KR101251258B1 - 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더 - Google Patents

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공병석
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Abstract

본 발명은 콘솔 박스의 후면부에 설치되어 컵이나 캔, 병, 휴대용 재떨이 등의 각종 용기를 수납할 수 있도록 구비되는 것으로, 특히 콘솔 박스 및 컵 홀더의 후방 돌출량이 축소될 수 있도록 구성되어 승객의 편의성과 거주성, 차량 상품성을 향상시킬 수 있는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 콘솔 암레스트의 후방에 회전 개폐식으로 설치되는 콘솔 박스의 컵 홀더에 있어서, 용기가 수납되는 수납공간을 형성하는 좌우 양 측면부가 컵 홀더 닫힘시 암레스트 힌지 어셈블리의 좌우 양 측방공간에 삽입되는 구조로 된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더가 개시된다.

Description

자동차 콘솔 박스의 컵 홀더{Cup holder of console box for vehicle}
본 발명은 자동차 콘솔 박스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콘솔 박스의 후면부에 설치되어 리어 시트의 승객이 컵 등의 용기를 수납할 수 있도록 구비되는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 내부에는 운전자와 탑승자의 편의를 위해 다양한 편의기구가 설치되는데, 그 대표적인 것으로 각종 용품들을 넣어 보관할 수 있는 콘솔 박스(console box), 팔을 올려놓을 수 있는 암레스트(armrest), 캔이나 병, 컵 등의 음료 용기를 보관할 수 있는 컵 홀더(cup holder) 등이 있다.
이 중에서 콘솔 박스는 운전석과 조수석 사이의 중간 부분에 설치되어 운전에 필요한 각종 서류나 도구 등을 보관할 수 있는 수납공간을 제공하며, 통상적으로 콘솔 박스의 상부에는 운전자가 운전 중에 팔을 올려놓을 수 있는 콘솔 암레스트가 설치된다.
이러한 콘솔 암레스트는 운전자의 팔꿈치를 받쳐주어 운전자가 편안한 자세로 운전할 수 있게 보조해주는 역할을 하며, 콘솔 박스의 상부에서 콘솔 박스의 수납공간을 덮을 수 있게 설치된다.
이때, 콘솔 암레스트의 후단부가 콘솔 박스의 상부 후측에 힌지 결합되어 콘솔 암레스트가 콘솔 박스의 수납공간을 개폐할 때 후단부의 힌지결합부를 중심으로 상하 회전될 수 있게 되어 있다.
아울러, 자동차에서 통상의 컵 홀더는 운전석과 조수석 전방의 인스트루먼트 패널이나 운전석과 조수석 사이의 콘솔 박스 앞 트레이 등에 설치되어 운전자 및 조수석의 승객이 캔이나 병, 컵 등의 각종 음료 용기를 보관할 수 있게 되어 있다.
리어 시트의 승객이 사용할 수 있도록 설치되는 리어 컵 홀더의 경우에는 프론트 시트의 후면부나 도어 트림, 콘솔 박스의 후면부 등에 설치되고 있다.
이 중에서 콘솔 박스의 후면부에 설치되는 종래의 컵 홀더를 도 1과 도 2에 도시하였다.
도시된 바와 같이, 컵 홀더(11)가 콘솔 암레스트(13)의 후방으로 콘솔 박스(10)의 후면부에 장착된다.
이때, 컵 홀더(11)의 하단부가 콘솔 박스(10)의 후단부에 힌지 결합되어 장착되며, 이에 컵 홀더(11)가 콘솔 박스(10)와의 힌지결합부(12)를 중심으로 회전됨으로써 수납공간이 개폐된다.
사용시에는 리어 시트의 승객이 힌지결합부(12)를 중심으로 컵 홀더(11)를 하방으로(도면상 시계방향) 회전시켜 콘솔 박스(10)의 후면부에서 후방으로 전개되도록 한 뒤, 이때 개방되는 컵 홀더(11)의 수납공간 내부에 음료 용기(1)를 수납하게 된다.
