FR3133570A1 - Appui-tête pour siège de véhicule pourvu d’un coussin de protection anti coup du lapin - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un Appui-tête (1) pour siège de véhicule automobile, comportant une armature interne rigide (10), une garniture externe (20), ainsi qu’un coussin de protection anti coup du lapin (30) interposé entre ladite armature interne (10) et ladite garniture externe (20), ledit coussin de protection (30) comprenant une première poche déformable d’amortissement (31) remplie d’un gaz ou d’un mélange gazeux sous une première pression ;caractérisé en ce que ledit coussin de protection (30) comprend également une seconde poche déformable d’arrêt (32) remplie de fluide et s’étendant au devant de ladite armature interne (10) en étant prise en sandwich entre cette dernière et ladite première poche d’amortissement (31). Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne d’une manière générale le domaine de la sécurité dans les véhicules automobiles. Elle se rapporte en particulier à un appui-tête de siège de véhicule automobile pourvu d’un coussin de protection anti coup du lapin.
Lorsqu’un véhicule est percuté par un autre véhicule venant par l'arrière, il subit une forte accélération vers l’avant. Par effet d'inertie et en se plaçant dans le référentiel du véhicule, la tête de chaque occupant d’un siège de ce véhicule recule violemment vers l’arrière de sorte à venir en contact contre l'appui-tête de ce siège qui permet de limiter son recul vers l’arrière de sorte à empêcher l’hyperextension du rachis cervical et à éviter les lésions pouvant être occasionnées par un tel mouvement.
Cependant, l’énergie cinétique absorbée par l’appui-tête du siège, se traduisant par la compression de la partie interne de ce dernier constituée généralement par de la mousse de polyuréthanne, est ensuite rendue partiellement à la tête du passager lorsque cet appui-tête reprend sa conformation initiale (phénomène de retour élastique), ce qui provoque un rebond vers l’avant de la tête et une hyperflexion du rachis cervical qui peut entrainer de graves lésions cervicales.
Par ailleurs, dans le cas du conducteur du véhicule, ce phénomène de rebond peut conduire à ce que sa tête vienne heurter le volant ce de sorte à aggraver encore ces lésions.
Ces traumatismes du rachis cervical générés par les chocs arrière sont désignés communément sous les termes « coup du lapin » ou « coup de fouet ».
Afin de limiter les mouvements d’hyperextension et d’hyperflexion du rachis cervical en cas de choc arrière, certains dispositifs de protections ont été proposés par le passé.
Le document FR 2 968 613 A1 propose ainsi un haut de dossier de siège de véhicule comprenant un guide d'appui-tête apte à recevoir une tige d'appui-tête pour permettre sa solidarisation sur le dossier, ainsi qu’une pièce d'absorption disposée au niveau du guide, d'une part pour permettre un déplacement relatif du guide vers l'avant du haut de dossier en cas de choc arrière, et d'autre part pour permettre le blocage du guide lorsqu’il se déplace vers l'arrière du haut de dossier.
D’autres dispositifs connus comprennent un support lombaire relié à un appui-tête au moyen d'un système de leviers. Lorsque, suite à une collision arrière, le dos comprime le support lombaire, le système de leviers fait avancer l'appui-tête, de manière à le rapprocher de la nuque de l'occupant.
Ces dispositifs, s’ils permettent effectivement de limiter le mouvement d'hyperextension du rachis cervical grâce au rapprochement de l'appui-tête de la nuque de l'occupant du véhicule automobile, ne procurent cependant aucune amélioration concernant le mouvement d'hyperflexion ultérieure de ce rachis cervical par effet rebond.
On connait également de la demande WO 2010/115742 A1 un appui-tête comportant un coussin interne de protection comprenant une poche remplie d’air et pourvue d’un évent calibré d’entrée/sortie permettant à cette poche de communiquer fluidiquement avec l’extérieur.
Lors de la survenance d’un choc arrière, la tête de l’occupant recule vers l’arrière de sorte à entrer violemment en contact contre l'appui-tête et à exercer un effort de compression sur le coussin.
L'air contenu dans la poche de ce du coussin sort par l’évent calibré avec une résistance qui augmente avec cet effort de compression exercé par la tête sur l'appui-tête ce qui entraine un dégonflement progressif de cette poche, absorbant l'effort de compression et amortissant ainsi l'impact.
La présence d’un tel coussin permet ainsi de limiter le phénomène de rebond vers l’avant de la tête de l’occupant causant l'hyperflexion du rachis cervical.
