KR101625875B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 모드캠의 슬롯에 형성된 캠선도에 변곡구간을 구비함으로써, 공조케이스 내에 작용하는 송풍기의 풍압을 분산시켜 도어들이 임의로 공조케이스에 부딪쳐 소음이 발생하는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해 본 발명은, 캠선도를 가지는 슬롯이 구비된 모드캠에 의해 공조케이스의 디프로스트도어와 페이스도어 및 플로어도어를 모드에 맞게 개도시키는 도어 구동장치를 구비한 차량용 공조장치에 있어서, 상기 모드캠(20)의 슬롯(22a)(22b)(22c)의 캠선도에는, 상기 공조케이스(1) 내측에 작용하는 송풍기의 풍압에 의해 도어(8)(9)(10)들이 임의로 닫혀지면서 공조케이스(1)에 부딪치는 것이 방지되도록 풍압을 분산시키는 변곡구간(40)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 모드캠의 슬롯에 형성된 캠선도에 변곡구간을 구비함으로써, 공조케이스 내에 작용하는 송풍기의 풍압을 분산시켜 도어들이 임의로 공조케이스에 부딪쳐 소음이 발생하는 것을 방지하도록 하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는, 차량의 실내를 냉방을 하기 위한 냉방시스템과, 난방을 하기 위한 난방시스템을 포함한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 공조장치는, 공조케이스(1)와, 상기 공조케이스(1)의 일측에 구비되는 송풍기(도시하지 않음)와, 상기 공조케이스(1)의 내측에 구비되는 증발기(2)와, 상기 공조케이스(1)의 내측에 구비되는 히터코어(Heater Core, 3)와, 상기 공조케이스(1)의 내측에 구비되고 상기 증발기(2) 및 히터코어(3)를 통과하는 냉기 또는 온기가 적정한 공조공기로 혼합되도록 조절하는 온도조절도어(4)와, 상기 공조케이스(1)의 일단에 구비되고 열 교환된 냉기 또는 온기가 토출되도록 하는 통로로서 전면유리로 토출되도록 하는 디프로스트벤트(Defrost Vent, 5)와, 얼굴 쪽으로 토출되도록 하는 페이스벤트(Face Vent, 6)와, 발 쪽으로 토출되도록 하는 플로어벤트(Floor Vent, 7), 및 상기 벤트(5)(6)(7)들의 각각에 구비되어 토출되는 공기량을 제어하는 디프로스트도어(Defrost Door, 8)와, 페이스도어(Face Door, 9), 플로어도어(Floor Door, 10)를 포함한다. 또한, 상기 차량용 공조장치에는, 상기 각 도어(8)(9)(10)의 개도 각도를 조절하기 위한 도어 구동장치가 상기 공조케이스(1)의 외측에 구비된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 도어 구동장치는, 상기 공조케이스(1)의 외주연에 회전가능하게 구비되는 모드캠(20)과, 상기 모드캠(20)에 구비되고 각 도어(8)(9)(10)들을 모드에 맞게 개도시키도록 캠선도를 형성하는 슬롯(Slot, 22a)(22b)(22c)들과, 상기 각각의 도어(8)(9)(10)들에서 연장되어 상기 공조케이스(1)의 외측으로 돌출된 회전축(8a)(9b)(10c)과, 상기 각각의 회전축(8a)(9b)(10c)에 구비되는 아암(24a)(24b)(24c)들과, 상기 아암(24a)(24b)(24c)의 일측에 돌출되어 일단이 상기 슬롯(22a)(22b)(22c)들 각각에 삽입되는 핀(26a)(26b)(26c)들 및 상기 모드캠(20)의 일측에 구비되어 상기 모드캠(20)을 회전시키도록 회전력을 제공하는 엑츄에이터(30)를 포함한다.
