KR101663605B1

KR101663605B1 - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR101663605B1
Application number: KR1020100082286A
Authority: KR
Inventors: 박태용; 이동원; 백승호; 정윤섭; 김주훈
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2016-10-07
Also published as: KR20120019121A

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, PTC 히터에 전원을 인가하는 PTC 커넥터를 대시패널에 설치하여 PTC 커넥터의 고열에 의하여 주변 부품을 손상시키는 발열문제와 감전에 의한 탑승자의 안전사고를 예방할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 공조케이스와, 상기 공조케이스의 내부통로에 설치되어 유입된 공기를 냉각하는 증발기 및 유입된 공기를 가열하는 PTC 히터와, 상기 PTC 히터에 전원을 인가하도록 설치되는 PTC 커넥터를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 PTC 커넥터는, 차실외측에 배치되도록 대시패널상에 설치 고정되는 커넥터 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, PTC 히터에 전원을 인가하는 PTC 커넥터를 대시패널에 설치하여 PTC 커넥터의 고열에 의하여 주변 부품을 손상시키는 발열문제와 감전에 의한 탑승자의 안전사고를 예방할 수 있도록 하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적인 차량용 공조장치는, 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방장치와 난방하기 위한 난방장치를 포함한다.

상기한 냉방장치는, 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체(냉매)가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하도록 구성된다.

그리고, 난방장치는, 히터 코어를 이용하여 냉각수를 열교환시킴으로써 실내를 난방하도록 구성된다.

일반적인 차량용 난방장치는, 송풍장치, 히터코어 및 덕트를 포함하여 이루어지는데, 전기 자동차에 적용되는 공조장치의 경우에는, 히터 코어를 사용하는 일반적인 차량과 달리 도 1에 나타낸 바와 같이, PTC(Positive Temperature Coefficient)히터(46P)를 사용하여 히터 코어의 기능을 대신하도록 하고 있다.

이러한 전기 자동차에 적용되는 차량용 공조장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 내외기 유입구(11)(12)가 형성되는 인테이크 덕트(14)의 하부에 공조케이스(40)측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬(도시생략)을 제어하는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로(42)에 증발기(44)와 PTC 히터(46P)가 설치된 공조케이스(40)를 포함한다.

상기한 전기 자동차용 공조장치(1)는, 송풍장치(10)에 의하여 차 실내로 유입된 외기를 냉매가 흐르는 공조케이스(40)의 증발기(44), 또는 공기를 가열하는 PTC 히터 (46P)를 선택적으로 통과시켜 열교환시킨 후, 차 실내의 각 부위와 연통된 디프로스트 벤트(Defrost Vent:48), 페이스 벤트(Face Vent:50) 및 플로어 벤트(Floor Vent:52)를 통하여 냉기 또는 온기 상태로 차 실내의 여러 방향으로 분배함으로써 냉방 및 난방을 한다.

통상 차량의 배터리는 12V로서, 상대적으로 저전압이며 이를 이용한 종래 PTC 히터는 탑승자의 감전이나 PTC 커넥터에서의 발열문제가 상대적으로 낮았다.

그러나, 최근 50V 이상의 고전압 배터리를 탑재하는 하이브리드 차량이나 전기자동차의 경우 PTC 히터에 고전압이 인가되기 때문에 커넥터에서의 발열문제 또는 커넥터 단선시 탑승자 감전시 안전사고 우려가 제기되고 있다.

특히, 전기자동차의 경우 난방열원 확보를 위해 300V 내외의 전원을 공급받는 고전압 PTC를 개발하고 있는 추세로서 상기한 전원을 공급받는 고전압 PTC를 개발하고 있는 추세로서 상기한 커넥터에서의 발열문제 또는 커넥터 단선시 탑승자 감전등에 대한 대비가 요구되고 있다.

상기한 전기 자동차는, 전기에너지를 이용하여 열에너지를 발생시켜 주는 PTC 히터(46P)를 이용하여 공조장치에 필요한 열을 발생시킨다.

이러한 PTC 히터(46P)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 풍량 조절 스위치 (도시생략)의 조작시 조작 신호를 인지한 레지스터(18)가 송풍모터(24)를 구동시킨다.

그리고, 상기 레지스터(18)의 작동신호를 인지한 엔진 ECU(Electric Control Unit:2)는, PTC 히터 제어부재(20)의 제어를 통해 고전압 PTC 커넥터(45)로 전선에 의하여 연결되는 PTC 히터(46P)를 제어하게 된다.

