KR102079959B1 - 차량용 공조장치 및 그 제어방법 - Google Patents

차량용 공조장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 모드도어를 구동시키는 제1구동부재와 인테이크 도어를 구동시키는 제2구동부재를 연결부재로 연결하여 연동시킴으로써, 하나의 컨트롤 케이블로 두 개의 도어를 동시에 조작 할 수 있게 되어 원하는 모드를 구현하기 위한 탑승자의 조작 횟수를 감소하고, 컨트롤 케이블의 개수도 줄여 이로인한 전반적인 부품수도 줄일 수 있으며, 아울러 공기토출모드와 공기유입모드를 연동 제어할 수 있는 차량용 공조장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치 및 그 제어방법{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE AND ITS CONTROL METHOD}
본 발명은 차량용 공조장치 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 모드도어를 구동시키는 제1구동부재와 인테이크 도어를 구동시키는 제2구동부재를 연결부재로 연결하여 연동시킴과 아울러 공기토출모드와 공기유입모드를 연동 제어할 수 있는 차량용 공조장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량의 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나, 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로써, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 및 상기 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어져 있다.
이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입으로 대별할 수 있다.
차량 실내 공간의 효율성 증대를 위하여, 차량 공조장치의 컴팩트(Compact)화 및 소형화가 요구되고 있는데, 이러한 요구에 부응하여 근래에는 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 일체화된 센터 마운팅 타입 차량 공조장치의 개발이 증가되고 있다. 이러한 센터 마운팅 타입 차량 공조장치의 일예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 센터 마운팅 타입 차량 공조장치(1)는, 입구측에는 송풍장치(20)가 설치되고 출구측에는 다수의 공기토출구(12)가 형성된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)에 내장되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와; 상기 공조케이스(10)내의 냉풍통로(P1) 및 온풍통로(P2)의 개도를 조절하는 적어도 하나의 온도조절도어(14) 및 상기 각 공기토출구(12)의 개도를 조절하는 다수의 모드도어(13)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 송풍장치(20)는, 공조케이스(10)의 입구측에 구비되는 스크롤케이스(21)와, 상기 스크롤케이스(21)의 내부에 회전가능하게 설치되는 원심팬(25)과, 상기 스크롤케이스(21)의 일측면에 설치됨과 아울러 인테이크 도어(33)에 의해 개폐되는 내,외기유입구(31,32)가 형성된 인테이크 덕트(30)와, 상기 인테이크 덕트(30)와 마주하는 스크롤케이스(21)의 일측면에 형성됨과 아울러 내,외기유입구(31,32)를 통해 유입된 공기를 원심팬(25)의 내측으로 안내하는 인렛링(22)과, 상기 원심팬(25)을 구동하도록 상기 스크롤케이스(21)의 인렛링(22)의 반대편에 설치되는 모터(27)로 이루어진다.
또한, 상기 인테이크 덕트(30)의 내측에는 공기 중에 포함된 이물질을 제거할 수 있도록 에어필터(35)가 설치된다.
그리고, 상기 모드도어(13)는 플랫 타입(flat type) 또는 센터 피봇 타입(center pivot type)으로 구성되어 상기 각 공기토출구(12)의 개도를 조절하게 되는데, 이때 상기 모드도어(13)는 복수개가 설치된다.(도면에서는 2개 설치됨)
또한, 상기 공조케이스(10)의 외측면에는 상기 모드도어(13)를 작동시키기 위해 캠(15)과, 아암(16)과, 컨트롤 케이블(17) 등과 같은 부품들이 설치된다.
상기 캠(15)에는 작동시키려고 하는 모드도어(13)의 개수에 대응하여 복수개의 슬롯(15a)이 형성되며, 이러한 상기 캠(15)은 별도의 컨트롤 케이블(17)과 연결되어 컨트롤 케이블(17)의 전,후 동작시 일정각도 회전하게 된다.
상기 아암(16)은 상기 각 모드도어(13)들의 회전축과 직접 연결됨과 아울러 일단부에 형성된 핀(16a)을 통해 상기 캠(15)의 슬롯(15a)과 슬라이딩 가능하게 결합된다.
따라서, 탑승자가 차실내의 컨트롤러를 조작하게 되면, 이에 대응하여 상기 컨트롤 케이블(17)의 전,후진 동작에 의해 상기 캠(15)이 회전하게 되고, 상기 캠(15)이 회전하게 되면, 상기 캠(15)의 슬롯(15a)을 따라 슬라이딩하는 핀(16a)에 의해 아암(16)이 일정각도 회전하면서 모드도어(13)의 개도를 조절하게 된다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 인테이크 덕트(30)측에도 상기 인테이크 도어(33)를 작동시키기 위해 캠과, 아암, 컨트롤 케이블이 설치된다.
상기한 공조장치(1)는, 상기 송풍장치(20)내의 원심팬(25)이 작동하게 되면, 이 원심팬(25)의 회전에 의해 원심팬(25)의 내부에는 저압이 형성됨에 따라 상기 인렛링(22)을 통해 원심팬(25)의 축방향으로 공기가 흡입되어 원심팬(25)의 반경방향으로 송풍되며, 이 송풍공기는 스크롤케이스(21)의 출구(23)를 통해 공조케이스(10)의 내부로 토출된다.
