JP6375416B2 - Conductive heater with sensing function - Google Patents

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Description

本教示は、全般的には、乗員の全身または一部が感知および加熱されるように、発熱機能および感知機能の両方を含む装置に関する。   The present teachings generally relate to a device that includes both a fever function and a sensing function such that the entire or part of the occupant is sensed and heated.

本教示は、改良されたヒータ、より好ましくは車両用の改良されたヒータ、を提供することを基本とする。一般に、ヒータは、或るパターンに形成された1本の線を含む。この線に電気が印加されると、この線は発熱する。この線を炭素質材料内に配置し、この線の発熱に伴い、その熱が炭素質材料内に拡散されてより広い面積を加熱するようにしているものもある。ただし、これら装置においては、均一な発熱が必ず実現されるとは限らず、発熱している各線の周囲に複数のホットスポットが発生する場合もある。更に、発熱線が断線すると、ヒータが発熱しなくなることもある。正温度係数材料によって接続された複数の電極を含み、電気が一方の電極からもう一方の電極に正温度係数材料を介して伝導されることによって熱が発生するようにしたヒータも存在する。他の複数のヒータは、複数の長尺材料が織り合わされた織布形状を有する。これら材料は1本の線に沿って電流ドリフトを発生させ得るので、これらヒータではこれら材料の1つ以上に沿ってホットスポットが生じる場合がある。   The present teachings are based on providing an improved heater, more preferably an improved heater for a vehicle. Generally, a heater includes a single line formed in a pattern. When electricity is applied to this line, it generates heat. In some cases, the wire is disposed in the carbonaceous material, and as the wire generates heat, the heat is diffused into the carbonaceous material to heat a larger area. However, in these devices, uniform heat generation is not always realized, and a plurality of hot spots may be generated around each heat generating line. Furthermore, if the heating wire is disconnected, the heater may not generate heat. There are also heaters that include a plurality of electrodes connected by a positive temperature coefficient material such that heat is generated by conduction of electricity from one electrode to the other through the positive temperature coefficient material. The other plurality of heaters have a woven fabric shape in which a plurality of long materials are interwoven. Because these materials can cause current drift along a single line, these heaters can cause hot spots along one or more of these materials.

ヒータに加え、センサが車両の構成要素内に設置される場合がある。これらセンサは、車両の座席に乗員が存在すること、乗員の重量、乗員のサイズ、またはこれらの組み合わせを判定する乗員センサの場合もある。この場合、感知された特性に基づき、例えばエアバッグがオンまたはオフに切り換えられ得る。一般に、ヒータと乗員センサとが用いられる場合、一方が発熱し、他方が感知するように、2つの個別構成要素が一構成要素内に設置される。2つの個別装置を設けると、システムがより複雑になり、据え付け費用が増え、故障し得る構成要素の数が増え、実装空間が増え、この2つの装置間に電気的干渉が発生することも、これらが組み合わされることもある。したがって、乗員の存在、乗員の位置、またはこの両方の感知および発熱の両方を行うように、感知機能を含む兼用ヒータを有することが望ましい。   In addition to the heater, a sensor may be installed in a vehicle component. These sensors may be occupant sensors that determine the presence of an occupant in a vehicle seat, the occupant weight, the occupant size, or a combination thereof. In this case, for example, the airbag can be switched on or off based on the sensed characteristics. Generally, when a heater and an occupant sensor are used, two individual components are installed in one component so that one generates heat and the other senses. Providing two separate devices makes the system more complex, increases installation costs, increases the number of components that can fail, increases the mounting space, and creates electrical interference between the two devices. These may be combined. Therefore, it is desirable to have a combined heater that includes a sensing function so as to both sense and generate heat in the presence of an occupant, the position of the occupant, or both.

ヒータの複数の例が特許文献1〜9に見出され得る。これらの文献の全てが、あらゆる目的のために参照により本願明細書に組み込まれるものとする。センサ兼ヒータの複数の例が特許文献10〜14に見出され得る。   Several examples of heaters can be found in US Pat. All of these documents are hereby incorporated by reference for all purposes. Several examples of sensors and heaters can be found in US Pat.

複数の個別構成要素を含まないヒータ兼センサを有することは魅力的であろう。追加の感知要素を一切追加することなくセンサとして機能するヒータを有することは魅力的であろう。必要とされているのは、コンパクトなスペースに、または高い可撓性が必要とされるスペースに、またはこの両方に、ヒータ/センサが設置され得るように、良好な発熱性能を提供しながら、センサとしても使用可能な可撓性ヒータである。   It would be attractive to have a heater and sensor that does not include multiple individual components. It would be attractive to have a heater that functions as a sensor without adding any additional sensing elements. What is needed is to provide good heat generation performance so that the heater / sensor can be installed in a compact space, a space where high flexibility is required, or both, It is a flexible heater that can also be used as a sensor.

米国特許第5,824,996号US Pat. No. 5,824,996 米国特許第5,935,474号US Pat. No. 5,935,474 米国特許第6,057,530号US Pat. No. 6,057,530 米国特許第6,150,642号US Pat. No. 6,150,642 米国特許第6,172,344号US Pat. No. 6,172,344 米国特許第6,294,758号US Pat. No. 6,294,758 米国特許第7,053,344号US Pat. No. 7,053,344 米国特許第7,285,748号US Pat. No. 7,285,748 米国特許第7,838,804号US Pat. No. 7,838,804 米国特許第5,006,421号US Pat. No. 5,006,421 米国特許第7,500,536号US Patent No. 7,500,536 米国特許出願公開第2009/0255916号US Patent Application Publication No. 2009/0255916 米国特許出願公開第2011/0290775号US Patent Application Publication No. 2011/0290775 米国特許出願公開第2013/0020305号US Patent Application Publication No. 2013/0020305

本教示は、(a)発熱層、感知層、またはこの両方と、(b)1つ以上の電力印加部、1つ以上の感知部、またはこの両方とを備えたヒータ兼センサを含む改良された装置であって、発熱層と感知層とは同じ平面内に配置され、発熱層は、電力の印加により発熱層が熱を供給するように、ランダムに配列された複数の金属被膜繊維で構成された不織層によって形成される、装置を提供することによって現時点の要求事項を(全てではなくとも)1つ以上を満たす。   The present teachings include an improved heater and sensor comprising (a) a heat generating layer, a sensing layer, or both, and (b) one or more power applicators, one or more sensing units, or both. The heat generating layer and the sensing layer are arranged in the same plane, and the heat generating layer is composed of a plurality of metal-coated fibers arranged at random so that the heat generating layer supplies heat when electric power is applied. Satisfy one or more (if not all) current requirements by providing a device formed by a formed nonwoven layer.

本願明細書の教示は、(a)(i)ランダムに配列された複数の個別繊維と、(ii)このランダムに配列された複数の個別繊維の間に点在する複数の空隙および/または細孔と、を有する不織感知層と、(b)この感知層を信号源に接続する1つ以上の電力印加部と、を備えたセンサであって、乗員の存在、センサとの接触、またはこの両方を感知するセンサを提供する。   The teachings herein include (a) (i) a plurality of randomly arranged individual fibers, and (ii) a plurality of voids and / or fine lines interspersed between the randomly arranged individual fibers. A sensor comprising: a non-woven sensing layer having a hole; and (b) one or more power applicators connecting the sensing layer to a signal source, the presence of an occupant, contact with the sensor, or A sensor that senses both is provided.

本願明細書の教示は、(a)ヒータ兼センサを自動車の構成要素内に設置することと、(b)ヒータ兼センサの発熱層が発熱するように、電力をヒータ兼センサに供給することと、(c)乗員の存在、乗員と自動車の構成要素との間の接触、またはこの両方を判定するための信号をヒータ兼センサの感知層が発生させるように、信号をヒータ兼センサに供給することと、(d)乗員、乗員の不在、構成要素と乗員との間の接触の欠如、またはこれらの組み合わせのために、この信号を監視することと、を含む方法を提供する。   The teaching of the present specification is that (a) a heater / sensor is installed in a vehicle component, and (b) power is supplied to the heater / sensor so that the heat generation layer of the heater / sensor generates heat. (C) providing a signal to the heater / sensor so that the sensing layer of the heater / sensor generates a signal to determine the presence of the occupant, contact between the occupant and the vehicle component, or both And (d) monitoring this signal for the occupant, the absence of the occupant, the lack of contact between the component and the occupant, or a combination thereof.

本願明細書の教示は、個別構成要素を含まないヒータ兼センサを提供することによって上記問題の1つ以上を驚くほど解決する。本願明細書の教示は、追加の感知要素を一切追加することなくセンサとして機能するヒータを提供する。本願明細書の教示は、ヒータ/センサがコンパクトなスペースに、高い可撓性が必要とされるスペースに、またはこの両方に、設置され得るように、良好な発熱性能を提供しながら、センサとしても使用可能な可撓性ヒータを提供する。   The teachings herein surprisingly solve one or more of the above problems by providing a heater and sensor that does not include discrete components. The teachings herein provide a heater that functions as a sensor without adding any additional sensing elements. The teachings herein provide a sensor that provides good heating performance so that the heater / sensor can be installed in a compact space, a space where high flexibility is required, or both. A flexible heater that can also be used.

本願明細書の教示によるヒータの赤外線画像を示す。Figure 5 shows an infrared image of a heater according to the teachings of the present application. 本願明細書の教示によるヒータ/センサを示す。Fig. 4 illustrates a heater / sensor according to the teachings herein. 図2の電力印加部のクローズアップ図を示す。FIG. 3 shows a close-up view of the power application unit of FIG. 2. 本願明細書の教示による一代替電力印加部のクローズアップ図を示す。FIG. 4 shows a close-up view of an alternative power application section in accordance with the teachings herein. ステアリングホイールの断面図を示す。Sectional drawing of a steering wheel is shown. 1つの中央電力印加部と各側の電力印加部とを含むヒータ/センサの一例を示す。An example of a heater / sensor including one central power application unit and a power application unit on each side is shown. 個別電力印加部をそれぞれ含む複数の部分を有するヒータ/センサを示す。Fig. 3 shows a heater / sensor having a plurality of parts each including an individual power application unit. 複数の電力印加部が互いに電気的に接続された複数の部分を有するヒータ/センサを示す。2 shows a heater / sensor having a plurality of portions in which a plurality of power application units are electrically connected to each other. 長手方向の電力印加部を複数含むヒータ/センサを示す。2 shows a heater / sensor including a plurality of longitudinal power application units. ステアリングホイールに配設された図6Aのヒータ/センサを示す。FIG. 6B shows the heater / sensor of FIG. 6A disposed on the steering wheel. ヒータ/センサの長さに沿って延在する、電力供給用の個別電力印加部を複数含むヒータ/センサを示す。Fig. 3 shows a heater / sensor including a plurality of individual power application sections for power supply extending along the length of the heater / sensor. 長手方向の電力印加部をそれぞれ含む2つの個別ヒータ/センサを示す。2 shows two individual heaters / sensors each including a longitudinal power application. ステアリングホイールの表面に配設された図8Aの2つの個別ヒータ/センサを示す。8B shows the two individual heaters / sensors of FIG. 8A disposed on the surface of the steering wheel. ヒータ/センサの長さに沿って延在する、電力供給用の個別電力印加部を複数含むヒータ/センサを示す。Fig. 3 shows a heater / sensor including a plurality of individual power application sections for power supply extending along the length of the heater / sensor. ヒータ/センサ用の電気構成の一例を示す。2 shows an example of an electrical configuration for a heater / sensor. 電気構成の別の例を示す。Another example of the electrical configuration is shown. ヒータ/センサの端部間に間隙を開けずに両端部を隣接配置したヒータ/センサの一例を示す。An example of a heater / sensor in which both ends are adjacently arranged without opening a gap between the ends of the heater / sensor is shown. 電力印加用の個別電力印加部と信号印加用の個別電力印加部とを有するヒータ/センサの一例を示す。An example of a heater / sensor having an individual power application unit for power application and an individual power application unit for signal application is shown. 本願明細書の教示による感知回路を示す。Fig. 4 illustrates a sensing circuit in accordance with the teachings herein. 発熱回路兼感知回路の一例を示す。An example of a heat generation and sensing circuit is shown. ヒータに印加される電力および信号の一例を示す。An example of the electric power and signal which are applied to a heater is shown.

本願明細書に示されている説明および図は、本発明、その原理、およびその実際の用途を他の当業者に知らせることを意図している。当業者は、特定用途の要件に最適であるように、本教示をその多くの形態で適合および応用し得る。したがって、記載されている本教示の特定の実施形態は、本教示を網羅または限定しようとするものではない。したがって、本教示の範囲は、上記の説明を参照して決定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲とこのような特許請求の範囲の権利が及ぶ等価物の範囲全体とを参照して決定されるべきである。あらゆる論文および引例の開示は、特許出願および公開を含め、あらゆる目的のために参照により組み込まれるものとする。添付の特許請求の範囲から見出されるような他の組み合わせも可能であり、これら組み合わせも参照によりこの説明に組み込まれるものとする。   The description and figures presented herein are intended to inform other persons skilled in the art of the invention, its principles, and its practical application. Those skilled in the art can adapt and apply the present teachings in many forms to best suit the requirements of a particular application. Accordingly, the specific embodiments of the present teachings that are described are not intended to be exhaustive or limiting of the present teachings. Accordingly, the scope of the present teachings should not be determined with reference to the above description, but should be determined with reference to the appended claims along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. Should be determined. The disclosures of all articles and references are incorporated by reference for all purposes, including patent applications and publications. Other combinations are possible as found from the appended claims, and these combinations are also incorporated into this description by reference.

本教示は、その教示内容全体をあらゆる目的のために参照により本願明細書に取り込むものとする、2013年5月15日出願の米国特許仮出願第61/823,642号に対する優先権を主張する。本願明細書に教示されている装置は、ヒータとして有用であり得る、および/または別の装置に組み込まれ得る。後者の場合、この別の装置はヒータとして使用され得る。本願明細書に教示されている装置は、公知の如何なる加熱用途にも使用され得る。例えば、ヒータは、ベッドの加熱用、植物の暖房用、治療用ヒータとして、車両の座席、ステアリングホイール、ミラー、ガラス、フローリング、ドアパネル、アームレスト、ヘッドライナ、等々の加熱用、またはこれらの組み合わせのために使用され得る。本願明細書に教示されている装置は、車両の座席、ステアリングホイール、またはこの両方に接続され得る、組み込まれ得る、またはこの両方であることが好ましい。本願明細書に記載のヒータは、車両の座席(すなわち、バンまたは背部)のクッションの上に重ねられてその後にトリムカバーがヒータの上に配置される、またはステアリングホイールの周囲に配置されてその後にトリム片によって覆われる、またはこの両方である、個別部片でもよい。ヒータ、クッション、トリムカバー、またはこれらの組み合わせが座席フレームに取り付けられるように、ヒータの一部をクッションのトレンチに入れてもよい。ヒータによる車両の座席のトレンチ領域の加熱をほぼ防止し得るように、ヒータは腑形可能、成形可能、切断可能、またはこれらの組み合わせを可能にし得る。例えば、実質的に電極、バス、導電体、またはこれらの組み合わせのみが車両の座席のトレンチ内まで延在するように、ヒータの一部を切り取ってもよい。ヒータがトリムカバーと車両の構成要素とに接続されるように、トリムカバーはヒータを貫通して延在する取り付け用の特徴を有し得る。   This teaching claims priority to US Provisional Application No. 61 / 823,642, filed May 15, 2013, the entire teachings of which are incorporated herein by reference for all purposes. . The apparatus taught herein can be useful as a heater and / or can be incorporated into another apparatus. In the latter case, this alternative device can be used as a heater. The apparatus taught herein can be used for any known heating application. For example, the heater may be used for heating a bed, heating a plant, or a treatment heater for heating a vehicle seat, steering wheel, mirror, glass, flooring, door panel, armrest, headliner, etc., or a combination thereof. Can be used for. Preferably, the apparatus taught herein can be connected to, incorporated into, or both of a vehicle seat, a steering wheel, or both. The heater described herein is overlaid on the cushion of the vehicle seat (ie, van or back) and then a trim cover is placed over the heater or placed around the steering wheel and then It may be an individual piece that is covered by a trim piece or both. A portion of the heater may be placed in the cushion trench so that the heater, cushion, trim cover, or combination thereof is attached to the seat frame. The heater can be saddleable, moldable, severable, or a combination thereof so that heating of the trench region of the vehicle seat by the heater can be substantially prevented. For example, a portion of the heater may be cut so that substantially only the electrodes, buses, conductors, or combinations thereof extend into the trench in the vehicle seat. The trim cover may have mounting features that extend through the heater such that the heater is connected to the trim cover and vehicle components.

機械式固締具、接着剤、1つ以上の隣接層からの圧力、溶接、熱かしめ、超音波溶接、逢着、またはこれらの組み合わせによって、1つ以上のヒータを車両の座席および/またはステアリングホイールに固着し得る。例えば、ヒータが構成要素内に固着されるように、ヒータと同じ材料の糸によって、ヒータをトリム層、支持体、またはこの両方に逢着し得る。接着剤は、ヒータに剥離可能に結合され得る接着剤、またはヒータに恒久的に結合され得る接着剤、感圧接着剤、グルー、面ファスナ、噴霧式接着剤、剥がしてそのまま貼れる接着剤、またはこれらの組み合わせでもよい。ヒータは、トリム層に直接固着されてもよく、または座席のクッション(すなわち、バン、背部、またはこの両方)に直接固着されてもよく、またはステアリングホイールに直接固着されてもよく、またはこれらが組み合わされてもよい。ヒータが座席内に、ステアリングホイール内に、またはこの両方に、固定され得るように、機械式固締具をヒータに貫通延在させても、ヒータに接続しても、ヒータに取り付けても、またはこれらを組み合わせてもよい。機械式固締具は、ホッグリングでもよく、またはヒータの一部にわたって延在してヒータとトリム層とをクッションの至近距離に引き寄せる金属バーでもよく、ヒータの一部、トリム層の一部、またはこの両方を突き抜けるプラスチック製タグでもよく、またはこれらの組み合わせでもよい。本願明細書の教示によるヒータは、他の装置と併用され得る。   One or more heaters may be attached to a vehicle seat and / or steering wheel by mechanical fasteners, adhesives, pressure from one or more adjacent layers, welding, heat staking, ultrasonic welding, brazing, or combinations thereof It can stick to. For example, the heater may be secured to the trim layer, the support, or both by a thread of the same material as the heater so that the heater is secured within the component. Adhesive can be adhesively peelable to the heater, or adhesive that can be permanently bonded to the heater, pressure sensitive adhesive, glue, hook-and-loop fastener, spray adhesive, adhesive that can be peeled off, or A combination of these may also be used. The heater may be secured directly to the trim layer, or directly to the seat cushion (ie, van, back, or both), or directly to the steering wheel, or They may be combined. A mechanical fastener extends through, connects to, or attaches to the heater so that the heater can be secured in the seat, in the steering wheel, or both, Or these may be combined. The mechanical fastener may be a hog ring or a metal bar that extends over a portion of the heater and pulls the heater and trim layer to the closest distance of the cushion, part of the heater, part of the trim layer, Alternatively, it may be a plastic tag that penetrates both, or a combination thereof. A heater according to the teachings herein may be used with other devices.

