KR101387597B1 - 에어컨 냉매관로의 연결구조 및 연결방법 - Google Patents

에어컨 냉매관로의 연결구조 및 연결방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제조공정 및 연결공정이 단순화로 재료비용 및 공정비용을 현저히 절감할 수 있으며 냉매관로의 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 냉매관로 연결 시 파이프의 변형 및 파손을 방지할 수 있는 에어컨 냉매관로의 연결구조 및 연결방법에 관한 것으로, 연장단 측에 확관부가 형성된 파이프; 수평한 관 형상을 가지며 일단이 확관부의 내주면 상에 수평하게 끼워지고, 외주면과 확관부의 내주면 사이에 삽입공간부를 형성하는 인서트; 및 삽입공간부에 삽입되는 호스;를 포함하며, 인서트 및 호스는 외력에 의해 인서트 측으로 압착되는 확관부에 의해 파이프에 이탈되지 않도록 연결된다.

Description

에어컨 냉매관로의 연결구조 및 연결방법{CONNECTING STRUCTURE FOR REFRIGERANT TUBE OF AIR CONDITIONER AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자동차용 에어컨의 구성품들을 연결하는 냉매관로를 효율적으로 연결할 수 있게 하는 에어컨 냉매관로의 연결구조 및 연결방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차에는 다양한 편의장치가 갖추어져 있으며, 이러한 편의장치의 대표적인 예로는 자동차의 실내를 적절히 냉방하여 실내 온도를 쾌적하게 유지시켜 주는 에어컨 시스템이 있다.
에어컨 시스템은 엔진의 회전력으로 압축·순환되는 냉매의 잠열을 이용하는 것으로서, 크게 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브의 4가지 주요 구성품으로 구성된다. 즉 자동차용 에어컨 시스템이 가동되면, 가스 상태의 냉매가 증발기에서 압축기로 흡입·압축된 후, 고온·고압의 가스 상태로 응축기에 보내지고, 응축기에서 강제 냉각된 냉매는 팽창밸브를 지나면서 저온·저압의 습증기상태로 팽창된 후, 증발기로 보내져 저온·저압의 가스 상태로 기화된다.
여기서, 증발기를 지나는 냉매는 기화 시 그 주변을 지나는 공기의 열을 빼앗게 되는데, 이때 냉각된 공기가 자동차의 실내로 유입되면서 냉방이 이루어지게 된다.
한편, 에어컨 시스템의 주요 구성품들은 냉매를 이송하기 위한 냉매관로로 연결된다. 자동차용 에어컨의 냉매관로는 자동차의 특성 상 엔진의 진동을 견뎌낼 수 있도록 고무재질의 호스와 금속재질의 파이프가 서로 연결되어 구성된다.
도 1은 종래 자동차용 에어컨의 냉매관로의 연결 순서를 나타낸 도면으로서, 우선 고무재질의 호스(30)가 끼워져 연결되는 금속재질의 파이프(10)의 연결부위(12)를 축관 시킨 후(S1), 전조(rolling)작업을 통해 연결부위(12) 외주면 상에 다수의 걸림홈(14)을 형성한다(S2). 그리고 금속재질로 된 원통형상의 쉘(20; shell)을 연결부위(12)에 조립한 상태 하에서(S3), 쉘(20)과 파이프(10) 사이, 즉 연결부위(12)로 고무재질의 호스(30)를 삽입 시킨다(S4). 이렇게 연결부위(12)로 호스(30)가 삽입되면, 쉘(20)에 압력을 가해 파이프(10)와 호스(30)를 연결시킨다(S5).
쉘(20)은 통상적으로 스웨이징(swaging) 공법에 의해 가압되는데, 쉘(20)이 가압됨에 따라 고무재질의 호스(30)는 파이프(10)의 연결부위(12)에 형성된 걸림홈(14)에 걸려 고정된다. 이렇게 가압되는 쉘(20)에 의해 호스(30)가 걸림홈(14)에 걸려 고정되므로 파이프(10)와 호스(30)는 상호간의 이탈이 방지되고 걸림홈(14)의 틈새로 호스(30)의 내면부가 채워짐으로써 냉매의 누기가 방지된다.