상기 엑츄에이터(30)의 회전력에 의해 상기 모드캠(20)이 정, 역회전하면, 상기 모드캠(20)의 슬롯(22a)(22b)(22c)들에 삽입된 핀(26a)(26b)(26c)이 캠선도를 따라 유동하고, 이를 통해 상기 핀(26a)(26b)(26c)의 일단이 결합된 아암(24a)(24b)(24c)과 회전축(8a)(9b)(10c)이 회전됨으로써, 도어(8)(9)(10)들을 모드에 맞게 개도시킨다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모드캠(20)에 따른 모드선도는, 페이스도어(9)가 100% 개방되어 공기를 토출하는 벤트모드(Vent Mode)와, 페이스도어(9) 50%와 플로어도어(10) 50%가 개방되어 공기를 토출하는 바이레벨(Bi-Level Mode)모드와, 플로어도어(10) 100%와 디프로스트 도어(8) 30%가 개방되어 공기를 토출하는 플로어모드(Floor Mode)와, 디프로스트도어(8) 50%와 플로어도어(10) 50%가 개방되어 공기를 토출하는 믹스모드(Mix Mode), 및 디프로스트도어(8)가 100% 개방되어 공기를 토출하는 디프모드(Def Mode)의 5단계로 이루어진다.
한편 종래에는, 차량의 냉방시스템의 초기 가동으로 발생할 수 있는 습기 또는 냄새 문제를 해결하기 위하여, 일정시간 동안 플로어모드로 전환시켜 습기 또는 냄새를 포함하는 공기가 플로어벤트(10)를 통해 토출되도록 함으로써, 탑승자의 불쾌감을 해소시키고자 하였다.
그런데, 플로어모드는 통상 플로어도어(10) 100% 개방과 함께 디프로스트도어(8)도 30% 개방상태이므로, 냉방시스템 초기 가동으로 발생하는 습기 또는 냄새가 상기 디프로스트벤트(5)를 통해서도 토출됨에 따라 탑승자에게 불쾌감을 유발시키는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 바이레벨모드와 플로어모드 사이에 플로어퍼지모드(Floor-Purge Mode)를 구비하는 방안이 있다. 상기 플로어퍼지모드는, 플로어도어(10)는 100% 개방하고 디프로스트도어(8)는 닫힘상태를 유지하는 모드로서, 플로어퍼지모드가 추가된 6단계의 캠선도로 이루어진다.
즉, 플로어퍼지모드는 냉방시스템의 가동으로 초기에 발생할 수 있는 습기 또는 냄새가 100% 개방된 플로어도어(10)의 플로어벤트(7)로만 토출되도록 하고 있다.
이 경우, 도 4를 참조하면, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드로 이동할 때, 페이스도어(9)는 닫힘상태로 이동 중이고, 플로어도어(10)는 열림 상태를 이동 중이며, 디프로스트도어(8)는 닫힘상태를 유지하고 있다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 송풍기를 통해 유입된 공기는 상기 플로어도어(10)의 플로어벤트(7)로 토출되는 과정에서 페이스도어(9)를 밀게된다. 이에 따라 상기 페이스도어(9)가 공조케이스(1)에 부딪치면서 소음을 발생시키는 문제점이 있다.
또한, 모드캠(20)의 슬롯(22a)(22b)(22c)의 한정된 캠선도에 플로어퍼지모드를 추가함에 따라, 상대적으로 모드별 이동거리가 짧아지고, 이로 인해 모드별 도어의 반응속도가 빨라지게 된다. 이에 따라, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드로 이동하는 과정에서 페이스도어(8)가 공조케이스(1)에 부딪쳐 소음을 발생시키는 문제점이 있다.
즉, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드로 이동하는 과정 중, 송풍기의 풍압과 상기 플로어퍼지모드의 추가에 의해 빨라진 모드별 반응속도로 인하여, 공조케이스(1)에 부딪치는 페이스도어(8)의 힘이 가중되어 소음이 발생하게 되는 것이다.
