KR20180068366A - 차량용 컵홀더 및 컵홀더용 텀블러 - Google Patents

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Abstract

상방이 개방되고 하방이 밀폐된 형태의 파이프 형상으로 내부에 음료를 수용하는 이너바디; 이너바디보다 직경이 크게 형성되고 이너바디의 측면을 감싸는 형상으로써 이너바디 이격되어 내부공간을 형성하는 아우터바디; 및 이너바디의 저면에 위치하고 금속재질이며 자성을 띄는 발열체;를 포함하는 컵홀더용 텀블러가 소개된다.

Description

차량용 컵홀더 및 컵홀더용 텀블러 {CUP HOLDER FOR VEHICLE AND TUMBLER FOR CUP HOLDER}
본 발명은 자동차 내에서 음료의 온도를 조절하여 마실수 있도록 하는 차량용 컵홀더 및 컵홀더와 연계하여 텀블러 내의 음료온도를 조절할 수 있는 구조에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 음료용기를 수납하기 위한 컵홀더가 구비되어 있다. 컵홀더는 일반적으로 음료용기의 단순 파지기능만을 보유한 경우가 많지만, 일부 차종에 따라서는 냉장 혹은 온장 기능이 구현되는 컵홀더가 장착된 경우가 있기도 하다.
단순 파지기능을 넘어 냉장 혹은 온장 기능이 구현되는 컵홀더가 장착됨에 따라 여러가지 안전사고가 발생하기도 하는데, 통상적으로 편의성을 향상시키기 위해 암레스트 등의 좁은 공간에 설치되는 특성상 사용자의 화상 등의 사고 발생위험이 발생할 수 있다. 또한 수납되는 음료용기가 없음에도 컵홀더의 냉온장 기능이 작동하는 경우는 불필요한 에너지의 소모로 이어지는바 이를 예방할 필요도 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 컵홀더를 이용하여 음료를 가열하되, 사용자의 화상위험을 차단하면서 보다 다양한 범위로 음료온도를 조절할 수 있는 차량용 컵홀더 및 컵홀더용 텀블러를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 컵홀더는 상방이 개방되고 하방이 밀폐된 형태의 파이프 형상으로 내부에 음료를 수용하는 이너바디; 이너바디보다 직경이 크게 형성되고 이너바디의 측면을 감싸는 형상으로써 이너바디 이격되어 내부공간을 형성하는 아우터바디; 및 이너바디의 저면에 위치하고 금속재질이며 자성을 띄는 발열체;를 포함한다.
내부공간에 마련되고 이너바디에 수용된 음료의 온도에 따라 선형적으로 부피가 변하는 왁스펠릿; 및 왁스펠릿에 떠서 이동하도록 마련된 부유성 자석;을 더 포함한다.
부유성 자석은 이너바디의 외주면을 따라 형성된 링 형상일 수 있다.
컵홀더용 텀블러를 수용하는 차량용 컵홀더로서, 상면이 개방된 원통형으로 형성되어 텀블러가 수용되는 홀더바디; 및 홀더바디의 저면에 위치하고 전류가 흐르는 코일이 마련되어 발열체에 유도전류를 생성시키는 전자기유도 가열기;를 포함한다.
홀더바디의 외주면에 마련되고, 부유성 자석의 위치에 반응하여 음료의 온도를 검출하는 온도검출 센서; 및 온도검출 센서에서 검출된 음료의 온도 값에 따라 전자기유도 가열기의 동작여부를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
온도검출 센서는 일단에 자석이 마련되고 타단에 신호부가 마련된 시소(seesaw)구조로써, 일단의 자석이 부유성 자석의 위치에 반응하여 이동함에 따라 타단의 신호부가 다른 신호를 발생시킴으로써 음료의 온도를 검출할 수 있다.
제어부는 온도검출 센서로부터 얻어지는 음료의 온도 값에 따라 제1온도, 제2온도, 제3온도로 구분하여 전자기유도 가열기의 동작여부를 제어하고, 제1온도 내지 제3온도 중 설정된 온도에 도달하는 경우 제어부는 전자기유도 가열기의 가동을 중지시킬 수 있다.