계속해서, 상기 공조케이스(10)의 내부로 토출된 공기는 증발기(2)를 통과하면서 냉각되고, 이후 상기 온도조절도어(14)에 의해 상기 히터코어(3)를 바이패스하여 냉풍 상태로 유동하거나 또는 히터코어(3)를 통과하면서 온풍으로 열교환되며, 이후 공기토출모드에 따라 모드도어(13)에 의해 개방되는 상기 공기토출구(12)를 통해 차량실내로 토출됨으로써 실내를 냉,난방 하게 된다.
그러나, 상기 종래의 공조장치(1)는, 상기 모드도어(13)와 인테이크 도어(33)를 각각 별도로 조작해야 하기 때문에 상기 모드도어(13)를 제어하기 위한 캠(15), 아암(16), 컨트롤 케이블(17)이 필요하고, 상기 인테이크 도어(33)를 제어하기 위해서도 캠, 아암, 컨트롤 케이블이 필요하는 등 상기 컨트롤 케이블(17)의 개수가 증가하여 전반적인 부품수가 증가하는 문제가 있다.
또한, 탑승자가 원하는 모드를 구현하기 위해서는 두 개의 컨트롤 케이블(17)을 각각 별도로 조작해야하기 때문에 조작 횟수도 증가하는 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 모드도어를 구동시키는 제1구동부재와 인테이크 도어를 구동시키는 제2구동부재를 연결부재로 연결하여 연동시킴으로써, 하나의 컨트롤 케이블로 두 개의 도어를 동시에 조작 할 수 있게 되어 원하는 모드를 구현하기 위한 탑승자의 조작 횟수를 감소하고, 컨트롤 케이블의 개수도 줄여 이로인한 전반적인 부품수도 줄일 수 있으며, 아울러 공기토출모드와 공기유입모드를 연동 제어할 수 있는 차량용 공조장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입구측에는 원심팬을 내장한 스크롤케이스가 구비되고, 출구측에는 복수개의 출구가 형성된 공조케이스와, 상기 원심팬의 축방향으로 스크롤케이스의 일측에 결합됨과 아울러 내,외기를 유입하도록 내,외기유입구가 형성된 인테이크 덕트와, 상기 인테이크 덕트의 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 내,외기유입구를 개폐하는 인테이크 도어와, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 상기 출구의 개도를 조절하는 모드도어를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 외측면에 설치되어 상기 모드도어를 구동시키는 제1구동부재와, 상기 인테이크 덕트의 외측면에 설치되어 상기 인테이크 도어를 구동시키는 제2구동부재와, 상기 제1구동부재와 제2구동부재 중 어느 하나의 구동부재를 작동시키면 다른 하나의 구동부재가 연동하여 작동하도록, 상기 제1구동부재와 제2구동부재를 서로 연결하는 연결부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 공조장치의 제1구동부재와 제2구동부재를 연동 제어하여 공기토출모드와 공기유입모드를 연동시키는 제어방법으로서, 상기 공조케이스의 복수개 출구는, 상기 모드도어에 의해 개도가 조절되는 디프로스트 벤트 및 페이스 벤트를 포함하며, 상기 공기토출모드 중 상기 페이스 벤트를 개방하는 페이스 모드는, 상기 공기유입모드 중 상기 내기유입구를 개방하는 내기유입모드와 연동시키고, 상기 공기토출모드 중 상기 디프로스트 벤트를 개방하는 디프로스트 모드는, 상기 공기유입모드 중 상기 외기유입구를 개방하는 외기유입모드와 연동시키도록 상기 제1,2구동부재를 연동 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 모드도어를 구동시키는 제1구동부재와 인테이크 도어를 구동시키는 제2구동부재를 연결부재로 연결하여 연동시킴으로써, 하나의 컨트롤 케이블로 두 개의 도어를 동시에 조작 할 수 있게 되어 원하는 모드를 구현하기 위한 탑승자의 조작 횟수를 감소하고, 컨트롤 케이블의 개수도 줄여 이로인한 전반적인 부품수도 줄일 수 있으며, 아울러 공기토출모드와 공기유입모드를 연동 제어할 수 있다.
또한, 제1구동부재의 캠에서 제1레버에 연결된 연결부재의 연결지점이 제2레버에 연결된 컨트롤 케이블 연결지점 보다 캠의 회전중심에 가깝게 배치됨으로써, 상기 컨트롤 케이블의 조작시, 더 큰 토크(Torque)를 발생시켜 상기 연결부재를 통해 상기 제2구동부재의 레버로 전달되는 힘이 커지게 되어 조작을 원활하게 할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 사시도,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 디프로스트 모드와 외기유입모드 일 때의 제1,2구동부재 작동상태를 나타내는 측면도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 페이스 모드와 내기유입모드 일 때의 제1,2구동부재 작동상태를 나타내는 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 제1구동부재의 캠을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 모드도어를 나타내는 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 인테이크 덕트를 나타내는 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 인테이크 덕트와 인테이크 도어를 나타내는 분해 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 인테이크 도어를 나타내는 사시도,
도 11은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 입구(111)측에 구비되는 송풍장치(130)와, 상기 공조케이스(110)의 내부 공기통로에 설치되는 증발기(101) 및 히터코어(102)로 구성된다.
