KR101349363B1 - 차량용 온열 시트장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 온열 시트장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 객실에 설치된 각 시트에 배치되어, 시트의 좌판과 등판을 가열하여 난방하는 차량용 온열 시트장치에 관한 것이다.

Description

차량용 온열 시트장치{Heating seat for vehicle}

본 발명은 차량용 온열 시트장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 객실에 설치된 각 시트에 배치되어, 시트의 좌판과 등판을 가열하여 난방하는 차량용 온열 시트장치에 관한 것이다.

최근 차량의 객실에 설치된 각 시트에는 인가되는 전류를 통해 시트의 안착공간을 가열하는 온열 시트장치가 설치되고 있으며, 상기 차량용 온열 시트장치는 안착공간을 형성하는 시트의 좌판과 등판에 배치되는 발열부와, 전류가 축전된 배터리부를 포함하여 구성된다.

그리고, 전통적으로는 배터리와 발열부 사이에 전류 공급을 개폐하는 스위치와, 방열부의 온도에 따라 발열부의 전류 인가를 제어하는 바이메탈을 포함하여 구성된 제어구조를 마련하여, 발열부의 작동 여부와 발열부의 이상 가열을 예방하고 있다.

또한, 최근에는 배터리와 발열부 사이에 온도센서와 마이콤과 스위치를 포함하여 구성된 전자식 콘트롤러를 마련하여, 온도센서를 통한 발열부의 온도 감지와 마이콤의 제어를 통해 발열부의 작동이 전자적으로 제어되도록 하고 있다.

그러나, 종래 전자식 콘트롤러를 포함하는 온열 시트장치는 하기와 같은 문제점을 갖는다.

첫째, 종래 온열 시트장치의 발열부는 히터선을 지그재그 형태로 배치된 형태로 이루어져, 안착공간을 형성하는 좌판이나 등판의 고른 가열이 어렵고, 또 히터선의 두께에 의해 편안한 착석감을 제공하기 어렵다.

둘째, 종래 온열 시트장치의 전자식 콘트롤러는 제조사에서 일률적으로 설정된 온도값으로 발열부가 발열되므로, 다양한 소비자의 요구를 충족하지 못하는 한계성을 갖는다.

셋째, 종래 전자식 콘트롤러는 차체를 통해 - 극을 연결한 배터리의 + 극과 발열부 사이에, 마이콤의 제어에 의해 스위칭 상태가 전환되는 전자 스위치부를 배치한 형태로 이루어진 관계로, 배터리의 +극과 발열부 사이에 도전체 등에 의해 쇼트가 발생되면, 마이콤의 제어와 상관없이 배터리에 축전된 전류가 발열부에 지속적으로 인가된다.

이로 인해, 발열부의 발열상태를 제어하지 못하므로, 배터리에 축전된 전류의 지속적인 소비, 불필요한 시트의 가열, 그리고 발열부의 이상 가열에 의한 화재 발생 가능성을 갖게 된다.

상기한 문제점을 해소하기 위해 안출된 본 고안의 목적은, 차량 객실에 설치된 시트에 배치되어 인가되는 전류를 통해 열을 발산하여 시트를 가열함에 있어, 사용자의 욕구에 따라 온도 조절이 가능하고, 특히 회로의 누전이 발생되더라도 배터리에 축전된 전류가 무단으로 발열부에 인가되는 것을 예방하여, 발열부의 무단 가열에 따른 배터리의 방전과 발열부의 이상 과열에 따른 화재 발생이 방지되도록 한 차량용 온열 시트장치를 제공함에 있다.

