FR3116029A1

FR3116029A1 - Capteur de position de siège à réducteur à joint de Oldham

Info

Publication number: FR3116029A1
Application number: FR2011451A
Authority: FR
Inventors: Bertrand Plancon; Jean-Noël REY; Nicolas Navatte; Wei Wei
Original assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Current assignee: Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Priority date: 2020-11-06
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2022-05-13
Anticipated expiration: 2040-11-06
Also published as: FR3116029B1

Abstract

Unité de détection de position (2) pour siège de véhicule, l’unité (2) ayant un boîtier (4a, 4b) accueillant une chaîne cinématique (6) comportant à son entrée (16), un dispositif (34) de suivi, par rotation, d’un mouvement de siège, à sa sortie (18), un dispositif d’indication (28) pour indiquer, par sa position angulaire, la position à détecter, et un premier étage de réduction (44, 22, 58, 52) suivi d’un deuxième étage de réduction (24, 26) pour transmettre, à une vitesse angulaire réduite, un mouvement de rotation du dispositif suiveur (34) au dispositif d’indication (28), le premier étage situé entre le dispositif suiveur (34) et le deuxième étage (24, 26), et le deuxième étage (24, 26) situé entre le premier étage (44, 22, 58, 52) et le dispositif d’indication (28). L’un des deux étages comprend un accouplement à premier guidage coulissant (50, 52) et deuxième guidage coulissant (54, 58) perpendiculaires. Figure de l’abrégé : Figure 5

Description

Capteur de position de siège à réducteur à joint de Oldham

La présente divulgation concerne une unité de détection de position pour siège de véhicule, l’unité de détection étant délimitée par un boîtier accueillant une chaîne cinématique, la chaîne cinématique comportant à son entrée, un dispositif suiveur apte à suivre, par rotation, un mouvement de siège, à sa sortie, un dispositif d’indication rotatif apte à indiquer, par sa position angulaire, la position à détecter, et un premier étage de réduction suivi d’un deuxième étage de réduction pour transmettre, à une vitesse angulaire réduite, un mouvement de rotation du dispositif suiveur au dispositif d’indication, le premier étage de réduction étant situé entre le dispositif suiveur et le deuxième étage de réduction, et le deuxième étage de réduction étant situé entre le premier étage de réduction et le dispositif d’indication.

Une telle unité de détection de position est connue. Un exemplaire est montré dans les figures 4 à 8 du document EP 2 210 767 A1, cf. la référence 14.

Un inconvénient de cette unité de détection de position connue est la complexité de sa chaîne cinématique. En effet, celle-ci comprend deux engrenages hypocycloïdaux qui sont tous les deux constitués d’une roue dentée logée dans une couronne dentée. La fabrication et l’assemblage des engrenages hypocycloïdaux est cher et complexe.

Le document US 2003/0080734 A1 décrit un capteur de position absolue sans contact. Ce capteur dispose d’un réducteur constitué d’un ensemble d’engrenages.

Le document FR 3 073 472 A1 concerne un dispositif de détection de position d’un siège. Toutefois, ce dispositif ne comprend pas de réducteur.

Le document FR 2 991 928 A1 a trait à un mécanisme de réglage pour siège de véhicule. Le mécanisme de réglage est dépourvu de capteur de position.

Résumé

Par conséquent, un but de la présente divulgation est de proposer une unité de détection de position pour siège de véhicule avec une chaîne cinématique simplifiée.

Un autre but de la présente divulgation est de proposer une unité de détection de position qui soit compacte et peu chère.

Un autre but de la présente divulgation est de proposer une unité de détection de position qui délivre un signal de position simple et fiable.

Selon la présente divulgation, ces buts sont atteints avec une unité de détection de position telle que définie au § [0001] qui est caractérisée en ce que le moyen de réduction de l’un des deux étages de réduction comprend un accouplement à premier guidage coulissant et deuxième guidage coulissant perpendiculaire au premier guidage coulissant.