Toutefois, en cas de choc arrière particulièrement violent, le dégonflage intégral de la poche du coussin ne suffit pas à absorber l’énergie cinétique de la tête de l’occupant qui est arrêtée par l’armature interne rigide de l’appui-tête, ce qui génère de fortes contraintes localisées au niveau de la nuque de l’occupant et particulièrement délétères.
La présente invention vise donc à améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un appui-tête pour siège de véhicule automobile, comportant une armature interne rigide, une garniture externe, ainsi qu’un coussin de protection anti coup du lapin interposé entre ladite armature interne et ladite garniture externe, ledit coussin de protection comprenant une première poche déformable d’amortissement remplie d’un gaz ou d’un mélange gazeux sous une première pression ;
caractérisé en ce que ledit coussin de protection comprend également une seconde poche déformable d’arrêt remplie de fluide et s’étendant au devant de ladite armature interne en étant prise en sandwich entre cette dernière et ladite première poche d’amortissement.
caractérisé en ce que ledit coussin de protection comprend également une seconde poche déformable d’arrêt remplie de fluide et s’étendant au devant de ladite armature interne en étant prise en sandwich entre cette dernière et ladite première poche d’amortissement.
L’adjonction de cette seconde poche interposée entre l’armature interne de l’appui-tête et la première poche d’amortissement permet, cas de choc arrière particulièrement violent, d’assurer une meilleure répartition des contraintes sur l’ensemble de la nuque de l’occupant, de sorte à limiter les conséquences pour ce dernier.
Selon des caractéristiques préférées dudit appui-tête selon l’invention :
- ladite première poche d’amortissement est pourvue d’une valve anti-retour calibrée pour s’ouvrir lorsque la pression régnant dans cette poche atteint un premier seuil prédéterminé ;
- ladite première pression est comprise entre 1 et 1,5 bar ;
- ladite seconde poche d’arrêt est remplie d’un liquide ou d’un gel ;
- ladite seconde poche d’arrêt est remplie d’un gaz ou d’un mélange gazeux sous une seconde pression supérieure à ladite première pression ;
- ladite seconde poche d’arrêt est pourvue d’une valve anti-retour calibrée pour s’ouvrir lorsque la pression régnant dans cette poche atteint un second seuil prédéterminé ;
- ladite seconde pression est comprise entre 2 et 2,5 bars ;
- la poche d’amortissement enveloppe les faces avant et arrière de ladite armature interne en recouvrant entièrement ladite poche d’arrêt ; et/ou
- ladite première poche d’amortissement est réalisée par un procédé d’extrusion soufflage à partir d’un polymère thermoplastique .
- ladite première poche d’amortissement est pourvue d’une valve anti-retour calibrée pour s’ouvrir lorsque la pression régnant dans cette poche atteint un premier seuil prédéterminé ;
- ladite première pression est comprise entre 1 et 1,5 bar ;
- ladite seconde poche d’arrêt est remplie d’un liquide ou d’un gel ;
- ladite seconde poche d’arrêt est remplie d’un gaz ou d’un mélange gazeux sous une seconde pression supérieure à ladite première pression ;
- ladite seconde poche d’arrêt est pourvue d’une valve anti-retour calibrée pour s’ouvrir lorsque la pression régnant dans cette poche atteint un second seuil prédéterminé ;
- ladite seconde pression est comprise entre 2 et 2,5 bars ;
- la poche d’amortissement enveloppe les faces avant et arrière de ladite armature interne en recouvrant entièrement ladite poche d’arrêt ; et/ou
- ladite première poche d’amortissement est réalisée par un procédé d’extrusion soufflage à partir d’un polymère thermoplastique .
L’invention vise également sous un second aspect un siège de véhicule automobile comportant un tel appui-tête.
L’exposé de l’invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée de plusieurs exemples de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
Les figures 1 et 2 représentent un appui-tête 1 pour siège de véhicule automobile selon l’invention.
Dans la description qui va suivre et par convention, on définit par rapport au véhicule un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir :
- un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction générale de déplacement du véhicule,
- un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, et
- un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal.
- un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction générale de déplacement du véhicule,
- un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, et
- un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal.
Destiné à être monté de manière fixe ou coulissante au sommet du dossier d’un siège de véhicule automobile non représenté, l’appui-tête 1 comporte classiquement une armature interne rigide 10 dotée de deux tiges de liaison 11 permettant de la raccorder fixement ou de manière coulissante à l’armature dudit dossier de siège.
Afin de limiter sa masse tout en conservant une excellente tenue mécanique, l’armature interne 10 est avantageusement venue d’une seule pièce par moulage dans un polymère thermoplastique chargé (préférentiellement à hauteur de 10 à 35% en masse) en fibres naturelles et/ou synthétiques (par exemple, des charges minérales lamellaires telles que le talc ou des micro-fibrilles et nano-fibrilles minérales telle que les fibres de verre, etc…).
