KR101684154B1 - 자동차 공조 시스템의 hvac 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량 내의 난방, 환기, 공기조화역할을 수행하는 HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning)의 케이스에 관한 것이다.
본 발명은 센터 케이스의 양편에 가변 슬라이드 가능한 좌우측 케이스의 조합하여, 차급별 다양한 열교환기 사이즈 별로 HVAC 케이스를 모두 새롭게 제작할 필요없이 하나의 케이스 구조로 유연성 있게 대응할 수 있는 새로운 구조의 HVAC 케이스를 구현함으로써, 투자비 절감은 물론 공용화 효과를 극대화할 수 있는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스를 제공한다.

Description

자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스{HVAC CASE FOR CAR AIR CONDITIONERING SYSTEM}
본 발명은 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 내의 난방, 환기, 공기조화역할을 수행하는 HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning)의 케이스에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 공조 시스템은 환기가 필요한 여러 가지 상황에서 실내 공기를 위생적이고 쾌적하게 유지시켜주는 시스템이다.
보통 자동차에는 냉방, 난방, 환기 등을 위한 공조 시스템이 갖추어져 있으며, 우리가 흔히 말하는 A/C(Air Conditioning), HVAC(Heating, Ventilating Air Conditioning), 지능형 온도 시스템(Advanced climate control) 등은 이러한 공조 시스템을 지칭하는 용어이다.
예를 들면, HVAC는 외부에서 도입된 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내로 송풍함으로써 차량의 실내를 난방 또는 냉방하는 시스템으로, 외기 또는 내기를 도입하는 송풍 유니트, 흡입된 공기를 냉매의 증발에 의해 냉각시키는 증발기 코어와 엔진 냉각수의 냉각열에 의해 흡입된 공기를 가열하는 히터 코어가 내장된 증발기 및 히터 코어 유니트 등을 구비하고 있다.
여기서, 상기 증발기 및 히터 코어 유니트에 속해 있는 HVAC 케이스의 측면에는 송풍 유니트의 공기 토출구와 결합되는 증발기 유니트 공기 유입구가 형성되고, 내부에는 증발기 코어 및 히터 코어가 장착되며, 상부에는 열교환된 공기가 차량 실내로 안내되는 배출구 등이 갖추어진 구조로 이루어진다.
이와 같은 HVAC 케이스는 한국공개실용신안 20-2011-0003206호, 한국공개실용신안 20-2011-0001732호 등에 다양한 구조의 것들이 개시되어 있다.
보통 HVAC 케이스는 좌측 케이스와 우측 케이스, 그리고 파티션의 단순 결합구조로서, 열교환기의 사이즈에 따라 케이스 외곽 사이즈가 결정된다.
따라서, 차급에 따라 열교환기의 사이즈가 달라지면 케이스 전체를 새롭게 제작하여 적용하고 있는 실정이다.
이렇게 차급별 다양한 열교환기 사이즈 별로 HVAC 케이스를 모두 새로 제작해야 하기 때문에 금형 투자비 과다, 품질 안정화 미흡, 개발 공수 과다 등의 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 센터 케이스의 양편에 가변 슬라이드 가능한 좌우측 케이스의 조합하여, 차급별 다양한 열교환기 사이즈 별로 HVAC 케이스를 모두 새롭게 제작할 필요없이 하나의 케이스 구조로 유연성 있게 대응할 수 있는 새로운 구조의 HVAC 케이스를 구현함으로써, 투자비 절감은 물론 공용화 효과를 극대화할 수 있는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스는 다음과 같은 특징이 있다.
상기 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스는 좌측 케이스와 우측 케이스, 그리고 좌우측 케이스 사이를 구획하는 파티션을 가지는 센터 케이스를 포함하는 구조로 이루어지는 한편, 특히 상기 좌측 케이스와 우측 케이스는 센터 케이스를 사이에 두고 양편에서 슬라이드 가능하게 결합되므로서, 열교환기의 사이즈에 따라 케이스 외곽 사이즈를 좌우로 늘리거나 줄일 수 있는 특징이 있다.
여기서, 상기 좌측 케이스와 우측 케이스의 서로 마주대하는 단부는 센터 케이스의 양쪽 단부에 형성되어 있는 슬라이드 홈 내에 삽입 결합되도록 하여, 케이스 외곽 사이즈 조절 시에 슬라이드되면서 삽입 정도가 조절될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 좌측 케이스와 우측 케이스의 서로 마주대하는 단부에는 좌측 체결구와 우측 체결구가 각각 형성되고, 상기 센터 케이스에는 좌우측 체결구 사이에 위치되는 센터 체결구가 형성되며, 상기 좌측 체결구와 우측 체결구, 그리고 센터 체결구가 함께 체결되는 구조로 결합되므로서, 좌측 케이스, 우측 케이스 및 센터 케이스가 일체식으로 조립될 수 있다.