제어부는 부유성 자석이 감지되는지 여부에 따라 컵홀더용 텀블러의 파지여부를 파악할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 차량용 컵홀더 및 컵홀더용 텀블러에 따르면, 기존의 전도방식을 이용한 온장 컵홀더 보다 더 높고 다양한 범위의 온도로 제어할 수 있으며, 사용자가 접촉하는 부분의 컵홀더나 텀블러 부분은 가열되지 않아 화상의 위험을 방지할 수 있다.
또한 텀블러에 담기는 음료의 온도를 비접촉식으로 센싱하여 음료의 온도를 제어함으로써 사용자의 편의성을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 컵홀더 및 컵홀더용 텀블러의 도면
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컵홀더용 텀블러의 부유성 자석이 음료온도 변화에 따라 변화하는 것을 나타낸 도면
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 컵홀더 및 컵홀더용 텀블러의 도면이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 컵홀더용 텀블러의 부유성 자석(109)이 음료온도 변화에 따라 변화하는 것을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 차량용 컵홀더는 상방이 개방되고 하방이 밀폐된 형태의 파이프 형상으로 내부에 음료를 수용하는 이너바디(101); 이너바디(101)보다 직경이 크게 형성되고 이너바디(101)의 측면을 감싸는 형상으로써 이너바디(101) 이격되어 내부공간(105)을 형성하는 아우터바디(103); 및 이너바디(101)의 저면에 위치하고 금속재질이며 자성을 띄는 발열체(201);를 포함한다.
컵홀더용 텀블러를 수용하는 차량용 컵홀더로서, 상면이 개방된 원통형으로 형성되어 텀블러가 수용되는 홀더바디(301); 및 홀더바디(301)의 저면에 위치하고 전류가 흐르는 코일이 마련되어 발열체(201)에 유도전류를 생성시키는 전자기유도 가열기(303);를 포함한다.
일반적으로 차량에 장착되어 온장기능을 수행하는 컵홀더의 경우 발열체(201)로써 PTC소자나 열전소자를 이용한 전도 방식으로 음료용기를 가열한다. 이 경우 음료용기 자체의 온도가 함께 상승하기 때문에 사용자의 화상방지를 위해서 일정온도 이상으로 가열할 수가 없게 된다.
이를 해결하기 위해서 단열층을 형성하는 2중 구조의 텀블러를 사용하는 경우 전도방식을 통한 가열이 어려워지며, 가열이 된다 하여도 음료용기를 파지하는 컵홀더의 홀더바디(301) 자체가 가열되어 사용자의 화상의 가능성은 여전히 존재하는 문제가 있다.
따라서 본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이 컵홀더용 텀블러를 이너바디(101)와 아우터바디(103)의 2중구조로 형성하되 내부에 금속재질의 자성을 띄는 발열체(201)를 마련해두고, 컵홀더 측에는 코일을 마련하여 전자기유도 방식으로 발열체(201)를 가열할 수 있는 전자기유도 가열기(303)를 마련해 두고 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 컵홀더용 텀블러가 컵홀더에 파지되고 컵홀더 측의 코일에 전류가 흐르게 되면 코일 주변에 자기장이 형성된다. 자기장 내에 발열체(201)가 위치하게 되면 발열체(201)에 와전류(Eddy current)가 유도된다. 발열체(201)는 자체적인 저항을 가지고 있고 저항체에 전류가 유도되므로 발열체(201)는 가열되어 열을 발생시키게 되는 것이다.
직접적인 전도 방식이 아닌 전자기 유도방식으로 가열을 수행하게 되므로 컵홀더용 텀블러가 2중구조로 형성되어있더라도 가열에 문제가 없으며, 사용자의 손이 닿는 아우터 바디는 이너바디(101)와 2중구조를 통해 단열되므로 화상의 위험을 방지할 수 있다.
또한 컵홀더의 홀더바디(301) 자체도 가열되지 않아 접촉에 의한 사용자의 화상위험이 없으므로 텀블러에 내장되는 음료을 온도를 좀더 높게 가열할 수 있게된다.
