KR100578419B1

KR100578419B1 - 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치

Info

Publication number: KR100578419B1
Application number: KR1020040095663A
Authority: KR
Inventors: 정욱
Original assignee: 모딘코리아 유한회사
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-05-11

Abstract

본 발명은, 차량용 공조기의 소형 경량화 추세에 맞추어 공조기내 최소한의 공간에서 히터의 성능을 극대화할 수 있는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치를 개시한다.

본 발명의 주요 구성은, HVAC 케이스 내의 히터 코어측 송풍 유입부에 설치되는 제1도어 및 제2도어; 상기 HVAC 케이스에 회전 가능하게 조립되며, 상기 도어들을 작동시키기 위한 회전력을 제공받는 제1링크부와 이 제1링크부로 제공된 회전력을 상기 도어들측으로 전달하는 제2링크부로 이루어진 링크부재; 상기 링크부재의 회전시 상기 제2링크부의 회전 방향을 안내하는 상기 HVAC 케이스에 형성된 가이드; 상기 제2링크부에 조립되어 상기 링크부재의 회전시 상기 가이드를 따라 이동하게 되는 핀; 상기 핀을 매개로 상기 제2링크부와 연결됨과 아울러 상기 제1도어와 연결되어, 상기 링크부재의 회전시 상기 가이드를 따라 회전하면서 상기 제1도어를 개폐하는 레버; 상기 제1도어와 제2도어를 서로 연동되도록 연결하는 로드를 포함하여 이루어진다.

HVAC, 히터, 에어 믹싱, 도어, 링크, 레버, 핀, 가이드, 온도 콘트롤성

Description

차량용 공조기의 에어 믹싱 장치 {Air Mixing Door of HVAC for Automobile}

도 1 : 종래의 에어 믹싱 장치와 링크를 나타낸 도면

도 2 : 본 발명에 따른 에어 믹싱 장치가 적용된 HVAC 케이스의 내부를 나타낸 단면도

도 3 : 본 발명에 따른 에어 믹싱 장치가 적용된 HVAC 케이스의 좌측 외관을 나타낸 사시도

도 4 : 본 발명에 따른 에어 믹싱 장치가 적용된 HVAC 케이스의 우측 외관을 나타낸 사시도

도 5 : 도 4의 링크 부위를 나타낸 도면

도 6 : 본 발명에서 링크부재와 제1도어의 회전각 변위량을 설명하는 도면

도 7 : 본 발명에서의 온도 콘트롤성을 설명하는 그래프

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : HVAC 케이스 11,12,13 : 토출구

20 : 송풍기 30 : 증발기 코어

40 : 히터 코어 50 : 에어 믹싱 장치

51 : 제1도어 51a,52a : 회전중심축

52 : 제2도어 53 : 로드

54 : 링크부재 54a : 제1링크부

54aa : 돌출단 54b : 제2링크부

54ba : 장공 55 : 가이드

56 : 핀 57 : 레버

57a : 장공

본 발명은 차량용 공조기 분야에 관련된 기술로서, 보다 상세하게는, 공조기의 증발기와 히터 사이에 설치되어 송풍 공기의 온도를 조절하는 에어 믹싱 장치에 관한 것이다.

차실내의 냉 ·난방과 환기를 목적으로 차량에 설치되는 공조기(Heating, Ventilating & Air Conditioning System : HVAC)는, 차량의 프런트로부터 차실 내·외부로 연통하는 덕트를 통하여 차실내에 대한 냉 ·온풍 송급 또는 환기 기능을 수행하게 된다.

