KR102576032B1 - 차량 공조기용 배관연결부재 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

차량 공조기용 배관연결부재 및 그 제조방법을 개시한다.
일 실시 예에 따른 차량 공조기용 배관연결부재는 차량 공조기의 열교환기와 유체배관 사이를 연결하기 위해 중공의 관 형태로 마련되는 것으로, 상기 열교환기에 형성되는 용접결합공에 끼워져 용접되는 일단의 용접단부; 상기 유체배관을 상기 열교환기에 연결하는 커넥터의 조립결합공에 끼움 결합하는 타단의 조립단부;를 포함하고, 상기 용접단부의 외주에는 외측 둘레가 상기 용접결합공 외측의 상기 열교환기 표면에 걸리도록 용접용 걸림턱이 돌출하도록 마련되고, 상기 조립단부의 외주에는 내측 둘레가 상기 커넥터의 조립결합공 내주에 둘레에 마련되는 지지턱에 걸리도록 조립용 걸림턱이 돌출하도록 마련되며, 상기 용접용 걸림턱은 상기 용접단부의 일측 둘레를 외측으로 돌출하도록 단조 가공하여 마련되고, 상기 조립용 걸림턱은 내측 둘레면이 상기 조립용 걸림턱 주변의 상기 조립단부 외면과 직교하는 평면을 이루도록 절삭 가공하여 마련될 수 있다.

Description

차량 공조기용 배관연결부재 및 그 제조방법{pipe connection member of air conditioner for vehicle and manufacturing method thereof}

차량 공기조화장치의 배관을 연결하기 위해 사용되는 차량 공조기용 배관연결부재 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 내부공간의 냉방 또는 난방을 위한 공기조화장치가 설치된다.

이러한 차량용 공기조화장치는 냉동사이클과 송풍기 등을 구비하고, 냉동사이클 구성 사이는 유체배관을 통해 연결된다. 유체배관은 열교환매체의 흐름을 안내하기 위한 것으로, 열교환매체로는 냉매가 이용될 수 있다.

유체배관을 따라 냉동사이클을 순환하는 유체는 증발기에서 열교환되면서 기상으로 상이 변하고, 송풍기는 외기가 증발기를 통과한 상태에서 실내로 공급되도록 송풍작용을 수행하며, 이에 따라 증발기를 통과하는 과정에서 공기는 증발잠열에 의해 냉각된 상태로 실내로 공급되어 실내를 냉방시킬 수 있다.

한편, 유체의 순환을 위해 냉동사이클의 구성요소 사이에는 유체배관이 연결되는데, 이때는 배관 연결부위의 기밀성을 고려하되, 연결부위의 특성을 감안하여 배관 연결작업이 용이하고 정확하게 수행되도록 함으로써, 배관연결에 따른 작업효율이 향상되도록 하는 것이 필요하다.

한국 공개특허공보 제10-2013-0055104(2013.05.28.)

차량 공기조화장치의 배관연결시 연결부위의 특성을 고려하여 연결 작업성을 향상시키고 불량률을 줄일 수 있는 차량 공조기용 배관연결부재 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

일 실시 예에 따른 차량 공조기용 배관연결부재는 차량 공조기의 열교환기와 유체배관 사이를 연결하기 위해 중공의 관 형태로 마련되는 것으로, 상기 열교환기에 형성되는 용접결합공에 끼워져 용접되는 일단의 용접단부; 상기 유체배관을 상기 열교환기에 연결하는 커넥터의 조립결합공에 끼움 결합하는 타단의 조립단부;를 포함하고, 상기 용접단부의 외주에는 외측 둘레가 상기 용접결합공 외측의 상기 열교환기 표면에 걸리도록 용접용 걸림턱이 돌출하도록 마련되고, 상기 조립단부의 외주에는 내측 둘레가 상기 커넥터의 조립결합공 내주에 둘레에 마련되는 지지턱에 걸리도록 조립용 걸림턱이 돌출하도록 마련되며, 상기 용접용 걸림턱은 상기 용접단부의 일측 둘레를 외측으로 돌출하도록 단조 가공하여 마련되고, 상기 조립용 걸림턱은 내측 둘레면이 상기 조립용 걸림턱 주변의 상기 조립단부 외면과 직교하는 평면을 이루도록 절삭 가공하여 마련될 수 있다.

