KR101922213B1 - 냉/온열 제공 기능을 갖는 차량용 발 받침대 - Google Patents

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KR101922213B1
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Abstract

냉/온열 제공 기능을 갖는 차량용 발 받침대가 개시된다. 본 발명의 일 구체예에 따른 차량용 발 받침대는 프론트 시트 하부에 장착되어 리어 시트 방향으로 슬라이딩 인출되며 한 쌍의 개구부가 형성되는 발 받침 플레이트; 발 받침 플레이트에 형성된 상기 개구부에 발 받침 플레이트의 길이 방향을 축으로 하여 회전 가능하게 각각 결합되며, 제1 면은 발열하고 제2 면은 냉각되도록 구동되는 열전소자; 및 차량 내부 온도에 기반하여 열전소자를 회전시키도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

냉/온열 제공 기능을 갖는 차량용 발 받침대{FOOTREST FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 발 받침대에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 2열 승객이 발을 올려놓을수 있도록 구동되는 차량용 발 받침대에 관한 것이다.
자동차 실내에는 탑승자 착좌를 위한 시트가 구비된다. 통상적 시트는 탑승자의 하체부위 중 둔부와 대퇴부만을 지지할 수 있는 크기로 제작된다. 따라서 장시간 차량 탑승시 탑승자는 발을 보다 편안하게 하기 위해 신발을 벗고 카매트 위에 발을 올리거나 발을 접어 시트 쿠션 위에 올린다.
이에 따라 최근에는 자동차에 탑승자가 발을 올려놓고 휴식을 취할 수 있도록 발 받침대가 제공되는 경우가 있다. 이러한 발 받침대는 프론트 시트의 하단부에 위치하고 있다가 필요에 의해 인출하여 리어 시트의 탑승자가 발을 올려 놓을 수 있는 구조를 갖추고 있다.
특허문헌 1: 한국공개실용신안 제1998-032678호 (1998.09.05 공개)
본 발명은 열전소자가 설치되어 탑승자의 발에 냉열 또는 온열을 제공할 수 있는 차량용 발받침대를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 프론트 시트 하부에 장착되어 리어 시트 방향으로 슬라이딩 인출되며 한 쌍의 개구부가 형성되는 발 받침 플레이트; 발 받침 플레이트에 형성된 상기 개구부에 발 받침 플레이트의 길이 방향을 축으로 하여 회전 가능하게 각각 결합되며, 제1 면은 발열하고 제2 면은 냉각되도록 구동되는 열전소자; 및 차량 내부 온도에 기반하여 열전소자를 회전시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 발 받침대가 제공될 수 있다.
또한, 발 받침 플레이트를 슬라이딩 구동시키는 플레이트 구동부를 더 포함하고, 발 받침 플레이트의 양 측부에는 치합부가 형성되며, 상기 플레이트 구동부는, 발 받침 플레이트의 양 측부를 파지하여 가이드하도록 형성되며 후방에 기어수용창이 형성되는 한 쌍의 가이드 부재와, 기어수용창의 외측에 각각 배치되어 발 받침 플레이트의 치합부와 치합되는 구동기어와, 구동기어를 구동시키는 구동모터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열전소자는, 프론트 시트 하부에 장착되어 상기 제1면 및 제2 면에 전력을 공급하는 전원부와, 상기 제1 면, 제2 면, 및 제1 면과 제2 면 사이에 개재되는 반도체 소자를 포함하는 열전소자부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전원부와 열전소자부 사이에는 슬립링이 마련되어 열전소자부의 회전에 따른 배선 꼬임을 방지할 수 있다.
한편, 상기 제어부는 차량 내부 온도가 기 결정된 온도 범위보다 높은 경우에는 열전소자의 제2 면이 상부로 오도록 열전소자를 회전시키도록 제어하고, 상기 온도 범위보다 낮은 경우에는 열전소자의 제1 면이 상부로 오도록 열전소자를 회전시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 구체예들에 따른 차량용 발 받침대는 발 받침 플레이트에 열전소자를 배치하되, 열전소자의 제1 면은 발열하고 제2 면은 냉각되도록 구동시키고 이러한 열전소자를 차량 내부 온도에 기반하여 회전되도록 제어할 수 있다. 이에 따라 탑승자가 차량 내부 온도에 따라 발을 따뜻하게 하거나 시원하게 할 수 있으므로 승차 만족도를 높이고 적정 온도로 휴식을 취할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 차량용 발 받침대를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 차량용 발 받침대를 도시한 사시도 및 확대도이다.
