Brevet FR3058948A1 — 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 de confort des occupants de ce véhicule. A terme, la répétition de ces vibrations peut avoir des 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 suspension pour siège de véhicule du type comprenant un cadre d'assise monté 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 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 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. La raideur k du dispositif demeurant sensiblement constante sur sa plage de fonctionnement, la déflexion statique du cadre d'assise (c'est-à-dire son abaissement au moment où le passager s'assoit sur le 3058948 2 siège) varie considérablement en fonction de la masse appliquée à ce dispositif (et donc en fonction de la masse de ce passager) ce qui est particulièrement gênant pour le conducteur dont le champ de vision se trouve modifié. 5 Afin d'obtenir une hauteur d'assise convenable quel que soit la morphologie du passager, un tel dispositif doit intégrer des moyens de réglage permettant à l'occupant du siège d'ajuster à l'aide d'un organe de commande la pré-contrainte des ressorts. Toutefois, cette raideur sensiblement constante a également un 10 impact négatif sur le niveau de confort offert par la suspension et caractérisé par la fréquence propre du dispositif. Cette dernière variant de manière proportionnelle à la racine carrée de k/m, sa valeur et donc la qualité de la suspension va fluctuer de manière considérable en fonction de la masse du passager. 15 Objet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à proposer un dispositif de suspension pour siège de véhicule permettant d'obtenir une hauteur d'assise et un niveau de confort satisfaisants quelle que soit la 20 morphologie du passager. 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 25 arbre transversal prévu pour être couplé à un élément du cadre d'assise, une came liée rigidement audit arbre et montée en rotation autour d'un axe transversal prévu pour être couplé à un élément de ladite structure support, ainsi qu'un suiveur hébergé partiellement à coulissement dans un logement lié rigidement audit élément de la structure support, ledit 30 suiveur étant pris en sandwich entre des moyens élastiques de rappel disposés dans ledit logement et une surface d'appui de ladite came. Le dispositif de suspension selon l'invention présente l'avantage d'offrir de nombreux paramètres de réglage (caractéristiques des moyens élastiques de rappel, dimension du suiveur et profil de la 3058948 3 surface d'appui de la came) permettant de faire varier, sur une certaine plage d'utilisation prédéfinie, sa raideur globale de façon sensiblement linéaire en fonction de la masse m appliquée sur l'arbre (cette dernière dépendant de la masse du passager s'asseyant sur le siège). 5 Sur cette plage d'utilisation choisie par exemple pour correspondre à la quasi-totalité des morphologies rencontrées, la fréquence propre du dispositif évolue donc de manière limitée ce qui permet d'obtenir une déflexion statique variant peu et un confort de suspension homogène. 10 Selon des caractéristiques préférées du dispositif de suspension, prises seules ou en combinaison : - la surface d'appui présente un profil convexe agencé de sorte que la distance entre cette dernière et ledit axe transversal augmente progressivement entre les extrémités inférieure et supérieure 15 de cette surface d'appui ; - ladite came est formée par un bras reliant ledit axe audit arbre ainsi que par une lame liée rigidement audit bras et s'étendant à l'opposé de ce dernier ; - lesdits moyens de rappels élastiques sont constitués par un 20 pion cylindrique en polyuréthane ; - lesdits moyens de rappel élastiques sont constitués par un ressort hélicoïdal de compression ; - ledit suiveur est constitué par une bille métallique ; - ladite came et ledit logement sont contenus dans une 25 cassette fixée audit élément de ladite structure support, ledit arbre traversant au moins l'une des parois latérales de ladite cassette au niveau d'une découpe en arc de cercle centrée sur ledit axe ; - ledit logement est constitué par un évidemment réalisé dans un bloc rigide fixé à l'intérieur de ladite cassette ; 30 - ladite cassette loge un ressort à lame comportant un premier tronçon dont les deux extrémités sont enroulées respectivement autour dudit axe et dudit arbre, ainsi qu'un second tronçon prolongeant ledit premier tronçon à son extrémité enroulée autour dudit axe et venant en appui contre une butée. 3058948 4 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. 5 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 10 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 15 monté dans sa configuration de repos ; et - la figure 3 représente une vue semblable à la figure 2 mais montrant le dispositif de suspension en configuration de charge. Description détaillée d'un mode de réalisation 20 Les termes « avant », « arrière », « haut », « bas », « 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. 