KR20200016664A - 발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법 - Google Patents

발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 설정된 영역으로 형성되는 바디부에 발열층 및 절연층이 인쇄되는 발열체 어셈블리에 있어서, 상기 바디부는 곡면부 또는 평면부를 포함하는 입체 형상으로 형성되고, 상기 바디부의 입체 형상을 따라 상기 바디부에 상기 발열층 및 상기 절연층이 인쇄되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.

Description

발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법{HEATING ASSEMBLY, SYSTEM FOR PRINTING OF HEATING ELEMENT, AND METHOD FOR PRINTING OF HEATING ELEMENT}
본 발명은 발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 히터와 같은 발열을 요구하는 제품은, 바디부에 니크롬선을 피복으로 감싼 형태의 코드히터와, 코드 히터 위에 감싸지는 알루미늄 호일과, 전원케이블로 구성된다.
구체적으로, 이러한 발열을 요구하는 제품은 코드 히터, 시즈 히터, 루테녹스 히터, PTC 히터 등의 발열체를 바디부에 양면테이프, 접착제 등을 이용하여 부착하거나 별도의 열융착, 화학 에칭 등을 통해 부착한다. 이후, 알루미늄 호일을 감싸서 면상 발열체 형태를 만든다.
이와 같이, 종래의 코드 히터, 시즈 히터, 루테녹스 히터, PTC 히터 등의 발열체를 바디부에 부착하는 것은, 제조 공정상 다수의 공정과정을 거치게 되고, 이로 인해 공정 시간이 오래 걸리는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 부품 결합으로 인해 원가가 상승하게 된다.
또한, 곡면부를 포함하는 입체 형상의 바디부에 대응하여 발열체를 부착하는 경우, 코드히터와 같은 발열체는 바디부의 곡선부와 같은 꺽여지는 부분에서 과열이 발생하여 화재가 발생하는 위험성이 있다.
또한, 바디부와 발열체가 분리된 상태에서 접착제를 통해 결합되어야 하기 때문에, 바디부에 발열체가 완벽하게 부착되기 힘들다. 뿐만 아니라, 접착제의 불균일과 시간이 지남에 따라, 접착제의 접착력 저하로 인해 바디부에 온도 편차가 발생한다.
또한, 동테이프와 같은 전도성테이프를 이용하여 발열체의 단자부에 전원선을 연결함으로써, 테이프의 전도성 접착제의 불균일로 인해, 공급되는 전류가 균일하지 못하다. 뿐만 아니라, 시간이 지남에 따라 테이프의 접착력이 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 단자부에 전원선 연결을 위해, 리벳팅 방식을 이용할 수 있으나 바디부에 홀을 뚫는데 어려움이 있으며, 리벳팅 방식을 이용할 경우 발열체가 부착된 바디부에 손상을 주는 문제점이 있다.
대한민국 공개실용신안공보 제20-0350234호(2004.05.03.)
본 발명의 실시예들은 입체 형상 또는 평면 형상의 바디부에 발열부를 직접 인쇄하여, 다양한 제품이나 부품에 적용이 용이한 발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 바디부에 발열부를 직접 인쇄함으로써, 바디부와 발열부간의 결합력을 증가시킨 발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 니크롬선 코드 히터, 시즈 히터, 루테녹스 히터, PTC 히터 등의 발열체를 바디부에 결합하는 별도의 공정 없이, 발열을 요구하는 바디부에 발열부를 직접 인쇄하는 방식을 통해, 공수를 감소시킬 수 있는 발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 입체 형상 또는 평면 형상의 바디부에 발열부를 직접 인쇄하여, 발열 효율을 향상시킬 수 있는 발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 바디부의 전면과 후면이 연결되는 모서리부 또는 교차부에 발열부를 직접 인쇄하여, 기존에 모서리부나 교차부에서 발열체가 꺾임으로 인해 발열체의 전기적 특성의 변화로 인한 과열과 화재를 방지할 수 있는 발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 전원 공급을 위한 전원선을 단자부와 연결하기 위한 별도의 공정없이 안정적으로 연결할 수 있는 전원 연결부를 포함하는 발열체 어셈블리, 발열체 형성 시스템 및 발열체 형성 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 설정된 영역으로 형성되는 바디부에 발열층 및 절연층이 인쇄되는 발열체 어셈블리에 있어서, 상기 바디부는 곡면부 또는 평면부를 포함하는 입체 형상으로 형성되고, 상기 바디부의 입체 형상을 따라 상기 바디부에 상기 발열층 및 상기 절연층이 인쇄되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리를 제공한다.
또한, 상기 발열체 어셈블리는, 상기 바디부에 제1 크기를 가지도록 인쇄되어 전원을 공급받는 제1 단자부; 상기 제1 크기를 가지며, 상기 제1 단자부와 이격되어 인쇄되는 제2 단자부; 및 제2 크기를 가지며, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부 사이가 적어도 직선이 아닌 형태로 연결되도록 설정된 패턴으로 인쇄되는 발열부를 포함하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 발열층과 절연층은 상기 바디부에 적층되어 인쇄되되, 상기 발열층 또는 상기 절연층 중 어느 하나가 상기 설정된 패턴으로 상기 바디부에 인쇄되면 나머지 하나가 적층되며 인쇄되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 크기와 상기 제2 크기의 비율은 상기 제1 크기가 적어도 상기 제2 크기보다 두 배 이상인 것을 특징으로 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 발열층은, 은나노 입자 또는 은나노로드 입자를 포함하는 발열 조성물로 형성되되, 상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부에 적용된 상기 발열 조성물은, 상기 발열 조성물 총 중량 기준으로 상기 은나노 입자 70 ~ 99 중량% 및 상기 은나노로드 입자 1 ~ 30 중량%를 포함하고, 상기 발열부에 적용된 상기 발열 조성물은, 상기 발열 조성물 총 중량 기준으로 상기 은나노 입자 1 ~ 30 중량% 및 상기 은나노로드 입자 70 ~ 99 중량%를 포함하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 바디부에는, 상기 발열층 및 상기 절연층이 인쇄 가능하도록, 상기 설정된 패턴을 따라 음각부가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 단자부 또는 상기 제2 단자부로 전원을 공급하기 위한 전원 연결부;를 더 포함하되, 상기 전원 연결부는, 상기 제1 단자부 또는 상기 제2 단자부가 위치되는 제1 연결부; 및 상기 제1 단자부 또는 상기 제2 단자부로 전원을 공급하는 전원선이 연결되도록 상기 제1 연결부와 체결되는 제2 연결부;를 포함하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 연결부는, 상기 바디부에 일방향으로 돌출되도록 위치되고 일측면에 상기 제2 연결부와 체결되기 위한 고정홈이 형성된 돌출부;를 포함하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제2 연결부는, 내부 공간을 포함하되, 일 측에는 가이드홀이 형성되고 타 측에는 개방부가 형성되며, 상기 고정홈에 인입되는 고정부를 포함하는 캡; 및 상기 캡의 일 측에서 상기 가이드홀을 통하여 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 전원선이 삽입될 수 있는 전원선 삽입홀이 형성되는 전원선 가이드부;를 포함하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제2 연결부는 상기 내부 공간 내에서 상기 전원선 가이드부의 둘레를 따라 배치되는 탄성부재; 및 상기 탄성부재를 지지하도록 접촉되며 상기 전원선 가이드부가 관통되는 관통홀이 형성된 고정판을 포함하되, 상기 고정판은 상기 제2 연결부의 일측 또는 타측 중 적어도 어느 하나 이상에 배치되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제2 연결부는, 도체로 형성되고, 일 측은 상기 전원선 가이드부와 맞닿고 타 측은 상기 제1 연결부와 맞닿아 지지하며, 일 측과 타 측 사이를 탄성 지지하도록 라운드한 형상의 곡선부를 포함하는 탄성 클립;을 포함하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 연결부는, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부의 이격된 위치에 지지부가 형성되고, 상기 제2 연결부의 캡은 상기 제1 연결부가 상기 내부 공간에 위치되면 상기 지지부에 지지되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 크기를 가지는 제1 단자부와 제2 단자부가 이격되어 배치되며, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부 사이를 적어도 직선이 아닌 형태로 연결하는 발열부가 제2 크기를 가지며 인쇄되도록 설정된 패턴을 입력하는 입력신호를 출력하는 사용자 단말기; 상기 입력신호를 수신하여 대응되는 제어신호를 출력하는 제어부; 및 상기 제어신호를 수신하여 상기 설정된 패턴을 따라 발열이 필요한 바디부에 발열층 및 절연층을 포함하는 발열부를 인쇄하는 인쇄 장치를 포함하는 발열체 형성 시스템을 제공한다.
