用于车辆的容纳饮料的装置的制造方法

用于车辆的容纳饮料的装置的制造方法
【专利摘要】本发明的实施例涉及能够执行冷却和加热操作的用于车辆的容纳饮料的装备以及用于车辆的容纳饮料的装置，该用于车辆的容纳饮料的装置设置了具有改进的结构的用于车辆的杯架，其能够可拆卸地附接到设置在车辆中的杯架的位置处，使得可以提高使用便捷性，同时这种改进的结构可以结合具有多种尺寸的框架以改变杯架的插入直径，从而允许该装置容易地安装在用于车辆的常规杯架中，使得该装置可以应用于各种类型的车辆。
【专利说明】用于车辆的容纳饮料的装置
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2015年2月2日提交的韩国专利申请N0.2015-0015972的优先权和权益，该申请的公开内容通过引用的方式全部并入本申请中。
技术领域
[0003]本发明涉及能够执行冷却和加热操作的用于车辆的容纳饮料的装备。
【背景技术】
[0004]由于用于车辆的常规杯架用来固定杯子以便防止杯子中的内容物由于车辆运动而洒到车辆中，用于车辆的常规杯架存在的问题是，无法冷却或加热而饮用杯子或罐中的内容物。为了解决用于车辆的常规杯架的这个问题，已经开发了能够执行冷却和加热操作的杯架。然而，在用于车辆的常规杯架中，驾驶员无法轻易地控制杯架内侧的温度到不同的温度，并且无法同时执行冷却模式和加热模式。
[0005]因此，已经开发了用于车辆的使用热电模块的杯架。然而，用于车辆的使用热电模块的常规杯架具有在制造车辆时形成的内置结构，不容易附接到车辆内侧或者从车辆内侧拆卸，并且在购买车辆时不得不作为选项被采用。也就是说，仅车辆的一些型号引入使用热电模块的杯架作为选项，并且因此使用率降低。
[0006]此外，即使当车辆增加此选项时，用于车辆的使用热电模块的常规杯架也体积庞大，并且因此存在的问题是，当在车辆中使用杯架时需要很大的空间，并且存在杯架可能跌落的安全问题。

【发明内容】

[0007]本发明的实施例涉及用于车辆的容纳饮料的装置，该用于车辆的容纳饮料的装置设置了具有改进的结构的用于车辆的杯架，其能够可拆卸地附接到设置在车辆中的杯架的位置处，使得可以提高使用便捷性，同时这种改进的结构可以结合具有多种尺寸的框架以改变杯架的插入直径，从而允许该装置容易地安装在用于车辆的常规杯架中，使得该装置可以应用于各种类型的车辆。
[0008]根据本发明的方面，提供了一种用于车辆的容纳饮料的装置，所述装置包括:第一壳体，包括容器容纳部分并且容纳热电模块，所述热电模块在所述容器容纳部分的外周面上应用热转换效果；以及第二壳体，耦接至所述第一壳体的下部，并且具有小于所述第一壳体的第一直径的第二直径。所述第一壳体可以包括多个第二壳体耦接槽，所述多个第二壳体耦接槽形成在所述第一壳体的底面上并且与所述第二壳体的直径对应。
【附图说明】
[0009]通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本领域普通技术人员将更加明白本发明的上述和其他目的、特征和优点，其中:
[0010]图1是根据本发明的实施例的用于车辆的容纳饮料的装置的前视图；
[0011]图2是沿着图1的线截取的剖视图；
[0012]图3是图示了在以上描述的在图2的结构中的根据本发明的实施例的热电模块的总体结构的视图；
[0013]图4A至图4C和图5A至图5D是用于解释根据本发明的其他实施例的热电模块的结构的概念视图。
【具体实施方式】
[0014]以下将参照附图详细描述根据本发明的配置和操作。类似的附图标记用于类似的元件，而不论附图的附图编号，并且将省略其重复描述。应当理解，虽然术语“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述多种部件，但是这些部件应当不受这些术语的限制。这些部件仅仅用于使一个部件与另一个部件区分开。
[0015]图1是根据本发明的实施例的用于车辆的容纳饮料的装置的前视图，并且图2是沿着图1的线截取的剖视图。
