WO2024069002A1 - Dispositif de chauffage et d'éclairage, notamment pour véhicule - Google Patents

Dispositif de chauffage et d'éclairage, notamment pour véhicule Download PDF

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WO2024069002A1
WO2024069002A1 PCT/EP2023/077182 EP2023077182W WO2024069002A1 WO 2024069002 A1 WO2024069002 A1 WO 2024069002A1 EP 2023077182 W EP2023077182 W EP 2023077182W WO 2024069002 A1 WO2024069002 A1 WO 2024069002A1
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light
heating
resistive layer
zone
zones
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PCT/EP2023/077182
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Ghani SBIHI
Pierre-Louis Tassy
Vanesa Sanchez
William LAPIERRE
Alexandre WEIL
Clement BASSIGNANI
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Valeo Vision
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    • H05B2203/013—Heaters using resistive films or coatings

Definitions

  • the present invention relates to a heating and lighting device, in particular for a vehicle.
  • the vehicle can be land, sea or air.
  • Heating panels which comprise a plurality of electrodes configured to deliver heat by the Joule effect by supplying electric current to a conductive coating.
  • the invention advantageously makes it possible to integrate lighting and heating functions into components such as vehicle interior trim panels.
  • the invention makes it possible in particular to create a heating and luminous surface with the same device. This makes it possible to meet the requirements for fitting out a vehicle interior, without having to multiply the devices and therefore without taking up excessive space in the passenger compartment.
  • the invention makes it possible to place the heating and lighting device on surfaces of the passenger compartment, for example on a door or a roof of the passenger compartment.
  • the heating and lighting device according to the invention can have a relatively low thickness, in comparison with conventional heating and lighting devices.
  • the invention allows light to pass through the heating structure thanks to perforations covered with a material configured to allow light to pass through, while ensuring homogeneous heating by the heating structure given that this same material is electrically conductive.
  • the clear zone is formed by perforation of the resistive layer and by depositing the second material in said perforation.
  • the resistive layer is arranged such that the first and the second material are in electrical contact.
  • the at least one clear zone, and the at least one masking zone are in electrical contact.
  • the clear zone is formed by perforation of the resistive layer and by deposition of the second material in said perforation and at the periphery of said perforation.
  • the second material is at least partially deposited on the masking zone of the resistive layer.
  • the at least one masking zone and the at least one clear zone of the resistive layer are covered with the second material.
  • the resistive layer is covered with the second material.
  • the clear zone is formed by deposition of the second material and the masking zone is formed by deposition of the first material.
  • the masking zone and the clear zone are formed by co-deposition of the first and the second material.
  • the deposition of the two materials is carried out sequentially.
  • the masking zone is made of a material, also called first material, which is electrically conductive.
  • the masking zone is made of a material comprising carbon.
  • the masking zone is configured to absorb all of the emitted light.
  • At least one clear zone absorbs less light than the masking zone.
  • the light zone is a zone which can be translucent or transparent.
  • the clear zone comprises a material, called a second material, electrically conductive, said material being configured to allow light to pass through.
  • the clear zone is made of a material chosen from a transparent conductive oxide (TCO) chosen from indium-tin oxide (ITO) and zinc oxide (ZnO).
  • TCO transparent conductive oxide
  • ITO indium-tin oxide
  • ZnO zinc oxide
  • the material the clear zone is made of an electrically conductive polymer material chosen from polyphenylene sulfide (PPS) or Pedot-PSS.
  • the clear zone has a thickness of between 0.3 ⁇ m and 10 ⁇ m, preferably between 0.5 ⁇ m and 1 ⁇ m.
  • the first material is configured to absorb light more than the second material.
  • the device comprises several light zones.
  • the at least one clear zone and the at least one masking zone are configured to be crossed by an electric current.
  • the entire surface of the resistive layer generates heat evenly.
  • the electric current can flow in the masking areas and in the light areas.
  • the at least one clear zone and the at least one masking zone are adjacent.
  • the at least one clear zone is at least partially bordered by at least one masking zone.
  • the light areas are bordered on only part of their contour.
  • the light zones are completely bordered by the masking zone of the resistive layer.
  • the resistive layer has an identical thickness in the masking zones and in the light zones.
  • the resistive layer includes an upper face and a lower face, the thickness is the distance between the upper face and the lower face.
  • the invention does not require the use of a mask in the device comprising zones configured to block the light coming from the luminous structure and comprising openings to allow this light to pass according to a pattern conferred by these openings.
  • This mask function is carried out by the heating structure which comprises at least one masking zone and at least one clear zone. The thickness of the device is thus reduced.
  • At least two light zones have a different light absorption capacity.
  • all the light zones have the same light absorption capacity.
  • the light areas have a shape chosen from a polygon, a circle, a disk, an oval and an ellipse.
  • the light zones all have the same shape.
  • At least two light zones have different shapes.
  • the light zones have a surface area of between 0.002mm2 and 20mm2, preferably between 0.05mm2 and 5mm2, preferably between 0.2mm2 and 4mm2, preferably between 0.3mm2 and 0.5mm2, preferably between 0.5mm2 and 1.5mm2 preferably between 0.75mm2 and 1mm2.
  • the light zones all have the same surface area.
  • At least two light zones have different surfaces.
  • the light zones have a circular shape.
  • the light zones have dimensions between 0.02 and 5mm, preferably between 0.05mm and 2mm, preferably between 0.1mm and 1.5mm, preferably equal to 1mm.
  • the light zones have a diameter of between 0.05 and 5mm, preferably between 0.5mm and 2mm, preferably equal to 1mm.
  • the light zones all have the same diameter.
  • At least two light zones have different diameters.
  • the light zones are aligned on at least one row extending between the two parent electrodes.
  • the heating structure comprises several clear zones aligned on at least one row extending between the two parent electrodes.
  • the light zones are aligned in at least two rows, preferably three rows, preferably four rows extending between the two parent electrodes.
  • the rows are substantially parallel to each other.
  • the rows extend substantially perpendicular to the parent electrodes.
  • the light areas are arranged so as to form a predetermined pattern.
  • the heating structure comprises at least one masking zone configured to at least partially block the light coming from the luminous structure and light zones configured to let said light pass according to a pattern conferred by these light zones.
  • the heating structure has a mask function.
  • the resistive layer is deposited on the substrate by printing, screen printing, lamination of several materials or by physical vapor deposition (well known under the name PVD for "Physical Vapor Deposition” in English ).
  • the heating and lighting device comprises a functional face towards which heat produced by the heating structure and the light produced by the luminous structure can be sent, this functional face being configured to diffuse the heat and light thus received towards the outside of the heating and lighting device, towards for example an area of a vehicle passenger compartment.
  • the functional face is thus a face of the heating and lighting device on which the heating and lighting functions are manifested, for example to heat an area of a vehicle passenger compartment and/or to illuminate an area of this passenger compartment or create a lighting effect visible from the passenger compartment.
  • At least one region of the heating structure is placed between the functional face and the luminous structure so that light from this luminous structure passes through the resistive layer of the heating structure before reaching the functional face.
  • the heating and lighting structures form stacked layers.
  • the heating and lighting device has a panel shape.
  • the heating and lighting device is flexible, namely it can be shaped to take a predetermined shape.
  • the heating structure and the lighting structure are integral with each other.
  • the heating structure is in contact with the light structure.
  • the heating structure and the lighting structure are assembled by lamination.
  • the light structure comprises a light source, in particular in the form of one or more LEDs (light-emitting diode).
  • the visible light emitted by the light structure is light visible to the human eye.
  • This light which passes through the resistive layer produces an effect perceptible to the human eye and contributes, for example, to the decoration of the passenger compartment and/or to the atmosphere in the passenger compartment.
  • the light structure comprises a light engine.
  • the light engine is an electronic device, in particular a printed circuit, comprising one or more LEDs (light-emitting diode) and at least one light guide for guiding the light emitted by the one or more LED.
  • the light guide of the light engine comprises a plate in which light can propagate, this plate comprising at least one light emitting face.
  • the plate has, at least locally, a planar shape, and the light emitting face is, at least locally, planar.
  • the plate has a complex shape different from a planar shape.
  • the light guide plate extends along a curved surface.
