KR101255812B1 - 스티어링 휠용 히터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 스티어링 휠용 히터에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 박막 형태의 면상발열체를 3차원 곡면으로 된 스티어링 휠에 부착하기에 적합하도록 하기 위하여, 소정 패턴의 전도선(30)이 인쇄된 절연필름(21) 상에 카본 페이스트층(22)이 형성되고 상기 전도선(30)에 전류입력 커넥터(40)가 병렬로 연결된 면상발열체에 있어서, 상기 면상발열체는 일정 길이를 가지는 바 형태이고, 가장자리 단부의 복수 개소에 절개부(200)가 형성되며, 상기 전도선(30)은 상기 면상발열체의 가장자리 단부 및 상기 절개부(200)의 단부에서 내측으로 일정 거리 이격 설치된 스티어링 휠용 히터가 제공된다.

Description

스티어링 휠용 히터{HEATER FOR STEERING WHEEL}

본 발명은 자동차의 스티어링 휠에 장착되는 히터에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 자동차의 스티어링 휠의 곡면에 주름 없이 부착될 수 있도록 면상 발열체 상의 복수 개소에 절개부가 형성된 스티어링 휠용 히터에 관한 것이다.

최근 자동차의 편의성을 향상시키기 위한 방안의 하나로 특히 겨울철에 차가워진 자동차의 스티어링 휠을 가열시켜서 쾌적한 운전을 도모하는 기술이 제안되고 있다.

일 예로서, 대한민국 공개특허 제 1997-0040841호(특허문헌 1 참조)는 자동차의 핸들(1) 또는 핸들커버를 따라서 배치된 열선(2)과, 상기 열선(2)의 일단에 접속되며, 자동차의 밧데리(B)로부터 인가되는 전원을 운전자가 임의로 개폐하도록 된 조작스위치(3)를 포함하고, 선택에 따라, 상기 열선(2)과 전기적으로 접속되어 상기 열선(2)과 과열시에 회로를 차단하는 온도조절부(4 또는 5)를 부가한 자동차의 핸들 히팅장치가 제안되었다.

그러나 전기저항에 의해 발열하는 열선을 사용하는 경우, 과열을 방지하기 위한 열 감지 센서를 비롯하여 과열시 전기 공급을 차단을 제어하는 온도조절부를 구비해야 하므로 제조비용이 고가일 뿐 아니라 전기 공급과 차단에 따른 온도 변화폭이 커서 일정하게 유지하기 어렵다는 단점이 있다.

이에 따라 최근에는 별도의 온도 감지센서 등이 필요하지 않고 설정 온도까지 상승하면 저항이 급격하게 상승함으로써 일정한 온도를 유지할 수 있는 PTC(정온도계수;Positive Temperature Coefficient) 히터가 많이 사용되고 있으며, 이 기술과 관련하여 본 출원인은 자동차의 사이드미러에 부착되는 히터로서 PTC 카본 페이스트를 이용한 면상발열체를 국내에 특허출원하여 특허등록(특허문헌 2, 3 참조)한 바 있다.

특허문헌 2, 3과 같이 PTC 카본페이스트를 이용한 면상발열체는 절연기판(필름)에 은이나 동 또는 알루미늄과 같은 전도체를 소정 패턴으로 인쇄하고, 카본 페이스트를 프린팅한 후, 전류입력 단자를 병렬로 연결한 형태의 히터로서, 그 형태는 두께가 얇은 박막 상으로 되어 있는 바, 이에 본 출원인은 이를 자동차의 스티어링 휠에 적용하고자 하였다.

그러나 주지된 바와 같이 스티어링 휠은 도넛 형태로 되는 동시에 단면이 원형으로, 또한 손가락 파지 부분이 굴곡이 진 곡면으로 이루어지는 등, 그 표면이 3차원 곡면으로 되어 있으므로 평판 상의 면상발열체를 부착하기 어려울 뿐 아니라, 부착하더라도 주름이 발생하기 때문에 실제로 스티어링 휠에 적용하는 것이 대단히 어려운 실정이다.

