JP2016159880A

JP2016159880A - 車両用カップホルダー

Info

Publication number: JP2016159880A
Application number: JP2015043544A
Authority: JP
Inventors: 智行片山; Tomoyuki Katayama
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2015-03-05
Filing date: 2015-03-05
Publication date: 2016-09-05

Abstract

【課題】車両用カップホルダーに関し、電力消費を抑えつつ容器の保温性を向上させる。
【解決手段】上面が開放された有底筒状に形成されたホルダ部１を設け、飲料用の容器２０を収容させる。また、ホルダ部１の上面において爪部２を内向きに突設し、ホルダ部１の上面に沿って環状に列設する。ホルダ部１に収容される容器２０は、側方から爪部２に支持させる。爪部２の端部に発熱素子６を内蔵させ、ホルダ部１に収容された容器２０を加熱させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、乗員用の車内設備としてのカップホルダーに関する。

従来、自動車やバス，電車などの車両において、乗員の座席周囲に飲料用の容器を置くためのカップホルダー（ドリンクホルダー）が装備されたものがある。カップホルダーの構造としては、容器を収容する筒状空間の内側に爪部材を配したものが知られている。この爪部材は、筒状空間の内側に向かって弾性的に付勢された状態で取り付けられる（特許文献１参照）。これにより、筒状空間において、爪部材に対向する壁と爪部材との間に容器が挟まれて係止された状態となり、容器の保持性や安定性が向上する。また、筒状空間の壁と爪部材との隙間寸法は連続的に変化するため、容器の形状やサイズの大小に関わらず、その容器を安定して保持することができる。

特開2011-111073号公報

しかしながら、従来のカップホルダーでは、容器の保温性に対して十分に配慮されていないため、車室内の温度が低い場合に、容器内の温かい飲み物が短時間で冷めてしまうことがある。特に、爪部材を用いて容器を筒状空間の壁との間に固定するタイプのカップホルダでは、爪部材と筒状空間の壁との隙間から容器の熱が逃げやすく、飲み物の温度が低下しやすい。

このような課題に対し、筒状空間の周囲に電熱線（例えば、電力供給を受けて発熱するニクロム線）を張り巡らせて容器外周から加熱することで、容器の温度低下を抑制することが考えられる。しかし、容器周囲の空気を暖めたとしても、爪部材と筒状空間の壁との隙間からその空気が逃げやすく、容器を効率的に保温することが難しい。したがって、容器を十分に保温するには、電熱線に供給する電力量を増大させなければならず、車両のバッテリー電力が浪費されてしまう。

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたものであり、電力消費を抑えつつ容器の保温性を向上させた車両用カップホルダーを提供することである。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも、本件の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示する車両用カップホルダーは、上面が開放された有底筒状に形成され、飲料用の容器を収容するホルダ部を備える。また、前記ホルダ部の前記上面において内向きに突設され、前記上面の周縁に沿って環状に列設されるとともに、前記ホルダ部に収容された前記容器を側方から支持する爪部を備える。さらに、前記爪部の端部に内蔵され、前記ホルダ部に収容された前記容器を加熱する発熱素子を備える。
ここでいう発熱素子には、電熱線（ニクロム線）や熱電素子（ペルチェ素子）などが含まれる。

（２）前記爪部が、回転軸を介して前記ホルダ部の上端に取り付けられる基端部と、前記ホルダ部の上端を閉鎖する方向に前記基端部を付勢する付勢部材と、前記爪部の先端部に設けられ、前記ホルダ部に収容された前記容器に接触したときに弾性的に変形する舌片部と、を有することが好ましい。
ここでいう付勢部材には、スプリング，板バネ，弾性ゴムなどが含まれる。

（３）前記ホルダ部の内筒面から前記ホルダ部の内側に向かって突設された凸部と、前記凸部に内蔵され、前記ホルダ部に収容された前記容器を加熱する第二発熱素子とを備えることが好ましい。
（４）前記凸部が、前記ホルダ部の内筒面に沿って上下方向に連設された蛇腹状の構造を有することが好ましい。この場合、前記第二発熱素子が、前記ホルダ部に収容された前記容器の外周を囲むように前記凸部の先端に沿って配置されることが好ましい。