  • the plate is made of plastic-based material.
  • the plate is made of a polymeric material, in particular silicone or glass.
  • the plate is made of a translucent or transparent material.
  • the plate is configured to let the light emitted by the light structure pass.
  • the plate is manufactured with a predetermined shape, namely that it does not deform or substantially does not deform during its integration into the heating and lighting device.
  • the plate has two faces separated by the thickness of the plate, one of these faces presenting optical activation reliefs arranged to cause the deflection of the light towards the face of the plate. the emission of light which is opposite to the face on which the reliefs are made.
  • the plate forms a surface light source, with homogeneous or heterogeneous light diffusion.
  • the light emitting face faces the heating structure.
  • the light structure comprises a textile sheet.
  • the textile web comprises interwoven textile threads and optical fibers.
  • the textile yarns comprise yarns in a natural material such as plant yarns, and/or yarns in an artificial or synthetic material.
  • the textile web comprises optical fibers in warp woven with textile threads in weft.
  • the textile web comprises optical fibers in weft woven with textile threads in warp.
  • the textile sheet comprises textile threads arranged in warp and weft according to a canvas-type frame.
  • the optical fibers are pointally linked to said armature so as to double said armature, the optical fibers being substantially positioned on a surface parallel to the surface defined by the armature.
  • the frame is flexible, that is to say capable of taking a predetermined shape by deformation.
  • the optical fibers are linked to the reinforcement by textile warp threads or weft threads.
  • the textile threads and the optical fibers form a woven sheet.
  • the textile sheet has a thickness of less than 1 mm, in particular between 0.1 mm and 0.7 mm.
  • the optical fibers each comprise one or more zones for emitting light towards the outside of the fiber.
  • these emission zones are on a lateral surface of the optical fiber.
  • these zones have varied shapes, for example a circular zone, a slender zone, a cross zone, a zigzag zone, etc.
  • emission zones can be perceived from the passenger compartment as points or spots or light patterns.
  • At least one of the light emission zones comprises activation reliefs, for example in the form of streaks, to send the light out of the optical fiber.
  • these reliefs are produced by laser attack or by sandblasting on the optical fiber.
  • the heating structure comprises a network of electrodes comprising a plurality of parent electrodes and a plurality of contact electrodes supplied with electric current by the parent electrodes.
  • the parent electrodes can be seen as “distribution” electrodes and the contact electrodes as “child” electrodes.
  • the contact electrodes are, at least for some of them, in particular for all the contact electrodes of the electrode network, parallel to each other.
  • the electrode network comprises parent electrodes arranged to conduct electric current from an electrical source to the contact electrodes, several contact electrodes connecting to the same parent electrode.
  • At least one of the parent electrodes is rectilinear over at least part of its length, and the contact electrodes which are associated with this parent electrode are connected, for example perpendicularly, to this electrode. kinship.
  • the parent electrodes can have different shapes, in particular curved with rounded edges.
  • the parent electrodes may or may not be parallel to each other.
  • the electrode network comprises at least two parent electrodes which are parallel to each other over at least part of their length, and their associated contact electrodes are arranged between these two parent electrodes and are alternated with an inter-distance which decreases in connection with the decrease in the voltage present between the pairs of electrodes so as to maintain the electrical power substantially uniform between the pairs of contact electrodes.
  • the electrodes and the resistive layer are carried on a substrate made of a flexible material capable of taking a predetermined shape by deformation, this substrate being in particular also extensible.
  • the electrodes and/or the resistive layer are deposited on the substrate by printing, screen printing, lamination of several materials, by physical vapor deposition (well known under the name PVD for "Physical Vapor Deposition” in English), by watering on the substrate by means of a jet (also called “flow-coating” in English), by spraying on the substrate.
  • physical vapor deposition well known under the name PVD for "Physical Vapor Deposition” in English
  • a jet also called “flow-coating” in English
  • the resistive layer is present on one face of the substrate.
  • the resistive layer is placed facing the functional face of said device.
  • the substrate is of textile type, woven or knitted, or of non-woven type.
  • This nonwoven may comprise a mixture of polypropylene fibers and/or polyester fibers.
  • Other fibers can be used, for example natural fibers.
  • the wires forming the substrate may or may not be extensible.
  • the substrate can be a sheet of flexible plastic or a foam such as TPU (thermoplastic polyurethane).
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • the substrate has a surface area of at least 10 cm2, or at least 50 cm2, or at least 500 cm2 at least.
  • the electrodes are made of conductive material, in particular metallic such as ink loaded with conductive particles, in particular silver or copper particles.
  • the electrodes are metallic adhesive tapes, for example made of copper.
  • the resistive layer is a continuous layer.
  • the resistive layer comprises a plurality of discrete resistive elements forming this layer.
  • these discrete resistive elements form repetitive patterns.
  • the heating and lighting device comprises a decoration visible from inside the passenger compartment, this decoration being for example a covering of the passenger compartment, such as for example a fabric , leather or aesthetic covering.
  • the heating structure, the lighting structure and the decoration form stacked layers.
  • the device according to the invention thus makes it possible to perform, in addition to the heating and lighting functions, a decorative function, for example with a predetermined leather or fabric area, visible from the passenger compartment.
  • the heating and lighting device comprises a mask made of a material which blocks the light coming from the luminous structure and comprising openings to allow this light to pass through according to a pattern conferred by these openings .
  • the present invention also relates to a vehicle interior component, comprising a heating and lighting device as described above.
  • the component is chosen from one of the following passenger compartment components: a component arranged to be integrated into a door of the vehicle, a component arranged to be integrated into a dashboard, a foot cellar cladding component, a roof or passenger compartment roof cladding component, an armrest cladding component, a glove box component, a pillar cladding component.
  • the passenger compartment component which comprises the heating and lighting device is independent of a seat of the vehicle.
  • the passenger compartment component which comprises the heating and lighting device is arranged to heat by thermal radiation or by thermal conduction or thermal contact, and not by heating by heat transported by convection forced into the passenger compartment.
  • the heating and lighting system is not crossed by any air flow intended to cool or heat the passenger compartment.
  • the heating and lighting device is separate from the air movement system such as an HVAC of the vehicle.
  • heating and lighting devices 1 are integrated into the roof 102 of the passenger compartment.
  • Each heating and lighting device 1 has the shape of a panel, with a functional face 2 to which heat H produced by the heating structure 50 and the light L produced by the light structure 10 can be sent, this functional face 2 being configured to diffuse the heat H and the light L thus received towards the passenger compartment 100.
  • the functional face 2 is thus an external face of the heating and lighting device 1 on which the heating and lighting functions are manifested, to heat an area of the passenger compartment 100 and/or to illuminate an area of this passenger compartment 100 or create a lighting effect visible from the passenger compartment 100.
  • the heating and lighting device 1 can be flexible, namely it can be shaped to take a predetermined shape.
  • the heating structure 50 and the light structure 10 are assembled by lamination.
  • the light structure 10 comprises light sources 11, here under a row of LEDs (light-emitting diode). Only two LEDs 11 are represented on the .
  • the visible light emitted by the light structure 10 is light visible to the human eye.
  • the light structure 10 comprises a light engine 12 which is an electronic device with a printed circuit 13, comprising the LEDs 11 and a light guide 14 for guiding the light emitted by the LED(s).
  • the light guide 14 comprises a plate 15 in which light can propagate, this plate comprising a light emission face 16.
  • the plate 15 has a complex curved shape with a main face 19 approximating a flat surface.
  • This plate 15 comprises facets 17 for injecting light from the LEDs 11, these facets 17 being at the end of bent narrow regions 18 of the plate 15.
  • the plate 15 is made of plastic-based material, with a predetermined shape, namely that it does not deform or substantially does not deform during its integration into the heating and lighting device 1.
  • the plate 15 has two faces separated by the thickness of the plate, one of these faces presenting optical activation reliefs 20 arranged to cause the deflection of the light towards the light emission face 16 which is opposite to the face on which the reliefs 20 are made.
  • plate 15 forms a surface light source.
  • the emission face 16 faces the heating structure 50.
  • a light structure 30, which can, in another example of implementation of the invention, be used in place of the light structure 10 previously described, in the device of heating and lighting 1.
