FR2796022A1 - Dispositif de protection des membres inferieurs du conducteur et/ou du passager avant d'un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de protection des membres inférieurs d'un conducteur et/ ou d'un passager avant d'une automobile qui comprend au moins un habitacle (1) pourvu d'un plancher (13) présentant deux zones (17/ 19) où le conducteur et le passager avant placent habituellement leurs pieds, le dispositif comprenant au moins un tapis (20) recouvrant ledit plancher (13) et un coussin (24) gonflable de sécurité placé, dans un état dégonflé, à l'endroit du tapis (20), caractérisé en ce que le tapis (20) comprend un revêtement de surface (25) intégrant, ou disposé pardessus, un septum (30) insonorisant dense recouvrant le coussin (24) gonflable de sécurité ainsi qu'une sous-couche de matériau insonorisant (40) ayant une densité inférieure à celle du septum (30), cette sous-couche présentant une cavité (42) à l'intérieur de laquelle est disposé ledit coussin (24) gonflable de sécurité, dans son état dégonflé.

Description

Le domaine de l'invention est celui de la protection active des occupants d'un véhicule automobile en cas de choc.

Il s'agit plus précisément d'un dispositif de protection des membres inférieurs d'un conducteur et/ou d'un passager avant d'une automobile qui comprend au moins un habitacle pourvu d'un plancher présentant deux zones où le conducteur et le passager avant placent habituellement leurs pieds, le dispositif comprenant au moins un tapis recouvrant ledit plancher et un coussin gonflable de sécurité placé, dans un état dégonflé, à l'endroit du tapis, et déployable sous l'effet de la pression d'un fluide propulsé par un générateur lorsque le véhicule subit un choc.

On s'est aperçu que des problèmes de camouflage et d'intégration du coussin se posaient. Or, ces problèmes peuvent aboutir à un mauvais placement du coussin et donc à un mauvais déploiement de celui en direction de la personne à protéger, d'où une perte d'efficacité du dispositif de protection.

Le but de l'invention est de résoudre ce problème en proposant une solution simple à réaliser, peu coûteuse et fiable.

Pour cela, Yinvention concerne un dispositif de protection du type cité, caractérisé en ce que le tapis comprend un revêtement de surface intégrant, ou disposé par-dessus, un septum insonorisant dense recouvrant le coussin gonflable de sécurité ainsi qu'une sous-couche de matériau insonorisant ayant une densité inférieure à celle du septum, cette sous- couche présentant une cavité à l'intérieur de laquelle est disposé ledit coussin gonflable de sécurité, dans son état dégonflé.

De préférence, une des parois définissant la cavité sera constituée par la surface du septum. Ainsi, le matériau insonorisant comporte une zone en creux ouverte, de dimensions assez importantes pour pouvoir recevoir le coussin et obturée d'un côté par le septum. Le coussin gonflable ri est donc pas, dans ce cas particulier, noyé dans la couche de matériau insonorisant. De façon à améliorer les conditions de déploiement du coussin, une plaque de répartition d'efforts pourra être intercalée entre le septum et ledit coussin de façon à recouvrir au moins partiellement ce dernier, cette plaque de répartition étant alors de préférence intégralement logée dans la cavité de la sous-couche de matériau insonorisant, ou juste en surface de cette cavité, face au septum. En particulier, dans le cas où la plaque de répartition est disposée en surface de la cavité, elle en définira de préférence l'une des parois, en regard du coussin.

Pour des questions de facilité de mise en ceuvre du dispositif (éviter une étape de découpage de la sous-couche de matériau insonorisant) et afin de ne pas gêner le déploiement du coussin, le dispositif sera de préférence dépourvu d'une couche de matériau insonorisant entre le coussin et le septum, ou bien présentera alors à cet endroit une sous-couche de ce matériau insonorisant ayant une épaisseur adaptée pour que ladite sous- couche se rompe sous la poussée du coussin.