그러나, 이와 같은 종래의 컵 홀더에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
컵 홀더(11)가 콘솔 박스(10)에서 콘솔 암레스트(13)의 후방에 배치되고, 이때 도 2에 나타낸 바와 같이 컵 홀더(11) 전체가 개폐상태와 무관하게 콘솔 암레스트(13)의 힌지결합부 후방에 위치되고 있다(도 2에서 콘솔 암레스트의 힌지결합부 위치를 'B'로 나타냄).
이러한 종래의 구조에서는 컵 홀더(11)의 설치공간 및 수납공간을 마련하기 위해 콘솔 박스(10)가 후방으로 길게 연장된 구조가 되어야 하고, 결국 도 2에 나타낸 바와 같이 프론트 시트(운전석 및 조수석)의 후면에서 콘솔 박스(10)와 컵 홀더(11)가 후방으로 과도하게 돌출되는 구조가 된다.
특히 컵 홀더(11) 전체가 콘솔 암레스트(13)의 힌지결합부 후방에 위치한 상태에서 사용하지 않을 경우 콘솔 박스(10)의 후면부 공간으로 밀어 넣어져야 하므로 콘솔 박스(10) 자체가 프론트 시트의 후면으로부터 크게 돌출된 구조가 되어야 한다.
더욱이 컵 홀더(11)는 후방으로 인출하여 사용하게 되므로 이때 컵 홀더(11)가 후방으로 더욱 돌출된 상태가 되어(컵 홀더와 리어 시트 간의 거리가 더욱 좁아짐) 리어 시트 승객의 하체가 걸릴 수 있는 등 승객의 거주성이 크게 악화된다.
이렇게 콘솔 박스(10)와 컵 홀더(11)가 프론트 시트의 후면에서 과도하게 돌출될 경우 리어 시트 승객의 편의성과 거주성을 저해하는 불리한 점이 있다.
또한 사용 동안 컵 홀더(11)가 충분한 지지 높이를 확보해야 하므로 종래의 구조에서는 도 2의 'A' 구간이 길어져야 하고, 콘솔 암레스트의 힌지결합부 등 위치를 고려할 때 'A' 구간을 길게 할 경우 콘솔 박스(10) 및 컵 홀더(11)의 후방 돌출량은 더욱 커질 수밖에 없다.
또한 리어 시트의 사용률이 높고 리어 시트에서의 흡연율이 높은 국가에서는 컵 홀더(11)에 컵이나 휴대용 재떨이(portable ashtray) 등 각종 용기(1)를 수납하는 일이 잦으므로 콘솔 박스(10) 및 컵 홀더(11)의 과도한 돌출로 인한 승객의 불만이 크고, 이에 개선이 절실한 상황이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 콘솔 박스 및 컵 홀더의 후방 돌출량이 축소될 수 있도록 구성되어 승객의 편의성과 거주성, 차량 상품성을 향상시킬 수 있는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 콘솔 암레스트의 후방에 회전 개폐식으로 설치되는 콘솔 박스의 컵 홀더에 있어서, 용기가 수납되는 수납공간을 형성하는 좌우 양 측면부가 컵 홀더 닫힘시 암레스트 힌지 어셈블리의 좌우 양 측방공간에 삽입되는 구조로 된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더를 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 콘솔 박스의 후면부에 컵 홀더가 닫힘시 삽입되어 결합되는 홀더수납홈이 형성되고, 상기 홀더수납홈의 내부에 상기 좌우 양 측면부가 삽입되는 요입부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 컵 홀더의 후면부에 수납된 용기를 지지하는 상하 회전식의 플랩이 설치된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 플랩에는 힌지결합부를 중심으로 플랩을 상방 회전시키기 위한 탄성복원력을 제공하는 플랩 스프링이 설치되고, 상기 후면부에 플랩이 걸리어 플랩의 상방 회전이 제한되도록 하는 걸림부가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 콘솔 박스의 홀더수납홈에 수납된 용기를 지지하면서 컵 홀더 닫힘시에는 플랩의 선단부가 접촉하면서 플랩의 자동 접힘이 이루어지도록 하는 용기지지부가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
또한 상기 플랩이 후면부의 걸림부에 걸리어 상방 회전이 제한된 상태에서 플랩의 선단부가 접촉하는 용기지지부의 접촉면에 대해 수직방향의 힘인 접촉 반발력의 방향이 플랩의 접히는 방향의 회전모멘트로 작용되도록 용기지지부의 접촉면 방향 및 플랩 선단부 형상이 설정된 것을 특징으로 한다.
