l'effacement rapide de l'ancrage escamotable permet de ré-enclencher illico le blocage qui avait été débloqué par la rétraction du fil primaire. Moyennant quoi, grâce à ce dispositif, il n'est pas nécessaire d'attendre que le fil primaire refroidisse, la tension dans le fil primaire est relâchée dès que l'ancre est escamotée, et ceci est obtenu sur commande, ce qui peut être réalisé à un moment quelconque. On obtient aussi une meilleure tolérance vis-à-vis des différentes conditions de température ambiante. Dans divers modes de réalisation de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes. - l'ancrage escamotable peut être monté à rotation autour 15 d'un axe A2 ; c'est montage compact et conventionnel. - l'ancrage escamotable peut être monté à translation le long d'un axe voisin ou confondu avec l'axe de traction T du fil primaire. La cale travaille dans l'axe et peut être très simple ; 20 - l'ancrage escamotable est rappelé élastiquement par un dispositif de rappel (ressort ou autre) vers sa position opérationnelle dans une direction tendant à allonger le fil primaire ; ce qui facilite le réarmement du dispositif ; - La cale déplaçable peut comprendre ou être formée par un 25 électroaimant ; cela forme une commande rapide ; - La cale déplaçable (aussi appelée 'cale de verrouillage') peut être montée à rotation et tractée par au moins un fil secondaire pour effacer l'ancrage et détendre le fil primaire, et la cale est rappelée élastiquement vers 30 l'ancrage escamotable en vue de réarmer l'ancrage escamotable ; on met à profit les avantages de l'utilisation du matériau à mémoire de forme y compris pour l'escamotage de l'ancre. - La cale déplaçable est tractée par un premier fil MMF 35 secondaire et en outre par un second fil MMF secondaire qui 3038014 3 se rétracte à une température prédéterminée de transition plus basse que le premier et que le fil primaire, de sorte que si la température ambiante est trop élevée le second fil secondaire place la cale de verrouillage en position 5 d'effacement de l'ancre escamotable ; on obtient ainsi une protection contre un déverrouillage spontané qui serait dû à une température ambiante trop élevée ; - le matériau à mémoire de forme du fil primaire est un alliage, de préférence un alliage à base de nickel ou de 10 titane ; un tel choix permet d'obtenir des efforts de traction élevés, pour un diamètre de fil petit, typiquement inférieur à 1 mm. - la température de déclenchement (T up) pour la rétraction du fil primaire est de préférence comprise entre 70°C et 150°C, de préférence comprise entre 80°C et 95°C, avec de préférence un hystérésis [T up - T down] inférieur à 20°C, T down étant la température de transition pour le retour à l'état normal. On peut maîtriser les transitions et le retour aux conditions de repos de façon satisfaisante. L'invention a également pour objet un siège de véhicule comportant une assise, un dossier et au moins un dispositif d'actionnement à matériau à mémoire de forme tel que défini ci-dessus. La présente invention sera mieux comprise et d'autres 25 caractéristiques et avantages apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui suit comprenant des modes de réalisation donnés à titre illustratif en référence avec les figures, sur lesquelles : - la figure 1 est une vue générale d'un siège de 30 véhicule équipé de dispositifs de commande selon l'invention, - la figure 2 illustre schématiquement la commande de déverrouillage de la glissière au moyen d'un matériau à mémoire de forme, 35 - la figure 3 représente schématiquement en perspective 3038014 4 un dispositif d'actionnement selon un premier mode de réalisation avec une ancre escamotable et une cale commandée, - les figures 4A à4D représentent des vues en plan 5 schématiques illustrant la rétraction du fil à mémoire de forme, le déclenchement de l'escamotage de l'ancre et le retour à l'état de repos initial ('réarmement'). - les figures 5 et 6 illustrent schématiquement un deuxième mode de réalisation, 10 - les figures 7 et 8 illustrent schématiquement une variante du deuxième mode de réalisation. - la figure 9 représente un troisième mode de réalisation, par exemple pour déverrouiller les deux glissières d'un siège, 15 - la figure 10 représente une variante mode