KR20120110931A - 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 착석부와 등받이부로 구성되는 발열 자동차 시트에 있어서, 발열직물이 각각 내장되는 착석부 및 등받이부와 설정된 온도에서 ON/OFF되는 서모스탯(Thermostat)으로 구성되되, 상기 서모스탯, 착석부의 발열직물 및 등받이부의 발열직물은 전원으로 부터 순차적으로 직렬로 연결되고, 상기 서모스탯은 상기 착석부의 온도에 따라 ON/OFF되는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트에 관한 것이다.

Description

온도조절이 가능한 발열 자동차 시트{Temperature controllable heating car seat}

본 발명은 온도조절이 가능한 자동차용 발열시트에 관한 것으로 착석부와 등받이부로 구성된 자용차용 시트에 발열직물을 이용하여 시트를 발열하는 온도조절이 가능한 자동차용 발열시트에 관한 것이다.

자동차에는 운전자나 승차자가 편한히 운전하고 승차할 수 있도록 착석할 수 있는 자동차용 시트(car seat)가 자동차 내부에 구비된다.

이러한 자동차용 시트는 피혁이나 면등의 천연소재나 폴리에스테르,나이론 등의 합성수지로 제조되는 시트커버와 편안한 착석 및 사고시 승차자를 보호하기 위한 쿠션이 있는 쿠션부재로 구성된다.

산업이 점차 발달하며서 자동차 산업도 지속적으로 발달하여 자동차의 주행성능 뿐만아니라 운전자나 승차자의 승차감을 위해 더욱 안전하면서도 편리하고 안락한 자동차용 시트가 많이 개발되고 판매되고 있다.

최근에는 겨울철의 자동차 내부의 낮은 온도로 탑승자가 자동차용 시트에 착석할 경우 체온이 낮아지고 자동차를 시동하여 히터를 작동시켜 온풍기를 가동하게 되어도 자동차 실내가 따뜻하게 되는데 많은 시간이 걸리는 불편함을 없애기 위해 자동차용 시트에 발열기능을 부여한 자동차용 발열시트가 개발되었다.

종래의 자동차용 시트의 발열기능은 구리선, 또는 은 등의 전도성이 있는 금속와이어 형태의 발열체가 내장되어 그 위를 스폰지나 합성수지를 이용한 쿠션 층 또는 원단 및 부직포 층이 감싸고 있는 형태로써 그 사용은 자동차의 커버 내의 패드형식으로 부착되어 있는 형태로 되어있다.

대한민국 출원실용신안 제1991-0018165호의 차량시이트용발열매트는 발열선을 사용한 차량시트용 발열매트에 관한 것으로 단순히 발열선을 코드선에 연결하여 사용하고 있고, 자동온도조절장치 및 안전장치가 없으므로 인해 지속적으로 발열되어 과열에 의한 화재의 문제점까지 있었다.

상기와 같이 발열체를 구리선, 또는 은 등의 전도성이 있는 금속와이어 형태의 경우에는 금속와이어가 시트의 전반에 분포되지 못하여 발열기능이 제대로 발휘되지 않고 한가닥의 금속와이어로 전기에너지를 열에너지로 바꾸어 줌으로 인해 한 가닥의 일부분이 단락시에 전기를 절전되어 발열기능을 상실하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로 구리선, 또는 은 등의 금속성의 발열선을 사용하지 않고 자동차 시트에 발열성을 부여하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 발열 자동차 시트의 발열이 과열되는 것을 방지하고 시트의 발열온도가 항상 같은 온도를 유지하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 착석부와 등받이부로 구성되는 발열 자동차 시트에 있어서, 발열직물이 각각 내장되는 착석부 및 등받이부와 설정된 온도에서 ON/OFF되는 서모스탯(Thermostat)으로 구성되되, 상기 서모스탯, 착석부의 발열직물 및 등받이부의 발열직물은 전원으로 부터 순차적으로 직렬로 연결되고, 상기 서모스탯은 상기 착석부의 온도에 따라 ON/OFF되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

또한, 상기 발열직물은 합성섬유, 재생섬유 또는 천연섬유로 형성된 기저층; 상기 기저층의 상부에 미리 설계된 전기적인 패턴에 의해 자유로운 형성이 가능한 전도층; 상기 전도층의 상부, 하부 또는 동일평면에 그 일부 또는 전부가 선 또는 면으로 상기 전도층과 접촉된 발열층; 및 상기 전도층 및 발열층의 상부에 형성된 절연층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

상기 기저층과 전도층의 사이에 기저층의 표면 균일성을 위해 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계수지 중 1 이상으로 선택되어 형성되는 프라이머층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

