KR20150025542A - 도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 면상체에 도전선을 이탈되지 않게 매립방식으로 설치함으로써, 제조과정이 간결, 단순하고, 신속하게 제조할 수 있는 도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 도전선 매립형 면상도전체에 있어서, 면상 구조로 형성된 면상체; 및 상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하되, 상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈이 구비되고, 상기 도전선 삽입 홈은 상기 면상체의 깊이방향으로 요입 되는 도전선 삽입부와, 상기 도전선 삽입부상에서 연장되고 상기 도전선 삽입부에 대해 기울기를 갖도록 연장, 형성되는 도전선고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법은 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법에 있어서, 면상 구조를 갖는 면상체를 준비하는 면상체 준비단계; 상기 면상체에 배치되는 도전선을 가공하여 준비하는 도전선 가공단계; 상기 면상체에 상기 도전선이 삽입되는 도전선 삽입 홈을 희망하는 경로로 형성하는 홈 형성단계; 및 상기 도전선 삽입 홈에 상기 도전선을 삽입하는 도전선 설치단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 면상체에 도전선 삽입 홈을 형성하고 이 도전선 삽입 홈에 도전선을 밀어 넣어 간단하게 설치할 수 있으므로 제조과정이 간결, 단순하고, 신속하게 제조할 수 있어서 생산성이 향상되고 제조원가가 절감되는 효과가 있다. 그리고, 도전선을 삽입방식으로 설치하더라도 이탈 없이 안정적으로 고정할 수 있어서 충분한 내구성을 확보할 수 있고, 도전선이 면상체의 외부로 노출되지 않아 피부와의 접촉시에 이물감이 발생되지 않고 도전선으로부터 방출된 열기가 장시간 보온 되므로 열효율이 향상되는 효과가 있다.
특히, 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 종래의 면상발열체와 같이 발열선이 외부로 노출되는 것이 아니므로 별도의 외피 마감천이나 외피시트와 같은 보호용 천을 덧대지 않아도 되므로 자동차용 발열시트나 발열매트와 같은 발열제품을 단순하고 간결하게 제조할 수 있어서 자재비와 조립비용을 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다.

Description

도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법{ELECTRIC CONDUCTION PLANAR ELEMENT WITH EMBEDDING ELECTRIC CABLE AND MANUFACTURE METHOD THEREOF}

본 발명은 도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 면상체에 도전선을 이탈되지 않게 매립방식으로 설치함으로써, 제조과정이 간결, 단순하고, 신속하게 제조할 수 있는 도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 면상도전체는 면상체에 도전선를 고정사 등으로 꿰매어 고정한 것으로, 도전선은 전원의 통전시에 전기저항에 의해 발열되면서 발열선의 기능을 수행하게 된다. 이러한 면상도전체는 주로 자동차 온열시트, 전기장판, 전기담요, 등과 같은 전열기로 사용하였으나, 최근에는 면상도전체에 고정된 도전선이 전원이나 전기신호를 전달하는 전원 및 신호전달선의 기능을 수행하도록 한 도전직물지나 산업용 도전패드 등으로도 사용하고 있다.

상기한 도전성 면상체는 부직포와 같은 면상체에 동선 등과 같은 굵은 동선을 일일이 고정사 등으로 엮어 고정하여야 하므로 제품의 부피, 두께 등이 증가되고 제작비용이 상승될 뿐만 아니라 생산성이 낮은 단점을 갖고 있다.

그리고, 도전성면상체는 면상체에 가는 동선을 자수방식으로 고정한 형태의 제품들이 제안되어 있다. 예컨대, 미국특허 특허번호 US 6,727,467,B1호에 나타난 바와 같이 가는 동선을 면상의 패드에 배치하여 면상으로 형성하되, 자수 방식으로 가는 동선을 엮어 매어 고정하는 자동차의 스티어링 휠용 발열체(도1 참조)가 개시되어 있다.

하지만, 자수방식은 도1에 도시되 바와 같이 가는 동선을 패드에 공급하는 동시에 재봉실을 엮어 매어 고정하는 형태로서 재봉기의 분(min)당 땀수(바늘의 행정수)가 한정되어 있으므로 수많은 굴곡부가 형성된 발열체 등을 제조하기 위해서는 긴 작업시간이 소요되므로 생산성이 지나치게 낮고, 고가의 직기인 자수기가 필요하여 생산원가가 매우 높은 단점이 있다.

그 외에도, 도전성면상체는 직물지의 직조과정에서 가는 도전선을 직접 공급하여 직조하는 방식으로 제조하는 방안이 제안되어 있지만, 직기를 이용하여 도전선을 꿰매는 과정에서 재봉바늘에 의해 도전선이 쉽게 손상되는 한계를 갖고 있다. 그리고, 직조방식 또한 수많은 굴곡부가 형성된 발열체 등을 제조하기 위해서는 긴 작업시간이 소요되므로 생산성이 지나치게 낮고, 고가의 전용 직기가 필요하여 생산원가가 매우 높은 단점이 있다.

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 면상체에 도전선을 이탈되지 않게 매립방식으로 설치함으로써, 제조과정이 간결, 단순하고, 신속하게 제조할 수 있어서 생산성이 향상되고 제조원가가 절감되도록 한 도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 도전선 매립형 면상도전체에 있어서, 면상 구조로 형성된 면상체; 및 상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하되, 상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈이 구비되고, 상기 도전선 삽입 홈은 상기 면상체의 깊이방향으로 요입되는 도전선 삽입부와, 상기 도전선 삽입부상에서 연장되고 상기 도전선 삽입부에 대해 기울기를 갖도록 연장, 형성되는 도전선고정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 도전선 삽입부에는 상기 도전선고정부가 서로 이격되게 복수 개로 구성될 수 있다.

또한, 상기 도전선고정부는 상기 도전선 삽입부에 대해 예각을 이루도록 형성될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 도전선 매립형 면상도전체에 있어서, 면상 구조로 형성된 면상체; 및 상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하고, 상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈이 구비되되, 상기 도전선삽입홈은 입구 부분에 간격이 좁게 형성된 제1 삽입 홈부와, 상기 제1 삽입 홈부에 연이어 간격이 넓게 형성된 제2 삽입 홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 도전선 매립형 면상도전체에 있어서, 면상 구조로 형성된 면상체; 및 상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하되, 상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈이 구비되고, 상기 도전선 삽입 홈으로 삽입되는 상기 도전선의 이탈을 방지하기 위해 설치되는 이탈방지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도전선 삽입 홈은 상기 면상체의 깊이방향으로 요입 되는 절개 홈으로 형성되고, 상기 이탈방지부재는 상기 절개 홈으로 삽입되는 끼움편으로 구성되며, 상기 도전선은 상기 끼움편의 단부에 고정된 상태에서 상기 도전선 삽입 홈으로 삽입, 설치될 수 있다.

이때, 상기 끼움편은 상기 절개 홈으로 삽입되는 끼움부와, 상기 끼움부에 돌출되는 고정쐐기로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 이탈방지부재는 상기 도전선 삽입 홈에 채워져 경화되는 고착부재로 구성될 수 있다.

또한, 상기 이탈방지부재는 면상부재로 구성될 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 도전선 매립형 면상도전체에 있어서, 면상 구조로 형성된 면상체; 및 상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하되, 상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈이 구비되고, 상기 도전선 삽입 홈의 배치 형상과 대응하는 형상으로 성형된 상기 도전선이 안착, 고정되는 도전선지지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도전선지지 부재는 상기 도전선이 안착, 고정되는 면상시트로 구성될 수 있다.

