IT201900016313A1

IT201900016313A1 - Pannello multistrato conduttivo per l’abitacolo di veicoli, in particolare autoveicoli

Info

Publication number: IT201900016313A1
Application number: IT102019000016313A
Authority: IT
Inventors: Luciano Scaltrito; Can Üstünberk
Original assignee: Martur Italy Srl
Priority date: 2019-09-13
Filing date: 2019-09-13
Publication date: 2021-03-13
Also published as: MA55836B1; JP2022547754A; EP3873760A1; ES2914083T3; KR20220062447A; PL3873760T3; BR112022003078A2; AR119951A1; TW202114503A; CN113196889B; TWI765348B; PT3873760T; JP7560466B2; MA55836A1; US11912129B2; US20220024317A1; CN113196889A; WO2021048805A1; CA3149529A1; RS63253B1

Description

“Pannello multistrato conduttivo per l’abitacolo di veicoli, in particolare autoveicoli”

DESCRIZIONE

Settore tecnico dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un pannello multistrato conduttivo per l’abitacolo di un veicolo, in particolare di un autoveicolo.

Più specificamente, presente invenzione si riferisce ad un pannello di rivestimento multistrato conduttivo per l’abitacolo di un veicolo, in particolare di un autoveicolo In particolare, la presente invenzione si riferisce ad un pannello di rivestimento multistrato conduttivo per l’abitacolo di un autoveicolo che risponde alla moderna esigenza di installare un elevato numero di dispositivi elettrici ed elettronici all’interno di detto abitacolo.

L’invenzione trova particolare, sebbene non esclusiva, applicazione nella realizzazione di plance conduttive per veicoli, in particolare per autoveicoli.

Arte nota

Il cruscotto dell’abitacolo di un autoveicolo è normalmente definito come la paratia cieca, posizionata al disotto del parabrezza dell’autoveicolo, che delimita anteriormente l'abitacolo dal cofano e dal vano motore.

Utilizzando un termine di derivazione nautica, la parte superiore del cruscotto viene ormai universalmente indicata come “plancia” per la presenza in essa del quadro di controllo della strumentazione dell’autoveicolo.

In realtà, in tempi recenti, il numero di dispositivi elettrici ed elettronici associati alla plancia di un autoveicolo si è moltiplicato e, al quadro di controllo della strumentazione dell’autoveicolo si sono aggiunti numerosi altri dispositivi correlati sia al funzionamento del veicolo, sia alla sicurezza ed al comfort dei passeggeri.

A titolo di esempio non limitativo, è possibile notare come ormai tutti gli autoveicoli siano dotati di un sistema di “infotainment” posizionato sulla plancia, o come un numero sempre maggiore di autoveicoli sia equipaggiato da un sistema di navigazione posizionato anch’esso sulla plancia.

Secondo tecnica nota, i collegamenti elettrici dei dispositivi elettrici ed elettronici associati alla plancia dell’abitacolo dell’autoveicolo (quali ad esempio, i collegamenti con le rispettive sorgenti di alimentazione elettrica o i collegamenti con le rispettive unità di controllo) sono realizzati mediante collegamenti filari, ad esempio utilizzando cavi in rame a sezione circolare.

Anche altri pannelli di rivestimento all’interno dell’abitacolo di un autoveicolo, quali ad esempio i pannelli di rivestimento delle portiere, possono avere dispositivi elettrici ed elettronici associati ad essi.

Anche in questo caso, i collegamenti elettrici dei dispositivi elettrici ed elettronici associati a detti pannelli di rivestimento sono realizzati mediante collegamenti filari, ad esempio utilizzando cavi in rame a sezione circolare.

Tale soluzione presenta tuttavia notevoli inconvenienti.

Infatti, la presenza di collegamenti filari comporta la necessità in fase di produzione dell’autoveicolo di utilizzo di manodopera specializzata per la realizzazione ed il montaggio di detti collegamenti filari.

Tale necessità di impiego di manodopera specializzata si ripete anche nel caso di riparazione di eventuali guasti e di interventi di manutenzione.

Peraltro, la complessità degli interventi per la realizzazione dei suddetti collegamenti elettrici aumenta drasticamente all’aumentare del numero di dispositivi elettrici ed elettronici associati alla plancia o ad altri pannelli di rivestimento.

Ne consegue che, anche con l’utilizzo di manodopera altamente specializzata, le tempistiche di lavorazione aumentano e il rischio di errori umani non può essere trascurato.

Inoltre, all’aumentare del numero di dispositivi elettrici ed elettronici associati alla plancia o ad altri pannelli di rivestimento nell’abitacolo dell’autoveicolo, aumenta notevolmente il peso complessivo dei cavi in rame necessari per i collegamenti filari.

Tale aumento di peso è considerato un inconveniente non trascurabile, dal momento che esiste uno sforzo continuo per limitare il peso complessivo di tutte le componenti degli autoveicoli.

Inoltre l’aumento della quantità dei cavi in rame porta ad un notevole incremento dei costi, sia per il costo dei cavi in rame in sé, sia per il costo degli accessori necessari al loro collegamento.

Nel caso di collegamenti elettrici per la trasmissione di potenza, un altro importante inconveniente legato all’utilizzo di collegamenti filari è costituito dal rischio di aumento di temperatura dei cavi, che comporta un limite massimo di corrente che può passare nei cavi: se in detti cavi passa una corrente eccessiva, la temperatura aumenta, e con essa la resistenza elettrica; l’aumento di resistenza elettrica induce a sua volta un incremento della dissipazione di energia, con conseguente aumento della temperatura.

Esiste quindi il rischio che si verifichino gravi guasti all’interno dell’abitacolo dell’autoveicolo, e conseguenti incidenti.

Scopo principale della presente invenzione è pertanto quello di fornire un pannello multistrato conduttivo per l’abitacolo di un autoveicolo che consenta di superare le limitazioni della tecnica nota sopra esposta.

In particolare, scopo della presente invenzione è quello di fornire un pannello multistrato conduttivo per l’abitacolo di un autoveicolo che consenta di semplificare l’installazione ed i collegamenti dei dispositivi elettrici ed elettronici ad essa associati, con una conseguente riduzione del peso del materiale necessario per i suddetti collegamenti, del costo dei materiali necessari per detti collegamenti e delle tempistiche di lavorazione.

Scopo della presente invenzione è anche quello di evitare la necessità di ricorrere a manodopera altamente qualificata per la realizzazione, manutenzione e riparazione dei collegamenti elettrici di detti dispositivi elettrici ed elettronici, eliminando (o perlomeno riducendo drasticamente) al tempo stesso il rischio di errori umani.

Altro scopo della presente invenzione è quello di evitare il rischio di guasti o incidenti legati al surriscaldamento di collegamenti filari di detti dispositivi elettrici ed elettronici.

Questi ed altri scopi sono raggiunti dal pannello multistrato conduttivo come rivendicato nelle unite rivendicazioni.

Esposizione sintetica dell’invenzione

Il pannello multistrato conduttivo per l’abitacolo di un veicolo, in particolare di un autoveicolo, secondo l’invenzione comprende una struttura multistrato, in cui uno degli strati di detta struttura multistrato è costituito da una scheda a circuiti stampati flessibile o FPCB (“Flexible Printed Circuit Board”).

Si noti a tale proposito che esistono nello stato dell’arte esempi di applicazioni di schede a circuiti stampati flessibili nel settore dell’”automotive”, ed in particolare in associazione con la plancia di un abitacolo di un autoveicolo; a tale proposito si vedano, a titolo di esempio, i documenti GB 2346 352, GB 1175 682 e EP 1956874.

Tuttavia, le applicazioni note fanno riferimento ad applicazioni puntuali di schede a circuiti stampati flessibili di dimensioni ridotte.

Tuttavia, non è descritto né suggerito dallo stato dell’arte il fatto di realizzare un pannello multistrato conduttivo per abitacolo di autoveicolo con una struttura multistrato in cui uno degli strati sia costituito da una scheda a circuiti stampati flessibili di area elevata.

Per contro, secondo l’invenzione la scheda a circuiti stampati flessibile che costituisce uno degli strati della suddetta struttura multistrato si estende sostanzialmente su tutta la superficie del pannello multistrato conduttivo (in particolare del retro del pannello multistrato conduttivo), o perlomeno su una porzione sostanziale dello stesso, in particolare una porzione sostanziale dello stesso che comprende le zone in cui è necessario prevedere piste conduttive per la trasmissione di segnali di controllo e di alimentazione a dispositivi elettrici ed elettronici.

Preferibilmente, la struttura multistrato del pannello secondo l’invenzione comprende anche uno strato di supporto per supportare la scheda a circuiti stampati flessibile ed un eventuale strato di rivestimento esterno, atto ad esempio a conferire al pannello multistrato conduttivo l’aspetto estetico desiderato (specialmente nel caso in cui si tratti di un pannello di rivestimento).

Secondo l’invenzione, detta scheda a circuiti stampati flessibile è dotata di connettori elettrici in corrispondenza delle posizioni in cui dovranno essere successivamente installati i dispositivi elettrici ed elettronici associati alla plancia.

Secondo una forma preferita di realizzazione dell’invenzione, detti connettori elettrici sono realizzati sotto forma di elementi rigidi di dimensione ridotta.

Secondo detta forma preferita di realizzazione dell’invenzione, detta scheda a circuiti stampati flessibili, con i suoi connettori, viene utilizzata sia per la trasmissione di segnali di controllo che per la trasmissione di potenza.

Ne consegue che l’invenzione consente di eliminare completamente i collegamenti filari dei dispositivi elettrici ed elettronici associati alla plancia.

Questo comporta una notevole semplificazione in fase di realizzazione di collegamenti elettrici di detti dispositivi elettrici ed elettronici, nonché in caso di successivi interventi di manutenzione e/o di riparazione.

Ne consegue una notevole riduzione delle tempistiche di lavorazione ed una riduzione altrettanto notevole di errori umani, anche nel caso in cui non si faccia ricorso a manodopera altamente specializzata.

Più in generale, l’invenzione comporta un miglioramento complessivo della qualità del processo per l’ottenimento di un pannello multistrato conduttivo, in quanto un processo automatizzato è meno soggetto a errori umani, è più rapido e consente di produrre una quantità inferiore di scarti, il che rende il processo di produzione del pannello multistrato conduttivo secondo l’invenzione sia più economico che più ecologico rispetto ai processi di produzione dei pannelli noti dotati di collegamenti filari.

Inoltre, il processo automatizzato utilizzabile per l’ottenimento del pannello multistrato conduttivo secondo l’invenzione consente di ottenere un prodotto di qualità superiore, da cui è possibile aspettarsi una maggiore affidabilità nella trasmissione di segnali di controllo e di potenza rispetto alle soluzioni note, in cui l’assemblaggio dei cavi avviene manualmente.

Inoltre, anche il peso complessivo della struttura per il collegamento elettrico dei dispositivi elettrici ed elettronici risulta drasticamente ridotto, e sostanzialmente pari al peso della scheda a circuiti stampati flessibili.

Vantaggiosamente, peraltro, il peso di detta scheda a circuiti stampati flessibili è indipendente dal numero di dispositivi elettrici ed elettronici ad essa collegati, cosicché esso resta sostanzialmente invariato anche in caso di aumento del numero di detti dispositivi elettrici ed elettronici.

Analogamente, anche il costo complessivo della struttura per il collegamento elettrico dei dispositivi elettrici ed elettronici risulta drasticamente ridotto, e sostanzialmente pari al costo della scheda a circuiti stampati flessibili.

Anche in questo caso, il costo di detta scheda a circuiti stampati flessibili è indipendente dal numero di dispositivi elettrici ed elettronici ad essa collegati, cosicché esso resta sostanzialmente invariato anche in caso di aumento del numero di detti dispositivi elettrici ed elettronici.

Ancora, l’utilizzo di una scheda a circuiti stampati flessibili nel pannello multistrato conduttivo secondo l’invenzione consente di ottimizzare gli scambi termici ed evitare rischiosi aumenti di temperatura, anche in virtù di un elevato rapporto superficie / volume delle piste conduttive nella scheda a circuiti stampati flessibili

In una forma di realizzazione preferita, ma non limitativa, dell’invenzione il pannello multistrato conduttivo per l’abitacolo di un veicolo, in particolare di un autoveicolo, è un pannello di rivestimento dell’abitacolo di un autoveicolo, e preferibilmente la plancia dell’abitacolo di un autoveicolo.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, data a titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui:

- le Figure 1a e 1b illustrano la scheda a circuiti stampati flessibile di una plancia per abitacolo di autoveicolo realizzata secondo l’invenzione, vista da punti di vista diversi ed opposti;

- le Figure 2 e 3 illustrano schematicamente la struttura multistrato di una plancia per abitacolo di autoveicolo realizzata secondo l’invenzione.

Descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione

Nella descrizione che segue di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione, si farà particolare riferimento all’applicazione dell’invenzione alla realizzazione di una plancia conduttiva per l’abitacolo di un autoveicolo.

Tuttavia, tale applicazione non deve essere intesa in senso limitativo e l’invenzione può essere applicata anche ad altri pannelli di rivestimento per l’abitacolo di veicoli, in particolare di autoveicoli, quali ad esempio i pannelli di rivestimento delle portiere di un autoveicolo.

Più in generale, l’invenzione può essere applicata anche ad altri pannelli presenti nell’abitacolo di un veicolo, in particolare di un autoveicolo, sui quali siano installati dispositivi elettrici ed elettronici a cui devono essere inviati segnali di controllo e di alimentazione.

La plancia per abitacolo di veicolo realizzata secondo gli insegnamenti della presente invenzione comprende una struttura multistrato in cui uno degli strati è costituito da una scheda a circuiti stampati flessibile.

Detta scheda a circuiti stampati flessibile 10 è illustrata nelle Figure 1a e 1b.

Come visibile in tali figure, la scheda a circuiti stampati flessibile 10 è dimensionata e conformata in modo da estendersi sostanzialmente su tutta la superficie della plancia, o almeno su una porzione sostanziale della stessa, e da seguire il suo profilo.

In particolare, detta scheda a circuiti stampati flessibile 10 presenta cavità 12 in corrispondenza degli alloggiamenti destinati ad accogliere i dispositivi elettrici ed elettronici associati alla plancia.

In modo di per sé noto, detta scheda a circuiti stampati 10 comprende un corpo di base 14 realizzato in un materiale non conduttivo su cui sono incise piste conduttive 16.

Il corpo di base 14 non conduttivo può essere realizzato, ad esempio, in un materiale tipo poliimmide o poliestere.

Le piste conduttive 16 possono essere realizzate, ad esempio, in rame.

La scheda a circuiti stampati flessibile 10 può essere realizzata secondo una qualsiasi tecnica alla portata della persona esperta del ramo.

A titolo di esempio, essa può essere realizzata tramite tecnica fotolitografica. La tecnica fotolitografica prevede il deposito di un materiale conduttivo (ad esempio, un materiale metallico quale rame) su un supporto non conduttivo (ad esempio, realizzato in materiale polimerico) ed il successivo deposito di un “photo resist”. Al fine di ottenere il pattern desiderato per le piste conduttive, è possibile ricorrere a svariate tecniche note, tra cui “direct writing” con laser UV, “shadow mask” con lampada UV, ecc. Secondo la tecnica fotolitografica, la realizzazione della scheda a circuiti stampati flessibile prevede poi le fasi di sviluppo del “photo resist”, “etching” delle zone sviluppate e “stripping” del “photo resist” residuo fino ad ottenere il risultato desiderato.

Grazie al fatto che la scheda a circuiti stampati flessibile 10 si estende sostanzialmente su tutta la superficie della plancia, le piste conduttive possono arrivare fino al perimetro di ciascuna delle cavità 12 e, in corrispondenza di detto perimetro di detta cavità, può essere previsto un connettore 18 per il collegamento elettrico del dispositivo elettrico o elettronico alloggiato nella cavità stessa.

In particolare, i connettori 18 previsti in corrispondenza delle diverse cavità 12 potranno essere connettori rigidi.

Detti connettori rigidi sono preferibilmente integrati nella scheda a circuiti stampati flessibili 10.

Sarà così evidente alla persona esperta del ramo che l’invenzione consente vantaggiosamente di eliminare la necessità di collegamenti filari.

Vantaggiosamente, una volta determinata in fase di progettazione la conformazione della plancia e la disposizione dei dispositivi elettrici ed elettronici ad essa associati, i connettori 18 saranno posizionati sulla scheda a circuiti stampati flessibile 10 in corrispondenza delle posizioni desiderate.

Questo consentirà una notevole semplificazione delle successive operazioni di assemblaggio, con conseguente riduzione dei tempi di lavorazione.

Le piste conduttive 16 della scheda a circuiti stampati flessibile 10 sono preferibilmente utilizzate sia per la trasmissione di segnali di controllo, sia per la trasmissione di potenza dovuta alla alimentazione elettrica.

L’impiego della scheda a circuiti stampati flessibile 10 consentirà, in particolare, il passaggio di correnti elevate garantendo un ridotto aumento di temperatura per effetto Joule, consentendo così di eliminare la limitazione della tecnica nota relativa alla soglia massima di corrente elettrica.

Passando ora alle Figure 2 e 3, è illustrata schematicamente la struttura multistrato della plancia secondo l’invenzione.

In linea generale, detta struttura multistrato comprenderà almeno – oltre allo strato costituito dalla scheda a circuiti stampati flessibile 10 – uno strato di supporto 20, che è immediatamente adiacente alla scheda a circuiti stampati flessibile 10 e funge da supporto meccanico a detta scheda a circuiti stampati flessibile 10, ed uno strato di rivestimento esterno 30, che ha sostanzialmente la funzione di conferire alla plancia l’aspetto estetico desiderato.

Come visibile nelle Figure 2 e 3, la scheda a circuiti stampati flessibile 10 costituisce lo strato più lontano dall’abitacolo del veicolo e più vicino al cofano ed al vano motore fra gli strati della struttura multistrato della plancia secondo l’invenzione.

In altre parole, la scheda a circuiti stampati flessibile 10 e lo strato di rivestimento esterno costituiscono gli strati estremi opposti della struttura multistrato della plancia.

Fra detta scheda a circuiti stampati flessibile 10 – o più precisamente fra lo strato di supporto 20 ad essa adiacente – e lo strato di rivestimento esterno 30, possono essere eventualmente interposti strati intermedi aggiuntivi, in funzione delle specifiche applicazioni.

Lo strato di supporto 20, così come gli eventuali strati intermedi – se previsti – saranno provvisti di opportuni fori in corrispondenza della posizione dei connettori 18 della scheda a circuiti stampati flessibile 10 per il passaggio dei connettori stessi.

A titolo di esempio non limitativo, nella forma di realizzazione delle Figure 2 e 3 fra lo strato di supporto 20 e lo strato di rivestimento esterno 30 è previsto uno strato in materiale espanso (schiuma) 40, atto a conferire una sensazione di morbidezza al tatto alla plancia. Sarà evidente alla persona esperta del ramo che il numero e la natura degli strati intermedi potrà variare di volta in volta in funzione delle specifiche esigenze.

Sarà inoltre evidente alla persona esperta del ramo che l’invenzione non è limitata alla forma di realizzazione sopra descritta e numerose modifiche e varianti sono possibili entro l’ambito definito dalle rivendicazioni che seguono.

In particolare, benché nella forma di realizzazione sopra descritta si sia fatto riferimento alla plancia dell’abitacolo di un autoveicolo, tale applicazione non deve essere intesa in senso limitativo e l’invenzione può essere estesa anche ad altri pannelli per l’abitacolo di veicoli, in particolare a tutti quei pannelli per l’abitacolo di un veicolo a cui sono associati o possono essere associati dispositivi elettrici ed elettronici.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Pannello multistrato conduttivo per abitacolo di veicolo, in particolare autoveicolo, caratterizzato dal fatto che detto pannello presenta una struttura multistrato (10, 20, 30, 40) e uno degli strati di detta struttura multistrato è costituito da una scheda a circuiti stampati flessibile (10), detta scheda a circuiti stampati flessibile (10) estendendosi sostanzialmente su tutta la superficie di detto pannello, o perlomeno su una porzione sostanziale dello stesso.
2. Pannello secondo la rivendicazione 1, in cui detta scheda a circuiti stampati flessibile (10) presenta cavità (12) in corrispondenza di alloggiamenti destinati ad accogliere i dispositivi elettrici ed elettronici associati a detta plancia.
3. Pannello secondo la rivendicazione 2, in cui detta scheda a circuiti stampati flessibile (10) è dotata di piste conduttive (16) che si estendono fino al perimetro di dette cavità (12).
4. Pannello secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui detta scheda a circuiti stampati flessibile (10) è dotata di connettori elettrici (18) disposti in corrispondenza del perimetro di dette cavità (12).
5. Pannello secondo la rivendicazione 4, in cui detti connettori elettrici (18) sono realizzati sotto forma di connettori rigidi integrati in detta scheda a circuiti stampati flessibili (10).
6. Pannello secondo la rivendicazione 3, in cui dette piste conduttive (16) sono utilizzate sia per la trasmissione di segnali di controllo, sia per la trasmissione di potenza di alimentazione elettrica.
7. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta struttura multistrato comprende uno strato di supporto (20), che è immediatamente adiacente a detta scheda a circuiti stampati flessibile e funge da supporto meccanico per detta scheda a circuiti stampati flessibile (10).
8. Pannello secondo la rivendicazione 7, in cui detta struttura multistrato comprende inoltre uno strato di rivestimento esterno (30).
9. Pannello secondo la rivendicazione 8, in cui detta scheda a circuiti stampati flessibile (10) e detto strato di rivestimento esterno (30) costituiscono gli strati estremi opposti di detta struttura multistrato.
10. Pannello secondo la rivendicazione 9, in cui uno o più strati intermedi (40) sono interposti fra detto strato di supporto (20) e detto strato di rivestimento esterno (30).
11. Pannello secondo la rivendicazione 7 o 9, in cui detto strato di supporto (20) e detti uno o più strati intermedi (40), se previsti, sono dotati di fori per il passaggio di detti connettori elettrici (18).
12. Pannello secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto pannello multistrato conduttivo è un pannello di rivestimento per l’abitacolo di un autoveicolo, preferibilmente una plancia per l’abitacolo di un autoveicolo.