開示の車両用カップホルダーによれば、発熱素子が内蔵された爪部をホルダ部の上面における周縁に沿って環状に配置することで、ホルダ部の内側の熱を外部へと逃げにくくすることができ、容器の保温性を高めることができる。また、爪部の端部に発熱素子が内蔵されるため、容器を効率よく加熱することができる。したがって、電力消費を抑えて省電力性能を高めつつ、容器の保温性を向上させることができる。

実施形態のカップホルダーが適用された自動車の車室内を示す斜視図である。爪部の配置を示すカップホルダーの上面図である。カップホルダーの爪部を示す斜視図である。カップホルダーを切断してその内部示す斜視図である。カップホルダーの断面図（使用時）である。カップホルダーの断面図（不使用時）である。

図面を参照して、実施形態としての車両用カップホルダーについて説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。また、以下の説明では、車両用カップホルダーが自動車の車室内に取り付けられた状態を基準として上下方向を説明する。

［１．構成］
本実施形態のカップホルダー１０は、図１に示す自動車のドアトリム２１に適用される。ドアトリム２１は、助手席２２に隣接するドアの内表面を覆う美装材である。自動車の種類やグレードによっては、自動車のインストルメントパネル２３にカップホルダー１０設けられる場合もある。何れにしても、カップホルダー１０は、乗員の座席近傍に配置される。このカップホルダー１０のうち、飲料用の容器２０が収容される部分の全体のことをホルダ部１と呼ぶ。

ホルダ部１は、図１中に破線で示すように、上面が開放された有底筒状に形成される。ホルダ部１の内筒面３１は、例えば円筒形状や中空の円錐台形状であり、底面３２は円形である。ホルダ部１は、缶入り飲料，ペットボトル，紙コップなどの容器２０を内部に収容しうる大きさに形成される。また、ホルダ部１の上面は、自動車が平坦路に停止した状態であるときに、ほぼ水平となるように配置される。ここで、ホルダ部１の上面における周縁のことを上端部２４と呼ぶ。図１に示すように、上端部２４には、複数の爪部２が隙間なく取り付けられる。

［１−１．爪部］
爪部２とは、ホルダ部１に収容される容器２０を側方から支持する平板状の部材である。この爪部２は、ホルダ部１の上面において、上端部２４から筒軸方向に向かって内向きに突設される。ホルダ部１の上面には、複数の爪部２が上端部２４に沿って環状に列設される。図１，図２には、十個の爪部２を環状配置したものを例示する。個々の爪部２の形状は、上面視においてホルダ部１の筒軸Ｃを中心とした回転対称形状とされる。Ｎ個の爪部２が取り付けられる場合、これらの爪部２の配置形状は、Ｎ回の回転対称形状となる。

また、個々の爪部２の形状は、左右に隣接する爪部２との隙間が小さくなる（ほぼゼロとなる）ように設定される。例えば、図２に示すように、上面視で筒軸Ｃを通る直線（又は曲線）を描き、爪部２の一辺１７（他の爪部２と隣接する辺）をこれに沿った形状とする。一方、爪部２の他辺１８は、この直線（又は曲線）を筒軸Ｃに対して回転させたものに沿った形状とする。Ｎ個の爪部２を隣接配置する場合、上記の直線（又は曲線）の回転角は360°/Ｎである。このような形状の爪部２を隣接させることで、複数の爪部２同士が隙間なく環状に配置される。

爪部２のうち、上面視で筒軸Ｃ側に位置する端辺のことを、爪部先端１４と呼ぶ。図２に示す爪部２のレイアウトでは、爪部先端１４が爪部２の一辺１７，他辺１８の双方に対して同じ角度をなすように形成される。また、爪部先端１４は、筒軸Ｃに対して所定の間隔を空けて設けられる。これにより、筒軸Ｃの周囲には開口部１５が形成される。上面視での開口部１５の形状は、ほぼ十角形状となる。なお、爪部先端１４を筒軸Ｃに一致させることで、開口部１５をなくすことも可能である。この場合、上面視での爪部２の形状は、円弧とその中心を通る直線（又は曲線）とで囲まれた三角形状となる。