1つ以上のヒータと共に、1つ以上のセンサ(例えば、接触センサ、乗客センサ、またはこの両方)を使用し得る。ヒータをセンサにし得る。センサをヒータに縫い込んでもよい。例えば、信号、電力、またはこの両方が印加されたときに信号が作成されるように、導電性の糸、線、導体、印刷電極、またはこれらの組み合わせをヒータに接続してもよい。センサは、乗客の存在、ヒータとの接触、ヒータへの隣接接触、乗員のサイズ、またはこれらの組み合わせを感知する乗客センサであれば如何なる種類の乗客センサでもよい。ヒータ、ステアリングホイール、車両の座席、またはこれらの組み合わせは、個別センサを含まなくてもよい。例えば、本願明細書に記載のように、ヒータ自体をセンサとして使用し得る。乗客センサは、容量センサ、圧力センサ、メンブレンセンサ、赤外線、受動型および/または能動型超音波センサ、質量センサ、またはこれらの組み合わせでもよい。このセンサは、使用者がステアリングホイールに接触していないときに警報を作動させるシステム、または使用者がステアリングホイールに接触していないときに車載案内システムをオンにするシステム、または乗客が検出され、この乗客がシートベルトを装着していないときに警報を発するシステム、または所定体重未満の乗員が座席にいるときにエアバッグをオフにするシステム、またはこれらが組み合わされたシステムに接続され得る。ヒータおよび乗客センサは、能動的冷却システム、能動的加熱システム、被換気システム、またはこれらの組み合わせと併用され得る。   One or more sensors (eg, contact sensors, passenger sensors, or both) may be used with one or more heaters. The heater can be a sensor. The sensor may be sewn into the heater. For example, conductive threads, wires, conductors, printed electrodes, or combinations thereof may be connected to the heater so that a signal is created when signal, power, or both are applied. The sensor may be any type of passenger sensor that senses the presence of a passenger, contact with a heater, adjacent contact to the heater, occupant size, or a combination thereof. The heater, steering wheel, vehicle seat, or combination thereof may not include individual sensors. For example, as described herein, the heater itself can be used as a sensor. The passenger sensor may be a capacitive sensor, pressure sensor, membrane sensor, infrared, passive and / or active ultrasonic sensor, mass sensor, or a combination thereof. This sensor detects a system that activates an alarm when the user is not touching the steering wheel, or a system that turns on the vehicle guidance system when the user is not touching the steering wheel, It may be connected to a system that issues an alarm when the passenger is not wearing a seat belt, or a system that turns off the airbag when an underweight passenger is in the seat, or a combination thereof. The heater and passenger sensor may be used in conjunction with an active cooling system, an active heating system, a ventilated system, or a combination thereof.

ヒータは、能動的加熱、能動的冷却、換気、またはこれらの組み合わせと併用され得る。空気がヒータを直接通過し得るように、ヒータを多孔性にしてもよい。空気が、ヒータを覆う1つ以上の層(例えば、フリース層、接着層、保護被覆層、またはこれらの組み合わせ)とヒータとを直接通過するように、ヒータは、ヒータを覆う1つ以上の多孔層を含み得る。ヒータは、ヒータを完全および/または部分的に覆うバリア層を1つ以上含み得る。このバリア層は、接触され得るヒータ領域に流体流を向かわせ易くする。このバリア層(存在する場合)は、所望される場所に空気を向かわせ得るように、如何なる形状にも形成され得る。例えば、移動させる流体を接触領域に向かわせるように、ヒータの中心の「U」字形部分を実質的に多孔性にし、流体の通過を防止し得る非多孔性またはバリア材を「U」字形部分を取り囲む領域に設けてもよい。空気がヒータを通り抜けるように、ヒータは1つ以上の貫通孔を含み得る。ヒータの中および/または周囲に流体を通過させるように、ヒータはファンおよび/またはブロアを含み得る、および/またはファンおよび/またはブロアに流体連通し得る、ブロアおよび/またはファンに隣接し得る。熱気および/または冷気(すなわち、調節された空気)を乗員に向けて移動させるように、ヒータ、ファン、ブロア、またはこれらの組み合わせは、ペルティエ装置、熱電装置、またはこの両方を含み得る。ヒータは、ペルティエ装置、熱電装置、またはこの両方を含むファン、ブロア、またはこの両方に間接的に接続されてもよい。   The heater may be used in conjunction with active heating, active cooling, ventilation, or a combination thereof. The heater may be porous so that air can pass directly through the heater. The heater has one or more porous layers covering the heater so that air passes directly through the heater and one or more layers (eg, fleece layer, adhesive layer, protective coating layer, or combinations thereof) that cover the heater. Layers can be included. The heater may include one or more barrier layers that completely and / or partially cover the heater. This barrier layer facilitates directing fluid flow to the heater area that can be contacted. This barrier layer (if present) can be formed in any shape so that air can be directed to the desired location. For example, a non-porous or barrier material that can substantially prevent the passage of fluid by making the central “U” portion of the heater substantially porous so that the fluid to be moved is directed to the contact area. You may provide in the area | region which surrounds. The heater may include one or more through holes so that air passes through the heater. The heater may include a fan and / or blower and / or be adjacent to the blower and / or fan, which may be in fluid communication with the fan and / or blower, so as to pass fluid into and / or around the heater. The heater, fan, blower, or combination thereof may include Peltier devices, thermoelectric devices, or both, to move hot and / or cold air (ie, conditioned air) toward the occupant. The heater may be indirectly connected to a fan, blower, or both, including Peltier devices, thermoelectric devices, or both.

ヒータは、調節された空気を乗員に向けて分配し易くするインサート(すなわち、バッグ)に接続され得る。ヒータは、インサートの穴と鏡像関係にある穴を1つ以上有し得る。ヒータに穴を何も設けず、バッグからの空気がヒータを直接通過して乗員に向かうようにしてもよい。ヒータ層は、インサートに直接接続されてもよい。ヒータ層の全体または一部がインサートに接続されてもよい。インサート内に送り込まれた空気が所定の領域に向かうように、インサートは、空気をほぼ通さない層、および/または空気を通さない層、を形成する1つ以上のポリマー層でもよい。インサートは、1つ以上のスペーサ材を含んでもよい。本願明細書に教示されているヒータは、インサート内に開放空間を形成するスペーサ層の一部および/またはスペーサ材として機能し得る。インサートおよびそのさまざまな層および材料の更なる側面は、参照により本願明細書に組み込まれるものとする、米国特許第7,083,227号のカラム1、行45〜カラム3、行67、カラム4、行54〜カラム6、行32、および図2〜3、米国特許第7,735,932号のカラム3、行34〜カラム10、行2、カラム11、行4〜カラム13、行18、および図1、図4、図15A、および図15Bの教示を含む本願明細書の教示から見出すことができる。これら特許文献には、本願明細書に教示されているヒータと併用され得るインサート、インサート材、およびインサート構造のさまざまな代替実施形態が示されている。   The heater may be connected to an insert (ie, a bag) that facilitates distributing conditioned air toward the occupant. The heater may have one or more holes that are mirror images of the insert holes. The heater may be provided with no holes, and the air from the bag may pass directly through the heater toward the passenger. The heater layer may be directly connected to the insert. All or part of the heater layer may be connected to the insert. The insert may be one or more polymer layers that form a layer that is substantially impermeable to air and / or a layer that is impermeable to air so that the air fed into the insert is directed to a predetermined area. The insert may include one or more spacer materials. The heater taught herein may function as a portion of the spacer layer and / or spacer material that forms an open space within the insert. Additional aspects of the insert and its various layers and materials are described in US Pat. No. 7,083,227, column 1, row 45 to column 3, row 67, column 4 and are incorporated herein by reference. , Row 54 to column 6, row 32, and FIGS. 2-3, column 3, row 34 to column 10, row 2, column 11, row 4 to column 13, row 18 of US Pat. No. 7,735,932, And can be found from the teachings herein, including the teachings of FIGS. 1, 4, 15A, and 15B. These patent documents show various alternative embodiments of inserts, insert materials, and insert structures that can be used in conjunction with the heaters taught herein.

この1つ以上のヒータをシートとして形成してもよい。ヒータは、1枚以上のシートでもよい。ヒータは、電気的に互いに接続された、物理的には不連続の複数のシートでもよい。本願明細書に教示されているヒータは不織シートであることが好ましい。例えば、本願明細書に教示されている発熱層は、ヒータを形成するために、場合によっては所定の長さに切断されてランダムに配列され得る、複数の個別繊維で構成され得る。ヒータは、実質的に如何なる形状にも適合し得る。例えば、円形の物体(例えば、ステアリングホイール)が加熱されるように、ヒータは円形の物体に巻き付けられ得る。ヒータは、発熱層を形成する複数の繊維を含み得る。発熱層は、約50重量パーセント以上、約60重量パーセント以上、好ましくは約70重量パーセント以上、より好ましくは約80重量パーセント以上の繊維で構成され得る。発熱層は、約82重量パーセント以上、85重量パーセント以上、約90重量パーセント以上、約92重量パーセント以上、または約95重量パーセント以上の繊維で構成され得る。発熱層は、約99重量パーセント以下、約98重量パーセント以下、または約97重量パーセント以下の繊維で構成され得る。発熱層は、約50重量パーセントから99重量パーセントまでの繊維、好ましくは約70重量パーセントから約99重量パーセントまでの繊維、より好ましくは約80重量パーセントから約99重量パーセント(すなわち、約80重量パーセントから約90重量パーセント)までの繊維を含み得る。   The one or more heaters may be formed as a sheet. The heater may be one or more sheets. The heater may be a plurality of physically discontinuous sheets that are electrically connected to each other. The heater taught herein is preferably a nonwoven sheet. For example, the heat generating layer taught herein may be composed of a plurality of individual fibers that may be cut into a predetermined length and randomly arranged to form a heater. The heater can be adapted to virtually any shape. For example, the heater can be wrapped around a circular object such that a circular object (eg, a steering wheel) is heated. The heater may include a plurality of fibers that form a heat generating layer. The heat generating layer can be comprised of about 50 weight percent or more, about 60 weight percent or more, preferably about 70 weight percent or more, more preferably about 80 weight percent or more. The heat generating layer can be comprised of about 82 weight percent or more, 85 weight percent or more, about 90 weight percent or more, about 92 weight percent or more, or about 95 weight percent or more fibers. The heat generating layer may be comprised of no more than about 99 weight percent, no more than about 98 weight percent, or no more than about 97 weight percent fibers. The heat generating layer may comprise about 50 weight percent to 99 weight percent fiber, preferably about 70 weight percent to about 99 weight percent fiber, more preferably about 80 weight percent to about 99 weight percent (ie, about 80 weight percent). Up to about 90 weight percent).

複数の繊維は、発熱層全体にランダムに分散されることが好ましい。複数の繊維が組み合わされたときに発熱層が不織構造を有し、これら繊維が機械式装置によって互いに織り合わされないように、これら繊維は平均繊維長が短いことがより好ましい。これら繊維の平均繊維長および配列は、電力が印加されたときにほぼ一定の熱勾配、ほぼ一定の熱密度、またはこの両方をヒータ全体に生じさせることが更に好ましい。これら繊維の配列が電力を移動させてヒータ全体に広がらせることによってほぼ均一な発熱、均一な熱密度、またはこの両方をもたらし、電力が特定の1本のラインに沿って移動しないように、繊維は十分にランダムに配列され得る。一例においては、本願明細書に教示されている発熱層は、この発熱層が縦方向、横方向、またはこの両方を有しないように、繊維整列がほぼ皆無である。発熱層は複数の個別発熱線、発熱糸、またはこの両方を含まなくてもよく、発熱はランダムに配列された複数の繊維を通って発生してもよい。本願明細書に記載されているランダムに配列されるという表現は、これら繊維のうちの約60パーセント以下、約50パーセント以下、好ましくは約40パーセント以下、より好ましくは約30パーセント以下、更に好ましくは約20パーセント以下が同じ方向に配列されることを意味する。平均繊維長は、繊維の配列に影響を及ぼし得る。   The plurality of fibers are preferably randomly dispersed throughout the heat generating layer. More preferably, the fibers have a short average fiber length so that the heat generating layer has a non-woven structure when the fibers are combined and the fibers are not woven together by a mechanical device. More preferably, the average fiber length and arrangement of these fibers causes the heater to have a substantially constant thermal gradient, a substantially constant heat density, or both when power is applied. The fiber array causes the power to move and spread across the heater, resulting in nearly uniform heat generation, uniform heat density, or both, so that the power does not move along a particular line. Can be arranged sufficiently randomly. In one example, the heat generating layer taught herein has almost no fiber alignment such that the heat generating layer does not have a machine direction, a cross direction, or both. The heat generation layer may not include a plurality of individual heat generation lines, heat generation yarns, or both, and heat generation may occur through a plurality of randomly arranged fibers. As used herein, the expression randomly arranged is about 60 percent or less of these fibers, about 50 percent or less, preferably about 40 percent or less, more preferably about 30 percent or less, more preferably About 20 percent or less means aligned in the same direction. Average fiber length can affect fiber alignment.

平均繊維長は、不織シートが形成され、このシートが曲げ、折り畳み、切断、電力の伝達、トレンチへの押し込み、引っ張り、またはこれらの組み合わせのために十分な強度を有する長さであれば如何なる長さでもよい。平均繊維長は、電力が印加されたときに電力が繊維から繊維に移動してヒータがほぼ均一な温度勾配(すなわち、ヒータの両端でランダムに測定されたときの温度が約±5℃以下、約±3℃以下、または約±2℃以下)を生じさせるように、繊維同士が十分に接触する長さであれば如何なる長さでもよい。平均繊維長は、約130mm以下、約110mm以下、約100mm以下、約80mm以下、約60mm以下、約50mm以下でもよい。平均繊維長は比較的短いことが好ましい。したがって、平均繊維長は、約40mm以下、約30mm以下、好ましくは約28mm以下、より好ましくは約25mm以下、更に好ましくは約22mm以下にし得る。平均繊維長は、約50mmから約1mmまで、好ましくは約40mmから約3mmまで、より好ましくは約25mmから約5mmまでの範囲内で変動してもよい。本願明細書に記載の平均繊維長は、±5mm以下、±4mm以下、好ましくは±3mm以下、より好ましくは約±2mm以下、更に好ましくは約±1mm以下、最も好ましくは約±0.5mm以下の標準偏差を有し得る。最大繊維長(すなわち、ヒータ内の最長繊維)は、約200mm以下、好ましくは約175mm以下、より好ましくは約150mm以下、更に好ましくは約100mm以下、最も好ましくは約50mm以下にし得る。   The average fiber length is any length where a nonwoven sheet is formed and the sheet has sufficient strength for bending, folding, cutting, power transmission, pushing into a trench, pulling, or a combination thereof. It may be length. The average fiber length is such that when power is applied, the power moves from fiber to fiber and the heater has a substantially uniform temperature gradient (ie, the temperature when measured randomly at both ends of the heater is about ± 5 ° C. or less, Any length may be used as long as the fibers are sufficiently in contact with each other so as to generate about ± 3 ° C. or less, or about ± 2 ° C. or less. The average fiber length may be about 130 mm or less, about 110 mm or less, about 100 mm or less, about 80 mm or less, about 60 mm or less, about 50 mm or less. The average fiber length is preferably relatively short. Accordingly, the average fiber length can be about 40 mm or less, about 30 mm or less, preferably about 28 mm or less, more preferably about 25 mm or less, and even more preferably about 22 mm or less. The average fiber length may vary from about 50 mm to about 1 mm, preferably from about 40 mm to about 3 mm, more preferably from about 25 mm to about 5 mm. The average fiber length described in the present specification is ± 5 mm or less, ± 4 mm or less, preferably ± 3 mm or less, more preferably about ± 2 mm or less, further preferably about ± 1 mm or less, and most preferably about ± 0.5 mm or less. Standard deviation. The maximum fiber length (ie, the longest fiber in the heater) can be about 200 mm or less, preferably about 175 mm or less, more preferably about 150 mm or less, even more preferably about 100 mm or less, and most preferably about 50 mm or less.

発熱層は、電気を通して発熱する不織材であれば如何なる不織材で作られてもよい。発熱層は、切断、曲げ、折り畳み、穴開け、またはこれらの組み合わせが行われ得る不織材で、電力が印加されたときに発熱し得る不織材であれば如何なる不織材で作られてもよい。発熱層は、スパンレース法(例えば、ハイドロエンタングルメント)、ニードルパンチ法、またはこの両方の組み合わせを用いて製造され得る材料で作られてもよい。発熱層は、カーボン、金属被膜カーボン、ポリマー、金属被膜ポリマー、バインダ、またはこれらの組み合わせを含み得る。発熱層は、1つ以上の金属材料層で被膜されたカーボンまたはポリマー製の繊維を複数含むことが好ましい。層の形成前に1つ以上の被膜を繊維に施してもよく、またはこれら繊維が層(例えば、繊維マットまたは繊維シート)であるときに1つ以上の被膜をこれら繊維に施してもよく、または第1の被膜をこれら繊維に施し、次にこれら繊維が層の一部であるときに第2の被膜を繊維に施してもよく、またはこれらを組み合わせてもよい。一例においては、ナイロンマットを形成し、次にこのナイロンマットを銅で被膜し、次にニッケルで被膜することによってニッケルが銅の腐食および/または酸化を防止するようにし得る。繊維を構成し得るポリマーは、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、アラミド、パラアラミド、メタアラミド、ビニルアルコール、熱可塑性ウレタン、ウレタン、ポリイミド、カーボン、カーボン繊維、またはこれらの組み合わせである。これら繊維は、電気を通し得る何れかの材料で被膜されてもよい。   The heat generating layer may be made of any non-woven material that generates heat through electricity. The heat generating layer is a non-woven material that can be cut, bent, folded, punched, or a combination thereof, and can be made of any non-woven material that can generate heat when power is applied. Also good. The heat generating layer may be made of a material that can be manufactured using a spunlace method (eg, hydroentanglement), a needle punch method, or a combination of both. The heat generating layer may include carbon, metal coated carbon, polymer, metal coated polymer, binder, or combinations thereof. The heat generating layer preferably includes a plurality of carbon or polymer fibers coated with one or more metal material layers. One or more coatings may be applied to the fibers prior to formation of the layer, or one or more coatings may be applied to the fibers when the fibers are a layer (eg, fiber mat or fiber sheet), Alternatively, a first coating may be applied to these fibers and then a second coating may be applied to the fibers when they are part of the layer, or a combination thereof. In one example, a nylon mat may be formed, and then the nylon mat may be coated with copper and then coated with nickel so that the nickel prevents copper corrosion and / or oxidation. The polymer that can constitute the fiber is nylon, polyester, polyurethane, polyamide, aramid, para-aramid, meta-aramid, vinyl alcohol, thermoplastic urethane, urethane, polyimide, carbon, carbon fiber, or a combination thereof. These fibers may be coated with any material that can conduct electricity.

