KR102552122B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

후석 벤트 모드 시 후석 플로어 벤트로 공기를 토출하는 블리드(Bleed) 기능을 수행할 수 있고 토출구 사이즈와 도어 형상을 최적화하여 후석 플로어 블리드량을 조절할 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 내부에 공기통로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기통로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 전석 냉풍통로와 온풍통로 일부 사이의 개도를 조절하는 전석 템프도어; 상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에 배치되고 온풍통로의 다른 일부의 개도를 조절하는 제1 후석 템프도어; 및 후석 공기토출구의 개도를 조절하는 후석 모드도어를 구비하고, 상기 후석 모드도어는 후석 공기토출구로의 공기 유동을 폐쇄하는 후석 클로즈 기능을 가지며, 상기 후석 모드도어는 일부 공기를 블리드(Bleed)할 수 있도록 바이패스부를 형성한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 전석 공조와 더불어 후석 공조를 함께 수행하기 위해 후석 측으로 공조풍을 보낼 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품이다. 공조장치는 통상 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 차량 실내에 송풍함으로써 차량 실내를 냉,난방하거나 환기한다.
선 출원된 대한민국 등록특허공보 제1484718호(2015.01.14)에는 후석 템프도어와 후석 보조템프도어 및 후석 온오프도어의 위치를 제어하여 후석 풍량을 조절하는 차량용 공조장치가 개시된바 있다. 도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 공조장치는 공조케이스(10)와, 증발기(20) 및 히터코어(30)와, 전석 템프도어(51) 및 전석 모드도어를 포함한다.
공조케이스(10)는 공기유입구(11)와 공기토출구를 구비하며 내부에 공기통로가 형성된다. 공기유입구(11) 측에 송풍장치가 연결되어 내기 또는 외기가 선택적으로 공조케이스(10) 내부 공기통로로 유입된다. 공기토출구는 디프로스트 벤트(12), 전석 페이스 벤트(13), 전석 플로어 벤트(114), 후석 페이스 벤트(15) 및 후석 플로어 벤트(16)로 구성된다. 공조케이스(10) 내부 공기통로는 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3)로 구성된다.
증발기(20)는 냉각용 열교환기로서 이를 통과하는 공기를 냉각시킨다. 히터코어(30)는 가열용 열교환기로서 이를 통과하는 공기를 가열시킨다. 히터코어(30)는 공기 유동 방향으로 증발기(20)의 하류 측인 온풍통로(P2)에 배치된다. 온풍통로(P2)에는 PTC히터 등의 전열히터(40)가 더 구비될 수 있다. 전석 템프도어(51)는 증발기(20)와 히터코어(30) 사이에 배치되어 히터코어(30)를 통과하는 온풍통로(P2)와 히터코어(30)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)(P3)의 개도를 조절한다. 전석 모드도어는 디프로스트 도어(53), 벤트 도어(54) 및 플로어 도어(55)로 구성된다.
후석 공기통로는 증발기(20)를 통과한 공기가 히터코어(30)를 바이패스하는 후석 냉풍통로(P3)와 히터코어(30)를 통과하는 온풍통로로 구성된다. 이 후석 공기통로의 온풍통로는 전석 공기통로의 온풍통로(P2)와 함께 사용된다. 즉, 히터코어(30)를 통과하여 온풍통로(P2)를 유동하는 공기의 일부는 상부로 이동하여 디프로스트 벤트(12), 전석 페이스 벤트(13), 전석 플로어 벤트(114) 중 적어도 하나로 토출되며, 공기의 다른 일부는 하부로 이동하여 후석 페이스 벤트(15)와 후석 플로어 벤트(16) 중 적어도 하나로 토출된다. 후석 공기통로에는 후석 페이스 벤트(15)와 후석 플로어 벤트(16)의 개도를 조절하는 후석 모드도어(58)가 구비된다.
공조케이스(10) 내에는 후석 템프도어(52)와, 후석 보조템프도어(56)와, 후석 온오프도어(57)가 구비된다. 후석 템프도어(52)는 증발기(20)와 히터코어(30) 사이에 구비되어 온풍통로(P2)로 유동하는 통로와 후석 냉풍통로(P3)로 유동하는 통로의 개도를 조절하며, 후석 보조템프도어(56)는 공기 유동 방향으로 히터코어(30)의 하류 측에 배치되어 후석 공기토출구로 유동하는 통로의 개도를 조절한다. 후석 온오프도어(57)는 후석 냉풍통로(P3)의 개도를 조절한다.