통상적인 공조기는 송풍기와 증발기 코어 및 히터 코어를 주요 구성 요소로 구비하고 있는데, 송풍기에 의해 압송된 공기가 증발기 코어를 통과하는 경우에는 적절한 온도로 냉각되어 차실내에 대한 냉방이 이루어지게 되고, 히터 코어를 통과하는 경우에는 적절한 온도로 가열되어 차실내의 난방이 이루어지게 된다. 특히, 공조기의 운전 모드에 따라 차실내 ·외로 송풍이 이루어질 수 있도록 송풍 방향별로 디프로스트 토출구와 벤틸레이션 토출구 및 푸트 토출구 등이 형성되어 있으며, 각각의 토출구별로 개폐용 도어들이 설치되어 있다. 또한, 증발기 코어와 히터 코어의 사이에는 송풍되는 공기의 온도를 조절하기 위한 에어 믹싱 장치가 설치되어 있어서, 에어 믹싱 장치의 개폐 정도에 따라 토출구를 통한 적절한 온도의 송풍이 이루어진다.

한편, 최근에 공조기는 소형화 및 경량화로 발전하는 추세에 있는데, 종래의 공조기에는 증발기 코어를 통과한 공기가 히터 코어쪽으로 유입되는 부위에서의 공간적인 제약으로 인해, 도 1에 나타낸 것과 같은 한 개의 에어 믹싱 장치(1)와 단순한 구조의 링크(2)가 사용되고 있다. 하지만, 이와 같이 단순한 구조의 링크(2)에 의해 개폐되는 한 개의 에어 믹싱 장치(1)만으로는 히터의 성능을 극대화할 수 있는 수준의 에어 믹싱 즉 온도 콘트롤링을 구현하기가 곤란한 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 차량용 공조기의 소형 경량화 추세에 맞추어 공조기내 최소한의 공간에서 히터의 성능을 극대화할 수 있는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치를 제공하 는 데에 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치는, 송풍기와 증발기 코어 및 히터 코어가 설치된 HVAC 케이스 내에서 상기 송풍기로부터 압송되는 바람이 상기 증발기 코어와 히터 코어를 통과하여 차량 각 부위로 향하는 토출구로 토출되도록 하는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치에 있어서, 상기 HVAC 케이스 내의 히터 코어측 송풍 유입부에 설치되는 제1도어 및 제2도어; 상기 HVAC 케이스에 회전 가능하게 조립되며, 상기 도어들을 작동시키기 위한 회전력을 제공받는 제1링크부와 이 제1링크부로 제공된 회전력을 상기 도어들측으로 전달하는 제2링크부로 이루어진 링크부재; 상기 링크부재의 회전시 상기 제2링크부의 회전 방향을 안내하도록 상기 HVAC 케이스에 형성된 가이드; 상기 제2링크부에 조립되어 상기 링크부재의 회전시 상기 가이드를 따라 이동하게 되는 핀; 상기 핀을 매개로 상기 제2링크부와 연결됨과 아울러 상기 제1도어와 연결되어, 상기 링크부재의 회전시 상기 가이드를 따라 회전하면서 상기 제1도어를 개폐하는 레버; 상기 제1도어와 제2도어를 서로 연동되도록 연결하는 로드를 포함하여 이루어진 것을 요지로 한다.

여기서, 상기 제1도어와 상기 제2도어는 이들 도어의 길이 방향을 따라 각각의 회전중심축이 일직선상에 놓이도록 배치되며, 제2도어의 회전중심축은 제1도어의 자유단 말단부에 위치하는 구조로 개시될 수 있다.

또, 상기 제2링크부는 상기 제1링크부와 V자형을 이루도록 형성되고, 상기 제2링크부와 상기 레버에는 각각 상기 핀이 상기 가이드를 따라 이동할 수 있도록 장공들이 형성된 구조로 개시될 수 있다.

또, 상기 링크부재가 일방향을 향해 등각 간격으로 회전할 때 상기 제1도어의 회전각은 불규칙하게 증가하다가 감소하도록, 상기 가이드가 굴곡된 형상으로 이루어진 구조로 개시될 수 있다.

