KR20180089940A - 차량용 난방 패드 - Google Patents

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KR20180089940A
KR20180089940A KR1020170014555A KR20170014555A KR20180089940A KR 20180089940 A KR20180089940 A KR 20180089940A KR 1020170014555 A KR1020170014555 A KR 1020170014555A KR 20170014555 A KR20170014555 A KR 20170014555A KR 20180089940 A KR20180089940 A KR 20180089940A
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temperature
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황호훈
이진우
임병순
박임관
김동영
김동석
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주식회사 유니크
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Abstract

본 발명은 복사열을 이용하여 탑승자에서 난방을 제공함으로써 소음과 진동을 방지하고 공기의 대류로 인한 불쾌감을 해소할 수 있는 차량용 난방 패드에 ㄱ관한 것이다. 그 구성을 살펴보면, 차량의 대시보드에 설치되는 판형의 하우징과, 상기 하우징의 내부에 수납되는 상기 면상발열체와, 상기 면상발열체의 작동을 제어하는 제어모듈과, 상기 면상발열체가 수납된 상기 하우징의 전면에 결합되고 상기 면상발열체에서 발생할 열이 탑승자에게 전달되도록 상기 하우징의 테두리를 따라 형성된 링 형상의 베젤을 포함한다.

Description

차량용 난방 패드{HEATING PAD FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 난방 패드에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 원적외선 복사열을 이용하여 탑승자에게 난방을 제공하는 차량용 난방 패드에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 공조장치는 외부에서 실내로 유입되는 공기 또는 실내에서 순환되는 공기를 가열 및 냉각하여 냉난방을 함으로써 차량의 실내를 항상 쾌적하게 유지시키는 장치이다.
종래의 차량용 공조장치는 공조케이스의 내부로 공기를 송부하는 블로어 유닛을 포함하고, 공조케이스의 내부에는 공기를 가열하는 히터코어와 공기를 냉각시키는 증발기가 구비된다. 증발기나 히터코어에 의해 가열 및 냉각된 공기는 블로어 유닛에 의해 차량의 실내 각 부분으로 송풍된다.
상술한 차량용 공조장치는 블로어 유닛을 이용하여 가열 및 냉각된 공기를 송풍하는 대류열전달방식으로서, 블로어 유닛의 사용에 따른 소음과 진동의 문제, 그리고 주행풍 등의 혼입에 따른 냉난방 효율의 저하 등의 문제가 있었다.
또한, 가열 및 냉각된 공기가 토출되는 벤틸레이터의 방향에 따라 특정 부위에만 냉난방이 제공되는 문제가 있었다. 예컨대, 차량의 센터페시아에 마련된 벤틸레이터가 탑승자의 상체를 향하도록 설정할 경우 가열 및 냉각된 공기가 해당 부분에만 냉난방을 제공하므로 탑승자의 하체 측에는 적절한 냉난방이 이루어지지 못했다.
대한민국공개특허공보 제2010-0055001호(2010.05.26.)
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서 복사열을 이용하여 탑승자에서 난방을 제공함으로써 소음과 진동을 방지하고 공기의 대류로 인한 불쾌감을 해소할 수 있는 차량용 난방 패드를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 탑승자의 하체와 인접한 위치에 설치되어 해당 부분에 난방을 제공함으로써 쾌적한 난방 효과를 확보할 수 있도록 한 차량용 난방 패드의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 차량용 난방 패드는 전원 인가 시 열을 발생시키는 면상발열체를 포함하여 구성된다.
상술한 차량용 난방 패드는 차량의 대시보드, 예컨대 운전석의 조향핸들 하부, 조수석의 글로브 박스 하부 및 기어박스의 측면에 설치되고 탑승자의 하체와 인접하게 위치되어 난방을 제공한다.
그 구성을 살펴보면, 차량의 대시보드에 설치되는 판형의 하우징과, 상기 하우징의 내부에 수납되는 상기 면상발열체와, 상기 면상발열체의 작동을 제어하는 제어모듈과, 상기 면상발열체가 수납된 상기 하우징의 전면에 결합되고 상기 면상발열체에서 발생할 열이 탑승자에게 전달되도록 상기 하우징의 테두리를 따라 형성된 링 형상의 베젤을 포함한다.