또한, 상기 인쇄 장치는, 발열층을 이루는 발열 물질이 저장되는 발열물질 저장부; 절연층을 이루는 절연 물질이 저장되는 절연물질 저장부; 상기 발열물질 저장부에 저장된 발열 물질을 상기 바디부에 인쇄하는 발열층 인쇄 노즐; 및 상기 절연물질 저장부에 저장된 절연 물질을 상기 바디부에 인쇄하는 절연층 인쇄 노즐;을 포함하는 발열체 형성 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어신호를 수신하여 상기 바디부에 상기 설정된 패턴을 따라 상기 발열부가 인쇄되는 음각부를 형성하는 음각 형성 장치;를 더 포함하는 발열체 형성 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 바디부에 제1 크기를 가지는 제1 단자부와 제2 단자부가 이격되어 배치되고, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부 사이를 적어도 직선이 아닌 형태로 연결하는 발열부가 인쇄되도록 설정된 패턴을 입력하는 패턴 입력 단계; 및 상기 바디부에 상기 설정된 패턴을 따라서 발열층 및 절연층을 인쇄하는 패턴 인쇄 단계를 포함하는 발열체 형성 방법을 제공한다.
또한, 상기 패턴 인쇄 단계에서, 상기 발열층과 상기 절연층을 적층하여 인쇄하되, 상기 발열층 또는 상기 절연층 중 어느 하나가 상기 설정된 패턴으로 상기 바디부에 인쇄되고, 나머지 하나가 적층되며 인쇄되는 적층 인쇄 단계를 포함하는 발열체 형성 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 패턴 입력 단계 이후에, 상기 설정된 패턴을 따라 상기 바디부에 상기 발열층 및 상기 절연층이 인쇄되는 음각부를 형성하는 음각 형성 단계를 포함하는 발열체 형성 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 입체 형상 또는 평면 형상의 바디부에 발열부를 직접 인쇄하여, 다양한 제품이나 부품에 적용이 용이하다.
또한, 바디부에 발열부를 직접 인쇄함으로써, 바디부와 발열부간의 결합력을 증가시킬 수 있다.
또한, 니크롬선 코드 히터, 시즈 히터, 루테녹스 히터, PTC 히터 등의 발열체를 바디부에 결합하는 별도의 공정 없이, 발열을 요구하는 바디부에 발열부를 직접 인쇄하는 방식을 통해, 공수를 감소시킬 수 있다.
또한, 입체 형상 또는 평면 형상의 바디부에 발열부를 직접 인쇄하여, 발열 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 바디부의 전면과 후면이 연결되는 모서리부 또는 교차부에 발열부를 직접 인쇄하여, 기존에 모서리부나 교차부에서 발열체가 꺾임으로 인해 발열체의 전기적 특성의 변화로 인한 과열과 화재를 방지할 수 있다.
또한, 전원 공급을 위한 전원선을 단자부와 연결하기 위한 별도의 공정없이 안정적으로 연결할 수 있는 전원 연결부를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 어셈블리를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 발열체 어셈블리의 제1 단자부 및 제2 단자부와 발열부의 크기 비율에 따른 발열 온도 차이를 측정한 사진이다.
도 3은 도 1에 따른 바디부가 부도체일 경우의 A-A'단면을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 1에 따른 바디부가 도체일 경우의 A-A'단면을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음각부에 발열부가 인쇄된 상태의 A-A'단면을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음각부에 발열부가 인쇄된 상태의 B-B'단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 어셈블리(10)를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 연결부를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8에 따른 전원 연결부가 체결되기 전의 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 연결부의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 연결부가 제1 연결부에 체결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 연결부를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 연결부를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 연결부를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14에 따른 전원 연결부가 체결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 형성 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 형성 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 어셈블리(10)를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 발열체 어셈블리(10)의 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)와 발열부(130)의 크기 비율에 따른 발열 온도 차이를 측정한 사진이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발열체 어셈블리(10)는 제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130)를 포함한다.
제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130)는 바디부(20)상에 형성될 수 있다. 여기서, 바디부(20)는 발열이 필요한 구성으로서, 설정된 영역으로 형성될 수 있다. 일 예로, 바디부(20)는 도 1과 같이 판 형상으로 형성될 수도 있고, 도 7과 같이 절곡부 및 경사를 포함하는 입체 형상으로 형성될 수도 있다. 이와 같이, 발열체 어셈블리(10)가 형성되는 바디부(20)의 형상은 제한되지 않는다.
제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)는 제1 크기(W1)를 가지도록 바디부(20)에 인쇄될 수 있다. 다만, 제1 단자부(110)와 제2 단자부(120)는 서로 이격되어 인쇄될 수 있다.
제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120) 중 적어도 어느 하나는 전류를 공급받아, 발열부(130)로 전류를 공급할 수 있다. 이러한 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 일측은 발열부(130)와 연결되고, 타측은 리드선(미도시)과 연결된다.
발열부(130)는 제2 크기(W2)를 가지며, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)와 연결될 수 있다. 발열부(130)는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)로부터 전류를 공급받아 발열할 수 있다. 구체적으로, 발열부(130)에는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)로부터 공급받은 전류가 흐를 수 있다. 이때, 발열부(130)가 가지는 저항에 의해 전기에너지가 열에너지로 변환되어, 발열부(130)가 발열할 수 있다.
또한, 발열부(130)는 제1 단자부(110)와 제2 단자부(120) 사이가 적어도 직선이 아닌 형태로 연결되도록 설정된 패턴(P)으로 인쇄될 수 있다. 구체적으로, 발열부(130)는 평면 및 절곡면 중 적어도 어느 하나를 포함하는 바디부(20) 상에 직선 또는 곡선 등 다양한 형태로 인쇄될 수 있다. 이때, 발열부(130)는 바디부(20) 상에 직접 인쇄되기 때문에, 바디부(20)의 절곡면에 인쇄되거나 곡선으로 인쇄되는 경우에도 발열부(130)가 안정적으로 바디부(20)에 인쇄될 수 있다. 일 예로, 발열부(130)는 'ㄹ'자 형태인 지그재그 형태로 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 발열부(130)는 제1 단자부(110)와 제2 단자부(120) 사이에서 다양한 형태로 형성될 수 있다.
종래의 바디부에 열선을 부착하는 방법의 경우에는, 바디부의 절곡면에 부착되는 열선은 바디부의 절곡되는 부분에 의해 열선의 접착력이 약했다. 뿐만 아니라, 열선이 반복적인 곡선 형태로 부착될 경우, 열선이 구부러져서 전류의 흐름이 원활하지 않게 될 수 있고, 시간이 흐름에 따라 단선이 될 수도 있다. 이와 같이, 종래의 바디부를 발열시키기 위해서 바디부에 열선을 부착하는 경우에는 열전달 효율이 감소되었다.