En prévoyant un couplage à deux guidages coulissants perpendiculaires, on simplifie le moyen de réduction. En effet, les guidages coulissants se réalisent plus facilement qu’un engrenage à roue et couronne dentées. En outre, les guidages coulissants ne prennent que peu de place, ce qui permet de limiter la taille de l’unité de détection de position.

L’accouplement selon la présente divulgation peut être qualifié d’étage de réduction à joint de Oldham. En effet, la configuration à deux guidages coulissants perpendiculaires s’apparente à celle d’un joint de Oldham classique qui permet d’accoupler deux arbres de transmission non coaxiaux.

Les caractéristiques exposées dans les paragraphes suivants peuvent, optionnellement, être mises en œuvre. Elles peuvent être mises en œuvre indépendamment les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- l’accouplement fait partie du premier étage de réduction ;
- l’accouplement comprend un coulisseau qui fait l’interface entre les premier et deuxième guidages coulissants ;
- le coulisseau est supporté dans le boîtier de manière à limiter son coulissement par rapport au boîtier à une seule ligne prédéterminée ;
- le coulisseau est muni d’une paire d’extensions de guidage faisant partie du premier guidage coulissant, et d’une fente de guidage faisant partie du deuxième guidage coulissant ;
- le boîtier est pourvu d’une paire d’évidements de guidage faisant partie du premier guidage coulissant ;
- chaque extension de guidage est reçue dans l’un des évidements de guidage ;
- l’accouplement comprend une roue de transmission munie d’une paire de doigts de guidage saillants, la paire de doigts de guidage faisant partie du deuxième guidage coulissant ;
- la paire de doigts de guidage est insérée de manière coulissante dans la fente de guidage, formant ainsi le deuxième guidage coulissant ;
- les deux guidages coulissants agissent ensemble pour limiter tout mouvement de la roue de transmission a une translation circulaire ;
- le premier étage de réduction comprend un excentrique solidaire en rotation du dispositif suiveur, l’excentrique étant apte à agir sur la roue de transmission afin de lui imprimer le mouvement de translation circulaire ;
- le moyen de réduction de l’autre des deux étages de réduction comprend l’un des systèmes mécaniques suivants : un engrenage trochoïdal, de préférence sous forme d’une roue dentée logée dans une couronne dentée, un couplage à deux guidages coulissants perpendiculaires, ou un train hypocycloïdal ;
- le dispositif suiveur est une denture de pignon adaptée pour coopérer avec une crémaillère ;
- un capteur de position, notamment un capteur magnétique, agencé à proximité de la sortie de la chaîne cinématique, le dispositif d’indication comprenant une cible, notamment une pastille aimantée, et le capteur de position étant apte à mesurer la position angulaire de la cible.

La présente divulgation concerne également un siège de véhicule automobile comportant une unité de détection de position telle que définie ci-dessus.

D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

Fig. 1

est une vue en perspective d’un mode de réalisation d’une unité de détection de position selon la présente divulgation.

Fig. 2

est une vue en coupe transversale de l’unité de détection de position selon les flèches II de la .

Fig. 3

est une vue en coupe longitudinale de l’unité de détection de position selon les flèches III de la .

Fig. 4

est une vue en coupe transversale de l’unité de détection de position selon les flèches IV de la .

Fig. 5

est une vue éclatée de l’unité de détection de position de la .

La montre, en perspective, une unité de détection de position 2 pour siège de véhicule selon la présente divulgation. Une telle unité de détection de position est typiquement employée pour mesurer le déplacement d'un composant de siège de véhicule automobile. L'unité 2 peut par exemple servir à mesurer la position d'un siège de véhicule par rapport au châssis du véhicule. Une autre application est la mesure de l'inclinaison d'un dossier de siège par rapport à l'assise du siège. L’unité 2 peut aussi être utilisée pour mesurer le déplacement d'un appui-tête par rapport à son dossier. De manière plus générale, l’unité de détection de position 2 peut servir à la mesure de l’amplitude de n'importe quel mouvement d'ajustement d'un siège de véhicule ou d'une de ses parties.

