KR101151524B1 - 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 관한 것으로서, 한 쌍을 이루는 상?하부 탱크, 고온의 냉각수를 유입, 배출하는 유입 파이프 및 배출 파이프, 상기 상?하부 탱크의 길이 방향으로 적층되어 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브, 상기 튜브들 사이에 구비되는 방열핀 및 엔드 플레이트로 이루어진 히터코어를 측방에서 수용하는 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 있어서, 상기 공조케이스는, 하부 탱크의 면과 대응되어 수용 가능하게 형성되는 하부 탱크 수용부와; 상기 하부 탱크 수용부 사이에 후방 연장되는 것으로, 하부 탱크와 대응되는 위치에 소정의 폭을 갖고 수직하게 외부로 돌출형성되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 의하면, 히터코어의 장착부와 대응되는 공조케이스의 형상을 변경함으로써, 상호 결합시 개재되는 씰링부재의 압축에 의한 반발 탄성력을 최소화하고, 히터코어의 들뜸 현상을 방지할 수 있어, 별도의 고정수단을 사용하지 않고도 공조케이스 내의 공기누출을 방지하여 방열성능을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

히터코어, 공조케이스, 하부 탱크 수용부, 돌출부.

Description

자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조{Heater Core Fixing Structure of Air Conditioning System for a Car}

도 1은, 일반적인 세미 센터 마운팅 타입 공조장치를 나타내는 단면도.

도 2는, 종래기술에 따른 히터코어를 나타내는 사시도.

도 3은, 종래기술에 따른 공조케이스에 히터코어가 장착된 상태를 나타내는 개략적인 평단면도.

도 4는, 종래기술에 따른 공조케이스에 브래킷이 설치된 상태를 나타내는 개략적인 측면도.

도 5은, 본 발명에 따른 공조케이스에 히터코어가 장착된 상태를 나타내는 개략적인 평단면도.

도 6은, 본 발명에 따른 공조케이스의 장착구조를 나타내는 일부사시도.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

40: 히터코어,

50: 공조케이스,

51a, 51b: 양측 수용부,

53: 돌출부,

55: 삽입부,

60: 씰링부재.

본 발명은 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 히터코어의 장착부와 대응되는 공조케이스의 형상을 변경함으로써, 상호 결합시 개재되는 씰링부재의 압축에 의한 반발 탄성력을 최소화하고, 히터코어의 들뜸 현상을 방지할 수 있어, 별도의 고정수단을 사용하지 않고도 공조케이스 내의 공기누출을 방지하여 방열성능을 증대시킬 수 있는 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차용 공조장치는, 블로어 유니트(Blower Unit)에 의해 차량 실내로 유입된 차량 외부공기를 냉매가 흐르는 증발기 또는 차량 엔진의 냉각수가 흐르는 히터코어(Heater Core)로 선택적으로 통과시켜 열교환시킨 후, 차량 실내의 각 부위와 연통된 벤트(Vent)를 통하여 냉기 또는 온기상태로 차량 실내의 여러방향으로 분배함으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하도록 구성되어 있다.

이러한 공조장치는, 블로어 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 독립적으로 구성된 쓰리 피스 타입(Three Piece Type) 공조장치, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 하나의 공조케이스에 일체로 구성된 세미 센터 마운팅 타입(Semi-Center Mounting Type) 공조장치, 및 상기 세가지 유니트가 모두 하나의 공조케이스에 일체로 구성된 센터 마운팅 타입(Center Mounting Type) 공조장치로 분 류할 수 있다.

도 1은, 일반적인 세미 센터 마운팅 타입 공조장치의 단면도를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 일반적인 공조장치는, 서로 대칭되게 좌우 방향 또는 상하방향으로 분할된 제 1공조케이스 및 제 2공조케이스가 상호 결합되어 이루어진 공조케이스(150)를 포함하고, 상기 공조케이스(150) 내부는, 공조케이스(150)의 입구측에 형성된 공기유입구(111)로부터 블로어유닛(미도시)에 의해 유입된 공기를 출구측으로 유출하도록, 하부면으로부터 상부면측으로 굴곡 연장된 안내벽(112)에 의해 제 1공기유로(113)와 제 2공기유로(114)로 구획되어 있다.

