Brevet FR3086602A1 — publié le 20200403

STRUCTURE DE SIEGE DOTEE D'UN BAQUET D'ASSISE SUSPENDU PAR DES MOYENS PNEUMATIQUES. 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 sièges et impactent négativement le niveau confort des occupants de ce véhicule. Ces vibrations apparaissent dans différentes plages de fréquences. On peut ainsi distinguer les vibrations associées à une première plage de fréquences comprise entre 1 et 3 Hz de celles associées à une seconde plage de fréquences comprise entre 4 et 10 Hz. Certains organes des passagers tels que l'estomac, le foie, les reins ou encore le coeur sont particulièrement sensibles à cette seconde plage de fréquences correspondant au phénomène de tressautements. Afin de limiter l'amplitude des vibrations, il est connu de prévoir des dispositifs de suspension au niveau des sièges. La demande de brevet américaine US 5,601,338 divulgue ainsi une structure de siège comportant une armature de dossier articulée à pivotement autour d'un premier axe transversal sur une armature d'assise. L'armature d'assise comporte un cadre comprenant deux flancs latéraux entre lesquels s'étendent deux traverses avant et arrière, ainsi qu'un baquet s'étendant entre les deux flancs latéraux et entre les deux traverses avant et arrière. L'extrémité avant du baquet est articulée à pivotement autour d'un deuxième axe transversal sur la traverse avant du cadre d'assise par 2 l'intermédiaire de moyens d'articulation de type charnière de sorte à permettre à la portion arrière de ce baquet d'être déplaçable verticalement par rapport à la partie arrière du cadre d'assise. La structure d'assise comprend également un organe de guidage en 5 forme de U comprenant une base montée à pivotement sur des pattes support implantées sur la face inférieure de l'extrémité arrière du baquet, et deux branches dont les extrémités libres sont montées à coulissement et à pivotement sur des organes supports implantés sur la face inférieure de la traverse arrière du cadre d'assise. Un coulisseau est en monté à 10 coulissement le long des deux branches de l'organe de guidage en U La structure d'assise comprend en outre des moyens de suspension comprenant un amortisseur s'étendant dans le plan longitudinal médian de l'armature de siège entre ce coulisseau et une première barre s'étendant transversalement entre les deux flasques latéraux de 15 l'armature de dossier. Les moyens de suspension comprennent également de part et d'autre de l'amortisseur, deux ressorts de traction montés entre le coulisseau et une deuxième barre s'étendant transversalement entre les deux flasques latéraux de l'armature de dossier en dessous de la 20 première. Lorsqu'un passager s'assoit sur le siège, le baquet pivote vers le bas de sorte à étirer les ressorts qui exercent alors une force de rappel sur la partie arrière du baquet. La raideur k des ressorts demeurant sensiblement constante sur 25 leur plage de fonctionnement, l'assiette du baquet 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. Afin d'obtenir une assiette convenable quel que soit la morphologie 30 du passager, des moyens de réglage permettent d'ajuster la position du coulisseau le long de l'organe de guidage de sorte à faire varier la précontrainte des ressorts. 3 Toutefois, cette raideur sensiblement constante a également un 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 5 de k/m, sa valeur et donc la qualité de la suspension va fluctuer de manière considérable en fonction de la masse du passager. Obiet et résumé de l'invention La présente invention vise donc à améliorer la situation. 