상기 도전선은 도전성을 갖는 도전사와, 상기 도전사와 동반되어 배치되고 희망하는 상기 도전선의 배치 형상를 유지시키는 형상 유지선을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 도전선은 내부 중심에 위치하도록 배치되는 중심사를 포함하고, 상기 도전사는 다수 가닥으로 구성되어 상기 중심사의 외면에 엮여지거나 감김되고, 상기 도전사의 외면에 엮여지거나 감김되는 다수 가닥의 외피사를 더 구비할 수 있다.

상기 형상 유지선은 상기 중심사, 상기 도전사 및 상기 외피사의 배치위치 중에서 적어도 한 곳 이상에 함께, 배치되되, 상기 도전선이 희망하는 배치 형상으로 배치된 상태에서 용융된 후 경화되어 희망하는 상기 도전선의 배치 형상이 유지되도록 하는 합성수지선으로 구성될 수 있다.

이때, 상기 외피사는 다수의 기모가 구비된 기모사를 포함할 수 있다.

그 외에도 상기 형상 유지선은 형상기억합금 또는 형상기억수지를 선형 부재로 형성한 형상 기억선으로 구성될 수 있다.

상기 도전선은, 도전성을 갖는 도전사; 상기 도전사와 동반되어 배치되는 외피사; 및 상기 외피사에 적층되어 경화되고 상기 도전사의 배치 형태를 유지시키는 형상 유지층을 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 도전선은 내부 중심에 위치하도록 배치되는 중심사를 포함하고, 상기 도전사는 다수 가닥으로 구성되어 상기 중심사의 외면에 엮여지거나 감김되고, 상기 외피사는 다수 가닥으로 구성되어 상기 도전사의 외면에 엮여지거나 감김 된다.

이때, 상기 중심사는 비신축성 섬유사 또는 신축성을 갖는 신축성 고분자사로 구성되고, 상기 도전사는 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 절연 피복된 금속사가 다수 가닥 감김 되거나 엮여져 구성될 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법은 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법에 있어서, 면상 구조를 갖는 면상체를 준비하는 면상체 준비단계; 상기 면상체에 배치되는 도전선을 가공하여 준비하는 도전선 가공단계; 상기 면상체에 상기 도전선이 삽입되는 도전선 삽입 홈을 희망하는 경로로 형성하는 홈 형성단계; 및 상기 도전선 삽입 홈에 상기 도전선을 삽입하는 도전선 설치단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 도전선 설치단계에 의해 설치된 상기 도전선의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지부재를 설치하는 이탈방지부재 설치단계를 더 포함할 수 있다.

상기 도전선 가공단계는, 상기 도전선에 형상유지를 위한 성형물을 배치, 형성하는 형상 유지물 배치단계; 상기 도전선을 희망하는 형상으로 배치하는 도전선 배치단계; 및 상기 도전선 배치단계에 의해 희망하는 형상으로 배치된 상태가 유지되도록 상기 도전선을 성형하는 도전선 성형단계를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 도전선 가공단계는 상기 도전선의 내부 중심에 위치하도록 중심사를 공급하는 중심사 공급단계; 상기 중심사에 외면에 다수 가닥의 도전사를 엮거나 감는 도전사 배치단계; 및 상기 도전사의 외면에 다수 가닥의 외피사를 엮거나 감는 외피사 배치단계를 더 포함할 수 있다.

상기 형상 유지물 배치단계는 상기 중심사, 상기 도전사 및 상기 외피사의 배치위치 중에서 적어도 한 곳 이상에 형상 유지선을 함께 배치하거나, 상기 중심사, 상기 도전사 및 상기 외피사의 배치위치 중에서 적어도 한 곳 이상에 상기 형상 유지층을 적층하는 방식으로 시행할 수 있다.

상기 도전선 성형단계는 상기 형상유지선 또는 상기 형상 유지층을 융해시킨 후 상기 도전선의 형상을 희망하는 형상으로 경화시키는 방식으로 시행할 수 있다.

한편, 상기 면상체는 피혁지로 구성되고, 이때, 상기 홈 형성단계는 상기 도전선의 배치경로를 따라 상기 피혁지의 표면을 탈피하는 제1 단계, 상기 제1 단계에 의해 탈피된 표면에 수분을 투입하여 내부 피혁조직이 팽창되도록 하는 제2 단계, 상기 제2 단계에 의해 팽창된 내부 피혁조직을 절삭, 제거하여 상기 도전선 삽입 홈을 형성하는 제3 단계로 이루어진다.

아울러, 상기 도전선 삽입 홈의 배치 형상과 대응하는 형상으로 성형된 상기 도전선을 도전선지지 부재에 안착, 고정시키는 도전선 고정단계를 시행한 후 상기 도전선 설치단계를 시행할 수 있다.

본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법에 의하면, 면상체에 도전선 삽입 홈을 형성하고 이 도전선 삽입 홈에 도전선을 밀어 넣어 간단하게 설치할 수 있으므로 제조과정이 간결, 단순하고, 신속하게 제조할 수 있어서 생산성이 향상되고 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

그리고, 도전선을 삽입방식으로 설치하더라도 이탈 없이 안정적으로 고정할 수 있어서 충분한 내구성을 확보할 수 있고, 도전선이 면상체의 외부로 노출되지 않아 피부와의 접촉시에 이물감이 발생되지 않고 도전선으로부터 방출된 열기가 장시간 보온 되므로 열효율이 향상되는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 종래의 면상발열체와 같이 발열선이 외부로 노출되는 것이 아니므로 별도의 외피 마감천이나 외피시트와 같은 보호용 천을 덧대지 않아도 되므로 자동차용 발열시트나 발열매트와 같은 발열제품을 단순하고 간결하게 제조할 수 있어서 자재비와 조립비용을 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다.

도1은 종래 면상도전체를 설명하기 위한 도면,
도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도,
도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체에서 적용할 수 있는 도전선의 다른 형태를 부분 확대하여 나타낸 사시도,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제1 변형예를 설명하기 위한 요부 부분 절개사시도,
도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도,
도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도,
도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도,
도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도,
도8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도,
도9a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법을 설명하기 위한 공정도,
도9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법을 설명하기 위한 분리 사시도,
도9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법의 도전선 가공단계를 설명하기 위한 부분 공정도,
도10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법에서 적용할 수 있는 도전선 배치단계를 설명하기 위한 사시도,
도11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법에서 적용할 수 있는 홈 형성단계를 설명하기 위한 도면,
도12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2a 내지 도12에 의거하여 상세히 설명하고, 도2a 내지 도12에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도2a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도로서, 확대부 A는 요부의 부분 절개사시도이고, 확대부 B는 도전선의 일부를 확대 도시한 사시도이다.

도2a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 면상체(1)와 이 면상체(1)에 배치되는 도전선(2)으로 구성되되, 면상체(1)에는 도전선(2)이 삽입되도록 표면에 희망하는 도전선의 배치 형상과 대응되도록 요입되는 도전선삽입홈(11)이 형성되어 있다.

면상체(1)는 면상구조를 갖는 다양한 종류의 면상부재가 선택되어 적용될 수 있다. 예컨대, 면상체(1)는 직물지, 합성수지 시트, 발포패드, 천연 및 인조 피혁지 중에서 선택될 수 있다.

