KR102037837B1 - 안전 벨트 경고 센서를 구비하는 차량용 시트의 발열 패드 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 안전 벨트 경고 장치를 위한 SBR 센서를 구비하는 차량용 시트의 발열 패드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 발열 패드는 차량용 시트의 좌석부, 등받이부의 내부에 설치되고, 보온 기능과 안전 벨트 경고 기능을 제공하도록 하나의 패드에 면상 발열체와 시트 벨트 경고 센서가 구비되는 일체형으로 제조된다. 본 발명에 의하면, 하나의 패드 상에 보온 기능과 안전 벨트 경고 기능을 구현함으로써, 차량용 시트에 설치가 간편하다.

Description

안전 벨트 경고 센서를 구비하는 차량용 시트의 발열 패드 및 그의 제조 방법{HEATING PAD OF VEHICLE SEAT WITH SEAT BELT REMINDER SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 차량용 시트의 발열 패드에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 하나의 패드 형태로 형성되어 안전 벨트 경고 장치를 위한 SBR 센서와 면상 발열체를 일체형으로 제조하는 발열 패드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 자동차 사고가 급증하여 안전에 대한 개념이 확산되면서 시트 벨트(seat belt) 즉, 안전 벨트의 착용이 법적으로 의무화되어 있다. 이러한 안전 벨트는 일반적으로 차량용 시트에 착석 시에 승객 스스로가 착용해야 한다. 그러나 조작의 번거로움과 착용 시의 구속감으로 인하여 여전히 안전 벨트를 착용하지 않는 경우가 빈번한 실정이다. 이를 보완하기 위해, 일반적으로 차량에는 운전자나 승객이 안전 벨트를 착용하지 않는 경우, 경고등을 점멸하거나 경고음을 발생하는 안전 벨트 경고 장치인 SBR(Seat Belt Remainder) 시스템이 구비되거나, 또는 안전 벨트를 착용한 경우에만 차량의 시동이 걸리게 하는 장치 등이 구비되고 있다.
SBR(Seat Belt Remainder) 시스템은 차량용 시트에 설치되는 SBR 센서를 이용하여 승객의 탑승 여부를 감지하고, 동시에 안전 벨트 버클 스위치를 통해 안전 벨트 착용 여부를 감지하여 차량의 전자 제어 장치 예를 들어, ECU(Electronic Control Unit), BCM(Body Control Module) 등에서 운전자나 승객에게 안전 벨트를 착용하라는 경고를 주는 시스템이다.
현재 대부분의 차량에는 차량용 시트의 내부에 발열 패드와 SBR 센서가 설치된다. 이를 위해 차량용 시트의 형상이나 크기 등에 따라 열선 또는 면상 발열체가 구비되는 발열 패드와, SBR 센서들이 구비되는 SBR 패드 각각이 개별적으로 제조되고, 이후 발열 패드와 SBR 패드 각각을 차량용 시트의 내부에 조립하여 설치되고 있다. 그러므로, 기존의 발열 패드와 SBR 패드의 제조 및 설치 과정이 번거롭고 제조 원가가 상승하는 원인이 된다.
국내 공개특허공보 제10-2014-0012848호(공개일 2014년 02월 04일) 국내 공개특허공보 제10-2016-0026425호(공개일 2016년 03월 09일) 국내 공개특허공보 제10-2018-0083573호(공개일 2018년 07월 23일) 국내 공개특허공보 제10-2013-0122327호(공개일 2013년 11월 07일)
본 발명의 목적은 안전 벨트 경고 센서와 면상 발열체를 하나의 패드 상에 형성되는 차량용 시트의 발열 패드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 하나의 패드에 보온 기능과 안전 벨트 경고 기능을 구현하여 설치가 용이한 차량용 시트의 발열 패드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 차량용 시트의 발열 패드는 안전 벨트 경고 센서와 면상 발열체를 하나의 패드 상에 형성되는 일체형으로 제조하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같은 차량용 시트의 발열 패드는 제조 공정 및 설치 과정을 단순화할 수 있다.