  • the light structure 30 comprises a woven sheet 31.
  • the textile web 31 comprises interwoven textile threads 35 and optical fibers 36, as illustrated in the .
  • the textile yarns 35 include yarns in a natural material such as plant yarns, and/or yarns in an artificial or synthetic material.
  • the optical fibers 36 are woven with textile yarns 35, in weft.
  • the textile sheet may comprise optical fibers 36 in weft woven with textile threads 35 in warp.
  • the textile sheet 31 may comprise textile threads 35, arranged in warp and weft according to a canvas-type frame.
  • optical fibers 36 are then occasionally linked to the textile threads of the frame 35 by means of textile threads, the optical fibers 36 being substantially positioned on a surface parallel to the surface defined by the frame 35.
  • the frame 35 is flexible, that is to say capable of taking a predetermined shape by deformation.
  • the textile sheet 31 has a thickness of between 0.1 mm and 0.7 mm.
  • the optical fibers 36 can each be formed by a core sheathed with a polymer, the refractive index of the polymer being lower than the refractive index of the core. It can for example be a fluoropolymer.
  • the core of the optical fibers can be formed from a material chosen from polymethyl methacrylate (PMMA) and polycarbonate (PC).
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • the optical fibers can each be formed by a glass fiber wire.
  • the optical fibers can be single-material optical fibers of the PPMA type which do not include a sheath.
  • the textile yarns 35 can be formed from a material chosen from wool, aramid, polyamide, polyester and cotton.
  • the optical fibers 36 extend mainly on the face 32 of the sheet 31, without being unduly masked by the textile threads 35 which cover more of the opposite face 33.
  • the optical fibers 36 are arranged to emit light laterally towards the outside of the fiber.
  • One or more LEDs 11 power the optical fibers 36 which are arranged convergently towards this or these LEDs 11.
  • this heating structure 50 comprises a resistive layer 51 arranged to produce heat when this layer is passed through by an electric current I, this resistive layer comprising a masking zone 51 made of a material configured to absorb the light emitted by the luminous structure 10 or 30 and prevent its passage, for example a material comprising carbon.
  • the heating structure 50 further comprises two parent electrodes 52, which are in electrical contact with the resistive layer 51 so as to allow an electric current I to flow through the resistive layer 51 between these two electrodes 52.
  • These electrodes 52 have parallel sections 53 between which the resistive layer 51 is located, and transverse sections 54 which are connected to electrical supply wires 55.
  • the heating structure 50 comprises light zones 59 formed for example by perforations of the heating structure 50 and deposited in these perforations by an electrically conductive material and configured to allow light to pass through.
  • the light zones 59 are configured to allow the passage of electric current within said light zones 59. In this way, the heat produced by the heating structure is homogeneous. In fact, the entire resistive layer can be crossed by a current.
  • the light zones 59 are transparent or translucent and configured to let the light coming from the luminous structure 10, 30 pass.
  • the light zones 59 let more light pass than the masking zones 60.
  • the masking zones 60 absorb more light than light areas 59.
  • the heating structure comprises several light zones 59 aligned in rows extending between the two parent electrodes 52, the rows being substantially parallel to each other and substantially perpendicular to the parent electrodes 52.
  • all the light zones 59 are circular in shape and the light zones in the same row are equidistant.
  • the light zones could be spaced with a variable spacing E.
  • all the light zones 59 have the same diameter.
  • the heating structure 50 is translucent or transparent thanks to the presence of light zones 59 and can let the light of the luminous structure 10 or 30 pass, and allows the Joule effect to generate heat.
  • the entire heating structure 50 is placed between the functional face 2 and the light structure 10 so that the light coming from this light structure 10 passes through the light zones 59 of the light zones 59 of the heating structure 50 before reaching functional face 2.
  • the heating structure 50 comprising a masking zone and several light zones here plays the role of mask.
  • the light emitted by the light structure passes through the light zones in a pattern defined by said light zones and is blocked at least partially by the masking zones.
  • the electrodes 52 and the resistive layer 51 are carried on a substrate 58 made of a flexible material capable of taking a predetermined shape by deformation, this substrate being in particular also extensible.
  • the electrodes 52 are deposited on the substrate 58 by printing, screen printing or lamination of several materials.
  • the electrodes 52 are made of conductive material, in particular metallic such as ink loaded with conductive particles, in particular silver or copper particles.
  • the resistive layer 51 is deposited on the substrate by printing, screen printing or lamination of several materials, for example carbon-based.
  • the resistive layer 51 is present on one face of the substrate 58, facing the functional face of the device 1.
  • the substrate 58 is of textile type, woven or knitted, or of non-woven type.
  • the nonwoven may comprise a mixture of polypropylene fibers and/or polyester fibers.
  • Other fibers can be used, for example natural fibers.
  • substrate 58 may be a sheet of flexible plastic or a foam such as TPU (thermoplastic polyurethane).
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • the substrate 58 has a thickness of less than 1 cm, and a surface area of at least 10 cm2, or at least 50 cm2, or at least 500 cm2 at least.
  • the heating structure 50 can be replaced, in the heating and lighting device 1, by a heating structure 150 which comprises several light zones 159 of different shapes.
  • the light areas 159 are circular and square.
  • the light areas 159 can take various shapes, such as star, square, circle shapes, etc.
  • the light zones 159 are aligned in several rows which extend between the two parent electrodes 152 of the heating structure 150.
  • the heating structure here comprises a resistive layer 151 which comprises a masking zone 160 configured to absorb the light emitted by the luminous structure 10, 30.
  • the heating structure 50 can be replaced, in the heating and lighting device 1, by a heating structure 250 which comprises several light zones 259 of different shapes and forming a pattern.
  • the heating structure 250 ensures the functionality of a mask: the light coming from the luminous structure 10, 30 diffuses through the light zones 259 forming a predetermined pattern.
  • the heating structure 50 can be replaced, in the heating and lighting device 1, by a heating structure 350 which comprises an array of electrodes 351 as described below.
  • This network of electrodes 351 comprises two rectilinear parent electrodes 352 and a plurality of contact electrodes 353 supplied with electric current by the parent electrodes 352.
  • Parent electrodes 352 can be viewed as “distribution” electrodes and contact electrodes 353 as “child” electrodes.
  • contact electrodes 353 are connected to the same parent electrode 352, following a right angle.
  • the contact electrodes 353 are parallel to each other, and form pairs each associated with a resistive layer 355.
  • resistive layers 355 are separated from each other and form several heating zones, for example with repeating patterns.
  • These resistive layers 355 include masking zones 360 configured to absorb light at least partially.
  • the masking zones 360 are made of a material configured to prevent at least partially, or even completely, the passage of light and configured to allow an electric current to flow between the contact electrodes 353.
  • the heating structure 350 comprises clear zones 359 configured to allow more light emitted by the luminous structure 10, 30 to pass than the masking zone 360.
  • the clear zones 359 are made of a material configured to allow the passage of the light emitted by the light structure and to be electrically conductive.
  • the light zones 359 are aligned in several rows which extend between two contact electrodes 353 associated with the same resistive layer 355.
  • the light zones 359 allow the passage of electric current between the two contact electrodes 353 in said light zones 359. The current therefore passes through the resistive layer homogeneously between the electrodes, and the heat generated by the heating structure is homogeneous.
  • the parent electrodes 352 may have different shapes, in particular curved with rounded edges.
  • the heating and lighting device 1 includes the decoration 105 which is visible from inside the passenger compartment 100, this decoration 105 being a covering of the passenger compartment, such as for example a fabric, leather or an aesthetic covering .
  • the heating structure 50, 150, 250, 350, the lighting structure 10 or 30 and the decoration 105 form stacked layers.
  • the device 1 thus makes it possible to carry out, in addition to the heating and lighting functions, a decorative function, for example with a predetermined leather or fabric area, visible from the passenger compartment.
  • the passenger compartment component 120 which includes the heating and lighting device is independent of a seat 103 of the vehicle.