반면에, 본 발명의 실시예에 따른 발열 어셈블리(10)는 바디부(20)에 발열부(130)를 직접 인쇄하여, 종래의 접착력, 접촉불량 문제를 해결할 수 있다. 즉, 발열 어셈블리(10)는 바디부(20)에 제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130)를 직접 인쇄함으로써, 바디부(20)와 제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130)간의 결합력을 증가시키고, 이에 따라 바디부(20)로의 열전달 효율을 증가시킬 수 있다.
여기서, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 제1 크기(W1)는 적어도 발열부(130)의 제2 크기(W2)보다 두 배 이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 크기(W1) 및 제2 크기(W2)의 비율은 2:1 내지 20:1일 수 있다. 바람직하게는, 제1 크기(W1) 및 제2 크기(W2)의 비율은 4:1 내지 5:1일 수 있다. 다시 말해, 제1 크기(W1)와 제2 크기(W2)의 비율은 제1 크기(W1)가 적어도 제2 크기(W2)보다 두 배 이상일 수 있다. 제1 크기(W1)는 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 너비일 수 있고, 제2 크기(W2)는 발열부(130)의 너비일 수 있다.
일 예로, 종래에는 단자부가 발열부와 동일한 크기 또는 폭으로 형성됨에 따라, 단자부도 발열부와 동일한 온도로 발열하게 되고, 이에 따라, 단자부와 연결되는 리드선(미도시)이 손상되는 문제가 발생했다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 어셈블리(10)는 리드선과 연결되는 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)가 발열부(130)보다 큰 너비로 형성될 수 있다. 이에, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 발열 온도가 낮아짐으로써 리드선의 손상을 예방할 수 있다.
구체적으로, 하기 [표 1]에 도시된 바와 같이, 전원을 공급받는 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 크기와 발열부(130)의 크기 비율에 따라 발열 온도 차이가 발생한다.
제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 제1 크기(W1) 비율 발열부(130)의 제2 크기(W2) 비율 발열 온도 차이
5 1 약 5배
4 1 약 4배
3 1 약 3배
2 1 약 2배
1 1 동일
여기서, 도 2를 참조하면, 제1 크기(W1) 및 제2 크기(W2)의 비율을 5:1로 적용한 경우의 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)와 발열부(130)의 발열 온도 차이를 측정한 사진이다. 이러한 경우, 발열부(130)의 온도는 220 ℃로 측정되었고, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 온도는 40 ℃로 측정되었다.
이와 같이, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 제1 크기(W1)와 발열부(130)의 제2 크기(W2)를 달리함으로써, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 저항을 낮추어, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)가 발열되는 온도를 낮출 수 있다.
도 3은 도 1에 따른 바디부(20)가 부도체일 경우의 A-A'단면을 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 1에 따른 바디부(20)가 도체일 경우의 A-A'단면을 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 바디부(20)에 인쇄되는 제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130)는 발열층(101) 및 절연층(102)으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130)는 발열층(101) 및 절연층(102)이 적층 인쇄되어 형성될 수 있다.
발열층(101) 또는 절연층(102) 중 어느 하나가 설정된 패턴(P)으로 바디부(20)에 인쇄되면 나머지 하나가 적층되며 인쇄될 수 있다. 여기서, 발열층(101)은 전류를 공급받아 발열되는 물질이고, 절연층(102)은 전기는 통하지 않되, 발열층(101)의 열은 전달되는 물질로 구성될 수 있다. 따라서, 발열층(101)에 흐르는 전류는 절연층(102)에 의해 외부로 흐르지 않되, 발열층(101)에서 발열되는 열은 전달될 수 있다.
여기서, 도 3을 참조하면, 바디부(20)가 부도체로 형성되는 경우, 바디부(20) 상에 설정된 패턴(P)을 따라 발열층(101)이 인쇄되고, 그 후에 절연층(102)이 적층되며 인쇄될 수 있다.
제1 단자부(110)와 발열부(130)는 발열층(101)과 절연층(102)이 동일하게 적층되어 인쇄될 수 있다. 구체적으로, 제1 단자부(110)는 발열층(101a) 및 절연층(102a)로 이루어지고, 발열부(130)는 발열층(101c) 및 절연층(102c)로 이루어질 수 있다.
이때, 절연층(102)은 발열층(101)의 상측에 적층되고, 발열층(101)의 단부를 감싸도록 인쇄될 수 있다. 즉, 절연층(102)이 발열층(101)의 상측과 측면을 감싸도록 배치되어, 발열층(101)은 외부로 노출되지 않을 수 있다.
여기서, 도 4를 참조하면, 바디부(20)가 도체로 형성되는 경우, 바디부(20) 상에 설정된 패턴(P)을 따라 절연층(102)이 인쇄되고, 그 상측에 발열층(101)이 인쇄되고, 그 후에 절연층(102)이 적층되며 인쇄될 수 있다. 즉, 절연층(102), 발열층(101) 및 절연층(102) 순으로 적층되며 인쇄될 수 있다.
제1 단자부(110)와 발열부(130)는 발열층(101)과 절연층(102)이 동일하게 적층되어 인쇄될 수 있다. 구체적으로, 제1 단자부(110)는 절연층(102a), 발열층(101a) 및 절연층(102a)로 이루어지고, 발열부(130)는 절연층(102c), 발열층(101c) 및 절연층(102c)로 이루어질 수 있다.
이때, 절연층(102)은 발열층(101)의 하측과 상측에 인쇄되고, 발열층(101)의 측면의 단부까지 감싸도록 인쇄될 수 있다. 따라서, 발열층(101)이 외부와 노출되지 않도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 발열 온도를 낮추어, 리드선의 손상을 방지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발열 어셈블리(10)는 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 저항값이 기 설정된 저항값 이하로 유지되도록 할 수 있다.
이를 위해, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)와 발열부(130)의 온도차가 발생하도록 하기 위해, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 발열층(101a, 101b)을 이루는 발열 조성물과 발열부(130)의 발열층(101c)을 이루는 발열 조성물의 비율을 달리할 수 있다.
구체적으로, 발열층(101)은 은나노 입자 또는 은나노로드 입자를 포함하는 발열 조성물로 형성될 수 있다. 은나노 입자와 은나노로드 입자의 혼합비를 조절하는 방법으로 발열 조성물을 다르게 하여 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)가 발열부(130)보다 낮은 저항값을 갖도록 할 수 있다.
제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)에 적용되는 발열층(101a, 101b)의 발열 조성물은, 발열 조성물의 총 중량 기준으로 은나노입자 70 ~ 99 중량% 및 은나노로드 입자 1 ~ 30 중량%를 포함할 수 있다. 반면에, 발열부(130)에 적용되는 발열층(101c)의 발열 조성물은, 발열 조성물의 총 중량 기준으로 은나노입자 1 ~ 30 중량% 및 은나노로드 입자 70 ~ 99 중량%를 포함할 수 있다.
하기의 [표 2]를 살펴보면, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)에는 하기의 [표 2]에서 발열 조성물 1 및 발열 조성물 2가 이용되고, 발열부(130)에는 하기의 [표 2]에서 발열 조성물 4 및 발열 조성물 5가 이용될 수 있다. 이와 같이 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 저항값이 발열부(130)의 저항값 보다 낮도록 발열 조성물을 구성하여, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)의 발열에 의해 리드선이 손상되는 문제점을 방지할 수 있다.