또한, 상기 핀은 상기 가이드 내에서의 이동이 원활하도록 롤링이 가능하게 된 구조로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 로드는 상기 제1도어와 상기 제2도어 각각의 회전중심축을 연결하되, 이들 제1도어 및 제2도어의 회전중심축 사이에서 유동될 수 있도록 링크 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 에어 믹싱 장치가 적용된 HVAC 케이스의 내부를 나타내고 있는데, HVAC 케이스(10) 내에 송풍기(20)와 증발기 코어(30) 및 히터 코어(40)가 설치되어 있으며, 송풍기(20)로부터 압송되는 바람이 증발기 코어(30)와 히터 코어(40)를 통과하여 차량 각 부위로 향하는 토출구로 토출되도록 되어 있다.

특히, 본 발명에서는 히터 코어(40)의 송풍 유입측에 설치되는 에어 믹싱용 도어가 제1도어(51)와 제2도어(52)로 나누어져 있다. 더욱이, 제1도어(51)의 회전중심축(51a)과 제2도어(52)의 회전중심축(52a)이 이들 도어(51,52)의 길이 방향을 따라 거의 일직선상에 놓이되, 제2도어(52)의 회전중심축(52a)이 제1도어(51)의 자유단 말단부에 위치하고 있다. 이와 같은 도어의 구조에 의해, 단일 도어로 이루어진 종래의 에어 믹싱 장치에 비하여, 한정된 공간 내에서 히터 코어(40)에 대한 도어의 개방 정도를 더 크게 할 수 있기 때문에, 증발기 코어(30)를 경유한 바람이 히터 코어(40)측으로 최대한 많이 유입될 수가 있다. 이에 따라, 히터 코어(40)를 통과한 바람이 최대한 많이 토출구(11,12,13)측으로 배출되므로, 히터의 난방 성능을 극대화할 수 있게 된다.

도 3과 도 4는 각각 본 발명에 따른 에어 믹싱 장치가 적용된 HVAC 케이스의 좌측 외관과 우측 외관을 나타내고 있다. 이들 도면에는 전술한 제1도어(51)와 제2도어(52)를 작동시키기 위한 수단들이 도시되어 있다.

우선, 전술한 도 2와 도 3을 참조하여 보면, 제1도어(51)와 제2도어(52)는 서로 연동될 수 있도록 로드(53)에 의해 연결되어 있는데, 특히 제1도어의 회전중심축(51a)과 제2도어(52)의 회전중심축(52a)이 로드(53)로 연결되되, 로드(53)의 구조는 이들 제1도어 및 제2도어의 회전중심축 사이에서 유동될 수 있도록 링크 구조됨으로써 제1도어(51)가 회전한 만큼 제2도어(52)도 동일한 각도로 회전하게 된다.

그리고, 로드(53)로 연결된 부위의 반대쪽 즉 도 4에 나타난 부위에는 상기 도어(51,52)들을 개폐하는 데에 작용하는 수단들로서, 링크부재(54)와 가이드(55) 및 핀(56)과 레버(57)가 설치되어 있으며, 이들 각각은 도 5를 통해 보다 상세하게 관찰할 수 있다.

이 가운데, 링크부재(54)는 제1링크부(54a)와 이 제1링크부(54a)로부터 V자형으로 꺾여져 형성된 제2링크부(54b)로 이루어져 있다. 특히, 제1링크부(54a)와 제2링크부(54b)의 교점에는 링크부재(54)의 회전중심축(54c)이 구비됨으로써, 이 회전중심축(54c)에 의해 링크부재(54)가 HVAC 케이스(10)에 회전 가능하게 조립된다. 그리고, 제1링크부(54a)에는 돌출단(54aa)이 형성되어 있는데, 이 돌출단(54aa)에 상기 제1도어(51)와 제2도어(52)를 작동시키기 위한 회전력을 제공하는 액튜에이터(미도시 : 이 액튜에이터는 차내의 히터 작동 노브와 연결됨)가 연결된다. 또, 제2링크부(54b)는 제1도어(51)측과 연결되는데, 그 연결구조는 후술하는 바와 같으며, 액튜에이터로부터 제공되는 회전력에 의해 제1링크부(54a)가 회전하면 제2링크부(54b)를 통해 그 회전력이 제1도어(51)로 전달된다.

