KR20100087792A - 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공조케이스의 내부에 설치된 도어를 구동하기 위해 상기 공조케이스의 외측면에 상기 도어와 연동하도록 배치된 캠과, 상기 캠을 회전 구동시키도록 출력축을 갖는 엑츄에이터로 이루어진 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체에 있어서, 상기 출력축은 상기 캠의 회전 중심부에 고정되어 상기 캠을 회전시키며, 상기 엑츄에이터는 상기 캠이 회전 가능하도록 상기 캠의 회전 중심부로부터 이격된 위치의 상기 공조케이스의 외측면에 고정수단에 의해 고정 설치되는 것을 특징으로 하며,

이와 같은 본 발명의 특징적인 구성에 의해, 엑츄에이터의 출력축을 캠에 직접적으로 연결 설치하여 출력축의 회전에 따라 캠이 회전되도록 함과 아울러 캠의 회전시 공조케이스와의 접촉 마찰력이 최소가 되도록 할 수 있다.

차량, 공조, 캠, 액츄에이터, 조립, 마찰력

Description

차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체{Cam and actuator assembly for air conditioner in vehicles}

본 발명은 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엑츄에이터의 출력축을 캠에 직접적으로 연결 설치하여 출력축의 회전에 따라 캠이 회전되도록 함과 아울러 캠의 회전시 공조케이스와의 접촉 마찰력이 최소가 되도록 한 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.

이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입 공조장치와, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입 공조장치와, 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입 공조장치와, 그리고 탑승자의 필요에 따라 차량 실내의 운전석과 조수석에 각기 다른 온도의 공기가 공급되도록하여 개별적인 냉난방이 이루어지도록 하는 좌,우 독립 공조장치로 대별할 수 있다.

도 1은 상기 세미 센터 타입 차량용 공조장치를 나타낸 단면도로써, 상기 공조장치(100)는, 입구측에 공기유입구(110)가 형성되고 출구측에는 각각 모드도어(160)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(101a), 페이스 벤트(101b) 및 플로어 벤트(101c)가 설치된 공조케이스(100A)와; 상기 공조케이스(100A)에 내장되는 증발기(120) 및 히터코어(130)와; 상기 증발기(120)와 히터코어(130)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(130)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 상기 히터코어(130)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(150)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 공조케이스(100A)의 공기유입구(110)측에는 내,외기전환도어(미도시)에 의해 개도가 조절되는 내,외기유입구(미도시)를 통해 내,외기를 선택적으로도입하여 공조케이스(100A)내로 송풍하는 송풍장치(미도시)가 설치된다.

상기한 바와 같이 구성된 차량용 공조장치(100)에 의하면, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(150)는, 상기 냉풍통로(P1)를 개방함과 아울러 온풍통로(P2)를 폐쇄하게 된다. 이에 따라 미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(120)를 거치면서 증발기(120)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 상기 냉풍통로(P1)를 통해 믹싱챔버(Mixing Chamber, MC)쪽으로 유동하게되고, 이후 공조모드(벤트모드,바이레벨모드,플로어모드,믹스모드,디프로스트모드)에 따라 상기 모드도어(160)에 의해 개방되는 각 벤트(101a~101c)를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.

또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(150)는, 상기 냉풍통로(P1)를 폐쇄함과 아울러 온풍통로(P2)를 개방하게 된다. 이에 따라 미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(120)를 통과한 후 온풍통로(P2)를 통하여히터코어(130)를 거치면서 히터코어(130)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 뒤, 믹싱챔버(MC)쪽으로 유동하게 되고, 이후 공조모드에 따라 상기 모드도어(160)에 의해 개방되는 각 벤트(101a~101c)를 통하여 차량 실내로 토출됨으로써차량 실내의 난방이 수행된다.

