FR3121404A1 - Elément de garnissage rétroéclairé comprenant une couche fonctionnelle en matériau carbone - Google Patents
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Abstract
Elément de garnissage rétroéclairé comprenant une couche fonctionnelle en matériau carbone L’élément de garnissage (1) comprend : - au moins une couche de support (2) - au moins une couche de décor (4), - au moins une couche fonctionnelle (6) en matériau carbone définissant au moins un motif (18) formant au moins une partie d’un circuit électrique agencé pour réaliser au moins une fonction sur la surface externe de l’élément de garnissage, la couche de support (2) et la couche fonctionnelle (6) formant un ensemble interne de l’élément de garnissage, - au moins une couche lumineuse (8) s’étendant entre l’ensemble interne et la couche de décor (4), ladite couche lumineuse (8) étant agencée pour émettre de la lumière vers la couche de décor (4) de sorte à éclairer au moins une partie de la surface externe de l’élément de garnissage (1). Figure pour l'abrégé : 2
Description
La présente invention concerne un élément de garnissage de véhicule.
L’invention concerne également un procédé de réalisation d’un tel élément de garnissage.
L’invention s’applique par exemple à un élément de garnissage formant un panneau de porte, un revêtement de console centrale ou de planche de bord de véhicule ou autre.
Dans un tel élément de garnissage, il est souhaitable d’intégrer certaines fonctionnalités à destination des occupants du véhicule sur la surface externe de l’élément de garnissage. Ainsi, l’élément de garnissage peut par exemple comprendre des surfaces tactiles pour permettre de piloter certaines fonctions du véhicule, des surfaces de détection pour détecter un contact avec la surface externe, des zones chauffées ou autre.
En outre, afin d’améliorer l’aspect de l’élément de garnissage et/ou de signaler la présence de surfaces d’interactions possibles avec l’élément de garnissage, il peut être prévu de rétroéclairer la surface externe de l’élément de garnissage en prévoyant une source de lumière dans l’élément de garnissage agencée pour éclairer au moins une partie de la surface externe.
Cependant, l’ajout d’éléments permettant d’assurer ces fonctionnalités et de rétroéclairer l’élément de garnissage augmente l’encombrement de l’élément de garnissage, notamment en épaisseur, ce qui rend son installation dans un véhicule plus complexe et réduit l’espace disponible dans l’habitacle du véhicule. En outre, ces éléments ajoutés compliquent la réalisation de l’élément de garnissage et complexifient sa structure.
L’un des buts de l’invention est de pallier ces inconvénients en proposant un élément de garnissage rétroéclairé comprenant une ou plusieurs surfaces fonctionnelles dont l’encombrement et la complexité sont réduits.
A cet effet, l’invention concerne un élément de garnissage de véhicule comprenant :
- au moins une couche de support, comprenant une face interne et une face externe,
- au moins une couche de décor comprenant une face interne, tournée vers la face externe de la couche de support, et une face externe formant au moins une partie de la surface externe de l’élément de garnissage, ladite couche de décor étant au moins partiellement translucide,
- au moins une couche fonctionnelle en matériau carbone s’étendant sur au moins une partie de la face interne et/ou sur au moins une partie de la face externe de la couche de support, ladite couche fonctionnelle définissant au moins un motif comprenant au moins une zone conductrice en matériau carbone et au moins une zone non conductrice formée par une ouverture traversante dans la couche fonctionnelle, ladite zone conductrice étant alimentée par une source de courant connectée électriquement à la zone conductrice, le motif formant au moins une partie d’un circuit électrique agencé pour réaliser au moins une fonction sur la surface externe de l’élément de garnissage, la couche de support et la couche fonctionnelle formant un ensemble interne de l’élément de garnissage,
- au moins une couche lumineuse s’étendant entre au moins une partie de l’ensemble interne et au moins une partie de la face interne de la couche de décor, ladite couche lumineuse étant agencée pour émettre de la lumière vers la couche de décor de sorte à éclairer au moins une partie de la surface externe de l’élément de garnissage.
En intégrant les éléments permettant de réaliser une ou plusieurs fonctions sur la surface externe et de rétroéclairer celle-ci sous forme de couches dans l’élément de garnissage, l’épaisseur de l’élément de garnissage est réduite et son encombrement reste acceptable. En outre, la connexion des différents éléments sous forme de couche reste simple et permet une réalisation et une installation de l’élément de garnissage rapides et peu complexes.
