KR101595244B1

KR101595244B1 - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR101595244B1
Application number: KR1020130129194A
Authority: KR
Inventors: 변상철; 김형주; 감동민; 김성현; 김동균
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2016-02-18
Also published as: KR20140056055A; DE112013001476T5; WO2014069883A1; DE112013001476B4; US20150038067A1; US9844994B2

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스내의 풍압에 의해 공조케이스의 내측면과 면실링하는 모드도어의 도어부재 일측면에 실부재를 부착하도록 함으로써, 상기 공조케이스내의 풍압에 의한 상기 도어부재의 떨림을 방지하고 상기 면실링 부위의 공기누설을 방지하며, 또한 상기 도어부재상에 실부재의 과도한 압착을 방지하는 리브를 형성하여 상기 도어부재의 작동력을 균일하게 할 수 있고 이로인해 탑승자의 조작감도 향상할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스내의 풍압에 의해 공조케이스의 내측면과 면실링하는 모드도어의 도어부재 일측면에 실부재를 부착하도록 한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

차량용 공조장치는, 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다.

냉방시스템은 압축기의 구동에 의하여 응축기, 리시버 드라이어(Receiver Dryer), 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 냉매와, 송풍기에 의해 증발기 표면을 거치는 송풍공기와의 열교환에 의해 상기 송풍공기가 냉기로 바뀌어 차량 실내로 토출됨으로써, 차량의 실내를 냉방하도록 구성된다.

또한, 난방시스템은 냉각수를 히터코어로 유입하여 송풍기와 열교환시킴으로써, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.

이러한 차량용 공조장치는, 크게 3가지로 나눌 수 있다.

그 한 가지로, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터 유니트가 각각 별도의 유니트로 구성되어 결합된 쓰리 피스 타입(Three Piece Type)의 공조장치를 들 수 있는데, 이 공조장치의 경우에는 그 크기가 커지게 되어 차량 실내 공간의 활용도가 떨어짐은 물론 생산성 저하 등 각종 문제점을 안고 있다.

따라서, 차량 실내 공간의 효율성 증대를 위하여 차량 공조장치의 소형화가 요구되고 있는데, 이러한 요구에 부응하여 최근에는 증발기 유니트와 히터 유니트가 일체화된 세미 센터 마운팅 타입(Semi-Center Mountion type)의 공조장치 또는 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터 유니트가 일체화된 센터 마운팅 타입(Center Mounting Type)의 공조장치의 적용이 증가되고 있다.

도 1 에는 종래 세미 센터 타입의 차량용 공조장치의 예가 도시되어 있는데, 여기서 송풍기 유니트의 도시는 생략하였다.

도 1 에 도시된 차량용 공조장치(1)는 출구측에 모드도어(14)에 의하여 개도가 조절되는 공기토출구인 디프로스트 벤트(11), 페이스 벤트(12) 및 플로어 벤트(13)가 형성된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 입구측에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍기(미도시)와; 상기 공조케이스(10)에 내장되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와; 그리고 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 히터코어(3)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(20)를 포함하여 이루어진다.

상기 온도조절도어(20)는, 상기 공조케이스(10)의 내부 양측면에 형성된 슬라이딩 홈(16)에 슬라이딩 가능하게 설치되며 일측면에 기어부(21a)가 형성된 슬라이딩 도어(21)와, 상기 공조케이스(10)의 양측면에 형성된 관통공(미도시)에 회전가능하게 결합됨과 아울러 슬라이딩 도어(21)의 기어부(21a)와 기어결합되도록 기어부(22a)가 형성되어 슬라이딩 도어(21)를 작동시키는 기어샤프트(22)로 이루어진다.

또한, 상기 모드도어(14) 역시 상기 온도조절도어(20)와 유사한 구조로 되어 있으며, 간략히 설명하면, 상기 공조케이스(10)의 내부 양측면에 슬라이딩 가능하게 결합되는 슬라이딩 도어(14a)와, 상기 슬라이딩 도어(14a)를 작동시키도록 상기 공조케이스(10)의 내부 양측면에 회전 가능하게 설치되어 상기 슬라이딩 도어(14a)와 맞물리는 기어샤프트(14b)로 이루어진다.

이러한 상기 온도조절도어(20) 및 모드도어(14)는 상기 공조케이스(10)의 외측면에 설치된 액츄에이터(미도시) 등에 연결되어 회전 작동하게 되면서 상기 냉,온풍통로(P1)(P2)의 개도를 조절하거나 상기 각 벤트(11~13,15)를 개폐하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 차량용 공조장치(1)에 의하면, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(20)는 냉풍통로(P1)를 개방함과 아울러 온풍통로(P2)를 폐쇄하게 된다. 또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(20)는 냉풍통로(P1)를 폐쇄함과 아울러 온풍통로(P2)를 개방하게 된다.

따라서, 최대냉방모드가 가동될 경우, 미도시된 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)의 표면을 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉풍으로 바뀐 뒤, 냉풍통로(P1)를 통해 믹싱 챔버(Mixing Chamber, MC)쪽으로 유동하여, 공기토출모드(벤트 모드, 플로어모드, 디프로스트 모드, 바이레벨모드, 믹스모드)에 따라 상기 모드도어(14)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.

또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 송풍공기는 온풍통로(P2)를 통하여 히터코어(3)를 거치면서 히터코어(3)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온풍으로 바뀐 뒤, 믹싱 챔버(MC)쪽으로 유동하여, 공기토출모드에 따라 상기 모드도어(14)에 의해 개방되는 벤트를 통하여 차량 실내로 토출됨으로써 차량 실내의 난방이 수행된다.