은나노 입자 은나노로드 입자 비저항
발열 조성물 1 90 ~ 100 중량% 0 ~ 10 중량% 7.5×10(-6)Ω˙㎝
발열 조성물 2 70 ~ 80 중량% 20 ~ 30 중량% 7.7×10(-6)Ω˙㎝
발열 조성물 3 45 ~ 55 중량% 45 ~ 55 중량% 8.1×10(-6)Ω˙㎝
발열 조성물 4 20 ~ 30 중량% 70 ~ 80 중량% 9.8×10(-6)Ω˙㎝
발열 조성물 5 0 ~ 10 중량% 90 ~ 100 중량% 1.5×10(-5)Ω˙㎝
다만, 발열 조성물이 은나노입자 및 은나노로드 입자에 한정되는 것은 아니며, 발열 조성물은 물질 고유의 저항이 서로 차이가 있는 2종류의 물질로 대체 가능하다. 예를 들어, 마이크로 크기의 입자와 플레이크 등 다른 형태의 은 입자로 발열 조성물이 구성될 수 있다. 또는, 발열 조성물은 몰리브덴, 텅스텐, 탄탈럼 등 다양한 종류의 금속입자 또는 에폭시, 우레탄, 폴리에스테르, 실리콘 등 다양한 첨가제의 종류와 함유량에 의해 저항 차이를 줄 수 있는 물질로 구성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 음각부(140)에 발열부(130)가 인쇄된 상태의 A-A'단면을 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 음각부(140)에 발열부(130)가 인쇄된 상태의 B-B'단면을 나타낸 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 발열 어셈블리(10)는 발열층(101) 및 절연층(102)이 인쇄 가능하도록, 설정된 패턴(P)을 따라 바디부(20)에 형성되는 음각부(140)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 음각부(140)는 바디부(20)에서 설정된 패턴(P)을 따라 형성되는 홈일 수 있다.
바디부(20)에 홈으로 형성된 음각부(140) 내측에 발열층(101) 및 절연층(102)이 인쇄될 수 있다. 따라서, 바디부(20) 상에 인쇄된 발열부(130)가 바디부(20)의 외면의 외측으로 돌출되지 않는다. 따라서, 외부의 충격과 외부 환경으로부터 발열부(130)가 보다 안전할 수 있다. 일 예로, 음각부(140)는 별도의 레이저 장치에 의해 형성될 수 있다. 또는, 바디부(20)를 사출하는 과정에서, 설정된 패턴(P)에 대응되어 음각부(140)가 형성되도록 바디부(20)를 사출할 수 있다.
음각부(140)에 발열층(101) 및 절연층(102)이 인쇄될 때, 음각부(140) 내부 전체가 채워지도록 인쇄될 수도 있고, 음각부(140)의 외주면과 소정 간격 이격되도록 발열층(101) 및 절연층(102)이 인쇄될 수도 있다.
다만, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)는 음각부(140)에 인쇄될 수도 있고, 음각부(140) 외측으로 돌출되어 바디부(20)의 상면에 인쇄될 수도 있다. 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)는 음각부(140) 외측으로 돌출되어 바디부(20)의 상면에 인쇄되어 리드선과 원활하게 연결될 수 있다.
또한, 도 5 및 도 6에는 바디부(20)가 부도체인 경우로서 음각부(140)에 발열층(101) 및 절연층(102)이 순차적으로 적층된 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 바디부(20)가 도체인 경우, 음각부(140)에는 절연층(102), 발열층(101) 및 절연층(102)이 순차적으로 적층되도록 인쇄될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 어셈블리(10)를 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원 연결부(150)를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 8에 따른 전원 연결부(150)가 체결되기 전의 상태를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 연결부(152)의 내부 구조를 나타낸 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 연결부(152)가 제1 연결부(151)에 체결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 12를 참조하면, 발열체 어셈블리(10)는 전원 연결부(150)를 더 포함할 수 있다. 전원 연결부(150)는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)로 전원을 공급하기 위한 구성일 수 있다. 즉, 전원 연결부(150)는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)와 전원선을 연결하여, 발열부(130)로 전류를 공급할 수 있다.
전원 연결부(150)는 제1 연결부(151) 및 제2 연결부(152)를 포함할 수 있다.
제1 연결부(151)는 바디부(20)에 고정되도록 위치되고, 제2 연결부(152)는 제1 연결부(151)와 체결될 수 있다.
제1 연결부(151)에는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)가 위치될 수 있다.
제2 연결부(152)에는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)로 전원을 공급하는 전원선(30)이 연결될 수 있다. 전원선(30)이 연결된 제2 연결부(152)는 제1 연결부(151)와 체결될 수 있다.
전원선(30)이 연결된 제2 연결부(152)가 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)가 위치된 제1 연결부(151)에 체결됨으로써, 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)가 전원선(30)과 연결될 수 있다.
제1 연결부(151)는 돌출부(1510)를 포함할 수 있다. 돌출부(1510)는 바디부(20)에 일방향으로 돌출되도록 위치될 수 있다. 구체적으로, 돌출부(1510)는 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)가 각각 위치되도록 한 쌍을 이루며 바디부(20) 상에서 돌출되도록 위치될 수 있다. 즉, 제1 단자부(110)가 위치되는 제1 단자부 돌출부(1510a)와 제2 단자부(120)가 위치되는 제2 단자부 돌출부(1510b)가 각각 마련될 수 있다. 일 예로, 한 쌍을 이루는 돌출부(1510) 각각은 바디부(20)상에서 원기둥 형태로 상측 방향으로 돌출되도록 위치될 수 있다.
한 쌍의 돌출부(1510) 각각은 제1 돌출부(1511), 제2 돌출부(1512) 및 지지부(1513)를 각각 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 돌출부(1511)는 원기둥 형상으로 바디부(20)상에서 일방향으로 돌출되도록 위치될 수 있다.
제2 돌출부(1512)는 제1 돌출부(1511) 상면에서 돌출 형성되되, 제2 돌출부(1512)는 적어도 제1 돌출부(1511)보다 크지 않은 직경의 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제2 돌출부(1512)는 제1 돌출부(1511)의 상측에서 연장 형성되는 형태로 형성될 수 있다. 본 발명에서는 제2 돌출부(1512)가 제1 돌출부(1511)보다 작은 직경으로 형성되는 것을 예로 들어 설명하도록 한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 돌출부(1511) 및 제2 돌출부(1512)는 동일한 직경으로 형성될 수도 있다.
또한, 제2 돌출부(1512)에는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)가 위치될 수 있다. 구체적으로, 제1 단자부 돌출부(1510a)의 제2 돌출부(1512)에 제1 단자부(110)가 위치되고, 제2 단자부 돌출부(1510b)의 제2 돌출부(1512)에 제2 단자부(120)가 위치될 수 있다.
한편, 바디부(20)에서 각각 돌출된 한 쌍의 제1 돌출부(1511)는 서로 연결되도록 형성될 수 있다. 즉, 제1 단자부 돌출부(1510a)의 제1 돌출부(1511a)와 제2 단자부 돌출부(1510b)의 제1 돌출부(1511b)는 서로 연결될 수 있다. 이와 같이, 연결된 형태의 한 쌍의 제1 돌출부(1511)는 8자 형태를 이룰 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 한 쌍의 제1 돌출부(1511)는 서로 연결되는 영역없이 각각 이격되어 형성될 수도 있다.
반면에, 한 쌍의 제1 돌출부(1511)에서 각각 돌출된 한 쌍의 제2 돌출부(1512)는 서로 이격된 상태일 수 있다. 즉, 제1 단자부 돌출부(1510a)의 제2 돌출부(1512a)와 제2 단자부 돌출부(1510b)의 제2 돌출부(1512b)는 서로 이격된 상태일 수 있다.
