(57)【要約】  基板フィルム（２）、カバーフィルム（３）、基板フィルム（２）とカバーフィルム（３）の間に配置されているセンサ（６）及びセンサ導体路を含むセンサマット、ならびに発熱導体装置を備えている、特に自動車のシートに適している複合センサ/ヒータエレメント（１）が記載されている。本発明によれば、発熱導体装置の導体路（４）がセンサマットに組み込まれている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板フィルム、カバーフィルム、当該基板フィルムと当該カバーフィルムの間に配置されているセンサ及びセンサ導体路を含むセンサマット、ならびに発熱導体装置を備えている、特に自動車のシート用の複合センサ/ヒータエレメントであって、
前記発熱導体装置の導体路（４）が前記センサマットに組み込まれていることを特徴とする複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項２】
前記発熱導体装置の導体路（４）及び/又は前記センサ（６）もしくは前記センサ導体路が、前記基板フィルム（２）及び/又は前記カバーフィルム（３）の内側面に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項３】
前記基板フィルム（２）の内側面上の導体路と前記カバーフィルム（３）の内側面上の導体路とが絶縁フィルム及び/又は絶縁塗料（７）によって相互に電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項２に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項４】
前記絶縁フィルム及び/又は前記絶縁塗料（７）が、前記基板フィルム（２）と前記カバーフィルム（３）の間のスペーサとして形成されていることを特徴とする請求項３に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項５】
前記センサ装置が着席検知センサ及び/又は温度センサを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項６】
前記発熱導体装置が着席検知センサによって切り替え可能及び/又は制御可能であることを特徴とする請求項５に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項７】
前記着席検知センサの信号が、エアバッグ制御に使用可能であることを特徴とする請求項５又は６に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項８】
前記着席検知センサが圧力センサを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項９】
前記圧力センサがいわゆるメンブレンスイッチを含むことを特徴とする請求項８に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１０】
前記発熱導体装置と前記センサ装置のための導体路（４）が同じ材料からなることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１１】
前記発熱導体装置と前記センサ装置のための導体路（４）が銅及び/又は導電ペーストからなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１２】
前記基板フィルム（２）及び/又は前記カバーフィルム（３）が柔軟なプラスチックフィルムを含むことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１３】
前記プラスチックフィルムが、PI（ポリイミド）、PET（ポリエチレンテレフタレート）、PEN（ポリエチレンナフタレート）の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項１２に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１４】
前記発熱導体装置と前記センサ装置の電気接続が、同じコネクタに接続可能であるように前記基板フィルム（２）もしくは前記カバーフィルム（３）上に配置されていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１５】
前記発熱導体装置と前記センサ装置が共通の評価電子回路及び電源電子回路に接続可能であることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１６】
評価電子回路及び電源電子回路への配線（５）が含まれていることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１７】
