KR101997042B1 - 탄소섬유를 포함하는 면상발열체 및 차량용 시트 - Google Patents

탄소섬유를 포함하는 면상발열체 및 차량용 시트 Download PDF

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Abstract

통기성 메시 소재로 성형된 베이스; 베이스의 상면에 베이스를 가로지르도록 복수개가 배치되며, 베이스 상면에 직조되어 베이스에 고정된 발열체; 베이스에 결합되고 발열체와 전기적으로 연결됨으로써 외부 전원을 발열체에 공급하는 전극부; 및 베이스의 상면에 결합되어 발열체와 전극부를 커버링하고, 복수의 통기홀이 형성되어 통기홀을 통해 베이스에 공기가 유통되는 커버부재;를 포함하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체가 소개된다.

Description

탄소섬유를 포함하는 면상발열체 및 차량용 시트 {PLATE HEATING ELEMENT WITH CARBON FIBER AND SEAT FOR VEHICLE}
본 발명은 통기성능이 포함되는 탄소섬유로 형성된 발열체가 구비된 면상발열체와 상기한 면상발열체를 포함하는 차량용 시트에 관한 것으로서, 통기성 및 균일한 온도분포를 확보할 수 있는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체 및 차량용 시트에 관한 것이다.
통상적으로 발열체에는 면상발열체와 선상발열체로 구분하며, 면상발열체 중에는 탄소 페이스트를 발열체로 필름 한 면에 증착(Plating)한 후, 아크릴계 접착제 등이 도포된 필름을 롤러프레스(Roller Fusing Press)로 열가공하는 필름형과 카본사를 직물구조로 직조하여 성형하는 방법 이외에 자수용 미싱으로 카본섬유를 발열회로로 제조하는 방법이며, 선상발열체의 경우 주로 니크롬선을 발열체로 사용하는 방법으로서 현재 차량용 시트히터에 많이 적용되고 있는 방법이다.
또한, 통상적으로 차량용 시트에 적용되는 면상발열체는 발열체인 탄소섬유가 베이스인 섬유에 직조되므로, 일정 이상의 강도를 갖는 부직포가 사용된다. 그러나 이러한 부직포는 통기성이 없어 비통풍 사양의 차량의 시트에만 적용되게 된다. 특히, 이러한 부직포 소재는 신율성이 낮아 시트패드의 곡선 형상에 따라 전극부의 형상의 자율도가 떨어진다. 또한, 통풍홀이 형성된 경우, 통풍홀을 회피하여 발열체가 설치되어야 하므로, 시트의 온도 분포가 불균일하게 되는 문제가 발생되었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR10-1042184 (B1)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 통풍시트에 적용 가능하면서도 신율성이 좋아 전극부의 설계자유도가 증대되고, 균일한 온도분포를 갖는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체 및 차량용 시트를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 탄소섬유를 포함하는 면상발열체는 통기성 메시 소재로 성형된 베이스; 베이스의 상면에 베이스를 가로지르도록 복수개가 배치되며, 베이스 상면에 직조되어 베이스에 고정된 발열체; 베이스에 결합되고 발열체와 전기적으로 연결됨으로써 외부 전원을 발열체에 공급하는 전극부; 및 베이스의 상면에 결합되어 발열체와 전극부를 커버링하고, 복수의 통기홀이 형성되어 통기홀을 통해 베이스에 공기가 유통되는 커버부재;를 포함한다.ㄴ
발열체는 베이스를 가로지르는 방향으로 배치되며 커버부재에 의해 커버링되고, 일부 구간이 커버부재의 통기홀을 통해 상방으로 노출될 수 있다.
전극부는 발열체와 함께 커버부재에 의해 커버링되며, 커버부재에는 전극부의 단부가 관통하여 외부로 노출되는 전극홀이 형성되고, 노출된 전극부의 단부는 외부 전력공급라인과 연결될 수 있다.