L’unité de détection de position 2 est apte à enregistrer le déplacement effectué par la partie de siège surveillée, et à délivrer un signal électrique (par exemple une tension électrique) qui est proportionnelle à l'amplitude du déplacement mesuré.

En référence à la , l’unité de détection de position 2 comprend les éléments suivants :
– un boîtier en deux parties 4a, 4b ;
– une chaîne cinématique 6 logée dans le boîtier 4a, 4b ;
– un capteur de position 8 aménagé dans le boîtier 4a, 4b ; et
– des moyens de fixation 10.

Le boîtier 4a, 4b délimite l'unité de détection de position 2. La première partie 4a du boîtier est un couvercle. Le couvercle 4a est fixé à l’aide des moyens de fixation 10 sur la deuxième partie 4b du boîtier qui se présente sous la forme d'une boîte. La chaîne cinématique 6 est agencée dans la cavité interne qui se situe au sein du boîtier entre le couvercle 4a et la boîte 4b.

Une dépression 12 est aménagée dans la face frontale du couvercle 4a. Cette dépression 12 sert de logement au capteur de position 8. Le capteur de position 8 a un corps principal 13 en forme de plaquette. Ici, trois bornes électriques 14a à 14c s’élancent à partir du corps principal 13. Le nombre de bornes peut varier en fonction du signal de sortie défini. Le corps principal 13 est reçu complètement à l'intérieur de la dépression 12, cf. la . De préférence, le capteur de position 8 est un capteur magnétique qui est apte à détecter des variations de champ magnétique. Il peut par exemple s'agir d'un capteur à effet Hall. En variante, le capteur de position 8 peut être un capteur inductif ou capacitif.

Comme on le voit à la , la chaîne cinématique 6 a une entrée 16 et une sortie 18. La chaîne cinématique 6 est constituée de cinq pièces distinctes 20, 22, 24, 26 et 28. La première pièce, située à l'entrée 16, est pignon suiveur 20. La deuxième pièce qui, en allant de l'entrée 16 vers la sortie 18, suit le pignon 20, est un coulisseau 22. La troisième pièce 24, qui suit le coulisseau 22, est une roue de transmission dentée 24. La roue dentée 24 est suivie d'une couronne 26 à denture interne 27 (cf. la ). La pièce finale est de préférence une pastille aimantée 28. La pastille aimantée 28 est logée dans un réceptacle 30 de la couronne 26. En variante, la pièce finale ou cible 28 peut être réalisée différemment, du moment que sa position angulaire instantanée soit détectable par le capteur de position 8. Il peut par exemple s’agir d’une pièce de métal non-aimantée.

Le pignon suiveur 20 comprend un axe de rotation longitudinal 32 qui est entouré d'une denture circonférentielle 34. Les deux extrémités opposées 36, 38 de l'axe de rotation 32 sont constituées de tourillons qui assurent le guidage en rotation du pignon 20. À cet effet, le tourillon antérieur 38 est agencé dans un palier lisse 40 de la boîte 4b. Le tourillon postérieur 36 est agencé dans un palier lisse 42 réalisé dans la couronne 26, cf. les figures 2 et 3. L'axe de rotation 32 est muni d'un excentrique 44. Celui-ci se situe entre le tourillon postérieur 36 et la denture 34.

