KR101693990B1

KR101693990B1 - 차량용 컵홀더의 냉온장 장치

Info

Publication number: KR101693990B1
Application number: KR1020150068616A
Authority: KR
Inventors: 박재우; 김재웅; 오만주
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2015-05-18
Publication date: 2017-01-09
Also published as: KR20160135872A; CN106166976B; US10173571B2; CN106166976A; US20160339822A1

Abstract

본 발명은 컵 내부의 음료를 직접 냉각 또는 가열하여, 음료의 냉각 및 가열 성능을 향상시키는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는, 외면에 열전모듈이 마련되고, 상기 열전모듈과 통전 상태를 이루면서 제1통전부가 마련된 컵; 컵의 수용시, 열전모듈과 대응되는 부분에 방열부재가 마련되고, 제1통전부와 대응되는 부분에 제2통전부가 마련된 컵홀더; 및 상기 열전모듈과 전기적인 폐회로의 구현이 가능하도록 연결되고, 컵에 담겨진 음료를 가열 또는 냉각하기 위해 요구되는 온도에 따라 열전모듈에 인가되는 전류를 제어하는 제어수단;을 포함하여 구성되는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치가 소개된다.

Description

차량용 컵홀더의 냉온장 장치{COLD AND WARMER APPARATUS FOR CUP HOLDER IN VEHICLES}

본 발명은 차량용 컵홀더에 관련된 것으로, 더욱 상세하게는 컵 내부의 음료를 직접 냉각 또는 가열하여, 음료의 냉각 및 가열 성능을 향상시키는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치에 관한 것이다.

차량에 설치되는 냉온장 컵홀더는 컵홀더 자체에 발열 또는 냉각 기능을 부여한 것으로써, 온장 작동시 컵홀더에 수납한 컵의 표면이 가열되어 매우 뜨거워지게 된다. 만약 냉온장 컵홀더의 온도제어가 되지 않는다면 컵홀더가 과열되어 사용자 손에 화상을 입히거나 음료를 과다 가열하여 컵 내부의 음료가 팽창되어 분출되는 문제점이 발생될 수 있다.

또한, 냉장 작동시는 냉각된 컵홀더가 주변의 공기를 냉각하는 에너지로 절반 가량 소모되어 에너지 손실이 크고, 접촉 저항의 과다로 인해 음료를 신속하게 냉각하기 어려운 문제점이 있다.

이를 방지하기 위해 종래의 가열 장치는 별도의 온도센서를 컵홀더에 부착하고 이를 제어하기 위한 별도의 로직을 구비하여 문제를 해결하려 하였으나, 이는 작업공수의 증대, 원가의 상승 및 센서의 오작동 문제가 항상 존재하여 냉온장 컵홀더의 내구성 및 신뢰성에 문제가 제기되어 왔다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 20-1998-051298 U

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 컵 내부의 음료를 직접 냉각 또는 가열하여, 음료의 냉각 및 가열 성능을 향상시키는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 외면에 열전모듈이 마련되고, 상기 열전모듈과 통전 상태를 이루면서 제1통전부가 마련된 컵; 컵의 수용시, 열전모듈과 대응되는 부분에 방열부재가 마련되고, 제1통전부와 대응되는 부분에 제2통전부가 마련된 컵홀더; 및 상기 열전모듈과 전기적인 폐회로의 구현이 가능하도록 연결되고, 컵에 담겨진 음료를 가열 또는 냉각하기 위해 요구되는 온도에 따라 열전모듈에 인가되는 전류를 제어하는 제어수단;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

열전모듈은 컵의 저면 중앙에 구비되고; 제1통전부는 상기 열전모듈의 둘레를 따라 구비되며; 방열부재는 컵홀더의 바닥면에 구비되고; 제2통전부는 상기 방열부재의 둘레를 따라 구비될 수 있다.

제1통전부는 열전모듈의 둘레를 따라 외부로 노출 구비되고; 제2통전부는 제1통전부와 접촉에 의해 접지 가능하도록 방열부재의 둘레를 따라 외부로 노출 구비될 수 있다.

이너컵의 일부를 감싸는 형상으로 아우터컵을 결합하여 컵을 구성하되, 상기 이너컵과 아우터컵 사이에 공간이 형성되고; 상기 열전모듈의 일면은 이너컵의 저면에 면 접촉 상태로 고정되며; 상기 열전모듈의 타면은 외부에 노출된 상태로 구비될 수 있다.

제1통전부가 제2통전부에 접촉 및 가압시, 제1통전부가 제2통전부를 향해 이동된 방향에 대하여 탄성복원력을 제공하는 제1탄성부재;를 더 포함할 수 있다.

제1탄성부재는 제2통전부의 저면과, 이와 마주하는 컵홀더의 상면 사이에 구비될 수 있다.

제2통전부와 마주하는 컵의 저면에 자성체가 구비될 수 있다.

제1탄성부재는 제1통전부의 상면과, 이와 마주하는 컵의 저면 사이에 구비될 수 있다.

제1통전부와 마주하는 컵홀더의 상면에 자성체가 구비될 수 있다.

방열부재의 최상단이 제2통전부의 최상단보다 더 높은 지점에 위치하도록 구비되고; 제1통전부의 최하단이 열전모듈의 최하단보다 더 낮은 지점에 위치하도록 구비될 수 있다.