상기 프라이머층이 발수층과 함께 복층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

상기 발열층 또는 전도층은 전도성 물질 또는 전도성 물질과 바인더의 혼합물로 형성되는 것으로 상기 전도성물질은 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 탄소(carbon), 은(silver), 금, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 주석, 철 및 니켈로 이루어진 군에서 1 이상 선택되고, 상기 바인더는 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

상기 절연층은 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, PVC계 수지, 및 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)계 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것을 코팅, 프린팅 또는 라미네이팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

상기 발열층은 4~8㎠의 넓이로 다수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

상기 전도층에 꺽이는 부분이 형성될 경우 직선회로보다 상대적으로 폭이 넓은 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

상기 서모스탯은 상기 착석부 하단에 설치되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 제공한다.

본 발명에 따른 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트는 유연성, 굴곡성이 뛰어난 발열직물을 사용하여 자동치 시트의 쾌적성을 저해하지 않고 발열성을 부여하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트는 발열직물이 과열되는 것을 방지하여 화재 및 안전성이 높은 효과가 있다.

또한, 단순한 회로구성으로 오작동이 적고 제작의 편의성 및 제조단가를 낮출수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 나타낸 개략적인 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 발열 자동차 시트의 회로구성도를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5은 본 발명에 따른 발열직물의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이다.
도 6는 본 발명에 따른 발열직물의 발열층과 전도층의 일실시예를 나타낸 평면도이다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 1은 본 발명의 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트를 나타낸 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 발열 자동차 시트의 회로구성도를 나타낸 도면이며, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 발열직물의 다양한 실시예를 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 발열직물의 발열층과 전도층의 일실시예를 나타낸 평면도이다.

본 발명은 도 1에 나타난 바와 같이 착석부 120와 등받이부 140로 구성되는 발열 자동차 시트 100에 온도조절이 가능한 발열직물 300을 내장하여 형성되는 발열 자동차 시트에 관한 것이다.

본 발명의 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트 100는 발열직물 200이 각각 내장되는 착석부 120 및 등받이부 140와 설정된 온도에서 ON/OFF되는 서모스탯(Thermostat) 300으로 구성된다.

상기 서모스탯 300은 설정된 온도에서 ON/OFF 되어 발열직물의 발열량을 조절하는 것으로 서모스탯의 설정된 온도이상으로 발열직물의 온도가 올라가면 자동적으로 OFF되어 발열직물에 전원을 차단하여 발열직물이 과열되는 것을 방지하고, 설정된 온도이하로 발열직물의 온도가 내려가면 자동적으로 ON되어 발열직물에 전원을 공급하여 발열직물이 발열시키는 전자기기이다.

상기 서모스탯의 ON온도와 OFF온도는 대략 5~10℃정도 차이나도록 설정되는 것이 바람직하며, 상기 서모스탯은 여러가지 조건에 따라 적정한 온도로 설정되어야 한다. 바람직하게는 ON온도는 25~35℃로 설정하는 것이 바람직하며, OFF온도는 35~45℃로 설정하는 것이 바람직할 것이다.

상기 서모스탯 300, 착석부의 발열직물 220 및 등받이부의 발열직물 240은 도 2에 나타난 바와 같이 전원 10으로 부터 순차적으로 직렬로 연결되고 스모스탯 300은 착석부 120에 부착되어 착석부의 온도에 따라 발열직물에 전원이 ON/OFF가 되어 착석부 120 및 등받이부 140의 온도를 조절하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트는 전원 스위치 20가 켜짐에 따란 착석부 120와 등받이부 140가 발열되고 착석부 120가 설정된 온도로 올라가면 서머스탯 300에서 전원공급을 차단하여 착석부 120와 등받이부 140의 발열이 정지되고 다시 온도가 내려가면서 서머스탯 300에 설정된 온도 보다 내려가게 되면 다시 전원공급이 시작되어 착석부 120와 등받이부 140의 발열이 진행된다. 상기와 같은 반복작동으로 발열 자동차 시트의 온도가 조절된다.

상기 서머스탯 300은 도 1에 나타난 바와 같이 사용자의 편의를 위해 착서부의 하단에 형성되는 것이 바람직할 것이다.

상기 발열원단 200은 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 합성섬유, 재생섬유 또는 천연섬유로 형성된 기저층 201, 상기 기저층의 상부에 전류가 통하는 전도층 204, 상기 전도층의 상부, 하부 또는 동일평면에 그 일부 또는 전부가 선 또는 면으로 전도층과 접촉된 발열층 203, 상기 전도층 및 발열층의 상부에 형성된 절연층 205으로 구성된다.

