JP2007305579A - 平坦な発熱体 - Google Patents

Abstract

【課題】機械的負荷によっても作動が妨害されない発熱体を提供する。
【解決手段】発熱体（１）は加熱すべき面の近傍に配置するための少なくとも一つの平坦な発熱抵抗（１８）と、少なくとも縦長の接触領域（２００）において少なくとも部分的に互いにかつ発熱抵抗（１８）と接続している少なくとも二つの接触導体線（３，３’）を有する発熱抵抗（１８）に電流を供給するための少なくとも一つの電極（４）とを有する。電極（４）及び／又は接触領域（２００）に沿った接触導体線（３，３’，３’’，３’’’，３’’’’，３’’’’’）の少なくとも一つが少なくとも部分的に電極（４）及び／又は接触領域（２００）の延伸方向に対して平行である延伸方向を有する少なくとも一つの箇所において少なくとも一つの別の接触導体線（３，３’，３’’，３’’’，３’’’’，３’’’’’）が少なくとも部分的に前記延伸方向に対し角度をなす延伸方向を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、独立請求項の前文に記載の、とりわけ車両の客室内のユーザと接触する面を加熱するための平坦な発熱体、とりわけ車両のためのシートならびに車両に関する。

特許文献１および特許文献２から、それぞれ対向する面にある平坦な発熱抵抗が接触導体によって電気的に接続されている電気発熱体が公知である。発熱抵抗と接触導体の間にできるだけ多くの接点を確保するために、かつ前記接触導体を機械的負荷に対してより堅固にするために、発熱導体は波状にまたは互いに組み合わせられて前記発熱抵抗に取り付けられている。しかしながら公知の接触導体タイプが提供することのできる機械的最大応力よりも、さらに高い機械的最大応力を必要とする場合があるということが明らかになった。

独国特許出願公開第４１０１２９０Ｃ２号明細書 欧州特許出願公開第０９３９５７９Ｂ１号明細書

したがって従来技術を改善するために、独立請求項に記載の発熱体、シートおよび車両が提案されている。

さらなる有利な実施形態は、従属請求項および詳細な説明から明らかになる。

接触導体線破損を詳細に評価したことにより、その延伸部（Verlauf）の極値での、または頂点での破損の可能性が、他の領域においてよりも明らかに高いということが判明した。これは、その種の極値領域にある前記接触導体線が接触領域または電極に対して略平行に延伸しているという点のためである。ここでは接触導体が負荷を避ける可能性は僅かしかない。本願の請求項１に記載の発熱体は、異なる接触導体線の破損可能性(Ausfallwahrscheinlichkeit)がより高い領域が直接隣あって配置されるということを回避する。それにより破損した一つの接触導体線が隣接する接触導体線によって橋絡され(ueberbruecken)、したがって前記接触領域に沿った伝導性が保証されるという可能性が明らかに高まる。少なくとも部分的に電極に対して平行な延伸方向を有する箇所の大部分のために、少なくとも部分的に電極に対して非平行な延伸方向を有する少なくとも一つの別の接触導体線が設けられていると、とりわけ有利である。前記残りの接触導体線の少なくとも半分、好ましくは７０％、さらに良好には９０％が橋絡に適していると、とりわけ有利である。

請求項２および３に記載の発熱体は、製造技術的に効率的に製造することができる。

導体線は、一つ、複数または多数のフィラメント状の電気導体が延伸する、好ましくは実質的に前記線の長手方向に沿って延伸する線である。導体線自体は、多数の導体線から構成されていてよい。線とは縦長の構造物であり、その長さ寸法はその断面の寸法をはるかに越える。前記断面の寸法は、概ね同じであるのが好ましい。前記構造物は曲げ弾性を有するのが好ましいが、堅固な集合状態にある（「線(Strang)」）。

ここでフィラメント状とは、短い繊維または長い繊維から、またはモノフィラメント糸またはマルチフィラメント糸から形成されている物を意味すると理解される（「フィラメント状」）。

「実質的に」または「大部分」とは、少なくとも５０％を越えるほど、とりわけ７０％に至るほど、好ましくは９０〜９５％に至るほど特徴が満たされていることと理解される。

「角度をなす」とは、０°よりも大きい角度、とりわけ５°〜８５°の間の角度を意味する。

「延伸方向」とは、対象物または曲線の一点における接線が示す方向を意味する。この一点が、本体部の中心点、断面の断面中心点、縦長の対象物の中央二等分されたところにある点、であるととりわけ有利である。