도 3은 도 1의 차량용 발 받침대에서 열전소자를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 차량용 발 받침대에서 열전소자의 회전동작을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 하기의 설명은 본 발명을 구체적인 예시를 들어 기술하는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상이 하기의 설명에 한정되는 것은 아니다. 그리고 첨부된 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 첨부된 도면에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 각 부재의 두께나 크기 등은 설명의 편의 등을 위해 과장, 생략, 개략적으로 도시될 수 있다.
본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 위치관계나 방향은 특별히 언급하지 않는 한, 본 명세서에 첨부된 도면을 기준으로 한다.
본 명세서에 기재된 본 발명 구조에 대한 설명에서 공간에 대한 설명이나 위치관계에 대한 설명은 본 발명을 이루는 구성요소들 간의 상대적인 위치를 의미한다. 또한 특별히 언급하지 않는 한, 하나의 구성요소와 다른 구성요소 사이의 공간에는 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서 하나의 구성요소의 "상부에" 또는 "위에" 다른 구성요소가 위치함을 언급하는 경우, 하나의 구성요소의 바로 위에 다른 구성요소가 위치하는 경우 뿐만 아니라, 하나의 구성요소와 다른 구성요소들 사이에 또 다른 구성요소가 위치하는 경우까지를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 차량용 발 받침대(100)를 개념적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량용 발 받침대(100)는 프론트 시트(10) 하부에 장착되며, 리어 시트(20) 방향으로 슬라이딩 인출되도록 구성된다. 차량용 발 받침대(100)는 전동식으로 구성될 수 있으며, 차량용 발 받침대(100)를 구동시키는 구동 버튼이 차량 내부에 마련될 수 있다. 따라서 상기 구동 버튼을 조작함으로써 필요에 따라 차량용 발 받침대(100)를 리어 시트(20) 방향으로 인출시킬 수 있으며, 상기 구동 버튼을 통해 차량용 발 받침대(100)를 프론트 시트(10) 방향으로 인입시킬 수 있다. 차량용 발 받침대(100)가 프론트 시트(10) 하부에 인입되면 외부에 노출되지 않는다.
이하, 차량용 발 받침대(100)의 구성요소에 대해 설명한다.
도 2는 도 1의 차량용 발 받침대(100)를 도시한 사시도 및 확대도이다. 도 2를 참조하면, 차량용 발 받침대(100)는 발 받침 플레이트(110), 플레이트 구동부(120), 열전소자(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
발 받침 플레이트(110)는 리어 시트(20, 도 1 참고)의 탑승자가 발을 올려 놓을 수 있도록 공간을 제공한다. 발 받침 플레이트(110)는 플레이트 형태로 형성되며, 프론트 시트(10)와 리어 시트(20) 사이의 공간에 상응하는 길이를 갖도록 형성될 수 있다. 또한 발 받침 플레이트(110)는 평상시에 프론트 시트(10)의 하부에 인입되어 있으므로 발 받침 플레이트(110)의 너비는 프론트 시트(10)의 너비와 상응할 수 있다.
발 받침 플레이트(110)의 표면에는 한 쌍의 개구부(112)가 형성된다. 한 쌍의 개구부(112)는 소정 간격 이격된다. 개구부(112)는 리어 시트(20)의 탑승자가 발을 올려 놓았을 때, 발바닥의 상당 부분을 차지하는 크기로 형성될 수 있다. 개구부(112)의 위치는 특정되지 않으며, 리어 시트(20)의 탑승자가 발을 올려 놓기 적절한 위치에 형성될 수 있다.
발 받침 플레이트(110)의 양 측부에는 치합부(111)가 형성된다. 치합부(111)는 후술할 구동기어(122)에 치합되는 것으로, 구동기어(122)에 의해 발 받침 플레이트(110)가 전후방으로 이동될 수 있도록 발 받침 플레이트(110)의 양 측부 전체에 걸쳐 형성될 수 있다.
플레이트 구동부(120)는 가이드 부재(121), 구동기어(122), 구동모터(123)를 포함한다.
가이드 부재(121)는 발 받침 플레이트(110)의 양 측부를 파지하여 가이드하도록 형성된다. 가이드 부재(121)는 한 쌍으로 구성되며 프론트 시트(10)의 하부에 결합될 수 있다. 한 쌍의 가이드 부재(121) 사이에 발 받침 플레이트(110)가 위치한다. 일 구체예에 있어서, 가이드 부재(121)는 "ㄷ"자 형태로 형성될 수 있다.
