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FR3132267A1 - Volant de véhicule avec un dispositif électrique - Google Patents

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FR3132267A1
FR3132267A1 FR2200846A FR2200846A FR3132267A1 FR 3132267 A1 FR3132267 A1 FR 3132267A1 FR 2200846 A FR2200846 A FR 2200846A FR 2200846 A FR2200846 A FR 2200846A FR 3132267 A1 FR3132267 A1 FR 3132267A1
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FR
France
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steering wheel
vehicle steering
electrical device
insulating film
core
Prior art date
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Pending
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FR2200846A
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English (en)
Inventor
Victorien Vendrand
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Autoliv Development AB
Original Assignee
Autoliv Development AB
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Publication date
Application filed by Autoliv Development AB filed Critical Autoliv Development AB
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Priority to DE102023101850.7A priority patent/DE102023101850A1/de
Priority to KR1020230010521A priority patent/KR20230117530A/ko
Priority to US18/160,350 priority patent/US20230242172A1/en
Priority to JP2023011585A priority patent/JP2023111891A/ja
Priority to CN202310048352.3A priority patent/CN116552620A/zh
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Abstract

Volant de véhicule, comprenant :- un moyeu (30) agencé pour être relié à un élément de direction du véhicule,- au moins une branche (20) attachée au moyeu (30),- une jante (10) attachée à ladite au moins une branche (20), et comprenant : un noyau (N) défini par une portion d’armature (11) et par une matière de surmoulage (12) au moins partiellement surmoulée sur la portion d’armature (11),un dispositif électrique (14) recouvrant au moins une partie du noyau (N) et comprenant un substrat (141) supportant au moins un conducteur électrique (142) agencé en regard du noyau (N), caractérisé en ce que le volant comprend un film isolant (13) électriquement agencé entre le conducteur électrique (142) et le noyau (N) Figure pour l'abrégé : Fig. 1

Description

Volant de véhicule avec un dispositif électrique Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne de manière générale les volants de véhicules, et en particulier les volants de véhicules équipés d’un dispositif électrique (comme un dispositif de chauffage ou de détection de contact ou de proximité avec l’utilisateur), en particulier au niveau de la jante.
 État de la technique
Dans l’art antérieur des volants de véhicules équipés d’un dispositif électrique (comme un dispositif de chauffage ou de détection de contact ou de proximité avec l’utilisateur), en particulier au niveau de la jante, il est connu de positionner le dispositif électrique sur un noyau de la jante. Le noyau est typiquement constitué d’une armature surmoulée avec une matière de surmoulage. Le dispositif électrique quant à lui comprend notamment un conducteur électrique porté par un substrat souple. En fonction de la proximité de l’armature avec le dispositif électrique, il peut arriver que l’armature perturbe le fonctionnement du dispositif électrique : des courts-circuits ou des perturbations de mesure de contact peuvent arriver si l’armature est proche ou touche le conducteur électrique.
Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un volant de véhicule équipé d’un dispositif électrique dont le fonctionnement n’est pas perturbé, même si l’armature est proche du dispositif électrique.
Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un volant de véhicule, comprenant :
- un moyeu agencé pour être relié à un élément de direction du véhicule,
- au moins une branche attachée au moyeu,
- une jante attachée à ladite au moins une branche, et comprenant :
  • un noyau défini par une portion d’armature et par une matière de surmoulage au moins partiellement surmoulée sur la portion d’armature,
  • un dispositif électrique recouvrant au moins une partie du noyau et comprenant un substrat supportant au moins un conducteur électrique agencé en regard du noyau,
caractérisé en ce que le volant comprend un film isolant électriquement agencé entre le conducteur électrique et le noyau.