L’élément de garnissage selon l’invention peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toute combinaison techniquement envisageable :
- la fonction réalisée par le circuit électrique de la couche fonctionnelle est une fonction de chauffage d’une zone de la surface externe de l’élément de garnissage ;
- la fonction réalisée par le circuit électrique de la couche fonctionnelle est une fonction d’interaction avec un passager du véhicule par contact sur la surface externe de l’élément de garnissage ;
- l’élément de garnissage comprend en outre une couche de masquage s’étendant entre la couche lumineuse et la face interne de la couche de décor, ladite couche de masquage comprenant au moins une zone traversante, dans laquelle la couche de masquage laisse passer la lumière de la couche lumineuse vers la couche de décor, et au moins une zone opaque bloquant le passage de la lumière de la couche lumineuse vers la couche de décor ;
- la zone traversante est formée par une ouverture traversante dans la couche de masquage ou par une partie de la couche de masquage en matériau translucide ;
- une première couche fonctionnelle s’étend sur la face interne de la couche de support et une deuxième couche fonctionnelle s’étend sur la face externe de la couche de support, ladite première couche fonctionnelle définissant un premier motif et la deuxième couche fonctionnelle définissant un deuxième motif ;
- le premier motif forme un circuit électrique agencé pour réaliser une fonction d’interaction avec un passager du véhicule par contact sur la surface externe de l’élément de garnissage et le deuxième motif forme un circuit électrique agencé pour chauffer une zone de la surface externe de l’élément de garnissage ;
- au moins une couche fonctionnelle additionnelle s’étend sur la couche fonctionnelle s’étendant sur au moins une partie de la face interne et/ou sur au moins une partie de la face externe de la couche de support, chaque couche fonctionnelle définissant au moins un motif formant au moins une partie d’un circuit électrique agencé pour réaliser au moins une fonction sur la surface externe de l’élément de garnissage ;
- au moins la couche de support, la couche de décor, la couche fonctionnelle et la couche lumineuse sont assemblées ensemble par laminage des couches les unes sur les autres ;
- la fonction réalisée par la couche fonctionnelle et la couche lumineuse sont pilotées par une même carte de circuits imprimés montée sur l’ensemble intérieur de l’élément de garnissage ; et
- la couche de support est réalisée en un matériau composite comprenant des fibres naturelles dans une matrice en polypropylène.
Selon un autre aspect, l’invention concerne également un procédé de réalisation d’un élément de garnissage tel que décrit ci-dessus, comprenant les étapes suivantes :
- prévoir une couche de support ;
- prévoir au moins une couche fonctionnelle en matériau carbone destinée à s’étendre sur au moins une partie de la face interne et/ou sur au moins une partie de la face externe de la couche de support, ladite couche fonctionnelle étant découpée sur toute son épaisseur de sorte à former un motif comprenant au moins une zone conductrice en matériau carbone et au moins une zone non conductrice formée par une ouverture traversante dans la couche fonctionnelle de sorte à obtenir un circuit électrique ;
- prévoir une couche lumineuse destinée à s’étendre en regard d’au moins une partie de l’ensemble interne formé par la couche de support et la couche fonctionnelle ;
- prévoir une couche de décor destinée à s’étendre en regard de la couche lumineuse ;
- laminer la couche de support, la couche fonctionnelle, la couche lumineuse et la couche de décor ensemble ;
- connecter électriquement la zone conductrice du motif de la couche fonctionnelle et la couche lumineuse à au moins une source de courant.
D’autres aspects et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, donnée à titre d’exemple et faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
En référence aux Figs. 1 et 2, on décrit un élément de garnissage 1 de véhicule comprenant au moins une couche de support 2, une couche de décor 4, une couche fonctionnelle 6 et une couche lumineuse 8. Un tel élément de garnissage est par exemple destiné à former un panneau de porte, un revêtement de planche de bord ou de console centrale ou autre.
La couche de support 2 est agencée pour conférer sa forme et ses caractéristiques mécaniques à l’élément de garnissage 1, notamment sa rigidité. La couche de support 2 est ainsi par exemple réalisée en un matériau sensiblement rigide pour un panneau de porte, tel qu’un matériau plastique ou composite. Selon un mode de réalisation, la couche de support 2 est réalisé en un matériau composite comprenant des fibres naturelles dans une matrice en polypropylène, également connu sous la dénomination de NFPP pour « Natural Fibre PolyPropylene ». Les fibres naturelles sont par exemple choisies parmi le lin, le chanvre, le kénaf et/ou le bois. La couche de support 2 est par exemple formée par thermocompression dans un outil de pressage présentant la forme souhaitée de la couche de support 2, qui correspond à la forme de l’élément de garnissage 1. Ainsi, la couche de support 2 présente par exemple une forme tridimensionnelle avec des zones en reliefs. A titre d’exemple, la couche de support 2 peut par exemple comprendre une zone en saillie par rapport au reste de la couche de support 2 pour former un accoudoir.
En variante, la couche de support 2 est réalisée par injection de matière plastique, telle que du polypropylène (PP), du polycarbonate acrylonitrile butadiène styrène (PC ABS), ou autre, dans une cavité de moulage présentant la forme souhaitée. Selon une autre variante, la couche de support 2 est obtenue par fabrication additive à la forme souhaitée. La couche de support 2 comprend une face interne 10, destinée à s’étendre du côté de la partie du véhicule sur laquelle l’élément de garnissage doit être installé, telle que la porte du véhicule dans le cas d’un panneau de porte, et une face externe 12, opposée à la face interne 10, et destinée à être tournée vers l’habitacle du véhicule.
La couche de décor 4 s’étend du côté de la face externe 12 de la couche de support 2 en regard d’au moins une partie de celle-ci. La couche de décor 4 est agencée pour conférer son aspect et son toucher à l’élément de garnissage 1. La couche de décor 4 est ainsi par exemple réalisée en un matériau souple ou rigide, présentant un aspect et/ou un toucher particulier que l’on souhaite conférer à l’élément de garnissage 1. Ainsi, la couche de décor 4 est par exemple réalisée en matériau textile, en matériau plastique, en matériau ligneux, en cuir ou similicuir ou autre. La couche de décor 4 est conformée à la face externe 12 de la couche de support 2, c’est-à-dire qu’elle épouse sensiblement la forme de la face externe 12 dans la zone de la couche de support 2 qu’elle recouvre. Selon un mode de réalisation, la couche de décor 4 recouvre toute la couche de support 2.
