KR100582123B1 - 공조유니트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 실내를 냉,난방할 수 있도록 열교환기에서 열교환된 공기를 차실내로 공급하는 공조유니트에 관한 것으로, 하나의 도어를 이용하여 벤트모드를 비롯한 각각의 모드 조작을 간편하게 하므로써 구조 및 조립성을 단순화하기 위한 것이다. 이러한 공조유니트는 공기를 열교환시킬 수 있게 입구 하부에 열교환기가 설치되는 수납실을 가지며, 상기 열교환기에서 열교환된 공기를 차실내로 공급할 수 있도록 몸체 상부에 벤트출구와 디프로스트출구가 몸체 하부에 플로어출구가 형성되며, 상기 입구로 유입된 공기가 플로어출구로 공급될 수 있도록 상기 플로어출구가 형성되는 몸체 일측벽에서 일정간격 이격되고 상기 벤트출구 하부까지 가이드벽이 밀폐되게 연장되어 그 상면에 통로가 통공되는 하우징과, 상기 수납실 후방 상부에 회전가능하게 고정되어 차실내를 난방할 때 입구로 유입된 공기가 수납실을 통과할 수 있도록 수납실을 개방하고 차실내를 냉방할 때 상기 수납실을 차단하는 뎀퍼도어와, 상기 벤트출구 및 디프로스트출구 하부에 회전가능하게 고정되어 콘트롤의 모드에 따라 회전하여 상기 벤트출구, 디프로스트출구 그리고 플로어출구를 선택적으로 개폐하여 열교환된 공기가 차실내로 공급될 때 공기흐름을 제어하는 출구도어와, 상기 뎀퍼도어 및 출구도어와 연동되게 하우징 외측에 설치되어 모드조작에 따라 출구도어를 회전시키는 도어구동장치를 포함하는 것이 특징이다.

Description

공조유니트

본 발명은 공조유니트에 관한 것으로, 특히 하나의 도어를 이용하여 벤트모드를 비롯한 각각의 모드를 선택적으로 조절할 수 있도록 하여 유니트 구조 및 조립성을 단순화하고, 도어와 출구들 사이에 유격발생을 줄여 공기 누출현상을 억제하므로써 냉,난방효과를 높일 수 있도록 하는 것이다.

공조유니트, 특히 자동차용 공조유니트는 자동차 종류에 따라 복잡다양하게 제작되는 데, 그 내부에 열교환기 및 도어가 설치되어 운전석 콘트롤모드의 조작에 따라 도어가 선택적으로 회전하여 열교환기에서 열교환된 복수개의 출구를 통해 자동차 실내 여러 방향으로 공급하여 차실내를 냉,난방할 수 있게 한다.

도 1 은 상기와 같은 공조유니트의 일종으로써 히터코어가 장착되는 종래 히터코어유니트 정단면도를 도시한 것이다.

이 도면에서 나타내고 있는 바와 같이 종래 공조유니트(설명의 편의상 히터코어유니트의 예를 들어 설명함) 구성은 입구(1)와 복수개의 출구(2)(3)(4)가 형성되고 입구(1)를 통해 유입된 공기를 열교환시킬 수 있도록 상기 입구(1) 하부에 열교환기 수납실(5)이 구비된 하우징(6)과, 상기 수납실(5) 후방 상부에 회전가능하게 고정되어 차실내를 난방할 때 입구로 유입된 공기가 수납실(5)을 통과할 수 있도록 수납실(5)을 개방하고 차실내를 냉방할 때 상기 수납실(5)을 차단하는 뎀퍼도어(7)와, 상기 각각의 출구(2)(3)(4)측에 설치되어 콘트롤의 모드에 따라 상기 출구(2)(3)(4)들을 선택적으로 개폐하여 차실내로 공기를 공급할 때 공기의 흐름을 제어하는 출구도어(8)(9)(10)들과, 상기 뎀퍼도어(7)와 출구도어(8)(9)(10)들과 연동되게 하우징(6) 외측에 설치되어 콘트롤 조작에 따라 상기 뎀퍼도어(7)와 출구도어(8)(9)(10)들을 회전시키는 도어구동장치(미도시)를 포함하였다.

상기 하우징(6)은 몸체 상부 일측에 콘트롤이 벤트모드일 때 열교환된 공기를 차실내 대쉬패널 정면으로 배출되게 하는 벤트출구(2)와, 상기 벤트출구(2) 일측에 열교환된 공기를 전방 창측으로 공급되게 하여 전방유리창에 성에 낌 현상을 방지하는 디프로스트출구(3)와, 몸체 일측(자동차에 설치될 때 실내측)하부에는 열교환된 공기를 차실내 바닥으로 공급되게 하는 플로어출구(4)가 각각 구비된다.