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안하는 것으로서, 모드캠의 슬롯에 형성된 캠선도에 변곡구간을 구비하여 공조케이스 내에 작용하는 송풍기의 풍압을 분산시킴으로써, 도어들이 임의로 공조케이스에 부딪쳐 소음이 발생하는 것을 방지하도록 하는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 변곡구간에서 디프로스트도어의 개도범위를 10~30%로 제한함으로써, 냉방시스템 초기 가동시 습기 또는 냄새의 토출량을 대폭 감소시켜 차량 실내의 쾌적성을 유지하도록 하는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 캠선도를 가지는 슬롯이 구비된 모드캠에 의해 공조케이스의 디프로스트도어와 페이스도어 및 플로어도어를 모드에 맞게 개도시키는 도어 구동장치를 구비한 차량용 공조장치에 있어서, 상기 모드캠의 슬롯의 캠선도에는, 상기 공조케이스 내측에 작용하는 송풍기의 풍압에 의해 도어들이 임의로 닫혀지면서 공조케이스에 부딪치는 것이 방지되도록 풍압을 분산시키는 변곡구간을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 변곡구간은, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드로 이동하는 구간에 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 변곡구간에는, 플로어도어를 최대로 개도시키고 디프로스트도어를 일정범위만큼 개도시켜 송풍기의 풍압을 분산시키도록 하는 제1변곡지점을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 변곡구간에는, 제1변곡지점을 지나서 페이스벤트가 닫히도록 하고, 디프로스트도어는 닫혀지는 과정이 수행되도록 하는 제2변곡지점을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 변곡구간에서 디프로스트도어가 개도되는 범위는 10~30%인 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 모드캠의 슬롯에 형성된 캠선도에 변곡구간을 구비함으로써, 공조케이스 내에 작용하는 송풍기의 풍압을 분산시켜 도어들이 임의로 공조케이스에 부딪쳐 소음이 발생하는 것을 방지하도록 하는 효과가 있다.
또한, 변곡구간에서 디프로스트도어의 개도범위를 10~30%로 제한함으로써, 냉방시스템 초기 가동시 습기 또는 냄새의 토출량을 대폭 감소시켜 차량 실내의 쾌적성을 유지하도록 하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 공조케이스 단면도.
도 2는 종래의 도어 구동장치를 개략적으로 도시한 부분 사시도.
도 3은 종래의 모드에 따른 도어 개도량을 도시한 캠선도.
도 4는 종래의 플로어퍼지모드가 구성된 도어 개도량을 도시한 캠선도.
도 5는 종래의 플로어퍼지모드에서 페이스도어가 공조케이스에 부딪치는 상태를 도시한 공조케이스 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 플로어퍼지모드가 구성된 도어 개도량을 도시한 캠선도.
도 7은 본 발명에 따른 바이레벨모드에서 플러어퍼지모드로 이동되는 과정에서 디프로스트도어가 열림된 상태를 도시한 공조케이스 단면도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다(종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다).
본 발명의 차량용 공조장치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 공조케이스(1)와, 상기 공조케이스(1)의 일측에 구비되는 송풍기(도시하지 않음)와, 상기 공조케이스(1)의 내측에 구비되는 증발기(2)와, 상기 공조케이스(1)의 내측에 구비되는 히터코어(Heater Core, 3)와, 상기 공조케이스(1)의 내측에 구비되고 상기 증발기(2) 및 히터코어(3)를 통과하는 냉기 또는 온기가 적정한 공조공기로 혼합되도록 조절하는 온도조절도어(4)와, 상기 공조케이스(1)의 일단에 구비되고 열 교환된 냉기 또는 온기가 토출되도록 하는 통로로서 전면유리로 토출되도록 하는 디프로스트벤트(Defrost Vent, 5)와, 얼굴 쪽으로 토출되도록 하는 페이스벤트(Face Vent, 6)와, 발 쪽으로 토출되도록 하는 플로어벤트(Floor Vent, 7), 및 상기 벤트(5)(6)(7)들의 각각에 구비되어 토출되는 공기량을 제어하는 디프로스트도어(Defrost Door, 8)와, 페이스도어(Face Door, 9), 플로어도어(Floor Door, 10)를 포함한다. 또한, 상기 차량용 공조장치에는, 상기 각 도어(8)(9)(10)의 개도 각도를 조절하기 위한 도어 구동장치가 상기 공조케이스(1)의 외측에 구비된다.