La couche de décor 4 comprend une face interne 14 s’étendant en regard de la face externe 12 de la couche de support 2 et une face externe 16 s’étendant vers l’extérieur de l’élément de garnissage 1 et formant au moins une partie de la surface externe de l’élément de garnissage 1, c’est-à-dire formant la partie visible de l’élément de garnissage 1 depuis l’habitacle du véhicule. La couche de décor 4 est au moins en partie translucide, c’est-à-dire translucide dans au moins une zone de la couche de décor, pour laisser passer de la lumière de la face interne 14 à la face externe 16, ce qui permet de rétroéclairer la ou les zones translucides, comme cela sera décrit plus en détail ultérieurement. Selon un mode de réalisation, la couche de décor 4 est entièrement translucide. Par translucide, on entend un taux de transmission de la lumière compris entre 5% et 100%.
La couche fonctionnelle 6 est une couche réalisée en un matériau carbone et comprenant au moins un motif 18 permettant à la couche fonctionnelle de conférer une fonctionnalité particulière à l’élément de garnissage 1, comme cela sera décrit ultérieurement. Le matériau se présente par exemple sous forme de fibres de carbone non-tissé sans ensimage et/ou de fibres de carbone recyclées. Le fait ne pas avoir d’ensimage permet d’améliorer les propriétés électriques du motif 18. Le motif 18 présente ainsi une meilleure conductivité et une meilleure continuité de contact électrique après la mise en forme tridimensionnelle de l’élément de garnissage, comme cela sera décrit ultérieurement. La couche fonctionnelle 6 présente par exemple une épaisseur sensiblement comprise entre 20 µm et 200 µm. En complément la couche de carbone peut également comprendre du polypropylène, par exemple en quantité inférieure ou égale à 40% en poids de la composition de la couche fonctionnelle.
Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 6 est agencée pour former une couche de renfort de la couche de support 2. Une telle couche de renfort améliore les propriétés mécaniques de l’élément de garnissage, particulièrement en termes de rigidité et d’auto-portance, plus particulièrement lors que la couche de support 2 est réalisée en un matériau composite. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 6 est formée par un film collé ou laminé sur la couche de support 2. Dans ce cas, la couche fonctionnelle ne forme pas nécessairement une couche de renfort de la couche de support 2.
La couche fonctionnelle 6 s’étend sur au moins une partie de la face interne 10 ou sur au moins une partie de la face externe 12 de la couche de support 2 selon la fonction à réaliser, comme cela sera décrit ultérieurement. Dans le cas d’une couche de renfort, la couche fonctionnelle 6 est plus particulièrement appliquée sur des zones de la couche de support 2 nécessitant d’être renforcées. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 6 s’étend sur toute la surface de la face interne 10 ou de la face externe 12 de la couche de support. Selon un mode de réalisation, la couche fonctionnelle 6 est appliquée directement sur la couche de support 2, c’est-à-dire qu’il n’y a pas de couche intermédiaire entre la couche de support 2 et la couche fonctionnelle 6. La couche fonctionnelle 6 est conformée à la partie de la face de la couche de support 2 qu’elle recouvre, c’est-à-dire que la couche de renfort 6 épouse la forme de cette partie de la face de la couche de support 2.
Le motif 18 comprend au moins une zone conductrice 20 formée par le matériau carbone de la couche fonctionnelle 6 et au moins une zone non conductrice 22 formée par une ouverture traversante dans la couche fonctionnelle 6. Les formes de la zone conductrice 20 et de la zone non conductrice 22, dont des exemples sont représentés sur les Figs. 3 à 5, sont agencées pour former au moins une partie d’un circuit électrique fonctionnel réalisant une fonction particulière lorsque la zone conductrice 20 est alimentée en électricité. En d’autres termes, le motif 18 est tel que la couche fonctionnelle 6 définit au moins un circuit électrique permettant de réaliser la fonction voulue lorsque le circuit est alimenté. Selon la fonction souhaitée, plusieurs zones conductrices 20 et zones non conductrices 22 distinctes peuvent être prévues.
Les fonctions réalisées par le ou les circuits électriques sont des fonctions d’interaction avec un passager du véhicule sur la surface externe de l’élément de garnissage et/ou un chauffage d’une zone de la surface externe de l’élément de garnissage. Dans le cas de fonctions d’interaction, les fonctions réalisées font partie de l’interface homme-machine du véhicule, les passagers du véhicule pouvant interagir avec la surface externe de l’élément de garnissage pour activer, commander et/ou influencer la fonction réalisée par le circuit électrique formé par le motif 18. Pour la fonction de chauffage, il s’agit d’une fonction de confort permettant d’augmenter la température d’une zone de la face externe 16 de la couche de décor 4.
De façon générale, une zone conductrice 20 du motif 18 comprend au moins une borne de connexion 24 destiné à être connecté à une source de courant, comme cela sera décrit ultérieurement. Selon un mode de réalisation, la zone conductrice 20 comprend deux bornes de connexion 24. Egalement de façon générale, le motif 18 comprend une zone non conductrice 22 entourant la ou les zones conductrices 20 afin d’isoler le circuit électrique formant l’élément de chauffage du reste de la couche fonctionnelle 6.