「プラスチック」とは、それぞれ自然状態では生じない合成の材料、とりわけポリマーおよび炭素繊維のような材料、から由来する物質である。

ここで「束(Buendel)」とは、単線（Strang）の集合体(Zusammenfassung)と理解されるだけではなく、実質的に円形の断面をつ縦長の集合体と理解される。続いて、発熱線（Heizstraenge）の束とは、少なくとも概念的には空間的に画定可能である縦長の領域内に配置されており、機能的及び／又は空間的に一体を成しているとみなすことができ、及び／又は少なくとも延伸部（Gesamtverlauf）全体に対して互いに略縦長に配置されているいくつかの発熱線と理解される。

以下において本発明の詳細が説明される。これらの実施形態は本発明の理解を助けるであろう。しかしながらこれらの実施例は単に例示的な特徴を有しているだけである。自明のことながら本発明の範囲内で、記載する個々のまたは複数の特徴を省いたり、変更を加えたり、または付け加えたりしてもよい。自明のことながら異なる実施形態の特徴を互いに組み合わせることもできる。

図１は、平坦な電気発熱体１を示している（「発熱体１」）。

前記発熱体１は、少なくとも一つの平坦な発熱抵抗（１８）を有している（「発熱抵抗１８」）。

前記発熱抵抗は少なくとも一つの平坦な支持部８を有している（「平坦な支持部８」）。少なくとも一つの前記支持部８は少なくとも部分的に、布地、織布(Gewirke)、編物(Gestrick)、織物（Gewebe）、フリース、可撓性の熱可塑性物質、空気透過性の材料及び／又はフィルムから形成されていることは合目的であろう。この実施例において、支持部８には合成繊維からなるフリースが設けられている。

前記発熱体１は少なくとも一つの加熱帯１００を有するということが企図されている（「加熱帯１００」）。前記加熱帯は加熱面に割り当てられているか、またはそれ自体で加熱面を形成する。前記加熱帯は広範囲に前記発熱抵抗１８と同一である。

前記発熱抵抗１８はとりわけ少なくとも一つの発熱導体２を有しており（「発熱導体２」）、前記発熱導体は前記加熱帯１００に接して及び／又はその内部に配置されている。複数の発熱導体が設けられているのが好ましく、前記発熱導体は蛇行して(maeandernd)並んでかつ電気的に互いに平行に配置されているのが好ましい。実施例においてそれぞれ一つの発熱導体がそれぞれ隣接する発熱導体に対して約２ｃｍの平均的な距離をもって、かつ前記隣接する発熱導体に対してほぼ平行に配置されている。

前記発熱導体２の少なくとも一部分は重なり合って網状になっており、前記発熱導体２の少なくとも一部分はその端部の間で接点(Kontaktstellen)７７で少なくとも部分的に電気的に導通して互いに接触している（「網状発熱導体」）。それによって、個々の発熱導体が部分的に破損した際に発熱電流(Heizstrom)が隣接する発熱導体に分配されるので、たとえば縫い付けの際や、または乱暴な取り扱い(Vandalismus)の際の部分的な破損による部分的な発熱導体障害によっても、前記発熱体の作動を妨害することがない。

前記発熱体１は少なくとも一つの接触領域２００を有しており、前記接触領域には前記加熱帯１００または発熱抵抗１８が接触している（「接触領域２００」）。前記発熱体は二つの接触領域２００を有しており、前記接触領域は離間しており、その間に挟まれる前記加熱帯１００の対向する側に互いに略平行に配置されている。しかしながら前記接触領域は屈曲されているか、または蛇行して配置されていてもよい。

前記発熱体１は、前記発熱抵抗１８の発熱導体２の少なくとも一つに電流を供給するために、少なくとも一つの電極４を有している（「電極４」）。ここでは二つの電極４が設けられており、前記電極のそれぞれ一つは前記接触領域２００に沿って延伸する。前記電極は前記接触領域内に蛇行して及び／又は直線状に延伸していてもよい。前記電極は帯として前もって製造されて(vorkonfektioniert)いるのが好ましく、単に縫い付けるか、または接着すればよい。