이 특징에 따른 본 발명의 차량용 시트의 발열 패드는, 상기 차량용 시트에 대응하여 구비되고 일정 두께를 갖는 하부 필름; 상기 하부 필름 상에 형성되어 상호 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1 전극 패턴; 상기 하부 필름 상의 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 복수 개의 면상 발열체 패턴; 일정 두께를 갖고 상기 하부 필름에 대향하여 구비되는 상부 필름; 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 분리되고, 상기 하부 필름에 형성되어 전기적으로 연결되는 제2 전극 패턴; 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 분리되고, 상기 상부 필름에 형성되어 전기적으로 연결되는 제3 전극 패턴; 상기 하부 필름 상에 형성되어 상기 제2 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 전도층과, 상기 제1 전도층에 대향하는 위치의 상기 상부 필름 상에 형성되어 상기 제3 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 제2 전도층을 포함하여 상기 차량용 시트의 착석 여부를 감지하는 시트 벨트 리마인더 센서; 및 일정 두께를 갖고 상기 제1 전도층이 형성된 상기 하부 필름과 상기 제2 전도층이 형성된 상기 상부 필름 사이에 배치되어 상기 하부 및 상기 상부 필름을 합지하고, 상기 제1 및 상기 제2 전도층 사이가 일정 폭으로 개방되는 스페이서를 포함한다.
이 특징에 있어서, 상기 시트 벨트 리마인더 센서는, 상기 차량용 시트에 승차자가 착석되면, 상기 승차자의 하중에 의해 상기 스페이서의 개방된 부분에서 상기 제1 및 상기 제2 전도층이 접촉되어 상기 제1 및 상기 제2 전도층 사이의 저항값의 변화를 감지한다.
이 특징에 있어서, 상기 제1 전도층은 상기 제2 전극 패턴의 외부면을 덮도록 상기 하부 필름 상에 형성되고; 상기 제2 전도층은 상기 제3 전극 패턴의 외부면을 덮도록 상기 상부 필름 상에 형성된다.
이 특징에 있어서, 상기 스페이서는 하중에 의해 개방된 부분에서 상기 제1 및 상기 제2 전도층이 접촉되도록 두께에 따라 개방되는 폭의 크기가 조절되고; 상기 제1 및 상기 제2 전도층은 적어도 하나가 상기 스페이서의 개방되는 폭보다 큰 폭으로 형성된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 일체형으로 제조되는 차량용 시트의 발열 패드의 제조 방법이 제공된다.
이 특징에 따른 차량용 시트의 발열 패드의 제조 방법은, 일정 두께의 하부 필름 상에 제1 전극 패턴과, 상기 제1 전극 패턴에 전기적으로 연결되는 면상 발열체 패턴과, 상기 제1 전극 패턴과 서로 다른 회로 루프를 형성하도록 전기적으로 분리되는 제2 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴에 전기적으로 연결되는 제1 전도층을 형성하고, 일정 두께의 상부 필름에 상기 제1 전극 패턴과 서로 다른 회로 루프를 형성하도록 전기적으로 분리되는 제3 전극 패턴과, 상기 제1 전도층에 대향하는 위치에서 상기 제3 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 제2 전도층을 형성하고; 상기 제1 전도층이 형성된 상기 하부 필름의 상부에 상기 제1 및 상기 제2 전도층 사이가 일정 폭으로 개방되도록 구비되는 일정 두께의 스페이서를 부착하고; 이어서 상기 스페이서가 부착된 상기 하부 필름의 상부에 상기 제2 전도층이 형성된 상기 상부 필름을 접지하여 일체형으로 제조된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 시트의 발열 패드는 안전 벨트 경고 센서와 면상 발열체를 하나의 패드 상에 형성함으로써, 제조 공정을 단순화하여 제조 비용을 절감할 수 있다.
또 본 발명의 차량용 시트의 발열 패드는, 하나의 패드 상에 보온 기능과 안전 벨트 경고 기능을 구현함으로써, 차량용 시트에 설치가 간편하다.