カーボン繊維、ポリマー繊維、またはこの両方を被膜するために使用され得る金属は、銅、銀、金、ニッケル、アルミニウム、タングステン、亜鉛、リチウム、プラチナ、スズ、チタン、プラチナ4、またはこれらの組み合わせである。好適な1つの実施形態において、これら複数の繊維はカーボンでのみ作られる。別の好適な実施形態において、これら繊維はナイロンまたはカーボン製であり、ニッケルまたは銀で被膜される。被膜付き繊維が使用される場合、この被膜は発熱層の総重量の百分率で使用され得る。総重量に対する被膜の百分率は、電力が発熱層に供給されたときに発熱層が発熱するような重量であれば如何なる重量でもよい。発熱層の総重量における被膜の百分率は、電力の印加により発熱層が約80℃から約110℃までの温度に発熱するように、十分な量であり得ることが好ましい。発熱層の総重量における被膜の百分率は、発熱層の抵抗率が約1Ωから約5Ωまで、好ましくは約1.5Ωから約2.5Ωまで、になるような十分な量にし得る。被膜は、発熱層の総重量の約5パーセント以上、約10パーセント以上、好ましくは約15パーセント以上を占め得る。被膜は、発熱層の総重量の約50パーセント以下、約40パーセント以下、または約30パーセント以下(すなわち、総重量の約20パーセントから約25パーセントまで)を占めてもよい。金属被膜ナイロン不織フリースの一例がYSシールド社(YSShield)からHNV80という商品名で販売されている。いくつかのカーボン不織布のいくつかの例がマークテック社(Marktek Inc.)からC10001xxxTシリーズ、NC10004xxxTシリーズ、C100040xxTシリーズという商品名で販売されている。不織布の別の例がコンダクティブ・コンポジット社(Conductive Composites)からニッケル・ナノストランド(Nickel Nanostrands)、ニッケルCVD被膜付きカーボン繊維(Nickel CVD coated carbon fiber)、またはニッケルCVD被膜付き不織カーボン繊維(Nickel CVD coated nonwoven carbon fiber)という商品名で販売されている。本願明細書に記載の複数の繊維はバインダによって一緒に保持され得る。   Metals that can be used to coat carbon fibers, polymer fibers, or both are copper, silver, gold, nickel, aluminum, tungsten, zinc, lithium, platinum, tin, titanium, platinum 4, or combinations thereof is there. In one preferred embodiment, the plurality of fibers are made only of carbon. In another preferred embodiment, the fibers are made of nylon or carbon and are coated with nickel or silver. If coated fibers are used, the coating can be used as a percentage of the total weight of the heat generating layer. The percentage of the coating with respect to the total weight may be any weight as long as the heat generating layer generates heat when electric power is supplied to the heat generating layer. Preferably, the percentage of the coating in the total weight of the heat generating layer can be a sufficient amount so that the heat generating layer generates heat to a temperature from about 80 ° C. to about 110 ° C. upon application of power. The percentage of the coating in the total weight of the heat generating layer can be sufficient such that the resistivity of the heat generating layer is from about 1Ω to about 5Ω, preferably from about 1.5Ω to about 2.5Ω. The coating may comprise about 5 percent or more, about 10 percent or more, preferably about 15 percent or more of the total weight of the heat generating layer. The coating may comprise no more than about 50 percent, no more than about 40 percent, or no more than about 30 percent (ie, from about 20 percent to about 25 percent of the total weight) of the total weight of the heat generating layer. An example of a metal-coated nylon nonwoven fleece is sold by YSShield under the trade name HNV80. Some examples of some carbon nonwoven fabrics are sold by Marktek Inc. under the trade names C10001xxxT series, NC10004xxxT series, C100040xxxT series. Another example of a non-woven fabric is from Nickel Nanostrands, Nickel CVD coated carbon fiber, or Nickel CVD coated non-woven carbon fiber (Nickel CVD) from Conductive Composites. Coated nonwoven carbon fiber). The plurality of fibers described herein can be held together by a binder.

発熱層は不織材である。発熱層はフェルト状(すなわち、平坦な均質不織構造)であることが好ましい。発熱層はランダムに配列された微細構造を有する不織材であり得ることがより好ましい。ヒータは穴がなくてもよい。ヒータは、複数の穴を含んでもよい。これらの穴は、熱が発生されて、隣接する表面、人間、アイテム、装置、またはこれらの組み合わせが加熱されるような形状であれば如何なる形状でもよい。これら穴は、円形、楕円形、正方形、十字状、細長い形状、対称形、非対称形、幾何学的形状、非幾何学的形状、またはこれらの組み合わせでもよい。ヒータは、側面切欠きを含んでもよい。ヒータは、側面切欠きを含まないことが好ましい。ヒータは蛇行形状でもよい。ヒータは蛇行形状でないことが好ましい。発熱層の微細構造は、複数の細孔、複数の空隙、またはこの両方を含んでもよい。本願明細書に記載の空隙および細孔は発熱層の微細構造の一部であり、貫通孔および切欠きは、例えば材料が除去された、より大きな空間である。発熱層は十分な量の空隙および/または細孔を含み得るので、エアムーバからの空気は発熱層を通過できる、または発熱層の繊維がランダムに配列される、または電力が発熱層全体にランダムに分配される、または保護層が発熱層を貫通できる、またはこれらの組み合わせが可能である。発熱層の空隙および/または細孔は、発熱層の総表面積の約10パーセント以上、約15パーセント以上、約20パーセント以上、約25パーセント以上、約30パーセント以上、または約40パーセント以上の面積に相当してもよい。発熱層の空隙および/または細孔は、発熱層の総表面積の約90パーセント以下、約80パーセント以下、約70パーセント以下、約60パーセント以下、または約50パーセント以下の面積に相当してもよい。発熱層は、他の1つ以上の層が発熱層に接続されるように、または保護層が発熱層の上に平坦な表面を形成できるように、またはこの両方が可能なように、十分な量の繊維および/または材料を発熱層に有し得る。   The heat generating layer is a non-woven material. It is preferable that the heat generating layer has a felt shape (that is, a flat homogeneous nonwoven structure). More preferably, the heat generating layer may be a non-woven material having a microstructure arranged at random. The heater may not have a hole. The heater may include a plurality of holes. These holes can be any shape that generates heat and heats adjacent surfaces, people, items, devices, or combinations thereof. These holes may be circular, oval, square, cross, elongated, symmetric, asymmetric, geometric, non-geometric, or combinations thereof. The heater may include a side cutout. The heater preferably does not include a side notch. The heater may have a meandering shape. The heater is preferably not meandering. The microstructure of the heat generating layer may include a plurality of pores, a plurality of voids, or both. The voids and pores described herein are part of the microstructure of the heat generating layer, and the through holes and notches are larger spaces from which material has been removed, for example. The heat generating layer may include a sufficient amount of voids and / or pores so that air from the air mover can pass through the heat generating layer, or the fibers of the heat generating layer are randomly arranged, or the power is randomly distributed throughout the heat generating layer. It can be distributed, or the protective layer can penetrate the heating layer, or a combination thereof. The voids and / or pores of the exothermic layer are in an area of about 10 percent or more, about 15 percent or more, about 20 percent or more, about 25 percent or more, about 30 percent or more, or about 40 percent or more of the total surface area of the heating layer. It may correspond. The voids and / or pores of the heating layer may correspond to an area of about 90 percent or less, about 80 percent or less, about 70 percent or less, about 60 percent or less, or about 50 percent or less of the total surface area of the heating layer. . The heat generating layer is sufficient to allow one or more other layers to be connected to the heat generating layer, or to allow the protective layer to form a flat surface on the heat generating layer, or both An amount of fiber and / or material may be present in the heating layer.

ヒータは、電極を複数含み得る。ヒータは、追加の導電層(例えば、バス、電極、端子、トレース、支脈、分岐、またはこれらの組み合わせ)を一切含まなくてもよい。ヒータは、ヒータの長さおよび/または幅にほぼ沿って延在してヒータへの電力の印加を助けるバス、電極、またはこの両方(例えば、電力印加部)を複数含むことが好ましい。発熱層は、電源をヒータに接続する端子を含まないことがより好ましい(すなわち、単一の電力印加点)。発熱層は、金、銀、銅、またはこれらの組み合わせを含まなくてもよい。ヒータは、正温度係数(PTC:positive temperature coefficient)材料を含んでもよい。発熱層は、別のステップで発熱層に追加される、熱の発生、信号の発生、またはこの両方を助ける追加の導電層、正温度係数層、付加物、またはこれらの組み合わせを含まなくてもよい。発熱層は、安定化材料、軟質の充填物質、含浸充填材、またはこれらの組み合わせを含まなくてもよい。例えば、発熱層は、繊維間の電力伝達を助けるためにヒータに追加される安定化材料、軟質の充填物質、含浸充填材、またはこれらの組み合わせを含まない。発熱層は、発熱に必要なヒータ部分のみでよいことがより好ましい。例えば、発熱層は基板でなくてもよく、発熱層は、発熱層を形成するためにその表面に配設または印刷される1つ以上の材料、この材料に織り込まれる材料、またはこれらの組み合わせを含まなくてもよい。発熱層の構成は、発熱層の抵抗率、表面出力密度、またはこの両方を変化させるために使用され得る。   The heater may include a plurality of electrodes. The heater may not include any additional conductive layers (eg, buses, electrodes, terminals, traces, branches, branches, or combinations thereof). The heater preferably includes a plurality of buses, electrodes, or both (e.g., power applicators) that extend substantially along the length and / or width of the heater to assist in applying power to the heater. More preferably, the heat generating layer does not include a terminal for connecting the power source to the heater (ie, a single power application point). The heat generating layer may not include gold, silver, copper, or a combination thereof. The heater may include a positive temperature coefficient (PTC) material. The exothermic layer may not include additional conductive layers, positive temperature coefficient layers, adjuncts, or combinations thereof that are added to the exothermic layer in a separate step to help generate heat, generate signals, or both Good. The heating layer may not include a stabilizing material, a soft filler material, an impregnated filler material, or a combination thereof. For example, the heat generating layer does not include stabilizing materials, soft filler materials, impregnated fillers, or combinations thereof that are added to the heater to help transfer power between the fibers. More preferably, the heat generating layer may be only a heater portion necessary for heat generation. For example, the heat generating layer may not be a substrate, and the heat generating layer may include one or more materials disposed or printed on the surface thereof to form the heat generating layer, a material woven into the material, or a combination thereof. It does not have to be included. The configuration of the heat generating layer can be used to change the resistivity, surface power density, or both of the heat generating layer.

本願明細書に記載の発熱層は、抵抗率と表面出力密度とを有する。発熱層の抵抗率および表面出力密度は、発熱層のサイズおよび形状を変えることによって、あるいは前面被覆層、裏面被覆層、またはこの両方の材料構成を変えることによって、あるいは発熱層に印加される電圧量を変えることによって、あるいは発熱層に印加されるアンペア数を変えることによって、あるいはこれらを組み合わせることによって、変化させ得る。例えば、発熱層の抵抗率および表面出力密度は、発熱層から材料を除去することによって(例えば、切欠き、貫通孔、スリット、またはこれらの組み合わせを追加することによって)、変化させ得る。別の例においては、ヒータの抵抗率が上がるように、材料を発熱層から効果的に除去し得る。発熱層の抵抗率は、約1.0Ω以上、好ましくは約1.5Ω以上、より好ましくは約1.8Ω以上でもよい。発熱層の抵抗率は、約7Ω以下、約5Ω以下、約3Ω以下、または約2.5Ω以下(すなわち、約1.5Ωから約2.3Ω)でもよい。抵抗率は、発熱層の表面出力密度に正比例し得る。抵抗率は、発熱層の表面出力密度に逆比例することが好ましい。これにより、抵抗率が上がると、表面出力密度が下がる。   The heat generating layer described in the present specification has a resistivity and a surface output density. The resistivity and surface power density of the heat generating layer can be determined by changing the size and shape of the heat generating layer, or by changing the material composition of the front cover layer, the back cover layer, or both, or the voltage applied to the heat generating layer. It can be changed by changing the amount, by changing the amperage applied to the heat generating layer, or by combining them. For example, the resistivity and surface power density of the heat generating layer can be varied by removing material from the heat generating layer (eg, by adding notches, through holes, slits, or combinations thereof). In another example, material can be effectively removed from the heat generating layer such that the resistivity of the heater is increased. The resistivity of the heat generating layer may be about 1.0Ω or more, preferably about 1.5Ω or more, more preferably about 1.8Ω or more. The resistivity of the heat generating layer may be about 7Ω or less, about 5Ω or less, about 3Ω or less, or about 2.5Ω or less (ie, about 1.5Ω to about 2.3Ω). The resistivity can be directly proportional to the surface power density of the heat generating layer. It is preferable that the resistivity is inversely proportional to the surface output density of the heat generating layer. Thereby, when the resistivity increases, the surface output density decreases.

発熱層の表面出力密度は、約100W/m以上、約200W/m以上、約300W/m以上、または約400W/m以上でもよい。表面出力密度は、約2000W/m以下、約1500W/m以下、約1000W/m以下、または約750W/m以下(すなわち、約600W/mから約450W/mまで)でもよい。本願明細書に記載の他の1つ以上の因子、すなわち、発熱層の基本重量、目付、またはこの両方など、は抵抗率、表面出力密度、またはこの両方に影響を及ぼし得る。 The surface power density of the heat generating layer may be about 100 W / m 2 or more, about 200 W / m 2 or more, about 300 W / m 2 or more, or about 400 W / m 2 or more. Surface power density of about 2000 W / m 2 or less, about 1500 W / m 2 or less, even about 1000W / m 2 or less, or about 750W / m 2 or less (i.e., from about 600W / m 2 to about 450 W / m 2) Good. One or more other factors described herein, such as the basis weight of the heat generating layer, the basis weight, or both, can affect the resistivity, surface power density, or both.

発熱層は、目付(すなわち、布の単位面積当たりの重量)によって特徴付けられ得る。目付は、約50g/m以上、約60g/m以上、約70g/m以上、好ましくは約80g/m以上、より好ましくは約90g/m以上、最も好ましくは約100g/m以上にし得る。目付は、約500g/m以下、約400g/m以下、好ましくは約300g/m以下、より好ましくは約200g/m以下にし得る。目付は、約50g/mと約300g/mの間、好ましくは約75g/mと約250g/mの間、より好ましくは約100g/mと約200g/mの間にし得る。 The heat generating layer can be characterized by a basis weight (ie, weight per unit area of the fabric). The basis weight is about 50 g / m 2 or more, about 60 g / m 2 or more, about 70 g / m 2 or more, preferably about 80 g / m 2 or more, more preferably about 90 g / m 2 or more, most preferably about 100 g / m. It can be 2 or more. The basis weight can be about 500 g / m 2 or less, about 400 g / m 2 or less, preferably about 300 g / m 2 or less, more preferably about 200 g / m 2 or less. The basis weight is between about 50 g / m 2 and about 300 g / m 2 , preferably between about 75 g / m 2 and about 250 g / m 2 , more preferably between about 100 g / m 2 and about 200 g / m 2. obtain.

発熱層の繊維が有する1つの特性は、密度である。繊維の密度は、約0.5g/cm以上、約0.75g/cm以上、約1.0g/cm以上、または約1.2g/cm以上でもよい。繊維の密度は、約10g/cm以下、約5.0g/cm以下、約3.0g/cm以下、または約2.0g/cm以下でもよい。繊維の密度は、約0.5g/cmから約3.0g/cmまでの間、好ましくは約1.0g/cmと約2.0g/cmの間、より好ましくは約1.1g/cmと約1.5g/cmの間にし得る。 One characteristic that the fibers of the heat generating layer have is density. The density of the fiber may be about 0.5 g / cm 3 or more, about 0.75 g / cm 3 or more, about 1.0 g / cm 3 or more, or about 1.2 g / cm 3 or more. The density of the fibers may be about 10 g / cm 3 or less, about 5.0 g / cm 3 or less, about 3.0 g / cm 3 or less, or about 2.0 g / cm 3 or less. The density of the fiber is between about 0.5 g / cm 3 and about 3.0 g / cm 3 , preferably between about 1.0 g / cm 3 and about 2.0 g / cm 3 , more preferably about 1. It can be between 1 g / cm 3 and about 1.5 g / cm 3 .

発熱層の繊維は、直径によって特徴付けられ得る。繊維の直径は、約0.0001mm以上、好ましくは約0.001mm以上、好ましくは約0.005mm以上、最も好ましくは約0.0065以上にし得る。繊維の直径は、約1mm以下、約0.5mm以下、約0.1mm以下、好ましくは約0.05mm以下、より好ましくは約0.02mm以下、最も好ましくは約0.008以下(すなわち、約0.007と約0.006mmの間)にし得る。繊維の直径は、約0.0005mmと約0.1mmの間、好ましくは約0.001mmと約0.05mmの間、より好ましくは約0.005mmと約0.02mmの間にし得る。   The fibers of the heating layer can be characterized by a diameter. The fiber diameter can be about 0.0001 mm or more, preferably about 0.001 mm or more, preferably about 0.005 mm or more, and most preferably about 0.0065 or more. The diameter of the fiber is about 1 mm or less, about 0.5 mm or less, about 0.1 mm or less, preferably about 0.05 mm or less, more preferably about 0.02 mm or less, and most preferably about 0.008 or less (ie, about Between 0.007 and about 0.006 mm). The diameter of the fiber can be between about 0.0005 mm and about 0.1 mm, preferably between about 0.001 mm and about 0.05 mm, more preferably between about 0.005 mm and about 0.02 mm.