  • the passenger compartment component 120 which includes the heating and lighting device 1 is arranged to heat by thermal radiation or by thermal conduction or thermal contact, and not by heating by heat transported by air in forced movement within the passenger compartment.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de chauffage et d'éclairage, notamment destiné à être installé à l'intérieur d'un habitacle d'un véhicule, notamment d'un véhicule automobile, comprenant : - une structure lumineuse capable d'émettre une lumière visible, - une structure chauffante comportant : • au moins une couche résistive agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive comprenant au moins une zone de masquage réalisée dans un premier matériau configuré pour empêcher au moins partiellement le passage de la lumière émise par la structure lumineuse, et au moins une zone claire réalisée dans un deuxième matériau capable de laisser passer la lumière émise par la structure lumineuse, • au moins deux électrodes parentes configurées pour être en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes parentes.

Description

Dispositif de chauffage et d’éclairage, notamment pour véhicule
La présente invention se rapporte à un dispositif de chauffage et d’éclairage, notamment pour véhicule. Le véhicule peut être de type terrestre, maritime ou aérien.
On connaît des panneaux chauffants qui comprennent une pluralité d’électrodes configurées pour délivrer de la chaleur par effet Joule en alimentant avec du courant électrique un revêtement conducteur. On pourra par exemple se reporter au document US2016/0059669.
Par ailleurs, il est connu d’utiliser des dispositifs d’éclairage dans l’habitacle de véhicules automobiles. Ces dispositifs d’éclairage intérieurs sont de plus en plus demandés par les constructeurs automobiles.
Il existe un besoin pour disposer de dispositifs qui puissent assurer différentes fonctions, notamment une fonction de chauffage et d’éclairage, et qui soient relativement compacts.
L’invention a ainsi pour objet un dispositif de chauffage et d’éclairage, notamment destiné à être installé à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile, comprenant :
  • une structure lumineuse capable d’émettre une lumière visible,
  • une structure chauffante comportant :
    • au moins une couche résistive agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive comprenant au moins une zone de masquage réalisée dans un premier matériau configuré pour empêcher au moins partiellement le passage de la lumière émise par la structure lumineuse, et au moins une zone claire réalisée dans un deuxième matériau capable de laisser passer la lumière émise par la structure lumineuse,
    • au moins deux électrodes parentes configurées pour être en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes.
L’invention permet avantageusement d'intégrer des fonctions d'éclairage et de chauffage dans des composants tels que des panneaux d’habillage d’habitacle de véhicule.
L’invention permet notamment de créer une surface chauffante et lumineuse avec un même dispositif. Ceci permet de répondre à des exigences d’aménagement d’un habitacle de véhicule, sans avoir à multiplier les dispositifs et donc sans encombrement excessif de l’habitacle.
L’invention permet de placer le dispositif chauffant et d’éclairage sur des surfaces de l’habitacle, par exemple sur une portière ou un toit de l’habitacle.
Le dispositif de chauffage et d’éclairage selon l’invention peut présenter une épaisseur relativement faible, en comparaison avec des dispositifs classiques de chauffage et d’éclairage.
L’invention permet un passage de la lumière au travers de la structure chauffante grâce aux perforations recouvertes d’un matériau configuré pour laisser passer la lumière, tout en assurant un chauffage homogène par la structure chauffante étant donné que ce même matériau est électriquement conducteur.
Selon un aspect de l’invention, la zone claire est formée par perforation de la couche résistive et par dépôt du deuxième matériau dans ladite perforation.
Selon un aspect de l’invention, la couche résistive est agencée de telle sorte que le premier et le deuxième matériau sont en contact électrique. Autrement dit, la au moins une zone claire, et la au moins une zone de masquage sont en contact électrique.
Selon un aspect de l’invention, la zone claire est formée par perforation de la couche résistive et par dépôt du deuxième matériau dans ladite perforation et en périphérie de ladite perforation. Autrement dit, le deuxième matériau est au moins partiellement déposé sur la zone de masquage de la couche résistive.
Selon un aspect de l’invention, la au moins une zone de masquage et la au moins une zone claire de la couche résistive sont recouvertes du deuxième matériau. Autrement dit, la couche résistive est recouverte du deuxième matériau.
Selon un aspect de l’invention, la zone claire est formée par dépôt du deuxième matériau et la zone de masquage est formée par dépôt du premier matériau.
Selon un aspect de l’invention, la zone de masquage et la zone claire sont formées par co-dépôt du premier et du deuxième matériau.
Selon un autre aspect de l’invention, le dépôt des deux matériaux est réalisé de manière séquentielle.
Dans un aspect selon l’invention, la zone de masquage est réalisée dans un matériau, appelé aussi premier matériau, électriquement conducteur.
Dans un aspect selon l’invention, la zone de masquage est réalisée dans un matériau comprenant du carbone.
Dans un aspect selon l’invention, la zone de masquage est configurée pour absorber la totalité de la lumière émise.
Dans un aspect selon l’invention, au moins une zone claire absorbe moins la lumière que la zone de masquage.
Dans un aspect selon l’invention, la zone claire est une zone pouvant être translucide ou transparente.
Selon un aspect de l’invention, la zone claire comprend un matériau, appelé deuxième matériau, électriquement conducteur, ledit matériau étant configuré pour laisser passer la lumière.
Dans un aspect selon l’invention, la zone claire est réalisée dans un matériau choisi parmi un oxyde transparent conducteur (TCO) choisi parmi l’oxyde d’indium-étain (ITO) et l’oxyde de Zinc (ZnO).
Selon l’un des aspects de l’invention, le matériau la zone claire est réalisée dans un matériau polymère électriquement conducteur choisi parmi le polysulfure de phénylène (PPS) ou le Pedot-PSS.
Dans un aspect selon l’invention, la zone claire a une épaisseur comprise entre 0,3µm et 10µm, de préférence entre 0,5 µm et 1µm.
Selon un aspect de l’invention, le premier matériau est configuré pour plus absorber la lumière que le deuxième matériau.
Selon un aspect de l’invention, le dispositif comprend plusieurs zones claires.
Selon un aspect de l’invention, la au moins une zone claire et la au moins une zone de masquage sont configurées pour être traversées par un courant électrique. De cette manière, toute la surface de la couche résistive génère de la chaleur de manière uniforme. Autrement dit, le courant électrique peut circuler dans les zones de masquage et dans les zones claires.
Selon un aspect de l’invention, la au moins une zone claire et la au moins une zone de masquage sont adjacentes.
Selon un aspect de l’invention, la au moins une zone claire est au moins partiellement bordée par au moins une zone de masquage. Autrement dit, les zones claires sont bordées sur une partie seulement de leur contour.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires sont totalement bordées par la zone de masquage de la couche résistive.
Selon un aspect de l’invention, la couche résistive présente une épaisseur identique dans les zones de masquage et dans les zones claires. La couche résistive comprend une face supérieure et une face inférieure, l’épaisseur est la distance entre la face supérieure et la face inférieure.
L’invention ne nécessite pas l’utilisation d’un masque dans le dispositif comprenant des zones configurées pour bloquer la lumière issue de structure lumineuse et comprenant des ajours pour laisser passer cette lumière selon un motif conféré par ces ajours. Cette fonction de masque est réalisée par la structure chauffante qui comprend au moins une zone de masquage et au moins une zone claire. L’épaisseur du dispositif est ainsi réduite.
Dans un aspect selon l’invention, au moins deux zones claires présentent une capacité d’absorption différente de la lumière.
Dans un aspect selon l’invention, toutes les zones claires présentent la même capacité d’absorption de la lumière.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires présentent une forme choisie parmi un polygone, un cercle, un disque, un ovale et une ellipse.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires présentent toutes la même forme.
Dans un aspect selon l’invention, au moins deux zones claires présentent des formes différentes.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires présentent une surface comprise entre 0,002mm² et 20mm², de préférence entre 0,05mm² et 5mm², de préférence entre 0,2mm² et 4mm², de préférence entre 0,3mm² et 0,5mm², de préférence entre 0,5mm² et 1,5mm² de préférence entre 0,75mm² et 1mm².
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires présentent toutes la même surface.