Afin de protéger le coussin lors de la fabrication du dispositif, notamment dans le cas où le matériau constituant la sous-couche insonorisante est en matière plastique injectée (mousse par exemple), ledit coussin sera de préférence emballé, dans son état dégonflé, à l'intérieur d'un film de protection étanche vis-à-vis de ce matériau insonorisant. Ainsi, le coussin conservera ses propriétés mécaniques dans le temps. Le film sera de préférence thermoscellé avant d'être placé dans un moule de moussage.

Dans le cas où le matériau insonorisant est une mousse, le film étanche sera de préférence pourvu, sur une partie au moins de sa périphérie, d'orifices permettant à la mousse de passer à travers eux de façon à maintenir le film étanche, lequel sera réalisé dans un matériau ayant une température de fusion supérieure à celle de la mousse. Ainsi, le film, et donc le coussin, seront bien maintenus dans la cavité de la sous-couche. Cela garantit un bon déploiement du coussin. Selon un aspect complémentaire de l'invention, le coussin sera de préférence relié à un système de propulsion de fluide fixé à une plaque de rigidification elle-même fixée sur l'envers du septum, et la plaque de rigidification pourra être percée localement, à proximité de sa périphérie, d'orifices permettant au matériau insonorisant de la sous-couche de passer à travers eux de façon à se lier ponctuellement au septum et à la plaque de rigidification. Ainsi, la présence de la plaque de rigidification permet d'une part de fixer correctement le système de propulsion de fluide et d'autre part d'absorber une partie des efforts provoqués lors de la propulsion dudit fluide. La présence des orifices améliore la cohésion entre la plaque de rigidification et le matériau insonorisant.

Selon une considération complémentaire, un capot de protection du système de propulsion de fluide sera de préférence fixé à la plaque de rigidification.

De façon à favoriser un bon déploiement du coussin, il peut être prévu que le dispositif comprenne des moyens anti-recul rapportés dans le matériau insonorisant et sur lesquels le coussin pourra reposer dans son état dégonflé et prendre appui lors de son déploiement.

De préférence, ces moyens prendront la forme d'une plaque sur laquelle reposera le coussin, ladite plaque étant munie de pieds dressés dans une direction opposée au septum et définissant entre eux des espaces vides pour le passage du matériau insonorisant.

En particulier, les moyens anti-recul pourront comprendre des flancs latéraux dressés en direction du septum et doublant intérieurement une partie au moins de la cavité.

L'invention et sa mise en oeuvre apparaîtront encore plus clairement à l'aide de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une partie avant d'un intérieur de véhicule automobile, - la figure 2 montre une possible réalisation d'un dispositif conforme à l'invention, en vue schématique en perspective, - la figure 3 est une vue de détail en coupe du dispositif, - la figure 4 est une variante de réalisation de la figure 3, - la figure 5 est une vue du dessus de la figure 4, - la figure 6 est une vue en coupe d'une autre variante de réalisation des figures 3 et 4, - la figure 7 est une vue de détail en coupe d'une autre partie du dispositif, et - la figure 8 montre le dispositif de la figure 4 une fois le coussin déployé.

Sur la figure 1 on voit tout d'abord schématisée la partie avant d'un habitacle 1 de véhicule automobile. Cet habitacle comprend une planche de bord 3, un volant 5 et des sièges avant conducteur 7 et passager 9. Le châssis du véhicule comprend un plancher 11 au-dessus duquel sont disposés les éléments précités de l'habitacle. A l'avant, le plancher 11 est raccordé au tablier 13 qui sépare l'habitacle d'un compartiment moteur 15. Traditionnellement, le plancher 11 et le tablier 13 sont métalliques.

Des zones où le passager et le conducteur placent habituellement leurs pieds sont référencées 17 et 19. Ces deux zones sont plus distinctement visibles sur la figure 2 où elles sont chacune matérialisées par une partie d'un tapis de sol 20 qui habituellement s'étend au-dessus de l'ensemble du plancher 11 et remonte généralement le long du tablier 13, au moins jusqu'au niveau inférieur de la planche de bord.