発熱層の材料は、厚さを有する。発熱層の厚さは、電力の印加により発熱層が発熱する厚さであれば、如何なる厚さでもよい。発熱層の厚さを十分薄くすることによって、抵抗率を約1Ωから約3Ωまで、好ましくは約1.5Ωから約2.5Ωまでにし、本願明細書に教示されている発熱層より発熱性能が低い発熱層に比べ、発熱層の発熱性能を向上させてもよい。発熱層の厚さは、約0.001mm以上、約0.005mm以上、好ましくは約0.07mm以上にし得る。発熱層の厚さは、約30mm以下、約10mm以下、好ましくは約5mm以下、より好ましくは約2mm以下、より好ましくは約1.0mm以下にし得る。発熱層の厚さは、約0.001mmと約10mmの間、好ましくは約0.005mmと約5mmの間、より好ましくは約0.07mmと約1mmの間にし得る。   The material of the heat generating layer has a thickness. The thickness of the heat generating layer may be any thickness as long as the heat generating layer generates heat when electric power is applied. By reducing the thickness of the heat generating layer sufficiently, the resistivity is from about 1 Ω to about 3 Ω, preferably from about 1.5 Ω to about 2.5 Ω, and the heat generation performance is higher than the heat generating layer taught herein. The heat generation performance of the heat generation layer may be improved compared to the low heat generation layer. The thickness of the heat generating layer can be about 0.001 mm or more, about 0.005 mm or more, preferably about 0.07 mm or more. The thickness of the heat generating layer can be about 30 mm or less, about 10 mm or less, preferably about 5 mm or less, more preferably about 2 mm or less, more preferably about 1.0 mm or less. The thickness of the heat generating layer can be between about 0.001 mm and about 10 mm, preferably between about 0.005 mm and about 5 mm, more preferably between about 0.07 mm and about 1 mm.

発熱層の材料は、基本重量を有する。発熱層の基本重量は、約10g/m以上、約30g/m以上、約50g/m以上、または約70g/m以上でもよい。発熱層の材料は、約200g/m以下、約150g/m以下、または約100g/m以下の基本重量を有し得る。 The material of the heat generating layer has a basis weight. The base weight of the heat generating layer may be about 10 g / m 2 or more, about 30 g / m 2 or more, about 50 g / m 2 or more, or about 70 g / m 2 or more. The material of the heat generating layer may have a basis weight of about 200 g / m 2 or less, about 150 g / m 2 or less, or about 100 g / m 2 or less.

発熱層の材料は、熱伝導率によって特徴付けられ得る。23℃における熱伝導率は、約2.0W/m*k以下、約1.0W/m*k以下、約0.5W/m*k以下、または約0.005W/m*k以下でもよい。23℃における熱伝導率は、約0.001W/m*k以上、約0.005W/m*k以上、または約0.01W/m*k以上でもよい。ASTM STP1426またはASTM STP1320を用いて23℃で測定される熱伝導率を約1.0W/m*kから約0.001W/m*kまでの間、好ましくは約0.5W/m*kから約0.005W/m*kまでの間、より好ましくは約0.01W/m*kと約0.075W/m*kの間にし得る。600℃における熱伝導率は、約3.0W/m*k以下、約2.0W/m*k以下、約1.0W/m*k以下、約0.5W/m*k以下、または約0.01W/m*k以下でもよい。600℃における熱伝導率は、約0.001W/m*k以上、約0.005W/m*k以上、約0.01W/m*k以上、または約0.05W/m*k以上でもよい。ASTM STP1426またはASTM STP1320を用いて600℃で測定される熱伝導率を約1.5W/m*kから約0.001W/m*kまでの間、好ましくは約0.7W/m*kから約0.007W/m*kまでの間、より好ましくは約0.1W/m*kから約0.01W/m*kまでの間にし得る。   The material of the heat generating layer can be characterized by thermal conductivity. The thermal conductivity at 23 ° C. may be about 2.0 W / m * k or less, about 1.0 W / m * k or less, about 0.5 W / m * k or less, or about 0.005 W / m * k or less. . The thermal conductivity at 23 ° C. may be about 0.001 W / m * k or more, about 0.005 W / m * k or more, or about 0.01 W / m * k or more. Thermal conductivity measured at 23 ° C. using ASTM STP1426 or ASTM STP1320 between about 1.0 W / m * k and about 0.001 W / m * k, preferably from about 0.5 W / m * k It may be up to about 0.005 W / m * k, more preferably between about 0.01 W / m * k and about 0.075 W / m * k. The thermal conductivity at 600 ° C. is about 3.0 W / m * k or less, about 2.0 W / m * k or less, about 1.0 W / m * k or less, about 0.5 W / m * k or less, or about It may be 0.01 W / m * k or less. The thermal conductivity at 600 ° C. may be about 0.001 W / m * k or more, about 0.005 W / m * k or more, about 0.01 W / m * k or more, or about 0.05 W / m * k or more. . Thermal conductivity measured at 600 ° C. using ASTM STP1426 or ASTM STP1320 between about 1.5 W / m * k and about 0.001 W / m * k, preferably from about 0.7 W / m * k It may be between about 0.007 W / m * k, more preferably between about 0.1 W / m * k and about 0.01 W / m * k.

発熱層は、比熱を含む。23℃における比熱を約0.001W*sec/g*K以上、約0.01W*sec/g*K以上、好ましくは約0.1W*sec/g*K、より好ましくは約0.5W*sec/g*K以上にし得る。23℃における比熱を約5.0W*sec/g*K以下、約2.0W*sec/g*K以下、または約1.0W*sec/g*K以下にし得る。ASTM STP1426またはASTM STP1320を用いて23℃で測定される比熱を約2.0W*sec/g*Kと約0.001W*sec/g*Kの間、好ましくは約1.5W*sec/g*Kと約0.01W*sec/g*Kの間、より好ましくは約1.0W*sec/g*Kと約0.1W*sec/g*Kの間にし得る。600℃における比熱は、約10W*sec/g*K以下、約5.0W*sec/g*K以下、または約3.0W*sec/g*K以下でもよい。600℃における比熱は、約0.1W*sec/g*K以上、約0.5W*sec/g*K以上、約1.0W*sec/g*K以上、または約1.5W*sec/g*K以上でもよい。発熱層は、ASTM STP1426またはASTM STP1320を用いて600℃で測定される比熱として、約10.0W*sec/g*Kと約0.01W*sec/g*Kの間、好ましくは約5W*sec/g*Kと約0.1W*sec/g*Kの間、より好ましくは約2.5W*sec/g*Kと約0.75W*sec/g*Kの間の比熱を有し得る。   The heat generating layer includes specific heat. Specific heat at 23 ° C. is about 0.001 W * sec / g * K or more, about 0.01 W * sec / g * K or more, preferably about 0.1 W * sec / g * K, more preferably about 0.5 W *. sec / g * K or more. The specific heat at 23 ° C. can be about 5.0 W * sec / g * K or less, about 2.0 W * sec / g * K or less, or about 1.0 W * sec / g * K or less. Specific heat measured at 23 ° C. using ASTM STP1426 or ASTM STP1320 is between about 2.0 W * sec / g * K and about 0.001 W * sec / g * K, preferably about 1.5 W * sec / g It can be between * K and about 0.01 W * sec / g * K, more preferably between about 1.0 W * sec / g * K and about 0.1 W * sec / g * K. The specific heat at 600 ° C. may be about 10 W * sec / g * K or less, about 5.0 W * sec / g * K or less, or about 3.0 W * sec / g * K or less. Specific heat at 600 ° C. is about 0.1 W * sec / g * K or more, about 0.5 W * sec / g * K or more, about 1.0 W * sec / g * K or more, or about 1.5 W * sec / It may be g * K or more. The heat generating layer has a specific heat measured at 600 ° C. using ASTM STP1426 or ASTM STP1320, between about 10.0 W * sec / g * K and about 0.01 W * sec / g * K, preferably about 5 W *. having a specific heat between sec / g * K and about 0.1 W * sec / g * K, more preferably between about 2.5 W * sec / g * K and about 0.75 W * sec / g * K obtain.

発熱層は、破断点引張強さを含む。破断点引張強さを約1N/cm以上、約1.5N/cm以上、または好ましくは約2N/cmにし得る。破断点引張強さは、約100N/cm以下、約80N/cm以下、または約60N/cm以下でもよい。発熱層の加熱破断点引張強さを約0.5N/cmから100N/cmまで、好ましくは約1.0N/cmから80N/cmまで、より好ましくは約1.5N/cmから60N/cmまでにし得る。   The heat generating layer includes a tensile strength at break. The tensile strength at break can be about 1 N / cm or more, about 1.5 N / cm or more, or preferably about 2 N / cm. The tensile strength at break may be about 100 N / cm or less, about 80 N / cm or less, or about 60 N / cm or less. The heat-breaking point tensile strength of the heat generating layer is about 0.5 N / cm to 100 N / cm, preferably about 1.0 N / cm to 80 N / cm, more preferably about 1.5 N / cm to 60 N / cm. Can be.

発熱層の材料は、耐化学薬品性を有し得る。一般に、発熱層の材料は、以下の耐化学薬品性および/または材料特性を1つ以上示し得る。発熱層の材料は、良好な耐強酸性を有し得る。発熱層の材料は、優れた耐弱酸性を有し得る。発熱層の材料は、弱い耐強塩基性を有し得る。発熱層の材料は、良好な耐弱塩基性を有し得る。発熱層の材料は、有機溶剤に対する優れた耐化学薬品性を有し得る。発熱層の材料は、低い弾性率(すなわち、材料が延伸しない)、耐摩耗性、非硬化性、自滑性、またはこれらの組み合わせを示し得る。   The material of the heat generating layer may have chemical resistance. In general, the material of the heating layer may exhibit one or more of the following chemical resistance and / or material properties. The material of the heat generating layer may have good strong acid resistance. The material of the heat generating layer can have excellent weak acid resistance. The material of the heat generating layer may have weak strong base resistance. The material of the heat generating layer can have good weak base resistance. The material of the heat generating layer can have excellent chemical resistance to organic solvents. The material of the heat generating layer may exhibit a low modulus of elasticity (ie, the material does not stretch), abrasion resistance, non-curing, self-sliding, or a combination thereof.

発熱層は、本願明細書に記載の組成物のうちの1つ以上を混合することによって形成され得る。この混合された組成物を押出成形することによって、繊維、シート、マット、糸、またはこれらの組み合わせを形成し得る。この組成物を型に注入することによって、発熱層を形成し得る。発熱層は、複数の繊維を混合してマットを形成することによって形成され得る。これら材料は、本願明細書に記載の発熱特性を示し得る第1の物質を形成し得る。これら材料を二次処理にかけてもよい。   The heat generating layer can be formed by mixing one or more of the compositions described herein. The mixed composition can be extruded to form fibers, sheets, mats, yarns, or combinations thereof. A heat generating layer can be formed by injecting the composition into a mold. The heat generating layer can be formed by mixing a plurality of fibers to form a mat. These materials can form a first material that can exhibit the exothermic properties described herein. These materials may be subjected to secondary treatment.

発熱層は1つ以上の端子に取り付けられ得るので、電気(例えば、電力)の印加により、発熱層は発熱する。発熱層は、電力、信号、またはこの両方を印加する1本以上の電力印加線に接続され得る。電力印加線は、電力のみ、信号のみ、またはこの両方を印加し得る。電力印加線は、電力および信号の両方を印加し得る。電力印加線は、電源、マイクロプロセッサ、プロセッサ、コンピュータ、またはこれらの組み合わせに接続され得る。発熱層は、ヒータ/センサを用いて発熱および/または感知をもたらすための電力および/または信号を電力印加部に印加する2つ以上、3つ以上、または4つの以上の端子および/または電力印加線に接続され得る。例えば、発熱層は、計4本の線が発熱層に接続されるように、発熱層の各端に接続された正および負線を含み得る。1つ以上の正電源および1つ以上の負電源(すなわち、電力印加層または電力印加材)に接続されているとき、発熱層は発熱し得る、および/または感知に使用され得る。発熱層は、バスおよび/または電極を発熱層に接続する端子を含まないことが好ましい。例えば、バスおよび/または電極を発熱層に接続してもよく、バスおよび/または電極を電源に接続してもよい。何れかの装置を用いて端子を発熱層に直接および/または間接的に取り付けることによって、この端子から電気が発熱層に入って発熱層を発熱させるようにしてもよい。端子は、発熱層に圧着されてもよい。例えば、電力印加部は、電源を電力印加部に接続する複数の端子を含んでもよい。端子は、逢着、接合、機械式固締具、またはこれらの組み合わせによって、発熱層、各電力印加層、またはこの両方に接続されてもよい。発熱層は、発熱層に直接取り付けられた複数の端子を含まないことが好ましい(すなわち、単一の電力印加点)。ヒータは、電源をヒータに取り付ける機械式固締具を備えなくてもよい。例えば、発熱層は、発熱層を把持し、1本以上の線をヒータに固着する機械式取り付け装置を備えなくてもよい。発熱層は、発熱層への電力供給を助ける電力印加部を2つ以上含んでもよい。   Since the heat generating layer can be attached to one or more terminals, the heat generating layer generates heat upon application of electricity (for example, electric power). The heat generating layer may be connected to one or more power application lines that apply power, signals, or both. The power application line may apply power only, signal only, or both. The power application line can apply both power and signals. The power application line may be connected to a power source, a microprocessor, a processor, a computer, or a combination thereof. The heat generation layer uses two or more, three or more, or four or more terminals and / or power application to apply power and / or signals to the power application unit to cause heat generation and / or sensing using the heater / sensor. Can be connected to a line. For example, the heat generating layer can include positive and negative lines connected to each end of the heat generating layer such that a total of four lines are connected to the heat generating layer. When connected to one or more positive power sources and one or more negative power sources (ie, a power application layer or a power application material), the heat generation layer may generate heat and / or be used for sensing. The heat generating layer preferably does not include a terminal for connecting the bus and / or the electrode to the heat generating layer. For example, the bus and / or electrode may be connected to the heat generating layer, and the bus and / or electrode may be connected to a power source. The terminal may be directly and / or indirectly attached to the heat generating layer using any device, and electricity may enter the heat generating layer from this terminal to cause the heat generating layer to generate heat. The terminal may be pressure-bonded to the heat generating layer. For example, the power application unit may include a plurality of terminals that connect the power source to the power application unit. The terminals may be connected to the heat generation layer, each power application layer, or both by gluing, bonding, mechanical fasteners, or a combination thereof. The heat generating layer preferably does not include a plurality of terminals attached directly to the heat generating layer (ie, a single power application point). The heater may not include a mechanical fastener that attaches a power source to the heater. For example, the heat generating layer may not include a mechanical attachment device that holds the heat generating layer and fixes one or more wires to the heater. The heat generating layer may include two or more power application units that help supply power to the heat generating layer.

2つ以上の電力印加部は、ヒータ上のどの位置にでも配置され得る。2つ以上の電力印加部は離隔されることが好ましい。電力の印加によりヒータに部分的および/または完全に通電するように、2つ以上の電力印加部を十分に離隔させてもよい。2つ以上の電力印加部は、ヒータの端縁領域に配置されることがより好ましい。例えば、1つの電力印加部をヒータの1つの端縁に沿って配置し、第2の電力印加部を反対側の端縁に沿って配置することによって、電力が第1の端縁から第2の端縁まで移動するときに電力がヒータを通過するようにしてもよい。電力印加部をヒータの側縁(例えば、幅)に沿って、またはヒータの長手方向端縁(例えば、長さ)に沿って、延在させてもよい。電力印加線の長さは、ヒータ/センサの導電率に逆比例し得る。したがって、例えば、線が長いほど、ヒータ/センサの導電率は下がる。より具体的には、長手方向の電力印加部を有するヒータ/センサは、カーボン材料によってのみ製造されてもよい。別の例においては、側部または端縁に沿って延在する電力印加部を、カーボン材料製のヒータより導電率の高い金属被膜繊維を有するヒータに接続してもよい。ヒータは、2を超える数の電力印加部を含み得る。例えば、電力および/または信号が中央の電力印加部から両端縁に、またはこの逆に、移動するように、ヒータは、ヒータのほぼ中央に設けられた電力印加部と、中央の電力印加部の各側に設けられた電力印加部とを含み得る。ヒータは、電力印加部を4つ以上含み得る。例えば、ヒータは、各端縁から反対側の端縁まで延在する対向する2つの電力印加部を含み得る。この2つの対向する電力印加部は、これら電力印加部の間に間隙が存在するように、これら電力印加部同士が接続される前に終端する。この間隙は、ヒータ/センサの両側部/端縁を電気的に絶縁し得る。この間隙および/または絶縁体がヒータ/センサの側部/端縁の間に存在しないように、またはヒータ/センサが短絡しないように、またはこの両方が実現されるように、ヒータ/センサの両側部/端縁を同じ極性にしてもよい。したがって、各ヒータは、熱および/または電力の印加用の電力印加部を2つ以上、3つ以上、または4つ以上含み得る。電力印加部の対向する側部/端縁が同様の極性を含むように、これら電力印加部をヒータ/センサに配置してもよい。例えば、ヒータ/センサがコアに巻き付けられたときに正極性同士または負極性同士が至近距離にあるように、負極性、正極性、またはこの両方を対向する端縁に配置してもよい。別の例においては、巻き付けられたときに至近距離に位置する両側部/端縁に正極性が配置され、負極性がその間の半ばに配置される。   Two or more power application units may be arranged at any position on the heater. The two or more power application units are preferably separated from each other. Two or more power application units may be sufficiently separated so that the heater is partially and / or completely energized by application of power. More preferably, the two or more power application units are arranged in the edge region of the heater. For example, by arranging one power application unit along one edge of the heater and arranging the second power application unit along the opposite edge, the power is second from the first edge. The electric power may pass through the heater when moving to the end edge. The power application section may extend along the side edge (eg, width) of the heater or along the longitudinal edge (eg, length) of the heater. The length of the power application line can be inversely proportional to the conductivity of the heater / sensor. Thus, for example, the longer the wire, the lower the heater / sensor conductivity. More specifically, a heater / sensor having a longitudinal power application section may be manufactured only from a carbon material. In another example, the power application section extending along the side portion or the edge may be connected to a heater having metal-coated fibers having a higher conductivity than that of a carbon material heater. The heater may include more than two power application units. For example, the heater may be connected to a power application unit provided substantially at the center of the heater and a central power application unit so that power and / or signals move from the central power application unit to both edges or vice versa. And a power application unit provided on each side. The heater may include four or more power application units. For example, the heater may include two opposing power application sections extending from each edge to the opposite edge. The two opposing power application units terminate before the power application units are connected so that there is a gap between the power application units. This gap can electrically insulate the sides / edges of the heater / sensor. Both sides of the heater / sensor so that this gap and / or insulation is not present between the sides / edges of the heater / sensor, or the heater / sensor is not shorted, or both. Parts / edges may be of the same polarity. Accordingly, each heater may include two or more, three or more, or four or more power application units for applying heat and / or power. These power applicators may be arranged in the heater / sensor so that the opposing sides / edges of the power applicators contain similar polarities. For example, the negative polarity, the positive polarity, or both may be arranged on opposite edges so that when the heater / sensor is wound around the core, the positive polarity or the negative polarity are in close proximity. In another example, the positive polarity is placed on both sides / edges that are in close proximity when wrapped, and the negative polarity is placed midway between them.