그리고, 상기 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스는 좌측 체결구와 우측 체결구, 그리고 센터 체결구의 체결부위에 함께 개재됨과 더불어 체결되면서 좌우측 체결구 간의 체결 시의 이격 거리를 조절해주는 브라켓을 더 포함할 수 있다.
이때의 상기 브라켓은 열교환기 사양별 사이즈에 상응하는 크기를 가지는 여러 타입을 구비하여, 열교환기 사양별 사이즈에 따라 선택 적용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 제공하는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스는 열교환기 사이즈 별 HVAC 케이스 가변 대응이 가능하므로, 별도의 케이스를 새로 제작할 필요가 없고, 따라서 투자비를 절감할 수 있으며 공용화 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스를 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스에서 경형 HVAC 케이스의 사용예를 나타내는 확대도 및 단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스에서 소형 HVAC 케이스의 사용예를 나타내는 확대도 및 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스에서 중대형 HVAC 케이스의 사용예를 나타내는 확대도 및 단면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스를 나타내는 사시도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스는 차급별 다양한 열교환기의 사이즈에 따라 케이스 전체를 새로 제작할 필요없이 케이스를 사이즈를 가변적으로 늘리거나 줄일 수 있도록 하여, 전 차급 HVAC 케이스의 공용화를 실현할 수 있는 구조로 이루어지게 된다.
이를 위하여, 상기 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스는 열교환기(미도시)를 수용하면서 다수의 공기 출입구를 가지는 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11), 그리고 센터 케이스(13)를 포함한다.
여기서, 상기 좌우측 케이스(10,11)와 센터 케이스(13)를 포함하는 HVAC 케이스의 내부와 외부에는 댐퍼나 액추에이터 등이 설치되며, 이러한 HVAC 케이스의 기본 구조는 종래와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)는 양편으로 분할된 형태이며, 이렇게 분할된 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11) 사이에 센터 케이스(13)가 배치되면서 3개의 케이스(10,11,13)는 일체식으로 조립되어 하나의 HVAC 케이스를 이루게 된다.
또한, 상기 센터 케이스(13)의 일정 폭을 가지는 띠 모양을 취하면서 전체적으로 "U"자 형태로 이루어지게 되고, 케이스의 좌우 폭 중심에서 전면 벽체와 밑면 바닥체, 후면 벽체를 이루게 된다.
그리고, 상기 센터 케이스(13)에는 전면 벽체와 후면 벽체의 각 안쪽면 사이에는 전후 방향를 가로지르는 파티션(12)이 형성되고, 이때의 파티션(12)은 좌우측 케이스(10,11) 사이를 구획하는 칸막이 역할을 하게 된다.
이러한 양편의 좌우측 케이스(10,11)는 가운데의 센터 케이스(13)를 사이에 두고 좌우 방향으로 슬라이드 가능하게 되고, 이러한 슬라이드 구조를 통해 좌우측 케이스(10,11)가 서로 바깥쪽으로 벌어지게 되면 HVAC 케이스의 사이즈를 늘릴 수 있게 되며, 좌우측 케이스(10,11)가 서로 안쪽으로 좁혀지게 되면 HVAC 케이스의 사이즈를 줄일 수 있게 된다.
즉, 상기 HVAC 케이스는 양편의 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)를 슬라이드 방식으로 벌리거나 좁혀서 케이스 외곽 사이즈를 열교환기의 사이즈에 맞게 조절할 수 있게 된다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스에서 경형/소형/중대형 HVAC 케이스의 사용예를 나타내는 확대도 및 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 여기서는 좌우측 케이스(10,11)의 좌우 방향 슬라이드 시에 늘어나거나 줄어드는 케이스 좌우 폭을 커버할 수 있는 구조를 보여준다.
이를 위하여, 상기 센터 케이스(13)의 좌우 폭 방향 양쪽 단부에는 좌우 폭 방향을 따라 나란한 일정깊이의 슬라이드 홈(14)이 각각 형성되고, 이렇게 형성되는 양쪽의 슬라이드 홈(14)에는 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)의 서로 마주대하는 단부가 각각 삽입될 수 있게 된다.
즉, 상기 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)의 각 단부는 슬라이드 홈(14) 내에 삽입 위치되어 슬라이드 홈(14)을 따라 좌우로 슬라이드되면서 홈 내에 위치될 수 있게 되며, 케이스 외곽 사이즈 조절 시에 슬라이드되면서 삽입 정도가 조절될 수 있게 된다.