Selon un mode de réalisation, le motif 18 est agencé pour former un circuit résistif souple. Dans ce cas, la couche fonctionnelle 6 s’étend par exemple sur la face interne 10 de la couche de support 2. Par souple, on entend que le circuit résistif est apte à se déformer lorsqu’une pression est effectuée sur la face externe 16 de la couche de décor 4, cette déformation modifiant une valeur caractéristique du circuit de sorte à permettre une détection d’un appui sur la face externe 16. Ainsi, le motif 18 forme un capteur de pression sur une partie de la surface externe de l’élément de garnissage en regard du motif 18. Un tel capteur peut par exemple être utilisé pour piloter le fonctionnement de certaines fonctions du véhicule notamment en formant par exemple un interrupteur ou un capteur d’effort continu. Une forme de motif 18 permettant de réaliser un tel capteur d’effort, ou jauge de force, est représenté sur la . Le motif 18 comprend une zone conductrice 20 s’étendant entre deux bornes 24 et en forme de bande suivant un cheminement particulier. La bande est délimitée par une zone non conductrice 22. En variante, le motif réalise la fonction d’interrupteur ou de bouton tout ou rien ou bien une caption proportionnelle à la force appliquée, selon par exemple l’organe commandé par ce circuit.
Selon un mode de réalisation, le motif 18 est agencé pour former un circuit capacitif sur une face de la couche de support 2. Ainsi, le motif 18 peut être réalisé pour former une surface tactile dite « touch slider » (curseur tactile) sur la surface externe de l’élément de garnissage. Ce motif 18 s’étend par exemple sur la face externe 12 de la couche de support 2. Un exemple d’un tel motif 18 est représenté sur la . Il comprend une rangée de zones conductrices 20, chacune reliée à une borne 24 et présentant une forme de pointe de flèche. Les zones conductrices 20 sont séparées par des zones non conductrices 22 également en forme de pointe de flèche et délimitant les zones conductrices 20. Une telle surface tactile est par exemple utilisée en faisant glisser le doigt le long de la rangée, par exemple pour modifier la valeur d’un paramètre commandé par un utilisateur, tel qu’une température, un volume sonore, un débit de ventilation, une ouverture de vitre ou autre.
En variante non représentée, un circuit capacitif peut être formé par deux motifs 18 s’étendant en regard l’un de l’autre, l’un sur la face interne 10 de la couche de support 2 et l’autre sur la face externe 12 de la couche de support 2. De tels motifs 18 permettent de réaliser un circuit capacitif dit « multi-touch » (toucher multiple). A titre d’exemple, le motif 18 s’étendant sur la face externe 12 comprend plusieurs lignes sensiblement parallèles de zones conductrices 20 séparées par des lignes de zones non conductrices 22. Chaque zone conductrice 20 est formée par une succession de pavés connectés en série et reliés à une borne 24. Le motif 18 s’étendant sur la face interne 10 comprend plusieurs colonnes sensiblement parallèles de zones conductrices 20 séparées par des colonnes de zones non conductrices 22. Chaque zone conductrice 20 est formée par une succession de pavés connectés en série et reliés à une borne 24. Le motif 18 de la couche fonctionnelle 6 s’étendant sur la face interne 10 est disposé de telle sorte que les pavés s’étendent en regard des ouvertures traversantes des zones non conductrices 22 du motif 18 de la couche fonctionnelle s’étendant sur la face externe 12. Un tel circuit capacitif présente ainsi une forme de damier dont les cases d’une couleur s’étendent sur une face de la couche de support 2 et dont les cases de l’autre couleur s’étendent sur l’autre face de la couche de support 2.
D’autres formes de motif 18 peuvent être envisagées pour réaliser des fonctions d’interaction avec un passager du véhicule sur la surface externe de l’élément de garnissage, telles qu’un capteur de proximité autour de la surface externe de l’élément de garnissage permettant de détecter la présence d’une partie du corps d’un passager, telle qu’une main ou un doigt, dans une zone autour de la face externe 16 de la couche de décor 4, afin de détecter les mouvements de cette partie du corps dans la zone de détection. Dans ce cas, le motif 18 est agencé pour former un circuit capacitif. Lorsqu’un utilisateur approche un doigt de la face externe 16 de la couche de décor 4 au voisinage du capteur de proximité, la capacité du circuit capacitif formant ce capteur augmente et en mesurant cette capacité, il est possible de déterminer la présence du doigt dans la zone de détection et la distance séparant le doigt de la face externe 16 de la couche de décor 4.
Pour la fonction de chauffage, le motif 18 est agencé pour former un circuit résistif s’étendant par exemple sur la face externe 12 de la couche de support 2 afin d’être au plus proche de la zone à chauffer sur la face externe 16 de la couche de décor 4. Un tel circuit résistif permet de chauffer une partie de la face externe 16 de la couche de décor 4 en regard du motif 18 lorsque la zone conductrice 20 du motif 18 est alimenté électriquement. La forme du circuit résistif correspond par exemple à la forme de la zone chauffée sur la face externe 16. Ainsi, comme représenté sur la , le contour du motif 18 est par exemple circulaire et comprend plusieurs zones conductrices 20 présentant une forme en spirale séparées par des zones non conductrices 22 ayant également une forme en spirale. A l’extrémité des zones conductrices 20, deux bornes de connexion 24 sont prévues pour la connexion à une source de courant (non représentée), comme cela sera décrit ultérieurement. Cette forme de motif n’est donnée qu’à titre d’exemple et il est entendu que d’autres formes peuvent être prévues selon la forme de la zone à chauffer sur la face externe 16 de la couche de décor 4. Ainsi, un autre exemple de motif 18 formant un élément de chauffage est représenté sur la . Selon un mode de réalisation, la zone conductrice du motif 18 est formée par une zone élargie de la couche fonctionnelle 6 et la ou les ouvertures traversantes formant la ou les zones non conductrices sont formées par le contour de cette zone élargie. Selon un autre mode de réalisation non représenté, l’élément de chauffage comprend deux électrodes appliquées sur la couche fonctionnelle 6. Les électrodes sont espacées l’une de l’autre et sont appliquées sur des zones différentes de la couche fonctionnelle. La partie de la couche fonctionnelle 6 qui s’étend entre les zones sur lesquelles les électrodes sont appliquées forme une partie chauffante, qui est chauffée par effet Joule lorsqu’un courant électrique passe dans cette partie chauffante d’une électrode à l’autre électrode. Par conséquent, selon ce mode de réalisation, seul le contour externe de la partie chauffante formant le motif 18 doit être découpé pour former une zone non conductrice et le procédé de réalisation de l’élément de garnissage 1 peut être simplifié.