또한 본 발명의 차량용 시트의 발열 패드는 면상 발열체가 배치되지 않은 부분에 SBR 센서의 전도층을 이용하여 발열 가능하므로, 발열 패드 전체에 균일하게 발열이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형의 발열 패드가 설치된 차량용 시트의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 발열 패드의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 도 2에 도시된 발열 패드의 구성을 나타내는 단면도,
도 4a 내지 도 4e는 도 3에 도시된 발열 패드의 제조 과정을 나타낸 도면들, 그리고
도 5는 본 발명의 일체형의 발열 패드가 적용된 SBR 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
이하 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형의 발열 패드가 설치된 차량용 시트의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 일체형의 발열 패드(100, 100')는 차량용 시트(10)의 좌석부(14), 등받이부(12)의 내부에 설치되고, 보온 기능과 안전 벨트 경고 기능을 제공하도록 하나의 패드에 면상 발열체(도 2의 130)와 SBR(Seat Belt Remainder) 센서(도 2의 150)가 구비되는 일체형으로 제조된다.
이러한 본 발명의 발열 패드(100, 100')는 좌석부(14)와 등받이부(12) 중 적어도 하나의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들어, 좌석부(14)에는 본 발명의 발열 패드(100')가 설치되고, 등받이부(12)에는 일반적인 구성의 발열 패드(또는 열선 패드)가 설치될 수 있다.
따라서 본 발명의 발열 패드(100, 100')는 면상 발열체(130)를 통해 설정된 온도로 발열시켜서 보온 기능을 제공하고, 운전자나 승객이 차량용 시트(10)에 착석하면, 화살표 방향으로 표시된 하중에 의해 SBR 센서(150)가 착석 상태를 감지하여 안전 벨트 경고 기능을 제공한다.
본 발명의 일체형의 발열 패드(100, 100')들은 등받이부(12), 좌석부(14) 각각의 형상, 크기 등에 따라 면상 발열체(130)와 SBR 센서(150)의 위치 및 배열 구조 등을 다르게 형성할 뿐, 동일한 구성을 갖는다. 여기서는 좌석부(14)에 설치되는 발열 패드(100)를 이용하여 본 발명의 기술적인 내용을 설명한다.
구체적으로 도 2 내지 도 4를 이용하여 본 발명에 따른 일체형의 발열 패드(100)의 구성 및 제조 과정을 상세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 일체형의 발열 패드의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 일체형의 발열 패드의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 이 실시예의 발열 패드(100)는 차량용 시트(10)의 좌석부(14)의 내부에 설치되어 면상 발열체(130)에 의해 설정된 온도로 발열되고 차량용 시트 전체로 균일하게 열을 전달하여 차량용 시트(10)의 난방 기능을 제공한다. 또 발열 패드(100)는 SBR 센서(150)에 의해 차량용 시트(10)에 착석을 감지하여 안전 벨트 경고 기능을 제공한다.
이를 위해 발열 패드(100)는 하부 필름(110), 상부 필름(160), 전극 패턴(120, 140), 면상 발열체 패턴(130), SBR 센서(150) 및 스페이서(170)를 포함한다. 이러한 발열 패드(100)는 하부 필름(110) 상에 제1 전극 패턴(120)과, 면상 발열체 패턴(130)과, SBR 센서(150)의 제1 전도층(152) 및 제2 전극 패턴(142)을 형성하고, 상부 필름(160) 상에 SBR 센서(150)의 제2 전도층(154) 및 제3 전극 패턴(144)을 형성하며, 상부 및 하부 필름(110, 160) 사이에 스페이서(170)룰 배치하여 상부 및 하부 필름(110, 160)이 합지된다. 따라서 본 발명의 발열 패드(100)는 하나의 패드 상에 면상 발열체(130)와 SBR 센서(150)들이 일체형으로 제작된다.
구체적으로, 하부 필름(110)은 발열 패드(100)의 하부 기판으로서, 예를 들어, 일정 두께(t1)를 갖는 PET(Poly Ethylene Terephthalate), PI(Polyimide) 등의 합성 수지로 구비된다. 하부 필름(110)은 예컨대, 발열 패드(100)의 형상 및 크기와 대체로 유사한 형상 및 크기로 구비되며, 좌석부(14)의 형상, 크기 등에 따라 하나로 구비되거나나, 복수 개가 좌석부(14)에 설치되는 분리형으로 구비될 수 있다.