내부공간(105)에 마련되고 이너바디(101)에 수용된 음료의 온도에 따라 선형적으로 부피가 변하는 왁스펠릿(107); 및 왁스펠릿(107)에 떠서 이동하도록 마련된 부유성 자석(109);을 더 포함한다.
차량용 텀블러에 담기는 음료의 온도를 파악하여 제어해야 사용자가 원하는 온도를 구현할 수 있을 것이다. 음료의 온도를 감지하는 방법으로 본 발명에서는 도 1 내지 도 4에 도시된바와 같이 왁스펠릿(107)과 부유성 자석(109)을 이용한다. 왁스펠릿(107)은 온도의 변화에 따라 부피가 선형적으로 변화하는 물질로 차량용 텀블러의 내부공간(105)에 마련되고, 부유성 자석(109)을 왁스펠릿(107) 위에 띄워 놓는다.
음료가 가열되어 온도가 올라가면 그 열의 일부가 왁스펠릿(107)에 전달되고 그 열에 비례하여 왁스펠릿(107)의 부피가 증가할 것이며, 그에 따라 부유성 자석(109)의 높이가 높아질 것이다. 컵홀더 측에서 부유성 자석(109)의 높이변화를 센싱함으로써 음료수의 온도를 감지할 수 있게 된다.
부유성 자석(109)은 이너바디(101)의 외주면을 따라 형성된 링 형상일 수 있다.
부유성 자석(109)을 링 형상을 마련함으로써 컵홀더에 마련된 온도검출 센서(401)의 위치를 고려하지 않고 컵홀더용 텀블러를 파지하여도 온도검출을 할 수 있게된다.
홀더바디(301)의 외주면에 마련되고, 부유성 자석(109)의 위치에 반응하여 음료의 온도를 검출하는 온도검출 센서(401); 및 온도검출 센서(401)에서 검출된 음료의 온도 값에 따라 전자기유도 가열기(303)의 동작여부를 제어하는 제어부(500);를 더 포함할 수 있다.
온도검출 센서(401)는 일단에 자석이 마련되고 타단에 신호부가 마련된 시소(seesaw)구조로써, 일단의 자석이 부유성 자석(109)의 위치에 반응하여 이동함에 따라 타단의 신호부가 다른 신호를 발생시킴으로써 음료의 온도를 검출할 수 있다.
텀블러 내부의 음료수를 무한정 가열하게 되면 음료가 끓어오르면서 안전사고를 유발할 수도 있으며 지나치게 에너지를 낭비할 수도 있다. 따라서 사용자가 원하는 온도에 도달하는 경우 전자기유도 가열기(303)의 동작을 정지시키도록 제어할 필요가 있다.
본 발명에서는 도 1에 도시된 바와 같이 온도검출 센서(401)를 컵홀더 측에 위치시키되, 일단에 자석이 마련되고 타단에 신호부가 마련된 시소(seesaw)구조로 형성한다. 컵홀더용 텀블러에 있는 부유성 자석(109)의 위치가 변경되는 이 부유성 자석(109)의 위치에 따라 온도검출 센서(401)의 자성의 위치가 변하게 되고, 시소구조의 특성을 통해 신호부의 위치가 변경된다. 변경된 신호부의 위치에 따라 음료의 온도를 파악하고 제어부(500)를 통해 전자기유도 가열기(303)의 동작을 제어하여 사용자가 원하는 온도로 음료를 가열할 수 있게 된다.
제어부(500)는 온도검출 센서(401)로부터 얻어지는 음료의 온도 값에 따라 제1온도(601), 제2온도(603), 제3온도(605)로 구분하여 전자기유도 가열기(303)의 동작여부를 제어하고, 제1온도(601) 내지 제3온도(605) 중 설정된 온도에 도달하는 경우 제어부(500)는 전자기유도 가열기(303)의 가동을 중지시킬 수 있다.
음료의 온도를 보다 세밀하게 제어할 수 있다면 매우 좋을 것이나, 차량 내에서 사용되는 그 특성상 텀블러에 담기는 음료의 종류를 대체적으로 분류하여 특정할 수 있고, 그에 따라 적절한 온도를 지정하여 제어되도록 함으로써 불필요한 단가의 상승 및 조작의 편의성을 도모한다.