ダイオード、スイッチ、電子部品の少なくとも１つが組み込まれていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１８】
前記センサ/ヒータエレメントが、相互に独立して切り替え可能、制御可能もしくは調整可能である領域に細分されていることを特徴とする請求項１から１７までのいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメント。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメントを少なくとも１つ含む自動車シート。
【請求項２０】
自動車シートの座面及び/又は背もたれに、相互に独立して切り替え可能、制御可能もしくは調整可能である加熱領域が備えられていることを特徴とする請求項１９に記載の自動車シート。
【請求項２１】
前記加熱領域がシート上に存在する人の身体の輪郭に合わされていることを特徴とする請求項２０に記載の自動車シート。
【請求項２２】
請求項１から２１のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメントを製造するための方法であって、導体路パターン及び/又は配線を少なくとも部分的に導電ペースト印刷法によって載置することを特徴とする複合センサ/ヒータエレメントの製造方法。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか一項に記載の複合センサ/ヒータエレメントを製造するための方法であって、導体路パターン及び/又は配線を少なくとも部分的に次の処理工程、すなわち
ａ）基板もしくはカバーフィルム上へ導体路材料からなる被膜を載置し、
ｂ）前記導体路材料からなる被膜上へ、所望の導体パターンに相応する形でエッチングレジスト被膜を載置し、
ｃ）前記導体路材料の被覆されていない範囲をエッチング除去し、前記エッチングレジスト被膜を除去することからなる処理工程によって載置することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板フィルム、カバーフィルム、その基板フィルムとそのカバーフィルムの間に配置されているセンサ及びセンサ導体路を含むセンサマット、ならびに発熱導体装置を備えている特に自動車のシート用の複合センサ/ヒータエレメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記の形式の複合センサ/ヒータエレメントは、ルクセンブルク特許出願公開第90583号明細書から公知である。この公知の複合センサ/ヒータエレメントは、事故の際、特定の自動車シートが使用されていない場合、その相応するシートに割り当てられたエアバッグの作動を防止するのに通常使用されるいわゆる着席検知センサとシートヒータの組合せに関する。この文献に記載されている着席検知センサには、基板フィルム、カバーフィルム、基板フィルムとカバーフィルムの間に配置されているセンサ及びセンサ導体路を備えているセンサマットが含まれ、そのセンサマットは、カバーフィルムによって形成されている柔軟な接続ストリップによって相互に接続されている複数の感圧領域を有する。この文献によれば、このセンサマットは、感圧領域が自動車シートの座面全体にわたって分布するように自動車シートに位置づけられている。
【０００３】
通常、自動車のシートヒータには、２つの不織布層とこれら２つの不織布層の間に埋め込まれている１つのヒータ層とを備えるヒータマットが含まれている。このようなヒータマットも自動車シートの座面に、発熱導体が本質的に自動車シートの座面全体にわたって広がるように配置されている。
【０００４】
着席センサとシートヒータの両方が備えられている自動車シートの場合、センサマットとヒータマットはシートに組み込まれる前に組み合わされて複合センサ/ヒータエレメントにされる。しかしながら、これらの２つの機能エレメントが先ず別々に製造され、そして次に相互に固定されなければならないために、このような複合センサ/ヒータエレメントの製造は比較的費用がかかる。
【０００５】
したがって、このルクセンブルク特許出願公開第90583号明細書では、発熱導体を、引き続きセンサマット上に固定しなければならない取り扱い可能なウェブ積層物に別途埋め込むのではなく、センサマットの柔軟な接続ストリップ、すなわちカバーフィルムに直接載置することが提案されている。この明細書によれば、このような複合センサ/ヒータエレメントの製造には、従来の複合エレメントの製造に必要とされるよりも相当に少ない個別の工程しか必要とされない。その上、このような複合センサ/ヒータエレメントのための材料費は、従来の機能エレメントにおけるよりも相当少ない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、公知の形式の複合センサ/ヒータエレメントを、製造がなお一層簡単になりかつ材料費がなお一層軽減されるようにさらに発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題は、特許請求の範囲の請求項１に記載の全ての特徴を有する複合センサ/ヒータエレメントによって解決される。本発明による複合センサ/ヒータエレメントを含む自動車シートを、特許請求の範囲の請求項21に記載している。特許請求の範囲の請求項24及び25は、本発明によるセンサ/ヒータエレメントの製造方法に関する。本発明の有利な実施形態を従属請求項に記載している。