Selon un mode de réalisation, un même circuit électrique peut s’étendre sur la face interne 10 et sur la face externe 12 de la couche de support 2. Dans ce cas, le motif 18 forme une partie fonctionnelle d’un circuit électrique sur l’une des faces de la couche de support 2, par exemple la face externe 12. Le circuit électrique comprend alors une partie d’alimentation s’étendant sur l’autre face de la couche de support 2, par exemple la face interne 10. La partie fonctionnelle présente la forme souhaitée pour que le circuit électrique réalise la fonction souhaitée, comme décrit précédemment, et la partie d’alimentation comprend les bornes de connexion 24 du circuit qui sont connectée électriquement à une source de courant. La partie d’alimentation est connectée électriquement à la partie fonctionnelle par au moins élément de connexion s’étendant dans la couche de support 2. L’élément de connexion est par exemple formé par un matériau conducteur remplissant une ouverture traversant la couche de support 2 entre la partie d’alimentation et la partie fonctionnelle du circuit. La partie d’alimentation peut être formée par un motif s’étendant dans une couche fonctionnelle 6 s’étendant sur l’autre face de la couche de support 2. En variante, lorsque seule une couche fonctionnelle 6 est prévue, seules les pistes formant la partie d’alimentation peuvent être formées en matériau carbone sur l’autre face de la couche de support 2. Un tel mode de réalisation peut faciliter la connexion du circuit électrique à la source de courant lorsque le circuit s’étend principalement sur une face de la couche de support 2 tandis que la source de courant est disposée du côté de l’autre face de la couche de support 2.
La couche fonctionnelle 6 peut en outre former une zone de mise à la terre en dehors du ou des motifs 18 formés dans cette couche fonctionnelle 6. Une telle zone de mise à la terre permet de protéger le ou les circuits électriques de décharges électrostatiques susceptibles d’endommager le ou les circuits électriques. Pour ce faire, la zone de mise à la terre est connectée électriquement au(x) circuit(s) électrique(s) par exemple au niveau d’un connecteur. En variante ou en complément, la couche fonctionnelle 6 permet la mise à la terre d’un ou de plusieurs circuits électriques de l’élément de garnissage 1 distincts du ou des circuits formés dans la couche fonctionnelle 6. Ainsi, le ou les circuits prévus sur une carte de circuits imprimés peuvent être protégés de décharges électrostatiques en connectant la sortie de mise à la terre de la carte de circuits imprimés à la zone de mise à la terre de la couche fonctionnelle 6.
Plusieurs motifs 18 distincts peuvent être formés dans une même couche fonctionnelle 16, par exemple pour réaliser différentes fonctions et/ou pour réaliser une même fonction en différentes zones de la face externe 16 de la couche de décor 4.
Comme indiqué précédemment, deux couches fonctionnelles 6 peuvent être appliquées sur la couche de support 2 : une première couche fonctionnelle 6 sur la face interne 10 et une deuxième couche fonctionnelle 6 sur la face externe 12. Dans ce cas, il peut par exemple être prévu qu’un premier motif 18 dans la première couche fonctionnelle 6 forme un circuit réalisant une fonction d’interaction avec un passager du véhicule sur la surface externe de l’élément de garnissage et un deuxième motif 18 dans la deuxième couche fonctionnelle 6 forme un circuit résistif formant un élément chauffant d’une zone de la surface externe de l’élément de garnissage.
En variante ou en complément, une ou plusieurs couches fonctionnelles additionnelles peuvent être prévues pour s’étendre sur la couche fonctionnelle 6 s’étendant sur au moins une partie de la face interne 10 et/ou sur au moins une partie de la face externe 12 de la couche de support 2. Dans ce cas, chaque couche fonctionnelle, c’est-à-dire chaque couche fonctionnelle 6 s’étendant sur la face interne 10 et/ou sur la face externe et chaque couche fonctionnelle additionnelle, comprend au moins un motif 18 formant au moins une partie d’un circuit électrique agencé pour réaliser au moins une fonction sur la surface externe de l’élément de garnissage.
Ainsi, l’élément de garnissage selon l’invention peut être agencé pour réaliser un grand nombre de fonctions sur la surface externe sans pour autant présenter une épaisseur très importante, chaque couche fonctionnelle étant particulièrement fine, comme décrit précédemment.
