专利名称：用于机动车辆的加热器及其形成方法
技术领域：
本发明大体上涉及加热器，并且尤其涉及在机动车辆、运输车辆或其它制品中的座位、反射镜、手柄中使用的加热器。
背景技术：
多年以来，工业上就关心为制品例如机动车辆或其它运输车辆的座位、反射镜或手柄设计改良的加热器。这种加热器的实例公开于编号为6,084,217、5,451,747、5,045,673、4,931,627和4,857,711的美国专利中，这些专利全部在此明确地引入作为参考。然而，这些专利中公开的加热器具有缺陷。未限制地举例来说，在编号为6,084,217的美国专利中使用了“聚合厚膜”，而应用这种技术的缺陷显示，使用这种薄膜的加热器是相对不可弯曲的，这会导致存在由于身体在座位上移动而导致的潜在的噪声问题。而且，这些加热器在使用时仅具有一个传统上提供的热输出水平。为了提高该领域中的现有技术，本发明提供了一种特别适用于在机动车辆的座位中使用的加热器，不过它也可以适用于在其它运输车辆或其它制品中。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明公开了一种加热器及其形成方法。为形成加热器，配设了柔性载体。载体优选由从包括聚合材料和织物材料的组中选取的材料形成。载体还优选包括与第二纵向边缘相对的第一纵向边缘，其中第一和第二纵向边缘都具有带有至少一个轮廓的凹口。第一导电介质通常置于载体之上。第一导电介质优选地由聚合材料形成并且优选地包括下列部分i)具有第一基部和多个从第一基部延伸出来的第一伸出部的负极部分，所述第一基部沿着载体的第一纵向边缘沿着第一纵向边缘的至少一个轮廓延伸；以及ii)具有第二基部和多个从第二基部延伸出来的第二伸出部的正极部分，所述第二基部沿着载体的第二纵向边缘沿着第二纵向边缘的至少一个轮廓延伸。第二导电介质也优选置于载体之上。第二导电介质通常包括多个带，其中每个带与多个第一伸出部中的至少一个和多个第二伸出部中的至少一个成重叠关系。通常情况下，第二导电介质具有正的导热系数特性。
根据本发明的另一方面，第一导电介质至少包括第一部分、第二部分和第三部分，其中各个部分是隔开的。可选择的是，每个部分均可以包括一或多个伸出部或组合。第二导电介质也被置于载体上并且插入隔开的部分之间(例如在部分的伸出部之间)。同本发明的上一个方面一样，第二导电介质通常具有正的导热系数特性。
根据本发明的另外一个优选方面，本发明的加热器集成到一个制品中。作为一个实例，加热器可以集成到机动车辆的座位中。座位通常包括用于车座的支撑部件的泡沫垫并且泡沫垫优选地包括形成于其中的空腔。装饰层通常会大体上覆盖泡沫垫。加热器优选地置于泡沫垫和装饰层之间。在一个优选实施例中，加热器的至少一部分延伸到泡沫垫的空腔中，因此将弯曲第一导电介质的第一基部的至少一个轮廓和第一导电介质的第二基部的至少一个轮廓。
通过阅读下面的详细说明、权利要求书和附图，本发明的特征和发明方面将会更加显而易见，其中附图的简要说明如下图1是依照本发明的一个示例方面的示例的部分形成的加热器的俯视图；图2是图1中的示例加热器在依照本发明的一个示例方面的加热器进一步形成之后的俯视图；图2A是适用于本发明的加热器的示例可选电连接件的俯视图；图3是具有依照本发明的一个示例方面的附加示例部件的图1和图2的示例加热器的放大侧剖视图；图4是依照本发明的一个示例方面形成的机动车辆座位的部分剖开透视图；图5是依照本发明的一个示例方面形成的机动车辆座位的一部分的俯视图；图6是用于依照本发明的一个示例方面的汽车反射镜的示例加热器的俯视图；并且图7是依照本发明的一个示例方面的反射镜组件的剖视图；图8是依照本发明一个示例方面的另一个加热器的一部分的俯视图；
图9是依照本发明一个示例方面的再一个加热器的一部分的俯视图。
具体实施例方式
本发明旨在提供一种适用于一种集成到多种制品中的改进的加热器。例如，加热器可以集成到多种制品例如建筑物、家具、运输车辆(例如船、火车、飞机、公共汽车)等的载体(例如构件、结构、板、地板、壁等)中或连接到它们之上。或者，加热器可以集成到运输车辆的多个部件例如座位、反射镜或反射镜装置(例如后视镜、侧视镜等)、变速拨叉、板、脚坑、脚踏垫、货物或底座衬垫、窗或其它部件中或是连接到它们之上。加热器特别适于集成到机动车辆的座位中。更特别地，加热器适于与座部、背部、头靠部或其组合结合。
在另一种汽车应用中，本发明可以用在转向组件中。同样，加热器可以置于方向盘的多个区域上，包括方向盘组件的毂、轮、辐条、转弯指示灯或拨叉，或是与这些区域结合。同样，本发明的加热器也可以放置在整个车辆的任何位置，并且最有利地是，放置在通常与车辆的驾驶者接触的部件上，例如扶手、用户控制接口等等。
除了汽车应用之外，可以预见，本发明可以包含在其它应用中，例如底座垫、轮椅、衣物或可以与人接触的所有其它物品。
另外，除了个人舒适性应用之外，本发明可以用在下列方面，包括红外线检测技术、通过浸没加热器或应用于容器的外壁而加热电或机械部件乃至加热流体。而且，加热器可能包括或是与下列物品结合用于接收或传递射频的天线；传感器，例如座位占用者传感器(例如，与气囊等一起使用)或是用于儿童活动座位的传感器；用于在车辆的温度(内部温度等)过高或过低时发出警报的报警装置；其组合等。在一些或所有的上述应用中，加热器可以配设有压力传感器以确定存在作用在加热器或传感器上的作用力。
同此前的加热器相比，本发明的加热器可以显示出一或多个优点。作为一个实例，加热器可以控制其热输出而不需要使用例如控制器、恒温器、温度传感器、其组合等部件。当然，可以预期，加热器可以带有这些部件以助于控制或调节由加热器输出的热量。作为另一个优点，加热器及其部件的几何结构、尺寸、材料和配置可以有助于在车座或其它制品中形成更高效的加热系统。作为一个实例，优选的加热器可以由向加热器增加柔性的材料形成，从而有助于将可能由加热器生成的噪声最小化。作为另一个实例，优选的加热器可以包括一或多个轮廓、开口或空腔以用于辅助加热器的弯曲，因此允许加热器与制品的轮廓相符，特别是有助于将加热器连接到制品上。
在一或多个可选实施例中，本发明的加热器也可以用于可选地启用加热器的一或多个区域以提供可选的加热、操纵由加热器生成的热输出或是两者。在一或多个可选实施例中，使用者可以优选地控制由本发明的加热器提供的热量的位置和强度。
通常情况下，本发明的加热器将包括下列部件之一或是其组合1)优选地配置为柔性板的载体；2)置于载体上的第一导电介质，第一导电介质优选地包括第一部分和第二部分，其中每个部分优选地包括基部和多个从基部延伸出来的伸出部；3)用于将第一部分与第二部分相互连接的第二导电介质，第二导电介质优选地包括多个电阻带，电阻带优选地将第一部分的多个伸出部与第二部分的多个伸出部相互连接，其中第二导电介质优选地显示出正的导热系数特性。
可选择的是，第一导电介质可以包括第三部分，第三部分用于辅助加热器提供多个热输出级或用于允许加热器不同位置的可选加热。
参照图1、2和3，图中显示了依照本发明的示例加热器10的形成。加热器10包括置于载体18上的第一导电介质12和第二导电介质14。通常，加热器10配置为柔性板(即具有相对的表面和在其中的厚度)，但是也可以使用其它的形状或配置。
例如，尽管在一个实施例中载体18可以是柔性的，但是可以预见，载体也可以是刚性的或半刚性的或并非存在的(下文将详细讨论)。不管载体18的刚度特性如何，载体能够以希望的多种形状和配置形成，而这取决于应用(例如座位、座椅靠背、头靠、反射镜、方向盘或任何可以被加热以增强用户环境的制品)。此外，载体可以包括用于辅助应力消除的轮廓，应力特别出现在加热器受到来自压力、运动等的应力时。
如图所示，载体18配置成具有相对表面26、28的板。如图1、2和5的特定实施例中所示，载体18大体上为细长的并且通常为矩形，并且更优选地为沙漏形。如图所示，载体18具有长度(L)和宽度(W)并且包括外周边22，外周边22大体上连续地围绕载体18延伸，大体上界定了载体18的形状。所示周边22包括第一纵向边缘32和第二纵向边缘34。