상기 도어 구동장치는, 상기 공조케이스(1)의 외주연에 회전가능하게 구비되는 모드캠(20)과, 상기 모드캠(20)에 구비되고 각 도어(8)(9)(10)들을 모드에 맞게 개도시키도록 캠선도를 형성하는 슬롯(Slot, 22a)(22b)(22c)들과, 상기 각각의 도어(8)(9)(10)들에서 연장되어 상기 공조케이스(1)의 외측으로 돌출된 회전축(8a)(9b)(10c)과, 상기 각각의 회전축(8a)(9b)(10c)에 구비되는 아암(24a)(24b)(24c)들과, 상기 아암(24a)(24b)(24c)의 일측에 돌출되어 일단이 상기 슬롯(22a)(22b)(22c)들 각각에 삽입되는 핀(26a)(26b)(26c)들 및 상기 모드캠(20)의 일측에 구비되어 상기 모드캠(20)을 회전시키도록 회전력을 제공하는 엑츄에이터(30)를 포함한다.
상기 모드캠(20)의 슬롯(22a)(22b)(22c)은, 벤트모드와, 바이레벨모드, 플로어퍼지모드, 플로어모드, 믹스모드, 및 디프모드의 6단계의 캠선도로 이루어진다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 슬롯(22a)(22b)(22c)의 캠선도에는 변곡구간(40)이 형성되어 있어, 송풍기의 풍압에 의해 도어(8)(9)(10)들이 강제로 닫히지 않도록 함으로써 소음발생을 방지한다.
상기 변곡구간(40)은, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드로 진행되는 과정에 구비됨이 바람직하다. 이에 한정하는 것은 아니며, 도어(8)(9)(10)들이 공조케이스(1)에 부딪쳐 발생하는 소음을 방지하기 위하여 공조케이스(1)의 내측에 작용하는 압력을 분산시키도록 도어를 일정시간 동안 개도시키는 것이면 어느 모드에서든 사용 가능하다.
상기 변곡구간(40)은, 페이스도어(9)와 플로어도어(10)가 열려진 상태이고, 디프로스트도어(8)가 닫힌 상태의 바이레벨모드에서 상기 디프로스트도어(10)는 닫힌상태를 유지하고 플로어도어(10)는 완전 개방상태로 이동 중이며, 페이스도어(9)가 닫혀지도록 작동되는 과정에서 닫힌 상기 디프로스트도어(8)를 일정시간 동안 개도시키는 구간이다.
또한, 상기 변곡구간(40)에서의 디프로스트도어(8)의 개도량은, 10 ~ 30%임이 바람직하다. 개도량이 10% 미만이면 공기의 토출량이 적기 때문에 송풍기의 풍압을 분산시키지 못하게 되고, 30%를 초과하면 공기의 토출량이 많아져 차량 실내에서 습기 또는 냄새를 맡을 수 있기 때문이다.
도 6을 참조하면, 상기 변곡구간(40)은, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드 사이에 제1변곡지점(42)과 제2변곡지점(44)으로 구분된다.
상기 제1변곡지점(42)은, 플로어도어(10)가 100% 개방되고, 디프로스트도어(8)는 10 ~ 30% 개방되는 정점구간이다.
상기 제2변곡지점(44)은, 디프로스트도어(8)는 닫혀지는 과정이고, 페이스도어(9)는 닫힌 상태이다.
즉, 제1변곡지점(42)에서 플로어도어(10)의 완전개방과 디프로스트도어(8)의 일부개방으로 송풍기의 풍압이 플로어벤트(7) 및 디프로스트벤트(5)로 분산됨에 따라, 상대적으로 페이스도어(9)에 작용하는 풍압이 저하되어 도어(8)(9)(10)들이 공조케이스(1)에 임의로 부딪치는 것을 방지한다.
