KR20180038666A - 차량용 냉온장 컵홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 냉온장 컵홀더에 관한 것으로, 수동조작스위치(40)와 용기감지센서(50)와 온도측정센서(60)를 포함한다. 따라서, 컵바디(30)에 음료 용기가 보관된 상태에서만 수동조작스위치(40) 조작이나 또는 차량 실내 온도값에 따라서 냉장 또는 온장 기능이 작동된다.

Description

차량용 냉온장 컵홀더{COOLING AND HEATING CUP HOLDER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 냉온장 컵홀더에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉장 또는 온장 기능이 수동 스위치 조작 및 차량 실내 온도에 따른 자동 제어의 두 가지 방식에 의해 모두 작동될 수 있도록 된 차량용 냉온장 컵홀더에 관한 것이다.

차량을 장시간 주행하다 보면 목이 마르게 되므로 물이나 음료수가 담긴 음료 용기를 휴대하는 경우가 많다. 그런데, 날씨에 따라서 시원하거나 따뜻한 음료를 마시고 싶은 욕구가 발생하므로 이 욕구를 충족시키기 위해서 냉장 및 온장 기능이 있는 컵홀더가 개발되었다.

도 1에 도시된 바와 같이, 운전석과 조수석 사이에는 센터콘솔(1)이 설치된다. 센터콘솔(1)의 전방 부분에는 변속레버(미도시)가 설치되고, 후방 부분에는 물건을 담을 수 있는 보관함(콘솔박스)이 설치된다. 상기 변속레버와 보관함 사이 부분의 상부커버(2) 하측에는 하나 또는 2개의 컵바디(3)가 설치되어 음료 용기를 보관할 수 있도록 되어 있다.

냉온장 컵홀더는 차량의 냉난방 장치를 이용하거나, 또는 펠티어소자와 같은 별도의 냉각 및 가열 수단을 이용하여 상기 컵바디(3)를 냉각 및 가열할 수 있도록 구성된다.

그리고 냉온장 기능을 사용자가 용이하게 선택 작동시킬 수 있도록 컵바디(3)에 인접한 상기 상부커버(2)에 수동조작스위치(4)가 설치된다.

따라서, 사용자는 상기 수동조작스위치(4)를 조작하여 냉장 또는 온장 기능을 선택하여 작동시킴으로써 음료를 자신의 기호에 맞게 차게 하거나 따뜻하게 하여 마실 수 있다.

그런데, 종래에는 차거나 따뜻한 음료를 마시기 위해서는 반드시 사용자가 수동조작스위치(4)를 조작하여 냉장 또는 온장 기능을 작동시켜야만 하는 불편함이 있었다.

또한, 수동조작스위치(4)를 조작한 경우에 자신이 원하는 모드(냉장모드 또는 온장모드)로 제대로 작동되고 있는지를 확인할 방법이 없어서 오조작을 확인하지 못하고 결국 냉음료를 원했으나 온음료를 마시게 되거나 온음료를 원했으나 냉음료를 마시게 되는 경우가 발생하게 된다.

또한, 냉온장 기능을 사용할 의도가 없음에도 불구하고 상기 수동조작스위치(4)가 다른 물건 등에 부딪혀 온장 기능이 온(ON)된 경우에는 컵바디(3)에 보관된 열에 약한 물품(스마트키, 사탕 등)이 열화되어 물품이 손상되는 문제점이 있었다.(흔히 컵바디에 음료 용기를 보관하지 않을 때는 여러 가지 작은 크기의 물품을 보관하므로 이와 같은 현상이 종종 발생하게 된다.)

대한민국 특허공개 제2000-0000153호

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 사용자가 수동 조작 스위치를 조작하여 냉장 또는 온장 기능을 작동시킬 수 있고, 또한 사용자가 수동 조작할 필요 없이 차량 실내 온도에 따라 자동으로 냉장 또는 온장 기능이 수행될 수 있으며, 수동 조작시 오조작을 즉시 인지하고 수정할 수 있으고, 원치 않는 온장 기능의 작동에 의해 보관된 물품이 열화 및 손상되는 것을 방지할 수 있도록 된 차량용 냉온장 컵홀더를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 음료 용기가 삽입되어 보관되는 컵바디와, 상기 컵바디 일측에 밀착 설치된 펠티어소자와, 상기 펠티어소자에 전력을 공급하는 콘트롤러와, 상기 컵바디에 설치되어 음료 용기를 감지하는 용기감지센서 및 상기 용기감지센서의 용기감지신호를 입력 받은 때만 콘트롤러로 하여금 펠티어소자에 전력을 공급하도록 하는 전자제어유니트를 포함한다.