하부 필름(110)은 상부면에 제1 및 제2 전극 패턴(120, 142)과 면상 발열체 패턴(130) 및 SBR 센서(150)의 제1 전도층(152)이 형성된다. 즉, 하부 필름(110)은 상부면에 면상 발열체 패턴(130)으로 전원 공급을 위한 제1 전극 패턴(120)들과, SBR 센서(150)의 제1 전도층(152)를 전기적으로 연결시키기 위한 제2 전극 패턴(142)들을 인쇄하고, 제1 전극 패턴(120)들과 전기적으로 연결되도록 서로 다른 위치에 복수 개의 면상 발열체 패턴(130)을 인쇄하며, 제2 전극 패턴(142)의 외측면을 감싸도록 SBR 센서(150)의 제1 전도층(152)이 형성된다.
상부 필름(160)은 하부 필름(110)과 대향하는 하부면에 제3 전극 패턴(144)과 SBR 센서(150)의 제2 전도층(154)이 형성된다. 즉, 상부 필름(160)은 발열 패드(100)의 상부 기판으로서, 예를 들어, 일정 두께(t2)를 갖는 PET, PI 등의 합성 수지로 구비된다. 상부 필름(160)은 하부 필름(110)과 합지되어 하나의 패드를 형성한다. 상부 필름(160)은 하부 필름(110)에 형성된 제2 전극 패턴(142)과 SBR 센서(150)의 제1 전도층(152) 각각에 대응하는 위치에 제3 전극 패턴(144)과 SBR 센서(150)의 제2 전도층(154)이 형성된다.
전극 패턴(120, 140)들은 예를 들어, 은 분말(Ag Paste), 구리 분말(Cu Paste) 등의 도전성 재료로 구비되어 하부 필름(110)의 상부면 또는 상부 필름(160)의 하부면에 각각 형성된다. 제1 전극 패턴(120)은 발열 전극 패턴으로, 복수 개의 면상 발열체 패턴(130)들과 전기적으로 연결되게 형성되고, 외부 전원 공급원 예컨대, 배터리 등 차량(도 6의 20)의 전원 공급부(도 6의 24)로부터 전원을 공급받아서 면상 발열체 패턴(130)으로 전원을 공급하도록 구비된다. 제2 및 제3 전극 패턴(140 : 142, 144)은 센서 전극 패턴으로, SBR 센서(150)의 제1 및 제2 전도층(152, 154) 각각에 전기적으로 연결되게 형성되고, 하중에 의해 제1 및 제2 전도층(152, 154)이 접촉되면, 이에 따른 저항값의 변화를 감지하여 차량(20)의 제어부(도 6의 22)로 감지 신호를 전달하도록 구비된다.
면상 발열체 패턴(130)들은 예를 들어, 카본 분말, 탄소 나노 튜브(CNT) 분말 등을 주성분으로 제조한 페이스트(paste)(또는 잉크)로 구비되고, 차량용 시트(10) 전체가 균일하게 발열되도록 복수 개가 배치된다. 면상 발열체 패턴(130)은 제1 전극 패턴(120)들과 전기적으로 연결되도록 형성된다. 면상 발열체 패턴(130)은 제1 전극 패턴(120)을 통해 전원을 공급받아서 설정된 온도의 열을 발생한다. 이러한 제1 전극 패턴(120)과 면상 발열체 패턴(130)은 차량용 시트(10)의 형상, 크기 등에 따라 하나의 발열 패드 형태로 구비되거나 복수 개가 분리된 발열 패드 형태로 구비될 수 있으며, 그 배열 구조 또한 다양하게 형성될 수 있다. 이 실시예에서 면상 발열체 패턴(130)들은 예컨대, 직사각형 형상으로 구비되나, 다양한 형상 예를 들어, S 자 형태의 물결 무늬 형상 등으로 형성될 수 있다.