열전모듈과 통전 상태를 이루면서 컵의 외면에 마련된 제3통전부; 제어수단과 전기적으로 연결되고, 컵이 컵홀더에 수용시 제3통전부와 대응되는 부분에 배치되어 제어수단과 제3통전부 사이에 통전 상태를 이루도록 하는 텅어셈블리;를 포함할 수 있다.

상기 제3통전부는 컵의 외주면 둘레를 따라 구비하고; 상기 텅어셈블리는, 일단이 제어수단에 연결된 제4통전부; 컵홀더의 내면과 제4통전부 사이에 연결되고, 제4통전부의 타단이 항상 컵홀더의 중심을 향하도록 제4통전부에 탄성력을 제공하는 제2탄성부재;를 포함할 수 있다.

제1통전부는 열전모듈의 둘레를 따라 구비된 무선전력 수신기이고; 제2통전부는 제1통전부와 무선에 의해 연결 가능하도록 방열부재의 둘레를 따라 구비된 무선전력 송신기일 수 있다.

방열부재의 열이 방출되는 부분에 마련되어 방열부재를 냉각하는 블로워;를 더 포함할 수 있다.

상기 제어수단은, 음료의 냉각 또는 가열작동 여부를 선택하는 작동스위치; 작동스위치가 온 조작되면서 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우 열전모듈에 전류를 인가하도록 제어하고, 냉장모드 또는 온장모드에 따라 전류의 흐름방향을 전환 제어하는 제어기;를 포함할 수 있다.

상기 제어수단은, 음료의 냉각 또는 가열작동 여부를 선택하는 작동스위치; 작동스위치가 온 조작되면서 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우 제2통전부에 전류를 인가하도록 제어하는 제어기; 및 제1통전부와 열전모듈 사이에 마련되어, 냉장모드 또는 온장모드에 따라 전류의 흐름방향을 전환 제어하는 방향전환회로;를 포함할 수 있다.

상기 제어기는, 컵홀더에 컵이 수용되어 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루면서 냉장모드에 진입한 경우, 열전모듈에 냉장작동신호를 인가하여 컵의 내면과 인접한 열전모듈의 일면은 냉각시키고 타면은 가열하도록 제어함과 아울러, 블로워에 작동신호를 인가할 수 있다.

상기 제어기는, 컵홀더에 컵이 수용되어 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루면서 온장모드에 진입한 경우, 열전모듈에 온장작동신호를 인가하여 컵의 내면과 인접한 열전모듈의 일면은 가열하고 타면은 냉각하도록 제어할 수 있다.

상기 작동스위치는 음료의 요구 온도를 선택 가능하도록 구성하고; 상기 제어기는 음료의 요구 온도에 따라 열전모듈에 인가되는 전류량을 조절하여 음료의 온도를 제어할 수 있다.

방열부재의 온도를 측정하는 온도센서;를 더 포함하고, 상기 제어기는 온도센서에서 측정되는 측정값과, 전류량에 상응하도록 계산된 기준값을 비교하여, 측정값이 기준값을 초과하는 경우 열전모듈에 인가되는 전류를 제한할 수 있다.

상기 제어기는, 작동스위치가 온 조작되면서 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루어 열전모듈에 전류를 인가한 후에, 작동스위치가 오프 조작되거나 열전모듈과 전기적으로 개회로를 이루는 경우에, 블로워를 소정시간 동안 작동한 후에 블로워의 작동을 오프시킬 수 있다.

상기 제어기는, 작동스위치가 온 조작되면서 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루어 열전모듈에 전류를 인가한 후에 작동스위치가 오프 조작되거나 열전모듈과 전기적으로 개회로를 이루는 경우, 방열부재의 온도가 기준온도에 도달할 때까지 블로워를 작동한 후에 블로워의 작동을 오프시킬 수 있다.

상기 제어기는, 작동스위치가 오프 조작되거나 열전모듈과 전기적으로 개회로를 이루어 블로워가 작동되는 중에, 컵홀더에 컵이 수용되어 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루면서 온장모드에 진입한 경우, 블로워의 작동을 즉시 오프시킬 수 있다.

상기 제어수단에 램프가 연결되어, 컵홀더의 작동 여부에 따라 램프를 점등 제어할 수 있다.

본 발명의 구성은, 외면에 열전모듈이 마련되고, 상기 열전모듈과 통전 상태를 이루면서 통전부가 마련된 컵;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 컵홀더를 가열하는 방식이 아니라, 열전모듈에서 발생되는 열을 이용하여 컵의 음료를 직접적으로 가열 또는 냉각시키므로, 음료의 온도를 신속하게 가열 또는 냉각시킬 수 있음은 물론, 특히 온장시에는 컵홀더의 과열 우려가 없어 음료를 더욱 높은 온도로 가열할 수 있고, 냉장시에는 외부에 손실되는 에너지를 극소화하여 냉각성능을 더욱 향상시키는 효과가 있다.