個々の爪部２の形状を図３に示す。爪部２には、ホルダ部１の上端部２４（ドアトリム２１）に対して回転軸７を介して回転可能に取り付けられる基端部３と、基端部３の筒軸Ｃ側（爪部２の先端側）に隣接してほぼ面一に配置された舌片部５とが設けられる。また、基端部３には、ホルダ部１の上端面を閉塞する方向に基端部３を付勢するスプリング４（付勢部材）が取り付けられる。スプリング４は、金属を螺旋状に巻回してなるコイル部４１と、コイル部４１の両端に設けられた直線状の延設部４２とを有する。延設部４２は、コイル部４１の巻回軸に対して垂直な方向に向かって延設される。

基端部３には、ホルダ部１の上端部２４に設けられた凹所に軸支される一対の外突起部１１と、スプリング４を係止するための一対の内突起部１２とが設けられる。これらの外突起部１１，内突起部１２は、図３に示すように、各々が同軸の円筒状に形成される。外突起部１１は、爪部２の回転軸７として機能する。また、内突起部１２は、スプリング４のコイル部４１を内側から支えて係止するものである。内突起部１２には、コイル部４１の巻回軸が外突起部１１の円筒軸に一致するように、スプリング４が取り付けられる。また、スプリング４の延設部４２は、ホルダ部１の上端部２４と基端部３とのそれぞれに係止される。

スプリング４は、容器２０がホルダ部１に挿入されていない状態において、基端部３が下方から上方に向かって付勢されるように取り付けられる。また、基端部３は、容器２０がホルダ部１に挿入されていない状態において、ほぼ水平な姿勢となるように設けられる。容器２０がホルダ部１に挿入されると、容器２０の底面によって爪部２が押し下げられ、爪部２が外突起部１１を中心として下方へと回転する。これにより、容器２０がホルダ部１の内部に収容される。このとき、スプリング４の付勢力が爪部２から容器２０に対して作用するため、容器２０はその外周を爪部２によって締め付けられた状態となり、安定的に支持される。なお、スプリング４の代わりに板バネ，弾性ゴムを用いて爪部２に付勢力を与えてもよい。

舌片部５は、基端部３よりも弾性の高い素材で形成される。例えば、基端部３が硬質樹脂，金属などで形成されるのに対し、舌片部５は軟質樹脂，合成ゴムなどで形成される。これにより、舌片部５は、ホルダ部１に収容された容器２０に接触したときに弾性的に変形する。なお、爪部２の全体を軟質樹脂，合成ゴムなどで形成してもよい。この場合、舌片部５の基端側に外突起部１１や内突起部１２を設けてもよい。あるいは、舌片部５の弾性を利用して爪部２の全体を屈曲させながら回転させる構造としてもよい。

また、舌片部５は、基端部３よりも耐熱性の高い素材で形成される。すなわち、舌片部５を構成する素材の耐熱限界温度は、基端部３を構成する素材の耐熱限界温度よりも高く設定される。具体的な舌片部５の材料としては、フッ素樹脂，フッ素ゴム，シリコーンゴム，アクリルゴムなどが挙げられる。これらの材料の耐熱限界温度は、180〜260°程度である。

個々の爪部２の内部における筒軸Ｃ側（爪部２の先端側）の端部には、ホルダ部１に収容された容器２０を加熱するための発熱素子６が内蔵される。この発熱素子６とは、電力の供給を受けて発熱するものであり、例えば電熱線（ニクロム線）や熱電素子（ペルチェ素子）などである。発熱素子６への給電量や発熱量は、基端部３や舌片部５の耐熱限界温度に応じて設定される。なお、発熱素子６での発熱量を制御することで、容器２０の保温温度を調節可能としてもよい。