[0016]参见图1和图2，根据本发明的实施例的用于车辆的容纳饮料的装置包括:容器容纳部分210;第一壳体200，容纳用于在容器容纳部分210的外周面上应用热转换效果的热电模块100;以及第二壳体300，与第一壳体200的下部耦接上，并且具有小于第一壳体200的第一直径A的第二直径B。第一壳体200可以包括多个第二壳体耦接槽240，这些壳体耦接槽形成在第一壳体200的底面上并且与第二壳体300的直径对应。因此，根据本发明的实施例的用于车辆的容纳饮料的装置的整个外部以这样一种方式形成:第一壳体200和第二壳体300在垂直方向上彼此耦接，用于存储饮料的容器(杯子)插入到第一壳体200的上部中，第二壳体300的下部容易地插入到设置在车辆中的安装槽(常规杯架的孔)内。因为可以根据第二壳体300的直径选择多种设计和大小使得第二壳体300耦接至第一壳体200，所以能够控制温度的可附接的饮料容纳容器可以被广泛地使用。
[0017]详细地讲，参见图1和图2，第一壳体200的外周面可以实施为圆柱形，如同图1和图2中图示的结构，并且第一壳体200可以包括容器容纳部分210。第一壳体200的外部可以修改成包括圆柱形的多种形状。容器容纳部分210实施为凹槽形状，如同图2中图示的结构，并且具有开放的上部。此外，饮料容纳部分210的上部和下部具有一致的直径C。然而，本发明的实施例不限于此，并且容器容纳部分210的上部的宽度可以大于容器容纳部分210的下部的宽度使得根据杯子的设计以多种方式安装容器容纳部分210。此外，用于车辆的容纳饮料的装置可以形成为单独的结构，使得可以以多种方式修改容纳在第一壳体200中的容器容纳部分210的形状。
[0018]容器容纳部分210具有空心结构，如同图2的结构，并且可以是由具有高热导率的金属材料或导热树脂材料形成的。特别地，容器容纳部分210的底面可以形成为与随后将描述的热电模块100的加热部分或吸热部分相邻，使得热转换效果直接传递到容器容纳部分210。在一个实例中，容器容纳部分210的底面可以形成为与热电模块100的加热部分或吸热部分的基板表面直接接触。也就是说，即使当以多种方式修改容器容纳部分210的外周面的形状时，容器容纳部分210的底面可以形成为使得热量传递到容器容纳部分210的底面上。为此，第一壳体200的容器容纳部分210和容纳部分201可以实施为具有彼此不精确对应的直径，而是彼此间隔开一定程度。
[0019]此外，根据本发明的实施例的用于车辆的容纳饮料的装置可以进一步包括循环控制模块230，该循环控制模块容纳在第一壳体200中，并且通过向外侧喷射空气到热电模块100的加热表面或吸热表面上来控制热电模块的效率。循环控制模块230实施为通过供应气流到第一壳体200的内部空间中来控制热电模块100的加热部分或吸热部分中产生的温度的升高和降低，使得提高热电效率。也就是说，具有一致的热电效率A T的热电模块100应用降低加热部分的温度的冷空气，来维持均匀的温度以进一步降低吸热部分的温度，使得提高冷却效率，或者在以相反方式工作时提高加热效率。为此，根据本发明的循环控制模块230可以包括:风扇单元231，其允许空气流动；以及控制模块，用于控制风扇单元231的气流量或温度。
[0020]此外，第二壳体300可以实施为具有与第一壳体200的底面耦接的结构并且具有圆柱形周面的形状，第二壳体300通过该圆柱形周面插入到用于车辆的常规杯架的插入孔中。在这种情况下，第二壳体300可以实施为具有朝着第二壳体300的下部逐渐变小的直径并且容易地插入到具有多种尺寸的插入孔中。特别地，根据本发明的实施例的第二壳体300的上部的直径可以等于或小于第一壳体200的下部的直径。特别地，与第二壳体300的上部的宽度(直径)对应的多个第二壳体耦接槽240设置在第一壳体200的底面，使得具有多种尺寸的第二壳体300可以耦接至第一壳体200。