상기 컵바디의 상부에 위치한 상부커버에 수동조작스위치가 설치되고, 상기 전자제어유니트는 수동조작스위치의 조작 상태에 따라 냉장 또는 온장 기능을 작동시킨다.

상기 컵바디의 상부에 위치한 상부커버에 온도측정센서가 설치되고, 상기 전자제어유니트는 수동조작스위치가 조작되지 않는 경우 온도측정센서의 측정값과 설정값을 비교하여 측정값이 설정값 이상인 경우 냉장을 실시하고 설정값 미만인 경우 온장을 실시한다.

또한, 상기 컵바디의 상부에 위치한 상부커버에 온도측정센서가 설치되고, 상기 전자제어유니트는 수동조작스위치가 조작되지 않는 경우 온도측정센서의 측정값과 소정 범위를 갖는 설정값을 비교하여 측정값이 설정 범위의 최대값 이상이면 냉장을 실시하고, 최소값 미만이면 온장을 실시하며, 설정범위 이내이면 냉장 및 온장 기능을 작동시키지 않는다.

상기 컵바디에 보관되는 음료 용기를 탄성적으로 눌러 고정해주는 탄성고정부재가 더 포함되고, 탄성고정부재의 내부에 LED램프가 구비되며, 탄성고정부재는 LED램프의 빛을 투과시킬 수 있는 반투명 재질로 이루어진다.

상기 전자제어유니트는 냉장 모드일 때 LED램프를 청색으로 발광시키고, 온장 모드일 때 LED램프를 적색으로 발광시킨다.

상기 펠티어소자의 일측부에 냉각핀모듈이 밀착 설치된다.

상기 냉각핀모듈의 외기 순환을 촉진시키는 블로어를 더 포함한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 수동조작스위치가 구비되어 사용자가 자신의 의지에 따라 자유로이 냉장 및 온장 기능을 선택하여 작동시킬 수 있다.

또한, 온도측정센서가 구비되어 차량 실내 온도가 설정값(또는 설정 온도 범위) 미만이면 온장 기능이 자동으로 작동되고 차량 실내 온도가 설정값 이상이면 냉장 기능이 자동으로 작동된다.

따라서, 사용자가 직접 수동조작스위치를 조작하지 않아도 실내 온도에 따라 차거나 따뜻한 음료를 마실 수 있게 되므로 편의성이 크게 향상된다.

또한, 용기감지센서가 구비되어 컵바디에 음료 용기가 보관되었을 때만 냉장 및 온장 기능이 작동하도록 되어 있어 수동조작스위치가 원치 않게 조작되었더라도 냉장 및 온장이 이루어지지 않게 된다.

따라서, 스마트키 및 열에 약한 물품이 컵바디에 보관되었을 때 온장 열에 의해 열화 및 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

한편, 전술한 바와 같이, 차량 실내 온도와는 상관없이 운전자가 수동조작스위치를 조작하여 원하는 대로 냉장 및 온장 기능을 작동시킬 수 있는데, 이때는 냉장 또는 온장 상태에 따라 청색램프 또는 적색램프가 점등됨으로써 사용자가 수동조작스위치를 자신이 원하는 대로 올바르게 조작하였는지를 명확히 알 수 있게 되어, 혹시 오조작이 이루어진 경우에는 즉시 수정하여 원하는 상태로 작동시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 차량 실내 온도에 의한 작동 보다 수동조작스위치 조작에 의한 작동이 우선하도록 되어 있어 실내 온도에 의한 작동 모드 선택이 사용자의 의도와 다른 경우 이를 용이하게 수정하여 사용자가 원하는 모드로 사용할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 냉온장 컵홀더가 설치된 센터콘솔의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 냉온장 컵홀더가 설치된 센터콘솔의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 냉온장 컵홀더의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 냉온장 컵홀더의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 냉온장 컵홀더의 작동 순서도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 냉온장 컵홀더가 설치된 센터콘솔의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉온장 컵홀더의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 냉온장 컵홀더의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.

