KR20020041892A - 전도성 물질을 이용한 면상 발열체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전도성물질을 이용한 면상발열체에 관한 것으로,

도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)를 요하는 주 통전부(1)(1')를 외곽에서 중앙을 향해 또는 중앙부에 집중적으로 배치하고 상기 주 통전부(1)(1')로부터 분기된 미세 통전부(2)(2')는 중앙에서 외곽을 향해 등고선 모양으로 배치함에 따라, 종래에 비해 발열성능이 대폭 향상 되도록 하고 제조원가가 경감되도록 한 면상발열체에 관한 것이다.

즉, 본 발명에서는 미세통전부(2)(2')를 중앙부에서 등고선 모양으로 배치할 수 있도록 주통전부(1)(1')를 외곽에서 중앙을 향해 또는 중앙부에 집중적으로 배치함에 따라, 결과적으로 주통전부(1)(1')의 점유 면적이 줄어들게 되어 제조원가가 경감되고, 미세통전부(2)(2')의 단위길이가 길어지게 되면서 회로 수가 줄어들어 균일한 회로간의 간격이 넓은 면적에서 유지되어 균일한 발열분포를 유지하며 주통전부와 미세통전부의 간극거리가 일정치 못해 발생하였던 발열분포의 불균형을 초래할 가능성이 크게 경감되도록 한다.

Description

전도성 물질을 이용한 면상 발열체{Surface type heating body by conductive material}

본 발명은 전도성물질을 이용한 면상발열체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)를 요하는 주 통전부는 모두 중앙부에 배치하고 상기 주 통전부로부터 분기 연결된 미세통전부는 양 전극사이에서 일정간격을 두고 교호 배치하되, 중앙으로부터 외곽까지 등고선 모양으로 배치함에 따라, 발열성능이 향상되고 제조원가가 경감되어지는 전도성물질을 이용한 면상발열체에 관한 것이다.

일반적으로 PTC(Positive Temperature Coefficient) 써미스터(Thermistor)는 온도 상승에 따라 저항이 감소하였다가 큐리 온도(Curie Temperature) 부근에서 저항이 큰 폭으로 급격히 증가하는 정온도 계수 특성을 갖는 소자로 정의된다.

상기한 특성을 이용하여 특정 전류 이하의 전류가 인가 될 경우에는 소자에서 발생되는 주울(Joule)열과 소자에서 외부로 발산되는 열이 평형을 이루어 소자는 일반적인 고정 저항기 역할을 하나, 특정 전류 이상의 과전류가 외부로부터 회로에 도입되어 PTC 소자에 흐르게 되면 이러한 열평형이 깨져 PTC 소자의 자체 발열로 인해 PTC 소자의 온도가 큐리 온도이상이 되어 PTC 소자는 저항이 증가하게 되고 이로 인해 회로에 흐르는 과전류는 차단되게 되고 회로나 부품이 보호될 수 있다.

한편, 과전류의 원인이 제거되면 다시 저저항이 되어 회로는 정상적으로 작동하게 된다.

이러한 PTC 소자에 있어서 상온 저항값은 응용에 있어서 매우 중요한 인자이다. 상온 저항이 낮을수록 회로의 정상 동작 상태에서 더 많은 전류를 흘려줄 수 있기 때문이다.

PTC 써미스터 소자는 현재 온도센서, 회로 보호, 컬러 TV 소자(消磁; degaussing), 정온 발열체, 모터기동용 등으로 광범위하게 사용되고 있다.

PTC 써미스터 소자는 디스크형, 사각 판상형, 링형, 로드형 및 소형 칩형 등 다양한 형태가 쓰이고 있다.

이러한 PTC 써미스터는 면상 발열체의 일종으로서 통전시에 전도성 물질에서의 저항열에 의해 발열되어지며, 자동차의 미러히터, 시트열선, 욕실거울히터, 각종 보온기의 열선 히터, 매트의 열선등 면상발열체를 사용할 수 있는 모든 물건에 대해 널리 적용된다.