가이드 부재(121)의 상부에는 발 받침 플레이트(110) 쪽(즉, 내측)으로 소정 크기 돌출되도록 가이드 돌기(121a)가 형성된다. 가이드 돌기(121a)는 발 받침 플레이트(110)가 가이드 부재(121)로부터 이탈하는 것을 방지한다.
가이드 부재(121)의 측부에는 1 이상의 기어수용창(121b)이 형성된다. 기어수용창(121b)의 높이는 가이드 부재(121)의 높이에 상응할 수 있으며, 기어수용창(121b)의 길이는 후술할 구동기어(122)가 회전할 때 방해 받지 않는 길이를 가지도록 형성될 수 있다. 가이드 부재(121)를 외부에서 바라보았을 때에 기어수용창(121b)을 통해 발 받침 플레이트(110)의 치합부(111) 일부가 노출될 수 있다(도 2의 확대도 참고).
구동기어(122)는 기어수용창(121b)의 외측에 각각 배치된다. 기어수용창(121b)이 1 이상 형성되는 경우에는 구동기어(122)도 이에 대응하도록 복수개 배치될 수 있다. 구동기어(122)는 기어수용창(121b)을 통해 노출된 치합부(111)에 치합되도록 배치된다. 따라서 구동기어(122)가 회전되면 이에 치합되어 있는 발 받침 플레이트(110)가 이동할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 확대도에서 구동기어(122)가 시계방향으로 회전하면 발 받침 플레이트(110)는 후방쪽으로 이동하고, 구동기어(122)가 반시계방향으로 회전하면 발 받침 플레이트(110)는 전방쪽으로 이동할 수 있다. 전자의 경우 발 받침 플레이트(110)가 인출됨으로써 리어 시트(20)의 탑승자가 발을 올려 놓을 수 있으며, 후자의 경우 발 받침 플레이트(110)가 인입된다.
구동모터(123)는 구동기어(122)를 회전시키는 구동력을 제공하는 것으로 통상의 전기모터 등이 이용될 수 있다. 이러한 구동모터(123)의 세부 기술적 원리 및 구성 등은 당업계에 널리 알려져 있다.
열전소자(130)는 발 받침 플레이트(110)에 형성된 한 쌍의 개구부(112)에 각각 결합한다. 즉, 열전소자(130)는 개구부(112)와 마찬가지로 한 쌍이 구비된다. 열전소자(130)는 개구부(112)에 결합되므로, 리어시트(20)에 탑승자가 발을 올려 놓는 위치에 배치되는 것이다. 이 때, 열전소자(130)는 개구부(112)에 회전 가능하도록 결합된다. 열전소자(130)의 회전은 발 받침 플레이트(110)의 길이 방향(여기에서 길이 방향은 발 받침 플레이트(110)의 인출-인입 방향을 의미함)을 축으로 한다. 일 구체예에 있어서, 개구부(112)의 중앙부에는 발 받침 플레이트(110)이 길이 방향으로 회전축(미도시)이 설치될 수 있다. 회전축이 양단은 개구부(112)에 회전 가능하도록 삽입 설치될 수 있다. 그리고 발 받침 플레이트(110)의 내부에는 회전축을 구동시키는 소형 전자모터가 설치될 수 있다. 따라서 외부 신호에 따라 소형 전자모터가 구동됨에 따라 회전축이 회전하고, 회전축 회전에 따라 열전소자(130)가 회전할 수 있다.
나아가 열전소자(130)의 일면은 발열되도록 구동되고, 타면은 냉각되도록 구동된다. 따라서 열전소자(130)의 회전에 따라 리어시트(20)의 탑승자는 냉열을 전달받거나 온열을 전달받을 수 있다. 이에 대해서는 다른 도면을 참조하여 후술하기로 한다.