그리고 상기 각각의 출구(2)(3)(4)들 내측에는 상기 출구(2)(3)(4)들을 개폐할 수 있도록 벤트도어(8), 디프로스트도어(9) 그리고 플로어도어(10)가 설치된다.

상기 도어구동장치는 상기 뎀퍼도어(7)와 출구도어(8)(9)(10)들와 연동되게 구성되는 데, 통상적으로 콘트롤과 와이어로 연결되어 회전가능하게 고정된 캠에 각각의 도어와 일체로 구성된 레버가 연동되게 조립되는 구조로써 그 자세한 설명은 생략한다.

따라서 자동차 실내를 냉방하기 위해 콘트롤모드를 소정모드로 조작하게 되면, 상기 뎀퍼도어(7)가 하향으로 회전하여 하우징(6) 입구(1)를 개방함과 동시에 수납실(5)을 차단하여 상기 개방된 입구(1)로 유입된 공기는 열교환기를 통과하지 않고 개방된 출구들을 통해 차실내로 공급되어 차실내를 냉방하게 된다.

한편, 차동차의 실내를 난방하기 위해 콘트롤모드를 소정모드로 조작하게 되면, 상기 뎀퍼도어(7)가 상향으로 회전하여 하우징(6) 입구(1)를 개방하게 되어 상기 입구(1)로 유입된 공기가 수납실(5)에 설치된 열교환기를 통과하면서 열교환되어 상기 각각의 출구를 통해 차실내로 공급되어 차실내를 난방하게 된다.

이 때, 콘트롤을 벤트모드로 설정하게 되면 상기 도어구동장치의 조작에 의해 벤트도어(8)가 벤트출구(2)를 개방하고, 디프로스트모드를 선택하게 되면 디프로스트도어(9)가 디프로스트출구(3)를 개방하여 상기 개방된 출구(3)를 통해 차실내로 공기가 공급된다.

또한, 콘트롤을 플로어모드로 설정하게 되면 상기 벤트도어(8)와 디프로스트도어(9)의해 상기 벤트출구(2)가 차단되고 디프로스트출구(3) 일부와 플로어출구(4)가 개방되어 상기 개방된 출구를 통해 공기가 차실내로 공급된다.

그러나 상기와 같이 구성되는 종래 공조유니트는 도어구동장치가 통상적으로 콘트롤과 와이어로 연결되는 캠과 상기 캠의 슬롯에 회전가능하게 조립되는 복수개의 레버 또는 아암으로 구성되고, 상기 레버에는 상기 각각의 도어(8)(9)(10)들이 일체로 구성되므로 도어 수량만큼 레버도 같은 수량을 가져야 하므로 부품수가 많고, 이들의 조립성이 복잡하였다.

즉, 캠에 상기 레버의 핀을 수용하는 슬롯을 도어의 수량만큼 구비해야 하는 데, 각각의 모드에 따라 도어의 회전각도가 달라지게 되어 이를 만족하기 위해서는 각각의 도어회전각을 계산하여 슬롯들을 구성해야 하므로 캠의 설계가 복잡하였으며 이러한 결과로 인하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 각각의 슬롯에 레버가 조립되어 부품수의 증가로 유니트 구조가 복잡할 뿐만 아니라 상기 각각의 레버가 캠에 조립될 때 조립공차의 누적이 발생되어 도어가 출구를 개폐할 때 유격이 발생되어 공기가 외부로 배출되어 냉,난방효율이 저하되기도 하였다.

이에 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 제반결함을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 과제는 하나의 도어를 이용하여 각각의 콘트롤모드를 선택적으로 조절할 수 있도록 하여 유니트 구조 및 조립성을 단순화하고, 도어와 출구들 사이에 유격발생을 억제하여 모드에 따라 공기 흐름을 정확하게 제어할 수 있도록 하는 공조유니트를 제공함에 있다.

이러한 공조유니트는 도어들을 개폐하는 몸체와 플레이트를 가진 도어를 도어구동장치에 회전가능하게 조립하고, 플로어출구에 공기를 공급할 수 있도록 일측벽에 밀폐되게 연장된 가이드벽 상부에 통로를 형성하여, 상기 도어가 각 모드에 따라 회전하여 몸체가 벤트출구와 디프로스트출구를, 플레이트가 가이드벽 통로를 선택적으로 개폐하여 열교환된 공기를 차실내로 공급할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 일 실시예 구성을 상세히 설명한다. 도 2 는 본 발명에 따른 도어 사시도이고, 도 3 내지 도 7 은 본 발명의 도어가 지정된 모드상태에 따라 조작됨을 보인 정단면도이다.