C'est cette partie du tapis de sol 20 qui a été représentée sur la figure 2 avec sa zone incurvée qui remonte le long du tablier 13. Chaque zone 17 et 19, séparée de l'autre par le renflement central 22 du tapis 20, recouvre un coussin gonflable de protection dans son état dégonflé, référencé respectivement 24 et 26. Côté conducteur, le coussin 24 s'étend sur le sol au-dessus du plancher 11 en s'interrompant à l'approche du pédalier repéré 27 dans son ensemble, tout en présentant un prolongement à gauche, en regard du repose-pied qui remonte sensiblement le long du tablier 13.

Du côté passager, le coussin 26 est rectangulaire et s'étend non seulement au-dessus du plancher 11, mais remonte également le long du tablier 13, en suivant la courbure de la partie 19 du tapis.

Bien que sur la figure 2, une partie notable de chaque coussin ait été représentée comme s'étendant horizontalement au-dessus du plancher 11, il peut être important de donner une certaine inclinaison à la position du coussin, en profitant de la courbure des parties 17 et 19 du tapis 20, de manière à s'assurer qu'au moment du déploiement du coussin concerné, les membres inférieurs de la personne à protéger soient repoussés convenablement à l'écart de leur zone normale d'appui, sans dorsiflexion exagérée des chevilles et également sans contraintes exagérées en particulier sur les genoux, tibias et fémurs, les genoux devant en outre ne pas frapper la coquille de la colonne de direction 29 (voir figure 1), ni le volant 5, pas plus que la planche de bord 3.

Comme on peut le voir sur la figure 3, le tapis 20 comprend tout d'abord une moquette 25, mais tout revêtement existant (feutre, tapis aiguilleté ou autre) utilisé comme revêtement de sol de véhicule peut être utilisé.

Sous cette moquette 25 (sur son envers) est disposée une couche de septum 30 isolante phonique (tel que celui décrit dans FR-A-2 733 933) qui double typiquement tout revêtement de sol de véhicule, et d'une sous- couche insonorisante poreuse 40 moins dense que le septum, par exemple en mousse expansée (mousse de polyuréthanne) comme cela est représenté, bien qu'un feutre (feutre de polyester ou phénolique) soit également utilisable. L'invention ne sera décrite que dans le cadre d'une mousse expansée. La couche de septum 30 est avantageusement constituée d'un matériau thermoplastique incorporant des charges. Ce septum 30 peut en particulier être constitué d'une résine plastique contenant un taux important de charge inorganique à poids moléculaire élevé, un mélange de polyoléfines ou des polymères EPDM.

Pour le déploiement favorable du coussin, une ligne de rupture 35, continue ou discontinue, a été aménagée dans le septum 30, de préférence selon un contour fermé reproduisant sensiblement celui du coussin 24 placé en dessous, ou bien éventuellement en U ou en H .

Comme on peut le voir aussi en détail sur la figure 3, la sous- couche de mousse 40 une fois expansée, présente une cavité 42. En particulier, une paroi 42a dite supérieure de cette cavité est constituée par une surface inférieure 32 du septum 30. A l'intérieur de cette cavité 42, on trouve le coussin gonflable de sécurité 24 dans un état dégonflé. On vient fixer (par exemple par collage) à la surface inférieure 32 du septum, et par dessus le coussin 24, une plaque 50 de répartition des efforts utilisée lors du déploiement du coussin en cas de choc pour améliorer son efficacité. Le rôle de cette plaque 50 est de contrôler la forme de la face frontale du coussin 24 au moment de son déploiement, de manière à lui donner une forme plus plane qû il ri aurait sans cette plaque, et surtout une forme favorable aux mouvements que doivent avoir les membres inférieurs à déplacer lors du déploiement du coussin. Cette plaque présentera donc une résistance à l'écrasement (ou à la pénétration du pied) supérieure à celle que présenterait le coussin seul. Elle pourra par exemple être en matière plastique souple mais plus dense qû une mousse.

