KR101510160B1 - 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지 - Google Patents

차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지에 관한 것으로서, 파이프 외주면에 경량의 이질 소재를 사출 또는 다이케스팅을 통해 몸체부를 형성한 메일 조인트 플랜지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파이프가 결합되는 메일 조인트 플랜지와, 상기 메일 조인트 플랜지의 일측에 형성되는 삽입구와, 상기 삽입구가 결합되도록 결합공이 형성되는 피메일 조인트 플랜지와, 상기 결합공에 대한 삽입구의 결합을 통해 메일/피메일 조인트 플랜지의 결합이 유지되도록 하는 체결부재를 포함하여 이루어지는 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지에 있어서, 상기 메일 조인트 플랜지는, 일부분을 절개한 후 소정 각도로 벤딩된 형태로 형성되는 파이프와, 상기 소정각도로 벤딩 형성된 파이프의 외주면을 감싸도록 형성된 몸체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
조인트, 플랜지, 파이프, 냉매, 통공, 사출

Description

차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지{PIPE JOINT FLANGE FOR AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 파이프 외주면에 사출 또는 다이케스팅을 통해 이질 소재로 몸체부를 형성한 메일 조인트 플랜지를 구비함으로써, 파이프의 절곡을 생략하여 제한된 공간에 대한 이용성을 향상시킨 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지에 관한 것이다.
자동차에는 하절기 혹은 동절기에 실내를 적정온도로 유지하기 위하여 공조장치가 설치되어 있다. 주로 하절기에 사용되는 에어컨 시스템은, 냉매의 기화열을 이용하여 냉기를 생성한 후 이를 차량실내에 공급하도록 되어 있다.
상기 에어컨 시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이, 냉매를 압축시키는 압축기(2)를 구비한다. 상기 압축기(2)에는, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(4)가 연결된다. 또한, 상기 응축기(4)에는, 냉매의 온도와 압력을 강하시키는 팽창밸브(6)가 연결되어 있다. 그리고, 상기 팽창밸브(6)에는, 온도와 압력이 강하된 냉매를 증발시켜 열교환을 하도록 하는 증발기(8)가 연결되어 있다.
상기한 압축기(2)는, 증발기(8)로부터 토출된 냉매가스를 액화되기 쉬운 고온고압의 냉매가스 상태로 압축한다. 그리고 응축기(4)는, 고온고압의 냉매가스를 상대적으로 온도가 낮은 외기로 열을 전달하여 냉각 및 액화한다. 상기 팽창밸브(6)는, 냉매의 증발을 용이하게 하기 위해 온도와 압력을 강하시키는 밸브이다. 그리고, 상기 증발기(8)는, 주위 공기로부터 열을 흡수하는 열교환 작용을 한다. 상기 증발기(8)의 열교환으로 열을 빼앗겨 온도가 낮아진 공기는, 송풍기에 의하여 차량의 실내로 토출된다. 또한, 상기 증발기(8)에서 기화된 냉매는, 다시 압축기(2)로 보내져서 재순환된다.
여기서, 상기 각 구성요소들은 냉매를 이송하기 위한 냉매 파이프로 연결된다. 이러한, 냉매 파이프(P)들의 연결은, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 냉매의 유출을 방지하기 위하여 플랜지 조립 방식을 이용한 조인트 플랜지(F)로 연결된다.
상기 조인트 플랜지(F)는, 상호 연결할 냉매 파이프(P1,P2)의 끝부분에 각각 연결되도록 하는 메일/피메일 조인트 플랜지(F1,F2)를 포함하여 구성된다. 상기 메일/피메일 조인트 플랜지(F1,F2)는, 체결공(18)을 통해 스터드 볼트(Stud Bolt)와 같은 체결부재(10)로 체결된다.
이러한 피메일 조인트 플랜지(F2)에는, 파이프(P2)가 결합되어 있고, 상기 파이프(P2)와 연결되어 연통되도록 하는 결합공(16)이 형성되어 있다. 즉, 상기 결합공(16)은, 피메일 조인트 플랜지(F2)에서 파이프(P2)와 파이프(P1)의 연결이 용이하도록 한다.
그리고, 상기 메일 조인트 플랜지(F1)에는, 결합된 파이프(P1)를 가공하여 형성한 삽입구(12)가 형성되어 있다. 상기 삽입구(12)에는, 결합시 냉매의 유출이 방지되도록 하는 씰링(14)이 끼워져 있다.
파이프(P1,P2)를 연결하는 조인트 플랜지(F)의 메일 조인트 플랜지(F1)는, 상기 파이프(P1)를 연결하는 방법에 따라, 측면 용접방식(도 4)과 코킹방식(도 5)으로 구분할 수 있다.