그리고 도전선삽입홈(11)은 적용제품(자동차용 발열시트, 발열매트 등)에 맞게 면상체(1)에 특정 경로로 설계되는 홈 형태의 구성요소로서, 면상체(1)의 깊이방향(면상체의 표면에 대해 수직방향이나 대각 방향을 의미함)으로 날카로운 도구에 의해 절삭 또는 절단 방식으로 형성되거나, 가열된 도구에 의해 융해(여기서, 융해는 온도의 상승과 더불어 연속적으로 유동성 액체 형태로 연화((軟化)한다는 것을 의미함)되어 형성되거나, 레이저 가공장비에 의한 레이져 가공 방식으로 형성될 수 있다.

특히, 도전선 삽입 홈(11)은 도전선(2)의 이탈이 방지되도록 면상체(1)의 깊이방향으로 요입 되는 도전선 삽입부(111)와, 이 도전선 삽입부(111)상에서 연장되어 도전선(2)이 안착되는 도전선고정부(112)로 구성된다. 이때, 도전선고정부(112)는 도2의 확대부 A에 도시된 바와 같이 도전선 삽입부(111)에 대해 기울기를 갖도록 연장, 형성되어 안착된 도전선(2)이 이탈되지 않도록 고정하는 기능을 수행한다.

그리고, 도전선고정부(112)는 도2의 확대부 A에 도시된 바와 같이 도전선 삽입부(111)에 대해 예각을 이루도록 사선 형상으로 형성될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니며 호 형상, 'u'자 형상 등으로도 형성될 수 있다.

한편, 도전선(2)은 전기회로나 발열회로를 구성하도록 면상체(1)에 배치될 수 있고 도전성을 갖는 선재라면 특별한 제한 없이 선택, 적용할 수 있지만 본 실시예서는 절연피복된 도전성을 갖는 선사로 형성된 도전사(22)와, 도전사(22)의 외면에 엮어지거나 감김되는 외피사(23)를 포함하는 섬유기반 도전선(2a)으로 구성되어 있다.

여기서 섬유기반 도전선(2a)은 도전사(22)를 섬유사와 혼사하는 방식으로 사 가공함으로써 섬유사와 유사한 가요성과 부드러운 촉감을 갖도록 구성한 도전선을 의미한다.

특히, 도전선(2)은 가요성을 가지고 있어서 그 배치 경로 상에서 급격한 굴곡부가 있더라도 용이하게 배치할 수 있고 이물감을 발생하지 않도록 1000 마이크로미터(㎛) 이하의 직경이 되도록 구성한 것을 적용한다.

섬유기반 도전선(2a)에 대해 보다 구체적으로 설명하면 도2의 확대부 B에 나타난 바와 같이 중심에 배치되는 중심사(21)와, 이 중심사(21)에 엮어지고 도전성을 갖는 선사로 형성된 복수 가닥의 도전사(22), 및 도전사(22)의 외면에 감겨지는 복수 가닥의 외피사(23)로 구성되어 있다.

상기 중심사(21) 및 외피사(23)는 다양한 무기 섬유사 및 유기 섬유사로 구성될 수 있지만 도전사(22)에 비해 인장강도가 큰 것을 적용하되 섬유기반 도전선이 발열선으로 적용되는 점을 고려하여 절연 특성이 뛰어나고 내열특성을 갖는 선사를 적용한다. 본 실시예에서는 후술되는 바와 같이 도전사가 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 동선 또는 스테인레스선으로 적용되므로 고장력 섬유사, 세라믹 섬유사, 유리섬유사 중에서 어느 하나가 선택되어 적용될 수 있다. 그리고, 고장력 섬유사가 선택, 적용될 경우에는 내열 특성이 뛰어나고 인장강도가 큰 것으로 알려진 아라미드계 섬유사로서 케브라사(상품명)나 아라미드사(상품명)가 선택, 적용될 수 있다. 여기서, 고장력 섬유사는 공지된 케브라사나 아라미드사 정도의 인장강도를 갖는 섬유사를 의미한다

그리고, 중심사(21)는 외력의 인가시 섬유기반 도전선(2a)이 늘어나고 외력의 해제시에 수축될 수 있도록 신축성 고분자사로 구성될 수 있다. 이때, 도전사(22) 및 외피사(23)는 중심사(21)에 차례로 감겨진 감김 구조로 구성된다. 여기서, 신축성 고분자사는 통상 스판사로 호칭되는 섬유사로서 신축성 고분자수지에 의해 형성된다. 예컨대 신축성 고분자 수지는 실리콘 계열의 고무, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레트탈레이트 또는 이들의 공중합체 등의 소재로 제작된 것이 적용될 수 있다.

상기 도전사(22)는 도전성 금속으로 형성된 금속사, 탄소사, 도전성 물질(도전성 금속나노입자, 금속산화물 입자, 그래핀 등)을 포함하는 섬유사, 도전성 물질이 코팅된 섬유사 등을 적용할 수 있지만, 스테인레스, 티타늄, 동(Cu) 등으로 형성되고 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 절연피복된 도전성 금속사를 적용하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 20 내지 100 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 절연 피복된 동선이나 스테인레스선을 적용하여 구성하였다.

한편, 도전선(2)은 적용제품에 맞게 설계된 도전선 삽입 홈(11)에 신속하게 삽입, 설치할 수 있도록 기 설계된 도전선 삽입 홈의 배치형상과 동일하게 성형되는 것이 중요하다. 즉, 도전선(2)이 기 설계된 도전선 삽입 홈의 배치형상과 동일한 형상을 갖도록 특정 형상으로 딱딱하게 성형된 경우, 특정 형태가 쉽게 변형되지 않고 안정적으로 유지되므로 한번에 도전선 삽입 홈(11)에 밀어 넣어 신속하게 설치할 수 있어서 일일이 도전선을 꿰매어 고정하거나 순차적으로 밀어 넣으면서 장시간에 걸쳐서 설치작업을 수행하지 않아도 되는 장점이 있다.

이를 위해, 도전선(2)은 도2의 확대부 B에 도시된 바와 같이 외피사(23)의 외면에 열가소성 수지 또는 열경화성 수지와 같은 수지로 형성된 형상유지층(24a)이 적층되어 있다. 이러한 형상 유지 층(24a)은 도전선(2)을 기 설계된 도전선 삽입 홈(11)의 배치형상과 동일하게 배치한 상태에서 열을 인가하게 되면 융해된 수지가 외피사(23) 및 도전사(22) 등으로 침투하게 되고, 이후 경화되면 도전사(22) 및 외파사(23)와 하나의 덩어리로 굳어져 기 설계된 도전선 삽입 홈(11)의 배치형상과 동일한 형태의 도전선(2)으로 성형된다.

도2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체에서 적용할 수 있는 도전선의 다른 형태를 부분 확대하여 나타낸 사시도이다.

도전선(2)은 도2b에 도시된 바와 같이 도전사(22)와 동반되어 배치되고 도전선을 희망하는 배치 형상으로 유지시키는 형상유지선(24b)이 더 구비될 수 있다.

형상유지선(24b)은 외피사(23)의 외면에 열가소성 수지 또는 열경화성 수지와 같은 수지로 형성된 합성수지선이 배치될 수 있다. 여기서 합성수지선은 외피사(23)의 외면 외에도 중심사(21)의 배치위치에 함께 배치되거나 도전사(22)의 배치위치에 함께 배치될 수도 있다.