在所示特定实施例中，第一纵向边缘32和第二纵向边缘34具有有助于形成沙漏形的剪切口。例如，纵向边缘32、34分别界定了第一凹口38和第二凹口40，第一凹口和第二凹口又分别界定了第一凹面44和第二凹面46。第一凹口38通常与第二凹口40相对并且大体上是第二凹口40的镜像。两个凹口38、均40可以包括一个或多个至少部分地界定了空腔44、46的轮廓48、50和52。在所示特定实施例中，凹口38、40均包括两对相对的凸轮廓48、一对相对的凹轮廓50和一个中央凹轮廓52。载体18也可以包括位于第一凹口38和第二凹口40之间并且通常为矩形的开口58。
加热器、载体或两者均可以制成希望的形状并且这种形状可以基于加热器的应用。因此，除非另外声明，否则载体或加热器的形状不应限制本发明。作为实例，加热器、载体或两者均可以包括圆形、卵形、椭圆、正方形、矩形、几何形、非几何形、对称的或不对称的或其组合等配置。另外，加热器、载体或两者可以预成形(例如预成形为平面或波形)从而与制品例如方向盘或其它制品相对应。或者，加热器、载体或两者都可以是柔性的以允许这种对应。
在本发明的一个优选实施例中，载体可以连接到制品(例如座位、反射镜等)的一个或多个部件上。或者，第一载体可以提供释放表面，所述释放表面允许第一和第二导电介质被传递给制品的一个或多个部件，这样一个或多个部件就会变成载体。这可以依照多种技术实现，例如依照贴花、可容基底、活动基底等。或者，第一和第二导电介质可以通过印刷、喷雾、滚压、轻敷、刷涂、浇注等置于制品本身的一个或多个部件上，同样这一个或多个部件变成加热器的载体。
可以预期，载体18可以是导电的、不导电的或是部分导电的。这包括导电性、导热性和扩散性。而且，为了连接的目的，载体可以配置成夹持和保持静电荷，因此允许载体将其自身连接到制品(例如反射镜组件、座位等)的部件上，可以使用或不使用粘附或紧固技术。
可选地，或与上述结合，载体还可以包括一种或多种粘着材料或层以把载体连接到部件上。粘着材料可以把载体涂敷到载体上，或者载体自身可以由具有粘着材料或具有粘着特性的材料组成。粘合剂可以使用例如印刷、喷雾、滚压、轻敷、刷涂、浇注等技术放置在载体的一或两侧上。
载体18可以由多种材料形成，包括例如塑料的聚合材料、弹性体、热塑性塑料、合成物等。载体18也可以由编织或非编织织物材料、纸材料、浸渍纤维、纤维材料等制成。载体18优选具有大约1微米或更小与1厘米或更大之间的厚度，更优选地具有大约10微米和1毫米之间的厚度，更优选地具有大约50微米和大约200微米之间的厚度。
用于载体的一种优选材料是可在商业上获得的商标为MELINEX的聚酯薄膜，该聚酯薄膜的名称编号为ST505，由杜邦公司出品。用于载体的另一种优选材料为同样由杜邦公司出品的商标为TYVEK的商业上可获得的spunbound烯烃。用于载体的另一种优选材料是可在商业上获得的商标为CETUS的聚酯薄膜，该聚酯薄膜的名称编号为CP2101，由Cetus公司出品。用于载体的另一种优选材料是在商业上可以获得的尼龙聚酯或聚醚酰亚胺，它们的商标名称为ULTEM，名称编号为1000或其它，由通用电气公司出品。
当然，也可以获得其它类型的底部在材料用于载体，例如陶瓷、玻璃、聚合材料(例如塑料、弹性体、热塑性塑料、热固性塑料等)、聚酯、聚乙烯、聚酯薄膜、编织材料(例如尼龙或布料)等。
优选的载体具有有利的性能，例如强度、柔性、刚度、弹性、介电性能及其组合等，这取决于其应用。载体也可以是透明的、不透明的或可以反射的等。优选地，载体是耐热的(例如最高80℃或更高)。另外，载体可以显示出对丝网印刷材料(例如聚合物)的相对较高的接受性。
在优选实施例中，特别是对于座位应用，但是也可以用于其它应用，用于本发明的载体的材料显示出在失效时的伸长率等于或大于15％，更优选地大于35％，更优选地大于50％，并且更优选地大于70％。同样在优选实施例中，用于本发明的载体的材料显示出的介电常数等于或大于0.5，更优选地大于1.0，并且更优选地大于2.0。
第一导电介质12能够以多种配置(例如，以间隔开的平行线、锯齿形、蛇形、相对的交叉线等)放置在载体18上。通常情况下，第一导电介质12被分成第一部分或负极部分70和第二部分或正极部分72，它们在载体18上彼此远离排列。优选地，负极部分70不会与正极部分72直接电连接。在此使用时，仅仅使用了术语“正”和“负”，因为部分70、72之一在电学上将连接到电源的正极端子上，而另一个部分在电学上将连接到负极端子上，如下文进一步所述。应当理解，部分70、72可以交换或转换。优选地，部分70、72中的每一个分别包括基部74、76和多个从基部74、76向外延伸的伸出部80、82。如图所示，一个部分70的多个伸出部80远离另一个部分72的多个伸出部82而排列。此外，负极部分70的多个伸出部80彼此远离间隔排列，并且正极部分72的多个伸出部82也彼此远离间隔排列。
在所示特定实施例中，负极部分70的基部74沿着载体18的大体上整个第一纵向边缘32延伸，而正极部分72的基部76沿着载体34的大体上整个第二纵向边缘34延伸。这样，两个基部74、76就像载体18的纵向边缘32、34一样均包括相同的凹口38、40、空腔44、46以及轮廓48、50和52。基部74、76也包括开口88，它向下向基部74、76的中心延伸，且与凹口38、40空腔44、46和轮廓48、50和52相邻。
伸出部80、82显示为从基部74、76之一向基部74、76中的另一个伸出但是并未与基部74、76的另一个实际接触的细长指状物。如图所示，特别是如图1所示，其中仅第一导电介质12置于载体上，负极部分70的伸出部80与正极部分72的伸出部82交叉或间断从而在伸出部80、82之间形成间隙90。
第一导电介质12可以由多种材料例如金属、导电塑料其组合等组成。尽管可以预期第一导电介质12的第一和第二部分70、72可以由不同的材料形成，但是它们优选由一种材料形成。在一个优选实施例中，第一导电介质12由可以印刷(例如丝网印刷)在载体18上的聚合材料形成。
作为一个示例实施例，用于第一导电介质12材料为聚合材料，例如以商业上可获得的商标为POLYMER SILVER CONDUCTOR 5025的聚合物厚膜组合物，该组合物可以由总部地址为1007 Market Street，Wilmington，DE 19898的杜邦公司出品。在该实施例中，第一导电介质12通常丝网印刷在载体18上，这样介质12具有的厚度就大约为2微米到大约4毫米，更优选地为大约6微米到1毫米，并且更优选地为大约12至大约15微米。一旦印刷，导电介质12通常就会受热以固化。例如，载体18和介质12可以置于箱炉中并且介质12在大约80℃和大约180℃之间的温度下固化大约1至大约10分钟，更优选地在大约100℃和大约140℃之间的温度下固化大约3至大约8分钟，更优选地在大约115℃至大约125℃的温度下固化大约5至大约6分钟。作为可选实例，对于卷到卷的丝网印刷机，载体18和介质12可以暴露至大约100℃至大约200℃的温度下大约20秒至大约3分钟，更优选地暴露至大约120℃至大约160的温度下大约40秒至大约2分钟，更优选地暴露至大约140℃的温度下大约一分钟以固化介质12。
尽管已经讨论了用于基部的一种或多种配置，但是可以预期，本发明的基部也能够以多种替换配置布置。同样地，基部可以在载体的相对侧、相邻侧或同一侧上，或者可以部分或完全地成叠且具有插入的绝缘材料。基部的形状可以几何形状或非几何形状。类似地，基部的形状可以是对称的或不对称的。一些可能的基部形状包括具有一或多种弓形边框(例如圆形、环形、椭圆、卵形、螺旋形及其组合等)的形状，具有一或多种线状边框(例如矩形、正方形、等边形等)的形状。同样可以预期，基部可能包括弓形和线状边框中的多种。