더욱이, 냉온장모드에 진입하고, 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우에 한하여 열전모듈에 전류를 인가하도록 제어하고, 또한 컵홀더 내에 기타 전도성 물품이 접지되는 것을 방지하여, 컵홀더 냉온장 작동에 따른 안전사고의 위험을 방지하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 의한 차량용 컵홀더 냉온장 장치의 전체적인 구조를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 컵홀더 냉온장 장치의 제1실시예 구성에서 전기적 연결 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명의 제1실시예 구성에서 컵과 컵홀더 사이의 통전 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 제1실시예 구성에서 컵과 컵홀더 사이의 다른 통전 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 의한 차량용 컵홀더 냉온장 장치의 제2실시예 구성에서 전기적으로 연결 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 의한 컵홀더 냉온장 장치의 작동시 제어 흐름을 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 차량용 컵홀더의 냉온장 장치는, 컵(100)과, 컵홀더(200) 및 제어수단을 포함하여 구성할 수 있는 것으로, 유선방식에 의해 전기적으로 연결되는 제1실시예의 구성과, 무선방식에 의해 전기적으로 연결되는 제2실시예의 구성을 포함할 수 있다.

먼저, 제1실시예의 구성에 대해 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 컵(100)은 컵홀더(200)에 수용되는 것으로, 그 외면에 열전모듈(110)이 마련되고, 또한 컵(100)의 외면에는 상기 열전모듈(110)과 통전 상태를 이루면서 제1통전부(120)가 마련될 수 있다. 여기서, 상기 제1통전부(120)는 접촉에 의해 접지를 이루는 전기 단자일 수 있다.

예컨대, 상기 열전모듈(110)은 컵(100)의 저면 중앙에 구비되고, 상기 제1통전부(120)는 상기 열전모듈(110)의 둘레를 따라 컵(100)의 저면에 구비될 수 있다.

그리고, 상기 컵(100)은 이너컵(100a)과 아우터컵(100b)을 서로 조립하여 구성할 수 있는데, 이때에 상기 이너컵(100a)과 아우터컵(100b) 사이에는 단열을 위한 공간(100c)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 열전모듈(110)의 일면은 이너컵(100a)의 저면에 면 접촉 상태로 고정되어 열전모듈(110)과 이너컵(100a)이 열적 접지상태를 이루게 되고, 상기 열전모듈(110)의 타면은 외부에 노출된 상태로 구비되어, 후술하는 방열부재(210)와 접촉시 열적 접지상태를 이룰 수 있도록 구성한다.

아울러, 상기 컵홀더(200)는 컵(100)의 수용이 가능하도록 상단이 개구된 수용공간을 갖는 것으로, 상기 컵홀더(200)에 컵(100)을 수용하는 경우에, 열전모듈(110)과 대응되는 컵홀더(200)의 일부분에 방열부재(210)가 마련되고, 제1통전부(120)와 대응되는 컵홀더(200)의 일부분에 제2통전부(220)가 마련될 수 있다. 여기서, 상기 제2통전부(220)는 접촉에 의해 접지를 이루는 전기 단자일 수 있다.

예컨대, 상기 컵홀더(200)는 컵(100)의 수용이 가능한 형상으로 차체에 컵홀더하우징(200a)이 결합되어 구성되는데, 이때에 컵홀더하우징(200a)의 바닥면 중앙이 중공 형성되고, 중공된 컵홀더하우징(200a)에 방열부재(210)의 상단이 돌출되도록 구비될 수 있다.

그리고, 상기 제2통전부(220)는 상기 방열부재(210)의 둘레를 따라 구비되어, 제1통전부(120)와 접촉될 수 있다.

다음으로, 제어수단은 상기 열전모듈(110)과 전기적인 폐회로의 구현이 가능하도록 연결되고, 컵(100)에 담겨진 음료를 가열 또는 냉각하기 위해 요구되는 온도에 따라 열전모듈(110)에 인가되는 전류를 전환 제어할 수 있다.

예컨대, 상기 제어수단은, 음료의 냉각 또는 가열작동 여부를 선택하는 작동스위치(500)와, 작동스위치(500)가 온 조작되면서 열전모듈(110)과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우 열전모듈(110)에 전류를 인가하도록 제어하고, 냉장모드 또는 온장모드에 따라 전류의 흐름방향을 전환 제어하는 제어기(600)를 포함하여 구성할 수 있다. 이때에, 상기 제어기(600)에는 전류의 흐름방향을 전환하는 방향전환회로가 포함될 수 있을 것이다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 컵(100)을 컵홀더(200)에 삽입하는 경우, 컵(100)에 구비된 열전모듈(110)이 방열부재(210)에 통전 가능한 상태로 접촉되고, 컵(100)에 구비된 제1통전부(120)는 제2통전부(220)에 통전 가능한 상태로 접촉되는바, 제어기(600)와 열전모듈(110) 사이는 전기적인 폐회로 상태를 이루게 된다.

이때에, 제어기(600)는 현재 음료의 요구 온도에 따라 컵홀더(200) 작동모드를 냉장모드 또는 온장모드로 작동할지 결정되고, 결정된 작동모드에 따라 열전모듈(110)에 인가되는 극성(+)(-)이 방향전환회로를 통해 전환되도록 설정함으로써, 설정된 극성에 따라 컵(100)의 내면을 가열하거나 냉각시킬 수 있다.

따라서, 열전모듈(110)에서 컵(100)에 직접적으로 전달되는 열을 이용하여 컵(100)의 내용물을 가열 또는 냉각시키므로, 음료의 온도를 신속하게 가열 또는 냉각시킬 수 있음은 물론, 특히 온장시에는 컵홀더(200)의 과열 우려가 없어 음료를 더욱 높은 온도로 가열할 수 있고, 냉장시에는 외부에 손실되는 에너지를 극소화하여 냉각성능을 더욱 향상시키게 된다.