그런데, 전술한 종래의 냉매관로 연결은 파이프(10)의 연결부위(12)에 걸림홈(14)을 형성하기 위해 전조(rolling)작업을 반드시 실시하여야 하기 때문에 작업 공정이 번거로운 문제점이 있었다.
또한 금속재질의 파이프(10)와 호스(30)를 고정하기 위해서는 별도의 쉘(20)을 사용하여야만 하는 불편함이 있었다.
게다가, 쉘(20)을 가압 시 쉘(20)에 전달되는 압력에 의해 파이프(10)의 걸림홈(14) 부위가 변형되는 문제점이 있었으며, 이로 인해 냉매의 누기가 발생할 수 있는 또 다른 문제점이 있었다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제 2011-0001999 호(공개일자: 2011. 01. 06, 명칭: 에어컨 호스의 결합구조), 및 한국공개특허 제 2012-0109680 호(공개일자: 2012. 10. 09, 명칭: 자동차용 에어컨 파이프의 튜브 및 쉘 결합구조)가 있다.
본 발명은 제조공정 및 연결공정을 단순화 하여 재료비용 및 공정비용을 현저히 절감할 수 있으며 냉매관로의 중량을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 냉매관로 연결 시 파이프의 변형 및 파손에 의한 냉매의 누기 발생 가능성을 방지할 수 있는 에어컨 냉매관로의 연결구조 및 연결방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 연장단 측에 확관부가 형성된 파이프와, 상기 확관부의 내주면 상에 수평하게 끼워지는 수평한 관 형상의 인서트, 및 상기 인서트의 외주면과 상기 확관부의 내주면 사이에 형성된 삽입공간부에 삽입되는 호스를 가지며, 상기 인서트와 상기 호스는 외력에 의해 압착되는 상기 확관부에 의해서 상기 파이프에 이탈되지 않게 연결되는 에어컨 냉매관로의 연결구조에 있어서, 상기 인서트는 고강도 합성수지 재질로 제작되며, 상기 인서트는, 상기 인서트의 일단 외주면 상에 형성되면서 일측면이 상기 파이프와 이어진 상기 확관부의 수직한 내측면에 밀착되는 환형의 제 1 걸림돌기와, 상기 제 1 걸림돌기와 이격되게 상기 제 1 걸림돌기의 타단 측으로 인접한 상기 인서트의 외주면 상에 형성되는 환형의 제 2 걸림돌기; 상기 제 1 걸림돌기와 상기 제 2 걸림돌기 사이에는 상기 인서트의 외주면을 따라 형성된 홈에, 내주면 측이 끼워지면서 상기 확관부의 압착에 의해 외주면이 압착되어 기밀이 강화되는 O-링; 및 상기 제 2 걸림돌기의 타단 측에서부터 상기 인서트의 타단 측으로 상기 인서트의 외주면에 형성되는 다수의 걸림홈;을 포함하며, 상기 인서트는 상기 O-링이 가압되면서 상기 제 1 걸림돌기와 상기 제 2 걸림돌기 사이로 압착되는 상기 확관부에 의해 냉매가 누기되지 않도록 상기 파이프에서 이탈되지 않게 고정되며, 상기 호스의 외주면은 압착되는 상기 확관부에 의해 형성된 가압돌기에 의해 고정됨과 아울러 상기 호스의 내주면은 상기 가압돌기에 의해 가압되어 상기 걸림홈에 고정된다.
구체적으로 상기 인서트가 흔들림 및 기울어짐 없이 상기 확관부 내측으로 삽입될 수 있도록 상기 제 1 걸림돌기 및 상기 제 2 걸림돌기의 외주면은 상기 확관부의 내주면 상에 밀착되어 삽입된다.
