CN103010057A - 给车辆座椅提供热的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种加热器,其包括:至少一个载体30,其包括:布置于载体30上的第一电功能层10;布置于载体30上并且与第一电功能层10相接触的第二电功能层20;以及用于将电能施加于加热器的连接至第一电功能层10的一个或多个电导体4;其中加热器包括以下特征中的一个或多个:(1)加热器中的通孔32周围的加热;(2)可变宽度的电功能层以使得加热区域中的电流密度恒定;(3)电连接的多个分离载体30;以及(4)在通孔30周围以及给加热区域150提供相等电流密度的劈分总线。
Description
优先权声明
本申请要求2011年9月21日申请的美国临时专利申请序列号No.61/537,361和2012年5月10日申请的美国临时专利申请序列号No.61/645,297的优先权,这些申请的内容通过参考结合于此。
技术领域
本发明总体上涉及加热器,并且更具体地涉及一种车辆座椅加热器,其将热提供给与加热器中的孔毗邻的区域、多个离散载体、和/或在加热区域两侧提供均匀的电流密度。
背景技术
通常,加热设备包括在附接至能量源时提供热的传导材料。一些加热设备通过将电能施加于遍布加热器延伸的金属线(即铜线)来加热。然而,最近,加热器具有基板层,基板层包括印刷于基板上的正极导电路径和负极导电路径,并且电阻材料在正极导电路径和负极导电路径之间印刷于基板层上,以使得在供电时产生热。这种加热设备的示例在美国专利No.3,287,684、No.4,777,351、No.4,852,228、No.5,432,322、No.6,194,692、No.6,495,809、No.6,884,965、No.7,053,344、No.7,202,444、No.7,284,748、No.7,306,283、No.7,500,536和No.7,741,582中公开,所有这些专利无论如何特意地通过参考结合于此。
在一些情况下,通孔形成为穿过基板,以使得加热器是柔性的并且适合于用于车辆座椅中。然而,在基板中引入通孔已经导致在加热器的切口、通孔、孔隙或其组合周围具有非加热区域,沿着加热器的表面具有温度变化,加热能量降低,或者其组合。而且,在包括风扇、鼓风机或这两者的***中,这些冷点由于穿过通孔的气流而变大。另外,通孔减少了电功能层可用的空间,这减少了可用加热面积、加热效率、加热有效性、或两者。最近,车辆座椅已经开始引入另外的特征以增加乘员舒适性,比如调节至乘员高度和/或长度的可变护腿以使得高个子乘客可伸展座椅部分以支撑其腿部,然而,增加的座椅部分可能不被加热并且乘员会感到这个部分较冷。
将会是具有吸引力的是使加热器包括增大的灵活性同时维持通孔、切口、孔隙、车辆座椅的可移动部件或其组合周围的均匀加热。还将具有吸引力的是使加热器加热紧邻载体中通孔的区域。需要加热器辅助加热穿过载体中的通孔的空气。将具有吸引力的是使加热器部分适应于座椅的运动以使得座椅的延伸区域被加热同时提供较高的耐用性以使得加热器不会由于反复运动而故障。还将具有吸引力的是将电功能层构造为最大化加热区域同时维持用于安装、制造要求或这两者的容差。
发明内容
本教导通过一种加热器令人惊奇地解决了这些需要中的一个或多个,所述加热器包括:至少一个载体,其包括:布置于载体上的第一电功能层;布置于载体上并且与第一电功能层相接触的第二电功能层;以及用于将电能施加于加热器的连接至第一电功能层的一个或多个电导体;其中加热器包括以下特征中的一个或多个:(1)加热器中的一个或多个通孔,其中第一电功能层包括具有第一极性的部分和具有第二极性的部分,它们每个作为所述一个或多个通孔中的至少一个的相对区域的边界,并且第二电功能层布置为使得第二电功能层在相对区域之间连接具有第一极性的部分和具有第二极性的部分以使得所述一个或多个通孔中的所述至少一个周围的区域被加热;(2)导电材料的第一电功能层,其中电功能层包括:具有第一宽度的主导电路径;和次级导电路径,次级导电路径具有相比主导电路径减小的第二宽度,次级导电路径毗邻主导电路径以使得次级导电路径的宽度大致与所述一个或多个加热区域的电流承载要求成比例;(3)其中所述至少一个载体是多个分离载体,并且每个分离载体包括:第一电功能层和第二电功能层;其中所述多个分离加热器中的至少一个连接至将电能供应至加热器的一个或多个电导体,并且其中所述多个分离加热器中的每个电连接以使得在施加电能时每个分离载体产生热;以及(4)载体中的一个或多个通孔,其中第一电功能层具有第一极性的总线部分和第二极性的总线部分,其中第一极性的总线部分、第二极性的总线部分或这两者劈分,以使得具有第一极性的总线部分或第二极性的总线部分之一同时地在所述一个或多个通孔的至少一个周围延伸,从而使得所述一个或多个通孔的所述至少一个基本上由第一极性的总线部分或第二极性的总线部分所包围。
本教导的一个可能实施例包括一种加热器,其包括:载体,载体包括:由导电材料制成的第一电功能层;由电阻材料制成并且与第一电功能层电接触的第二电功能层;用于施加电能以产生热的连接至第一电功能层的一个或多个电导体;以及载体中的一个或多个通孔;其中第一电功能层包括具有第一极性的部分和具有第二极性的部分;其中具有第一极性的部分作为载体中的所述一个或多个通孔的一部分的边界;并且具有第二极性的部分作为载体中的所述一个或多个通孔的相对部分的边界,以使得具有第一极性的部分和具有第二极性的部分定位为彼此相对并且所述一个或多个通孔定位于其间;并且其中第二电功能层(即电阻层)定位为靠近载体中的所述一个或多个通孔并且电连接具有第一极性的部分和具有第二极性的部分以使得载体的定位于所述一个或多个通孔附近的区域(即,在载体中的所述一个或多个通孔与具有第一极性的部分和具有第二极性的部分之间的区域)被加热。
本教导的另一独特方面是一种加热器,其包括:多个分离载体,每个分离载体包括:布置于每个分离载体上的第一电功能层和第二电功能层,以使得在施加电能时每个分离载体产生热;其中所述多个分离载体中的至少一个连接至将电能供应至加热器的一个或多个电导体;并且其中每个分离载体被电连接。
一种加热器,其包括:载体,其具有:一个或多个通孔;第一电功能层;以及第二电功能层;其中第一电功能层包括:外部总线结构和内部总线结构,其中外部总线结构在载体的周边周围延伸并且外部总线结构形成劈分并且在所述一个或多个通孔周围延伸。
本教导的一个独特方面展望了一种加热的座椅,其包括:具有一个或多个沟槽区域的衬垫;这里教导的加热器;以及覆盖加热器、乘员传感器毡、衬垫或其组合的修整层。
本教导的另一独特方面展望了一种加热通孔周围区域的方法,其包括:获得载体,载体包括载体中的至少一个通孔;将第一导电层施加于通孔的至少一部分周围以使得第一电功能层和通孔之间具有没有第一电功能层的区域;将第二电功能层施加于通孔的至少一部分周围以使得第二电功能层和通孔之间具有没有第二电功能层的区域,并且使得第一电功能层和第二电功能层没有接触;将电阻层施加于第一电功能层和通孔之间以及第二电功能层和通孔之间的区域,并且与第一电功能层和第二电功能层都相接触以使得第一电功能层和通孔之间以及第二电功能层和通孔之间的区域的至少一部分包括电阻层;将电能施加至第一电功能层以使得电阻层在通孔周围产生热。