在另一个实施例中，一个基部可以部分或完全地围在另一个基部中。作为一个实例，第一U形基部可以用交叉等方式配置的从基部延伸的伸出部部分地围绕第二相应的U形基部。作为另一个实例，第一基部的形状可以制成封闭的配置(例如作为圆圈、正方形、矩形等)，这样第二基底(可以具有相应的形状或非相应的形状)部就可以大体上包围在第一基部中。在任一实例中，加热器可以包括任何在此描述的配置。
尽管显示了两个基部，但是可以预见，可以使用附加的基部。而且，电学上正基部的数目可以等于或不等于电学上负基部的数目。
因此，和基部一样，伸出部能够相对于基部以及彼此之间以不同的图案布置。一些可能的图案包括交叉的蛇形、直线、曲线、螺旋、矩形、锯齿形等。在图2所示实施例中，来自第一基部的每个第一伸出部都由不超过一个来自第二基部的第二伸出部与下一个最接近的第一伸出部间隔开。然而，可以预期，来自第一基部的第一伸出部可以由两个或更多来自第二基部的第二伸出部与下一个最接近的第一伸出部间隔开。在这样一个实施例中，优选但并不必需的是，第二导电介质仅仅将第一基部的第一伸出部与第二基部的第二伸出部相互连接。
此外，可以预期，第一导电介质的两部分可以形成重叠关系以便生成更希望的电路，以用于加热器的可选的生热。例如，在如图9中显示的实施例中，虽然在下文中详细地论述，不过从图中可以看出第一导电介质的第一部分能够以与第二部分重叠的关系配置。在这种情形下，绝缘或不导电的材料通常会插入第一和第二部分之间，从而防止电流从一部分直接移动到另一部分而不会穿过第二导电介质。当然，在某些情形下(例如，这样电流就仅仅穿过第二导电介质的一部分)可能希望在部分之间直接通电。然而，第一和第二部分中间也可以插入第二导电介质，或者提供一种加热电路。例如，第二导电介质可以夹在第一和第二部分的一部分之间。这样，当电流从第一和第二部分移动时，第二导电介质可以在其中生热。
第一导电介质的不同部分的这种重叠关系提供了形成更多复杂电路设计的能力。具有更复杂电路的一个优点是能够从单个加热电源生成多个热量输出的能力。另一个优点是提供具有一个以上可选地被启用的加热区域的加热单元的能力。
在任何可能的基部配置中，所述部分的宽度和厚度可以是整个一致的、可变的或是逐渐变窄或扩大的。同样，第一或第二基部的伸出部的宽度和厚度也可以是整个一致的、可变的或是逐渐变窄或扩大的。另外，第一和第二伸出部的长度和宽度可以在整个加热器中变化。此外，伸出部可以相对于彼此、基部、另一个基部的伸出部或相对于第二导电介质平行、偏斜、非平行等。
和基部一样，来自任一基部上的伸出部可以彼此重叠，且不导电介质放置在重叠区域中间。
基部和伸出部的材料可以相同，也可以不同，这取决于应用。此外，伸出部可以与第二导电介质相互连接通，这样基部就被连接起来。
或者，可以预期，并不存在伸出部，并且基部与导电介质直接接触。该配置的实例包括具有插入的导电介质的基部的重叠。在另一个实例中，基部可以邻近地配置，或者具有插入的导电材料。在上述实例中，可以预期两个以上基部的应用。
参照图2和3，在多种配置中，第二导电介质14可以置于载体18上。第二导电介质14可以为连续的、间歇的、平面的、几何形的、波形的及其组合等。优选地，第二导电介质14在电学上将第一导电介质12的正极部分72与第一导电介质12的负极部分70连接起来。
在图2所示的示例实施例中，第二导电介质14包括多个带94，图中显示的带94是彼此分开的，但是它们也可以相互连接。每个带94都是细长的并且与第一导电介质12的伸出部80、82一起延伸和/或优选地与其平行，并且每个带94在电学上都将负极部分70的伸出部80与正极部分72的伸出部82连接起来。如图所示，每个带94都重叠并且与负极部分70的伸出部80和正极部分72的伸出部82直接接触。
同样优选但未必必需的是，多个带94的每一个具有大体上相同的尺寸和形状，并且带94大体上均匀地彼此远离地分开。此外，带94优选具有同彼此和整个的每个带94相比均匀的密度。这样，加热器10通常就可以沿着加热器10的长度和/或宽度产生更加均匀的热强度。
第二导电介质14可以由包括金属、塑料或其组合的多种材料组成。优选地，材料显示出如下文进一步讨论的那样的相对较高的正导热系数(PTC)。尽管可以预期带94可以由不同的材料形成，但是它优选由一种材料形成。在一个优选实施例中，第二导电介质14由可以印刷(例如丝网印刷)在载体18上的聚合材料形成。
在一个示例实施例中，形成第二导电介质14的材料可以为聚合材料，例如商业上可获得的商标为PTC CARBON RESISTOR 7282的聚合物厚膜组合物，该组合物可以由总部地址为1007 Market Street，Wilmington，DE 19898的杜邦公司出品。在该实施例中，第二导电介质14通常丝网印刷在载体18上，这样介质14具有的厚度就大约为1微米到大约1毫米，更优选地为大约3微米到10微米，并且更优选地为大约6至大约8微米。可选的印刷方法包括丝网印刷、喷墨印刷等。一旦印刷，导电介质14通常就会受热以固化。例如，载体18和介质14可以置于箱炉中并且在大约90℃和大约200℃之间的温度下固化大约2至大约30分钟，更优选地在大约110℃和大约150℃之间的温度下固化大约5至大约15分钟，更优选地在大约130℃的温度下固化大约10分钟。作为另一个实例，对于带式干燥机，载体和介质14可以暴露在大约110℃和大约210℃之间的温度下大约1分钟至大约20分钟，更优选地暴露在大约130℃至大约170℃之间的温度下大约2分钟至大约10分钟，更优选地暴露在大约150℃的温度下大约3至大约5分钟。
可以在上述印刷方法中使用的其他导电介质包括含水聚合物，包括导电性填充剂(例如导电金属粉、金属氧化物、银、铜等)、电阻填充剂(例如碳等)、薄膜(例如聚氨酯、紫外线固化聚合介电组合物、热固树脂(例如环氧树脂、酚树脂等)等)、具有碳黑的乙烯醋酸乙烯酯共聚物树脂或其组合。优选地，墨不透光并且可以包括下列粘合剂中的一种或多种树脂基丙烯酸墨、硼硅酸盐铅玻璃、热固树脂(例如环氧树脂、酚类、密胺树脂)或导电粉剂。
第二导电介质能够以替代所显示图案的多种图案应用。在一个实施例中，导电介质可以模仿(例如平行延伸)第一和第二基部的图案。优选地，导电介质至少部分地插入第一和第二基部的伸出部之间。在作为带等提供时，导电材料可以相对于基部的伸出部或基部自身平行、倾斜、偏斜、垂直或盘旋。同样，第二导电介质的图案也可由同心或非同心几何配置构成，例如圆形、正方形、卵形等。另外，第二导电介质可以随机或系统地放置在基部的伸出部之间或基部之间，并且可以包括具有切口部的多个带。导电材料带也可以切成或破碎成零件。
虽然已经公开了用于第一和第二导电介质的优选材料，但是可以预期，其它材料也可以用作层或是提供第一和第二导电介质的部分或全部。这些材料的实例包括箔带、转印纸、条带板、套筒、导电线的绞合线、导线、沉积金属、板材料、缝纫材料等。其它材料包括金属(例如铝、铬、镍铬合金等)、碳、薄膜、泡沫(热导电性或非热导电性)(例如由foam international出品的Comfortem)、具有导电涂层例如银、聚合材料(作为薄膜涂敷或者印刷，例如在下文中更详细讨论的那样)的导电织物。
本发明的加热器10通常包括一个或多个(例如一对)电连接件100、102。优选地，每个连接100、102分别与负和正极部分70、72的基部74、76之一电连通。
本领域的技术人员应当理解，可以使用多种电连接件。在图2所示的特定实施例中，每个电连接件100、102均包括导线104(例如铜包导线)，导线104具有连接(例如焊接)到箔片108(例如导电带)的端部106并且具有端部106的片108连接(例如粘附)到基部74、76之一上。在替换示例实施例中并且参照图2A，使用了电连接件110，其中构件112包括连接到基部74之一上的铆钉114和连接到导线120上的眼孔116。