[0021]此外，第二壳体300进一步包括开关构件330，该开关构件具有从第二壳体300的底面突出的薄膜按键(dome)开关的结构。开关构件330被配置成电连接至印刷电路板(PCB)330，该印刷电路板包括嵌入第二壳体300中的热电模块100的控制电路，并且当第二壳体300安装在用于车辆的容纳饮料的装置中时，开关构件330自然受压使得热电模块100可以工作。此外，PCB330安装在装于第二壳体300中的安装部分310上，使得提高空间利用率。在这种情况下，如同图2中所示，其不是总体水平布置的结构，安装部分310可以安装成与第二壳体300的底面垂直，或者第二壳体300可以形成为以一致的倾角倾斜。当第二壳体300实施为倾斜布置结构时，第二壳体300的高度进一步降低使得可以显著减小整个装置的尺寸。
[0022]此外，根据本发明的实施例的第一壳体200包括连通孔250，该连通孔与第一壳体200的内部空间连通以允许空气循环，使得热电效率提高。
[0023]此外，在图2的结构中，容器容纳部分210可以通过使用具有高热导率的材料来实施，使得热量通过累积的冷空气和热空气而容易传递到容器容纳部分210，并且可以用作一种热沉。容器容纳部分210和如上所述的循环控制模块230可以实施为可拆卸的结构。
[0024]图3是图示了在以上描述的图2的结构中根据本发明的实施例的热电模块100的总体结构的视图。
[0025]根据本发明的实施例的包括热电半导体元件(以下称为“热电元件”)的热电模块100可以形成为具有包括至少一个单元器件的结构，该单元器件包括:彼此相对的第一基板140和第二基板150;第一半导体元件120，设置在第一基板140和第二基板150之间；以及第二半导体元件130，设置在第一基板140与第二基板150之间，并且电连接至第一半导体元件120。在这种情况下，在用于冷却的热电模块中，第一基板140和第二基板150可以是普通的绝热基板，例如，氧化铝基板。可替代地，在本发明的实施例中，使用金属基板可以实现散热效率和薄的厚度。在图2的结构中，第一基板140、第二基板150和容器容纳部分210可以设置成使得它们的表面彼此接触。
[0026]此外，当使用金属基板形成如上所述的第一基板140和第二基板150时，如图3所示，介质层170a和170b可以进一步分别形成在电极层160a与第一基板140之间和电极层160b与第二基板150之间。铜(Cu)或铜合金可以用作金属基板，并且金属基板可以形成为
0.1mm至0.5mm的较薄厚度。在这种情况下，当金属基板的厚度小于0.1mm或超过0.5mm时，散热特性过高或者热导率非常高并且导致大幅地降低热电模块100的可靠性。
[0027]此外，考虑到用于冷却的热电模块的热导率，介质层170a和170b可以使用具有高散热性能的电介质材料形成，即，厚度为0.0lmm至0.15mm并且热导率为5W/K至10W/K的材料。在这种情况下，当每个介质层170a和170b的厚度小于0.0lmm时，绝缘效率(或耐压特性)大幅地降低，并且当每个介质层170a和170b的厚度超过0.15mm时，热导率降低使得散热效率降低。
[0028]电极层160a和160b使用电极材料(例如，Cu、银(Ag)和镍(Ni))电连接第一半导体元件120和第二半导体元件130。每个电极层160a和160b的厚度可以在0.0Imm至0.3mm的范围内。当每个电极层160a和160b的厚度小于0.0lmm时，作为电极的功能降低，并且因此导电率降低，并且当每个电极层160a和160b的厚度超过0.3mm时，导电率由于电阻增大而降低。
[0029]在根据本发明的实施例的热电模块100中，当具有图3的结构的热电结构形成为具有堆叠的片型结构时，如图4所示，其可以实施为更薄(slimmer)的结构，使得饮料存储容器做得更小巧。参见图4A至图4C，基本上，根据本发明的实施例的单元热电元件可以实施为具有多个层堆叠的结构，不同于块状制造工艺。在单元热电元件的制造过程中，包含由半导体材料形成的材料的材料制造成糊剂的形式，并且糊剂涂覆在基材111上，例如，薄片或薄膜，以便形成半导体层112并且形成一个单元构件110。在单元构件110中，多个单元构件100a、10b和10c堆叠以形成堆叠结构，如图2所示，并且随后，堆叠的结构被切割以形成单元元件120。也就是说，根据本发明的单元元件120可以形成为通过在基材111上堆叠半导体层112形成的多个单元构件110堆叠的结构。