de réalisation, - la figure 11 représente une autre troisième mode de réalisation, - la figure 12 représente schématiquement un quatrième 20 mode de réalisation pour déverrouiller une articulation de dossier de siège, - les figures 13A et 13B représentent une variante du quatrième mode de réalisation, avec un fil en spirale, avec l'articulation respectivement en vue de profil et de face, - la figure 14 représente une autre variante du quatrième mode de réalisation, avec une cale de verrouillage en translation. La figure 1 montre un siège 90 de véhicule automobile comportant un dossier 2 et une assise 1. L'assise 1 est montée sur le plancher 17 du véhicule simultanément du troisième variante du par l'intermédiaire d'un longitudinales, comme translation noté Ml. Le dossier 2 est système 7 de glissières connu en soi, selon un mouvement de monté pivotant sur l'assise 1 autour d'un axe de pivotement horizontal transversal noté A4, 3038014 5 aussi appelé axe d'articulation de dossier, avec deux mécanismes d'articulation 21,22 selon un mouvement de rotation noté M2. L'assise 1 peut être équipée d'un mouvement de 5 rehausse, connu en soi, non représenté. L'armature 10 de l'assise est recouverte par une matelassure et un revêtement 91 (en traits pointillés sur la figure 1). L'armature 20 du dossier 2 est également recouverte par 10 une matelassure et un revêtement 92 (en traits pointillés sur la figure 1). Les armatures 10 et 20 peuvent être métalliques ou en composite de résine renforcé de fibres. De plus, il est prévu un ou deux bouton-poussoirs de commande 14 qui permet(tent) à un utilisateur de 15 déverrouiller un des mouvements pour ajuster la position longitudinale de la glissière ou la position angulaire du dossier par rapport à l'assise. Le système de glissières 7 comprend deux glissières parallèles à la direction longitudinale du véhicule X, une 20 glissière droite 73 et une glissière gauche 74. Chacune d'elle comporte un profilé fixe 75, fixé au plancher 17 du véhicule et un profilé mobile 76 reçu à coulissement par rapport au profilé fixe. L'axe de la glissière droite 73 est repéré All, l'axe de la glissière gauche 74 est repéré 25 Al2, ces axes sont parallèles à la direction longitudinale du véhicule X. Un mécanisme de verrouillage 70, aussi appelé mécanisme de blocage permet d'immobiliser le profilé mobile 76 par rapport au profilé fixe 75 dans une des positions 30 prédéfinies qui constituent les « crans » de réglage de la glissière (réglage dit 'discontinu'). Par défaut, en l'absence de sollicitation extérieure, le mécanisme de verrouillage 70 verrouille la position courante du profilé mobile par rapport au profilé fixe, au moyen d'un verrou 79 3038014 6 à dents. Un tel mécanisme de verrouillage de glissière est connu, par exemple du US5,931,436, il comprend un verrou similaire au verrou 79 de glissière partiellement 5 représenté aux présentes figures. Le verrou 79 à dents est rappelé élastiquement à une position d'engagement de verrouillage par un moyen élastique, de type ressort intégré. Le verrou 79 se déplace avec le profilé mobile et vient en prise sélectivement sur le profilé fixe. 10 Dans les illustrations de la présente invention, on considère que le mécanisme de verrouillage 70 de glissière comporte un dispositif de commande de blocage 71 qui se présente comme un basculeur 71 appelé dans la suite 'premier' dispositif de blocage 71. 15 Le premier dispositif de blocage 71 permet d'appuyer vers le bas sur le verrou 79 pour libérer le blocage et autoriser un déplacement. Le premier dispositif de blocage 71 est rappelé à la position de verrouillage par un moyen élastique par exemple 20 un ressort 77 (soit spécifique, soit un ressort intégré déjà mentionné qui rappelle le verrou 79 vers la position de verrouillage), et écarté de la position de verrouillage (flèche F) lorsqu'il est sollicité par une manoeuvre en provenance de moyens de commande particuliers 3,3' qui vont 25 être détaillés dans le cadre de la présente invention. On prévoit une structure de traverse 4 qui s'étend transversalement entre les profilés mobiles 76 gauche et droit, ladite traverse 4 étant prévue pour contenir 1 ou 2 dispositifs d'actionnement tels que décrits plus loin. 30 Concernant l'articulation de pivotement