KR102024099B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

히터코어와 공조케이스 간의 조립 시 씰 부재를 보호하여 안정적인 조립이 가능함과 동시에 공기 누설의 가능성을 현저히 낮춘 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에 공기토출구가 형성되며 내부에 공기 통로가 형성되는 공조케이스와, 상기 공조케이스 내에 설치되고 일 측에 씰 부재가 구비되는 히터코어를 포함하며, 상기 히터코어가 공조케이스에 형성된 삽입구를 통해 조립되고, 상기 히터코어에 결합되는 것으로서 상기 씰 부재가 구비된 측에 배치되어 씰 부재를 압착하여 히터코어와 공조케이스 간의 결합 시 공조케이스에 형성된 삽입구와 씰 부재의 사이에 위치하는 커버 부재를 구비한다. 따라서, 히터코어와 공조케이스 간의 결합 시 씰 부재의 씹힘 현상 또는 변형 현상을 방지하여 내구성이 향상되고, 기밀성이 극대화되는 효과가 있다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량에 탑재되어 실내의 온도, 습도, 기류 및 청정도 등의 조건을 사용 목적에 적합한 상태로 유지하는 차량용 공조 장치에 관한 것이다.
차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로서, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 및 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍 모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어진다.
이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입과, 그리고 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입으로 구별된다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 내부를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 공조장치(1)는 공조케이스(10)와, 송풍기(미도시)와, 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 온도조절도어(15)를 포함하여 이루어진다.
공조케이스(10)의 입구측에는 공기유입구(11)가 형성되고, 출구측에는 각각 모드도어(16,17,18)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(12a), 페이스 벤트(12b) 및 플로어 벤트(12c,12d)가 형성된다. 송풍기는 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 기능을 수행한다. 그리고, 증발기(2) 및 히터코어(3)는 공조케이스(10)의 내부에 순차로 설치된다. 또한, 온도조절도어(15)는 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치되는 것으로, 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍유로(P1)와 히터코어(3)를 통과하는 온풍유로(P2)의 개도를 조절한다.
이 경우, 하나의 모드도어(16)는 디프로스트 벤트(12a)의 개도를 조절하는 디프로스트 도어이고, 다른 모드도어(17)는 페이스 벤트(12b)의 개도를 조절하는 페이스 도어이며, 또 다른 모드도어(18)는 플로어벤트(12c,12d)의 개도를 조절하는 플로어 도어이다. 또한, 플로어 벤트(12c,12d)는 앞좌석용 플로어 벤트(12c)와 뒷좌석용 플로어 벤트(12d)로 분리되어 있다. 아울러, 온도조절도어(15) 및 모드도어(16,17,18)는 공조케이스(10)의 외측에 설치된 엑츄에이터(미도시)에 연결되어 회전 작동하게 되면서 냉,온풍유로(P1)(P2)의 개도를 조절하거나 각 벤트(12a~12d)로 향하는 유로의 개도를 조절한다.
이와 같이 구성된 차량용 공조장치(1)는 최대냉방 모드인 경우, 온도조절도어(15)가 냉풍유로(P1)를 개방함과 아울러 온풍유로(P2)를 폐쇄한다. 이에 따라, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 냉풍유로(P1)를 통해 믹싱챔버(Mixing Chamber, MC) 측으로 유동하게 된다. 이후에, 소정의 공조 모드에 따라 개방되는 벤트(12a~12d)를 통해 차량 실내로 선태적으로 토출됨으로써 차량 실내의 냉방이 수행된다.
또한, 최대난방 모드인 경우, 온도조절도어(15)는 냉풍유로(P1)를 폐쇄함과 아울러 온풍유로(P2)를 개방하게 된다. 이에 따라, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(2)를 통과한 후 온풍유로(P2)를 통하여 히터코어(3)를 거치면서 히터코어(3)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 뒤, 믹싱챔버(MC) 측으로 유동하게 된다. 이후에, 소정의 공조 모드에 따라 개방되는 벤트(12a~12d)를 통하여 차량 실내로 선택적으로 토출됨으로써 차량 실내의 난방이 수행된다.
도 2는 종래의 히터코어가 공조케이스에 조립되는 것을 도시한 사시도이며, 도 3은 종래의 히터코어에 씰 부재가 부착된 상태를 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 종래의 히터코어에 씰 부재가 부착된 상태를 도시한 측면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 히터코어(3)의 일 측면에는 차량 엔진의 냉각수를 히터코어(3)의 내부로 순환시키기 위한 냉각수 파이프(31)가 연결된다. 히터코어(3)는 냉각수 파이프(31)가 연결된 측의 반대 측이 공조케이스(10)의 측면에 형성된 삽입구를 통해 측 방향으로 슬라이딩 삽입된다. 상기 히터코어(3)의 일 측면, 즉, 냉각수 파이프(31)가 형성된 측의 둘레에는 히터코어(3)와 공조케이스(10) 간의 결합 시 씰링 작용하는 씰 부재(32)가 구비되어, 히터코어(3)와 공조케이스(10)의 사이를 기밀한다.