한편, 믹싱모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(20)는 중립위치로 회전하여, 상기 냉풍통로(P1) 및 상기 온풍통로(P2)를 모두 개방시킨다. 따라서, 증발기(2)를 거친 냉풍과 히터코어(3)를 거친 온풍이 믹싱 챔버(MC) 쪽으로 유동하여 혼합되면서, 공기토출모드에 따라 상기 모드도어(14)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출된다.

그리고, 상기 공조장치(1)는, 상기 공조케이스(10)내의 풍압에 의해 상기 모드도어(14)의 슬라이딩 도어(14a)가 상기 공조케이스(10)의 내측면에 압착되면서 면실링됨으로서 상기 공조케이스(10)의 내측면과 슬라이딩 도어(14a)의 사이로 공기가 누출되는 것을 방지하게 된다.

그러나, 상기 종래의 공조장치(1)는, 상기 슬라이딩 도어(14a)가 상기 공조케이스(10)의 내측면에 면실링되어야 하지만, 상기 공조케이스(10)의 내측면 또는 상기 슬라이딩 도어(14a)의 변형으로 인해 상기 면실링 부위로 일부 공기가 누설되는 문제가 있다.

또한, 상기 면실링의 특성상 상기 슬라이딩 도어(14a)와 상기 공조케이스(10)의 내측면간의 간격이 협소하거나 접촉하고 있어, 공기유도 및 풍압에 의해 상기 슬라이딩 도어(14a)가 떨리는 문제가 있으며, 특히 상기 슬라이딩 도어(14a)의 끝단부가 상기 기어샤프트(14b)와 멀어질수록 떨림이 심해지는 문제가 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공조케이스내의 풍압에 의해 공조케이스의 내측면과 면실링하는 모드도어의 도어부재 일측면에 실부재를 부착하도록 함으로써, 상기 공조케이스내의 풍압에 의한 상기 도어부재의 떨림을 방지하고 상기 면실링 부위의 공기누설을 방지하며, 또한 상기 도어부재상에 실부재의 과도한 압착을 방지하는 리브를 형성하여 상기 도어부재의 작동력을 균일하게 할 수 있고 이로인해 탑승자의 조작감도 향상할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측에는 공기유입구가 형성되고 타측에는 유입된 공기를 토출하도록 복수개의 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 내측면에 슬라이딩 가능하게 설치된 도어부재와, 상기 도어부재를 작동시키도록 상기 공조케이스의 내측에 회전 가능하게 설치되면서 상기 도어부재와 맞물리는 기어샤프트로 구성된 도어를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스내의 풍압에 의해 상기 공조케이스의 내측면과 면실링되는 상기 도어부재의 일측면에는 실부재가 부착되어, 상기 도어부재의 떨림 및 상기 면실링 부위의 공기누설을 방지하도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 공조케이스내의 풍압에 의해 공조케이스의 내측면과 면실링하는 모드도어의 도어부재 일측면에 실부재를 부착하도록 함으로써, 상기 공조케이스내의 풍압에 의한 상기 도어부재의 떨림이 방지되고 상기 면실링 부위의 공기누설도 방지된다.

또한, 상기 실부재가 부착된 도어부재의 일측면에 리브를 형성함으로써, 상기 실부재의 과도한 압착을 방지함은 물론 상기 실부재가 적정 압축률로 압착되도록 하여 상기 도어부재의 작동력을 균일하게 할 수 있고 이로인해 모드도어를 조작해야하는 탑승자의 조작감도 향상할 수 있다.

그리고, 상기 도어부재에 공조케이스내를 유동하는 공기의 저항이 걸리도록 공기저항 증대수단인 배플을 돌출 형성하여, 상기 도어부재의 슬라이딩 방향에 따라 기어샤프트의 작동력을 증가 또는 감소시킴으로써, 상기 도어부재를 중력방향 또는 중력의 반대방향으로 작동시킬때 도어부재의 자중에 의해 불균일하던 상기 기어샤프트의 작동력을 균일하게 하고, 이로인해 탑승자의 조작감도 균일하게 되어 불만족을 해소할 수 있다.

또한, 상기 기어샤프트를 액츄에이터를 통해 자동 조작할 경우에는 상기 액츄에이터에 균일한 크기의 작동력이 걸리게 되므로 액츄에이터의 내구 수명을 증대시킬 수 있다.

그리고, 상기 공기저항 증대수단에 걸리는 공기저항에 의해 상기 도어부재가 공조케이스측에 밀착되는 힘이 커져 상기 공조케이스와 도어부재간에 실링성을 향상할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 분해 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 공조케이스의 상부를 나타내는 부분 사시도,
도 4는 도 3의 A부를 나타내는 단면 사시도,
도 5는 도 3에서 공조케이스의 내측면에 도어부재의 실부재가 압착된 상태를 나타내는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 모드도어를 나타내는 사시도,
도 7은 도 6에서 모드도어의 일측의 확대한 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 모드도어에서 배플이 위치한 쪽에서 바라본 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 도어부재를 중력방향으로 작동시키는 경우를 나타내는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 도어부재를 중력의 반대방향으로 작동시키는 경우를 나타내는 도면,
도 11 내지 도 15는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 공기토출모드별 모드도어의 작동상태를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 일측(입구측)에 공기유입구(111)가 형성되고 타측(출구측)에는 유입된 공기를 토출하도록 복수개의 공기토출구(116)가 형성되며 내부에는 상기 공기유입구(111)와 공기토출구(116)를 연결하는 공기통로(110c)가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내부의 공기통로(110c)상에 일정간격을 두고 설치되는 증발기(101) 및 히터코어(102)와, 상기 공조케이스(110)내의 공기통로(110c)상에 설치되는 도어(105)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 도어(105)는, 상기 공조케이스(110)내에서 상기 증발기(101)와 히터코어(102) 사이의 공기통로(110c)상에 설치되어 상기 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 상기 히터코어(102)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(120)와, 상기 공조케이스(110)내의 공기통로(110c)상에서 상기 복수개의 공기토출구(116)가 분기되는 지점에 설치되어 상기 복수개의 공기토출구(116)의 개도를 조절하는 모드도어(130)로 구성된다.

