KR20160094683A

KR20160094683A - 차량용 음료수용장치

Info

Publication number: KR20160094683A
Application number: KR1020150015972A
Authority: KR
Inventors: 원부운; 송영길; 신종배; 조용상
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-08-10
Also published as: CN105835742A; EP3050748B1; US20160221486A1; EP3050748A1

Abstract

본 발명의 실시예는 차량에 적용되는 냉, 온 작용이 가능한 음료보관장비에 대한 것으로, 차량에 구비되는 컵홀더 개소에 분리형으로 착탈식 장착이 가능한 구조의 차량용 컵홀더를 제공하여 사용의 편의성을 높일 수 있음과 동시에, 다양한 사이즈의 프레임을 결합할 수 있도록 하여, 기존 차량에 존재하는 컵홀더에 용이하게 장착할 수 있도록 삽입 직경을 변경하여 구현할 수 있도록 함으로써, 다양한 차종에 적용 가능하도록 한다.

Description

차량용 음료수용장치{Cup holder using a thermoelectric module for a automobile}

본 발명의 실시예는 차량에 적용되는 냉, 온 작용이 가능한 음료보관장비에 대한 것이다.

종래의 차량용 컵 홀더는 차량의 움직임에 의해 컵에 담기 내용물이 차량내부 쏟아지는 것을 방지하기 위해 단지 컵을 고정시키는 역할만을 수행하여 왔기 때문에, 컵 또는 캔등에 담기 내용물을 차갑게 하거나 또는 뜨겁게 하여 먹을 수는 없다는 문제점이 있다. 이러한 종래의 차량용 컵 홀더의 문제점을 해결하기 위하여 냉·온방이 가능한 컵 홀더가 개발되고있지만, 운전자가 컵 홀더 내부의 온도를 다양한 온도로 용이하게 제어할 수 없다는 문제점이 있으며 또한, 냉방모드와 온방모드가 동시에 이루어질 수 없다는 문제점이 있다.

이에 열전소자 이용한 차량용 컵홀더가 개발되었으나, 기존 컵홀더의 경우 차량 제조 단계에서 장착하는 일체형(built-in) 구조로 탈부착이 용이하지 않으며, 차량 구매 시 옵션(option)으로 채택해야 하는 단점이 있다. 즉, 일부 차종만 열전소자를 이용한 컵홀더를 옵션으로만 도입하여 범용성이 떨어지게 된다.

또한, 이러한 사양을 추가하는 경우라도, 기존 열전소자 이용 외장형 컵홀더는 부피가 상당이 커(bulky) 차량용으로 이용 시 공간을 많이 차지하고 컵홀더가 넘어질 수 있는 안전성 문제가 있다.

본 발명의 실시예들은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차량에 구비되는 컵홀더 개소에 분리형으로 착탈식 장착이 가능한 구조의 차량용 컵홀더를 제공하여 사용의 편의성을 높일 수 있음과 동시에, 다양한 사이즈의 프레임을 결합할 수 있도록 하여, 기존 차량에 존재하는 컵홀더에 용이하게 장착할 수 있도록 삽입 직경을 변경하여 구현할 수 있도록 함으로써, 다양한 차종에 적용이 가능하도록 하는 차량용 음료수용장치를 제공할 수 있도록 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시예에서는 내부에 용기수용부를 포함하며, 상기 용기수용부의 외주면에 열변환효과를 인가하는 열전모듈을 수용하는 제1하우징과 상기 제1하우징의 하부에 결합하며, 상기 제1하우징의 제1직경보다 좁은 제2직경을 가지는 제2하우징을 포함하며, 상기 제1하우징은, 하면에 상기 제2하우징의 직경에 대응하는 복수의 제2하우징 결합홈을 구비하는 차량용 음료수용장치를 제공할 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 차량에 구비되는 컵홀더 개소에 분리형으로 착탈식 장착이 가능한 구조의 차량용 컵홀더를 제공하여 사용의 편의성을 높일 수 있음과 동시에, 다양한 사이즈의 프레임을 결합할 수 있도록 하여, 기존 차량에 존재하는 컵홀더에 용이하게 장착할 수 있도록 삽입 직경을 변경하여 구현할 수 있도록 함으로써, 다양한 차종에 적용 가능하도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 용기수용부에 발열 또는 흡열을 구현하는 열전소자를 시트형 적층구조로 구현함으로써, 열전도도를 낮추며 전기전도도를 상승시켜, 냉각용량(Qc) 및 온도변화율(ΔT)가 현저하게 향상함은 물론, 보다 슬림한 구조의 컵홀더를 구현할 수 있어 공간효율을 높일 수 있는 효과도 있다.