도 2는 종래의 차량용 공조장치의 전후석 냉방 모드를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 전후석 냉방 모드 시, 전석 템프도어(51)는 온풍통로(P2)를 폐쇄하고 전석 냉풍통로(P1)를 개방하며, 후석 템프도어(52)는 온풍통로(P2)를 폐쇄하고 후석 냉풍통로(P3)를 개방한다. 후석 보조템프도어(56)는 후석 공기토출구로 유동하는 통로를 폐쇄하고, 후석 온오프도어(57)는 후석 냉풍통로(P3)를 개방한다. 증발기(20)를 통과하며 차가워진 공기는 히터코어(30)를 바이패스하여 일부는 전석 냉풍통로(P1)를 지나 전석 공기토출구 중 적어도 하나로 토출되며, 다른 일부는 후석 냉풍통로(P3)를 지나 후석 공기토출구 중 적어도 하나로 토출된다.
도 3은 종래의 차량용 공조장치의 전후석 난방 모드를 도시한 것이다. 도 3를 참조하면, 전후석 난방 모드 시, 전석 템프도어(51)는 전석 냉풍통로(P1)를 폐쇄하고 온풍통로(P2)를 개방하며, 후석 템프도어(52)는 후석 냉풍통로(P3)를 폐쇄하고 온풍통로(P2)를 개방한다. 후석 보조템프도어(56)는 후석 공기토출구로 유동하는 통로를 개방하고, 후석 온오프도어(57)는 후석 냉풍통로(P3)를 폐쇄한다. 증발기(20)를 통과한 공기는 히터코어(30)를 통과하면서 가열된 후 일부는 상부로 이동하여 전석 공기토출구 중 적어도 하나로 토출되며, 다른 일부는 하부로 이동하여 후석 공기토출구 중 적어도 하나로 토출된다.
종래의 차량용 공조장치는 후석 템프도어(52)와 후석 온오프도어(57)의 위치에 따라 후석의 공조 온/오프를 제어하며, 후석 모드도어(58)는 후석 모드 조절에만 이용한다. 종래의 차량용 공조장치는 후석의 공조 제어를 수행하기 위해, 2개의 템프도어(52,56), 1개의 온오프도어(57), 1개의 모드도어(58)를 구비하여야 함에 따라, 부품수가 많아지는 문제점이 있다.
또한, 종래의 차량용 공조장치는 후석 벤트 모드, 후석 바이레벨 모드, 후석 플로어 모드 및 후석 클로즈 모드 등 다양한 공조 모드를 구현하기 위해, 구조가 복잡해질 뿐 아니라 후석 벤트 모드 시 후석 플로어 벤트로 공기를 토출하는 블리드(Bleed) 기능을 수행하기 어렵다는 문제점이 있다.
특허문헌 : 대한민국 등록특허공보 제1484718호(2015.01.14)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 도어의 개수를 줄이면서도 공조 성능을 저하시키지 않고 다양한 공조 모드의 구현이 가능하며 각 모드별 도어의 제어를 최적화한 차량용 공조장치를 제공한다.
또한, 본 발명에서는 후석 벤트 모드 시 후석 플로어 벤트로 공기를 토출하는 블리드(Bleed) 기능을 수행할 수 있고 토출구 사이즈와 도어 형상을 최적화하여 후석 플로어 블리드량을 조절할 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기통로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기통로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 전석 냉풍통로와 온풍통로 일부 사이의 개도를 조절하는 전석 템프도어; 상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에 배치되고 온풍통로의 다른 일부의 개도를 조절하는 제1 후석 템프도어; 및 후석 공기토출구의 개도를 조절하는 후석 모드도어를 구비하고, 상기 후석 모드도어는 일부 공기를 블리드(Bleed)할 수 있도록 바이패스부를 형성한다.
상기에서, 후석 모드도어는 일측 단부에 단차부를 형성한다.
상기에서, 후석 모드도어는 돔(Dome)형으로 이루어지고, 상기 공조케이스에는 상기 단차부에 대응되는 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부와 단차부의 틈(Gap)을 통해 블리드(Bleed) 기능을 수행한다.
상기에서, 돌출부는 후석 모드도어의 단차부를 통과하여 후석 모드도어의 회전을 자유롭게 하고, 후석 모드도어의 단차부 반대 측 단부에 걸려 후석 모드도어의 회전을 구속한다.
상기에서, 단차부는 후석 모드도어의 축 방향으로 양측에 일정길이 연장 형성된다.
상기에서, 가열용 열교환기의 하류에 배치되며, 온풍통로와 후석 냉풍통로 사이의 개도를 조절하는 제2 후석 템프도어를 구비하고, 상기 후석 모드도어는 상기 제2 후석 템프도어의 하류에 배치된다.
상기에서, 후석 벤트 모드 시, 후석 모드도어는 후석 플로어 벤트를 통해 일부 공기를 블리드(Bleed)한다.
상기에서, 후석 냉풍통로는 후석 플로어 벤트 및 후석 페이스 벤트와 연통구로 연통되고, 상기 공조케이스에는 후석 모드도어의 회전 반경을 따라 연통구, 후석 플로어 벤트, 후석 페이스 벤트가 순차로 형성되며, 상기 돌출부는 연통구의 하부에 형성된다.