상기 조립용 걸림턱의 외측 둘레면은 사선 형태의 경사면으로 마련될 수 있다.

또 일 실시 예에 따른 차량 공조기용 배관연결부재의 제조방법은 내경과 외경 사이의 두께가 길이방향으로 일정한 파이프소재를 압출 가공하고; 상기 파이프소재 한 쪽 단부 외주에 상기 조립용 걸림턱이 형성되도록 상기 파이프소재의 외경을 절삭 가공하고; 상기 파이프소재의 다른 한 쪽 단부 외주에 상기 용접용 걸림턱이 형성되도록 상기 파이프소재를 단조 가공하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 파이프소재를 압출가공하는 것은, 상기 파이프소재를 내경과 외경 사이의 두께가 상기 배관연결부재의 내경과 상기 조립용 걸림턱의 돌출 단부 사이의 거리와 같게 되도록 압출 가공하는 것;을 포함할 수 있다.

상기 파이프소재의 외경을 절삭 가공하는 것은, 상기 조립용 걸림턱을 제외하고 상기 파이프소재의 나머지 길이방향 전 구간의 내경과 외경 사이의 두께가 일정하게 되도록 상기 파이프소재의 외경을 절삭하는 것;을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 의한 차량 공조기용 배관연결부재 및 그 제조방법에 따르면, 차량 공기조화장치의 배관연결시 연결부위의 특성을 고려하여 연결 작업성을 향상시키고 불량률을 줄일 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 차량 공조기용 배관연결부재를 통해 차량 공조기의 열교환기에 유체배관이 연결된 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 차량 공조기용 배관연결부재의 제조과정을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 차량 공조기용 배관연결부재의 용접단부가 열교환기에 용접된 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 차량 공조기용 배관연결부재의 조립단부가 유체배관이 연결되는 커넥터에 조립되고 있는 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 도 4의 상태에서 조립단부와 커넥터에 조립이 완료된 상태를 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 요부를 확대 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1과 도 5에 도시된 바와 같이, 일 실시 예에 따른 차량 공조기용 배관연결부재(이하 간단히 줄여 '배관연결부재'라 칭함)(10)는 차량 공조기에 채용되어 열교환기(1)와 유체배관(2) 사이를 연결하는데 이용된다.

차량 공조기는 차량의 내부를 냉방 또는 난방시키는 공기조화장치로써 냉동사이클과 송풍기 등을 구비할 수 있다.

냉동사이클의 구성들 사이는 열교환매체의 흐름을 안내하는 유체배관(2)을 통해 연결되고, 열교환매체로는 냉매나 물이 이용될 수 있다.

냉동사이클은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등을 구비할 수 있다. 압축기는 냉매 증기를 압축시켜 응축기로 전달하고, 응축기로 전달된 냉매는 응축되면서 액상의 냉매로 전환될 수 있다. 응축된 액상의 냉매는 팽창밸브를 경유하여 증발기로 흐르고, 증발기에서 냉매는 다시 열교환되면서 기상으로 전환되며, 기상의 냉매는 다시 압축기로 이동하여 압축될 수 있다.

이와 같은 냉매의 순환과정에서 응축기와 증발기는 그 열교환 작용을 통해 실내를 난방 또는 냉방시킬 수 있다.

일례로 송풍기 의해 흡입된 외기가 증발기를 거쳐 실내로 공급될 경우 실내는 냉방 될 수 있다.