특히, 적층구조의 단위부재 사이에 전도성패턴층을 포함시켜 전기전도도를 극대화할 수 있으며, 전체적인 벌크타입의 열전소자에 비해 현저하게 두께가 박형화되어, 공간활용성을 극대화할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 음료수용장치의 정면도이며, 도 2는 도 1의 A-A'단면도를 도시한 것이다.
도 3은 도 2의 구조에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈의 일반적인 구조를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명이 다른 실시예에 따른 열전소자의 구조를 설명한 개념도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 작용을 구체적으로 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성요소는 동일한 참조부여를 부여하고, 이에 대한 중복설명은 생략하기로 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 음료수용장치의 정면도이며, 도 2는 도 1의 A-A'단면도를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 음료수용장치는 내부에 용기수용부(210)를 포함하며, 상기 용기수용부(210)의 외주면에 열변환효과를 인가하는 열전모듈(100)을 수용하는 제1하우징(200)과 상기 제1하우징(200)의 하부에 결합하며, 상기 제1하우징(200)의 제1직경(A)보다 좁은 제2직경(B)을 가지는 제2하우징(300)을 포함하며, 상기 제1하우징(200)은, 하면에 상기 제2하우징(300)의 직경에 대응하는 복수의 제2하우징 결합홈(240)을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 음료수용장치는 제1하우징과 제2하우징이 수직방향으로 결합되는 구조로 전체 외관을 형성하게 되며, 제1하우징의 상부에는 음료를 보관하는 용기(컵)가 삽입되며, 하부의 제2하우징은 차량에 구비된 장착홈(기존 컵홀더 구멍)에 쉽게 끼워넣는 구조로 안착할 수 있도록 하며, 제2하우징의 직경에 따라 다양한 디자인과 사이즈를 선택하여 제1하우징에 결합할 수 있도록 함으로써, 온도 제어가 가능한 착탈식 음료보관용기를 범용적으로 적용할 수 있게 할 수 있도록 하는 장점이 구현된다.

구체적으로 도 1 및 도 2를 참조하여 보면, 상기 제1하우징(200)은 도시된 구조와 같이 전체적으로 외주면이 원통형 구조로 구현되며, 그 내부에는 음료보관부(210)이 형성되는 구조로 구현될 수 있다. 상기 제1하우징(200)의 외관은 원통형 외에도 다양한 형태로 변형가능함은 물론이다. 상기 음료보관부(210)은 도 2에 도시된 구조와 같이, 오목한 홈 형상으로 구현되며, 상부가 개구되는 구조로 구현된다. 또한, 음료보관부(210)의 직경(C)는 상부와 하부가 균일한 직경으로 예시되어있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상부의 폭이 하부의 폭보다 넓게 형성하여 컵의 디자인에 따라 다양하게 장착할 수 있으며, 이 역시 분리형구조로 형성하여 상기 제1하우징 내에 수용되는 음료보관부(210)의 형상을 다양하게 변형할 수 있도록 할 수 있다.