本教导通过提供一种加热器令人惊奇地结束了这些问题中的一个或多个,该加热器包括增大的灵活性同时维持通孔、切除部、孔隙、车辆座椅的可移动部件或其组合周围的均匀加热。本教导提供了加热直接毗邻载体中的通孔的区域的加热器。本教导提供了帮助加热的空气穿过载体中的通孔的加热器。本教导提供了适应于座椅的运动以使得座椅的延伸区域在提供高度耐用性的同时被加热以使得加热器不会由于反复运动而失效的加热器部分。这里教导的加热器构造为使得电功能层最大化加热区域同时维持安装、制造要求或这两者的容差。
附图说明
图1示出这里教导的加热设备的示例;
图2示出图1的一个通孔的特写图;
图3A-B示出如这里讨论的加热器的可能横截视图;
图4示出定位于如这里教导的一个可能车辆座椅上的如这里教导的加热器;
图5示出这里教导的加热设备的另一可能示例;
图6示出本教导的电功能导电路径的可能示例;
图7示出加热设备的一个示例,在通孔周围具有电功能层;
图8示出加热设备的一个示例,多个离散载体部分由一个或多个跳线(jumpers)接合;并且
图9示出与载体连接的跳线的特写图。
具体实施方式
这里给出的解释和图示意在使本领域熟练人员熟悉本发明、其原理及其实际应用。本领域熟练人员能以众多形式采用和应用本发明,如可最好地适合于实际用途的要求。于是,所阐述的本发明的具体实施例不是对教导的穷尽或限制。教导的范围因此不应当参照以上描述来确定,而是替代地应当参照所附权利要求连同这些权利要求所赋予的等同概念的完全范围来确定。所有文章和参考文献(包括专利申请和公开)的公开内容出于所有目的通过参考结合于此。其他组合也是可能的,如将从以下权利要求中发现的,这些也从而通过参考结合于本书面描述中。
本教导基于提供一种改进的加热设备。该加热设备包括至少一个载体。该加热设备可由一个或多个载体构成。优选地,加热设备可由电相通的多个离散载体构成。例如,加热器可包括与一个或多个离散次载体部分电相通的离散主载体部分。离散主载体部分可适配衬垫。优选地,加热器包括与离散主载体部分并列的两个离散次载体部分。离散次载体部分可构造为使得离散次载体部分可适配座椅的垫枕,延伸越过沟槽、适配护腿区域、连接衬垫和背部、延伸越过咬合线(biteline)、或它们的组合。离散主载体部分以及所述一个或多个离散次载体部分可使用将离散主载体部分电气地连接、物理地连接、或以两种方式连接至离散次载体部分的任何设备来电相通。优选地,离散主载体部分以及所述一个或多个次载体部分可使用无机械附接装置(例如,机械紧固件)的设备和/或方法来电相通。优选地,离散主载体部分和离散次载体部分由至少一个跳线连接。
跳线可以是将离散主载体部分物理地连接、电气地连接、或以两种方式连接至一个或多个次载体部分的任何设备。跳线可以是将离散次载体物理地连接且电气地连接至离散主载体并且允许载体相对于彼此移动而没有拉伸离散主载体、离散次载体、跳线或它们的组合的任何设备。例如,跳线可使得离散次载体部分相对于离散主载体部分和/或离散次载体部分上下移动而不会使离散主载体部分和/或离散次载体部分扭曲、拉伸、弯曲出平面或它们的组合。在另一个示例中,当加热器处于非装配位置(uninstalled position)时,跳线可允许离散次载体从离散主载体部分柔软地悬挂。跳线可以具有足够的大小、厚度、宽度或它们的组合以使得足够的电力能通过跳线传输至相邻的载体并且产生热。跳线可具有大约1毫米或更大、大约2毫米或更大、或大约3毫米或更大的宽度,并且第一电功能层可具有基本上相同的宽度。跳线可具有大约10毫米或更小、大约7毫米或更小、或大约5毫米或更小的宽度,并且第一电功能层可具有基本上相同的宽度。
所述一个或多个跳线可由这里教导的任何材料制成。优选地,跳线可由与载体相同的材料制成。更优选地,跳线可在至少一个侧面上包括第一电功能层。甚至更优选地,跳线在一个侧面上包括第一电功能层并且跳线的第一电功能层与离散主载体部分和离散次载体部分的第一电功能层电相通以使得跳线将离散主载体部分与离散次载体部分电连接。最优选地,跳线没有第二电功能层。跳线可包括足够数量的第一电功能层以使得电能可从一个离散载体传输至另一个离散载体以产生热。一个或多个跳线可由提供物理连接和电连接的任何设备和/或方法形成与离散主载体部分、离散次载体部分或两者的连接,并且连接没有机械紧固件、延伸穿过载体的紧固件、增加另外零件的紧固件,或它们的组合。一个或多个跳线可在任何位置处附接至离散主电功能载体、离散次电功能载体或两者,以使得跳线允许电能在其间流通。优选地,跳线附接至离散主电功能载体、离散次载体电功能载体或两者的通路(buss)以使得电能在离散载体之间流通。预期单个跳线可用来形成两个离散载体之间的连接。例如,跳线可具有印刷在两侧上的电功能层并且一侧可以是正极电功能层并且相反侧可以是负极电功能层。一侧可直接附接至每个离散载体并且相反侧可使用另一个第二单侧的跳线、连接器、间接连接器或它们的组合附接至离散载体。
连接可使用超声波焊接形成。超声波焊接可以在足够低的温度下执行以使得除了将跳线结合至载体以外载体不会受到损害或反之亦然。超声波焊接可在不增加外部热源(即,所产生的热仅来自超声波焊接设备的压力和振动)情况下执行。因而,基部材料可以被加热(即,变热),但是除了接触点位置外没有加热至载体的物理性质发生改变(例如,熔化、弯曲、损坏等)的足够高的温度。超声波焊接可指向精确位置以使得载体不会损坏并且仅跳线和第一电功能层、第二电功能层或这两者焊接(例如,熔化、熔合、结合等)。焊接的深度可通过由槽座(nest)(即,底砧)和焊头(sonotrode)(即,角状物)调节施加至跳线和载体的压力量来控制。可施加从大约6,000N/m2至大约350,000N/m2的压力。优选地,可施加从大约13,000N/m2至大约170,000N/m2的压力。更优选地,可施加从20,000N/m2至大约35,000N/m2的压力。焊头可与槽座以正交关系(垂直)使用。焊头可与槽座以基本上平行关系使用。焊头和槽座的关系可控制超声波的振荡方向以及焊接的深度。例如,在焊头和底砧可大致彼此平行时,超声波振荡将会沿着相同的平面(即,竖直振荡)。在另一个示例中,在焊头和底砧相对于彼此正交时,超声波振荡可与焊头平行并且与槽座垂直(水平振荡)。
焊接深度也可通过调节频率来控制。大约5千赫至大约150千赫的频率可用来将电导体附接至载体。优选地,大约15千赫至大约70千赫的频率可用来将电导体附接至载体。更优选地,大约20千赫至大约40千赫的频率可用来将电导体附接至载体。优选地,当使用超声波焊接时,第一电功能层、载体以及跳线变换以使得载体和/或跳线仅在缠结(intertwining)第一电功能层的接触点处熔化在一起以使得电连接形成于这两者之间。加热器可超声焊接至与这里讨论的调节***或壁一起使用的袋,袋可超声焊接在一起,或可用来将加热器超声焊接至另一个制造物件。这可通过使用这里描述的技术来实现以调节深度、高度、频率、压力或它们的组合以将加热器结合至袋、制造物件、跳线或它们的组合。跳线可经由不需要机械紧固件的设备和方法的组合来附接。
