KR100747305B1 - 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기 - Google Patents

외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기 Download PDF

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권용규
최재식
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모딘코리아 유한회사
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Abstract

본 발명은 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기에 관한 것으로서, 외기 및 내기 도입구; 상기 외기 및 내기 도입구가 형성된 하우징; 상기 하우징의 일측면에 형성된 보조 내기 도입구; 상기 외기 및 내기 도입구를 선택적으로 회동 개폐하는 메인 도어; 상기 메인 도어와 결합되어 일체로 회전하며 상기 메인 도어의 회전 중심축이 되는 메인 도어 구동축; 상기 보조 내기 도입구를 회동 개폐하는 보조 도어; 상기 보조 도어와 결합되어 일체로 회전하며 상기 보조 도어의 회전 중심축이 되는 보조 도어 구동축; 및 상기 메인 도어 및 상기 보조 도어가 기계적으로 연동되도록 상기 메인 도어 구동축 및 상기 보조 도어 구동축을 연결하는 링크 부재를 포함하고, 상기 외기 도입구가 개방되고 상기 내기 도입구가 폐쇄된 상태에서 상기 보조 내기 도입구가 개방된 상태가 되도록 상기 링크 부재에 의해 상기 메인 도어와 상기 보조 도어가 상호 연동되어 회동하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 메인 도어에 의해 외기 도입구가 개방된 상태에서 메인 도어와 기계적으로 연동된 보조 도어에 의해 보조 내기 도입구가 개방되어 공기 조화기의 외기 모드시 내기가 일부 유입되므로, 자동차 공기 조화기의 외기 모드 상태에서 내기 흡입량이 일정하게 조절될 수 있고 난방 효율이 증가되는 효과가 있다.
외기 도입구, 내기 도입구, 보조 내기 도입구, 평면 캠

Description

외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기{Intake Device for Air Conditioner of Vehicle with Inside Air Flowing into on Outside Air mode}
도 1은 종래 기술에 의한 자동차 공기 조화기용 내외기를 간략하게 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 내외기 메인 도어의 동작상태를 나타내는 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도,
도 3은 종래 기술에 따른 평판형 메인 도어를 가진 내외기로서 외기 모드시 내기 일부가 흡입되는 메인 도어의 동작 상태를 나타내는 단면도,
도 4는 도 3의 내외기에 적용된 메인 도어의 구조를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외기 모드시 내기 유입 구조를 가진 자동차 공기 조화기용 내외기를 도시한 사시도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5에서 도시한 내외기를 절개하여 분해한 분해사시도,
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 내외기의 동작 상태를 나타내는 동작 상태도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 외기 도입구 2: 내기 도입구
3: 하우징 4: 메인 도어
5: 구동축 6: 외기 도입구
7: 내기 도입구 8: 평판형 메인 도어
9: 구동축 10: 보조 도어
11: 보조 내기 도입구 12: 송풍팬
110: 외기 도입구 120: 내기 도입구
130: 하우징 140: 메인 도어
150: 메인 도어 구동축 160: 보조 내기 도입구
161: 보조 도어 162: 보조 도어 구동축
171: 메인 도어 레버 172: 보조 도어 레버
173: 연결 링크 174: 평면 캠
175: 삽입 홀 176: 메인 도어 가이드 돌기
177: 메인 도어 가이드 홈 178: 보조 도어 가이드 홈
179: 평면 캠 중심축 181: 결합 홀
182: 연결 돌기 183: 보조 도어 가이드 돌기
본 발명은 자동차 공기 조화기용 내외기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 자 동차 공기 조화기용 내외기의 하우징 일측에 보조 내기 도입구가 형성되고 이를 회동 개폐하는 보조 도어가 구비되어 외기 및 내기 도입구를 회동 개폐하는 메인 도어와 기계적으로 연동되어 동작하도록 링크 부재에 의해 연결됨으로써, 메인 도어에 의해 외기 도입구가 개방된 상태에서 메인 도어와 기계적으로 연동된 보조 도어에 의해 보조 내기 도입구가 개방되어 공기 조화기의 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기에 관한 것이다.
자동차용 공기조화 장치는 자동차의 실내외 공기를 흡입한 후 흡입한 공기를 열교환기를 통해 냉각 및 가열하여 자동차의 실내로 송풍함으로써 자동차의 실내를 냉방하거나 난방하는 장치로서, 외기 및 내기를 흡입하는 내외기가 구비되어 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 자동차 공기 조화기용 내외기를 간략하게 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 내외기 메인 도어의 동작상태를 나타내는 도 1의 A-A선을 따라 취한 단면도이다.
종래 기술에 의한 자동차 공기 조화기용 내외기는 차량의 외부와 연통되는 외기 도입구(1) 및 차량의 내부와 연통되는 내기 도입구(2)를 포함하여 형성되는 하우징(3)과, 외기 도입구(1) 및 내기 도입구(2)를 선택적으로 회동 개폐하는 메인 도어(4)를 포함하여 구성된다.
메인 도어(4)는 외기 도입구(1)와 내기 도입구(2)의 입구 내측인 하우징(3) 내부에 위치하여 별도의 액츄에이터(미도시)에 의해 구동되는 구동축(5)과 연결되어 구동축(5)을 중심으로 회동한다.