有利的是，本发明的加热器可以形成有仅仅一个或两个电连接件以经由基部、伸出部、第二导电介质(例如带)或其组合提供电流。当然，如果希望或是需要的话，也可以使用附加的连接。作为附加的价值，加热器10的形成可以是使整个第一和第二导体由单个载体18支撑而不需要附加的层来支撑。当然，如果希望或是需要的话，也可以使用附加的层。
电连接件可以位于载体的相同侧。或者，电连接件可以位于载体的相对侧或相邻侧。而且，电连接件可以在载体上彼此对角地相对。因此，电连接件可以放置得使伸出部的相邻部之间的电通路的总和大体上相等或大体上不相等。
电连接件可以集成到具有正和负引线的单个单元中，或是分成两个或更多连接中。另外，电连接件可以集成到单个伸出部或“尾部”或多个“尾部”，它们用于将加热器电连接到电源或能源(例如电池)上。
本发明的加热器能够以一或多个热输出操作。可以使用多种技术来生成多个热输出。例如，参照图8和9，可以配置两或多个电路来以不同的输出级操作并且电路可以置于或印刷在一、二或更多载体上。或者，参照在此包含的任意实施例，两或多组电连接件可以向一、二或更多印刷在一、二或更多载体上的电路输送不同的能级(例如电压)。此外，可以配置一、二或更多电连接件来输送不同的输出级以向上述配置的加热器输送不同的输出级。
本发明还可以包括一或多种安全控制特征，包括恒温器、具有负温度系数(NTC)电阻器、正温度系数保险丝或某些其它温度传感装置的控制模块。而且，可以使用恒温系数(CTC)来消除发热元件的温度对由发热元件生成的热量的影响。上述特征可以允许系统一旦检测到温度过高或是系统中出现短路就会关闭。
而且，本发明可以配备有一或多种开关(例如闩锁开关或瞬时开关)，从而向本发明的加热器施加电流。例如，可以使用与瞬时开关结合使用控制模块来将加热装置打开或关闭。或者，可以使用开关(例如通/断开关)物理地连通和/或断开包括加热器与能源的电路。也可以使用其它开关，包括电压控制电位计、多个用于允许选择温度设置(例如高温-低温-关闭)的行程开关、多极开关等。
本发明的加热器电连接到能源上以生成经过加热器的电流以生成热量。能源可以提供交流电、直流电或其组合。在汽车应用中，优选地，加热器电连接到汽车电源(例如，12伏电池)上。或者或是此外，加热器可以连接到车辆中的交流发电机、控制模块或其它电子元件上。
在包括图3在内的所有所讨论的实施例中，可以在加热器10的导电介质12、14上层压绝缘层130。绝缘层130可以由羊毛、纱网等形成并且可以经由粘合剂等紧固至载体18。
尽管图3中显示了绝缘层130，但是可以预期，更加有利的是，加热器10在形成时没有任何这种附加绝缘层130。此外，可以预期，绝缘层130可以由座位(例如，装饰层的一部分)提供，并且绝缘材料并不一定要明确地附着或使用其它方式连接到加热器10上。绝缘材料的应用很多并且至少包括在下文中应用保护涂层中所使用的方法。
作为另一种选择，第一导电介质12、第二导电介质14或两者可以完全或部分地被保护涂层覆盖。在一个优选实施例中，第一和第二导电介质12、14覆盖有由聚合介电组合物形成的保护性介电涂层。优选地，涂层是可固化的(例如可紫外线固化的)、不溶解的或是其组合。涂层可以通过几种方法涂敷到导电介质12、14上，例如印刷、喷雾、滚压、轻敷、刷涂、浇注等，但是优选丝网印刷在介质12、14上。涂层厚度最多为5毫米或更多，并且厚度优选在大约10微米和大约4毫米之间，更优选地厚度在大约100微米和大约3毫米之间(例如，厚度在大约1至大约1.2毫米之间)。在一个优选实施例中，保护层具有电或热绝缘特性。
可用于绝缘层和保护层的材料包括与用于载体相同的材料。可以向绝缘和保护层使用具有电介质性能的附加层，包纸、薄膜(例如聚氨酯，紫外线固化聚合介电组合物、热固树脂等)、乙烯板、羊毛、纱网、柔性薄板(例如弹性、聚酯对苯二酸盐、聚碳酸酯等)、泡沫(例如热传导性、非热传导性、聚氨酯、氯丁橡胶等)、玻璃等。然而，在特定层配置中，保护层也可以是能导电的。
在本发明的所有实施例中，可以预期，在本发明的加热器应用到具体制品(例如座套、反射镜等)上之前，可以将粘合剂置于载体或导电介质之上或其任一侧上。还可以预期，粘合剂可以位于载体的两侧上以将粘附一或多个与加热器相关的附加部件，例如保护层等。而且，可以预期，在本发明中可以不使用粘合剂，而是使用静电或某些其它自连接来将加热器安装或固定到制品的特定区域上。
在车座和反射镜中的应用如此前所述，本发明的加热器10可以集成到多种制品中。特别参见图4和图5，作为一个实例，所示加热器10被集成到车辆的座位140中。本发明的加热器10可以位于机动车辆座位的多个部分中，例如支撑部、靠背部、肩部支撑部或头靠。加热器可以位于座位的装饰和座位的泡沫垫之间。加热器也可以集成到座位的装饰中、座位的泡沫垫中或是两者之中。
参照图4，图中显示了座位140，且图2和图3中的加热器10置于座位靠背部件142和座位支撑部件144中。在所示实施例中，座位140的每个部件142、144都包括装饰层146和泡沫垫148，并且每个加热器10都大体上放置在泡沫垫148和装饰层146之间。优选地，每个加热器10都紧固至座位140(例如，装饰层146、垫148或两者)以保持加热器10相对于座位140静止。也可以预期，可以使用如图3所示带150(例如双向带)或是其它紧固件或粘合剂将加热器10紧固到座位140上，特别是紧固到泡沫垫148上。
在如图5所示的更优选的实施例中，加热器10的中央部160被向下栓紧在座位的泡沫垫162的顶上，且中央部160至少部分地延伸到垫162的空腔164(例如，沟槽)中。如图所示，绑绳170延伸通过开口58，超过加热器10的中央部160的顶部，将加热器捆牢。更加有利的是，当加热器10的中央部160伸入垫162中时，载体18的轮廓48、50、52和第一导电介质12在空腔164处围绕泡沫垫162弯曲，因此缓解了可能置于第一导电介质12上特别是置于第一导电介质12的基部74、76上的应力。此外，开口58也用于在加热器10的中央部160伸入垫中时缓解应力。尽管使用了轮廓48、50、52和开口58来缓解在应用至泡沫垫162时的应力，但是应当理解，轮廓48、50、52和开口58也可以有助于缓解加热器10围绕应用它的对象弯曲的任意位置处的应力。
在一个可选实施例中，本发明与反射镜组件相结合。在该实施例中，加热器的形状、载体或是两者均可能改变成反射镜组件的相应形状。这样一个实施例的实例显示于图6中，其中加热器10配设有载体18、第一导电介质12和第二导电介质14。
第一导电介质12优选地配设有第一基部74和第二基部76，第一基部74和第二基部76分别具有相关的带有相反电荷的第一和第二电连接件100、102。优选地，第一和第二基部74、76的形状、载体18或两者均与反射镜12、背衬或两者的形状相符。另外，可以预期，第一和第二基部74、76在沿着载体14延伸时可以具有变化的宽度。
多个交叉的第一和第二伸出部80、82从第一和第二基部74、76中延伸出来，这些伸出部具有依照第一和第二基部74、76的轮廓和反射镜的轮廓的变化的长度(例如，逐渐变大或变小)。优选地，伸出部80、82彼此平行，然而，也可以预期到其它配置，如同这些配置在此公开一样。而且，也可以预期到其它图案，如同在此公开一样。
优选地，部分70、72中的每一个分别包括基部74、76和多个从基部74、76向外延伸的伸出部80、82。如图所示，一个部分70的多个伸出部80远离另一个部分72的多个伸出部82而排列。此外，负极部分70的多个伸出部80彼此远离间隔排列，并且正极部分72的多个伸出部82也彼此远离间隔排列。
或者，在另一个实施例中，参照图7，本发明的加热器10可以应用至或集成到反射镜组件180(例如侧镜、后视图反射镜等)中。反射镜组件180通常配设有反射镜182、反射镜背衬184和外壳186，不过每个部件都不一定是必需的。在所示实施例中，加热器10包括连接到反射镜182、背衬184或两者上的载体18。然而，可以预期，反射镜182或背衬184也可以是加热器10的导电介质的载体。