10 Elle propose à cet effet une structure de siège de véhicule comportant une armature de dossier articulée à pivotement autour d'un premier axe transversal sur une armature d'assise dotée d'un cadre d'assise comprenant deux flasques latéraux et une traverse s'étendant entre les deux extrémités avant desdits flasques, ladite armature d'assise 15 comprenant également un baquet d'assise dont l'extrémité avant est montée à pivotement sur ladite traverse selon un deuxième axe transversal, ladite structure de siège comportant en outre des moyens de suspension dudit baquet d'assise, caractérisée en ce que lesdits moyens de suspension comportent au 20 moins un actionneur pneumatique agencé entre ledit baquet d'assise et ledit cadre d'assise, ledit actionneur comprenant une chambre reliée fluidiquement à un module de contrôle apte à ajuster automatiquement la quantité d'air à l'intérieur de ladite chambre de sorte que l'assiette dudit baquet d'assise demeure constante indépendamment de la masse 25 qu'il supporte. La structure suspendue de siège selon l'invention permet ainsi d'assurer un filtrage des tressautements sans altérer le champ de vision du conducteur et ce quelle que soit sa morphologie. Par ailleurs, sachant que la raideur d'un tel actionneur pneumatique 30 est sensiblement proportionnelle à la pression d'équilibre régnant dans la chambre et que cette pression est proportionnelle à la masse supportée, la fréquence propre des moyens de suspension demeure également sensiblement constante ce qui permet d'obtenir un confort de suspension homogène quelle que soit la masse supportée par le baquet d'assise. 4 Selon des caractéristiques préférées de la structure de siège selon l'invention, prises seules ou en combinaison : - l'ajustement de la quantité d'air à l'intérieur de ladite chambre est réalisé via une boucle d'asservissement ; 5 - le au moins dit actionneur pneumatique comporte un organe linéique de section rectangulaire solidaire dudit baquet d'assise ainsi qu'un boudin cylindrique solidaire dudit cadre d'assise ou vice-versa et délimitant ladite chambre, l'une des tranches dudit organe linéique reposant en appui sur ledit boudin et selon une direction radiale à ce 10 dernier ; - ledit organe linéique et ledit boudin s'étendant sur une longueur sensiblement identique comprise entre 150 et 300 mm ; - le diamètre dudit boudin est compris entre 30 et 50 mm, tandis que la largeur de ladite tranche de l'organe linéique est comprise 15 entre 10 et 30 mm ; - ledit boudin est logé dans un berceau s'étendant transversalement en arrière dudit cadre d'assise et étant fixé rigidement à ce dernier ; - ledit organe linéique est constitué par une barre s'étendant 20 transversalement depuis la face inférieure d'une paroi liée rigidement à la partie arrière dudit baquet d'assise et surplombant ledit berceau ; - que lesdits moyens de suspension comportent deux dits actionneurs pneumatiques latéraux agencés symétriquement vis-à-vis du plan longitudinal médian de ladite structure, chacun desdits actionneurs 25 comprenant un dit organe linéique longitudinal solidaire d'un élément latéral respectif dudit baquet d'assise et un dit boudin cylindrique longitudinal solidaire d'un dit flasque latéral correspondant du cadre d'assise ou vice-versa ; - ladite armature de dossier comprend un cadre de dossier et 30 un baquet de dossier dont la partie supérieure est montée articulée sur ledit cadre de dossier, l'extrémité inférieure de ce baquet de dossier étant en outre montée articulée à pivotement autour d'un axe troisième transversal sur l'extrémité arrière dudit baquet d'assise ; et/ou 5 - la chambre du au moins dit actionneur pneumatique est reliée fluidiquement à une chambre secondaire. Brève description des dessins 5 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 lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une structure de siège de véhicule automobile selon l'invention ; 10 - la figure 2 est une vue partielle en perspective de trois quart arrière de la partie inférieure de la structure de siège de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue partielle en coupe longitudinale de la partie inférieure arrière de la structure de siège de la figure 1. 