이때, 메인 도어(4)는 구동축(5)을 중심으로 외기 도입구(1)의 입구에서 내 기 도입구(2)의 입구까지 원호를 그리며 회동함으로써, 도 2의 (a)와 같이 메인 도어(4)가 외기 도입구(1) 입구 측으로 이동하여 외기 도입구(1)를 폐쇄하면 내기 도입구(2)는 개방되고, 도 2의 (b)와 같이 메인 도어(4)가 내기 도입구(2) 입구 측으로 이동하여 내기 도입구(2)를 폐쇄하면 외기 도입구(1)가 개방된다.
따라서 종래 기술에 의한 자동차 공기 조화기용 내외기는 운전자의 선택에 따라 외기 모드로 선택시에는 외기만 흡입되고 내기 모드로 선택시에는 내기만 흡입되는 구조이다.
그런데 이러한 구조의 자동차용 공기 조화기는 겨울철과 같이 외부 온도가 낮아진 경우 히터를 통한 난방에 소요되는 동력이 늘어나는 문제점이 있었다. 왜냐하면, 겨울철과 같이 외부 온도가 낮아진 때에는 자동차 실내를 난방하기 위해 내외기의 설정을 내기 모드로 한 경우 차량의 유리에 서리가 발생하게 되므로, 일반적으로 서리가 발생하지 않도록 내외기의 설정을 외기 모드로 한 상태에서 히터를 작동하여 난방을 하게 되는데, 이러한 경우 위에서 설명한 바와 같이 외기 모드시에는 차량의 외부 공기만이 계속 유입되므로 차가운 외부 공기를 난방하는 데는 많은 동력이 필요하기 때문이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 메인 도어의 구조를 변경함으로써 외기 모드시 차량의 외부 공기뿐만 아니라 소량의 내기가 흡입될 수 있도록 하여 난방 효율을 높이는 구조의 내외기가 개발되었는데, 도 1에서 설명한 내외기와 다른 구조로서 평판형 메인 도어를 가진 형태에 대해서 적용되었다.
도 3은 종래 기술에 따른 평판형 메인 도어를 가진 내외기로서 외기 모드시 내기 일부가 흡입되는 메인 도어의 동작 상태를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 내외기에 적용된 메인 도어의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 3에 도시된 내외기는 평판형 메인 도어가 외기 도입구(6)와 내기 도입구(7) 사이에 구비되며 외기 도입구(6) 및 내기 도입구(7)를 선택적으로 회동 개폐하는 구조이다.
평판형 메인 도어(8)의 상단이 별도의 액츄에이터(미도시)에 의해 구동되는 구동축(9)에 연결되어 구동축(9)을 중심으로 외기 및 내기 도입구(6,7)를 선택적으로 회동 개폐하며, 평판형 메인 도어(8)의 상측에 보조 내기 도입구(11)가 형성되고 보조 내기 도입구(11)를 회동 개폐하는 보조 도어(10)가 평판형 메인 도어(8)의 구동축(9)에 회동 가능하게 연결되어 있는 구조이다.
공기 조화기가 내기 모드인 경우 평판형 메인 도어(8)의 위치는 도 3에 점선으로 도시된 바와 같이 위치하게 되어 내기 도입구(7)가 폐쇄되고, 보조 내기 도입구(11) 또한 보조 도어(10)의 자중에 의해 폐쇄된다. 따라서 내기 모드인 경우에는 외기가 흡입되지 않고 내기만 흡입되는 구조이다. 한편, 공기 조화기가 외기 모드인 경우에는 평판형 메인 도어(8)의 위치가 도 3에 실선으로 도시된 바와 같이 위치하게 되어 내기 도입구(7)가 폐쇄되고 보조 내기 도입구(11)는 일부 개방되는데, 이는 보조 도어(10)의 자중에 의한 영향뿐만 아니라 내외기의 하부에 위치한 송풍팬(12)이 작동하여 정압차가 발생됨으로써 보조 도어(10)가 개방되기 때문이다. 따라서 외기 모드인 경우에는 외기뿐만 아니라 보조 내기 도입구(11)를 통한 내기 일부가 흡입되는 구조이다.
이러한 구성을 가지는 종래 기술에 의한 내외기는 내기 모드인 경우에 보조 도어(10)의 자중에 의해 보조 내기 도입구(11)가 폐쇄된 상태로 유지되고, 외기 모드인 경우에는 송풍팬(12)의 작동에 의해 발생되는 정압차에 의해 보조 도어(10)가 개방되어 보조 내기 도입구(11)가 개방된 상태로 된다. 따라서 겨울철 등 외부 온도가 떨어진 경우 공기 조화기를 외기 모드로 설정하고 히터를 가동하여 차량의 실내를 난방할 때, 외기 도입구(6)를 통하여 외기가 흡입되고 보조 내기 도입구(11)를 통하여 일부 내기가 흡입되어 상호 혼합됨으로써 난방에 필요한 동력을 절감할 수 있고 난방 효율을 증대시킬 수 있다.