Dans un aspect selon l’invention, au moins deux zones claires présentent des surfaces différentes.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires présentent une forme de cercle.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires ont des dimensions comprises entre 0,02 et 5mm, de préférence entre 0,05mm et 2mm, de préférence entre 0,1mm et 1,5mm, de préférence égales à 1mm.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires ont un diamètre compris entre 0,05 et 5mm, de préférence entre 0,5mm et 2mm, de préférence égale à 1mm.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires présentent toutes le même diamètre.
Dans un aspect selon l’invention, au moins deux zones claires présentent des diamètres différents.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires sont alignées sur au moins une rangée s’étendant entre les deux électrodes parentes.
Dans un aspect selon l’invention, la structure chauffante comprend plusieurs zones claires alignées sur au moins une rangée s’étendant entre les deux électrodes parentes.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires sont alignées sur au moins deux rangées, de préférence trois rangées, de préférence quatre rangées s’étendant entre les deux électrodes parentes.
Dans un aspect selon l’invention, les rangées sont sensiblement parallèles entre elles.
Dans un aspect selon l’invention, les rangées s’étendent de manière sensiblement perpendiculaire aux électrodes parentes.
Dans un aspect selon l’invention, les zones claires sont disposées de manière à former un motif prédéterminé. Autrement dit, la structure chauffante comprend au moins une zone de masquage configurée pour bloquer au moins partiellement la lumière issue de la structure lumineuse et des zones claires configurées pour laisser passer ladite lumière selon un motif conféré par ces zones claires. Autrement dit, la structure chauffante a une fonction de masque.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est déposée sur le substrat par impression, sérigraphie, lamination de plusieurs matériaux ou par dépôt physique en phase vapeur (bien connu sous le nom PVD pour « Physical Vapour Deposition » en anglais).
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage comporte une face fonctionnelle vers laquelle de la chaleur produite par la structure chauffante et la lumière produite par la structure lumineuse peuvent être envoyées, cette face fonctionnelle étant configurée pour diffuser la chaleur et la lumière ainsi reçues vers l’extérieur du dispositif de chauffage et d’éclairage, en direction par exemple d’une zone d’un habitacle de véhicule.
La face fonctionnelle est ainsi une face du dispositif de chauffage et d’éclairage sur laquelle les fonctions de chauffage et d’éclairage se manifestent, par exemple pour chauffer une zone d’un habitacle de véhicule et/ou pour éclairer une zone de cet habitacle ou créer un effet lumineux visible depuis l’habitacle.
Selon l’un des aspects de l’invention, au moins une région de la structure chauffante, notamment la totalité de la structure chauffante, est placée entre la face fonctionnelle et la structure lumineuse de sorte que de la lumière issue de cette structure lumineuse traverse la couche résistive de la structure chauffante avant d’atteindre la face fonctionnelle.
Selon l’un des aspects de l’invention, les structures chauffante et lumineuse forment des couches empilées.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage présente une forme de panneau.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage est souple, à savoir il peut être conformé pour prendre une forme prédéterminée.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante et la structure lumineuse sont solidaires l’une de l’autre.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante est en contact avec la structure lumineuse.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante et la structure lumineuse sont assemblées par lamination.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure lumineuse comprend une source de lumière, notamment sous la forme d’une ou plusieurs LED (diode électroluminescente).
La lumière visible émise par la structure lumineuse est une lumière visible par l’œil humain. Cette lumière qui traverse la couche résistive produit un effet perceptible par l’œil humain et participe, par exemple, à la décoration de l’habitacle et/ou à l’ambiance dans l’habitacle.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure lumineuse comprend un moteur de lumière.
Selon l’un des aspects de l’invention, le moteur de lumière est un dispositif électronique, notamment à circuit imprimé, comprenant une ou plusieurs LED (diode électroluminescente) et au moins un guide de lumière pour guider la lumière émise par la ou les LED.
Selon l’un des aspects de l’invention, le guide de lumière du moteur de lumière comporte une plaque dans laquelle de la lumière peut se propager, cette plaque comprenant au moins une face d’émission de la lumière.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque présente, au moins localement, une forme plane, et la face d’émission de la lumière est, au moins localement, plane.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque présente une forme complexe différente d’une forme plane.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque de guide de lumière s’étend selon une surface courbe.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque est réalisée en matériau à base de plastique.
Selon un aspect selon l’invention, la plaque est réalisée dans un matériau polymérique, notamment du silicone ou du verre.
Selon un aspect de l’invention, la plaque est réalisée dans un matériau translucide ou transparent. Ainsi, la plaque est configurée pour laisser passer la lumière émise par la structure lumineuse.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque est fabriquée avec une forme prédéterminée, à savoir qu’elle ne se déforme pas ou sensiblement pas lors de son intégration dans le dispositif de chauffage et d’éclairage.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque présente deux faces séparées par l’épaisseur de la plaque, l’une de ces faces présentant des reliefs d’activation optique agencés pour provoquer la déviation de la lumière vers la face d’émission de la lumière qui est opposée à la face sur laquelle sont réalisées les reliefs.
Selon l’un des aspects de l’invention, la plaque forme une source lumineuse surfacique, à diffusion lumineuse homogène ou hétérogène.
Selon l’un des aspects de l’invention, la face d’émission de la lumière est en vis-à-vis de la structure chauffante.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure lumineuse comprend une nappe textile.
Selon l’un des aspects de l’invention, la nappe textile comprend des fils textiles et des fibres optiques entrelacés.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fils textiles comprennent des fils dans une matière naturelle tels que des fils végétaux, et/ou des fils dans une matière artificielle ou synthétique.
Dans un exemple de réalisation de l’invention, la nappe textile comprend des fibres optiques en chaîne tissés avec des fils textiles en trame.
Dans un autre exemple de réalisation de l’invention, la nappe textile comprend des fibres optiques en trame tissés avec des fils textiles en chaîne.
Selon l’un des aspects de l’invention, la nappe textile comprend des fils textiles agencés en chaîne et en trame selon une armature de type toile.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fibres optiques sont ponctuellement liées à ladite armature de manière à venir doubler ladite armature, les fibres optiques étant sensiblement positionnée sur une surface parallèle à la surface définie par l’armature.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’armature est souple, c’est-à-dire capable de prendre une forme prédéterminée par déformation.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fibres optiques sont liées à l’armature par des fils textiles de chaîne ou des files de trame
Selon l’un des aspects de l’invention, les fils textiles et les fibres optiques forment une nappe tissée.
Selon l’un des aspects de l’invention, la nappe textile a une épaisseur inférieure à 1 mm, notamment comprise entre 0,1 mm et 0,7 mm.
Selon l’un des aspects de l’invention, les fibres optiques comportent chacune une ou plusieurs zones d’émission de la lumière vers l’extérieur de la fibre.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces zones d’émission sont sur une surface latérale de la fibre optique.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces zones ont des formes variées, par exemple une zone circulaire, une zone longiligne, une zone en croix, une zone en zigzag…
Ces zones d’émission peuvent être perçues depuis l’habitacle comme des points ou tâches ou motifs lumineuse.
Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des zones d’émission de la lumière comporte des reliefs d’activation, par exemple sous la forme de stries, pour envoyer la lumière hors de la fibre optique.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces reliefs, notamment des stries, sont réalisés par attaque laser ou par sablage sur la fibre optique.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante comprend un réseau d’électrodes comportant une pluralité d’électrodes parentes et une pluralité d’électrodes de contact alimentées en courant électrique par les électrodes parentes.
Les électrodes parentes peuvent être vues comme des électrodes « de distribution » et les électrodes de contact comme des électrodes « enfants ».
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes de contact sont, au moins pour certaines d’entre elles, notamment pour toutes les électrodes de contact du réseau d’électrodes, parallèles entre elles.
Selon l’un des aspects de l’invention, le réseau d’électrodes comprend des électrodes parentes agencées pour conduire du courant électrique d’une source électrique vers les électrodes de contact, plusieurs électrodes de contact se raccordant à une même électrode parente.
Selon l’un des aspects de l’invention, une au moins des électrodes parentes est rectiligne sur une partie au moins de sa longueur, et les électrodes de contact qui sont associées à cette électrode parente se raccordant, par exemple perpendiculairement, à cette électrode parente.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes parentes peuvent présenter des formes différentes, notamment courbes avec des arrondis.
Les électrodes parentes peuvent être parallèles entre elles ou non.
