KR101065115B1 - 선재 보호구조를 구비한 열선 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도체심선 및 상기 도체심선을 감싸는 절연피복으로 이루어진 열선들이 배열된 열선 집합부; 및 상기 열선들 사이의 틈을 충진하면서 상기 열선 집합부를 감싸는 테프론 시스;를 포함하는 열선 케이블을 개시한다.

열선 케이블, 폴리우레탄 바니시, 테프론, PFA, 케블라 섬유, 데니어

Description

선재 보호구조를 구비한 열선 케이블{HEAT WIRE CABLE HAVING STRUCTURE FOR PROTECTING WIRE}

본 발명은 열선 케이블에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수의 열선이 집합된 구조를 가진 열선 케이블에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 시트 등에 내장되는 열선 케이블은 장착면 상에 지그재그로 배열되어 전체적으로 부직포 형태를 이룸으로써 실질적인 면상 발열체를 제공하게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래의 열선 케이블은 도체심선(10)과 상기 도체심선(10)을 감싸는 절연피복(11)으로 이루어진 다수의 열선들이 연선되어 다발 형태로 집합된 구조를 갖는다.

그런데, 단순히 다발 형태로 열선들이 집합된 구조의 열선 케이블은 케이블 배열 작업시 굴곡지점에서 일부 열선 가닥의 꼬임이 풀려 다발로부터 분리됨으로써 단선이 빈번히 발생하게 되는 취약점이 있다. 단선의 발생시에는 열선 케이블이 과열되어 화재를 유발할 수 있는 위험이 있다.

한편, 열선 케이블은 사용시 지그재그 형태가 반복되도록 구부러지면서 배열 되므로 높은 인장강도가 부여되어야 하며, 케이블에 가해지는 기계적, 화학적, 열적 스트레스 등으로 인해 케이블이 손상되는 것을 방지하기 위해 화학적 비활성 및 내열성, 비점착성 등의 특성이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 열선 다발로부터 열선 가닥이 분리되는 것을 방지하는 동시에 케이블의 손상을 방지하기 위한 테프론(Teflon) 보호수단이 구비된 열선 케이블을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 인장강도 특성이 개선된 열선 케이블을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 열선 케이블은 도체심선 및 상기 도체심선을 감싸는 절연피복으로 이루어진 열선들이 배열된 열선 집합부; 및 상기 열선들 사이의 틈을 충진하면서 상기 열선 집합부를 감싸는 테프론 시스;를 포함한다.

바람직하게, 상기 열선 케이블은 상기 열선 집합부 내에 종입된 인장멤버;를 더 포함할 수 있다.

상기 인장멤버는 상기 열선 집합부의 중심에 배치되고, 상기 열선들은 상기 인장멤버의 둘레를 따라 상호 연쇄적으로 접하도록 배열되는 것이 바람직하다.

상기 인장멤버는 케블라 섬유에 의해 구성될 수 있다.

상기 절연피복은 폴리우레탄 바니시에 의해 형성되고, 상기 테프론 시스는 PFA로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 절연피복의 두께는 0.005 ~ 0.01 mm 이고, 상기 테프론 시스의 두께는 0.15 ~ 0.19 mm 인 것이 바람직하다.

상기 도체심선은 구리 또는 구리-니켈 합금에 의해 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 열선 케이블은 테프론 시스에 의해 열선 다발로부터 열선 가닥이 분리되는 현상이 방지될 뿐만 아니라 중심 인장멤버에 의해 열선 케이블에 높은 인장강도가 부여될 수 있으므로 자동차 시트 등에 대한 열선 케이블의 배열 작업을 안정적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명에 의하면 폴리우레탄 바니시에 의해 피복된 열선들을 PFA 시스로 보호할 수 있는 최적의 구성이 제시되므로 화학적 비활성, 내열성, 비점착성, 절연성, 마찰계수 특성 등이 매우 우수한 열선 케이블이 얻어질 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선 케이블의 구성을 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선 케이블은 다수의 열선들이 배열된 열선 집합부(100)와, 열선 집합부(100)를 감싸는 테프론 시스(Teflon Sheath)(103)를 포함한다.

열선 집합부(100)는 도체심선(101)과 이를 감싸는 절연피복(102)으로 이루어진 열선 가닥들이 연선됨으로써 형성된다.

도체심선(101)으로는 구리(Cu)-니켈(Ni) 합금으로 이루어진 선재가 채용될 수 있다. 이때 구리와 니켈의 함량은 각각 98%, 2%로 선정되는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도체심선(101)이 구리(Cu) 선재로 이루어진 열선 케이블이 제공된다. 이 경우 도체심선(101)의 전기저항을 보다 작게 할 수 있으므로 도 3이나 도 4에 도시된 바와 같이 열선의 배열 수를 보다 증대시킬 수 있다.

절연피복(102)으로는 인장강도가 뛰어나고 얇은 피막의 형성에 유리한 폴리우레탄 바니시(Polyurethane Varnish)가 채택되는 것이 바람직하다. 절연피복(102)에 의해 열선들은 상호 전기적으로 절연되므로 각각의 열선에 디텍팅(Detecting) 전류를 흘려주는 테스트를 통해 각 열선 가닥의 단선 여부를 용이하게 확인할 수 있다.