지지부(1513)는 제1 돌출부(1511)와 제2 돌출부(1512)에 의해 형성되는 단차일 수 있다. 이와 같은 지지부(1513)에 제1 연결부(151)와 체결되는 제2 연결부(152)의 단부가 안착되어, 제2 연결부(152)가 지지될 수 있다.
구체적으로, 지지부(1513)는 제1 돌출부(1511)와 제2 돌출부(1512)의 직경 차에 의해 형성되는 단차가 형성되는 부분으로서, 지지부(1513)는 제1 돌출부(1511)의 상면의 일 영역일 수 있다. 또는, 지지부(1513)는 제2 돌출부(1512)의 외측 둘레를 따라 외측으로 연장된 영역일 수 있다.
또한, 한 쌍의 제2 돌출부(1512)가 이격된 사이 영역에서, 한 쌍의 제1 돌출부(1511)는 연결되어 형성됨으로써, 한 쌍의 제2 돌출부(1512)가 이격된 사이에도 지지부(1513)가 형성될 수 있다.
따라서, 제2 연결부(152)가 제1 연결부(151)와 체결되면, 제2 연결부(152)의 캡(1521)의 단부가 지지부(1513)에 안착되어 지지될 수 있다.
또한, 돌출부(1510)의 측면에는 제2 연결부(152)와 연결되기 위한 고정홈(1514)이 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 돌출부(1511)의 일 측면에는 제2 연결부(152)와 연결되기 위한 고정홈(1514)이 형성될 수 있다. 이때, 한 쌍의 제1 돌출부(1511)의 각각의 일 측면에 고정홈(1514)이 각각 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1 단자부 돌출부(1510a)의 제1 돌출부(1511)의 일 측면에 고정홈(1514)이 형성되고, 제2 단자부 돌출부(1510b)의 제1 돌출부(1511b)의 타 측면에 고정홈(1514)이 형성될 수 있다.
고정홈(1514)에 후술할 제2 연결부(152)의 고정부(1521e)가 체결되어, 제1 연결부(151)에 제2 연결부(152)가 체결 고정될 수 있다.
제2 연결부(152)는 캡(1521) 및 전원선 가이드부(1522)를 포함할 수 있다.
캡(1521)은 내부 공간(1521a), 가이드홀(1521b), 개방부(1521c), 지지벽(1521d) 및 고정부(1521e)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 캡(1521)은 내측에 내부 공간(1521a)을 포함하되, 일 측에는 가이드홀(1521b)이 형성되고, 타 측에는 개방부(1521c)가 형성될 수 있다.
캡(1521)은 제1 연결부(151)의 돌출부(1510)가 내부 공간(1521a)에 삽입될 수 있는 형태로 형성될 수 있다. 다시 말해, 캡(1521)은 한 쌍을 이루는 돌출부(1510)와 대응되도록, 제1 단자부(110)가 위치되는 돌출부(1510)가 위치되는 내부 공간(1521a)과, 제2 단자부(120)가 위치되는 돌출부(1510)가 위치되는 내부 공간(1521a)을 포함하도록 형성되어, 내부 공간(1521a)이 한 쌍을 이루도록 형성될 수 있다. 이때, 캡(1521)에는 제1 단자부(110)가 위치되는 내부 공간(1521a)과 제2 단자부(120)가 위치되는 내부 공간(1521a)을 분리하기 위한 지지벽(1521d)이 형성될 수 있다. 이러한, 지지벽(1521d)은 제1 단자부(110)가 위치되는 제2 돌출부(1512)와 제2 단자부(120)가 위치되는 제2 돌출부(1512) 사이의 이격공간으로 삽입되어, 지지부(1513)에 안착되어 지지될 수 있다. 이와 같이, 제2 연결부(152)가 제1 연결부(151)에 체결 고정되었을 때, 캡(1521)은 지지부(1513)에 안착되어 안정적으로 고정될 수 있다.
가이드홀(1521b)은 전원선 가이드부(1522)가 내부 공간(1521a)으로 인입될 수 있도록 캡(1521)의 상부에 형성된 홀일 수 있다. 이때, 가이드홀(1521b)은 지지벽(1521d)을 기준으로, 제1 단자부(110)가 위치되는 내부 공간(1521a) 측의 캡(1521) 상부에 하나가 형성되고, 제2 단자부(120)가 위치되는 내부 공간(1521a) 측의 캡(1521) 상부에 하나가 형성될 수 있다.
개방부(1521c)는 가이드홀(1521b)과 대향하는 측에 형성될 수 있다. 즉, 개방부(1521c)는 캡(1521)의 하부에 형성되어, 캡(1521)의 내부공간(1521a)에 돌출부(1510)가 위치될 수 있다. 이와 같이 개방부(1521c)에 의해, 가이드홀(1521b)을 통해 내부 공간(1521a)으로 삽입된 전원선 가이드부(1522)는 돌출부(1510)(구체적으로 제2 돌출부(1512))와 접촉 또는 연결될 수 있다. 따라서, 전원선 가이드부(1522)에 삽입된 전원선(30)이 돌출부(1510)의 상면에 배치된 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)와 접촉될 수 있다.
또한, 캡(1521)은 고정홈(1514)에 체결될 수 있는 고정부(1521e)를 포함할 수 있다. 고정부(1521e)는 캡(1521)의 양 측면에서 돌출되어 하방으로 연장되고, 단부가 갈고리 형태로 형성될 수 있다. 고정부(1521e)는 탄성력을 가질 수 있다.
구체적으로, 고정부(1521e)는 캡(1521)의 외측면에 형성되되, 고정홈(1514)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1 단자부 돌출부(1510a)의 일 측면의 고정홈(1514)에 체결되도록 캡(1521)의 일 측면에 형성되는 고정부(1521e) 및 제2 단자부 돌출부(1510b)의 타 측면의 고정홈(1514)에 체결되도록 캡(1521)의 타 측면에 형성되는 고정부(1521e)가 각각 형성될 수 있다.
이때, 고정부(1521e)의 단부는 고정홈(1514)에 삽입 고정되기 위한 갈고리 형태로 형성될 수 있다. 또한, 고정부(1521e)는 탄성력을 가지도록 형성되어, 제2 연결부(152)가 제1 연결부(151)에 체결될 때, 고정부(1521e)는 제1 연결부(151)의 돌출부(1510)에 의해 외측으로 탄성변형 될 수 있다. 이 후, 고정부(1521e)가 고정홈(1514)과 동일 선상에 위치되어, 고정부(1521e)가 고정홈(1514)의 내측으로 삽입되면서, 탄성변형된 고정부(1521e)는 다시 원상복귀될 수 있다. 따라서, 고정부(1521e)가 고정홈(1514)에 삽입된 상태가 유지될 수 있다.
전원선 가이드부(1522)는 캡(1521)의 일 측에서 가이드홀(1521b)을 통하여 내부 공간(1521a)에 배치되고, 전원선(30)이 삽입될 수 있는 전원선 삽입홀(1522h)이 형성될 수 있다. 전원선 삽입홀(1522b)로 삽입되는 전원선(30)은 전원선 가이드부(1522)의 타 단까지 삽입되어, 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)와 접촉될 수 있다. 따라서, 전원선 가이드부(1522)가 접촉되는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)에 전류가 공급될 수 있다.
제2 연결부(152)는 탄성부재(1523) 및 고정판(1524)을 더 포함할 수 있다.
탄성부재(1523)는 캡(1521)의 내부 공간(1521a) 내에서 전원선 가이드부(1522)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 탄성부재(1523)는 제1 연결부(151)에 제2 연결부(152)가 체결될 때, 내부 공간(1521a) 내에서 압축 및 팽창될 수 있다. 즉, 제2 연결부(152)가 제1 연결부(151)에 체결되면, 탄성부재(1523)는 내부 공간(1521a) 내에서 압축되고, 제2 연결부(152)까 제1 연결부(151)에서 탈착되면, 탄성부재(1523)는 다시 팽창되어 원래의 상태가 될 수 있다.