상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 차량용 온열 시트장치는,
시트의 안착공간에 배치되는 발열부와; 구동전류가 축전된 배터리; 및 상기 발열부의 전류 공급을 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성되어, 콘트롤러의 제어에 의해 발열부의 가열 여부, 및 가열 온도가 제어되는 차량용 온열 시트장치에 있어서,
상기 콘트롤러는, 스탭 스위치와, 스탭 스위치에서 인가되는 펄스값에 따라 발열부와 배터리 사이에 형성된 제어 스위칭부의 스위칭 상태를 제어하는 마이콤과; 배터리에 축전된 전류를 마이콤에 인가시켜 마이콤을 구동시키는 레귤레이터를 포함하여 구성되고,
상기 마이콤에는 발열부의 온도범위를 계측하는 온도 센서와, 발열부의 설정 온도값이 저장된 메모리를 포함하여 구성되고,
상기 메모리에는 저온모드에 따른 발열부의 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 설정 온도범위가 각각 저장되어, 스탭 스위치의 가압 횟수에 따라 마이콤은 제어 스위칭부의 스위칭 상태를 제어하여 저온모드와 고온모드 그리고 대기모드로 순차 전환하도록 구성되고,
상기 제어 스위칭부는 배터리의 + 전극과 발열부의 + 단자 사이에 배치되어 이들 사이의 스위칭 상태를 제어하는 제 1 제어 스위치와, 배터리의 - 전극과 발열부의 - 단자 사이에 배치되어 이들 사이의 스위칭 상태를 제어하는 제 2 제어 스위치를 포함하여 구성되어,
상기 배터리의 + 전극과 발열부의 + 단자 사이, 또는 배터리의 - 전극과 발열부의 - 단자 사이 중 어느 하나의 부위에 쇼트가 발생되더라도, 나머지 부위는 단선 상태를 형성하도록 구성함으로써, 쇼트에 의해 배터리에 축전된 전류가 발열부에 무단으로 인가되어 발열부가 이상 가열되는 현상이 예방되도록 구성되는 한편,
상기 마이콤에는 데이터 라이터기를 통해 외부에서 제공되는 저온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위를 입력하는 입력 커넥터가 형성되고,
상기 데이터 라이터기를 통해 외부에서 저온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위가 입력되면, 마이콤은 메모리에 저장된 저온모드에 따른 발열부의 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 설정 온도범위를, 데이터 라이터기에서 제공되는 저온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위로 변경 및 저장시켜서,
추후, 상기 마이콤은 데이터 라이터기와의 연결없이 스탭 스위치에서 인가되는 펄스값에 따라 마이콤은 데이터 라이터기에서 입력되어 메모리에 변경하여 기록된 저온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위에 따라 발열부의 발열 상태을 제어하도록 구성되고,
상기 발열부는 복수의 면상 발열체들이 병렬로 연결한 형태로 이루어져 병렬로 연결된 면상 발열체들에 의해 시트의 고른 발열이 도모되도록 구성되고,
상기 면상 발열체는, 직물층의 표면에 면상 발열층이 형성된 형태로 이루어지고, 상기 면상 발열체를 형성하는 직물층의 이면에는 접합 시트층이 형성되어서, 접합 시트층을 통해 시트의 표면에 접합을 통해 고착되도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

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전술한 바와 같이 본 발명에서는 콘트롤러를 구성하는 마이콤에 데이터 입력 단자를 형성하여, 사용자의 요구에 따라 발열부의 설정 온도범위를 변경하도록 함으로써, 사용자의 요구를 충족할 수 있고, 또 발열부는 면상 발열체로 이루어져 면상 가열을 통해 시트에 형성된 안착공간의 고른 가열을 도모하고, 또 상기 면상 가열체는 히터선과 달리 박막으로 이루어져 두께에 의해 시트의 안착감이 저하되는 문제점이 해소될 수 있다.

특히, 본 발명에서는 제어 스위칭부를 배터리의 + 전극과 발열부의 + 단자 사이에 배치되어 이들 사이의 스위칭 상태를 제어하는 제 1 제어 스위치와, 배터리의 - 전극과 발열부의 - 단자 사이에 배치되어 이들 사이의 스위칭 상태를 제어하는 제 2 제어 스위치를 포함하고 있다.

이에 따라, 배터리의 + 전극과 발열부의 + 단자 사이, 또는 배터리의 - 전극과 발열부의 - 단자 사이 중 어느 하나의 부위에 쇼트가 발생되더라도, 나머지 부위는 단선 상태를 형성하게 되므로, 쇼트에 의해 배터리에 축전된 전류가 발열부에 무단으로 인가되어 발열부가 이상 가열되는 현상이 예방되므로, 향상된 작동 안정성, 및 안전성을 겸비한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치의 외형 구성을 보여주는 사시도이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치를 구성하는 콘트롤러의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 블럭도이고,
도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치에 있어, 마이콤에 마련된 온도센서의 배치상태를 보여주는 것이고,
도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치에 있어, 마이콤의 제어를 통한 발열부의 전류 공급상태를 보여주는 것이고,
도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치에 있어, 도전체의 삽입에 의한 회로의 쇼트상태를 예시하여 보여주는 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치의 외형 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치를 구성하는 콘트롤러의 전체 구성을 개략적으로 보여주는 블럭도이고, 도 3은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치에 있어, 마이콤에 마련된 온도센서의 배치상태를 보여주는 것이고, 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치에 있어, 마이콤의 제어를 통한 발열부의 전류 공급상태를 보여주는 것이고, 도 5는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 차량용 온열 시트장치에 있어, 도전체의 삽입에 의한 회로의 쇼트상태를 예시하여 보여주는 것이다.