한편, 최대냉방모드가 아닌 냉방모드, 즉 1/2냉방모드가 가동될 경우에는, 상기 온도조절도어(150)는 중립위치로 회전하여, 상기 믹싱챔버(MC)에 대하여 상기냉풍통로(P1) 및 상기 온풍통로(P2)를 모두 개방시킨다. 따라서, 증발기(120)를 거친냉기와 히터코어(130)를 거친 온기가 믹싱챔버(MC) 쪽으로 유동하여 혼합된 후, 공조모드에 따라 상기 모드도어(160)에 의해 개방되는 각 벤트(101a~101c)를 통해 차량 실내로 토출됨으로써 차량 실내를 적정한 온도로 유지하게 된다.

한편, 상기 내,외기전환도어(미도시), 온도조절도어(150), 모드도어(160)들은 공조케이스(100A)의 외측면에 설치되는 링크기구에 의해 개도가 조절되도록 구성되어 있는데, 이에 대한 종래 기술로는 일본 공개특허공보 특개2004-299540호에 개시되어 있으며, 도 2(a)(b)와 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 구동수단(2)인 엑츄에이터의 내부로부터 외부로 돌출된 출력축(3)은 가장자리부에 다수의 홈(11)이 형성된 링크(1)의 중앙에 형성된 결합공(21)에 키 결합 방식으로 결합되어 있고, 체결부재(6)인 스크류 볼트가 구동수단(2)의 중심부를 관통한 후 링크(1)의 결합공(21)를 지나 공조케이스 본체(8)의 외벽(8a)에 돌출 형성된 링크 보스(4)에 나사 결합됨으로써, 구동수단(2)과 링크 보스(4) 사이에 링크(1)가 위치되며, 이 링크(1)는 구동수단(2)의 출력축(3)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전하게 된다.

여기서, 부재번호 9는 케이블로서, 이 케이블을 당김으로써 구동수단(2)의 내부에 설치된 출력축(3)이 회전되며, 이로 인해 링크(1)가 링크 보스(4)에 대해 회전하게 된다.

그리고, 전술한 구동수단(2)은 공기의 기술이므로 상세한 구조 설명은 생략하기로 한다.

그러나, 전술한 종래 기술은 일본공개특허 특개2004-299540호는 체결부재(6)인 스크류 볼트가 구동수단(2)과 출력축(3) 및 링크(1)를 관통하여 공조케이스(8)의 외벽(8a)에 돌출 형성된 링크 보스(4)에 나사 결합되어 있고, 링크(1)와 링크 보스(4)가 상호 접촉되는 상태로 체결부재(6)에 의해 고정되어 있기 때문에 구동수단(2)의 출력축(3)이 반복적으로 정역 회전됨에 따라 링크(1)와 링크 보스(4)간의 접촉 마찰력으로 인해 링크(1)가 원활하게 회전되지 않는 문제점을 여전히 해결하지 못하였다.

그리고, 종래 기술은 링크(1)와 링크 보스(4)간의 접촉 마찰력을 최소화하기 위해 체결부재(6)의 조임력을 최소로 할 경우에 구동수단(2)의 출력축(3)이 반복적으로 정역 회전될 때 체결부재(6)가 링크 보스(4)로부터 나사 결합이 해제되어 분리되는 문제점도 있었다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 엑츄에이터의 출력축을 캠에 직접적으로 연결 설치하여 출력축의 회전에 따라 캠이 회전되도록 함과 아울러 캠의 회전시 공조케이스와의 접촉 마찰력이 최소가 되도록 한 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체를 제공한 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공조케이스의 내부에 설치된 도어를 구동하기 위해 상기 공조케이스의 외측면에 상기 도어와 연동하도록 배치된 캠과, 상기 캠을 회전 구동시키도록 출력축을 갖는 엑츄에이터로 이루어진 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체에 있어서, 상기 출력축은 상기 캠의 회전 중심부에 고정되어 상기 캠을 회전시키며, 상기 엑츄에이터는 상기 캠이 회전 가능하도록 상기 캠의 회전 중심부로부터 이격된 위치의 상기 공조케이스의 외측면에 고정수단에 의해 고정 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 엑츄에이터의 출력축을 캠에 직접적으로 연결 설치하여 출력축의 회전에 따라 캠이 회전되도록 함과 아울러 캠의 회전시 공조케이스와의 접촉 마찰력이 최소가 되도록 할 수 있어, 캠의 부드럽게 회전시킬 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 엑츄에이터의 출력축을 캠의 회전 중심부에 직접 연결 설치하는 구성으로 이루어져 있기 때문에 캠의 회전각을 크게 할 수 있으며, 이로 인해 내,외기전환도어, 온도조절도어, 모드도어등의 개도를 조절하는 슬롯의 패턴을 완만한 곡선으로 형성하여 캠을 작동시키는데 소요되는 힘을 감소시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 캠을 회전시키기 위한 구성을 최소로 하여 제작 원가를 절감할 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 의한 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 차량 공조장치용 캠 구동 엑츄에이터가 캠으로부터 분리된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 본 발명의 요부를 확대하여 도시한 확 대 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 엑츄에이터의 출력축과 캠의 결합된 상태를 도시한 단면도이며, 도 6은 본 발명의 고정수단에 의해 엑츄에이터가 고정된 상태를 공조케이스의 외부에서 외측면을 향해 바라본 상태를 도시하여 나타낸 도면이다.