Selon l’un des aspects de l’invention, le réseau d’électrodes comporte au moins deux électrodes parentes qui sont parallèles entre elles sur au moins une partie de leur longueur, et leurs électrodes de contact associées sont disposées entre ces deux électrodes parentes et sont alternées avec une inter-distance qui décroit en lien avec la décroissance de la tension présente entre les paires d’électrodes de manière à maintenir sensiblement uniforme la puissance électrique entre les paires d’électrodes de contact.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes et la couche résistive sont portées sur un substrat réalisé dans un matériau souple capable de prendre une forme prédéterminée par déformation, ce substrat étant notamment également extensible.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes et/ou la couche résistive sont déposées sur le substrat par impression, sérigraphie, lamination de plusieurs matériaux, par dépôt physique en phase vapeur (bien connu sous le nom PVD pour « Physical Vapour Deposition » en anglais), par arrosage sur le substrat au moyen d’un jet (aussi appelé « flow-coating » en anglais), par pulvérisation sur le substrat.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est présente sur une face du substrat.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est disposée en regard de la face fonctionnelle dudit dispositif.
Selon l’un des aspects de l’invention, le substrat est de type textile, tissé ou tricoté, ou de type non-tissé.
Ce non-tissé peut comporter un mélange de fibres en polypropylène et/ou de fibres en polyester. D’autres fibres peuvent être utilisées, par exemple des fibres naturelles.
Les fils formant le substrat peuvent être extensibles, ou non.
Selon l’un des aspects de l’invention, le substrat peut être une feuille de plastique souple ou une mousse telle que le TPU (thermoplastique polyuréthane).
Selon l’un des aspects de l’invention, le substrat présente une superficie d’au moins 10 cm2, ou d’au moins 50 cm2, ou d’au moins 500 cm2 au moins.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes sont réalisées en matériau conducteur, notamment métallique tel que de l’encre chargée de particules conductrices, notamment de particules d’argent ou de cuivre.
Selon l’un des aspects de l’invention, les électrodes sont des rubans adhésifs métalliques, par exemple en cuivre.
Selon l’un des aspects de l’invention, la couche résistive est une couche continue.
En variante, la couche résistive comporte une pluralité d’éléments résistifs discrets formant cette couche.
Selon l’un des aspects de l’invention, ces éléments résistifs discrets forment des motifs répétitifs.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage comporte un décor visible depuis l’intérieur de l’habitacle, ce décor étant par exemple un habillage de l’habitacle, tel que par exemple un tissu, un cuir ou un revêtement esthétique.
Selon l’un des aspects de l’invention, la structure chauffante, la structure lumineuse et le décor forment des couches empilées.
Le dispositif selon l’invention permet ainsi de réaliser, outre les fonctions de chauffage et d’éclairage, une fonction de décoration, par exemple avec une zone en cuir ou en tissu prédéterminé, visible depuis l’habitacle.
Selon l’un des aspects de l’invention, le dispositif de chauffage et d’éclairage comprend un masque réalisé dans un matériau qui bloque la lumière issue de structure lumineuse et comprenant des ajours pour laisser passer cette lumière selon un motif conféré par ces ajours.
L’invention a encore pour objet un procédé pour réaliser un dispositif de chauffage et d’éclairage tel que précité, comportant les étapes suivantes :
  • une structure lumineuse capable d’émettre une lumière visible,
  • une structure chauffante comportant :
    • au moins une couche résistive agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive comprenant au moins une zone de masquage réalisée dans un premier matériau configuré pour empêcher au moins partiellement le passage de la lumière émise par la structure lumineuse, et au moins une zone claire réalisée dans un deuxième matériau capable de laisser passer la lumière émise par la structure lumineuse,
    • au moins deux électrodes configurées pour être en contact électrique avec la couche résistive de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive entre ces deux électrodes.
  • assembler ces deux structures ensemble.
La présente invention se rapporte également à un composant d’habitacle de véhicule, comportant un dispositif de chauffage et d’éclairage tel que décrit ci-dessus.
Selon l’un des aspects de l’invention, le composant est choisi parmi l’un des composants d’habitacle suivants : un composant agencé pour être intégré à une portière du véhicule, un composant agencé pour être intégré à une planche de bord, un composant d’habillage de cave à pied, un composant d’habillage de pavillon ou de toit d’habitacle, un composant d’habillage d’accoudoir, un composant d’une boite à gant, un composant d’habillage de pilier.
Selon l’un des aspects de l’invention, le composant d’habitacle qui comprend le dispositif de chauffage et d’éclairage est indépendant d’un siège du véhicule.
Selon l’un des aspects de l’invention, le composant d’habitacle qui comprend le dispositif de chauffage et d’éclairage est agencée pour chauffer par radiation thermique ou par conduction thermique ou contact thermique, et non par chauffage par chaleur transportée par convexion forcée au sein de l’habitacle.
Notamment le dispositif de chauffage et d’éclairage n’est traversé par aucun flux d’air destiné à refroidir ou chauffer l’habitacle. De préférence, le dispositif de chauffage et d’éclairage est distinct de système de mise en mouvement d’air tel qu’un HVAC du véhicule.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
La est une représentation schématique d’un habitacle de véhicule automobile équipé avec un dispositif de chauffage et d’éclairage selon un exemple de réalisation de l’invention,
- La est une représentation schématique, en coupe, du dispositif de chauffage et d’éclairage selon un exemple de réalisation de l’invention ;
- La est une représentation schématique d’une structure chauffante du dispositif de chauffage et d’éclairage de la  ;
- La est une représentation schématique d’une structure chauffante selon un autre exemple de réalisation de l’invention ;
- La est une représentation schématique d’une structure chauffante selon un autre exemple de réalisation de l’invention ;
- La est une représentation schématique d’une structure chauffante selon un autre exemple de réalisation de l’invention ;
- La est une représentation schématique d’une structure lumineuse du dispositif de chauffage et d’éclairage de la  ;
- La est une représentation schématique d’une structure lumineuse selon un autre exemple de réalisation de l’invention ;
- La est une représentation schématique de la structure lumineuse de la  ;
- La est une vue de détail de la nappe textile de la structure lumineuse de la .
On a représenté sur la un habitacle 100 d’un véhicule automobile V. On a également représenté des portières 101 et le toit 102 de l’habitacle. Des sièges 103 pour les passagers sont également visibles.
Dans l’exemple décrit, des dispositifs de chauffage et d’éclairage 1 sont intégrés au toit 102 de l’habitacle.
Comme illustré sur la , chaque dispositif de chauffage et d’éclairage 1 est fixé sur une structure de toit 105 et comprend, selon un empilement, successivement :
  • une structure lumineuse 10 capable d’émettre une lumière visible, placée contre la structure de toit 105,
  • une structure chauffante 50,
  • un substrat rigide 80, qui est, dans l’exemple décrit, une pièce de structure en matériau plastique translucide, ou en matériau plastique transparent,
  • une couche en matériau souple 90, ici une couche de mousse, agencée pour conférer au dispositif de chauffage et d’éclairage 1 une sensation de douceur au toucher, cette couche 90 pouvant être omise le cas échéant,
  • un masque 100 réalisé dans un matériau qui bloque la lumière issue de la structure lumineuse 10 et comprenant des ajours pour laisser passer cette lumière selon un motif conféré par ces ajours, ce maque 100 pouvant être omis le cas échéant,
  • un décor 110 qui peut être de type textile, cuir, bois ou plastique.
Chaque dispositif de chauffage et d’éclairage 1 présente une forme de panneau, avec une face fonctionnelle 2 vers laquelle de la chaleur H produite par la structure chauffante 50 et la lumière L produite par la structure lumineuse 10 peuvent être envoyées, cette face fonctionnelle 2 étant configurée pour diffuser la chaleur H et la lumière L ainsi reçues vers l’habitacle 100.
La face fonctionnelle 2 est ainsi une face externe du dispositif de chauffage et d’éclairage 1 sur laquelle les fonctions de chauffage et d’éclairage se manifestent, pour chauffer une zone de l’habitacle 100 et/ou pour éclairer une zone de cet habitacle 100 ou créer un effet lumineux visible depuis l’habitacle 100.