Le coulisseau 22 est réalisé sous forme de disque. Le disque 22 est cruciforme. La croix ainsi formée dispose d'une première branche 46 de maintien. La branche de maintien 46 permet au coulisseau 22 de se maintenir au sein de la boîte 4b. Ladite croix a aussi une seconde branche 48 d'accueil. La branche d'accueil 48 croise la branche de maintien 46 au centre du coulisseau 22. La branche d'accueil 48 est perpendiculaire à la branche de maintien 46. La branche d'accueil 48 permet de solidariser la roue dentée 24 au coulisseau 22. Les extrémités opposées de la branche de maintien 46 sont constituées d'une paire d'extensions de guidage 50. Les extensions de guidage 50 sont reçues avec du jeu latéral dans des évidements de guidage 52 pratiqués dans la boîte 4b. La branche d'accueil 48 est pourvue d'une fente de guidage 54.

La roue dentée 24 se situe entre le coulisseau 22 et la couronne 26. La périphérie externe de la roue dentée 24 est munie d'une denture trochoïdale 56. Une section de la denture trochoïdale 56 de la roue dentée 24 est en prise avec une section complémentaire de la denture interne 27 circonférentielle de la couronne 26, cf. la . Ainsi, la roue dentée 24 et la couronne dentée 26 forment ensemble un engrenage trochoïdal. Le côté antérieur de la roue dentée 24 qui fait face au coulisseau 22 est muni d'une paire de doigts de guidage saillants 58, cf. les figures 3 et 5. Les doigts de guidage 58 se situent en opposition, le long d’un diamètre de la roue dentée 24. Les doigts de guidage 58 sont insérés de manière coulissante dans la fente de guidage 54. Le centre de la roue dentée 24 est occupé par un trou de fixation passant 60. Grâce à son trou de fixation 60, la roue dentée 24 est enfichée, solidaire en rotation, sur l’excentrique 44 du pignon 20.

La couronne 26 accueille dans son côté antérieur la roue dentée 24, et dans son côté postérieur la pastille aimantée 28. La couronne 26 a un corps principal 62 qui est coiffé du réceptacle 30. La denture trochoïdale interne 27 de la couronne 26 est réalisée dans le pourtour de celle-ci. La couronne 26 est positionnée à la sortie 18 de la chaîne cinématique 6 de manière à ce que la pastille aimantée 28 se situe en vis-à-vis du capteur de position 8. Bien entendu, le capteur de position 8, au lieu d'être en position frontale par rapport à la pastille aimantée 28, peut aussi être en position latérale, du moment qu’il se situe à proximité de la pastille aimantée 28.

On va maintenant décrire le fonctionnement de l'unité de détection de position 2. L'unité de détection de position 2 peut par exemple être montée à l’extrémité inférieure d'un siège de véhicule automobile, de telle manière que le pignon 20 soit en prise avec une crémaillère fixée au châssis du véhicule. Ainsi, lorsque le siège est avancé ou reculé par rapport au châssis, le pignon 20 tourne sur lui-même, le long de la crémaillère. Grâce à l'excentrique 44 et au coulisseau 22, ce mouvement se traduit par une translation circulaire de la roue dentée 24. La roue dentée 24 entraîne avec elle la couronne 26, ce qui fait tourner la pastille aimantée 28. Cette rotation est détectée par le capteur magnétique 8 qui délivre un signal proportionnel à la position angulaire de la pastille aimantée 28. Le signal électrique délivré par le capteur magnétique 8 permet d'obtenir la position absolue du siège par rapport au châssis du véhicule.

La denture 34 du pignon 20 peut donc être qualifiée d'un dispositif suiveur qui est apte à suivre, par rotation, un mouvement du siège de véhicule. La pastille aimantée 28 quant à elle peut être qualifiée de dispositif d'indication rotatif qui est apte à indiquer, par sa position angulaire, la position à détecter.

Selon la présente divulgation, l'ensemble constitué par l'excentrique 44, le coulisseau 22, les évidements 52, et les doigts de guidage 58 est un premier étage de réduction de la vitesse de rotation du pignon 20. Ce premier étage de réduction 44, 22, 52, 58 se situe entre le dispositif suiveur (c'est-à-dire la denture 34) et un deuxième étage de réduction.