Le film isolant situé entre le dispositif électrique et le noyau permet de garantir une parfaite isolation électrique et une distance minimale entre le conducteur électrique et l’armature du noyau, même si la matière de surmoulage est absente et/ou présente une faible épaisseur, des discontinuités ou perforations locales. On peut noter que le conducteur électrique agencé en regard du noyau peut être en partie ou totalement en surface externe du substrat, du côté du noyau, et dépourvu de gaine isolante (autrement dit la matière conductrice du conducteur électrique est à nu). Le conducteur électrique peut être partiellement noyé dans le substrat, il peut le traverser de manière ponctuelle ou répétitive pour aller d’une face à l’autre. En tout état de cause, le conducteur électrique peut être affleurant et/ou externe au substrat, si bien qu’un contact ou une proximité avec l’armature sans le film isolant pourrait provoquer un dysfonctionnement (court-circuit ou perturbation de mesure), et un tel dysfonctionnement est évité grâce au film isolant agencé entre le conducteur électrique et le noyau.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut être présent entre le dispositif électrique et le noyau uniquement aux endroits où le conducteur électrique est en regard du noyau. Si le conducteur électrique n’est pas présent sur tout la surface du dispositif électrique recouvrant le noyau, on peut par exemple ne prévoir le film isolant que sur la surface « active » où le conducteur électrique est présent ou affleurant. On peut prévoir de recouvrir cette surface « active » en débordant de quelques millimètres par exemple.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut présenter une épaisseur inférieure à 200 µm, préférentiellement comprise entre 10 µm et 100 µm, idéalement comprise entre 10 µm et 50 µm. Le film isolant peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur du volant de véhicule.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut être formé en polyéthylène (PE), ou en polyuréthane (PU), ou en polymère d’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), ou en poly(chlorure de vinyle) (PVC), ou en polyuréthane thermoplastique (TPU). Le film isolant peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur du volant de véhicule.
Selon un mode de réalisation, le film comprenant un polymère peut comprendre du polyéthylène PE, et/ou du polyuréthane PU, et/ou du polymère d’éthylène-propylène-diène monomère EPDM, et/ou du polychlorure de vinyle PVC, et/ou du polyuréthane thermoplastique TPU. Le film comprenant un polymère peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur du volant de véhicule.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut être un film continu, exempt de pores. Selon un mode de réalisation, le film isolant peut être un film imperméable à l’eau, et/ou un film en matière plastique, et/ou un film composite comprenant une couche en matière plastique, et/ou un film composite comprenant une couche en matière imperméable à l’eau.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut présenter une résistance à la pression hydrostatique d’au moins 5000 mm d’eau, de préférence d’au moins 10000 mm d’eau, de préférence d’au moins 15000 mm d’eau, et très préférentiellement d’au moins 20000 mm d’eau. On peut mettre en place un test basé sur la norme ISO811, qui consiste à appliquer sur le film une colonne d’eau d’une hauteur de plus en plus importante. Le test s’arrête lorsque de l’eau traverse le film.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut présenter une masse volumique comprise dans une plage de valeurs allant de 1,10 g/cm3à 1,30 g/cm3. Le film isolant peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur du volant de véhicule.
Selon un mode de réalisation, le film isolant et le dispositif électrique peuvent former une structure stratifiée, de préférence avant que le dispositif électrique soit assemblé sur le volant. Autrement dit, le film isolant et le dispositif électrique peuvent former un seul composant à déposer sur la jante.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut être fixé sur le dispositif électrique et/ou sur le noyau par un adhésif. L’assemblage peut être robuste.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut être fixé sur le noyau par une colle à base aqueuse.
D’une manière générale, la colle est une colle liquide ou pâteuse, et/ou une colle avec au moins une partie liquide qui s’évapore lors d’une étape de séchage. Selon un mode de réalisation, la colle est une colle à base aqueuse. Selon une alternative, la colle est une colle solvantée, ou une colle avec un dissolvant ou solvant organique. Autrement dit, lors de l’application de la colle, une partie liquide (eau ou solvant organique) de la colle peut migrer dans des matériaux poreux, et/ou perturber le fonctionnement du dispositif électrique. Le film isolant peut servir de barrière imperméable à la partie liquide pour l’empêcher de migrer dans des matériaux poreux, et/ou de perturber le fonctionnement du dispositif électrique.