그러나 도 3 및 도 4에서 설명한 종래 기술에 의한 내외기는 도 1에서와 같은 형태의 내외기에 대해서는 적용되지 못하는 문제점이 있고, 또한 보조 도어(10)가 평판형 메인 도어(8)의 구동축(9)에 회동 가능하게 연결되어 자중 혹은 정압차에 의해 개폐되므로 사용에 따라 연결부의 마모나 부식 등에 의한 보조 도어(10)의 작동 불량이 발생할 수 있는 문제점이 있으며, 또한 보조 도어(10)의 개폐 범위가 일정하게 제어되지 못하기 때문에 보조 내기 도입구(11)를 통한 내기 흡입량이 불규칙하고 내기 흡입량 조절이 불가능한 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 자동차 공기 조화기용 내외기의 하우징 일측에 보조 내기 도입구가 형성되고 이를 회동 개폐하는 보조 도어가 구비되어 외기 및 내기 도입구를 회동 개폐하는 메인 도어와 기계적으로 연동되어 동작하도록 링크 부재에 의해 연결됨으로써, 메인 도어에 의해 외기 도입구가 개방된 상태에서 메인 도어와 기계적으로 연동된 보조 도어에 의해 보조 내기 도입구가 개방되어 공기 조화기의 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외기 및 내기 도입구, 메인 도어, 메인 도어 구동축 및 하우징으로 구성된 자동차 공기 조화기용 내외기에 있어서, 상기 하우징의 일측면에 형성된 보조 내기 도입구; 상기 보조 내기 도입구를 회동 개폐하는 보조 도어; 상기 보조 도어의 회전 중심축이 되는 보조 도어 구동축; 및 상기 메인 도어 및 상기 보조 도어가 기계적으로 연동되도록 상기 메인 도어 구동축 및 상기 보조 도어 구동축을 연결하는 링크 부재를 포함하고, 상기 외기 도입구가 개방되고 상기 내기 도입구가 폐쇄된 상태에서 상기 보조 내기 도입구가 개방된 상태가 되도록 상기 링크 부재에 의해 상기 메인 도어와 상기 보조 도어가 상호 연동되어 회동하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기를 제공한다.
상기 링크 부재는 상기 메인 도어 구동축의 일단부에 결합되어 상기 메인 도어 구동축과 일체로 회전하고 일측에 메인 도어 가이드 돌기가 형성된 메인 도어 레버; 상기 보조 도어 구동축의 일단부에 결합되어 상기 보조 도어 구동축과 일체로 회전하고 일측에 결합 홀이 형성된 보조 도어 레버; 일측에는 보조 도어 가이드 돌기가 형성되고 타측에는 상기 보조 도어 레버의 결합 홀에 삽입되는 연결 돌기가 형성되어 상기 연결 돌기를 중심으로 상기 보조 도어 레버와 회동 가능하게 연결되는 연결 링크; 및 상기 하우징에 회동 가능하게 고정되며 상기 메인 도어 가이드 돌기 및 상기 보조 도어 가이드 돌기가 각각 삽입되는 메인 도어 가이드 홈 및 보조 도어 가이드 홈이 소정 궤적을 이루며 형성된 평면 캠을 포함하고, 상기 평면 캠은 상기 하우징의 일측에 형성된 평면 캠 중심축을 중심으로 회동하며 상기 메인 도어 가이드 홈 및 상기 보조 도어 가이드 홈의 궤적에 따라 상기 메인 도어 가이드 돌기 및 상기 보조 도어 가이드 돌기의 경로를 각각 가이드한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 외기 모드시 내기 유입 구조를 가진 자동차 공기 조화기용 내외기를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5에서 도시한 내외기를 절개하여 분해한 분해사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내외기는 종래 기술에서와 같이 외기 및 내기 도입구(110,120)가 형성된 하우징(130)과, 하우징(130) 내부에 위치하여 외기 및 내기 도입구(110,120)를 선택적으로 회동 개폐하는 메인 도어(140)를 포함하여 구 성되며, 메인 도어(140)는 하우징(130)의 일측면 외부로 돌출되어 고정된 메인 도어 구동축(150)에 연결되어 메인 도어 구동축(150)을 중심으로 회동한다. 하우징(130)의 일측에는 보조 내기 도입구(160)가 형성되고 보조 내기 도입구(160)를 회동 개폐하는 보조 도어(161)가 구비되며, 보조 도어(161)는 하우징(130)의 일측면 외부로 돌출되어 고정된 보조 도어 구동축(162)에 연결되어 보조 도어 구동축(162)을 중심으로 회동한다.
보조 내기 도입구(160)는 하우징의 일측에 홀(Hole)의 형태로 형성될 수 있으며, 홀의 형상은 사각형으로 하는 것이 바람직하나 원형 등 다른 형태로도 형성될 수 있을 것이다.
보조 도어(161)는 사각 플레이트 형상으로 보조 내기 도입구(160)의 상측에 위치한 보조 도어 구동축(162)에 연결되고, 하우징(130)에 밀착됨으로써 보조 내기 도입구(160)가 폐쇄되고 보조 도어 구동축(162)의 회전에 의해 하우징(130)으로부터 이격됨으로써 보조 내기 도입구(160)가 개방된다.