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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 제조공정 및 연결공정이 단순하기 때문에 숙련된 작업자가 아니라도 누구나 쉽게 냉매관로를 연결할 수 있을 뿐만 아니라 재료비용 및 공정비용을 현저히 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한 파이프와 호스를 연결하기 위해 고강도 합성수지 재질의 인서트를 사용하기 때문에 냉매관로의 중량을 감소시킬 수 있는 이점이 있음과 더불어 쉘 또는 확관부의 압착 시 종래와 같이 파이프의 안지름이 변형되는 것을 냉매의 누기를 원천적으로 차단할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 자동차용 에어컨의 냉매관로의 연결 순서를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 에어컨 냉매관로의 연결 순서를 나타낸 도면이며, 그리고
도 3은 도 2의 "A"부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 에어컨 냉매관로의 연결 순서를 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 냉매관로(100)는 금속재질의 파이프(110)와, 파이프(110)에 연결되는 고무재질의 호스(130), 및 파이프(110)와 호스(130) 상호간의 이탈과 냉매의 누기를 방지하는 인서트(120)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 파이프(110)는 자동차용 에어컨을 구성하는 어느 하나의 주요 구성품(도시되지 않음)에서 이웃한 또 다른 주요 구성품(도시되지 않음) 측으로 연장되는 것으로, 호스(130)가 연결되는 파이프(110)의 연장단 측에는 확관부(112)가 형성된다.
확관부(112)는 통상의 방법, 즉 파이프(110)의 연장단 측을 툴(tool)로 성형하여 형성된다. 이때 확관부(112)의 안지름(D2)은 도시된 바와 같이 파이프(110)의 안지름(D1) 보다 크게 형성된다.
이와 같이 형성된 확관부(112)의 내측으로는 인서트(120)가 배치된다.
인서트(120)는 수평하게 연장된 관 형상을 가진다. 인서트(120)는 확관부(112)의 내측에 배치되면서 확관부(112)의 길이(L1) 방향을 따라 수평하게 배치된다. 이때, 인서트(120)의 일단, 다시 말해 확관부(112) 내측으로 삽입된 인서트(120)의 끝단 외주면 상에는 일측면이 확관부(112)와 파이프(110)를 연결하는 내측면(114)에 밀착되는 환형의 제 1 걸림돌기(122)가 일체로 형성되며, 제 1 걸림돌기(122)의 타단 측으로 인접한 인서트(120)의 외주면 상에는 제 1 걸림돌기(122)와 이격되게 환형의 제 2 걸림돌기(124)가 일체로 형성된다. 이때 인서트(120)는 흔들림 및 기울어짐 없이 확관부(112) 내측으로 삽입되는데, 이를 위해서 제 1 걸림돌기(122) 및 제 2 걸림돌기(124)의 외주면은 확관부(112)의 내주면 상에 밀착되어 삽입된다. 또한 인서트(120)의 외주면과 확관부(116)의 내주면 사이에는 호스(130)의 연장단이 삽입되는 삽입공간부(S)가 마련된다.
그리고 제 1 걸림돌기(122)와 제 2 걸림돌기(124) 사이에는 도 2에 도시된 바와 같이 인서트(120)의 외주면을 따라 O-링(126)의 내주면이 끼워지는 홈이 형성되며, 제 2 걸림돌기(124)의 타단 측에서부터 인서트(120)의 타단 측으로는 다수의 걸림홈(128)이 인서트(120)의 외주면 상에 침강되어 형성되거나, 또는 인서트(120)의 외주면이 돌출되어 형성된다. 바람직하게는 걸림홈(128)은 인서트(120)의 외주면을 따라 형성된다. 더욱 바람직하게는 인서트(120)는 가공(加工)의 편의 및 비용 절감을 위해 고강도 합성수지 재질로 제작된다.