SBR(Seat Belt Reminder) 센서(150)는 안전 벨트 착용 여부를 알려주기 위하여, 승차자가 차량용 시트(10)에 착석되는지를 감지하는 센서로, 예를 들어, 저항 센서, 압력 센서 등으로 구비된다. 이 실시예에서 SBR 센서(150)는 저항값의 변화를 감지하여 착석 여부를 감지하는 저항 센서로 구비된다. SBR 센서(150)는 예를 들어, 카본 분말, 탄소 나노 튜브(CNT) 분말 등을 주성분으로 제조한 페이스트(paste)(또는 잉크)로 구비되고, 차량용 시트(10)의 착석 상태를 감지하기 위한 제1 및 제2 전도층(152, 154)으로 형성된다. 즉, 제1 전도층(152)은 하부 필름(110)의 상부면에 형성되고, 제2 전도층(154)은 제1 전도층(152)에 대응하여 상부 필름(160)의 하부면에 형성된다. 제1 전도층(152)은 내부에 제2 전극 패턴(142)가 형성되어 제2 전극 패턴(142)과 전기적으로 연결되고, 제2 전도층(154)은 내부에 제3 전극 패턴(144)가 형성되어 제3 전극 패턴(144)과 전기적으로 연결된다. 이러한 제1 및 제2 전도층(152, 154)은 상호 일정 간격 이격되게 형성되고, 하중에 의해 전기적으로 접촉된다. 따라서 SBR 센서(150)는 하중에 의해 제1 및 제2 전도층(152, 154)이 상호 대향하는 면에서 접촉되면, 제1 및 제2 전도층(152, 154)이 전기적으로 연결되어 저항값이 변화된다. 예를 들어, 승차자가 차량용 시트(10)에 착석되면, 제1 및 제2 전도층(152, 154)이 접촉되어 제1 및 제2 전도층(152, 154) 사이의 저항값이 일정 저항값 이하로 감지된다. 또 승차자가 차량용 시트(10)에 착석되지 않으면, 제1 및 제2 전도층(152, 154)이 격리되어 제1 및 제2 전도층(152, 154) 사이의 저항값이 일정 저항값 이상으로 감지된다. 이에 저항값의 변화에 따른 감지 신호를 제2 및 제3 전극 패턴(142, 144)을 통해 차량(20)의 제어부(22)로 전달한다. 또 제1 및 제2 전도층(152, 154)는 자체적으로 일정 저항값을 갖도록 카본 분말, 탄소 나노 튜브(CNT) 분말 등을 주성분으로 제조한 페이스트(paste)(또는 잉크)로 형성되어 저항값에 의해 발열되어 보온 기능을 보조할 수 있다.
그리고 스페이서(170)는 예를 들어, 상부면과 하부면에 접착제가 부착된 양면 테이프 등으로 구비된다. 스페이서(170)는 일정 두께(t3)를 갖고 상부 필름(160)과 하부 필름(110) 사이에 배치된다. 스페이서(170)는 제1 전도층(152)이 형성된 하부 필름(110)과 제2 전도층(154)이 형성된 상부 필름(160) 사이에서 일정 폭(w)을 갖도록 이격된다. 따라서 스페이서(170)는 하중에 의해 이격된 부분에서 제1 및 제2 전도층(152, 154)이 접촉되도록 두께(t3)와 폭(w)이 결정된다. 예컨대, 스페이서(170)의 두께(t3)에 따라 이격되는 폭(w)이 조절된다. 이 때, 제1 및 제2 전도층(152, 154)의 폭(w4, w4')은 적어도 어느 하나가 스페이서(170)의 이격되는 폭(w)보다 크게 형성된다.
이러한 본 발명의 발열 패드(100)는 차량용 시트(10)의 형상, 크기 등에 대응하여 그 구조, 크기, 제1 전극 패턴(120)과 면상 발열체 패턴(130), 제1 및 제2 전도층(152, 154) 그리고 제2 및 제3 전극 패턴(142, 144)의 배열 구조 및 형상 등이 다양하게 결정된다.
그리고 도 4a 내지 도 4e를 이용하여 본 발명의 발열 패드(100, 100')의 제조 과정을 설명한다. 즉, 도 4a 내지 도 4e는 도 3에 도시된 일체형의 발열 패드의 제조 과정을 나타낸 도면들이다.
도 4a 내지 도 4e를 참조하면, 하부 필름(110)에 스크린 프린팅 공정 등을 이용하여 제1 전극 패턴(120), 면상 발열체 패턴(130), 제2 전극 패턴(142) 및 제1 전도층(152)을 인쇄하고, 상부 필름(160)에 제3 전극 패턴(144)과 제2 전도층(154)을 인쇄한다.
