Brevet FR3143958A1 — publié le 20240628

L’invention concerne un coussin (10) monolithique comportant : Un corps de coussin (100) assurant un confort de contact, ledit corps comportant au moins une couche de confort (106) déformable comportant une pluralité de cellules ajourées (107), Une nappe de maintien (112) distincte du corps de coussin (100) et entourant au moins partiellement celui-ci de façon à délimiter au moins partiellement les cellules ajourées (107) périphériques de la couche de confort (106), la nappe de maintien comportant une pluralité de mailles (130). Figure pour l’abrégé : Figure 1 Coussin monolithique La présente invention concerne un coussin monolithique, notamment réalisé par impression 3D. L’invention s’intéresse plus particulièrement aux coussins adaptés à un siège de véhicules. Arrière-plan technologique De manière générale, un siège de véhicule comporte une assise et un dossier. Dans certains cas, notamment dans les véhicules de course destinés à rouler sur un circuit, la géométrie de l’assise et/ou du dossier peut présenter des formes complexes avec notamment différentes parois inclinées destinées à maintenir le corps du pilote dans une position le plus stable possible sur son siège. Afin d’améliorer le confort et le maintien de ces pilotes, des coussins souples sont disposés aux différentes parois constituant le siège. Les techniques traditionnelles de fabrication consistent généralement à fabriquer les différents éléments constitutifs du coussin puis à les assembler de la manière voulue. Ces techniques ne portent pas entièrement satisfaction. Elles sont généralement conçues pour un type de siège et un profil d’utilisateur en particulier. Par conséquent, un changement de forme et/ou de dimensions entraîne des modifications des différents équipements mis en œuvre dans ces techniques pour obtenir le produit souhaité, pour s'adapter à la nouvelle géométrie et les nouvelles dimensions. Ces modifications d’équipements sont lourdes à réaliser et nécessitent des modifications ou des créations d’outillage spécifiques. En outre, elles sont consommatrices de temps et engendrent donc des coûts et des délais supplémentaires. Afin de s’affranchir de ces inconvénients, une autre solution consiste à fabriquer ces coussins au moyen d’une impression 3D. Il s’agit d’une technique de fabrication simple, automatisée et rapide. En effet, il suffit de programmer dans l’imprimante 3D les caractéristiques des différentes couches à placer dans le coussin, pour obtenir un coussin avec les propriétés souhaitées. L'impression 3D permet de réaliser le coussin en continu et d’une seule traite d’une extrémité à l’autre, sans avoir à fabriquer séparément les différents éléments du coussin. Il existe un besoin pour perfectionner encore les coussins obtenus par impression 3D, notamment pour les sièges de véhicule, afin d’améliorer leur qualité, notamment leur confort, leur rigidité et leur pérennité. L’invention vise à répondre à cet objectif et a pour objet, selon l’un de ses aspects, un coussin monolithique, notamment réalisé par impression 3D, ledit coussin comportant : Un corps de coussin assurant un confort de contact, ledit corps comportant au moins une couche de confort constituant le cœur du coussin et comportant au moins une couche de cellules ajourées, Une nappe de maintien distincte du corps de coussin et entourant au moins partiellement celui-ci de façon à délimiter au moins partiellement les cellules périphériques de la couche de confort, la nappe de maintien comportant une pluralité de mailles. Par « monolithique », on entend que le coussin se présente sous forme d’un bloc d’un seul tenant. Le coussin est fait d'une seule matière, c'est-à-dire venu de matière. La nappe de maintien selon l’invention présente plusieurs avantages. Tout d’abord, en raison de la structure cellulaire de la couche de confort, ladite couche présente des brins de cellules à ses extrémités latérales. Ces brins de cellules peuvent être libres ou joints. La couche de confort peut présenter ainsi des formes saillantes et/ou flottantes au niveau de ses faces latérales, les rendant moins agréables au contact. La nappe de maintien permet de retenir ces brins de cellules afin de rendre le coussin plus doux au toucher. On évite ainsi tout inconfort et/ou agression éventuelle pour l’utilisateur. En outre, selon l’utilisation envisagée du coussin, notamment dans le cas d’un coussin d’assise, celui-ci peut subir des sollicitations répétées en frottement et en cisaillement défavorable à la pérennité de la couche de confort cellulaire. La nappe de maintien permet ainsi d’améliorer la durabilité du coussin, en créant une interface de protection