상기에서, 후석 벤트 모드 시, 단차부의 반대 측 단부가 공조케이스에 밀착하여 밀폐되며, 단차부가 형성된 측 단부가 돌출부에 위치하여 돌출부와 단차부 사이에 틈을 형성한다.
상기에서, 후석 플로어 모드 또는 후석 클로즈 모드 시, 단차부의 반대 측 단부 및 단차부가 형성된 측 단부가 모두 공조케이스에 밀착하여 밀폐된다.
상기에서, 후석 모드도어는 후석 공기토출구로의 공기 유동을 폐쇄하는 후석 클로즈 기능을 갖는다.
상기에서, 후석 오프(OFF) 모드 시, 후석 모드도어의 단차부가 공조케이스의 위쪽 실링면과 마주하면서 공조케이스와 단차부 사이를 폐쇄한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기통로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기통로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 전석 냉풍통로와 온풍통로 일부 사이의 개도를 조절하는 전석 템프도어; 상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에 배치되고 온풍통로의 다른 일부의 개도를 조절하는 제1 후석 템프도어; 및 후석 공기토출구의 개도를 조절하는 후석 모드도어를 구비하고, 상기 후석 모드도어는 로터리 도어 구조로 이루어지며, 후석 모드도어의 도어 플레이트 양 끝단에 실링부가 형성되고, 일측 실링부의 높이는 타측 실링부의 높이와 상이하게 형성된다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도어의 개수를 줄이면서도 공조 성능을 저하시키지 않고 다양한 공조 모드의 구현이 가능하며 각 모드별 도어의 제어를 최적화하여 공조장치의 하중과 제조 비용을 절감할 수 있다.
아울러, 후석 벤트 모드 시 후석 플로어 벤트로 공기를 토출하는 블리드(Bleed) 기능을 수행할 수 있고, 토출구 사이즈와 도어 형상을 최적화하여 후석 플로어 블리드량을 적절히 조절할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 차량용 공조장치의 전후석 냉방 모드를 도시한 것이며,
도 3은 종래의 차량용 공조장치의 전후석 난방 모드를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 모드도어를 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 모드도어를 도시한 측면도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 모드도어가 분리된 공조케이스 내부를 도시한 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 모드도어가 공조케이스에 결합된 상태를 도시한 사시도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 벤트 모드를 도시한 것이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 플로어 모드를 도시한 것이며,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 바이레벨 모드를 도시한 것이고,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 클로즈 모드를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기통로가 형성된 공조케이스(110)와, 공조케이스(110)의 공기통로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하여 이루어진다.
공조케이스(110)는 공기유입구(111)와 공기토출구를 구비하며 내부에 공기통로가 형성된다. 공기유입구(111) 측에 송풍장치가 연결되어 내기 또는 외기가 선택적으로 공조케이스(110) 내부 공기통로로 유입된다. 공기토출구는 디프로스트 벤트(112), 전석 페이스 벤트(113) 및 전석 플로어 벤트(114)로 이루어진 전석 공기토출구와, 후석 페이스 벤트(115) 및 후석 플로어 벤트(116)로 이루어진 후석 공기토출구로 구성된다.
냉각용 열교환기는 증발기(120)로 구성된다. 증발기(120)의 내부에 흐르는 냉매와 증발기(120)를 통과하는 공기가 열교환되어 공기는 냉각된다. 가열용 열교환기는 히터코어(130)로 구성된다. 히터코어(130)의 내부에 흐르는 냉각수와 히터코어(130)를 통과하는 공기가 열교환되어 공기는 가열된다. 히터코어(130)는 공기 유동 방향으로 증발기(120)의 하류 측인 온풍통로(P2)에 배치된다. 온풍통로(P2)에는 PTC히터 등의 전기식 히터(140)가 더 구비될 수 있다.
공조케이스(110) 내부 공기통로는 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3)로 구성된다. 증발기(120)의 하류 측에서 공기통로는 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3), 3가지로 나뉜다. 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3)는 상부에서 하부로 순차로 구성되며, 상하 방향으로 온풍통로(P2)가 전석 냉풍통로(P1)와 후석 냉풍통로(P3)의 사이에 배치된다.
증발기(120)를 통과한 공기는 온풍통로(P2)의 히터코어(130)를 바이패스하여 전석 냉풍통로(P1)와 후석 냉풍통로(P3)로 유동하거나, 온풍통로(P2)의 히터코어(130)를 통과한 후 다시 전석 냉풍통로(P1) 또는 후석 냉풍통로(P3)로 합류하여 유동한다.
전석 냉풍통로(P1)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 바이패스하여 차량 전석 측으로 유동되는 통로이다. 후석 냉풍통로(P3)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 바이패스하여 차량 후석 측으로 유동되는 통로이다. 온풍통로(P2)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 통과하여 차량 전석 또는 후석 측으로 유동되는 통로이다.