各電力印加部は、電力、信号、またはこの両方を印加するための部分を1つ以上含み得る。1つの好適な例において、各電力印加部は、互いに接続された2つの個別バスバー、電極、線、またはこれらの組み合わせから成り、各2つのバスバー、電極、線、またはこれらの組み合わせは発熱層への電力の供給を助ける。これら電力印加部は、信号、電力、またはこの両方を印加し得る。ヒータ/センサは、互いに近接する2つの電力印加部を含んでもよく、一方の電力印加部が電力を供給し、もう一方の電力印加部が信号を供給してもよい。本願明細書に記載のように、これら電力印加部は信号、電力、またはこの両方を印加し得る。ただし、信号のみ、または電力のみ、を印加するために、複数の個別電力印加部とこれらに対応付けられた複数の線とを使用してもよい。使用者がヒータ/センサに接触しているかどうかを判定するために、感知用の個別電力印加部をマイクロプロセッサまたはプロセッサに直接接続してもよい。バスバー、電極、線、またはこれらの組み合わせは、同じ材料、それぞれ異なる材料、またはこれらの組み合わせで作られてもよい。   Each power application unit may include one or more portions for applying power, signals, or both. In one preferred example, each power application unit consists of two individual bus bars, electrodes, wires, or combinations thereof connected to each other, each two bus bars, electrodes, wires, or combinations thereof to the heat generating layer. Help to supply power. These power application units may apply signals, power, or both. The heater / sensor may include two power application units adjacent to each other, one power application unit supplying power, and the other power application unit supplying signals. As described herein, these power applicators may apply signals, power, or both. However, in order to apply only a signal or only power, a plurality of individual power application units and a plurality of lines associated therewith may be used. In order to determine whether the user is in contact with the heater / sensor, a separate sensing power applicator may be connected directly to the microprocessor or processor. The bus bars, electrodes, wires, or combinations thereof may be made of the same material, different materials, or combinations thereof.

単一の電力印加部の各バスバーおよび/または電極は、2種以上の異なる材料で作られることが好ましい。電力印加部は1本以上の線を含み得るが、互いに織り合わされた2本以上の線を含み得ることが好ましい。電力印加部がヒータの一端または両端に形成されるように、この1本以上の線はヒータにニードルパンチされてもよい。ニードルパンチされた線をヒータに接続し、電源に直接接続してもよい。ニードルパンチされる線は、銀被膜、銅被膜、またはこの両方の被膜が施された線でもよい。ニードルパンチされる線はヒータとほぼ同じ材料で作られてもよい。ただし、ニードルパンチされる線は、ヒータ内の繊維に比べ、より長い繊維長を有し得る。これら線は、熱を発生させるように発熱層への電力の伝達を助けるものであれば如何なる導電性材料で作られてもよい。各線の抵抗率は、約5Ω*m以下、約2Ω*m以下、または約1Ω*m以下でもよい。各線の抵抗率は、約0.01Ω*m以上、約0.05Ω*m以上、または約0.01Ω*m以上(すなわち、約0.25Ω*m)でもよい。各線の重量は、約0.1g/mm以下、約0.01g/mm以下、約0.001g/mm以下、または約0.0001g/mm以下でもよい。各線は、約0.00001g/mm以上、好ましくは約0.00005g/mm以上、より好ましくは約0.0001g/mm以上、最も好ましくは約0.0005g/mm以上(すなわち、約0.0007g/mm)の重量を有し得る。好適な一実施形態において、各線は、単一の線を形成するために複数の線が一緒に編組された複合体である。例えば、各線は、それぞれの直径が約0.07mmの20本の銀線で構成されてもよい。これら20本の各銀線は、単一の線を形成するために、互いに編組されてもよい。電力が発熱層に伝達されるように、これら線は銅、銀、金、ニッケル、またはこれらの組み合わせで作られる、および/または銅、銀、金、ニッケル、またはこれらの組み合わせで被膜される、ことが好ましい。この1本以上の線を発熱層に接続するために、発熱層への電力の伝達に実質的に干渉せずにこの1本以上の線をヒータに固定的に接続する何れかの装置を使用してもよい。使用され得る取り付け装置および/または方法のいくつかの例として、逢着、接着(例えば、導電性または非導電性グルーの使用)、接合、編成、ステープル留め、またはこれらの組み合わせが挙げられる。この1本以上の線は、接着層を用いて発熱層に接続されることが好ましい。1本以上の線を発熱層に固着する接着層は、発熱層への第2のバスバーおよび/または電極の接続にも用いられ得る。   Each bus bar and / or electrode of a single power application section is preferably made of two or more different materials. The power application unit may include one or more lines, but may preferably include two or more lines interwoven with each other. The one or more lines may be needle punched into the heater so that a power application portion is formed at one or both ends of the heater. The needle punched wire may be connected to a heater and directly connected to a power source. The line to be needle punched may be a line coated with a silver film, a copper film, or both. The needle punched line may be made of substantially the same material as the heater. However, the needle punched line can have a longer fiber length than the fibers in the heater. These wires may be made of any conductive material that helps transfer power to the heat generating layer to generate heat. The resistivity of each line may be about 5 Ω * m or less, about 2 Ω * m or less, or about 1 Ω * m or less. The resistivity of each line may be about 0.01Ω * m or more, about 0.05Ω * m or more, or about 0.01Ω * m or more (ie, about 0.25Ω * m). The weight of each line may be about 0.1 g / mm or less, about 0.01 g / mm or less, about 0.001 g / mm or less, or about 0.0001 g / mm or less. Each line is about 0.00001 g / mm or more, preferably about 0.00005 g / mm or more, more preferably about 0.0001 g / mm or more, most preferably about 0.0005 g / mm or more (ie, about 0.0007 g / mm or more). mm). In a preferred embodiment, each line is a composite where multiple lines are braided together to form a single line. For example, each line may be composed of 20 silver wires each having a diameter of about 0.07 mm. Each of these 20 silver wires may be braided together to form a single wire. The wires are made of copper, silver, gold, nickel, or combinations thereof and / or coated with copper, silver, gold, nickel, or combinations thereof so that power is transferred to the heat generating layer, It is preferable. To connect the one or more wires to the heat generating layer, use any device that fixedly connects the one or more wires to the heater without substantially interfering with the transmission of power to the heat generating layer. May be. Some examples of attachment devices and / or methods that may be used include gluing, gluing (eg, using conductive or non-conductive glue), joining, knitting, stapling, or combinations thereof. The one or more lines are preferably connected to the heat generating layer using an adhesive layer. An adhesive layer that secures one or more wires to the heat generating layer can also be used to connect a second bus bar and / or electrode to the heat generating layer.

電力印加部は、発熱層が暖まるように電力の印加により発熱層への電力の伝達を助ける材料であれば如何なる材料で作られてもよい。電力印加部は、センサ信号の印可により発熱層が状態を感知するようになる材料であれば如何なる材料で作られてもよい。電力印加部は、1本以上の線の下に、好ましくは1本以上の線の上に、またはこの両方の組み合わせに、配置されるバスバーおよび/または電極を含み得る。電力印加部は線を含まなくてもよく、本願明細書に記載の不織材だけで作られてもよい。例えば、電力を発熱層に供給するための電気的接続をもたらすクリップを不織材に直接取り付けてもよい。バスバーおよび/または電極は、導電性を有する不織材でもよい。バスバーおよび/または電極は、1つ以上の不織導電条片でもよい。バスバーおよび/または電極は、発熱層と同じ材料で作られてもよい。バスバーおよび/または電極は、カーボン材料、高分子材料、金属被膜された材料、または電力をヒータに通す導電性媒体を形成する複数の材料の組み合わせ、で作られ得ることが好ましい。例えば、バスバーおよび/または電極はニッケルまたは銀で被膜された複数のナイロン繊維でもよく、被膜されたナイロン繊維は、バインダによって一緒に接合されて電力を発熱層に伝達する不織材を形成し得る。バスバーおよび/または電極は、上記の1本以上の線のために本願明細書に記載されている何れかの材料および/または方法を用いて発熱層に取り付けられ得る。バスバーおよび/または電極、1本以上の発熱線、またはこの両方の組み合わせ、は粘着布を用いて発熱層に接続されることが好ましい。各電力印加部は、接着層によって発熱層に接続される不織導電材と2本以上の線とを含むことがより好ましい。   The power application unit may be made of any material as long as it is a material that assists the transmission of power to the heat generating layer by applying power so that the heat generating layer is warmed. The power application unit may be made of any material as long as the heat generation layer senses the state when the sensor signal is applied. The power applicator may include bus bars and / or electrodes that are disposed below one or more lines, preferably above one or more lines, or a combination of both. The power application unit may not include a wire, and may be made of only the nonwoven material described in the present specification. For example, a clip that provides an electrical connection for supplying power to the heat generating layer may be attached directly to the nonwoven. The bus bar and / or the electrode may be a non-woven material having conductivity. The bus bar and / or electrode may be one or more non-woven conductive strips. The bus bar and / or electrode may be made of the same material as the heat generating layer. Preferably, the bus bar and / or electrode can be made of a carbon material, a polymeric material, a metallized material, or a combination of materials that form a conductive medium that passes power through the heater. For example, the bus bar and / or electrode may be a plurality of nylon fibers coated with nickel or silver, and the coated nylon fibers may be joined together by a binder to form a nonwoven material that transfers power to the heat generating layer. . The bus bar and / or electrode may be attached to the heat generating layer using any of the materials and / or methods described herein for one or more of the wires described above. The bus bar and / or electrode, one or more heating wires, or a combination of both are preferably connected to the heating layer using an adhesive cloth. More preferably, each power application unit includes a non-woven conductive material connected to the heat generating layer by an adhesive layer and two or more wires.

接着層は、加熱により接続を形成する接着シートであれば如何なる接着シートでもよい。接着層は、本願明細書に記載の何れの接着層でもよい。接着層はポリアミドでもよい。接着層は不織材であることが好ましい。接着層は、相互接続された複数の繊維および/または繊維状粘着性粒子と、これら相互接続された複数の繊維および/または繊維状粘着性粒子の間の空隙および/または細孔とから成ることが好ましい。接着層は、複数の空隙、複数の細孔、またはこの両方を有し得る。接着層が2つ以上の導電層(例えば、1つ以上の電力印加層、発熱層、またはこの両方)を接続しているときに、電力が空隙および/または細孔を通過して、または電気的接続が維持されて、または接着層が2つ以上の導電層の間の電力供給に干渉せず、またはこれらが組み合わされて、2つ以上の層の間に接続が形成されるように、接着層は十分な量の空隙および/または細孔を有し得る。接着層の空隙および/または細孔は、発熱層の総表面積の約10パーセント以上、約20パーセント以上、約30パーセント以上、好ましくは約40パーセント以上、より好ましくは約45パーセント以上の面積に相当し得る。接着層の空隙および/または細孔は、発熱層の総表面積の約90パーセント以下、約80パーセント以下、約70パーセント以下、または約60パーセント以下に相当し得る。接着層は、約5g/m以上、約10g/m以上、または約15g/m以上の基本重量を有してもよい。接着層は、約50g/m以下、約30g/m以下、または約25g/m以下(すなわち、約19g/m)の基本重量を有してもよい。接着層は、約85℃以上、約100℃以上、または約110℃以上の初期融解温度を有してもよい。接着層は、約200℃以下、約180℃以下、または約160℃以下(すなわち、約150℃)の初期融解温度を有してもよい。使用され得る粘着布の一例は、スパンファブ社(Spunfab Ltd.)からスパンファブ(Spunfab)(登録商標)という商品名で販売されている。 The adhesive layer may be any adhesive sheet that forms a connection by heating. The adhesive layer may be any adhesive layer described in this specification. The adhesive layer may be polyamide. The adhesive layer is preferably a non-woven material. The adhesive layer is composed of a plurality of interconnected fibers and / or fibrous sticky particles and voids and / or pores between the interconnected fibers and / or fibrous sticky particles. Is preferred. The adhesive layer can have a plurality of voids, a plurality of pores, or both. When the adhesive layer connects two or more conductive layers (eg, one or more power application layers, heat generation layers, or both), power passes through the voids and / or pores, or electricity Such that the electrical connection is maintained or the adhesive layer does not interfere with the power supply between the two or more conductive layers, or they are combined to form a connection between the two or more layers, The adhesive layer can have a sufficient amount of voids and / or pores. The voids and / or pores of the adhesive layer correspond to an area of about 10 percent or more, about 20 percent or more, about 30 percent or more, preferably about 40 percent or more, more preferably about 45 percent or more of the total surface area of the heat generating layer. Can do. The voids and / or pores of the adhesive layer may correspond to about 90 percent or less, about 80 percent or less, about 70 percent or less, or about 60 percent or less of the total surface area of the heat generating layer. The adhesive layer may have a basis weight of about 5 g / m 2 or more, about 10 g / m 2 or more, or about 15 g / m 2 or more. The adhesive layer may have a basis weight of about 50 g / m 2 or less, about 30 g / m 2 or less, or about 25 g / m 2 or less (ie, about 19 g / m 2 ). The adhesive layer may have an initial melting temperature of about 85 ° C. or higher, about 100 ° C. or higher, or about 110 ° C. or higher. The adhesive layer may have an initial melting temperature of about 200 ° C. or less, about 180 ° C. or less, or about 160 ° C. or less (ie, about 150 ° C.). An example of an adhesive fabric that can be used is sold by Spunfab Ltd. under the trade name Spunfab®.

電力印加部(すなわち、バスバーおよび/または電極、1本以上の線、または両方の組み合わせ)は、約1.0×10−2Ω/sq以下、約5.0×10−2Ω/sq以下、好ましくは約1.0×10−3Ω/sq以下、より好ましくは約5.0×10−3Ω/sq以下、最も好ましくは約1.0×10−4Ω/sq以下の表面導電率を有する材料であれば如何なる材料で作られてもよい。電力印加部(すなわち、バスバーおよび/または電極、1本以上の線、またはこの両方の組み合わせ)は、約1.0×10−9Ω/sq以上、約5.0×10−8Ω/sq以上、または約1.6×10−8Ω/sq以上の表面導電率を有する材料であれば如何なる材料で作られてもよい。 The power application unit (that is, bus bar and / or electrode, one or more lines, or a combination of both) is about 1.0 × 10 −2 Ω / sq or less, about 5.0 × 10 −2 Ω / sq or less. , Preferably about 1.0 × 10 −3 Ω / sq or less, more preferably about 5.0 × 10 −3 Ω / sq or less, and most preferably about 1.0 × 10 −4 Ω / sq or less. Any material having a rate may be used. The power application section (ie, bus bar and / or electrode, one or more wires, or a combination of both) is about 1.0 × 10 −9 Ω / sq or more, about 5.0 × 10 −8 Ω / sq The material may be made of any material as long as it has a surface conductivity of about 1.6 × 10 −8 Ω / sq or more.

ヒータは、発熱層のみで構成されてもよい(例えば、ヒータに含まれる層が1つでもよい)。ヒータは少なくとも3つの層を含むことが好ましい。ただし、ヒータは、発熱層の上に固着される層を一切含まなくてもよい。例えば、ヒータは、発熱層に相互浸透して発熱層の上に部分的および/または完全な保護層を形成する層を含み得る。発熱層が保護層によって保護されるように、発熱層は、個別材(すなわち、保護層)を発熱層に部分的および/または完全に組み込み得る。保護層は、補強層でもよい。例えば、各繊維が強化されてヒータの強度特性(例えば、引張強さ、引裂強さ、折畳強さ、等々、またはこれらの組み合わせ)が増すように、保護層は個々の繊維を補強し得る。保護層の材料は、保護層が発熱層の強度(例えば、引張強さ、引裂強さ、折畳強さ、等々、またはこれらの組み合わせ)、発熱層の断熱特性、またはこの両方を高めるように発熱層に織り込まれる材料であれば如何なる材料でもよい。保護層は、発熱層の強度を高め、部分誘電体被膜または完全誘電体被膜をヒータの上に形成することが好ましい。外側の発熱層が誘電特性、流動抵抗特性、またはこの両方を有するように、保護層は、発熱層の前面、裏面、各側縁、またはこれらの組み合わせの上に絶縁層を形成し得る。保護層が発熱層上の誘電体層になるように、保護層は、前面側、裏面側、側縁、上縁、底縁、またはこれらの組み合わせに層を形成し得る。保護層は、発熱層の個々の繊維の間の細孔および/または空隙を充填し得る。保護層は発熱層の個々の繊維の間の細孔および/または空隙を充填するが、個々の繊維を完全には取り囲まず、発熱層の個々の繊維間の接続および/または電気的接続を損なわないことが好ましい。ヒータは、1つ以上の取り付け層を含み得る。取り付け層は、片面接着層でもよい。取り付け層は、電力印加部を取り付けるための本願明細書に記載の接着層と同じ材料で作られてもよい。取り付け層は接着層(例えばグルー、ペースト、噴霧式接着剤、接着フィルム、剥がしてそのまま貼れる接着剤、面ファスナ、等々)でもよい。取り付け層は、剥がしてそのまま貼れる接着フィルムであることが好ましい。取り付け層は、本願明細書に記載の保護特性を示し得る。ヒータは、取り付け層を含まなくてもよい。   The heater may be composed of only a heat generating layer (for example, one layer may be included in the heater). The heater preferably includes at least three layers. However, the heater may not include any layer fixed on the heat generating layer. For example, the heater may include a layer that interpenetrates the heat generating layer to form a partial and / or complete protective layer on the heat generating layer. The heat generating layer may partially and / or fully incorporate the individual material (ie, the protective layer) into the heat generating layer so that the heat generating layer is protected by the protective layer. The protective layer may be a reinforcing layer. For example, the protective layer may reinforce individual fibers so that each fiber is reinforced to increase the strength properties of the heater (eg, tensile strength, tear strength, folding strength, etc., or combinations thereof). . The material of the protective layer is such that the protective layer enhances the heat generating layer strength (eg, tensile strength, tear strength, folding strength, etc., or a combination thereof), the heat insulating properties of the heat generating layer, or both Any material may be used as long as the material is woven into the heat generating layer. The protective layer preferably increases the strength of the heat generating layer, and a partial dielectric film or a complete dielectric film is preferably formed on the heater. The protective layer may form an insulating layer on the front surface, the back surface, each side edge, or a combination thereof, such that the outer heat generating layer has dielectric properties, flow resistance properties, or both. The protective layer may form a layer on the front side, back side, side edge, top edge, bottom edge, or a combination thereof so that the protective layer becomes a dielectric layer on the heat generating layer. The protective layer can fill the pores and / or voids between the individual fibers of the heat generating layer. The protective layer fills the pores and / or voids between the individual fibers of the heat generating layer, but does not completely surround the individual fibers and impairs the connection and / or electrical connection between the individual fibers of the heat generating layer. Preferably not. The heater may include one or more attachment layers. The attachment layer may be a single-sided adhesive layer. The attachment layer may be made of the same material as the adhesive layer described herein for attaching the power applicator. The attachment layer may be an adhesive layer (for example, glue, paste, spray adhesive, adhesive film, adhesive that can be peeled off and applied as it is, surface fastener, etc.). The attachment layer is preferably an adhesive film that can be peeled off and attached as it is. The attachment layer can exhibit the protective properties described herein. The heater may not include an attachment layer.