15 Description détaillée d'un mode préféré de réalisation La figure 1 représente une structure suspendue 10 d'un siège avant de véhicule automobile. Dans la suite de cette description et par convention, les termes « avant », « arrière », « haut », « bas », « supérieur », « inférieur », 20 « latéral », « longitudinal » et « transversal » seront définis par rapport à la position de montage d'un siège de véhicule automobile dans l'habitacle de ce véhicule. Cette structure 10 comporte une armature d'assise 40 et une armature de dossier 20 dont l'extrémité inférieure est articulée à 25 pivotement autour d'un axe transversal A sur l'extrémité arrière de cette armature d'assise 40, entre une position relevée apte à recevoir le dos d'un usager et une position rabattue permettant un accès facilité aux places arrière. L'armature de dossier 20 comprend un cadre de dossier rigide 21 30 formé de deux montants latéraux métalliques 22, 23 disposés symétriquement en regard l'un de l'autre et entre lesquels s'étendent deux traverses métalliques supérieure 24 et inférieure 25. 6 Cette armature de dossier 20 comporte également une tige transversale d'articulation 26 d'axe B s'étendant entre deux pattes latérales 28, 29 saillant en arrière du cadre 21 depuis les montants latéraux 22, 23, ainsi qu'un baquet de dossier 30 dont la partie supérieure 5 est montée articulée à pivotement autour de cette tige 26 sur le cadre de dossier 21. Le baquet de dossier 30 comprend une ossature 31 formée de deux jambages latéraux creux à section en U 32, 33 entourant chacun partiellement un montant latéral correspondant 22, 23 du cadre de dossier 10 21, ainsi que de deux traverses supérieure 34 et inférieure 35 s'étendant respectivement entre les extrémités supérieure et inférieure de ces jambages 32, 33. L'ossature 31, venue de moulage d'une seule pièce à partir d'un matériau thermoplastique avantageusement renforcé en fibres naturelles 15 et/ou synthétiques (par exemple du PA6 GF50), supporte une nappe élastique de suspension (non représentée sur les figures afin de faciliter la lecture) et comprenant de manière classique une pluralité de fils métalliques crénelés s'étendant entre les jambages latéraux 32, 33. La partie supérieure de cette ossature 31 est en outre librement 20 articulée à pivotement autour de l'axe transversal B sur la partie supérieure du cadre de dossier 21, par l'intermédiaire de deux pattes (non visibles sur les figures) solidaires de ses jambages latéraux 32, 33 et traversées à libre rotation par la tige transversale d'articulation 26. L'armature d'assise 40 comporte un cadre d'assise rigide 41 25 comprenant deux flasques latéraux 42, 43 disposés symétriquement en regard l'un de l'autre, deux barres tubulaires transversales de liaison arrière 44 et avant 45 s'étendant respectivement entre les parties arrière et avant des flasques 42, 43. Le cadre d'assise 41 est monté à coulissement sur le plancher du 30 véhicule par l'intermédiaire de deux couples de biellettes avant 46 et arrière 47 montées articulées entre les flasques latéraux 42, 43 et deux paires de pieds avant 2 et arrière 3 fixés sur deux rails mobiles 4, 5 coulissants le long de deux rails fixes 6, 7 arrimés au plancher du véhicule. 7 Cette armature d'assise 40 comprend également une tige transversale d'articulation 48 d'axe C s'étendant entre les deux extrémités avant des flasques latéraux 42, 43, ainsi qu'un baquet d'assise 50 destiné à supporter l'essentiel (aux environs de 80%) de la charge de l'occupant 5 s'asseyant dans le siège. La partie avant de ce baquet d'assise 50 est montée articulée à pivotement autour de cette tige 48 sur le cadre d'assise 41, tandis que son extrémité arrière est librement articulée à pivotement autour d'un axe transversal D par un système de charnière sur l'extrémité inférieure du 10 baquet de dossier 30. Le baquet d'assise 50 comprend une ossature 51 formée de deux flancs latéraux creux à section en U 52, 53 entourant chacun partiellement un flasque latéral correspondant 42, 43 du cadre d'assise 41, d'un nez transversal avant 54 s'étendant entre les portions avant de ces flancs 52, 15 53 et enveloppant la partie avant du cadre 41, ainsi que d'une plaque transversale arrière 55 s'étendant sensiblement verticalement entre les extrémités arrière de ces mêmes flancs 52, 53. L'ossature 51, venue de moulage d'une seule pièce à partir d'un matériau thermoplastique identique à celui formant l'ossature 31 du 20 baquet de dossier 30, supporte une nappe élastique de suspension (non représentée sur les figures afin de faciliter la lecture) et