Brevet FR3058946A1 — publié le 20180525

DISPOSITIF DE SUSPENSION POUR SIEGE DE VEHICULE AUTOMOBILE. Domaine de l'invention La présente invention se rapporte d'une manière générale à un dispositif de suspension pour siège de véhicule, notamment de type automobile. Arrière-plan de l'invention En phase de roulement d'un véhicule, les aspérités de la route génèrent des vibrations qui se répercutent partiellement au niveau des sieges et impactent négativement le niveau confort des occupants de ce véhicule. En outre, à terme, la répétition de ces vibrations peut avoir des 15 conséquences sur leur état de santé en causant par exemple des traumatismes au niveau des lombaires. Afin de limiter ces vibrations, il est connu de prévoir un dispositif de suspension au niveau d'un siège. La demande de brevet EP 0600855A4 propose un tel dispositif de 20 suspension pour siège de véhicule du type comprenant un cadre d'assise montée sur une structure support destinée à être amarrée au plancher du véhicule et par l'intermédiaire d'une pluralité de bras de liaison agencés en ciseaux de sorte à permettre aux cadre d'assise et à la structure support de se déplacer de manière parallèle l'un par rapport à 25 l'autre , le dispositif de suspension comportant une paire de chemins de came ménagés sur les bras de liaison et présentent des profilés dans lesquels s'engagent des roulettes fixées à des ressorts ancrés sur la base support. Lors du mouvement du cadre d'assise en direction de la structure 30 support, les ressorts s'étendent au fur et à mesure que les roulettes se déplacent le long des voies de came afin d'appliquer une force de rappel sur le cadre d'assise et la structure support. 3058946 2 Ce type de dispositif de suspension ne permet toutefois pas d'obtenir un filtrage satisfaisant des tressautements de la route dont les fréquences d'oscillations sont inférieures à 5 Hz. Le corps humain présentant en position assise une fréquence 5 propre d'oscillation verticale de l'ordre de 3Hz, on comprend que ce dernier sera donc particulièrement sensible aux vibrations présentant des fréquences proches de cette valeur (apparition du phénomène de résonnance). Dans un tel cas de figure, l'occupant du siège effectue des 10 oscillations verticales dont l'amplitude augmente, ce qui est particulièrement désagréable et peut s'avérer dangereux lorsqu'il s'agit du siège conducteur. Objet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à proposer un dispositif de suspension pour siège de véhicule permettant d'obtenir un filtrage satisfaisant des tressautements et de limiter l'amplitude des oscillations verticales de l'occupant du siège autour de sa fréquence propre. Elle propose à cet effet, un dispositif de suspension pour siège de véhicule du type comprenant un cadre d'assise monté sur une structure support destinée à être amarrée au plancher dudit véhicule ; caractérisé en ce que ledit dispositif de suspension comporte un arbre transversal prévu pour être couplé à un élément dudit cadre d'assise ainsi qu'un bras portant rigidement ledit arbre et se prolongeant à une extrémité par un moyeu comprenant un corps annulaire monté rotatif autour de son axe transversal de révolution sur une âme interne coaxiale prévue pour être couplée à un élément de ladite structure support, ladite âme comprenant un noyau cylindrique centré sur ledit axe transversal et au moins deux branches s'étendant radialement depuis ledit noyau jusqu'audit corps, ledit moyeu comportant également deux ailettes s'étendant radialement depuis ledit corps jusqu'audit noyau, lesdites branches et lesdites ailettes délimitant entre ledit corps et ledit noyau une pluralité de cavités à profil en arc de cercle dont les volumes respectifs varient lors de la rotation dudit 3058946 3 moyeu autour de ladite âme, ledit dispositif comportant en outre un ressort de compression ainsi qu'un bloc amortissant logés dans deux cavités respectives dont le volume diminue de manière identique lorsque ladite charge est appliquée sur ledit arbre, les caractéristiques de 5 raideur dudit ressort et dudit bloc amortissant étant prédéterminées de sorte que ce dernier supporte la majorité de la charge s'exerçant sur ledit arbre lorsque cette dernière est supérieure ou égale à une valeur seuil traduisant la présence d'un occupant sur ledit siège. Le dispositif de suspension selon l'invention permet d'obtenir un 10 très bon niveau de confort pour le passager assis sur le siège. Il offre notamment un filtrage particulièrement efficace des tressautements de la route à des fréquences d'oscillation inférieures à 5Hz (c'est à dire proches de la fréquence propre d'oscillation du corps humain en position assise) sans amplification excessive du mouvement du passager. 