跳线可经由导电胶水、导电粘合剂、导电结合剂等或它们的组合(下文称为导电胶水)连接。导电胶水可以是将两个材料结合在一起并且辅助在其间形成导电连接的任何胶水。导电胶水可将不类似的材料结合在一起。例如,导电胶水可将导电材料(例如,铜或银)结合至聚合材料(例如,聚酯树脂、聚酯、聚酯薄膜)。在另一个示例中,除了将导电材料结合至不类似的聚合材料的每个以外,导电胶水可将不类似的聚合材料结合在一起。在使用ASTM D 732测量时,导电胶水在固化时可具有大约0.5MPa或更大、大约1.0MPa或更大、大约1.5MPa或更大的剪切强度。在使用ASTM D 732测量时,导电胶水在固化时可具有大约10MPa或更小、大约8MPa或更小、大约5MPa或更小或大约3MPa或更小的剪切强度。
导电胶水可以是在固化时保持一些柔软性的任何胶水以使得胶水在经受重复的挠曲运动时不会裂开或断开。在使用ASTM D 790测试时,导电胶水在固化时可具有大约10MPa或更大、大约14MPa或更大、或大约17MPa或更大的抗挠强度。在使用ASTM D 790测试时,导电胶水在固化时可具有大约40MPa或更小、大约30MPa或更小、大约20MPa或更小、或大约18MPa或更小的抗挠强度。
导电胶水可在固化时具有一些弹性以使得胶水可与不规则形状表面相符形。导电胶水在固化时可拉长。固化的导电胶水在使用ASTM D638测量时可拉长大约10%或更大、大约20%或更大、或大约25%或更大。固化的导电胶水在使用ASTM D 638测量时可拉长大约100%或更小、大约80%或更小、或大约60%或更小。导电胶水在固化时具有在使用ASTM D 638测量时大约1MPa或更大、大约3MPa或更大、大约5MPa或更大、或大约6.5MPa或更大的抗拉强度。导电胶水在固化时具有在使用ASTM D 638测量时大约20MPa或更小、大约15MPa或更小或大约10MPa或更小的抗拉强度。
优选地,导电胶水在固化时不是脆性的。固化的导电胶水可具有使用Shore A硬度计测量的大约20A或更高、大约40A或更高、或大约60A或更高的硬度。固化的导电胶水可具有使用Shore D硬度计测量的大约100D或更小、大约90D或更小、大约80D或更小、或优选地大约75D或更小的硬度(即,大约70D和大约75D之间)。导电胶水可以在室温下固化以使得载体不经受加热和/或损坏以固化导电胶水。导电胶水可帮助在两个相对的导电层之间形成电接触。导电胶水可帮助在电功能层上形成抗腐蚀。导电胶水可增强电功能层的导电。
导电胶水具有导电性。导电胶水可具有足够的导电性以使得胶水帮助在两个表面之间形成电连接并将表面结合在一起。导电胶水可足够地导电以使得导电胶水具有低的体积电阻率(volume resistivity)并且可用来提高两个相对表面之间的电连接。在使用MIL-STD-883H中的5011.5方法测量时,导电胶水可具有大约1.0Ω×m或更大、大约1.0×10-1Ω×m或更大、优选地大约1.0×10-2Ω×m或更大、更优选地大约1.0×10-3Ω×m或更大、或甚至更优选地大约1.0×10-4Ω×m或更大(即,在大约1.74×10-4Ω×m和大约2.5×10-4Ω×m之间)的体积电阻率。在使用MIL-STD-883H中的5011.5方法测量时,导电胶水可具有大约1.0×10-8Ω×m或更小、大约1.0×10-7Ω×m或更小、大约1.0×10-6Ω×m或更小、或大约1.0×10-5Ω×m或更小的体积电阻率。
导电胶水可包括导电添加物。导电添加物可以是帮助形成电连接的任何添加物。导电添加物可以是这里所讨论的任何导电材料。优选地,导电添加物是铜、银、镍、金、或它们的组合。导电添加物可加入足够的量以使得电连接可形成于两个相对的表面之间。导电添加物可加入足够的量以使得导电添加物帮助形成电连接。导电胶水可包括以重量计大约10%或更多、大约20%或更多、优选地大约30%或更多、更优选地大约40%或更多、或甚至更优选地大约45%或更多的导电添加物(即,以重量计在大约45%至50%之间的导电添加物)。导电添加物可加入足够的量以使得导电添加物帮助形成电连接。导电胶水可包括以重量计大约90%或更少、大约75%或更少、大约60%或更少、或大约45%或更少的导电添加物。可使用的导电胶水的一些示例是可从Panacol购得的Ekecikut 414、可从Hysol购得的Eccobond CA3556HF、以及可从MG Chemicals购得的8331,所有这些为了所有目的通过参考结合于此。
加热器包括载体、第一电功能层、以及第二电功能层。载体可由任何材料制成以使得第一电功能层、第二电功能层或这两者能印刷于载体上。载体可由适合作为加热器的任何材料制成。载体可以是绝缘的。载体可以是耐火的。例如,载体可承受50℃或更高、大约75℃或更高、大约100℃或更高、或甚至大约125℃或更高的温度而载体不会熔化、燃烧、冒烟、或它们的组合。载体可由聚合材料(例如热固树脂或热塑塑料)制成,更具体地为热塑塑料聚合材料。聚合材料可选自于均聚物、共聚物、复合材料或其他材料组合,包括聚酯、聚酰亚胺、聚烯烃(例如,聚丙烯、聚乙烯或其组合)或聚醚酰亚胺的一个或多个。市售材料的示例包括或的一个或多个。载体可由这里教导的任何材料制成,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第0042段的教导,该教导通过参考结合于此。
载体包括周边。周边包括顶缘、底缘、第一侧缘和第二侧缘。载体可包括以下中的一个或多个:缝隙、切口、通孔、切除部、键片、特征,或它们的组合。优选地,切除部定位于载体的周边上。缝隙、切口、通孔、切除部、键片、特征,或它们的组合可定位于载体上的任何位置处。缝隙、切口、通孔、切除部、键片、特征,或它们的组合可以为任何形状和大小以使得它们给载体提供应力释放。关于缝隙、切口、通孔、切除部、键片和特征的其他教导在这里的教导中描述,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第0096、0099、0100、0103、0112和0113段中的教导,这些教导通过参考结合于此。通孔可以是载体的一表面(即,载体的具有最大表面积的部分)中的任何无材料部分。例如,加热器的这个表面是加热器的定位于座椅上位于乘员下面的部分,与乘员传感器相接触,与修整层相接触,或者它们的组合。内部缝隙可视为通孔。外部缝隙和/或切除部不是通孔。通孔在载体中可以为任何大小和形状以使得通孔给载体提供应力释放,以使得载体弯曲并且抵抗由于坐下、膝盖负载、压凹、包、盒、重物或它们的组合所引起的伸展。例如,通孔可以是圆形、椭圆形、方向、十字形状、“T”形、“S”形、菱形、或不同形状孔的组合。载体可包括一个通孔。载体可包括多个通孔。载体可包括载体中的2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、18或者甚至20个通孔。载体可包括大约5个或更多的通孔、大约8个或更多的通孔、大约15个或更多的通孔、或大约20个或更多的通孔。载体可包括大约50个或更少的通孔、大约40个或更少的通孔、或大约30个或更少的通孔。优选地,载体包括载体中的数量在大约10和大约30之间的通孔。通孔可以都具有相同的大小和形状。优选地,通孔的大小、形状或这两者可变。通孔可对称地定位于载体中。例如,通孔能以匹配的方式对称地定位于载体的中心线的相对侧上。通孔可非对称地定位于载体中(即,以不匹配的方式定位于中心线的相对侧上)。