아울러, 본 발명은 방열부재(210)의 열이 방출되는 부분에 블로워(230)가 마련되어, 상기 블로워(230)를 통해 방열부재(210)를 냉각시킬 수 있다.

이때에, 상기 방열부재(210)의 하단은 다수의 핀 형상으로 형성되어, 열의 방출이 원활하게 이루어질 수 있으며, 상기 블로워(230)는 방열부재(210)의 하부에 구비되어 방열부재(210)에서 방출되는 열을 배출할 수 있게 된다.

즉, 냉장모드 작동시, 열전모듈(110)의 하면에서 발생된 열을 방열부재(210)의 핀을 통해 외부로 신속하게 방출하게 됨으로써, 이너컵(100a)과 접촉된 열전모듈(110) 상면의 온도를 낮춰 음료의 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 제1통전부(120)가 제2통전부(220)에 접촉 및 가압시, 제1통전부(120)가 제2통전부(220)를 향해 이동된 방향에 대하여 탄성복원력을 제공하는 제1탄성부재(S1)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 제2통전부(220)는 컵홀더하우징(200a)의 바닥면에 방열부재(210)의 둘레를 따라 원주방향으로 구비되는데, 상기 제2통전부(220)의 저면과 컵홀더하우징(200a)의 바닥면 사이에 제1탄성부재(S1)가 구비됨으로써, 제2통전부(220)는 제1탄성부재(S1)가 허용되는 탄성력 범위 내에서 상하 방향으로 탄력적으로 이동될 수 있다. 이때에, 상기 제1탄성부재(S1)는 압축스프링일 수 있다.

또한, 제2통전부(220)와 마주하는 컵(100)의 저면에는 자성체(M)가 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 자성체(M)는 영구자석일 수 있는 것으로, 상기 자성체(M)의 자력에 의해 제2통전부(220)가 이동되어 제1통전부(120)와 제2통전부(220)의 접촉 작용을 향상시키게 된다.

도 4를 참조하면, 상기 제1통전부(120)는 컵(100)의 저면에 열전모듈(110)의 둘레를 따라 원주방향으로 구비되는데, 상기 제1통전부(120)의 상면과 컵(100)의 저면 사이에 제1탄성부재(S1)가 구비됨으로써, 제1통전부(120)는 제1탄성부재(S1)가 허용하는 탄성력 범위 내에서 상하 방향으로 탄력적으로 이동될 수 있다. 이때에, 상기 제1탄성부재(S1)는 압축스프링일 수 있다.

또한, 제1통전부(120)와 마주하는 컵홀더(200)의 상면에는 자성체(M)가 구비될 수 있다. 예컨대, 상기 자성체(M)는 영구자석일 수 있는 것으로, 상기 자성체(M)의 자력에 의해 제1통전부(120)가 이동되어 제1통전부(120)와 제2통전부(220)의 접촉 작용을 향상시키게 된다.

즉, 컵(100)을 컵홀더(200) 내에 삽입하게 되면, 컵(100)에 구비된 제1통전부(120)가 제2통전부(220)에 접지된다. 이어서, 컵(100)의 자중에 의해 제1탄성부재(S1)가 압축되면서 컵(100)이 더 하강하게 되고, 결국 제2통전부(220)와 제1통전부(120)의 접지를 유지하면서 열전모듈(110)의 저면이 방열부재(210)의 상면에 접지되어 열적인 접지 상태를 이루게 되는바, 열전모듈(110)에서 전달되는 열이 방열부재(210)를 통해 배출될 수 있게 된다.

더불어, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 상기 방열부재(210)의 최상단이 제2통전부(220)의 최상단보다 더 높은 지점에 위치하도록 구비될 수 있다. 그리고, 상기 제1통전부(120)의 최하단이 열전모듈(110)의 최하단보다 더 낮은 지점에 위치하도록 구비될 수 있다.

즉, 방열부재(210)의 높이를 제2통전부(220)의 높이보다 상부를 향하여 더 높게 돌출 형성함으로써, 전도성 재질의 다른 물품이 컵홀더(200)에 수납되더라도 이 전도성 물품이 방열부재(210)의 상면에만 접촉됨으로써, 전도성 물품이 제2통전부(220)에 접지되어 발생할 수 있는 안전사고의 위험을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은 제3통전부(130)와, 텅어셈블리(300)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제3통전부(130)는 열전모듈(110)과 통전 상태를 이루면서 컵(100)의 외면에 마련될 수 있다.

예컨대, 상기 제3통전부(130)는 컵(100)의 외주면 둘레를 따라 구비할 수 있다.

그리고, 텅어셈블리(300)는 제어수단에 전기적으로 연결되고, 컵(100)이 컵홀더(200)에 수용시 제3통전부(130)와 대응되는 부분에 배치되어, 제어수단과 제3통전부(130) 사이에 통전 상태를 이루도록 구비할 수 있다.

상기 텅어셈블리(300)는, 제4통전부(310)와, 제2탄성부재(S2)를 포함할 수 있는데, 먼저 제4통전부(310)는 그 일단이 제어기(600)에 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제3통전부(130) 및 제4통전부(310)는 접촉에 의해 전기적으로 연결되는 단자일 수 있다.

제2탄성부재(S2)는 컵홀더(200)의 내면과 제4통전부(310) 사이에 연결될 수 있는 것으로, 제2탄성부재(S2)는 제4통전부(310)의 타단이 항상 컵홀더(200)의 중심을 향하도록 제4통전부(310)에 탄성력을 제공할 수 있다.