상기 음료보관부(210)는 도시된 구조와 같이 내부가 비어 있는 구조이며, 재질은 열전도율이 높은 금속재질이나 도전성 수지재로 구현될 수 있으며, 특히 음료보관부(210)의 하면은 후술하는 열전모듈(100)의 발열부 또는 흡열부와 인접하여 열변환 작용이 직접적으로 전달될 수 있도록 배치될 수 있도록 한다. 일례로 상기 음료보관부(210)의 하부면은 상기 열전모듈(100)의 발열부나 흡열부 측의 기판면과 직접 접촉하는 구조로 배치될 수 있다. 즉, 상기 음료보관부(210)의 외주면의 형상은 다양하게 변형될 수 있더라도, 하부면은 열전달을 받을 수 있도록 구현할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 음료보관부(210)과 상기 제1하우징(200)의 수용부(201) 부분은 정확하게 직경이 대응되는 것보다는 어느 정도 이격이 되도록 구현할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 음료수용장치에는 상기 제1하우징(200) 내부에 수용되며, 상기 열전모듈(100)의 발열면 또는 흡열면에 외기를 주입하여 열전효율을 제어하는 순환제어모듈(230)을 더 포함하여 구성될 수 있다. 상기 순환제어모듈(230)은 제1하우징(200)의 내부의 공간에 공기의 유동을 인가하여 열전모듈의 발열부나 흡열부에 발생하는 온도의 상승, 하강을 어느 정도 제어하여, 열전효율을 높일 수 있도록 구현한다. 즉, 열전효율(ΔT)가 정해진 열전모듈에서, 발열부의 온도를 일정 부분 내려주는 냉풍을 인가하여 일정한 온도를 유지하여 흡열부 온도를 더욱 낮출 수 있도록 하여 냉각효율을 높이거나, 반대로 작용하여 발열효율을 높일 수 있도록 할 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 상기 순환제어모듈(230)은 공기 흐름을 유동시키는 팬유닛(231)을 포함할 수 있으며, 팬유닛의 풍량이나 온도를 제어하는 제어모듈을 더 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 제2하우징(300)은 상기 제1하우징(200)의 하부면에 결합하는 구조로 구현되며, 형상은 기존 차량의 컵홀더 삽입 구멍에 끼워질 수 있도록 원통형 둘레를 가지도록 구현될 수 있다. 이 경우, 제2하우징의 하부로 갈수록 직경이 좁아지는 구조로 구현하여, 다양한 크기의 삽입홀에 용이하게 삽입이 이루어질 수 있도록 구현될 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에서의 상기 제2하우징(300)의 상부의 직경은 상기 제1하우징(200)의 하부 직경 이하로 구현될 수 있도록 한다. 특히, 상기 제1하우징(200)의 하면에 상기 제2하우징(300)의 상부의 폭(직경)에 대응하는 복수의 제2하우징 결합홈(240)을 구비하도록 하여, 다양한 사이즈의 제2하우징이 제1하우징에 결합될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 제2하우징(300)은 그 하부면에 돌출형성되는 돔 스위치 구조의 스위칭부재(330)를 더 포함하여 구성될 수 있도록 하며, 상기 스위칭부재(330)은 상기 제2하우징(300)에 내장되는 상기 열전모듈의 제어회로를 포함하는 PCB(330)와 전기적으로 연결되도록 구성되어, 상기 제2하우징을 장착하는 경우 자연스럽게 스위칭부재(330)이 눌러지게 되어 열전모듈을 가동할 수 있도록 구현할 수 있다. 또한, 상기 PCB(330)는 상기 제2하우징(300)의 내부에 장착되는 장착부(310)에 장착되도록 하여 공간효율성을 높일 수 있다. 이 경우 일반적인 수평방향배치가 아닌 도 2에 도시된 구조와 같이 상기 장착부(310)를 제2하우징의 밑면과 수직이 되도록 하여 장착하거나, 장착부(310)를 경사지게 형성하여 일정한 경사를 가지도록 배치할 수도 있다. 경사배치구조로 구현되는 경우, 제2하우징의 높이를 더욱 짧게 조절하여 전체 장비의 사이즈를 현저하게 줄일 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 제1하우징(200)은 상기 제1하우징 내부의 공간과 연통하는 연통홀(250)이 마련되도록 하여, 공기의 순환이 구현될 수 있도록 함이 열전효율을 향상할 수 있게 되는바, 바람직하다.

아울러, 도 2에 도시된 구조에서, 용기수용부(210)는 냉기 온기를 축적하여 전달이 용이하도록 열전도도가 높은 물질을 이용하여 구현하여 일종의 히트싱크 역할을 수행할 수 있도록 할 수 있으며, 용기수용부(210)와 상술한 순환제어모듈(230)은 탈부착이 가능한 구조로 구현될 수 있도록 한다.