메인 도어(140)는 외기 및 내기 도입구(110,120) 측으로 만곡지게 형성되어 만곡진 부분에 의해 외기 및 내기 도입구(110,120)를 폐쇄하는데, 메인 도어 구동축(150)이 별도의 액츄에이터(미도시)에 의해 구동되며, 메인 도어 구동축(150)의 회전에 의해 메인 도어(140)가 원호를 그리며 회동함으로써 외기 및 내기 도입구(110,120)를 선택적으로 회동 개폐하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 내외기는 위에서 설명한 바와 같이 메인 도어(140)의 구조 및 동작은 종래 기술과 동일하게 작동하되, 다만 보조 내기 도입구 (160)가 하우징(130)의 일측면에 추가로 형성되고 별도의 보조 도어(161)에 의해 개폐되는 방식으로 구성될 수도 있을 것이다. 즉, 보조 도어(161)는 자중에 의해 보조 내기 도입구(160)가 폐쇄된 상태로 유지되다가 내외기 하부에 위치한 팬의 작동에 따라 발생된 정압차에 의해 보조 내기 도입구(160)가 개방됨으로써 외기 모드시에도 보조 내기 도입구(160)를 통해 내기가 일부 유입되는 구조로 할 수도 있다.
그러나 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 메인 도어 구동축(150)과 보조 도어 구동축(162)이 메인 도어 레버(171), 보조 도어 레버(172), 연결 링크(173) 및 평면 캠(174)을 포함하는 링크 부재들에 의해 기계적으로 연결되어 메인 도어(140)가 외기 모드 상태로 회전할 때 보조 도어(161) 또한 회전하여 보조 내기 도입구(160)가 개방되도록 상호 연동됨으로써, 외기 모드시에도 보조 내기 도입구(160)를 통해 내기가 일부 유입되는 구조의 내외기로 하는 것이 바람직하다.
하우징(130)의 일측면 외부로 돌출된 메인 도어 구동축(150)의 일단부에 메인 도어 레버(171)가 연결되고, 하우징(130)의 일측면 외부로 돌출된 보조 도어 구동축(162)의 일단부에 보조 도어 레버(172)가 연결된다. 메인 도어 레버(171) 및 보조 도어 레버(172)에 형성된 삽입 홀(175)에 의해 메인 도어 레버(171) 및 보조 도어 레버(172)가 각각 메인 도어 구동축(150) 및 보조 도어 구동축(162)에 삽입되어 각 구동축(150,162)과 일체로 고정됨으로써 각각의 구동축(150,162)을 중심으로 각 구동축(150,162)의 회전과 동일한 회전 운동을 한다.
메인 도어 레버(171)의 일측에는 평면 캠(174)에 형성된 메인 도어 가이드 홈(177)에 삽입되는 메인 도어 가이드 돌기(176)가 형성되고, 보조 도어 레버(172)의 일측에는 연결 링크(173)에 결합되는 결합 홀(181)이 형성된다. 연결 링크(173)의 일측에는 연결 돌기(182)가 형성되고 연결 돌기(182)가 보조 도어 레버(172)의 결합 홀(181)에 삽입됨으로써 보조 도어 레버(172)와 연결 링크(173)가 상호 회동 가능하게 결합되고, 연결 링크(173)의 타측에는 평면 캠(174)에 형성된 보조 도어 가이드 홈(178)에 삽입되는 보조 도어 가이드 돌기(183)가 형성된다.
평면 캠(174)은 평판형 플레이트로서 하우징(130)의 일측면 외부에 위치하고 하우징(130)의 소정 위치에 고정된 평면 캠 중심축(179)을 중심으로 회동 가능하도록 연결 고정된다. 평면 캠(174)에는 메인 도어 가이드 돌기(176) 및 보조 도어 가이드 돌기(183)가 삽입되는 메인 도어 가이드 홈(177) 및 보조 도어 가이드 홈(178)이 소정의 궤적을 이루며 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따라 메인 도어 레버(171), 보조 도어 레버(172), 연결 링크(173) 및 평면 캠(174)을 포함하는 링크 부재들이 하우징(130)의 일측면 외부에 위치하는 것으로 구성하였으나 하우징(130)의 일측면 내부에 메인 도어 구동축(150), 보조 도어 구동축(162) 및 평면 캠 중심축(179)에 대한 별도의 고정 장치가 마련됨으로써 링크 부재들이 하우징(130) 내부에 위치하는 것으로 구성할 수도 있을 것이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 내외기의 동작 상태를 나타내는 동작 상태도이다.
도 7a는 점선으로 도시된 메인 도어(140)에 의해 외기 도입구(110)가 폐쇄되 고 내기 도입구(120)가 개방된 상태로서 내기 모드 상태이며, 이때 보조 내기 도입구(160)는 보조 도어(161)에 의해 폐쇄된 상태이다. 따라서 내기 도입구(120)에 의해서만 내기가 차량의 실내로 유입된다.