먼저, 파이프(P1)가 측면에서 용접되는 메일 조인트 플랜지(F1)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 통로(22)가 내부에 형성되는 몸체(24)를 구비한다. 상기 몸체(24)는, 체결부재(10)가 결합되는 체결공(18)을 형성한 체결부(20)가 일측에 형성된다. 또한, 상기 몸체(24)에는, 통로(22)와 연결되도록 하는 벤딩된 파이프(P1)가 측면에 용접(W)에 의해 부착되어 있다. 상기 몸체(24)에는, 통로(22)를 중심에 두고 둘레를 절삭가공한 삽입구(12)가 형성되어 있다.
상기한 메일 조인트 플랜지(F1)는, 파이프(P1)를 용접으로 부착하기 때문에 소재의 값이 비싸고, 절삭가공을 필요로 하기 때문에 제조 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.
그리고, 다이케스팅과 코킹방식으로 제조되는 메일 조인트 플랜지(F1)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 다이캐스팅을 통해 파이프(P1)에 몸체(24)가 형성된다. 상기 몸체(24)는, 체결부재(10)가 결합되는 체결공(18)을 형성한 체결부(20)가 일측에 형성된다.
상기 파이프(P1)의 일측은 몸체(24)에서 일정 길이의 벤딩간격(B)을 두고 벤 딩된다. 상기 벤딩간격(B)은, 벤딩시 벤딩부분의 내경이 좁아지지 않도록 일정길이로 형성된다.
그리고 벤딩작업된 벤딩부의 외측벽부는 얇아지는 단점이 있다. 이러한 단점은, 장기간 사용에 따른 부식시 미세홀이 발생할 우려가 높고 이로 인하여 냉매가 누출되는 문제점이 있다.
상기한 바와 같이, 파이프(P1)의 벤딩으로 형성되는 벤딩간격(B)은, 피메일 조인트 플랜지와 결합시켰을 때, 한정된 공간을 많이 차지하게 되어 설치의 제약을 받는 문제점이 있다.
또한, 벤딩간격(B)을 갖는 메일 조인트 플랜지(F1)는, 공간의 제약을 받기 때문에 제품의 설계가 제한되어 설계의 자유도를 저하시키는 문제점이 있다.
그리고, 상기 파이프(P2)의 타측은, 코킹작업에 의해 파이프(P1)를 확관시켜 삽입구(12)를 형성하게 되는데, 상기한 코킹작업으로 형성되는 삽입구(12)는, 절삭가공보다는 비용이 저렴하나 작업이 신속하지 못하고 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래기술에 따른 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 파이프의 일부를 절개하고 구부린 후, 그 외주면을 이질의 소재로 감싸는 몸체부를 형성하여 파이프가 측면에 위치되도록 형성함으로써, 파이프의 벤딩을 생략할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 파이프의 외주면에 이질 소재로 몸체부를 형성한 메일 조인트 플랜지를 구비함으로써, 가격이 저렴하고 경량인 제품을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프가 몸체부의 측면에 위치되도록 형성함으로써, 파이프의 벤딩을 생략할 수 있도록 하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 파이프의 벤딩 생략으로 공간 이용성을 향상시키고, 제품 설계의 자유도를 향상시키는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파이프가 결합되는 메일 조인트 플랜지와, 상기 파이프에 의하여 메일 조인트 플랜지의 일측에 형성되는 삽입구에 삽입되는 씰링과, 상기 삽입구가 결합되도록 결합공이 형성되는 피메일 조인트 플랜지와, 상기 삽입구가 결합공에 대한 결합을 통해 메일/피메일 조인트 플랜지의 결합이 유지되도록 하는 체결부재를 포함하여 이루어지는 차량의 공조장치용 냉매파이프의 조인트 플랜지에 있어서, 상기 메일 조인트 플랜지는, 일부분을 절개한 후 소정 각도로 벤딩된 형태로 형성되는 파이프와, 상기 소정각도로 벤딩 형성된 파이프의 외주면을 감싸도록 형성된 몸체부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 파이프는, 일부분이 절개되는 절개부와, 상기 절개부의 절개면이 맞닿도록 굽혀 형성되는 벤딩부와, 상기 벤딩부에서 연장되고 일정 형태로 확관되어 결합부의 면상에 형성되는 삽입구를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 몸체부는, 절개부에 의하여 굽혀진 일측의 파이프가 측면에 위치되도 록 파이프의 외주면에 결합부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 몸체부는, 그 내부에 파이프가 배치되어 고정되도록 이중사출로 성형된 것을 특징으로 한다.
상기 파이프의 벤딩부를 이루는 내외측 벽부의 두께가 동일하게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 이질의 소재로 몸체부가 외주면에 형성되는 파이프를 메일 조인트 플랜지의 측면에 위치되도록 함으로써, 파이프의 벤딩이 생략되는 효과가 있다.