상기한 고전압 PTC 커넥터(45)는, 전원을 PTC 히터(46P)에 근접하여 인가할 수 있도록 주로 공조케이스(40)의 저면 외부에 설치되어 있다.

그런데 이러한 PTC 커넥터(45)는, 고전압이 형성되기 때문에 고온을 방열하는 단점이 있다.

이에 따라, PTC 커넥터(45)가 설치되는 공조케이스(40)에는, 고열을 방출하는 PTC 커넥터(45)를 커버할 수 있도록 열해 방지커버(48)가 설치되어 있다.

그러나, PTC 커넥터(45)가 공조케이스(40)의 저면 외부에 설치되어 있기 때문에, 열해 방지커버(48)가 더 설치되더라도 장기간에 걸쳐 방출되는 고온에 노출되는 부품이 열해를 받아 손상되는 문제점이 있다.

그리고, PTC 커넥터(45)가 공조케이스(40)에 설치됨에 따라, 주변 부품이 열해를 입지 않도록 공조케이스(40)의 외부에 열해 방지커버(48)를 추가 설치해야 하는 등 작업공수 증가 및 부품 추가로 인하여 원가를 상승시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 고열이 발생하는 PTC 커넥터를 차실외의 대시패널에 설치함으로써, 공조케이스의 주변 부품을 고온으로부터 보호할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 공조케이스에 설치되는 열해 방지커버를 생략함으로써, 원가를 절감할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, PTC 커넥터를 차실외측의 대시패널에 설치함으로써, 탑승자의 안전을 향상시킬 수 있도록 하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공조케이스와, 상기 공조케이스의 내부통로에 설치되어 유입된 공기를 냉각하는 증발기 및 유입된 공기를 가열하는 PTC 히터와, 상기 PTC 히터에 전원을 인가하도록 설치되는 PTC 커넥터를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 PTC 커넥터는, 차실외측에 배치되도록 대시패널 상에 설치 고정되는 커넥터 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 커넥터 고정부재는, 차실외측에서 대시패널에 장착공을 통해 체결부재로 설치되고 PTC 커넥터의 일부분이 커버되도록 형성되는 커버 브라켓을 포함하는 하는 것을 특징으로 한다.

상기한 커넥터 고정부재는, 공조케이스로부터 일정 간격 이격되어 차실외측에 배치되도록 대시패널상에 설치 고정되는 것을 특징으로 한다.

상기한 커넥터 고정부재는, 상기 PTC 커넥터와 증발기 파이프 조인트 플랜지 사이의 대시패널에 열해 방지 및 응축수가 PTC 커넥터에 닿지 않도록 판상으로 돌출 형성되는 차단부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 커버 브라켓은, PTC 커넥터의 일부분을 감싸도록 형성되는 차단부와, 상기 차단부를 장착공에 체결부재로 용이하게 체결할 수 있도록 외주면에 형성되는 형성되는 체결플랜지를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 PTC 히터는, 고전압 PTC 히터인 것을 특징으로 한다.

상기한 PTC 커넥터는, 대시패널을 통해 차실외측에 일측이 배치되도록 설치되되, 타측은 공조케이스의 형합부에 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 고열이 발생하는 PTC 커넥터를 대시패널에 설치함으로써, 공조케이스의 주변 부품이 열기에 의하여 손상되지 않도록 하는 효과가 있다.

또한, 공조케이스에 설치되는 열해 방지커버의 생략으로 원가를 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, PTC 커넥터를 차실내 외측에 위치하도록 대시패널에 설치함으로써, 탑승자의 안전을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, PTC 커넥터를 공조케이스에서 대시패널로 장착위치를 변경함에 따라 부품간 열해 방지와 PTC 히터에 관련된 부품들에 의한 점유공간 최소화로 조립성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은, 종래기술에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측단면도.
도 2는, 도 1의 나타낸 PTC 히터가 설치된 공조장치의 구성을 도시한 블록도.
도 3은, 도 2에 나타낸 PTC 커넥터가 설치됨을 도시한 도면.
도 4는, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 공조장치로 PTC 커넥터가 대시패널에 설치됨을 도시한 도면.
도 5는, 도 4에 나타낸 PTC 커넥터의 설치를 차실내측 방향에서 도시한 도면.
도 6은, 도 4 및 도 5에 나타낸 PTC 커넥터를 도시한 측단면도.
도 7은, 도 4에 나타낸 커넥터 고정부재를 도시한 도면.
도 8은, 도 4에 나타낸 PTC 커넥터의 다른 설치예를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세하게 설명한다(종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하여 설명한다).