일 실시 예에 따른 배관연결부재(10)는 차량 공조기의 열교환기(1)와 유체배관(2) 사이를 연결하기 위한 것으로, 여기서 열교환기(1)는 공조기의 증발기와 응축기 중 적어도 어느 하나를 포함하고, 유체배관(2)은 냉매배관이 될 수 있다.

열교환기(1)에는 복수의 유체배관(2)의 연결을 위해 복수의 배관연결부재(10)가 복수의 위치에 연결될 수 있다.

배관연결부재(10)는 중공의 관 형태로 마련되고, 열교환기(1)에 형성되는 용접결합공(1a)에 끼워져 용접되는 일단의 용접단부(20)와, 유체배관(2)을 열교환기(1)에 연결하는 커넥터(3)의 조립결합공(3a)에 끼움 결합하는 타단의 조립단부(30)를 구비할 수 있다.

용접단부(20)의 외주에는 외측 둘레가 용접결합공(1a) 외측의 열교환기(1) 표면에 걸리도록 용접용 걸림턱(21)이 돌출하도록 마련되고, 조립단부(30)의 외주에는 내측 둘레가 커넥터(3)의 조립결합공(3a) 내주 둘레에 마련되는 지지턱(4)에 걸리도록 조립용 걸림턱(31)이 돌출하도록 마련될 수 있다.

용접단부(20)는 용접용 걸림턱(21)이 열교환기(1) 표면에 걸리도록 용접결합공(1a)에 끼워진 상태에서 용접용 걸림턱(21)과 용접결합공(1a) 둘레의 열교환기(1) 표면 사이를 용접하여 열교환기(1)에 고정될 수 있다.

용접단부(20)는 용접결합공(1a)에 끼워진 상태에서 유동이 발생하거나 틈이 생기더라도 이후 수행되는 용접작업에서 주의를 기울임으로써, 치수 산포에 따른 유동이나 기밀 문제를 해결할 수 있다.

따라서 용접용 걸림턱(21)을 열교환기(1) 표면에 지지되는 외측 둘레면(21a)이 곡면을 이루도록 단조 가공하더라도 이로 인해 용접단부(20)는 조립성이나 밀폐력이 저하될 우려가 거의 없게 된다.

조립단부(30)는 조립용 걸림턱(31)이 커넥터(3)의 지지턱(4)에 걸리도록 조립결합공(3a)에 끼움결합 될 수 있다.

커넥터(3)에 끼움방식으로 조립되는 조립단부(30)는 커넥터(3)에 조립된 상태에서 유동이 발생하거나 틈이 생길 경우 바로 조립불량이 될 수 있으므로, 조립에 따른 치수 산포 관리가 중요하게 된다.

따라서 조립용 걸림턱(31)은 조립단부(30)의 조립시 치수 산포 관리가 용이하게 되도록 내측 둘레면(31a)이 조립용 걸림턱(31) 주변의 조립단부(30) 외면과 직교하는 평면을 이루도록 절삭 가공하여 마련될 수 있다.

조립용 걸림턱(31)은 평면을 이루는 내측 둘레면(31a)을 구비하여 지지턱(4)이 지지되도록 함으로써, 커넥터(3) 조립시 치수 산포에 의한 유동이나 기밀저하 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

이와 같이 구성되는 배관연결부재(10)는 다음과 같은 제조과정을 거쳐 용이하게 제조될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 배관연결부재(10)를 제조하기 위해서는 내경과 외경 사이의 두께가 길이방향으로 일정한 파이프소재(100)를 압출 가공하고, 압출 가공된 파이프소재(100) 한 쪽 단부 외주에 조립용 걸림턱(31)이 형성되도록 파이프소재(100)의 외경을 절삭 가공하여 조립단부(20)를 형성하고, 파이프소재(100)의 다른 한 쪽 단부 외주에 용접용 걸림턱(21)이 형성되도록 파이프소재(100)를 단조 가공하여 용접단부(20)를 형성하는 가공 공정이 순차적으로 수행될 수 있다.