예컨대, 상기 제2탄성부재(S2)는 판스프링 등으로 구비될 수 있는 것으로, 제2탄성부재(S2)의 일단이 상기 컵홀더하우징(200a)의 내면에 고정되고, 제2탄성부재(S2)의 타단이 상기 제4통전부(310)의 타단에 고정될 수 있다.

즉, 제4통전부(310)의 타단이 제2탄성부재(S2)에서 제공되는 탄성력에 의해 상시 컵홀더(200)의 중심을 향하도록 구성할 수 있고, 이에 컵홀더(200)에 컵(100)을 삽입하는 경우, 제4통전부(310)의 타단이 컵(100)의 외면에 접촉 유지될 수 있다.

따라서, 컵(100)이 컵홀더(200)에 완전하게 삽입 완료되는 경우, 컵(100)에 구비된 제3통전부(130)가 제4통전부(310)에 접지되고, 결국 열전모듈(110)과 제어수단 사이가 전기적으로 연결될 수 있다.

이어서, 본 발명에 따른 차량용 컵홀더 냉온장 장치의 제2실시예 구성에 대해 살펴보기로 한다.

도 5를 참조하면, 컵(100)의 저면 중앙에 열전모듈(110)이 마련되고, 상기 열전모듈(110)의 둘레를 따라 제1통전부(120')가 마련될 수 있다. 여기서, 상기 제1통전부(120')는 무선방식으로 전기를 수신할 수 있는 무선전력 수신기일 수 있다.

그리고, 상기 컵홀더(200)는 차체에 컵홀더하우징(200a)이 결합되어 구성되는데, 이때에 컵홀더하우징(200a)의 바닥면 중앙이 중공 형성되고, 중공된 컵홀더하우징(200a)에 방열부재(210)의 상단이 돌출되도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 방열부재(210)의 둘레를 따라 제2통전부(220')가 구비되어, 상기 제2통전부(220')가 제1통전부(120')와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 제2통전부(220')는 제1통전부(120')에 무선방식으로 전기를 송신할 수 있도록 방열부재(210)의 둘레를 따라 구비된 무선전력 송신기일 수 있다.

즉, 상기 무선전력 송수신기는 무선 방식으로 전력의 송수신이 가능한 것으로, 예컨대 유도전류와 코일을 이용한 자기유도형 방식 또는 자기공명형 방식 등의 무선 연결 방식이 적용될 수 있다.

예컨대, 상기 제어수단은, 음료의 냉각 또는 가열작동 여부를 선택하는 작동스위치(500)와, 작동스위치(500)가 온 조작되면서 열전모듈(110)과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우 제2통전부(220')에 전류를 인가하도록 제어하는 제어기(600) 및, 제1통전부(120')와 열전모듈(110) 사이에 마련되어, 냉장모드 또는 온장모드에 따라 전류의 흐름방향을 전환 제어하는 방향전환회로(140)를 포함하여 구성할 수 있다.

즉, 상기한 구성에 따르면, 컵(100)을 컵홀더(200)에 삽입하는 경우, 컵(100)에 구비된 열전모듈(110)이 방열부재(210)에 통전 가능한 상태로 접촉되고, 제2통전부(220')와 제1통전부(120')가 무선 방식에 의해 연결되어, 제2통전부(220')를 통해 제1통전부(120')에 전류가 인가되는바, 제어기(600)와 열전모듈(110) 사이는 전기적인 폐회로 상태를 이루게 된다.

이때에, 제어기(600)는 현재 음료의 요구 온도에 따라 컵홀더(200) 작동모드를 냉장모드 또는 온장모드로 작동할지 결정하고, 결정된 작동모드에 따라 열전모듈(110)에 인가되는 극성(+)(-)이 방향전환스위치를 통해 전환되도록 설정함으로써, 설정된 극성에 따라 컵(100)의 내면을 가열하거나 냉각시킬 수 있다.

예컨대, 작동스위치(500)에서 조작된 작동신호가 제어기(600)에 입력되면, 제어기(600)에서 생성된 디지털신호를 컨버터(610)를 통해 아날로그신호로 변환되어 제2통전부(220')에 전달된다. 이에, 제2통전부(220')에서 제1통전부(120')에 무선 송신되면, 방향전환스위치를 통해 해당 작동신호에 맞게 설정된 극성으로 전류의 흐름방향을 전환하여 열전모듈(110)에 인가함으로써, 설정된 극성에 따라 열전모듈(110)의 양면을 발열 또는 흡열되도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 제어기(600)는 앞서 설명한 바와 같이, 작동스위치(500)가 온 조작되면서 열전모듈(110)과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우에 열전모듈(110)에 전류를 인가하도록 제어하고, 냉장모드 또는 온장모드에 따라 전류의 흐름방향을 전환 제어할 수 있다.

도 6을 참조하여, 본 발명의 컵홀더 냉온장 장치의 작동에 따른 작동 제어 흐름을 살펴보면, 상기 제어기(600)는 컵홀더(200)에 컵(100)이 수용되어 열전모듈(110)과 전기적으로 폐회로를 이루는지 판단하는 것은 물론, 작동스위치(500)에 조작에 따라 음료의 요구 온도가 냉장모드에 진입하는지, 온장모드에 진입하는지 판단한다.