25 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, et entre lesquels s'étendent une barre de liaison transversale avant (non 30 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 11, 12 mobiles à coulissement le long de deux glissières longitudinales 3058948 5 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 5 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 10 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 35, 65 d'un dispositif de suspension 30, 60 logé dans une cassette 31, 15 61 fixé sur un pied support arrière 17, 18 lui-même fixé 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 20 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 25 engrainé avec un secteur denté 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 sorte que la rotation de cette molette par un utilisateur entraine celle 30 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 60 lui est semblable symétriquement. 3058948 6 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. 5 La cassette 31 loge un bras 32 formé de deux bandes métalliques 33, 34 parallèles dont les premières extrémités sont montées pivotantes autour d'un axe transversal A solidaire de la cassette 31 et donc couplé au pied support arrière 17. Les secondes extrémités des bandes 33, 34 du bras 32 supportent 10 rigidement l'arbre transversal 35 couplé à la barre de liaison arrière 5 du cadre d'assise 2 et qui traverse de part en part la cassette 31 au niveau de deux découpes en arc de cercle 37, 38 ménagées sur ses deux parois latérales 39, 40. Ces découpes 37, 38, centrées sur l'axe A, s'étendent 15 symétriquement sur un même secteur angulaire prédéfini de sorte à ne pas interférer avec l'arbre transversal 35 lors du pivotement du bras 32. La portion de l'arbre transversal 35 située entre les deux bandes 33, 34 porte en outre une lame métallique 41 liée rigidement à cet arbre 35 ainsi qu'au bras 32 et s'étendant selon un plan vertical à l'opposé du 20 bras 32. La lame 41 a la forme d'un triangle rattaché à l'arbre 35 par l'un de ses coins et dont la face 41A opposée à ce coin (et donc à cet arbre 35) présente un profil convexe. Le bras 32 et la lame 41 constituent une came montée en rotation 25 autour de l'axe transversal A dont la surface d'appui est formée par la tranche d'extrémité libre convexe 41A de la lame 41. Le profil convexe de la surface d'appui 41A est en outre agencé de sorte que la distance entre cette dernière et l'axe transversal A augmente progressivement entre les extrémités inférieure et supérieure 30 de cette surface d'appui 41A. La partie arrière de la console 31 héberge un bloc rigide 42 en matière plastique ou en métal dont la face avant 42A située en regard de la came 41 présente un profil en arc de cercle centré également sur l'axe A. 3058948 7 Ce bloc rigide 42 présente un évidemment cylindrique 43 débouchant sur sa face avant 42A et s'étendant selon une direction radiale par rapport à l'axe A. L'évidemment cylindrique 43 loge des moyens de rappel élastiques 5 constitués en l'espèce par un pion cylindrique en polyuréthane 44 mais pouvant être remplacés par exemple par un ressort hélicoïdal de compression. Le dispositif de suspension 30 comporte également un suiveur 45 logé partiellement à coulissement dans l'évidemment cylindrique 43. 10 Le suiveur, constitué en l'espèce par une bille métallique 45, est en outre pris en sandwich entre les moyens élastiques de rappel 44 et la surface d'appui 41A de la came 32, 41. De préférence, la cassette 30 loge également un ressort à lame 46 comportant un premier tronçon en S 47 traversant l'espace séparant les 15 deux lames 33, 34 du bras 32 et dont les deux extrémités 47A, 47B sont enroulées respectivement autour de l'axe A et de l'arbre 35. Afin de permettre la mise en place de l'extrémité enroulée 47B autour de l'arbre 35, cette dernière présente une fente 48 apte à être traversée par la lame 41 lors de cette opération. 20 Le ressort 46 comprend également un second tronçon 49 prolongeant le premier tronçon 47 à son extrémité enroulée autour de l'axe A et venant en appui contre la tranche d'un disque de butée 51 d'un mécanisme de réglage à came 50. Outre le disque 51, ce mécanisme 50 comporte un moyeu 25 cylindrique 52 de plus petit diamètre, lié rigidement à ce disque 51 en étant désaxé par rapport à ce dernier, et étant monté à rotation à l'intérieur de la cassette 30 autour d'un axe transversal. Le mécanisme 50 comprend également un ergot de section rectangulaire 53 saillant transversalement depuis le moyeu 52 et 30 traversant la paroi latérale 40 de la cassette 30. Cet ergot 53 est destiné à recevoir par correspondance de forme une manivelle de commande (non représentée sur les figures) dont l'entrainement à rotation provoque celle du disque came 51 ce qui engendre une 3058948 8 modification de l'angle entre les deux tronçons 47, 49 et donc de l'intensité de la force de rappel exercée par le ressort à lame 46. Le mécanisme 50 comprend en outre une patte métallique de blocage 54, montée dans une entaille creusée dans l'un 31A des corps 5 31A, 31B formant la cassette 31 et permettant d'empêcher toute rotation non souhaitée du moyeu 52 du fait des secousses et vibrations auxquelles le dispositif de suspension 30 est soumis en phase de roulage du véhicule. Sur la figure 2, le dispositif de suspension 30 est représenté dans 10 sa configuration de repos lorsqu'aucun passager n'est assis sur le siège. L'arbre 