본 발명의 공조유니트는 공기를 열교환시킬 수 있게 입구(11) 하부에 열교환기(12)가 설치되는 수납실(13)을 가지며, 상기 열교환기(12)에서 열교환된 공기를 차실내로 공급할 수 있도록 몸체 상부에 벤트출구(14)와 디프로스트출구(15)가 몸체 하부에 플로어출구(16)가 형성되며, 상기 입구(11)로 유입된 공기가 플로어출구(16)로 공급될 수 있도록 상기 플로어출구(16)가 형성되는 몸체 일측벽에서 일정간격 이격되고 상기 벤트출구(14) 하부까지 가이드벽(17)이 밀폐되게 연장되어 그 상면에 통로(17a)가 통공되는 하우징(18)과, 상기 수납실(13) 후방 상부에 회전가능하게 고정되어 차실내를 난방할 때 입구로 유입된 공기가 수납실(13)을 통과할 수 있도록 수납실(13)을 개방하고 차실내를 냉방할 때 상기 수납실(13)을 차단하는 뎀퍼도어(D)와, 상기 벤트출구(14) 및 디프로스트출구(15) 하부에 회전가능하게 고정되어 콘트롤의 설정된 모드에 따라 회전하여 상기 벤트출구(14), 디프로스트출구(15) 그리고 플로어출구(16)를 선택적으로 개폐하여 열교환된 공기가 차실내로 공급될 때 상기 공기흐름을 제어하는 출구도어(19)와, 상기 뎀퍼도어(D) 및 출구도어(19)와 연동되게 하우징(18) 외측에 설치되어 콘트롤 모드조작에 따라 상기 출구도어(19)를 회전시키는 도어구동장치(미도시)를 포함한다.

상기 하우징(18)은 상기 디프로스트출구(15) 일측에 상기 출구도어(19)의 일부를 수용할 수 있도록 수용부(18a)를 더 가질 수 있다. 이 수용부(18a)는 상기 출구도어(19)가 벤트출구(14)를 완전 개방하기 위해 회전할 때 상기 출구도어(19)의 일측부분을 수용할 수 있도록 도면에서와 같이 상기 디프로스트출구(15) 좌측에 형성된다.

그리고 상기 출구도어(19)는 도 2에서 보는 바와 같이 상기 벤트출구(14)와 디프로스트출구(15)를 개폐하는 몸체(19a)와 상기 몸체(19a)의 일측벽에서 측방향으로 연장되는 적어도 하나 이상의 연결부재(19b)와, 상기 연결부재(19b) 단부에 고정되어 상기 가이드벽(17)의 통로(17a)를 선택적으로 개폐하는 플레이트(19c)를 포함한다.

상기 출구도어(19)의 몸체(19a)는 회전축을 중심으로 그 외측면이 회전하여 그리는 궤적과 같은 원을 형성할 수 있도록 외측면이 곡면형태를 이루어 소정길이 연장되고, 상기 길이방향 양측벽에는 상기 도어구동장치와 연결되는 아암(20)이 고정될 수 있도록 조립공(21)이 통공된다.

상기 출구도어(19) 몸체(19a) 폭은 도면에서와 같이 상기 벤트출구(14) 또는 디프로스트출구(15) 중 더 넓은 출구의 폭보다 넓어야 하고, 이들 두 출구 폭 합보다는 더 작아야한다. 상기 출구도어(19)의 바람직한 폭의 길이는 상기 벤트출구(14)를 밀폐할 때 디프로스트출구(15)를 대략 절반정도 개방할 수 있어야 한다.

이는 벤트모드와 디프로스트모드를 만족하면서 후술할 바이-레벨모드, 플로어모드 및 믹스모드를 만족할 수 있도록 하기 위함이다.

그리고 상기 출구도어(19)의 연결부재(19b) 길이를 출구도어(19) 몸체(19a)가 벤트모드시 상기 디프로스트출구(15)를 밀폐할 때 그의 단부에 고정된 플레이트(19c)가 상기 가이드벽(17)의 통로(17a)를 밀폐할 수 있을 정도의 길이를 가져야한다.