상기 기저층 201은 미시적으로 그 표면이 매우 불균일하며, 섬유간의 간극으로 인해 미세한 기공들이 극도로 많이 존재한다. 따라서 이러한 표면의 균일성을 확보하고 후술할 발열층 및또는 전도층이 균일한 두께로 형성되도록 하며, 발열층 등을 형성하는 물질이 기저층 201의 이면으로 침투하지 못하게 하기 위하여 상기 기저층 201의 상부에는 프라이머층 202이 형성될 수 있다. 다만 상기 프라이머층은 선택적으로 원단에 형성될 수 있음을 의미하며 원단의 특성에 따라 배제될 수 있음은 물론이다.

상기 프라이머층 202은 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 및 실리콘계 수지 등으로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것일 수 있다.

한편 본 발명에 의한 프라이머층 202은 상기 물질로 이루어진 단일층으로 형성될 수 있고, 발수층(미도시)과 함께 복층구조로 형성될 수 있다. 상기 발수층은 일반 발수가공법에 의해 수행될 수 있고 비제한적인 예로 불소 또는 실리콘 재질로 이루어질 수 있다. 상기 발수층이 형성되는 경우 발열층 및/또는 전도층이 형성될 표면 및/또는 이면에 형성될 수 있다. 이 경우 발열층 및/또는 전도층을 구성하는 수지성분이 제조공정에서 원단에 스며드는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

상기 프라이머층 202의 상부에는 발열층 203이 형성될 수 있다. 발열층 203은 미리 설계된 형태로, 전도성물질 또는 전도성 물질 및 바인더의 혼합물을 도포하여 형성될 수 있는데, 상기 전도성 물질은 고분자로서 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜 등 일 수 있고, 여기에 도전성 카본블랙이 혼합될 수도 있다. 또한 탄소(carbon), 은(silver), 금, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 주석, 철 및 니켈로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것일 수 있다.

도 3은 발열층 203의 상부에 전도층 204이 형성된 일실시예를 나타낸 것으로 전도층 204은 미리 설계된 형태로 형성된 발열층 203의 상부 또는 하부의 소정의 영역에 형성될 수 있다.

한편, 도 4는 전도층 204이 발열층 203과 동일 평면상에 형성된 다른 실시예를 나타낸 것으로 전도층 204은 발열층 203과 동일한 패턴 또는 다른 패턴으로 형성될 수 있다.

또한 도 5는 전도층 204이 발열층 203의 하부에 형성된 또 다른 실시예를 나타낸 것이다.

전도층 204을 구성하는 소재는 전도성 고분자, 탄소(carbon), 은(silver)과 같은 금속물질 또는 상기 물질과 바인더의 혼합물일 수 있는데, 구체적으로 도전성 필러를 비히클에 분산한 것으로 프린팅 후의 경화막이 도전성을 나타내는 소재를 말하며, 통상적으로 LCD전극 프린팅, 터치스크린 프린팅, 회로기판의 통전 패턴 프린팅, 박막 스위치 판의 접점부 및 패턴부 프린팅, 전자파 실드용으로 사용되고 있다. 상기 도전성 필러는 도전성 금속(은, 금, 백금, 팔라듐, 구리 및 니켈 등)중 은(銀)계가 바람직하다.

상기 전도층의 바인더 소재는 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것일 수 있다.

한편 상기 금속물질과 바인더는 90 : 10 내지 80 : 20(중량기준)의 비율로 혼합됨이 바람직한데, 바인더가 상기 범위를 초과하는 경우 전도기능이 저하되는 문제가 있고 상기 범위 미만인 경우 접착력이 저하되는 단점이 있다.

도 6은 발열직물에 전도층 및 발열층을 형성시킨 예를 나타낸 것으로서, 전도층 204의 회로패턴에서 꺽이는 부분이 직선회로보다 상대적으로 폭이 넓은 형태로 형성된 예를 나타낸 것이다. 도 6에서는 상기 형태로서 원형의 형상을 예시한 것이나 그 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 직선회로의 폭보다 넓은 폭의 형태라면 원형, 타원형 등 기타 형태의 형성될 수 있을 것이다.