또한, 메일 조인트 플랜지는, 파이프의 벤딩이 생략됨에 따라 한정된 공간에 대한 이용성이 좋고, 제품 설계에 대한 자유도가 향상되는 효과가 있다.
또한, 메일 조인트 플랜지를 사출 또는 다이캐스팅을 통해 제조함으로써, 절삭가공이 생략되어 제조 비용이 저렴한 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세하게 설명한다(종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다).
차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지(F)는, 도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 파이프(P1)가 결합되는 메일 조인트 플랜지(F1)와, 상기 파이프(P1)에 의하여 메일 조인트 플랜지(F1)의 일측에 형성되는 삽입구(12)와, 상기 삽입 구(12)가 결합되도록 결합공(16)이 형성되는 피메일 조인트 플랜지(F2)와, 상기 삽입구(12)가 결합공(16)에 대한 결합을 통해 메일/피메일 조인트 플랜지(F2)(F2)의 결합이 유지되도록 하는 체결부재(10)를 포함한다.
상기한 일반적인 구조는 종래기술에서 설명한바 있으므로 중복된 설명은 생략하기로 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지의 특징부를 도 6 및 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 차량의 공조장치용 냉매파이프의 조인트 플랜지(F)는, 도 6에 도시한 바와 같이, 파이프(P1)가 결합되는 메일 조인트 플랜지(F1)를 구비한다.
상기한 메일 조인트 플랜지(F1)는, 일부분을 절개한 후 직각으로 굽힌 파이프(P1)를 구비한다. 상기 소정 각도로 벤딩된 형태로 형성되는 파이프(P1)의 외주면에는, 이질의 소재로 사출 또는 다이캐스팅되는 몸체부(30)가 형성되어 있다. 상기 몸체부(30)는, 그 내부에 파이프(P1)가 배치되어 고정되도록 이중사출로 성형된다.
또한, 상기 파이프(P1)는, 도 7 및 도 9에 도시한 바와 같이, 일부분을 절개한 절개부(13)가 형성된다. 상기한 절개부(13)는, 파이프(P1)를 굽히기 위하여 일정 각도로 절개된다. 상기 파이프(P1)는, 절개부(13)의 절개면이 맞닿아 벤딩부(11)가 형성되도록 굽혀진다. 상기 파이프(P1)의 벤딩부(11)는 내외측 벽부의 두께가 동일하게 형성됨에 따라 내구성이 증대된다.
상기 벤딩부(11)의 양측에는, 굽혀진 파이프(P1)에 의하여 냉매가 유동되는 연통부(34)가 형성되어 있다. 상기 연통부(34)에는, 냉매가 연통부(34)를 따라 누출되는 것을 방지하기 위하여 외주면에 씰링(14)이 삽입되어 있다.
또한, 상기 연통부(34)의 일측에는, 코킹작업을 통해 확관시킨 삽입구(12)가 형성된다. 그리고, 상기 삽입구(12)에는, 씰링(14)이 끼워지도록 링홈(36)이 외주면에 형성된다. 상기 삽입구(12)는, 피메일 조인트 플랜지(F1)의 결합공(16)에 용이하게 결합되도록 몸체부(30)의 면상에 돌출되어 있다.
상기한 몸체부(30)는, 도 6 및 도 7에 도시한 바와 같이, 사출 또는 다이캐스팅을 통해 파이프(P1)의 외주면에 형성된다. 상기 몸체부(30)는, 파이프(P1)의 외주면에 형성됨으로써, 벤딩부(11)에 형성되는 절개부(13)가 밀폐되도록 한다.
상기한 몸체부(30)는, 파이프(P1)의 소재와 구별되는 이질의 소재인 수지재 및 알루미늄재로 형성되는 것이 바람직하다. 상기한 몸체부(30)가 파이프(P1)의 외주면에 형성되어 이루어지는 메일 조인트 플랜지(F1)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 피메일 조인트 플랜지(F2)에 체결공(18)을 통해 체결부재(10)로 체결됨으로써, 조인트 플랜지(F)를 이루게 된다.
이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명한다.
먼저, 조인트 플랜지(F) 중 메일 조인트 플랜지(F1)의 제조과정을 개략적으로 설명하면, 파이프(P1)를 절단하고 일부를 절개하여 절개부(13)를 형성한다.
이어서, 상기 절개부(13)의 절개면이 맞닿도록 파이프(P1)를 구부려 벤딩부(11)가 형성되도록 한다. 상기 벤딩부(11)가 형성된 파이프(P1)의 외주면에, 사출 또는 다이캐스팅을 통해 수지재 및 알루미늄재등의 이질의 소재로 된 몸체 부(30)를 형성한다.