또한 컵 홀더를 닫힘방향으로 회전시키기 위한 탄성복원력을 제공하는 홀더 스프링이 설치되어, 컵 홀더가 상기 홀더 스프링의 탄성복원력에 의해 자동 닫힘될 때 플랩의 자동 접힘이 동시에 이루어지도록 된 것을 특징으로 한다.
또한 컵 홀더의 자동 닫힘과 플랩의 자동 접힘을 위해 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.
식 : Kf×θf < Kc×θc
여기서, Kf : 플랩 스프링의 스프링 상수
Kf : 홀더 스프링의 스프링 상수
θc : 플랩이 용기지지부에 최초 접촉상태에서 컵 홀더의 완전 닫힘까지의 컵 홀더 회전각도
θf : 플랩이 용기지지부에 최초 접촉상태에서 컵 홀더의 완전 닫힘까지의 플랩 회전각도임.
이에 따라 본 발명에 따른 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더에 의하면, 컵 홀더 닫힘시 컵 홀더의 좌우 양 측면부가 콘솔 박스의 미사용 공간에 삽입되도록 구성되고, 용기 지지력을 확보하기 위한 자동 접힘 가능한 플랩이 설치됨으로써, 용기를 지지하기 위한 충분한 높이가 확보되면서도(충분한 용기 지지력이 확보됨) 컵 홀더로 인한 콘솔 박스의 후방 돌출량 및 컵 홀더의 후방 돌출량이 크게 축소될 수 있게 된다.
이는 리어 시트 승객의 편의성 및 거주성을 향상시키는데 기여하게 된다.
또한 컵 홀더의 자동 닫힘 및 플랩의 자동 접힘이 가능한 구조이므로 사용의 편리함이 있게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 콘솔 박스의 컵 홀더를 도시한 사시도로서, 컵 홀더의 개방 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래기술에 따른 컵 홀더의 문제점을 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 컵 홀더의 설치상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 컵 홀더를 인출하여 개방한 상태로 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 컵 홀더에 용기를 수납한 상태의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 컵 홀더를 분리하여 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 컵 홀더에 용기를 수납한 상태의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 컵 홀더를 닫힘 상태로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 컵 홀더를 인출하여 개방한 상태의 단면 사시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 컵 홀더를 닫힘 상태로 도시한 단면 사시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 컵 홀더에서 플랩에 의한 지지력의 작용상태를 나타내는 단면도이다.
도 12와 도 13은 본 발명에 따른 컵 홀더의 플랩 위치에서 취한 단면 사시도이다.
도 14와 도 15는 본 발명에 따른 컵 홀더의 닫힘 동작시 플랩의 자동 접힘 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 콘솔 박스의 후면부에 설치되어 컵이나 캔, 병, 휴대용 재떨이 등의 각종 용기를 수납할 수 있도록 구비되는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더에 관한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 컵 홀더(120)의 설치상태를 나타내는 사시도로서, 컵 홀더(120)를 닫힘 상태로 도시한 것이다.
또한 도 4는 컵 홀더(120)를 인출하여 개방한 상태로 도시한 사시도이며, 손잡이(125)를 잡고 컵 홀더(120)를 아래로 회전시켜 개방하게 된다(회전 개폐식임).
또한 도 5는 컵 홀더(120)의 개방 후 그 수납공간에 컵, 음료 병, 휴대용 재떨이 등의 용기(1)를 수납한 상태를 나타낸다.