공조케이스(110)에는 챠랑 전석 측으로 공기를 토출하기 위한 전석 공기토출구가 마련되며, 전석 공기토출구는 전석 모드도어에 의해 그 개도가 제어된다. 전석 모드도어는 디프로스트 벤트(112)의 개도를 조절하는 디프로스트 도어(153), 전석 페이스 벤트(113)의 개도를 조절하는 벤트 도어(154) 및 전석 플로어 벤트(114)의 개도를 조절하는 플로어 도어(155)로 구성된다. 아울러, 공조케이스(110)에는 차량 후석 측으로 공기를 토출하기 위한 후석 공기토출구가 마련되며, 후석 공기토출구는 후석 모드도어(200)에 의해 그 개도가 제어된다.
차량용 공조장치는 전석 템프도어(171)를 구비한다. 전석 템프도어(171)는 전석 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2) 일부 사이의 개도를 조절한다. 전석 템프도어(171)는 증발기(120)의 하류에 인접하며 전석 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2)가 갈라지는 경계 부위에 위치한다. 전석 템프도어(171)는 회전축을 중심으로 반경 방향 양측으로 판 부재가 형성된 테일 도어(Tail door) 타입으로 이루어진다.
전석 템프도어(171)는 회전축과, 제1 도어부 및 제2 도어부로 구성된다. 전석 템프도어(171)의 회전축은 온풍통로(P2)의 출구측 하단에 인접하여 설치된다. 제1 도어부는 회전축을 중심으로 일측에 형성되어 냉풍통로(P1) 및 온풍통로(P2)의 입구 중 상부 일부의 개도를 조절한다. 제2 도어부는 회전축을 중심으로 타측에 형성되어 온풍통로(P2) 중 전석측 출구의 개도를 조절한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 전방 운전석, 전방 조수석 및 후방 좌석(후석)의 독립된 3존(3 Zone)의 온도 제어를 수행하도록 구성되며, 후석의 온도 제어를 3개의 도어로 구현한다. 즉, 차량용 공조장치는 제1 후석 템프도어(172), 제2 후석 템프도어(159) 및 후석 모드도어(200)를 구비한다.
제1 후석 템프도어(172)는 증발기(120)와 히터코어(130)의 사이에 배치되며, 온풍통로(P2)의 다른 일부의 개도를 조절한다. 즉, 제1 후석 템프도어(172)는 온풍통로(P2)의 입구 중 전석 템프도어(171)가 커버하지 않는 온풍통로(P2)의 입구 하부 일부의 개도를 조절한다.
제2 후석 템프도어(159)는 히터코어(130)의 하류에 배치되며, 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 사이의 개도를 조절한다. 제2 후석 템프도어(159)는 돔(Dome) 도어 타입으로 이루어진다. 히터코어(130)의 하류의 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3)는 연통되게 구성된다. 제2 후석 템프도어(159)는 히터코어(130)의 하류의 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로에 배치된다. 즉, 제2 후석 템프도어(159)는 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로와 후석 냉풍통로(P3) 사이의 개도를 조절한다.
후석 모드도어(200)는 제2 후석 템프도어(159)의 하류에 배치되고, 후석 공기토출구의 개도를 조절한다. 후석 모드도어(200)는 돔(Dome)형 도어 타입으로 이루어진다. 후석 모드도어(200)는 후석 공기통로, 후석 페이스 벤트(115), 후석 플로어 벤트(116) 사이의 개도를 조절한다.
즉, 후석 모드도어(200)는 도 4에서 반 시계 방향으로 최대 회전되어 후석 공기통로를 폐쇄하거나, 시계 방향으로 일정 각도 회전되어 후석 플로어 벤트(116)를 폐쇄하고 후석 페이스 벤트(115)를 개방하거나, 시계 방향으로 최대 회전되어 후석 페이스 벤트(115)를 폐쇄하고 후석 플로어 벤트(116)를 개방하거나, 후석 페이스 벤트(115)와 후석 플로어 벤트(116) 사이 중간에 위치하여 두 벤트 모두를 개방할 수 있다.
차량용 공조장치는 제1 후석 템프도어(172) 및 제2 후석 템프도어(159)를 이용하여 후석의 온도 제어를 수행한다. 아울러, 후석 모드도어(200)를 이용하여 후석 공기통로의 On(개방) 및 Off(폐쇄)를 제어한다. 이와 같이 2개의 템프도어와 1개의 모드도어를 이용하여 종래기술과 대비하여 도어의 개수를 줄이면서 후석 공조 제어를 원활히 수행할 수 있어 3존 공조장치를 구현할 수 있다. 따라서, 부품의 개수를 줄여 제조 원가를 낮추고 공조장치의 하중과 부피를 줄일 수 있다.