상기한 합성수지선은 도전선(2)을 기 설계된 도전선 삽입 홈(11)의 배치형상과 동일하게 배치한 상태에서 열을 인가하게 되면 합성수지층과 마찬가지로 융해되어 외피사(23) 및 도전사(22) 등으로 침투하게 되고, 이후 경화되면 도전사 및 외피사와 하나의 덩어리로 굳어져 기 설계된 도전선삽입홈의 배치형상과 동일한 형태의 도전선으로 성형된다.

그리고, 형상유지선(24b)은 합성수지선 외에도 형상기억합금(shape memory alloy) 또는 형상기억수지(shape memory resin)를 선형 부재로 형성한 형상 기억 선으로 구성될 수도 있다. 형상 기억 선은 열 등의 물리적 특성이 변화하면 특정 형상으로 변형하는 통상의 형상기억합금(shape memory alloy) 및 형상기억수지(shape memory resin)를 적용하여 구성할 수 있으므로 구체적인 설명을 생략한다.

그리고, 전술한 바와 같이 도전선(2)을 기 설계된 도전선 삽입 홈(11)의 배치형상과 동일하게 배치하는 과정과 이와 같이 배치된 도전선을 성형하는 방법은 이하의 제조방법에서 보다 구체적으로 살펴본다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 면상체(1)에 도전선 삽입 홈(11)을 형성하고, 이 도전선 삽입 홈(11)과 대응하는 형상으로 성형된 도전선(2)을 도전선 삽입 홈(11) 형성부위에 위치시킨 상태에서 프레스 방식 등으로 가압하여 삽입하게 되면 제조과정이 완료된다. 이에 따라 종래와 같이 일일이 도전선(2)을 꿰매어 고정하는 방식이나, 자수 방식 또는 직조 방식으로 배치, 고정하는 것에 비해 현저히 신속하게 간편하게 면상도전체를 제조할 수 있어서 생산성이 향상되고 생산원가가 절감되는 장점이 있다.

이와 같이 제조된 도전선 매립형 면상도전체는 온열매트로 적용할 경우 도전선(2)이 외부로 노출되지 않아 피부와의 접촉 시에 이물감이 발생되지 않고 도전선(2)으로부터 방출된 열기가 장시간 보온되므로 열효율이 우수한 장점이 있다.

특히, 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 종래의 면상발열체와 같이 발열선이 외부로 노출되는 것이 아니므로 별도의 외피 마감천이나 외피시트와 같은 보호 천을 덧대지 않아도 되므로 자동차용 발열시트나 발열매트와 같은 발열제품을 단순하고 간결하게 제조할 수 있어서 자재비와 조립비용을 현저히 절감할 수 있는 장점이 있다.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제1 변형예를 설명하기 위한 요부 부분 절개사시도이다.

제1 변형예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 면상체(1)에 도전선(2)이 삽입되도록 표면에 희망하는 도전선의 배치 형상과 대응되도록 요입되는 도전선 삽입 홈(11)이 형성되고, 이 도전선 삽입 홈(11)은 깊이방향으로 요입되는 도전선삽입부(111)와, 이 도전선 삽입부(111)상에서 연장되어 도전선(2)이 안착되는 도전선고정부(112)로 구성되되, 이 도전선고정부(112)는 서로 이격되게 복수 개로 구성되어 있다.

제1 변형예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 도3에 도시된 바와 같은 도전선 삽입 홈(11)이 하나의 도전선 삽입부(111)에 복수 개의 도전선고정부(112)가 형성된 구조로 되어 있으므로 보다 조밀하게 도전선을 배치, 고정할 수 있으므로 구조가 간단하면서도 발열 특성이 우수한 면상도전체를 구현할 수 있는 장점이 있다.

이하, 본 발명에 따른 제2 내지 제6 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예와 그 변형예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 제2 내지 제6 실시예에서는 제1 실시예와 그 변형예 등에 나타난 구성요소 또는 제2 내지 제6 실시예에 나타난 구성요소 중에서 서로 간에 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도로서, 확대부는 요부의 부분 절개사시도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 면상 구조로 형성된 면상체(1)와, 이 면상체(1)에 배치되는 도전선(2)을 포함하고, 도전선(2)이 삽입되도록 면상체(1)의 표면에 희망하는 도전선(2)의 배치 형상과 대응되도록 요입되는 도전선 삽입 홈(11)이 구비되되, 도전선 삽입 홈(11)은 입구 부분에 간격이 좁게 형성된 제1 삽입홈부(113)와, 이 제1 삽입 홈부(113)에 연이어 형성된 제2 삽입 홈부(114)를 구비한다.

여기서 제2 삽입홈부(114)는 도전선(2)이 안착되는 부분으로 제1 삽입홈부(113)를 통해 진입된 도전선이 이탈되지 않도록 제1 삽입홈부(113)에 비해 간격(틈새의 이격 거리)가 넓게 되어 있다.

그리고 제2 삽입홈부(114)는 도4의 확대부에 도시된 바와 같이 단면 형상이 원형 구조로 형성되어 있으나 이에 제한되는 것은 아니며 도전선이 걸림 될 수 있는 구조라면 삼각형, 사각형, 반원형 등으로도 다양하게 구성할 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 도전선(2)을 제1 삽입홈부(113)에 위치시킨 후 가압하게 되면, 이 제1 삽입홈부(113)와 접한 면상체(1) 부위가 좌우로 벌어지면서 도전선(2)이 내부로 진입된 후 제2 삽입홈부(114)로 삽입, 안착된다. 이와 같이 도전선(2)이 제2 삽입홈부(114)로 삽입, 안착되면 제1 삽입홈부(113)의 좌우측 면상체 부분이 탄성력에 의해 벌어진 상태에서 복원되면서 제1 삽입홈부(113)의 간격이 좁아지게 되므로 도전선(2)은 이탈되지 않고 안정적으로 고정된다.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도로서, 확대부는 요부의 부분 절개사시도이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 면상 구조로 형성된 면상체(1)와, 이 면상체(1)에 배치되는 도전선(2)을 포함하고, 도전선(2)이 삽입되도록 면상체(1)의 표면에 희망하는 도전선의 배치 형상과 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈(11)과, 도전선 삽입 홈(11)으로 삽입되는 도전선(2)의 이탈을 방지하기 위해 설치되는 이탈방지부재(3)로 구성되어 있다.

상기 도전선 삽입 홈(11)은 면상체(1)의 깊이방향으로 요입 되는 절개 홈으로 형성되고, 상기 이탈방지부재(3)는 절개 홈으로 삽입되는 끼움 편(31)으로 구성되어 있다.

끼움편(31)은 설치된 상태에서 도전선(2)의 이탈을 방지하는 기능을 수행함과 동시에 면상체에 쉽게 이탈되지 않고 고정되는 구조라면 특별한 제한은 없으나, 본 실시예에서는 절개 홈으로 삽입되는 끼움부(311)와, 이 끼움부(311)에 돌출되는 고정쐐기(312)로 구성되어 있다. 그리고 끼움편(31)은 끼움부(311)의 외측에 면상체(1)의 표면에 안착되는 안착부(313)가 형성되어 있다. 여기서 안착부(313)는 반드시 필요한 구성요소가 아니므로 생략할 수도 있다.