可以使用多种技术将载体18应用(例如连接)到反射镜182、背衬184或两者上。在一个实施例中，可以使用粘合剂、紧固件其组合等实现加热器10与反射镜182或背衬184的连接。或者，也可以连接加热器10而不使用粘合剂或紧固件。例如，加热器10可以静止地粘附到反射镜182或背衬184上。作为另一种可选方案，载体18可以由具有粘着特性的材料组成，从而将加热器10粘附至反射镜组件180。
或者或是此外，可以预期，反射镜组件可以配置成将加热器10固定至其本身。例如，反射镜182、背衬184或两者可以包括一或多个凹部以将加热器10容纳并且固定到那里。作为另一个实例，加热器10可以夹在并固定在反射镜182和背衬184之间。此外，反射镜组件180可以配设有整体式紧固件(例如搭扣配合)以固定加热器10。
除了第一导电介质12和第二导电介质14之外，电连接件100、102也可以直接连接到反射镜182、背衬184或两者上。更加有利的是，可以使用在此所述的任意技术将加热器10的任何未不放置在反射镜组件180的一部分之上或是集成到反射镜组件180的一部分之中的部分粘附或紧固至反射镜组件180。例如，反射镜182或背衬184可以覆盖有第二导电介质14而第一导电介质12可以依照另一种技术放置在第二导电介质14上。另外，可以预期，反射镜182可以与第一导电介质、第二导电介质或两者接触。然而，可选择的是，可以如希望的那样将在此描述的一或多种附加层(例如绝缘层、保护层其它或是其组合)放置在第一导电介质12上。
在操作中，可以操作加热器10以大体上与用于加热座位的加热器相同的方式加热反射镜182。更加有利的是，加热器可以有助于从反射镜182上除去凝露、雾或其它形式的水。
操作在操作中，并且参照图2和4，一个电连接件102被连接到电源(未显示)的主动端子上，并且另一个连接100连接到电源的负极端子上。反过来，当电源向加热器10供电时，电流从一个电连接件100流向第一导电介质12的负极部分70的基部74。电然后流动到负极部分70的伸出部80并且通过第二导电介质14的带94流至第一导电介质12的正极部分72的伸出部82。此后，电流动至并且经过第一导电介质12的正极部分72的基部76，并且通过电连接件102流出加热器10。由于第二导电介质14的电阻，带94的温度升高，因此加热座位140特别是座位140的装饰146。更加有利的是，第二导电介质14的带94显示出正的导热系数特性，这样带94就自我限制它们将会多么热。更具体地说，对于施加到第二导电介质14上的特定电压，第二导电介质14的电阻将会升高，这又会使流经第二导电介质14的电流降低直至达到平衡。如同本领域的技术人员认识到的那样，可以改变多种变量，例如施加到加热器上的电压、第二导电介质14的组合物、第二导电介质14的尺寸和配置及其它，这样就可以在希望的热输出处实现介质14的平衡。还可以预期，在使用以后，第二导电介质的电阻可能会在大约15％和大约25％之间变化(例如变大)。如果出现这种情形，通常希望在设计第二导电介质的配置时能够考虑到变换而仍又生成优选的热输出。
在优选实施例中，第一导电介质的正极部分与第二导电介质的负极部分之间的距离(即第二导电介质为将部分相互连接而横跨的距离)可以设置成有助于在操作期间控制第二导电介质、加热器或两者的温度。在所示优选实施例中，正极部分72的伸出部82通常与负极部分70的伸出部80隔开大约0.5毫米至大约1厘米的距离，更优选地隔开大约1.5毫米到大约5毫米的距离，更优选地隔开大约3毫米的距离。同样在优选实施例中，第二导电介质14、加热器10或两者达到大约0.0℃和大约100℃之间的温度，更优选地达到大约25℃和大约80℃之间的温度，更优选地达到大约50℃和大约70℃之间的温度。
除此前的实施例之外，也可以预期，在本发明的范围内，加热器可以包括具有至少三个部分的导电介质，且这三个部分中插入了第二导电介质。在这样一个实施例中，第一导电介质的所有三个部分都可以通过第二导电介质电连接，因此提供了形成多个加热电路的能力。例如，可以在第一和第二部分之间、第一和第三部分之间、第二和第三部分、或所有的三个部分之间形成一或多个电路。而且，在使用具有至少三个部分的导电介质时，可以在其中插入了第二导电介质的任何两个部分之间可选地生成许多电路。这样，就可以生成优选的加热器区域。
在该可选的配置中，第一导电介质的一部分连接到第一或正极端子上，并且另一部分连接到电源的第二或负极端子上以形成第一加热电路。通过将第一导电介质的另一部分连接到电源的正或负极端子上，就可以在该部分和连接到带相反电荷的端子上的任何其它部分(例如，上述部分或附加部分)之间生成第二加热电路。
更加有利的是，在此公开的开关装置可以用于可选地并且在电学上将第一导电介质的一部分连接到电源的正或负极端子上。此外，应当理解，所讨论的用于载体、第一和第二导电介质的材料也可以适当地用在下列实施例中并且可以如同此前讨论的那样应用。还可以预期，下面的实施例可以包括绝缘层，绝缘层由相同的材料形成并且可以应用到此前实施例中所述的载体、导电介质或其组合上。
因此，如图8和9所示(图9参见括号中的数字)，图中显示了两个示例加热器190(290)，所述加热器配设有具有施加到载体194(294)上的至少三个部分的第一导电介质192(292)。所述至少三个部分包括第一部分202(302)、第二部分204(304)和第三部分206(306)。优选地，第一、第二和第三部分202、204和206(302、304和306)中的每个均配设有基部208、210和212(308、310和312)和多个分别从基部208、210和212(308、310和312)延伸的伸出部214、216和218(314、316和318)。如同在此包含的另一个实施例一样，可以预期，第一、第二和第三部分202、204和206(302、304和306)中的每一个还配设有适于将所述至少三个部分连接至电源的电连接件220(330)。更加有利的是，控制设备(例如开关装置或其它装置)用于可选地将所述至少三个部分连接到电源的正或负极端子上。
通常可以预期，第一导电介质192(292)的部分可以经由第二导电介质226(326)连接起来。例如，可以预期，可以通过在载体194(294)的一部分或全部上应用第二导电介质226(326)而将一部分的任何伸出部、基部或其它部分连接至该部分的任何其它伸出部、基部或其它部分。在该示例实施例中，第一导电介质192(292)被施加到载体194(294)上并且可选地部分或是完全由第二导电介质226(326)覆盖。这样，就可以通过下列步骤实现闭合电路电连接i)电源、ii)第一导电介质的任何一部分、iii)第二导电介质和iv)第一导电介质中的任何其它一部分，其中每个闭合电路都可以加热加热器的不同部分和/或改变其热输出。更加有利的是，可以使用开关装置来可选地指引电流通过第一和第二导电介质。
使用者可以向至少三个部分中的任意两部分供电以加热位于这两部分之间的区域的第二导电介质。同样，使用者可以向至少三个部分中的两个以上的部分中通电，从而加热第二导电介质的附加区域，从而增大加热器190(290)的整个热输出。
更详细地参照图8，加热器190的一部分配设有施加到载体194上的第一导电介质192。第一导电介质192配设有至少三部分，即第一、第二和第三部分202、204和206。
第一部分202优选地位于载体194宽度的中心并且包括沿着载体194的长度延伸的基部208。多个间隔的伸出部214横向于载体194的长度延伸，它们优选地与第一基部208偏斜(例如大体上垂直)。更加有利的是，伸出部可以从第一基部208的一侧或两侧延伸出来，并且可选地，从一侧延伸出的伸出部可以相对于从相对侧延伸出来的伸出部对准或交叉。尽管并未显示，但是第一部分202连接到开关装置上，开关装置可选地将第一部分202连接至电源的负或正极端子。