제어부(미도시)는 도면에 도시되지는 않았지만, 발 받침 플레이트(110)의 인출 및 인입 동작을 제어하고, 나아가 열전소자(130)의 회전을 제어한다. 제어부는 통상적으로 차량에 구비되는 ECU(Electric Control Unit)일 수 있다. 앞서 설명한 것처럼 차량 내부에는 구동 버튼이 마련될 수 있으며, 탑승자가 상기 구동 버튼을 조작함에 따라 제어부는 발 받침 플레이트(110)를 인출시키거나 인입시키는 제어신호를 생성하여 구동모터(123)를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 차량 내부 온도에 기반하여 열전소자(130)를 회전시키도록 제어할 수 있다. 차량 내부 온도는 차량에 통상적으로 설치되는 온도 센서를 통해 감지될 수 있으며, 이 때 상기 제어부는 차량 내부 온도에 따라 열전소자(130)의 회전을 제어함으로써 리어시트(20)의 탑승자에게 냉열을 전달하거나 온열을 전달할 수 있다. 이 때, 제어부가 열전소자(130)를 상황에 따라 회전시킬 수 있도록 온도 범위가 기 결정될 수 있다. 이러한 온도 범위는 프로그래밍을 통해 임의로 지정될 수 있을 것이다. 예컨대 온도 범위를 18℃~23℃로 설정하였다고 가정한다. 차량 내부 온도 센서는 실시간으로 차량 내부 온도를 감지한다. 만약 차량 내부 온도가 23℃를 초과하는 경우에는 차량 내부 온도가 상대적으로 상승한 경우다. 이 때, 리어시트(20)의 탑승자는 상대적으로 더움을 느낄 것인 바, 상기 제어부는 열전소자(130)를 회전시켜 냉각되도록 구동되는 제2 면이 발 받침 플레이트(110)의 개구부(112)에 노출되도록 제어할 수 있다. 만약 차량 내부 온도가 18℃ 미만인 경우에는 차량 내부 온도가 상대적으로 낮은 경우다. 이 때, 리어시트(20)의 탑승자는 상대적으로 추움을 느낄 것인 바, 상기 제어부는 열전소자(130)를 회전시켜 발열되도록 구동되는 제1 면이 발 받침 플레이트(110)의 개구부(112)에 노출되도록 제어할 수 있다. 이에 따라 리어시트(20)의 탑승자가 차량 내부 온도에 따라 발을 따뜻하게 하거나 시원하게 할 수 있으므로 승차 만족도를 높이고 적정 온도로 휴식을 취할 수 있다.
이하, 열전소자(130)에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 3은 도 1의 차량용 발 받침대에서 열전소자(130)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 열전소자(130)는 전원부(131)와 열전소자부를 포함하고, 열전소자부는 제1 면(132), 제2 면(133), 그리고 제1 면(132)과 제2 면(133) 사이에 개재되는 반도체 소자(134)를 포함할 수 있다.
전원부(131)는 프론트 시트(10) 하부에 장착되는 것으로 직류전원을 공급하는 배터리, 또는 외부로부터 공급되는 교류전원을 직류전원으로 정류하는 정류부, 공급되는 전원의 극성을 전환해서 공급되는 극성전환부 등을 포함할 수 있다. 열전소자부는 전원부(131)로부터 전력을 공급받아 작동한다. 한편, 전원부(131)로부터 열전소자부에 연결되는 전선은 발 받침 플레이트(110)에 전선 경로를 마련하고, 상기 전선 경로에 수용되는 방식으로 설치될 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 면(132), 제2 면(133)은 도체로 형성되며, 반도체 소자(134)는 P-type의 반도체와 N-type의 반도체를 포함한다. 제1 면(132)과 제2 면(133) 중 적어도 어느 한 면에 전력이 공그보디면, P-type의 반도체와 N-type의 반도체 간의 전자가 이동하며 이에 따라 제1 면(132)은 발열되고, 제2 면(133)은 냉각될 수 있다. 공급되는 전원 극성에 따라 제1 면(132)이 냉각되고 제2 면(133)이 발열되도록 할 수 있음은 물론이다.
한편, 전원부(131)와 열전소자부 사이에는 슬립링(131a)이 마련될 수 있다. 상술한 것처럼 열전소자부는 발 받침 플레이트(110)에 회전 가능하게 설치되는 바, 열전소자부의 회전에 의해 전원부(131)로부터 열전소자부에 전력을 공급하는 전선이 꼬이는 문제가 발생할 수 있다. 슬립링(131a)은 회전하는 장치/부재에 전원라인을 공급할 때 전선의 꼬임 없이 전달가능한 회전형 커넥터의 일종으로, 통상적으로 사용되는 슬립링(131a)의 기술 원리 및 세부 기술적 사항은 잘 알려져 있는 바, 구체적인 설명은 생략하도록 한다. 열전소자부는 한 쌍이 마련되므로, 슬립링(131a) 역시 열전소자부에 대응하여 한 쌍이 마련될 수 있을 것이다.
