KR101804985B1 - 면상발열체를 이용한 차량용 시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 면상발열체를 이용한 차량용 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일한 발열이 가능한 면상발열체를 차량용 시트에 적용한 면상발열체를 이용한 차량용 시트에 관한 것이다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트는 전류가 공급되면 발열되고, 0.1 내지 3.00mm의 지름으로 구성되는 와이어를 망상으로 형성하는 면상발열체; 및 상기 면상발열체의 외부를 감싸는 단열재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

면상발열체를 이용한 차량용 시트{Car seat using planar heater}
본 발명은 면상발열체를 이용한 차량용 시트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일한 발열이 가능한 면상발열체를 차량용 시트에 적용한 면상발열체를 이용한 차량용 시트에 관한 것이다.
자동차에는 운전자나 승차자가 편안히 운전하고 승차할 수 있도록 착석할 수 있는 자동차용 시트(seat)가 자동차 내부에 구비된다.
이러한 자동차용 시트는 피혁이나 면등의 천연소재나 폴리에스테르,나이론 등의 합성수지로 제조되는 시트커버와 편안한 착석 및 사고시 승차자를 보호하기 위한 쿠션이 있는 쿠션부재로 구성된다.
산업이 점차 발달하면서 자동차 산업도 지속적으로 발달하여 자동차의 주행성능 뿐만아니라 운전자나 승차자의 승차감을 위해 더욱 안전하면서도 편리하고 안락한 자동차용 시트가 많이 개발되고 판매되고 있다.
최근에는 겨울철의 자동차 내부의 낮은 온도로 탑승자가 자동차용 시트에 착석할 경우 체온이 낮아지고 자동차를 시동하여 히터를 작동시켜 온풍기를 가동하게 되어도 자동차 실내가 따뜻하게 되는데 많은 시간이 걸리는 불편함을 없애기 위해 자동차용 시트에 발열기능을 부여한 자동차용 시트가 개발되었다.
종래의 자동차용 시트의 발열기능은 구리선, 또는 은 등의 전도성이 있는 금속와이어 형태의 발열체가 내장되어 그 위를 스폰지나 합성수지를 이용한 쿠션 층 또는 원단 및 부직포 층이 감싸고 있는 형태로써 그 사용은 자동차의 커버 내의 패드형식으로 부착되어 있는 형태로 되어있다.
상기의 발열체를 도 1과 같이, 구리선, 또는 은 등의 전도성이 있는 금속와이어로 구성한 형태의 경우에는 금속와이어가 시트의 전반에 분포되지 못하여 발열기능이 제대로 발휘되지 않고, 전원 공급 시 균일한 전원 공급이 어려워 저항이 높은 곳에 부분적으로 번아웃(열화, burn out) 현상이 발생하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제 10-2004-0035429호
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 굵기와 소재가 다른 와이어를 사용하여 면상 전체에 균일한 전류가 흐름으로 인해 균일한 발열이 가능하도록 한 면상발열체를 적용하여, 전류가 정밀 제어되고 과부하나 번아웃 현상이 없는 안전성이 높은 차량용 시트를 제공하는 것이다.
발명이 해결하고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위한 것으로, 본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트는 전류가 공급되면 발열되고, 0.1 내지 3.00mm의 지름으로 구성되는 와이어를 망상으로 형성하는 면상발열체; 및 상기 면상발열체의 외부를 감싸는 단열재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트는 면상 전체에 균일한 전류가 흐르는 면상발열체를 이용하여 차량용 시트의 균일한 발열이 가능하여 과부하나 열화가 없는 안전성이 높은 면상발열체를 이용한 차량용 시트를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 면상발열체를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에서의 차랑용 시트에 이용되는 면상발열체 일실시예를 도시한 도면이다,
도 4는 본 발명에서의 차량용 시트에 이용되는 면상발열체 다른 일실시예를 도시한 도면이다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
본 발명인 면상발열체를 이용한 차량용 시트는 도 2에 도시된 바와 같이, 와이어를 망상으로 형성한 면상발열체(200)와 상기 면상발열체(200) 외부를 감싸고 있는 단열재(300)를 포함하여 구성된다.
먼저, 본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트(100)는 면상발열체(200)가 마련된다. 상기 면상발열체(200)는 와이어를 경사와 위사로 공급, 직조하여 망상(메쉬) 구조로 구성된다.
상기 면상발열체(200)는 본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트의 발열이 가능하도록 한다.