또한, 상기 공조케이스(110)는 좌,우로 분할 형성된 좌,우측케이스(110a,110b)가 서로 조립되어 구성되며, 이때 상기 좌,우측케이스(110a,110b)의 하부에는 일체형의 하부케이스(110d)가 조립될 수도 있다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에는 내,외기 전환도어(미도시)에 의해 개폐되는 내기유입구(미도시)와 외기유입구(미도시)를 통해 내기 또는 외기를 선택적으로 도입하여 송풍하는 송풍장치(106)가 설치된다.

상기 송풍장치(106)는, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)와 연결되는 스크롤케이스(107)와, 상기 스크롤케이스(107)의 내부에 회전가능하게 설치되어 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 공기를 송풍하는 블로어(108)와, 상기 스크롤케이스(107)의 일측에 설치되어 상기 내,외기유입구가 형성된 인테이크덕트(미도시)로 이루어진다.

또한, 상기 복수개의 공기토출구(116)는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(112)와, 앞좌석 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(113)와, 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(114,115)가 차례로 형성된다.

상기 페이스 벤트(113)는, 센터벤트(113a)와 사이드벤트(113b)로 분할되어 형성되는데, 즉, 상기 페이스 벤트(113)의 내부 중앙측에는 차량 실내의 중앙으로 공기를 토출하도록 센터벤트(113a)가 형성되고, 상기 센터벤트(113a)의 양측에는 차량 실내의 양측으로 공기를 토출하도록 사이드벤트(113b)가 형성된다. 이때, 상기 센터벤트(113a)와 사이드벤트(113b)는 복수개의 격벽(113c)에 의해 서로 구획되어 있다.

상기 플로어 벤트(114,115)는, 앞좌석 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 앞좌석용 플로어 벤트(114)와, 뒷좌석 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 뒷좌석용 플로어 벤트(115)로 분기되어 있다.

한편, 상기 히터코어(102)의 후방측 온풍통로(P2)와 상기 플로어 벤트(114,115)의 사이에는 구획벽(117)이 형성되어 서로 구획되어 있다.

그리고, 상기 온도조절도어(120)와 모드도어(130)는 상기 공조케이스(110)의 외측면에 설치된 액츄에이터 또는 케이블타입 컨트롤러 등과 같은 구동수단(180)에 연결되어 작동하면서 상기 냉,온풍통로(P1)(P2)와 상기 각 벤트(112~115)의 개도를 조절하게 된다.

이하에서는 편의상 상기 도어(105)가 모드도어(130)인 경우를 일예로 설명하며, 상기 온도조절도어(120)에도 동일하게 적용 가능하다.

상기 모드도어(130)는, 기어샤프트(140)와 도어부재(150)로 구성된다.

상기 기어샤프트(140)는, 상기 공조케이스(110)내의 양측면에 회전가능하게 설치됨과 아울러 양단부에는 기어부(141)가 각각 형성된다. 이때, 상기 기어샤프트(140)는 상기 기어부(141) 보다 바깥쪽 단부가 상기 공조케이스(110) 내부의 마주하는 양측면에 회전가능하게 결합되게 된다.

상기 기어샤프트(140)의 기어부(141)는 후술하는 도어부재(150)의 레일부(155)에 형성된 기어홈(155a)과 맞물리게 된다.

여기서, 상기 기어샤프트(140)는, 상기 복수개의 공기토출구(116) 중 상기 페이스 벤트(113)의 하부에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 디프로스트 벤트(112)에서부터 플로어 벤트(114,115)의 사이를 슬라이딩 이동하는 도어부재(150)의 이동 경로 중앙인 상기 페이스 벤트(113)의 하부측에 상기 기어샤프트(140)를 배치함으로써, 전체 공기토출모드에 걸쳐 도어부재(150)를 안정적으로 지지할 수 있는 것이다.

상기 도어부재(150)는, 곡면 형태로 형성됨과 아울러 상기 공조케이스(110)의 내측면에 슬라이딩 가능하게 설치되어, 상기 기어샤프트(140)의 기어부(141)와 맞물려 슬라이딩 작동하면서 상기 각 벤트(112~115)의 개도를 조절하게 된다.

이때, 상기 도어부재(150)는 상기 복수개의 공기토출구(116)가 분기되는 공조케이스(110)의 내측면(110e)측에 밀착되어 슬라이딩 작동하게 되면서 복수개의 공기토출구(116)인 디프로스트 벤트(112), 페이스 벤트(113), 플로어 벤트(114,115)의 개도를 조절하게 된다.

상기 도어부재(150)의 양단부측에는 상기 공조케이스(110)내의 양측면에 슬라이딩 가능하게 결합되도록 레일부(155)가 형성되되, 상기 레일부(155)에는 상기 기어샤프트(140)의 기어부(141)와 맞물리도록 도어부재(150)의 슬라이딩 방향으로 복수개의 기어홈(155a)이 형성된다.