avec la couche de confort. Cela permet de réduire les risques d’arrachement et/ou d’accrochage des brins de cellules à la périphérie de la couche de confort. La nappe de maintien permet également de rigidifier la structure du coussin, et ce en compensant la faiblesse des cellules ajourées présentes à la périphérie de la couche de confort. Cela permet ainsi de minimiser, voire de supprimer l’effet d’effondrement en périphérie de la couche. Par ailleurs, la nappe de maintien présente aussi une fonction esthétique. Elle permet de conférer une forme globale au coussin, et ce en délimitant les frontières de celui-ci, et en connectant les brins de cellules en périphérie. Cela peut permettre si on le souhaite de tendre un tissu autour du coussin sans l’apparition de crêtes ni de courbures non désirées. Elle offre également la possibilité d’ajouter un motif graphique. Enfin, la structure creuse de la nappe de maintien permet d’alléger au maximum le coussin et de faciliter le dépoussiérage dudit coussin à la fin de son procédé de fabrication, notamment par impression 3D. En effet, à la fin du procédé, de la poussière reste stockée dans le coussin et il est nécessaire de pouvoir l’évacuer simplement et rapidement. La structure creuse de la nappe peut également permettre de faciliter d’autres traitements postérieurs à la fabrication tels que l’application de revêtement par exemple. De préférence, le coussin est obtenu par impression 3D. De préférence, La nappe de maintien est au contact de la couche de confort, notamment au contact des brins de cellules périphériques. Dans des modes de réalisation, le corps de coussin présente deux faces opposées et la nappe de maintien s’étend le long d’un bord périphérique joignant les deux faces. De préférence, la nappe de maintien présente une largeur sensiblement identique à l’épaisseur du corps de coussin, notamment à la hauteur du bord périphérique du corps de coussin. De préférence, la nappe de maintien présente une épaisseur inférieure à 20 mm, mieux inférieure à 10 mm, encore mieux inférieure à 5 mm. Dans des modes de réalisation, les mailles de la nappe de maintien sont conçues pour favoriser la déformation de la nappe selon un seul axe de déformation. Cela permet une meilleure maîtrise de la déformation de la nappe suivant une direction prédéterminée et permet de minimiser voire d’éviter tout autre déplacement non désirable. De préférence, ces mailles ont chacune une forme en losange. Les mailles de la nappe de maintien peuvent être identiques. En variante, les mailles de la nappe de maintien présentent des formes différentes et/ou des dimensions différentes. La nappe de maintien peut être monocouche ou multicouches. Elle peut notamment comporter au moins deux couches superposées au moins partiellement l’une à l’autre. Selon l’application envisagée, la nappe de maintien peut être continue ou discontinue. Lorsqu’elle est discontinue, elle peut comporter au moins deux segments séparés disposés à des emplacements prédéfinis de la périphérie du corps de coussin. La nappe de maintien peut présenter des faces sensiblement planes. En variante, au moins une des faces de la nappe de maintien présente un ou plusieurs reliefs. Ces reliefs peuvent être destinés à recevoir des interfaces propres à l’environnement fonctionnel du coussin. A titre d’exemple, dans le cas d’un siège automobile, les reliefs peuvent servir à loger des interfaces liées à la sécurité du véhicule tels que des airbags, ou encore des interfaces liées à des commandes de fonction ou à des capteurs, tels que des interrupteurs, variateurs, capteurs thermiques, capteurs de présence. Les reliefs peuvent également recevoir des interfaces de protection de la couche de confort, des interfaces avec d’autres éléments du mobilier intérieur du véhicule, tels qu’une console centrale, des habillages intérieurs, ou encore des interfaces d’éléments décoratifs, tels qu’une surface d’encliquetage ou des zones de broderie. Le nombre de couches constituant la couche de confort est fonction de l’épaisseur et des propriétés de déformation recherchées pour le coussin. La couche de confort peut être plane ou non. Lorsqu’elle est non plane, la couche de confort peut présenter au moins une pliure de manière à présenter deux tronçons consécutifs inclinés l’un par rapport à l’autre. De préférence, la couche de confort comporte des cellules ajourées en forme d’octaèdre tronqué. Cela confère à la couche de confort une bonne aptitude à la déformation, accroissant ainsi le confort du coussin. Cela permet en outre de faciliter le dépoussiérage du coussin, comme mentionné plus haut. D’autres formes de cellules ajourées peuvent être utilisé selon le