예를 들면, 좌우측 케이스(10,11)의 단부는 슬라이드 홈(14) 내에 완전히 상입된 상태로 위치될 수 있거나(도 3), 좌우측 케이스(10,11)의 단부가 슬라이드 홈(14) 내에 약 1/3 정도 삽입된 상태로 위치될 수 있거나(도 4), 좌우측 케이스(10,11)의 단부가 슬라이드 홈(14) 내에 약 1/2 정도 삽입된 상태로 위치될 수 있게 된다.
결국, 이러한 슬라이드 홈(14) 내에 케이스측 단부가 위치되는 구조에 의해 좌우측 케이스(10,11)가 슬라이드 위치되는 경우에도 좌우측 케이스(10,11)와 센터 케이스(13) 간의 긴밀한 결속이 이루어질 수 있게 된다.
특히, 상기 좌우측 케이스(10,11)와 센터 케이스(13)가 이루는 HVAC 케이스의 사이즈가 조절된 상태, 즉 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)의 좌우 슬라이드 길이가 조절된 상태를 유지시켜주기 위한 수단으로 좌우측 체결구(15,16)와 센터 체결구(17)가 마련된다.
상기 좌측 체결구(15)와 우측 체결구(16)는 바 형태로서 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)의 서로 마주대하는 단부에서 서로 마주보며 나란하게 수평 배치되고, 이렇게 배치된 상태에서 후단부를 통해 케이스측 단부에 고정됨과 더불어 선단부에는 전면을 향해 직각으로 꺽인 형태의 체결부위가 일체 형성된다.
이와 같이 고정되는 좌측 체결구(15)와 우측 체결구(16)는 좌우측 케이스(10,11)의 단부 전면과 일정 갭을 유지할 수 있게 된다.
이에 따라, 좌우측 케이스(10,11)의 단부가 슬라이드 홈(14) 내에서 슬라이드될 때, 상대적으로 센터 케이스(13)의 양쪽 단부가 갭 사이에 위치될 수 있게 된다.
상기 센터 체결구(17)는 센터 케이스(13)의 좌우 폭 중간에서 전면을 향해 돌출된 형태로 이루어지게 되고, 양편에 있는 좌우측 체결구(15,16)와 동일한 수평선상에 위치될 수 있게 된다.
이에 따라, 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)의 슬라이드 길이를 조절한 상태에서 센터 케이스(13)에 있는 센터 체결구(17)를 가운데 두고 그 양편으로 좌우측 케이스(10,11)에 있는 좌우측 체결구(15,16)의 체결부위를 밀착시킨 상태(또는 후술하는 브라켓을 개재한 상태)에서 이들 좌우측 체결구(15,16)와 센터 체결구(17)를 볼트 및 너트 등의 체결부재로 함께 체결함으로써, 사이즈가 조절된 상태의 좌측 케이스(10), 우측 케이스(11) 및 센터 케이스(13)가 일체식으로 조립될 수 있게 된다.
이와 같은 좌우측 체결구(15,16)와 센터 체결구(17)는 케이스 전면과 후면, 그리고 바닥면에 적절한 수가 구비될 수 있으며, 본 발명에서는 전면에 3개, 바닥면에 2개(미도시), 후면에 3개(미도시)를 적용한 예를 보여주고 있다.
한편, 좌우측 케이스의 슬라이드 조절을 통해 HVAC 케이스의 사이즈 조절 시 센터 케이스에 있는 파티션의 양면과 접하는 좌우측 케이스의 내측 단부의 경우, 비록 도시하지는 않았지만, 파티션 양면에 센터 케이스 좌우 폭 만큼의 폭을 가지는 리브 및 슬라이드 홈을 형성하고, 이 슬라이드 홈 내에 좌우측 케이스의 내측 단부를 슬라이드 가능하게 삽입하는 구조로 좌우측 케이스(10,11)의 좌우 방향 슬라이드 시에 늘어나거나 줄어드는 케이스 내측 좌우 폭을 커버할 수 있게 된다.
또한, HVAC 케이스의 사이즈를 늘리기 위해 좌우측 케이스(10,11)를 바깥쪽으로 벌리는 경우에 서로 떨어지게 되는 좌우측 체결구(15,16)와 센터 체결구(17) 간의 갭을 보상하기 위한 수단, 즉 센터 체결구(17)와 함께 좌우측 체결구(15,16) 간의 체결 시 이격 거리를 조절해주는 수단으로 브라켓(18)이 마련된다.
상기 브라켓(18)은 대략 "ㄷ"자 형태로서, 센터 체결구(17)를 안쪽으로 수용하면서 양측면으로 좌우측 체결구(15,16)의 체결부위와 접하게 되고, 이렇게 좌우측 체결구(15,16)의 체결부위 사이에 개재된 상태에서 좌측 체결구(15)와 우측 체결구(16)의 체결부위, 그리고 센터 체결구(17)와 함께 체결수단으로 체결될 수 있게 된다.
