KR101766058B1 - 차량용 컵홀더 - Google Patents

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Abstract

상면이 개방된 원통형 형상이고, 개방된 상면을 통해 컵이 수납되며, 열전도성 재질로 이루어진 내부컵; 내부컵을 감싸되 내주면이 내부컵의 외주면과 일정거리 이격되어 내부컵과의 사이에 내부공간을 형성하는 외부홀더; 내부컵과 외부홀더 사이의 내부공간에 마련되고, 일면이 내부컵의 바닥면 외측에 면접하도록 마련된 발열체; 및 내부컵과 외부홀더 사이의 내부공간에서 발열체의 하방에 마련되어 발열체를 상방으로 가압함으로써 발열체가 내부컵 바닥면에 밀착되도록 하는 탄성체;를 포함하는 차량용 컵홀더가 소개된다.

Description

차량용 컵홀더 {CUP HOLDER FOR VEHICLE}
본 발명은 컵홀더에 수납된 음료수를 빠르게 냉온장하여 사용자의 기호에 부응할 수 있도록 성능을 향상시킨 차량용 컵홀더에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 음료용기를 수납하기 위한 컵홀더가 구비되어 있다. 이러한 컵홀더는 일반적으로 단순 파지 기능만을 보유하고 있지만, 일부 차종에 따라서는 냉장 혹은 온장기능도 겸비한 컵홀더가 소개되고 있기도 하다.
다만, 냉장 혹은 온장 성능을 겸비한 컵홀더라 할지라도 실질적으로 제 성능을 발휘하기 위해서는 음료용기가 수납되는 내부컵 부분과 발열체 사이의 밀착이 잘 이루어져야 한다.
또한, 통상의 편의성을 향상시키기 위해 암레스트 상에 컵홀더가 장착되면 좁은 공간에 마련되는 특성상 사용자의 부주의로 인한 화상 등의 사고가 발생할 우려가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2015-0058912 A
본 발명은 발열체와 음료용기에 열전도를 시키는 내부컵과의 효과적인 결합구조를 제시함과 동시에 안전사고 발생을 방지하기 위한 구조가 차량용 컵홀더를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 컵홀더는 상면이 개방된 원통형 형상이고, 개방된 상면을 통해 컵이 수납되며, 열전도성 재질로 이루어진 내부컵; 내부컵을 감싸되 내주면이 내부컵의 외주면과 일정거리 이격되어 내부컵과의 사이에 내부공간을 형성하는 외부홀더; 내부컵과 외부홀더 사이의 내부공간에 마련되고, 일면이 내부컵의 바닥면 외측에 면접하도록 마련된 발열체; 및 내부컵과 외부홀더 사이의 내부공간에서 발열체의 하방에 마련되어 발열체를 상방으로 가압함으로써 발열체가 내부컵 바닥면에 밀착되도록 하는 탄성체;를 포함한다.
내부컵과 외부홀더 사이의 내부공간에는 단열재가 충진되어 있을 수 있다.
내부컵과 발열체 사이에 마련되고 내부컵 바닥면의 면적과 대응되는 크기로 형성되며 상면은 내부컵 바닥면과 면접하고 하면은 발열체와 면접하는 열확산부재;를 더 포함할 수 있다.
내부컵과 발열체 사이에는 써멀그리스가 도포되어 발열체와 내부컵 바닥면 외측과 면접시 생기는 공극을 채워줄 수 있다.
발열체는 PTC소자일 수 있다.
탄성체는 내부컵의 상단측과 내부컵 상단부를 감싸는 컵홀더 하우징 사이에 마련되어, 내부컵 상단측에서 하방으로 힘을 가하여 발열체와 밀착시킬 수 있다.
전단이 내부컵 내측면에 돌출되고, 후단에 탄성부가 마련되어 컵의 수납시 컵의 측면을 지지하는 지지부; 및 지지부에 마련되어 접촉방식으로 지지부의 눌림여부를 인지하는 접촉센서;를 더 포함할 수 있다.