상기 면상발열체(200)는 차량용 시트 내에서 발열이 가능하도록 하기 위하여, 여러가지 방법으로 구성될 수 있으며, 예를 들면 도 3의 제 1면상발열체(400) 또는 도 4의 제 2면상발열체(500)와 같이 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1면상발열체(400)는 망상구조의 제 1와이어부(410)와, 상기 제 1와이어부(410) 망상의 크기보다 상대적으로 큰 망상으로 함께 직조하여 형성되는 제 2와이어부(420)와, 상기 제 1와이어부(410) 또는 상기 제 2와이어부(420)와 연결되어 전원을 공급하는 모듈부(13)를 포함하여 구성된다.
상기 제 1와이어부(410)는 도 3에 도시된 바와 같이, 와이어를 경사와 위사로 공급, 직조하여 메쉬형상으로 구성되며, 전원을 공급받아 면상발열체의 발열이 수행되도록 하는 역할을 한다.
상기 제 1와이어부(410)를 구성하는 와이어는 금속열선으로 사용되는 소재 또는 전기전도성 열선을 합성수지로 코팅 또는 압출한 열선 소재 등이 사용되어 질 수 있다.
상기 제 1와이어부(410) 소재의 일례로는 경량화, 내식성, 유연성, 내구성이 높은 스테인리스강(Stainless steel, STS)이 사용되어질 수 있다.
상기 제 1와이어부(410)는 메쉬(망상)구조 밀도를 조절하여, 면상 전체의 전류 분산 조절이 가능하다.
상기 제 1와이어부(410)는 발열량 및 열화 방지 등을 고려하여 0.1 내지 3.00mm의 지름으로 구성되는 와이어를 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 제 1면상발열체(400)는 제 2와이어부(420)가 마련된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2와이어부(420)는 상기 제 1와이어부(410)의 일부와 연결되며, 상기 제 1와이어부(410)에 비해 상대적으로 큰 메쉬(망상) 구조를 갖도록 형성된다.
상기 제 2와이어부(420)는 상기 제 1와이어부(410)의 일부 와이어를 상기 제 2와이어부(420)의 와이어로 대체하여 직조하거나, 상기 제 1와이어부(410)에 상기 제 2와이어부(420)를 별도로 부착되는 등 다양하게 설계 가능하다.
상기 제 2와이어부(420)는 상기 제 1와이어부(410)의 와이어에 비해 전기저항이 낮게 구성된다. 이는, 상기 제 2와이어부(420)를 통하여 빠르게 흐른 전류를 제 1와이어부(410)에 전달하여 전체적으로 균일한 발열이 일어나도록 하기 위함이다.
상기 전기저항의 조절은 상기 제 2와이어부(420)를 구성하는 와이어의 소재를 전기저항이 낮은 소재로 실시하거나, 소재는 동일 시 하되 와이어의 두께(굵기)를 달리하여 조절할 수 있다.
상기 와이어의 소재를 달리하여 전기저항을 조절할 경우 상기 제 2와이어부(420)는 도전성 와이어를 이용하여 전류가 전체적으로 빠르게 흐르도록 한다.
예를 들어 제 2와이어부(420)는 상기 제 1와이어부(410)를 스테인리스강 와이어로 구성할 경우, 보다 전기저항이 낮은 소재인 구리, 니켈 등의 도전성 와이어로 구성될 수 있으며 이는 다양하게 설계 변경 가능하다.
상기 제 1와이어부(410)를 구성하는 스테인리스강에 비하여, 상기 제 2와이어부(12)를 전기저항이 낮은 구리, 니켈 등의 도전성 와이어를 사용하여 구성함으로써 전류의 흐름을 보다 빠르게 하여 전체적으로 균일한 발열이 가능하도록 한다.
상기 제 2와이어부(420)는 전류의 흐름을 보다 빠르게 하여 전체적으로 균일한 발열이 가능하도록 하는 동시에, 발열 소재를 사용할 경우 발열체로서의 역할 또한 수행할 수 있다.
또 다른 방법으로, 상기 제 2와이어부(420)를 구성하는 와이어의 두께를 상기 제 1와이어부(410)를 구성하는 와이어의 두께(굵기)보다 두껍게(넓게)하여 구성함으로써 전류의 흐름을 보다 빠르게 하여 전체적으로 균일한 발열이 가능하도록 한다.
상기 모듈부(430)는 전극부재를 포함하여 구성되며, 상기 전극 부재에 전원접속 단자 등이 부착된다.
상기 모듈부(430)는 제 1와이어부(410) 또는 제 2와이어부(420)의 일측에 구비되어, 전원을 공급하여 전류가 흐를 수 있도록 한다.