아울러, 상기 레일부(155)에는 상기 복수개의 기어홈(155a) 양측을 따라 가이드(159)가 형성된다. 상기 가이드(159)는 상기 기어홈(155a)에 맞물리는 상기 기어샤프트(140)의 기어부(141)의 이탈을 방지하게 된다.

여기서, 상기 가이드(159)는 후술하는 리브(165)의 반대쪽 면에 형성된다.

또한, 상기 도어부재(150)의 레일부(155)와 마주하는 상기 공조케이스(110)내의 양측면에는 상기 레일부(155)의 단부를 슬라이딩 가능하게 지지하도록 레일홈부(118)가 형성된다.

한편, 상기 공조케이스(110)가 좌,우측케이스(110a,110b)의 조립에 의해 구성되므로, 상기 레일홈부(118)는 상기 도어부재(150)의 양 레일부(155)와 마주하는 상기 좌,우측케이스(110a,110b)의 내측면에 각각 형성된다.

이로인해, 상기 모드도어(130)는 상기 좌,우측케이스(110a,110b)에 형성된 각 레일홈부(118)의 사이에 지지되게 된다. 즉, 상기 모드도어(130)의 도어부재(150)가 상기 좌,우측케이스(110a,110b)에 형성된 각 레일홈부(118)의 사이에 지지되는 것이다.

그리고, 상기 도어부재(150) 및 레일홈부(118)는 동일 반경을 갖도록 형성되므로, 상기 기어샤프트(140)의 회전시, 상기 도어부재(150)가 상기 레일홈부(118)를 따라 슬라이딩 작동하면서 상가 각 벤트(112~115)의 개도를 조절할 수 있게 되는 것이다.

아울러, 상기 도어부재(150)와 레일홈부(118)가 동일 반경, 즉, 동일 곡률을 갖도록 형성됨으로써, 상기 도어부재(150)의 슬라이딩 작동시 도어부재(150)가 변형되는 것을 방지하게 된다.

상기 도어부재(150)는 플라스틱 재질로 사출 성형되며, 두께는 작동 및 내구성에 문제가 없는한 최대한 얇게 형성하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 도어부재(150)는, 제1도어부(151)와, 제2도어부(152)와, 브릿지부(153)가 일체로 형성되어 이루어진다.

이처럼, 단일의 도어부재(150)를 사용함으로써, 모드도어(130)의 전체구조가 간단하여 부품수와 중량 및 원가를 절감하고 내구성을 향상할 수 있음은 물론 공조장치(100)의 크기를 축소할 수 있으며, 아울러 단일 도어부재(150) 사용으로 인해 곰팡이 균 서식에 의한 냄새 방지 및 재사용(재활용)이 가능하다.

그리고, 상기 제1도어부(151)는, 상기 디프로스트 벤트(112), 페이스 벤트(113), 플로어 벤트(114,115) 중 적어도 2개의 벤트를 폐쇄 가능하도록 형성된다. 즉, 제1도어부(151)의 슬라이딩 방향 길이가 상기 각 벤트(112~115) 중 인접한 2개의 벤트를 동시에 폐쇄할 수 있는 크기로 형성되며, 물론 상기 제1도어부(151)가 반시계방향으로 최대로 슬라이딩 하게 되면 1개의 벤트, 즉, 디프로스트 벤트(112)만 폐쇄하는 것도 가능하다.

한편, 상기 제1도어부(151)는 디프로스트 벤트(112)와 페이스 벤트(113)를 동시에 폐쇄하거나 또는 페이스 벤트(113)와 플로어 벤트(114,115)를 동시에 폐쇄할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제2도어부(152)는 상기 제1도어부(151)와 슬라이딩 방향으로 일정간격 이격됨과 아울러 상기 각 벤트(112~115) 중 적어도 1개의 벤트를 폐쇄 가능하도록 형성된다.

즉, 상기 제2도어부(152)는 슬라이딩 방향 길이가 상기 각 벤트(112~115) 중 1개의 벤트를 폐쇄할 수 있는 크기로 형성되며, 이때 상기 제2도어부(152)는 상기 플로어 벤트(114,115)를 폐쇄할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 각 벤트(112~115) 중 2개의 벤트를 폐쇄할 수 있어야 하는 상기 제1도어부(151)의 슬라이딩 방향 길이는, 상기 각 벤트(112~115) 중 1개의 벤트를 폐쇄할 수 있어야 하는 상기 제2도어부(152)의 슬라이딩 방향 길이 보다 더 크게 형성되는 것이다.

그리고, 상기 브릿지부(153)는, 상호 일정간격 이격된 상기 제1도어부(151)와 제2도어부(152)를 일체로 연결하도록 형성된다.

상기 브릿지부(153)는 상기 페이스 벤트(113)의 내부에 센터벤트(113a)와 사이드벤트(113b)를 구획하도록 형성된 복수개의 격벽(113c)과 대응하는 위치에 각각 형성된다.

또한, 상기 도어부재(150)에는, 도어부재(150)의 슬라이딩 위치에 따라 상기 각 벤트(112~115)의 개도를 조절할 수 있도록 상기 제1도어부(151)와 제2도어부(152)의 사이에 개구부(154)가 관통 형성된다.

상기 개구부(154)는 상기 제1도어부(151)와 제2도어부(152)를 연결하는 브릿지부(153)에 의해 형성되며, 복수개의 브릿지부(153) 사이에 개구부(154)가 분할되어 형성된다.