Le coussin gonflable 24 est emballé dans un film 60 plastique de protection ayant une température de fusion supérieure à celle de la mousse de la sous-couche 40 pour qu'il ne soit pas endommagé lors de l'intégration du coussin 24 dans le tapis 20. Il est adapté pour permettre au coussin 24 de se déployer, par exemple en étant déchirable, ou bien en définissant un volume interne vide (la présence d'air pouvant être nuisible au bon déploiement du coussin) supérieur à celui du coussin totalement déployé. Ce film 60 possède des orifices 62 sur sa périphérie 64 afin que la mousse 40 puisse passer à travers eux et se lier de façon à bien le maintenir afin de garantir un bon positionnement du coussin 24 dans la cavité 42.

Sur les figures 4 et 5, on peut voir que la plaque 50 de répartition des efforts est entourée latéralement par deux parties 52 et 54 rigides réalisées de préférence d'une pièce avec ladite plaque et délimitée par deux lignes de ruptures 53 et 55. Ces lignes permettent à la plaque 50 de se séparer de parties latérales 52 et 54 lors du déploiement du sac par rupture mécanique au niveau des lignes 53 et 55, lesdites parties latérales 52 et 54 restant alors fermement liées à la mousse 40 et au septum 30.

Sur la figure 4, le coussin 24 repose également sur des moyens anti-recul 70 destinés à servir d'appui pour optimiser le déploiement du coussin 24 car la sous-couche de mousse a une densité inférieure à celle du septum (notamment pour des questions de différence de fréquence d'absorption des bruits) et est donc plus souple. Ainsi, le coussin 24 repose sur une plaque intermédiaire 72 plus rigide que ladite mousse 40 et munie de pieds 74 reposant, une fois le tapis 20 installé dans l'habitacle, sur le plancher 11 afin d'avoir un appui assez résistant. Des passages vides 76, par exemple en arche, sont aménagés entre les pieds 74, de telle sorte que les moyens 70 puissent être noyés (ou incorporés) dans le matériau insonorisant 40, comme cela est représenté.

Une alternative, représentée sur la figure 6 consiste à noyer le coussin 24 et la plaque 50 de répartition des efforts dans une cavité 42 interne de la sous-couche de mousse 40, cette cavité ayant alors toutes ses parois appartenant à la sous-couche de mousse 40. Dans le cas représenté, les moyens anti-recul 70 présentent, en plus de la plaque 72 et des pieds 74, des flancs 75 dressés à partir de cette plaque 72 en direction du septum. Ces flancs 75 doublent ainsi intérieurement une partie au moins de la cavité 42 de la sous-couche 40 une fois le moussage réalisé, et servent également de guide pour le déploiement du coussin 24 en direction de la moquette 25. De préférence, on ne laissera qu'une faible épaisseur de mousse 40 entre la plaque 50 de répartition des efforts et le septum 30. En pratique, comme il n'est pas forcément désirable de noyer totalement le coussin dès lors que la présence de mousse au-dessus de lui peut gêner son déploiement, on s'arrangera pour que l'épaisseur de cette mousse 40 soit telle que la couche ainsi créée rompe facilement au moment du déploiement du sac. On pourra par exemple prévoir une couche ayant une épaisseur comprise entre 1 et 5 millimètres, qui sera fonction de la fluidité de la mousse utilisée.

Dans tous les cas prévus, les moyens anti-recul 70 peuvent être liés fermement au plancher 11, comme cela est notamment illustré de façon schématique sur la figure 8, afin d'accroître la sécurité du dispositif. En particulier, on pourra prévoir des goujons 71 fixés au plancher 11 afin de maintenir fermement les moyens anti-recul 70 lors du choc induit par le gonflement du coussin de protection.