그리고, 끼움편(31)은 실리콘 수지 등과 같이 가요성을 갖는 소재를 이용하여 막대 형상으로 형성한 것으로, 도전선(2)의 배치 형상과 대응하는 형상으로 끼움편(31)을 성형하고 끼움부(311)의 단부에 특정 형상(희망하는 도전선의 배치 형상)으로 기 성형된 도전선(2)을 고정한 후 도전선 삽입 홈(11)에 압입하여 설치한다.

전술한 바와 같은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 도전선(2)을 끼움편(31)의 단부에 고정 또는 부착시킨 후 가압하게 되면, 이 도전선 삽입 홈(11)과 접한 면상체 부위가 좌우로 벌어지면서 도전선(2) 및 끼움편(31)이 내부로 진입되고 고정쐐기(312)가 도전선 삽입 홈(11)의 내벽 면에 압입, 고정되므로 도전선(2)은 이탈되지 않고 안정적으로 고정된다.

도6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도로서, 확대부는 요부의 부분 절개사시도이다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 면상 구조로 형성된 면상체(1)와, 이 면상체(1)에 배치되는 도전선(2), 도전선(2)이 삽입되도록 면상체(1)의 표면에 희망하는 도전선의 배치 형상과 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈(11)과, 도전선 삽입 홈(11)으로 삽입되는 도전선의 이탈을 방지하기 위해 설치되는 이탈방지부재(3)로 구성되되, 이탈방지부재(3)는 도전선 삽입 홈(11)에 채워져 경화되는 고착부재(32)로 구성되어 있다.

고착부재(32)는 가열 시에 융해되는 열가소성수지로 형성된 핫멜트 접착제를 도전선(2)이 도전선 삽입 홈(11)에 삽입된 상태에서 주입, 경화시켜 형성한다. 이와 같이 도전선 삽입 홈(11)에 고착부재(32)가 형성되면 도전선(2)을 면상체에 일체로 고착시키게 되므로 도전선의 이탈을 방지할 수 있다.

도7은 본 발명의 제5 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도로서, 확대부는 요부의 부분 절개사시도이다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 면상 구조로 형성된 면상체(1)와, 이 면상체(1)에 배치되는 도전선(2), 도전선이 삽입되도록 면상체의 표면에 희망하는 도전선의 배치 형상과 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈(11)과, 도전선 삽입 홈(11)으로 삽입되는 도전선의 이탈을 방지하기 위해 설치되는 이탈방지부재(3)로 구성되되, 이탈방지부재(3)는 면상부재(33)로 구성되어 있다.

면상부재(33)는 직물지, 부직포, 합성수지시트 등으로 구성되는 것으로 도전선(2)이 도전선 삽입 홈(11)에 삽입된 상태에서 부착됨으로써 도전선의 이탈을 방지하게 된다.

도8은 본 발명의 제6 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 나타낸 사시도로서, 확대부 C는 도전선의 일부를 확대한 사시도, 확대부 D는 지시된 부분의 단면 구조를 나타낸 것이고, 확대부 E는 지시한 부분의 단면 구조를 나타낸 것이다.

본 발명의 제6 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체는 면상 구조로 형성된 면상체(1)와, 이 면상체(1)에 배치되는 도전선(2)을 포함하고, 도전선(2)이 삽입되도록 면상체(1)의 표면에 희망하는 도전선의 배치 형상과 대응되도록 요입되는 도전선삽입홈(11)을 구비하되, 도전선 삽입 홈(11)의 배치 형상과 대응하는 형상으로 성형된 도전선(2)을 지지하여 형상을 유지시키는 도전선 지지부재(4)가 구성되어 있다.

상기 도전선(2)은 적용제품에 맞게 설계된 배치 형상으로 성형되는 것이 중요하다. 이를 위해 도전선(2)은 전술한 제1 실시예에 기재된 바와 같이 형상 유지층(24a)이 적층되거나 형상유지선(24b)이 배치되어 가열, 용융된 후 설계된 배치 형상을 갖도록 성형된다.

그리고, 도전선(2)은 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이 중심사(21), 도전사(22) 및 외피사(23)로 이루어진 것을 대표적으로 적용하되, 외피사(23)는 확대부 C에 나타난 바와 같이 다수의 기모가 구비된 기모사(23a,일명 털실)를 적용함으로써 도전선지지부재(4)에 보다 견고하게 고착될 수 있도록 구성한다.

상기 도전선 지지부재(4)는 도전선(2)이 고정되도록 면상시트로 구성된다. 면상시트는 창호지와 같은 종이재, 부직포, 천, 그물망 등으로 구성되는 것으로, 확대부 D에 나타난 바와 같이 면상시트의 표면에 설계된 배치 형상으로 성형된 도전선(2)이 안착되어 부착된다. 이와 같이 도전선 지지부재(4)에 도전선(2)이 부착되면 면상시트의 펄프 조직이나 섬유사에 의해 고착된 도전선이 지지되어 형태를 유지하게 되므로 도전선(2)의 이동 및 설치 시에 도전선 지지부재(4)를 잡고 취급할 경우 성형된 도전선의 구부러짐과 같은 변형을 방지할 수 있다.

전술한 제6 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 조립과정을 간략하게 설명하면, 먼저 적용제품에 맞게 설계된 배치 형상으로 도전선(2)을 성형하고, 이 성형된 도전선(2)을 도전지지부재(4)에 부착, 고정한다. 이후, 면상체(1)에 설계된 도전선의 배치형상과 대응하는 형상으로 도전선 삽입 홈(11)을 형성하고 작업자 또는 조립장비가 도전선 지지부재(4)를 잡아 이동시켜 도전선 삽입 홈(11)과 도전선(2)이 일치되도록 한 후 가압하여 조립할 수 있다. 이와 같이 도전선 지지부재(4)에 도전선(2)이 부착되면 휘어질 수 있는 도전선을 직접 거취하여 이동시키는 것이 아니라 도전선 지지부재(4)를 매개로 설치작업을 수행하는 것으로 도전선의 변형을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법을 설명한다.

도9a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법을 설명하기 위한 공정도, 도9b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법을 설명하기 위한 분리 사시도, 도9c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법의 도전선 가공단계를 설명하기 위한 부분 공정도이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법은 도9a 및 도9b에 도시된 바와 같이 면상체 준비단계(S1), 도전선 가공단계(S2), 홈 형성단계(S3), 및 도전선 설치단계(S4)를 시행하여 면상체(1)에 도전선(2)이 매립되는 형태로 배치된 면상도전체를 제조한다.

면상체 준비단계(S1)는 면상 구조를 갖는 면상체(1)를 준비하는 단계로서, 직물지, 합성수지 시트, 발포패드, 천연 및 인조 피혁지 등과 같은 면상체(1) 중에서 적용제품(온열매트, 자동차용 온열시트 등)의 특성에 맞는 소재의 면상체를 선택하고 적용제품의 크기에 맞게 재단하여 준비한다.

도전선 가공단계(S2)는 도9a 내지 도9c에 도시된 바와 같이 면상체(1)에 배치되는 도전선(2)을 가공하여 준비하는 단계로서, 전원의 통전이 가능한 도전선(2)에 형상유지를 위한 성형물(형상유지지층 또는 형상유지선)을 배치, 형성하는 형상 유지물 배치단계(S24), 이 도전선을 희망하는 경로(형상)으로 배치하는 도전선 배치단계(S25), 및 도전선 배치단계(S25)에 의해 희망하는 형상으로 배치된 상태가 유지되도록 도전선 성형단계(S26)를 포함하여 시행한다.