한편, 상기 개구부(154)는 1개의 벤트를 개방할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하며, 이때 상기 개구부(154)가 2개의 벤트에 각각 걸쳐지게 위치하는 경우에는 2개의 벤트를 각각 일부씩 개방할 수도 있다.

그리고, 상기 레일홈부(118) 일측의 공조케이스(110) 내측면에는 상기 도어부재(150)의 레일부(155)에 관통 형성된 기어홈(155a)을 덮도록 실링벽(118a)이 돌출 형성되어, 상기 도어부재(150)의 관통된 기어홈(155a)을 통해 공기가 리크되는 것을 방지하게 된다.

이때, 상기 실링벽(118a)은 상기 도어부재(150)의 레일부(155) 일측면에 밀착되게 형성되어 상기 도어부재(150)의 기어홈(155a)을 폐쇄하게 된다.

또한, 상기 공조케이스(110)의 레일홈부(118)와 상기 도어부재(150) 간에 마찰을 최소화 할 수 있도록, 상기 레일홈부(118)의 폭(W)은 상기 도어부재(150)의 두께 보다 크게 형성되고, 상기 레일홈부(118)에 삽입된 상기 도어부재(150)의 레일부(155) 일측면에는 상기 레일홈부(118)의 일측면에 안착되는 복수개의 마찰감소돌기(158)가 형성된다.

이때, 상기 마찰감소돌기(158)는, 상기 도어부재(150)의 레일부(155)를 따라 일정 간격 이격되어 복수개 형성되되 상기 레일부(155)의 하측면에 형성되게 된다.

따라서, 상기 도어부재(150)의 슬라이딩 작동시 상기 도어부재(150)의 레일부(155) 하측면에 형성된 상기 복수개의 마찰감소돌기(158)가 상기 레일홈부(118)의 일측면에 선접촉하게 되어 상기 도어부재(150)와 레일홈부(118) 간에 마찰이 최소화 되고, 이로인해 상기 도어부재(150) 및 기어샤프트(140)를 구동하는 액츄에이터의 부하를 더욱 줄일 수 있다.

그리고, 상기 도어부재(150)는 상기 공조케이스(110)의 내부를 유동하는 공기의 풍압에 의해 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)에 밀착되면서 면실링되어 공기누설을 방지하게 된다.

즉, 상기 공조케이스(110)내에 작용하는 풍압에 의해 상기 도어부재(150)의 상측면(곡면)이 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)에 밀착되어 면실링하게 되는데, 다시말해, 상기 도어부재(150)의 상측면(곡면)과, 상기 도어부재(150)의 상측면과 마주하는 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)이 서로 면실링하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명에서는, 상기 도어부재(150) 또는 상기 도어부재(150)와 면실링하는 공조케이스(110)의 내측면(110e)의 변형으로 인한 상기 면실링 부위에서의 공기누설을 방지하고, 상기 공조케이스(110)내의 풍압이나 공기유동에 의한 상기 도어부재(150)의 떨림을 방지할 수 있도록, 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)과 면실링되는 상기 도어부재(150)의 일측면에 실부재(160)가 부착된다.

여기서, 상기 실부재(160)는 상기 공조케이스(110)내 공기유동방향으로 상기 도어부재(150)의 배면에 부착되어 상기 공기토출구(116)측 공조케이스(110) 내측면(110e)에 밀착되게 된다.

또한, 상기 실부재(160)는, 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)과 접촉하는 상기 도어부재(150)의 면실링 부위에만 부착되는 것이 바람직하며, 이때, 상기 실부재(160)는, 상기 도어부재(150)의 일측면 중 상기 복수개 기어홈(155a) 부위의 바깥영역에 부착되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 도어부재(150)의 기어홈(155a)에 상기 기어샤프트(140)의 기어부(141)가 맞물리게 되는데, 이때 상기 기어부(141)의 기어치형이 상기 기어홈(155a)을 일정길이 관통하게 되므로, 상기 도어부재(150)의 기어홈(155a) 부위에는 실부재(160)를 생략하는 것이 바람직하다.

이처럼, 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)과 면실링되는 상기 도어부재(150)의 일측면에 실부재(160)를 부착함으로써, 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)과 상기 도어부재(150) 사이의 면실링 부위를 통해 공기가 누설되는 것을 방지함과 아울러 상기 공조케이스(110)내의 풍압이나 공기유동이 작용하더라도 상기 도어부재(150)의 떨림이 방지된다.

그리고, 상기 도어부재(150)의 일측면에는, 상기 공조케이스(110)내의 풍압에 의한 상기 실부재(160)의 과도한 압착을 방지하도록 리브(165)가 돌출 형성된다.

상기 리브(165)는 상기 실부재(160)가 부착되는 도어부재(150)의 일측면에 다양한 위치에 형성될 수 있으나, 도면에서와 같이 상기 실부재(160)가 생략되는 상기 도어부재(150)의 양단부에 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 리브(165)는, 상기 도어부재(150)의 양단부에 도어부재(150)의 슬라이딩 방향으로 형성되며, 상기 리브(165)의 높이(H1)는 상기 실부재(160)의 높이(H2)와 같거나 작은 것이 바람직하다.

여기서, 상기 리브(165)의 높이(H1)가 상기 실부재(160)의 높이(H2) 보다 크게 되면 면실링이 되지 않으므로 바람직하지 않다.

따라서, 상기 공조케이스(110)내에 풍압이 작용하게 되면, 상기 도어부재(150)가 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)측으로 유동하게 되면서 상기 도어부재(150)에 부착된 실부재(160)가 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)에 압착되게 되고, 이때, 상기 리브(165)가 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)에 닿으면서 상기 실부재(160)의 과도한 압착을 방지하게 되는 것이다.