이 상태에서 차량의 공기 조화기가 외기 모드로 전환되는 경우 메인 도어(140)에 의해 내기 도입구(120)가 폐쇄되도록 별도의 액츄에이터(미도시)의 구동에 따라 메인 도어 구동축(150)이 점선으로 도시된 화살표 방향으로 회전하게 되고 이에 따라 메인 도어(140)가 동일한 방향으로 회전하게 된다. 이때, 메인 도어 레버(171)도 마찬가지로 동일 방향으로 회전하게 되므로 메인 도어 레버(171)에 형성된 메인 도어 가이드 돌기(176)가 메인 도어 구동축(150)을 중심으로 회전한다. 회전하는 메인 도어 가이드 돌기(176)는 평면 캠(174)에 형성된 메인 도어 가이드 홈(177)의 궤적을 따라 이동하게 되므로 평면 캠(174)은 평면 캠 중심축(179)을 중심으로 실선으로 도시된 화살표 방향으로 회전하게 된다. 이를 위하여 메인 도어 가이드 홈(177)의 궤적은 회전하는 메인 도어 가이드 돌기(176)의 변화되는 위치에 대해서 평면 캠(174)이 평면 캠 중심 축(179)을 중심으로 동일 각도만큼 회전한 상태의 평면 캠(174) 상에서 각각의 상대적인 위치 변화의 궤적에 따라 형성된다.
한편 평면 캠(174)이 회전하게 되면 보조 도어 가이드 홈(178)에 삽입된 보조 도어 가이드 돌기(183)의 평면 캠(174) 상에서의 상대적인 위치가 변화하게 되는데, 보조 도어 가이드 돌기(183)의 상대적인 위치와 보조 도어 가이드 홈(178) 궤적과의 변위 차이에 따라 보조 도어 가이드 돌기(183)가 형성된 연결 링크(173)는 보조 도어 레버(172)의 결합 홀(181)에 삽입되는 연결 돌기(182)를 중심으로 회 전하게 된다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 평면 캠(174)의 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적 일부는 보조 도어 레버(172)가 회전하지 않고 고정된 상태로 다만 연결 링크(173)만이 회전하도록 형성된다.
위의 설명에서와 같은 메인 도어 가이드 홈(177) 및 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적을 유지하는 상태에서 메인 도어(140)가 점선으로 도시된 화살표 방향으로 소정 각도까지 계속 회전하는 경우 도 7b에 도시된 바와 같이 평면 캠(174) 및 연결 링크(173)가 회전하고 평면 캠(174) 상에서 각각의 가이드 돌기(176,183)가 각각의 가이드 홈(177,178)의 궤적을 따라 이동하지만 보조 도어 레버(172)는 여전히 고정된 상태를 유지한다.
이때, 평면 캠(174)의 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적이 변화하여 연결 링크(173)에 형성된 보조 도어 가이드 돌기(183)의 회전 반경 범위 이상으로 궤적이 형성되면 연결 링크(173)는 연결 돌기(182)를 중심으로 더 이상 회전하지 않고 평면 캠(174)의 회전에 따라 보조 도어 가이드 홈(178)에 이끌려 이동하게 된다. 이에 따라 연결 링크(173) 회전 중심인 연결 돌기(182)의 위치가 변화되고 따라서 보조 도어 구동축(162)에 연결된 보조 도어 레버(172)가 회전하게 된다. 보조 도어 레버(172)가 회전하게 되면 보조 도어 구동축(162)이 동시에 회전하면서 보조 도어(161)가 회전하여 보조 내기 도입구(160)가 개방된다.
이와 같은 방식으로 도 7b 상태에서부터 메인 도어(140)의 회전에 따라 보조 도어(161)가 회전하게 되는데 이 경우 보조 도어(161)의 회전이 시작되는 메인 도 어(140)의 회전 각도는 평면 캠(174)에 형성된 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 보조 도어(161)의 회전으로 보조 내기 도입구(160)가 개방되기 시작하는 메인 도어(140)의 회전 각도는 메인 도어(140) 전체 회전 각도의 3분의 2에 해당하는 각도가 되도록 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적을 형성하는 것이 바람직하나, 메인 도어(140) 전체 회전 각도의 4분의 3으로 하거나 5분의 4 등 선택에 따라 다양한 각도로 할 수 있을 것이다.
도 7c는 위와 같은 방식으로 회전하여 보조 내기 도입구(160)가 개방된 상태를 도시한 도면이다. 즉, 도 7a 상태에서 도 7b 상태까지는 메인 도어(140)가 외기 도입구(110)를 개방하는 쪽으로 회전함에 따라 평면 캠(174)과 연결 링크(173)만이 회전하고 보조 도어 레버(172)는 회전하지 않으므로 보조 내기 도입구(160)가 폐쇄된 상태를 유지하며, 도 7b 상태에서 도 7c 상태까지는 메인 도어(140)가 외기 도입구(110)를 개방하는 쪽으로 회전함에 따라 연결 링크(173)의 회전 중심의 이동으로 보조 도어 레버(172)가 회전하게 되고 이에 따라 보조 도어(161)가 회전하여 보조 내기 도입구(160)가 개방되는 구조이다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 내외기는 도 7c에 도시된 바와 같이 메인 도어(140)에 의해 외기 도입구(110)가 개방되고 내기 도입구(120)가 폐쇄된 상태에서 보조 도어(161)가 링크 부재들에 의해 메인 도어(140)와 기계적으로 연동되어 동작함으로써 보조 내기 도입구(160)가 개방되므로 차량용 공기 조화기의 외기 모드시 보조 내기 도입구(160)를 통해 일부 내기가 유입되는 구조이다.