구체적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 일정 두께(t1)의 하부 필름(110)을 차량용 시트(10)의 좌석부(14) 또는 등받이부(12)의 형상에 따라 일체형 또는 분리형으로 구비한다. 이 실시예에서 하부 필름(110)은 약 50 내지 150 ㎛ 범위의 두께(t1)를 갖는다. 하부 필름(110) 상에 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(142)을 인쇄한다. 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(142)은 대체로 동일한 두께(h1)를 갖고, 제1 전극 패턴(120)의 폭(w1)과 제2 전극 패턴(142)의 폭(w2)은 제품의 특성에 따라 상호간 다양하게 결정될 수 있다. 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(142)은 차량용 시트의 형상, 발열 패드(100)의 형상 및 크기, 패턴 구조 및 위치, 저항값 등을 고려하여 폭(w1, w2)과 두께(h1)를 달리하여 형성될 수 있다. 이 때, 제1 및 제2 전극 패턴(120, 142)들은 서로 다른 회로 루프를 형성하도록 전기적으로 분리된다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(142)이 형성된 하부 필름(110)의 상부에 복수 개의 면상 발열체 패턴(130)들을 인쇄한다. 이 때, 면상 발열체 패턴(130)들은 제1 전극 패턴(120)들과 전기적으로 연결되도록 형성되며, 발열 패드(100)에서의 위치에 따라 일정 크기의 발열 면적을 갖도록 일정 크기의 폭(w3)과 높이(h2)를 갖으며, 제1 전극 패턴(120)의 폭(w1) 보다 대체적으로 넓은 폭(w2)을 갖도록 형성된다. 이 실시예에서 면상 발열체 패턴(130)은 대체로 직사각형 형상으로 구비되나, 다양한 형상 예를 들어, S 자의 물결 무늬 형상 등의 패턴으로 형성될 수 있다. 물론 면상 발열체 패턴(130)은 제품의 형상, 특성, 위치 등에 따라 패턴의 형상이나 폭(w3)과 높이(h2) 등을 다양하게 변경할 수도 있다. 또 제1 전극 패턴(120)과 제2 전극 패턴(142)이 형성된 하부 필름(110)의 상부에 스크린 프린팅 공정 등을 이용하여 제1 전도층(152)을 인쇄한다. 이 때, 제1 전도층(152)은 제2 전극 패턴(142)의 외부면을 덮도록 일정 폭(w4)과 높이(h2)을 갖는다. 이 실시예에서 면상 발열체 패턴(130)과 제1 전도층(152)은 대체로 동일한 높이(h2)를 갖는다.
이러한 제1 내지 제3 전극 패턴과 면상 발열체 패턴 및 제1 전도층(152) 각각은 제조하고자 하는 발열 패드(100, 100')의 특성 예를 들어, 발열 면적, 온도 특성 및 전기적 특성 등에 따라 유동적으로 설계된다.
도 4c에 도시된 바와 같이, 한편, 상부 필름(160)은 차량용 시트(10)에 착석 시, 발열 패드(100)에서의 날카로운 소음이나 둔탁한 소음이 발생되는 것을 최소화하기 위하여, 하부 필름(110)의 두께(t1)보다 큰 두께(t2)를 갖는다. 이 실시예의 상부 필름(160)은 약 75 내지 250 ㎛ 범위의 두께(t2)를 갖는다. 상부 필름(160)의 일면 예컨대, 하부 필름(110)에 대향하는 하부면에 스크린 프린팅 공정 등을 이용하여 제3 전극 패턴(144)을 인쇄한다. 제3 전극 패턴(144)은 일정 크기의 폭(w2')과 높이(h1')를 갖도록 형성되고, 제2 전극 패턴(142)과 유사하거나 동일하게 형성될 수도 있다.
그리고 도 4d에 도시된 바와 같이, 제3 전극 패턴(144)이 형성된 상부 필름(160)의 상부에 스크린 프린팅 공정 등을 이용하여 제2 전도층(154)을 인쇄한다. 제2 전도층(154)은 제3 전극 패턴(144)의 외부면을 덮도록 일정 폭(w4')과 높이(h2')을 갖는다. 이 실시예에서 제2 전도층(154)은 일정 크기의 폭(w4')과 높이(h2')를 갖도록 형성되고, 제1 전도층(152)과 유사하거나 동일하게 형성될 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 전도층(152, 154)은 SBR 센서(150)로 구비되어 하중에 의해 상호 전기적으로 연결됨에 따른 저항값의 변화를 감지하여 착석 상태를 판별하도록 한다. 따라서 제1 및 제2 전도층(152, 154)의 폭(w4, w4')은 감지되는 하중의 범위, 스페이서(170)의 두께(t3)와 이격된 부분의 폭(w) 등에 따라 결정된다.