이처럼, 상기 도어부재(150)에 형성된 리브(165)는, 상기 실부재(160)의 과도한 압착을 방지함은 물론 상기 실부재(160)가 적정 압축률로 압착되도록 하여 상기 도어부재(150)의 작동력을 균일하게 할 수 있고 이로인해 모드도어(130)를 조작해야하는 탑승자의 조작감도 향상할 수 있는 것이다.

아울러, 상기 도어부재(150)의 일측면에 실부재(160) 및 리브(165)를 형성함으로써, 상기 도어부재(150)의 상,하 슬라이딩 작동시 상기 공조케이스(110)의 내측면(110e)과 상기 도어부재(150)간의 간격이 일정하게 유지되어 조작감을 균일하게 할 수 있다.

또한, 상기 도어부재(150)의 작동력이 균일하게 되면, 상기 기어샤프트(140)를 액츄에이터로 구동할 경우, 액츄에이터의 부하를 더욱 줄일 수 있어서 수명을 연장할 수 있다.

그리고, 상기 모드도어(130)는, 공기토출모드에 따라 상기 기어샤프트(140)가 일정각도 회전하는 만큼 상기 도어부재(150)도 일정각도 슬라이딩 작동하게 되면서 상기 각 벤트(112,113,114,115)의 개도를 조절하게 되는데,

도 11 내지 15를 참조하면, 상기 도어부재(150)는 공기토출모드 중 벤트 모드 일때 가장 상부에 위치하면서 개구부(154)를 통해 페이스 벤트(113)를 개방하게 되고, 디프로스트 모드 일때 가장 하부에 위치하면서 디프로스트 벤트(112)를 개방하게 된다.

이처럼, 공기토출모드에 따라 상기 도어부재(150)가 상,하방향으로 일정각도씩 슬라이딩 작동하게 되면서 각각의 벤트(112,113,114,115)를 개방하게 되는 것이다.

그리고, 상기 도어부재(150)에는, 상기 공조케이스(110)내를 유동하는 공기의 저항이 걸리도록 공기저항 증대수단(170)이 형성되어, 상기 도어부재(150)의 슬라이딩 방향에 따라 도어부재(150)를 작동시키는 상기 기어샤프트(140)의 작동력을 증가 또는 감소시켜 기어샤프트(140)의 작동력을 균일하게 하게 된다.

즉, 벤트 모드에서 시작하여 디프로스트 모드를 향할 때 상기 도어부재(150)는 상부에서 하부로 슬라이딩 작동하게 되는데, 다시말해 상기 도어부재(150)를 중력방향으로 슬라이딩 작동시킬 경우에는, 상기 도어부재(150)의 자중에 의해 상기 기어샤프트(140)에 걸리는 작동력이 작아지게 되고,

반대로, 디프로스트 모드에서 시작하여 벤트 모드를 향할 때 상기 도어부재(150)는 하부에서 상부로 슬라이딩 작동하게 되는데, 다시말해 상기 도어부재(150)를 중력의 반대방향으로 슬라이딩 작동시킬 경우에는, 상기 도어부재(150)의 자중에 의해 상기 기어샤프트(140)에 걸리는 작동력이 커지게 되는 것이다.

따라서, 본원발명에서는 상기 도어부재(150)의 작동시 상기 공기저항 증대수단(170)에 걸리는 공기의 저항을 이용한 것으로서, 상기 도어부재(150)를 중력방향으로 작동시킬 때에는 도 9와 같이 상기 도어부재(150)의 작동방향과 공기의 유동방향이 반대가 되면서 작동 반발력이 작용하여 상기 도어부재(150)를 작동시키는 기어샤프트(140)의 작동력이 커지게 되고, 상기 도어부재(150)를 중력의 반대방향으로 작동시킬 때에는 도 10과 같이 상기 도어부재(150)의 작동방향과 공기의 유동방향이 동일하게 되면서 작동 보조력이 작용하여 상기 도어부재(150)를 작동시키는 기어샤프트(140)의 작동력이 감소하게 되는 것이다.

다시말해, 상기 도어부재(150)의 자중에 의해, 상기 도어부재(150)를 중력방향으로 작동시킬 때 상기 기어샤프트(140)의 작동력이 작아지는 만큼 상기 공기저항 증대수단(170)에 걸리는 공기저항(작동 반발력)을 이용하여 작동력이 커지게 하고, 상기 도어부재(150)를 중력의 반대방향으로 작동시킬 때 상기 기어샤프트(140)의 작동력이 커지는 만큼 상기 공기저항 증대수단(170)에 걸리는 공기저항(작동 보조력)을 이용하여 작동력이 감소하도록 함으로써, 상기 도어부재(150)의 슬라이딩 방향에 관계없이 상기 기어샤프트(140)의 작동력이 균일하게 되는 것이다.

상기 기어샤프트(140)의 작동력이 균일하게 되면, 상기 기어샤프트(140)를 케이블타입 컨트롤러를 통해 수동 조작할 경우에는 탑승자의 조작감이 균일하게 되어 불만족을 해소할 수 있고, 상기 기어샤프트(140)를 액츄에이터를 통해 자동 조작할 경우에는 상기 액츄에이터에 균일한 크기의 작동력이 걸리게 되므로 액츄에이터의 내구 수명을 증대시킬 수 있다.

그리고, 상기 공기저항 증대수단(170)은, 상기 공조케이스(110)내를 유동하는 공기가 부딪치는 상기 도어부재(150)의 일측면에 배플(171)을 돌출 형성하여 이루어진다.