파이프소재(100)는 조립용 걸림턱(31)이 절삭가공 되는 과정에서 그 재료 손실량이 과도하게 커지는 것을 방지할 수 있도록 내경과 외경 사이의 두께(t1)가 배관연결부재(10)의 내경과 조립용 걸림턱(31)의 돌출 단부 사이의 거리(t2)와 같게 되도록 압출 가공될 수 있다.

조립용 걸림턱(31)은 CNC선반 등을 이용하여 절삭가공 될 수 있다. 이때는 조립용 걸림턱(31)을 제외하고 파이프소재(100)의 나머지 길이방향 전 구간의 내경과 외경 사이의 두께가 일정하게 되도록 파이프소재(100)의 외경을 절삭할 수 있다.

따라서 조립용 걸림턱(31)이 성형된 상태의 파이프소재(100)는 최초 압출된 상태와 비교했을 때, 내경과 외경 사이의 두께가 전반적으로 얇아져 이후 수행되는 단조가공에서 용접용 걸림턱(21)의 성형이 보다 용이하게 되도록 할 수 있다.

또한 조립용 걸림턱(31)의 절삭가공시, 조립용 걸림턱(31)의 외측 둘레면(31b)은 사선 형태의 경사면을 형성하도록 절삭 가공될 수 있다.

이에 따라 조립단부(30)가 커넥터(3)의 조립결합공(3a)에 끼워지는 과정에서 지지턱(4)은 경사진 외측 둘레면(31b)을 따라 자연스럽게 안내되면서 조립용 걸림턱(31)의 내측 둘레면(31a)에 걸려 지지될 수 있다.

커넥터(3)에 마련되는 지지턱(4)은 둘레 일측이 개방된 고리모양으로 마련되어 조립용 걸림턱(31)이 내부에 끼워지는 과정에서 탄력적으로 벌어질 수 있다.

조립용 걸림턱(31)이 성형된 파이프소재(100)는 조립용 걸림턱(31) 반대 쪽 단부의 외주에 용접용 걸림턱(21)이 성형되도록 단조가공 될 수 있다.

이러한 단조가공은 조립용 걸림턱(31) 반대 쪽의 파이프소재(100) 단부를 용접용 걸림턱(21) 형상의 성형홈을 구비하는 단조금형(미도시)에 장착한 상태에서 용접용 걸림턱(21)의 위치에 대응하는 파이프소재(100)의 일측 둘레를 성형홈 쪽으로 융기되도록 가압하여 용접용 걸림턱(21)을 성형할 수 있다.

배관연결부재(10)는 설치될 위치의 조건에 따라 직선형 또는 구부러진 곡선형의 관 형태를 이루도록 마련될 수 있다.

따라서 곡선형으로 마련되는 배관연결부재(10)의 경우, 양 단부 사이가 구부러지도록 밴딩될 수 있다. 이를 위해 배관연결부재(10)의 제조시에는 파이프소재(100)의 양 단부 사이를 밴딩시키는 밴딩가공이 추가될 수 있다. 이 밴딩가공은 용접용 걸림턱(21)이 단조 가공된 상태에서 이루어질 수 있다.

이와 같이 제조된 배관연결부재(10)를 이용하여 열교환기(1)와 유체배관(2) 사이를 연결할 때는 먼저 도 3에 도시된 바와 같이, 용접용 걸림턱(21)이 열교환기(1) 표면에 걸리도록 용접단부(20)를 용접결합공(1a)에 끼우고, 이 상태에서 용접용 걸림턱(21)과 용접결합공(1a) 둘레의 열교환기(1) 표면 사이를 용접하여 용접단부(20)를 열교환기(1)에 고정시킬 수 있다. 참고로 도면에 있어서 미설명 부호 40은 용접부를 가리킨다.