후석 모드도어(200)가 후석 공기통로를 Off(폐쇄)하는 조건인 경우, 제1 후석 템프도어(172)의 위치를 전석 조건에 따라 변경시킨다. 상세하게는, 후석 모드도어(200)가 후석 공기통로를 Off(폐쇄)할 때, 전석 템프도어(171)가 전석의 최대 냉방(Max Cool) 조건에 위치하는 경우, 제1 후석 템프도어(172)는 후석의 최대 냉방(Max Cool) 상태로 위치한다.
또한, 후석 모드도어(200)가 후석 공기통로를 Off(폐쇄)할 때, 전석 템프도어(171)가 전석의 최대 냉방 조건이 아닌 경우, 제1 후석 템프도어(172)는 후석의 최대 난방(Max Warm) 상태로 위치한다. 이 경우, 전석 템프도어(171)가 전석의 최대 냉방 조건이 아닌 경우는 전석 템프도어(171)가 전석 최대 난방(Max Warm) 상태이거나 믹싱(Mixing) 상태이다.
이와 같이 제1 후석 템프도어(172)의 위치를 전석 조건에 따라 변경시키는 구성을 통해, 공기가 모두 온풍통로(P2)로 유동하도록 안내되어 전석에서의 히터코어(130)의 성능을 최대한 이용할 수 있어 난방 성능을 향상시킬 수 있다.
제1 후석 템프도어(172)는 돔(Dome) 도어 타입으로 이루어진다. 제1 후석 템프도어(172)는 최대 냉방(Max Cool) 조건인 경우 온풍통로(P2)를 폐쇄하는 위치에 있으며, 최대 난방(Max Warm) 조건인 경우 증발기(120)와 히터코어(130) 사이를 구획하는 위치에 있다.
즉, 제1 후석 템프도어(172)는 전석 템프도어(171)가 전석의 최대 냉방 조건이 아닌 경우, 돔(Dome) 내측이 공기를 온풍통로(P2) 측으로 가이드하도록 구성된다. 이러한 구성을 통해, 유선형의 돔 내측면이 증발기(120)를 통과한 공기를 온풍통로(P2)의 히터코어(130) 측으로 더욱 원활히 안내할 수 있다.
제1 후석 템프도어(172)는 후석 냉풍통로(P3)를 항시 개방하도록 구성된다. 즉, 제1 후석 템프도어(172)는 후석 냉풍통로(P3)의 온(On)/오프(Off) 기능을 수행하지 않고 전술한 것처럼 온풍통로(P2)의 개폐 기능과 공기 가이드 기능을 수행하여 히터코어 성능을 향상시킴과 아울러, 후석 냉풍통로(P3)의 온/오프 기능은 후석 모드도어(200)가 수행하여 도어의 개수를 줄이면서 후석 공조의 온/오프 제어를 원활히 수행할 수 있는 것이다.
한편, 제1 후석 템프도어(172)와 제2 후석 템프도어(158)를 조절하여 후석 온도 제어를 수행할 수 있다. 즉, 최대 냉방(Max Cool) 조건인 경우, 제1 후석 템프도어(172)는 온풍통로(P2)를 폐쇄하며, 제2 후석 템프도어(159)는 히터코어(130)의 하류의 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로를 폐쇄하도록 위치한다. 또한, 최대 난방(Max Warm) 조건인 경우, 제1 후석 템프도어(172)의 돔(Dome) 내측이 공기를 온풍통로(P2) 측으로 가이드하도록 위치하며, 제2 후석 템프도어(159)는 후석 냉풍통로(P3)를 폐쇄하도록 위치한다. 아울러, 믹싱(Mixing) 모드인 경우, 제1 후석 템프도어(172)의 돔(Dome) 내측이 공기를 온풍통로(P2) 측으로 가이드하도록 위치하며, 제2 후석 템프도어(159)는 히터코어(130)의 하류의 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로와 후석 냉풍통로(P3) 사이에 위치한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 모드도어를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 모드도어를 도시한 측면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 모드도어가 분리된 공조케이스 내부를 도시한 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 모드도어가 공조케이스에 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 8을 더 참조하면, 후석 모드도어(200)는 후석 공기토출구로의 공기 유동을 폐쇄하는 후석 클로즈 기능을 갖는다. 또한, 후석 모드도어(200)는 일부 공기를 블리드(Bleed)할 수 있도록 바이패스부를 형성한다. 더욱 상세하게는, 후석 모드도어(200)는 일측 단부(241)에 단차부(230)를 형성한다. 공조케이스(110)에는 단차부(230)에 대응되는 돌출부(1103)가 형성된다. 돌출부(1103)와 단차부(230)의 틈(Gap:1104)을 통해 블리드(Bleed) 기능을 수행하게 된다.