도전선(2)은 도전성 금속으로 형성된 금속사, 탄소사, 도전성 물질(도전성 금속나노입자, 금속산화물 입자, 그래핀 등)을 포함하는 섬유사, 도전성 물질이 코팅된 섬유사 등을 적용할 수도 있지만 본 실시예에서는 도2a의 확대부 B부 및 도2b에 도시된 바와 같이 중심사(21), 도전사(22) 및 외피사(23)로 이루어진 섬유기반 도전선(2a)을 적용하여 시행한다.

그리고, 도전선 가공단계(S2)는 적용되는 도전선(2)을 별도의 사(絲) 가공이 요구되지 않은 선재일 경우 형상 유지물 배치단계(S24), 도전선 배치단계(S25), 및 도전선 성형단계(S26)만을 순차 시행하면 되지만 본 실시예에서는 도2a의 확대부 B부 및 도2b에 도시된 바와 같이 중심사(21), 도전사(22) 및 외피사(23)로 이루어진 섬유기반 도전선(2A)을 적용하므로 이하와 같은 별도의 추가 공정이 필요하다.

보다 구체적으로 설명하면, 도전선 가공단계(S2)는 도2a에 도시된 형태의 도전선이 얻어지도록 형상 유지물 배치단계(S24)의 시행에 앞서 내부 중심에 위치하도록 중심사(21)를 공급하는 중심사 공급단계(S21), 이 중심사(21)에 외면에 다수 가닥의 도전사(22)를 엮거나 감는 도전사 배치단계(S22), 및 도전사(22)의 외면에 외피사(23)로서 다수 가닥의 섬유사를 엮거나 감는 외피사 배치단계(S23)를 시행하고, 외피사(23)의 외면에 합성수지층과 같은 형상 유지층(24a)을 적층하는 방식으로 형상 유지물 배치단계(S24)를 시행한다. 여기서, 형상유지물 배치단계(S24)는 중심사 공급단계(S21)의 시행 후 또는 도전사 배치단계(S22)의 시행 후에 합성수지층을 적층하는 방식으로도 구현할 수 있다.

그리고, 중심사 공급단계(S21), 도전사 배치단계(S22), 및 외피사 배치단계(S23)는 권취기(선형부재를 꼬아서 감는 기계) 또는 권선기 등으로 호칭되는 장비에 중심사(21)를 직선적으로 공급, 이동시키면서 그 둘레에 도전사(22)와 외피사(23)를 차례로 감아 동시에 적층하는 방식으로 수행한다. 이후, 도포기를 이용하여 외피사(23)의 표면에 합성수지를 도포, 경화시키는 방식으로 형상유지물 배치단계(S24)를 시행한다.

한편, 도2b에 도시된 형태의 도전선(2a)을 제조하기 위해 도전선 가공단계(S2)는 형상 유지물 배치단계(S24)의 시행에 앞서 내부 중심에 위치하도록 중심사(21)를 공급하는 중심사 공급단계(S21), 이 중심사(21)에 외면에 다수 가닥의 도전사(22)를 엮거나 감는 도전사 배치단계(S22), 및 도전사(22)의 외면에 외피사(23)로서 다수 가닥의 섬유사를 엮거나 감는 외피사 배치단계(S23)를 시행하되, 외피사 배치단계의 시행과 동시에 합성수지선과 같은 형상유지선(24b)을 배치하는 형상 유지물 배치단계(S24)를 시행하는 방식으로도 수행할 수 있다. 여기서, 형상유지물 배치단계(S24)는 중심사 공급단계(S21)의 시행과 동시에 시행하거나, 도전사 배치단계(S22)의 시행과 동시에 시행하는 방식으로도 구현할 수 있다.

그리고, 중심사 공급단계(S21), 도전사 배치단계(S22), 외피사 배치단계(S23), 및 형상유지물 배치단계(S24)는 권취기(선형부재를 꼬아서 감는 기계) 또는 권선기 등으로 호칭되는 장비에 중심사(21)를 직선적으로 공급, 이동시키면서 그 둘레에 도전사(22)와, 외피사(23) 및 형상유지선(24b)을 차례로 감아 동시에 적층하는 방식으로 수행한다.

도10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법에서 적용할 수 있는 도전선 배치단계를 설명하기 위한 사시도이다.

도10을 참조하면, 도전선 배치단계(S25)는 도전선(2)을 희망하는 형상(적용제품의 도전선 배치 형상)으로 정위치 시키는 단계로서, 예컨대 적용제품의 도전선 배치형상에 맞게 정반(5)에 다수의 핀(6)을 설치한 후 도전선(2)을 희망하는 경로를 따라 이동시키면서 핀(6)에 걸어 매는 방식으로 배치할 수 있다. 이때, 핀(6)에 도전선(2)을 여러 번 감는 방식으로 다층 또는 여러 겹으로 배치한 후 도전선 성형단계를 시행하고 컷팅작업을 수행하게 되면 한 번에 대량의 성형된 도전선을 얻을 수 있다.

게 되면 대량 생산이 가능하게 된다.

그리고, 도전선 배치단계(S25)는 도10에 도시된 방식 외에도 설계된 도전선 배치형상과 일치되는 경로의 선 삽입 홈이 형성된 금형(미도시)을 준비하고, 이 금형의 선 삽입 홈을 따라 도전선을 삽입, 배치하는 방식으로도 시행할 수 있다.

한편, 도전선 성형단계(S26)는 도9b에 도시된 바와 같이 도전선(2)의 형상을 희망하는 형상으로 성형시키는 단계로서, 도2a에 도시된 형태의 도전선이나, 도2b에 도시된 형태의 도전선에 열기를 인가하게 되면 형상유지선(24b) 또는 형상유지층(24a)이 열에 의해 융해되면서 수지가 도전사(22)나 외피사(23)의 표면 및 조직으로 침투된다. 이후 냉각과정을 수행하게 되면 내부로 침투된 수지가 경화되므로 도전선은 도전선 배치단계(S25)에 의해 배치된 형태로 굳어 도9b에 도시된 바와 같이 견고한 형태를 유지하게 된다. 예컨대, 도전선 성형단계(S26)는 도전선 배치단계(S25)에 의해 도10에 도시된 형태로 도전선이 배치된 정반(5)을 가열로(가마)에 투입하여 통과시키게 되면 형상유지선(24b)이 열에 의해 융해되면서 수지가 도전사(22)나 외피사(23)의 표면 및 조직으로 침투되고, 냉각과정을 수행한 후 컷팅 등의 마감공정을 거치게 되면 도9b에 도시된 형태의 성형된 도전선(2)이 얻어지게 된다.

홈 형성단계(S3)는 도9b에 도시된 바와 같이 면상체(1)에 도전선(2)이 삽입되는 도전선삽입홈(11)을 희망하는 경로로 형성하는 단계로서, 이때 도전선삽입홈(11)은 상기 도전선 성형단계에 의해 성형된 도전선의 형상과 동일한 경로로 형성된다.