상기 배플(171)은, 상기 기어샤프트(140)가 조립되는 도어부재(150)의 일측면에 일정높이 돌출 형성되되, 상기 도어부재(150)의 슬라이딩 작동시 상기 기어샤프트(140)와 간섭되지 않도록 상기 도어부재(150)와 기어샤프트(140) 사이의 간격 보다 작은 높이로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배플(171)의 길이방향 폭은, 상기 도어부재(150)의 폭 보다 작게 형성되는데, 도면에서와 같이 상기 배플(171)은 상기 도어부재(150)의 양단부에 형성된 레일부(155)의 사이에 형성되는 것이 바람직하다.

이처럼, 상기 배플(171)이 상기 도어부재(150)의 양 레일부(155) 사이에 형성되어야 상기 기어샤프트(140)의 양 기어부(141)와 간섭되지 않는다.

상기한 배플(171)은, 도 9와 같이 상기 공조케이스(110)내에서 상기 도어부재(150)의 일측면을 따라 유동하는 공기의 공기유동방향에 대해 직각방향으로 형성된다. 즉, 상기 배플(171)이 공조케이스(110)내 공기유동방향의 직각방향으로 형성되어야 상기 배플(171)에 걸리는 공기저항이 최대화되고 이로인해 상기 배플(171)의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 상기 배플(171)은, 상기 도어부재(150)의 개구부(154)를 기준으로 상부측인 상기 제1도어부(151)에 형성됨으로써, 상기 공조케이스(110)내를 유동하는 공기의 저항이 공기토출모드에 관계없이 원활하게 걸리게 된다.

한편, 상기 도어부재(150)의 일측면에 형성된 상기 배플(171)은, 그 위치와 형태, 크기 및 높이, 두께 등을 변경할 수 있다.

그리고, 상기 도어부재(150)에 배플(171)을 돌출 형성하게 되면, 상기 배플(171)에 걸리는 공기저항으로 인해 상기 도어부재(150)가 공조케이스(110)측에 밀착되는 힘이 커져 실링성을 향상할 수 있다.

한편, 상기 도어(105) 중 상기 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에 설치된 온도조절도어(120)는 공조장치(100)의 크기를 축소하기 위해 상기 모드도어(130)와 같이 기어샤프트(121)와 도어부재(122)로 구성할 수 있다. 즉 상기 온도조절도어(120)는 상기 공조케이스(110)내의 양측면에 의해 회전가능하게 설치되는 기어샤프트(121)와, 상기 기어샤프트(121)에 맞물림과 아울러 기어샤프트(121)의 회전시 공조케이스(110)의 내부를 상,하로 슬라이딩 작동하면서 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2)의 개도를 조절하는 도어부재(122)로 구성된다.

아울러, 앞서 설명한 상기 모드도어(130)의 도어부재(150)에 실부재(160)나 배플(171)을 구비한 구성을 상기 온도조절도어(120)에도 동일하게 적용할 수 있는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 각 공기토출모드를 설명하기로 하며, 편의상 냉방모드일 때를 기준으로 설명하기로 한다.

가. 벤트 모드

벤트 모드는 도 11과 같이, 상기 기어샤프트(140)의 회전 작동으로 상기 도어부재(150)의 제1도어부(151)는 디프로스트 벤트(112)를 폐쇄하고, 제2도어부(152)는 플로어 벤트(114,115)를 폐쇄하며, 이때 상기 도어부재(150)의 개구부(154)가 페이스 벤트(113)에 위치하면서 페이스 벤트(113)를 개방하게 된다.

따라서, 송풍장치(106)에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(101)를 거치면서 냉풍으로 바뀌게 된다.

상기 증발기(101)를 거치면서 냉각된 냉풍은 상기 온도조절도어(120)에 의해 상기 히터코어(102)를 바이패스 한 후 상기 도어부재(150)에 의해 개방된 페이스 벤트(113)를 통해 차실내의 탑승자 얼굴쪽으로 토출되게 된다.

나. 플로어 모드

플로어 모드는 도 12와 같이, 상기 기어샤프트(140)가 벤트 모드 위치에서 시계방향으로 일정각도 회전함으로써, 상기 도어부재(150)의 제1도어부(151)는 디프로스트 벤트(112)와 페이스 벤트(113)를 동시에 폐쇄하고, 이때 상기 도어부재(150)의 개구부(154)가 플로어 벤트(114,115)에 위치하면서 플로어 벤트(114,115)를 개방하게 된다.

여기서, 상기 제2도어부(152)는 상기 구획벽(117)과 중첩되는 위치까지 내려가게 된다.

상기 증발기(101)를 거치면서 냉각된 냉풍은 상기 온도조절도어(120)에 의해 상기 히터코어(102)를 바이패스 한 후 상기 도어부재(150)에 의해 개방된 플로어 벤트(114,115)를 통해 차실내의 탑승자 발쪽으로 토출되게 된다.

다. 디프로스트 모드

디프로스트 모드는 도 13과 같이, 상기 기어샤프트(140)가 플로어모드 위치에서 시계방향으로 일정각도 추가 회전함으로써, 상기 도어부재(150)의 제1도어부(151)는 페이스 벤트(113)와 플로어 벤트(114,115)를 동시에 폐쇄하고, 이때, 상기 제1도어부(151)가 상기 디프로스트 벤트(112)를 벗어나므로 인해 디프로스트 벤트(112)가 개방된다.