고정판(1524)은 탄성부재(1523)를 지지하도록, 탄성부재(1523)의 단부와 접촉되며 배치될 수 있다. 고정판(1524)은 제2 연결부(152)의 내부 공간(1521a)에서 일 측 또는 타 측 중 적어도 어느 하나 이상에 배치될 수 있다.
또한, 고정판(1524)에는 전원선 가이드부(1522)가 관통되는 관통홀(1524h)이 형성될 수 있다. 캡(1521)의 가이드홀(1521b)을 관통하여 내부 공간(1521a)에 배치된 전원선 가이드부(1522)는 관통홀(1524h)을 관통하여, 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)와 접촉될 수 있다. 따라서, 전원선 가이드부(1522)의 단부까지 삽입된 전원선(30)이 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)와 접촉될 수 있다.
여기서, 도 10은 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)가 체결되기 전의 상태이고, 도 11은 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)가 체결된 상태이다. 제1 연결부(151)의 고정홈(1514)에 제2 연결부(152)의 고정부(1521e)가 삽입되어 체결될 수 있다. 이러한 경우 캡(1521) 내부의 탄성부재(1523)가 가압된 상태일 수 있다. 이후, 제2 연결부(152)를 제1 연결부(151)에서 체결을 해제할 경우, 탄성부재(1523)는 다시 원상 복귀될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 연결부(152)를 나타낸 도면이다.
여기서, 도 10 및 도 12를 참조하면, 고정판(1524)은 제2 연결부(152)의 내부 공간(1521a)에서 탄성부재(1523)의 일 측 또는 타 측 중 적어도 어느 하나 이상에 배치될 수 있다.
도 10을 참조하면, 고정판(1524)이 탄성부재(1523)의 상측(즉, 일측) 및 하측(즉, 타측)에 각각 배치될 수 있다. 따라서, 상측 및 하측의 고정판(1524)에 의해 탄성부재(1523)가 가압될 수 있다.
도 12를 참조하면, 고정판(1524)이 탄성부재(1523)의 하측인 개방부(1521c)에만 배치될 수 있다. 따라서, 고정판(1524)과 캡(1521)의 내부 공간(1521a)의 상면에 의해서 탄성부재(1523)가 가압될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 연결부(152)를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 제2 연결부(152)는 탄성 클립(1525)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 연결부(152)의 내부 공간(1521a)에는 탄성부재(1523) 및 고정판(1524)을 대체할 수 있는 탄성 클립(1525)이 배치될 수 있다.
탄성 클립(1525)은 도체로 형성되어, 전원선(30)의 전류를 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)로 통전시킬 수 있다. 탄성 클립(1525)의 일 측은 전원선 가이드부(1522)와 맞닿고 타 측은 제1 연결부(151)와 맞닿아, 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)를 지지할 수 있다. 구체적으로, 탄성 클립(1525)은 캡(1521)의 가이드홀(1521b)과 인접하도록 내부 공간(1521a)의 상측에 고정되도록 배치될 수 있다. 이때, 탄성 클립(1525)은 전원선 가이드부(1522)의 단부와 접촉될 수 있다. 따라서, 탄성 클립(1525)는 전원선 가이드부(1522)에 삽입된 전원선(30)과 접촉될 수 있다.
탄성 클립(1525)은 곡선부(1525a)를 포함할 수 있다. 이러한 곡선부(1525a)는 일 측과 타 측 사이를 탄성 지지하도록 라운드한 형상으로 형성될 수 있다. 일 예로, 탄성 클립(1525)은 곡선부(1525a)의 반대측이 개방된 형태일 수 있다. 즉, 곡선부(1525a)를 포함하는 탄성 클립(1525)의 양 단부는 서로 연결되지 않은 형태일 수 있다.
이와 같은, 곡선부(1525a)에 의해서 탄성 클립(1525)은 탄성 변형이 가능하다. 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)가 체결됨에 따라, 내부 공간(1521a)에 삽입된 탄성 클립(1525)은 가압될 수 있다. 탄성 클립(1525)은 곡선부(1525a)에 의해 탄성 변형되어 가압될 수 있다. 또한, 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)의 체결이 해제될 때, 곡선부(1525a)의 탄성력에 의해 탄성 클립(1525)이 원상복귀될 수 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전원 연결부(150)를 나타낸 도면이고, 도 15는 도 14에 따른 전원 연결부(150)가 체결된 상태를 나타낸 도면이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 발열체 어셈블리(10)는 전원 연결부(150')를 더 포함할 수 있다. 전원 연결부(150')는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)로 전원을 공급하기 위한 구성일 수 있다.
전원 연결부(150')는 제1 연결부(151') 및 제2 연결부(152')를 포함한다.
제1 연결부(151')는 바디부(20)에 고정되도록 연결되고, 제2 연결부(152')는 제1 연결부(151')와 체결 고정될 수 있다.
제1 연결부(151')에는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)가 위치될 수 있다. 이때, 제1 연결부(151')는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)가 위치되는 면은 평평한 수평면일 수 있다.
제2 연결부(152')에는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)로 전원을 공급하는 전원선(30)이 연결될 수 있다. 전원선(30)이 연결된 제2 연결부(152')는 제1 연결부(151')와 체결될 수 있다.
제1 연결부(151')는 돌출부(1510')를 포함할 수 있다. 돌출부(1510')는 바디부(20)에 일방향으로 돌출되도록 위치될 수 있다. 돌출부(1510')는 제1 돌출부(1511'), 제2 돌출부(1512') 및 지지부(1513')를 포함할 수 있다.
제1 돌출부(1511') 및 제2 돌출부(1512')는 서로 소정 간격 이격되어, 바디부(20)에서 돌출될 수 있다. 일 예로, 제1 돌출부(1511') 및 제2 돌출부(1512')는 바디부(20)와 수직하게 판 형상으로 돌출될 수 있다.
지지부(1513')는 제1 단자부(110) 또는 제2 단자부(120)가 위치되는 면으로서, 상술한 바와같이, 지지부(1513')는 평평한 면일 수 있다. 지지부(1513')의 외측면에 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)가 인쇄될 수 있다.
이러한 지지부(1513')의 양 측은 제1 돌출부(1511') 및 제2 돌출부(1512') 각각의 단부에 고정되도록 위치될 수 있다.
제1 연결부(151')에는 제2 연결부(152')와 연결되기 위한 고정홈(1514')이 형성될 수 있다.
고정홈(1514')은 제1 돌출부(1511'), 제2 돌출부(1512'), 지지부(1513') 및 바디부(20)의 일 면 또는 바디부(20)에 부착되는 벽면(1515')의해 형성될 수 있다. 고정홈(1514')에 제2 연결부(152')의 고정부(1521e')가 삽입되어 고정될 수 있다.
제2 연결부(152')는 캡(1521') 및 전원선 가이드부(1522')를 포함할 수 있다.
캡(1521')은 내부 공간(1521a'), 가이드홀(1521b'), 개방부(1521c') 및 고정부(1521e')를 포함할 수 있다.
구체적으로, 캡(1521')은 내부 공간(1521a')을 포함하되, 일 측에는 가이드홀(1521b')이 형성되고, 타 측에는 개방부(1521c')가 형성될 수 있다.