1. 대한민국 공개특허 제 1997-0040841호 공개특허공보 2. 대한민국 등록특허 제 10-0411401호 등록특허공보 3. 대한민국 등록특허 제 10-0672810호 등록특허공보

상기 문제점을 해소하기 위한 본 발명은, 박막 형태의 면상발열체를 3차원 곡면으로 된 스티어링 휠에 부착하기에 적합한 형태의 스티어링 휠용 히터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소정 패턴의 전도선이 인쇄된 절연필름 상에 카본 페이스트층이 형성되고 상기 전도선에 전류입력 커넥터가 병렬로 연결된 면상발열체에 있어서, 상기 면상발열체를 일정 길이를 가지는 띠 형태로 제조하고, 가장자리 단부 복수 개소에는 절개부를 형성하며, 상기 전도선은 상기 면상발열체의 가장자리 단부 및 상기 절개부의 단부에서 내측으로 일정 거리 이격 설치한 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서 상기 절개부는, 면상발열체의 양측 길이 변에 등간격으로 형성되되, 면상발열체의 가장자리에서 내측으로 수직하게 절개된 슬릿과, 상기 슬릿의 입구에서 양측으로 경사지게 절개된 경사 슬릿을 포함한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 절개부는 면상발열체의 길이방향 양측 끝단의 모서리에서 면상발열체의 내측으로 경사지게 절개된 단부 슬릿을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 각 슬릿의 절개 폭은 면상발열체의 내측으로 갈수록 점차 좁아지게 하는 것이 바람직하다.

바람직한 실시예로서 상기 각 절개부 사이에 상기 전도선으로부터 연장된 보조 전도선이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서 상기 면상발열체의 길이 방향의 일측 단부에 절연필름 및 카본페이스트층이 길이방향으로 연장된 연장부가 형성되고, 상기 연장부에 커넥터가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 면상발열체의 복수 개소에 절개부가 형성된 동시에 전도체가 상기 절개부의 슬릿에서 일정거리 이격 설치된 독특한 패턴을 가짐으로써 3차원 곡면을 가진 스티어링 휠에 주름이나 우는 현상 없이 면상발열체 전체 면이 균일하게 부착될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠용 히터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠용 히터의 평면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선을 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠용 히터의 사용상태도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 본 발명의 바람직한 형태의 구조를 예시하고 이에 기하여 본 발명을 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 예시된 형태만으로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위는 예시된 형태의 통상적인 변경이나 균등물 내지 대체물까지 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠용 히터의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠용 히터의 평면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선을 절개한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스티어링 휠용 히터의 사용상태도이다.

특허문헌 2, 3에 나타난 바와 같이 PTC 카본페이스트를 이용한 면상발열체는 PET 또는 PI(폴리이미드) 필름과 같은 절연 필름 상에 은, 구리, 알루미늄과 같은 전도성 필름을 코팅한 뒤, 에칭(etching) 기법에 의해 소정 패턴으로 형상화 한 다음, 그 위에 PTC 카본페이스트를 적층한 것이다.

이러한 제조방법을 통해 도 3과 같이 절연필름(21) 상에 전도선(30)이 인쇄되고, 그 위에 카본페이스트층(22)을 형성한 면상발열체를 제조할 수 있다. 부가적으로 면상발열체(20)는 카본페이스트층(22) 상에 접착제를 도포한 접착층(50)을 형성함으로써 접착층(50)에 의해 스티어링 휠에 면상발열체가 부착될 수 있으며, 이때 상기 접착층(50) 표면에는 접착층(50)을 보호하기 위한 통상의 이형지(60)가 부착된다.

도 1 및 도 2를 참조하는 바와 같이 상기 면상발열체(20)를 스티어링 휠에 부착하기 위해, 면상발열체(20)는 일정 길이를 가지는 띠 형태로 제조되고, 가장자리 복수 개소에는 절개부(200)가 형성된다.

상기 절개부(200)는 도 2와 같이 면상발열체(20)의 양측 길이 변에 등간격으로 복수 개 마련되되, 면상발열체(20)의 가장자리에서 내측으로 수직하게 형성된 슬릿(201)과, 상기 슬릿(201)의 입구에서 양측으로 경사지게 절개된 한 쌍의 경사 슬릿(202)을 포함하여, 흡사 삼지창과 같은 형태로 되어 있다.

또한, 상기 절개부(200)는 상기 면상발열체(20)의 길이방향 양측 단부의 모서리 부분에서 내측으로 경사지게 절개된 단부 슬릿(203)을 더 포함할 수 있다.

스티어링 휠의 표면이 도넛 형태인 점을 고려하여 상기 각 슬릿(201)(202)(203)의 절개 폭은 면상발열체(20)의 가장자리에서 내측으로 갈수록 점차 좁아지게 설계하는 것이 바람직한데, 그 이유는 도 4를 참조한 아래의 설명으로 명확해질 것이다.