상기 발열층 203 및/또는 전도층 204의 두께는 2 내지 500㎛가 바람직한데, 상기 범위 미만인 경우 전도층 두께의 균일성을 확보하기 어려운 문제점이 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 동일 전압하에서 저항값이 하강하게 되어 전류값은 증가하고 결국 전력소모가 증가되는 문제가 있다. 또한 전도층 204의 폭은 10 내지 20mm 정도가 바람직한데, 전도층의 폭이 증가할수록 저항값이 저하되어 전류가 안정적으로 통전할 수 있기는 하나 전도층의 폭이 제한없이 증가하면 제조원가문제와 함께 피복성에 문제가 있다. 한편 본 발명에 의한 원단의 저항치는 세탁전후로 0.5 내지 4Ω을 유지함이 바람직한데, 상기 범위미만은 현실적으로 구현되기 어려우며 상기 범위를 초과하는 경우 전류가 안정적으로 통전하는데 문제가 있다.

또한, 상기 발열층 203은 4~8㎠의 넓이로 다수개가 형성되는 것이 바람직할 것이다. 도 5은 상기 발열층 203이 전도층 204와 접하면서 다수개가 형성된 일실시예를 나타낸 것으로 도 5와 같이 형성된 발열직물 200은 과부하를 억제할 수 있는 효과가 있다.

상기 발열층 203 및/또는 전도층 204의 상부에는 절연층 205이 형성될 수 있다.

상기 절연층 205은 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, PVC계 수지 및 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 수지로 이루어진 군에서 일 이상 선택된 것을 코팅, 프린팅 또는 라미네이팅하여 절연층 205을 형성할 수 있다.

상기 절연층 205은 전도층에 크랙(Crack)과 같은 손상을 방지하며, 원단에 유연성을 부여하며 투습방수 또는 방수기능을 수행한다.

일반적으로 자동차 시트는 직물이나 가죽으로 형성되는 외피와 시트에 쿠션감을 주기 위해 외피 내부는 쿠션부재로 형성된다. 본 발명의 발열직물은 자동차 시트의 외피 하단에 형성될 수 있고 또는 쿠션부재에 내장될 수도 있다.

상기 발열직물 200의 발열량은 발열직물의 위치에 따라 적절히 조절되어야 할 것이다.

<도면의 주요부호에 대한 설명>
100: 자동차용 시트 120: 착석부
140: 등받이부 200: 발열직물
201: 기저층 202: 프라이머층
203: 발열층 204: 전도층
205: 절연층 300: 서모스탯

Claims (9)

1. 착석부와 등받이부로 구성되는 발열 자동차 시트에 있어서,
   발열직물이 각각 내장되는 착석부 및 등받이부와 설정된 온도에서 ON/OFF되는 서모스탯(Thermostat)으로 구성되되,
   상기 서모스탯, 착석부의 발열직물 및 등받이부의 발열직물은 전원으로 부터 순차적으로 직렬로 연결되고, 상기 서모스탯은 상기 착석부의 온도에 따라 ON/OFF되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 발열직물은 합성섬유, 재생섬유 또는 천연섬유로 형성된 기저층;
   상기 기저층의 상부에 미리 설계된 전기적인 패턴에 의해 자유로운 형성이 가능한 전도층;
   상기 전도층의 상부, 하부 또는 동일평면에 그 일부 또는 전부가 선 또는 면으로 상기 전도층과 접촉된 발열층; 및
   상기 전도층 및 발열층의 상부에 형성된 절연층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.
3. 제2항에 있어서,
   상기 기저층과 전도층의 사이에 기저층의 표면 균일성을 위해 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지 및 실리콘계수지 중 1 이상으로 선택되어 형성되는 프라이머층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.
4. 제2항에 있어서,
   상기 프라이머층이 발수층과 함께 복층구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.
5. 제2항에 있어서,
   상기 발열층 또는 전도층은 전도성 물질 또는 전도성 물질과 바인더의 혼합물로 형성되는 것으로 상기 전도성물질은 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 탄소(carbon), 은(silver), 금, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 주석, 철 및 니켈로 이루어진 군에서 1 이상 선택되고, 상기 바인더는 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지 및 에폭시계 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.
6. 제2항에 있어서,
   상기 절연층은 폴리우레탄계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스테르계 수지, PVC계 수지, 및 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)계 수지로 이루어진 군에서 1 이상 선택된 것을 코팅, 프린팅 또는 라미네이팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.
7. 제2항에 있어서,
   상기 발열층은 4~8㎠의 넓이로 다수개가 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.
8. 제2항에 있어서,
   상기 전도층에 꺽이는 부분이 형성될 경우 직선회로보다 상대적으로 폭이 넓은 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.
9. 제1항에 있어서,
   상기 서모스탯은 상기 착석부 하단에 설치되는 것을 특징으로 하는 온도조절이 가능한 발열 자동차 시트.

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