즉, 제1실시예의 경우, 제1통전부(120)와 제2통전부(220)가 접지되고, 제3통전부(130)와 제4통전부(310)가 접지되면, 제어기(600)와 열전모듈(110) 사이가 폐회로를 이루어 전기적으로 연결된 것을 판단할 수 있다.

또한, 제2실시예의 경우는 컵(100)이 컵홀더(200) 내에 수용되어, 제1통전부(120')와 제2통전부(220')가 무선 송수신이 가능한 거리 내에 위치하게 되면, 제어기(600)와 열전모듈(110) 사이가 폐회로를 이루어 전기적으로 연결된 것을 판단할 수 있다.

판단 결과, 전기적인 폐회로를 이루면서, 냉장모드에 진입한 것으로 판단한 경우, 열전모듈(110)에 냉장작동신호를 인가하여 컵(100)의 내면과 인접한 열전모듈(110)의 일면은 냉각시키고 타면은 가열하도록 제어할 수 있다. 또한, 이와 함께 블로워(230)에 작동신호를 인가하여 블로워(230)를 통해 방열부재(210)를 냉각시킬 수 있다.

또한, 판단 결과, 전기적인 폐회로를 이루면서, 온장모드에 진입한 것으로 판단한 경우, 열전모듈(110)에 온장작동신호를 인가하여 컵(100)의 내면과 인접한 열전모듈(110)의 일면은 가열시키고 타면은 냉각하도록 제어할 수 있다.

즉, 작동스위치(500)를 통해 컵홀더(200)가 냉장모드로 작동되는 경우에는, 설정된 극성을 통해 컵(100)에 구비된 열전모듈(110)의 상면은 냉각 작동되고, 그 반대의 방열부재(210)에 접촉된 열전모듈(110)의 저면은 가열 작동된다. 이때에, 열전모듈(110)의 저면은 방열부재(210)에 접촉되어 열이 이동됨으로써, 블로워(230)를 작동시켜 방열부재(210)를 냉각시키게 되고, 이에 열전모듈(110) 상면의 온도를 떨어뜨려 음료의 냉각성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 작동스위치(500)를 통해 컵홀더(200)를 온장모드로 작동하는 경우에는, 극성이 냉장모드일 때와 반대로 전환되어 설정됨으로써, 컵(100)에 접촉된 열전모듈(110)의 상면은 가열 작동되고, 그 반대의 방열부재(210)에 접촉된 열전모듈(110)의 저면은 냉각 작동된다. 이때에, 열전모듈(110)의 저면은 방열부재(210)에 접촉되어 열이 이동됨으로써, 방열부재(210)를 통해 열을 흡수할 수 있게 되고, 이에 열전모듈(110) 상면의 온도를 높여 음료의 가열성능을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

아울러, 본 발명의 작동스위치(500)는 음료의 요구 온도를 선택 가능하도록 구성할 수 있다. 예컨대, 음료의 종류별로 요구 온도를 선택하도록 구성하거나, 음료의 가열 정도 또는 냉각 정도를 작동스위치(500)에 단수 조절이 가능하도록 마련하여 가열 및 냉각 정도를 선택 가능하도록 구성할 수도 있을 것이다.

특히, 상기 제어기(600)는 음료의 요구 온도에 따라 열전모듈(110)에 인가되는 전류량을 조절하여 음료의 온도를 제어할 수 있다.

예컨대, 온장모드의 경우 음료의 요구 온도가 높을수록 열전모듈(110)에 제공되는 전력량을 크게 하고, 음료의 요구 온도가 낮을수록 열전모듈(110)에 제공되는 전력량을 작게 제어할 수 있다. 냉장모드 역시 이와 마찬가지로 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은, 방열부재(210)의 온도를 측정하는 온도센서(240)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 열전모듈(110)에 제공되는 전류량에 상응하도록 기준값을 설정할 수 있다.

이에, 상기 제어기(600)에서는 온도센서(240)에서 측정되는 측정값과, 전류량에 상응하도록 계산된 기준값을 비교하여, 측정값이 기준값을 초과하는 경우 열전모듈(110)에 인가되는 전류를 제한할 수 있다.

즉, 사용자가 원하는 온도 수준보다 음료의 온도가 과열되거나 과냉되는 것을 방지하여, 음료 고유의 풍미와 시원함을 느낄 수 있는 것은 물론, 컵홀더(200)의 상품성을 향상시키게 된다.

그리고, 본 발명의 제어기(600)는, 작동스위치(500)가 온 조작되면서 열전모듈(110)과 전기적으로 폐회로를 이루어 열전모듈(110)에 전류를 인가한 후에, 작동스위치(500)가 오프 조작되거나 열전모듈(110)과 전기적으로 개회로를 이루는 경우에, 블로워(230)를 소정시간 동안 작동한 후에 블로워(230)의 작동을 오프시키도록 제어할 수 있다.

예컨대, 컵(100)에 수용된 음료를 가열하고 있는 상태에서, 사용자가 컵(100)을 컵홀더(200)로부터 빼내는 경우, 열전모듈(110)에 인가되는 전류가 즉시 차단되기는 하지만, 방열부재(210)의 상면은 가열된 상태에 있다.

이에, 음료의 가열 작동 후 컵(100)을 빼내면 블로워(230)를 즉시 작동 정지시키지 않고, 수초에서 수십초 가량 작동시킨 후에 블로워(230)를 작동 정지시키도록 제어함으로써, 방열면을 신속하게 냉각시켜 소비자의 화상 우려를 줄이게 된다.