第二部分204包括两个基部210，它们沿着载体194的长度延伸并且优选地与第一基部208同等扩张。同第一基部208一样，第二基部210配设有多个隔开的第二伸出部216，第二伸出部216相对于载体194的长度横向延伸并且优选地与第二基部210偏斜(例如大体上垂直)。同第一伸出部214一样，第二伸出部216从第二基部210的两侧伸出。然而，和第一伸出部214对比，从基部210的一侧延伸出来的第二伸出部216显示为相对于从基部210的另一侧延伸出来的伸出部216交叉，但是也可以为对准的配置。
更加有利的是，隔开的第二伸出部216插入第一伸出部214中并且处于交叉梳状配置。第一和第二伸出部被第二导电介质226的带等彼此隔开并且插入，而第二导电介质等优选地与第一和第二伸出部214、216的至少一部分重叠。在所示实施例中，位于第一和第二伸出部214、216之间的第二导电介质226形成第一加热区域228。两个第二基部210均连接到开关装置上，开关装置可选地将第二部分204连接到电荷与第一部分202相反的端子上。
第三部分206包括第三基部212，第三基部212围绕着至少一部分载体194的圆周延伸并且优选围绕大部分圆周延伸。然而，应该理解，第三基部无需围绕大部分圆周延伸，因为第三基部212可以分段成两个或更多的第三基部212。同第一和第二基部206、208一样，第三基部212配设有多个隔开的第三伸出部218，第三伸出部218相对于载体194的长度横向延伸并且优选地与第三基部212偏斜(例如大体上垂直)。在该示例实施例中，第三伸出部218从第三基部的一侧伸出。在该配置中，第三部分的伸出部向内朝着第二基部延伸，这样就插入朝着第三基部延伸的第二伸出部216并与之交叉。
第二和第三伸出部216、218被第三导电介质226的带等彼此隔开并且插入，而第三导电介质等优选地与第二和第三伸出部216、218的至少一部分重叠。位于第二和第三伸出部216、218之间的第二导电介质226形成第二加热区域230。第三基部212连接到开关装置上，开关装置可选地将第三部分206连接到电荷与第一部分202或第二部分204相反的端子上。优选地，第三基部212可选地连接到在电荷上与第二部分204相反的端子上。
更详细地参照图9，加热器290的一部分配设有施加到载体294上的第一导电介质292。同图8中所示的示例实施例一样，第一导电介质292配设有至少三个部分，即第一、第二和第三部分302、304和306。然而，在该配置中，在至少三个部分之间存在至少一个重叠关系。
第一部分302优选地位于第二和第三部分304、306的中心并且包括沿着载体294的长度延伸的基部308。多个间隔的伸出部314(尽管只显示了一个)横向于载体294的长度延伸，它们优选地与第一基部308偏斜(例如、垂直)。伸出部314显示为从第一基部308的一侧延伸，但是也可以从第一基部308的一侧或两侧延伸出来。优选地，第一部分302经由电连接件320连接到开关装置上，而它可选地将第一部分302连接至电源的负或正极端子。
第二部分304包括沿着载体294的纵向边缘延伸的第二基部310。所显示的第二基部310大体上与第一基部308同等扩张(例如，平行)并且与之邻接，但是这并非必需的。第二部分302通常经由电连接件322连接到开关装置上，而它可选地将第二部分302连接至电源的负或正极端子。优选地，第二部分302可选地连接到除第一部分302之外的端子上(例如，当第二部分连接到负极端子上时，第一部分可选地连接到正极端子上，反之亦然)。同第一基部308一样，第二基部310配设有多个隔开的第二伸出部316，第二伸出部316相对于载体294的长度横向延伸并且伸出部316优选地与第二基部310偏斜(例如大体上垂直)。由于第一部分302位于中心的配置(例如位于第二部分和第三之间)，所以所示第二伸出部316与第一基部308呈重叠关系。
在一种配置中，第一基部308和第二伸出部316彼此可以直接接触。然而，在优选配置中，第一基部308和第二伸出部316由隔板332隔开。隔板332的一个实例包括位于第一基部308和第二伸出部316之间且大体上在电学上不导电或在电学上绝缘的材料。很多种不导电材料可以用于这种应用，几个实例可以包括玻璃、塑料、橡胶、弹性或聚合材料等，并且可以使用在此包含的所有技术或其它技术应用这些材料。还可以预期，也可以使用此前描述的用于绝缘层的材料。
在另一个实例中，隔板332可以包括一层第二导电介质326。在此种配置中，应用从第一基部308向第二伸出部316穿过隔板(例如，第二导电介质326)的电流或与之方向相反的电流，隔板可以生热。
更加有利的是，隔开的第二伸出部316插入第一伸出部314中并且处于交叉梳状配置。第一和第二伸出部被第二导电介质326的带等彼此隔开并且插入，而第二导电介质326等优选地重叠第一和第二伸出部314、316的至少一部分。位于第一和第二伸出部314、316之间的第二导电介质326形成第一加热区域328。两个第二基部310均连接到开关装置上，而开关装置可选地将第二部分304连接到在电荷上与第一部分302相反的端子上。
第三部分306包括沿着纵向边缘延伸的基部312，基部312与载体294的第二基部310相对并且与第一基部308同等扩张(例如平行)。优选地，第三部分304经由电连接件324连接到开关装置上，而它可选地将第三部分304连接至电源的负或正极端子。优选地，第三部分306连接到与第二部分304带相反电荷的端子上，不过这并不是必需的。
同第一和第二基部306、308一样，第三基部312配设有多个隔开的第三伸出部318，第三伸出部318相对于载体294的长度横向延伸并且优选地与第三基部312偏斜(例如大体上垂直)。在所述配置中，伸出部朝着第一和第二基部308、310延伸并且中间插入第一和第二伸出部314、316。
更加有利的是，隔开的第三伸出部318插入第一和第二伸出部314、316之间并且处于交叉梳状配置。第二和第三伸出部316、318被第二导电介质326的带等彼此隔开并且插入，而第二导电介质等优选地重叠第二和第三伸出部316、318的至少一部分。位于第二和第三伸出部316、318之间的第二导电介质326形成第二加热区域330。第三基部312连接到开关装置上，开关装置可选地将第三部分306连接到电荷与第一部分302或第二部分304相反的端子上。然而，优选地，第三基部312可选地连接到在电荷上与第二部分304相反的端子上，不过这并非必需的。
应当理解，图8和图9所示的图案可以在载体的一部分或整个载体中重复。也应当理解，图8和图9中所示的示例实施例可以设置有在此公开的所有优点。例如，此前在其它实施例中所述的或包含在此的所有材料、图案、方法、附加特征等均可以包括在图8和图9所示的示例实施例中。同样，在图8和9中公开的所有特征均可以完全或是部分地包括在所有其它实施例或此处包含的实施例中以形成本发明。
图8和图9所示加热器的操作转向有关操作的讨论，参照如图8所示的示例实施例，所示加热器190具有配置成可以选择一个或多个将被加热的区域、控制从加热器190的热输出数量或其组合的电路。如此前所述，加热器190配设有第一导电介质192，第一导电介质192具有至少三个部分202、204和206，这三个部分中间插入第二导电介质226并且可选地连接到电源的正或负极端子上。这样，第一导电介质192上连接到电源上带相反电荷的端子上的任何两部分均形成电路并且因此在它们所处的区域中发热。
在第一种操作方式中，开关装置(未显示)将第一导电介质192的第一部分202电连接到电源的正或负极端子上，并且将第二部分204连接到另一个端子上。连接生成经由第二导电介质226在第一和第二部分202、204之间使电流流动的电路。如前文所述，经由第二导电介质226应用的电流导致在位于第一和第二部分202、204之间的第二导电介质226中生热，因此生成第一加热区域228。同样如此前所述，热输出数量通常取决于电路的配置，例如导电材料的尺寸(例如宽度、厚度等)、第二导电介质的性能(例如传导率、PTC特性等)、施加到第二导电介质上的电流等。