상기 공조케이스(110)의 입구(111)는 상기 송풍장치(130)의 토출구(133)와 연결되고, 출구(112)는 차량 실내의 각 부위로 공기를 토출하도록 복수개로 형성된다.
상기 복수개의 출구(112)는, 상기 공조케이스(110)의 상부측에 형성되는 디프로스트 벤트(112b) 및 페이스 벤트(112a)와, 상기 공조케이스(110)의 하부측에 형성되는 플로어 벤트(113)로 이루어진다.
상기 디프로스트 벤트(112b)와 페이스 벤트(112a)는, 도 3과 같이 차량의 폭방향으로 동일 선상에 일렬로 형성된다.
즉, 상기 공조케이스(110)의 상부 중앙에 상기 디프로스트 벤트(112b)가 형성되고, 상기 디프로스트 벤트(112b)의 양측에 각각 페이스 벤트(112a)가 형성된다.
상기 페이스 벤트(112a)와 디프로스트 벤트(112b)는 서로 구획 형성된다.
또한, 상기 플로어 벤트(112c)는 도 3과 같이 공조케이스(110)의 하부측에 형성될 수도 있으나 그 위치는 변경될 수 있다.
한편, 상기 페이스 벤트(112a)는 차량 실내의 탑승자 얼굴쪽으로 바람을 송풍하게 되고, 상기 디프로스트 벤트(112b)는 차량 실내의 유리창쪽으로 바람을 송풍하게 되며, 상기 플로어 벤트(112c)는 차량 실내의 탑승자 발쪽으로 바람을 송풍하게 된다.
그리고, 상기 공조케이스(110)의 출구(112)에는 모드도어(125,126)가 설치되어 공기토출모드에 따라 출구(112)의 개도를 조절하게 된다.
즉, 도 11과 같이, 상기 디프로스트 벤트(112b)와 페이스 벤트(112a)의 개도를 조절하도록 하나의 모드도어(125)가 설치되고, 상기 플로어 벤트(112c)의 개도를 조절하도록 하나의 모드도어(126)가 설치된다.
이때, 상기 디프로스트 벤트(112b)와 페이스 벤트(112a)의 개도를 조절하는 모드도어(125)는, 도 7과 같이, 센터 피봇 타입 도어로서, 상기 공조케이스(110)에 회전가능하게 설치되는 회전축(125a)과, 상기 회전축(125a)의 중앙에 형성되어 상기 디프로스트 벤트(112b)의 개도를 조절하는 디프로스트 도어부(125c)와, 상기 회전축(125a)의 양단부에 각각 형성되어 상기 페이스 벤트(112a)의 개도를 조절하는 페이스 도어부(125b)로 이루어진다.
상기 디프로스트 도어부(125c)와 상기 페이스 도어부(125b)는 상기 회전축(125a)의 회전 방향으로 서로 상이한 각도로 형성된다.
이때, 상기 디프로스트 도어부(125c)와 페이스 도어부(125b) 간에 각도는, 상기 디프로스트 도어부(125c)가 디프로스트 벤트(112b)를 개방할 때 상기 페이스 도어부(125b)는 페이스 벤트(112a)를 폐쇄하고, 상기 디프로스트 도어부(125c)가 디프로스트 벤트(112b)를 폐쇄할 때 상기 페이스 도어부(125b)는 페이스 벤트(112a)를 개방하도록 각도가 설정 된다.
따라서, 하나의 모드도어(125)를 통해 상기 디프로스트 벤트(112b)와 페이스 벤트(112a)를 선택적으로 개방하여 디프로스트 모드와 페이스 모드를 구현할 수 있다.
그리고, 상기 증발기(101) 및 히터코어(102)는 상기 공조케이스(110)의 입구(111)와 출구(112) 사이의 공기통로에 서로 일정간격 이격되어 설치된다.
아울러, 상기 공조케이스(110)의 내부에서 상기 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에는 온도조절도어(120)가 설치된다.
상기 온도조절도어(120)는, 상기 히터코어(102)를 바이패스하는 통로와 히터코어(102)를 통과하는 통로의 개도를 조절하여, 상기 증발기(101)를 통과한 후 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍과 상기 히터코어(102)를 통과한 온풍의 혼합되는 양을 조절하여 온도를 조절하게 된다.
그리고, 상기 송풍장치(130)는, 상기 공조케이스(110)의 입구(111)측에 연결되어 구비되는 스크롤케이스(131)와, 상기 스크롤케이스(131)의 내부에 회전가능하게 설치되는 원심팬(132)과, 상기 원심팬(132)의 축방향으로 상기 스크롤케이스(131)의 일측에 결합됨과 아울러 내,외기를 유입하도록 내,외기유입구(141,142)가 형성된 인테이크 덕트(140)와, 상기 인테이크 덕트(140)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 내,외기유입구(141,142)를 개폐하는 인테이크 도어(150)로 구성된다.