Sur la figure 7, on a représenté schématiquement une disposition favorable d'un système 80 de propulsion de fluide, par exemple un générateur 82 de gaz sous pression, à l'endroit de l'emplacement repéré V de la figure 2. Ce générateur 82 est relié, via une conduite 84, à un goulot de raccord (ou embouchure) du coussin 24. Le générateur 82 de type traditionnel est alimenté par un câblage électrique 85 et est relié à un calculateur (non représenté) pour son bon fonctionnement (temporisation, gestion des pressions, temps, volume ... ). Ce générateur 82 est fixé sur une plaque de rigidification 90 par l'intermédiaire de moyens d'accrochage 92 de type connu (bagues fendues ou en oméga, clips, rivets, vis, ... ). Cette plaque de rigidification 90, disposée sur l'envers 32 du septum 30, est munie d'orifices 94 sur sa périphérie 95 de telle sorte qû à l'issue du moussage, la mousse de la sous-couche 40 puisse passer au travers de ces orifices 94 de façon à lier ponctuellement la plaque 90 au septum 30 à l'endroit desdits orifices (la mousse et le septum étant bien entendu en matières plastiques compatibles entre elles). Lors du procédé (non décrit) de réalisation du dispositif, il est prévu de protéger latéralement le système 80 de propulsion de fluide par des cales amovibles étanches que l'on remplace, une fois la mousse injectée et expansée, par un capot 100 de protection rigide fixé sur la plaque de rigidification 90 (ou éventuellement sur le septum), par exemple par collage ou vissage. Ce capot de protection 100 peut, en plus ou en alternative, être fixé au plancher, par exemple par des goujons (non représentés) de préférence métalliques faisant saillie dudit plancher. Cela permet de rigidifier la protection du générateur qui peut subir des contraintes importantes lors du gonflement du coussin. De plus, ces goujons peuvent servir de moyen de positionnement précis du capot de protection 100 par rapport au plancher, et donc du générateur.

Comme cela est représenté sur la figure 8, lors d'un choc, un capteur de choc (de décélération en général) déclenche la propulsion du gaz dans le coussin 24 qui se gonfle et exerce une force d'appui contre la plaque 50 de répartition des efforts. Celle-ci se soulève alors sous la poussée du coussin 24 et, lorsque des lignes de rupture 53/55 sont présentes sur la périphérie de cette plaque 50 de répartition (cas représenté correspondant à celui de la figure 4), la poussée du coussin 24 rompt lesdites lignes 53/55, ainsi éventuellement que celle 35 du septum 30, et pousse la moquette 25 qui prend alors une forme convexe dirigée vers l'habitacle, de telle sorte que les membres inférieurs du conducteur ou du passager avant reposant sur cette moquette sont à leur tour soulevés et éloignés des éléments dangereux de l'habitacle, comme cela est expliqué dans le préambule. Afin de faciliter le passage à l'état convexe de la moquette 25 et de son septum 30, il est préférable que le tapis soit, au départ, légèrement concave de telle sorte qu'une inversion de courbure s'opère lors du déploiement du coussin. Cela est d'autant plus facile à prévoir que le tapis recouvrant le plancher remonte en général latéralement vers les bords (le renflement central 22 en particulier).

Le dispositif ainsi présenté est simple à réaliser, monobloc (fabrication de type one shot dans un moule d'injection pour moussage par exemple) très facile à installer dans un véhicule, et fiable.

L'invention<I>W est</I> nullement limitée au mode de réalisation préférentiel illustré uniquement à titre d'exemple.

Ainsi, il peut y avoir deux coussins gonflables disposés côte à côte pour chaque zone où le conducteur (ou le passager avant) pose un pied. Bien entendu, la sous-couche de matériau insonorisant peut être dans d'autres matières que de la mousse. En particulier, il pourrait s'agir d'une couche de feutre, auquel cas elle serait collée sur l'envers du septum et non pas moussée dans un moule d'injection.