Le ou chaque motif 18 est alimenté en électricité par au moins une source de courant (non représentée) connectée électriquement à la ou aux zones conductrices 20 du motif 18, par exemple connectée à chaque borne 24 des motifs 18. La source de courant est connectée à la zone conductrice 20 par exemple par un câble électrique connecté directement ou par l’intermédiaire d’un connecteur électrique à la zone conductrice 20 du motif 18. Lorsque le motif 18 s’étend sur la face externe 12 de la couche de support 2, le câble électrique passe par exemple par une ouverture traversante pratiquée dans la couche de support 2, la zone conductrice 20 du motif 18 s’étendant par exemple sur une partie ou autour d’une partie de l’ouverture traversante. Lorsqu’un connecteur est prévu, celui-ci s’étend par exemple dans l’ouverture traversante de la face interne 8 à la face externe 12 de la couche de support 2. Le câble électrique est alors connecté au connecteur électrique du côté de la face interne de la couche de support 2 et le connecteur électrique est connecté à la zone conductrice 20 du côté de la face externe 12 de la couche de support 2. Selon un mode de réalisation décrit précédemment, le câble électrique peut être connecté aux bornes de connexion 24 s’étendant sur la face interne 10 de la couche de support 2, le courant électrique alimentant la partie fonctionnelle du circuit par le ou les éléments de connexion s’étendant au travers de la couche de support 2. Le câble électrique est par exemple connecté au système électrique du véhicule qui forme alors la source de courant. Quand plusieurs circuits sont prévus dans la ou les couches fonctionnelles 6, chaque circuit est alimenté par une même source de courant ou par plusieurs sources de courant par des câbles électriques.
Dans la suite de la description, l’ensemble formé par la couche de support 2 et la ou les couches fonctionnelles 6 est désigné par l’expression « ensemble interne » de l’élément de garnissage 1.
La couche lumineuse 8 est agencée entre au moins une partie de l’ensemble interne et au moins une partie de la couche de décor 4. En d’autres termes, lorsque l’élément de garnissage comprend une couche fonctionnelle 6 s’étendant uniquement sur la face interne 10 de la couche de support 2, la couche lumineuse 8 s’étend sur la face externe 12 de la couche de support 2 et en regard de la face interne 14 de la couche de décor 4. Lorsque l’élément de garnissage comprend une couche fonctionnelle 6 s’étendant sur la face externe 12 de la couche de support 2, la couche lumineuse s’étend sur cette couche fonctionnelle 6 (ou sur une couche fonctionnelle additionnelle si une telle couche est prévue sur la couche fonctionnelle 6) et en regard de la face interne 14 de la couche de décor 4. La couche lumineuse 8 est agencée pour émettre de la lumière vers la couche de décor 4, cette lumière traversant la couche de décor 4 pour être visible sur la face externe 16 de la couche de décor 4, comme représenté sur la .
Comme représenté sur la , la couche lumineuse 8 est par exemple formée par un guide de lumière 26 dans lequel la lumière provenant d’au moins une source de lumière 28 est injectée, le guide de lumière 26 étant agencé pour diffuser la lumière vers la couche de décor 4. Le guide de lumière 26 est par exemple formé par une nappe translucide ou transparente comprenant une face interne, appliquée contre l’ensemble interne de l’élément de garnissage, réfléchissante et une face externe, tournée vers la couche de décor 4, laissant passer la lumière Le guide de lumière 26 est avantageusement souple afin d’épouser la forme de la couche de support 2, qui confère sa forme à l’élément de garnissage, comme décrit précédemment. Le guide de lumière 26 présente par exemple une épaisseur sensiblement comprise entre 400 µm et 1,5 mm. La source de lumière 28 est par exemple formée par une diode électroluminescente. Plusieurs diodes électroluminescentes, émettant par exemple des lumières de couleurs différentes, peuvent être agencées pour injecter alternativement de la lumière dans le guide de lumière 26 pour former une animation sur la face externe 16 de la couche de décor et/ou pour choisir un éclairage d’une couleur particulière en fonction de conditions particulières dans l’habitacle et/ou à l’extérieur du véhicule. Ainsi, la lumière peut par exemple être choisie pour être d’une couleur particulière en fonction de l’éclairage de l’habitacle, par exemple selon qu’il fait jour ou nuit. En variante ou en complément, la couleur de la lumière est choisie en fonction d’un état particulier d’une ou plusieurs fonctions réalisées par un ou plusieurs motifs 18 dans un ou plusieurs couches fonctionnelles 6. Ainsi, une lumière d’une certaine couleur est par exemple choisie lorsqu’une fonction est désactivée et une autre couleur est choisie lorsque cette fonction est activée. En variante ou en complément, la lumière émise peut être liée à l’intensité de la fonction réalisée, par exemple l’intensité de chauffage dans le cas d’une zone chauffée. Encore en variante ou en complément, la lumière émise peut être liée à une indication de sécurité, par exemple la présence d’un obstacle, tel qu’un objet, un véhicule ou une personne, dans l’angle mort du véhicule.
En variante, la couche lumineuse 8 est formée par une nappe de diodes électroluminescentes. Ainsi, la couche lumineuse 8 comprend une pluralité de diodes électroluminescentes formant une matrice de diodes électroluminescentes. La matrice de diodes définit une pluralité de sous-matrices de diodes qui peuvent être activées indépendamment les unes des autres et/ou qui peuvent chacune émettre un signal lumineux identique aux et/ou différent des signaux lumineux émis par les autres sous-matrices. En d’autres termes, la couche lumineuse 8 peut être pilotée pour émettre différents types de signaux lumineux dans différentes zones de celle-ci. Par signaux lumineux différents, on entend des couleurs différentes et/ou des intensités lumineuses différentes. Une telle couche lumineuse 8 est également souple et présente une faible épaisseur.