캡(1521')은 'ㄱ'자 형상으로 형성될 수 있다. 캡(1521')의 일 측에 고정부(1521e')가 연결되어, 캡(1521')과 고정부(1521e')은 'ㄷ'자 형상을 이룰 수 있다. 이때, 캡(1521')과 고정부(1521e') 사이에 내부 공간(1521a')이 형성될 수 있다.
가이드홀(1521b')은 전원선 가이드부(1522')가 내부 공간(1521a')으로 인입될 수 있도록 캡(1521')의 상부에 형성된 홀일 수 있다.
개방부(1521c')는 가이드홀(1521b)과 대향하는 측에 형성될 수 있다. 즉, 개방부(1521c')는 캡(1521')의 하부에 형성된다. 개방부(1521c')를 통해 제1 연결부(151')의 지지부(1513')가 내부 공간(1521a')으로 삽입될 수 있다.
고정부(1521e')는 고정홈(1514')에 삽입될 수 있다. 고정부(1521e')가 고정홈(1514')에 삽입되어, 제2 연결부(152)가 제1 연결부(151)와 체결 고정될 수 있다. 이때, 고정부(1521e')는 고정홈(1514')에 삽입될 수 있도록, 고정홈(1514')에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
전원선 가이드부(1522')는 캡(1521')의 일 측에서 가이드홀(1521b')을 통하여 내부 공간(1521a')에 배치되고, 전원선(30)이 삽입될 수 있는 전원선 삽입홀(1522h')이 형성될 수 있다. 전원선 삽입홀(1522h')로 삽입되는 전원선(30)은 내부 공간(1521a')으로 삽입될 수 있다.
이와 같이, 제2 연결부(152')가 제1 연결부(151')와 체결되면, 고정부(1521e')는 고정홈(1514')에 삽입되고, 내부 공간(1521a')까지 삽입된 전원선(30)은 지지부(1513')의 외측면에 인쇄된 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)와 접촉되어 연결될 수 있다. 따라서, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)에 전류가 공급될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 형성 시스템(1)의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 인쇄 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 발열체 형성 시스템(1)은 사용자 단말기(40), 제어부(50), 인쇄 장치(60) 및 음각 형성 장치(70)를 포함할 수 있다.
사용자 단말기(40)는 사용자로부터 입력받은 설정된 패턴의 입력신호를 출력할 수 있다. 구체적으로, 사용자 단말기(40)는 제1 크기(W1)를 가지는 제1 단자부(110)와 제2 단자부(120)가 이격되어 배치되며, 제1 단자부(110)와 제2 단자부(120) 사이를 적어도 직선이 아닌 형태로 연결하는 발열부(130)가 제2 크기(W2)를 가지며 인쇄되도록 설정된 패턴(P)을 입력하는 입력신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 사용자 단말기(40)는 입력신호를 제어부(50)로 출력할 수 있다.
제어부(50)는 입력신호를 수신하여 대응되는 제어신호를 출력할 수 있다. 구체적으로, 제어부(50)는 제어신호를 인쇄 장치(60) 또는 음각 형성 장치(70)로 출력할 수 있다. 여기서, 제어신호란, 인쇄 장치(60)가 설정된 패턴(P)을 인쇄하도록 하기 위한 작동 신호, 음각 형성 장치(70)가 설정된 패턴(P)을 따라 음각부(140)를 형성하도록 하기 위한 작동 신호 등을 포함할 수 있다.
인쇄 장치(60)는 제어부(50)로부터 제어신호를 수신하여, 설정된 패턴(P)을 따라 발열이 필요한 바디부(20)에 발열층(101) 및 절연층(102)을 포함하는 발열부(130)를 인쇄할 수 있다.
이러한 인쇄 장치(60)는 발열물질 저장부(61), 절연물질 저장부(62), 발열층 인쇄 노즐(63) 및 절연층 인쇄 노즐(64)을 포함할 수 있다.
발열물질 저장부(61)는 발열층(101)을 이루는 발열 물질이 저장될 수 있다.
절연물질 저장부(62)는 절연층(102)을 이루는 절연 물질이 저장될 수 있다.
발열층 인쇄 노즐(63)은 발열물질 저장부(61)에 저장된 발열 물질을 바디부(20)에 인쇄할 수 있다.
절연층 인쇄 노즐(64)은 절연물질 저장부(62)에 저장된 절연 물질을 바디부(20)에 인쇄할 수 있다.
이때, 발열층 인쇄 노즐(63) 및 절연층 인쇄 노즐(64)은 제어부(50)로부터 수신받은 제어신호에 의해, 설정된 패턴을 따라 바디부(20)에 발열층(101) 및 절연층(102)을 인쇄할 수 있다.
일 예로, 제어신호에는, 발열층 인쇄 노즐(63) 및 절연층 인쇄 노즐(64)의 인쇄 순서 및 설정된 패턴(P)을 따라 발열층(101) 및 절연층(102)을 인쇄하는 설정된 시간 등을 포함할 수 있다.
따라서, 바디부(20)가 부도체일 경우, 제어신호는 발열층 인쇄 노즐(63)이 기 설정된 시간동안 바디부(20)에 발열층(101)을 먼저 인쇄하도록 하고, 그 후에 절연층 인쇄 노즐(64)이 기 설정된 시간동안 발열층(101)에 적층되도록 절연층(102)을 인쇄하도록 할 수 있다.
음각 형성 장치(70)는 제어신호를 수신하여 바디부(20)에 설정된 패턴(P)을 따라 발열부(130)가 인쇄되는 음각부(140)를 형성할 수 있다. 구체적으로, 음각 형성 장치(70)는 제어신호의 설정된 패턴(P)을 따라 바디부(20)에 홈을 형성하여 음각부(140)를 형성할 수 있다. 일 예로, 음각 형성 장치(70)는 레이저 장치 일 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 발열체 형성 방법을 나타낸 순서도이다.
도 18을 참조하면, 발열체 형성 방법은 패턴 입력 단계(S100)로부터 개시될 수 있다. 사용자 단말기(40)가 바디부(20)에 제1 크기(W1)를 가지는 제1 단자부(110)와 제2 단자부(120)가 이격되어 배치되고, 제1 단자부(110)와 제2 단자부(120) 사이를 적어도 직선이 아닌 형태로 연결하는 발열부(130)가 인쇄되도록 설정된 패턴(P)을 인쇄 장치(60)에 입력하는 단계일 수 있다.
이 후, 음각 형성 단계(S200)가 수행될 수 있다. 음각 형성 단계(S200)에서는 음각 형성 장치(70)가 바디부(20)에 설정된 패턴(P)을 따라 바디부(20)에 발열층(101) 및 절연층(102)이 인쇄될 수 있는 음각부(140)를 형성할 수 있다.
이러한 음각 형성 단계(S200)는 생략될 수 있다. 즉, 제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130)가 바디부(20)의 상면에 인쇄될 경우에는 음각 형성 단계(S200)를 생략할 수 있다. 그러나, 제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130) 중 적어도 어느 하나가 음각부(140)에 인쇄되어야 할 경우에는 음각 형성 단계(S200)가 수행된다.
이 후, 패턴 인쇄 단계(S300)가 수행될 수 있다. 패턴 인쇄 단계(S300)에서는 인쇄 장치(60)가 바디부(20)에 설정된 패턴(P)을 따라서 발열층(101) 및 절연층(102)을 인쇄할 수 있다.
이때, 패턴 인쇄 단계(S300)는 적층 인쇄 단계(S310)를 포함할 수 있다.
적층 인쇄 단계(S310)는 발열층(101)과 절연층(102)을 적층하여 인쇄하되, 발열층(101) 또는 절연층(102) 중 어느 하나가 설정된 패턴(P)으로 바디부(20)에 인쇄된 후, 나머지 하나가 적층되며 인쇄되는 것이다.