내부컵의 온도를 측정하기 위한 온도센서;를 더 포함할 수 있다.
사용자의 컵홀더 동작요청을 인식하는 스위치; 및 스위치를 통해 사용자의 컵홀더 동작요청이 있고, 접촉센서를 통해 컵의 수납을 인지하는 두 가지의 조건이 모두 만족된 경우 발열체를 동작시키는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
내부컵은 상면과 하면이 모두 개방된 원통형의 형상이고, 열확산부재의 상면이 내부컵의 하면과 결합하여 하면이 밀폐되는 형상일 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 차량용 컵홀더에 따르면, 사용자의 기호에 맞도록 음료를 냉온장 할 수 있으며, 화상 등의 안전사고로부터 사용자를 보호할 수 있게된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 컵홀더의 도면
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 컵홀더 도면
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 컵홀더 도면
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 컵홀더의 도면이고, 도 2 내지 도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 컵홀더 도면이다.
본 발명에 따른 차량용 컵홀더는 상면이 개방된 원통형 형상이고, 개방된 상면을 통해 컵이 수납되며, 열전도성 재질로 이루어진 내부컵(101); 내부컵(101)을 감싸되 내주면이 내부컵(101)의 외주면과 일정거리 이격되어 내부컵(101)과의 사이에 내부공간을 형성하는 외부홀더(103); 내부컵(101)과 외부홀더(103) 사이의 내부공간에 마련되고, 일면이 내부컵(101)의 바닥면 외측에 면접하도록 마련된 발열체(201); 및 내부컵(101)과 외부홀더(103) 사이의 내부공간에서 발열체(201)의 하방에 마련되어 발열체(201)를 상방으로 가압함으로써 발열체(201)가 내부컵(101) 바닥면에 밀착되도록 하는 탄성체(203);를 포함한다.
탄성체(203)는 내부컵(101)의 상단측과 내부컵(101) 상단부를 감싸는 컵홀더 하우징(107) 사이에 마련되어, 내부컵(101) 상단측에서 하방으로 힘을 가하여 발열체(201)와 밀착시킬 수 있다.
발열체(201)는 PTC소자일 수 있다. 내부컵(101)과 외부홀더(103) 사이의 내부공간에는 단열재(105)가 충진되어 있을 수 있다.
본 발명의 차량용 컵홀더는 기본적으로 발열체(201)로부터 전도를 통해 음료용기의 냉온장을 수행하게 된다. 발열체(201)는 온장만을 수행하는 PTC소자(Positive Temperature Coefficient Element)가 될 수 있으며, 필요에 따라서는 인가되는 전기적 특성에 따라 냉장과 온장을 모두 수행할 수 있는 열전소자가 될 수도 있다. 본 발명에서는 온장을 수행하는 경우를 우선으로 하여 설명한다.
도 1 내지 도 2를 참고하여 살펴보면, 내부컵(101)은 열전도성 재질로 형성되고, 수납된 컵을 가열하는데 불필요한 부분으로 열손실을 방지하기 위하여 외부홀더(103)는 내부컵(101)에 비하여 열전도성이 낮은 재질로 형성된다. 또한 내부공간에 단열재(105)를 충진하여 불필요한 열손실을 최소화하는 구성을 취하고 있다.
전도에 의한 가열에 있어서 무엇보다 중요한 것은 열전달을 위한 면적의 확보이다. 특히 면접촉에 의한 전도에 있어서 면과 면사이의 접촉이 제대로 이루어지지 않으면 열전달의 효과는 매우 낮아진다. 면접촉이 제대로 이루어지지 않는 경우 면과 면사이에 공기층이 형성되게 되는데 공기의 열전도율은 매우 낮기 때문이다.
구체적으로 내부컵(101)의 재료로 사용될 수 있는 스테인리스 스틸의 경우 열전도율이 평균적으로 20W/m·K가 되는 반면 공기의 열전도율은 0.025W/m·K로 약 800배 정도의 차이가 나기 때문이다.