comprenant de manière classique une pluralité de fils métalliques crénelés s'étendant entre les flancs latéraux 52, 53. La partie avant de cette ossature 51 est en outre librement articulée 25 à pivotement autour de l'axe transversal C sur l'extrémité avant du cadre d'assise 41, par l'intermédiaire de deux pattes 56, 57 solidaires de son nez 54 et traversées à libre rotation par la tige transversale d'articulation 48. Tel qu'illustré sur les figures 2 et 3, la structure 10 comporte en 30 outre des moyens de suspension du baquet d'assise 50 agencés entre la partie arrière de ce baquet 50 et celle du cadre d'assise 41. Ces moyens de suspension sont constitués par un actionneur pneumatique 60 comprenant un organe linéique transversal de section rectangulaire 70 solidaire de la partie arrière du baquet d'assise 50 et dont la tranche inférieure 70A repose en appui sur un boudin pneumatique 8 cylindrique 80 solidaire de la partie arrière du cadre d'assise 41 et selon une direction radiale à ce boudin 80. Le boudin 80, réalisé avantageusement dans un matériau souple non étirable, délimite une chambre interne 82 reliée fluidiquement par 5 une conduite 83 à un contrôleur (non représenté sur les figures) configuré pour ajuster automatiquement la quantité d'air à l'intérieur de la chambre de sorte que l'assiette du baquet d'assise 50 demeure sensiblement constante indépendamment de la masse qu'il supporte. Ce boudin 80 est logé dans un berceau métallique 84 s'étendant 10 transversalement en arrière du cadre d'assise 41 et étant fixé rigidement par soudure à la barre tubulaire de liaison arrière 44 de ce cadre d'assise 41. Ce berceau 84, réalisée avantageusement à partir d'une feuille de tôle découpée et pliée, présente ici une section rectangulaire dont la 15 largeur correspond au diamètre de ce boudin 80 afin d'empêcher tout déplacement longitudinal de ce dernier. L'organe linéique est constitué par une barre métallique 70 s'étendant depuis la face inférieure d'une paroi 71A surplombant le berceau 84, cette paroi 71A constituant la branche supérieure d'un profilé 20 métallique à section en U 71 s'étendant à l'arrière du baquet d'assise 50 et dont la base 71B est soudée contre la plaque transversale arrière 55 de ce même baquet 50. S'étendant en dessous du berceau 84, la branche inférieure 71C du profilé 71 forme une butée limitant le débattement vers le haut du baquet 25 d'assise 50. La barre 70 et le boudin 80 s'étendent sur une longueur sensiblement identique comprise de préférence entre 150 et 300 mm. Par ailleurs, le diamètre du boudin 80 est compris avantageusement entre 30 et 50 mm, tandis que la largeur de la tranche inférieure 70A de 30 la barre 70 est comprise de manière préférentielle entre 10 et 30 mm. Lorsqu'un passager s'assoit sur le siège, le baquet d'assise 50 pivote autour de l'axe transversal C et sa partie arrière descend par rapport au plan du cadre d'assise 41, ce qui provoque l'enfoncement de 9 la barre 70 et la déformation du boudin 80 qui épouse la forme de cette dernière en comprimant contenu dans la chambre 82. Ce mouvement du baquet d'assise 50, entrainant également l'abaissement du baquet de dossier 30 qui pivote autour des axes 5 transversaux B et D, se poursuit jusqu'à ce que la quantité d'air à l'intérieur de la chambre 82 du boudin 80, ajustée automatiquement par le contrôleur de volume de fluide via une boucle d'asservissement, soit suffisamment importante pour repositionner les baquets 50 et 30 en position nominale. Dans ces conditions la pression d'équilibre résultante 10 génère une force de rappel compensant le poids exercé par la masse portée par le baquet d'assise 50. La raideur k de l'actionneur pneumatique 60 peut être approximée par la formule suivante : (Suff)2 n k - y rb où Vb 15 y représente l'indice adiabatique des gaz parfaits ; Sen' représente la surface efficace de cet actionneur ; Vb représente le volume de la chambre du boudin ; et représente la pression absolue à l'intérieur de la chambre 20 avec Serf = Loi Db ;Etatou Lo1 représente la longueur de l'organe linéique ; Di, représente le diamètre du boudin ; et 10/ représente la largeur de l'organe linéique. 