차량용 공조장치는, 도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 내외기 유입구(11)(12)가 형성되는 인테이크 덕트(14)의 하부에 공조케이스(40)측으로 내외기를 강제 송풍하는 송풍팬(도시생략)을 제어하는 레지스터(18) 및 PTC 히터 제어부재(20)가 스크롤케이스(22)의 단부측 외부에 각각 독립적으로 설치되는 송풍장치(10)와, 상기 송풍장치(10)에 의하여 공급되는 내외기가 이동하는 공기유로(42)에 설치되어 유입된 공기를 냉각하는 증발기(44) 및 유입된 공기를 가열하는 PTC 히터(46P)와, 상기 PTC 히터(46P)에 전원을 인가하는 PTC 커넥터(45)가 설치되는 공조케이스(40)를 포함한다.

다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 특징부를 도 4 내지 도 7을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 상기 PTC 커넥터(45)는, 차실외측에 배치되도록 대시패널(60)상에 설치 고정되는 커넥터 고정부재(70)로 설치된다.

상기한 커넥터 고정부재(70)에는, 대시패널(60)의 장착공(62)에 체결부재로 설치되고 PTC 커넥터(45)의 일부분 커버되도록 하는 커버 브라켓(64)이 구비된다.

상기한 커버 브라켓(64)은, PTC 커넥터(45)의 고열이 차실내로 전열되는 것을 차단한다.

또한, 상기 커넥터 고정부재(70)는, 공조케이스(40)로부터 일정 간격 이격되어 차실외측에 배치되도록 대시패널(60)상에 설치 고정된다.

그리고, 상기 PTC 커넥터(45)에 형성되는 커버 브라켓(64)이 삽입되는 장착공(62)은, PTC 히터(46P)와 가까운 대시패널(60)에 형성된다.

상기한 커버 브라켓(64)에는, PTC 커넥터(45)의 일부분을 감싸는 차단부(66)가 형성되어 있다. 즉, 상기 차단부(66)는, 고열이 차실내측으로 전달되지 않도록 차실내에서 차실외측을 향해 삽입 설치된다.

또한, 상기 커버 브라켓(64)의 차단부(66)에는, 체결부재로 장착공(62)에 체결할 수 있도록 외주면에 패드(68)를 구비한 체결플랜지(72)가 형성되어 있다.

상기한 커버 브라켓(64)은, 엔진룸 측에 PTC 커넥터(45)가 노출되도록 설치되기 때문에 차실내측으로 전달되는 고열을 용이하게 차단한다. 이러한 커버 브라켓(64)은, 내열성 소재로 제조되는 것이 바람직하다.

또한, 커버 브라켓(64)은, 작업공수를 절감하기 위하여 PTC 커넥터(45)에 일체로 형성되거나 분리구조로 형성될 수도 있다.

이러한 커넥터 고정부재(70)에는, 상기 PTC 커넥터(45)와 증발기 파이프 조인트 플랜지(80) 사이의 대시패널(60)에 고온의 전달을 차단하여 열해를 방지하는 차단부재(90)가 판상으로 돌출되어 있다.

또한, 상기 차단부재(90)는, PTC 커넥터(45)와 증발기 파이프 조인트 플랜지(80) 사이의 대시패널(60)에 형성됨으로써, 조인트 플랜지(80)를 통해 누수된 응축수가 고전압이 흐르는 PTC 커넥터(45)에 닿지 않도록 한다.

상기한 차단부재(90)는, PTC 커넥터(45) 주변의 부품에 열해를 가하는 것을 방지할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

도 7은 상기 PTC 커넥터(45)의 다른 설치예를 도시한 도면이다.

상기한 PTC 커넥터(45)는, 대시패널(60)을 통해 차실외측에 일측이 배치되도록 설치되되, 타측은 공조케이스(40)의 형합부(40L)에 고정되도록 설치된다.

상기한 PTC 커넥터(45)는, 공조케이스(40)의 형합시 형합부(40L)에 용이하게 고정 설치할 수 있다.

상기한 PTC 커넥터(45)는, 대시패널(60)에 근접한 형합부(40L)를 이용하여 간단히 설치할 수 있다.

이에 따라, PTC 커넥터(45) 및 PTC 히터(46P)에 연결되는 전선은, 공조케이스(40)의 내부에 설치되어 노출되지 않음으로써, 탑승자가 안전사고를 방지할 수 있다.