이러한 상기 송풍장치(130)는 상기 공조케이스(110)의 증발기(101) 상부측 방향에 구성되며, 상기 스크롤케이스(131)는 상기 공조케이스(110)와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 스크롤케이스(131)를 기준으로 일측면에는 상기 인테이크 덕트(140)가 결합되고, 타측면에는 상기 원심팬(132)을 구동하기 위한 모터(132a)가 결합된다.
그리고, 상기 인테이크 덕트(140)는, 원통형으로 형성되는데, 즉, 원통형 구조에서 축방향 일측면은 원형 개구부(143)에 의해 개방되고, 타측면(144)은 폐쇄된 구조이다. 물론 상기 인테이크 덕트(140)의 폐쇄된 측면(144)에는 후술하는 공기흡입구(145)가 형성된다.
아울러, 상기 인테이크 덕트(140)의 일측 개구부(143)가 상기 스크롤케이스(131)측에 결합된다.
또한, 상기 인테이크 덕트(140)의 외주면에는 상기 내,외기유입구(141,142)가 둘레방향으로 이격되어 형성된다.
상기 내기유입구(141)는, 후술하는 한 쌍의 도어판(153a,153b) 위치에 대응하는 상기 인테이크 덕트(140)의 외주면에 한 쌍이 형성되는데, 즉, 180도 간격으로 2개가 형성된다.
상기 외기유입구(142)는, 상기 인테이크 덕트(140)의 외주면에 1개가 형성되는데, 이때 상기 인테이크 덕트(140)의 외주면에서 상기 한 쌍의 내기유입구(141) 사이에 단일로 형성된다.
다시말해 상기 인테이크 덕트(140)의 중심에서 180도 방향으로 2개의 내기유입구(141)가 형성되고, 90도 방향에 1개의 외기유입구(142)가 형성된 것이다.
따라서, 상기 송풍장치(130)의 원심팬(132)이 작동하게 되면, 상기 내,외기유입구(141,142)를 통해 인테이크 덕트(140) 내부로 공기가 흡입되고, 흡입된 공기는 상기 원심팬(132)의 내부로 유입된 후 원심팬(132)의 반경방향으로 토출되며, 이후 상기 송풍장치(130)의 토출구(133)를 통해 상기 공조케이스(110)의 입구(111)로 공급된다.
그리고, 상기 인테이크 덕트(140)의 개구부(143) 내주면에는, 상기 인테이크 도어(150)의 일측 회전축(151a)을 회전 가능하게 지지하는 지지대(146)가 구비된다.
이로인해, 상기 인테이크 도어(150)의 일측 회전축(151a)은 상기 지지대(146)에 회전 가능하게 결합되며, 타측 회전축(151b)은 상기 인테이크 덕트(140)의 폐쇄된 측면(144)에 회전 가능하게 결합된다.
상기 지지대(146)는, 상기 인테이크 도어(150)의 일측 회전축(151a)을 회전가능하게 지지하는 보스부(146a)와, 상기 보스부(146a)의 외주면과 상기 인테이크 덕트(140)의 개구부(143) 내주면을 연결하는 복수개의 연결리브(146b)로 이루어진다.
상기 복수개의 연결리브(146b)는 120도 간격으로 3개가 형성되며, 이때 상기 보스부(146a)는 상기 연결리브(146b)에 의해 인테이크 덕트(140)의 개구부(143)로부터 내측 방향으로 일정 간격 이격되게 배치된다.
그리고, 상기 인테이크 도어(150)는, 상기 인테이크 덕트(140)의 내부에 회전 가능하게 설치되되, 인테이크 도어(150)의 회전축(151a,151b)이 상기 원심팬(132)의 회전축과 동일방향이 되도록 설치되어 상기 내,외기유입구(141,142)를 개폐하게 된다.
상기 인테이크 도어(150)는, 원통형 도어로서, 회전각도에 따라 상기 내,외기유입구(141,142)를 개폐하도록 원통 도어부(153)의 외주면에 개구부(154)를 형성하여 이루어진다.
좀 더 상세히 설명하면, 상기 인테이크 도어(150)는, 상기 인테이크 도어(150)의 회전축(151a,151b)을 중심으로 하여 반경방향으로 서로 일정간격 이격되어 상기 원통 도어부(153)를 구성하는 한 쌍의 도어판(153a,153b)과, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 내측면을 연결하며 상기 일측 회전축(151a)이 형성된 지지리브(152)와, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 일단부를 연결하며 상기 타측 회전축(151b)이 형성된 측면판(156)으로 이루어진다.
상기 한 쌍의 도어판(153a,153b)은, 각각 호 형상으로 형성된다.
또한, 상기 지지리브(152)는, 상기 일측 도어판(153a)의 내측면에 일측 회전축(151a)을 향해 연결되는 "V"자 형태의 제1리브(152a)와, 상기 타측 도어판(153b)의 내측면에 일측 회전축(151a)을 향해 연결되는 "V"자 형태의 제2리브(152b)로 이루어지고, 상기 제1리브(152a)와 제2리브(152b)가 만나는 부위에 상기 일측 회전축(151a)이 축방향으로 돌출 형성된다.
아울러, 상기 인테이크 도어(150)는, 원주방향으로 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 사이에 상기 개구부(154)가 형성된다.