du dossier, le dispositif de réglage angulaire 8 comprend une première articulation 21, du côté droit du siège, et une deuxième articulation 22, optionnelle selon l'invention, du côté gauche du siège. Quand les deux articulations sont 3038014 7 présentes, elles sont reliées par l'intermédiaire des armatures 10,20 susmentionnées et elles sont actionnables de façon synchronisée par une barre de liaison 89. Les articulations en question sont de type discontinu, 5 comme bien connu, par exemple comme décrit dans les documents US6,328,383 ou US2012-242133, et elles comprennent habituellement des grains de verrouillage et une came de commande. Un organe de déverrouillage 72 permet de faire tourner 10 la came de commande pour éloigner les grains de verrouillage de leur position d'engagement en verrouillage. La came de commande et/ou l'organe de déverrouillage 72 est rappelé à la position correspondant au verrouillage par au moins un ressort. Pour la compréhension, l'organe de 15 déverrouillage peut se présenter sous forme de levier dans l'exemple illustré. Ce dispositif de blocage 72 est rappelé vers une position correspondant au verrouillage effectif par un élément élastique ou ressort 78 confondu ou similaire à 20 celui intégré déjà évoqué qui peut être intégré à l'articulation 21. Avantageusement selon la présente invention, on utilise au moins un actionneur à matériau à mémoire de forme MMF pour déverrouiller l'un des éléments à commander parmi les 25 suivants : les glissières longitudinales, l'articulation de dossier, et les autres éléments mentionnés à la fin de la présente description. Plus précisément, dans l'exemple illustré, il est prévu un dispositif d'actionnement 3 pour commander le 30 déverrouillage d'une (ou deux) glissières, et un autre dispositif d'actionnement 3' pour commander le déverrouillage de l'articulation de dossier. Le principe de base de l'utilisation d'un matériau à mémoire de forme ('MMF') est illustré à la figure 2. 35 On dispose un fil 31 constitué d'un matériau à mémoire 3038014 8 de forme entre un point 31b d'un ancrage 30 et un point 31a formant attache 81 d'un organe à commander. À l'état de repos, à température ambiante, le fil présente une certaine longueur Ln, correspondant à la distance disponible, à 5 l'état de repos du basculeur 71, entre le point d'ancrage 30 et le point à commander 81, sans longueur superflue, et sans 'mou'. Dans l'exemple illustré, le fil primaire 31 en matériau à mémoire de forme est un alliage métallique conducteur, 10 par exemple un alliage à base de nickel ou de titane. Le changement de structure cristalline connu de ces matériaux permet d'obtenir un effort de traction important, toutefois on choisit la section du fil de façon à obtenir un effort suffisant par rapport à l'organe à commander, par exemple 15 un diamètre compris entre 0,01 mm à 1mm, de préférence compris entre 0,03mm et 0,6 mm. On note qu'au lieu d'un seul fil MMF 31, on peut disposer plusieurs fils en parallèle, les forces de traction s'ajoutant. Il est fréquent de désigner un matériau à mémoire de forme 20 métallique par le terme anglais SMA 'Shape Memory Alloy'. Lorsqu'on fait passer un courant électrique C dans le fil 31, ce dernier s'échauffe du fait de l'effet Joule. On note que d'autres moyens de chauffe de son pas exclus, bien que l'utilisation d'un courant électrique et de l'effet 25 Joule soit le plus simple car l'armature 10,20 est habituellement une structure déjà liée à la masse électrique du véhicule. Au-dessus d'une certaine température, notée 'T up' le matériau à mémoire de forme subit une modification de sa 30 structure physique, (structure cristalline pour un alliage) en conséquence de quoi sa longueur diminue substantiellement, i.e. il subit une rétraction d'une valeur comprise entre 5 % 10 % pour fixer les idées. En l'absence de circulation électrique dans le fil, le 3038014 9 fil 31 se refroidit par convection et/ou conduction thermique. Le retour à la structure physique correspondant à l'état repos, se produit lorsque la température repasse en dessous du seuil de température noté 'T down'. On 5 constante un hystérésis naturel c'est-à-dire que le deuxième seuil T_down est plus bas que le premier seuil T_up mentionné ci-dessus, autrement dit T_down