따라서 본 발명에서는 도 1 내지 도 2에서 나타내는 바와 같이, 내부컵(101)과 발열체(201)의 접촉을 위하여 탄성체(203)를 이용하여 가압을 하는 구성을 취하고 있다. 탄성체(203)를 통하여 가압을 하는 방법은 발열체(201)에 힘을 가하여 내부컵(101)의 바닥면 외측에 접촉하도록 할 수 있고, 반대로 내부컵(101)을 상방에서 하방으로 가압하여 접촉되도록 할 수 있다.
내부컵(101)과 발열체(201) 사이에 마련되고 내부컵(101) 바닥면의 면적과 대응되는 크기로 형성되며 상면은 내부컵(101) 바닥면과 면접하고 하면은 발열체(201)와 면접하는 열확산부재(205);를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 차량용 컵홀더의 발열체(201)로 사용할 수 있는 PTC소자(Positive Temperature Coefficient Element)는 소자의 형상과 크기가 다양하다. 다만, 크기가 클수록 성능은 좋으나 단가의 상승을 동반하게 된다.
따라서 본 발명에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 내부컵(101)의 바닥면의 면적보다 작은 크기의 PTC소자를 사용하면서도 내부컵(101) 바닥면 전체를 골고루 가열할 수 있도록 열전도성이 내부컵(101)보다 더 좋은 재질로 구성된 열확산부재(205)를 마련하고 있다.
내부컵(101)과 발열체(201) 사이에는 써멀그리스(207)가 도포되어 발열체(201)와 내부컵(101) 바닥면 외측과 면접시 생기는 공극을 채워줄 수 있다.
면과 면의 접촉시에는 표면을 아무리 정밀하게 가공한다 할지라도 완벽한 면접촉을 구현하기 힘들며, 본 발명과 같이 탄성체(203)를 이용하여 가압을 한다 하더라도 그 공극을 제거하긴 어렵다. 따라서 도 1 내지 도 2와 같이 접촉면 사이에 써멀그리스(207)를 도포하여 공극에 공기가 아닌 써멀그리스(207)가 충진될 수 있도록 하여 전도 효율을 증가시킨다. 써멀그리스(207)의 열전도율은 대략 4W/m·K로 물론 스테인리스 스틸에 비하면 낮으나 0.025W/m·K의 열전도율을 갖는 공기에 비하면 매우 높으므로 열전도 효율이 상승하게 된다.
전단이 내부컵(101) 내측면에 돌출되고, 후단에 탄성부가 마련되어 컵의 수납시 컵의 측면을 지지하는 지지부(301); 및 지지부(301)에 마련되어 접촉방식으로 지지부(301)의 눌림여부를 인지하는 접촉센서(303);를 더 포함할 수 있다.
내부컵(101)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(305);를 더 포함할 수 있다.
사용자의 컵홀더 동작요청을 인식하는 스위치(307); 및 스위치(307)를 통해 사용자의 컵홀더 동작요청이 있고, 접촉센서(303)를 통해 컵의 수납을 인지하는 두 가지의 조건이 모두 만족된 경우 발열체(201)를 동작시키는 제어부(400);를 더 포함할 수 있다.
기본적으로 컵홀더의 가열기능을 사용하기 위해서는 스위치(307) 등을 통해 전원의 인가를 해줘야 할 것이다. 다만, 스위치(307)의 동작에만 컵홀더 가열기능을 의존시키는 경우 사용자의 부주의나 기타 예상치 못한 상황에서 수납된 컵이 없음에도 가열이 되어 화상으로 이어지는 안전사고가 발생할 수 있다.
따라서 도 1에 도시된 바와 같이 지지부(301)의 구성을 통하여 컵홀더에 음료용기의 수납이 확인되고 스위치(307)에 의한 동작요청이 이루어진 경우에만, 컵홀더의 가열기능이 동작되도록 제어하여 안전사고를 예방할 수 있게된다.