【０００８】
本発明によれば、特に自動車のシートに適しており、かつ基板フィルム、カバーフィルム、基板フィルムとカバーフィルムの間に配置されているセンサ及びセンサ導体路を含むセンサマットならびに発熱導体装置を含む複合センサ/ヒータエレメントにおいて、発熱導体装置の導体路がセンサマットに組み込まれている複合センサ/ヒータエレメントが提供される。発熱導体装置の導体路とセンサ導体路を、基板フィルムの内側面にもカバーフィルムの内側面にも配置することができる。特に、センサ装置と発熱導体装置の導体路を、同一の内側面上に相互に並べて、交差させることなく、しかしあるいは交差させて配置させることが可能であり、交差させる場合には、その範囲において、例えば塗布した絶縁塗料もしくは絶縁フィルムによって絶縁されていなければならない。
【０００９】
本発明による複合センサ/ヒータエレメントは、公知の複合エレメントに対して、本質的に簡略化されている構造によって特徴づけられる。これら２つの機能エレメントであるセンサマット及びヒータは、この公知の複合エレメントのように互いに分離されて異なる機能領域に配置されるのではなく、１つの複合化されたセンサ/ヒータマットに組み合わされている。センサ装置の導体路とヒータの導体路を同一の方法で同時に配置することができるため、製造に関して、公知の複合エレメントに対して著しく簡略化することができる。くわえて、カバーフィルムもしくは保護層をたった１つしか必要としないので、材料を節約することもできる。処理工程数の削減によって、工程上において誤りの発生する危険性も低下させることができるという有利な結果がさらにもたらされる。このことから全体として品質改善が達成される。したがって本発明による複合エレメントは、簡単かつ安価に製造することができる。なお以下に説明するように、公知の工程を本発明による複合エレメントの製造に利用することが可能である。
【００１０】
基板フィルムとカバーフィルムの間の導体路装置にさらに、外部への、例えば評価電子回路及び/又は電源電子回路への、複合センサ/ヒータエレメントの配線を組み込むことができることは明らかである。同様にこのことから方法の更なる簡略化がもたらされる。
【００１１】
基板フィルムの内側面上の導体路とカバーフィルムの内側面上の導体路とは、基板フィルムとカバーフィルムの間に配置されている絶縁フィルム及び/又は絶縁塗料によって相互に電気的に絶縁されていることが好ましい。この場合には絶縁フィルムもしくは絶縁塗料を、基板フィルムとカバーフィルムの間の、特に感圧センサ又はスイッチ、例えばメンブレンスイッチの領域におけるスペーサとして形成することができる。
【００１２】
本発明の更なる有利な実施形態の場合には、センサ装置に着席検知センサが含まれる。着席検知センサとは、最も広い意味で、シートが人によって使用されている場合に信号を発生する全ての形式のセンサを意味する。着席センサの公知のグループには、例えばいわゆる圧力センサが含まれる。圧力センサはそれ自体公知であり、文献に数多く記載されている。圧力センサの作動方式は、本質的に、センサに及ぼされる圧力の影響によって電気的性質が変化することに基づいている。これは例えば、センサに圧力が及ぼされることによって導電性の結合が成立することでもあり、しかしまた圧力が及ぼされることによって間隔が変化した際に静電容量が変化することでもある。本発明の範囲内では、「使用されている」状態と「使用されていない」状態のみを区別することができる簡単な着席検知センサを使用することもできるし、圧力プロファイルの記録もしくは評価に適切であるセンサを使用することもできる。
【００１３】
本発明の更なる有利な実施形態の場合、着席検知センサの出力信号は発熱導体装置のスイッチの切り替え及び/又は制御に使用される。この実施形態は、可変の加熱面を有し、この加熱面が種々の領域に細分されていて、これらの領域が相互に独立して切り替え可能かつ制御可能であるシートヒータの実現に特に適する。つまり例えば、着席者による直接の身体接触が行われている面範囲のみが加熱され、その一方で接触されていない面範囲は加熱されないということを想定することができる。人の身体的な寸法に関しては大きな相違が存在するため、身体接触面は同様に大きく相違し、その結果、効果的な加熱に必要な加熱面は異なる人では違ってくる。したがって本発明によって、真に必要な面のみを加熱するインテリジェントシートヒータが可能となり、このことによって著しくエネルギー節約することができる。