도 1은 종래의 전도성 물질을 이용한 면상발열체를 도시한 평면도이며, 도 2는 도 1의 A-A선에서의 단면도로서 여기에서 보면, 얇고 평평한 전기절연체(3)와, 그 상부에 접합되며 양 전극(6)(6')에 각각 연결되고 표면에는 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)되어진 주 통전부(1)(1')와, 상기 주 통전부(1)(1')로부터 다수개가 각각 분기연결되어지되 상대방 통전부로부터 분기연결된 것과는 일정간극(G)만큼 이격되어지도록 설치되는 미세통전부(2)(2')와, 상기 전기절연체(3), 주 통전부(1)(1') 및 미세통전부(2)(2')의 상부에 도포되며 PTCR등의 재료로 이루어진 전도성물질(4)과, 피 가열체의 이면에 부착하기위해 상기 전도성물질(4)의 상부에 도포되어지는 접착제(5)로 구성되어져 있다.

여기에서 접착제(5)는 아크릴 성분과 같은 절연물질로 이루어지며, 도 3에서와 같이 면상발열체가 백미러에 적용될 경우에는 상기 백미러(1)의 내측 배면에 접착제(5)에 의하여 부착된다.

한편, 전극(6)(6')에 연결된 주통전부(1)(1')는 표면이 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)되어져 있으며, 상기 전극(6)(6')이 위치한 중앙부에서 그 상하부로 각각 연결되어 외곽선을 따라 위 아래에 각각 분포한다.

또한, 전기절연체(3)의 상하 주변부에 분포한 주통전부(1)(1')에서는 다수의 미세통전부(2)(2')가 분기연결되어 상대편의 주통전부(1')(1)를 향해 신장되어져 있으며, 각각의 미세통전부(2)(2')들은 일정간극(G)만큼 이격되어진 상태로 구성된다.

한편, 이들 상부에는 PTCR 또는 폴리머를 이용한 전도성 물질(4)이 고르게 분포되므로, 전극(6)(6')을 통전할 시에 미세통전부(2)(2')들 사이에 피복된 전도성 물질(4)은 저항체로 작용하게 되므로 열을 발산하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 면상 발열체에서는 주통전부(1)(1')가 중앙으로 부터 상,하단에 연결되어 다시 그 주변부에 길게 연결되어져 있으므로 주통전부(1)(1')는 상당히 큰 면적을 점하게되는데, 주통전부(1)(1')는 저항체로 작용하지 않기때문에 그 만큼 발열면적이 감소하고 그 분포가 불균일해지는 문제점이 있다.

또한, 주통전부(1)(1')는 고가의 은도금 또는 알루미늄이나 니켈등의 처리를 요하므로 주통전부(1)(1')의 점유면적이 커질수록 면상 발열체의 제조원가가 비싸지게되는 문제점이 있다.

또한, 종래 면상발열체에서는 미세통전부(2)(2')들이 상하방향으로 평행하게 연결되어져있으므로, 그 길이가 전기절연체(3)의 폭보다 작아 전체적으로 상당히 많은 수의 미세통전부(2)(2')가 분포되어지는데, 미세통전부(2)(2')의 수가 많아질수록 간극(G)간의 오차가 발생될 가능성이 크므로, 발열분포의 불균형을 초래하기 쉽다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)를 요하는 주통전부를 외곽에서 중앙을 향해 또는 중앙부에 집중적으로 배치하고 상기 주 통전부로부터 분기된 미세통전부는 중앙에서 외곽을 향해 등고선 모양으로 배치함에 따라, 종래에 비해 발열성능이 대폭 향상되면서 제조원가가 경감되도록 한다.