본 발명은 공조케이스(100)의 내부에 설치된 도어를 구동하기 위해 상기 공조케이스(100)의 외측면(101)에 상기 도어와 연동하도록 배치된 캠(200)과, 상기 캠(200)을 회전 구동시키도록 출력축(310)을 갖는 엑츄에이터(300)로 이루어진 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체에 있어서, 출력축(310)은 상기 캠(200)의 회전 중심부(200A)에 고정되어 상기 캠(200)을 회전시키게 된다.

그리고, 엑츄에이터(300)는 캠(200)이 회전 가능하도록 캠(200)의 회전 중심부(200A)로부터 이격된 위치의 공조케이스(100)의 외측면(101)에 고정수단(400)에 의해 고정 설치된다.

여기서, 출력축(310)은 캠(200)의 회전 중심부(200A) 외측면에 접촉되어, 캠(200)의 회전 중심부(200A)의 내측에서 볼트 등의 체결수단(311)에 의해 고정 결합된다. 따라서, 출력축(310)의 회전 방향에 따라 캠(200)이 출력축(310)에 고정된 상태로 회전될 수 있다.

따라서, 본 발명은 캠(200)을 공조케이스(200)에 회전 가능하게 고정 설치하지 않고 엑츄에이터(300)의 출력축(310)을 캠(200)에 직접적으로 연결 설치하여 출력축(310)의 회전에 따라 캠(200)이 회전되도록 함과 아울러 캠(200)의 회전시 공조케이스(100)와의 접촉 마찰력이 최소가 된다. 즉, 본 발명은 캠(200)이 공조케이 스(100)에 직접적으로 접촉되지 않기 때문에 캠(200)의 회전시 공조케이스(100)와의 마찰력을 종래 기술에 비해 현저하게 감소된다.

그리고, 본 발명은 엑츄에이터(300)의 출력축(310)을 캠(200)의 회전 중심부(200A)에 직접 연결 설치하는 구성으로 이루어져 있기 때문에 캠(200)의 회전각을 크게 할 수 있으며, 이로 인해 내,외기전환도어(도 1참조), 온도조절도어(도 1참조), 모드도어(도 1참조)등의 개도를 조절하는 슬롯(201)(202)(203)의 패턴을 완만한 곡선으로 형성하여 캠(200)의 작동시키는데 소요되는 힘을 감소시킬 수 있다.

그리고, 본 발명은 레버의 구성없이, 아암(220)의 구성만으로 도어(도 1참조)를 작동시킬 수 있게 되어, 제조 원가를 대폭 절감할 수 있는 이점이 있다.

따라서, 본 발명은 캠(200)을 회전시키기 위한 구성을 최소로 하여 제작 원가를 절감할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 본 발명은, 캠(200)의 회전 중심부(200A) 내측에 공조케이스(100)측으로 회전 안내핀(210)이 연장 형성되며, 공조케이스(100)의 외면에는 회전 안내핀(210)을 회전 가능하게 지지하는 회전 안내핀 지지보스(102)가 돌출 형성된다.