少なくとも一つの電極４は、支持帯１４を有するのが好ましく、前記支持帯には少なくとも一つの接触導体線（３，３’，３’’，３’’’，３’’’’，３’’’’’）が配置されている（支持帯１４）。前記支持帯１４は、前記接触導体線３にある程度の可動性を許容する材料から製造されているのが好ましいが、ある程度の可動性は同時により大きな引っ張りまたは屈曲要求から保護する。これにとりわけ適しているのは、衣料産業の合成材料からなる織布(Gewirke)または織物（Geflecht）である。

図２，３および４を用いて前記接触導体線（３，３’，３’’，３’’’，３’’’’，３’’’’’）の配置がより正確に記載されている。

図２は、接触導体線３，３’の二つの群を示しており、前記接触導体線の二つの群はそれぞれ調和波の形で支持帯１４に配置されている。前記接触導体線３，３’は、互いに平行かつ前記電極帯に対して平行に延伸する複数の縫合線２２によって前記支持帯１４に固定されている。前記接触導体線３の二つの群のいずれも、それぞれ３つの接触導体線を含んでいる。それぞれの群の前記接触導体線は、前記支持帯１４に対して横方向に規則的な間隔をもって互いにずらされて配置されている。したがって前記実施例において、前記接触導体線は互いにもはや接触しないが、波形推移に応じて重畳する配置も可能である。

前記調和波は正弦に似た輪郭線を有しているが、（前記支持帯１４の長手延伸部に対して）最小値４２，４２’，４２’’においても最高値４１，４１’，４１’’においても周期内で異なる高さの極値を有する（「波形輪郭線」）。

接触導体３の前記一つの群の調和波の極値または頂点は、前記他方の群の接触導体線３’の波形輪郭線の極値または頂点のように、前記支持帯１４の長手方向に対してどこも同じ箇所に配置されていないように、前記接触導体３，３’の二つの群は前記支持帯１４の長手方向に沿って互いにずらされている。

図３に記載の別の実施例において、前記接触導体線３，３’，３’’，３’’’，３’’’’，３’’’’’は前記支持帯１４に沿って別のすべての接触導体線３，３’，３’’，３’’’，３’’’’，３’’’’’に対してそれぞれ僅かにずらして配置されていてもよい。ここで波形状は、常に一定の極値を有する正弦に似た波形に相当する。

図４の実施形態では、図２のように接触導体線３，３’の二つの群が設けられている。前記第１の群は異なる高さの極値を有する図２に記載の波形輪郭線を有している。前記第２の群は一定の極値を有する正弦状の波形を有している。その際前記接触導体線３，３’は、接触導体線３，３’の二つの群がそれぞれ実質的に前記支持帯１４の幅全体を越えるように配置されている。さらに前記二つの群は、前記一方の群の極値が前記電極４に沿って前記別の群の接触導体線３’の極値と同じ箇所には決して配置されないように、それぞれ互いに相対的に配置されている。

別の変形例において、複数の接触導体線を隣接させて配置するということも考えられ、前記接触導体線のうち少なくとも一つはその推移が一致するよう決定されるか(zufallsbestimmen)、または前記残りの接触導体線の少なくとも一つとは別の周期長さを有している。前記電極４に沿うどの箇所においても少なくとも一つの接触導体線が少なくとも部分的に、電極全体またはその支持帯１４の延伸方向とは異なる延伸方向を有していることが重要である。

少なくとも一つの接触導体線３は、たとえば実質的に金属製の、好ましくは銅または銅合金からなる、少なくとも一つの電気導体線３０を有しており、前記電気導体線には好ましくは少なくとも部分的に非酸化金属または不動態化金属からなる、好ましくは銀または銀合金からなるコーティング層が設けられている（「金属接触導体」）。この実施例において銀がコーティングされた銅製の素線が設けられている。前記接触導体に従来の金属製素線を使用することができるため、このことは発熱体の価格を下げる。

少なくとも一つの接触導体線３及び／又は電極４は、多数の発熱導体２と電気接続されているのが合目的である。この実施例においてすべての接触導体線３はすべての発熱導体２と接触している。

さらに、電源７０からの電流を少なくとも一つの電極４を介して前記発熱体１に供給するために、前記発熱体１は少なくとも一つの接続線６を有することが企図されている（「接続線６」）。

前記発熱体はさらに、一つの温度センサ８０を有するのが合目的であり、前記温度センサは６０℃〜８０℃の間の温度のもとで前記発熱体１への電流供給を遮断する（「温度センサ」）。