상기 제 1공기유로(113)의 상류쪽과 하류쪽에는, 증발기(130)와 히터코어(140)가 각각 설치되어 있고, 상기 제 1공기유로(113)상에는, 상기 증발기(130)에 의해 냉각된 공기를 통과시키는 냉풍통로(C)와 상기 히터코어(140)에 의해 가열된 공기를 통과시키는 온풍통로(H)가 각각 형성되어 있고, 상기 증발기(130)와 히터코어(140) 사이에는, 상기 냉풍통로(C)와 온풍통로(H)를 선택적으로 통과하는 공기의 양을 조절하는 템프도어(Temp Door, 115)가 회동가능하게 설치되어 있다.

한편, 상기 공조케이스(150)의 출구측에는, 상기 템프도어(115)의 개도정도에 따라 공급되는 공기를 자동차 전면유리쪽으로 토출함으로써 자동차 유리의 성에를 제거하기 위한 디프로스트 벤트(Defrost Vent, 116), 공기를 자동차 실내의 상반부로 토출하기 위한 페이스 벤트(Face Vent, 117) 및 공기를 자동차 실내의 하반부로 토출하기 위한 플로어 벤트(Floor Vent, 118)가 각각 설치됨과 동시에, 상기 각 벤트들(116, 117, 118)을 통하여 토출되는 냉?온기의 양을 선택적으로 조절하기 위한 디프로스트 도어(120), 페이스 도어(121), 및 플로어 도어(122)가 각각 설치되어 있다.

이러한 일반적인 공조장치의 구성에 의하면, 최대 냉방모드에서는, 도 1에 실선으로 도시된 바와 같이, 템프도어(115)를 하향으로 회전시켜 히터코어(140) 하류측의 온풍통로(H)를 차단함과 동시에, 히터코어(140) 상류측의 냉풍통로(C)를 개방함으로써, 공기유입구(111)로부터 블로어 유니트에 의해 유입된 공기가 증발기(130)를 지나면서 냉각된 후, 디프로스트 벤트(116), 페이스 벤트(117), 플로어 벤트(118)를 통해 차실내로 공급되어 차실내를 냉방하게 된다.

그리고, 최대 난방모드에서는, 도 1에 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 상기 템프도어(115)를 상향으로 회전시켜 히터코어(140) 하류측의 온풍통로(H)를 개방함으로써, 상기 블로어 유니트에 의해 유입된 공기가 히터코어(140) 하부를 지나 상기 각 벤트들(116, 117, 118)을 통해 차실내로 공급되어 차실내를 난방하게 된다.

또한, 냉?난방 혼합모드에서는, 상기 템프도어(115)를 증발기(130)의 후방 중간부를 향하도록 중립위치로 회전시켜, 블로어 유니트에 의해 유입된 공기를 냉풍통로(C)와 온풍통로(H)를 통과하면서 공기혼합구간(M)에서 혼합되어 일정한 온도가 되도록 한 후, 각 벤트들(116, 117, 118)을 통하여 차실내로 공급하게 된다.

상기 구성요소 중, 상기 히터코어(140)는, 엔진을 순환하며 연소시 발생된 열을 흡수한 고온의 냉각수를 이용하여 자동차의 실내에 더운 공기를 공급해주는 열교환기이다. 본 명세서에서의 상기 히터코어(140)는, 세미 센터 마운팅 타입의 공조장치에 적용되는 유턴(U-Turn)방식으로 구성된다.

상기 히터코어(140)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍을 이루는 상?하부 탱크(141, 142)와, 고온의 냉각수를 유입, 배출하는 유입 파이프(143) 및 배출 파이프(144)와, 상기 상?하부 탱크(141, 142)의 길이 방향으로 적층되어 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브(Tube, 145)와, 상기 튜브(145)들 사이에 구비되는 방열핀(146)과, 상기 적층구조의 적층방향 양측 단부에 상기 튜브(145) 및 방열핀(146)과 나란하게 설치되는 엔드 플레이트(End Plate, 147) 등으로 구성되어 있다.