본 발명에서는 3가지 온도범위로 제어하고자 한다. 제1온도(601)는 아이의 분유 등을 만들기 위해 적절한 온도로 40±3℃가 바람직할 것이며, 제2온도(603)는 녹차 또는 홍차와 같은 차종류를 만들기 위해 적절한 온도인 75±3℃가 바람직할 것이다. 제3온도(605)는 커피를 위해 적절한 온도인 85±3℃가 바람직할 것이다.
제어부(500)는 부유성 자석(109)이 감지되는지 여부에 따라 컵홀더용 텀블러의 파지여부를 파악할 수 있다.
컵홀더에 파지되는 텀블러가 컵홀더용 텀블러인지 파악하여야 기존에 설계하였던데로 동작하고 제어하여 안전사고의 발생을 예방할 수 있을 것이다.
따라서 본 발명에서는 부유성 자석(109)이 감지되는지 여부를 통하여 컵홀더용 텀블러인지 여부를 파악하고, 전자기유도 가열기(303)를 동작시킴으로써 설계과정에서 고려되지않은 용기의 또는 기타 이물질이 파지되어 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지할 수 있게된다.
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 : 이너바디 103 : 아우터바디
105 : 내부공간 107 : 왁스펠릿
109 : 부유성 자석 201 : 발열체
301 : 홀더바디 303 : 전자기유도 가열기
401 : 온도검출 센서 500 : 제어부
601 : 제1온도 603 : 제2온도
605 : 제3온도

Claims (8)

  1. 상방이 개방되고 하방이 밀폐된 형태의 파이프 형상으로 내부에 음료를 수용하는 이너바디;
    이너바디보다 직경이 크게 형성되고 이너바디의 측면을 감싸는 형상으로써 이너바디 이격되어 내부공간을 형성하는 아우터바디; 및
    이너바디의 저면에 위치하고 금속재질이며 자성을 띄는 발열체;를 포함하는 컵홀더용 텀블러.
  2. 청구항 1에 있어서,
    내부공간에 마련되고 이너바디에 수용된 음료의 온도에 따라 선형적으로 부피가 변하는 왁스펠릿; 및
    왁스펠릿에 떠서 이동하도록 마련된 부유성 자석;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컵홀더용 텀블러.
  3. 청구항 2에 있어서,
    부유성 자석은 이너바디의 외주면을 따라 형성된 링 형상인 것을 특징으로 하는 컵홀더용 텀블러.
  4. 청구항 1의 컵홀더용 텀블러를 수용하는 차량용 컵홀더로서,
    상면이 개방된 원통형으로 형성되어 텀블러가 수용되는 홀더바디; 및
    홀더바디의 저면에 위치하고 전류가 흐르는 코일이 마련되어 발열체에 유도전류를 생성시키는 전자기유도 가열기;를 포함하는 차량용 컵홀더.
  5. 청구항 4 있어서,
    홀더바디의 외주면에 마련되고, 부유성 자석의 위치에 반응하여 음료의 온도를 검출하는 온도검출 센서; 및
    온도검출 센서에서 검출된 음료의 온도 값에 따라 전자기유도 가열기의 동작여부를 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  6. 청구항 5에 있어서,
    온도검출 센서는 일단에 자석이 마련되고 타단에 신호부가 마련된 시소(seesaw)구조로써, 일단의 자석이 부유성 자석의 위치에 반응하여 이동함에 따라 타단의 신호부가 다른 신호를 발생시킴으로써 음료의 온도를 검출하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  7. 청구항 6에 있어서,
    제어부는 온도검출 센서로부터 얻어지는 음료의 온도 값에 따라 제1온도, 제2온도, 제3온도로 구분하여 전자기유도 가열기의 동작여부를 제어하고,
    제1온도 내지 제3온도 중 설정된 온도에 도달하는 경우 제어부는 전자기유도 가열기의 가동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
  8. 청구항 5에 있어서,
    제어부는 부유성 자석이 감지되는지 여부에 따라 컵홀더용 텀블러의 파지여부를 파악하는 것을 특징으로 하는 차량용 컵홀더.
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