Le deuxième étage de réduction est formé par l'engrenage trochoïdal réalisé par l'accouplement entre la roue dentée 24 et la couronne dentée 26. Le deuxième étage de réduction 24, 26 se situe entre le premier étage de réduction 44, 22, 52, 58 et le dispositif d'indication, c'est-à-dire la pastille aimantée 28.

En examinant de plus près le premier étage de réduction 44, 22, 52, 58, on constate qu'il s'agit d'un accouplement avec un premier guidage coulissant 50, 52 et un deuxième guidage coulissant 54, 58 perpendiculaire au premier guidage coulissant 50, 52. Le coulisseau 22 fait l'interface entre les premier et deuxième guidages coulissants. Le premier guidage coulissant est constitué des évidements de guidage 52 de la boîte 4b en coopération avec les extensions de guidage 50 du coulisseau 22. Comme on le voit à la , les extensions 50 du coulisseau 22 sont logées dans les évidements 52 avec un jeu J. Cela permet au coulisseau 22 de faire un mouvement de translation de va-et-vient à l'intérieur de la boîte 4b. Le coulisseau 22 est supporté dans la boîte 4b de manière à limiter son coulissement par rapport à celle-ci à une seule ligne prédéterminée.

Le deuxième guidage coulissant est constitué de la fente de guidage 54 en coopération avec les doigts de guidage saillants 58. Comme on le voit à la , les doigts de guidage 58 sont insérés avec un jeu J dans la fente de guidage 54. Ainsi, la roue de transmission 24 peut effectuer un mouvement de translation de va-et-vient par rapport au coulisseau 22. Ce deuxième mouvement de va-et-vient de la roue de transmission 24 est perpendiculaire au mouvement de va-et-vient du coulisseau 22 et se superpose à celui-ci.

En somme, les deux guidages coulissants agissent ensemble pour limiter le mouvement de la roue de transmission 24 à une translation circulaire. Ce mouvement de translation circulaire est imprimé à la roue de transmission 24 par l'excentrique 44 qui est solidaire en rotation du pignon 20.

La illustre le deuxième étage de réduction formé par la roue dentée 24 et la couronne dentée 26. Lors de l'opération de l'unité de détection de position 2, la roue dentée 24 accomplit une translation circulaire à l'intérieur de la couronne dentée 26, au cours de laquelle la zone circonférentielle d'engagement entre la denture 56 de la roue dentée 24 et la denture 27 de la couronne dentée 26 se déplace régulièrement le long de chacune desdites dentures. Une révolution complète de la roue dentée 24 dans la couronne dentée 26 décale la pastille aimantée 28 angulairement par rapport au capteur de position 8 en fonction de la différence de nombre de dents entre la roue dentée 24 et la couronnes dentée 26. Puisque la couronne dentée 26 a plus de dents que la roue dentée 24, on génère ainsi une réduction de la vitesse de rotation.

De manière alternative, le deuxième étage de réduction peut aussi être formé d’un deuxième joint de Oldham avec deux guidages coulissants perpendiculaires, ou bien d’un train hypocycloïdal, ou bien d’un autre type d’accouplement qui augmente la réduction afin de s’assurer que la pastille aimantée 28 ne fasse pas plus d’un tour lors de l’opération de l’unité de détection de position 2.

L'unité de détection de position 2 selon la présente divulgation a notamment les avantages suivants :
– une petite taille, du fait de la compacité de la chaîne cinématique 6 ;
– un signal de sortie simple. En effet, grâce aux deux étages de réduction, le nombre de tours considérable effectué par le pignon 20 lors d’un trajet complet se traduit par une rotation inférieure ou égale à 360° de la pastille aimantée 28. Aussi, le signal de sortie délivré par le capteur de position 8 est un simple signal linéaire proportionnel au déplacement du composant de siège.