상기 모듈부(430)에 대한 구성은 면상발열체의 용도인 의류, 난방장치, 가전제품, 축산용 설비 등 적용되는 목적에 따라 다양하게 설계변경 가능하다.
그리고, 상기 면상발열체(200)는 도 4에 도시된 바와 같이, 도전성 페이스트를 포함하는 제 2면상발열체(500)으로 구성될 수 있다. 상기 도전성 페이스트를 이용한 제 2면상발열체(500)는 망상구조의 제 1와이어부(510)와, 상기 제 1와이어부(510) 상에 일정한 패턴을 형성하는 패턴부(520) 및 상기 와이어부(510) 또는 패턴부(520) 중 적어도 어느 하나와 연결되어 전원을 공급하는 모듈부(530)를 포함하여 구성된다.
상기 제 2면상발열체(500)는 제 1와이어부(520)가 마련된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1와이어부(520)는 와이어를 경사와 위사로 공급, 직조하여 메쉬 형상으로 구성된다.
상기 제 1와이어부(520)는 전원을 공급받아 본 발명인 면상발열체의 발열이 수행되도록 하는 역할을 한다.
상기 제 1와이어부(520)를 구성하는 와이어는 상술한 기능을 위해 어떠한 소재도 가능하며, 금속열선으로 사용되는 소재 또는 전기전도성 열선을 합성수지로 코팅 또는 압출한 열선 소재 등이 사용되어질 수 있다.
상기 제 1와이어부(510)의 소재의 일례로는 경량화, 내식성, 유연성, 내구성이 높은 스테인리스강(Stainless steel, STS)이 사용되어질 수 있다.
상기 제 1와이어부(510)는 메쉬(망상)구조 밀도를 조절하여, 면상 전체의 전류 분산 조절이 가능하다.
다음으로, 상기 제 2면상발열체(500)는 패턴부(520)가 마련된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 패턴부(520)는 상기 제 1와이어부(510) 상의 일부에 일정한 패턴을 가지며 형성된다.
상기 패턴부(520)는 상기 제 1와이어부(510)상에 도전성 페이스트를 도포, 함침하거나 인쇄하는 등 다양하게 설계 가능하다.
상기 패턴부(520)는 상기 제 1와이어부(510)에 비하여 전기저항이 낮도록 구성된다. 이는, 상기 패턴부(520)를 통하여 전류를 빠르게 흘려 제 1와이어부(510)에 전달하여 전체적으로 균일한 발열이 일어나도록 하기 위함이다.
상기 전기저항의 조절은 상기 패턴부(520)를 구성하는 도전성 페이스트를 상기 제 1와이어부(510)에 비하여 전기저항이 낮은 소재를 포함하는 도전성 페이스트로 하여 조절할 수 있다.
즉, 상기 패턴부(520)는 제 1와이어부(510)와 소재를 달리하여 전기저항 계수가 낮은 도전성 페이스트로 상기 제 1와이어부(510) 상에 패턴을 형성함으로써 전류가 전체적으로 신속하게 흐르도록 한다.
예를 들어, 상기 패턴부(520)는 상기 제 1와이어부(510)를 스테인리스강 와이어(STS)로 구성할 경우, 보다 전기저항이 낮은 소재인 구리, 니켈 등을 포함하는 도전성 페이스트로 구성될 수 있으며, 이는 다양하게 설계변경 가능하다.
상기 제 1와이어부(510)를 구성하는 스테인리스강에 비하여, 상기 패턴부(520)를 전기저항 계수가 낮은 구리, 니켈 등의 도전성 페이스트로 패턴을 형상하여 전류의 흐름을 보다 신속하게 전달해 전체적으로 균일한 발열이 가능하도록 한다.
상기 패턴부(520)는 전류의 흐름을 보다 신속하게 하여 균일한 발열이 가능하도록 하는 동시에, 발열 소재를 사용할 경우 발열체로서의 역할 또한 수행할 수 있다.
또한, 상기 패턴부(520)의 패턴은 상술한 기능을 위해 계단형, 십자형 등 어떠한 패턴 형상으로든 다양하게 설계변경 가능하다.
*상기 모듈부(530)는 전극부재를 포함하여 구성되며, 상기 전극 부재에 전원접속 단자 등이 부착된다.
상기 모듈부(530)는 제 1와이어부(510) 또는 패턴부(520) 중 적어도 어느 하나의 일측에 구비되어, 전원을 공급하여 전류가 흐를 수 있도록 한다.
상기 모듈부(530)에 대한 구성은 면상발열체의 용도인 의류, 난방장치, 가전제품, 축산용 설비 등 적용되는 목적에 따라 다양하게 설계변경 가능하다.
다음으로, 본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트(100)는 단열재(300)가 마련된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 단열재(300)는 상기 면상발열체(200)의 외부를 감싸는 형태로 형성된다.
상기 단열재(300)는 단열특성을 가지는 어떠한 소재든 사용 가능하며, 본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트(100)의 외부와의 열교환을 차단하여, 열 손실을 최소화하는 효과가 있다.
본 발명의 면상발열체를 이용한 차량용 시트(100)는 상기 면상발열체(200)의 온도를 감지하는 센서부, 상기 센서부로 온도를 감지하여 온도 조절이 가능하도록 하는 제어부, 사용자의 보다 편안한 승차감을 위한 쿠션부 등이 더 포함될 수 있으다.
하기에서는 상기와 같이 구성되는 발명의 작용에 대하여 설명한다.
먼저, 도 3의 제 1면상발열체(400)를 이용한 차량용 시트(100)는 사용자가 착석하여 전원을 공급하면, 상기 제 1면상발열체(410)의 전극 부재를 통해 전류가 흐른다.
상기 전류는 상기 모듈부(430)의 일측을 통하여, 전기저항이 낮은 제 2와이어부(420)로 전달되고, 상기 제 2와이어부(420)의 와이어 일측에 전달된 전류는 상기 제 2와이어부(420) 전체로 전달된다. 상기 제 2와이어부(420)가 발열 가능한 소재로 구성될 경우, 전류의 흐름과 동시에 발열된다.
상기 제 2와이어부(420) 전체로 전달된 전류는 상기 제 2와이어부(420)와 연결된 상기 제 1와이어부(410) 일측을 통해 상기 제 1와이어부(410) 전체로 전달된다. 상기 제 1와이어부(410)는 전류가 전달될 시 전류의 흐름과 동시에 발열되어 면상발열체(500)로서의 역할을 수행하게 되고, 상기 단열재(300)에 의해 열손실이 최소화된다.
다음으로, 도 4의 제 2면상발열체(500)를 이용한 차량용 시트(100)는 사용자가 착석하여 전원을 공급하면, 상기 제 2면상발열체(510)의 전극 부재를 통해 전류가 흐른다.
상기 전류는 상기 모듈부(530)의 일측을 통하여, 전기저항이 낮은 패턴부(520)로 전달되고, 상기 패턴부(520)의 일측에 전달된 전류는 상기 패턴부(520) 전체로 전달된다. 상기 패턴부(520)가 발열 가능한 소재로 구성될 경우, 전류의 흐름과 동시에 발열된다.
상기 패턴부(520) 전체로 전달된 전류는 상기 패턴부(520)와 연결된 상기 제 1와이어부(510) 일측을 통해 상기 제 1와이어부(510) 전체로 전달된다. 상기 제 1와이어부(510)는 전류가 전달될 시 전류의 흐름과 동시에 발열되어 면상발열체(500)로서의 역할을 수행하게 되고, 상기 단열재(300)에 의해 열손실이 최소화된다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명진주의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다 는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100. 차량용 시트 500. 제 2면상발열체
200. 면상발열체 510. 제 1와이부
300. 단열재 520. 패턴부
400. 제 1면상발열체 530. 모듈부
410. 제 1와이어부
420. 제 2와이어부
430. 모듈부

Claims (2)

  1. 전류가 공급되면 발열되고, 0.1 내지 0.3mm의 지름으로 구성되는 와이어를 망상으로 형성하는 면상발열체; 및
    상기 면상발열체의 외부를 감싸는 단열재;를 포함하고,
    상기 면상발열체는,
    전원이 공급되면 발열되고, 규칙적인 크기로 형성되는 망상구조의 제 1와이어부;
    상기 제 1와이어부 상에 상기 제 1와이어부의 망상보다 상대적으로 큰 망상의 도전성 페이스트를 일정한 패턴으로 형성하는 패턴부; 및
    상기 제 1와이어부와 상기 패턴부에 전원을 공급하는 모듈부;를 포함하고,
    상기 패턴부는 상기 제 1와이어부에 대해 상대적으로 전기저항계수를 낮게 형성되고, 상기 제 1와이어부에 대해 상기 패턴부를 통하여 신속하게 전기가 전체적으로 전달되어 상기 제 1와이어부에 의해 고르게 발열되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 차량용 시트.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1와이어부는 스테인레스강(Stainless Steel, STS)으로 구성되고,
    상기 패턴부는 구리, 니켈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 도전성 페이스트로 구성되는 것을 특징으로 하는 면상발열체를 이용한 차량용 시트.
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