다음으로, 상기 가이드(55)는, HVAC 케이스(10)의 표면에 상기 링크부재(54)의 회전시 제2링크부(54b)의 회전 방향과 일치하는 방향으로 구비되어 있다. 특히, 이 가이드(55)는, 링크부재(54)가 일방향을 향해 등각(等角) 간격으로 회전할 때 제1도어(51)의 회전각은 불규칙하게 증가하다가 감소하도록, 굴곡된 형상으로 이루어져 있으며, 이에 대해서는 아래에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

한편, 상기 가이드(55)에는 링크부재(54)의 제2링크부(54b)에 조립되어서 링크부재(54)의 회전시 가이드(55)를 따라 이동하게 되는 핀(56)이 설치되어 있다. 그리고, 상기 핀(56)을 매개로 링크부재(54)의 제2링크부(54b)와 연결됨과 아울러 제1도어(51)와 연결되어서, 링크부재(54)의 회전시 가이드(55)를 따라 회전하면서 제1도어(51)를 개폐하는 레버(57)가 설치되어 있다. 특히, 핀(56)은 가이드(55) 내에서의 이동이 원활하도록 롤링이 가능하게 되어 있다. 또한, 제2링크부(54b)와 레버(57)에는 각각 상기 핀(56)이 가이드(55)를 따라 이동할 수 있도록 장공(54ba,57a)들이 형성되어 있다. 이에 따라, 가이드(55)가 굴곡된 형상으로 이루어져 있어도, 핀(56)의 위치가 장공(54ba,57a)들의 길이 방향을 따라 변화함으로써 링크부재(54)와 레버(57)의 회전시 핀(56)이 가이드(55)를 따라서 움직일 수 있게 된다.

도 6은 본 발명에서 링크부재와 제1도어의 회전각 변위량을 설명하는 도면이다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 링크부재(54)가 일방향을 향해 등각 간격으로 회전할 때 제1도어의 회전각은 불규칙하게 증가하다가 감소하는 예를 보여주고 있다. 즉, 링크부재(54)의 총 회전범위가 83°라고 했을 때, 이를 액튜에이터에 의해 8등분하여 회전시킨다고 하면, 링크부재(54)는 매 구간 7.8°씩 회전한다. 이러한 링크부재(54)에 핀(56)과 레버(57)로 연결되어 있는 제1도어의 회전중심축(51a)은 핀(56)이 가이드(55)에서 이동함에 따라 도면에서와 같이 링크부재(54)의 매 회전 구간에 대해 1.9°, 16.3°, 20.1°, 17.2°, 13.2°, 6.5°, 6°, 1.8°로 회전한다. 즉, 링크부재(54)의 회전에 따른 제1도어의 개폐정도는 링크부재(54)의 매 회전 구간마다 다른 각도로 이루어지는 것이다.