상술한 바와 같이, 바디부(20)에 설정된 패턴(P)을 따라 제1 단자부(110), 제2 단자부(120) 및 발열부(130)가 형성된 후에는, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)를 전원선(30)과 연결할 수 있다. 구체적으로, 전원 연결부(150)의 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)를 체결하여, 제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)를 전원선(30)과 연결할 수 있다.
제1 단자부(110) 및 제2 단자부(120)가 전원선(30)과 연결되는 방법은 상술한 전원 연결부(150)의 제1 연결부(151)와 제2 연결부(152)의 체결에 의해 이루어질 수 있다.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1: 발열체 형성 시스템
10: 발열체 어셈블리
110: 제1 단자부
120: 제2 단자부
130: 발열부
140: 음각부
150: 전원 연결부
20: 바디부
30: 전원선
40: 사용자 단말기
50: 제어부
60: 인쇄 장치
70: 음각 형성 장치

Claims (18)

  1. 설정된 영역으로 형성되는 바디부에 발열층 및 절연층이 인쇄되는 발열체 어셈블리에 있어서,
    상기 바디부는 곡면부 또는 평면부를 포함하는 입체 형상으로 형성되고,
    상기 바디부의 입체 형상을 따라 상기 바디부에 상기 발열층 및 상기 절연층이 인쇄되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발열체 어셈블리는,
    상기 바디부에 제1 크기를 가지도록 인쇄되어 전원을 공급받는 제1 단자부;
    상기 제1 크기를 가지며, 상기 제1 단자부와 이격되어 인쇄되는 제2 단자부; 및
    제2 크기를 가지며, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부 사이가 적어도 직선이 아닌 형태로 연결되도록 설정된 패턴으로 인쇄되는 발열부를 포함하는 발열체 어셈블리.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 발열층과 절연층은 상기 바디부에 적층되어 인쇄되되,
    상기 발열층 또는 상기 절연층 중 어느 하나가 상기 설정된 패턴으로 상기 바디부에 인쇄되면 나머지 하나가 적층되며 인쇄되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 크기와 상기 제2 크기의 비율은 상기 제1 크기가 적어도 상기 제2 크기보다 두 배 이상인 것을 특징으로 발열체 어셈블리.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 발열층은,
    은나노 입자 또는 은나노로드 입자를 포함하는 발열 조성물로 형성되되,
    상기 제1 단자부 및 상기 제2 단자부에 적용된 상기 발열 조성물은,
    상기 발열 조성물 총 중량 기준으로 상기 은나노 입자 70 ~ 99 중량% 및 상기 은나노로드 입자 1 ~ 30 중량%를 포함하고,
    상기 발열부에 적용된 상기 발열 조성물은,
    상기 발열 조성물 총 중량 기준으로 상기 은나노 입자 1 ~ 30 중량% 및 상기 은나노로드 입자 70 ~ 99 중량%를 포함하는 발열체 어셈블리.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 바디부에는,
    상기 발열층 및 상기 절연층이 인쇄 가능하도록, 상기 설정된 패턴을 따라 음각부가 형성되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 단자부 또는 상기 제2 단자부로 전원을 공급하기 위한 전원 연결부;를 더 포함하되,
    상기 전원 연결부는,
    상기 제1 단자부 또는 상기 제2 단자부가 위치되는 제1 연결부; 및
    상기 제1 단자부 또는 상기 제2 단자부로 전원을 공급하는 전원선이 연결되도록 상기 제1 연결부와 체결되는 제2 연결부;를 포함하는 발열체 어셈블리.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 연결부는,
    상기 바디부에 일방향으로 돌출되도록 위치되고 일측면에 상기 제2 연결부와 체결되기 위한 고정홈이 형성된 돌출부;를 포함하는 발열체 어셈블리.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 연결부는,
    내부 공간을 포함하되, 일 측에는 가이드홀이 형성되고 타 측에는 개방부가 형성되며, 상기 고정홈에 인입되는 고정부를 포함하는 캡; 및
    상기 캡의 일 측에서 상기 가이드홀을 통하여 상기 내부 공간에 배치되고, 상기 전원선이 삽입될 수 있는 전원선 삽입홀이 형성되는 전원선 가이드부;를 포함하는 발열체 어셈블리.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 연결부는
    상기 내부 공간 내에서 상기 전원선 가이드부의 둘레를 따라 배치되는 탄성부재; 및
    상기 탄성부재를 지지하도록 접촉되며 상기 전원선 가이드부가 관통되는 관통홀이 형성된 고정판을 포함하되,
    상기 고정판은 상기 제2 연결부의 일측 또는 타측 중 적어도 어느 하나 이상에 배치되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 연결부는,
    도체로 형성되고, 일 측은 상기 전원선 가이드부와 맞닿고 타 측은 상기 제1 연결부와 맞닿아 지지하며, 일 측과 타 측 사이를 탄성 지지하도록 라운드한 형상의 곡선부를 포함하는 탄성 클립;을 포함하는 발열체 어셈블리.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 연결부는,
    상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부의 이격된 위치에 지지부가 형성되고,
    상기 제2 연결부의 캡은
    상기 제1 연결부가 상기 내부 공간에 위치되면 상기 지지부에 지지되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 발열체 어셈블리.
  13. 제1 크기를 가지는 제1 단자부와 제2 단자부가 이격되어 배치되며, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부 사이를 적어도 직선이 아닌 형태로 연결하는 발열부가 제2 크기를 가지며 인쇄되도록 설정된 패턴을 입력하는 입력신호를 출력하는 사용자 단말기;
    상기 입력신호를 수신하여 대응되는 제어신호를 출력하는 제어부; 및
    상기 제어신호를 수신하여 상기 설정된 패턴을 따라 발열이 필요한 바디부에 발열층 및 절연층을 포함하는 발열부를 인쇄하는 인쇄 장치를 포함하는 발열체 형성 시스템.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 인쇄 장치는,
    발열층을 이루는 발열 물질이 저장되는 발열물질 저장부;
    절연층을 이루는 절연 물질이 저장되는 절연물질 저장부;
    상기 발열물질 저장부에 저장된 발열 물질을 상기 바디부에 인쇄하는 발열층 인쇄 노즐; 및
    상기 절연물질 저장부에 저장된 절연 물질을 상기 바디부에 인쇄하는 절연층 인쇄 노즐;을 포함하는 발열체 형성 시스템.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제어신호를 수신하여 상기 바디부에 상기 설정된 패턴을 따라 상기 발열부가 인쇄되는 음각부를 형성하는 음각 형성 장치;를 더 포함하는 발열체 형성 시스템.
  16. 바디부에 제1 크기를 가지는 제1 단자부와 제2 단자부가 이격되어 배치되고, 상기 제1 단자부와 상기 제2 단자부 사이를 적어도 직선이 아닌 형태로 연결하는 발열부가 인쇄되도록 설정된 패턴을 입력하는 패턴 입력 단계; 및
    상기 바디부에 상기 설정된 패턴을 따라서 발열층 및 절연층을 인쇄하는 패턴 인쇄 단계를 포함하는 발열체 형성 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 패턴 인쇄 단계에서,
    상기 발열층과 상기 절연층을 적층하여 인쇄하되, 상기 발열층 또는 상기 절연층 중 어느 하나가 상기 설정된 패턴으로 상기 바디부에 인쇄되고, 나머지 하나가 적층되며 인쇄되는 적층 인쇄 단계를 포함하는 발열체 형성 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 패턴 입력 단계 이후에,
    상기 설정된 패턴을 따라 상기 바디부에 상기 발열층 및 상기 절연층이 인쇄되는 음각부를 형성하는 음각 형성 단계를 포함하는 발열체 형성 방법.
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