発熱素子６は、舌片部５の内部に配索される。発熱素子６の配索形状は、図３に示すように、舌片部５の端辺に沿ったコ字状とされる。すなわち、舌片部５のうち、爪部２の一辺１７及び他辺１８と爪部先端１４との内側を併走するようなルートになるように、発熱素子６のレイアウトが設定される。また、発熱素子６への給電回路としての電線１３は、基端部３の内部において、爪部２の一辺１７及び他辺１８に沿って配索され、外突起部１１を介して車両バッテリに接続される。これにより、基端部３の回動状態に関わらず、簡素な回路構成で、発熱素子６への電力供給が可能となる。なお、外突起部１１の軸支部分に回転コネクタやスリップリングを介装することで、発熱素子６への電力供給をより確実に行ってもよい。

［１−２．凸部］
ホルダ部１の内部には、ホルダ部１の内側に向かって突設された凸部８が設けられる。凸部８は、舌片部５と同様に、基端部３よりも弾性が高く、耐熱性の高い素材で形成される。本実施形態のホルダ部１には、二種類の凸部８が設けられる。図４に示すように、ホルダ部１の内筒面３１からほぼ水平に突出した凸部８のことを、第一凸部８１と呼ぶ。また、ホルダ部１の底面３２からほぼ鉛直上方に突出した凸部８のことを、第二凸部８２と呼ぶ。

第一凸部８１は、複数のドーナツ型部材の外周端部をホルダ部１の内筒面３１に接続し、鉛直方向に間隔を空けて連設した構造を有する。つまり、第一凸部８１は、ホルダ部１の内筒面３１に沿って環状の山部８３を形成し、これを上下方向に連設した蛇腹状の構造を有する。図４中には、三つの山部８３を縦方向に連設したものを例示する。本実施形態では、それぞれの山部８３の形状が上面視で同一形状である。

それぞれの山部８３の先端１６は、ホルダ部１の筒軸Ｃに対して所定の間隔を空けた位置に配置される。これにより、容器２０が進入しうるスペースが第一凸部８１の内側に確保される。山部８３の先端１６によって形づくられる円の直径は、図４に示すように、D₁である。

第二凸部８２は、複数の筒型部材を同軸に配置し、各々の筒型部材の下端部をホルダ部１の底面３２に接続した構造を有する。つまり、第二凸部８２は、ホルダ部１の底面３２から、内径の異なる複数の中空筒部８４を波紋状に隆起させた構造を有する。各々の中空筒部８４は、上面視で直径の異なる同心円となるように形成される。図４中には、二つの中空筒部８４を形成したものを例示する。

それぞれの中空筒部８４の先端１６は、ホルダ部１の筒軸Ｃを中心とした円形状となるように配置される。これらのうち、最も外側の先端１６によって形づくられる円の直径はD₂である。この直径D₂は、直径D₁よりも小さい寸法に設定される。これにより、第一凸部８１の内側に進入した容器２０の底部が、第二凸部８２によって安定的に支持される。

また、第一凸部８１，第二凸部８２の内部には、ホルダ部１に収容された容器２０を加熱する第二発熱素子９が内蔵される。第二発熱素子９は、発熱素子６と同様の機能を持つ素子である。第二発熱素子９は、第一凸部８１，第二凸部８２の内部において、先端１６に沿って環状に配索される。これにより、ホルダ部１に収容された容器２０は、その外周を第二発熱素子９によって囲まれた状態で保持される。

第一凸部８１，第二凸部８２の先端１６は、図４に示すように、縦断面が三角形状に尖った形状とされる。第二発熱素子９は、この三角形状の先端１６の内側で配索される。これにより、第一凸部８１の第二発熱素子９で発生した熱は、三角形の二面（第一凸部８１の上面側斜面８５及び下面側斜面８６）の双方から放熱される。同様に、第二凸部８２の第二発熱素子９で発生した熱も、三角形の二面（第二凸部８２の内周側斜面８７及び外周側斜面８８）の双方から放熱される。これにより、第二発熱素子９で発生した熱の伝達効率が高まり、容器２０の保温性が向上する。

