Brevet FR3121286A1 — publié le 20220930

L’invention concerne une pièce de carrosserie (10) comportant un volume (20) délimité par des parois (30) réalisées en matière plastique, caractérisée en ce que le volume (20) comporte une paroi (40) sur laquelle au moins un fil conducteur (50) est déposé de façon à former un moyen d’émission/réception d’ondes d’une antenne. Figure pour l’abrégé : figure 4 Pièce de carrosserie comportant une antenne interne L’invention concerne le domaine des véhicules automobiles, et plus particulièrement le domaine des antennes, installées sur de tels véhicules, pour la réception d’ondes électromagnétiques. Une antenne conventionnelle est un dispositif comportant au moins un élément conducteur utilisé pour réagir à un champ électromagnétique, en créant un courant alternatif dans l'antenne et une tension entre ses bornes. Les éléments conducteurs utilisés dans des antennes classiques sont typiquement fabriqués à partir de matériaux conducteurs solides. Il est connu de positionner une ou plusieurs antennes sur le toit d’un véhicule, par exemple à l'intérieur d'un dispositif ayant la forme d'un aileron de requin. Cependant, un tel dispositif offre une résistance au vent ce qui est générateur de perturbations dans l'écoulement de l’air autour du véhicule, générant du bruit et augmentant légèrement la consommation de carburant. Il est également connu d’intégrer des antennes radio (AM/FM/DAB) sur la vitre arrière du véhicule ou sous le becquet, sur des films ou encore sous une forme filaire. Mais de telles solutions présentent les inconvénients suivants : la géométrie de l’antenne dépend de la pièce de support ; le film est fragile ; le film est sensible aux vibrations du véhicule ce qui altère la qualité du signal. Par ailleurs, les pièces de carrosserie automobile sont de plus en plus souvent réalisées en matière plastique, et il n’est donc pas possible de profiter des éléments conducteurs du véhicule pour capter les ondes électromagnétiques. L'invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant une pièce de carrosserie intégrant une antenne dans un environnement plastique compact tout en obtenant un signal radio satisfaisant. A cet effet l’invention a pour objet une pièce de carrosserie comportant un volume délimité par des parois réalisées en matière plastique, dans laquelle le volume comporte une paroi sur laquelle au moins un fil conducteur est déposé de façon à former un moyen d’émission/réception d’ondes d’une antenne. L’antenne ainsi réalisée est robuste et offre une faible sensibilité aux vibrations du véhicule. Grâce à cette intégration d’antenne, la pièce de carrosserie peut être une pièce positionnée à une hauteur suffisante par rapport au sol, offrant une bonne qualité de réception. L’utilisation d’une paroi d’un volume interne permet à l’antenne de présenter des dimensions suffisantes pour la réception des composantes verticales et horizontales du signal. Le fait d’intégrer l’antenne dans un environnement plastique permet d’éloigner l’antenne de pièces métalliques du véhicule qui perturbent le signal radio. La plupart des antennes actuelles réalisée par sérigraphie sur la vitre arrière ou positionnées dans un environnement plastique nécessitent un plan de masse radiofréquence (une surface métallique plane faisant partie de l'antenne) afin d’améliorer la faible qualité du signal reçu due à une faible longueur de fil. Grâce à la nouvelle intégration d’antenne selon l’invention, il est possible d’utiliser des fils d’antenne possédant une longueur apte (suffisamment longue) à réaliser un motif permettant de recevoir le signal tout en s’affranchissant de l’utilisation d’un plan de masse. Enfin, cette intégration dans des espaces compacts permet de préserver l’aspect extérieur de la carrosserie. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles de la pièce prises seules ou en combinaison : la paroi munie du fil conducteur est une desdites parois délimitant le volume ; la pièce de carrosserie comporte une plaque en matière plastique rapportée à l’intérieur du volume, ladite plaque comportant la paroi munie du fil conducteur ; la paroi munie du fil conducteur comporte des nervures, le fil conducteur étant au moins partiellement déposé sur lesdites nervures ; le fil conducteur est déposé par ultrason sur la paroi, ou le fil conducteur est rapporté par clippage sur la paroi dans des encoches ou des éléments souples ; la pièce de carrosserie comporte une première partie formant une doublure et une seconde partie formant une peau, les deux parties étant fixées l’une à l’autre de façon à ménager un espace entre les deux parties formant le volume ; la pièce de carrosserie constitue un toit de véhicule automobile, ou un hayon de véhicule automobile, ou un becquet de véhicule automobile. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la illustre un exemple de pièce de carrosserie selon l’invention. la illustre un premier mode de réalisation d’une pièce de carrosserie selon l’invention. la illustre un second mode de réalisation d’une pièce de carrosserie selon l’invention. la illustre un troisième mode de réalisation d’une pièce de carrosserie selon l’invention. la illustre une variante du troisième mode de réalisation de la , comportant un amplificateur. la illustre un autre exemple de pièce de carrosserie selon l’invention. Description détaillée La illustre une pièce de carrosserie 10 comportant un volume interne 20. Le volume 20 est délimité par des parois 30 réalisées en matière plastique. La volume 20 constitue un espace disponible au sein du véhicule, formant un caisson apte à favoriser la réception d’un signal radio. Selon l’exemple illustré sur cette figure, il s’agît d’une pièce de carrosserie comportant : une première partie 12 formant une doublure ; une seconde partie 14 formant une peau. Les deux parties 12 et 14 sont fixées l’une à l’autre de façon à ménager un espace entre elles. Cet espace forme le volume 20. Une telle pièce de carrosserie 10 peut par exemple être un toit de véhicule automobile, un hayon de véhicule automobile ( ), ou un becquet de véhicule automobile ( ). Mais l’invention ne se limite pas à ce type de volume, et toute pièce de carrosserie comportant un volume interne entre dans le cadre de la présente invention. Selon l’invention, le volume 20 comporte une paroi 40 sur laquelle au moins un fil conducteur 50 est déposé de façon à former un moyen d’émission/réception d’ondes d’une antenne. Il est donc plus avantageux de disposer le fil conducteur 50 d’antenne au sein d’un volume situé en hauteur dans le véhicule. Le fil conducteur 50 est déposé en formant un motif propre au type d’antenne. L’antenne peut, par exemple, être du type : Antenne AM: permet de recevoir les émissions de radiodiffusion sonore en modulation d’amplitude ; Antennes FM1/FM2 : permet de recevoir les émissions de radiodiffusion sonore en modulation de fréquence ; l'antenne FM2 est active au sein d’un système Diversity (multi-antennes) ; Antenne DAB (T-DMB Terrestrial Digital Mobile Broadcasting) : radio numérique permet de recevoir les émissions de radio diffusion. Pour chaque type d’antenne, la longueur et le motif formé par le fil conducteur 50 sont définis. Les autres paramètres du fil conducteur 50, tels que sa composition ou son diamètre, peuvent rester identiques. De façon préférentielle la paroi 40, comporte plusieurs fils 50, chaque fils ayant une longueur, une matière et décrivant un motif particulier correspondant à un type d’antenne. Ainsi, la paroi 40 comporte une pluralité d’antennes. Les figures 4 et 5 illustrent un exemple dans lequel la paroi 40 comporte quatre types d’antenne différents : la paroi comporte quatre fils 50 de longueurs différentes, et les fils 50 forment différents motifs, propres à leur fonction. Selon des exemples de réalisation, le fil conducteur 50 a une longueur comprise entre 20 et 40cm, de préférence 30cm environ, et il possède un diamètre compris entre 150μm et 300μm, de préférence environ 220μm. Le fil conducteur 50 est de préférence un fil conducteur en cuivre, ou alternativement, en aluminium. De façon préférentielle, le fil conducteur 50 est relié à un ou plusieurs amplificateurs 90. Selon une variante de réalisation la pièce de carrosserie 10, par exemple le toit, comporte des ouvertures afin de refroidir les amplificateurs 90 par air. Le fil conducteur 50 peut être rapporté sur la paroi 40 de différentes façons : Le fil conducteur 50 est fixé sur un film, et le film est adhésivé sur la paroi 40. Le fil conducteur 50 est déposé par ultrason sur la paroi 40. On peut par exemple utiliser une sonotrode, permettant de fondre très localement la matière plastique de la paroi 40, et d’enfoncer le fil conducteur 50 dans cette matière plastique fondue. Un tel procédé présente l’avantage d’être moins fragile et moins sensible aux vibrations du véhicule par rapport au film. Le fil conducteur 50 est rapporté par insertion dans la paroi 40. Selon cette variante, la paroi 40 comporte des encoches réalisées par moulage, dans lesquelles sont insérés le fil conducteur 50. Le fil conducteur 50 est rapporté par clippage sur la paroi 40. Selon