이러한 구조의 히터코어(140)에서는, 냉각수의 흐름 방식에 의해 상부 탱크(141)가 칸막이(미도시)로 나뉘어 입구측 헤더와 출구측 헤더로 서로 분리되어 있다. 따라서, 상기 입구측 헤더와 연결된 유입 파이프(143)를 통해 유입된 냉각수는 좌측의 튜브(145)를 통해 하부 탱크(142)로 흐른뒤, 다시 우측의 튜브(145)를 통해 상부 탱크(141)로 흐른다음, 배출 파이프(144)를 통해 배출되므로 냉각수의 흐름이 U자 형태를 이루게 된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 공조케이스(150)의 측면에는, 히터코어(140)를 수용하기 위한 삽입부(155)가 개방되게 형성되어 있다. 상기 히터코어(140)에는, 상?하부 탱크(141, 142) 및 엔드 플레이트(147)의 면을 따라 씰링부재(160)가 부착되고, 상기 삽입부(155)를 통해 하부 탱크(142)부터 길이방향을 따라 삽입된다. 이렇게 삽입되는 히터코어(140)의 하부 탱크(142)가 공조케이스(150)의 내부면에 대응됨으로써, 상기 씰링부재(160)가 삽입 방향으로 압축이 되고, 삽입 반대방향으로 압축에 반발하는 탄성력을 가지게 된다. 통상적으로, 상기 씰링부재(160)의 압축율이 보통 50~ 80% 정도가 되므로, 반발 탄성력이 크다고 할 수가 있다.

이에 따라, 상기 공조케이스(150) 내의 유로상에 설치되는 히터코어(140)는, 반발 탄성력에 의해 제대로 장착되지 않고 들뜨게 됨으써, 공기가 누출되어 방열성능이 감소되는 문제점이 발생되었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 근래에는 상기 공조케이스(150) 측면에 개방된 삽입부를 통해 삽입 장착된 히터코어(140)의 들뜸 현상을 방지하기 위한 기술들이 제안되고 있다. 그 일례로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공조케이스(150)의 외면에 별도의 브래킷(Braket, 170)을 설치하여, 삽입부를 통해 삽입된 히터코어(140)가 들뜨지 못하도록 한 것이 있다.

또한, 일본 공개특허 2004-182076호(도시생략)에서는, 히터코어가 삽입되는 공조케이스의 양측면에 탄성변형이 가능한 스토퍼(Stopper)를 설치한 기술이 제안되어 있다. 또한, 일본 실용신안공보 평6-22565호에는, 히터코어가 삽입된 공조케이스의 삽입부를 커버하여 고정하도록 고정구를 설치한 기술이 제안되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 선행기술들도 히터코어가 삽입되는 공조케이스 삽입부 측에 별도의 고정수단을 설치함으로써, 부품수 및 조립공수가 증가되어 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 히터코어의 하 부 탱크와 대응되는 공조케이스의 형상을 변경함으로써, 상호 결합시 개재되는 씰링부재의 압축에 의한 반발 탄성력을 최소화하고, 히터코어의 들뜸 현상을 방지할 수 있어, 공조케이스 내의 공기누출을 방지하여 방열성능을 증대시킴은 물론, 부품 원가 및 작업공수의 저감을 도모하여 조립성을 향상시킬 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 의하면, 한 쌍을 이루는 상?하부 탱크, 고온의 냉각수를 유입, 배출하는 유입 파이프 및 배출 파이프, 상기 상?하부 탱크의 길이 방향으로 적층되어 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브, 상기 튜브들 사이에 구비되는 방열핀 및 엔드 플레이트로 이루어진 히터코어를 측방에서 수용하는 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 있어서, 상기 공조케이스는, 하부 탱크의 면과 대응되어 수용 가능하게 형성되는 하부 탱크 수용부와; 상기 양측 수용부 사이에 후방 연장되는 것으로, 하부 탱크와 대응되는 위치에 소정의 폭을 갖고 수직하게 외부로 돌출형성되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 돌출부의 폭(W1)은, 공조케이스 내부에 결합된 하부 탱크 폭(W)에 대하여 50~ 60%로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공조케이스와 히터코어의 조립면 사이에는, 공기의 누출을 방지하도록 씰링부재가 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5은, 본 발명에 따른 공조케이스에 히터코어가 장착된 상태를 나타내는 개략적인 평단면도이고, 도 6은, 본 발명에 따른 공조케이스의 장착구조를 나타내는 일부사시도이다.