15 Selon des caractéristiques préférées du dispositif de suspension, prises seules ou en combinaison : - les caractéristiques de raideur dudit ressort (60) et dudit bloc amortissant (62) sont prédéterminées de sorte que ce dernier supporte au moins 80% de la charge s'exerçant sur ledit arbre (34) 20 lorsque cette dernière est supérieure ou égale à ladite valeur seuil ; - la raideur dudit ressort (60) est sensiblement constante et comprise entre 3 et 10 N/mm ; - ledit bloc amortissant (62) est constitué en polyuréthane ; - la raideur dudit bloc amortissant (62) varie selon une 25 fonction croissante de son écrasement ; - la raideur dudit bloc amortissant (62) est comprise entre 150 et 1500 N/mm lorsque ladite charge est supérieure ou égale à ladite valeur seuil ; - le facteur d'amortissement dudit bloc amortissant (62) est 30 supérieur à 0,3 ; - ladite âme (50) comprend trois dites branches (52, 53, 54) disposées en étoile en étant angulairement réparties de manière régulière autour dudit noyau ; et/ou 3058946 4 - ledit bras (32), ledit moyeu (40) et ladite âme (50) sont contenus dans une cassette (31) fixée audit élément (17) de ladite structure support, et en ce que ledit arbre (34) traverse au moins l'une des parois latérales (37, 38) de ladite cassette (31) au niveau d'une 5 découpe en arc de cercle (35, 36) centrée sur ledit axe transversal. L'invention vise également sous un second aspect un siège de véhicule comprenant un cadre d'assise monté sur une structure support, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tel dispositif de suspension. 10 Brève description des dessins L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur 15 lesquels : - la figure 1 représente une vue éclatée en perspective d'une armature d'assise dotée de deux cassettes logeant chacune un dispositif de suspension selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de côté d'un dispositif de suspension 20 monté dans sa configuration de repos ; et - la figure 3 représente une vue en perspective du dispositif de suspension de la figure 2 ; - la figure 4 est un agrandissement de la zone IV de la figure 2 ; et 25 - les figures 5 à 7 sont des vues semblables à la figure 4 mais dans différentes configurations du dispositif de suspension. Description détaillée d'un mode de réalisation Les termes « avant », « arrière », « haut », « bas », 30 « supérieur », « inférieur », « latéral », « longitudinal » et « transversal » employés dans la suite de cette description sont définis par rapport à la position de montage d'un siège de véhicule automobile dans l'habitacle de ce véhicule. 3058946 5 La figure 1 représente une vue éclatée en perspective d'une armature d'assise 1 d'un siège de véhicule automobile. Cette armature 1 comporte un cadre d'assise métallique rigide 2 formé par deux flasques latéraux 3, 4 disposés en regard l'un de l'autre, 5 et entre lesquels s'étendent une barre de liaison transversale avant (non représentée sur la figure 1 pour faciliter la lecture) et une barre de liaison transversale arrière 5. Le cadre d'assise 2 est monté articulé, par l'intermédiaire de deux couples respectifs de biellettes avant 7, 8 et arrière 9, 10 sur deux rails 10 11, 12 mobiles à coulissement le long de deux glissières longitudinales 13, 14 ancrées au plancher du véhicule, de sorte à permettre un réglage longitudinal de la position de l'assise. Plus précisément, la première extrémité de chaque biellette avant 7, 8 est montée articulée en rotation autour d'un premier axe 15 transversal sur un flasque latéral 3, 4 du cadre d'assise 