한편, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 일단부는 상기 측면판(156)에 의해 연결 지지되고, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 타단부는 보강대(158)에 의해 연결 지지된다.
이때, 상기 보강대(158)는 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 타단부의 끝단에서 일정간격 이격된 위치에 형성된다.
따라서, 상기 인테이크 도어(150)는, 외기유입모드시 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b)이 상기 내기유입구(141)를 폐쇄하고 상기 개구부(154)가 외기유입구(142)를 개방하여 외기가 유입되고, 내기유입모드시에는 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 중 하나가 상기 외기유입구(142)를 폐쇄하고 상기 개구부(154)가 내기유입구(141)를 개방하여 내기가 유입되는 것이다.
한편, 상기 인테이크 덕트(140)의 개구부(143) 둘레에는 삽입홈(147)이 형성되고, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 타단부에는 상기 삽입홈(147)에 회전가능하게 삽입되어 지지되는 돌출지지부(153c)가 형성된다.
즉, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 일단부는 상기 측면판(156)에 의해 서로 연결되어 폐쇄되지만, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 타단부는 공기 유동을 위해 서로 연결되지 않고 개방되어 있다. 이로 인해, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b)으로 내기유입구(141) 또는 외기유입구(142)를 폐쇄할 경우 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 타단부를 통해 공기가 리크 될 수 있는데, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b) 타단부에 돌출지지부(153c)를 형성하여 상기 인테이크 덕트(140)의 개구부(143) 둘레에 형성된 삽입홈(147)에 삽입함으로써 공기의 리크를 방지할 수 있다.
그리고, 상기 인테이크 도어(150)에 의해 상기 외기유입구(142)가 개방되는 외기유입모드시, 상기 인테이크 덕트(140) 외부의 내기가 상기 인테이크 도어(150)의 내부로 흡입될 수 있도록 상기 인테이크 덕트(140)의 측면(144)과 인테이크 도어(150)의 측면(156)에는 각각 내기흡입구(145,157)가 관통 형성된다.
상기 인테이크 도어(150)의 내기흡입구(157)는, 상기 인테이크 도어(150)의 측면판(156)에 관통 형성되고,
상기 인테이크 덕트(140)의 내기흡입구(145)는, 상기 인테이크 도어(150)의 측면판(156)과 마주하는 인테이크 덕트(140)의 측면(144)에 관통 형성된다.
이때, 상기 인테이크 덕트(140)의 내기흡입구(145)는 상기 인테이크 도어(150)의 회전축(151b)을 중심으로 180도 방향에 2개가 형성되며, 상기 한 쌍의 내기유입구(141)와 대응하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 인테이크 도어(150)의 측면판(156)에 형성된 내기흡입구(157)는, 회전축(151b)을 기준으로 양측 측면판(156)에 각각 형성할 수도 있고, 또는 일측 측면판(156)에만 형성할 수도 있다.
따라서, 외기유입모드시, 상기 인테이크 도어(150)의 개구부(154)가 상기 외기유입구(142)를 개방하고, 한 쌍의 도어판(153a,153b)이 내기유입구(141)를 폐쇄하게 되므로, 상기 한 쌍의 도어판(153a,153b)을 연결하는 측면판(156)이 상기 인테이크 덕트(140)의 내기흡입구(145)를 폐쇄하는 위치에 있게 된다. 이때, 상기 측면판(156)에 형성된 내기흡입구(157)와 상기 인테이크 덕트(140)의 측면(144)에 형성된 내기흡입구(145)가 일치하게 되면서 내기흡입구(145,157)가 개방되며, 이로인해 외기유입모드시에도 상기 내기흡입구(145,157)를 통해 내기가 일정량 흡입되는 것이다.
한편, 외기유입모드시에는, 상기 측면판(156)에 형성된 내기흡입구(157)와 상기 인테이크 덕트(140)의 측면(144)에 형성된 내기흡입구(145)가 일치하면서 개방되고, 내기유입모드시에는 상기 인테이크 도어(150)의 측면판(156)이 인테이크 덕트(140)의 내기흡입구(145)를 벗어나게 되면서 내기흡입구(145)가 개방된다.
이처럼, 외기유입모드에서 내기 흡입을 위해 별도의 부품을 추가할 필요가 없어 제조 공정 및 제조 비용을 줄일 수 있고, 외기유입모드시 내기를 일부 흡입함에 따라 냉,난방 성능을 향상할 수 있다.
그리고, 상기 페이스 벤트(112a) 및 디프로스트 벤트(112b)의 개도를 조절하는 모드도어(125)는 상기 공조케이스(110)의 외측면에 설치되는 제1구동부재(160)를 통해 구동된다.
상기 제1구동부재(160)는, 상기 모드도어(125)의 회전축(125a)과 결합되며 일단부에 핀(161a)이 구비된 아암(161)과, 상기 공조케이스(110)의 외측면에 회전가능하게 결합되며 상기 아암(161)의 핀(161a)이 슬라이딩 가능하게 결합되도록 슬롯(162a)이 형성된 캠(162)으로 구성된다.
따라서, 상기 캠(162)이 일정각도 회전하게 되면, 상기 아암(161)이 상기 슬롯(162a)의 형상을 따라 캠 운동하면서 모드도어(125)를 구동하게 된다.