[0030]可以使用多种方法实施如上所述的在基材111上涂覆半导体糊剂的处理。在一个实例中，可以使用流延成型实施此处理，即，这样一种方法:通过使超细的半导体材料粉末与选自由水溶剂或非水溶剂、粘合剂、增塑剂、分散剂、消泡剂和表面活性剂组成的组中的一种混合来制造浆液，然后根据目的在活动叶片或活动输送基材上形成均匀厚度的浆液。在这种情况下，基材的厚度可以是材料(例如，薄膜或薄片)的厚度，在ΙΟμπι至ΙΟΟμπι的范围内，并且涂覆的半导体材料可以是P型半导体材料或N型半导体材料。N型半导体材料可以通过使用包含砸(Se)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、碲(Te)、铋(Bi)或铟(In)的碲化铋(BiTe)基主要原材料的混合物形成，基于100重量份的主要原材料的Bi或Te的用量为0.001至1.0重量份。例如，N型半导体材料可以通过使用B1-Se-Te材料作为主要原材料来形成，并且基于100份的B1-Se-Te的Bi或Te的用量为0.001至1.0重量份。也就是说，当在主要原材料中加入10g B1-Se-Te时，要额外混入的Bi或Te可以在0.0Olg至
1.0g的范围内。如上所述，要加入到主要原材料中的材料的重量范围具有以下含义:当基于100重量份的材料，加入到主要原材料中的材料超出0.001至1.0重量份的范围以外时，热导率不降低，导电率降低，并且预计ZT值不会提高。
[0031]P型半导体材料可以通过使用包含锑(Sb)、镍(Ni)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、铅(Pb)、硼(B)、镓(Ga)、碲(Te)、铋(Bi)或铟(In)的BiTe基主要原材料的混合物形成，并且基于100重量份的主要原材料的Bi或Te的用量为0.0Ol至1.0重量份。例如，P型半导体材料可以使用B1-Sb-Te为主要原材料的混合物来形成，并且基于100重量份的B1-Se-Te的Bi或Te的用量为0.001至1.0重量份。也就是说，当上述重量的B1-Sb-Te加入主要原材料时，将要额外混合的Bi或Te在0.0Olg至1.0g的范围内。要加入主要原材料的如上所述的材料的重量范围具有以下含义:当基于100重量份的材料，加入到主要原材料中的材料超出0.001至1.0重量份的范围之外时，热导率不降低，并且导电率降低，并且预计ZT值不会提高。
[0032]此外，在使多层形状的单元构件110对齐并且堆叠单元构件110的处理中，单元构件110可以在50°C至250°C的温度受压并且可以形成为堆叠的结构。在本发明的实施例中，单元构件110的堆叠数量可以在2至50的范围内。随后，可以以所需的形状和尺寸执行切割处理，并且可以增加烧结处理。
[0033]通过堆叠如上所述的处理制造的多个单元构件110所形成的单元元件120可以获得厚度、形状和尺寸的均匀性。也就是说，在常规的块状热电模块中，在执行铸锭研磨(ingot grinding)和精细球磨(refining bal 1-mill)处理之后，切割烧结的块状结构。因此，应当明白，很多材料在切割过程中受损，并且难以将常规的块状热电模块切成均匀的厚度。此外，常规的块状热电模块具有约3mm至5mm的大厚度，并且因此难以制造薄的热电模块。然而，在具有根据本发明的实施例的堆叠结构的单元元件120中，在片状单元构件堆叠成多层结构之后，对薄片堆叠的结构进行切割。因此，几乎没有任何材料损失，并且材料具有均匀的厚度。因此，可以获得材料的均匀性，并且整个单元元件的厚度等于或小于1.5_，并且整个单元元件能够做薄并且可以以多种形状应用。