2, tandis que sa seconde extrémité est montée articulée en rotation autour d'un deuxième axe transversal sur un pied support avant 15, 16 fixé à la partie avant d'un rail 11, 12 (et donc amarré au plancher du véhicule). La première extrémité de chaque biellette arrière 9, 10 est 20 articulée en rotation autour d'un troisième axe transversal sur la barre de liaison transversale arrière 5 du cadre d'assise 2 à proximité d'un flasque latéral 3, 4, tandis que sa seconde extrémité est articulée en rotation autour d'un quatrième axe transversal sur un arbre suspendu 34, 134 d'un dispositif de suspension 30, 130 logé dans une cassette 31, 25 131 fixée sur un pied support arrière 17, 18 lui-même ancré à la partie arrière d'un rail support 11, 12 (et donc amarré au plancher du véhicule). L'armature d'assise 1 comporte en outre un module de rehausse (non représenté sur la figure 1) coopérant avec la biellette arrière 10 30 pour l'entrainer à rotation (ainsi que les trois autres biellettes 7, 8, 9 du fait de la rigidité intrinsèque du cadre d'assise 2) de sorte à provoquer une variation de la hauteur d'assise. Un tel module de rehausse, bien connu de l'homme du métier, comporte un pignon disposé du côté interne du flasque latéral 4 et 3058946 6 engrainé avec un secteur denté 22 situé en périphérie d'une excroissance que présente la biellette arrière 10. Ce pignon est relié par un arbre traversant le flasque latéral 4 à une molette de réglage disposée du côté externe de ce flasque 4 de 5 sorte que la rotation de cette molette par un utilisateur entraine celle du pignon et donc celle de la biellette arrière dentée 10. On va maintenant décrire le dispositif de suspension 30 en détails à l'appui des figures 2 et 3, en précisant que le dispositif 130 lui est semblable symétriquement. 10 Le dispositif 30 comporte une cassette sensiblement parallélépipédique 31 fixée sur le pied support arrière 17 et constituée de deux corps creux 31A, 31B assemblés par des vis de sorte à définir un logement interne. La cassette 31 loge un bras 32 portant rigidement à sa première 15 extrémité l'arbre transversal 34 couplé à la barre de liaison arrière 5 du cadre d'assise 2. Cet arbre 34 traverse de part en part la cassette 31 au niveau de deux découpes en arc de cercle 35, 36 ménagées sur ses deux parois latérales 37, 38. 20 Le bras 32 se prolonge à sa seconde extrémité par un moyeu 40 comprenant un corps annulaire 41 monté rotatif autour de son axe transversal de révolution A sur une âme interne coaxiale 50 fixée à la paroi latérale 37 de la cassette 31 et donc couplée au pied support arrière 17. 25 Les découpes 35, 36, centrées sur l'axe A, s'étendent symétriquement sur un même secteur angulaire prédéfini de sorte à ne pas interférer avec l'arbre transversal 34 lors du pivotement du bras 32. L'âme 50 comprend un noyau cylindrique 51 centré sur l'axe transversal A, ainsi que trois branches 52, 53, 54 s'étendant radialement 30 depuis le noyau 51 jusqu'à la face interne du corps 41. Ces branches 52, 53, 54 sont avantageusement disposées en étoile en étant angulairement réparties de manière régulière autour du noyau 51 (chacune étant donc espacée des deux autres d'un secteur angulaire de 120°). 3058946 7 Le moyeu 40 comprend également deux ailettes 42, 43 s'étendant radialement depuis le corps annulaire 41 jusqu'à la face externe du noyau 51 de l'âme 50. Chacune des ailettes 42, 43 est intercalée entre deux branches 5 respectives (les branches 52, 53 pour l'ailette 42 et les branches 53, 54 pour l'ailette 43). Entre le corps 41 et le noyau 51, les branches 52, 53, 54 et les ailettes 42, 43 délimitent ainsi une pluralité de cavités à profil en arc de cercle dont les volumes respectifs varient lorsque le moyeu 40 tourne 10 autour de l'âme 50 (c'est-à-dire lorsqu'un passager s'assoit sur le siège et applique une charge sur l'arbre suspendu 34 ou lorsque le véhicule est soumis à des sollicitations de la route). Le dispositif de suspension 30 comporte également un ressort hélicoïdal de compression 60 ainsi qu'un bloc amortissant 62 logés dans 15 deux cavités respectives 58, 59 dont le volume diminue de manière identique