또한, 본 발명은 탑승자와의 거리 또는/및 탑승자의 체온을 측정하는 센서를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 제어모듈은 상기 센서에서 측정된 거리값 또는/및 온도값에 따라 상기 면상발열체의 발열온도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 면상발열체와 상기 베젤 사이에 개재된 커버 시트를 더 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 상기 커버 시트는 상기 면상발열체에서 이격되게 배치되고, 상기 커버 시트가 상기 면상발열체에 접촉될 경우 상기 제어모듈이 상기 면상발열체의 발열온도를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 면상발열체의 온도를 측정하는 써미스터(Thermistor)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 하우징의 적어도 일측에 설치되고 전원 인가 시 빛을 발생시키 조명모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은, 면상발열체에서 발생한 복사열을 이용하여 탑승자에서 난방을 제공함으로써 소음과 진동을 방지하고 공기의 대류로 인한 불쾌감을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 운전석의 조향핸들 하부, 조수석의 글로부 박스 하부 및 기어박스의 측면 등 탑승자의 하체와 인접한 위치에 설치되어 해당 부분에 난방을 제공함으로써 쾌적한 난방 효과를 확보할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 센서를 이용하여 탑승자와의 거리, 탑승자의 체온 등을 측정하여 해당 조건에 따라 면상발열체의 발열온도를 제어함으로써 좀 더 쾌적한 난방이 가능하도록 한다. 더불어, 탑승자의 접촉 등 외력이 인가되어 커버 시트가 면상발열체에 접촉될 경우 면상발열체의 발열온도를 제어함으로써 화상 등의 안전문제를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 난방 패드의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 난방 패드의 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 난방 패드의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 난방 패드의 사용상태도.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 설명함에 있어, 그리고 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 난방 패드는 복사열을 이용하여 탑승자에서 난방을 제공하는 장치이다. 좀 더 상세하게는, 탑승자의 하체와 인접한 위치에 설치되어 해당 부분에 난방을 제공한다. 이를 위하여, 본 실시예에 따른 차량용 난방 패드(100)는 차량의 대시보드, 예컨대 운전석의 조향핸들 하부, 조수석의 글로브 박스 하부 및 기어박스의 측면에 설치되고 탑승자의 하체와 인접하게 위치되어 난방을 제공한다(도 4 참조).
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 차량용 난방 패드(100)를 살펴보도록 한다.
본 실시예에 따른 차량용 난방 패드(100)는, 차량의 대시보드 등에 설치되는 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부에 수납되는 면상발열체(120)와, 면상발열체(120)의 일측에 마련된 제어모듈(130)과, 면상발열체(120)가 수납된 하우징(110)의 전면(도면상 상면)에 결합되는 베젤(180)과, 면상발열체(120)와 베젤(180) 사이에 개재된 커버 시트(150)를 포함하여 구성된다.
하우징(110)은 대시보드 등의 패널에 설치 가능하도록 얇은 두께를 가진 판형으로 형성된다. 하우징(110)의 내부에는 면상발열체(120)의 설치를 위한 공간(112)이 형성된다. 하우징(110)의 일측에는 조명모듈(170)의 설치를 위한 홈(114)이 형성된다.
면상발열체(120)는 전원 인가 시 복사열을 발생시키는 수단이다. 이러한 면상발열체(120)는 기존 발열체에 비해 효율이 우수할 뿐만 아니라, 발열층이 일정한 패턴형상의 발열부를 포함함으로써 배터리의 온도의 균일성을 확보할 수 있다.
상술한 면상발열체(120)는 기재필름, 발열층 및 전극층이 순서대로 적층된 구조를 가질 수 있다.
상기 기재필름은 양면에 프라이머가 처리된 BOPET(Biaxiallyoriented polyethylene terephthalate), PI(polyimide), OPS(Oriented Polystyrene), OPP(oriented polypropylene), PEI(polyethyleneimine), PPS(Polyphenylene sulfide), PEN(Polyethylene naphthalate), PES(Poly(ether sulfones)) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으며, 절연성을 갖는다.