전극부는 베이스의 양측에 각각 마련되며, 각각의 전극부는 발열체와 연결되고, 전극홀은 커버부재의 양측에 형성되며, 양측 전극부의 단부는 각각 대응되는 전극홀을 관통한 후 함께 모아져 외부 전력공급라인과 연결될 수 있다.
전극부는 복수의 전극쇄선이 꼬여진 형태이며, 양측 전극부의 단부는 함께 꼬여진 상태로 외부 전력공급라인과 연결될 수 있다.
전극부의 단부와 외부 전력공급라인은 압착단자에 의해 압착된 후 커버부재에 결합될 수 있다.
커버부재에는 패치를 더 포함하고, 전극홀을 통해 인출되어 노출된 전극부의 단부 및 압착단자는 패치에 의해 커버부재에 고정되어 커버링될 수 있다.
전극부가 베이스에 접합된 후, 발열체가 베이스 및 전극부에 직조됨으로써, 발열체의 단부가 전극부와 직접 접촉될 수 있다.
전극부는 복수의 전극쇄선이 레이스띠 상에 직조된 것으로서, 전극부가 베이스에 접합된 후, 발열체는 베이스와 전극부에 함께 직조될 수 있다.
커버부재는 발열체와 전극부가 형성된 베이스의 상면에 핫멜트되어 접착될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 시트는 상하방향으로 통풍홀이 형성되어 공기가 유통되는 차량시트쿠션용 폼패드; 폼패드의 상면에 결합되며, 통기성 메시 소재로 성형된 베이스; 베이스의 상면에 베이스를 가로지르도록 복수개가 배치되며, 베이스 상면에 직조되어 베이스에 고정된 발열체; 베이스에 결합되고 발열체와 전기적으로 연결됨으로써 외부 전원을 발열체에 공급하는 전극부; 및 베이스의 상면에 결합되어 발열체와 전극부를 커버링하고, 복수의 통기홀이 형성되어 통기홀과 베이스를 통해 폼패드의 통풍홀에 공기가 유통되도록 하는 커버부재;를 포함한다.
폼패드의 통풍홀과 커버부재의 통기홀은 상하방향으로 중첩될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 탄소섬유를 포함하는 면상발열체 및 차량용 시트에 따르면, 발열체가 통기성 메시 소재의 베이스에 직조됨으로써, 통풍시트에 적용될 수 있어 시트 통풍시스템과 일체형으로 제조할 수 있으며, 베이스에 신율성이 증대되어 전극부 형상의 설계자유도가 증대된다. 또한, 발열체가 공기가 유통되는 홀을 피하여 직조됨으로써, 통풍시트의 시트히터 온도가 균일하게 분포되는 장점이 있으며, 완제품에서 탄소섬유의 패턴상태를 육안으로 식별 가능하여 불량률을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유를 포함하는 면상발열체를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 A부분의 상세도.
도 3은 도 1의 B부분의 상세도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트의 분해사시도.
도 5는 도 4의 C-C선 단면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 탄소섬유를 포함하는 면상발열체 및 차량용 시트에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소섬유를 포함하는 면상발열체를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 A부분의 상세도이며, 도 3은 도 1의 B부분의 상세도이다.
도 1에 도시한 것처럼, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탄소섬유를 포함하는 면상발열체는 통기성 메시 소재로 성형된 베이스(100); 베이스(100)의 상면에 베이스(100)를 가로지르도록 복수개가 배치되며, 베이스(100) 상면에 직조되어 베이스(100)에 고정된 발열체(200); 베이스(100)에 결합되고 발열체(200)와 전기적으로 연결됨으로써 외부 전원을 발열체(200)에 공급하는 전극부(300); 및 베이스(100)의 상면에 결합되어 발열체(200)와 전극부(300)를 커버링하고, 복수의 통기홀(410)이 형성되어 통기홀(410)을 통해 베이스(100)에 공기가 유통되는 커버부재(400);를 포함한다.
베이스(100)는 통기성 메시(Mesh) 소재로 형성됨으로써, 베이스(100)를 상하방향으로 관통하여 공기 유동이 가능하고, 신율성이 높아 베이스(100)가 장착되는 지점의 형상에 구애받지 않으며, 특히 그에 따라 전극부(300) 구현의 자율성이 증대되는 효과가 있다.