이러한 브라켓(18)은 열교환기 사양별 사이즈에 상응하는 크기(좌우 길이)를 가지는 여러 종류의 타입으로 이루어질 수 있으며, HVAC 케이스 크기에 따라, 즉 열교환기 사양별 사이즈에 따라 적절한 것을 선택해서 적용할 수 있게 된다.
따라서, 경차에 사용되는 경형급 열교환기(히터 코어 4,400kcal/h 정도, 에바 코어 4,100kcal/h 정도)에 적용되는 HVAC 케이스의 경우, 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)를 안쪽으로 최대한 좁힌 상태에서 센터 케이스(13)에 있는 센터 체결구(17)와 좌우측 케이스(10,11)에 있는 좌우측 체결구(15,16)를 직접 체결하여 HVAC 케이스의 사이즈를 경형급의 사이즈로 만들어 사용할 수 있게 된다.
또한, 소형차에 사용되는 소형급 열교환기(히터 코어 4,650kcal/h 정도, 에바 코어 4,500kcal/h 정도)에 적용되는 HVAC 케이스의 경우, 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)를 바깥쪽으로 넓힌 상태에서 센터 케이스(13)에 있는 센터 체결구(17)와 좌우측 케이스(10,11)에 있는 좌우측 체결구(15,16)를 브라켓(18)을 매개로 체결하여 HVAC 케이스의 사이즈를 소형급의 사이즈로 만들어 사용할 수 있게 된다.
또한, 중대형차에 사용되는 중대형급 열교환기(히터 코어 4,900kcal/h 이상, 에바 코어 4,700kcal/h 이상)에 적용되는 HVAC 케이스의 경우, 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)를 바깥쪽으로 좀더 넓힌 상태에서 센터 케이스(13)에 있는 센터 체결구(17)와 좌우측 케이스(10,11)에 있는 좌우측 체결구(15,16)를 소형급에 적용되는 브라켓에 비해 상대적으로 좀더 큰 사이즈의 브라켓(18)을 매개로 체결하여 HVAC 케이스의 사이즈를 중대급의 사이즈로 만들어 사용할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 차급별 다양한 열교환기 사이즈 별로 HVAC 케이스를 모두 새로 제작할 필요없이 하나의 케이스 구조로 유연성있게 대응할 수 있으므로, 공용화율을 높일 수 있는 등 전 차급 HVAC 케이스의 공용화를 실현할 수 있다.
10 : 좌측 케이스
11 : 우측 케이스
12 : 파티션
13 : 센터 케이스
14 : 슬라이드 홈
15 : 좌측 체결구
16 : 우측 체결구
17 : 센터 체결구
18 : 브라켓

Claims (5)

  1. 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스에 있어서,
    좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11), 그리고 좌우측 케이스(10,11) 사이를 구획하는 파티션(12)을 가지는 센터 케이스(13)를 포함하며,
    상기 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)는 센터 케이스(13)를 사이에 두고 양편에서 슬라이드 가능하게 결합되어, 열교환기의 사이즈에 따라 케이스 외곽 사이즈를 좌우로 늘리거나 줄이는 슬라이드 양 조절을 하여 HVAC 케이스의 사이즈를 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)의 서로 마주대하는 단부는 센터 케이스(13)의 양쪽 단부에 형성되어 있는 슬라이드 홈(14) 내에 삽입 결합되어, 케이스 외곽 사이즈 조절 시에 슬라이드되면서 삽입 정도가 조절될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 좌측 케이스(10)와 우측 케이스(11)의 서로 마주대하는 단부에는 좌측 체결구(15)와 우측 체결구(16)가 각각 형성되고, 상기 센터 케이스(13)에는 좌우측 체결구(15,16) 사이에 위치되는 센터 체결구(17)가 형성되어, 상기 좌측 체결구(15)와 우측 체결구(16), 그리고 센터 체결구(17)가 함께 체결되는 구조로 결합되므로서, 좌측 케이스(10), 우측 케이스(11) 및 센터 케이스(13)가 일체식으로 조립되는 것을 특징으로 하는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 좌측 체결구(15)와 우측 체결구(16), 그리고 센터 체결구(17)의 체결부위에 함께 개재됨과 더불어 체결되어, 좌우측 체결구(15,16) 간의 체결 시의 이격 거리를 조절해주는 브라켓(18)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 브라켓(18)은 열교환기 사양별 사이즈에 상응하는 크기를 가지는 여러 타입이 구비되어, 열교환기 사양별 사이즈에 따라 선택 적용될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차 공조 시스템의 HVAC 케이스.
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