상기 전극층은 전극 간의 간격을 조절함으로써 최종 제품의 저항을 조절할 수 있다. 상기 전극층은 스크린 프린팅을 이용하여 발열층에 패터닝하여 형성될 수 있다. 일례로, 상기 전극층은 양극 전극부와 음극 전극부를 포함하고, 양극 전극부와 음극 전극부가 일정 거리 이격되어 서로 평행하게 형성될 수 있다.
상기 발열층은 탄소나노튜브(CNT), 카본 블랙, 그래핀, 그래파이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 이들을 둘 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 구체적으로, 카본섬유로 직조된 발열층, 부직포에 CNT나 그래핀을 함침시킨 발열층, 부직포에 전도성 카본을 함침시킨 발열층, 기재필름 상에 CNT나 그래핀 페이스트 또는 잉크를 코팅하여 제조한 발열층을 사용할 수 있다.
제어모듈(130)은 면상발열체(120)의 작동을 제어하는 수단이다. 제어모듈(130)은, 기판(132)과, 기판(132)에 실장된 제어칩(134)으로 구성된다. 기판(132)은 와이어(136)를 통해 면상발열체(120)와 연결되며, 제어칩(134)은 다양한 환경 조건에 따라 면상발열체(120)의 작동을 제어한다.
제어모듈(130)의 기판(132)에는 다양한 환경 조건을 측정하기 위한 센서(140)가 설치된다. 센서(140)는 차량용 난방 패드(100)와 탑승자의 거리를 측정하거나 탑승자의 체온을 측정할 수 있다.
제어모듈(130)의 제어칩(134)은 센서(140)를 통해 측정된 거리 및 체온에 따라 면상발열체(120)의 작동, 즉 발열온도를 제어한다. 예컨대, 탑승자가 차량용 난방 패드(100)에서 멀리 위치할 경우 발열온도를 높이고, 가깝게 위치할 경우 발열온도를 낮게 유지한다. 또한, 탑승자의 체온이 높을 경우 낮은 온도를 유지하며, 탑승자의 체온이 낮으면 발열온도를 높인다.
상술한 바와 같이, 탑승자와의 거리 및 탑승자의 체온을 감지하는 센서(140)는 IR(Infrared Ray) 센서일 수 있다. IR 센서는 적외선을 이용해 온도, 압력, 방사선의 세기 등 물리량이나 화학량을 검지하여 신호처리가 가능한 전기량으로 변화시키는 장치이다. 스스로 적외선을 발사하여 빛이 차단됨으로써 변화를 검지하는 능동식과, 자체의 발광기가 없고 외부로부터 받는 적외선의 변화만을 읽어내는 수동식이 있다.
한편, 본 실시예에 따른 차량용 난방 패드(100)는 면상발열체(120)의 온도를 측정하기 위한 써미스터(Thermistor, 160)를 더 포함하여 구성된다. 써미스터(160)는 면상발열체(120)의 표면을 덮도록 형성된 패치형태를 갖는다. 이처럼 패치형태의 써미스터(160)를 사용할 경우 면상발열체(120)의 발열온도를 균일하게 측정할 수 있다. 더불어, 써미스터(160)의 주변 온도까지 평균적으로 측정할 수 있어 면상발열체(120)의 발열 오차를 줄일 수 있다.
커버 시트(150)는 면상발열체(120)의 전면(도면상 상면)에 위치되어 면상발열체(120)로부터 탑승자를 보호하기 위한 수단이다. 이러한 커버 시트(150)는, 카본섬유층(154)과, 카본섬유층(154)의 상부에 적층된 직물층(152)으로 이루어진다.
본 실시예의 커버 시트(150)는 직물층(152)에 정전압 감지 처리되어 탑승자의 신체가 직접 접촉할 경우 면상발열체(120)의 작동을 정지시키거나 면상발열체(120)의 온도를 제어함으로써 화상 등의 안전문제를 예방할 수 있다. 즉, 탑승자의 피부가 직물층(152)에 직접 접촉되면 이를 감지하여 면상발열체(120)의 작동을 정지시키거나 면상발열체(120)의 온도를 제어한다.