comportement mécanique recherché. L’invention a encore pour objet un procédé de fabrication d’un coussin selon l’invention, comportant les étapes consistant à : Fournir un modèle numérique du coussin, Réaliser par couches successives le coussin à partir du modèle numérique. De préférence, le modèle numérique comporte une pluralité de voxels. Un voxel désigne une unité volumétrique d'un espace 3D numérique, de préférence de forme cubique. Cette unité peut être assemblée en plusieurs unités par des opérations mathématiques pour créer des objets de formes différentes. Le voxel peut être plein ou vide, ce qui correspond à la présence ou non de matière. La prise en compte de la nappe de maintien lors de la conception du modèle numérique permet d’ajouter une surcouche continue à limite des voxels représentatifs de la couche de confort. L’invention a encore pour objet un siège de véhicule comportant au moins un coussin selon l’invention. Le siège de véhicule peut comporter une assise et un dossier, l’au moins un coussin selon l’invention, peut être fixé à au moins l’un des deux éléments constitué par ledit dossier et ladite assise. L’invention a encore pour objet un véhicule comportant un siège selon l’invention. Brève description des figures L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'exemple de mise en œuvre non limitatif de celle-ci, et à l'examen du dessin annexé sur lequel La est une vue schématique et partielle d’un coussin selon l’invention; La est une vue en éclaté du coussin selon l’invention, La est une coupe longitudinale du coussin de la selon le plan A; La représente une vue de côté d’un exemple de nappe de maintien selon l’invention ; La est un détail de la illustrant la déformation des mailles de la nappe de maintien, et la est une vue en perspective de la nappe de maintien selon l’invention. Description de mode(s) de réalisation Comme illustré à la , le coussin 10 comporte un corps de coussin 100. Ce corps de coussin 100 comporte une première face 120 destinée à venir au contact de l’utilisateur, une deuxième face 124 parallèle à la première face 120 et opposée à celle-ci et un bord périphérique 122 joignant les première et deuxième faces 120 et 124. Dans l’exemple illustré, les première et deuxième faces 120 et 124 sont planes, mais on ne sort pas du cadre de l’invention si celles-ci présentent des formes différentes, notamment des excroissances de matière. Comme illustré à la , le corps de coussin 100 comprend les couches distinctes suivantes: Une couche avant 101 de contact comportant une seule couche matérialisant un quadrillage de plusieurs cellules unitaires pleines 102, reliées les unes aux autres par des bras laissant apparaitre des espaces libres entre lesdites cellules unitaires pleines 102. Ces cellules unitaires pleines 102 ont les mêmes dimensions au sein de ladite couche avant 101, et ont chacune une forme rectangulaire. Chacune de ces cellules unitaires pleines 102 présente une ouverture centrale 103. Avantageusement, l’épaisseur de cette couche avant 101 est inférieure ou égale à 5mm, en se référant à la , les cellules unitaires pleines 102 de la couche avant 101 sont reliées entre elles par des bras 150 non rectilignes, pouvant par exemple présenter une courbure ou au moins une pliure. De cette manière, lorsque la couche avant 101 se déforme, sous l’effet par exemple d’une personne qui s’assoit sur le coussin 100, ces bras 150 peuvent facilement accompagner cette déformation en se déployant. Lorsque les bras 150 vont se déployer, ils vont avoir tendance à adopter un profil rectiligne allongé, une couche intermédiaire 104 molle comportant une seule couche matérialisant un quadrillage de plusieurs cellules unitaires creuses 105, reliées les unes aux autres par des bras laissant apparaitre des espaces libres entre lesdites cellules unitaires creuses 105, ladite couche intermédiaire 104 étant au contact de la couche avant 101 de telle sorte que chaque cellule unitaire pleine 102 vienne en correspondance et en appui contre une cellule unitaire creuse 105. Les cellules unitaires creuses 105 de la couche intermédiaire 104 sont de forme elliptique, trapézoïdales ou autre, et ont des dimensions inférieures ou égales à celles des cellules unitaires pleines 102 de la couche avant 101 de contact. Préférentiellement, l’épaisseur de cette couche intermédiaire 104 est inférieure ou égale à 5mm, et une couche arrière 106 de confort constituant le cœur du coussin 100 et comportant une superposition d’au moins deux couches de cellules ajourées 107, ladite couche arrière 106 étant au contact de la couche intermédiaire 104 de sorte que ladite couche intermédiaire 104 soit comprise entre la couche