Selon le mode de réalisation représenté sur les Figs. 1 et 2, l’élément de garnissage 1 comprend en outre au moins une couche de masquage 30 s’étendant entre la couche lumineuse 8 et la couche de décor 4 afin de former un ou plusieurs motifs rétroéclairés sur la face externe 16 de la couche de décor 4, comme représenté sur la . La couche de masquage 30 comprend ainsi une ou plusieurs zones traversantes 32 laissant passer la lumière de la couche lumineuse 8 à la couche de décor 4 et une ou plusieurs zones opaques 34 bloquant le passage de la lumière. La forme de la ou des zones traversantes 32 définissent la forme du ou des motifs rétroéclairés sur la face externe 16 de la couche de décor 4. La ou les zones traversantes 32 sont par exemple formées par une ou plusieurs ouvertures traversant la couche de masquage 30 ou par une matériau translucide ou transparent formant la couche de masquage 30 dans la ou les zones traversantes 32. La ou les zones opaques 34 entourent le ou les motifs rétroéclairés et empêchent l’illumination de la couche de décor 4 en regard de ces zones opaques 34. Les zones opaques 34 sont formées par un matériau opaque empêchant la lumière de traverser la couche de masquage.30. Par opaque, on entend que le matériau présente un taux de transmission de la lumière inférieur à 5%, et de préférence voisin de 0%.
Selon un mode de réalisation, la couche de masquage 30 est formée par une couche d’encre appliquée sur la face interne 14 de la couche de décor 4, la couche d’encre comprenant des ouvertures pour former les zones traversantes 32.
Le ou les motifs rétroéclairés peuvent être choisis à des fins décoratives, pour conférer un aspect particulier à la couche de décor 4, et/ou pour signaler la présence d’une zone dans laquelle une fonction est réalisée par un motif 18 formé dans une couche fonctionnelle. Ainsi pour signaler une telle présence, une zone traversante 32 en forme de pictogramme peut être prévue. Selon un mode de réalisation et comme indiqué précédemment, la couleur de la lumière illuminant ce pictogramme peut être modulée pour refléter un état de la fonction réalisée, par exemple un état activé ou désactivé.
La couche lumineuse 8 est alimentée en électricité par une source de courant, par exemple la même que celle utilisée pour le ou les circuits électriques formés par un ou des motifs 18 dans une ou plusieurs couches fonctionnelles 6. Selon un mode de réalisation avantageux, la couche lumineuse 8 et la ou les fonctions réalisées par le ou les circuits électriques sont pilotés par une carte de circuits imprimés 36 unique, comme représenté sur la . La carte de circuits imprimés 36 est par exemple portée par un support 38 solidaire de la couche de support 2 et est connectée à la ou les couches fonctionnelles 6 et à la couche lumineuse 8 par des connecteurs 40 appropriés et représentés uniquement de façon schématique sur la .
Un schéma de connexion d’une telle carte de circuits imprimés 36 est représenté sur la dans laquelle le circuit permettant de réaliser une fonction de chauffage est désigné par la référence 42, le circuit permettant de réaliser une fonction d’interaction avec un passager est désigné par la référence 44 et la source de lumière de la couche lumineuse est désignée par la référence 28 déjà utilisée. Ces circuits 42 et 44 et la source de lumière 28 sont connectées à un microcontrôleur 46, par exemple par l’intermédiaire d’un interrupteur 48 pour le circuit résistif de chauffage 42. Une alimentation électrique 50 est agencée pour alimenter le microcontrôleur 46 et les autres éléments de la carte de circuits imprimés 36, par exemple par l’intermédiaire d’un élément de protection 52 évitant les décharges électrostatiques en étant reliés à une couche fonctionnelle formant une mise à la terre, comme décrit précédemment. L’alimentation électrique 50 est par exemple formée par le système électronique du véhicule et le microcontrôleur 46 communique par exemple avec ce système électronique par l’intermédiaire d’un bus LIN 54 (pour Local Interconnect Network ou Réseau Interconnecté Local en français) qui est également utilisé pour assurer le pilotage de la source de lumière 28 par le microcontrôleur 46.
Le procédé de réalisation d’un élément de garnissage tel que décrit ci-dessus va à présent être décrit. Les différentes couches de l’élément de garnissage 1 décrit ci-dessus sont par exemple assemblées entre elles par laminage des couches les unes sur les autres. Le ou les motifs 18 dans la ou les couches fonctionnelles 6 sont formés en découpant la couche fonctionnelle (6) de sorte à réaliser au moins une ouverture traversante de part en part dans la couche fonctionnelle 6 correspondante afin de réaliser la zone non conductrice 22. Par « de part en part », on entend que la couche en matériau carbone est découpée sur toute son épaisseur. La ou les ouvertures traversantes sont par exemple creusées au moyen d’un rayonnement laser, ce qui permet de définir la forme du motif 18 de façon très précise. En variante, la couche en matériau carbone est découpée par attaque chimique, par fraisage ou par perçage mécanique dans le matériau carbone. La zone conductrice 20 de la couche fonctionnelle 6 et la couche lumineuse 8 sont en outre connectées électriquement à au moins une source de courant, par exemple par l’intermédiaire d’une carte de circuits imprimés 36 montée sur l’ensemble interne, comme décrit précédemment.
L’élément de garnissage 1 décrit ci-dessus permet d’intégrer de façon esthétique une ou plusieurs fonctions à destination des passagers sans augmenter sensiblement l’encombrement de l’élément de garnissage 1 notamment en épaisseur. Cette épaisseur réduite est obtenue en utilisant des couches fonctionnelles 6 en matériau carbone et un dispositif d’éclairage sous la forme d’une couche lumineuse 8. En outre, l’alimentation et le pilotage des différentes fonctions ainsi que du rétroéclairage sont assurés de façon simple, comme décrit en référence à la .