더불어, 상기 제어기(600)는, 작동스위치(500)가 온 조작되면서 열전모듈(110)과 전기적으로 폐회로를 이루어 열전모듈(110)에 전류를 인가한 후에 작동스위치(500)가 오프 조작되거나 열전모듈(110)과 전기적으로 개회로를 이루는 경우, 방열부재(210)의 온도가 기준온도에 도달할 때까지 블로워(230)를 작동한 후에 블로워(230)의 작동을 오프시키도록 제어할 수도 있다.

즉, 방열부재(210)의 온도를 측정하는 온도센서(240)로부터 현재의 온도값을 입력받으므로, 방열부재(210)의 온도가 화상의 우려가 없는 안전한 온도에 도달할 때까지 블로워(230)를 작동킨 후에, 정지시키도록 제어할 수 있다.

아울러, 음료를 가열하기 위한 온장모드 뿐만 냉장모드의 경우에도, 컵홀더(200)로부터 컵(100)을 빼내면 블로워(230)를 즉시 작동 정지시키지 않고, 정해진 로직에 의해 블로워(230)를 작동한 후에 작동 정지시키도록 제어함으로써, 방열면에 발생할 수 있는 결로를 줄일 수 있게 된다.

다만, 본 발명의 제어기(600)는, 작동스위치(500)가 오프 조작되거나 열전모듈(110)과 전기적으로 개회로를 이루어 블로워(230)가 작동되는 중에, 컵홀더(200)에 컵(100)이 수용되어 열전모듈(110)과 전기적으로 폐회로를 이루면서 온장모드에 진입한 경우, 블로워(230)의 작동을 즉시 오프시키도록 제어할 수 있다.

예컨대, 블로워(230)의 작동을 통해 방열면을 냉각시키는 중에, 다시 컵홀더(200)에 컵(100)을 장착하여 음료의 가열을 원하는 경우, 블로워(230)의 작동을 즉시 정지시켜 음료를 재가열할 수 있게 된다.

아울러, 상기 제어기(600)에는 램프(400)가 연결되어, 컵홀더(200)의 냉장모드 및 온장모드 작동 여부에 따라 램프(400)를 점등 제어할 수 있다. 여기서, 상기 램프(400)는 LED일 수 있는 것으로, 상기 램프(400)는 컵홀더하우징(200a)의 내면에 설치될 수 있다.

즉, 컵(100)이 컵홀더(200) 내에 온전하게 수용되어, 전기적으로 폐회로를 이루는 상태, 즉 정상적으로 전원이 모두 인가되는 경우에는, 램프(400)를 점등 작동시켜 컵홀더(200)가 냉장 또는 온장 작동되고 있음을 주지시킬 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 컵홀더(200)를 가열하는 방식이 아니라, 열전모듈(110)에서 발생되는 열을 이용하여 컵(100)의 음료를 직접적으로 가열 또는 냉각시키므로, 음료의 온도를 신속하게 가열 또는 냉각시킬 수 있음은 물론, 특히 온장시에는 컵홀더(200)의 과열 우려가 없어 음료를 더욱 높은 온도로 가열할 수 있고, 냉장시에는 외부에 손실되는 에너지를 극소화하여 냉각성능을 더욱 향상시키게 된다.

더욱이, 냉온장모드에 진입하고, 열전모듈(110)과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우에 한하여 열전모듈(110)에 전류를 인가하도록 제어하고, 또한 컵홀더(200) 내에 구비된 제2통전부(220)에 상기한 컵 이외에 기타 전도성 물품이 접지되는 것을 방지하여, 컵홀더(200) 냉온장 작동에 따른 안전사고의 위험을 방지하게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 컵 100a : 이너컵
100b : 아우터컵 100c : 공간
110 : 열전모듈 120, 120' : 제1통전부
130 : 제3통전부 140 : 방향전환회로
200 : 컵홀더 200a : 컵홀더하우징
210 : 방열부재 220, 220' : 제2통전부
230 : 블로워 240 : 온도센서
300 : 텅어셈블리 310 : 제4통전부
400 : 램프 500 : 작동스위치
600 : 제어기
S1 : 제1탄성부재 S2 : 제2탄성부재
M : 자성체