이에 따라 상기 하우징(18)의 가이드벽(17)도 도면에서와 같이 하우징(18) 우측벽과 일정간격 이격되게 상방향으로 상승하여 그 상변에 통공된 통로(17a)가 상기 출구도어(19) 플레이트(19c) 회전반경상에 위치하여 벤트모드일 때 상기 출구도어(19) 플레이트(19c)에 의해 밀폐된다.

그리고 도어구동장치는 통상과 같이 자동차 콘트롤과 와이어로 연결되는 캠과 상기 캠의 슬롯에 핀이 삽입된 레버로 구성되는 데, 상기 출구도어(19)가 하나로 구성되므로 캠에 하나의 슬롯을 구비하여 이 슬롯에 레버의 핀이 삽입된 일반적인 형태임에 구체적인 도면을 생략한다.

다음은 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따라 차실내 난방시 자동차 콘트롤 모드를 조작을 설명한다.

먼저, 도 3 은 벤트모드이다. 상기 벤트모드는 운전석 전방의 대쉬패널에서 자동차 후방정면으로 공기를 공급하는 것이다.

이 모드는 도어구동장치의 조작에 의해 뎀퍼도어(D)가 수납실(13)을 개방하여 공기가 상기 수납실(13)의 열교환기(12)에서 열교환된 후 차실내로 공급되는 데, 이 때 상기 도어구동장치는 뎀퍼도어(D)와 함께 상기 출구도어(19)를 동시에 조작하게 된다. 이에 따라 도어구동장치는 아암(20)을 회전시켜 출구도어(19)의 좌측이 하우징(18)의 수용부(18a)에 삽입되게 하여 출구도어(19) 몸체(19a)가 좌측으로 이동되어 그의 곡면이 상기 디프로스트출구(15)를 밀폐시키고 벤트출구(14)를 개방하게 된다. 이 때 상기 출구도어(19) 연장부재 단부에 고정된 플레이트(19c)는 가이드벽(17)의 통로(17a)를 밀폐시키게 된다. 따라서 하우징(18) 내부의 공기는 상기 벤트출구(14)를 통해 차실내로 공급된다.

도 4 는 상기 벤트모드일 때 보다 출구도어(19)가 더 우측으로 회전한 바이-레벨모드이다. 상기 바이-레벨모드는 벤트출구(14)와 플로어출구(16)로 공기를 공급한 형태이다.

상기 모드는 도어구동장치에 의해 상기 출구도어(19)가 디프로스트출구(15)를 완전히 밀폐시키고, 벤트출구(14)를 대략 절반정도 개방시키게 되며, 연결부재(19b) 단부의 플레이트(19c)는 가이드벽(17) 통로(17a)를 개방하게 된다. 따라서 절반정도 개방된 벤트출구(14)와 플로어출구(16)를 통해 공기가 차실내로 공급됨을 알 수 있다.

다음은 도 5 로써 상기 바이-레벨보드보다 출구도어(19)가 더 우측으로 회전한 플로어모드이다.

상기 모드는 출구도어(19)가 벤트출구(14)를 완전히 밀폐시키고, 디프로스트출구(15) 일부를 개방하게 되며, 플레이트(19c)도 상기 가이드벽(17) 통로(17a)를 개방한 상태가 된다. 따라서 하우징(18)의 공기는 상기 개방된 디프로스트출구(15)와 플로어출구(16)를 통해 차실내로 공급된다.

도 6 은 출구도어(19)가 상기 플로어모드보다 더 우측으로 회전한 믹스모드이다.

상기 믹스모드는 출구도어(19)가 벤트출구(14)를 차단하고, 디프로스트출구(15)를 대략 절반정도 개방한 상태가 되며, 연결부재(19b) 단부의 플레이트(19c)는 가이드벽(17)의 통로(17a)를 개방하게 된다. 따라서 하우징(18)의 공기는 상기 개방된 디프로스트출구(15)와 플로어출구(16)를 통해 차실내로 공급된다.

도 7 은 디프로스트모드를 나내낸 것으로써, 이 모드는 상기 믹스모드보다 출구도어(19)가 더 우측으로 회전한 상태이다.

이에 따라 상기 출구도어(19)는 벤트출구(14)를 차단하고, 디프로스트출구(15)를 완전히 개방하게 되며, 출구도어(19)의 플레이트(19c)는 가이드벽(17)의 통로(17a)를 차단한 형태가 된다. 따라서 공기는 상기 개방된 디프로스트출구(15)로만 공급되어 전방유리창과 운전석 양측유리창에 상기 공기를 공급하여 각 유리창에 성에 낌 현상을 방지하게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명은 자동차 콘트롤의 조작에 의해 하나의 출구도어(19)가 선택적으로 회전하여 설정된 모드에 따라 각 출구들을 개방하여 하우징(18)의 공기를 차실내로 공급하게 된다.