도 3은 도 2의 구조에서 상술한 본 발명의 실시예에 따른 열전모듈의 일반적인 구조를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 열전 반도체소자(이하, '열전소자'라 한다.)를 포함하는 열전모듈은 상호 대향하는 제1기판(140) 및 제2기판(150)과 상기 제1기판(140) 및 제2기판(150) 사이에 제1반도체소자(120)와 전기적으로 연결되는 제2반도체소자(130)를 포함하는 단위셀을 적어도 1 이상 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 이 경우 상기 제1기판(140) 및 상기 제2기판(150)은 냉각용 열전모듈의 경우 통상 절연기판, 이를테면 알루미나 기판을 사용할 수 있으며, 또는 본 발명의 실시형태의 경우 금속기판을 사용하여 방열효율 및 박형화를 구현할 수 있도록 할 수 있다. 도 2의 구조에서는 상기 제1기판(140) 및 상기 제2기판(150)의 표면과 용기수용부의 표면이 접촉하도록 배치될 수 있다.

또한, 상술한 상기 제1기판(140) 및 상기 제2기판(150)을 금속기판으로 형성하는 경우에는 도 3에 도시된 것과 같이 제1기판 및 제2기판(140, 150)에 형성되는 전극층(160a, 160b)과의 사이에 유전체층(170a, 170b)를 더 포함하여 형성됨이 바람직하다. 금속기판의 경우, Cu 또는 Cu 합금을 적용할 수 있으며, 박형화가 가능한 두께는 0.1mm~0.5mm 범위로 형성이 가능하다. 이 경우 금속기판의 두께가 0.1mm 보나 얇은 경우나 0.5mm를 초과하는 두께에서는 방열 특성이 지나치게 높거나 열전도율이 너무 높아 열전모듈의 신뢰성이 크게 저하되게 된다.

또한, 상기 유전체층(170a, 170b)의 경우 고방열 성능을 가지는 유전소재로서 냉각용 열전모듈의 열전도도를 고려하면 5~10W/K의 열전도도를 가지는 물질을 사용하며, 두께는 0.01mm~0.15mm의 범위에서 형성될 수 있다.이 경우, 두께가 0.01mm 미만에서는 절연효율(혹은 내전압 특성)이 크게 저하되며, 0.15mm를 초과하는 경우에는 열전전도도가 낮아져 방열효율이 떨어지게 된다.

상기 전극층(160a, 160b)은 Cu, Ag, Ni 등의 전극재료를 이용하여 제1반도체 소자 및 제2반도체 소자를 전기적으로 연결하게 된다. 상기 전극층의 두께는 0.01mm~0.3mm의 범위에서 형성될 수 있다. 전극층의두께가 0.01mm 미만에서는 전극으로서 기능이 떨어져 전기 전도율이 불량하게 되며, 0.3mm를 초과하는 경우에도 저항의 증가로 전도효율이 낮아지게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 열전모듈의 경우, 도 3의 구조의 열전소자를 형성함에 있어서, 다음과 같은 도 4와 같이 적층형 시트형 구조로 구현하는 경우, 더욱 슬림한 구조로 구현할 수 있게 되여, 음료보관용기의 크기를 더욱 슬림하게 구현할 수 있게 된다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 단위 열전소자는 기본적으로 벌크(Bulk) 타입의 제조공정과는 달리, 다층으로 적층되는 구조를 가지는 구조물로 구현할 수 있다. 이러한 단위 열전소자를 제조하는 공정은 반도체 소재 물질을 포함하는 재료를 페이스트 형태로 제작하고, 시트, 필름 등의 기재(111) 상에 페이스트를 도포하여 반도체층(112)을 형성하여 하나의 단위부재(110)를 형성한다. 상기 단위부재(110)은 도 2에 도시된 것과 같이 다수의 단위부재(100a, 100b, 100c)를 적층하여 적층구조물을 형성하고, 이후 적층구조물을 절단하여 단위소자(120)를 형성한다. 즉, 본 발명에 따른 단위소자(120)은 기재(111) 상에 반도체 층(112)가 적층된 단위부재(110)이 다수가 적층된 구조물로 형성될 수 있다.