한편 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 내외기는 보조 도어 레버(172)와 연결되는 연결 링크(173)가 제거되고 보조 도어 레버(172)에 보조 도어 가이드 돌기(183)가 형성되어 평면 캠(174)에 형성된 보조 도어 가이드 홈(178)에 삽입되는 구조로 할 수도 있다. 이때 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적은 평면 캠(174)의 회전에 따라 변화하는 보조 도어 가이드 돌기(183)의 평면 캠(174) 상에서의 상대적인 위치 변화 궤적에 따라 형성되다가 평면 캠(174)이 소정 각도 이상 회전한 경우에는 보조 도어 가이드 돌기(183)가 보조 도어 가이드 홈(178)에 의해 이동하도록 형성된다. 즉, 메인 도어(140)의 회전에 따라 평면 캠(174)이 회전하더라도 보조 도어 레버(172)는 회전하지 않고 고정된 상태를 유지하다가 평면 캠(174)이 소정 각도 이상 회전한 경우 보조 도어 레버(172)가 회전하게 되는 구조이다. 따라서 보조 내기 도입구(160)는 보조 도어(161)에 의해 폐쇄된 상태로 유지되다가 메인 도어(140)가 외기 도입구(110)를 개방하는 쪽으로 소정 각도 이상 회전하는 경우 보조 도어(161)의 회전에 의해 개방되는 구조이다.
이와 같이 연결 링크(173)가 제거된 상태에서 링크 부재가 메인 도어 레버(171), 평면 캠(174) 및 보조 도어 레버(172)로 구성되더라도 평면 캠(174)의 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적을 조정함으로써 차량용 공기 조화기의 외기 모드시에도 보조 내기 도입구(160)를 통해 내기 일부가 유입되는 구조의 내외기를 구성할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 내외기는 메인 도어 구동축(150)을 별도의 액츄에이터(미도시)로 구동하는 방식을 기준으로 설명한 것이며, 이에 따라 메인 도어(140)가 회전하면 평면 캠(174) 및 보조 도어(161)가 회전하게 되는 방식으로 구성되었다. 그러나 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 내외기는 평면 캠(174)을 별도의 액츄에이터(미도시)에 의해 평면 캠 중심축(179)을 중심으로 회전하도록 구동함으로써 메인 도어(140) 및 보조 도어(161)를 회전시켜 외기 및 내기 도입구(110,120)와 보조 내기 도입구(160)를 개폐하는 방식으로 구성될 수 있다.
이러한 방식의 동작 상태를 좀더 자세히 살펴보면, 도 7a의 공기 조화기 내기 모드 상태에서 평면 캠(174)이 실선으로 도시된 화살표 방향으로 회전하게 되면 평면 캠(174)에 형성된 메인 도어 가이드 홈(177)의 궤적을 따라 메인 도어 가이드 돌기(176)가 이동하면서 메인 도어 레버(171)가 회전하고 이에 따라 메인 도어 구동축(150) 및 메인 도어(140)가 점선으로 도시된 화살표 방향으로 회전하게 된다. 이때 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적을 따라 보조 도어 가이드 돌기(183)가 이동하는데, 이 경우에도 연결 링크(173)만이 회전하고 보조 도어 레버(172)는 회전하지 않는 상태를 유지하다가 도 7b 상태 이상으로 평면 캠(174)이 회전하게 되면 보조 도어 레버(172)가 회전하면서 이에 따라 보조 도어 구동축(162) 및 보조 도어(161)가 회전하게 된다.
따라서 본 발명에 따른 내외기는 별도의 액츄에이터(미도시)에 의해 메인 도어 구동축(150)을 구동하거나 평면 캠(174)을 구동하거나 동일한 구조에 의한 동일한 효과를 나타내도록 구성된다.
다만 평면 캠(174)을 구동하는 방식의 내외기에 있어서는 평면 캠(174)에 형성된 메인 도어 및 보조 도어 가이드 홈(177,178)의 궤적에 따라 메인 도어(140) 와 보조 도어(161)의 동작 상태를 다양하게 구성할 수 있다.
따라서 이러한 방식의 내외기로서 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 내외기는 도 7a와 같은 공기 조화기의 내기 모드 상태에서 도 7c와 같은 외기 모드 상태로의 전환시에, 평면 캠(174)이 별도의 액츄에이터(미도시)에 의해 소정 각도 회전하면 메인 도어(140)가 내기 도입구(120) 전체를 폐쇄한 상태로 되고 보조 도어(161)는 보조 내기 도입구(160)를 폐쇄한 고정 상태를 유지하다가, 평면 캠(174)이 소정 각도 이상 회전하게 되면 메인 도어(140)는 내기 도입구(120) 폐쇄 상태를 유지하고 보조 도어(161)가 회전하며 보조 내기 도입구(160)가 개방되는 구조로 할 수 있다.