이하, 상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명의 작용을 설명한다.

차량의 실내온도에 따라 풍량 조절 스위치(도시생략)를 조절하면, 상기 풍량 조절 스위치의 신호로 송풍장치에 설치된 전장품 제어부재(도시생략)가 작동한다.

상기한 전장품 제어부재에서 레지스터(18)는, 송풍팬을 작동시켜 공기를 공조케이스(40)측으로 공기토출구(26)를 통해 송풍시킨다.

상기 레지스터(18)의 작동시, PTC 커넥터(45)는, PTC 히터 제어부재(20)의 제어로 고전압을 PTC 히터(46P)에 인가한다. 이에 따라 PTC 히터(46P)는, PTC 히터 제어부재(20)의 신호에 의해 단수별로 발열하게 된다.

상기한 PTC 히터(46P)가 발열할 때, 상기 송풍팬(16)에 의하여 공기토출구(26)를 통해 송풍되는 공기가 공조케이스(40)에 공급된다.

이에 따라 송풍공기는, 고전압 PTC 커넥터(45)와 연결되어 발열상태에 있는 PTC 히터(46P)를 통과하면서 가열된다.

상기한 PTC 히터(46P)에 의하여 가열된 송풍공기는, 공조모드에 따라 분배된 후 차실내에 공급된다.

본 발명에 의하면 PTC 히터(46P)에 전원을 인가하는 고전압 PTC 커넥터(45)가 대시패널(60)에 설치되어 있기 때문에, 고열이 방열되더라도 공조장치 부품이나 PTC 커넥터(45)의 주변 부품에 열해를 주지 않아 부품의 내구성이 안정적으로 유지될 수 있다.

그리고, 상기 PTC 커넥터(45)가 대시패널(60)에 설치됨에 따라 종래 공조케이스(40)에 설치되던 열해 방지커버를 생략할 수 있어 원가를 절감하고 작업공수를 줄일 수 있다.

본 발명은, PTC 히터에 전원을 인가하는 고전압 PTC 커넥터를 차실내의 외측 대시패널에 설치함으로써, 주변 부품의 열해를 방지하고 열해 방지 커버의 생략으로 원가를 절감하고 작업공수를 줄일 수 있도록 한 것으로, 차량용 공조장치 분야에 널리 이용될 수 있다.

40: 공조케이스 44: 증발기
45: PTC 커넥터(Positive Temperature Coefficient Connector)
46P: PTC 히터 60: 대시패널(Dash Panel)
64: 커버 브라켓 66: 차단부
70: 커넥터 고정부재 72: 체결플랜지
80: 증발기 파이프 조인트 플랜지 90: 차단부재

Claims

공조케이스(40)와, 상기 공조케이스(40)의 내부통로에 설치되어 유입된 공기를 냉각하는 증발기(44) 및 유입된 공기를 가열하는 PTC 히터(46P)와, 상기 PTC 히터(46P)에 전원을 인가하도록 설치되는 PTC 커넥터(45)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 PTC 커넥터(45)는, 차실외측에 배치되도록 대시패널(60)상에 설치 고정되는 커넥터 고정부재(70)를 포함하고,
상기 커넥터 고정부재(70)는,
차실외측에서 대시패널(60)에 장착공을 통해 체결부재로 설치되고 PTC 커넥터(45)의 일부분이 커버되도록 형성되는 커버 브라켓(64)을 포함하고,
상기 커버 브라켓(64)의 일측은 차실내에 위치하여 차실내 측으로 고열이 전달되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터 고정부재(70)는, 공조케이스(40)로부터 일정 간격 이격되어 차실외측에 배치되도록 대시패널(60)상에 설치 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터 고정부재(70)는,
상기 PTC 커넥터(45)와 증발기 파이프 조인트 플랜지(80) 사이의 대시패널(60)에 열해 방지 및 응축수가 PTC 커넥터(45)에 닿지 않도록 판상으로 돌출 형성되는 차단부재(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 커버 브라켓(64)은,
PTC 커넥터(45)의 일부분을 감싸도록 형성되는 차단부(66)와, 상기 차단부(66)를 장착공(62)에 체결부재로 용이하게 체결할 수 있도록 외주면에 형성되는 형성되는 체결플랜지(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 PTC 히터(46P)는, 고전압 PTC 히터인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제 1 항에 있어서,
상기 PTC 커넥터(45)는, 대시패널(60)을 통해 차실외측에 일측이 배치되도록 설치되되, 타측은 공조케이스(40)의 형합부(40L)에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.