도 4는 스티어링 휠(10)의 정면 및 부분 확대도로서 도 4와 같이 스티어링 휠(10)은 도넛 형태로 되고 단면이 원형으로 되어 있는 주지의 형상을 갖는다. 따라서 면상발열체(20)를 스티어링 휠(10)의 바깥쪽 부분에 길이방향으로 부착하면, 면상발열체(20)가 절개부로 인해 스티어링 휠(10)의 곡면을 따라 주름 없이 부착될 수 있고, 이때 일정한 폭을 가진 슬릿(201)(202)들은 상호 맞붙게 된다. 물론 상기 슬릿들의 절개 폭의 정도는 스티어링 휠(10)의 직경이나 곡면의 곡률에 따라 적의 설계될 수 있다.

도 2와 같이 상기 전도선(30) 패턴은 상기 면상발열체(20)의 가장자리 단부를 비롯하여 상기 절개부(200)의 가장자리 단부에서 면상발열체 내측으로 일정 거리 이격되어 있다.

이때 상기 각 절개부(200) 사이에는 카본페이스트층(22)의 면적이 면상발열체(20)의 가장자리보다 비교적 넓게 분포되어 있으므로 설정온도까지 상승하는데 시간이 지연되거나 설정온도에 미치지 않을 수 있다. 따라서 각 절개부(200) 사이에 상기 전도선(30)으로부터 연장된 보조 전도선(31)을 임의 패턴, 즉 각 전도선(31)들이 일정한 간격을 유지할 수 있도록 하면, 면상발열체(20) 전체 면이 일정한 온도로 발열되는 동시에 각 부분의 온도 상승 시간도 균일하다.

상기 각 전도선(30)들은 전류가 입력되는 한 쌍의 커넥터(40)와 병렬로 연결되는데, 커넥터(40)가 설치된 부분이 다른 부분과 함께 균일하게 발열되도록 하기 위해서는, 면상발열체(20)의 길이 방향의 일측 단부에 면상발열체(20)를 길이 방향으로 연장시킨 연장부(210)를 형성하고 상기 커넥터(40)를 상기 연장부(210)에 설치하여도 좋다.

이와 같은 구성에 따르면, 상기 전도선(30)은 전류를 입력하기 위한 한 쌍의 커넥터(40)와 함께 병렬로 연결되어 있기 때문에 양측 커넥터(40)에 전류를 인가하면 카본페이스트층(22)이 발열하게 되고, 카본페이스트층(22) 발열시 설정 온도까지 상승하면 저항이 급격하게 상승하여 전류 흐름을 차단함으로써 설정온도 이상 상승하지 않게 된다.

상기에서는 본 발명의 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 실시예들의 구성요소 일부를 변경, 혼합하는 등, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그러한 변형 실시는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10... 스티어링 휠 20... 면상발열체
21... 절연필름 22... 카본페이스트층
30... 전도선 40... 커넥터
50... 접착층 60... 이형지
200... 절개부 201... 슬릿(slit)
202... 경사슬릿 203... 단부슬릿
210... 연장부

Claims (6)

1. 소정 패턴의 전도선(30)이 인쇄된 절연필름(21) 상에 카본 페이스트층(22)이 형성되고 상기 전도선(30)에 전류입력 커넥터(40)가 병렬로 연결된 면상발열체로 이루어진 스티어링 휠용 히터에 있어서,
   상기 스티어링 휠용 히터는 일정 길이를 가지는 띠 형태이고, 가장자리 단부의 복수 개소에 절개부(200)가 형성되며,
   상기 전도선(30) 패턴은 상기 스티어링 휠용 히터의 가장자리 단부 및 상기 절개부(200)의 단부에서 내측으로 일정 거리 이격 설치되고,
   상기 절개부(200)는, 스티어링 휠용 히터의 양측 길이 변에 등간격으로 형성되되,
   스티어링 휠용 히터의 가장자리에서 내측으로 수직하게 절개된 슬릿(201)과, 상기 슬릿(201)의 입구에서 양측으로 경사지게 절개된 한 쌍의 경사 슬릿(202)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠용 히터.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 절개부(200)는, 스티어링 휠용 히터의 길이방향 양측 단부의 모서리에서 스티어링 휠용 히터의 내측으로 경사지게 절개된 단부 슬릿(203)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어링 휠용 히터.
   
4. 청구항 1 또는 3에 있어서,
   상기 각 슬릿의 절개 폭이 스티어링 휠용 히터의 가장자리에서 내측으로 점차 좁아지게 된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠용 히터.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 각 절개부 사이에 상기 전도선(30)으로부터 연장된 보조 전도선(31)이 더 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠용 히터.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 스티어링 휠용 히터의 길이 방향의 일측 단부에 면상발열체가 연장된 연장부(210)가 형성되고, 상기 연장부(210)에 커넥터(40)가 형성된 것을 특징으로 하는 스티어링 휠용 히터.
   

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