본 발명에 따른 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 있어서, 한 쌍을 이루는 상?하부 탱크(41, 42), 고온의 냉각수를 유입, 배출하는 유입 파이프(43) 및 배출 파이프(44), 상기 상?하부 탱크(41, 42)의 길이 방향으로 적층되어 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브들 사이에 구비되는 방열핀 및 엔드 플레이트(End Plate, 47)로 구성되는 히터코어(40)의 구조는 종래기술과 동일하므로, 이하에서는 상기한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 자동차 공조케이스(50)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 양측 수용부(51a, 51b)와 돌출부(53)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 양측 수용부(51a, 51b)는, 하부 탱크(42)와 대응되어 수용 가능하게 돌출 형성된다. 또한, 상기 돌출부(53)는, 양측 수용부(51a, 51b) 사이에 후방 연장되는 것으로, 하부 탱크(42)와 대응되는 위치에 소정의 폭을 갖고 수직하게 외부로 돌출된다.

상기 돌출부(53)의 폭(W1)은, 씰링의 효과 및 반발 탄성력을 고려하여, 공조케이스(50) 내부에 결합된 하부 탱크(42) 폭(W)에 대하여 50~ 60%로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공조케이스(50)와 히터코어(40)의 조립면 사이에는, 공기의 누출 을 방지하도록 씰링부재(60)가 구비되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 공조케이스(50)의 내부에 히터코어(40)가 삽입 장착되는 순서를 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 공조케이스(50) 측면에 개방 형성된 삽입부(55) 사이로, 씰링부재(60)가 부착된 상기 히터코어(40)의 하부 탱크(42)를 길이방향을 따라 삽입하여 양측 수용부(51a, 51b)에 장착을 한다. 이때, 상기 하부 탱크(42)에 부착된 씰링부재(60)는, 씰링부재(60)의 압축에 의해 상기 돌출부(53)의 공간으로 밀려들어가 압축에 의한 반발 탄성력을 감소시키게 된다. 이에 따라, 상기 돌출부(53)에 대응되는 씰링부재(60)의 압축율은 약 40%가 되고, 상기 양측 수용부(51a, 51b)의 압축율은 기존처럼 압축되어 공기의 누출을 방지하기 위해 약 80%를 유지하게 된다.

그 다음, 상기 상부 탱크(41)는, 하부 탱크(42)와 대향되는 위치에 삽입됨으로써, 공조케이스(50)의 삽입부(55) 즉, 외면과 동일선상에 위치되고 들뜨지 않게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위내에 기재된 범주내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조에 의하면, 히터코어의 하부 탱크와 대응되는 공조케이스의 형상을 변경함 으로써, 상호 결합시 개재되는 씰링부재의 압축에 의한 반발 탄성력을 최소화하고, 히터코어의 들뜸 현상을 방지할 수 있어, 공조케이스 내의 공기누출을 방지하여 방열성능을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 히터코어가 삽입되는 공조케이스 삽입부 측에 별도의 고정수단을 설치하지 않아도 되므로 부품원가 및 작업공수의 저감을 도모하여 조립성을 향상시킬 수가 있다.

Claims (3)

1. 한 쌍을 이루는 상?하부 탱크(41, 42), 고온의 냉각수를 유입, 배출하는 유입 파이프(43) 및 배출 파이프(44), 상기 상?하부 탱크(41, 42)의 길이 방향으로 적층되어 냉각수의 유동경로를 형성하는 다수의 튜브들 사이에 구비되는 방열핀 및 엔드 플레이트(End Plate, 47)로 이루어진 히터코어(40)와, 상기 히터코어(40)를 측방에서 수용하는 자동차 공조장치용 공조케이스(Case, 50)의 장착구조에 있어서,

   상기 공조케이스(50)는, 하부 탱크(42)의 면과 대응되어 수용 가능하게 형성되는 양측 수용부(51a, 51b)와;

   상기 양측 수용부(51a, 51b) 사이에 후방 연장되는 것으로, 하부 탱크(42)와 대응되는 위치에 소정의 폭을 갖고 수직하게 외부로 돌출형성되는 돌출부(53);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 돌출부(53)의 폭(W1)은, 공조케이스(50) 내부에 결합된 하부 탱크(42) 폭(W)에 대하여 50~ 60%로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조케이스의 히터코어 장착구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 공조케이스(50)와 히터코어(40)의 조립면 사이에는, 공기의 누출을 방 지하도록 씰링부재(60)가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조장치용 공조케이스의 조립구조.

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