在所示特定实施例中，第一加热区域228通常由位于第一和第二伸出部214、216之间的第二导电介质界定。这样，在图8中所示的示例实施例的第一种方式中，就可以把第一加热区域视为位于最高的第一伸出部和最低的第二伸出部216之间的区域。然而，应当理解，加热区域的定界取决于经过第二导电介质226的电流的流动。这样，替换应用第二导电介质或是电流方向或数量中的变化等都可以改变第一加热区域228的位置和尺寸。例如，在第一伸出部214从第一基部208的两侧延伸出来且插入第二伸出部216时，第一加热区域228可以包括在第一基部208的任一侧上或是两侧上插入第一和第二伸出部214、216之间的第二导电介质226。或者，第一加热区域228可以按照希望被分成两个分开的加热区域。同样，在此实例中，可以预期，第二基部210中的一个或两者都电连接到第一基部208所连接至的电源的相对端子上。
在第二种操作方式中，开关装置可选地将第一导电介质192的第一部分202连接到电源的正或负极端子上，并且将第三部分206连接到另一个端子上。该连接经由第二导电介质226在第一和第三部分202、206之间生成电路，因此导致位于其中间的第二导电介质226的加热。这样，就以这种方式生成第二加热区域234。
在第二种方式的更具描述性的讨论中，当电流离开第一伸出部214时，它穿过第二导电介质226，穿过非连接的第二部204和/或其伸出部，再次穿过第二导电介质226，并且进入第三伸出部218。当然，交流电流通路也预期包含在本发明的范围之内。例如，第二导电介质226可以在电学上跨越第二部分(例如，通过使用绝缘材料)。在这样一个实施例中，第一和第三伸出部214、218之间的区域通常可以界定第二加热区域234。而且，同第一种操作方式中一样，在第一伸出部214从第一基部208的两侧延伸出来且处于与第三伸出部218邻接的位置时，第二加热区域234可以包括在第一基部208的任一侧上或是两侧上插入第一和第三伸出部214、218之间的第二导电介质226。或者，第二加热区域234可以按照希望被分成两个分开的加热区域。同样，可以预期，第三基部212中的一个或两者都可选地并且电连接到第一基部208所连接至的电源的相对端子上。
在该第二操作方式中，可以预见，由于第二导电介质226受到施加的电流的区域或数量的差异，不仅加热区域会在位置和尺寸上有所变化，而且所生成热量也会发生变化。
在第三种操作方式中，开关装置可选地将第二部分204连接到电源的正或负极端子上，并且将第三部分206连接到另一个端子上。这就会经由第二导电介质226在第二和第三伸出部216、218之间生成电路，因此导致位于其中间的第二导电介质226加热。这样，就生成了第三加热区域230。
与第一加热区域228相似，第二加热区域通常由位于第二和第三伸出部216、218之间的第二导电介质界定，并且可以包括位于其中间的所有伸出部。这样，在第三种方式种，就可以将加热区域视为位于最高第二伸出部216和最低第三伸出部218之间的区域。然而，如上文所述，应当理解，加热区域的定界取决于经过第二导电介质226的电流的流动。而且，同操作的第一种方式中一样，在第二伸出部216从第二基部210的两侧延伸出来且中间插入第三伸出部218时，第三加热区域230可以包括在与第二基部210之一或两个基部210均邻接的第二和第三伸出部214、218之间插入的第二导电介质226。或者，第二加热区域234可以按照希望被分成两个分开的加热区域。同样，可以预期，第二或第三基部210、212中的一个或两者都可选地并且电连接到另一个第二或第三基部210、212所连接至的电源的相对端子上。
在第三种操作方式中，由于位于伸出部216、218之间的第二导电介质226的空间关系和数量中的相似性，所以热输出可能会与第一种方式中的热输出类似或相同。然而，不同配置的部分和/或材料可以产生可变的不同热输出。
在第四种操作方式中，开关装置可选地将第一和第三部分202和206连接到电源的正或负极端子上，并且将第二部分204连接到另一个端子上。这会经由第二导电介质226在第一和第二伸出部214、216以及第二和第三伸出部216、218之间生成电路。此种操作方式大体上与同时进行的第一和第三种方式大体上相同或类似，因为第一和第二加热区域228、230至少部分地同时被加热。这样，第四种方式的热输出可以是第一和第三种操作方式的总和(例如，大约为热输出的两倍)。当然，这种热输出的总和假定在第一和第三种操作方式中同级的电流流过第二导电介质226。还可以预期，可以应用多种电压电平以提供不同的热输出级。
如上所述，可选地应用四种操作方式，可以具有多种热输出级。例如，同其它加热区域(例如228、230)相比，由于受到电流的第二导电介质226的数量减少，所以最低的热输出级可以包括位于第一基部208一侧上的第二加热区域234。更高的热输出级可以包括位于第一基部208两侧上的第二加热区域234。更高的热输出级可以包括如上所述的第一加热区域228或第三加热区域230或其组合。很显然，使用三个加热区域可以生成多个热输出级。同样很显然，本发明中只提供了一个电路的配置，但是使用附加的其它配置，可以生成更多的电路和热输出级。
现在参照如图9所示的示例实施例，所示加热器190同样具有配置成可以选择一个或多个将被加热的区域、加热器190的一个或多个热输出数量或其组合的电路。如此前所述，加热器190配设有第一导电介质192，第一导电介质192具有至少三个部分202、204和206，这三个部分中间插入第二导电介质226并且可选地连接到电源的正或负极端子上。这样，第一导电介质194上连接到电源的带相反电荷的端子上的任何两部分均可以形成电路并且因此在位于其中间的区域中发热。
如所述的那样，图9中的加热器包括其部分之间的重叠关系并且重叠部可以包括位于其中间以防止电流短路或流至不希望的位置等的隔板332。不过，有时候可能会希望将第一和第二部分302、304的重叠部电连接起来，或者在其中间插入第二导电介质326以生成另一个加热区域。
通常情况下，隔板332包括大体上不导电的材料，这样反向的电流就可以经过第一和第二部分302、304的重叠部而不会导致短路或干涉电流。
在第一种操作方式中，开关装置(未显示)将第一导电介质292的第一部分302电连接到电源的正或负极端子上，并且将第二部分304连接到另一个端子上。连接会经由第二导电介质326在第一和第二伸出部302、304之间建立电路并且生成第一加热区域328。第一加热区域通常由位于第一和第二伸出部314、316之间的第二导电介质326界定，但是它能够以其它方式界定。
在第二种操作方式中，开关装置可选地将第一部分302连接到电源的正或负极端子上，并且将第三部分306连接到另一个端子上。该连接导致位于第一和第二伸出部314、316以及第二和第三伸出部316和318之间的第二导电介质326生热。因此，在该配置中，当电流从第一伸出部314经由第二导电介质326、经由非连接的第二伸出部316、再次经由第二导电介质326并且进入第三伸出部318时，加热区域328和330将会发热。
假定在所示图案的加热器中连续，则这种操作方式可以导致所有导电材料带发热。然而，如果伸出部配置不同或是第二导电介质326的应用并不连续，则整个载体294的加热就会比全部的要小。
在第三种操作方式中，开关装置可选地将第二部分304连接到电源的正或负极端子上，并且将第三部分306连接到另一个端子上。该连接导致位于第二和第三部分304、306之间的第二导电介质326发热，因此生成加热区域330。假定在第二和第三伸出部之间存在尺寸和空间的相似性，则与第一和第二伸出部相比，以此方式生成的热量可以与第一方式相似。当然，尺寸和空间关系中的变化可以提供不同的热输出。
在第四种操作方式中，开关装置可选地将第一和第三部分302和306连接到电源的正或负极端子上，并且将第四部分304连接到另一个端子上。这配置导致位于第一和第二伸出部314、316以及第二和第三伸出部316、318之间的第二导电介质326例如第一和第二加热区域328、330被加热。