또한 도 6은 컵 홀더(120)를 분리하여 나타낸 사시도이며, 도 7은 컵 홀더(120)에 용기(1)를 수납한 상태의 단면도이고, 도 8은 컵 홀더(120)를 닫힘 상태로 도시한 단면도, 도 9는 컵 홀더(120)를 인출하여 개방한 상태의 단면 사시도, 도 10은 컵 홀더(120)를 닫힘 상태로 도시한 단면 사시도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 컵 홀더(120)는 콘솔 박스(100)의 후단부에 하단의 힌지결합부(도 6에서 도면부호 124임)를 중심으로 상하 회전될 수 있게 설치되며, 컵 홀더(120)의 하단부가 콘솔 박스(100)의 하우징(도 6에서 도면부호 110임) 후단부(보다 명확히는 후술하는 리어 하우징(112))에 힌지 결합된다.
이에 따라 컵 홀더(120)가 후방으로 당겨져 인출될 경우 하방으로 회전되면서 그 수납공간이 외부로 드러나는 상태, 즉 컵 홀더(120)가 개방되는 상태가 된다(도 4 참조).
반대로 컵 홀더(120)를 상방으로 회전되도록 전방으로 밀어줄 경우 수납공간이 없어짐과 동시에 컵 홀더(120)의 외측면이 콘솔 박스(100)의 후면과 매칭되면서 컵 홀더(120)가 외부로 돌출되지 않는 닫힘 상태가 된다(도 3 참조).
그리고, 본 발명의 컵 홀더(120)는 좌우 양 측면부(121)와 후면부(122), 바닥부(123)가 용기(1)가 수납되는 수납공간을 형성하는 구조로 구비된다.
이와 더불어 콘솔 박스(100)의 후면부에는 미사용시 컵 홀더(120)가 삽입되어 결합될 수 있는 홀더수납홈(113)이 형성된다.
사용시에는 컵 홀더(120)가 후방으로 젖혀진 뒤 컵 홀더(120) 및 그 수납공간이 콘솔 박스(100)의 후방으로 돌출되면서 수납공간이 콘솔 박스(100) 후방의 바깥쪽으로 생성되며(도 4, 도 7 및 도 9 참조), 미사용시에는 이 수납공간이 없어지면서 컵 홀더(120)가 상기 콘솔 박스(100)의 홀더수납홈(113)에 결합되게 된다(도 3, 도 8 및 도 10 참조).
또한 컵 홀더(120)에서 좌우 양 측면부(121)와 후면부(122)가 용기 지지에 필요한 일정 높이를 가지는데, 본 발명의 컵 홀더(120)에서는 상기 좌우 양 측면부(121)가 컵 홀더 닫힘시 암레스트 힌지 어셈블리(116) 및 리어 서포트 브라켓(117)의 좌우 양측방 미사용 공간에 삽입되는 구조로 되어 있다.
도 6은 콘솔 암레스트(101)의 후단부와 콘솔 박스(100)의 본체 하우징(111) 후면부 사이에 설치되어 콘솔 암레스트(101)의 개폐 조작시 그 회전중심이 되는 암레스트 힌지 어셈블리(116)와, 본체 하우징(111) 후면부에 고정 설치되어 암레스트 힌지 어셈블리(116)를 견고히 지지하면서 강성을 보조해주는 리어 서포트 브라켓(117)이 설치된 상태를 보여주고 있다.
이와 같은 구성에서 콘솔 박스(100)의 본체 하우징(111) 후면부에는 리어 하우징(112)이 조립되고, 이 리어 하우징(112)의 상단부에 컵 홀더(120)가 상하 회전 가능하게 조립된다(회전 개폐식 구조).
리어 하우징(112)의 상단부는 콘솔 암레스트(101)의 후방에 위치되는 부분으로, 콘솔 암레스트(101)의 후방으로 위치되는 리어 하우징(112)의 상단부에 컵 홀더(120)가 닫힘시 넣어지는 공간을 형성하는 동시에 컵 홀더(120)에 수납된 용기(1)의 측면부(121)가 넣어지는 홀더수납홈(113)이 형성된다.
컵 홀더(120)의 개방 상태에서 홀더수납홈(113)의 바닥면(113a)은 컵 홀더(120)의 바닥부(123)와 함께 컵 홀더(120) 내부에 수납된 용기(1)의 하면을 지지하는 지지면을 이루게 되는 부분이며, 컵 홀더(120)가 완전히 개방된 상태에서 홀더수납홈(113)의 바닥면(113a)과 컵 홀더(120)의 바닥부(123)가 동일 평면을 이루어 용기(1)가 안착되는 지지면을 이루게 된다.