【００１４】
シートの面範囲が、使用されている場合と使用されていない場合に、それぞれ簡単にスイッチオン/スイッチオフする簡単な変形形態のほかに、本発明の範囲内では、特定の身体部位を強くもしくは弱く加熱するか、又は加熱しないことによって、シートに座っている人の快適性を高めるような、予め設定した温度プロファイルを、場合によっては時間的に変化させて、調整することがさらに可能である。
【００１５】
着席検知センサの出力信号は、従来技術で公知であるように、エアバッグ制御に使用することもまたさらに可能である。
【００１６】
本発明によって、自動車内にいる人が操作することのできるスイッチを組み込むことも容易に可能となる。このスイッチは、例えば操作パネルの形態で自動車シートの脇に備えられる。スイッチとして適するのは、例えば、着席検知機能のほかに、さらにスイッチ機能を有する全ての着席検知センサである。これらのスイッチは、一作業工程において、容易にそれらのセンサとともに基板フィルムに配置することができる。
【００１７】
圧力センサとして、いわゆるメンブレンスイッチ、例えばいわゆるドームスイッチを使用することが好ましい。メンブレンスイッチ自体は公知である。このメンブレンスイッチは、通常、基板フィルム上に配置されている電極対から構成され、この電極対の上に、例えばドームとして形成することができ、かつ例えばプラスチック、特にポリエステル、あるいはまた金属から形成することもできる接触面が配置されている。この接触面もしくはドームを、上記２つの電極の１つと導電接続することができる。非導電性材料、例えばポリエステルからなる接触面もしくはドームの場合、この接触面もしくはドームの範囲にも導電性の結合要素を備えることができ、この結合要素は接触面もしくはドームによる作動時に電気的な接触を形成する。この作動は圧力がかかることによって行われる。圧力がかかることによって、接触面もしくはドーム、又は接触面もしくはドーム上の配線が内側に曲がり、そして第２の電極への接触もしくは２つの接触すべき電極間の接触が成立する。したがってメンブレンスイッチは比較的簡単な構造が特徴であり、かつ安価に製造することもできる。しかしまた、例えばルクセンブルク特許出願公開第90583号明細書に記載されている、いわゆる「フラットスイッチ」を使用することも可能である。これらセンサの電極対は、センサ導体路の一構成要素であり、したがってセンサ導体路と同一の処理工程で製造されることが明らかである。
【００１８】
着席検知センサの代わりに温度センサからなるセンサ装置を備えることができる。着席検知センサと温度センサの組合せも可能である。
【００１９】
導体路が、導電ペースト印刷により形成される銅又は銀もしくはカーボンからなることが好ましい。発熱導体装置とセンサ装置に同じ材料が使用されることが好ましい。しかし、発熱導体装置とセンサ装置のための導体路を異なる材料から形成することも可能である。これらの２つの機能エレメントに同じ材料を使用することは、より簡単に製造することができるという点で有利である。
【００２０】
通常、基板フィルムもしくはカバーフィルムを、例えばPI（ポリイミド）、PEN（ポリエチレンナフタレート）又はPET（ポリエチレンテレフタレート）からなる柔軟なプラスチックフィルムとすることができる。
【００２１】
複合センサ/ヒータエレメントの構造は、発熱導体装置とセンサ装置の電気接続が同一のコネクタに接続可能であるように基板フィルム上に配置されていることによってなおかなり簡略化される。特に、発熱導体装置とセンサ装置が共通の評価電子回路及び電源電子回路に接続可能である場合も有利である。
【００２２】
本発明の更なる有利な実施形態の場合、複合センサ/ヒータエレメントに、スイッチ、ダイオード及び/又は電子部品を組み込むことができる。
【００２３】
本発明による複合センサ/ヒータエレメントは、最も簡単なケースでは１つだけの加熱領域が備えられている自動車用のシートへの使用に特に適している。可変の加熱面を有するインテリジェントシートヒータは、発熱導体及び対応するセンサが相互に独立して切り替え可能かつ制御可能である加熱領域を形成するように自動車シートの座面及び/又は背もたれに配置されていることを前提とする。自動車シートの特に効率的な加熱は、加熱領域がシート上に存在する人の身体の輪郭に合わせてあることによって達成される。
【００２４】
しかしながら、本発明による複合センサ/ヒータエレメントは上記の適用に限定されない。特に、相互に独立して切り替え可能かつ制御可能であり、かつその幾何学的な形状を容易にそのつど適用される場合に合わせることができる加熱領域へ分割することが可能であることによって、多様な使用可能性がもたらされる。
【００２５】
本発明による複合センサ/ヒータエレメントは、好ましくは次に記載の方法によって製造される。
【００２６】