냉온장 컵홀더의 컵바디(30)는 운전석과 조수석 사이에 있는 센터콘솔(10)에 하나 또는 2개가 설치된다.

센터콘솔(10)에는 컵바디(30)의 상부 주변을 가려주는 상부커버(20)가 설치되는데, 상부커버(20)에는 냉장 또는 온장 기능을 사용자가 선택적으로 조작할 수 있도록 하는 수동조작스위치(40)가 설치된다.

컵바디(30)는 하방으로 갈수록 직경이 점차 감소하는 원통형의 물품으로서 음료 용기를 지지하는 바닥이 존재한다.

컵바디(30)는 알루미늄 재질로 이루어져 있으며, 일측부에 펠티어소자(70)가 밀착 설치된다.

펠티어소자(70)는 전류를 공급하면 한쪽 면에서는 열을 흡수하고 다른 쪽 면에서는 열을 방출하는 열전소자로서 평판형으로 제작될 수 있다.

컵바디(30)의 일측부에는 평판형 펠티어소자(70)와 밀착될 수 있도록 평판형으로 돌출된 펠티어소자접촉부가 형성되며, 그 펠티어소자접촉부에 펠티어소자(70)가 밀착 상태로 설치된다.

펠티어소자(70)의 반대쪽면(컵바디(30) 밀착면의 반대쪽면)에는 냉각핀모듈(80)이 밀착 상태로 설치된다.

냉각핀모듈(80)에는 블로어(300)가 설치되어 냉각핀모듈(80)과 외기의 열교환이 활발히 이루어질 수 있도록 되어 있다.

컵바디(30)의 하부 공간에는 펠티어소자(70)와 블로어(300)의 전원 공급을 제어하는 콘트롤러(90)가 설치된다.

상기 컵바디(30)의 내주면 상단부에는 컵바디(30)에 삽입 보관되는 음료 용기를 감지하는 용기감지센서(50)가 설치된다. 용기감지센서(50)는 컵바디(30)에 설치된 설치홀을 통해 표면이 노출되도록 설치되되 컵바디(30)의 내주면보다 돌출되지 않도록 하여 컵바디(30)로 음료 용기를 삽입할 때 상호 간섭이 발생하지 않도록 한다. 즉, 용기감지센서(50)의 표면은 컵바디(30)의 내주면과 동일 표면을 이루도록 설치될 수 있다. 이에 따라 음료 용기를 삽입할 때 용기감지센서(50)가 걸리적 거리지 않게 되어 컵홀더 사용감이 향상되며, 음료 용기에 의한 용기감지센서(50)의 파손을 방지할 수 있다.

용기감지센서(50)는 음료 용기가 감지되면 감지신호를 발생시켜 이하 설명할 전자제어유니트(200)로 전달한다.

전자제어유니트(200)는 센터콘솔(10) 내부의 여유 공간에 설치될 수 있으며, 기본적으로 상기 수동조작스위치(40)의 조작 신호에 따라 상기 콘트롤러(90)를 제어하여 펠티어소자(70)의 전원 공급 및 공급 전류의 방향을 제어하고, 상기 블로어(300)의 전원 공급을 제어한다.

상기 상부커버(20)에는 온도측정센서(60)가 설치된다. 온도측정센서(20)는 기존에 차량 실내 온도 측정을 위해 설치되어 있던 센서를 사용해도 무방하지만 컵홀더 주변의 온도를 보다 정확히 측정하기 위해서 컵바디(30)에 인접한 상기 상부커버(20)에 설치되는 것이 바람직하다.

상기 온도측정센서(60)는 상부커버(20)에 형성된 설치홀을 통해 차량 실내 공간으로 노출되되 상부커버(20)의 표면 외측으로는 가능한 돌출량을 최소화하도록 설치되는 것이 바림직하다.

온도측정센서(60)에서 측정된 차량의 실내 온도값은 상기 전자제어유니트(200)로 전달된다.