少なくとも一つの接触導体線３が多数、好ましくは１〜３６０、好ましくは１０〜７０の単線を有していることは合目的でありうる（「多数の単線」）。約６０の単線を有するように形成された接触導体線３が入手可能である。これにより、たとえば縫い付ける際に個々の単線が破損した場合にも、前記接触導体線３が機能し続けることが保証される。ここではそれに加えて、前記接触導体線３の安定性を高めるために、多数の単線が少なくとも一つの線束に集束されている（「線束」）。いくつかの線束は、好ましくは１〜２０、好ましくは２〜５の束全体に集束されている。ここでは２つの線束が設けられている。

前記発熱体が車両シート、ハンドル、肘掛け、シート台、ひざ掛け毛布(Waermedecke)等に組み込まれているのが合目的であろう。図５は、シート１５０内に組み込まれた発熱体を示している。前記発熱体はシートの詰め物内、またはここのようにカバー表面とシートクッションの間にあってもよい。前記発熱体は、シートユーザに暖房、冷房、換気等を供給するために、より大きい部分システムに組み込まれているのが合目的であろう。

発熱体を平面図で示す。 前記発熱体の電極の第１の実施例を拡大平面図で示す。 前記発熱体の電極の第２の実施例を拡大平面図で示す。 前記発熱体の電極の第３の実施例を拡大平面図で示す。 加熱されるシートを有する車両の一部分解側面図で示す。

符号の説明

１ 発熱体
２ 発熱導体
３，３’ 接触導体線
４ 電極
８ 支持体
１４ 支持帯
１８ 発熱抵抗
２２ 縫合線
３０ 金属製導体線
４１ 最高値
４２ 最小値
５７ 前記発熱導体の端部
７７ 接点
８０ 温度センサ
１００ 加熱帯
１５０ シート
２００ 接触領域

Claims (7)

1. 電気発熱体（１）であって、
   加熱すべき面の近傍に配置するための、少なくとも一つの平坦な発熱抵抗（１８）と、
   前記発熱抵抗（１８）に電流を供給するための少なくとも一つの電極（４）であって、少なくとも縦長の接触領域（２００）において少なくとも部分的に互いに、かつ前記発熱抵抗（１８）と接続している、少なくとも二つの接触導体線（３，３’）を有する電極と、を有する発熱体において、
   前記電極（４）及び／又は接触領域（２００）に沿った、前記接触導体線（３，３’ ，３’’，３’’’，３’’’’，３’’’’’）の少なくとも一つが少なくとも部分的に前記電極（４）及び／又は接触領域（２００）の延伸方向に対して平行である延伸方向を有する少なくとも一つの箇所において、少なくとも一つの別の接触導体線（３，３’ ，３’’，３’’’，３’’’’，３’’’’’）が少なくとも部分的に前記延伸方向に対して角度をなす延伸方向を有することを特徴とする発熱体。
2. 少なくとも二つの前記接触導体線（３，３’）が、少なくとも部分的に非直線状、とりわけ周期的に波形を描くように(schwingend)延伸し、互いに異なる周期長さ及び／又は互いに異なる波形パターンを有することを特徴とする請求項１に記載の発熱体。
3. 少なくとも二つの前記接触導体線（３，３’）が、周期的に同じ周期長さでもって波形を描き、前記接触導体線は長手延伸方向に対して位相シフトして互いに配置されており、および前記位相シフトは好ましくは９０°の整数倍ずらされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発熱体。
4. 少なくとも一つの前記平坦な発熱抵抗（１８）が、少なくとも部分的に導電材料、とりわけ炭素繊維、金属箔及び／又は金属化プラスチック繊維から形成されており、及び／又は少なくとも一つの前記平坦な発熱抵抗（１８）は少なくとも部分的に導電性の低いまたは絶縁材料、とりわけ天然または合成繊維からなる織布またはフリースから形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の発熱体。
5. 少なくとも一つの前記接触導体線（３）が、少なくとも部分的に金属ワイヤ、好ましくは銀メッキされた銅及び／又は特殊鋼、及び／又は、好ましくは銀で金属化された、導電性プラスチックから形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の発熱体。
6. シート、とりわけ車両シートであって、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発熱体を少なくとも一つ備えることを特徴とするシート。
7. 車両、とりわけ自動車であって、請求項１〜６のいずれか１項に記載の、少なくとも一つの発熱体及び／又はシートを備えることを特徴とする車両。

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