25 La surface efficace de l'actionneur 60 et le volume du boudin 70 demeurant constante, on remarque que cette raideur k de l'actionneur pneumatique 60 dépend uniquement de la pression d'équilibre régnant dans la chambre. Par ailleurs, sachant que la raideur d'un tel actionneur pneumatique 30 est sensiblement proportionnelle à la pression d'équilibre régnant dans la chambre et que cette pression est proportionnelle à la masse supportée, la fréquence propre des moyens de suspension demeure également 10 sensiblement constante ce qui permet d'obtenir un confort de suspension homogène quelle que soit la masse supportée par le baquet d'assise. De par les dimensions importantes de sa surface efficace, la raideur de cet actionneur pneumatique 60 peut être modifiée sur une large plage 5 (comprise par exemple entre 15 et 30 N/mm) en faisant varier la pression absolue régnant dans le boudin 70 sur une plage étroite comprise par avantageusement entre 1 et 2 bars absolus (c'est-à-dire entre 0 et 1 bar relatif) ce qui permet de réaliser d'utiliser un contrôleur doté d'un mini compresseur, semblable à ceux couramment utilisés dans l'automobile 10 pour assurer le gonflage de poches de massage intégrées au siège. La raideur de l'actionneur pneumatique 60 étant sensiblement proportionnelle à la pression d'équilibre régnant dans la chambre 82 et cette pression étant en outre proportionnelle à la masse supportée, la fréquence propre de cet actionneur 60 demeure également sensiblement 15 constante ce qui permet d'obtenir un confort de suspension homogène quelle que soit la masse supportée par le baquet d'assise 50. Cette fréquence propre sera avantageusement choisie autour de 3 Hz afin que l'actionneur 60 ne rentre pas en résonnance avec le dispositif de suspension principal du châssis du véhicule dont la fréquence propre 20 est généralement comprise entre 0,9 et 1,2, tout en assurant un filtrage efficace des tressautements dont la plage de fréquences est comprise entre 4 et 10 Hz. Selon des variantes de réalisation non représentées, l'actionneur pneumatique comporte un organe linéique transversal lié rigidement à la 25 partie arrière du cadre d'assise 41 et dont la tranche supérieure repose en appui sur un boudin pneumatique solidaire de la partie arrière du baquet d'assise 50. Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, la chambre du boudin de l'actionneur pneumatique est reliée fluidiquement 30 à une chambre secondaire permettant d'augmenter le volume de travail de cet actionneur. L'enveloppe externe de cette chambre secondaire est en outre réalisée dans un matériau étirable élastiquement de sorte à participer à la raideur de cet actionneur. Selon encore d'autres variantes de réalisation non représentées : 11 - les moyens de suspensions comportent deux actionneurs pneumatiques latéraux tels que 60 agencés symétriquement vis-à-vis du plan longitudinal médian de la structure de siège, chacun desdits actionneurs comprenant un organe linéique longitudinal de section 5 rectangulaire constitué par la partie supérieure d'un flasque latéral correspondant du cadre d'assise et dont la tranche supérieure repose en appui sur un boudin pneumatique cylindrique logé au fond d'un flanc latéral correspondant du baquet d'assise. - la structure de siège est dépourvue de baquet de dossier tel 10 que 30 ; - le mécanisme d'articulation de la partie supérieure de l'ossature du baquet de dossier sur la partie supérieure du cadre de l'armature de dossier est différent (la partie supérieure de l'ossature du baquet de dossier peut par exemple comporter deux pattes latérales 15 dotées de pions transversaux montés à coulissement dans des rainures ménagées dans des pattes latérales solidaires de la partie supérieure du cadre de l'armature de dossier) ; et/ou - la partie arrière de l'ossature du baquet d'assise est également articulée par un couple de biellettes latérales sur le cadre de 20 l'armature d'assise (la partie supérieure de l'ossature du baquet de dossier peut par exemple comporter deux pattes latérales dotées de pions transversaux montés à coulissement dans des rainures ménagées dans des pattes latérales solidaires de la partie supérieure du cadre de l'armature de dossier). 