[0034]特别地，根据本发明的实施例的单元元件的制造过程可以通过以下方式实施:在执行形成单元构件110的堆叠层的过程时额外地执行在每个单元构件110的表面上形成导电层的处理。也就是说，具有图5的结构的导电层可以形成在图4C的堆叠结构的单元构件之间。导电层可以形成在与上面形成有半导体层的基材表面相反的表面上。在这种情况下，导电层可以被配置成图案化层，使得形成单元构件的表面在其中暴露的区域。因此，当与导电层形成在单元构件的整个表面上的情况相比时，可以提高导电率，并且可以提高单元构件之间的粘合力，并且同时可以降低热导率。
[0035]也就是说，图5A至图5D图示了根据本发明的其他实施例的导电层C的多个修改实例。暴露单元构件的表面的图案可以修改成多种形状，包括:网格型结构，该网型结构包括闭合的孔图案C1和C2，如图5A和图5B所示;或线型结构，该线型结构包括开放的孔图案C3和C4，如图5C和图5D所示。上述导电层允许提高形成为具有单元构件的堆叠结构的单元元件内的单元构件之间的粘合力，降低单元构件之间的热导率并且提高导电率。此外，当与常规的块状热电元件相比时，提高制冷能力Qc和Δ T( °C )，并且特别地，功率因子提高1.5倍，即，导电率提高1.5倍。导电率的提高直接联系到热电效率的提高，使得冷却效率增大。
[0036]导电层可以是由金属材料形成的，并且基于例如，Cu、Ag和Ni的材料的所有电极材料可以用于形成导电层。
[0037]当具有图4A至图4C或图5A至图5D的结构的热电元件应用于根据本发明的实施例的用于车辆的容纳饮料的装置时，可以提高热电效率，并且同时可以获得整个装置的尺寸能够容易地减少或增大到所需尺寸的设计的自由度。
[0038]根据本发明的实施例的用于车辆的容纳饮料的装置可以按照以下方式驱动。
[0039]首先，参见图1和图2，用户将饮料容器插入到用于车辆的容纳饮料的装置的第一壳体200中。如上所述，用于存储饮料的容器容纳部分210设置在第一壳体200中，并且饮料容器，例如罐或杯子，可以插入到容器容纳部分210中。
[0040]接下来，当饮料容器插入到容器容纳部分210中时应用的压力传递到第一壳体200，并且外力应用在第一壳体200的一个表面上并且挤压如上所述的开关构件330。由于受压的开关构件330，循环控制模块230在如上所述的热电模块上应用电力。当在热电模块上应用电力时，电力用于使耦接至用于车辆的容纳饮料的装置的热电半导体工作，并且在热电半导体中产生的加热源或冷却源传递到第一壳体200。此外，传递到第一壳体200的加热源或冷却源传递到饮料容器。因此，可以实现加热或冷却饮料容器的热转换效果。
[0041 ]此外，当由于开关构件330受压而在热电模块上应用电力时，循环控制模块230工作使得风扇单元231同时工作。风扇单元231允许外侧空气流动并且进一步增加传热效率。特别地，当冷却源传递到饮料容器时，可以增强补充冷却效率的工作效果。可替代地，通过驱动循环控制模块230可以控制风扇单元231气流量或风的温度，使得可以实现冷却或加热效果。
[0042]如上所述，根据本发明的实施例，用于车辆的容纳饮料的装置设置了具有改进的结构的用于车辆的杯架，该杯架能够可拆卸地附接到设置在车辆中的杯架的位置处，使得可以提高使用便捷性，并且同时这种改进的结构可以结合具有多种尺寸的框架以改变杯架的插入直径，从而允许装置容易地安装在用于车辆的常规杯架中，使得该装置可以应用于各种类型的车辆。
[0043]此外，根据本发明的实施例，用于加热容器容纳部分或者从容器容纳部分吸收热量的热电模块实施为具有薄片型堆叠结构，使得可以降低热导率，可以提高导电率，可以显著提高制冷量Qc和温度变化率AT，并且可以实施具有类似结构的杯架，并且因此可以提高空间效率。
[0044]具体地讲，导电的图案层被包括在具有堆叠结构的单元构件之间，使得可以使导电率最大化，并且当与常规的块状热电模块的厚度相比时，根据本发明的实施例的热电模块的厚度显著降低，使得可以使空间利用率最大化。