cette variante, la paroi 40 comporte des éléments souples, tels que des clips, réalisés également par moulage. Ces modes de dépose du fil conducteur 50 sur la paroi 40 peuvent être combinés. Par exemple, lorsque le fil conducteur 50 est introduit dans une encoche, on peut réaliser localement des points chauds afin de fondre la matière plastique qui viendra sertir le fil conducteur 50 en durcissant (bouterollage ultrason, …). Nous allons maintenant décrire trois modes de réalisation de l’invention. Premier mode de réalisation ( ) Selon ce premier mode de réalisation, et comme illustré sur la , la paroi 40 munie du fil conducteur 50 est une des parois 30 délimitant le volume 20. De préférence on choisit parmi les parois 30 délimitant le volume 20, une paroi présentant un angle avec l’horizontal, de façon à améliorer la réception des ondes par l’antenne. Second mode de réalisation ( ) Selon ce second mode de réalisation, et comme illustré sur la , la paroi 40 munie du fil conducteur 50 est une des parois 30 délimitant le volume 20 comportant des nervures 70, formant un réseau de nervures structurelles. Il est fréquent que des pièces de carrosserie en matière plastique comportent un réseau de nervures structurelles. Ces nervures ont pour but de rigidifier une partie de la pièce destinée à être visible depuis l’extérieur du véhicule. Par exemple, un becquet arrière, fixé sur le toit ou sur le hayon d’un véhicule, comporte une doublure constituant la partie structurelle du becquet et sur laquelle est fixée une peau extérieure. La doublure comporte généralement un réseau de nervures afin d’assurer sa fonction structurelle. Comme l’illustre la , selon ce second mode de réalisation, le fil conducteur 50 est au moins partiellement déposé sur ces nervures 70. Le fil conducteur 50 est déposé en formant un motif propre à l’antenne. Pour respecter ce motif, le fil conducteur 50 peut suivre les crêtes des nervures, ou au contraire, le fil conducteur 50 peut passer entre deux crêtes de nervures, ou certains segments du fil conducteur 50 peuvent suivre les crêtes et d’autres segments peuvent former un pont d’une nervure à une autre. Comme illustré sur la , de façon préférentielle, le fil conducteur 50 est fixé sur les nervures au moyen d’encoches. Ainsi le fil conducteur est clipsé ponctuellement à la nervure. Ce clippage dans l’encoche peut être avantageusement accompagné d’une fusion partielle lors de la mise en place du fil conducteur afin d’améliorer le maintien du film. Les segments du fil conducteur 50 suivant la ligne de crête d’une nervure, peuvent être fixés au moyen d’une soudure avec sonotrode. La sonotrode peut être guidée en s’appuyant sur les flancs de la nervure. Selon une variante, la pièce de carrosserie comporte des nervures additionnelles afin de servir de support au fil conducteur 50. Il existe donc un premier réseau de nervures structurelles, dont la fonction première est d’assurer la tenue mécanique de la pièce de carrosserie 10, et il existe un second réseau de nervures dont la fonction première est d’assurer le support du fil conducteur 50 afin d’obtenir le motif souhaité en fonction du type d’antenne. Troisième mode de réalisation (figure s 4 et 5 ) Selon ce troisième mode de réalisation, et comme illustré sur la , la pièce de carrosserie 10 comporte une plaque support 60 en matière plastique rapportée à l’intérieur du volume 20. La plaque support 60 comporte la paroi 40 munie du fil conducteur 50. La plaque support 60 peut être réalisée en polycarbonate (PC), en polypropylène (PP) ou en tout type de matière plastique. La matière plastique peut comporter du talc afin d’apporter de la raideur à la plaque support 60. Selon un exemple de réalisation, la plaque support 60 est en polypropylène (PP) chargé à 10% en talc, et possède les caractéristiques suivantes : longueur comprise entre 250mm et 850mm, de préférence sensiblement égale à 430mm ; largeur comprise entre 50mm et 200mm, de préférence sensiblement égale à 100mm ; épaisseur comprise entre 1mm et 5mm, de préférence sensiblement égale à 2mm. volume compris entre 12,5cm 3 et 850cm 3 , de préférence sensiblement égale à 81,91cm 3 ; Surface projetée comprise entre 125cm 2 et 1700cm 2 , de préférence sensiblement égale à 409,60cm 2 ; et Masse comprise entre 20g et 120g, de préférence sensiblement égale à 80g. La plaque support 60 est fixée à l’intérieur du volume 20 par tous moyens : clippage, vissage, rivetage, collage, adhésivage, … De façon préférentielle, la plaque support 60 est positionnée dans le volume 20 de façon à présenter un angle avec