또한 홀더수납홈(113)의 내부에는 암레스트 힌지 어셈블리(116)와 리어 서포트 브라켓(117) 상단부의 좌우 양 측방으로 배치되는 요입부(114)가 형성되며, 이 요입부(114)가 컵 홀더(120)의 양 측면부(121)가 삽입되는 부분이 된다.
이와 같이 콘솔 박스(100)의 후면부(122), 보다 명확히는 리어 하우징(112)의 상단부에 형성된 홀더수납홈(113)의 내부에 컵 홀더 닫힘시 컵 홀더(120)의 좌우 양 측면부(121)가 넣어지는 요입부(114)가 형성됨으로써 컵 홀더(120)의 좌우 양 측면부(121)가 콘솔 박스(100)의 미사용 공간(암레스트 힌지 어셈블리(116) 및 리어 서포트 브라켓(117)의 좌우 양측방 미사용 공간)에 삽입될 수 있는 구조가 되고, 결국 컵 홀더(120) 설치로 인한 콘솔 박스(100)의 후방 돌출량 및 컵 홀더(120)의 후방 돌출량을 크게 줄일 수 있게 된다.
도 4, 도 7, 및 도 9를 참조하면, 용기(1)의 수납시에 컵 홀더(120)의 좌우 양 측면부(121)가 요입부(114)로부터 완전히 빠져 나와 콘솔 박스(100)의 리어 하우징(112) 후방 외측으로 벗어난 상태를 볼 수 있다.
반면, 도 8 및 도 10을 참조하면, 컵 홀더(120)의 좌우 양 측면부(121)가 요입부(114)에 삽입된 상태로 컵 홀더(120)가 닫힌 상태를 볼 수 있으며, 이때 컵 홀더(120)의 외측면은 후방 돌출됨 없이 콘솔 박스(100)의 리어 하우징(112) 후면과 완전 매칭된 상태가 됨을 볼 수 있다.
상기와 같이 컵 홀더(120)가 인출된 상태에서 수납공간이 발생하는 구조, 그리고 용기(1)를 지지하는 컵 홀더(120)의 좌우 양 측면부(121)가 콘솔 박스 하우징(110)의 불용 공간, 즉 암레스트 힌지 어셈블리(116) 및 리어 서포트 브라켓(117)의 좌우 양측방으로 위치되는 요입부(114)에 삽입되는 구조에 의해 본 발명의 컵 홀더(120)에서는 후방 돌출량을 최소화할 수 있게 된다.
그리고, 컵 홀더(120)의 힌지결합부(124)에는 콘솔 박스(100)의 리어 하우징(112)과의 사이에 홀더 스프링(126)이 장착되는데, 홀더 스프링(126)은 그 탄성복원력이 컵 홀더(120)의 닫힘방향으로 작용하도록 설치된다.
즉, 사용자가 컵 홀더(120)에서 용기(1)를 분리하게 되면 홀더 스프링(126)의 탄성복원력은 컵 홀더(120)를 닫아주는 힘으로 작용하게 되고, 이 홀더 스프링(126)의 탄성복원력에 의해 컵 홀더(120)가 자동으로 닫힐 수 있게 되면서 조작의 편리함이 있게 된다.
물론, 용기 수납시에는 콘솔 박스(100)의 홀더수납홈(113)에 넣어져 닫힘 상태로 있는 컵 홀더(120)를 사용자가 홀더 스프링(126)의 스프링력보다 큰 힘을 주어 인출해야 한다.
한편, 홀더수납홈(113)의 내측면에는 용기(1)의 측면부를 지지하게 되는 용기지지부(115)가 돌출 형성되고, 이 용기지지부(115)의 내면은 소정 곡률의 곡면으로 형성된다.
또한 컵 홀더(120)의 내측면에는 용기지지부(115)와 대향된 위치에 용기(1) 반대쪽 측면부(121)를 밀착 지지하게 되는 플랩(128)이 탄력 회전 가능하게 설치되는데, 컵 홀더(120)의 인출 후 홀더수납홈(113) 내측면의 용기지지부(115)와 플랩(128)(컵 홀더(120) 개방시 자동으로 상방 전개됨) 사이로 용기(1)를 밀어넣어 고정시키게 된다.