상기 캠(162)에는 컨트롤 케이블(165)이 연결되는데, 즉, 탑승자가 차실내의 컨트롤러를 조작하게 되면, 이 조작력이 상기 컨트롤 케이블(165)을 통해 상기 캠(162)으로 전달되어 캠(162)이 회전 작동하게 되는 것이다.
또한, 상기 인테이크 도어(150)는 상기 인테이크 덕트(140)의 외측면에 설치되는 제2구동부재(170)를 통해 구동된다.
상기 제2구동부재(170)는, 상기 인테이크 덕트(140)의 측면에 회전가능하게 결합되며 일단부에 핀(미도시)이 구비된 레버(172)와, 상기 인테이크 도어(150)의 회전축(151b)에 결합되며 상기 레버(172)의 핀이 슬라이딩 결합되도록 슬롯(171a)이 형성된 캠(171)으로 구성된다.
상기 제2구동부재(170)에서는 상기 레버(172)를 작동시켜 상기 캠(171)을 구동하게 된다. 즉, 상기 레버(172)가 일정각도 회전하게 되면, 상기 레버(172)의 핀이 캠(171)의 슬롯(171a)을 따라 이동하게 되면서 상기 캠(171)도 일정각도 회전하게 되어 인테이크 도어(150)를 구동하게 된다.
한편, 상기 제2구동부재(170)의 다른 실시예로서, 상기 캠(171)과 레버(172)의 위치를 반대로 바꿀수도 있다. 즉, 상기 레버(172) 위치에 캠(171)을 설치하고 상기 캠(171) 위치에 레버(172)를 설치하는 것도 가능하다.
그리고, 본 발명에서는, 상기 제1구동부재(160)와 제2구동부재(170) 중 어느 하나의 구동부재를 작동시키면 다른 하나의 구동부재가 연동하여 작동하도록, 상기 제1구동부재(160)와 제2구동부재(170)를 서로 연결하는 연결부재(175)가 구비된다.
상기 연결부재(175)는, 상기 제1구동부재(160)의 캠(162)과 상기 제2구동부재(170)의 레버(172)를 연결하도록 설치되어, 상기 제1구동부재(160)의 캠(162)을 회전 작동시키면 상기 제2구동부재(170)의 레버(172)가 연동하여 작동하게 된다.
또한, 상기 제1구동부재(160)의 캠(162)에는, 상기 연결부재(175)가 연결되는 제1레버(162b)와, 상기 캠(162)을 작동시키기 위한 컨트롤 케이블(165)이 연결되는 제2레버(162c)가 형성된다.
즉, 상기 연결부재(175)의 일단부는 상기 제1레버(162b)의 단부측에 회동가능하게 결합되고, 연결부재(175)의 타단부는 상기 제2구동부재(170)의 레버(172)에 회동가능하게 결합된다.
이때, 상기 연결부재(175)의 타단부는 상기 레버(172)의 길이방향 중간지점에 회동가능하게 결합되지만 그 위치는 변경 가능하다. 즉, 상기 연결부재(175)의 타단부는 상기 레버(172)의 다양한 위치 뿐만 아니라 상기 제2구동부재(170)의 캠(171)측에 결합할 수도 있다.
한편, 상기 컨트롤 케이블(165)은 상기 제2레버(162c)의 단부측에 회동가능하게 결합된다.
또한, 도 6과 같이, 상기 캠(162)의 회전중심으로부터 상기 제1레버(162b)의 반경방향 길이(A)는 상기 제2레버(162c)의 반경방향 길이(B) 보다 작게 형성된다. 여기서 상기 제1레버(162b)의 반경방향 길이(A)는 캠(162)의 회전중심으로부터 상기 제1레버(162b)의 연결부재(175) 연결지점까지의 길이이고, 상기 제2레버(162c)의 반경방향 길이(B)는 캠(162)의 회전중심으로부터 상기 제2레버(162c)의 컨트롤 케이블 연결지점까지의 길이이다.
즉, 상기 제1레버(162b)에 연결된 연결부재(175)의 연결지점이 상기 제2레버(162c)에 연결된 컨트롤 케이블 연결지점 보다 캠(162)의 회전중심에 가깝게 배치됨으로써, 상기 컨트롤 케이블(165)의 조작시, 더 큰 토크(Torque)를 발생시켜 상기 연결부재(175)를 통해 상기 제2구동부재(170)의 레버(172)로 전달되는 힘이 커지게 되어 조작을 원활하게 할 수 있다.
한편, 상기 인테이크 덕트(140)에 설치되는 제2구동부재(170)는, 상기 인테이크 덕트(140)의 내기흡입구(145)를 벗어난 위치에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명에서는, 상기 제1구동부재(160)와 제2구동부재(170)를 상기 연결부재(175)로 연결하여 연동 제어함으로써, 공기토출모드와 공기유입모드를 연동시키는 제어를 하게 된다.
상기 공기토출모드로는 페이스 모드와, 디프로스트 모드, 플로어 모드가 있고, 상기 공기유입모드로는 내기유입모드와, 외기유입모드가 있다.