なお、発熱素子６，第二発熱素子９の通電状態（オン，オフ状態）の制御には、公知の制御手法が利用される。例えば、乗員のスイッチ操作で切り換えられるものとしてもよいし、重量検知によりホルダ部１に容器が載置されたことを検出した場合に通電されることとしてもよい。また、ホルダ部１の内部，周囲に発光素子（LED，有機EL素子など）を取り付けておき、ホルダ部１に所定温度以下の容器２０が差し込まれた場合に、所定の色（イルミネーション）を点灯するとともに、自動的に発熱素子６，第二発熱素子９に通電することとしてもよい。あるいは、自動車に搭載された空調装置の暖房機能が作動している状態で容器２０がホルダ部１に差し込まれた場合に自動的に通電し、容器２０が取り外された場合に通電を停止してもよい。

［２．作用］
ホルダ部１に容器２０を差し込むと、図５に示すように、爪部先端１４が容器２０によって下方へと押し下げられる。これにより、爪部２がホルダ部１の内側に向かって回転し、容器２０がホルダ部１の内側に差し込まれる。このとき、爪部２の舌片部５が容器２０の外側面に接触した状態で弾性的に変形するため、爪部２と容器２０との隙間が小さくなる。これにより、容器２０の保温性が向上する。

発熱素子６，第二発熱素子９は、容器２０の外表面に当接した状態で、あるいは近接した状態で発熱する。したがって、これらの発熱素子６，９で発生した熱は、容器２０に対して効率的に伝達される。また、これらの発熱素子６，９は、図６に示すように、三角形状に尖った先端１６に近接した位置に配置される。これにより、熱の伝達効率が高まり、容器２０の保温性がさらに向上する。

また、第一凸部８１の全体形状が蛇腹状であることから、ホルダ部１の内部から熱が逃げにくくなり、容器２０の保温性が向上する。さらに、第二凸部８２がドーナツ型部材（環状の山部８３）を縦方向に連設した構造であることから、ホルダ部１の内部における空気の移動が抑制され、対流が発生しにくくなる。これにより、カップホルダー１０の外部への伝熱速度が減少し、容器２０の保温性がさらに向上する。

ホルダ部１から容器２０が抜き取られると、図６に示すように、スプリング４の付勢力を受けて爪部２が上方に押し上げられ、爪部２の全体がほぼ水平な状態となる。このとき、開口部１５を除くホルダ部１の上面が覆われた状態となることから、ホルダ部１の内部で暖められた空気が外部へと漏れにくくなる。また、蛇腹状の第一凸部８１の周囲においても、暖められた空気が保持される。したがって、その直後に別の容器２０が挿入された場合には、保温性が高められる。

［３．効果］
（１）上記のカップホルダー１０では、発熱素子６が内蔵された爪部２をホルダ部１の上端部２４に沿って環状に配置することで、ホルダ部１の内側の熱が外部へ逃げにくくなり、容器２０の保温性を高めることができる。また、爪部２によって、外部からホルダ部１へと冷たい空気が入り込みにくくなるため、容器２０の保温性を高めることができる。さらに、爪部先端１４に発熱素子６が内蔵されるため、容器２０を効率よく加熱することができる。

このように、上記のカップホルダー１０によれば、省エネ性（省電力性能）及び容器保温性を向上させることができる。なお、発熱素子６の通電量を抑えることができるため、例えば電気自動車やハイブリッド自動車の車載バッテリー残量を温存することができ、走行可能距離を延長させることができる。また、容器２０の外周面全体が爪部２によって支持されるため、容器２０の安定性，把持性を高めることができる。

（２）上記のカップホルダー１０では、爪部２が基端部３，スプリング４，舌片部５を有しており、すなわち、基端部３と舌片部５とが別設される。これにより、「容器２０を支持する」という前者の機能と、「容器２０を保温する」という後者の機能とを構造的に分離することができる。つまり、それぞれの機能に応じて、前者と後者との組成を相違させることができる。例えば、基端部３には硬質樹脂や金属を使用して、容器２０の支持性や剛性，安定性を高めることができる。

また、舌片部５には軟質樹脂や合成ゴムを使用して、容器２０と密着しやすくすることができ、保温性を高めることができる。さらに、容器２０の外面に凹凸があるような場合であっても、舌片部５がその凹凸形状に追従して変形しうることから、容器２０の保持性や安定性をさらに向上させることができる。