한편, 호스(130)는 파이프(110)의 연장단에 인접한 에어컨의 주요 구성품을 연결함에 있어 조립 시의 유연성 확보 및 자동차의 진동을 저감시킬 목적으로 사용되는 것으로, 호스(130)의 연장단은 인서트(120)의 외주면과 확관부(112)의 내주면 사이에 마련된 삽입공간부(S)에 삽입된다. 이렇게 삽입공간부(S)로 삽입된 호스(130)는 외력에 의해 인서트(120) 측으로 압착되는 확관부(112)에 의해 파이프(110)에 이탈이 방지되도록 연결된다. 즉 확관부(112)의 외주면을 압착함에 따라 확관부(112)에는 호스(130)를 인서트(120)의 외주면 상으로 가압하는 가압돌기(132)들이 형성되고, 가압돌기(132)들에 의해 호스(130)의 내주면은 압착되어 걸림홈(128)에 채워짐과 아울러 걸려 고정되며, 호스(130)의 외주면은 가압돌기(132)에 의해 가압됨과 아울러 가압돌기(132)들 사이에 채워져 고정된다. 그리고 압착되는 확관부(112)는 제 1 걸림돌기(122)와 제 2 걸림돌기(124) 사이로도 인서트(120) 외주면에 밀착되는데, 이때 내주면이 인서트(120)에 형성된 홈에 끼워진 O-링(126)은 압착되는 확관부(112)에 의하여 납작해지면서 인서트(120)와 확관부(112) 사이에 밀착되어 냉매의 누기를 방지하며, 제 1 걸림돌기(122)와 제 2 걸림돌기(124) 사이로 압착된 확관부(112)는 인서트(120)가 파이프(110)에서 이탈되는 것을 방지한다.
바람직하게는 확관부(112)의 압착은 통상의 스웨이징(swaging) 공법으로 압착된다.
하기에는 전술한 바와 같이 연결되는 냉매관로(100)의 연결방법을 설명한다.
금속재질의 파이프(110) 및 고무재질의 호스(130)로 이루어진 본 발명의 냉매관로(100)를 연결하기 위해서는, 먼저 호스(130)가 연결되는 파이프(110)의 연장단 측에 확관부(112)를 형성한다(단계 S10).
확관부(112)는 전술한 바와 같이 통상의 방법, 즉 파이프(110)의 연장단 측을 툴(tool)로 성형함으로써 형성된다.
전술한 바와 같이 파이프(110)에 확관부(112)가 형성되면(단계 S10), 다음으로 확관부(112)의 내측에 인서트(120)를 배치한다(단계 S20).
대략 수평한 관 형상을 가지는 인서트(120)는 확관부(112)의 연장단을 통해 삽입되어 일단이 확관부(112)에 내측에 끼워진다. 즉 일단이 제 1 확관부(112)에 끼워진 인서트(120)는 확관부(112) 내측에 수평하게 배치되며, 확관부(112)의 내주면과 마주하는 인서트(120)의 외주면 사이에는 호스(130)가 삽입되는 삽입공간부(S)가 형성된다.
다시 말해, 단계(S10)에서 형성되는 확관부(112)는 인서트(120)를 고정시키고, 인서트(120)와 확관부(112) 사이에 삽입공간부(S)를 형성하기 위해 제공된다.
한편, 전술한 바와 같이 삽입공간부(S)가 형성되면(단계 S20), 호스(130)의 연장단을 삽입공간부(S)에 삽입한 후(단계 S30), 확관부(112)를 압착시켜 파이프(110)에 인서트(120) 및 호스(130)의 연결을 완료한다(단계 S40).
확관부(112)에 대한 압착은 확관부(112)를 가압하여 이루어지는데, 여기서는 통상의 스웨이징(swaging) 공법이 이용될 수 있다.
이렇게 확관부(112)가 압착되면, 확관부(112)는 인서트(120)의 제 1 걸림돌기(122) 및 제 2 걸림돌기(124) 사이로 압착되어 인서트(120)를 파이프(110)에서 이탈되지 않게 고정시킨다. 또한 제 1 걸림돌기(122) 및 제 2 걸림돌기(124) 사이로 압착된 확관부(112)는 제 1 걸림돌기(122)와 제 2 걸림돌기(124) 사이에 배치된 O-링(126)에 밀착되어 냉매가 누기 되는 것을 방지한다.
그리고 압착되는 확관부(112)는 호스(130)를 가압한다. 이때 확관부(112)를 압착함에 따라 확관부(112)에는 호스(130)의 외주면 측을 가압하는 가압돌기(136)들이 형성되고, 이러한 가압돌기(136)들에 의해 가압되는 호스(130)의 내주면은 걸림홈(128)들에 삽입되는데, 즉 삽입공간부(S) 내에 삽입된 호스(130)의 외주면은 가압돌기(132)들에 의해 고정되며, 호스(130)의 내주면은 걸림홈(128)들에 걸려 고정된다.
