KR101692708B1 - 쉴드형 시트열선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쉴드형 시트열선에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 중앙심선부(10)와; 상기 중앙심선부(10)의 외주연을 나선구조로 감싸는 외부심선부(20)와; 상기 외부심선부(20)의 외곽을 둘러싼 절연쉬스(30)로 구비됨으로써, 시트열선의 집적도가 높아지며, 외력에 의한 외형 손상이 최소화 되고, 내구성과 신뢰도가 향상된 쉴드형 시트열선에 관한 것이다.

Description

쉴드형 시트열선{Shield type Seat Thermic rays}

본 발명은 쉴드형 시트열선에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 시트열선을 구성하는 내부 도체 심선의 구조가 밀도있게 감싸도록 쉴드형으로 배열되어 집적도가 높아지며, 외력에 의한 외형 손상이 최소화 되고, 균일한 밀집도로 저항이 일정하여, 내구성과 신뢰도가 향상된 쉴드형 시트열선에 관한 것이다.

일반적으로 열선은 전기를 이용하여 고온가열하기 위한 저항선을 말한다. 그 종류에는 전기장판, 전기요, 옥매트 등에 사용되는 PVC피복의 일반열선과 외피복으로 실리콘이 구비된 실리콘 열선 등이 있으며, 용도에 따라서는 가전, 전기기구의 배선(예 : 밥솥, 밥통, 보일러, 전기, 전자 등), 조명기구, 자동차 전장품 등으로 구분된다.

여기서, 자동차의 시트 등에 내장되는 열선 케이블은 장착면 상에 지그재그로 배열되어 전체적으로 부직포형태를 이룸으로써 실질적인 면상 발열체를 제공하게 된다.

종래의 열선 케이블은 도체심선과 상기 도체심선을 감싸는 절연피복으로 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 배열되므로 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.

이와 관련된 종래 기술로 한국 등록 특허 제10-1335599호(등록일자 2013년11월26일)에는 복합구조 시트열선이 개시되었다.

상기한 종래 기술은 복수 개의 심선(insulated conductor, 心線)을 각각 포함하고, 내측에 공간부가 형성되도록 폐곡선 상에 배열된 복수 개의 심선 그룹; 및 상기 배열된 복수 개의 심선 그룹 외측을 감싸는 시스(sheath); 를 포함하고, 상기 복수 개의 심선 각각은 절연용 바니쉬(vanish)에 의해 개별적으로 코팅 처리되며,

상기 공간부에는 상기 복수 개의 심선 그룹의 배열구조가 고정되도록 지지하고 벡트란(vectran) 섬유의 합사 또는 연사로 이루어진 개재물이 충진되며,

상기 복수 개의 심선 그룹은 인접한 두 심선 그룹이 서로 접하도록 밀착 배열됨으로써, 상기 공간부에 충진된 개재물과 상기 복수 개의 심선 그룹을 피복하는 시스가 서로 격리되고,

상기 복수 개의 심선 그룹은 3개 내지 12개로 이루어지고, 그룹 헬릭스가 형성되도록 일정 턴(turn) 수로 꼬이며, 상기 개재물의 표면에는 실리콘 코팅층이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기한 종래 기술은 일종의 관을 통해 전류가 흐르는 것과 같은 현상이 발생되고 이는 표피효과에 의해 신호전달은 유리할지라도 도선 내부의 저항에 의해 열이 발생되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 상기한 종래 기술은 상기 공간부에 충진된 개재물이 구부림이나 사용자의 하중에 의해 형상이 회손되고, 최초 유지되던 저항값이 구조적인 변형이 발생된 핫스팟(HOT SPOT)의 생성으로 인해 단선과 화재발생의 원인이 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 저항과 밀집도가 균일하여 물리적 내구성 및 신뢰도가 향상되도록 시트열선을 구성하는 내부 도체 심선의 구조가 쉴드형으로 배열되어 전력효율이 증대되고 외력에 의한 손상이 최소화 되는 쉴드형 시트열선를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 쉴드형 시트열선는 중앙에서 연장 기준이 되도록 직선형으로 확장된 중앙심선부와; 상기 중앙심선부의 외주연을 나선구조로 감싸며 밀도있게 배치되도록 인접한 다수개의 심선으로 이루어진 외부심선부와; 상기 중앙심선부와 외부심선부가 외부로 부터 보호되고 절연되도록 상기 외부심선부의 외곽을 둘러싼 절연쉬스로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 외부심선부에는 인장강도가 보강되도록 케블라 재질의 보강재가 포함되어 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 외부심선부의 외주연에는 다수개의 외곽심선이 나선구조로 감싸며 형성된 최외곽심선부가 구비되고, 상기 최외곽심선부에는 인장강도가 보강되도록 상기 보강재와 엇갈리는 방향에서 외곽보강재가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 심선은 전류의 흐름에 따라 가열되는 저항이 조절되도록 은, 구리, 니켈, 철 등의 합금으로 이루어진 중앙도체와, 상기 중앙도체의 발열시간과 내구성이 증가되도록 외주연에 구비된 절연체로 이루어지고, 상기 절연체는 우레탄바니쉬, 테프론, 나일론 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 절연쉬스는 난연성과 인장강도가 높아지도록 나일론 또는 테프론 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 중앙심선부와 외부심선부의 사이 공간에는 충격을 완화시키는 보조충진재가 더 구비된 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따른 쉴드형 시트열선은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 중앙심선부의 외주연에 쉴드형으로 배치된 외부심선부가 구비됨으로써, 내구성이 증대되어 발열시간이 오래 지속되고, 불규칙한 집합구조에서 생성되는 핫스팟의 화재위험이 감소되며,