lorsqu'une charge est appliquée sur l'arbre suspendu 34, de sorte que ce ressort 60 et ce bloc 62 soient comprimé de la même manière. Les caractéristiques de raideur du ressort 60 et du bloc 20 amortissant 62 sont prédéterminées de sorte que ce bloc 62 supporte la majorité (avantageusement au moins 80%) de la charge s'exerçant sur l'arbre 34 lorsque cette dernière est supérieure à une valeur seuil traduisant l'occupation du siège par un passager. Le ressort 60 présente avantageusement une raideur sensiblement 25 constante et comprise de préférence entre 3 et 10 N/mm. Le bloc amortissant 62, constitué de préférence en polyuréthane, présente quant à lui une raideur variant selon une fonction croissante de l'écrasement du bloc 62 (autrement dit de la charge appliquée sur l'arbre 34 et donc du poids de l'occupant du siège). 30 On optera avantageusement pour un bloc amortissant 62 dont la raideur est comprise, lorsqu'un passager est assis dans le siège, entre 150 et 1500 N/mm (cette valeur dépendant du profil de la fonction de variation de la raideur du bloc 62 mais également du poids du passager assis dans le siège qui influe sur le niveau d'écrasement de ce bloc 62). 3058946 8 Le bloc amortissant présente également avantageusement un facteur d'amortissement supérieur à 0,3. Sur la figure 4, ce dispositif de suspension 30 est représenté dans sa configuration de repos lorsqu'aucun passager n'est assis sur le siège. 5 L'arbre 34 occupe alors sa position haute dans laquelle il se trouve à proximité les extrémités supérieures des fentes 37, 38 et où il supporte (avec l'arbre 134 du dispositif de suspension 130) le siège vide. Dans cette configuration de repos, le ressort 60 et le bloc 10 amortissant 62 sont légèrement comprimés d'une même amplitude de sorte à compenser la charge s'appliquant sur l'arbre 34. Lorsqu'un passager s'assoit sur le siège, l'arbre 34 descend et le moyeu 40 entrainé par le bras 32 se met à tourner autour de l'âme 50, ce qui entraine une réduction le volume des deux cavités 58, 59 et 15 comprime d'une même amplitude nettement plus importante le ressort 60 et le bloc amortissant 62. Le dispositif occupe alors sa configuration de service illustrée par la figure 5). On notera que, de par sa raideur nettement supérieure, le bloc amortissant 62 supporte alors l'essentiel de la charge appliquée sur 20 l'arbre suspendu 34. Nous allons maintenant décrire en détails, à l'appui des figures 6 et 7, le fonctionnement du dispositif de suspension 30 en configuration de service lorsque le véhicule est soumis à des sollicitations de la route à faible fréquence (inférieures à 5 Hz). 25 Sous l'effet d'une telle sollicitation, l'arbre 34 remonte légèrement et le moyeu 40 entrainé par le bras 32 se met à tourner en sens contraire autour de l'âme 50 ce qui entraine une légère augmentation du volume des deux cavités 58, 59. Le ressort 60 dénué d'amortissement se détend instantanément 30 pour occuper l'ensemble du volume de la cavité 58, contrairement au bloc amortissant 62 dont le volume ne varie quasiment pas et qui n'est donc plus au contact de l'ailette 43 (figure 6). 3058946 9 L'arbre 34 va ensuite redescendre et le moyeu 40 entrainé par le bras 32 se mettre à tourner dans le sens initial autour de l'âme 50 ce qui entraine une diminution du volume des deux cavités 58, 59. Dans une première phase, seul le ressort 60 occupant l'ensemble 5 du volume de la cavité 58 va travailler pour éviter que l'occupant du siège ne ressente d'à-coup. Dès que le volume de la cavité 59 a diminué suffisamment pour que le bloc amortissant 62 l'occupe entièrement, cette dernière joue alors son rôle d'amortissement de sorte à limiter l'amplitude des renvois 10 vers le haut de l'arbre 34 causés par le ressort 60 (figure 7). Selon des variantes non représentées, le siège ne comporte pas de biellettes de rehausse et la partie arrière du cadre d'assise repose directement sur les arbres suspendus 34, 134 des dispositifs de suspension 30, 130. 