돌출부(1103)는 후석 모드도어(200)의 단차부(230)를 통과하여 후석 모드도어(200)의 회전을 자유롭게 하고, 후석 모드도어(200)의 단차부(230) 반대 측 단부(242)에 걸려 후석 모드도어(200)의 회전을 구속한다. 단차부(230)는 후석 모드도어(200)의 축 방향으로 양측에 일정길이 연장 형성된다.
도시되지는 않았으나, 공조케이스(110)의 폭 방향으로 중간에 세퍼레이터가 구비되어 차량 폭 방향으로 좌우 공간을 독립적으로 공조하도록 구성된다. 후석 플로어 벤트(116)는 도 7에 도시된 것처럼 폭 방향으로 공조케이스(110)의 좌우 양측에 형성되며, 후석 페이스 벤트(115)는 폭 방향으로 공조케이스(110)의 중앙부 측에 형성된다.
후석 냉풍통로(P3)는 후석 플로어 벤트(116) 및 후석 페이스 벤트(115)와 연통구(1102)로 연통된다. 아울러, 공조케이스(110)에는 후석 모드도어(200)의 회전 반경을 따라 연통구(1102), 후석 플로어 벤트(116), 후석 페이스 벤트(115)가 반 시계 방향을 따라 순차로 형성된다. 후석 모드도어(200)의 회전축(210)을 중심으로 연통구(1102), 후석 플로어 벤트(116), 후석 페이스 벤트(115)가 방사형으로 배치된다. 돌출부(1103)는 연통구(1102)의 하부에 형성된다.
후석 벤트 모드 시, 후석 모드도어(200)는 후석 플로어 벤트(116)를 통해 일부 공기를 블리드(Bleed)한다. 즉, 후석 벤트 모드 시, 단차부(230)의 반대 측 단부(242)가 공조케이스(110)에 밀착하여 밀폐되며, 단차부(230)가 형성된 측 단부(241)는 돌출부(1103)에 위치하여 돌출부(1103)와 단차부(230) 사이에 틈(1104)을 형성한다.
한편, 후석 플로어 모드 또는 후석 클로즈 모드 시, 단차부(230)의 반대 측 단부(242) 및 단차부(230)가 형성된 측 단부(241)가 모두 공조케이스(110)에 밀착하여 밀폐된다.
후석 모드도어(200)는 로터리(Rotary) 타입으로 이루어진다. 더욱 상세하게는, 후석 모드도어(200)는 회전축(210)을 중심으로 공조케이스(110)에 회전 가능하게 이루어지며, 회전축(210)에서 반경 방향으로 돔부(220)가 이격 형성된 부채꼴 형상의 돔형 도어로 이루어진다.
후석 모드도어(200)는 회전 방향으로 일측 단부(241)와 타측 단부(242) 사이에 돔부(220)가 연장 형성되며, 이 돔부(220)가 공기통로 또는 벤트 토출구를 막아 공기의 유동을 차단하는 격벽으로 작용한다. 아울러, 회전축(210)과 돔부(220) 사이의 공간은 공기가 유동하는 통로가 된다.
후석 모드도어(200)는 공조케이스(110)의 후석 공기통로 중 제2 후석 템프도어(159)의 하류에 형성된 회전실에 구비된다. 상기 회전실은 돔형의 후석 모드도어(200)의 형상에 대응되게 원형 내벽으로 둘러싸도록 이루어져, 후석 모드도어(200)의 회전을 가이드한다. 이 회전실의 격벽에 연통구(1102), 후석 플로어 벤트(116) 및 후석 페이스 벤트(115)가 반 시계 방향을 따라 순차로 형성된다.
연통구(1102)는 제2 후석 템프도어(159)의 하류에 형성되며, 회전실의 공기 유입구이다. 연통구(1102)를 통해 회전실로 유입된 공기는 후석 플로어 벤트(116)와 후석 페이스 벤트(115) 중 적어도 하나로 토출된다. 회전실에는 후석 모드도어(200)의 회전축(210)을 삽입시키는 회전공(1101)이 형성된다.
돌출부(1103)는 후석 모드도어(200)의 단차부(230)에 대응되도록, 축 방향(차량 폭 방향)으로 양측에 일정 길이 연장 형성된다. 돌출부(1103)는 반경 방향으로의 길이가 단차부(230)보다 미세하게 짧게 형성된다. 즉, 도 8과 같이 단차부(230)가 돌출부(1103)에 위치한 경우, 단차부(230)와 돌출부(1103) 간의 미세 틈(1104)이 형성되어, 이 틈(1104)을 통해 공기의 블리드(Bleed) 기능을 수행할 수 있다.
아울러, 후석 모드도어(200)의 타측 단부(242)에는 단차부가 형성되지 않아, 타측 단부(242)가 돌출부(1103)에 위치하는 경우 돌출부(1103)는 후석 모드도어(200)의 회전을 구속하는 스토퍼로서 작용하며 돌출부(1103)와 후석 모드도어(200) 간의 틈이 없어 공기는 후석 플로어 벤트(116)로 토출되지 못한다.