Le polymère thermoplastique utilisé sera préférentiellement choisi parmi le Polypropylène (PP), le PolyButylène Téréphtalate / Acrylonitrile Styrene Acrylate (PBT-ASA), ou encore l’Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS).
En variante, cette armature interne 10 peut être réalisée dans un autre matériau, notamment en métal.
L’appui-tête 1 comporte également une garniture externe 20 constituée d’une matelassure 21 revêtue d’une coiffe d’habillage 22.
Destinée à assurer le confort dynamique du passager, la matelassure 21 est constituée avantageusement dans un matériau souple expansé, tel que par exemple un bloc de mousse de polyuréthane à mémoire de forme.
Dotée d’une certaine souplesse lui permettant de s'adapter à la forme donnée à la matelassure 21, la coiffe d’habillage 22 est quant à elle réalisée classiquement en cuir ou bien dans un textile tissé ou non tissé en matière naturelle ou synthétique.
Selon l’invention, l’appui-tête 1 comporte en outre un coussin de protection anti coup du lapin 30, interposé entre l’armature interne 10 et la garniture externe 20.
Le coussin de protection 30 comporte une première poche déformable d’amortissement 31 s’étendant au contact de la face interne de la garniture externe 20 et remplie d’un gaz ou d’un mélange gazeux sous une première pression de gonflage, avantageusement comprise entre 1 et 1,5 bar.
La poche d’amortissement 31 est avantageusement pourvue d’une valve anti-retour 31A calibrée pour s’ouvrir lorsque la pression régnant dans cette poche atteint un premier seuil prédéterminé, de sorte à éviter une augmentation trop importante de cette pression.
Ce coussin de protection 30 comporte également une seconde poche déformable d’arrêt 32 s’étendant au devant de l’armature interne 10 en étant prise en sandwich entre cette armature interne 10 et la première poche d’amortissement 31.
Cette seconde poche d’arrêt 32 est remplie d’un fluide (liquide ou gel) sous pression atmosphérique présentant avantageusement une viscosité supérieure ou égale à 500 Cp et de préférence comprise entre 800 et 1200 Cp.
Cette poche d’arrêt 32 est par réalisée par exemple à partir de deux feuilles souples de mêmes dimensions en polymère thermoplastique tel que le Polypropylène (PP) ou le Polyuréthanne (PU), ces dernières étant superposées l’une sur l’autre et assemblées de manière étanche le long de leur périphérie par un cordon de jointure réalisé par thermo-soudure.
La poche d’amortissement 31, dont le volume interne est bien plus important que celui de la poche d’arrêt 32, enveloppe au moins les faces avant et arrière de l’armature interne 10 en recouvrant entièrement cette poche d’arrêt 32.
Tel qu’illustré par la et afin d’épouser parfaitement la forme de l’armature interne 10, cette poche d’amortissement 31 est avantageusement réalisée par un procédé d’extrusion soufflage à partir d’un polymère thermoplastique tel que le Polypropylène (PP) ou le Polyuréthanne (PU).
On va maintenant décrire en détails le fonctionnement du coussin de protection 30.
Lorsque le véhicule est percuté par l’arrière à faible vitesse (15 km/h ou moins), la tête de l’occupant du siège équipé d’un appui-tête 1 recule immédiatement du fait de sa propre inertie vers l’arrière de sorte à venir en contact contre la face avant de cet appui-tête 1.
Tel qu’illustré par la , la force cinétique exercée par cette tête de l’occupant contre l’appui-tête 1 entraine une compression modérée de la poche d’amortissement 31 du coussin de protection 30 qui amortit l’impact en absorbant son énergie cinétique, de sorte à empêcher le phénomène de rebond vers l’avant de la tête de l’occupant causant l'hyperflexion du rachis cervical.
Cette poche d’amortissement 31 reprend ensuite progressivement et de manière réversible sa forme initiale.
Lors d’un choc arrière à vitesse plus importante, la force cinétique exercée par la tête de l’occupant contre l’appui-tête 1 est plus élevée, ce qui entraine une plus forte compression de la poche d’amortissement 31 du coussin de protection 30.
Dès que la pression dans cette poche d’amortissement 31 atteint le premier seuil prédéterminé, la valve anti-retour 31A s’ouvre de sorte à ce qu’une parte du gaz y étant contenu s’en échappe afin de limiter cette augmentation de pression tout en permettant à cette poche 31 de continuer à amortir l’impact du choc en absorbant son énergie cinétique.