载体包括两个电功能层。优选地,第一电功能层由导电材料制成并且第二电功能层由电阻材料制成。电功能层可通过这里教导的任何已知方法应用,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140的第0046段的那些,这些教导通过参考结合于此。优选地,电功能层通过丝网印刷(screen printing)或使用打印机(例如,喷墨打印机、气泡喷嘴、激光、压电等,或它们的组合)应用。可使用的压电打印头是能打印高粘度墨水(比如这里公开墨水)的任何压电打印头。电功能层可以为任何形状和厚度以使得电功能层传导电能和发热。电功能层可具有如这里教导的厚度,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140的第0046段的那些,这些教导通过参考结合于此。
第一电功能层是导电的(即,导电功能层)。导电功能层可由传导电能的任何材料或材料组合制成。导电层可由纳米墨水(nanoink)制成。导电层可由铜制成。优选地,导电功能层可由银或纳米银制成。导电功能层可由这里教导的任何材料和/或包括如这里教导的材料特性的任何材料制成,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140的第0050至0061段的那些,这些教导通过参考结合于此。可使用的市售铜墨水的示例是可从DuPont购得的CB200铜导体和CB230铜导体。可使用的市售银墨水的示例是可从DuPont购得的5000系列族。更具体地,可从DuPont购得的5064H银墨水。
第二电功能层是电阻层(即,电阻功能层)。电阻层可以是当电能穿过其中时发热的任何材料。优选地,材料将显示正温度系数特性。其可由与碳颗粒(例如,自然碳、石油碳、碳薄片、石墨等)、添加物(例如防发泡、防泡沫、胶粘剂、阻火剂等)、填料(例如,粘土、二氧化钛等)、溶剂(例如,醇基、乙醇基等)或其组合相混合的共聚物粘合剂制成。电阻功能层的其他方面,比如材料特性,能从这里的教导中发现,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140的第0014、0015、0050、0061、0062和0090段的那些,这些教导通过参考结合于此。优选地电阻功能层可由PTC墨水制成,例如DuPont7282族墨水。
电功能层实际上能以任何图案应用至载体。第一电功能层至少包括正极电功能层部分和负极电功能层部分。优选地,第一电功能层施加至载体以使得载体包括正极导电功能层和负极电功能层。正极和负极电功能层每个包括至少一个电极和交叉部分(interdigitated portion)(即,指状件)。正极电功能层和负极电功能层可包括一个或多个电功能路径。电功能路径可以具有任何形状、大小、构造或其组合,以使得当第二电功能层施加至第一电功能层时,产生热。优选地,第一电功能层的形状、大小、构造或其组合能够使得整个加热器的电能分布在加热器的面积上基本上恒定,以使得当第二电功能层施加至第一电功能层时,在加热器的面积上的热基本上相等。更优选地,第一电功能层的形状、大小、构造或其组合能够使得电能分布和加热在毗邻加热器中的通孔的区域中基本上相等并且在加热器的边缘附近产生热(即,热在通孔的边缘的大约1.0mm或更小、大约0.5mm或更小或甚至大约0.1mm或更小的范围内产生)。
电功能层包括一个或多个主电功能路径(即,总线、电极或这两者)。优选地,电功能层包括至少两个主电功能路径。一个或多个的主电功能路径可沿着其长度劈分。优选地,一个或多个的主电功能路径可沿着长度劈分并且大致包围孔隙、空隙、通孔、特征或其组合。更优选地,劈分大致包围和/或包围允许空气穿过如这里所述的载体的孔隙、空隙、通孔、特征或其组合。主电功能层中的劈分可包括在主电功能层的两个或更多部分之间的一个或多个孔隙、空隙、通孔、特征或其组合。所述一个或多个主电功能路径可包括系列的劈分。例如,系列的劈分可沿着主电功能层的长度出现。所述一个或多个主电功能路径可包括系列的大约1个或更多的劈分、大约2个或更多的劈分、大约3个或更多的劈分、大约4个或更多的劈分、大约6个或更多的劈分、或甚至大约8个或更多的劈分。所述一个或多个主电功能路径可包括系列的大约20个或更少的劈分、大约15个或更少的劈分、或大约12个或更少的劈分。优选地,所述一个或多个主电功能路径可包括系列的大约4个至10个之间的劈分。例如,主电功能层可劈分4次以使得载体中的至少4个通孔被大致包围。主电功能路径可同时包围和/或大致包围大约1个或更多、2个或更多、3个或更多、或甚至4个或更多的孔隙、空隙、通孔、特征或其组合。主电功能路径可同时包围和/或大致包围大约10个或更少、大约8个或更少、或大约6个或更少的孔隙、空隙、通孔、特征或其组合。主电功能路径可包括平行的劈分。例如,主电功能路径可劈分为三个部分以使得两个相邻的通孔由在其间穿过的劈分总线所分离,并且一个总线经过每个相应通孔外侧周围。
主电功能路径可具有2个或更多的平行劈分、3个或更多的平行劈分、或者甚至4个或更多的平行劈分。主电功能路径中的平行劈分包括总计宽度。优选地,主电功能路径中的平行劈分的总计宽度保持与主电功能路径中的非劈分部分基本上恒定。例如,主电功能路径中的两个或更多的平行劈分的组合宽度等于或小于主电功能路径在劈分之前、劈分之后或这两者的宽度。更优选地,主电功能路径离电源越远,主电功能路径的宽度越窄,并且主电功能路径中的任何平行劈分具有与劈分之前、劈分之后或这两者的宽度大致相等的总计宽度。主电功能路径的总计平行宽度可小于劈分之前、劈分之后或这两者的宽度。主电功能路径的总计平行宽度可以是任何宽度以使得足够量的电能可供应至加热区域,即使一个电功能路径被损坏也能供应,或者这两者。主电功能层的总计宽度的电流承载能力可大致等于主电功能层的单个宽度、劈分之前的主电功能层、劈分之后的主电功能层、或其组合。经过主电功能路径中的劈分的总计宽度的电量大致等于在劈分之前和之后经过主电功能路径的电量。供应至加热区域的电量可以是在劈分之前、劈分之后和劈分期间相等以使得加热区域处的电量保持恒定。电功能路径的平行宽度可以是任何宽度以使得电功能路径最大化加热面积;电功能路径可安装于空隙、通孔、孔隙、特征或其组合与载体的边缘(例如内部缝隙、外部缝隙、切除部、通孔、特征、周缘或其组合)之间;或者两者,以使得导电路径的数目在加热区域中可最大化以使得加热器加热。
主电功能路径可定位于高应力区域(例如,在乘员下面);靠近形成高应力区域的空隙、孔隙、通孔、特征或其组合;或这两者。主电功能路径中的劈分可在主电功能路径中的一个劈分失败的情况下提供电气路径以使得电力继续延伸穿过主电功能路径。主电功能路径可与载体的外缘(即,载体的外周边)间隔开一个距离。这个距离可以是任何距离以使得穿过主电功能路径的电流不会妨碍周围部件(例如,乘员传感器、鼓风机、或这两者)。这个距离可以是任何距离以使得主电功能路径可经过载体的边缘和空隙、孔隙、通孔、特征或其组合之间。主电功能路径距边缘的平均距离可为大约1mm或更大、大约2mm或更大、或大约3mm或更大。主电功能路径距边缘的平均距离可为大约10mm或更小、大约8mm或更小、或大约6mm或更小。