本願明細書に記載のヒータおよび/またはセンサは、発熱および/または感知用の発熱層を1つ以上、または2つ以上並設されて、含み得る。例えば、各ヒータが発熱し、かつ各ヒータが感知するように、2つのほぼ鏡像のヒータ/センサを作成して装置内に並設してもよい。複数のヒータを使用する場合、単一ヒータの総面積は、複数のヒータの総面積とほぼ同じでもよい。複数のヒータを使用する場合、これら複数のヒータは、同時に、個別に、交互に、またはこれらの組み合わせで使用されてもよい。例えば、2つのヒータ/センサがステアリングホイールに設けられる場合、一方のヒータ/センサが発熱し、もう一方のセンサ/ヒータが手などの状態を感知してもよい。その後、乗員の手の存在がほぼ常に判定され得るように、ヒータ/センサを交替させてもよい。別の例においては、2つ以上のヒータ/センサがステアリングホイールに取り付けられる場合、各センサはステアリングホイールの半分または四半分を感知し得るので、複数の手を感知し得ると共に、手の特定の位置を感知し得る。   The heaters and / or sensors described herein may include one or more, or two or more, heat generating layers for heat generation and / or sensing in parallel. For example, two substantially mirror image heaters / sensors may be created and arranged in parallel in the apparatus so that each heater generates heat and each heater senses. When a plurality of heaters are used, the total area of the single heater may be substantially the same as the total area of the plurality of heaters. When multiple heaters are used, the multiple heaters may be used simultaneously, individually, alternately, or a combination thereof. For example, when two heaters / sensors are provided on the steering wheel, one heater / sensor may generate heat and the other sensor / heater may sense a hand or the like. Thereafter, the heater / sensor may be replaced so that the presence of the passenger's hand can be determined almost always. In another example, if more than one heater / sensor is attached to the steering wheel, each sensor can sense half or quarter of the steering wheel, so it can sense multiple hands, The position can be sensed.

本願明細書に記載のヒータは、一プロセスを用いて製作され得る。このプロセスは、以下のステップのうちの1つ以上を実質的に任意の順番で含み得る。本願明細書に記載の複数の繊維が得られ得る。本願明細書に記載の繊維は、金属で被膜され、所望の長さに裁断され、繊維が平らになるようにリファイン加工されるか、繊維が楕円形状を有するようにリファイン加工されるか、またはこれらの組み合わせが行われ得る。これら繊維は、本願明細書に記載の何れかのバインダと混合されるか、このバインダによって被覆されるか、このバインダに接触させられるか、またはこれらが組み合わされ得る。これら繊維がランダムに配列されるように、これら繊維を容器内に配置してもよい。これら繊維は、バインダと共に、またはバインダなしに、押し出されて、不織シートを形成し得る。これら繊維は、ハイドロエンタングルメントを用いて交絡されてもよい。これら繊維はバインダと共に噴射されても、バインダに浸漬されても、バインダによって被膜されても、またはこれらが組み合わされてもよい。1つ以上の電力印加部を発熱層に取り付けること。1本以上の線、1つ以上の不織導電条片、1つ以上の電極、および/または複数のバスバーを取り付けること、または予め組み立てられた1つ以上の電力印加部を取り付けること、またはこれらの組み合わせ。発熱層、1本以上の線、1つ以上の不織導電条片、1つ以上の電極および/またはバスバーを加熱すること、または発熱層への電気接続が形成されるように予め組み立てられた1つ以上の電力印加部を取り付けこと、またはこれらの組み合わせ。接着層がヒータ上に配置されて加熱されたときに、接着層が予め組み立てられた電力印加部を発熱層に接続して電気的接続を形成するように、1本以上の線、1つ以上の不織導電条片、1つ以上の接着層、1つ以上のバスバー、および/または電極、またはこれらの組み合わせを一緒に組み合わせることによって予め組み立てられた電力印加部を製作すること。1つ以上の電力印加部を電源、線、またはこの両方に接続すること。発熱ステップ中に収縮チューブが収縮して1つ以上の電力印加部と電源、線、またはこの両方が電気的および物理的に接続されるように、収縮チューブを1つ以上の電力印加部、電源、線、またはこれらの組み合わせに設けること。前面被覆層、裏面被覆層、接続層(例えば、接着層、機械式取り付け層、またはこの両方)、またはこれらの組み合わせを発熱層に設けること。発熱層が貫通孔、切欠き、またはこの両方を含むように、発熱層を切除すること。難燃性材料、耐炎性材料、耐水性材料、誘電体層、またはこれらの組み合わせを発熱層に設けること。温度センサを発熱層、ヒータ、またはこの両方に取り付けること。温度センサを電源に電気的に接続すること。発熱層を制御装置、制御モジュール、またはこの両方に(例えば、物理的および/または電気的に)接続すること。ヒータを車両の座席、床、ステアリングホイール、ミラー、インサート、またはこれらの組み合わせに接続すること。   The heater described herein can be fabricated using one process. This process may include one or more of the following steps in substantially any order. Multiple fibers as described herein can be obtained. The fibers described herein are coated with metal and cut to the desired length and refined so that the fibers are flat, or refined so that the fibers have an oval shape, or These combinations can be made. These fibers can be mixed with, coated with, or contacted with any of the binders described herein, or a combination thereof. You may arrange | position these fibers in a container so that these fibers may be arranged at random. These fibers can be extruded with or without a binder to form a nonwoven sheet. These fibers may be entangled using hydroentanglement. These fibers may be sprayed with the binder, immersed in the binder, coated with the binder, or a combination thereof. At least one power application unit is attached to the heating layer. Install one or more wires, one or more non-woven conductive strips, one or more electrodes, and / or multiple bus bars, or one or more pre-assembled power applicators, or these Combination. Pre-assembled to heat the heating layer, one or more wires, one or more non-woven conductive strips, one or more electrodes and / or busbars, or to form an electrical connection to the heating layer Installing one or more power application units, or a combination thereof. One or more wires, one or more, such that when the adhesive layer is placed on the heater and heated, the adhesive layer connects the pre-assembled power application section to the heat generating layer to form an electrical connection Fabricating a pre-assembled power applicator by combining together non-woven conductive strips, one or more adhesive layers, one or more bus bars, and / or electrodes, or combinations thereof. Connect one or more power applicators to a power source, a line, or both. One or more power applicators, power supplies, such that the contraction tube contracts during the heat generation step so that one or more power applicators and the power source, line, or both are electrically and physically connected. , Wire, or a combination of these. Providing the heating layer with a front coating layer, a back coating layer, a connection layer (eg, an adhesive layer, a mechanical attachment layer, or both), or a combination thereof. Cutting off the heating layer so that it contains through holes, notches, or both. Provide the heat generating layer with a flame retardant material, a flame resistant material, a water resistant material, a dielectric layer, or a combination thereof. Attach the temperature sensor to the heating layer, heater, or both. Electrically connect the temperature sensor to the power supply. Connecting the heat generating layer to a control device, a control module, or both (eg, physically and / or electrically). Connect the heater to the vehicle seat, floor, steering wheel, mirror, insert, or a combination of these.

本願明細書に記載のように、別の構成要素の構築中にヒータをこの別の構成要素に組み込むことによって、ヒータとこの別の構成要素とが1つの単一部品を形成するようにしてもよい。例えば、物品が成形部品の場合、発熱層を形成する発熱媒体を型内に追加することによって、最終物品が製作されたときにヒータ層がこの物品全体に延在し、電気が印加されたときに物品全体が暖まるようにしてもよい。発熱媒体は、複数の個別繊維でもよい。発熱媒体は、シートでもよい。発熱媒体を型内に散在させても、切断して型内にシートとして配置しても、成形材料に混合して両材料を一緒に型に追加しても、またはこれらを組み合わせてもよい。   As described herein, by incorporating a heater into this other component during the construction of another component, the heater and this other component may form a single part. Good. For example, if the article is a molded part, by adding a heating medium that forms a heating layer into the mold, when the final article is manufactured, the heater layer extends throughout the article and electricity is applied Alternatively, the entire article may be warmed. The heating medium may be a plurality of individual fibers. The heating medium may be a sheet. The heating medium may be scattered in the mold, cut and placed as a sheet in the mold, mixed with the molding material and added to the mold together, or a combination thereof.

本願明細書に記載のヒータは、本願明細書に記載の何れかの方法を用いて制御され得る。ヒータは、ヒータの温度を測定し、測定された温度に基づき、制御装置がヒータ、換気システム、空調システム、またはこの両方の温度を制御する負係数温度センサまたはサーミスタを含むことが好ましい。ヒータ、空調システム、換気システム、またはこの両方は、パルス幅変調によって制御され得る。   The heater described herein can be controlled using any of the methods described herein. Preferably, the heater includes a negative coefficient temperature sensor or thermistor that measures the temperature of the heater and the controller controls the temperature of the heater, the ventilation system, the air conditioning system, or both based on the measured temperature. The heater, air conditioning system, ventilation system, or both can be controlled by pulse width modulation.

ヒータは、センサを含み得る。ヒータはセンサになり得ることが好ましい。ヒータの感知部は、発熱と同時に、または発熱サイクル間、または発熱サイクル中、またはこれらの組み合わせで、使用され得る。発熱サイクルと感知サイクルとは交互であることが好ましい。センサは、乗員の存在、乗員による構成要素への接触、乗員の質量、本願明細書に記載の他の何れかの感知機能、またはこれらの組み合わせを検出し得る。ヒータの感知部に含まれるのは、ヒータのみ(すなわち、電力印加部、1つ以上の電力接続部、連続的な発熱層)でもよい。信号が1本以上のバスバー経由でヒータに届くと、感知部は機能し得る。   The heater may include a sensor. Preferably, the heater can be a sensor. The heater sensing portion may be used simultaneously with heat generation, between heat generation cycles, during heat generation cycles, or a combination thereof. The exothermic cycle and the sensing cycle are preferably alternating. The sensor may detect the presence of an occupant, contact of a component by the occupant, the mass of the occupant, any other sensing function described herein, or a combination thereof. The heater sensing unit may include only the heater (ie, the power application unit, one or more power connection units, and a continuous heat generation layer). When the signal reaches the heater via one or more bus bars, the sensing unit can function.

信号は、乗員、乗員による接触、乗員の存在、またはこれらの組み合わせを検出する信号であれば如何なる信号でもよい。信号は、アナログ信号、デジタル信号、またはこの両方の組み合わせでもよい。信号は周波数を有し、信号の周波数は所定の周波数でもよい。信号がヒータを通過するとき、信号の周波数は一定であり得る。乗員がヒータを含む構成要素に接触したとき、または乗員が構成要素および/またはヒータの至近距離にいるとき、またはこの両方のとき、信号の周波数は偏移し得る。周波数の変化は、乗員によって引き起こされる十分な周波数偏移(例えば、ミリヘルツ、マイクロ秒、等々、またはこれらの組み合わせ)であれば如何なる周波数偏移でもよい。例えば、バッグを座席に載せたときに引き起こされ得る周波数偏移は(発生したとしても)、乗員による周波数偏移に比べ、センサを始動して信号を送出させるには十分ではない。周波数偏移は、静電容量の変化に対応付けられるものであれば如何なる周波数偏移でもよい。静電容量は、1つ以上の静電容量であればよいが、複数の静電容量であることが好ましい。静電容量は、測定された静電容量、算出された静電容量、またはこの両方でもよい。静電容量は、平均静電容量でもよい。静電容量は、測定された複数の静電容量、算出された複数の静電容量、またはこの両方、の平均値でもよい。平均静電容量は、約3つ以上、5つ以上、または約10以上の算出された静電容量、測定された静電容量、またはこの両方の平均でもよい。システムの測定された静電容量、算出された静電容量、またはこの両方は、約50pF以上、約75pF以上、または約100pF以上でもよい。システムの測定された静電容量、算出された静電容量、またはこの両方は、約500pF以下、約400pF以下、約300pF以下、または約200pF以下でもよい。周波数偏移は、約100pFと約200pFの間である静電容量の変化、測定された静電容量、算出された静電容量、またはこれらの組み合わせに対応付けられることが好ましい。例えば、或る周波数の信号がヒータに入り、この信号がヒータから出るときにこの信号を測定してもよい。乗員がヒータに接触していると、信号の周波数が偏移し得るので、信号が出るときの信号の周波数は、乗員がヒータに接触していないときの信号に比べ、遅延される。別の例においては、システムの静電容量を測定し、乗員がいない場合のシステムの測定値が0pFになり、乗員がヒータおよび/またはセンサに接触しているときに測定および/または算出されたシステムの静電容量が約100pFになるように、システムの測定された静電容量を基準としてシステムの静電容量を設定してもよい。   The signal may be any signal that detects an occupant, contact by the occupant, the presence of the occupant, or a combination thereof. The signal may be an analog signal, a digital signal, or a combination of both. The signal has a frequency, and the frequency of the signal may be a predetermined frequency. As the signal passes through the heater, the frequency of the signal can be constant. When the occupant contacts a component that includes a heater, or when the occupant is in close proximity to the component and / or the heater, or both, the frequency of the signal can shift. The change in frequency can be any frequency shift that is a sufficient frequency shift (eg, millihertz, microseconds, etc., or a combination thereof) caused by the occupant. For example, the frequency shift that can be caused when the bag is placed on the seat (if any) is not sufficient to trigger the sensor to send a signal compared to the frequency shift caused by the occupant. The frequency shift may be any frequency shift as long as it is associated with the change in capacitance. The capacitance may be one or more capacitances, but is preferably a plurality of capacitances. The capacitance may be a measured capacitance, a calculated capacitance, or both. The capacitance may be an average capacitance. The capacitance may be an average value of a plurality of measured capacitances, a plurality of calculated capacitances, or both. The average capacitance may be an average of about 3 or more, 5 or more, or about 10 or more calculated capacitance, measured capacitance, or both. The measured capacitance, calculated capacitance, or both of the system may be about 50 pF or more, about 75 pF or more, or about 100 pF or more. The measured capacitance, calculated capacitance, or both of the system may be about 500 pF or less, about 400 pF or less, about 300 pF or less, or about 200 pF or less. The frequency shift is preferably associated with a change in capacitance that is between about 100 pF and about 200 pF, a measured capacitance, a calculated capacitance, or a combination thereof. For example, a signal of a certain frequency may enter the heater and this signal may be measured when this signal exits the heater. When the occupant is in contact with the heater, the frequency of the signal can shift, so the frequency of the signal when the signal is output is delayed compared to the signal when the occupant is not in contact with the heater. In another example, the system capacitance was measured and measured and / or calculated when the occupant was in contact with the heater and / or sensor when the occupant was in contact with the heater and / or sensor. The system capacitance may be set based on the measured capacitance of the system such that the system capacitance is about 100 pF.

システムの静電容量は、RC直列回路の式を用いて算出され得る。システムの静電容量は、式τ=RCを用いて算出され得る。式中、Rは基準抵抗体の抵抗であり、Cは、監視対象のコンデンサの静電容量であり、τは時定数である。放電中の時定数(τ)は、回路の両端に印加された電圧から約36.8パーセント降下するのに要する時間量でもよい。基準抵抗体は既知の値を有するので、時定数を求めることにより、静電容量を算出してシステムの静電容量を求め得る。静電容量はτ後に約36.8パーセントまで放電され、約5τ後に基本的に完全に放電され得る(0.7パーセント)。あるいは、充電中の時定数(τ)は、電圧が回路の両端に印加された電圧の約63.2パーセントに達するまでの所要時間でもよい。静電容量は約5τ後に基本的に完全に充電され得る(99.3パーセント)。信号は連続的に監視されても、断続的に監視されても、またはこの両方でもよい。システムの静電容量は、本願明細書に記載のRC直列回路の式を用いて、または容量性分圧器手法を用いて、またはこの両方で、測定および/または算出され得る。   The system capacitance can be calculated using the RC series circuit equation. The capacitance of the system can be calculated using the equation τ = RC. In the equation, R is the resistance of the reference resistor, C is the capacitance of the capacitor to be monitored, and τ is a time constant. The time constant (τ) during discharge may be the amount of time required to drop approximately 36.8 percent from the voltage applied across the circuit. Since the reference resistor has a known value, the capacitance of the system can be obtained by calculating the capacitance by obtaining the time constant. The capacitance can be discharged to about 36.8 percent after τ and can be essentially fully discharged after about 5 τ (0.7 percent). Alternatively, the time constant during charging (τ) may be the time required for the voltage to reach approximately 63.2 percent of the voltage applied across the circuit. The capacitance can be essentially fully charged after about 5τ (99.3 percent). The signal may be continuously monitored, intermittently monitored, or both. The system capacitance may be measured and / or calculated using the RC series circuit equations described herein, or using a capacitive voltage divider approach, or both.