테프론 시스(103)는 열선들 사이의 틈을 충진하는 동시에 열선 집합부(100)를 감싸도록 형성되어 열선 가닥의 분리를 방지하고 열선 집합부(100)를 보호한다. 테프론 시스(103)는 테드라 플루오르에틸렌-페르플루오트 알킬비닐에테르 공중합체(PFA)에 의해 형성되는 것이 바람직하다. PFA는 화학적 비활성, 내열성, 비점착성, 절연 안정성, 마찰계수 특성 등이 다른 소재에 비해 상대적으로 우수하므로 열선들로부터 발생하는 고온의 열에 효과적으로 견디면서 열선 집합부(100)를 보호할 수 있다.

PFA는 350℃ 내외의 고온에서 용융되어 사출성형 또는 압출성형됨으로써 테프론 시스(103)를 이룬다. 여기서, 각 열선의 절연피복(102)으로 사용되는 폴리우레탄 바니시는 150℃ 정도의 융점을 가지므로 테프론 시스(103)의 성형공정시 절연피복(102)이 고온의 열에 의해 변형되는 현상을 방지하기 위해서는 절연피복(102)의 두께와 테프론 시스(103)의 두께는 각각 0.005 ~ 0.01 mm, 0.15 ~ 0.19 mm 의 범위를 만족하는 것이 가장 바람직하다.

부가적으로, 열선 집합부(100)에는 인장강도의 향상을 위해 인장멤버(Strength Member)(104)가 종입된다. 인장멤버(104)로는 인장강도가 높고, 열에 의한 수축률이 적을 뿐만 아니라 전기 절연성, 내화성 등이 뛰어난 케블라(Kevlar) 섬유가 채용되는 것이 효과적이다. 이때 케블라 섬유는 200 데니어(Denier) 이상의 굵기를 갖는 것이 적합하다.

바람직하게 도 2 내지 4에는 인장멤버(104)가 열선 집합부(100)의 중심에 배치된 구성이 도시되어 있으나, 본 발명이 이러한 예에 한정되지 않고 인장멤 버(104)의 위치에 다양한 변형예가 있을 수 있음은 물론이다. 인장멤버(104)가 열선 집합부(100)의 중심에 배치되는 경우, 다수의 열선들은 인장멤버(104)의 둘레를 따라 상호 연쇄적으로 접하면서 균형있게 배열될 수 있다. 또한, 인장멤버(104)의 외경과 열선의 수를 조절함으로써 열선 케이블의 저항값 설계를 편리하게 수행할 수 있다.

상기와 같은 구성을 가진 열선 케이블은 자동차의 시트 등에 내장되어 발열기능을 제공한다. 열선 케이블의 배열 작업시 열선 케이블은 장착면 상에 지그재그로 배열되어 전체적으로 부직포 형태를 이루게 된다. 특히, 열선 케이블은 폴리우레탄 바니시가 피복된 다수의 열선들이 테프론 시스(103)에 의해 감싸인 구조를 가지므로 굴곡지점에서 열선 가닥이 분리되는 현상이 방지될 수 있으며, 열선 집합부(100)의 중심에 배치된 인장멤버에 의해 높은 인장강도가 부여될 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 상술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 종래기술에 따른 열선 케이블의 구성을 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열선 케이블의 구성을 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열선 케이블의 구성을 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 참조 부호에 대한 설명>

100: 열선 집합부 101: 도체심선

102: 절연피복 103: 테프론 시스

Claims (7)

1. 도체심선 및 상기 도체심선을 감싸는 절연피복으로 이루어진 열선들이 배열된 열선 집합부; 및

   상기 열선들 사이의 틈을 충진하면서 상기 열선 집합부를 감싸는 테프론 시스;를 포함하고,

   상기 절연피복은 폴리우레탄 바니시에 의해 형성되고,

   상기 테프론 시스는 PFA로 이루어진 것을 특징으로 하는 열선 케이블.
2. 제1항에 있어서,

   상기 열선 집합부 내에 종입되어 케이블의 인장강도를 높이는 인장멤버;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열선 케이블.
3. 제2항에 있어서,

   상기 열선 집합부의 중심에 상기 인장멤버가 배치되고,

   상기 열선들이 상기 인장멤버의 둘레를 따라 상호 연쇄적으로 접하면서 배열된 것을 특징으로 하는 열선 케이블.
4. 제2항에 있어서,

   상기 인장멤버는 케블라 섬유로 이루어진 것을 특징으로 하는 열선 케이블.
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   상기 절연피복의 두께는 0.005 ~ 0.01 mm 이고,

   상기 테프론 시스의 두께는 0.15 ~ 0.19 mm 인 것을 특징으로 하는 열선 케이블.
7. 제1항에 있어서,

   상기 도체심선은 구리 또는 구리-니켈 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 열선 케이블.

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