상기 히터코어(3)는 그 양단부가 상하부 헤더(31)(33)에 고정되며, 상호 소정 간격 이격되는 복수개의 튜브(35)와, 상하부 헤더(31)(33)와 각각 결합되어 각 튜브(35)의 단부와 연통되는 통로를 형성하는 상하부 탱크(37)(39)와, 각 튜브(35) 사이에 설치되어 방열 표면적을 넓히는 방열핀(34)으로 구성된다. 상기 히터코어(3)를 공조케이스(10)의 내측에 설치하기 위해, 히터코어(3)에 씰 부재(32)를 부착한다. 상기 씰 부재(32)에는 상하부 탱크(37)(39)를 밀착 커버하기 위한 상,하부 탱크 위치홈(110a)이 형성되어 있다.
즉, 종래의 히터코어(3)는 입출구 냉각수 파이프가 서로 대향하는 탱크 측에 각각 형성된 원-웨이 타입으로 이루어지는 경우, 탱크 양단부와 엔드 플레이트의 둘레를 감싸도록 탄성 재질의 씰 부재(32)를 히터코어(3)에 붙인 후에 공조케이스(10)에 형성된 히터코어 장착공에 삽입하게 된다.
이 경우, 히터코어 장착공을 형성하는 공조케이스 면에 의해 히터코어(3)에 부착된 씰 부재(32)가 밀림으로써 공기가 누설되는 문제점이 있다. 즉, 종래의 차량용 공조장치는 히터코어(3)와 공조케이스(10) 간의 조립 시 도 4에 도시된 "A" 부위에서 씰 부재(32)가 씹혀 변형이 발생하며, 이로 인해 공기 누설이 발생하고 조립 시 별도 관리가 필요하다는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 차량용 공조장치는 히터코어(3)와 공조케이스(10) 간의 조립 시 도 3에 도시된 "B" 부위에서 씰 부재(32)가 히터코어(3)의 가장자리 부분에 접착이 안되어 틈이 발생하며, 이로 인해 공기 누설이 발생하고 불량률을 증가시키는 문제점이 있었다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 히터코어와 공조케이스 간의 조립 시 씰 부재를 보호하여 안정적인 조립이 가능함과 동시에 공기 누설의 가능성을 현저히 낮춘 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에 공기토출구가 형성되며 내부에 공기 통로가 형성되는 공조케이스와, 상기 공조케이스 내에 설치되고 일 측에 씰 부재가 구비되는 히터코어를 포함하며, 상기 히터코어가 공조케이스에 형성된 삽입구를 통해 조립되고, 상기 히터코어에 결합되는 것으로서 상기 씰 부재가 구비된 측에 배치되어 씰 부재를 압착하여 히터코어와 공조케이스 간의 결합 시 공조케이스에 형성된 삽입구와 씰 부재의 사이에 위치하는 커버 부재를 구비한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 히터코어와 공조케이스 간의 결합 시 씰 부재의 씹힘 현상 또는 변형 현상을 방지하여 내구성이 향상되고, 기밀성이 극대화되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 내부를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 히터코어가 공조케이스에 조립되는 것을 도시한 사시도이며,
도 3은 종래의 히터코어에 씰 부재가 부착된 상태를 도시한 분해 사시도이고,
도 4는 종래의 히터코어에 씰 부재가 부착된 상태를 도시한 측면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내부를 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히터코어가 공조케이스에 조립되는 것을 도시한 사시도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 부재와 히터코어를 도시한 분리 사시도이며,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 부재와 히터코어를 도시한 결합 사시도이고,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 부재와 히터코어가 공조케이스에 결합된 상태를 도시한 사시도이며,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 부재를 부분 절개한 사시도이고,
도 11은 도 9의 A-A선을 따른 절개 사시도이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내부를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히터코어가 공조케이스에 조립되는 것을 도시한 사시도이다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 공조케이스(110)와, 송풍기(미도시)와, 증발기(102) 및 히터코어(103)와, 온도조절도어(115)와, 모드도어(116)(117)(118)를 포함한다.
공조케이스(110)의 입구측에는 공기 유입구(111)가 형성되고, 출구측에는 디프로스트 벤트(112a), 페이스 벤트(112b) 및 플로어 벤트(112c)를 갖는 공기 토출구가 형성된다. 아울러, 공조케이스(110)의 내부에는 공기 통로가 형성된다. 송풍기는 공기유입구(111)에 연결되어 내기 또는 외기를 공조케이스(110)의 내부로 송풍하는 기능을 수행한다. 아울러, 증발기(102) 및 히터코어(103)는 공조케이스(110)의 내부에 순차로 설치된다.