15 Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, certains éléments du dispositif de suspension sont conformés différemment. Tel est notamment le cas de l'âme centrale dont le nombre de branches radiales peut être différent. On pourrait notamment n'avoir que deux branches s'étendant de manière diamétralement opposée l'une 20 de l'autre. On rappelle enfin que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu'elle englobe toute variante d'exécution à la portée de l'homme du métier. REVENDICATIONS1. Dispositif de suspension pour siège de véhicule du type comprenant un cadre d'assise (2) monté sur une structure support (11, 12, 15, 16, 17, 18) destinée à être amarrée au plancher dudit véhicule ; caractérisé en ce que ledit dispositif de suspension comporte un arbre transversal (34) prévu pour être couplé à un élément (5) dudit cadre d'assise (2) ainsi qu'un bras (32) portant rigidement ledit arbre (34) et se prolongeant à une extrémité par un moyeu (40) comprenant un corps annulaire (41) monté rotatif autour de son axe transversal de révolution (A) sur une âme interne coaxiale (50) prévue pour être couplée à un élément (17) de ladite structure support, ladite âme (50) comprenant un noyau cylindrique (51) centré sur ledit axe transversal (A) et au moins deux branches (52, 53, 54) s'étendant radialement depuis ledit noyau (51) jusqu'audit corps (41), ledit moyeu (40) comportant également deux ailettes (42, 43) s'étendant radialement depuis ledit corps (41) jusqu'audit noyau (51), lesdites branches (52, 53, 54) et lesdites ailettes (42, 43) délimitant entre ledit corps (40) et ledit noyau (51) une pluralité de cavités à profil en arc de cercle dont les volumes respectifs varient lors de la rotation dudit moyeu (40) autour de ladite âme (50), ledit dispositif comportant en outre un ressort de compression (60) et un bloc amortissant (62) logés dans deux cavités respectives (58, 59) dont le volume diminue de manière identique lorsque ladite charge est appliquée sur ledit arbre (34), les caractéristiques de raideur dudit ressort (60) et dudit bloc amortissant (62) étant prédéterminées de sorte que ce dernier supporte la majorité de la charge s'exerçant sur ledit arbre (34) lorsque cette dernière est supérieure ou égale à une valeur seuil traduisant l'occupation dudit siège par un passager. 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que les caractéristiques de raideur dudit ressort (60) et dudit bloc amortissant (62) sont prédéterminées de sorte que ce 3058946 11 dernier supporte au moins 80% de la charge s'exerçant sur ledit arbre (34) lorsque cette dernière est supérieure ou égale à ladite valeur seuil. 3. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la raideur dudit ressort (60) est sensiblement 5 constante et comprise entre 3 et 10 N/mm. 4. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit bloc amortissant (62) est constitué en polyuréthane. 5. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 10 4, caractérisé en ce que la raideur dudit bloc amortissant (62) varie selon une fonction croissante de son écrasement. 6. Dispositif de suspension selon la revendication 5, caractérisé en ce que la raideur dudit bloc amortissant (62) est comprise entre 150 et 1500 N/mm lorsque ladite charge est supérieure 15 ou égale à ladite valeur seuil. 7. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le facteur d'amortissement dudit bloc amortissant (62) est supérieur à 0,3. 8. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 20 7, caractérisé en ce que ladite âme (50) comprend trois dites branches (52, 53, 54) disposées en étoile en étant angulairement réparties de manière régulière autour dudit noyau (51). 9. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit bras (32), ledit moyeu (40) et ladite âme 25 (50) sont contenus dans une cassette (31) fixée audit élément (17) de ladite structure support, et en ce que ledit arbre (34) traverse au moins l'une des parois latérales (37, 38) de ladite cassette (31) au niveau d'une découpe en arc de cercle (35, 36) centrée sur ledit axe transversal (A). 30 10. Siège de véhicule comprenant un cadre d'assise (2) monté sur une structure support (11, 12, 15, 16, 17, 18), caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif de suspension (30, 130) selon l'une des revendications 1 à 9.