Selon un mode de réalisation, le film isolant peut se trouver séparé du noyau uniquement par un adhésif. La structure peut rester simple et ne requiert pas d’autre composant intermédiaire pour éviter les dysfonctionnements (courts-circuits ou perturbations de mesure).
Selon un mode de réalisation, le volant peut comprendre une deuxième matière de surmoulage au moins partiellement surmoulée sur le dispositif électrique. Autrement dit, on peut prévoir de noyer au moins partiellement le dispositif électrique avec une deuxième matière de surmoulage. Dans ce cas de figure, l’épaisseur minimum de la première matière de surmoulage peut être faible et le risque de proximité entre l’armature et une surface extérieure du noyau est important.
Selon un mode de réalisation, le dispositif électrique peut former un dispositif de chauffage et/ou un dispositif de détection de contact ou de proximité d’un utilisateur avec le volant.
Selon un mode de réalisation, le substrat du dispositif électrique peut être une mousse, avec une masse volumique pouvant être comprise dans une plage de valeurs allant de 0,10 g/cm3à 0,80 g/cm3. Un tel substrat peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur du volant de véhicule. Le dispositif électrique peut être une gaine recouvrant au moins en partie le noyau. Le substrat peut avoir la forme d’une feuille ou d’une plaque souple et flexible pour recouvrir tout ou partie du noyau.
Selon un mode de réalisation, le substrat du dispositif électrique peut être formé en polyéthylène (PE), ou en polyuréthane (PU), ou en polymère d’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), ou en poly(chlorure de vinyle) (PVC). Un tel substrat peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur du volant de véhicule.
Selon un mode de réalisation, le substrat du dispositif électrique peut comprendre du polyéthylène PE, et/ou du polyuréthane PU, et/ou du polymère d’éthylène-propylène-diène monomère EPDM, et/ou du polychlorure de vinyle PVC. Un tel substrat peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur.
Selon un mode de réalisation, le substrat du dispositif électrique peut présenter une épaisseur supérieure à 500 µm. Un tel substrat peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur du volant de véhicule.
Selon un mode de réalisation, le substrat du dispositif électrique peut être formé par une mousse à cellules ouvertes. Un tel substrat peut être prévu suffisamment souple et/ou flexible pour s’adapter aux formes complexes de la jante, pour pouvoir être déposé ou gainé sur la jante sans former de plis visibles par l’utilisateur du volant de véhicule.
Un autre aspect de l’invention peut concerner un véhicule comprenant un volant de véhicule selon le premier aspect.
 Description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
représente une vue de face d’un volant de véhicule ;
représente une vue en coupe d’une jante du volant de véhicule de la ;
représente une autre vue en coupe de la jante du volant de véhicule de la ;
représente une vue schématique d’un dispositif électrique de la jante du volant de véhicule de la .
Description détaillée de mode(s) de réalisation
La représente un volant de véhicule avec une jante 10, un moyeu 30 et des branches 20 reliant la jante 10 au moyeu 30. La jante 10 procure une interface de manipulation à un utilisateur qui peut la saisir avec ses mains pour conduire le véhicule. Pour améliorer le confort et/ou proposer des options d’aide à la conduite, la jante 10 peut être équipée ou gainée d’un ou plusieurs dispositifs électriques (dispositif de chauffage et/ou de détection de contact ou de proximité avec l’utilisateur).
Pour effectuer ces fonctions, on peut disposer le dispositif électrique sous la surface externe de la jante 10. Comme le montre la coupe schématique de la , suivant la droite II-II de la , la jante 10 comprend notamment :
- une armature 11,
- une matière de surmoulage 12,
- un dispositif électrique 14,
- une gaine externe 15.
L’armature 11 est typiquement une pièce métallique formant une ossature du volant de véhicule. On peut prévoir une pièce métallique injectée, en magnésium par exemple. La matière de surmoulage 12 permet de garnir l’armature 11, et peut être une matière plastique, un polymère, une mousse, une mousse de polyuréthane par exemple. L’armature 11 et la matière de surmoulage 12 forment ainsi un noyau N de la jante 10.