Le dispositif de chauffage et d’éclairage 1 peut être souple, à savoir il peut être conformé pour prendre une forme prédéterminée.
La structure chauffante 50 et la structure lumineuse 10 sont assemblées par lamination.
Comme décrit en référence à la , la structure lumineuse 10 comprend des sources de lumière 11, ici sous d’une rangée de LED (diode électroluminescente). Seules deux LED 11 sont représentées sur la .
La lumière visible émise par la structure lumineuse 10 est une lumière visible par l’œil humain.
Dans l’exemple de la , la structure lumineuse 10 comprend un moteur de lumière 12 qui est un dispositif électronique à circuit imprimé 13, comprenant les LED 11 et un guide de lumière 14 pour guider la lumière émise par la ou les LED.
Le guide de lumière 14 comporte une plaque 15 dans laquelle de la lumière peut se propager, cette plaque comprenant une face d’émission 16 de la lumière.
La plaque 15 présente une forme complexe courbe avec une face principale 19 se rapprochant d’une surface plane.
Cette plaque 15 comprend des facettes 17 d’injection de la lumière issue des LED 11, ces facettes 17 étant à l’extrémité de régions rétrécies coudées 18 de la plaque 15.
La plaque 15 est réalisée en matériau à base de plastique, avec une forme prédéterminée, à savoir qu’elle ne se déforme pas ou sensiblement pas lors de son intégration dans le dispositif de chauffage et d’éclairage 1.
La plaque 15 présente deux faces séparées par l’épaisseur de la plaque, l’une de ces faces présentant des reliefs d’activation optique 20 agencés pour provoquer la déviation de la lumière vers la face d’émission de la lumière 16 qui est opposée à la face sur laquelle sont réalisées les reliefs 20.
Ainsi, la plaque 15 forme une source lumineuse surfacique.
La face d’émission 16 est en vis-à-vis de la structure chauffante 50.
On a illustré, en référence aux figures 8 et 9, une structure lumineuse 30, qui peut, dans un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, être utilisée à la place de la structure lumineuse 10 précédemment décrite, dans le dispositif de chauffage et d’éclairage 1.
Dans cet exemple, la structure lumineuse 30 comprend une nappe tissée 31.
La représente la face 32 de la structure lumineuse 30 qui est en regard de la structure chauffante 50, 150, 250, 350.
La représente la face 33 de la structure lumineuse 30 qui est opposée à la face 32.
La nappe textile 31 comprend des fils textiles 35 et des fibres optiques 36 entrelacés, comme illustré sur la .
Les fils textiles 35 comprennent des fils dans une matière naturelle tels que des fils végétaux, et/ou des fils dans une matière artificielle ou synthétique.
Les fibres optiques 36, appelés fils en chaîne, sont tissés avec des fils textiles 35, en trame.
Dans un autre exemple de réalisation de l’invention, non illustrée, la nappe textile peut comprendre des fibres optiques 36 en trame tissés avec des fils textiles 35, en chaîne.
La nappe textile 31 peut comprendre des fils textiles 35, agencés en chaîne et en trame selon une armature de type toile.
Les fibres optiques 36 sont alors ponctuellement liées aux fils textiles de l’armature 35 au moyen de fils textiles, les fibres optiques 36 étant sensiblement positionnée sur une surface parallèle à la surface définie par l’armature 35.
L’armature 35 est souple, c’est-à-dire capable de prendre une forme prédéterminée par déformation.
La nappe textile 31 a une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 0,7 mm.
Les fibres optiques 36 peuvent être formées chacune par une âme gainée d'un polymère, l’indice de réfraction du polymère étant inférieur à l’indice de réfraction de l’âme. Il peut par exemple s’agir d’un polymère fluoré. L'âme des fibres optiques peut être formée dans un matériau choisi parmi le polyméthacrylate de méthyle (PMMA) et le polycarbonate (PC). En variante, les fibres optiques peuvent être formées chacune par un fil en fibres de verre En variante, les fibres optiques peuvent être des fibres optiques monomatière de type PPMA qui ne comprennent pas de gaine.
Les fils textiles 35 peuvent être formés dans un matériau choisi parmi la laine, l'aramide, le polyamide, le polyester et le coton.
Du fait du schéma de tissage, les fibres optiques 36 s’étendent majoritairement sur la face 32 de la nappe 31, sans être masqués outre mesure par les fils textiles 35 qui recouvrent davantage la face opposée 33.
Les fibres optiques 36 sont agencées pour émettre latéralement de la lumière vers l’extérieur de la fibre.
Une ou plusieurs LED 11 alimentent les fibres optiques 36 qui sont rangées de manière convergente vers ce ou ces LED 11.
Nous allons maintenant décrire, plus en détail, la structure chauffante.
Comme illustré sur la , cette structure chauffante 50 comprend une couche résistive 51 agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique I, cette couche résistive comprenant une zone de masquage 51 réalisée dans un matériau configuré pour absorber la lumière émise par la structure lumineuse 10 ou 30 et empêcher son passage, par exemple un matériau comprenant du carbone.
La structure chauffante 50 comprend en outre deux électrodes parentes 52, qui sont en contact électrique avec la couche résistive 51 de manière à permettre à un courant électrique I de circuler à travers la couche résistive 51 entre ces deux électrodes 52.
Ces électrodes 52 présentent des tronçons 53 parallèles entre lesquels se trouve la couche résistive 51, et des tronçons transversaux 54 qui sont connectés à des fils d’alimentation électriques 55.
La structure chauffante 50 comprend des zones claires 59 formées par exemple par des perforations de la structures chauffante 50 et dépôt dans ces perforations par un matériau électriquement conducteur et configuré pour laisser passer la lumière. Les zones claires 59 sont configurées pour permettre le passage du courant électrique au sein desdites zones claires 59. De cette manière, la chaleur produite par la structure chauffante est homogène. En effet, l’ensemble de la couche résistive peut être traversée par un courant.
Les zones claires 59 sont transparentes ou translucides et configurées pour laisser passer la lumière provenant de la structure lumineuse 10, 30. Les zones claires 59 laissent passer plus de lumière que les zones de masquage 60. Autrement dit, les zones de masquage 60 absorbent plus de lumière que les zones claires 59.
Dans cet exemple, la structure chauffante comprend plusieurs zones claires 59 alignées sur des rangées s’étendant entre les deux électrodes parentes 52, les rangées étant sensiblement parallèles entre elles et sensiblement perpendiculaires aux électrodes parentes 52.
Dans cet exemple, toutes les zones claires 59 sont de forme circulaire et les zones claires d’une même rangée sont équidistantes. Dans un autre mode de réalisation, les zones claires pourraient être espacées d’un espacement E variable.
Dans cet exemple, tous les zones claires 59 ont un même diamètre.
Ainsi la structure chauffante 50 est translucide ou transparente grâce à la présence de zones claires 59 et peut laisser passer la lumière de la structure lumineuse 10 ou 30, et permet par effet Joule de générer de la chaleur.
Dans l’exemple décrit, la totalité de la structure chauffante 50 est placée entre la face fonctionnelle 2 et la structure lumineuse 10 de sorte que de la lumière issue de cette structure lumineuse 10 traverse les zones claires 59 des zones claires 59 de la structure chauffante 50 avant d’atteindre la face fonctionnelle 2.
La structure chauffante 50 comprenant une zone de masquage et plusieurs zones claires joue ici le rôle de masque. La lumière émise par la structure lumineuse passer par les zones claires selon un motif défini par lesdites zones claires et est bloquée au moins partiellement par les zones de masquage.
Les électrodes 52 et la couche résistive 51 sont portées sur un substrat 58 réalisé dans un matériau souple capable de prendre une forme prédéterminée par déformation, ce substrat étant notamment également extensible.
Les électrodes 52 sont déposées sur le substrat 58 par impression, sérigraphie ou lamination de plusieurs matériaux.
Les électrodes 52 sont réalisées en matériau conducteur, notamment métallique tel que de l’encre chargée de particules conductrices, notamment de particules d’argent ou de cuivre.
Par ailleurs, la couche résistive 51 est déposée sur le substrat par impression, sérigraphie ou lamination de plusieurs matériaux par exemple à base de carbone.