电功能路径可包括直接和/或间接连接至主电功能路径的一个或多个导电路径。例如,电功能层可包括主导电路径、次级导电路径、三级导电路径等等或其组合,并且主电功能路径直接连接至在一个侧面/端部上的主电功能路径以及在相反的侧面/端部上的次级导电路径。三级电功能路径可连接至次级电功能路径的与主电功能路径相对的侧面和/或端部并且以此类推包括更多路径。电功能层可包括一个或多个宽度。电功能路径的宽度可随着路径远离主电功能路径保持恒定。电功能路径的宽度可随着电功能路径远离主电功能路径变小。电功能路径的宽度可随着电功能路径远离主电功能路径阶梯地变小。例如,主电功能路径可具有第一宽度,第二电功能路径可具有第二宽度,并且第三电功能路径可具有第三宽度。
主电功能路径可具有宽度X。次级电功能路径可具有在大约1.0X和大约0.7X之间的宽度,并且优选地在大约1.0X和大约0.8X之间。三级电功能路径可具有在大约0.8X和大约0.3X之间的宽度,优选地在大约0.7X和大约0.4X之间(即在大约0.65X和大约0.45X之间)。主电功能路径可具有大约3.0mm或更小、大约2.5mm或更小、或大约2.2mm或更小的宽度。主电功能路径可具有大约1.0mm或更大、大约1.2mm或更大、或大约1.4mm或更大的宽度。优选地,主电功能路径可具有在大约3.0mm和大约1.2mm之间的宽度,并且更优选地在大约2.5mm和大约1.4mm之间(即大约2.0mm)。次级电功能路径可具有大约3.0mm或更小、大约2.5mm或更小、或大约2.2mm或更小的宽度。次级电功能路径可具有大约0.8mm或更大、大约1.0mm或更大、或大约1.1mm或更大的宽度。优选地,次级电功能路径可具有在大约2.5mm和大约0.8mm之间的宽度,并且更优选地在大约2.2mm和大约1.3mm之间(即大约2.0mm)。三级电功能路径可具有大约1.5mm或更小、大约1.2mm或更小、或大约1.1mm或更小的宽度。三级电功能路径可具有大约0.5mm或更大、大约0.7mm或更大、或大约0.9mm或更大的宽度。优选地,三级电功能路径可具有在大约1.4mm和大约0.8mm之间的宽度,并且更优选地在大约1.2mm和大约0.9mm之间(即大约1.0mm)。主电功能路径、次级电功能路径、三级电功能路径或其组合可具有沿着每个相应路径的长度变化的宽度。例如,一个路径可开始于大约2.0mm的宽度并且终止于大约1.8mm的宽度。
主电功能路径、次级电功能路径、三级电功能路径或其组合的宽度可沿着相应路径的长度变化大约10%或更大、大约20%或更大、大约30%或更大。主电功能路径、次级电功能路径、三级电功能路径或其组合的宽度可沿着相应路径的长度变化大约100%或更小、大约80%或更小、或大约60%或更小。主电功能路径、次级电功能路径、三级电功能路径或其组合的宽度可沿着相应路径的长度变化以使得施加至加热区域的电流密度保持基本上恒定。例如,每个相应路径的每毫米宽度的电量可沿着相应路径的长度具有相对而言相同的电量(例如,电流在沿着长度测量时在大约20%或更小的范围内、优选地在大约10%或更小的范围内、或更优选地在大约10%或更小的范围内)以使得电流密度沿着电功能层的长度保持基本上恒定。主电功能路径、次级电功能路径、三级电功能路径或其组合的电流承载能力可与每个相应路径的宽度基本上成比例。例如,宽度为10mm的路径可具有大约1安培的电流承载能力,并且宽度为大约5mm的路径可具有大约0.5安培的电流承载能力。每个导电路径的电流承载能力可基于每个路径的宽度、将给定加热区域加热至规定温度所需的电流或者这两者而变化,并且路径的宽度可与给定加热区域所需的电流量基本上成比例以使得所需电流可输送至加热区域。如这里所讨论的,基本上成比例意思是在宽度和/或面积随着所需电流变化时,宽度和/或面积在电流承载要求、电流承载能力或这两者的大约30%或更小的范围内、优选地大约20%或更小、更优选地大约10%或更小。例如,如果给定路径为20mm长和4mm宽并且电流承载能力和在路径开始处施加的电流为1安培并且在20mm的端部处施加的电流为0.9安培,电流承载要求保持沿着路径的长度基本上成比例(即电流在每个的大约10%内)。换言之,在路径远离电源时,可用电量降低并且相应路径的宽度以一个比例降低以使得加热区域的面积最大化,路径宽度保持为实现加热目标所必须那么小,或者这两者。
电功能部分(例如,交替指状件或交叉部分)至少部分地由第二电功能层覆盖以使得在电压施加至第一电功能层时,电子穿过电阻层并产生热。指状件可包括主电功能路径、次级电功能路径、三级电功能路径等或其组合。优选地,指状件是基本上交叉(即形成交替模式以使得可产生热)的正极电功能路径和负极电功能路径的组合。第一和第二电功能层可相对彼此具有任何形状、模式、布置或其组合。第一电功能层可以为大致直线的。第一电功能层可包括曲线。第一电功能层可包括在形成于载体中的通孔和/或孔隙附近横向的部分以使得孔和/或孔隙可被加热。电功能层的模式的其他方面能从这里的教导中发现,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第0011、0014、0015、0061和0102段以及附图1-13中的那些,这些教导通过参考结合于此。第一电功能层和第二电功能层大致作为通孔的边界。
通孔可被加热或未被加热。未被加热的通孔可不包括正极电功能层、负极电功能层、电阻功能层或其组合。未被加热的通孔可没有正极导电层、负极导电层或电阻层。
加热的通孔至少包括导电功能层和电阻功能层。导电层可作为通孔的边界。导电功能层包括正极电功能层部分和负极电功能层部分。例如,第一极性的导电层可基本上作为通孔的一侧的边界,并且第二不同极性的导电层可基本上作为通孔的相对侧的边界以使得通孔定位于具有第一极性和第二极性的电功能层之间。组合起来,这两个导电功能层没有完全包围通孔。例如,这两个导电功能层没有彼此接触和在通孔100%的周围形成层(即没有构成回路)。这两个导电功能层可每个作为通孔的大约10%或更多、大约20%或更多、优选地大约30%或更多、更优选地大约45%或更多、或甚至更优选地大约47%或更多的边界。这两个导电功能层每个作为每个通孔的大约50%或更少、并且优选地每个通孔的大约48%或更少的边界。正极和负极导电功能层可作为不同量通孔的边界。例如,正极导电功能层可作为通孔的大约20%的边界并且负极导电功能层可作为同一通孔的大约75%的边界,或者反之亦然。因而,这两个导电功能层组合起来大致作为每个通孔的边界以使得其边界的少于100%被包围,优选地大约99%或更少被包围,并且更优选地大约95%或更少被包围。这两个导电功能层当加在一起时的总量小于100%,优选地大约99%或更少,更优选地大约95%或更少。这两个导电功能层当加在一起时的总量为每个通孔的边界的大约50%或更多、大约60%或更多、大约70%或更多、优选地大约80%或更多、或更优选地大约85%或更多。
具有第一极性、第二极性或这两者的电功能层可作为每个通孔的大约10%或更多、大约20%或更多、大约30%或更多、大约40%或更多、大约50%或更多、大约60%或更多、大约70%或更多、大约80%或更多、或甚至大约85%或更多的边界。每个通孔由导电功能层作为边界的百分比可由于不同通孔而变化。例如,一个通孔可在其边界的20%周围包括导电功能层,并且相邻通孔可在其边界的70%周围包括导电功能层。具有第一极性的导电功能层和具有第二极性的导电功能层与电阻功能层组合起来可基本上包围通孔。
优选地,导电功能层与电阻功能层的组合包围100%的通孔。更优选地,导电功能层(即相反极性的导电层)经由第二电功能层(即电阻层)电连接以使得在载体中靠近通孔的区域中产生热。在这个构造中,电能和/或电流经由第二电功能层至少部分地在通孔周围流动以使得产生热。加热器可包括覆盖第一电功能层、第二电功能层或这两者的第三层。