본 발명에서 공기토출모드와 공기유입모드를 연동 제어시, 상기 공기토출모드 중 상기 페이스 벤트(112a)를 개방하는 페이스 모드는, 상기 공기유입모드 중 상기 내기유입구(141)를 개방하는 내기유입모드와 연동시키고,(도 5)
상기 공기토출모드 중 상기 디프로스트 벤트(112b)를 개방하는 디프로스트 모드는, 상기 공기유입모드 중 상기 외기유입구(142)를 개방하는 외기유입모드와 연동시키도록 상기 제1,2구동부재(160,170)를 연동 제어하게 된다.(도 4)
다시말해, 상기 제1,2구동부재(160,170)가 연결부재(175)를 통해 서로 연동하여 작동하기 때문에, 상기 제1구동부재(160)를 작동시켜 모드도어(125)가 페이스 모드를 구현하게 되면 이에 연동하여 상기 제2구동부재(170)가 작동하여 인테이크 도어(150)가 내기유입모드를 구현하게 된다.
또한, 상기 제1구동부재(160)를 작동시켜 모드도어(125)가 디프로스트 모드를 구현하게 되면 이에 연동하여 상기 제2구동부재(170)가 작동하여 인테이크 도어(150)가 외기유입모드를 구현하게 된다.
이와 같이, 본 발명에서는 상기 모드도어를 구동시키는 제1구동부재(160)와 인테이크 도어(150)를 구동시키는 제2구동부재(170)를 연결부재(175)로 연결하여 연동 제어함으로써, 하나의 컨트롤 케이블(165)로 두 개의 도어를 동시에 조작 할 수 있게 되어 원하는 모드를 구현하기 위한 탑승자의 조작 횟수를 감소하고, 컨트롤 케이블(165)의 개수도 줄여 이로인한 전반적인 부품수도 줄일 수 있으며, 아울러 공기토출모드와 공기유입모드를 연동 제어할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 모터(132a)의 구동으로 원심팬(132)이 작동하게 되면, 이 원심팬(132)의 회전에 의해 원심팬(132)의 내부에 저압이 형성됨에 따라 상기 인테이크 도어(150)에 의해 개방된 내기유입구(141) 또는 외기유입구(142)를 통해 내기 또는 외기가 인테이크 덕트(140)내로 흡입되고, 흡입된 공기는 상기 인테이크 도어(150)의 내부를 지나 상기 원심팬(132)의 내측으로 유동한 후 원심팬(132)의 반경방향으로 송풍된다.
여기서, 페이스 모드와 연동하는 내기유입모드시에는, 상기 인테이크 도어(150)에 의해 외기유입구(142)가 폐쇄되고 내기유입구(141)는 개방되며, 상기 인테이크 덕트(140)의 내기흡입구(145)도 개방되어, 상기 내기유입구(141) 및 내기흡입구(145)를 통해 내기만 유입되고,
디프로스트 모드와 연동하는 외기유입모드시에는, 상기 인테이크 도어(150)에 의해 내기유입구(141)가 폐쇄되고 외기유입구(142)는 개방되며, 상기 인테이크 덕트(140) 및 인테이크 도어(150)의 각 내기흡입구(145,157)가 개방되어, 상기 외기유입구(142)를 통해 외기가 유입되고, 상기 내기흡입구(145,157)를 통해 내기도 유입된다. 이때 외기는 약 70%, 내기는 약 30% 비율로 흡입된다.
계속해서, 상기 원심팬(132)의 반경방향으로 송풍되는 공기는 스크롤케이스(131)의 내부를 따라 유동하면서 공조케이스(110)의 내부로 송풍된다.
상기 공조케이스(110)의 내부로 송풍된 공기는, 냉,난방모드에 따라 상기 증발기(101)를 통과하면서 선택적으로 냉각되고, 이후 상기 온도조절도어(120)에 의해 상기 히터코어(102)를 바이패스하여 냉풍 상태로 유동하거나 상기 히터코어(102)를 거치면서 온풍으로 바뀐후 유동하게 된다.
상기 온풍 또는 냉풍으로 바뀐 공기는 모드도어(125)를 통해 개방된 상기 출구(112)를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방 또는 난방이 수행된다.
상기의 과정에서, 탑승자가 공기토출모드를 변경하기 위해 차실내 컨트롤러를 조작하게 되면, 상기 제1구동부재(160)와 제2구동부재(170)가 연결부재(175)에 의해 연동하므로, 탑승자가 공기토출모드를 페이스 모드로 변경하면 이와 연동하여 공기유입모드는 내기유입모드로 변경되고, 공기토출모드를 디프로스트 모드로 변경하면 이와 연동하여 공기유입모드는 외기유입모드로 변경된다.