발열체(200)는 베이스(100)의 상면에 배치되되, 베이스(100)의 일정 면적에 직조되어 고정된다. 특히, 발열체(200)는 베이스(100)를 가로지르는 방향으로 복수개가 배치되며, 단부(210)가 베이스(100)의 양측으로 연장된다. 발열체(200)는 탄소섬유일 수 있다.
전극부(300)는 베이스(100)에 결합되고 발열체(200)와 전기적으로 연결됨으로써, 외부 전원을 발열체(200)에 공급한다. 도 2에 도시한 것처럼, 전극부(300)는 복수의 전극쇄선(310)이 레이스띠 상에 직조되어 성형된다. 전극부(300)는 베이스(100)에 접합되는데, 전극부(300)가 베이스(100)에 핫멜트에 의해 접합된 후 발열체(200)가 베이스(100)와 전극부(300)에 함께 직조됨으로써, 발열체(200)의 단부(210)가 전극부(300)와 직접 접촉되어 전기적으로 연결된다.
커버부재(400)는 베이스(100)의 상면에 결합되어 발열체(200)와 전극부(300)를 커버링한다. 커버부재(400)에는 복수의 통기홀(410)이 형성되고 통기홀(410)에 의해 발열체(200)의 일부는 상방으로 노출된다. 다만, 커버부재(400)와 베이스(100)가 핫멜트(900)에 의해 접합됨으로써, 발열체(200)가 공기 중으로 노출되는 것은 아니며, 통기홀(410)을 통해 육안으로 확인될 수 있는 정도의 노출이다. 또한, 통기홀(410)을 통해 베이스(100)에 공기가 유통된다. 따라서, 커버부재(400)의 통기홀(410)이 형성되는 부분을 피하여 발열체(200)를 직조하지 않더라도 베이스(100)와의 공기 유통이 가능하여 발열체(200)에 의한 온도분포가 균일하게 형성될 수 있다. 또한, 도 3에 도시한 것처럼, 커버부재(400)에는 전극부(300)의 단부가 관통하여 외부로 노출되는 전극홀(430)이 형성된다. 따라서, 전극홀(430)을 통해 노출된 전극부(300)의 단부는 외부 전력공급라인(500)과 연결되어 발열체(200)에 전원을 공급하는 것이다.
특히, 전극부(300)는 베이스(100)의 양측에 각각 마련되며, 각각의 전극부(300)는 발열체(200)의 단부(210)와 연결된다. 전극홀(430)은 커버부재(400)의 양측에 형성되며, 양측 전극부(300)의 단부는 각각 대응되는 전극홀(430)을 관통한 후 함께 모아져 외부 전력공급라인(500)과 연결된다. 여기서, 전극부(300)는 복수의 전극쇄선(310)이 꼬여진 형태이며, 양측 전극부(300)의 단부는 함께 꼬여진 상태로 외부 전력공급라인(500)과 연결되어 보다 공고하게 결합되어 안정적으로 발열체(200)에 전원을 공급할 수 있는 것이다.
또한, 전극부(300)의 단부와 외부 전력공급라인(500)은 압착단자(600)에 의해 압착된 후 커버부재(400)에 결합될 수 있다. 특히, 커버부재(400)에는 패치(700)를 더 포함하고, 전극홀(430)을 통해 인출되어 노출된 전극부(300)의 단부 및 압착단자(600)는 패치(700)에 의해 커버부재(400)에 고정되어 커버링된다. 패치(700)는 핫멜트로 커버부재(400)에 고정될 수 있다. 그러므로 전극부(300)의 전극쇄선(310)이나 외부 전력공급라인(500)과 연결되는 전선 등이 노출되지 않도록 함으로써, 안정성을 증대시키고 심미성을 증대시키는 효과가 있다. 커버부재(400)는 발열체(200)와 전극부(300)가 형성된 베이스(100)의 상면에 핫멜트(900)되어 접착될 수 있을 것이다.