avant 101 de contact et la couche arrière 106. Chacune des cellules ajourées 107 a la forme d’un octaèdre tronqué. Le coussin 10 comporte en outre une nappe de maintien 112 distincte du corps de coussin 100, et s’étendant sur la périphérie de ce corps de coussin 100. Comme illustré aux figures 1 et 2, la nappe de maintien 112 se présente sous la forme d’une bande entourant le bord latéral du corps de coussin 110. La nappe de maintien 112 vient au contact de la couche de confort 106 et est reliée aux cellules ajourées 107 de celle-ci par des brins de liaison 117, comme cela est visible sur la . Dans l’exemple illustré, la nappe de maintien 112 est continue et s’étend sur la totalité de la longueur du bord latéral 122 du corps du coussin 100. La nappe de maintien 112 présente une largeur L sensiblement identique à l’épaisseur du corps de coussin 100. La couche de maintien 112 peut présenter à sa jonction avec les première et deuxième faces 120 et 124 un rebord 140. Comme illustré aux figures 1, 2, 4 et 6, la nappe de maintien 20 comporte une pluralité de mailles 130. Dans l’exemple considéré, les mailles 130 présentent chacune une forme générale de losange. Ces mailles 130 sont conçues de manière à favoriser la déformation de la nappe de maintien 112 dans le sens de la largeur, le long d’un seul axe de déformation X1, pour accompagner la déformation du corps du coussin 100, lorsque, par exemple, l’utilisateur s’assoit sur le corps du coussin 100, comme cela est visible sur la . Comme on peut le voir sur cette figure, les mailles 130 subissent une compression selon l’axe de déformation X1, ce qui se traduit par un rétrécissement de la largeur des mailles 130 dans le sens des flèches F1. On remarque que les mailles 130 peuvent subir un déplacement non significatif voire nul selon un axe perpendiculaire à X1. Aussi, grâce à la forme et à l’agencement des mailles, il est possible de maîtriser le déplacement de la nappe de maintien et ainsi éviter tout déplacement non désiré lors des sollicitations du coussin. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à l’exemple qui vient d’être décrit. Les mailles de la nappe peuvent présenter une forme autre que celle d’un losange. La nappe de maintien peut présenter une ou plusieurs discontinuité(s) de matière et/ou s’étendre partiellement sur une longueur plus réduite du bord du corps du coussin. Coussin (10) monolithique, comportant : Un corps de coussin (100) assurant un confort de contact, ledit corps comportant au moins une couche de confort (106) déformable comportant une pluralité de cellules ajourées (107), Une nappe de maintien (112) distincte du corps de coussin (100) et entourant au moins partiellement celui-ci de façon à délimiter au moins partiellement les cellules ajourées (107) périphériques de la couche de confort (106), la nappe de maintien comportant une pluralité de mailles (130). Coussin selon la revendication 1, le corps de coussin (100) présentant deux faces opposées (120 ; 124) et un bord périphérique (122) joignant les deux faces (120 ; 124), la nappe de maintien entourant au moins partiellement le bord périphérique (122). Coussin selon la revendication 1 ou 2, les mailles (130) de la nappe de maintien (112) étant conçues pour favoriser la déformation de la nappe de maintien (112) selon un seul axe de déformation (X1). Coussin selon l’une quelconque des revendications précédentes, la nappe de maintien (112) étant monocouche. Coussin selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, la nappe de maintien (112) comportant au moins deux couches superposées au moins partiellement l’une à l’autres. Coussin selon l’une quelconque des revendications précédentes, la nappe de maintien (112) présentant une largeur (L) sensiblement identique à l’épaisseur du corps de coussin (100). Coussin selon l’une quelconque des revendications précédentes, la nappe de maintien (112) étant continue. Coussin selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, la nappe de maintien (112) étant discontinue en étant constituée par au moins deux segments séparés disposés à des emplacements prédéfinis de la périphérie du corps de coussin (100). Siège de véhicule comportant une assise et un dossier, au moins un coussin (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, est fixé à au moins l’un des deux éléments constitué par ledit dossier et ladite assise. Véhicule comprenant au moins un siège selon la revendication 9. Procédé de fabrication d’un coussin (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comportant les étapes consistant à : Fournir un modèle numérique du coussin, Réaliser par couches successives le coussin (10) à partir du modèle numérique.