즉, 후석 모드도어(200)의 도어 플레이트 양 끝단에 실링부가 형성된다. 이 경우, 일측 실링부의 높이는 타측 실링부의 높이와 상이하게 형성된다. 즉, 단차부(230)가 형성된 측의 실링부의 높이는 단차부가 없는 측의 실링부의 높이보다 짧게 형성된다.
후석 오프(OFF) 모드 시, 후석 모드도어(200)의 단차부(230)는 공조케이스(110)의 위쪽 실링면과 마주하면서 공조케이스(110)와 단차부(230) 사이를 폐쇄한다. 단차부(230)가 형성된 측의 실링부는 공조케이스(110)의 아래쪽 실링면, 즉, 돌출부(1103)가 형성된 측의 실링면에 위치하면 바이패스 기능(블리드 기능)을 수행하지만, 위쪽 실링면에 위치하면 유로가 폐쇄되어 후석 오프 모드 시 블리드되지 않는다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 벤트 모드를 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 증발기(120)를 통과한 공기는 일부가 전석 냉풍통로(P1)를 통해 전석 페이스 벤트(113)로 토출되며, 다른 일부는 후석 냉풍통로(P3)를 통해 후석 페이스 벤트(115)로 토출된다. 전석 템프도어(171) 및 제1 후석 템프도어(172)는 모두 온풍통로(P2)를 폐쇄하고 있고, 제2 후석 템프도어(159)는 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로를 폐쇄하고 있다. 아울러, 후석 모드도어(200)는 후석 플로어벤트(116)를 폐쇄하며 후석 공기통로와 후석 페이스 벤트(115)를 연통시킨다.
이 경우, 후석 모드도어(200)의 단차부(230)는 돌출부(1103)에 위치하여 단차부(230)와 돌출부(1103)의 틈(1104)을 통해 공기가 바이패스하여, 도 9의 점선으로 도시된 것처럼 후석 플로어 벤트(116)를 통해 블리드(Bleed)된다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 플로어 모드를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 증발기(120)를 통과한 공기는 모두 온풍통로(P2)로 유동되어 히터코어(130) 및 전기식 히터(140)를 통과한 후, 일부는 전석 플로어 벤트(114)로 토출되며, 다른 일부는 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로를 통해 후석 플로어 벤트(116)로 토출된다. 전석 템프도어(171) 및 제1 후석 템프도어(172)는 모두 온풍통로(P2)를 개방하고 있고, 제2 후석 템프도어(159)는 후석 냉풍통로(P3)를 폐쇄하며 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로를 개방하고 있다. 아울러, 후석 모드도어(200)는 후석 페이스 벤트(115)를 폐쇄하며 후석 공기통로와 후석 플로어벤트(116)를 연통시킨다.
이 경우, 후석 모드도어(200)의 단차부(230)와 타측 단부(242)는 모두 공조케이스(110)의 격벽에 막혀 후석 페이스 벤트(115)는 틈이 없이 완전히 폐쇄된다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 바이레벨 모드를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 전석은 도 10과 같이 전석 플로어 모드로 구현하거나 전석 페이스 벤트(113)를 일부 개방하여 바이레벨 모드로 구현할 수 있다. 증발기(120)를 통과한 공기중 일부는 온풍통로(P2)로 유동되어 히터코어(130) 및 전기식 히터(140)를 통과한 후 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로를 지나 후석 공기통로로 유동하며 증발기(120)를 통과한 공기중 다른 일부는 후석 냉풍통로(P3)를 통해 온풍통로(P2)를 지나 가열된 공기와 믹싱된다. 믹싱된 공기는 후석 페이스 벤트(115)와 후석 플로어 벤트(116)로 토출된다.
제1 후석 템프도어(172)는 온풍통로(P2)를 개방하고 있고, 제2 후석 템프도어(159)는 후석 냉풍통로(P3)와 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 간의 연통로를 모두 개방하도록 중간에 위치하여 온도 조절이 가능하다. 아울러, 후석 모드도어(200)는 후석 페이스 벤트(115)와 후석 플로어 벤트(116) 중간에 위치하여 바이레벨 모드를 구현할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 클로즈 모드를 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 증발기(120)를 통과한 공기는 모두 온풍통로(P2)로 유동되어 히터코어(130) 및 전기식 히터(140)를 통과한 후, 모두 전석 플로어 벤트(114)로 토출된다. 후석 클로즈 모드는 전석 최대 난방 모드 또는 믹싱 모드일 등일 수 있다. 후석 모드도어(200)는 후석 공기통로를 폐쇄한다.
이 경우, 후석 모드도어(200)의 단차부(230)와 타측 단부(242)는 모두 공조케이스(110)의 격벽에 막혀 연통구(1102)는 틈이 없이 완전히 폐쇄된다.