본 발명에 따른 차량용 온열 시트장치(1)는, 차량의 객실에 설치된 시트(미도시)에 배치되는 발열부(10)를 저항 발열시켜 시트 표면을 가열하는 것이다.

상기 차량용 온열 시트장치(1)는, 도 1에서 보는 바와 같이 시트 안착공간에 배치되는 발열부(10)와; 구동전류가 축전된 배터리(20); 및 상기 발열부(10)의 전류 공급을 제어하는 콘트롤러(30)를 포함하여, 콘트롤러(30)의 제어에 의해 발열부(10)의 가열 여부, 및 가열 온도가 제어된다.

여기서, 상기 발열부(10)는 복수의 면상 발열체(11)들을 병렬, 또는 직렬로 연결한 형태로 이루어져, 면상 발열체(11)에 의한 면상 가열을 통해 시트의 고른 발열을 도모하도록 한다.

또한, 상기 면상 발열체(11)는 유연성이 우수한 직물층(11b)의 표면에 나노 상태의 저항 입자들로 이루어진 면상 발열층(11a)이 형성된 형태로 이루어져, 히터선과 달리 두께가 매우 얇고 국부적인 돌출이 발생되지 아니하므로, 유연성과 함께 편안한 안착감을 제공한다.

도면을 보면 상기 면상 발열체(11)를 형성하는 직물층(11b)의 이면에는 접합 시트층(11c)이 형성되어, 시트의 표면에 접합을 통해 고착되므로 시공 편리성을 겸비한다.

그리고, 상기 콘트롤러(30)는 도 2에서 보는 바와 같이 사용자에 의해 가압에 의해 펄스신호를 생성하는 스탭 스위치(32)와, 상기 스탭 스위치(32)로부터 인가되는 펄스신호에 따라 발열부(10)와 배터리(20) 사이에 형성된 제어 스위칭부(33)의 스위칭 상태를 제어하는 마이콤(31)을 포함한다.

이때, 상기 마이콤(31)은 레귤레이터(35)를 통해 배터리(10)에 축전된 전류를 인가받아 구동된다.

본 실시예에서는 스탭 스위치(32)로부터 인가되는 펄스신호의 인가 횟수에 따라 마이콤(31)은 모드를 전환하도록 한다.

이를 상술하자면, 본 실시예에서는 대기모드의 마이콤(31)이 스탭 스위치(32)로부터 1회의 펄스신호를 인가받으면 저온모드로, 2회의 펄스신호를 인가받으면 고온모드로, 그리고 3회의 펄스신호를 인가받으면 대기모드로 재 전환되는 과정을 반복하도록 한다.

그리고, 상기 스탭 스위치(32)에는 각 모드에 따라 점등 상태를 달리하는 표시램프(32a)가 마련되어, 사용자는 표시램프(32a)의 점등 상태를 통해 현재 설정된 모드를 인지하도록 한다.

이때, 상기 마이콤(31)에는 도 3에서 보는 바와 같이 발열부(10)의 온도를 계측하는 온도 센서(36)가 마련되고, 또 발열부(10)의 설정 온도범위가 사전 기록되어 있다.

따라서, 스탭 스위치(32)로부터 펄스신호가 인가되면 마이콤(31)은 기록된 설정 온도범위에 따라 제어 스위칭부(33)의 스위칭 상태를 제어하여, 발열부(10)가 배터리로부터 인가되는 전류에 의해 저항 발열하여 기록된 설정 온도범위에 도달, 및 유지하도록 한다.

예컨대, 마이콤(31)에 기록된 저온모드의 설정 온도범위가 50 내지 52℃이고, 고온모드의 설정 온도범위가 60 내지 62℃로 설정된 콘트롤러는, 스탭 스위치에서 인가되는 펄스신호의 회수에 따라 발열부(10)의 50 내지 52℃, 60 내지 60℃ - 비 가열상태를 형성하도록 한다.

그리고, 상기 마이콤(31)에는 배터리(20)에 인가되는 전압을 계측하는 전압 계측부(34)가 형성되고 설정 전압범위가 기록되어, 배터리(20)를 통해 출력되는 전압이 설정 전압범위보다 높거나 낮으면 마이콤(31)은 제어 스위칭부(33)를 통해 배터리(20)와 발열부(10) 사이를 단선한다.