상술한 공정에서 기재(111) 상에 반도체 페이스트를 도포하는 공정은 다양한 방법을 이용하여 구현될 수 있으며, 일예로는 테이프캐스팅(Tape casting), 즉 매우 미세한 반도체 소재 분말을 수계 또는 비수계 용매(solvent)와 결합제(binder), 가소제(plasticizer), 분산제(dispersant), 소포제(defoamer), 계면활성제 중 선택되는 어느 하나를 혼합하여 슬러리(slurry)를 제조한 후 움직이는 칼날(blade)또는 움직이는 운반 기재위에 일정한 두께로 목적하는 바에 따라서 성형하는 공정으로 구현될 수 있다. 이 경우 상기 기재의 두께는 10um~100um의 범위의 필름, 시트 등의 자재를 사용할 수 있으며, 도포되는 반도체소재는 P 형 반도체 또는 N 형 반도체 재료를 적용할 수 있다. 이러한 P 형 반도체 또는 N 형 반도체 재료는 상기 N형 반도체소자는, 셀레늄(Se), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 형성할 수 있다. 이를테면, 상기 주원료물질은 Bi-Se-Te 물질로 하고, 여기에 Bi 또는 Te를 Bi-Se-Te 전체 중량의 00.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 형성할 수 있다.즉, Bi-Se-Te의 중량이 100g이 투입되는 경우, 추가로 혼합되는 Bi 또는 Te는 0.001g~1.0g의 범위에서 투입하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 상술한 주원료물질에 추가되는 물질의 중량범위는 0.001wt%~0.1wt% 범위 외에서는 열전도도가 낮아지지 않고 전기전도도는 하락하여 ZT값의 향상을 기대할 수 없다는 점에서 의의를 가진다.

상기 P형 반도체 재료는, 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 납(Pb), 붕소(B), 갈륨(Ga), 텔루륨(Te), 비스무트(Bi), 인듐(In)을 포함한 비스무트텔룰라이드계(BiTe계)로 이루어지는 주원료물질과, 상기 주원료물질의 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 Bi 또는 Te이 혼합된 혼합물을 이용하여 형성함이 바람직하다. 이를 테면, 상기 주원료물질은 Bi-Sb-Te 물질로 하고, 여기에 Bi 또는 Te를 Bi-Sb-Te 전체 중량의 0.001~1.0wt%에 해당하는 중량을 더 추가하여 형성할 수 있다. 즉, Bi-Sb-Te의 중량이 100g이 투입되는 경우, 추가로 혼합되는 Bi 또는 Te는 0.001g~1g의 범위에서 투입될 수 있다. 상술한 주원료물질에 추가되는 물질의 중량범위는 0.001wt%~0.1wt% 범위 외에서는 열전도도가 낮아지지 않고 전기전도도는 하락하여 ZT값의 향상을 기대할 수 없다는 점에서 의의를 가진다.

또한, 상기 단위부재(110)을 다층으로 어라인하여 적층하는 공정은 50℃~250℃의 온도로 압착하여 적층구조로 형성할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 이러한 단위부재(110)의 적층 수는 2~50개의 범위에서 이루어질 수 있다. 이후, 원하는 형태와 사이즈로 커팅공정이 이루어질 수 있으며, 소결공정이 추가될 수 있다.

상술한 공정에 따라 제조되는 단위부재(110)이 다수 적층되어 형성되는 단위소자는 두께 및 형상 사이즈의 균일성을 확보할 수 있다. 즉, 기존의 벌크(Bulk) 형상의 열전소자는 잉곳분쇄, 미세화 볼-밀(ball-mill) 공정 후, 소결한 벌크구조를 커팅하게 되는바, 커팅공정에서 소실되는 재료가 많음은 물론, 균일한 크기로 절단하기도 어려우며, 두께가 3mm~5mm 정도로 두꺼워 박형화가 어려운 문제가 있었으나, 본 발명의 실시형태에 따른 적층형 구조의 단위소자는, 시트형상의 단위부재를 다층 적층한 후, 시트 적층물을 절단하게 되는바, 재료 손실이 거의 없으며, 소재가 균일한 두께를 가지는바 소재의 균일성을 확보할 수 있으며, 전체 단위소자의 두께도 1.5mm 이하로 박형화가 가능하게 되며, 다양한 형상으로 적용이 가능하게 된다.