상기와 같이, 회전 안내핀(210)과 회전 안내핀 지지보스(102)의 결합 구성 및 고정수단(400)에 의해 캠(200)이 출력축(310)과 함께 회전될때 안정적으로 현위를 유지하면서 회전될 수 있다.

그리고, 본 발명은 엑츄에이터(300)가 캠(200)이 회전 가능하도록 캠(200)의 회전 중심부(200A)로부터 이격된 위치의 공조케이스(100)의 외측면에 고정수단(400)에 의해 고정 설치되어 있기 때문에 자체적으로 회전되지 않는 상태로 지지될 수 있다.

한편, 전술한 고정수단(400)의 일례로, 캠(200)의 외곽에 일정 구간 관통 형성된 회전 안내슬롯(410)과, 공조케이스(100)의 외측면으로부터 상기 회전 안내슬롯(410)을 관통함과 아울러 슬라이드 이동 가능하도록 돌출되어 체결부재(330)의 일례인 스크류 볼트에 의해 엑츄에이터(300)를 고정시키는 고정보스(420)로 이루어진다.

여기서, 고정보스(420)는 엑츄에이터(300)의 출력축(310) 반대편 단부(320)에 두갈래로 분기 형성된 결합홈(321)을 갖는 지지부(322)에 간단하게 삽입되도록 한다. 이렇게 함으로써, 엑츄에이터(300)의 지지부(322)에 형성된 결합홈(321)에 고정보스(420)가 삽입되어 있고, 체결부재(330)가 고정보트(420)에 나사 결합되기 때문에 회전축(310)에 의해 캠(200)이 회전될때 엑츄에이터(300)는 자체적으로 회전되지 않고 현위치에 고정되어 있게 된다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 단면도.

도 2는 종래의 링크 구동 기구를 나타내는 도면으로, (a)는 평면도이고, (b)는 일부 측단면도.

도 3은 종래 링크 구동 기구를 조립하기 전의 상태를 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 차량 공조장치용 캠 구동 엑츄에이터가 캠으로부터 분리된 상태를 나타내는 사시도.

도 5는 본 발명의 요부를 확대하여 도시한 확대 사시도.

도 6은 도 3에 도시된 엑츄에이터의 출력축과 캠의 결합된 상태를 도시한 단면도.

도 7은 본 발명의 고정수단에 의해 엑츄에이터가 고정된 상태를 공조케이스의 외부에서 외측면을 향해 바라본 상태를 도시하여 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 공조케이스 102 : 회전 안내핀 지지보스

200 : 캠 200A : 회전 중심부

210 : 회전 안내핀 300 : 엑츄에이터

310 : 출력축 400 : 고정수단

310 : 회전 안내슬롯 320 :고정보스

Claims (3)

1. 공조케이스(100)의 내부에 설치된 도어를 구동하기 위해 상기 공조케이스(100)의 외측면(100B)에 상기 도어와 연동하도록 배치된 캠(200)과, 상기 캠(200)을 회전 구동시키도록 출력축(310)을 갖는 엑츄에이터(300)로 이루어진 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체에 있어서,

   상기 출력축(310)은 상기 캠(200)의 회전 중심부(200A)에 고정되어 상기 캠(200)을 회전시키며,

   상기 엑츄에이터(300)는 상기 캠(200)이 회전 가능하도록 상기 캠(200)의 회전 중심부(200A)로부터 이격된 위치의 상기 공조케이스(100)의 외측면에 고정수단(400)에 의해 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 캠(200)의 회전 중심부(200A) 내측에는 상기 공조케이스(100)측으로 회전 안내핀(210)이 연장 형성되며,

   상기 공조케이스(100)의 외면에는 상기 회전 안내핀(210)을 회전 가능하게 지지하는 회전 안내핀 지지보스(102)가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 고정수단(300)은,

   상기 캠(100)의 외곽에 일정 구간 관통 형성된 회전 안내슬롯(310)과;

   상기 공조케이스(10)의 외측면으로부터 상기 회전 안내슬롯(310)을 관통하도록 돌출되어 체결부재에 의해 상기 엑츄에이터(200)를 고정시키는 고정보스(320)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량 공조장치용 캠과 엑츄에이터 조립체.

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