이는, 차량용 공조기를 가동함에 있어서 차량 탑승자가 대쉬보드의 히터 작동 노브를 조작하여 히터의 강약 모드를 조절하는 경우, 토출구를 통해 토출될 온풍의 온도가 히터의 강약 모드에 부합하도록 에어 믹싱 장치의 개폐량이 적절하게 조절됨을 의미한다. 즉, 종래에는 증발기 코어를 경유하여 히터 코어를 통과할 바람에 대한 에어 믹싱(air mixing)이 도어의 개폐량에 따라 적절하게 이루어져야 하는데도 불구하고 부적절하게 이루어짐에 따라, 토출구로 토출되는 온풍의 온도가 히터의 강약 모드와 일치하지 않고 급격하게 변화하는 사례가 많았다. 그러나, 본 발명을 적용하여 실험한 바에 의하면, 히터 작동 노브를 조작하여 링크부재(54)를 회전시킴으로써 도어(51,52)에 스트로크를 부여하였을 때, 제1도어(51) 및 이와 연동하는 제2도어(52)의 개폐되는 정도가 도 6에서와 같이 불규칙하게 증가하다가 감소함으로써, 에어 믹싱용 도어인 제1도어(51)와 제2도어(52)의 스트로크와 온도 상승의 변화가 비례하는 것으로 나타났다. 즉, 도 7을 보면, 도어의 스트로크 변화에 비례하여 믹싱된 에어의 토출 온도가 기준치에 거의 일치하는 정도로 변화함으로써, 본 발명에 따른 에어 믹싱 장치의 온도 콘트롤 특성이 매우 우수함을 알 수 있다. 이에 따라, 히터를 가동하였을 때, 히터의 강약 모드에 부합하여 차실내 난방이 이루어지게 되므로, 종래에 비해 차량내 쾌적성이 크게 향상된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치는, 공조기내 최소한의 공간에서 에어 믹싱용 도어의 기능이 효율적으로 발휘되 는 도어 구조와 도어 개폐용 링크의 구조를 개시함으로써, 히터의 성능을 극대화하여 차내 쾌적성을 크게 향상시키는 효과를 발휘한다.

Claims

송풍기와 증발기 코어 및 히터 코어가 설치된 HVAC 케이스 내에서 상기 송풍기로부터 압송되는 바람이 상기 증발기 코어와 히터 코어를 통과하여 차량 각 부위로 향하는 토출구로 토출되도록 하는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치에 있어서,

상기 HVAC 케이스 내의 히터 코어측 송풍 유입부에 설치되는 제1도어 및 제2도어;

상기 HVAC 케이스에 회전 가능하게 조립되며, 상기 도어들을 작동시키기 위한 회전력을 제공받는 제1링크부와 이 제1링크부로 제공된 회전력을 상기 도어들측으로 전달하는 제2링크부로 이루어진 링크부재;

상기 링크부재의 회전시 상기 제2링크부의 회전 방향을 안내하도록 상기 HVAC 케이스에 형성된 가이드;

상기 제2링크부에 조립되어 상기 링크부재의 회전시 상기 가이드를 따라 이동하게 되는 핀;

상기 핀을 매개로 상기 제2링크부와 연결됨과 아울러 상기 제1도어와 연결되어, 상기 링크부재의 회전시 상기 가이드를 따라 회전하면서 상기 제1도어를 개폐하는 레버;

상기 제1도어와 제2도어를 서로 연동되도록 연결하는 로드를 포함하여 이루어진 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1도어와 상기 제2도어는 이들 도어의 길이 방향을 따라 각각의 회전중심축이 일직선상에 놓이도록 배치되며, 제2도어의 회전중심축은 제1도어의 자유단 말단부에 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2링크부는 상기 제1링크부와 V자형을 이루도록 형성되고, 상기 제2링크부와 상기 레버에는 각각 상기 핀이 상기 가이드를 따라 이동할 수 있도록 장공들이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치.
제3항에 있어서,

상기 링크부재가 일방향을 향해 등각 간격으로 회전할 때 상기 제1도어의 회전각은 불규칙하게 증가하다가 감소하도록, 상기 가이드가 굴곡된 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치.
제1항에 있어서,

상기 핀은 상기 가이드 내에서의 이동이 원활하도록 롤링이 가능하게 된 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치.
제1항에 있어서,

상기 로드는 상기 제1도어와 상기 제2도어 각각의 회전중심축을 연결하되, 이들 제1도어 및 제2도어의 회전중심축 사이에서 유동될 수 있도록 링크 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조기의 에어 믹싱 장치.