특히, 본 발명의 실시형태에 따른 단위소자의 제조공정에서, 단위부재(110)의 적층구조를 형성하는 공정 중에 각 단위부재(110)의 표면에 전도성층을 형성하는 공정을 더 포함하여 구현될 수 있도록 할 수 있다. 즉, 도 4의 (c)의 적층구조물의 단위부재의 사이 사이에 도 5의 구조와 같은 전도성층을 형성할 수 있다. 상기 전도성층은 반도체층이 형성되는 기재면의 반대면에 형성될 수 있으며, 이 경우 단위부재의 표면이 노출되는 영역이 형성되도록 패턴화된 층으로 구성할 수 있다. 이는 전면 도포되는 경우에 비하여 전기전도도를 높일 수 있음과 동시에 각 단위부재간의 접합력을 향상시킬 수 있게 되며, 열전도도를 낮추는 장점을 구현할 수 있게 된다.

즉, 도 5에 도시된 것은 본 발명의 실시형태에 따른 전도성층(C)의 다양한 변형예를 도시한 것으로, 단위부재의 표면이 노출되는 패턴이라 함은 도 5의 (a),(b)에 도시된 것과 같이, 폐쇄형 개구패턴(c₁, c₂)을 포함하는 메쉬타입 구조 또는 도 5의 (c), (d)에 도시된 것과 같이, 개방형 개구패턴(c₃, c₄)을 포함하는 라인타입 등으로 다양하게 변형하여 설계될 수 있다. 이상의 전도성층은 단위부재의 적층구조로 형성되는 단위소자의 내부에서 각 단위부재간의 접착력을 높이는 것은 물론, 단위부재간 열전도도를 낮추며, 전기전도도는 향상시킬 수 있게 하는 장점이 구현되며, 종래 벌크형 열전소자 대비 냉각용량(Qc) 및 ΔT(℃) 가 개선되며, 특히 파워 팩터(Power factor)가 1.5배, 즉 전기전도도가 1.5배 상승하게 된다. 전기전도도의 상승은 열전효율의 향상과 직결되는바, 냉각효율을 증진하게 된다.

상기 전도성층은 금속물질로 형성할 수 있으며, Cu, Ag, Ni 등의 재질의 금속계열의 전극물질은 모두 적용이 가능하다.

도 4 및 도 5의 구조의 열전소자를 본 발명의 실시예에 따른 차량용 음료수용장치에 적용하는 경우 열전효율을 높일 수 있음과 동시에 전체적인 장치의 크기를 원하는 크기로 용이하게 줄이거나 늘릴 수 있는 디자인의 자유도가 확보될 수 있게 된다.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 음료수용장치는 다음과 같은 방식으로 구동될 수 있다.

우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 사용자가 음료용기를 상기 차량용 음료 수용 장치의 제1하우징(200)에 삽입하게 된다. 상술한 것과 같이, 상기 제1하우징(200)의 내부에는 음료를 저장하기 위한 음료수용부(210)가 마련되며, 상기 음료수용부(210)에 캔이나 컵 등의 음료용기가 삽입될 수 있게 된다.

다음으로, 상기 음료수용부에 삽입되며 가해지는 가압력이 상기 제1하우징(200)에 그대로 전달되며, 상기 제1하우징의 일면에 외력을 가해지며, 상술한 스위칭부재(330)를 가압하게 된다. 상기 스위칭 부재(330)의 가압으로 인해 순환제어모듈(230)에서 상술한 열전모듈에 전원이 인가되게 되게 된다. 열전모듈에 전원이 인가되게 되면, 상기 전원이 상기 차량용 음료보관장치와 결합된 열전반도체를 작동시키게 되며, 상기 열전반도체에서 발생된 열원 또는 냉원이 제1하우징에 전달되게 된다. 아울러, 상기 제1하우징에 전달된 열원 또는 냉원이 음료용기에 전달되게 되며, 이를 통해 음료용기가 시원해 지거나 따뜻해지게 되는 열전환효과가 구현되게 된다.

또한, 상기 스위칭 부재(330)의 가압으로 인해 전원이 인가되는 경우, 동시에 팬유닛(231)이 구동하도록 순환제어모듈(230)이 작동하게 된다. 상기 팬유닛(231)은 내부의 공기의 흐름을 유동시켜 열전달 효율을 더욱 높일 수 있게 한다. 특히, 냉원이 음료용기에 전달되게 하는 경우, 냉각효율을 보완할 수 있도록 하는 작용효과가 커질 수 있게 된다. 또는, 상기 순환제어모듈(230)의 구동으로 상기 팬유닛(231)의 풍량을 조절하거나 바람의 온도를 제어도 가능할 수 있도록 해, 냉각 또는 가열의 효과가 효율화할 수 있게 할 수도 있다.