容量性分圧器手法は、電圧を測定電圧と基準電圧とに分割するために機能し得る。基準電圧を測定電圧と比較することによって、システムの静電容量を求め得る。本願明細書の教示と共に使用され得る分圧器手法の一例は、DS01478Bとリストに記載された、マイクロチップ社(Microchip)のBurke Davison著「mTouch(登録商標)感知解決策取得方法 容量性分圧器(mTouch TM Sensing Solution Acquisition Methods Capacitive Voltage Divider)」と題する論文のページ1〜25に記載されている。この教示をあらゆる目的のために参照により本願明細書に明確に組み込むものとする。容量性分圧器手法は、RC直列回路の式の代わりに、またはRC直列回路の式に加えて、ヒータ/センサの静電容量を測定するために使用され得る。 The capacitive voltage divider approach can function to divide the voltage into a measurement voltage and a reference voltage. By comparing the reference voltage with the measured voltage, the capacitance of the system can be determined. An example of a voltage divider technique that can be used in conjunction with the teachings herein is DS01478B and listed by Microchip, Burke Davison, “Method for Obtaining mTouch® Sensing Solution Capacitive Voltage Divider ( mTouch Sensing Solution Acquisition Methods Capacitive Voltage Divider) ”, pages 1-25. This teaching is expressly incorporated herein by reference for all purposes. The capacitive voltage divider approach can be used to measure the heater / sensor capacitance instead of or in addition to the RC series circuit equation.

監視ステップでは、乗員の存在、乗員の接触、またはこの両方を判定するために、信号、信号の周波数、信号の静電容量、電圧、時定数、またはこれらの組み合わせ(以下においては測定信号)をルックアップテーブルと比較してもよい。測定信号が信号制御装置に達する前に、測定信号を抵抗体に通してフィルタリングしてもよい。抵抗体は、乗員の存在、乗員の接触、またはこの両方を判定する際のシステムを助けるために機能し得る。抵抗体は、システムの測定ノードを保護するために、またはマイクロプロセッサを保護するために、またはこの両方のために機能し得る。乗員の状態を判定するために、測定信号をルックアップテーブルと比較してもよい。測定信号は、乗員が存在するかどうか、または乗員が構成要素に接触しているかどうか、またはこの両方を判定し得る。測定信号は、乗員がヒータを含む構成要素に接触しているときは一定であり、測定信号の変化が所定の測定信号以外である(例えば、乗員がヒータに所定の時間長接触していない)場合は所定の応答を引き起こし得る。所定の応答が発生し得るのは、所定の測定信号以外の測定信号が約1秒以上、約2秒以上、約3秒以上、または約5秒以上、存在した後である。この所定の応答が発生し得るのは、所定の信号以外の測定信号が約30秒以下、好ましくは約20秒以下、より好ましくは約10秒以下、存在した後である。例えば、運転手がステアリングホイールから手を離しても、より長い時間手を離すまでは、車は運転を引き継がない。発熱機能は、ヒータが発熱するように電力をヒータに供給するために1つの制御装置を含んでもよく、感知機能は、感知を行うために別の制御装置を含んでもよく、発熱機能と感知機能とは同じ制御装置によって操作されてもよい。   In the monitoring step, a signal, signal frequency, signal capacitance, voltage, time constant, or a combination thereof (hereinafter a measurement signal) is used to determine occupant presence, occupant contact, or both. It may be compared with a lookup table. The measurement signal may be filtered through a resistor before it reaches the signal controller. The resistor may function to assist the system in determining occupant presence, occupant contact, or both. The resistor may function to protect the measurement node of the system, to protect the microprocessor, or both. The measurement signal may be compared to a look-up table to determine the occupant status. The measurement signal may determine whether an occupant is present, whether the occupant is in contact with a component, or both. The measurement signal is constant when the occupant is in contact with the component including the heater, and the change in the measurement signal is other than the predetermined measurement signal (for example, the occupant is not in contact with the heater for a predetermined time). In some cases, it can cause a predetermined response. The predetermined response can occur after a measurement signal other than the predetermined measurement signal exists for about 1 second or more, about 2 seconds or more, about 3 seconds or more, or about 5 seconds or more. This predetermined response can occur after a measurement signal other than the predetermined signal is present for about 30 seconds or less, preferably about 20 seconds or less, more preferably about 10 seconds or less. For example, if the driver releases his hand from the steering wheel, the car will not take over until he releases his hand for a longer time. The heat generation function may include one control device for supplying power to the heater so that the heater generates heat, and the sensing function may include another control device for sensing, the heat generation function and the sensing function. May be operated by the same control device.

ヒータが発熱するように、電力、電流、電圧、またはこれらの組み合わせを絶えず印加しても、断続的に印加しても、変化させても、またはこれらを組み合わせてもよい。制御装置は、パルス幅変調(PWM:pulse width modulation)を用いてヒータの制御、ヒータの温度、またはこの両方を調整し得ることが好ましい。ヒータの所望の温度に応じて、電力を供給するPWM信号を長く、または短く、し得る。したがって、電力は印加されるか、または印加されず(すなわち、オンまたはオフになり)、電力印加時間が調節される。例えば、ヒータが媒体上にあるとき、PWMは約60パーセントと約80パーセントの間の信号を供給し得る。したがって、ヒータはその時間の約40パーセントと20パーセントの間オフになる。発熱が一時的に停止されている間に1つ以上の、好ましくは複数の、測定信号が取られるように、感知用信号は発熱用信号および/または発熱用電圧を中断し得る。例えば、1つまたは複数の信号が取られるように、発熱は約500ms中断され得る。乗員が検出されるように、このプロセスは断続的に繰り返され得る。ヒータがオフのとき、および/またはヒータを発熱させるために電力が印加されていないとき、センサは感知機能を提供し得る。   Power, current, voltage, or a combination thereof may be applied continuously, intermittently, changed, or a combination so that the heater generates heat. The controller is preferably capable of adjusting the heater control, heater temperature, or both using pulse width modulation (PWM). Depending on the desired temperature of the heater, the PWM signal supplying power can be lengthened or shortened. Thus, power is applied or not applied (ie, turned on or off) and the power application time is adjusted. For example, when the heater is on the media, the PWM can provide a signal between about 60 percent and about 80 percent. Thus, the heater is turned off between about 40 percent and 20 percent of that time. The sensing signal may interrupt the heating signal and / or the heating voltage so that one or more, preferably multiple, measurement signals are taken while the heat generation is temporarily stopped. For example, heat generation may be interrupted for about 500 ms so that one or more signals are taken. This process can be repeated intermittently so that an occupant is detected. The sensor may provide a sensing function when the heater is off and / or when no power is applied to heat the heater.

ヒータが感知用に使用されるように、ヒータへの信号の供給は随時行われ得る。電力が印加されていないときに(すなわち、ヒータが「オフ」のときに)信号がヒータに印加されることが好ましい。感知用信号の印加中、1つ以上のトランジスタがヒータを電源から切り離し得る、またはヒータを大地から切り離し得る、またはこの両方を行い得る。感知用信号の印加中、電力制御装置、または発熱機能、またはこの両方が切り離され得る。この信号は、周波数を有する信号であれば如何なる信号でもよい。この信号は、静電容量の変化により偏移する信号であれば如何なる信号でもよい。   Signaling to the heater can occur at any time so that the heater is used for sensing. Preferably, a signal is applied to the heater when power is not applied (ie, when the heater is “off”). During the application of the sensing signal, one or more transistors may disconnect the heater from the power source, or disconnect the heater from the ground, or both. During application of the sensing signal, the power control device, the heat generation function, or both may be disconnected. This signal may be any signal as long as it has a frequency. This signal may be any signal as long as it shifts due to a change in capacitance.

本願明細書の教示は、発熱および感知方法を提供する。本方法は、本願明細書に記載のステップのうちの1つ以上を実質的に任意の順番で含む。ヒータが発熱するように電力がヒータに印加され得る。ヒータがセンサになるように信号がヒータに印加され得る。電力、信号、またはこの両方は、交互に、または同時に、印加され得る。感知用信号が印加されるように、電力を断続的にオフにし得る。制御装置がシステムの静電容量の偏移、測定信号の周波数偏移、またはこの両方を測定してもよい。1つ以上のトランジスタが回路(例えば、大地、電源、またはこの両方)の発熱部をオンおよび/またはオフにし得る。   The teachings herein provide heat generation and sensing methods. The method includes one or more of the steps described herein in substantially any order. Electric power can be applied to the heater such that the heater generates heat. A signal can be applied to the heater so that the heater becomes a sensor. The power, signal, or both can be applied alternately or simultaneously. The power may be turned off intermittently so that a sensing signal is applied. The controller may measure the system capacitance deviation, the measurement signal frequency deviation, or both. One or more transistors may turn on and / or off the heating elements of a circuit (eg, ground, power supply, or both).

図1は、ヒータ10およびセンサ20がオンになっているときのステアリングホイール2の赤外線画像を示す。ヒータ10/センサ20は電力印加部12を各端に含み、これら電力印加部は、ヒータ10/センサ20が発熱および感知機能をもたらすように、電力線に接続される。図示のように、ヒータ10の熱は、ステアリングホイール2の周囲において均一である。   FIG. 1 shows an infrared image of the steering wheel 2 when the heater 10 and the sensor 20 are on. The heater 10 / sensor 20 includes a power application unit 12 at each end, and these power application units are connected to a power line so that the heater 10 / sensor 20 provides heat generation and sensing functions. As illustrated, the heat of the heater 10 is uniform around the steering wheel 2.

図2は、ヒータ10/センサ20を示す。電力の印加時にヒータ10が発熱し、センサ20が感知するように、電力印加部12は両端に配置される。   FIG. 2 shows the heater 10 / sensor 20. The power application units 12 are arranged at both ends so that the heater 10 generates heat when the power is applied and the sensor 20 senses it.

図3Aは、図2の電力印加部12のクローズアップ図を示す。電力印加部12は電力印加線14を含み、電力印加線14は、接着剤(図示せず)を介して接続された電力印加材16によって覆われる。   FIG. 3A shows a close-up view of the power application unit 12 of FIG. The power application unit 12 includes a power application line 14, and the power application line 14 is covered with a power application material 16 connected via an adhesive (not shown).

図3Bは、電力および/または信号を供給するための電極を形成する、ヒータ10/センサ20にニードルパンチされた電力印加線14を含む電力印加部12のクローズアップ図を示す。   FIG. 3B shows a close-up view of the power applicator 12 including a power application line 14 needle punched into the heater 10 / sensor 20 that forms electrodes for supplying power and / or signals.

図4は、ステアリングホイール2の断面を示す。ステアリングホイール2は、コア4を含む。ヒータ10/センサ20は、コア4に巻き付く。ヒータ10/センサ20は、トリム層6によって覆われる。   FIG. 4 shows a cross section of the steering wheel 2. The steering wheel 2 includes a core 4. The heater 10 / sensor 20 is wound around the core 4. The heater 10 / sensor 20 is covered by the trim layer 6.

図5Aは、3つの電力印加部12を有するヒータ/センサ10、20を示す。図示のように、中央の電力印加部12は正の電力印加部であり、負の電力印加部12が両端にある。中央の電力印加部12は2つの末端電力印加部12の間の実質的に何れの位置にも配置され得るが、ほぼ中央に配置されることが好ましい。正電力印加線14は中央の電力印加部12まで延在して接触し、各末端電力印加部12は別の負電力印加線14に接続される。   FIG. 5A shows a heater / sensor 10, 20 having three power application units 12. As shown, the central power application unit 12 is a positive power application unit, and the negative power application unit 12 is at both ends. The central power application unit 12 may be disposed at substantially any position between the two terminal power application units 12, but is preferably disposed substantially at the center. The positive power application line 14 extends to and contacts the central power application unit 12, and each terminal power application unit 12 is connected to another negative power application line 14.

図5Bは、組み合わされて1つのヒータ/センサを形成する2つの個別ヒータ/センサ10、20を示す。個別ヒータ/センサ10、20の各々は、個別電力印加線14にそれぞれ接続された正の電力印加部12と負の電力印加部12とを含む。図示のように、正の電力印加部12は互いに近接し、負の電力印加部12はヒータ/センサ10、20の外側に配置される。図示のように、各センサ20は乗員の手(図示せず)を個々に感知できるので、センサ20は、感知モード時、乗員の1つ以上の手が、例えばステアリングホイールに、接触しているかどうかを感知できる。   FIG. 5B shows two individual heater / sensors 10, 20 that are combined to form one heater / sensor. Each of the individual heaters / sensors 10 and 20 includes a positive power application unit 12 and a negative power application unit 12 respectively connected to the individual power application line 14. As shown in the figure, the positive power application units 12 are close to each other, and the negative power application unit 12 is disposed outside the heater / sensors 10 and 20. As shown, each sensor 20 can individually sense an occupant's hand (not shown), so that the sensor 20 is in sensing mode if one or more of the occupant's hands are in contact with the steering wheel, for example. I can sense how.

図5Cは、共通の正電力印加線14および負電力印加線14を介して互いに電気的に接続された2つの個別ヒータ/センサ10、20を示す。図示のように、負電力印加線14はヒータ/センサ10、20の外側端部に接続され、正電力印加部は負電力印加部12とは反対側のヒータ/センサ10、20の端部において互いに近接する。図示のように、各センサ20は乗員との接触を個々に判定できるので、センサは、感知フェーズ中、乗員の1つ以上の身体部分がセンサ20に接触しているかどうかを判定できる。   FIG. 5C shows two individual heaters / sensors 10, 20 that are electrically connected to each other via a common positive power application line 14 and a negative power application line 14. As shown, the negative power application line 14 is connected to the outer end of the heater / sensor 10, 20, and the positive power application unit is at the end of the heater / sensor 10, 20 opposite the negative power application unit 12. Close to each other. As shown, each sensor 20 can individually determine contact with an occupant so that the sensor can determine whether one or more body parts of the occupant are in contact with the sensor 20 during the sensing phase.

図6Aは、ヒータ/センサ10、20の長さに沿って延在する長手方向の電力印加部12を複数有するヒータ/センサ10、20を示す。これら長手方向の電力印加部12は、ヒータ/センサ10、20の両側縁に沿ってほぼ平行に延在する。その間にヒータ/センサの材料が延在し、2つの対向する電力印加部12同士を電気的に接続する。   FIG. 6A shows the heater / sensor 10, 20 having a plurality of longitudinal power applicators 12 extending along the length of the heater / sensor 10, 20. These longitudinal power application sections 12 extend substantially parallel along the side edges of the heaters / sensors 10,20. In the meantime, the heater / sensor material extends to electrically connect the two opposing power application sections 12.

図6Bは、ステアリングホイール2に接続された図6Aのヒータ/センサ10、20を示す。ヒータ/センサ10、20は、電力印加部12同士が互いにほぼ近接するようにコア4(図示せず)に巻き付けられた複数の電力印加部12と、各電力印加部12から延在する電力印加線14とを含む。図示のように、ヒータ/センサ10、20の材料中では絶縁しないが2つの電力印加部12を互いに電気的に絶縁する絶縁層50が電力印加部12の間に配置されるので、電力は一方の電力印加部12から第2の電力印加部12まで、ヒータ/センサ10、20の材料経由で移動せざるを得ないので発熱する。   FIG. 6B shows the heater / sensor 10, 20 of FIG. 6A connected to the steering wheel 2. The heaters / sensors 10 and 20 include a plurality of power application units 12 wound around the core 4 (not shown) so that the power application units 12 are substantially close to each other, and power application extending from each power application unit 12. Line 14. As shown in the figure, an insulating layer 50 that is not insulated in the material of the heaters / sensors 10 and 20 but electrically insulates the two power application units 12 from each other is disposed between the power application units 12, so Since the power application unit 12 must move from the power application unit 12 to the second power application unit 12 via the material of the heater / sensors 10 and 20, heat is generated.

図7は、長手方向の電力印加部12がヒータ/センサ10、20の長さに沿って延在するように、ヒータ/センサ10、20の各端に接続された電力印加線14を有するヒータ/センサ10、20を示す。各電力印加部12は各端から長手方向に延在し、電力印加部12の各端の間に小さな間隙52が存在するように、電力印加部12同士が接触する前に終端するので、各正電力印加部12は電気的に絶縁され、各負電力印加部12も電気的に絶縁される。負電力印加部12と正電力印加部12とは、ヒータ/センサ10、20を介して電気的に接続される。   FIG. 7 shows a heater having a power application line 14 connected to each end of the heater / sensor 10, 20 such that the longitudinal power application section 12 extends along the length of the heater / sensor 10, 20. / Sensors 10 and 20 are shown. Each power application unit 12 extends in the longitudinal direction from each end, and terminates before the power application units 12 come into contact with each other so that there is a small gap 52 between each end of the power application unit 12. The positive power application unit 12 is electrically insulated, and each negative power application unit 12 is also electrically insulated. The negative power application unit 12 and the positive power application unit 12 are electrically connected via the heaters / sensors 10 and 20.

図8Aは、電力印加線14にそれぞれ接続された正および負電力印加部12をそれぞれ含む2つの個別ヒータ/センサ10、20を示す。各ヒータ/センサ10、20は、電力および/または信号を一方の電力印加部12から反対側の電力印加部12にヒータの材料経由で通すことによって、個々に発熱し、個々に感知する。各センサ20は、状態を個々に感知できるので、2つの手など複数の状態の同時感知が可能である。   FIG. 8A shows two individual heater / sensors 10, 20 each including a positive and negative power applicator 12 connected to a power application line 14, respectively. Each heater / sensor 10, 20 individually generates heat and senses individually by passing power and / or signals from one power application unit 12 to the opposite power application unit 12 via the heater material. Since each sensor 20 can individually sense a state, a plurality of states such as two hands can be sensed simultaneously.

図8Bは、ステアリングホイール2に巻き付けられた図8Aの2つの個別ヒータ/センサ10、20を示す。電力および/または信号がヒータ/センサ10、20の間に分配されるように電力印加線14同士が接続されている。   FIG. 8B shows the two individual heaters / sensors 10, 20 of FIG. 8A wound around the steering wheel 2. The power application lines 14 are connected so that power and / or signals are distributed between the heaters / sensors 10,20.

図9Aは、長手方向の電力印加部12を3つ含むヒータ/センサ10、20を示す。図示のように、外側の2つの電力印加部12は負であり、中間の電力印加部12は正である。各電力印加部は、電力および感知用信号がヒータ/センサ10、20経由で印加されるように、電力印加線14に接続される。   FIG. 9A shows heaters / sensors 10, 20 including three longitudinal power application units 12. As shown, the two outer power application units 12 are negative and the middle power application unit 12 is positive. Each power application unit is connected to the power application line 14 so that power and sensing signals are applied via the heater / sensors 10 and 20.