또한, 10~30% 개방된 상기 디프로스트벤트(8) 및 닫혀지는 페이스벤트(9)로 토출되는 공기량이 적기 때문에, 습기 또는 냄새가 현저히 감소된다.
이하 상기와 같이 구성된 변곡구간을 통해 소음발생이 방지되는 과정을 설명한다.
먼저, 냉방시스템을 가동시키면, 모드캠(20)이 엑츄에이터(30)에서 제공되는 회전력에 의해 회전하게 되고, 상기 모드캠(20)의 슬롯(22a)(22b)(22c)에 삽입된 핀(26a)(26b)(26c)이 캠선도에 맞춰 유동하면서 공조케이스(1)의 각 도어(8)(9)(10)를 개도시킨다.
한편, 냉방시스템 초기 시동단계에서는, 습기 또는 냄새가 사용자의 얼굴 측으로 토출되지 않고 발 쪽으로만 토출되도록 하는 플로어퍼지모드가 실행된다.
즉, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드로 이동하는 과정 중에, 송풍기에서 제공되는 풍압에 의해 페이스도어(9)가 강제로 닫혀지는 것을 방지하도록 디프로스트도어(8)가 일정시간 동안 개도된다.
도 6을 참조하면, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드로 이동하는 과정 중에, 제1변곡지점(42)에서 플로어도어(10)는 100% 개도되고, 디프로스트도어(8)는 10~30%개도되는 정점구간을 거친 후 닫히게 된다.
즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 송풍기를 통해 토출되는 공기 중 일부는 100% 개방된 플로어벤트(7)로 진입되고, 그 중 일부는 10~30% 개도된 디프로스트벤트(5)로 토출되며, 나머지는 닫혀지는 페이스벤트(6)로 토출된다. 이에 따라 송풍기의 풍압을 분산시킴으로써, 풍압에 의해 도어(8)(9)(10)들이 공조케이스(1)에 부딪치는 것을 방지하게 된다.
이어서, 제2변곡지점(44)에서 페이스도어(9)는 닫히고, 플로어도어(10)는 100% 개도되며, 디프로스트도어(8)는 닫혀지게 된다.
계속해서, 플로어퍼지모드로 이동되면, 페이스도어(9) 및 디프로스트도어(8)는 닫혀지고, 플로어도어(10)만 100% 개도된다.
이상에서 설명한 것은 차량용 공조장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니한다. 본 발명에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변경실시가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
1: 공조케이스 5: 디프로스트벤트
6: 페이스벤트 7: 플로어벤트
8: 디프로스트도어 9: 페이스벤트
10: 플로어도어 20: 모드캠
22a, 22b, 22c: 슬롯 30: 엑츄에이터
40: 변곡구간 42: 제1변곡지점
44: 제2변곡지점

Claims (5)

  1. 캠선도를 가지는 슬롯이 구비된 모드캠에 의해 공조케이스의 디프로스트도어와 페이스도어 및 플로어도어를 모드에 맞게 개도시키는 도어 구동장치를 구비한 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 모드캠(20)의 슬롯(22a)(22b)(22c)의 캠선도에는, 상기 공조케이스(1) 내측에 작용하는 송풍기의 풍압에 의해 도어(8)(9)(10)들이 임의로 닫혀지면서 공조케이스(1)에 부딪치는 것이 방지되도록 풍압을 분산시키도록 하는 변곡구간(40)을 포함하고,
    상기 변곡구간(40)은, 바이레벨모드에서 플로어퍼지모드로 이동하는 구간에 구비되며,
    상기 변곡구간(40)에는, 플로어도어(10)를 최대로 개도시키고 디프로스트도어(8)를 일정범위만큼 개도시켜 송풍기의 풍압을 분산시키도록 하는 제1변곡지점(42)과, 제1변곡지점(42)을 지나서 페이스벤트(9)가 닫히도록 하고 디프로스트도어(8)는 닫혀지는 과정이 수행되도록 하는 제2변곡지점(44)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 변곡구간(40)에서 디프로스트도어(8)가 개도되는 범위는 10~30%인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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