이어서 도 4e에 도시된 바와 같이, 제1 전도층(152)이 형성된 하부 필름(110)의 상부에 일정 두께(t3)의 스페이서(170)를 부착하고, 그 상부에 제2 전도층(154)이 형성된 상부 필름(160)을 합지(lamination)한다.
이러한 본 발명의 발열 패드(100, 100')는 하부 필름(110)을 차량용 시트(10)의 형상과 크기에 적합하게 가공하고, 그 상부에 전극 패턴(120, 140)들과 면상 발열체 패턴(130) 및 SBR 센서(150)를 인쇄하여 제작하거나, 일정 크기를 갖는 원판의 하부 필름(110) 상에 전극 패턴(120, 140)들과 면상 발열체 패턴(130) 및 SBR 센서(150)를 인쇄한 후, 차량용 시트(10)의 형상과 크기에 적합하게 커팅 공정 등을 이용하여 가공하여 제작할 수도 있다.
따라서 본 발명의 발열 패드(100, 100')는 하나의 패드 상에 면상 발열체(130)와 SBR 센서(150)를 형성함으로써, 발열 패드와 SBR 패드를 각각 제조하여 차량용 시트에 설치하는 기존의 방식 보다 제조 공정이 단순화되고 제조 원가를 절감할 수 있으며, 차량용 시트(10)에의 설치 과정을 단순화할 수 있다.
계속해서 도 5는 본 발명의 일체형의 발열 패드가 적용된 SBR 시스템의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 이 실시예의 차량(20)은 SBR 시스템을 구현하기 위하여, 차량용 시트(10)에 본 발명의 발열 패드(100, 100')가 설치된다. 차량의 SBR 시스템은 안전 벨트의 착용 여부를 판별하여 경고등 및/또는 경고음을 발생시켜서 승차자에게 안전 벨트를 착용하도록 안내한다.
구체적으로, 차량(20)의 안전 벨트 버클에는 안전 벨트 착용 여부를 감지하기 위한 센서 예컨대, 안전 벨트 버클 스위치(26)가 설치되고, 차량용 시트(10)에는 발열 패드(100, 100')가 설치된다.
발열 패드(100, 100')의 면상 발열체(130)는 제1 전극 패턴(120)에 전기적으로 연결된 차량(20)의 전원 공급부(24)로부터 전원을 공급받아서 설정된 온도로 발열된다. 또 발열 패드(100, 100')의 SBR 센서(150)는 센서 전극 패턴(140) 즉, 제2 및 제3 전극 패턴(142, 144)을 통해 제어부(22)와 전기적으로 연결된다.
그리고 경고부(28)은 예를 들어, 경고등, 스피커, 표시 패널 등을 포함하여 제어부(22)의 제어를 받아서 안전 벨트 착용 여부에 따른 경고음, 경고등, 경고 메시지 등을 적어도 하나 출력한다.
차량용 시트(10)에 승차자가 착석하면, SBR 센서(150)에 의해 착석 여부를 감지한다. SBR 센서(150)는 감지 신호를 센서 전극 패턴(140)을 통해 제어부(22)로 전송한다. 이 때, 제어부(22)는 SBR 센서(150)로부터 전송된 감지 신호를 통해 설정된 일정 저항값 이하인지를 판별하여 착석 여부를 판별한다. 또 제어부(22)는 착석 상태로 판별되면, 안전 벨트 버클 스위치(26)로부터 안전 벨트가 착용되는지를 판별한다. 제어부(22)는 예를 들어, 일정 시간 이상 안전 벨트 버클 스위치(26)로부터 안전 벨트가 착용되지 않음이 감지되면, 경고부(28)로 안전 벨트를 착용하라는 경고등 및/경고음 등을 출력시킨다.
따라서 본 발명에 따른 차량용 시트의 발열 패드(100, 100')는 하나의 패드 상에 면상 발열체와 SBR 센서를 일체형으로 제조하여 차량용 시트에 설치함으로써, 차량용 시트의 보온 기능과 안전 벨트 경고 기능을 동시에 구현 가능하다.