여기서, 상기 제2도어부(152)와 개구부(154)는 상기 구획벽(117)과 중첩되는 위치까지 내려가게 된다.

상기 증발기(101)를 거치면서 냉각된 냉풍은 상기 온도조절도어(120)에 의해 상기 히터코어(102)를 바이패스 한 후 상기 도어부재(150)에 의해 개방된 디프로스트 벤트(112)를 통해 차실내의 유리창쪽으로 공급되어 성에를 제거하게 된다.

라. 바이레벨 모드와, 믹스 모드

바이레벨 모드는 도 14를 참고하여 간략히 설명하면, 상기 도어부재(150)의 개구부(154)가 페이스 벤트(113)와 플로어 벤트(114,115)에 걸쳐지게 위치하여 페이스 벤트(113)와 플로어 벤트(114,115)를 동시에 개방하는 모드이고,

믹스 모드는 도 15와 같이, 상기 도어부재(150)의 제1도어부(151) 중심이 페이스 벤트(113)측에 위치함에 따라 페이스 벤트(113)를 폐쇄하고, 디프로스트 벤트(112)와 플로어 벤트(114,115)를 동시에 개방하는 모드이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 도어부재(150)에 실부재(160) 및 리브(165)와, 배플(171)을 형성한 구성을 센터마운팅 타입 공조장치에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고 세미 센터 타입 공조장치, 쓰리피스 타입 공조장치, 좌,우 독립 공조장치 등 다양한 공조장치에 동일한 방법으로 적용할 수 있으며 동일한 효과를 얻을 수 있다.

100: 공조장치 101: 증발기
102: 히터코어 106: 송풍장치
110: 공조케이스 110a: 좌측케이스
110b: 우측케이스 110c: 공기통로
110d: 하부케이스 111: 공기유입구
112: 디프로트스 벤트 113: 페이스 벤트
114,115: 플로어 벤트 116: 공기토출구
117: 구획벽 118: 레일홈부
118a: 실링벽 120: 온도조절도어
130: 모드도어 140: 기어샤프트
141: 기어부 150: 도어부재
151: 제1도어부 152: 제2도어부
153: 브릿지부 154: 개구부
155: 레일부 155a: 기어홈
160: 실부재 165: 리브
170: 공기저항 증대수단 171: 배플
180: 구동수단

Claims

일측에는 공기유입구(111)가 형성되고 타측에는 유입된 공기를 토출하도록 복수개의 공기토출구(116)가 형성된 공조케이스(110)와,
상기 공조케이스(110)의 내측면에 슬라이딩 가능하게 설치된 도어부재(150)와, 상기 도어부재(150)를 작동시키도록 상기 공조케이스(110)의 내측에 회전 가능하게 설치되면서 상기 도어부재(150)와 맞물리는 기어샤프트(140)로 구성된 도어(105)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
상기 공조케이스(110)내의 풍압에 의해 상기 공조케이스(110)의 내측면과 면실링되는 상기 도어부재(150)의 일측면에는 실부재(160)가 부착되어, 상기 도어부재(150)의 떨림 및 상기 면실링 부위의 공기누설을 방지하도록 하며,
상기 도어부재(150)의 일측면에는, 상기 공조케이스(110)내의 풍압에 의한 상기 실부재(160)의 과도한 압착을 방지하도록 리브(165)가 돌출 형성되되, 상기 리브(165)의 높이(H1)는, 상기 실부재(160)의 높이(H2)와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 실부재(160)는, 상기 도어부재(150)의 면실링 부위에만 부착되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도어부재(150)에는, 상기 기어샤프트(140)와 맞물리도록 상기 도어부재(150)의 슬라이딩 방향으로 복수개의 기어홈(155a)이 형성되고,
상기 실부재(160)는, 상기 도어부재(150)의 일측면 중 상기 복수개 기어홈(155a) 부위의 바깥영역에 부착되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 리브(165)는, 상기 도어부재(150)의 양단부에 도어부재(150)의 슬라이딩 방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 도어(105)는, 공기토출모드에 따라 상기 도어부재(150)를 슬라이딩시켜 상기 복수개의 공기토출구(116) 개도를 조절하는 모드도어(130)인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 도어부재(150)에는, 상기 공조케이스(110)내를 유동하는 공기의 저항이 걸리도록 공기저항 증대수단(170)이 형성되어, 상기 도어부재(150)의 슬라이딩 방향에 따라 도어부재(150)를 작동시키는 상기 기어샤프트(140)의 작동력을 증가 또는 감소시켜 기어샤프트(140)의 작동력을 균일하게 하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 8 항에 있어서,
상기 공기저항 증대수단(170)은, 상기 공조케이스(110)내를 유동하는 공기가 부딪치는 상기 도어부재(150)의 일측면에 배플(171)을 돌출 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 9 항에 있어서,
상기 배플(171)은, 상기 공조케이스(110)내에서 상기 도어부재(150)의 일측면을 따라 유동하는 공기의 공기유동방향에 대해 직각방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 9 항에 있어서,
상기 배플(171)의 길이방향 폭은 상기 도어부재(150)의 폭 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 9 항에 있어서,
상기 도어(105)는, 공기토출모드에 따라 상기 도어부재(150)를 슬라이딩시켜 상기 복수개의 공기토출구(116) 개도를 조절하는 모드도어(130)이고,
상기 도어부재(150)는, 곡면 형태로 형성됨과 아울러 상기 복수개 공기토출구(116)의 개도를 조절하도록 개구부(154)가 관통 형성되며,
상기 배플(171)은, 상기 도어부재(150)의 개구부(154)를 기준으로 상부측에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.