다음에는 배관연결부재(10)의 조립단부(30)가 커넥터(3)의 조립결합공(3a)에 결합할 수 있게 유체배관(2)이 연결된 커넥터(3)를 조립단부(30)에 끼울 수 있다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 이때는 조립결합공(3a) 내주에 위치하는 지지턱(4)을 조립용 걸림턱(31)의 외측 둘레면(31b)에 맞춘 상태에서 커넥터(2)를 배관연결부재(10) 쪽으로 가압할 수 있다. 이에 따라 지지턱(4)은 탄력적으로 벌어지면서 경사진 외측 둘레면(31b)을 따라 이동하여 조립용 걸림턱(31)의 내측 둘레면(31a)에 걸려 지지될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 이 상태에서 지지턱(4)은 배관연결부재(10) 외면과 직교하도록 평면을 이루는 내측 둘레면(31a)에 안정적으로 지지되어 유동이 방지되고, 지지턱(4)과 조립용 걸림턱(31) 사이는 상호 밀착된 상태에서 그 사이로 유체가 누설되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다.

1: 열교환기 1a: 용접결합공
2: 유체배관 3: 커넥터
3a: 조립결합공 4: 지지턱
10: 배관연결부재 20: 용접단부
21: 용접용 걸림턱 21a: 외측 둘레면
30: 조립단부 31: 조립용 걸림턱
31a: 내측 둘레면 31b: 외측 둘레면
40: 용접부 100: 파이프소재

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 차량 공조기의 열교환기와 유체배관 사이를 연결하기 위해 중공의 관 형태로 마련되는 차량 공조기용 배관연결부재의 제조방법에 있어서,
   상기 배관연결부재는,
   상기 열교환기에 형성되는 용접결합공에 지지되도록 끼워진 상태에서 용접되는 일단의 용접단부;
   상기 유체배관을 상기 열교환기에 연결하는 커넥터의 조립결합공에 끼움 결합되는 타단의 조립단부;를 포함하고,
   상기 용접단부의 외주에는 상기 용접결합공 외측의 상기 열교환기 표면에 걸리도록 용접용 걸림턱이 돌출 형성되고,
   상기 조립단부의 외주에는 내측 둘레가 상기 커넥터의 조립결합공 내주 둘레에 마련되는 지지턱에 걸리도록 조립용 걸림턱이 돌출 형성되되,
   내경과 외경 사이의 두께가 상기 배관연결부재의 내경과 상기 조립용 걸림턱의 돌출 단부 사이의 거리와 같고, 상기 두께가 길이방향으로 일정한 파이프소재를 압출 가공하고;
   상기 파이프소재 한 쪽 단부 외주에 상기 조립용 걸림턱이 형성되고, 상기 조립용 걸림턱을 제외한 상기 파이프소재의 나머지 길이방향 전 구간의 외경이 일정하게 감소하도록 상기 파이프소재의 외경을 절삭 가공하고;
   외경이 줄어든 상기 파이프소재의 다른 한 쪽 단부 외주에 상기 용접용 걸림턱이 형성되도록 상기 파이프소재를 단조 가공하는 것;을 포함하고,
   상기 파이프소재의 외경을 절삭 가공하는 것은 상기 지지턱에 걸려 지지되는 상기 조립용 걸림턱의 내측 둘레면이 상기 조립용 걸림턱 주변의 상기 조립단부 외면과 직교하는 평면을 이루도록 하는 것을 포함하고,
   상기 파이프소재를 단조 가공하는 것은 상기 열교환기 표면에 지지되는 상기 용접용 걸림턱의 외측 둘레면이 곡면을 이루도록 하는 것을 포함하는 차량 공조기용 배관연결부재의 제조방법.
   
4. 삭제
5. 제 3항에 있어서,
   상기 파이프소재의 외경을 절삭 가공하는 것은,
   상기 조립용 걸림턱의 외측 둘레면이 사선 형태의 경사면을 이루도록 하는 것;을 포함하는 차량 공조기용 배관연결부재의 제조방법.

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