第三层可以是保护层。第三层可覆盖加热器的全部或部分。加热器可没有第三层。第三层可在两侧上具有胶粘剂以使得第三层可用来将相邻层布置和/或附接至加热器。第三层可仅在一侧上具有胶粘剂。优选地,第三层在至少一侧上具有胶粘剂。第三层可保护第一电功能层和第二电功能层免受环境状况(例如灰尘、液体或车辆中发现的其他常见物件)的影响。优选地,保护性第三层可选择来抵抗潮气和湿气。因而,第三层可以是潮气不可渗透的。保护性第三层还可很好地符形弯曲表面以使得弯曲表面能得到保护。第三层可以是薄膜、箔、织物、覆层、片材或任何组合。第三层可至少部分地透明,其可至少部分地不透明,其可完全不透明,或其组合。第三层可由在一侧上或两侧上由丙烯酸胶粘剂覆盖或未被覆盖的聚合薄膜(例如聚酯或聚氨脂)制成。第三层可胶粘、层压、粘和(即热层压)到载体上。一个优选的第三层可由Adhesive Research生产的ARClad 8350制成。关于第三层的其他方面的教导能从这里的教导中发现,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第0064、0065、0066、0067、0081、0096、00114、00116和00117段以及附图2A-2B中的那些,这些教导通过参考结合于此。
加热器可包括第四层。第四层可以是胶粘剂薄膜。第四层可用来将一个其他层胶粘至载体。第四层可用来将载体胶粘至座椅。第四层可以是胶粘剂层(例如胶水、膏、胶粘剂喷雾、胶粘剂薄膜、即撕即贴、钩环等)。优选地,第四层可以是即撕即贴薄膜。加热器可以没有第四层。第四层可覆盖载体的全部或部分。关于第四层的其他方面的教导能从这里的教导中发现,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第0064、0065、0066、0067、0081、0096、00114和00116段以及附图2A-2B中的那些,这些教导通过参考结合于此。
加热器可包括第五层。第五层可以是保护层。第五层可以在载体的顶侧上。第五层可以在载体的底侧上。第五层可由编织或非编织材料制成,比如聚酯、羊毛、聚丙烯、人造丝、尼龙、毛织品、亚麻布、棉织品或其任何组合等等。第五层可以是透气的或不透气的。第五层可包括与加热器中的通孔相应的通孔。优选地,第五层是可透气的聚酯、第五层的大小、形状和构造可基本上镜像加热器的大小、形状和构造。第五层可以在载体的两侧上。第五层可以由第四层保持于载体上。优选地,第五层布置和/或附着于载体的印刷侧上。第五层的容积密度(bulk density)可以为大约0.6g/cm3或更小、大约0.4g/cm3或更小、大约0.2g/cm3或更小、或甚至大约0.10g/cm3或更小(即,大约0.15g/cm3至大约0.04g/cm3)。加热器可以没有第五层。第五层可附着至一个或多个的跳线。第五层可附着至每个分离载体且没有附着至跳线。第五层可将所有的分离载体和跳线附着在一起以形成由第五层连接的一个大件。第五层可经由第三层、第四层、分离胶粘剂、分离胶带、分离结合剂或其组合附着至跳线、载体、分离载体或其组合。第五层可将分离载体附着在一起以使得,如果分离载体在相反方向上被牵拉,那么大部分的应力将施加至第五层以使得跳线连接将保持原样。关于第五层的其他方面的教导能从这里的教导中发现,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第0064、0065、0066、0067、0081、0096、00114和00116段以及附图2A-2B中的那些,这些教导通过参考结合于此。
加热器包括附接至第一电功能层的每个极性的电导体。电导体可以是铜导线、银导线、引线、迹线或其组合。电导体可由机械紧固件连接至加热器。电导体可使用低压成型附接至载体。电导体可通过焊接、钎焊、导电胶水或其组合连接至加热器。优选地,电导体经由夹紧电导体的机械紧固件附接至加热器并且经由载体中的孔附接至载体。将电导体附接至载体的附接技术的其他方面能从这里的教导中发现,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第0070、0077、0081和00124段以及附图4A-4B和12A-12B中的那些,这些教导通过参考结合于此。
本教导提供适合于集成入各种制造物件的改进加热器。例如,加热器可集成入或附接至各种制造物件比如建筑物、家具、运输车辆(例如船只、火车、飞机、摩托车、全地形车辆、公交车、雪地车辆或其他)等的载体(例如元件、结构、面板、地板、墙壁等)。可选地,加热器可集成入或附接至运输车辆的各种部件,比如座椅、工作台、镜子或镜子组件(例如后视镜、侧视镜等)、变速杆、面板、搁脚空间、地垫、货仓或床衬垫、窗口、电池或其他部件。本教导的加热器可定位于车辆的任何地方,并且最有利地,具有通常与车辆的乘员相接触的部件,包括扶手、后视镜、用户控制界面、座椅、方向盘或其他。加热器可应用于除车辆之外的其他加热场合(例如,被褥、衣物、头盔、鞋、工具手柄、生长植物、医学用途、药物用途或其他)。
加热器特别适合于集成入机动车辆的座椅。更具体地,加热器适合于与具有或不具有垫枕的座椅部分、具有或不具有垫枕的靠背部分、头枕部分或其组合集成。加热器可包括加热车辆座椅垫枕的分离部分。优选地,加热器包括适合于加热座椅垫枕的分离部分。加热器可包括加热车辆座椅大腿部分的分离部分。加热器可包括随着车辆座椅的可移动大腿部分而移动的分离部分。跳线可附接加热一个或多个垫枕、一个或多个大腿区域、头枕、座椅和靠背或其组合的分离载体。跳线可在这里所讨论的一个或多个区域、沟槽、咬合线或其组合之间延伸并穿过其中,以使得分离的加热器部分电连接并产生热。
加热器可定位于织物层(例如布、皮革、人工皮革等)下面和衬垫、靠背、垫枕、大腿支撑或其组合(例如,用户的泡沫支架)的顶部上。在一个方面中,本教导采用使得其特别适合于用在穿孔皮革座椅盖罩或穿孔人工皮革座椅盖罩下面的结构。这样,本加热器特别有利于与空调座椅(例如通风的、主动制冷和/或主动加热的(比如借助于电热设备或模块))相结合。
车辆的座椅可包括为了乘客舒适而鼓风的一个或多个风扇或鼓风机。例如,鼓风机可使空气远离用户,或鼓风机可将空气朝着用户推动。鼓风机和/或风扇可包括其自己的空调设备,比如电热设备或Pelletier设备。空调设备可用来提供热。空调设备可用来提供冷空气。如这里讨论的加热器可用来提供加热的空气。风扇和/或鼓风机可将空气朝着乘员移动并且加热器可在空气离开加热器的通孔时加热空气。优选地,加热器的通孔附近被加热以使得在加热应用期间当空气从通孔出来时通孔不是冷点。例如,在空气穿过通孔时,通孔周围的热将被移除,并且如果通孔仅被一个导电功能层完全包围,那么通孔温度不能由电阻材料维持。然而,在这里教导的构造中,电阻材料作为通孔的边界并且将热提供给直接毗邻通孔的区域,以使得毗邻通孔的区域和加热器的不包括通孔的区域之间的温度差基本上相似。直接毗邻通孔的区域,优选地在流体穿过通孔时加热流体。直接毗邻通孔的区域和不包括通孔的区域之间的温度差在没有空气穿过通孔时将基本上相等(即,大约1℃至大约5℃)。直接毗邻被加热通孔的区域和不包括通孔的区域之间的温度差在流体穿过通孔时将会是大约8℃或更小、大约5℃或更小、大约3℃或更小、大约2℃或更小、或大约1℃或更小。直接毗邻未被加热通孔的区域和不包括通孔的区域之间的温度差在流体穿过通孔时将会是大约1℃或更大、大约2℃或更大、大约3℃或更大、或甚至大约5℃或更大。