그리고, 홈 형성단계(S3)는 면상체(1)의 깊이방향(면상체의 표면에 대해 수직 방향이나 대각 방향을 의미함)으로 날카로운 도구에 의한 절삭 또는 절단 방식, 가열 도구에 의한 융해 방식, 레이저 가공장비에 의한 레이져 가공 방식 등으로 수행할 수 있다. 이때 도전선 삽입 홈(11)의 형상은 도2a 내지 도4에 도시된 형태 등으로 형성할 수 있다.

도11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법에서 적용할 수 있는 홈 형성단계를 설명하기 위한 도면이다.

홈 형성단계(S3)는 면상체(1)로서 피혁지(1a)가 적용될 경우에 피혁 조직의 손상을 최소화하고 내구성에 악영향을 초래하지 않도록 시행하는 것이 중요하다. 보다 구체적 설명하면, 도11의 (a)에 도시된 피혁지(1a)에 도전선(2)의 배치경로를 따라 도11의 (b)에 도시된 바와 같이 표면을 탈피하는 제1 단계를 시행하고, 이 제1 단계에 의해 탈피된 표면에 수분을 투입(분무기로 물을 분사함)하여 도11의 (c)에 도시된 바와 같이 내부 피혁조직(1,콜라겐 등의 단백질로 이루어진 섬유 조직)이 팽창되어 외부로 노출되도록 하는 제2 단계를 시행하고, 상기 제2 단계에 의해 팽창된 내부 피혁조직을 도11의 (d)에 도시된 바와 같이 절삭, 제거하여 도전선삽입홈(11)을 형성하는 제3 단계를 순차 실시하는 방식으로 수행한다. 이후 도11의 (e)에 도시된 바와 같이 도전선(2)을 도전선 삽입 홈(11)에 설치하는 도전선 설치단계(S4)를 실시한다.

전술한 바와 같은 방식으로 피혁지(1a)에 도전선 삽입 홈(11)을 형성하게 되면 도전선 삽입 홈 주변의 급격한 변형이나 섬유조직의 단절을 최소화시킬 수 있어서 내구성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도전선 설치단계(S4)는 도전선 삽입 홈(11)에 도전선(2)을 삽입하는 단계로서, 가장 간단하게는 도전선 삽입 홈(11) 부위에 도전선(2)을 정위치 시키고 치구를 사용하여 가압하는 방식으로 실시할 수 있다.

그리고 도전선 설치단계(S4)는 대량 생산을 위해서 프레스 가공방식으로 수행하는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 설명하면, 하형금형(미도시)에 도전 선삽입 홈(11)이 형성된 면상체(1)를 배치시키고 도전선(2)의 배치형상과 동일한 형상의 가압돌부(미도시)가 저면에 돌출된 상형금형(미도시)을 하방으로 이동, 가압함으로써 한 번의 가압공정을 통해 도전선을 압입, 설치한다.

상기한 본 발명의 제1 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법을 수행하게 되면 전술한 바와 같은 제1 및 제2 실시예(도2a 내지 도3 참조)에 나타난 도전선 매립형 면상도전체를 제조할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 제3 내지 제5 실시예에 나타난 도전선 매립형 면상도전체를 제조하기 위해서는 이탈방지부재 설치단계를 추가로 더 시행할 수 있다. 이러한 이탈방지부재 설치단계는 도전선(2)의 이탈을 방지하기 위해 도5에 도시된 바와 같은 이탈방지부재(3)를 설치하는 단계로서, 도전선 설치단계의 시행시에 도전선(2)을 가압하는 과정에서 동시에 실시하거나, 별도의 독립적인 공정으로 시행할 수 있다. 즉, 제3 실시예에 나타난 도전선 매립형 면상도전체(도5 참조)는 도전선 설치단계를 통해 도전선(2)을 가압 삽입하는 과정에서 끼움편(31)를 가압, 설치하고, 제5 실시예에 나타난 도전선 매립형 면상도전체(도7 참조)는 도전선 설치단계를 통해 도전선(2)을 가압 삽입하는 과정에서 면상부재(33)를 가압, 설치하며, 제4 실시예에 나타난 도전선 매립형 면상도전체(도6 참조)는 도전선 설치단계의 시행 후에 핫멜트 접착제를 주입하여 고착부재(32)를 형성하는 방식으로 시행한다.

도12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법은 전술한 도5 및 도8에 도시된 전술한 제4 실시예 및 제6 실시예에 따른 도전선 매립형 면상도전체를 제조하기 위한 것으로, 제1 실시예에 따른 제조방법과 동일, 유사하게 면상체 준비단계(S1), 도전선 가공단계(S2), 홈 형성단계(S3), 및 도전선 설치단계(S4)를 시행하되, 도전선 설치단계(S4)의 시행 전에 도전선 고정단계(S5)를 더 실시한 후 시행한다.

도전선 고정단계(S5)는 도8에 도시된 바와 같이 도전선 가공단계(S2)를 통해 성형된 도전선(2)을 면상시트로 형성된 도전선 지지부재(4)에 안착, 고정시키는 단계이다. 그리고 도전선 고정단계(S5)는 도전선 가공단계(S2)를 통해 도전선(2)이 딱딱하게 특정 형상을 유지하도록 성형 됨에 따라 쉽게 형상이 변형되지는 않지만, 도전선의 배치 형태가 크거나 복잡할 경우 성형된 도전선의 운반 및 설치 시에 일그러질 수 있는 약점을 보완하기 위해 시행하는 단계이다.

또한, 도전선 고정단계(S5)에 이용되는 도전선 지지부재(4)는 도8에 도시된 바와 같이 창호지와 같은 종이재, 부직포, 천, 그물망 등으로 구성되는 것으로, 그 표면에 설계된 형상으로 성형된 도전선(2)이 안착되어 부착된다. 그리고, 도전선 지지부재(4)는 면상체(1)에 도전선(2)과 함께 부착되는 것이므로 영구적으로 부착되더라도 마감재, 장식재 등의 기능을 수행할 수 있도록 적용제품에 따라 도전선지지부재의 소재를 고려하여야 한다.

이와 같이 도전선 고정단계(S5)를 시행하게 되면 도전선 설치단계(S4)의 시행시에 도전선지지부재(4)에 도전선(2)이 부착되어 성형된 형태를 안정적으로 유지할 수 있고, 도전선(2)의 이동 및 설치 시에 도전선 지지부재(4)를 잡고 취급하므로 성형된 도전선(2)의 구부러짐과 같은 변형을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 도전선 매립형 면상도전체와 그 제조방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허 청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

전술한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1:면상체 11:도전선 삽입 홈
111:도전선 삽입부 112:도전선고정부
113:제1 삽입 홈부 114:제2 삽입 홈부
2:도전선 2a:섬유기반 도전선
21:중심사 22:도전사
23:외피사 24a:형상 유지층
24b:형상유지선 3:이탈방지부재
31:끼움편 311:끼움부
312:고정쐐기 313:안착부
32:고착부재 4:도전지지부재
S1:면상체 준비단계 S2:도전선 가공단계
S3:홈 형성단계 S4:도전선 설치단계
S5:도전선 고정단계

Claims (24)