Le dispositif électrique 14 est schématiquement représenté et peut comprendre un substrat 141 (une feuille souple, comme une matière plastique, un polymère, une mousse, une mousse avec des cellules ouvertes par exemple …) sur lequel on peut prévoir un conducteur électrique 142, ou une pluralité de conducteurs électriques (un ou plusieurs fil(s) métallique(s) cousus, un dépôt d’une matière conductrice, un tissu ou un intissé conducteur…). La représente un film isolant 13 dont la fonction sera expliquée ci-dessous.
Enfin, la gaine externe 15 recouvre le tout pour procurer un bel aspect. On peut prévoir une gaine en cuir naturel ou synthétique ou toute autre matière d’habillage. La gaine externe 15 peut être cousue avec une couture 16.
La représente une coupe de la jante 10 suivant la droite II-II de la , et la représente une autre coupe de la jante 10 suivant la droite III-III de la . La représente les mêmes éléments que la , mais comme le montre la , l’armature 11 peut présenter une forme différente, et peut se trouver plus proche d’une la surface extérieure de la matière de surmoulage 12.
En ce qui concerne le dispositif électrique 14, on peut prévoir que le conducteur électrique 142 du dispositif électrique 14 se trouve au moins en partie en surface du substrat 141 et en regard du noyau N de la jante 10. Dans le cadre de la la proximité de l’armature 11 peut poser problème et provoquer un court-circuit ou une perturbation du fonctionnement dans le cadre par exemple d’un capteur de contact ou de proximité (typiquement capacitif).
Afin de prévenir tout risque, un film isolant 13 est prévu entre le dispositif électrique 14 et le noyau N de la jante 10, c’est-à-dire que le film isolant 13 est prévu entre le dispositif électrique 14 et la matière de surmoulage 12 et/ou l’armature 11. Ainsi, une isolation électrique est assurée par la film isolant 13, et/ou une distance minimum (l’épaisseur du film isolant 13) est maintenue entre le dispositif électrique 14 et la matière de surmoulage 12 et/ou l’armature 11.
Dans le détail, le film isolant 13 peut être prévu pour être suffisamment souple et déformable pour s’adapter aux formes complexes du volant. A cet effet, on peut prévoir de former le film isolant 13 en polyéthylène (PE), ou en polyuréthane (PU), ou en polymère d’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), ou en poly(chlorure de vinyle) (PVC), ou en polyuréthane thermoplastique (TPU). On peut préférer le polyuréthane thermoplastique (TPU). Le film isolant 13 peut présenter une épaisseur inférieure à 200 µm, préférentiellement comprise entre 10 µm et 100 µm, idéalement comprise entre 10 µm et 50 µm. Le film isolant peut présenter une masse volumique comprise dans une plage de valeurs allant de 1,10 g/ cm3à 1,30 g/ cm3
On prévoit de fixer le film isolant 13 sur le dispositif électrique 14 par un élément adhésif de toute nature (une fine couche de colle employée sur les bandes adhésives et préalablement déposée sur un des composants en cause, ou une bande adhésive double face qui peut être déposée manuellement ou de manière automatisée, ou une colle étalée sur l’un du film isolant 13 et/ou du dispositif électrique 14…) pour obtenir un stratifié à déposer directement sur le noyau N de la jante 10. Dans ce cas, on peut aussi prévoir un élément adhésif de toute nature (une fine couche de colle employée sur les bandes adhésives et préalablement déposée sur un des composants en cause, ou une bande adhésive double face qui peut être déposée manuellement ou de manière automatisée, ou une colle étalée sur l’un du film isolant 13 et/ou du noyau N de la jante…). Selon cette configuration, le film isolant 13 et le dispositif électrique 14 sont déposés en une seule opération sur le noyau N de la jante 10.