즉, 본 발명의 탄소섬유를 포함하는 면상발열체는 베이스(100)에 전극부(300)가 핫멜트(900)로 고정되고, 니트제조공법인 스티칭장비를 통해 발열체(200)를 격자구조형태의 병렬구조로 형성하되, 탄소섬유인 발열체(200)를 메시소재의 베이스(100)에 직조한다. 이러한 베이스(100)의 상면에 부직포 등의 소재로 성형되고, 통기홀(410)이 형성되며 핫멜트(900)가 하면에 도포된 커버부재(400)를 합포장비를 통해 라미네이팅 방식으로 접합한다. 따라서, 커버부재(400)에 의해 발열체(200)가 베이스(100)에 고정되어 발열체(200)의 패턴이 유지되며, 발열체(200)와 전극부(300)의 외부 노출이 방지되는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 시트의 분해사시도이고, 도 5는 도 4의 C-C선 단면도이다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 시트는 상하방향으로 통풍홀(810)이 형성되어 공기가 유통되는 차량시트쿠션용 폼패드(800); 폼패드(800)의 상면에 결합되며, 통기성 메시 소재로 성형된 베이스(100); 베이스(100)의 상면에 베이스(100)를 가로지르도록 복수개가 배치되며, 베이스(100) 상면에 직조되어 베이스(100)에 고정된 발열체(200); 베이스(100)에 결합되고 발열체(200)와 전기적으로 연결됨으로써 외부 전원을 발열체(200)에 공급하는 전극부(300); 및 베이스(100)의 상면에 결합되어 발열체(200)와 전극부(300)를 커버링하고, 복수의 통기홀(410)이 형성되어 통기홀(410)과 베이스(100)를 통해 폼패드(800)의 통풍홀(810)에 공기가 유통되도록 하는 커버부재(400);를 포함한다.
본 발명의 차량용 시트는 상기한 면상발열체가 구비된 것으로서, 차량용 시트의 폼패드(800)의 상면에 면상발열체가 장착된다. 폼패드(800)에는 상하방향으로 통풍홀(810)이 형성되어 공기가 유통된다. 특히, 폼패드(800)의 하방에는 통풍장치가 구비되어 통풍장치와 시트패트의 외부 사이에서 공기가 유통된다. 폼패드(800)를 통해 베이스(100)와 유통되는 공기가 발열체(200)를 지나 공급됨으로써, 사용자에게 알맞은 온도의 공기를 제공할 수 있게 된다. 또는 발열체(200)만을 가열하여 발열시트를 제공할 수 있게 된다.
또한, 폼패드(800)의 통풍홀(810)과 커버부재(400)의 통기홀(410)은 상하방향으로 중첩됨으로써, 통풍장치, 폼패드(800), 베이스(100) 및 커버부재(400)에 유통되는 공기가 다른 구성물에 의해 차단되거나 방해받지 않고, 시트패드를 관통하여 유통됨으로써, 사용자에게 쾌적한 공기를 제공할 수 있는 것이다.