이 때 상기 출구도어(19)는 회전축을 중심으로 그 자신의 최외측단부가 그리는 궤적과 같은 동일 원형상으로 폭이 곡면을 이루게 되어 상기 곡면이 벤트출구(14)와 디프로스트출구(15)측에 밀착되어 이들 출구를 차단할 때 기밀을 유지하게 된다.

따라서 본 발명은 복수개의 출구를 하나의 출구도어만으로 개폐하게 되므로 상기 출구도어와 도어구동장치의 부품수가 감소되어 구조를 간단히할 수 있음과 함께 이들 조립공수가 절감되어 원가절감 및 생산성을 높일 수 있는 장점을 가지게 된다.

또한, 상기와 같이 도어구동장치의 간소화로 조립공차가 누적되지 않아 출구도어와 각각의 출구와의 사이에 유격이 거의 발생되지 않아 기밀이 유지되어 열교환된 공기 누출을 방지하여 차실내 냉,난방효과를 높일 수 있는 장점를 가지게 된다.

도 1 은 종래 공조유니트 정단면도

도 2 는 본 발명에 따른 도어 사시도

도 3 은 본 발명의 도어가 벤트모드상태를 보인 공조유니트 정단면도

도 4 는 본 발명의 도어가 바이-레벨모드상태를 보인 공조유니트 정단면도

도 5 는 본 발명의 도어가 플로어모드상태를 보인 공조유니트 정단면도

도 6 은 본 발명의 도어가 믹스모드상태를 보인 공조유니트 정단면도

도 7 은 본 발명의 도어가 디프로스트모드상태를 보인 공조유니트 정단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

17 : 가이드벽 18 : 하우징

19 : 도어 19a : 몸체

19b : 연결부재 19c : 플레이트

Claims (5)

1. 공기를 열교환시킬 수 있게 입구 하부에 열교환기가 설치되는 수납실을 가지며, 상기 열교환기에서 열교환된 공기를 차실내로 공급할 수 있도록 몸체 상부에 벤트출구와 디프로스트출구가 몸체 하부에 플로어출구가 형성되며, 상기 입구로 유입된 공기가 플로어출구로 공급될 수 있도록 상기 플로어출구가 형성되는 몸체 일측벽에서 일정간격 이격되고 상기 벤트출구 하부까지 가이드벽이 밀폐되게 연장되어 그 상면에 통로가 통공되는 하우징과;

   상기 수납실 후방 상부에 회전가능하게 고정되어 차실내를 난방할 때 입구로 유입된 공기가 수납실을 통과할 수 있도록 수납실을 개방하고 차실내를 냉방할 때 상기 수납실을 차단하는 뎀퍼도어와;

   상기 벤트출구 및 디프로스트출구 하부에 회전가능하게 고정되어 콘트롤의 설정된 모드에 따라 회전하여 상기 벤트출구, 디프로스트출구 그리고 플로어출구를 선택적으로 개폐하여 열교환된 공기가 차실내로 공급될 때 상기 공기흐름을 제어하는 출구도어와;

   상기 뎀퍼도어 및 출구도어와 연동되게 하우징 외측에 설치되어 콘트롤 모드조작에 따라 상기 출구도어를 회전시키는 도어구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조유니트.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 디프로스트출구 일측에 상기 도어의 일부를 수용할 수 있도록 수용부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공조유니트.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 출구도어는 그의 회전축을 중심으로 최외측단이 회전하여 그리는 궤적과 같은 원을 형성할 수 있도록 외측면이 곡면형태를 이루어 소정길이 연장되고, 상기 길이방향 양측벽에는 상기 도어구동장치에 연결되는 조립공이 통공되는 몸체와;

   상기 몸체의 일측 양단부에서 일정길이 연장되는 연결부재와;

   상기 연결부재에 부착되어 각 모드에 따라 플로어출구에 공기를 공급,차단하는 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조유니트.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 출구도어의 몸체 폭은 상기 벤트출구 또는 디프로스트출구 중 더 넓은 출구의 폭보다 넓고, 이들 두 출구 폭 합보다는 더 작은 것을 특징으로 하는 공조유니트.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 출구도어는 벤트모드시 몸체가 상기 디프로스트출구를 밀폐할 때 플레이트가 상기 가이드벽의 통로를 밀폐할 수 있도록 연결부재의 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 공조유니트.