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
112: 디프로스트 벤트 113: 전석 페이스 벤트
114: 전석 플로어 벤트 115: 후석 페이스 벤트
116: 후석 플로어 벤트 120: 증발기
130: 히터코어 140: 전기식 히터
153: 디프로스트 도어 154: 벤트 도어
155: 플로어 도어
171: 전석 템프도어 172: 제1 후석 템프도어
159: 제2 후석 템프도어 P1: 전석 냉풍통로
P2: 온풍통로 P3: 후석 냉풍통로
200: 후석 모드도어 210: 회전축
220: 돔부 230: 단차부
241: 일측 단부 242: 타측 단부
1102: 연통구 1103: 돌출부
1104: 틈

Claims (13)

  1. 내부에 공기통로가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 공기통로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    전석 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2) 일부 사이의 개도를 조절하는 전석 템프도어(171);
    상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에 배치되고 온풍통로(P2)의 다른 일부의 개도를 조절하는 제1 후석 템프도어(172); 및
    후석 공기토출구의 개도를 조절하는 후석 모드도어(200)를 구비하고,
    상기 후석 모드도어(200)는 후석 공기토출구로의 공기 유동을 폐쇄하는 후석 클로즈 기능을 가지며,
    상기 후석 모드도어(200)는 후석 벤트 모드 시 후석 페이스 벤트(115)로 토출되는 공기 일부를 후석 플로어 벤트(116)로 블리드(Bleed)할 수 있도록 바이패스부를 형성하고,
    상기 후석 모드도어(200)는 일측 단부(241)에 단차부(230)를 형성하며,
    상기 후석 모드도어(200)는 돔(Dome)형으로 이루어지고, 상기 공조케이스(110)에는 상기 단차부(230)에 대응되는 돌출부(1103)가 형성되며, 상기 돌출부(1103)와 단차부(230)의 틈(Gap:1104)을 통해 블리드(Bleed) 기능을 수행하고,
    상기 돌출부(1103)는 후석 모드도어(200)의 단차부(230)를 통과하여 후석 모드도어(200)의 회전을 자유롭게 하고, 후석 모드도어(200)의 단차부(230) 반대 측 단부(242)에 걸려 후석 모드도어(200)의 회전을 구속하며,
    후석 벤트 모드 시, 단차부(230)의 반대 측 단부(242)가 공조케이스(110)에 밀착하여 밀폐되며, 단차부(230)가 형성된 측 단부(241)가 돌출부(1103)에 위치하여 돌출부(1103)와 단차부(230) 사이에 틈(1104)을 형성하고,
    상기 후석 벤트 모드 시, 후석 페이스 벤트(115)로 공기가 유동함과 아울러 후석 플로어 벤트(116)로 일부 공기가 유동하며,
    후석 플로어 모드 시, 단차부(230)의 반대 측 단부(242) 및 단차부(230)가 형성된 측 단부(241)가 공조케이스(110)의 후석 페이스 벤트(115) 입구에 밀착하여 후석 페이스 벤트(115)로 나가는 공기를 밀폐하고,
    상기 후석 플로어 모드 시, 후석 페이스 벤트(115)로 공기 유동이 폐쇄됨과 아울러 후석 플로어 벤트(116)로만 공기가 유동하는 차량용 공조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 단차부(230)는 후석 모드도어(200)의 축 방향으로 양측에 일정길이 연장 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가열용 열교환기의 하류에 배치되며, 온풍통로(P2)와 후석 냉풍통로(P3) 사이의 개도를 조절하는 제2 후석 템프도어(159)를 구비하고,
    상기 후석 모드도어(200)는 상기 제2 후석 템프도어(159)의 하류에 배치되는 차량용 공조장치.
  7. 삭제
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 후석 냉풍통로(P3)는 후석 플로어 벤트(116) 및 후석 페이스 벤트(115)와 연통구(1102)로 연통되고, 상기 공조케이스(110)에는 후석 모드도어(200)의 회전 반경을 따라 연통구(1102), 후석 플로어 벤트(116), 후석 페이스 벤트(115)가 순차로 형성되며,
    상기 연통구(1102)는 후석 냉풍통로(P3) 또는 온풍통로(P2)를 후석 플로어 벤트(116) 또는 후석 페이스 벤트(115)로 향하는 유로와 연통시키고,
    상기 돌출부(1103)는 연통구(1102)의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1 항에 있어서,
    후석 오프(OFF) 모드 시, 후석 모드도어(200)의 단차부(230)가 공조케이스(110)의 위쪽 실링면과 마주하면서 공조케이스(110)와 단차부(230) 사이를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 후석 모드도어(200)는 로터리 도어 구조로 이루어지며, 후석 모드도어(200)의 도어 플레이트 양 끝단에 실링부가 형성되고, 일측 실링부의 높이는 타측 실링부의 높이와 상이한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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