[0045]在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本发明的上述示例性实施例进行各种修改对本领域的技术人员将是显然的。因此，本发明旨在涵盖所有的这些修改，前提条件是这些修改落入所附权利要求书及其等同形式的范围内。
【主权项】
1.一种用于车辆的容纳饮料的装置，所述装置包括: 第一壳体，包括容器容纳部分和热电模块，所述热电模块在所述容器容纳部分的外周面上应用热转换效果；以及 第二壳体，耦接至所述第一壳体的下部，并且具有第二直径，所述第二直径小于所述第一壳体的第一直径。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一壳体包括多个第二壳体耦接槽，所述多个第二壳体耦接槽形成在所述第一壳体的底面上并且与所述第二壳体的直径对应。3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括循环控制模块，所述循环控制模块容纳在所述第一壳体中并且通过向外侧喷射空气到所述热电模块的加热表面或吸热表面上来控制热电效率。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述循环控制模块包括风扇单元。5.根据权利要求3所述的装置，进一步包括印刷电路板，所述印刷电路板包括控制电路，所述控制电路容纳在所述第二壳体中并且控制所述热电模块或所述循环控制模块的驱动。6.根据权利要求5所述的装置，进一步包括开关构件，所述开关构件电连接至所述印刷电路板并且从所述第二壳体的底面突出。7.根据权利要求6所述的装置，其中所述第一壳体包括与所述第一壳体的内部空间连通的连通孔。8.根据权利要求5所述的装置，进一步包括用于安装所述印刷电路板的安装部分，所述安装部分从所述第二壳体的底面在向上的方向上延伸。9.根据权利要求8所述的装置，其中所述安装部分形成为相对于所述第二壳体的底面倾斜。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述热电模块包括单元热电元件，所述单元热电元件具有两个或更多个单元构件的堆叠结构，所述单元构件具有设置在基材上的热电半导体层。11.根据权利要求10所述的装置，其中所述单元热电元件进一步包括在相邻的单元构件之间的导电层。12.根据权利要求11所述的装置，其中所述导电层具有图案化结构，所述基材的表面在所述图案化结构中暴露。13.根据权利要求1所述的装置，其中所述热电元件的第一基板和第二基板的至少一个与所述容器容纳部分的表面接触。14.一种用于车辆的容纳饮料的装置的驱动方法，所述用于车辆的容纳饮料的装置包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体包括容器容纳部分和热电模块，所述热电模块在所述容器容纳部分的外周面上应用热转换效果，并且所述第二壳体耦接至所述第一壳体的下部，并且具有第二直径，所述第二直径小于所述第一壳体的第一直径，所述方法包括: 将饮料容器插入到所述用于车辆的容纳饮料的装置的容器容纳部分中； 使用在所述第一壳体的一个表面上施加的外力挤压开关部分； 根据所述开关部分的操作使用设置在所述第一壳体中的循环控制模块驱动所述热电模块;并且 将所述热电模块的驱动引起的热转换效果传递到所述第一壳体。15.根据权利要求14所述的方法，其中将所述热电模块的驱动引起的热转换效果传递到所述第一壳体包括: 使用所述循环控制模块驱动风扇单元;并且 使用所述风扇单元在所述热电模块的加热表面或吸热表面上应用冷空气或暧空气。
【文档编号】B60N3/10GK105835742SQ201610074284
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】元冨云, 宋荣吉, 申钟培, 赵容祥
【申请人】Lg伊诺特有限公司