한편, 탑승자의 무릎 등은 바지 등의 피복으로 인해 정전압을 이용한 감지가 용이하지 못하다. 특히, 피복을 통해 간접 접촉되는 경우 접촉 여부를 인지하지 못하여 접촉 상태를 장시간 유지하게 되고 이에 저온화상의 우려가 있다.
본 실시예의 커버 시트(150)는 전술한 저온화상의 문제를 해결하기 위하여 탑승자의 신체가 간접 접촉되는 경우에도 면상발열체(120)의 작동을 정지시키거나 면상발열체(120)의 온도를 제어함으로써 화상 등의 안전문제를 예방할 수 있다. 즉, 탑승자의 피복이 직물층(152)에 접촉될 경우 커버 시트(150)가 면상발열체(120)에 접촉되고 이를 감지하여 면상발열체(120)의 작동을 정지시키거나 면상발열체(120)의 온도를 제어한다.
본 실시예에 따른 차량용 난방 패드(100)는 차량의 고급스러움을 강조하는 조명모듈(170)을 더 포함하여 구성된다. 그 구성을 살펴보면, 기판(132)에 실장된 하나 이상의 발광소자(172)와, 발광소자(172)에서 발생한 빛을 확산시키는 도광판(174)으로 이루어진다.
베젤(180)은 면상발열체(120)가 수납된 하우징(110)의 전면에 결합된다. 베젤(180)은 면상발열체(120)에서 발생할 복사열이 탑승자에게 전달되도록 하우징(110)의 테두리를 따라 링 형상으로 형성된다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 통하여 설명하였는데, 상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화가 가능함은 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특정 실시예가 아니라 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 차량용 난방 패드 110: 하우징
120: 면상발열체 130: 제어모듈
140: 센서 150: 커버 시트
160: 써미스터 170: 조명모듈
180: 베젤

Claims (13)

  1. 전원 인가 시 열을 발생시키는 면상발열체를 포함하고,
    차량의 대시보드에 설치되며 탑승자의 하체와 인접하게 위치되어 난방을 제공하는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    차량의 대시보드에 설치되는 판형의 하우징;
    상기 하우징의 내부에 수납되는 상기 면상발열체;
    상기 면상발열체의 작동을 제어하는 제어모듈; 및
    상기 면상발열체가 수납된 상기 하우징의 전면에 결합되고, 상기 면상발열체에서 발생할 열이 탑승자에게 전달되도록 상기 하우징의 테두리를 따라 형성된 링 형상의 베젤을 포함하는 차량용 난방 패드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    탑승자와의 거리를 측정하는 센서를 더 포함하여 구성되고,
    상기 제어모듈은 상기 센서에서 측정된 거리값에 따라 상기 면상발열체의 발열온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
  4. 청구항 2에 있어서,
    탑승자의 체온을 측정하는 센서를 더 포함하여 구성되고,
    상기 제어모듈은 상기 센서에서 측정된 온도값에 따라 상기 면상발열체의 발열온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
  5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 센서는 IR(Infrared Ray) 센서인 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 면상발열체와 상기 베젤 사이에 개재된 커버 시트를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 커버 시트는, 카본섬유층과, 상기 카본섬유층의 전면에 마련된 직물층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 커버 시트는 상기 면상발열체에서 이격되게 배치되고, 상기 커버 시트가 상기 면상발열체에 접촉될 경우 상기 제어모듈이 상기 면상발열체의 발열온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패널.
  9. 청구항 2에 있어서,
    상기 면상발열체의 온도를 측정하는 써미스터(Thermistor)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패널.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 써미스터는 상기 면상발열체의 표면을 덮도록 형성된 패치형태인 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패널.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어모듈은, 기판과, 상기 기판에 실장된 제어칩을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
  12. 청구항 3에 있어서,
    상기 하우징의 적어도 일측에 설치되고 전원 인가 시 빛을 발생시키 조명모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 조명모듈은, 상기 기판에 실장된 하나 이상의 발광소자와, 상기 발광소자에서 발생한 빛을 확산시키는 도광판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 난방 패드.
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