이상에서, 본 발명에 따른 일체형의 발열 패드의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
10 : 차량용 시트
20 : 차량(SBR 시스템)
100, 100' : 일체형의 발열 패드
110 : 하부 기판
120 : 발열 전극 패턴
130 : 면상 발열체 패턴
140 : 센서 전극 패턴
142, 144 : 전극 패턴
150 : SBR 센서
152, 154 : 전도층
160 : 상부 기판
170 : 스페이서

Claims (5)

  1. 차량용 시트의 발열 패드에 있어서:
    상기 차량용 시트에 대응하여 구비되고 일정 두께를 갖는 하부 필름;
    상기 하부 필름 상에 형성되어 상호 전기적으로 연결되는 복수 개의 제1 전극 패턴;
    상기 하부 필름 상의 서로 다른 위치에 형성되고, 상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 복수 개의 면상 발열체 패턴;
    일정 두께를 갖고 상기 하부 필름에 대향하여 구비되는 상부 필름;
    상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 분리되고, 상기 하부 필름에 형성되어 전기적으로 연결되는 제2 전극 패턴;
    상기 제1 전극 패턴과 전기적으로 분리되고, 상기 상부 필름에 형성되어 전기적으로 연결되는 제3 전극 패턴;
    상기 하부 필름 상에 형성되어 상기 제2 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 전도층과, 상기 제1 전도층에 대향하는 위치의 상기 상부 필름 상에 형성되어 상기 제3 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 제2 전도층을 포함하여 상기 차량용 시트의 착석 여부를 감지하는 시트 벨트 리마인더 센서; 및
    일정 두께를 갖고 상기 제1 전도층이 형성된 상기 하부 필름과 상기 제2 전도층이 형성된 상기 상부 필름 사이에 배치되어 상기 하부 및 상기 상부 필름을 합지하고, 상기 제1 및 상기 제2 전도층 사이가 일정 폭으로 개방되는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 발열 패드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 시트 벨트 리마인더 센서는,
    상기 차량용 시트에 승차자가 착석되면, 상기 승차자의 하중에 의해 상기 스페이서의 개방된 부분에서 상기 제1 및 상기 제2 전도층이 접촉되어 상기 제1 및 상기 제2 전도층 사이의 저항값의 변화를 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 발열 패드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 전도층은 상기 제2 전극 패턴의 외부면을 덮도록 상기 하부 필름 상에 형성되고;
    상기 제2 전도층은 상기 제3 전극 패턴의 외부면을 덮도록 상기 상부 필름 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 발열 패드.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 스페이서는 하중에 의해 개방된 부분에서 상기 제1 및 상기 제2 전도층이 접촉되도록 두께에 따라 개방되는 폭의 크기가 조절되고;
    상기 제1 및 상기 제2 전도층은 적어도 하나가 상기 스페이서의 개방되는 폭보다 큰 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 발열 패드.
  5. 차량용 시트의 발열 패드의 제조 방법에 있어서:
    일정 두께의 하부 필름 상에 제1 전극 패턴과, 상기 제1 전극 패턴에 전기적으로 연결되는 면상 발열체 패턴과, 상기 제1 전극 패턴과 서로 다른 회로 루프를 형성하도록 전기적으로 분리되는 제2 전극 패턴 및 상기 제2 전극 패턴에 전기적으로 연결되는 제1 전도층을 형성하고, 일정 두께의 상부 필름에 상기 제1 전극 패턴과 서로 다른 회로 루프를 형성하도록 전기적으로 분리되는 제3 전극 패턴과, 상기 제1 전도층에 대향하는 위치에서 상기 제3 전극 패턴과 전기적으로 연결되는 제2 전도층을 형성하고;
    상기 제1 전도층이 형성된 상기 하부 필름의 상부에 상기 제1 및 상기 제2 전도층 사이가 일정 폭으로 개방되도록 구비되는 일정 두께의 스페이서를 부착하고; 이어서
    상기 스페이서가 부착된 상기 하부 필름의 상부에 상기 제2 전도층이 형성된 상기 상부 필름을 접지하여 일체형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 차량용 시트의 발열 패드의 제조 방법.
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