l’horizontal, afin d’améliorer la réception des ondes par l’antenne. En effet, un tel angle permet à l’antenne, ou chacune des antennes lorsqu’il y a plusieurs fils 50, d’avoir une composante dans le plan vertical, et ainsi d’optimiser la réception du signal radio. Par ailleurs, cet angle peut être choisi de manière à favoriser la répétabilité de son assemblage par l’opérateur sur la pièce de carrosserie. De façon avantageuse, l’angle est choisi de préférence entre 25° et 40°. Selon un exemple de réalisation, la plaque support 60 comporte des moyens d’ajustement de son inclinaison par rapport au plan horizontal. Par exemple, il peut s’agir de tenons, amovibles ou non, de longueurs différentes distribués sur une face, de préférence au niveau des angles, de la plaque support 60. De façon avantageuse (figures 4 et 5), la plaque support 60 comporte des broches 80 sur lesquelles sont soudées les extrémités du fil conducteur 50. De préférence, les broches traversent l’épaisseur de la plaque support 60 à travers une ouverture traversante, pratiquée dans la plaque support 60. Des essais ont montré que des broches traversantes offrent une meilleure robustesse que des broches non traversantes et une meilleure résistance à l’arrachement des fils et une plus grande durabilité. Selon une variante de réalisation ( ), des amplificateurs 90 sont fixés à la plaque support 60. De ce fait, l’antenne (fil conducteur 50) et l’amplificateur 90 sont proches (quelques millimètres à quelques centimètres) l’un de l’autre, ce qui permet d’épargner la pose d’un élément de liaison entre l'antenne et l'amplificateur. Ainsi, le signal ne subit aucune dégradation liée à un tel élément de liaison, et la fréquence de résonnance de l'antenne est alors mieux contrôlée. Toutefois, selon une variante, les amplificateurs sont déportés hors du volume 20, pour des raisons de maintenance ou de gain de place autour de l’antenne. Selon une variante de réalisation, la plaque support 60 comporte des nervures de rigidification, sur lesquelles est déposé au moins partiellement le fil conducteur 50. Les figures 4 et 5 illustrent un exemple dans lequel la paroi 40 comporte quatre types d’antenne différents : la paroi comporte quatre fils 50 de longueurs différentes, et les fils 50 forment différents motifs, propre à leur fonction. Liste de références 10 : pièce de carrosserie 12 : première partie de la pièce de carrosserie formant une doublure 14 : seconde partie de la pièce de carrosserie formant une peau 20 : volume interne de la pièce de carrosserie 30 : ensemble de parois en matière plastique délimitant le volume 20 40 : paroi sur laquelle au moins un fil conducteur 50 est déposé 50 : fil conducteur déposé sur la paroi 40 de façon à former un moyen de réception d’ondes d’une antenne 60 : plaque support en matière plastique rapportée dans le volume 20 70 : nervures de la paroi 40 80 : broches de la plaque support 60 90 : amplificateurs Pièce de carrosserie (10) comportant un volume (20) délimité par des parois (30) réalisées en matière plastique, caractérisée en ce que le volume (20) comporte une paroi (40) sur laquelle au moins un fil conducteur (50) est déposé de façon à former un moyen d’émission/réception d’ondes d’une antenne. Pièce de carrosserie (10) selon la revendication 1, dans laquelle la paroi (40) munie du fil conducteur (50) est une desdites parois (30) délimitant le volume (20). Pièce de carrosserie (10) selon la revendication 1, comportant une plaque (60) en matière plastique rapportée à l’intérieur du volume (20), ladite plaque (60) comportant la paroi (40) munie du fil conducteur (50). Pièce de carrosserie (10) selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle la paroi (40) munie du fil conducteur (50) comporte des nervures (70), le fil conducteur (50) étant au moins partiellement déposé sur lesdites nervures (70). Pièce selon la revendication 1, dans laquelle le fil conducteur (50) est déposé par ultrason sur la paroi (40), ou le fil conducteur (50) est rapporté par clippage sur la paroi (40) dans des encoches ou des éléments souples. Pièce de carrosserie (10) selon l’une des revendications précédentes, comportant une première partie (12) formant une doublure et une seconde partie (14) formant une peau, les deux parties (12, 14) étant fixées l’une à l’autre de façon à ménager un espace entre les deux parties (12, 14) formant le volume (20). Pièce de carrosserie (10) selon l’une des revendications précédentes, constituant un toit de véhicule automobile, ou un hayon de véhicule automobile, ou un becquet de véhicule automobile.