35 est alors retenu en position haute contre les extrémités supérieures des fentes 37, 38 ; tandis que la bille 45, au contact de la partie inférieure la moins proéminente de la surface d'appui 41A de la came 32, 41, occupe sa position la plus saillante hors de l'évidemment 15 43. Sur la figure 3, le dispositif de suspension 30 est représenté dans sa configuration de charge lorsque le siège accueille un passager. Dans cette configuration, l'arbre 35 et la came 32, 41 ont pivoté vers le bas autour de l'axe A ; tandis que la bille 45, au contact d'une 20 portion plus proéminente de la surface d'appui 41A de la came 32, 41, occupe une position plus rentrée dans l'évidemment à l'encontre des moyens de rappel élastiques 44. La raideur globale k du dispositif de suspension 30 est définie en fonction de nombreux paramètres, à savoir : 25 - les caractéristiques des moyens élastiques de rappel 44 et du ressort à lame 46 ; - le diamètre du suiveur 45 ; - le profil de la surface d'appui 41A de la came ; et - l'angle entre les deux tronçons 47, 49 du ressort à lame 46. 30 Cet éventail de paramétrage permet d'adapter cette raideur globale k afin qu'elle varie, sur une plage d'utilisation prédéfinie, de façon sensiblement linéaire à la masse appliquée m sur l'arbre 35 (cette dernière dépendant de la masse du passager s'asseyant sur le siège). 3058948 9 Sur cette plage d'utilisation choisie par exemple pour correspondre à la quasi-totalité des morphologies rencontrées, la fréquence propre du dispositif 30 évolue donc de manière limitée ce qui permet d'obtenir une déflexion statique variant peu et un confort de 5 suspension homogène. La fréquence propre cible du dispositif 30 sera en outre avantageusement choisie entre 1,5 et 2.5 Hz afin que ce dernier ne rentre en résonnance ni avec le dispositif de suspension principal du châssis du véhicule dont la fréquence propre est généralement comprise 10 entre 0,9 et 1,2, ni avec le passager dont le corps possède en position assise une fréquence propre de l'ordre de 3Hz. 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 35, 65 des dispositifs de 15 suspension 30, 60. Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, certains éléments du dispositif de suspension sont conformés différemment tels que par exemple les moyens de rappel élastiques, la came, le suiveur et/ou l'évidemment. 20 Selon encore d'autres variantes de réalisation non représentées, le ressort à lame et/ou la cassette sont absents. 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. 25 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 (35) prévu pour être couplé à un élément (5) du cadre d'assise (2), une came (32, 41) liée rigidement audit arbre (35) et montée en rotation autour d'un axe transversal (A) prévu pour être couplé à un élément (17) de ladite structure support, ainsi qu'un suiveur (45) hébergé partiellement à coulissement dans un logement (43) lié rigidement audit élément (17) de la structure support, ledit suiveur (45) étant pris en sandwich entre des moyens élastiques de rappel (44) disposés dans ledit logement (43) et une surface d'appui (41A) de ladite came (32, 41). 2. Dispositif de suspension selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface d'appui (41A) présente un profil convexe agencé de sorte que la distance entre cette dernière et ledit axe transversal (A) augmente progressivement entre les extrémités inférieure et supérieure de cette surface d'appui (41A). 3. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite came est formée par un bras (32) reliant 25 ledit axe (A) audit arbre (35) ainsi que par une lame (41) liée rigidement audit bras (32) et s'étendant à l'opposé de ce dernier. 4. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappels élastiques sont constitués par un pion cylindrique en polyuréthane (44). 30 5. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel élastiques sont constitués par un ressort hélicoïdal de compression. 3058948 11 6. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit suiveur est constitué par une bille métallique (45). 7. Dispositif de suspension selon l'une des revendications 1 à 5 6, caractérisé en ce que ladite came (32, 41) et ledit logement (43) sont contenus dans une cassette (31) fixée audit élément (17) de ladite structure support, et en ce que ledit arbre (35) traverse au moins l'une des parois latérales (39, 40) de ladite cassette (31) au niveau d'une découpe en arc de cercle (37, 38) centrée sur ledit axe (A). 10 8. Dispositif de suspension selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit logement est constitué par un évidemment (43) réalisé dans un bloc rigide (42) fixé à l'intérieur de ladite cassette (31). 9. Dispositif de suspension selon l'une revendications 7 ou 8, 15 caractérisé en ce que ladite cassette (31) loge un ressort à lame (46) comportant un premier tronçon (47) dont les deux extrémités (47A, 47B) sont enroulées respectivement autour dudit axe (A) et dudit arbre (35), ainsi qu'un second tronçon (49) prolongeant ledit premier tronçon à son extrémité (17A) enroulée autour dudit axe (A) et venant en appui contre 20 une butée (51). 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, 60) selon l'une des revendications 1 à 9.25