이렇게 용기(1)가 용기지지부(115)와 플랩(128) 사이에 넣어질 경우 홀더 스프링(126)의 탄성복원력이 컵 홀더(120)에 작용하더라도 컵 홀더(120)는 삽입된 용기(1)에 의해 개방된 상태를 유지하게 된다.
도 11은 본 발명에 따른 컵 홀더(120)에서 플랩(128)에 의한 지지력의 작용상태를 나타내는 단면도이고, 도 12와 도 13은 본 발명에 따른 컵 홀더(120)의 플랩(128) 위치에서 취한 단면 사시도이다.
본 발명의 컵 홀더(120)에서 용기 지지에 필요한 후면부(122)의 높이는 돌출량과 밀접한 관계가 있으며, 컵 홀더(120)의 개방 상태에서 용기(1)의 안정적인 지지를 위해 요구되는 후면부(122)의 높이(급가속 또는 급정거시 넘어짐을 방지)가 높을수록 컵 홀더(120)의 후방 돌출량이 증가하게 된다.
따라서, 컵 홀더(120)의 돌출량 축소를 위해 후면부(122)의 높이를 증가시키는 데는 한계가 있으며, 이를 보완하기 위해 본 발명에서는 탄력 회전하여 용기(1)의 측면부(121)를 밀착 지지하는 플랩(128)을 컵 홀더(120) 내부에 설치한다.
이를 통해 용기(1)의 직경이나 높이에 상관없이 충분한 용기 지지력이 확보될 수 있도록 한다.
상기 플랩(128)은 컵 홀더(120)의 내측면에 상하 회전 가능하도록 힌지 결합되어 설치되며, 이때 플랩(128)의 힌지결합부(도 14에서 도면부호 128a임)에는 플랩(128)을 탄력적으로 회전시키기 위한 플랩 스프링(129)이 컵 홀더(120)와의 사이에 설치된다.
상기 플랩 스프링(129)의 탄성복원력은 컵 홀더(120)의 개방시 플랩(128)을 용기 지지가 가능하도록 상방 회전시키는 방향으로 작용하게 되며, 이 플랩 스프링(129)의 탄성복원력에 의해 컵 홀더(120)가 후방으로 당겨져 개방될 때 자동으로 플랩(128)이 상방 회전된다.
이때, 플랩(128)은 컵 홀더(120)의 후면부(122) 상단부에서 하방 절곡 형성된 걸림부(127)에 걸리면서 상방 회전이 제한되도록 되어 있다.
또한 플랩(128)이 회전되면서 도 11에 나타낸 바와 같이 용기지지부(115)와 플랩(128) 사이에 다양한 크기의 용기(1)가 수납될 수 있고, 수납되는 용기(1)의 크기에 따라 플랩(128)의 회전된 위치가 달라지게 된다.
또한 플랩 스프링(129)의 탄성복원력이 용기(1)가 수납될 경우 용기를 지지하는 지지력으로 작용하게 되는데, 용기(1)가 수납될 경우 플랩 스프링(129)이 변형되면서 탄성복원력을 가지게 되고, 이때의 탄성복원력이 플랩(128)을 통해 용기(1)를 지지하는 지지력으로 작용하게 된다.
또한 이 상태에서 용기(1)를 컵 홀더(120)에서 빼내줄 경우 플랩(128)은 플랩 스프링(129)의 탄성복원력에 의해 상방 회전되면서 다시 컵 홀더(120)의 걸림부(127)에 걸린 상태가 된다.
이후 컵 홀더(120)를 콘솔 박스(100)의 홀더수납홈(113)으로 밀어서 닫아줄 경우 플랩(128)은 홀더수납홈(113)의 내측면에 형성된 용기지지부(115)에 의해 아래로 밀리면서 자동으로 하방 회전하여 접히게 되는데, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
플랩(128)의 선단부는 용기 수납시에 용기 측면부에 밀착되어 용기를 지지하는 부분이며, 컵 홀더(120)가 닫히는 동안에는 플랩(128)의 선단부가 용기지지부(115)의 전면에 접촉된 후 접촉 반발력에 의해 플랩(128)이 힌지결합부(128a)를 중심으로 자동 회전하여 하방으로 접혀지게 된다.