La couche résistive 51 est présente sur une face du substrat 58, en regard de la face fonctionnelle du dispositif 1.
Le substrat 58 est de type textile, tissé ou tricoté, ou de type non-tissé.
Le non-tissé peut comporter un mélange de fibres en polypropylène et/ou de fibres en polyester. D’autres fibres peuvent être utilisées, par exemple des fibres naturelles.
En variante, le substrat 58 peut être une feuille de plastique souple ou une mousse telle que le TPU (thermoplastique polyuréthane).
Le substrat 58 présente une épaisseur inférieure à 1 cm, et une superficie d’au moins 10 cm2, ou d’au moins 50 cm2, ou d’au moins 500 cm2 au moins.
Dans un autre exemple illustré à la , la structure chauffante 50 peut être remplacée, dans le dispositif de chauffage et d’éclairage 1, par une structure chauffante 150 qui comprend plusieurs zones claires 159 de formes différentes. Dans cet exemple, les zones claires 159 sont circulaires et carrées. Les zones claires 159 peuvent prendre des formes variées, telles que des formes d’étoile, de carré, de cercle…
Dans cet exemple, les zones claires 159 sont alignées sur plusieurs rangées qui s’étendent entre les deux électrodes parentes 152 de la structure chauffante 150.
La structure chauffante comprend ici une couche résistive 151 qui comprend une zone de masquage 160 configurée pour absorbée la lumière émise par la structure lumineuse 10, 30.
Les autres caractéristiques décrites à la s’appliquent à la .
Dans un autre exemple illustré à la , la structure chauffante 50 peut être remplacée, dans le dispositif de chauffage et d’éclairage 1, par une structure chauffante 250 qui comprend plusieurs zones claires 259 de formes différentes et formant un motif. De cette manière, la structure chauffante 250 assure la fonctionnalité d’un masque : la lumière issue de la structure lumineuse 10, 30 se diffuse au travers des zones claires 259 formant un motif prédéterminé.
Les autres caractéristiques de la s’appliquent à la .
Dans un autre exemple illustré à la , la structure chauffante 50 peut être remplacée, dans le dispositif de chauffage et d’éclairage 1, par une structure chauffante 350 qui comprend un réseau d’électrodes 351 tel que décrit ci-dessous.
Ce réseau d’électrodes 351 comporte deux électrodes parentes rectilignes 352 et une pluralité d’électrodes de contact 353 alimentées en courant électrique par les électrodes parentes 352.
Les électrodes parentes 352 peuvent être vues comme des électrodes « de distribution » et les électrodes de contact 353 comme des électrodes « enfants ».
Plusieurs électrodes de contact 353 se raccordent à une même électrode de parentes 352, suivant un ange droit.
Les électrodes de contact 353 sont parallèles entre elles, et forment des paires associées chacune à une couche résistive 355.
Ces couches résistives 355 sont séparées les unes des autres et formes plusieurs zones chauffantes, par exemple à motifs répétitifs.
Ces couches résistives 355 comprennent des zones de masquage 360 configurée pour absorber au moins partiellement la lumière. Les zones de masquage 360 sont réalisées dans un matériau configuré pour empêcher au moins partiellement, voire totalement, le passage de la lumière et configuré pour laisser circuler un courant électrique entre les électrodes de contact 353.
Dans cet exemple, la structure chauffante 350 comprend des zones claires 359 configurées pour laisser passer plus de lumière émise par la structure lumineuse 10, 30 que la zone de masquage 360. Les zones claires 359 sont réalisées dans un matériau configuré pour laisser le passage de la lumière émise par la structure lumineuse et pour être électriquement conducteur.
Dans cet exemple, les zones claires 359 sont alignées selon plusieurs rangées qui s’étendent entre deux électrodes de contact 353 associées à une même couche résistive 355. Les zones claires 359 permettent le passage du courant électrique entre les deux électrodes de contact 353 dans lesdites zones claires 359. Le courant traverse donc la couche résistive de manière homogène entre les électrodes, et la chaleur générée par la structure chauffante est homogène.
Dans un autre exemple non illustré, les électrodes de parentes 352 peuvent présenter des formes différentes, notamment courbes avec des arrondis.
Le dispositif de chauffage et d’éclairage 1 comporte la décor 105 qui est visible depuis l’intérieur de l’habitacle 100, ce décor 105 étant un habillage de l’habitacle, tel que par exemple un tissu, un cuir ou un revêtement esthétique.
La structure chauffante 50, 150, 250, 350, la structure lumineuse 10 ou 30 et le décor 105 forment des couches empilées.
Le dispositif 1 permet ainsi de réaliser, outre les fonctions de chauffage et d’éclairage, une fonction de décoration, par exemple avec une zone en cuir ou en tissu prédéterminé, visible depuis l’habitacle.
De manière générale, le dispositif 1 peut être utilisé pour former un composant 120 choisi parmi l’un des composants d’habitacle suivants :
  • un composant agencé pour être intégré à une portière du véhicule,
  • un composant agencé pour être intégré à une planche de bord,
  • un composant d’habillage de cave à pied,
  • un composant d’habillage de pavillon ou de toit d’habitacle,
  • un composant d’habillage d’accoudoir,
  • un composant d’une boite à gant,
  • un composant d’habillage de pilier.
La montre le cas d’utilisation dans un toit de véhicule.
Le composant d’habitacle 120 qui comprend le dispositif de chauffage et d’éclairage est indépendant d’un siège 103 du véhicule.
Le composant d’habitacle 120 qui comprend le dispositif de chauffage et d’éclairage 1 est agencée pour chauffer par radiation thermique ou par conduction thermique ou contact thermique, et non par chauffage par chaleur transportée par de l’air en mouvement forcé au sein de l’habitacle.

Claims (10)

  1. Dispositif de chauffage et d’éclairage (1), notamment destiné à être installé à l’intérieur d’un habitacle d’un véhicule, notamment d’un véhicule automobile, comprenant :
    • une structure lumineuse (10, 30) capable d’émettre une lumière visible,
    • une structure chauffante (50, 150, 250, 350) comportant :
      • au moins une couche résistive (51, 151, 251, 355) agencée pour produire de la chaleur lorsque cette couche est parcourue par un courant électrique, cette couche résistive (51, 151, 251, 355) comprenant au moins une zone de masquage (60, 160, 260, 360) réalisée dans un premier matériau configuré pour empêcher au moins partiellement le passage de la lumière émise par la structure lumineuse, et au moins une zone claire (59, 159, 259, 359) réalisée dans un deuxième matériau capable de laisser passer la lumière émise par la structure lumineuse,
      • au moins deux électrodes parentes (52, 152, 252, 352) configurées pour être en contact électrique avec la couche résistive (51, 151, 251, 355) de manière à permettre à un courant électrique de circuler à travers la couche résistive (51, 151, 251, 355) entre ces deux électrodes parentes (52, 152, 252, 352).
  2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la zone claire (59, 159, 259, 359) est formée par perforation de la couche résistive (51, 151, 251, 355) et par dépôt du deuxième matériau dans ladite perforation.
  3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la zone claire (59, 159, 259, 359) est formée par dépôt du deuxième matériau et la zone de masquage (60, 160, 260, 360) est formée par dépôt du premier matériau.
  4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la au moins une zone de masquage et la au moins une zone claire de la couche résistive sont recouvertes du deuxième matériau.
  5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier matériau comprend du carbone.
  6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone claire (59, 159, 259, 359) comprend un matériau électriquement conducteur et configuré pour laisser passer la lumière.
  7. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone claire (59, 159, 259, 359) est réalisée dans un matériau choisi parmi un oxyde transparent conducteur (TCO) choisi parmi l’oxyde d’indium-étain (ITO) et l’oxyde de Zinc (ZnO).
  8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier matériau est configuré pour plus absorber la lumière que le deuxième matériau.
  9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones claires (59, 159, 259, 359) et les zones de masquage (60, 160, 260, 360) sont configurées pour être traversées par un courant électrique.
  10. Composant d’habitacle de véhicule, comportant un dispositif de chauffage et d’éclairage (1) tel que revendiqué dans l’une des revendications 1 à 9.
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