이에 따라, 본 발명은 설정 전압범위을 벗어나는 저전압, 또는 과전압을 형성한 배터리(20)가 발열부(10)에 전류를 인가하는 현상이 방지되므로, 저전압 상태에서 배터리(20)가 발열부(10)에 전류를 인가함에 따른 배터리(20)의 방전을 예방할 수 있다.

또한, 과전압 상태의 배터리(20)가 발열부(10)에 과전압을 지속적으로 인가함에 따라 발열부 등이 전기적으로 손상되는 문제점이 해소된다.

한편, 본 발명에서는 이러한 차량용 온열 시트장치(1)를 구현함에 있어, 상기 제어 스위칭부(33)를 개량하여 발열부(10)와 배터리(20) 사이에 국부적으로 쇼트가 발생되더라도, 마이콤(31)에 의한 제어 없이 배터리(20)에 축전된 전류가 발열부(10)에 무단 인가되는 현상이 예방되도록 한다.

이를 위해, 본 실시예에서는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 제어 스위칭부(33)를 배터리(20)의 + 전극(20a)과 발열부(10)의 + 단자(10a) 사이에 배치되어 이들 사이의 스위칭 상태를 제어하는 제 1 제어 스위치(33a)와, 배터리(20)의 - 전극(20b)과 발열부(10)의 - 단자(10b) 사이에 배치되어 이들 사이의 스위칭 상태를 제어하는 제 2 제어 스위치(33b)를 포함한다.

그리고, 상기 마이콤(31)은 스탭 스위치(32)로부터 인가되는 펄스신호에 따라 제어 스위칭부를 구성하는 제 1 제어 스위칭(33a)와 제 2 제어 스위치(33b)의 스위칭 상태를 동시 전환하도록 한다.

즉, 대기 모드상태에서 스탭 스위치(32)로부터 1회, 또는 2회의 펄스신호가 인가되면, 마이콤(31)은 단선된 제 1 제어 스위치(33a)와 제 2 제어 스위치(33b)를 각각 연결하여 배터리(20)의 + 단자(20a)와 -단자(20b)에서 인가되는 전류가 발열부(10)에서 저항 발열되도록 한다.

그리고, 도 5에서 보는 바와 같이 배터리(10)의 + 전극(10A)과 발열부(10)의 + 단자(10b) 사이에 도전체(S)가 유착(쇼트)되어 제 1 제어 스위치(33a)의 제어 없이 배터리(10)의 + 전극(10a)과 발열부(20)의 + 단자(20a) 사이가 무단 연결되더라도, 배터리(10)의 - 전극(10b)과 발열부(20)의 - 단자(20b)는 제 2 제어 스위치(33b)에 의해 단선된 상태를 형성한다.

그리하여, 상기 발열부(10)와 배터리(20) 사이에 국부적으로 쇼트가 발생되더라도, 마이콤(31)에 의한 제어 스위칭부(33)의 제어 없이 배터리(20)에 축전된 전류가 발열부(10)로 무단 인가되는 현상이 예방된다.

따라서, 본 발명은 쇼트에 의해 배터리(20)에 축전된 전류가 발열부(10)에 무단으로 인가되어 발열부(10)가 이상 가열되는 현상이 예방되므로, 결과적으로 향상된 작동 안정성, 및 발열부의 이상 가열에 따른 화재 등이 예방될 수 있다.

이와 더불어, 본 실시예에서는 상기 마이콤(31)에 기록된 설정 온도범위를 외부에서 간편하게 변경하도록 구성하여, 각 사용자마다 요구되는 각기 다른 설정 온도범위를 충족할 수 있도록 한다.

이를 위해, 본 실시예에서는 도 2에서 보는 바와 같이 상기 마이콤(31)에 데이터를 입력하는 데이터 단자(31a)를 마련하여, 데이터 단자(31a)를 통해 데이터 라이터기(미도시)의 데이터 케이블(미도시)과 마이콤(31)을 연결하여 새로운 사용자 설정 온도범위를 마이콤(31)에 기록하도록 한다. 이때, 데이터 단자(31a)는, 커넥터(C)에 내설된다.

따라서, 케이스(40)에 수용된 마이콤(31)을 분해하거나 교체하는 과정 없이 외부에 인출된 커넥터를 통해 마이콤(31)과 데이터 라이터기의 데이터 케이블을 연결하여, 데이터 라이터기에서 전송되는 새로운 설정 온도범위를 마이콤(31)에 기록할 수 있다.