25 D'une manière générale, on rappelle 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 REVENDICATIONS1. Structure de siège de véhicule comportant une armature de dossier (20) articulée à pivotement autour d'un premier axe transversal (A) sur une armature d'assise (40) dotée d'un cadre d'assise (41) comprenant deux flasques latéraux (42, 43) et une traverse (48) s'étendant entre les deux extrémités avant desdits flasques (42, 43), ladite armature d'assise (40) comprenant également un baquet d'assise (50) dont l'extrémité avant est montée à pivotement sur ladite traverse (48) selon un deuxième axe transversal (D), ladite structure de siège comportant en outre des moyens de suspension (60) dudit baquet d'assise (50), caractérisée en ce que lesdits moyens de suspension comportent au moins un actionneur pneumatique (60) agencé entre ledit baquet d'assise (50) et ledit cadre d'assise (41), ledit actionneur (60) comprenant une chambre (82) reliée fluidiquement à un module de contrôle apte à ajuster automatiquement la quantité d'air à l'intérieur de ladite chambre (82) de sorte que l'assiette dudit baquet d'assise (50) demeure sensiblement constante indépendamment de la masse qu'il supporte. 2. Structure de siège selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ajustement de la quantité d'air à l'intérieur de ladite chambre (82) est réalisé via une boucle d'asservissement. 3. Structure de siège selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le au moins dit actionneur pneumatique (60) comporte un organe linéique de section rectangulaire (70) solidaire dudit baquet d'assise (50) ainsi qu'un boudin cylindrique (80) solidaire dudit cadre d'assise (41) ou vice-versa et délimitant ladite chambre (82), l'une (70A) des tranches dudit organe linéique (70) reposant en appui sur ledit boudin (80) et selon une direction radiale à ce dernier. 4. Structure de siège selon la revendication 3, caractérisée en ce que ledit organe linéique (70) et ledit boudin (80) s'étendant sur une longueur sensiblement identique comprise entre 150 et 300 mm. 13 5. Structure de siège selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que le diamètre dudit boudin (80) est compris entre 30 et 50 mm, tandis que la largeur de ladite tranche (70A) de l'organe linéique (70) est comprise entre 10 et 30 mm. 5 6. Structure de siège selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que ledit boudin (80) est logé dans un berceau (84) s'étendant transversalement en arrière dudit cadre d'assise (41) et étant fixé rigidement à ce dernier. 7. Structure de siège selon la revendication 6, caractérisée en 10 ce que ledit organe linéique est constitué par une barre (70) s'étendant transversalement depuis la face inférieure d'une paroi (71A) liée rigidement à la partie arrière dudit baquet d'assise (50) et surplombant ledit berceau (84). 8. Structure de siège selon l'une des revendications 3 à 5, 15 caractérisée en ce que lesdits moyens de suspension comportent deux dits actionneurs pneumatiques latéraux agencés symétriquement vis-à-vis du plan longitudinal médian de ladite structure, chacun desdits actionneurs comprenant un dit organe linéique longitudinal solidaire d'un élément latéral respectif dudit baquet d'assise et un dit boudin cylindrique 20 longitudinal solidaire d'un dit flasque latéral correspondant du cadre d'assise ou vice-versa. 9. Structure de siège selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que ladite armature de dossier (20) comprend un cadre de dossier (21) et un baquet de dossier (30) dont la partie supérieure est 25 montée articulée sur ledit cadre de dossier (21), l'extrémité inférieure de ce baquet de dossier (30) étant en outre montée articulée à pivotement autour d'un axe troisième transversal (D) sur l'extrémité arrière dudit baquet d'assise (50). 10.Structure de siège selon l'une des revendications 1 à 9, 30 caractérisée en ce que la chambre (82) du au moins dit actionneur pneumatique (60) est reliée fluidiquement à une chambre secondaire.