전술한 바와 같은 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였다. 그러나 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 본 발명의 전술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 열전모듈
110: 단위부재
111: 기재
112: 반도체층
120: 단위소자
130: 단위소자
140: 제1기판
150: 제2기판
160a, 160b: 전극층
170a, 170b: 유전체층
200: 제1하우징
210: 용기수용부
220: 이격부
230: 순환제어모듈
231: 팬유닛
240: 제2하우징 결합홈
300: 제2하우징
310: (인쇄회로기판 실장용) 장착부
320: 인쇄회로기판(PCB)
330: 스위칭부재

Claims

내부에 용기수용부를 포함하며, 상기 용기수용부의 외주면에 열변환효과를 인가하는 열전모듈을 수용하는 제1하우징; 및
상기 제1하우징의 하부에 결합하며, 상기 제1하우징의 제1직경보다 좁은 제2직경을 가지는 제2하우징;
을 포함하는 차량용 음료수용장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1하우징은, 하면에 상기 제2하우징의 직경에 대응하는 복수의 제2하우징 결합홈을 구비하는 차량용 음료수용장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1하우징 내부에 수용되며,
상기 열전모듈의 발열면 또는 흡열면에 외기를 주입하여 열전효율을 제어하는 순환제어모듈;
을 더 포함하는 차량용 음료수용장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2하우징의 내부에 수용되며,
상기 열전모듈 또는 상기 순환제어모듈의 구동을 제어하는 제어모듈;
을 더 포함하는 차량용 음료수용장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어모듈과 전기적으로 연결되며,
상기 제2하우징의 하부면에 돌출형성되는 스위칭부재;
를 더 포함하는 차량용 음료수용장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1하우징은,
상기 제1하우징 내부의 공간과 연통하는 연통홀이 마련되는 차량용 음료수용장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제2하우징 하부표면에서 상부방향으로 연장되는 인쇄회로기판 실장용 장착부를 더 포함하는 차량용 음료수용장치.
청구항 7에 있어서,
상기 장착부는 상기 제2하우징 하부표면과 경사를 이루는 차량용 음료수용장치.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열전모듈은,
기재상에 열전반도체층이 배치되는 단위부재를 2 이상 적층한 구조의 단위열전소자를 포함하는 차량용 음료수용장치.
청구항 9에 있어서,
상기 단위열전소자는,
상호 인접하는 단위부재 사이에 전도층을 더 포함하는 차량용 음료수용장치.
청구항 9에 있어서,
상기 전도층은,
상기 기재의 표면이 노출되는 구조의 패턴화한 구조인 차량용 음료수용장치.
내부에 용기수용부를 포함하며, 상기 용기수용부의 외주면에 열변환효과를 인가하는 열전모듈을 수용하는 제1하우징과 상기 제1하우징의 하부에 결합하며, 상기 제1하우징의 제1직경보다 좁은 제2직경을 가지는 제2하우징 포함하는 차량용 음료수용장치의 구동방법에 있어서,
상기 차량용 음료수용장치의 상기 용기수용부 내부에 음료용기를 삽입하는 단계;
상기 제1하우징의 일면에 가해진 외력을 매개로 스위칭부가 가압되는 단계;
상기 스위칭부의 동작에 따라 상기 제2하우징 내부에 배치되는 순환제어모듈에서 상기 열전모듈을 구동시키는 단계; 및
상기 열전모듈의 구동에 따른 열전환효과가 상기 제1하우징에 전달되는 단계;
를 포함하는 차량용 음료수용장치의 구동방법.
청구항 12에 있어서,
상기 열전모듈의 구동에 따른 열전환효과가 상기 제1하우징에 전달되는 단계는,
상기 순환제어모듈에서 팬유닛을 구동시키는 단계와 상기 팬유닛이 상기 열전모듈의 발열면 또는 흡열면에 냉풍 또는 온풍을 인가하도록 하는 단계;
를 포함하는 차량용 음료수용장치의 구동방법.