车辆座椅可包括衬垫并且衬垫可包括一个或多个沟槽区域和一个或多个垫枕。优选地,加热器能与这里所讨论的任何沟槽一起使用。沟槽的其他方面能从这里的教导中发现,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第0089、0098、0112和0118段以及附图3中的那些,这些教导通过参考结合于此。衬垫和/或乘员传感器毡可包括一个或多个通孔。所述一个或多个通孔可基本上与加热器中的通孔对准。座椅修整层可包括基本上与加热器中的通孔对准的一个或多个通孔。修整层可包括与加热器的每个通孔对准的多个通孔。优选地,衬垫、加热器和修整层中的通孔基本上对准以使得流体(例如空气)能穿过通孔朝向和/或远离车辆的乘客和/或乘员。如果加热器包括第三层、第四层、第五层或其组合,那么每个相应层可包括一个或多个通孔,所述通孔基本上与载体中的所述一个或多个通孔对准和/或可渗透以使得流体(即空气)可穿过通孔。
还预期,车辆座椅可包括乘员传感器。乘员传感器的其他方面能从这里的教导中发现,包括2011年5月12日申请的美国专利申请No.13/106,140第099和126段的那些,这些教导通过参考结合于此。可与这里的教导一起使用的其他乘员传感器包括通过参考结合于此的美国专利No.5,986,221、No.6,494,284、No.6,906,293、No.7,202,444、No.7,306,283、No.7,500,536和No.7,708,101、美国专利申请公开No.2002/000742、No.2006/162983、No.2007/0215601和No.2007/0290532、以及欧洲专利No.EP1209026的那些。
这里所讨论的加热器可使用如这里所讨论的方法形成。具体地,该方法可用来加热通孔周围的区域、形成具有多个分离载体的加热器、和/或具有改进电流密度的加热器。这些方法包括以下步骤中的一个或多个。获得包括通孔的载体。获得载体并且然后在载体中形成通孔。将第一导电层施加于通孔的至少一部分周围以使得直接毗邻通孔的区域的一部分没有第一电功能层。施加第一电功能层以使得第一电功能层具有第一极性的部分和第二极性的部分。将第二电功能层施加于第一电功能层和通孔之间。将第二电功能层施加于直接毗邻通孔的区域中。施加第二电功能层以使得第二电功能层将具有第一极性的电功能层和具有第二极性的电功能层连接。将电导体连接至导电功能层。将跳线附接至一个或多个的分离载体。将跳线超声焊接至这里所讨论的一个或多个的分离载体。将一个或多个跳线导电地胶粘至一个或多个的分离载体。将电能施加至电导体和/或加热器以使得产生热。
图1示出加热器2。加热器包括第一电功能层10和第二电功能层20。所述第二电功能层20在图中显示位于孔周围,这仅为图示的目的;第二电功能层20将遍布加热器的加热区域。第一电功能层10包括第一极性的电功能部分12以及第二极性的电功能层14。第一电功能层包括第一极性电功能部分12的第一总线16A以及第二极性电功能部分14的第二总线16B。第一极性电功能部分12包括指状件18A并且第二极性电功能部分14包括指状件18B。加热器包括载体30并且载体包括通孔32、内部缝隙34A和切除部36。
图2示出图1所示加热器1的一个通孔32的细节图。通孔包括在一侧上作为通孔32的边界的第一极性电功能部分12以及在通孔32的与第一极性电功能部分12相对的侧面上作为通孔32的边界的第二极性电功能部分14。第二电功能层20作为通孔的边界并且定位于载体30上通孔32与第一极性电功能层12和第二极性电功能层14这两者之间的区域中。第二电功能层20接触第一极性电功能层12和第二极性电功能层14,在它们之间形成电桥(electrical bridge)38。
图3A和3B示出如这里教导的加热器2的可能横截视图。加热器包括载体30。载体30包括第一电功能层10和第二电功能层20。载体包括给第一电功能层10和第二电功能层20提供电能的电连接器4。加热器2包括经由第三层40在第一电功能层10和第二电功能层20上方附接至载体的第五层60。图3A包括***在第三层40和第五层60之间的第四层50。图3A还示出在整个加热器2上方延伸的修整层70。加热器2可置于制造物件(未示出)上方。
图4示出放置于制造物件80上方的加热器2(其示例在图1和5中示出)。制造物件80包括沟槽82。加热器2使用与定位于沟槽中的锚固设备86相连接的附接设备84附接至制造物件80。切除部36与沟槽对准以使得切除部36之间的较薄部分被拉入沟槽82以使得加热器被紧固至制造物件80。加热器2还包括外部缝隙34B。
图5示出如这里所讨论的通孔32的另一细节图。通孔32包括第一电功能层10,其包括第一极性电功能部分12和第二极性电功能部分14。如所示,电流从第一极性电功能部分12流动穿过第二电功能层20(为了图示的目的未示出以使得路径清楚地示出)至第二极性电功能部分14。在电能经过第二电功能层时第二电功能层20产生热。
图6示出导电功能层10的一个可能构造。导电功能层10包括第一极性电功能部分12和第二极性电功能部分14。第一极性电功能部分12和第二极性电功能部分14都分别包括主电功能部分16A和16B。第一极性电功能部分12和第二极性电功能部分14还包括由此延伸的主路径100、次级路径102和三级路径104。主路径100、次级路径102和三级路径104在加热区域150内延伸;如所示,仅为了图示的目的,加热区域不包括第二电功能层20。如所示,第一总线16A和第二总线16B具有宽度(W),主路径具有宽度(WP),次级路径具有宽度(WS),并且三级路径具有宽度(WT)。第一电功能部分和第二电功能部分定位为毗邻载体30中的通孔32,并且第一极性电功能部分12与第二极性电功能部分14相对。为了图示的目的图6显示为无第二电功能层20。
图7示出如这里教导的加热器的另一可能构造。加热器包括载体30,载体30具有贯穿其中延伸的多个通孔32。通孔由第一电功能层10包围。如所示,第一总线16A劈分并且在每个通孔32周围延伸以使得通孔基本上由单个总线16A包围。载体30还包括内部切除部36,并且两侧上的外部切除部36形成载体30中的颈部区域120。第一电功能层10包括相对极性的第一极性电功能部分12和第二极性电功能部分14。第一极性电功能部分12和第二极性电功能部分14经由第二极性电功能部分20连接。
图8示出包括多个载体30的加热器2。加热器包括分离主载体200、两个分离次级载体220、以及将分离次级载体220电连接至分离主载体200的跳线250。如这里所示的分离次级载体220加热车辆座椅的垫枕部分(未示出)。为了图示的目的次级电功能层20未示出于两个分离次级载体220上以使得跳线250及其连接区域清楚地示出。
图9示出跳线250至分离主载体200和分离次级载体220的连接区域240的细节图。