以该第四种方式生成的热量由于受到电流的第二导电介质326的数量、伸出部之间的距离等或其组合而可以类似于第二种方式，也可以不类似于第二种方式。然而，和第二操作方式对比，可以预期，由于附加的伸出部(例如第二伸出部314)施加了电流，所以穿过电路的电流量可能会增大。同样，热输出的数量可能会增大或者加热加热器所需的时间可能会降低或是两者均可能发生。
应当理解，图8和图9中所示的电路可以包括所给出的加热电路的全部或是一部分。同样，电路可以彼此或与任意其它电路组合以形成本发明的加热器。
而且，尽管所示第二导电介质位于所有伸出部之间，但是应当理解，第二导电介质可选地应用在伸出部之间，从而改变经过加热器、第二导电介质或两者的一部分的电流。
虽然所示加热器包括两个或三个部分，但是可以预期，加热器可以配设有超过三个或小于两个的部分，并且所述部分可选地连接到电源上。
另外，可以预期，在此包含的应用到任意电路上的电流可以可控地变化以实现希望的热输出。例如，可以使用控制单元以第一种方式向加热器施加第一电压，并且以第二种方式施加第二电压，且第二电压可以比第一电压高或低。同样地，向电路施加的功率也可以变化，这会进一步改变加热器的热输出。
在这些后面的实施例中，如图8和图9例示的那样，可以预期，与使用其它实施例而在此或在其它处所讨论的一样，本发明的加热器所使用的所有附加特征都可以用在这些后面的实施例中。作为一个实例，可以使用包括绝缘层、粘着层或保护层的附加层。同样，这些后面的实施例可以用在如此处包含的一样的任意应用中(例如座位、反射镜、方向盘等)。
除非另外声明，否则此处所述多种结构的尺寸和几何结构并非旨在限制本发明，并且其它尺寸或几何结构也是可能的。可以通过单个集成的结构提供复合结构的部件。或者，单个集成结构也可以被分成分开的多个部件。另外，尽管在上下文中仅在一个所示实施例中描述了本发明的特征，但是对于任意给出的应用，这一特征都可以与其它实施例的一或多个其它特征结合。从上文中还将可以理解，在此所述的独特结构的制造及其操作也构成依照本发明的方法。
上文已经公开了本发明的优选实施例。然而，本领域的普通技术人员可以认识到，可以在本发明的示教中进行特定的修改。因此，应当研究下面的权利要求以确定本发明的真实范围和内容。
权利要求
1.一种制品，包括制品的载体，所述载体具有表面；覆盖表面的加热器，所述加热器包括i)载体；ii)置于载体之上的第一导电介质，其中所述第一导电介质包括
1)具有多个第一伸出部的第一部分，所述第一部分为负极部分；以及
2)具有多个第二伸出部的第二部分，所述第二部分为正极部分；以及iii)将第一部分和第二部分电连接的第二导电介质。
2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，加热器的载体和第一导电介质配合地界定了至少一个轮廓，其围绕制品的轮廓弯曲。
3.如权利要求1或2所述的制品，其特征在于，加热器的载体具有沙漏形。
4.如权利要求2所述的制品，其特征在于，加热器的载体具有位于中心的开口，所述开口被限定邻近至少一个轮廓。
5.如权利要求2或4所述的制品，其特征在于，加热器捆牢在制品的载体上，这样加热器就在载体的至少一个轮廓处弯曲。
6.如权利要求2、4或5所述的制品，其特征在于，载体包括与第二纵向边缘相对的第一纵向边缘，第一和第二纵向边缘均具有凹口，第一边缘的凹口有助于界定至少一个轮廓。
7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的制品，其特征在于，加热器包括第一电连接件和第二电连接件。
8.如权利要求7所述的制品，其特征在于，加热器的仅有的电连接件为第一和第二电连接件。
9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的制品，其特征在于，第二导电介质由多个带组成，每个带均与多个第一伸出部之一和多个第二伸出部之一成重叠关系，并且多个带也大体上平行于第一和第二伸出部延伸。
10.如权利要求9所述的制品，其特征在于，多个带大体上均匀地彼此隔开。
11.如权利要求9或10所述的制品，其特征在于，多个带中的每个带都具有大体上相同的形状。
12.如权利要求9、10或11所述的制品，其特征在于，每个带整体都具有大体上连续的密度。
13.如权利要求1-12中任一项所述的制品，其特征在于，加热器的载体由具有大于1的介电常数的材料形成。
14.如权利要求1-13中任一项所述的制品，其特征在于，加热器的载体由在失效时伸长率大于15％的材料形成。
15.如权利要求1-14中任一项所述的制品，其特征在于，加热器的载体由在失效时伸长率大于50％的材料形成。
16.如权利要求1-15中任一项所述的制品，其特征在于，第二导电介质为PTC材料。
17.如权利要求1-7或12-16之一所述的制品，其特征在于，还包括从第一和第二部分隔开的第三部分；并且其中第二导电介质电连接第一、第二和第三部分，并且其中第一、第二和第三部分中的至少两个部分可选地电连接到电源的正或负极端子上。
18.如权利要求17所述的制品，其特征在于，至少三个部分与电源的正或负极端子的可选连接导致加热器可选地具有至少三级热输出。
19.如权利要求17所述的制品，其特征在于，第一、第二和第三部分与电源的正或负极部分的可选连接导致加热器具有不同的加热区域。
20.如权利要求17、18或19所述的制品，其特征在于，还包括用于将至少三个部分中的至少两个部分可选地连接到电源的正或负极端子上的开关。
21.如权利要求17、18、19或20所述的制品，其特征在于，第一、第二或第三部分之一与第一、第二或第三部分中的另一个重叠。
22.如权利要求17、18、19、20或21所述的制品，其特征在于，第一部分、第二部分、第三部分或其组合形成从蛇形、直线平行、弯曲平行、锯齿形、螺旋平行、矩形平行或其组合中选取的图案。
23.如权利要求17-22中任一项所述的制品，其特征在于，第一部分、第二部分和第三部分分别包括第一基部、第二基部和第三基部，并且多个第三伸出部从第三基部延伸出来，而多个第一伸出部和多个第二伸出部分别从第一基部和第二基部中延伸出来。
24.如权利要求23所述的制品，其特征在于，多个第三伸出部与多个第一伸出部或多个第二伸出部中的至少一个交叉。
25.如权利要求23或24所述的制品，其特征在于，多个第一伸出部与多个第二伸出部交叉。
26.如权利要求23、24或25中任一项所述的制品，其特征在于，第二导电介质包括多个带，并且每个带均与两个伸出部重叠，所述两个伸出部包括第一伸出部和第二伸出部、第一和第三伸出部或第二和第三伸出部。
27.如权利要求1-26中任一项所述的制品，其特征在于，制品为机动车辆的座位。
28.如权利要求27所述的制品，其特征在于，制品的载体是用于支撑车座的支撑部件的泡沫垫，且所述泡沫垫具有空腔。
29.如权利要求27或28所述的制品，其特征在于，座位包括大体上覆盖泡沫垫的装饰层。
30.如权利要求1-28中任一项所述的制品，其特征在于，加热器的载体是柔性的并且由从包括聚合材料和织物材料的组中选取的材料形成。
31.如权利要求1、7或9-15中任一项所述的制品，其特征在于，制品为反射镜组件并且第二导电介质为PTC材料。
全文摘要
本发明公开了一种用于机动车辆或其它制品的加热器(10)。加热器(10)通常包括置于载体(18)上的第一导电介质(12)和第二导电介质(14)。在一个优选实施例中，第一导电介质(12)包括由第二导电介质(14)电连接起来的第一部分(70)和第二部分(72)。第二导电介质(14)优选地显示出正的导热系数。
文档编号H05B3/84GK1714603SQ200380103828
公开日2005年12月28日 申请日期2003年11月19日 优先权日2002年11月21日
发明者肖恩·卡尔文·豪伊克, 戈兰·巴奇克 申请人:W·E·T·汽车系统股份公司