이렇게 파이프(110)의 확관부(112)의 내측에 인서트(120)를 배치시킨 후, 호스(130)를 삽입하여 확관부(112)를 압착함으로써, 파이프(10)와 호스(30)는 상호간의 이탈이 방지되도록 연결된다.
이와 같은 본 발명의 에어컨 냉매관로의 연결구조 및 연결방법에 따르면, 제조공정 및 연결공정이 단순하기 때문에 숙련된 작업자가 아니라도 누구나 쉽게 냉매관로를 연결할 수 있을 뿐만 아니라 재료비용 및 공정비용을 현저히 절감할 수 있다.
또한 파이프(110)와 호스(130)를 연결하기 위해 고강도 합성수지 재질의 인서트(120)를 사용하기 때문에 냉매관로(100)의 중량을 감소시킴은 물론 쉘 또는 확관부의 압착 시 종래와 같이 파이프(110)의 안지름(D1)이 변형되어 냉매가 누기될 수 있는 가능성을 방지한다.
상기와 같은 에어컨 냉매관로의 연결구조 및 연결방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100 : 냉매관로 11O : 파이프
112 : 제 1 확관부 120 : 인서트
122 : 제 1 걸림돌기 124 : 제 2 걸림돌기
126 : O-링 128 : 걸림홈
130 : 호스 132 : 가압돌기

Claims (9)

  1. 연장단 측에 확관부가 형성된 파이프와, 상기 확관부의 내주면 상에 수평하게 끼워지는 수평한 관 형상의 인서트, 및 상기 인서트의 외주면과 상기 확관부의 내주면 사이에 형성된 삽입공간부에 삽입되는 호스를 가지며, 상기 인서트와 상기 호스는 외력에 의해 압착되는 상기 확관부에 의해서 상기 파이프에 이탈되지 않게 연결되는 에어컨 냉매관로의 연결구조에 있어서,
    상기 인서트는 고강도 합성수지 재질로 제작되며,
    상기 인서트는,
    상기 인서트의 일단 외주면 상에 형성되면서 일측면이 상기 파이프와 이어진 상기 확관부의 수직한 내측면에 밀착되는 환형의 제 1 걸림돌기와, 상기 제 1 걸림돌기와 이격되게 상기 제 1 걸림돌기의 타단 측으로 인접한 상기 인서트의 외주면 상에 형성되는 환형의 제 2 걸림돌기; 상기 제 1 걸림돌기와 상기 제 2 걸림돌기 사이에는 상기 인서트의 외주면을 따라 형성된 홈에, 내주면 측이 끼워지면서 상기 확관부의 압착에 의해 외주면 측이 압착되어 기밀이 강화되는 O-링; 및 상기 제 2 걸림돌기의 타단 측에서부터 상기 인서트의 타단 측으로 상기 인서트의 외주면에 형성되는 다수의 걸림홈;을 포함하며,
    상기 인서트는 상기 O-링이 가압되면서 상기 제 1 걸림돌기와 상기 제 2 걸림돌기 사이로 압착되는 상기 확관부에 의해 냉매가 누기되지 않도록 상기 파이프에서 이탈되지 않게 고정되며, 상기 호스의 외주면은 압착되는 상기 확관부에 의해 형성된 가압돌기에 의해 고정됨과 아울러 상기 호스의 내주면은 상기 가압돌기에 의해 가압되어 상기 걸림홈에 고정되는 것을 특징으로 하는 에어컨 냉매관로의 연결구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인서트가 흔들림 및 기울어짐 없이 상기 확관부 내측으로 삽입될 수 있도록 상기 제 1 걸림돌기 및 상기 제 2 걸림돌기의 외주면은 상기 확관부의 내주면 상에 밀착되어 삽입되는 것을 특징으로 하는 에어컨 냉매관로의 연결구조.
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