상기 컵바디(30)에는 일측부에 컵바디(30)로 삽입되는 음료 용기를 탄성적으로 눌러 고정해줄 수 있는 탄성고정부재(100)가 복수개(통상 2~3개) 설치될 수 있다. 탄성고정부재(100)는 스프링의 탄성을 이용하여 컵바디(30)의 내측으로 돌출되어 음료 용기의 측면을 눌러줌으로써 음료 용기가 차량 주행중에도 안정적인 수납 상태를 유지할 수 있도록 해 주는 기능을 수행한다.

상기 탄성고정부재(100)의 내부에는 콘트롤러(90)에 의해 전류 공급이 제어되는 LED램프(110)가 구비된다. 구비된 LED램프(110)는 청색광과 적색광을 발광할 수 있다.

상기와 같이 내부에 LED램프(110)를 구비한 탄성고정부재(100)는 반투명 플라스틱 재질로 제작됨으로써 내부의 LED램프(110)는 외부에서 보이지 않도록 되어 있고, LED램프(110)에서 발광되는 빛만 통과시켜서 외부에서 청색광과 적색광의 점등 상태를 구별하여 인지할 수 있도록 되어 있다.

전자제어유니트(200)는 콘트롤러(90)를 통해 냉온장 컵홀더를 다음과 같이 제어한다.(도 5의 작동 순서도 참조)

전자제어유니트(200)는 용기감지센서(50)로부터 용기감지신호가 입력된 경우에만 냉장 및 온장을 실시함으로써 컵바디(30)에 음료 용기가 보관되지 않은 상태에서는 불필요한 냉장 및 온장을 실시하지 않는다.

전자제어유니트(200)는 상기와 같이 용기감지신호 입력에 의해 컵바디(30)에 음료 용기가 보관되어 있는 상태에서 수동조작스위치(40)의 조작신호(냉장ON신호, 온장ON신호)에 따라 콘트롤러(90)를 통해 펠티어소자(70)로의 전류 공급 방향을 제어하여 냉장 또는 온장을 실시한다.

또한, 전자제어유니트(200)는 용기감지신호가 입력되었으나 수동조작스위치(40)가 조작되지 않은 상태에서는 온도측정센서(60)로부터 측정된 차량 실내온도에 따라 냉장 및 온장을 실시한다.

전자제어유니트(200)에는 실내 온도에 따른 냉장 또는 온장 기능을 수행하기 위해서 측정 온도값과 비교할 설정값이 미리 입력되어 있음은 물론이다.

전자제어유니트(200)는 실내 온도 측정값이 설정값 이상이면 냉장을 실시하고, 측정값이 설정값 미만이면 온장을 실시한다. 이때 설정값은 특정 온도값으로 하는 것보다 적절한 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 이 경우 측정값이 설정 범위의 최대값 이상이면 냉장을 실시하고, 최소값 미만이면 온장을 실시하며, 설정범위 이내이면 냉장 및 온장 기능을 작동시키지 않는다.

또한, 전자제어유니트(200)는 냉장을 실시할때는 LED램프(110)에서 청색광을 발생시키고, 온장을 실시할때는 적색광을 발생시킨다.

상기와 같은 구성에 의해 본 발명에 따른 차량용 냉온장 컵홀더는 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

먼저 냉장 및 온장 기능은 용기감지센서(50)에서 용기감지신호가 발생된 상태 즉, 컵바디(30)에 음료 용기가 보관된 상태에서만 작동된다. 따라서, 컵바디(30)에 일정 높이 이상의(이를 위해 컵바디(30)의 상단부에 용기감지센서(50)가 설치된 것이다.) 물체 즉, 음료 용기가 감지되지 않은 경우에는 냉장 및 온장 기능 특히, 온장 기능이 작동하지 않기 때문에 스마트키와 같은 작은 물건이 컵바디(30)에 보관되어 있더라도 온장 열에 의해 열화 및 손상되는 현상이 방지된다.