이와 같이 컵 홀더(120)가 닫히는 동안 플랩(128)이 자동으로 접혀지기 위해서는, 플랩(128)이 전방의 용기지지부(115)에 접촉할 때 플랩(128)의 선단부가 접촉하는 용기지지부(115)의 접촉면에 대해 수직방향의 힘인 접촉 반발력의 방향이 힌지결합부(128a)를 중심으로 플랩(128)이 접히는 방향의 회전모멘트로 작용되도록, 용기지지부(115)의 접촉면 방향 및 플랩(128) 선단부 형상이 설계되어야 한다.
도 14는 플랩(128)의 자동 접힘이 불가한 단면 구조(비교예)(b)와 플랩(128)의 자동 접힘이 가능한 단면 구조(본 발명)(a)를 나타내는 단면도로서, (b)의 구조인 경우 접촉 반발력(F)의 방향이 플랩(128)이 열리는 방향의 회전모멘트로 작용하는 구조이므로 자동 접힘이 불가하나, 도 (a)의 구조인 경우 접촉 반발력의 방향(F)이 플랩(128)이 접히는 방향의 회전모멘트(Mf)로 작용할 수 있는 구조이므로 자동 접힘이 가능하다.
이와 같이 본 발명에서는 도 14의 (a)와 같이 자동 접힘이 가능한 용기지지부(115)의 접측면 및 플랩(128) 선단부 형상이 적용되어, 컵 홀더(120)를 닫아줄 경우 플랩(128)이 컵 홀더(120) 내부에서 용기지지부(115)에 접촉하여 자동으로 접혀질 수 있도록 한다.
아울러, 플랩(128)을 적용함에 있어서, 플랩(128)의 접힘방향 회전모멘트(Mf)는 컵 홀더(120)의 닫힘방향 회전모멘트(Mc)보다 작아야 컵 홀더(120)가 자동으로 원활히 닫힐 수 있다.
즉, 홀더 스프링(126)의 탄성복원력이 작용하여 컵 홀더(120)가 닫힐 때, 홀더 스프링(126)의 탄성복원력이, 컵 홀더(120)의 열림방향(플랩의 상방 회전방향)으로 작용하는 플랩 스프링(129)의 스프링력에 비해 클 경우, 컵 홀더(120)가 홀더 스프링(126)의 탄성복원력에 의해 자동으로 닫힐 수 있는 것이다.
만약, 그 반대가 될 경우, 홀더 스프링(126)의 탄성복원력이 플랩 스프링(129)의 스프링력을 이기지 못하므로 플랩(128)이 전개된 상태 및 용기지지부(115)에 접촉된 상태에서 컵 홀더(120)가 더 이상 닫힘방향으로 회전될 수 없다.
이에 플랩 스프링(129)의 스프링 상수 Kf와 홀더 스프링(126)의 스프링 상수 Kc는 하기 (식1)의 조건을 만족해야 한다.
도 14에서 Mc는 컵 홀더(120)의 닫힘방향 회전모멘트이고, Mf는 플랩(128)의 접힘방향 회전모멘트이며, θc는 플랩(128)이 용기지지부(115)에 최초 접촉상태에서 컵 홀더(120)의 완전 닫힘까지의 컵 홀더 회전각도이고, θf는 플랩(128)이 용기지지부(115)에 최초 접촉상태에서 컵 홀더(120)의 완전 닫힘까지의 플랩 회전각도를 나타낸다.