온도조절도어(115)는 증발기(102)와 히터코어(103)의 사이에 설치되어, 히터코어(103)를 바이패스하는 냉풍유로(P1)와 히터코어(103)를 통과하는 온풍유로(P2)의 개도를 조절하는 기능을 수행한다. 또한, 모드도어는 디프로스트 도어(116), 벤트 도어(117), 플로어 도어(118)로 구성되며, 각각 디프로스트 벤트(112a), 페이스 벤트(112b) 및 플로어 벤트(112c)의 개도를 조절한다.
상기 히터코어(103)의 일 측면에는 차량 엔진의 냉각수를 히터코어(103)의 내부로 순환시키기 위한 냉각수 파이프(201)가 연결된다. 히터코어(103)는 냉각수 파이프(201)가 연결된 측의 반대 측이 공조케이스(110)의 측면에 형성된 삽입구를 통해 측 방향으로 슬라이딩 삽입된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 부재와 히터코어를 도시한 분리 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 부재와 히터코어를 도시한 결합 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 부재와 히터코어가 공조케이스에 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 커버 부재를 부분 절개한 사시도이고, 도 11은 도 9의 A-A선을 따른 절개 사시도이다.
이하의 설명에서, 도 11의 좌우 방향이 "히터코어의 전후 방향"이고, 상하 방향이 "히터코어의 측 방향"이다.
도 7 내지 도 11을 참조하면, 상기 히터코어(103)의 일 측면, 즉, 냉각수 파이프(201)가 형성된 측의 둘레에는 히터코어(103)와 공조케이스(110) 간의 결합 시 씰링 작용하는 씰 부재(230)가 구비되어, 히터코어(103)와 공조케이스(110)의 사이를 기밀한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 커버 부재(200)를 구비한다. 커버 부재(200)는 상기 히터코어(103)에 결합되는 것으로서, 히터코어(103)의 측 방향 양측 중 씰 부재(230)가 구비된 측에 배치되어 씰 부재(230)를 압착한다. 상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)와 공조케이스(110) 간의 결합 시, 공조케이스(110)에 형성된 삽입구와 씰 부재(230)의 사이에 위치한다.
이로 인해, 커버 부재(200)가 씰 부재(230)를 커버하여, 히터코어(103)와 공조케이스(110) 간의 결합 시 씰 부재(230)의 씹힘 현상 또는 변형 현상을 방지한다.
더욱 상세하게는, 상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)의 탱크 양단부와 엔드 플레이트의 둘레에 부착된 씰 부재(230)의 측 방향을 압착하여 감싸도록 이루어진다. 씰 부재(230)는 히터코어(103)를 구성하는 상,하부 탱크의 단부와 엔드플레이트의 둘레를 감싸도록 부착된다. 커버 부재(200)는 히터코어(103)에 부착된 씰 부재(230)의 측면을 압착한다.
상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)의 탱크 및 엔드 플레이트의 둘레 형상에 대응되게 이루어지며 히터코어(103)의 단차부에 대응되게 형성된 단차부(202)를 구비한다. 상기 커버 부재(200)는 씰 부재(230)를 히터코어(103) 측으로 압착하여 단차부에서의 들뜸 문제를 해결할 수 있다.
즉, 상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)의 둘레 방향을 커버하도록 결합되어, 씰 부재(230)의 측 방향을 압착한다. 따라서, 히터코어(103)와 공조케이스(110) 간의 결합 시, 커버 부재(200)가 씰 부재(230)를 가압하여 씰 부재(230)와 히터코어(103)의 사이에 존재하는 유격을 줄이며, 이로 인해 기밀성을 더욱 향상시키게 된다.
상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)의 전방 측으로 결합되는 전방측 커버 부재(220)와, 히터코어(103)의 후방 측으로 결합되어 상기 전방측 커버 부재(220)와 체결되는 후방측 커버 부재(210)로 구성된다. 이와 같이, 커버 부재(200)를 전방 및 후방에서 각각 조립되는 2개의 피스로 구성하여, 히터코어(103)에 커버 부재(200)를 결합 시 냉각수 파이프(201)에 의한 간섭없이 용이하게 커버 부재(200)를 히터코어(103)에 결합할 수 있다. 상기 커버 부재(200)는 단일체로 이루어져 히터코어(103)에 결합되는 것도 가능하다.
도시되지는 않았으나, 상기 전방측 커버 부재(220)와 후방측 커버 부재(210) 간의 체결은 별도의 볼트와 같은 스크류 체결 방법을 적용하거나, 돌기 및 홈의 형태로 체결하거나, 체결 고리의 형태 등에서 채택할 수 있다.