（３）上記のカップホルダー１０では、ホルダ部１の内筒面３１からホルダ部１の内側に向かって凸部８が設けられるとともに、凸部８に第二発熱素子９が内蔵される。このような構造により、ホルダ部１の内側の空気と凸部８との接触面積を大きくすることができる。したがって、第二発熱素子９で発生した熱の伝達効率を高めることができ、容器２０の保温性をさらに向上させることができる。

（４）上記のカップホルダー１０では、図４に示すように、凸部８の先端１６に沿って、容器２０の外周を囲むように第二発熱素子９が配置されるため、第二発熱素子９で発生した熱を空気へと効率よく伝達することができる。また、第一凸部８１が蛇腹状に形成されるため、ホルダ部１内における空気の対流を弱めることができる。また、蛇腹構造を採用することで、ホルダ部１内で暖められた空気を移動しにくくすることができる。したがって、容器の保温性をさらに高めることができる。

［３．変形例］
上述の実施形態では、ドアトリム２１に設けられたカップホルダー１０を例示したが、インストルメントパネル２３やコンソールボックスなど、カップホルダー１０の取り付け箇所はこれに限定されない。カップホルダー１０は、乗員の座席近傍に配置されることが好ましいが、乗員が使用しやすい位置であればその限りではない。

また、上述の実施形態では、ホルダ部１の形状が円筒形状のものを例示したが、断面が四角形の角筒形状としてもよいし、断面が多角形や楕円形の筒形状としてもよい。カップホルダー１０に収容したい容器２０の形状，サイズに合わせてホルダ部１の形状を設定すればよい。

上述の実施形態では、爪部２の一辺１７及び他辺１８が上面視で直線状のものを例示したが、爪部２の全体形状は任意に設定可能である。なお、隣接する爪部２との隙間を小さくするには、上面視で筒軸Ｃを通る直線（又は曲線）とその回転対称形状とを用いて爪部２の一辺１７及び他辺１８の形状を設定することが好ましい。

また、上述の実施形態では、凸部８（第一凸部８１，第二凸部８２）の先端１６が三角形状に尖った形状であるものを示したが、具体的な凸部８の断面形状はこれに限定されない。なお、第二発熱素子９で発生した熱の伝熱効率を高めるには、第二発熱素子９が凸部８の外表面に近接した位置に設けられることが好ましい。

１ホルダ部
２爪部
３基端部
４スプリング（付勢部材）
５舌片部
６発熱素子
７回転軸
８凸部
９第二発熱素子
１０カップホルダー
１３電線
１４爪部先端
１５開口部
２０容器
２４上端部

Claims

上面が開放された有底筒状に形成され、飲料用の容器を収容するホルダ部と、
前記ホルダ部の前記上面において内向きに突設され、前記上面の周縁に沿って環状に列設されるとともに、前記ホルダ部に収容された前記容器を側方から支持する爪部と、
前記爪部の端部に内蔵され、前記ホルダ部に収容された前記容器を加熱する発熱素子と、
を備えることを特徴とする、車両用カップホルダー。
前記爪部が、
回転軸を介して前記ホルダ部の上端に取り付けられる基端部と、
前記ホルダ部の上端を閉鎖する方向に前記基端部を付勢する付勢部材と、
前記爪部の先端部に設けられ、前記ホルダ部に収容された前記容器に接触したときに弾性的に変形する舌片部と、を有する
ことを特徴とする、請求項１記載の車両用カップホルダー。
前記ホルダ部の内筒面から前記ホルダ部の内側に向かって突設された凸部と、
前記凸部に内蔵され、前記ホルダ部に収容された前記容器を加熱する第二発熱素子とを備える
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の車両用カップホルダー。
前記凸部が、前記ホルダ部の内筒面に沿って上下方向に連設された蛇腹状の構造を有し、
前記第二発熱素子が、前記ホルダ部に収容された前記容器の外周を囲むように前記凸部の先端に沿って配置される
ことを特徴とする、請求項３記載の車両用カップホルダー。