이때, 컵 홀더(120)가 자동으로 닫히기 위해서는 'Mf < Mc'를 만족해야 하고, 또한 이를 위해서는 'Kf×θf < Kc×θc ----- (식1)'의 조건을 만족해야 한다.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 컵 홀더 닫힘시 컵 홀더의 좌우 양 측면부가 콘솔 박스의 미사용 공간에 삽입되도록 구성되고, 용기 지지력을 확보하기 위한 자동 접힘 가능한 플랩이 설치됨으로써, 용기를 지지하기 위한 충분한 높이가 확보되면서도(충분한 용기 지지력이 확보됨) 컵 홀더로 인한 콘솔 박스의 후방 돌출량 및 컵 홀더의 후방 돌출량이 크게 축소될 수 있게 된다.
이는 리어 시트 승객의 편의성 및 거주성을 향상시키는데 기여하게 된다.
또한 컵 홀더의 자동 닫힘 및 플랩의 자동 접힘이 가능한 구조이므로 사용의 편리함이 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 용기 100 : 콘솔 박스
101 : 암레스트 113 : 홀더수납홈
114 : 요입부 115 : 용기지지부
116 : 암레스트 힌지 어셈블리 120 : 컵 홀더
121 : 측면부 122 : 후면부
126 : 홀더 스프링 127 : 걸림부
128 : 플랩 128a : 힌지결합부
129 : 플랩 스프링

Claims (8)

  1. 콘솔 암레스트(101)의 후방에 회전 개폐식으로 설치되는 콘솔 박스(100)의 컵 홀더(120)에 있어서,
    용기(1)가 수납되는 수납공간을 형성하는 좌우 양 측면부(121)가 컵 홀더(120) 닫힘시 암레스트 힌지 어셈블리(116)의 좌우 양 측방공간에 삽입되는 구조로 된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 콘솔 박스(100)의 후면부에 컵 홀더(120)가 닫힘시 삽입되어 결합되는 홀더수납홈(113)이 형성되고, 상기 홀더수납홈(113)의 내부에 상기 좌우 양 측면부(121)가 삽입되는 요입부(114)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    컵 홀더(120)의 후면부(122)에 수납된 용기(1)를 지지하는 상하 회전식의 플랩(128)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 플랩(128)에는 힌지결합부(128a)를 중심으로 플랩(128)을 상방 회전시키기 위한 탄성복원력을 제공하는 플랩 스프링(129)이 설치되고, 상기 후면부(122)에 플랩(128)이 걸리어 플랩의 상방 회전이 제한되도록 하는 걸림부(127)가 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더.
  5. 청구항 4에 있어서,
    콘솔 박스(100)의 홀더수납홈(113)에 수납된 용기(1)를 지지하면서 컵 홀더(120) 닫힘시에는 플랩(128)의 선단부가 접촉하면서 플랩(128)의 자동 접힘이 이루어지도록 하는 용기지지부(115)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 플랩(128)이 후면부(122)의 걸림부(127)에 걸리어 상방 회전이 제한된 상태에서 플랩(128)의 선단부가 접촉하는 용기지지부(115)의 접촉면에 대해 수직방향의 힘인 접촉 반발력(F)의 방향이 플랩(128)의 접히는 방향의 회전모멘트로 작용되도록 용기지지부(115)의 접촉면 방향 및 플랩(128) 선단부 형상이 설정된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더.
  7. 청구항 5에 있어서,
    컵 홀더(120)를 닫힘방향으로 회전시키기 위한 탄성복원력을 제공하는 홀더 스프링(126)이 설치되어, 컵 홀더(120)가 상기 홀더 스프링(126)의 탄성복원력에 의해 자동 닫힘될 때 플랩(128)의 자동 접힘이 동시에 이루어지도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더.
  8. 청구항 7에 있어서,
    컵 홀더(120)의 자동 닫힘과 플랩(128)의 자동 접힘을 위해 하기 식을 만족하는 것을 특징으로 하는 자동차 콘솔 박스의 컵 홀더.
    식 : Kf×θf < Kc×θc
    여기서, Kf : 플랩 스프링의 스프링 상수
    Kf : 홀더 스프링의 스프링 상수
    θc : 플랩이 용기지지부에 최초 접촉상태에서 컵 홀더의 완전 닫힘까지의 컵 홀더 회전각도
    θf : 플랩이 용기지지부에 최초 접촉상태에서 컵 홀더의 완전 닫힘까지의 플랩 회전각도임.
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