상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)와 공조케이스(110) 간의 조립 시 공조케이스(110)에 형성된 삽입구 측에 결합된다. 즉, 커버 부재(200)는 먼저 히터코어(103)의 측 방향을 압착 및 커버하도록 히터코어(103)에 결합되고, 커버 부재(200)와 히터코어(103)가 서로 결합된 상태에서, 히터코어(103)를 공조케이스(110)의 삽입구를 통해 슬라이딩 삽입하며, 히터코어(103)가 공조케이스(110)에 완전히 삽입된 상태에서 커버 부재(200)를 공조케이스(110)의 삽입구 측에 결합하여, 히터코어(103)가 공조케이스(110)에 견고히 조립됨과 아울러, 커버 부재(200), 씰 부재(230) 및 히터코어(103) 간의 결합력이 증대되고 씰링성이 극대화된다.
상기 공조케이스(110)의 삽입구에는 둘레 방향을 따라 측 방향 외측으로 돌출된 돌출부(1101)가 형성되고, 상기 커버 부재(200)에는 상기 돌출부(1101)를 삽입시키는 요홈부(201)가 둘레 방향을 따라 형성된다. 요홈부(201)는 측 방향으로 커버 부재(200)의 일 측, 즉, 커버 부재(200)의 양측 중 공조케이스(110)의 삽입구를 향하는 측에 형성된다. 상기 돌출부(1101)는 공조케이스(110)의 삽입구 둘레를 따라 형성되며, 요홈부(201)도 돌출부(1101)와 대응되게 커버 부재(200)의 둘레를 따라 형성된다.
따라서, 커버 부재(200)를 공조케이스(110)에 결합 시 요홈부(201)에 돌출부(1101)를 삽입시켜 용이하게 결합이 가능하며, 돌출부(1101)가 요홈부(201)로 삽입됨에 따라, 폼 재질의 씰 부재(230)가 공조케이스(110)에 의해 밀리는 문제가 해결되며, 커버 부재(200)가 공조케이스(110)에 결합 시 전후 및 상하 방향으로 유동되지 않고 견고히 결합되고, 삽입 체결되는 구조에 의해 공조케이스(110) 내부의 공기가 외부로 누출되는 것이 한번 더 차단되어 기밀성을 극대화시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110 : 공조케이스 111 : 공기유입구
115 : 온도조절도어 116 : 디프로스트 도어
117 : 벤트 도어 118 : 플로어 도어
102 : 증발기 103 : 히터코어
201 : 냉각수 파이프 200 : 커버 부재
201 : 요홈부 210 : 후방측 커버 부재
220 : 전방측 커버 부재 230 : 씰 부재
100 : 차량용 공조장치

Claims (6)

  1. 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에 공기토출구가 형성되며 내부에 공기 통로가 형성되는 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내에 설치되고 일 측에 씰 부재(230)가 구비되는 히터코어(103)를 포함하며, 상기 히터코어(103)가 공조케이스(110)에 형성된 삽입구를 통해 조립되는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 히터코어(103)에 결합되는 것으로서 상기 씰 부재(230)가 구비된 측에 배치되어 씰 부재(230)를 압착하여, 히터코어(103)와 공조케이스(110) 간의 결합 시 공조케이스(110)에 형성된 삽입구와 씰 부재(230)의 사이에 위치하는 커버 부재(200)를 구비하고,
    상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)의 탱크 양단부와 엔드 플레이트의 둘레를 따라 씰 부재(230)의 측 방향을 압착하여 감싸도록 이루어지며,
    상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)와 공조케이스(110) 간의 조립 시 공조케이스(110)에 형성된 삽입구 측에 결합되되,
    상기 커버 부재(200)가 씰 부재(230)를 압착하여 감싸도록 함으로써, 히터코어(103)와 공조케이스(110) 간의 결합 시 씰 부재(230)의 변형이 방지되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)의 탱크 및 엔드 플레이트의 둘레 형상에 대응되게 이루어지며 히터코어(103)의 단차부에 대응되게 형성된 단차부(202)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 커버 부재(200)는 히터코어(103)의 전방 측으로 결합되는 전방측 커버 부재(220)와, 히터코어(103)의 후방 측으로 결합되어 상기 전방측 커버 부재(220)와 체결되는 후방측 커버 부재(210)로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 공조케이스(110)의 삽입구에는 둘레 방향을 따라 측 방향 외측으로 돌출된 돌출부(1101)가 형성되고, 상기 커버 부재(200)에는 둘레 방향을 따라 상기 돌출부(1101)를 삽입시키는 요홈부(201)가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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