둘째, 통상적인 집합방식의 시트 열선 보다 더 얇게 구성이 가능하여 시트열선의 제조시 재료비가 절약되고,

셋째, 외부를 둘러싸는 절연쉬스가 나일론 또는 테프론 중 어느 하나로 구비되고 외부심선부에는 인장강도를 보강토록 보강재가 포함되어 구비됨으로써, 난연성과 인장강도가 높아지게 되고, 안전성과 내구성이 향상되어 경제적인 면에서도 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 복합구조 시트열선의 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 쉴드형 열선시트의 외형을 나타낸 사시도이며,
도 3은 본 발명에 따른 쉴드형 열선시트의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 쉴드형 열선시트의 단면도이다.

이와 같이 구성된 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 쉴드형 시트열선은 도 2에 도시된 바와 같이 중앙에서 연장 기준이 되도록 직선형으로 확장된 중앙심선부(10)와; 상기 중앙심선부(10)의 외주연을 나선구조로 감싸며 밀도있게 배치되도록 인접한 다수개의 심선(21)으로 이루어진 외부심선부(20)와; 상기 중앙심선부(10)와 외부심선부(20)가 외부로 부터 보호되고 절연되도록 상기 외부심선부(20)의 외곽을 둘러싼 절연쉬스(30)로 이루어진다.

여기서, 상기 중앙심선부(10)와 심선(21)은 서로 동일한 직경을 가지는 선재로 구비되는 것이 바람직하다.

상기 외부심선부(20)에는 도 3에 도시된 바와 같이 인장강도가 보강되도록 케블라(Kevlar) 재질의 보강재(22)가 포함되어 구비된다. 여기서 케블라는 미국 듀폰이 개발한 파라계 방향족 폴리아마이드 섬유이며, 상기 보강재(22)는 사용자가 시트에 자주 않게 되어 잦은 구부러짐과 가열로 인한 열선의 끊어짐을 방지하게 된다.

한편, 상기 외부심선부(20)의 외주연에는 다수개의 외곽심선(21')이 나선구조로 감싸며 형성된 최외곽심선부(25)가 구비되고, 상기 최외곽심선부(25)에는 도 3에 도시된 바와 같이 A-A'와 B-B'에서 인장강도가 보강되도록 상기 보강재(22)와 서로 엇갈리는 방향에서 외곽보강재(26)가 더 구비된다.

이러한 구성은 즉, 상기 보강재(22)와 외곽보강재(26) 및 심선(21)의 구조는 종래기술의 집합방식보다 동일한 단면에 더 많은 선재를 집적시킬 수 있어 기계적인 내구성을 증대시키게 된다. 또한, 본 발명의 시트열선의 단면은 원형상이 아닌 타원형으로 구비되게 된다.

상기 심선(21)은 전류의 흐름에 따라 가열되는 저항이 조절되도록 은, 구리, 니켈, 철 등의 합금으로 이루어진 중앙도체(21a)와, 상기 중앙도체(21a)의 발열시간과 내구성이 증가되도록 외주연에 구비된 절연체(21b)로 이루어지고,

상기 절연체(21b)는 우레탄바니쉬, 테프론, 나일론 중 어느 하나로 이루어진다.

상기 중앙도체(21a)의 외주연에 구비된 절연체(21b)는 열이 잘 전달되는 테프론, 우레탄바니쉬 및 나일론 등으로 구성되며, 최근에는 새로운 나일론으로 이루어진 신소재가 다양하게 적용되고 있다.