最初の処理工程で基板フィルムの内側面及び/又はカバーフィルムの内側面（以下、基板とも称する）に導体路材料からなる被膜を載置する。特に好ましくは銅からなる導体路材料が基板に積層されることが有利である。引き続き、この導体路被膜の上にエッチングレジスト被膜を印刷する。この工程の前に、場合によってはなお導体路被膜の洗浄及び僅かなエッチングを先行させることができる。エッチングレジストは、所望の導体パターンに相応する形で載置される。この導体パターンは、本発明の有利な実施形態によれば、外部への、例えば評価電子回路及び/又は電源電子回路に至る複合センサ/ヒータエレメントの配線を含む。次に続くエッチング工程では、エッチングレジストで覆われていない範囲の導体路被膜が下に向かって柔軟な基板フィルムのところまでエッチング除去される。エッチング工程は、酸性溶液中で行われることが好ましい。この溶液としては、例えば塩酸（HCl）、過酸化水素（H2O2）もしくは塩化銅（CuCl2）の溶液が適する。アルカリ溶液を利用した洗浄によるレジストの除去、いわゆるストリッピングの後に完成した導体路パターンが基板フィルムもしくはカバーフィルム上に存在する。更なる処理工程で最後に、例えば１つ以上のプラスチックフィルム及び/又は不織布層からなる保護層を載置、好ましくは積層することができる。
【００２７】
導体路パターンの更なる製造方法は、導電ペースト印刷、例えば銀印刷もしくはカーボン印刷である。このような方法が利用される場合には、エッチング工程及びストリッピング工程は省略される。上記のようなコーティング及びエッチング法と導電ペースト印刷法を組み合わせて使用することもまた可能である。
【００２８】
上記の方法は、プリント回路を製造するための、公知でありかつ信頼のおける方法である。これらの公知の方法によって、本発明による複合センサ/ヒータエレメントの製造が特に簡単かつ経済的に可能となる。特に同一の処理工程での発熱導体装置とセンサ装置のための導体路の製造によって、公知の複合エレメントに対する本質的な方法の簡略化がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
次に本発明を図面に基づき詳説する。
【００３０】
図１は、本発明による複合センサ/ヒータエレメント１を示す。この複合センサ/ヒータエレメント１は、柔軟な基板フィルム２及び柔軟なカバーフィルム３を有する。基板フィルム２及びカバーフィルム３上に発熱導体４及び配線用導体路５が施されている。さらにこれらの両方のフィルムに感圧センサ６の接触電極６ａ、６ｂが設けられている。これらのセンサ電極６ａ、６ｂへと導かれるセンサ導体路は、基板フィルム２上とカバーフィルム３上のそれぞれに同じく存在するが、より見やすくするためにこの図には示していない。圧力センサ６に対応する部分に孔部７ａが形成されている分離膜７が、基板フィルム上及びカバーフィルム上の導体路４及び５ならびにセンサ導体路の相互の電気的な絶縁をもたらし、かつさらに、特に圧力センサ６の部分における、基板フィルム２とカバーフィルム３の間のスペーサとして機能する。
【００３１】
図２は、本発明によるセンサ/ヒータエレメント１の有利な製造方法のきわめて重要な工程を示す。最初の処理工程では、例えばPI（ポリイミド）、PET（ポリエチレンテレフタレート）又はPEN（ポリエチレンナフタレート）からなる柔軟な基板フィルムもしくはカバーフィルム２、３が導体路材料、例えば銅箔で覆われる。銅箔は柔軟な基板材料上に積層されることが好ましい。
【００３２】
引き続き、このようにして得られた素地は洗浄されかつ僅かにエッチングされる。次の処理工程において、エッチングレジストが、所望の導体パターンに相応する形で載置される。これに続くエッチング工程では、導体路材料が、酸性溶液を使用して、エッチングレジストで覆われていない範囲において、下に向かって基板フィルム２もしくはカバーフィルム３のところまでエッチング除去される。ストリッピングによって、すなわちアルカリ溶液で洗い流すことによって、レジストが除去された後に、導体路材料からなる完成した導体路パターンが基板フィルムもしくはカバーフィルム上に残る。導体路パターンの保護のために、例えばプラスチックフィルム又は不織布層からなる保護層８が載置、好ましくは積層される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明によるセンサ/ヒータエレメントについての有利な実施形態を示す。
【図２】工程図で本発明によるセンサ/ヒータエレメントの有利な製造方法のきわめて重要な処理工程を示す。
【図１】
2007513826.tif 000003
【図２】
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【国際調査報告】
2007513826.tif 000005
2007513826.tif 000006
2007513826.tif 000007
2007513826.tif 000008
2007513826.tif 000009
2007513826.tif 000010