내부컵(101)은 상면과 하면이 모두 개방된 원통형의 형상이고, 열확산부재(205)의 상면이 내부컵(101)의 하면과 결합하여 하면이 밀폐되는 형상일 수 있다.
내부컵(101)에 비하여 열전도성이 높은 열확산부재(205)가 직접 음료용기와 접촉되도록 함으로서 열전달의 효율을 높일 수 있다. 물론 내부컵(101) 전체를 열확산부재(205)와 같이 매우 높은 열전도율을 갖는 물질로 제작하는 것도 방법일 수 있으나, 컵홀더의 내구강도의 문제와 사용자의 손이 접촉될 수 있는 상단부까지 지나치게 가열되어 화상을 유발할 수 있으므로, 바람직하지 못하다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 컵홀더의 저면만을 열전도성이 높은 열확산부재(205)와 접촉되도록하여 넓은 면적을 고루 가열하고 상대적으로 열전도성이 낮은 스테인리스 스틸로 나머지 내부컵(101)을 제작하여 사용자의 화상을 방지할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
101 : 내부컵 103 : 외부홀더
105 : 단열재 107 : 컵홀더 하우징
201 : 발열체 203 : 탄성체
205 : 열확산부재 207 : 써멀그리스
301 : 지지부 303 : 접촉센서
305 : 온도센서 307 : 스위치
400 : 제어부

Claims (10)

  1. 상면이 개방된 원통형 형상이고, 개방된 상면을 통해 컵이 수납되며, 열전도성 재질로 이루어진 내부컵;
    내부컵을 감싸되 내주면이 내부컵의 외주면과 일정거리 이격되어 내부컵과의 사이에 내부공간을 형성하는 외부홀더;
    내부컵과 외부홀더 사이의 내부공간에 마련되고, 일면이 내부컵의 바닥면 외측에 면접하도록 마련된 발열체; 및
    내부컵과 외부홀더 사이의 내부공간에서 발열체의 하방에 마련되어 발열체를 상방으로 가압함으로써 발열체가 내부컵 바닥면에 밀착되도록 하는 탄성체;를 포함하며,
    탄성체는 내부컵의 상단측과 내부컵 상단부를 감싸는 컵홀더 하우징 사이에 더 마련되어 내부컵 상단측에서 하방으로 힘을 가하여 내부컵과 발열체가 밀착되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    내부컵과 외부홀더 사이의 내부공간에는 단열재가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  3. 청구항 1에 있어서,
    내부컵과 발열체 사이에 마련되고 내부컵 바닥면의 면적과 대응되는 크기로 형성되며 상면은 내부컵 바닥면과 면접하고 하면은 발열체와 면접하는 열확산부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  4. 청구항 1에 있어서,
    내부컵과 발열체 사이에는 써멀그리스가 도포되어 발열체와 내부컵 바닥면 외측과 면접시 생기는 공극을 채워주는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  5. 청구항 1에 있어서,
    발열체는 PTC소자인 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    전단이 내부컵 내측면에 돌출되고, 후단에 탄성부가 마련되어 컵의 수납시 컵의 측면을 지지하는 지지부; 및
    지지부에 마련되어 접촉방식으로 지지부의 눌림여부를 인지하는 접촉센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  8. 청구항 1에 있어서,
    내부컵의 온도를 측정하기 위한 온도센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  9. 청구항 7에 있어서,
    사용자의 컵홀더 동작요청을 인식하는 스위치; 및
    스위치를 통해 사용자의 컵홀더 동작요청이 있고, 접촉센서를 통해 컵의 수납을 인지하는 두 가지의 조건이 모두 만족된 경우 발열체를 동작시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  10. 청구항 3에 있어서,
    내부컵은 상면과 하면이 모두 개방된 원통형의 형상이고, 열확산부재의 상면이 내부컵의 하면과 결합하여 하면이 밀폐되는 형상인 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
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