따라서, 상기한 바와 같은 본 발명의 탄소섬유를 포함하는 면상발열체 및 차량용 시트에 의하면, 발열체가 통기성 메시 소재의 베이스에 직조됨으로써, 통풍시트에 적용될 수 있어 시트 통풍시스템과 일체형으로 제조할 수 있으며, 베이스에 신율성이 증대되어 전극부 형상의 설계자유도가 증대된다. 또한, 발열체가 공기가 유통되는 홀을 피하여 직조됨으로써, 통풍시트의 시트히터 온도가 균일하게 분포되는 장점이 있으며, 완제품에서 탄소섬유의 패턴상태를 육안으로 식별 가능하여 불량률을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 베이스 200 : 발열체
210 : 단부 300 : 전극부
310 : 전극쇄선 400 : 커버부재
410 : 통기홀 430 : 전극홀
500 : 외부 전력공급라인 600 : 압착단자
700 : 패치 800 : 폼패드
810 : 통풍홀 900 : 멜트부

Claims (12)

  1. 통기성 메시 소재로 성형된 베이스;
    베이스의 상면에 베이스를 가로지르도록 복수개가 배치되며, 베이스 상면에 직조되어 베이스에 고정된 발열체;
    베이스에 결합되고 발열체와 전기적으로 연결됨으로써 외부 전원을 발열체에 공급하는 전극부; 및
    베이스의 상면에 결합되어 발열체와 전극부를 커버링하고, 복수의 통기홀이 형성되어 통기홀을 통해 베이스에 공기가 유통되는 커버부재;를 포함하는 탄소섬유를 포함하고,
    전극부는 발열체와 함께 커버부재에 의해 커버링되며,
    전극부의 단부와 외부 전력공급라인은 압착단자에 의해 압착된 후 커버부재에 결합되고,
    커버부재에는 패치를 더 포함하고, 전극홀을 통해 인출되어 노출된 전극부의 단부 및 압착단자는 패치에 의해 커버부재에 고정되어 커버링되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    발열체는 베이스를 가로지르는 방향으로 배치되며 커버부재에 의해 커버링되고, 일부 구간이 커버부재의 통기홀을 통해 상방으로 노출된 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    커버부재에는 전극부의 단부가 관통하여 외부로 노출되는 전극홀이 형성되고, 노출된 전극부의 단부는 외부 전력공급라인과 연결된 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    전극부는 베이스의 양측에 각각 마련되며, 각각의 전극부는 발열체와 연결되고, 전극홀은 커버부재의 양측에 형성되며, 양측 전극부의 단부는 각각 대응되는 전극홀을 관통한 후 함께 모아져 외부 전력공급라인과 연결된 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체.
  5. 청구항 1에 있어서,
    전극부는 복수의 전극쇄선이 꼬여진 형태이며, 양측 전극부의 단부는 함께 꼬여진 상태로 외부 전력공급라인과 연결된 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    전극부가 베이스에 접합된 후, 발열체가 베이스 및 전극부에 직조됨으로써, 발열체의 단부가 전극부와 직접 접촉되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    전극부는 복수의 전극쇄선이 레이스띠 상에 직조된 것으로서, 전극부가 베이스에 접합된 후, 발열체는 베이스와 전극부에 함께 직조되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체.
  10. 청구항 1에 있어서,
    커버부재는 발열체와 전극부가 형성된 베이스의 상면에 핫멜트되어 접착되는 것을 특징으로 하는 탄소섬유를 포함하는 면상발열체.
  11. 상하방향으로 통풍홀이 형성되어 공기가 유통되는 차량시트쿠션용 폼패드;
    폼패드의 상면에 결합되며, 통기성 메시 소재로 성형된 베이스;
    베이스의 상면에 베이스를 가로지르도록 복수개가 배치되며, 베이스 상면에 직조되어 베이스에 고정된 발열체;
    베이스에 결합되고 발열체와 전기적으로 연결됨으로써 외부 전원을 발열체에 공급하는 전극부; 및
    베이스의 상면에 결합되어 발열체와 전극부를 커버링하고, 복수의 통기홀이 형성되어 통기홀과 베이스를 통해 폼패드의 통풍홀에 공기가 유통되도록 하는 커버부재;를 포함하고,
    전극부는 발열체와 함께 커버부재에 의해 커버링되며,
    전극부의 단부와 외부 전력공급라인은 압착단자에 의해 압착된 후 커버부재에 결합되고,
    커버부재에는 패치를 더 포함하고, 전극홀을 통해 인출되어 노출된 전극부의 단부 및 압착단자는 패치에 의해 커버부재에 고정되어 커버링되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
  12. 청구항 11에 있어서,
    폼패드의 통풍홀과 커버부재의 통기홀은 상하방향으로 중첩되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101042184B1 (ko) * 2011-05-13 2011-06-16 (주)비케이일렉콤 탄소섬유를 이용한 발열원단 및 그 제조방법과 이를 이용한 차량용 시트히터
JP2015074375A (ja) * 2013-10-10 2015-04-20 テイ・エス テック株式会社 車両用シート

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