상기 몸체부(30)는, 사출 또는 다이캐스팅을 통해 결합부(32) 및 삽입구(12)가 형성된다. 상기 결합부(32)에 내장되는 파이프(P1)와 삽입구(12)의 외주면에는, 씰링(14)이 개재되어 있어서 냉매의 누출이 방지된다.
또한, 상기 몸체부(30)의 삽입구(12)는, 사출 또는 다이캐스팅시 결합부(32)에 노출된 파이프(P1)의 입구를 확관하는 공정을 통해 형성된다. 상기 삽입구(12)의 확관을 끝으로 메일 조인트 플랜지(F1)의 제조는 완료된다.
상기 메일 조인트 플랜지(F1)의 제조가 완료되면, 기존의 피메일 조인트 플랜지(F2)에 체결부재(10)를 사용하여 결합시킨다. 이때, 메일 조인트 플랜지(F1)의 삽입구(12)에 씰링(14)을 미리 끼운 상태에서 피메일 조인트 플랜지(F2)의 결합공(16)에 결합시켜, 냉매의 누출이 방지되도록 한다.
상기한 피메일 조인트 플랜지(F2)에 결합되는 메일 조인트 플랜지(F1)에는, 파이프(P1)가 측면에 위치되어 있기 때문에 벤딩이 생략된다. 이에 따라 조인트 플랜지(F)는, 설치공간에 대한 제약을 받지 않고 설치될 수 있다.
본 발명은, 이질의 소재로 몸체부가 외주면에 형성되는 파이프를 메일 조인트 플랜지의 측면에 위치되도록 함으로써, 파이프의 벤딩을 생략할 수 있어 한정된 공간의 제약을 받지 않고 조인트 플랜지를 설치할 수 있도록 한 것으로, 차량의 공조장치 산업분야에 널리 이용될 수 있다.
도 1은, 종래기술에 따른 차량의 공조장치의 에어컨 시스템을 도시한 도면.
도 2는, 도 1에 나타낸 냉매 파이프용 조인트 플랜지를 도시한 사시도.
도 3은, 도 2에 나타낸 조인트 플랜지를 도시한 측단면도.
도 4는, 종래의 조인트 플랜지 중 측면 용접식 메일 조인트 플랜지를 도시한 도면.
도 5는, 종래의 조인트 플랜지 중 다이캐스팅 및 코킹방식 메일 조인트 플랜지를 도시한 도면.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 메일 조인트 플랜지를 도시한 도면.
도 7은, 도 6에 나타낸 메일 조인트 플랜지를 도시한 측단면도.
도 8은, 본 발명의 따른 메일 조인트 플랜지의 제조과정을 개략적으로 도시한 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
P1: 파이프(Pipe)
F1: 메일 조인트 플랜지(Male Joint Flange)
F2: 피메일 조인트 플랜지(Female Joint Flange)
10: 체결부재 12: 삽입구
14: 씰링(Sealing) 16: 결합공
28: 다면부 30: 몸체부
32: 결합부

Claims (5)

  1. 파이프(P1)가 결합되는 메일 조인트 플랜지(F1)와, 상기 메일 조인트 플랜지(F1)의 일측에 형성되는 삽입구(12)와, 상기 삽입구(12)가 결합되도록 결합공(16)이 형성되는 피메일 조인트 플랜지(F2)와, 상기 삽입구(12)가 결합공(16)에 대한 결합을 통해 메일/피메일 조인트 플랜지(F1,F2)의 결합이 유지되도록 하는 체결부재(10)를 포함하여 이루어지는 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지에 있어서,
    상기 메일 조인트 플랜지(F1)는, 일부분을 절개하여 절개부(13)를 형성한 후 소정 각도로 벤딩된 형태로 형성되는 파이프(P1)와,
    상기 소정각도로 벤딩 형성된 파이프(P1)의 외주면을 감싸도록 형성된 몸체부(30)를 포함하고,
    상기 몸체부(30)는, 그 내부에 파이프(P1)가 배치되어 고정되도록 이중사출로 성형되어, 파이프(P1)에 형성된 절개부(13)를 완전히 밀폐하는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프(P1)는, 일부분이 절개되는 절개부(13)와, 상기 절개부(13)의 절개면이 맞닿도록 굽혀 형성되는 벤딩부(11)와, 상기 벤딩부(11)에서 연장되고 일정 형태로 확관되어 결합부(32)의 면상에 형성되는 삽입구(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트 플랜지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체부(30)는, 절개부(13)에 의하여 굽혀진 일측의 파이프(P1)가 측면에 위치되도록 파이프(P1)의 외주면에 결합부(32)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트플랜지.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서
    상기 파이프(P1)의 벤딩부(11)를 이루는 내외측 벽부의 두께가 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 차량 공조장치의 냉매파이프용 조인트플랜지.
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