음료 용기가 감지된 상태에서 사용자는 수동조작스위치(40)를 조작하여 냉장 기능을 작동시키거나 온장 기능을 작동시킬 수 있다. 이때 냉장 기능 작동시에는 탄성고정부재(100)를 통해 청색광이 발광되고 온장 기능 작동시에는 적색광이 발광되므로 사용자는 발광 색을 보고 컵홀더가 어떤 모드(냉장 모드인지 온장 모드인지)로 작동되는지를 명확히 알 수 있게 된다. 따라서, 사용자가 수동조작스위치(40)를 자신의 의지와는 다르게 오조작한 경우에 탄성고정부재(100)를 통한 LED램프(110)의 발광색을 보고 즉시 이를 인지하고 수정 조작할 수 있게 됨으로써 나중에 원치 않는 온도의 음료를 마시게 되는 불편함을 해소할 수 있게 된다.

한편, 음료 용기가 감지되지 않은 상태에서 실내 온도 측정값에 따라 자동으로 냉장 기능 및 온장 기능이 작동될 수 있다. 즉, 온도 측정값이 설정값 이상이면 냉장이 자동 실시되고 미만이면 온장이 자동 실시됨으로써 사용자가 음료 용기를 컵바디(30)에 삽입하기만 하면 즉시 적절한 냉장 또는 온장 기능이 실시되어 사용자가 수동조작스위치(40)를 직접 조작할 필요가 없게 되므로 사용 편의성이 향상된다.

한편, 실내 온도값에 따른 자동 작동 모드에 비해 수동조작스위치(40)의 조작에 의한 수동 작동 모드가 우선하도록 프로그램되어 있기 때문에 자동 작동 모드에 의해 작동된 냉장 또는 온장 모드가 사용자의 의도와 맞지 않는 경우, 사용자는 수동조작스위치(40)를 조작함으로써 냉장 또는 온장 모드를 자신의 원하는 작동 모드로 즉시 재조정할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 센터콘솔 20 : 상부커버
30 : 컵바디 40 : 수동조작스위치
50 : 용기감지센서 60 : 온도측정센서
70 : 펠티어소자 80 : 냉각핀모듈
90 : 콘트롤러 100 : 탄성고정부재
110 : LED램프

Claims (8)

1. 음료 용기가 삽입되어 보관되는 컵바디와;
   상기 컵바디 일측에 밀착 설치된 펠티어소자와;
   상기 펠티어소자에 전력을 공급하는 콘트롤러와;
   상기 컵바디에 설치되어 음료 용기를 감지하는 용기감지센서; 및
   상기 용기감지센서의 용기감지신호를 입력 받은 때만 콘트롤러로 하여금 펠티어소자에 전력을 공급하도록 하는 전자제어유니트;
   를 포함하는 차량용 냉온장 컵홀더.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컵바디의 상부에 위치한 상부커버에 수동조작스위치가 설치되고, 상기 전자제어유니트는 수동조작스위치의 조작 상태에 따라 냉장 또는 온장 기능을 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 컵바디의 상부에 위치한 상부커버에 온도측정센서가 설치되고, 상기 전자제어유니트는 수동조작스위치가 조작되지 않는 경우 온도측정센서의 측정값과 설정값을 비교하여 측정값이 설정값 이상인 경우 냉장을 실시하고 설정값 미만인 경우 온장을 실시하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 컵바디의 상부에 위치한 상부커버에 온도측정센서가 설치되고, 상기 전자제어유니트는 수동조작스위치가 조작되지 않는 경우 온도측정센서의 측정값과 소정 범위를 갖는 설정값을 비교하여 측정값이 설정 범위의 최대값 이상이면 냉장을 실시하고, 최소값 미만이면 온장을 실시하며, 설정범위 이내이면 냉장 및 온장 기능을 작동시키지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더.
5. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컵바디에 보관되는 음료 용기를 탄성적으로 눌러 고정해주는 탄성고정부재가 더 포함되고, 탄성고정부재의 내부에 LED램프가 구비되며, 탄성고정부재는 LED램프의 빛을 투과시킬 수 있는 반투명 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 전자제어유니트는 냉장 모드일 때 LED램프를 청색으로 발광시키고, 온장 모드일 때 LED램프를 적색으로 발광시키는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 펠티어소자의 일측부에 냉각핀모듈이 밀착 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 냉각핀모듈의 외기 순환을 촉진시키는 블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉온장 컵홀더.
   

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