Claims

Unité de détection de position (2) pour siège de véhicule, l’unité de détection (2) étant délimitée par un boîtier (4a, 4b) accueillant une chaîne cinématique (6), la chaîne cinématique (6) comportant :
à son entrée (16), un dispositif suiveur (34) apte à suivre, par rotation, un mouvement de siège ;

à sa sortie (18), un dispositif d’indication rotatif (28) apte à indiquer, par sa position angulaire, la position à détecter ; et

un premier étage de réduction (44, 22, 58, 52) suivi d’un deuxième étage de réduction (24, 26) pour transmettre, à une vitesse angulaire réduite, un mouvement de rotation du dispositif suiveur (34) au dispositif d’indication (28), le premier étage de réduction (44, 22, 58, 52) étant situé entre le dispositif suiveur (34) et le deuxième étage de réduction (24, 26), et le deuxième étage de réduction (24, 26) étant situé entre le premier étage de réduction (44, 22, 58, 52) et le dispositif d’indication (28) ;
caractérisée en ce que le moyen de réduction de l’un des deux étages de réduction comprend un accouplement à premier guidage coulissant (50, 52) et deuxième guidage coulissant (54, 58) perpendiculaire au premier guidage coulissant.
Unité de détection de position (2) selon la revendication 1, dans laquelle l’accouplement fait partie du premier étage de réduction (44, 22, 58, 52).
Unité de détection de position (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’accouplement comprend un coulisseau (22) qui fait l’interface entre les premier et deuxième guidages coulissants.
Unité de détection de position (2) selon la revendication 3, dans laquelle le coulisseau (22) est supporté dans le boîtier (4a, 4b) de manière à limiter son coulissement par rapport au boîtier à une seule ligne prédéterminée.
Unité de détection de position (2) selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle le coulisseau (22) est muni d’une paire d’extensions de guidage (50) faisant partie du premier guidage coulissant, et d’une fente de guidage (54) faisant partie du deuxième guidage coulissant.
Unité de détection de position (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le boîtier (4a, 4b) est pourvu d’une paire d’évidements de guidage (52) faisant partie du premier guidage coulissant.
Unité de détection de position (2) selon les revendications 5 et 6, dans laquelle chaque extension de guidage (50) est reçue dans l’un des évidements de guidage (52).
Unité de détection de position (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’accouplement comprend une roue de transmission (24) munie d’une paire de doigts de guidage (58) saillants, la paire de doigts de guidage (58) faisant partie du deuxième guidage coulissant.
Unité de détection de position (2) selon les revendications 5 et 8, dans laquelle la paire de doigts de guidage (58) est insérée de manière coulissante dans la fente de guidage (54), formant ainsi le deuxième guidage coulissant.
Unité de détection de position (2) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle les deux guidages coulissants agissent ensemble pour limiter tout mouvement de la roue de transmission (24) a une translation circulaire.
Unité de détection de position (2) selon la revendication précédente, dans laquelle le premier étage de réduction (44, 22, 58, 52) comprend un excentrique (44) solidaire en rotation du dispositif suiveur (34), l’excentrique (44) étant apte à agir sur la roue de transmission (24) afin de lui imprimer le mouvement de translation circulaire.
Unité de détection de position (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le moyen de réduction de l’autre des deux étages de réduction comprend l’un des systèmes mécaniques suivants :
- un engrenage trochoïdal, de préférence sous forme d’une roue dentée (24) logée dans une couronne dentée (26) ;
- un couplage à deux guidages coulissants perpendiculaires ; ou
- un train hypocycloïdal.
Unité de détection de position (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le dispositif suiveur est une denture (34) de pignon (20) adaptée pour coopérer avec une crémaillère.
Unité de détection de position (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un capteur de position (8), notamment un capteur magnétique, agencé à proximité de la sortie (18) de la chaîne cinématique (6), le dispositif d’indication comprenant une cible (28), notamment une pastille aimantée, et le capteur de position (8) étant apte à mesurer la position angulaire de la cible (28).
Siège de véhicule automobile comportant une unité de détection de position (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes.