ITBO20000191A1 - Sedile adattativo . - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

del brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un sedile adattativo .

In particolare, la presente invenzione è relativa ad un sedile adattativo per autoveicoli e similari, a cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità.

Come è noto, negli ultimi anni si è manifestata la necessità di dotare gli autoveicoli ad alte prestazioni di sedili in grado di adattare alcune loro caratteristiche, come la rigidezza o la capacità di contenimento del corpo, all'assetto del veicolo. In particolare, si è manifestata la necessità di rendere il sedile più rigido ed avvolgente quando il pilota seleziona l'assetto sportivo, senza però pregiudicare la comodità del sedile nelle altre condizioni di marcia.

Per risolvere il problema sono stati sviluppati dei sedili adattativi dotati internamente di una serie di camere d'aria che vengono gonfiate o sgonfiate a comando da una centralina elettronica, in modo tale da poter modificare rapidamente la rigidezza e la forma del sedile in funzione delle richieste del pilota e/o dell'assetto dell'autoveicolo.

Purtroppo, i sedili adattativi sopra descritti hanno il grosso inconveniente di avere tempi di reazione relativamente lunghi, e di essere particolarmente complicati e costosi da produrre. Tali sedili, oltre alla centralina elettronica, necessitano infatti anche della presenza di un compressore in grado di fornire aria in pressione, e di un gruppo di elettrovalvole in grado di controllare l'afflusso di aria da e verso le singole camere d'aria.

Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un sedile adattativo, esente dagli inconvenienti sopra descritti.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un sedile adattativo comprendente un telaio di sostegno ed almeno un cuscino di supporto fissato al telaio di sostegno in modo tale da sostenere la persona che si accomoda sul sedile; il detto almeno un cuscino di supporto comprendendo un involucro esterno ed un riempitivo interno, ed il sedile adattativo essendo caratterizzato dal fatto che l'involucro esterno del detto cuscino di supporto comprende mezzi deformanti a comando elettrico i quali sono selettivamente atti a deformare l'involucro esterno in modo tale da variare la geometria del cuscino di supporto.

La presente invenzione è relativa inoltre ad un veicolo comprendendente almeno un sedile adattativo come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9.

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui:

- la figura 1 illustra in vista prospettica, con parti asportate per chiarezza, un sedile adattativo realizzato secondo i dettami della presente invenzione;

- la figura 2 illustra in scala ingrandita ed in sezione un cuscino del sedile illustrato in figura 1;

la figura 3 illustra in modo schematico il cuscino illustrato in figura 2 in due diverse configurazioni .

Con riferimento alla figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso un sedile adattativo che può essere vantaggiosamente utilizzato su autoveicoli e similari .

Il sedile adattativo 1 comprende un telaio interno 2 di sostegno, realizzato preferibilmente, ma non necessariamente/ in metallo e/o materiali plastici; uno o più cuscini di supporto 3 (dodici nell'esempio illustrato) opportunamente distribuiti e fissati al telaio interno 2 in modo tale da sostenere la persona che si accomoda sul sedile; ed infine un rivestimento esterno 4 di copertura realizzato preferibilmente, ma non necessariamente, in pelle e/o tessuti di pregio.

I cuscini di supporto 3 hanno forma dipendente dalla posizione che occupano sul sedile, e comprendono un involucro esterno 6 chiuso di forma opportuna ed un riempitivo interno 7 che può essere indifferentemente ccstituito da un gas in pressione, da una schiuma di imbottitura di tipo noto o similari.

Con riferimento alle figure 2 e 3, l'involucro esterno 6 è costituito da una membrana elastica 8 di tenuta, in grado di impedire la fuoriuscita del riempitivo interno 7, sia esso un gas o una schiuma, e da.una membrana attiva 9 realizzata almeno parzialmente ccn materiale composito deformabile a comando tramite l'applicazione di una tensione elettrica.

In particolare, la membrana attiva 9 è costituita almeno parzialmente da un materiale composito che comprende delle fibre attive realizzate con un materiale avente proprietà piezoelettriche. Tali fibre, quando seno sottoposte ad un campo elettrico, sono in grado di deformarsi variando la propria lunghezza in modo tale da produrre delle deformazioni nel corpo che le ospita. Ovviamente, il tipo di deformazioni prodotte dipende dcilla distribuzione dalle fibre attive in materiale piezoelettrico all'interno del corpo.

Più in dettaglio, con riferimento alla figura 2, nell'esempio illustrato una porzione longitudinale 9a della membrana attiva 9 è costituita da uno strato 9a di materiale composito attivo che comprende uno o più fasci piani 10 (due nell'esempio illustrato) di fibre attive monofilamento 11 annegate in una matrice 12 di materiale polimerico, ed una coppia di elettrodi 13 superficiali in materiale elettricamente conduttore posizionati da bande opposte dei fasci piani 10.

Data la loro disposizione, gli elettrodi 13 definiscono un condensatore piano in grado di generare tra le sue armature, ovvero nello spazio in cui sono distribuite le fibre attive monofilamento 11, un campo elettrico dipendente dalla tensione elettrica applicata agli elettrodi 13 stessi.

Le fibre attive monofilamento 11 di ciascun fascio piano 10 sono realizzate, come già anticipato, con un materiale avente proprietà piezoelettriche in modo tale da modificare la propria lunghezza quando sono sottoposte ad un campo elettrico, e si estendono una parallela all'altra per l'intera lunghezza della porzione longitudinale 9a. Più in dettaglio, nell'esempio illustrato, le fibre attive monofilamento 11 di ciascun fascio piano 10 si sviluppano parallelamente una all'altra da un bordo laterale del cuscino all'altro, seguendo una traiettoria scstanzialmente rettilinea.

È opportuno sottolineare che è anche possibile disporre i fasci piani 10 in modo tale che le fibre attive monofilamento 11 di un fascio siano perpendicolari alle le fibre attive monofilamento 11 dell'altro fascio, in modo tale da ottenere un tessuto in grado di deformarsi lungo due direzioni ortogonali tra loro.

È opportuno, inoltre, sottolineare che è anche possibile realizzare un involucro esterno 6 costituito da una sola membrana che sia realizzata almeno parzialmente con un materiale composito deformabile a comando tramite l'applicazione di una tensione elettrica, e che sia contemporaneamente in grado di impedire la fuoriuscita del riempitivo interno del cuscino di supporto 3.

Con riferimento alla figura 2, nell'esempio illustrato ciascun elettrodo 13 superficiale è costituito da una maglia in rame distribuita in modo uniforme sulla, o in prossimità della superficie dello strato 9a di materiale composito, mentre le fibre attive monofilamento 11 sono realizzate in un materiale piezoceramico come, per esempio, lo zirconato-titanato di piombo (noto nel settore con la sigla PZT) attualmente prodotto dalla società statunitense CeraNova Corporation.

Con riferimento alla figura 1, il sedile adattativo 1 comprende infine una centralina elettronica 5 di controllo in grado di comandare la membrana attiva 9 di ciascun cuscino di supporto 3 in modo tale da provocarne a comando la deformazione controllata, così da comprimere od espandere il cuscino di supporto 3, variandone di conseguenza forma e rigidezza.

Più in dettaglio, la centralina elettronica 5 è elettricamente collegata agli elettrodi 13 presenti sulla membrana attiva 9 di ciascun cuscino di supporto 3, ed è selettivamente in grado di imporre tra tali elettrodi 13 una differenza di potenziale elettrico determinata, eventualmente anche variabile nel tempo, così da provocare la deformazione delle fibre attive monofilamento 11 e quindi la deforinazione controllata del cuscino.

Con riferimento alla figura 3, supponendo che le fibre attive monofilamento 11 si contraggano quando sono sottoposte ad un campo elettrico e che il cuscino di supporto 3 sia riempito di gas in pressione, la centralina elettronica 5 può attivare, in determinate condizioni d'uso, la membrana attiva 9 in modo tale da ridurre il volume del cuscino provocandone contemporaneamente un aumento della rigidezza. Ovviamente, la riduzione del volume del cuscino di supporto 3 provoca l'affondamento della persona all'interno del sedile, aumentandone la capacità di contenimento .

Vista la notevole velocità di risposta del sistema, la centralina elettronica 5 di controllo eventualmente può essere in grado di pilotare la membrana attiva 9 di ciascun cuscino di supporto 3 anche in funzione dei segnali provenienti da uno o più sensori distribuiti sull'autoveicolo. Per esempio, utilizzando i segnali provenienti da degli accelerometri, all'approssimare del limite di aderenza dell'autoveicolo la centralina elettronica 5 può comandare l'irrigidimento dei cuscini di supporto 3 laterali del sedile, in modo tale da comunicare al guidatore con un appropriato anticipo ed in maniera diretta l'approssimarsi della condizione di pericolo .

In aggiunta a quanto sopra, la centralina elettronica 5 può comandare le membrane attive 9 dei cuscini di supporto 3 in modo tale da eliminare le vibrazioni del telaio che vengono trasmesse dal veicolo al conducente, irrigidendo in maniera alternata ed in controfase con il disturbo alcuni cuscini di supporto 3.

Preferibilmente, ma non necessariamente, la centralina elettronica 5 può comandare le membrane attive 9 dei cuscini di supporto 3 in modo tale da massaggiare il corpo del conducente durante la guida.

Il funzionamento del sedile adattativo 1 sopra descritto ed illustrato è facilmente desumibile da quanto sopra descritto, e non necessita quindi di ulteriori spiegazioni.

I vantaggi del presente dispositivo sono evidenti: il sedile adattativo 1 ha una velocità di risposta notevolmente superiore ad analoghi prodotti attualmente in commercio, inoltre è strutturalmente molto semplice e leggero riducendo drasticamente i problemi di peso ed ingombri .

II sedile adattativo 1 sopra descritto ed illustrato ha inoltre l'ulteriore vantaggio di migliorare il comfort di guida, e di aumentare notevolmente il livello di sicurezza attiva del veicolo. La soglia di attenzione del guidatore viene infatti migliorata tramite l'adattamento istantaneo delle caratteristiche del sedile alle reali condizioni di marcia del veicolo.

Il sedile adattativo 1 con le membrane attive 9 può inoltre essere facilmente integrato con i sistemi di gonfiaggio e sgonfiaggio dei cuscini già noti, aumentando ulteriormente le possibilità di regolazione.

Risulta infine chiaro che al sedile adattativo 1 qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

In particolare, l'involucro esterno 6 di uno o più cuscini di supporto 3 può essere provvisto di due o più membrane attive 9 indipendenti una dall'altra, in modo tale da incrementare ulteriormente le possibilità di regolazione .

Claims (11)

1. R IV E N D I C A Z I O N I 1. Sedile adattativo (1) comprendente un telaio di sostegno (2) ed almeno un cuscino di supporto (3) fissato al telaio di sostegno (2) in modo tale da sostenere la persona che si accomoda sul sedile; il detto almeno un cuscino di supporto (3) comprendendo un involucro esterno (6) ed un riempitivo interno (7), ed il sedile adattativo (1) essendo caratterizzato dal fatto che l'involucro esterno (6) del detto cuscino di supporto (3) comprende mezzi deformanti a comando elettrico (9) i quali sono selettivamente atti a deformane l'involucro esterno (6) in modo tale da variare la geometria del cuscino di supporto (3).
2. 2. Sedile adattativo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una centralina elettronica (5) atta a pilotare a comando i detti mezzi deformanti a comando elettrico (9).
3. 3. Sedile adattativo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi deformanti a comando elettrico (9) comprendono una membrana attiva (9) realizzata almeno parzialmente con un materiale composito deformabile a comando tramite l'applicazione di una tensione elettrica.
4. 4. Sedile adattativo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che la detta membrana attiva (9) è costituita almeno parzialmente da un materiale composito che comprende delle fibre attive (11) realizzate con un materiale avente proprietà piezoelettriche; quando sono sottoposte ad un campo elettrico, le dette fibre attive (11) essendo in grado di deformarsi variando la propria lunghezza in modo tale da.produrre delle deformazioni nel corpo che le ospita.
5. 5. Sedile adattativo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che la detta membrana attiva (9) è costituita almeno parzialmente da uno strato di materiale composito attivo (9a) che comprende almeno un fascio piano (10) di fibre attive (11) annegate in una matrice (12) di materiale polimerico, ed una coppia di elettrodi (13) in materiale elettricamente conduttore posizionati da bande opposte del detto almeno un fascio piano (10) di fibre attive (11); le dette fibre attive (11) essendo fibre monofilamento.
6. 6. Sedile adattativo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che le dette fibre attive (11) si estendono una parallelamente all'altra seguendo una traiettoria sostanzialmente rettilinea.
7. 7. Sedile adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, caratterizzato dal fatto che le dette fibre attive (11) sono realizzate in un materiale piezoceramico, come lo zirconato-titanato di piombo (PZT).
8. 8. Sedile adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto che ciascun detto elettrodo (13) comprende una maglia (13) in materiale elettricamente conduttore disposta sulla, o in prossimità della superficie del detto strato di materiale composito attivo (9a) .
9. 9. Sedile adattativo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'involucro esterno (6) del detto cuscino di supporto (3) comprende una membrana elastica (8) di tenuta, in grado di impedire la fuoriuscita del riempitivo interno (7).
10. 10. Veicolo caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un sedile adattativo (1) come rivendicato in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9.
11. 11. Veicolo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che la centralina elettronica 5 del detto sedile adattativo 1 è in grado di pilotare i detti mezzi deformanti a comando elettrico (9) sulla base di segnali relativi alle condizioni di marcia del veicolo .