이러한 구조는 평면 캠(174)에 형성된 메인 도어 및 보조 도어 가이드 홈(177,178)의 궤적을 조정함으로써 가능한데, 평면 캠(174)이 소정 범위의 각도까지 회전하는 구간에서는 보조 도어 가이드 홈(178)의 궤적이 보조 도어 레버(172)가 회전하지 않도록 형성되고, 평면 캠(174)이 소정 범위의 각도 이상 회전하는 구간에서는 메인 도어 가이드 홈(177)의 궤적이 메인 도어 레버(171)가 회전하지 않도록 형성된다. 또한 위의 각 구간에서 설명되지 않은 메인 도어 및 보조 도어 가이드 홈(177,178)의 궤적은 메인 도어 레버(140) 및 보조 도어 레버(161)가 회전하도록 형성된다.
이러한 각 궤적에 대한 설명은 앞선 메인 도어 구동축(150)이 구동되는 방식의 내외기에서 설명한 바와 동일한 방식으로 형성되는데, 좀 더 자세히 살펴보면, 메인 도어 구동축(150) 구동 방식의 내외기나 평면 캠(174) 구동 방식의 내외기 모 두 동일하게, 메인 도어(140)가 회동하는 구간에서의 평면 캠 중심축(179)과 메인 도어 가이드 홈(177) 사이의 거리 변화율이 보조 도어(161)가 회동하는 구간에서의 평면 캠 중심축(179)와 보조 도어 가이드 홈(178) 사이의 거리 변화율보다 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 동일한 평면 캠(174)의 회전 각도에서 메인 도어(140)가 보조 도어(161)보다 더 많이 회전하게 되는 구조이다.
또한, 평면 캠 중심축(179)과 메인 도어 및 보조 도어 가이드 홈(177,178) 사이의 거리가 각각 동일하게 유지되는 궤적으로 형성되는 경우 평면 캠(174)이 회전하더라도 메인 도어(140) 및 보조 도어(161)는 회전하지 않고 고정 상태를 유지하게 된다. 따라서, 메인 도어(140)가 회전하고 보조 도어(161)가 고정 상태를 유지하는 구간에서는 평면 캠 중심축(179)과 보조 도어 가이드 홈(178) 사이의 거리가 동일하게 유지되도록 보조 도어 가이드 홈(178) 궤적이 형성되고, 보조 도어(161)가 회전하고 메인 도어(140)가 고정 상태를 유지하는 구간에서는 평면 캠 중심축(179)과 메인 도어 가이드 홈(177) 사이의 거리가 동일하게 유지되도록 메인 도어 가이드 홈(177)의 궤적이 형성된다.
한편 평면 캠(174)이 구동되는 방식의 내외기에서 내기 도입구(120)가 폐쇄되고 보조 내기 도입구(160)가 개방되기 시작하는 평면 캠(174)의 소정 범위 회전 각도는 전체 평면 캠(174) 회전 각도의 3분의 2에 해당하는 각도로 하는 것이 바람직하나, 4분의 3 혹은 5분의 4 등 다양하게 설정할 수 있을 것이다.
또한 메인 도어 구동축(150)이 구동되는 방식의 내외기와 마찬가지로 보조 도어 레버(172)와 연결되는 연결 링크(173)를 제거한 상태로 구성할 수도 있을 것 이다.
아울러 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 메인 도어(140)의 형태를 변경하여 구성할 수 있는데, 외기 도입구(110)와 내기 도입구(120) 사이에 구비되어 외기 및 내기 도입구(110,120)를 선택적으로 회동 개폐하는 평판형 메인 도어가 구비된 내외기로 구성할 수도 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동차 공기 조화기용 내외기의 하우징 일측에 보조 내기 도입구가 형성되고 이를 회동 개폐하는 보조 도어가 구비되어 외기 및 내기 도입구를 회동 개폐하는 메인 도어와 기계적으로 연동되어 동작하도록 링크 부재에 의해 연결됨으로써, 메인 도어에 의해 외기 도입구가 개방된 상태에서 메인 도어와 기계적으로 연동된 보조 도어에 의해 보조 내기 도입구가 개방되어 공기 조화기의 외기 모드시 내기가 일부 유입되므로, 자동차 공기 조화기의 외기 모드 상태에서 내기 흡입량이 일정하게 조절될 수 있고 난방 효율이 증가되는 효과가 있다.