Alternativement, on prévoir de fixer sur le noyau N le film isolant 13 et ensuite le dispositif électrique 14. Pour chaque opération, on peut utiliser un élément adhésif de toute nature (une fine couche de colle employée sur les bandes adhésives et préalablement déposée sur un des composants en cause, ou une bande adhésive double face qui peut être déposée manuellement ou de manière automatisée, ou une colle étalée sur l’un des composants à assembler). Selon cette configuration, le film isolant 13 et le dispositif électrique 14 sont déposés en deux opérations successives sur le noyau N de la jante 10.
En résumé, pour assembler le volant, on peut prévoir deux méthodes en ce qui concerne le gainage de la jante 10. Dans une méthode de simple gainage, le dispositif électrique 14 et la gaine externe 15 sont assemblés ensembles préalablement puis posés en une seule étape sur la jante 10. Dans une méthode de double gainage, le dispositif électrique 14 et la gaine externe 15 sont assemblés successivement en deux étapes sur la jante 10. En tout état de cause, le film isolant est intercalé entre le noyau et le dispositif électrique et en particulier entre le noyau et le conducteur électrique du dispositif électrique.
Un volant de véhicule selon la présente invention, et sa fabrication, sont susceptibles d'application industrielle.
On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (15)

  1. Volant de véhicule, comprenant :
    - un moyeu (30) agencé pour être relié à un élément de direction du véhicule,
    - au moins une branche (20) attachée au moyeu (30),
    - une jante (10) attachée à ladite au moins une branche (20), et comprenant :
    • un noyau (N) défini par une portion d’armature (11) et par une matière de surmoulage (12) au moins partiellement surmoulée sur la portion d’armature (11),
    • un dispositif électrique (14) recouvrant au moins une partie du noyau (N) et comprenant un substrat (141) supportant au moins un conducteur électrique (142) agencé en regard du noyau (N),
    caractérisé en ce que le volant comprend un film isolant (13) électriquement agencé entre le conducteur électrique (142) et le noyau (N).
  2. Volant de véhicule selon la revendication 1, dans lequel le film isolant (13) présente une épaisseur inférieure à 200 µm, préférentiellement comprise entre 10 µm et 100 µm, idéalement comprise entre 10 µm et 50 µm.
  3. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 2, dans lequel le film isolant (13) comprend du polyéthylène (PE), et/ou du polyuréthane (PU), et/ou du polymère d’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), et/ou du poly(chlorure de vinyle) (PVC), et/ou du polyuréthane thermoplastique (TPU).
  4. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le film isolant (13) présente une masse volumique comprise dans une plage de valeurs allant de 1,10 g/ cm3à 1,30 g/ cm3.
  5. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le film isolant (13) et le dispositif électrique (14) forment une structure stratifiée, de préférence avant que le dispositif électrique (14) soit assemblé sur le volant.
  6. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel le film isolant (13) est fixé sur le dispositif électrique (14) et/ou sur le noyau (N) par un adhésif.
  7. Volant de véhicule selon la revendication 6, dans lequel le film isolant (13) est fixé sur le noyau (N) par une colle à base aqueuse.
  8. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le film isolant (13) se trouve séparé du noyau (N) uniquement par un adhésif.
  9. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le volant comprend une deuxième matière de surmoulage au moins partiellement surmoulée sur le dispositif électrique (14).
  10. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le dispositif électrique (14) forme un dispositif de chauffage et/ou un dispositif de détection de contact ou de proximité d’un utilisateur avec le volant.
  11. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le substrat (141) du dispositif électrique (14) est une mousse, avec une masse volumique comprise dans une plage de valeurs allant de 0,10 g/cm3à 0,80 g/cm3.
  12. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel le substrat (141) du dispositif électrique (14) comprend du polyéthylène (PE), et/ou du polyuréthane (PU), et/ou du polymère d’éthylène-propylène-diène monomère (EPDM), et/ou du poly(chlorure de vinyle) (PVC).
  13. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel le substrat (141) du dispositif électrique (14) présente une épaisseur supérieure à 500 µm.
  14. Volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 12, dans lequel le substrat (141) du dispositif électrique (14) est formé par une mousse à cellules ouvertes.
  15. Véhicule comprenant un volant de véhicule selon l’une des revendications 1 à 14.
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