図9Bは、ステアリングホイール2に巻き付けられたヒータ/センサ10、20の断面図を示す。図示のように、ヒータ/センサ10、20の2つの負端部は至近距離に配置され、互いに接触さえするが、ヒータ/センサ10、20は短絡しない。   FIG. 9B shows a cross-sectional view of the heater / sensors 10, 20 wound around the steering wheel 2. As shown, the two negative ends of the heater / sensors 10, 20 are located at a close distance and even contact each other, but the heater / sensors 10, 20 do not short circuit.

図9Cは、ステアリングホイール2に巻き付けられた別のヒータ/センサ10、20の断面図を示す。図示のように、ヒータ/センサ10、20の2つの正端部は至近距離に配置され、互いに接触さえするが、ヒータ/センサ10、20は短絡しない。   FIG. 9C shows a cross-sectional view of another heater / sensor 10, 20 wound around the steering wheel 2. As shown, the two positive ends of the heater / sensors 10, 20 are located at a close distance and even contact each other, but the heater / sensors 10, 20 do not short circuit.

図9Dは、ステアリングホイール2に巻き付けられたヒータ/センサ10、20を示す。ヒータ/センサ10、20の両端間に間隙が存在しないように、両端同士は接触させられる。   FIG. 9D shows the heaters / sensors 10, 20 wound around the steering wheel 2. The ends are brought into contact so that there is no gap between the ends of the heater / sensor 10,20.

図10は、電力印加用の電力印加部12Aを各端に含み、信号印加用の電力印加部12Bを各端に含むヒータ/センサ10、20を示す。電力がヒータ/センサ10、20に印加されて熱を発生させるように、電力印加用の各電力印加部12Aは電力印加線14Aに接続される。熱がオフのときに信号がヒータ/センサ10、20に印加されて乗員の接触を感知するように、信号印加用の各電力印加部14Bは電力印加線14Bに接続される。各電力印加線14Bは、乗員の接触を感知するマイクロプロセッサ60に接続される。   FIG. 10 shows heaters / sensors 10 and 20 including a power application unit 12A for power application at each end and a power application unit 12B for signal application at each end. Each power application unit 12A for power application is connected to the power application line 14A so that power is applied to the heaters / sensors 10 and 20 to generate heat. Each power application unit 14B for signal application is connected to the power application line 14B so that a signal is applied to the heaters / sensors 10 and 20 to sense a passenger contact when the heat is off. Each power application line 14B is connected to a microprocessor 60 that senses passenger contact.

図11は、感知中の回路図を示す。信号が入力部22から供給され、ステアリングホイール2のヒータ(図示せず)に入力される。次に、この信号は抵抗体26経由で出力部24に戻され、そこでルックアップテーブルと比較される。図示のように、乗員100がステアリングホイール2に接触しているときに周波数偏移が出力部24経由で感知されるように、ステアリングホイール2はコンデンサ40の一方の側を形成し、乗員100はコンデンサ40のもう一方の側を形成する。   FIG. 11 shows a circuit diagram during sensing. A signal is supplied from the input unit 22 and input to a heater (not shown) of the steering wheel 2. This signal is then returned to output 24 via resistor 26 where it is compared to a lookup table. As shown, the steering wheel 2 forms one side of the capacitor 40 so that a frequency shift is sensed via the output 24 when the occupant 100 is in contact with the steering wheel 2, The other side of the capacitor 40 is formed.

図12は、発熱部および感知部の両方を含む回路図を示す。ヒータ10の作動中、電力が電源30から第2のトランジスタ34を介してヒータ10に印加される。感知中、信号が入力部22からヒータ20に送られ、第1のトランジスタ32と第2のトランジスタ34とがオフになるので、信号は抵抗体26を介して出力部24に送られる。   FIG. 12 shows a circuit diagram including both the heat generating part and the sensing part. During operation of the heater 10, power is applied from the power source 30 to the heater 10 via the second transistor 34. During sensing, a signal is sent from the input unit 22 to the heater 20, and the first transistor 32 and the second transistor 34 are turned off, so that the signal is sent to the output unit 24 via the resistor 26.

図13は、ヒータ10およびセンサ20の1つの動作例を示す。ヒータ10には、パルス幅変調によって電力が供給されるので、電力は所定の時間だけ印加され、その後に電力が所定の時間だけオフになる。ヒータがオフの時間中、ヒータが感知用に使用されるように、信号がヒータに印加される。   FIG. 13 shows one operation example of the heater 10 and the sensor 20. Since power is supplied to the heater 10 by pulse width modulation, the power is applied for a predetermined time, and then the power is turned off for a predetermined time. During the time that the heater is off, a signal is applied to the heater so that the heater is used for sensing.

本願明細書に記載されている数値は、何れの数値であっても、小さい方の値と大きい方の値との間が少なくとも2単位離れているとき、小さい方の値から大きい方の値まで1単位ずつ増加するあらゆる値を含む。一例として、構成要素の量またはプロセス変数の値、例えば、温度、圧力、時間などが、例えば、1〜90、好ましくは20〜80、より好ましくは30〜70、であると述べられている場合、本願明細書においては15〜85、22〜68、43〜51、30〜32などの値が明白に列挙されているものとする。1未満の値の場合、1単位は0.0001、0.001、0.01、または0.1であると適宜考えられる。これらは、具体的に意図された値の単なる例であり、列挙される最小値と最大値との間の数値のあらゆる可能な組み合わせが同様に本願明細書で明示的に述べられていると見なされるものとする。   The numerical value described in this specification is any numerical value, and when the smaller value and the larger value are at least 2 units apart, from the smaller value to the larger value. Includes any value that increases by one unit. By way of example, if the amount of a component or the value of a process variable, such as temperature, pressure, time, etc. is stated to be, for example, 1 to 90, preferably 20 to 80, more preferably 30 to 70. In the present specification, values such as 15 to 85, 22 to 68, 43 to 51, and 30 to 32 are explicitly listed. For values less than 1, one unit is considered to be 0.0001, 0.001, 0.01, or 0.1 as appropriate. These are merely examples of specifically intended values and all possible combinations of numerical values between the minimum and maximum values listed are also considered explicitly stated herein. Shall be.

別様に記述されていない限り、あらゆる範囲は、両端点とこれら端点間のあらゆる数値とを含む。範囲に関して用いられている「約(about)」または「ほぼ(approximately)」は、その範囲の両端にかかる。したがって、「約20から30(about 20 to 30)」は、少なくとも明記されている両端点を含め、「約20から約30(about 20 to about 30)」にわたるものとする。   Unless otherwise stated, every range includes both endpoints and any numerical value between these endpoints. As used with respect to a range, "about" or "approximately" refers to both ends of the range. Accordingly, “about 20 to 30” shall include “about 20 to about 30”, including at least the specified endpoints.

あらゆる条項および引例の開示は、特許出願および公開を含め、あらゆる目的のために参照により組み込まれるものとする。組み合わせを記述するための表現「基本的に〜から成る(consisting essentially of)」は、特定された要素、成分、構成要素、またはステップと、この組み合わせの基本的および新規の特性を実質的に損なわないような他の要素、成分、構成要素、またはステップとを含むものとする。本願明細書において要素、成分、構成要素、またはステップの組み合わせを記述するために用語「備える/含む(comprising)」または「含む(including)」が用いられている場合、基本的にこれらの要素、成分、構成要素、またはステップから成る実施形態も考えられる。本願明細書においては、用語「〜得る/〜もよい(may)」を用いることによって、含まれ「得る」と記載されている属性は何れも任意使用であるものとする。   The disclosures of all provisions and references are incorporated by reference for all purposes, including patent applications and publications. The expression “consisting essentially of” to describe a combination substantially impairs the identified elements, ingredients, components, or steps and the basic and novel properties of this combination. Other elements, components, components, or steps are not included. Where the term “comprising” or “including” is used herein to describe a combination of elements, components, components, or steps, basically these elements, Embodiments consisting of components, components, or steps are also contemplated. In this application, any attribute contained and described as "obtained" by use of the term "may be" may be used arbitrarily.

一体化された単一の要素、成分、構成要素、またはステップによって、複数の要素、成分、構成要素、またはステップを提供できる。あるいは、一体化された単一の要素、成分、構成要素、またはステップを複数の個別要素、成分、構成要素、またはステップに分割し得る。要素、成分、構成要素、またはステップを説明するための「一(a)」または「1つ(one)」の開示は、追加の要素、成分、構成要素、またはステップを排除するものではない。   Multiple elements, components, components, or steps may be provided by a single integrated element, component, component, or step. Alternatively, an integrated single element, component, component, or step may be divided into multiple individual elements, components, components, or steps. The disclosure of “one” or “one” to describe an element, component, component, or step does not exclude additional elements, components, components, or steps.

上記の説明は例示のためであり、これだけに制限されるものではことを理解されたい。上記説明の読了後、当業者には、提供されている複数の例に加え、多くの実施形態ならびに多くの応用例が明らかになるであろう。したがって、本教示の範囲は、上記の説明を参照して決定されるべきではなく、添付の特許請求の範囲とこのような特許請求の範囲の権利が及ぶ等価物の範囲全体とを参照して決定されるべきである。あらゆる条項および引例の開示は、特許出願および公開を含め、あらゆる目的のために参照により組み込まれるものとする。本願明細書に開示されている主題の何れかの側面についての添付の請求項における脱落は、このような主題の放棄ではなく、発明者らがこのような主題を開示されている本発明の主題の一部であると考えていなかったと見なされるべきでもない。   It is to be understood that the above description is illustrative and not restrictive. After reading the above description, many embodiments and many applications will become apparent to those skilled in the art in addition to the examples provided. Accordingly, the scope of the present teachings should not be determined with reference to the above description, but should be determined with reference to the appended claims along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. Should be determined. The disclosures of all provisions and references are incorporated by reference for all purposes, including patent applications and publications. The omission in the appended claims for any aspect of the subject matter disclosed herein is not a waiver of such subject matter, but is a subject matter of the invention for which we have disclosed such subject matter. It should not be considered not to have been considered part of.

Claims (13)

車両のステアリングホイールまたは座席用のヒータ10兼センサ20であって、
a)発熱層、感知層、またはこの両方と、
b)1つ以上の電力印加部12、前記感知層によりもたらされる感知機能を検出し得る1つ以上の感知部、またはこの両方と、
を備え、
前記発熱層と前記感知層とは同じ平面内に配置され、
前記発熱層は、ランダムに配列された複数の金属被膜繊維で構成された不織層によって形成され、
前記発熱層と前記感知層とは同じ装置であり、
前記ヒータ兼センサは、追加の感知要素を一切追加することなくセンサとして機能することができ、
前記発熱層、前記感知層、またはこの両方は、前記ヒータ兼センサと前記車両のグラウンドとの間に感知回路の一方の側を形成し、
制御装置は、乗員が前記発熱層、前記感知層、またはこの両方に近接または接触しているときに、前記感知回路を通過する信号の周波数偏移を検出する、
ヒータ10兼センサ20。
A heater 10 and sensor 20 for a vehicle steering wheel or seat ,
a) a heating layer, a sensing layer, or both,
b) one or more power application units 12, one or more sensing units capable of detecting the sensing function provided by the sensing layer , or both;
With
The heat generating layer and the sensing layer are disposed in the same plane,
The heat generating layer is formed by a nonwoven layer including a plurality of metal coating fibers arranged randomly,
The heating layer and the sensing layer are the same device,
The heater and sensor can function as a sensor without adding any additional sensing elements,
The heating layer, the sensing layer, or both form one side of a sensing circuit between the heater and sensor and the ground of the vehicle;
The controller detects a frequency shift of a signal passing through the sensing circuit when an occupant is in proximity to or in contact with the heat generation layer, the sensing layer, or both.
Heater 10 and sensor 20.
前記発熱層、前記感知層、またはこの両方は、2つ以上の発熱層、感知層、またはこの両方である請求項1に記載のヒータ兼センサ。 The heater / sensor according to claim 1, wherein the heat generating layer, the sensing layer, or both are two or more heat generating layers, the sensing layer, or both . 前記ヒータはパルス幅変調を用いて制御され、前記ヒータがオフのとき、感知を行うために、信号が前記感知層を通過する請求項に記載のヒータ兼センサ。 The heater is controlled using pulse width modulation, wherein when the heater is off, in order to perform the sensing, heater and sensor according to claim 1, signals pass through the sensing layer. 乗員が、前記感知回路のもう一方の側を形成する請求項1〜3の何れか一項に記載のヒータ兼センサ。The heater / sensor according to any one of claims 1 to 3, wherein an occupant forms the other side of the sensing circuit. 前記1つ以上の電力印加部12は、前記発熱層、前記感知層、またはこの両方に固締された導電性不織布であり、前記1つ以上の電力印加部は前記ヒータの両端の縁端領域に配置された2つの電力印加部である請求項1または3に記載のヒータ兼センサ。 The one or more power application units 12 are conductive nonwoven fabrics fastened to the heat generation layer, the sensing layer, or both, and the one or more power application units are edge regions at both ends of the heater. heater combined sensor according to claim 1 or 3 arranged are two power application portion. 前記ヒータが熱を供給するように前記ヒータに通電するためにヒータ制御装置が前記ヒータに接続され、前記センサが感知を行うように信号を供給するために感知制御装置が前記センサに接続され、前記感知制御装置と前記ヒータ制御装置とは1本以上の線を介して前記ヒータ兼センサに接続され、前記1本以上の線は前記ヒータへの電圧の印加および前記センサへの信号の供給の両方を行う請求項1または3に記載のヒータ兼センサ。 A heater controller is connected to the heater to energize the heater so that the heater supplies heat, and a sensing controller is connected to the sensor to supply a signal for the sensor to sense, The sensing control device and the heater control device are connected to the heater / sensor via one or more lines, and the one or more lines are used to apply a voltage to the heater and supply a signal to the sensor. The heater / sensor according to claim 1 or 3 , wherein both are performed. 前記ヒータ兼センサは前記車両の座席内に配置されてトリム層によって覆われる、または前記ヒータ兼センサは前記ステアリングホイール内に配置されてトリム層によって覆われる、またはこの両方である請求項1〜の何れか一項に記載のヒータ兼センサ。 The heater and sensing is covered by a trim layer disposed within a seat of the vehicle, or the heater and sensing is covered by a trim layer disposed within said steering wheel, or claim 1-3 is both The heater / sensor according to any one of the above. 前記2つ以上の発熱層、感知層、またはこの両方が前記ステアリングホイール内に配置され、当該2つ以上の発熱層、感知層、またはこの両方の各々が、複数の手を感知し得ると共に、手の特定の位置を感知し得るように、前記ステアリングホイールの半分または四半分を感知する請求項2に記載のヒータ兼センサ。 The two or more heating layers, sensing layers, or both are disposed within the steering wheel, each of the two or more heating layers, sensing layers, or both can sense a plurality of hands; 3. The heater and sensor according to claim 2, wherein half or quarter of the steering wheel is sensed so that a specific position of a hand can be sensed . 前記感知制御装置によって供給された前記信号は周波数を有し、前記感知制御装置は、乗員が前記ヒータ兼センサに接触しているか、前記ヒータ兼センサを含む構成要素に接触しているか、またはこの両方であるかを判定するために、前記信号の前記周波数偏移を測定する請求項に記載のヒータ兼センサ。 The signal supplied by the sensing control device has a frequency, and the sensing control device is in contact with an occupant in contact with the heater / sensor, a component including the heater / sensor, or this The heater / sensor according to claim 6 , wherein the frequency shift of the signal is measured to determine whether both are present. 発熱および感知の方法であって、
a)請求項1に記載のヒータ10兼センサ20を自動車の構成要素に設置することと、
b)前記ヒータ兼センサの発熱層が発熱するように、前記ヒータ兼センサに電力を供給することと、
c)乗員の存在、前記乗員と前記自動車の前記構成要素との間の接触、またはこの両方を判定するために前記ヒータ兼センサの感知層が信号を発生させるように、信号を前記ヒータ兼センサに供給することと、
d)乗員、乗員の不在、前記構成要素と前記乗員との間の接触の欠如、またはこれらの組み合わせのために、前記信号を監視することと、
を含み、
前記電力と前記信号とは線を介して前記ヒータ兼センサに印加され、前記線は前記信号および前記電力の両方に同じ線である、
方法。
Fever and sensing method,
a) installing the heater 10 and sensor 20 according to claim 1 on a component of an automobile;
b) supplying electric power to the heater / sensor so that the heating layer of the heater / sensor generates heat;
c) signals to the heater and sensor such that the sensing layer of the heater and sensor generates a signal to determine the presence of an occupant, contact between the occupant and the component of the vehicle, or both And supplying
d) monitoring the signal for an occupant, absence of an occupant, lack of contact between the component and the occupant, or a combination thereof;
Only including,
The power and the signal are applied to the heater and sensor via a line, and the line is the same line for both the signal and the power,
Method.
前記電力がオンフェーズとオフフェーズとを有するように前記電力はパルス幅変調によって印加され、前記信号は、前記電力が前記オフフェーズのときに、前記ヒータ兼センサに印加される請求項10に記載の方法。 The power such that the power has an on phase and an off phase is applied by pulse width modulation, the signal, when the power is of the off phase, according to claim 10 applied to the heater and sensing the method of. 前記信号は周波数を含み、乗員の存在、前記乗員と前記ヒータ兼センサとの間の接触、またはこの両方を判定するために、感知制御装置が前記周波数、前記周波数の偏移、前記信号の静電容量、測定対象電圧、またはこれらの組み合わせを測定する請求項10または11に記載の方法。 The signal includes a frequency, and a sensing control device determines the presence of the occupant, the contact between the occupant and the heater / sensor, or both, and the sensing controller is configured to detect the frequency, the frequency shift, and the signal static. The method according to claim 10 or 11 , wherein a capacitance, a voltage to be measured, or a combination thereof is measured. 前記ヒータ10兼センサ20は、ステアリングホイール内に配置される2つのヒータおよびセンサであり、発熱および感知の間、一方のヒータおよびセンサと、もう一方のヒータおよびセンサとは、交互に発熱と感知を行う請求項1012の何れか一項に記載の方法。 The heater 10 and sensor 20 are two heaters and sensors disposed in the steering wheel. During the heat generation and sensing, one heater and sensor and the other heater and sensor alternately heat and sense. the method according to any one of claims 10 to 12 for.
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