100: 공조장치 101: 증발기
102: 히터코어 110: 공조케이스
111: 입구 112: 출구
112a: 페이스 벤트 112b: 디프로스트 벤트
112c: 플로어 벤트
120: 온도조절도어
125,126: 모드도어 130: 송풍장치
131: 스크롤케이스 132: 원심팬
132a: 모터
140: 인테이크 덕트 141: 내기유입구
142: 외기유입구 143: 개방부
144: 측면 145: 내기흡입구
146: 지지대 147: 삽입홈
150: 인테이크 도어 151a,151b: 회전축
152: 지지리브 153: 원통 도어부
153a,153b: 도어판 154: 개구부
156: 측면판
157: 내기흡입구 158: 보강대
160: 제1구동부재 161: 아암
162,171: 캠 162b: 제1레버
162c: 제2레버 170: 제2구동부재
172: 레버 175: 연결부재

Claims (10)

  1. 입구(111)측에는 원심팬(132)을 내장한 스크롤케이스(131)가 구비되고, 출구측에는 복수개의 출구(112)가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 원심팬(132)의 축방향으로 스크롤케이스(131)의 일측에 결합됨과 아울러 내,외기를 유입하도록 내,외기유입구(141,142)가 형성된 인테이크 덕트(140)와, 상기 인테이크 덕트(140)의 내부에 회전 가능하게 설치되어 상기 내,외기유입구(141,142)를 개폐하는 인테이크 도어(150)와, 상기 공조케이스(110)의 내부에 설치되어 상기 출구(112)의 개도를 조절하는 모드도어(125,126)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공조케이스(110)의 외측면에 설치되어 상기 모드도어(125)를 구동시키는 제1구동부재(160)와,
    상기 인테이크 덕트(140)의 외측면에 설치되어 상기 인테이크 도어(150)를 구동시키는 제2구동부재(170)와,
    상기 제1구동부재(160)와 제2구동부재(170) 중 어느 하나의 구동부재를 작동시키면 다른 하나의 구동부재가 연동하여 작동하도록, 상기 제1구동부재(160)와 제2구동부재(170)를 서로 연결하는 연결부재(175)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1구동부재(160)는,
    상기 모드도어(125)의 회전축(125a)과 결합되며 일단부에 핀(161a)이 구비된 아암(161)과, 상기 공조케이스(110)의 외측면에 회전가능하게 결합되며 상기 아암(161)의 핀(161a)이 슬라이딩 가능하게 결합되도록 슬롯(162a)이 형성된 캠(162)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2구동부재(170)는,
    상기 인테이크 덕트(140)의 측면에 회전가능하게 결합되며 일단부에 핀이 구비된 레버(172)과, 상기 인테이크 도어(150)의 회전축(151b)에 결합되며 상기 레버(172)의 핀이 슬라이딩 결합되도록 슬롯(171a)이 형성된 캠(171)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결부재(175)는, 상기 제1구동부재(160)의 캠(162)과 상기 제2구동부재(170)의 레버(172)를 연결하도록 설치되어, 상기 제1구동부재(160)의 캠(162)을 회전 작동시키면 상기 제2구동부재(170)의 레버(172)가 연동하여 작동하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1구동부재(160)의 캠(162)에는, 상기 연결부재(175)가 연결되는 제1레버(162b)와, 상기 캠(162)을 작동시키기 위한 컨트롤 케이블(165)이 연결되는 제2레버(162c)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 캠(162)의 회전중심으로부터 상기 제1레버(162b)의 반경방향 길이(A)는 상기 제2레버(162c)의 반경방향 길이(B) 보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 공조케이스(110)의 복수개 출구(112)는, 상기 공조케이스(110)의 상부측에 형성되는 디프로스트 벤트(112b) 및 페이스 벤트(112a)와, 상기 공조케이스(110)의 하부측에 형성되는 플로어 벤트(112c)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 인테이크 덕트(140)는, 원통형으로 형성되어 일측 개구부(143)가 상기 스크롤케이스(131)측에 결합되고, 외주면에는 상기 내,외기유입구(141,142)가 둘레방향으로 이격되어 형성되며,
    상기 인테이크 도어(150)는, 회전각도에 따라 상기 내,외기유입구(141,142)를 개폐하도록 원통 도어부(153)의 외주면에 개구부(154)를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인테이크 도어(150)에 의해 상기 외기유입구(142)가 개방되는 외기유입모드시, 상기 인테이크 덕트(140) 외부의 내기가 상기 인테이크 도어(150)의 내부로 흡입될 수 있도록 상기 인테이크 덕트(140)의 측면과 인테이크 도어(150)의 측면에는 각각 내기흡입구(145,157)가 관통 형성되고,
    상기 인테이크 덕트(140)에 설치되는 제2구동부재(170)는, 상기 인테이크 덕트(140)의 내기흡입구(145)를 벗어난 위치에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  10. 제 1 항에 기재된 차량용 공조장치의 제1구동부재(160)와 제2구동부재(170)를 연동 제어하여 공기토출모드와 공기유입모드를 연동시키는 제어방법으로서,
    상기 공조케이스(110)의 복수개 출구(112)는, 상기 모드도어(125)에 의해 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(112b) 및 페이스 벤트(112a)를 포함하며,
    상기 공기토출모드 중 상기 페이스 벤트(112a)를 개방하는 페이스 모드는, 상기 공기유입모드 중 상기 내기유입구(141)를 개방하는 내기유입모드와 연동시키고,
    상기 공기토출모드 중 상기 디프로스트 벤트(112b)를 개방하는 디프로스트 모드는, 상기 공기유입모드 중 상기 외기유입구(142)를 개방하는 외기유입모드와 연동시키도록 상기 제1,2구동부재(160,170)를 연동 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 제어방법.
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