즉, 본 발명에서는 미세통전부를 중앙부에서 등고선 모양으로 배치할 수 있도록 주통전부를 외곽에서 중앙으로 또는 중앙부에 집중적으로 배치함에 따라, 결과적으로 도금처리를 요하는 주통전부의 점유 면적이 줄어들게 되어 제조원가가 경감되고 발열면적이 넓어지고, 균일하게 일정거리를 유지하는 각각의 미세통전부의 단위길이가 길어지게 되어 분포도 고르게 형성할 수 있으며 전체적인 회로수가 줄어 들게되므로 주통전부와 미세통전부의 간극(G)간의 오차로 인한 발열분포의 불균형을 초래할 가능성이 크게 경감되도록 한다.

도 1은 종래의 구성을 나타낸 평면도,

도 2는 도 1의 A-A선에서의 단면도,

도 3은 면상 발열체의 사용상태를 설명하기위한 사시도,

도 4은 본 발명에 따른 면상발열체의 구성을 나타낸 평면도,

도 5는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한 평면도,

도 6는 본 발명의 제 3 실시예를 도시한 평면도,

도 7는 본 발명의 제 4 실시예를 도시한 평면도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1,1' : 주통전부 2,2' : 미세통전부

3 : 전기절연체4 : 전도성물질

5 : 접착제 6,6' : 전극

10 : 백미러G : 간극

본 발명의 구성에 대해 첨부도면에 의해 상세히 설명하자면 다음과 같다.

도 4은 본 발명에 따른 면상발열체의 구성을 나타낸 평면도이며, 도 5는 본 발명의 제 2실시예를 도시한 평면도이며, 도 6는 본 발명의 제 3실시예를 도시한 평면도이며, 도 7은 본 발명의 제 4실시예를 도시한 평면도로서 여기에서 보면,

얇고 평평한 전기절연체(3)와, 그 상부에 접합되며 양 전극(6)(6')에 각각 연결되고 표면에는 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)되어진 주 통전부(1)(1')와, 상기 주 통전부(1)(1')로부터 다수개가 각각 분기연결되어지되 상대방 통전부로부터 분기연결된 것과는 일정간극(G)만큼 이격되어지도록 설치되는 미세통전부(2)(2')와, 상기 전기절연체(3), 주 통전부(1)(1') 및 미세통전부(2)(2')의 상부에 도포되며 PTCR등의 재료로 이루어진 전도성물질(4)과, 피 가열체의 이면에 부착하기위해 상기 전도성물질(4)의 상부에 도포되어지는 접착제(5)로 구성된 면상 발열체에 있어서,

주통전부(1)(1')가 외곽에서 중앙으로(도 5, 6 참조) 또는 중앙부에 집중적으로 배치(도 4, 7참조)되고 상기 주통전부(1)(1')로부터 분기된 미세통전부(2)(2')는 중앙에서 외곽을 향해 등고선 모양으로 배치되어져 있다.

즉, 본 발명에서는 다수개의 미세통전부(2)(2')들이 중앙부에서 외곽을 향해 순차적으로 배치되어지되, 각각의 미세통전부(2)(2')들은 중앙부에서 외곽을 둘러 상대방 주통전부가 위치한 중앙부에 복귀하는 방식으로 구성되어져 있으므로, 전체적으로는 등고선과 같은 형상으로 이루어진다.

한편, 본 발명에서도 접착제(5)는 아크릴 성분과 같은 절연물질로 이루어지며, 도 3에서와 같이 면상발열체가 백미러에 적용될 경우에는 상기 백미러(1)의 내측 배면에 접착제(5)에 의하여 부착된다.

또한, 주통전부(1)(1')로부터 분기연결된 미세통전부(2)(2')들은 일정간극(G)만큼 이격적으로 배열되고, 서로간에 마주보도록 교호(交互) 배열되어진다.

이와 같이 구성된 본 발명은 다음과 같이 작동하게된다

전극(6)(6')을 통해 주통전부(1)(1')내로 전류가 흐르게되면 전류는 주통전부(1)(1')를 따라 각각 외곽에서 중앙부로 흐르게되며, 다시 미세통전부(2)(2')를 따라 흐르게된다.