Claims

외면에 열전모듈이 마련되고, 상기 열전모듈은 컵의 저면 중앙에 구비되며, 상기 열전모듈과 통전 상태를 이루면서 제1통전부가 마련된 컵;
컵의 수용시, 열전모듈과 대응되는 부분의 바닥면에 방열부재가 마련되고, 제1통전부와 대응되는 부분에 제2통전부가 마련된 컵홀더; 및
상기 열전모듈과 전기적인 폐회로의 구현이 가능하도록 연결되고, 컵에 담겨진 음료를 가열 또는 냉각하기 위해 요구되는 온도에 따라 열전모듈에 인가되는 전류를 제어하는 제어수단;을 포함하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 1에 있어서,
제1통전부는 상기 열전모듈의 둘레를 따라 구비되며;
제2통전부는 상기 방열부재의 둘레를 따라 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 2에 있어서,
제1통전부는 열전모듈의 둘레를 따라 외부로 노출 구비되고;
제2통전부는 제1통전부와 접촉에 의해 접지 가능하도록 방열부재의 둘레를 따라 외부로 노출 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 2에 있어서,
이너컵의 일부를 감싸는 형상으로 아우터컵을 결합하여 컵을 구성하되, 상기 이너컵과 아우터컵 사이에 공간이 형성되고;
상기 열전모듈의 일면은 이너컵의 저면에 면 접촉 상태로 고정되며;
상기 열전모듈의 타면은 외부에 노출된 상태로 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 3에 있어서,
제1통전부가 제2통전부에 접촉 및 가압시, 제1통전부가 제2통전부를 향해 이동된 방향에 대하여 탄성복원력을 제공하는 제1탄성부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 5에 있어서,
제1탄성부재는 제2통전부의 저면과, 이와 마주하는 컵홀더의 상면 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 6에 있어서,
제2통전부와 마주하는 컵의 저면에 자성체가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 5에 있어서,
제1탄성부재는 제1통전부의 상면과, 이와 마주하는 컵의 저면 사이에 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 8에 있어서,
제1통전부와 마주하는 컵홀더의 상면에 자성체가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 3에 있어서,
방열부재의 최상단이 제2통전부의 최상단보다 더 높은 지점에 위치하도록 구비되고;
제1통전부의 최하단이 열전모듈의 최하단보다 더 낮은 지점에 위치하도록 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 1에 있어서,
열전모듈과 통전 상태를 이루면서 컵의 외면에 마련된 제3통전부;
제어수단과 전기적으로 연결되고, 컵이 컵홀더에 수용시 제3통전부와 대응되는 부분에 배치되어 제어수단과 제3통전부 사이에 통전 상태를 이루도록 하는 텅어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제3통전부는 컵의 외주면 둘레를 따라 구비하고;
상기 텅어셈블리는,
일단이 제어수단에 연결된 제4통전부;
컵홀더의 내면과 제4통전부 사이에 연결되고, 제4통전부의 타단이 항상 컵홀더의 중심을 향하도록 제4통전부에 탄성력을 제공하는 제2탄성부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 2에 있어서,
제1통전부는 열전모듈의 둘레를 따라 구비된 무선전력 수신기이고;
제2통전부는 제1통전부와 무선에 의해 연결 가능하도록 방열부재의 둘레를 따라 구비된 무선전력 송신기인 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 2에 있어서,
방열부재의 열이 방출되는 부분에 마련되어 방열부재를 냉각하는 블로워;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 제어수단은,
음료의 냉각 또는 가열작동 여부를 선택 가능한 작동스위치;
작동스위치가 온 조작되면서 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우 열전모듈에 전류를 인가하도록 제어하고, 냉장모드 또는 온장모드에 따라 전류의 흐름방향을 전환 제어하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 14에 있어서,
상기 제어수단은,
음료의 냉각 또는 가열작동 여부를 선택하는 작동스위치;
작동스위치가 온 조작되면서 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루는 경우 제2통전부에 전류를 인가하도록 제어하는 제어기; 및
제1통전부와 열전모듈 사이에 마련되어, 냉장모드 또는 온장모드에 따라 전류의 흐름방향을 전환 제어하는 방향전환회로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 제어기는,
컵홀더에 컵이 수용되어 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루면서 냉장모드에 진입한 경우, 열전모듈에 냉장작동신호를 인가하여 컵의 내면과 인접한 열전모듈의 일면은 냉각시키고 타면은 가열하도록 제어함과 아울러, 블로워에 작동신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 제어기는,
컵홀더에 컵이 수용되어 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루면서 온장모드에 진입한 경우, 열전모듈에 온장작동신호를 인가하여 컵의 내면과 인접한 열전모듈의 일면은 가열하고 타면은 냉각하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 작동스위치는 음료의 요구 온도를 선택 가능하도록 구성하고;
상기 제어기는 음료의 요구 온도에 따라 열전모듈에 인가되는 전류량을 조절하여 음료의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 19에 있어서,
방열부재의 온도를 측정하는 온도센서;를 더 포함하고,
상기 제어기는 온도센서에서 측정되는 측정값과, 전류량에 상응하도록 계산된 기준값을 비교하여, 측정값이 기준값을 초과하는 경우 열전모듈에 인가되는 전류를 제한하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 15에 있어서,
상기 제어기는, 작동스위치가 온 조작되면서 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루어 열전모듈에 전류를 인가한 후에 작동스위치가 오프 조작되거나 열전모듈과 전기적으로 개회로를 이루는 경우, 블로워를 소정시간 동안 작동한 후에 블로워의 작동을 오프시키는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 20에 있어서,
상기 제어기는, 작동스위치가 온 조작되면서 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루어 열전모듈에 전류를 인가한 후에 작동스위치가 오프 조작되거나 열전모듈과 전기적으로 개회로를 이루는 경우, 방열부재의 온도가 기준온도에 도달할 때까지 블로워를 작동한 후에 블로워의 작동을 오프시키는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 21에 있어서,
상기 제어기는, 작동스위치가 오프 조작되거나 열전모듈과 전기적으로 개회로를 이루어 블로워가 작동되는 중에, 컵홀더에 컵이 수용되어 열전모듈과 전기적으로 폐회로를 이루면서 온장모드에 진입한 경우, 블로워의 작동을 즉시 오프시키는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어수단에 램프가 연결되어, 컵홀더의 작동 여부에 따라 램프를 점등 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더의 냉온장 장치.
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