Claims (12)
- Elément de garnissage (1) de véhicule comprenant :
- au moins une couche de support (2), comprenant une face interne (10) et une face externe (12),
- au moins une couche de décor (4) comprenant une face interne (14), tournée vers la face externe (12) de la couche de support (2), et une face externe (16) formant au moins une partie de la surface externe de l’élément de garnissage, ladite couche de décor (4) étant au moins partiellement translucide,
- au moins une couche fonctionnelle (6) en matériau carbone s’étendant sur au moins une partie de la face interne (10) et/ou sur au moins une partie de la face externe (12) de la couche de support (2), ladite couche fonctionnelle (6) définissant au moins un motif (18) comprenant au moins une zone conductrice (20) en matériau carbone et au moins une zone non conductrice (22) formée par une ouverture traversante dans la couche fonctionnelle (6), ladite zone conductrice (20) étant alimentée par une source de courant connectée électriquement à la zone conductrice (20), le motif (18) formant au moins une partie d’un circuit électrique agencé pour réaliser au moins une fonction sur la surface externe de l’élément de garnissage, la couche de support (2) et la couche fonctionnelle (6) formant un ensemble interne de l’élément de garnissage,
- au moins une couche lumineuse (8) s’étendant entre au moins une partie de l’ensemble interne et au moins une partie de la face interne (14) de la couche de décor (4), ladite couche lumineuse (8) étant agencée pour émettre de la lumière vers la couche de décor (4) de sorte à éclairer au moins une partie de la surface externe de l’élément de garnissage (1). - Elément de garnissage selon la revendication 1, dans lequel la fonction réalisée par le circuit électrique de la couche fonctionnelle (6) est une fonction de chauffage d’une zone de la surface externe de l’élément de garnissage.
- Elément de garnissage selon la revendication 1, dans lequel la fonction réalisée par le circuit électrique de la couche fonctionnelle (6) est une fonction d’interaction avec un passager du véhicule par contact sur la surface externe de l’élément de garnissage.
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre une couche de masquage (30) s’étendant entre la couche lumineuse (8) et la face interne (14) de la couche de décor (4), ladite couche de masquage (30) comprenant au moins une zone traversante (32), dans laquelle la couche de masquage (30) laisse passer la lumière de la couche lumineuse (8) vers la couche de décor (4), et au moins une zone opaque (34) bloquant le passage de la lumière de la couche lumineuse (8) vers la couche de décor (4).
- Elément de garnissage selon la revendication 4, dans lequel la zone traversante (34) est formée par une ouverture traversante dans la couche de masquage (30) ou par une partie de la couche de masquage (30) en matériau translucide.
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel une première couche fonctionnelle (6) s’étend sur la face interne (10) de la couche de support (2) et une deuxième couche fonctionnelle (6) s’étend sur la face externe (12) de la couche de support (2), ladite première couche fonctionnelle (6) définissant un premier motif (18) et la deuxième couche fonctionnelle définissant un deuxième motif (18).
- Elément de garnissage selon la revendication 6, dans lequel le premier motif (18) forme un circuit électrique agencé pour réaliser une fonction d’interaction avec un passager du véhicule par contact sur la surface externe de l’élément de garnissage et le deuxième motif (18) forme un circuit électrique agencé pour chauffer une zone de la surface externe de l’élément de garnissage.
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel au moins une couche fonctionnelle additionnelle s’étend sur la couche fonctionnelle (6) s’étendant sur au moins une partie de la face interne (10) et/ou sur au moins une partie de la face externe (12) de la couche de support (2), chaque couche fonctionnelle définissant au moins un motif (18) formant au moins une partie d’un circuit électrique agencé pour réaliser au moins une fonction sur la surface externe de l’élément de garnissage.
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel au moins la couche de support (2), la couche de décor (4), la couche fonctionnelle (6) et la couche lumineuse (8) sont assemblées ensemble par laminage des couches les unes sur les autres.
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel la fonction réalisée par la couche fonctionnelle (6) et la couche lumineuse (8) sont pilotées par une même carte de circuits imprimés (36) montée sur l’ensemble intérieur de l’élément de garnissage.
- Elément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel la couche de support (2) est réalisée en un matériau composite comprenant des fibres naturelles dans une matrice en polypropylène.
- Procédé de réalisation d’un élément de garnissage selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant les étapes de :
- prévoir une couche de support (2) ;
- prévoir au moins une couche fonctionnelle (6) en matériau carbone destinée à s’étendre sur au moins une partie de la face interne (10) et/ou sur au moins une partie de la face externe (12) de la couche de support (2), ladite couche fonctionnelle (6) étant découpée sur toute son épaisseur de sorte à former un motif (18) comprenant au moins une zone conductrice en matériau carbone (20) et au moins une zone non conductrice (22) formée par une ouverture traversante dans la couche fonctionnelle (6) de sorte à obtenir un circuit électrique ;
- prévoir une couche lumineuse (8) destinée à s’étendre en regard d’au moins une partie de l’ensemble interne formé par la couche de support (2) et la couche fonctionnelle (6) ;
- prévoir une couche de décor (4) destinée à s’étendre en regard de la couche lumineuse (8) ;
- laminer la couche de support (2), la couche fonctionnelle (6), la couche lumineuse (8) et la couche de décor (4) ensemble ;
- connecter électriquement la zone conductrice (20) du motif (18) de la couche fonctionnelle (6) et la couche lumineuse (8) à au moins une source de courant.
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Patent Citations (4)
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