1. 도전선 매립형 면상도전체에 있어서,
   면상 구조로 형성된 면상체; 및
   상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하되,
   상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입되는 도전선 삽입 홈이 구비되고,
   상기 도전선 삽입 홈은 상기 면상체의 깊이방향으로 요입 되는 도전선 삽입부와, 상기 도전선 삽입부상에서 연장되고 상기 도전선 삽입부에 대해 기울기를 갖도록 연장, 형성되는 도전선고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도전선 삽입부에는 상기 도전선고정부가 서로 이격되게 복수 개로 구성된 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
3. 제1항에 있어서,
   상기 도전선고정부는 상기 도전선 삽입부에 대해 예각을 이루도록 형성된 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
4. 도전선 매립형 면상도전체에 있어서,
   면상 구조로 형성된 면상체; 및
   상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하고,
   상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입홈이 구비되되,
   상기 도전선 삽입 홈은 입구 부분에 간격이 좁게 형성된 제1 삽입홈부와, 상기 제1 삽입홈부에 연이어 간격이 넓게 형성된 제2 삽입홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
5. 도전선 매립형 면상도전체에 있어서,
   면상 구조로 형성된 면상체; 및
   상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하되,
   상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈이 구비되고,
   상기 도전선 삽입 홈으로 삽입되는 상기 도전선의 이탈을 방지하기 위해 설치되는 이탈방지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
6. 제5항에 있어서,
   상기 도전선 삽입 홈은 상기 면상체의 깊이방향으로 요입되는 절개홈으로 형성되고,
   상기 이탈방지부재는 상기 절개홈으로 삽입되는 끼움편으로 구성되며,
   상기 도전선은 상기 끼움편의 단부에 고정된 상태에서 상기 도전선 삽입 홈으로 삽입, 설치되는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
7. 제6항에 있어서,
   상기 끼움편은 상기 절개홈으로 삽입되는 끼움부와, 상기 끼움부에 돌출되는 고정쐐기로 구성된 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
8. 제5항에 있어서,
   상기 이탈방지부재는 상기 도전선 삽입 홈에 채워져 경화되는 고착부재인 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
9. 제5항에 있어서,
   상기 이탈방지부재는 면상부재로 구성된 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
10. 도전선 매립형 면상도전체에 있어서,
    면상 구조로 형성된 면상체; 및
    상기 면상체에 배치되는 도전선을 포함하되,
    상기 도전선이 삽입되도록 상기 면상체의 표면에 희망하는 상기 도전선의 배치 경로와 대응되도록 요입 되는 도전선 삽입 홈이 구비되고,
    상기 도전선삽입홈의 배치 형상과 대응하는 형상으로 성형된 상기 도전선이 안착, 고정되는 도전선지지부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 도전선 지지부재는 상기 도전선이 안착, 고정되는 면상시트로 구성된 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전선은 도전성을 갖는 도전사와, 상기 도전사와 동반되어 배치되고 희망하는 상기 도전선의 배치 형상를 유지시키는 형상 유지선을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
13. 제12항에 있어서,
    상기 도전선은 내부 중심에 위치하도록 배치되는 중심사를 포함하고,
    상기 도전사는 다수 가닥으로 구성되어 상기 중심사의 외면에 엮여지거나 감김되고,
    상기 도전사의 외면에 엮여지거나 감김 되는 다수 가닥의 외피사를 더 구비하고,
    상기 형상 유지선은 상기 중심사, 상기 도전사 및 상기 외피사의 배치위치 중에서 적어도 한 곳 이상에 함께, 배치되되, 상기 도전선이 희망하는 배치 형상으로 배치된 상태에서 용융된 후 경화되어 희망하는 상기 도전선의 배치 형상이 유지되도록 하는 합성수지선인 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
14. 제13항에 있어서,
    상기 외피사는 다수의 기모가 구비된 기모사를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
15. 제12항에 있어서,
    상기 형상 유지선은 형상기억합금 또는 형상기억수지를 선형 부재로 형성한 형상기억선인 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
16. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전선은,
    도전성을 갖는 도전사;
    상기 도전사와 동반되어 배치되는 외피사; 및
    상기 외피사에 적층되어 경화되고 상기 도전사의 배치 형태를 유지시키는 형상 유지 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
17. 제16항에 있어서,
    상기 도전선은 내부 중심에 위치하도록 배치되는 중심사를 포함하고,
    상기 도전사는 다수 가닥으로 구성되어 상기 중심사의 외면에 엮여지거나 감김되고,
    상기 외피사는 다수 가닥으로 구성되어 상기 도전사의 외면에 엮여지거나 감김 되는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
18. 제17항에 있어서,
    상기 중심사는 비신축성 섬유사 또는 신축성을 갖는 신축성 고분자사로 구성되고,
    상기 도전사는 10 내지 500 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 절연 피복된 금속사가 다수 가닥 감김 되거나 엮여져 구성된 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체.
19. 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법에 있어서,
    면상 구조를 갖는 면상체를 준비하는 면상체 준비단계;
    상기 면상체에 배치되는 도전선을 가공하여 준비하는 도전선 가공단계;
    상기 면상체에 상기 도전선이 삽입되는 도전선 삽입 홈을 희망하는 경로로 형성하는 홈 형성단계; 및
    상기 도전선 삽입 홈에 상기 도전선을 삽입하는 도전선 설치단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법.
20. 제19항에 있어서,
    상기 도전선 설치단계에 의해 설치된 상기 도전선의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지부재를 설치하는 이탈방지부재 설치단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법.
21. 제19항에 있어서,
    상기 도전선 가공단계는,
    상기 도전선에 형상유지를 위한 성형물을 배치, 형성하는 형상유지물 배치단계;
    상기 도전선을 희망하는 형상으로 배치하는 도전선 배치단계; 및
    상기 도전선 배치단계에 의해 희망하는 형상으로 배치된 상태가 유지되도록 상기 도전선을 성형하는 도전선 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법.
22. 제21항에 있어서,
    상기 도전선 가공단계는 상기 도전선의 내부 중심에 위치하도록 중심사를 공급하는 중심사 공급단계; 상기 중심사에 외면에 다수 가닥의 도전사를 엮거나 감는 도전사 배치단계; 및 상기 도전사의 외면에 다수 가닥의 외피사를 엮거나 감는 외피사 배치단계를 포함하고,
    상기 형상유지물 배치단계는 상기 중심사, 상기 도전사 및 상기 외피사의 배치위치 중에서 적어도 한 곳 이상에 형상 유지선을 함께 배치하거나, 상기 중심사, 상기 도전사 및 상기 외피사의 배치위치 중에서 적어도 한 곳 이상에 상기 형상유지층을 적층하는 방식으로 시행하고,
    상기 도전선 성형단계는 상기 형상유지선 또는 상기 형상 유지 층을 융해시킨 후 상기 도전선의 형상을 희망하는 형상으로 경화시키는 방식으로 시행하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법.
23. 제19항에 있어서,
    상기 면상체는 피혁지로 구성되고,
    상기 홈 형성단계는, 상기 도전선의 배치경로를 따라 상기 피혁지의 표면을 탈피하는 제1 단계, 상기 제1 단계에 의해 탈피된 표면에 수분을 투입하여 내부 피혁 조직이 팽창되도록 하는 제2 단계, 상기 제2 단계에 의해 팽창된 내부 피혁조직을 절삭, 제거하여 상기 도전선 삽입 홈을 형성하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법.
24. 제19항에 있어서,
    상기 도전선 삽입 홈의 배치 형상과 대응하는 형상으로 성형된 상기 도전선을 도전선 지지부재에 안착, 고정시키는 도전선 고정단계를 시행한 후 상기 도전선 설치단계를 시행하는 것을 특징으로 하는 도전선 매립형 면상도전체의 제조방법.

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