On notera que le fait le volume conséquent de la poche d’amortissement 31 qui s’étend non seulement au devant mais également à l’arrière de l’armature interne 10 permet d’assurer un amortissement optimal de l’impact du choc.
Par ailleurs, le fait que cette poche d’amortissement 31 s’étende à l’arrière de l’armature interne 10 permet également d’assurer un amortissement de l’impact de la tête d’un occupant assis à l’arrière du siège contre la face arrière de l’appui-tête 1 en cas de choc avant du véhicule.
Lors d’un choc arrière à grande vitesse (par exemple, 50 km/h ou plus), la force cinétique exercée par la tête de l’occupant contre l’appui-tête 1 est très importante, ce qui entraine une très forte compression de la première poche 31 du coussin de protection 30 dont la portion située au niveau de la tête va se retrouver complètement écrasée, de sorte à ne plus pouvoir absorber une partie résiduelle de l’énergie cinétique du choc (voir ).
Tel qu’illustré sur cette , la poche d’arrêt 32 va alors se déformer sous la force cinétique résiduelle exercée par la tête de l’occupant de sorte à épouser la forme de la nuque. Une telle augmentation de la surface de contact permet ainsi de mieux répartir les contraintes sur l’ensemble de la nuque de sorte à limiter les conséquences d’un tel choc pour l’occupant.
Selon une variante de réalisation non représentée, la poche d’arrêt 32 peut être remplie d’un gaz ou d’un mélange gazeux sous une seconde pression de gonflage, supérieure à ladite première pression, et avantageusement comprise entre 2 et 2,5 bars.
Dans le cadre de cette variante, cette poche d’arrêt 32 peut être également pourvue d’une valve anti-retour calibrée pour s’ouvrir lorsque la pression régnant dans cette poche atteint un second seuil prédéterminé, de sorte à éviter une augmentation trop importante de cette pression.
Selon une autre variante de réalisation non représentée, la poche d’amortissement peut être réalisée de manière semblable à la poche d’arrêt à partir de deux feuilles souples superposées l’une sur l’autre et assemblées de manière étanche le long de leur périphérie par un cordon de jointure réalisé par thermo-soudure.
Dans le cadre de cette dernière variante, cette poche d’amortissement est alors montée à chevauchement sur l’armature interne et la poche d’arrêt, de sorte à recouvrir les faces avant et arrière de cette armature interne.
D’autres variantes de réalisation sont bien entendu possibles et on rappellera à cet égard que la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais qu’elle englobe également toutes les variantes d’exécution à la portée de l'homme du métier.
Claims (10)
- Appui-tête (1) pour siège de véhicule automobile, comportant une armature interne rigide (10), une garniture externe (20), ainsi qu’un coussin de protection anti coup du lapin (30) interposé entre ladite armature interne (10) et ladite garniture externe (20), ledit coussin de protection (30) comprenant une première poche déformable d’amortissement (31) remplie d’un gaz ou d’un mélange gazeux sous une première pression;
caractérisé en ce que ledit coussin de protection (30) comprend également une seconde poche déformable d’arrêt (32) remplie de fluide et s’étendant au devant de ladite armature interne (10) en étant prise en sandwich entre cette dernière et ladite première poche d’amortissement (31). - Appui-tête (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première poche d’amortissement (31) est pourvue d’une valve anti-retour (31A) calibrée pour s’ouvrir lorsque la pression régnant dans cette poche atteint un premier seuil prédéterminé.
- Appui-tête (1) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite première pression est comprise entre 1 et 1,5 bar.
- Appui-tête (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite seconde poche d’arrêt (32) est remplie d’un liquide ou d’un gel.
- Appui-tête (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite seconde poche d’arrêt (32) est remplie d’un gaz ou d’un mélange gazeux sous une seconde pression supérieure à ladite première pression.
- Appui-tête (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite seconde poche d’arrêt (32) est pourvue d’une valve anti-retour calibrée pour s’ouvrir lorsque la pression régnant dans cette poche atteint un second seuil prédéterminé.
- Appui-tête (1) selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite seconde pression est comprise entre 2 et 2,5 bars.
- Appui-tête (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite première poche d’amortissement (31) enveloppe les faces avant et arrière de ladite armature interne (10) en recouvrant entièrement ladite poche d’arrêt (32).
- Appui-tête (1) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite poche d’amortissement (31) est réalisée par un procédé d’extrusion soufflage à partir d’un polymère thermoplastique.
- Siège de véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comporte un appui-tête (1) selon l’une des revendications 1 à 9.
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