그리하여, 본 발명에 따른 차량용 온열 시트장치(1)는 사용자의 요구에 의해 라이터기의 데이터 케이블을 커넥터에 형성된 데이터 단자(31a)를 통해 마이컴(31)에 직접 연결하여 사용자 설정 온도범위를 간편하게 변경할 수 있고, 이를 통해 각 사용자의 요구에 부합하는 온도로 발열부를 가열할 수 있다.

1. 차량용 온열 시트장치
10. 발열부 10a. + 단자
10b. - 단자 11. 면상 발열체
11a. 면상 발열층 11b. 직물층
11c. 접합 시트층
20. 배터리 20a. + 전극
20b. - 전극
30. 콘트롤러 31. 마이콤
31a. 데이터 단자 32. 스탭 스위치
32a. 표시램프
33. 제어 스위칭부 33a. 제 1 제어 스위치
33b. 제 2 제어 스위치 34. 전압 계측부
35. 레귤레이터 36. 온도 센서
40. 케이블

Claims (2)

1. 시트의 안착공간에 배치되는 발열부와; 구동전류가 축전된 배터리; 및 상기 발열부의 전류 공급을 제어하는 콘트롤러를 포함하여 구성되어, 콘트롤러의 제어에 의해 발열부의 가열 여부, 및 가열 온도가 제어되는 차량용 온열 시트장치에 있어서,
   상기 콘트롤러는, 스탭 스위치와, 스탭 스위치에서 인가되는 펄스값에 따라 발열부와 배터리 사이에 형성된 제어 스위칭부의 스위칭 상태를 제어하는 마이콤과; 배터리에 축전된 전류를 마이콤에 인가시켜 마이콤을 구동시키는 레귤레이터를 포함하여 구성되고,
   상기 마이콤에는 발열부의 온도범위를 계측하는 온도 센서와, 발열부의 설정 온도값이 저장된 메모리를 포함하여 구성되고,
   상기 메모리에는 저온모드에 따른 발열부의 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 설정 온도범위가 각각 저장되어, 스탭 스위치의 가압 횟수에 따라 마이콤은 제어 스위칭부의 스위칭 상태를 제어하여 저온모드와 고온모드 그리고 대기모드로 순차 전환하도록 구성되고,
   상기 제어 스위칭부는 배터리의 + 전극과 발열부의 + 단자 사이에 배치되어 이들 사이의 스위칭 상태를 제어하는 제 1 제어 스위치와, 배터리의 - 전극과 발열부의 - 단자 사이에 배치되어 이들 사이의 스위칭 상태를 제어하는 제 2 제어 스위치를 포함하여 구성되어,
   상기 배터리의 + 전극과 발열부의 + 단자 사이, 또는 배터리의 - 전극과 발열부의 - 단자 사이 중 어느 하나의 부위에 쇼트가 발생되더라도, 나머지 부위는 단선 상태를 형성하도록 구성함으로써, 쇼트에 의해 배터리에 축전된 전류가 발열부에 무단으로 인가되어 발열부가 이상 가열되는 현상이 예방되도록 구성되는 한편,
   상기 마이콤에는 데이터 라이터기를 통해 외부에서 제공되는 저온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위를 입력하는 입력 커넥터가 형성되고,
   상기 데이터 라이터기를 통해 외부에서 저온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위가 입력되면, 마이콤은 메모리에 저장된 저온모드에 따른 발열부의 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 설정 온도범위를, 데이터 라이터기에서 제공되는 저온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위로 변경 및 저장시켜서,
   추후, 상기 마이콤은 데이터 라이터기와의 연결없이 스탭 스위치에서 인가되는 펄스값에 따라 마이콤은 데이터 라이터기에서 입력되어 메모리에 변경하여 기록된 저온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위와 고온모드에 따른 발열부의 사용자 설정 온도범위에 따라 발열부의 발열 상태을 제어하도록 구성되고,
   상기 발열부는 복수의 면상 발열체들이 병렬로 연결한 형태로 이루어져 병렬로 연결된 면상 발열체들에 의해 시트의 고른 발열이 도모되도록 구성되고,
   상기 면상 발열체는, 직물층의 표면에 면상 발열층이 형성된 형태로 이루어지고 상기 면상 발열체를 형성하는 직물층의 이면에는 접합 시트층이 형성되어서, 접합 시트층을 통해 시트의 표면에 접합을 통해 고착되도록 구성한 것을 특징으로 하는 차량용 온열 시트장치.
   
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