这里所述任何数值包括从下限值到上限值以一个单位为增量的所有数值,只要任何下限值和任何上限值之间具有至少两个单位的间隔。举例来说,如果声明一个过程变量比如举例来说温度、压力、时间等的分量或数值的量是例如从1至90,优选地从20至80,更优选地从30至70,那么其意在比如15至85、22至68、43至51、30至32等的数值在本说明书中被专门地列举。对于小于1的数值,一个单位视为适当地是0.0001、0.001、0.01或0.1。这些仅是意在具体的一些示例并且在所列举的最低数值和最高数值之间的数值的任何可能组合视为以类似的方式在本申请中被专门地声明。
除非另有说明,所有范围包括两个端点以及端点之间的所有数目。与范围相关联地使用的“大约”或“大致”适用于范围的两端。因而,“大约20至30”意在覆盖“大约20至大约30”,至少包括指明的端点。
所有文章和参考文献(包括专利申请和专利公开)的公开内容出于所有目的通过参考结合于此。描述组合的词语“主要由…构成”应当包括所表明的元件、成分、组分或步骤,以及不会本质上影响组合的基本和新颖特性的这种其他元件、成分、组分或步骤。在这里使用来描述元件、成分、组分或步骤的组合的词语“包含”或“包括”还预期主要由元件、成分、组分或步骤构成的实施例。这里通过使用词语“可”,其意在“可”包括的任何所述属性是可选的。
多个元件、成分、组分或步骤能由单个集成的元件、成分、组分或步骤提供。替代地,单个集成的元件、成分、组分或步骤可分割为分离的多个元件、成分、组分或步骤。描述元件、成分、组分或步骤的“一”的公开不是意在排除另外的元件、成分、组分或步骤。
所有文章和参考文献(包括专利申请和专利公开)的公开内容出于所有目的通过参考结合于此。这里公开的任何主题方面在以下权利要求中的省略不是对于这些主题的放弃,也不应当视为发明人不将这些主题视为所公开创新性主题的一部分。
Claims (15)
1.一种加热器,其包括:
a.至少一个载体,其包括:
1.布置于载体上的第一电功能层;
2.布置于载体上并且与第一电功能层相接触的第二电功能层;以及
3.连接至第一电功能层的一个或多个电导体,用于将电能施加于加热器;
其中加热器包括以下特征中的一个或多个:
1)载体中的一个或多个通孔,其中第一电功能层包括具有第一极性的部分和具有第二极性的部分,它们每个作为所述一个或多个通孔中的至少一个的相对区域的边界,并且第二电功能层布置为使得第二电功能层在相对区域之间电连接具有第一极性的部分和具有第二极性的部分以使得所述一个或多个通孔中的所述至少一个的周围区域被加热;
2)一个或多个加热区域,其中第一电功能层是导电材料,并且其中所述一个或多个加热区域限定于两个主电功能路径之间,每个所述主电功能路径包括:
a)具有第一宽度的主导电路径;和
b)毗邻主导电路径的次级导电路径,次级导电路径具有相比主导电路径减小的第二宽度以使得次级导电路径的宽度大致与所述一个或多个加热区域的电流承载要求成比例;
3)其中所述至少一个载体是多个分离载体,并且所述多个分离载体中仅一个分离载体连接至所述一个或多个电导体,并且每个分离载体包括:第一电功能层和第二电功能层;并且其中所述多个分离载体的每一个被电连接以使得在施加电能时每个分离载体产生热;以及
4)载体中的一个或多个通孔,其中第一电功能层具有第一极性的总线部分和第二极性的总线部分,其中第一极性的总线部分、第二极性的总线部分或这两者劈分,以使得具有第一极性的总线部分或第二极性的总线部分之一同时地在所述一个或多个通孔的至少一个的周围延伸,从而使得所述一个或多个通孔的所述至少一个基本上由第一极性的总线部分、第二极性的总线部分或这两者所包围。
2.根据权利要求1的加热器,其中所述载体包括至少两个通孔,并且具有第一极性的部分作为所述一个或多个通孔的大约30%或更多的边界,并且具有第二极性的部分作为所述一个或多个通孔的大约30%或更多的边界,并且第二电功能层在具有第一极性的部分和具有第二极性的部分之间延伸以使得所述通孔周围的区域被加热。
3.根据任一前述权利要求的加热器,其中第一电功能层作为所述一个或多个通孔的少于大约99%的边界。
4.根据任一前述权利要求的加热器,其中所述加热区域还包括三级导电路径,所述三级导电路径的宽度相对于主导电路径和次级导电路径减小以使得三级导电路径的宽度与所述一个或多个加热区域的电流承载要求大致成比例。
5.根据权利要求4的加热器,其中所述主导电路径的宽度为X,所述次级导电路径的宽度在大约1.0X至大约0.8X之间,并且所述三级导电路径的宽度在大约0.65X至大约0.45X之间。
6.根据权利要求4至5任一项的加热器,其中所述主导电路径的宽度在大约3.0mm和大约1.2mm之间(即,2.0),所述次级导电路径的宽度在大约2.5mm和大约0.8mm之间(即,2.0),并且所述三级导电路径的宽度在大约1.2mm和大约0.6mm之间(即,1.0)。
7.根据任一前述权利要求的加热器,其中所述加热器包括两个或更多的分离载体,其中一个分离载体是加热车辆座椅的主要部分的分离主载体,并且一个或更多分离载体是加热车辆座椅的一个或多个垫枕部分、一个或多个大腿区域或这两者的更加分离的次级载体。
8.根据权利要求7的加热器,其中所述主分离载体由至少一个跳线电连接至所述一个或多个分离次级载体,所述至少一个跳线由与所述两个或更多分离载体相同的材料制成,并且其中,所述跳线包括布置于至少一侧上的第一电功能层。
9.根据权利要求7至8的任一项所述的加热器,其中所述至少一个跳线没有附接主分离载体和所述一个或多个分离次级载体的机械附接装置。
10.根据权利要求7至9的任一项所述的加热器,其中所述至少一个跳线使用超声焊接、导电胶粘剂或这两者附接至主分离载体和所述一个或多个分离次级载体。
11.根据任一前述权利要求的加热器,其中具有第一极性的总线部分、具有第二极性的总线部分或这两者在劈分之前具有一宽度,并且其中具有第一极性的总线部分、具有第二极性的总线部分或这两者中的劈分的总计宽度等于或小于劈分之前的宽度,以使得具有第一极性的总线部分、具有第二极性的总线部分或这两者的所述一个或多个通孔周围的总计宽度的电流承载能力基本上等于劈分之前的电流承载能力。
12.一种车辆座椅,其包括:
a.具有一个或多个通孔的衬垫;
b.具有一个或多个通孔的修整层;以及
c.定位于衬垫和修整层之间的任一前述权利要求所述的加热器;
其中衬垫中的所述一个或多个通孔对应于加热器和修整层中的所述一个或多个通孔以使得流体能朝向和/或远离乘员地移动穿过衬垫、修整层和加热器。
13.根据权利要求12的车辆座椅,其中所述车辆座椅包括将空气朝着乘员移动的一个或多个鼓风机,并且载体中的所述一个或多个通孔周围的区域在流体被移动穿过衬垫中的所述一个或多个通孔时被加热以使得流体在朝着乘员行进时被加热。
14.根据权利要求12至13的任一项所述的车辆座椅,其中所述至少一个载体附接至覆盖第一电功能层和第二电功能层的第三层,并且第三层或者包括与载体的所述一个或多个通孔相应的一个或多个通孔或者第三层是可透气的以使得流体穿过第三层。
15.根据权利要求12至14任一项所述的车辆座椅,其中所述座椅包括定位于加热器附近的乘员传感器。
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Granted publication date: 20160120 Termination date: 20210921 |
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