도 4는 도 1의 차량용 발 받침대(100)에서 열전소자(130)의 회전동작을 도시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 발 받침 플레이트(110)가 리어시트(20) 방향쪽으로 인출된 상태이고, 발 받침 플레이트(110)에 회전 가능하게 결합되는 열전소자(130)는 제1 면(132)이 노출되어 있는 상태다. 제1 면(132)는 발열되도록 구동되고 있음을 가정한다.
만약, 차량 내부 온도가 기 결정된 온도범위를 초과하는 경우에는 차량 내부 온도가 상대적으로 상승한 경우고, 리어시트(20)이 탑승자는 상대적으로 더움을 느낄 수 있다. 이 때 제어부는 열전소자(130)를 회전시키도록 제어신호를 생성한다. 구체적으로는 열전소자(130)가 결합되어 있는 회전축(개구부(112)에 설치됨)을 회전시키도록 발 받침 플레이트(110)의 내부에 설치된 소형모터를 구동시킴으로써 열전소자(130)를 회전시킬 수 있다. 이 경우 도 4b에서와 같이 열전소자(130)가 개구부(112) 내에서 180°회전한다.
열전소자(130)가 회전한 결과, 발 받침 플레이트(110)에는 열전소자(130)의 제2 면(133)이 노출된다. 제2 면(133)은 제1 면(132)과는 다르게 냉각되도록 구동되고 있으므로, 리어시트(20)의 탑승자는 열전소자(130)로부터 전달되는 냉열에 의해 시원함을 느끼게 될 것이다.
이상, 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이러한 변형 역시 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.
100: 차량용 발 받침대 110: 발 받침 플레이트
120: 플레이트 구동부 121: 가이드 부재
122: 구동기어 123: 구동모터
130: 열전소자 131: 전원부
132: 제1 면 133: 제2 면
134: 반도체 소자 10: 프론트 시트
20: 리어 시트

Claims (5)

  1. 프론트 시트 하부에 장착되어 리어 시트 방향으로 슬라이딩 인출되며 한 쌍의 개구부가 형성되는 발 받침 플레이트;
    발 받침 플레이트에 형성된 상기 개구부에 발 받침 플레이트의 길이 방향을 축으로 하여 회전 가능하게 각각 결합되며, 제1 면은 발열하고 제2 면은 냉각되도록 구동되는 열전소자; 및
    차량 내부 온도에 기반하여 열전소자를 회전시키도록 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 발 받침대.
  2. 청구항 1에 있어서,
    발 받침 플레이트를 슬라이딩 구동시키는 플레이트 구동부를 더 포함하고,
    발 받침 플레이트의 양 측부에는 치합부가 형성되며,
    상기 플레이트 구동부는,
    발 받침 플레이트의 양 측부를 파지하여 가이드하도록 형성되며 후방에 기어수용창이 형성되는 한 쌍의 가이드 부재와, 기어수용창의 외측에 각각 배치되어 발 받침 플레이트의 치합부와 치합되는 구동기어와, 구동기어를 구동시키는 구동모터를 포함하는 차량용 발 받침대.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 열전소자는,
    프론트 시트 하부에 장착되어 상기 제1면 및 제2 면에 전력을 공급하는 전원부와,
    상기 제1 면, 제2 면, 및 제1 면과 제2 면 사이에 개재되는 반도체 소자를 포함하는 열전소자부를 포함하는 차량용 발 받침대.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전원부와 열전소자부 사이에는 슬립링이 마련되어 열전소자부의 회전에 따른 배선 꼬임을 방지하는 차량용 발 받침대.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차량 내부 온도가 기 결정된 온도 범위보다 높은 경우에는 열전소자의 제2 면이 상부로 오도록 열전소자를 회전시키도록 제어하고, 상기 온도 범위보다 낮은 경우에는 열전소자의 제1 면이 상부로 오도록 열전소자를 회전시키도록 제어하는 차량용 발 받침대.
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JP2005253705A (ja) 2004-03-12 2005-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空調座席装置
KR101674671B1 (ko) 2016-07-15 2016-11-09 (주) 한국건설안전기술단 시설물의 조사측정을 위한 안전진단 점검용 보안경

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