Le coussin gonflable 24 de protection peut affleurer l'envers de la sous-couche de matériau insonorisant 40 de telle sorte qu'une fois le tapis posé sur le plancher 11, ledit coussin repose directement sur la tôle de celui- ci, sans qu'une plaque anti-recul soit intercalée entre eux. Dans cette configuration particulière, une couche de mousse isolante peut être prévue entre le coussin et le septum, auquel cas la forme de la cavité 42 est inversée par rapport à celle des réalisations présentées, c'est-à-dire qu'une des parois la constituant est matérialisée par le plancher.

Claims (12)

<U>Revendications</U>

1. Dispositif de protection des membres inférieurs d'un conducteur et/ou d'un passager avant d'une automobile qui comprend au moins un habitacle (1) pourvu d'un plancher (13) présentant deux zones (17/19) où le conducteur et le passager avant placent habituellement leurs pieds, le dispositif comprenant au moins un tapis (20) recouvrant ledit plancher (13) et un coussin (24) gonflable de sécurité placé, dans un état dégonflé, à l'endroit du tapis (20), caractérisé en ce que le tapis (20) comprend un revêtement de surface (25) intégrant, ou disposé par-dessus, un septum (30) insonorisant dense recouvrant le coussin (24) gonflable de sécurité ainsi qû une sous-couche de matériau insonorisant (40) ayant une densité inférieure à celle du septum (30), cette sous-couche présentant une cavité (42) à l'intérieur de laquelle est disposé ledit coussin (24) gonflable de sécurité, dans son état dégonflé.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une des parois définissant la cavité (42) est constituée par une surface (32) du septum (30).

3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une plaque (50) de répartition d'efforts est intercalée entre le septum (30) et le coussin (24) gonflable de façon à recouvrir au moins partiellement ce dernier, cette plaque (50) de répartition étant intégralement logée dans la cavité (42) de la sous-couche de matériau insonorisant (40), ou disposée en surface de cette cavité (42), face au septum (30)-

4. Dispositif selon la revendication 3 rattachée exclusivement à la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où la plaque (50) de répartition est disposée en surface de la cavité (42), elle en définit l'une des parois, en regard du septum (30).

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est dépourvu d'une couche de matériau insonorisant (40) entre le coussin (24) et le septum (30), ou bien présente, à cet endroit, une sous-couche de ce matériau insonorisant (40) ayant une épaisseur adaptée pour que ladite sous-couche se rompe sous la poussée du coussin (24) lorsqû il se déploie.

6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coussin (24) gonflable est emballé, dans son état dégonflé, à l'intérieur d'un film (60) de protection étanche vis-à-vis du matériau insonorisant de la sous-couche (40).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le matériau insonorisant (40) est une mousse et le film étanche (60) est pourvu, sur une partie au moins de sa périphérie (64), d'orifices (62) permettant à ladite mousse de passer à travers eux de façon à maintenir le film, lequel est réalisé dans un matériau ayant une température de fusion supérieure à celle de la mousse.

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coussin (24) gonflable de protection est relié, via une conduite (84), à un système (80) de propulsion de fluide fixé à une plaque (90) de rigidification fixée à l'envers (32) du septum (30), et ladite plaque de rigidification (90) est percée localement, à proximité de sa périphérie (95), d'orifices (94) permettant au matériau insonorisant de la sous-couche (40) de passer à travers eux de façon à se lier ponctuellement au septum (30) et à ladite plaque de rigidification (90).

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un capot (100) de protection du système (80) de propulsion de fluide est fixé à la plaque de rigidification (90) ou au septum (30).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (70) anti-recul rapportés dans la sous-couche de matériau insonorisant (40) et sur lesquels le coussin (24) gonflable de sécurité repose, dans son état dégonflé, et prend appui lorsqu'il se gonfle.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens (70) anti-recul comprennent une plaque d'appui (72) sur laquelle le coussin (24) gonflable repose et des pieds (74) dressés dans une direction opposée au septum (30), ces pieds définissant entre eux des espaces vides (76) pour le passage du matériau insonorisant (40).

12. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que la plaque d'appui (72) des moyens anti-recul (70) présente des flancs latéraux (75) dressés en direction du septum (30) et doublant intérieurement une partie au moins de la cavité (42).