Claims (18)

  1. 외기 및 내기 도입구, 메인 도어, 메인 도어 구동축 및 하우징으로 구성된 자동차 공기 조화기용 내외기에 있어서,
    상기 하우징의 일측면에 형성된 보조 내기 도입구;
    상기 보조 내기 도입구를 회동 개폐하는 보조 도어;
    상기 보조 도어의 회전 중심축이 되는 보조 도어 구동축; 및
    상기 메인 도어 및 상기 보조 도어가 기계적으로 연동되도록 상기 메인 도어 구동축 및 상기 보조 도어 구동축을 상호 연동되게 연결하는 링크 부재
    를 포함하고, 상기 외기 도입구가 개방되고 상기 내기 도입구가 폐쇄된 상태에서 상기 보조 내기 도입구가 개방된 상태가 되도록 상기 링크 부재에 의해 상기 메인 도어와 상기 보조 도어가 상호 연동되어 회동하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크 부재는
    상기 메인 도어 구동축의 일단부에 결합되고 일측에 메인 도어 가이드 돌기가 형성된 메인 도어 레버;
    상기 보조 도어 구동축의 일단부에 결합되고 일측에 보조 도어 가이드 돌기가 형성된 보조 도어 레버; 및
    상기 하우징에 회동 가능하게 고정되며 상기 메인 도어 가이드 돌기 및 상기 보조 도어 가이드 돌기가 각각 삽입되는 메인 도어 가이드 홈 및 보조 도어 가이드 홈이 소정 궤적을 이루며 형성된 평면 캠
    을 포함하고, 상기 평면 캠은 상기 메인 도어 가이드 돌기 및 상기 보조 도어 가이드 돌기의 경로를 각각 가이드하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크 부재는
    상기 메인 도어 구동축의 일단부에 결합되고 일측에 메인 도어 가이드 돌기가 형성된 메인 도어 레버;
    상기 보조 도어 구동축의 일단부에 결합되고 일측에 결합 홀이 형성된 보조 도어 레버;
    일측에는 보조 도어 가이드 돌기가 형성되고 타측에는 상기 보조 도어 레버의 결합 홀에 삽입되는 연결 돌기가 형성되어 상기 연결 돌기를 중심으로 상기 보조 도어 레버와 회동 가능하게 연결되는 연결 링크; 및
    상기 하우징에 회동 가능하게 고정되며 상기 메인 도어 가이드 돌기 및 상기 보조 도어 가이드 돌기가 각각 삽입되는 메인 도어 가이드 홈 및 보조 도어 가이드 홈이 소정 궤적을 이루며 형성된 평면 캠
    을 포함하고, 상기 평면 캠은 상기 메인 도어 가이드 돌기 및 상기 보조 도 어 가이드 돌기의 경로를 각각 가이드하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 평면 캠의 상기 보조 도어 가이드 홈의 궤적은 상기 메인 도어가 회동하는 구간에서 상기 평면 캠 중심 축과 상기 보조 도어 가이드 홈 사이의 거리가 동일하게 유지되도록 형성되는 궤적을 포함하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 평면 캠의 상기 메인 도어 가이드 홈의 궤적은 상기 보조 도어가 회동하는 구간에서 상기 평면 캠 중심 축과 상기 메인 도어 가이드 홈 사이의 거리가 동일하게 유지되도록 형성되는 궤적을 포함하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 평면 캠의 메인 도어 가이드 홈 및 보조 도어 가이드 홈의 궤적은
    상기 메인 도어가 회동하는 구간에서의 상기 평면 캠 중심축과 상기 메인 도어 가이드 홈 간 거리의 변화율이, 상기 보조 도어가 회동하는 구간에서의 상기 평면 캠 중심축과 상기 보조 도어 가이드 홈 간 거리의 변화율보다 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 메인 도어 구동축을 회전 구동함으로써 상기 외기 및 내기 도입구와 상기 보조 내기 도입구가 개폐되는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 메인 도어 구동축은 액츄에이터에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 평면 캠의 상기 메인 도어 가이드 홈의 궤적은 상기 메인 도어가 회동함에 따라 상기 평면 캠이 상기 평면 캠 중심축을 중심으로 회동하도록 형성되는 궤적을 포함하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 평면 캠의 상기 보조 도어 가이드 홈의 궤적은 상기 메인 도어가 소정 각도만큼 회전한 때부터 상기 보조 도어가 회전하도록 형성되는 궤적을 포함하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 소정 각도는 상기 메인 도어 전체 회동 각도의 3분의 2에 해당하는 각도인 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  12. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 평면 캠을 회전 구동함으로써 상기 외기 및 내기 도입구와 상기 보조 내기 도입구가 개폐되는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 평면 캠은 액츄에이터에 의해 회전 구동되는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 평면 캠의 상기 메인 도어 가이드 홈의 궤적은 상기 평면 캠이 회동함에 따라 상기 메인 도어가 상기 메인 도어 구동축을 중심으로 회동하도록 형성되는 궤적을 포함하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조 화기용 내외기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 평면 캠의 상기 보조 도어 가이드 홈의 궤적은 상기 평면 캠이 소정 각도만큼 회전한 때부터 상기 보조 도어가 회전하도록 형성되는 궤적을 포함하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 소정 각도는 상기 평면 캠 전체 회동 각도의 3분의 2에 해당하는 각도인 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 평면 캠의 메인 도어 가이드 홈 및 보조 도어 가이드 홈의 궤적은
    상기 평면 캠이 소정 각도까지 회동하는 구간에서는 상기 외기 도입구가 전면 개방되고 상기 보조 내기 도입구는 폐쇄된 상태로 유지되며, 상기 평면 캠이 상기 소정 각도 이상 회동하는 구간에서는 상기 외기 도입구가 개방 상태로 유지되고 상기 보조 내기 도입구가 개방되도록 형성되는 궤적을 포함하는 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 소정 각도는 상기 평면 캠의 전체 회전 각도의 3분의 2인 것을 특징으로 하는 외기 모드시 내기가 유입되는 자동차 공기 조화기용 내외기.
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