상기 절연쉬스(30)는 난연성과 인장강도가 높아지도록 나일론 또는 테프론 중 어느 하나로 이루어진다.

이러한 상기 절연쉬스(30)는 상기 최외곽심선부(25)를 전체적으로 보호하게 된다.

그리고, 상기 중앙심선부(10)와 외부심선부(20)의 사이 공간에는 충격을 완화시키는 보조충진재(15)가 더 구비되어 눌림과 구부려짐에 대한 내성이 강화되도록 구비되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 쉴드형 시트열선의 작용을 살펴보면 아래와 같다.

본 발명의 쉴드형 시트열선은 중앙에서 연장 기준이 되는 중앙심선부(10)가 배치되고, 상기 중앙심선부(10)의 외주연을 감싸는 외부심선부(20)와, 상기 외부심선부(20)의 외곽으로 중첩되도록 구비된 최외곽심선부(25)가 구비되어 최소 단면에밀집도가 상승되도록 구비되어, 일정한 저항을 갖는 열선의 제작이 용이하고, 기계적인 내구성이 향상되게 된다.

여기서, 상기 중앙심선부(10)는 상기 외부심선부(20)를 구성하는 심선(21)과 동일하게, 내부에 중앙도체(21a)와, 상기 중앙도체(21a)의 외주연에서 발열시간과 내구성이 증가되도록 구비된 절연체(21b)로 이루어지게 된다.

그리고, 상기 중앙심선부(10)의 외주연에 구비된 상기 외부심선부(20)는 나선구조로 상기 중앙심선부(10)의 외주연을 감싸게 되어, 단면으로 절단시에는 쉴드형으로 배치되게 된다.

한편, 상기 외부심선부(20)는 중첩되게 배치되는 최외곽심선부(25)가 구비되어 시트열선의 직경을 결정하게 된다.

이때, 상기 외부심선부(20)와 최외곽심선부(25)는 인장강도가 보강되도록 케블라 재질의 보강재(22)와 외곽보강재(26)가 구비되게 된다.

한편, 상기 보강재(22)와 외곽보강재(26)는 서로 대칭되게 구비되게 되어, 시트열선을 내부에서 전체적으로 보호하게 된다.

그리고, 쉴드형 시트열선의 절연쉬스(30)는 나일론 또는 테프론으로 이루어져서, 난연성과 인장강도가 높이게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 중앙심선부 15 : 보조충진재
20 : 외부심선부 21 : 심선
21' : 외곽심선 21a : 중앙도체
21b : 절연체 22 : 보강재
25 : 최외곽심선부 26 : 외곽보강재
30 : 절연쉬스

Claims (6)

1. 중앙에서 연장 기준이 되도록 직선형으로 확장된 중앙심선부(10)와; 상기 중앙심선부(10)의 외주연을 나선구조로 감싸며 밀도있게 배치되도록 인접한 다수개의 심선(21)으로 이루어진 외부심선부(20)와; 상기 중앙심선부(10)와 외부심선부(20)가 외부로 부터 보호되고 절연되도록 상기 외부심선부(20)의 외곽을 둘러싼 절연쉬스(30)로 이루어지고,
   상기 외부심선부(20)에는 인장강도가 보강되도록 케블라 재질의 보강재(22)가 포함되며,
   상기 외부심선부(20)의 외주연에는 다수개의 외곽심선(21')이 나선구조로 감싸며 형성된 최외곽심선부(25)가 더 구비되고, 상기 최외곽심선부(25)에는 인장강도가 보강되도록 상기 보강재(22)와 엇갈리는 방향에서 외곽보강재(26)가 구비되며,
   상기 심선(21)은 전류의 흐름에 따라 가열되는 저항이 조절되도록 은, 구리, 니켈, 철 등의 합금으로 이루어진 중앙도체(21a)와, 상기 중앙도체(21a)의 발열시간과 내구성이 증가되도록 외주연에 구비된 절연체(21b)로 이루어지고,
   상기 절연체(21b)는 우레탄바니쉬, 테프론, 나일론 중 어느 하나로 이루어지며, 상기 중앙심선부(10)와 외부심선부(20)의 사이 공간에는 충격을 완화시키는 보조충진재(15)가 구비된 것을 특징으로 하는 쉴드형 시트열선.
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4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 절연쉬스(30)는 난연성과 인장강도가 높아지도록 나일론 또는 테프론 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 쉴드형 시트열선.
6. 삭제

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