한편, 미세통전부(2)(2')들은 서로 일정 간극(G)만큼 이격되어있으나 이들 사이에는 PTCR과 같은 전도성 물질(4)이 도포되어있으므로, 전극(6)(6')을 통전할 시에 미세통전부(2)(2')들 사이에 피복된 전도성 물질(4)은 저항체로 작용하게 되므로 열을 발산하게 된다.

그런데, 본 발명의 면상 발열체에서는, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 주통전부(1)(1')가 모두 외곽에서 중앙으로 또는 중앙부에 집중 배치되어져 있으므로 주통전부(1)(1')의 길이가 종래에 비해 크게 짧아지고 점유하는 면적이 줄어들게된다.

따라서, 발열면적이 상대적으로 증가하며 그 분포도 균일하게 형성되어진다.

또한, 주통전부(1)(1')는 고가의 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)를 요하므로 주통전부(1)(1')의 점유면적이 줄어들수록 면상 발열체의 제조원가는 경감되어진다.

또한, 본 발명에서는 미세통전부(2)(2')가 직선형태로 구성되지않고 중앙에서 외곽을 둘러 다시 중앙으로 복귀하는 형태로 연결되어있으므로 그 단위길이가 종래에 비해 상당히 길어지게 되고, 그 만큼 미세통전부(2)(2')의 수가 적어지게되므로 간극(G)간 오차가 발생될 가능성이 줄어들고 발열분포의 불균형 문제를 초래할 가능성이 줄어들게된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)를 요하는 주통전부(1)(1')를 외곽에서 중앙으로 또는 중앙부에 집중적으로 배치하고 상기 주통전부(1)(1')로부터 분기된 미세통전부(2)(2')는 중앙에서 외곽을 향해 등고선 모양으로 배치함에 따라, 종래에 비해 발열성능이 대폭 향상되도록하고 제조원가가 경감되도록 한다.

즉, 본 발명에서는 미세통전부(2)(2')를 중앙부에서 등고선 모양으로 배치할 수 있도록 주통전부(1)(1')를 외곽에서 중앙으로 또는 중앙부에 집중적으로 배치함에 따라, 결과적으로 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)를 요하는 주통전부(1)(1')의 점유 면적이 줄어들게 되어 제조원가가 경감되고 발열면적이 넓어지고, 균일하게 일정거리를 유지하는 각각의 미세통전부(2)(2')의 단위길이가 길어지게 되어 분포도 고르게 형성할 수 있으며 전체적인 회로수가 줄어 들게되므로 주통전부와 미세통전부의 간극(G)간의 오차로 인한 발열분포의 불균형을 초래할 가능성이 크게 경감된다.

Claims (1)

1. 얇고 평평한 전기절연체(3)와, 그 상부에 접합되며 양 전극(6)(6')에 각각 연결되고 표면에는 도금처리(은도금, 알루미늄도금 또는 에칭처리를 모두 포함한 것임)되어진 주 통전부(1)(1')와, 상기 주 통전부(1)(1')로부터 다수개가 각각 분기연결되어지되 상대방 통전부로부터 분기연결된 것과는 일정간극(G)만큼 이격되어지도록 설치되는 미세통전부(2)(2')와, 상기 전기절연체(3), 주 통전부(1)(1') 및 미세통전부(2)(2')의 상부에 도포되며 PTCR등의 재료로 이루어진 전도성물질(4)과, 피 가열체의 이면에 부착하기위해 상기 전도성물질(4)의 상부에 도포되어지는 접착제(5)로 구성된 면상 발열체에 있어서,

   주통전부(1)(1')가 외곽에서 중앙을 향해 또는 중앙부에 집중적으로 배치되고, 상기 주통전부(1)(1')로부터 분기된 미세통전부(2)(2')는 중앙부에서 외곽을 향해 순차적으로 배치되어지되, 각각의 미세통전부(2)(2')들은 중앙부에서 외곽을 둘러 상대방 주통전부가 위치한 중앙부에 복귀하는 방식으로 구성되어지므로 전체적으로는 등고선과 같은 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전도성 물질을 이용한 면상 발열체.