KR20110065124A - 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터 - Google Patents

차량용 공조장치의 도어 액츄에이터 Download PDF

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KR20110065124A
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case
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한규익
윤길상
서정훈
김영근
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한라공조주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터에 관한 것으로서, 하나의 도어 액츄에이터로 복수의 도어를 구동시킬 수 있게 구성함으로써, 부품수를 줄일 수 있고, 제조원가를 저감시킬 수 있으며, 제품을 소형화·슬림화할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공조케이스의 도어들을 회전시켜 개도각을 조절할 수 있도록, 공조케이스에 장착되는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터에 있어서, 케이스와; 케이스의 내부에 설치되며, 제어신호에 따라 정,역회전되는 구동모터와; 어느 한 쪽의 도어와 연결될 수 있도록, 케이스에 회전가능하게 설치되는 제 1출력축과; 다른 쪽의 도어와 연결될 수 있도록, 케이스에 회전가능하게 설치되는 제 2출력축과; 구동모터의 동력을 제 1출력축과 제 2출력축 중 선택된 어느 하나에 전달하는 동력전달장치를 구비한다.

Description

차량용 공조장치의 도어 액츄에이터{DOOR ACTUATOR OF AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하나의 도어 액츄에이터로 복수의 도어를 구동시킬 수 있게 구성함으로써, 부품수를 줄일 수 있고, 제조원가를 저감시킬 수 있으며, 제품을 소형화·슬림화할 수 있게 하는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터를 제공하는 데 있다.
차량용 공조장치는, 공기통로의 개도량을 조절하는 각종 도어를 구비하며, 이들 도어들은 도어 액츄에이터에 의해 구동된다.
도 1에는 도어 액츄에이터(1)를 나타내는 도면이 도시되어 있다. 도어 액츄에이터(1)는, 공조케이스(3)의 외측면에 설치되며, 공조케이스(3)의 내부에 설치되는 도어(5a, 5b)와 연결된다.
이러한 도어 액츄에이터(1)는, 인가되는 전원에 의해 구동되면서 도어(5a, 5b)를 특정각도로 회전시킨다. 따라서, 도어(5a, 5b)의 개도각을 조절한다.
한편, 도어 액츄에이터(1)는, 각 도어(5b)를 개별적으로 제어하기도 하고, 캠(6)을 통해 복수의 도어(5a)를 한꺼번에 제어하기도 한다. 통상적으로, 템프도 어(Temp. Door)(5b)는 독립적으로 제어하고, 모드도어(Mode Door)(5a)들, 예를 들면, 디프 도어(Def. Door)와 벤트 도어(Vent Door)와 플로어 도어(Floor Door) 등은, 캠(6)을 통해 한꺼번에 제어한다.
따라서, 공조장치는, 템프도어(5b)를 제어하기 위한 도어 액츄에이터(1a)와, 모드도어(5a)들을 제어하기 위한 도어 액츄에이터(1b)를 별도로 구비하는 것이 보통이다.
그런데, 이러한 종래의 공조장치는, 템프도어(5b)와 모드도어(5a)들을 제어하기 위해 2개의 도어 액츄에이터(1a, 1b)가 필요하므로, 부품수가 증가된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 제조원가가 상승된다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 공조장치는, 2개의 도어 액츄에이터(1a, 1b)가 공조케이스(3)에 설치되는 구조이므로, 공조케이스(3)의 크기를 증가시킨다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 공조케이스(3)의 설치 시에 많은 설치공간이 필요하다는 문제점이 지적되고 있다.
특히, 공조케이스(3)의 설치 시에 많은 설치공간이 필요하므로, 차실내 공간을 효율적으로 이용할 수 없고, 주변의 부품들과 간섭된다는 문제점이 있으며, 이러한 문제점 때문에 공조장치와 주변 부품들의 레이아웃(Layout)을 재고(再考)해야 한다는 결점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 도어 액츄에이터의 구조를 개선함으로써, 하나의 도어 액츄에이터로 2군데의 도어를 구동시킬 수 있는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 하나의 도어 액츄에이터로 2군데의 도어를 구동시킬 수 있게 구성함으로써, 부품수를 줄일 수 있고, 따라서, 제조원가를 저감시킬 수 있는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 하나의 도어 액츄에이터만으로도 복수의 도어를 구동시킬 수 있게 구성함으로써, 공조케이스의 크기를 소형화·슬림화할 수 있는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 공조케이스를 소형화·슬림화할 수 있게 구성함으로써, 주변 부품들과의 간섭을 방지하고 차실내 공간을 보다 효율적으로 이용할 수 있게 하는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공조케이스의 도어들을 회전시켜 개도각을 조절할 수 있도록, 상기 공조케이스에 장착되는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터에 있어서, 케이스와; 상기 케이스의 내부에 설치되며, 제어신호에 따라 정,역회전되는 구동모터와; 어느 한 쪽의 도어와 연결될 수 있도록, 상기 케이스에 회전가능하게 설치되는 제 1출력축과; 다른 쪽의 도어와 연결될 수 있도록, 상기 케이스에 회전가능하게 설치되는 제 2출력축과; 상기 구동모터의 동력을 상기 제 1출력축과 제 2출력축 중 선택된 어느 하나에 전달하는 동력전달장치를 포함하는 것 을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 동력전달장치는, 상기 구동모터의 동력을 전달받아 회전되며, 제 1위치와 제 2위치 사이에서 축방향운동하는 매개기어와; 상기 제 1위치로 운동한 상기 매개기어와 치합될 수 있도록, 상기 제 1출력축에 일체로 설치되는 제 1동력전달기어와; 상기 제 2위치로 운동한 상기 매개기어와 치합될 수 있도록, 상기 제 2출력축에 일체로 설치되는 제 2동력전달기어 및, 상기 매개기어를 상기 제 1위치와 제 2위치 중 선택된 어느 한쪽 위치로 운동시키는 운동수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 운동수단은, 상기 매개기어를 상기 제 1위치와 제 2위치 중 어느 한쪽 위치로 탄성가압하는 스프링과; 신호가 인가됨에 따라 여자되면서 어느 한쪽 위치의 매개기어를 다른 쪽 위치로 이동시키는 솔레노이드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터에 의하면, 하나의 구동모터로 2군데의 도어를 구동시킬 수 있는 구조이므로, 하나의 도어 액츄에이터로 2군데의 도어를 제어할 수 있다.
따라서, 2군데의 도어를 제어하기 위해서 2개의 도어 액츄에이터가 필요한 종래의 기술 보다 부품수를 줄일 수 있다. 따라서, 제조원가를 대폭적으로 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 하나의 도어 액츄에이터만 설치해도 복수의 도어를 구동시 킬 수 있으므로, 2개의 도어 액츄에이터가 설치되는 종래의 공조케이스에 비해 공조케이스의 크기를 소형화·슬림화할 수 있다.
따라서, 공조케이스의 설치시 많은 설치공간을 필요로 하지 않는다. 이로써, 배치가 자유롭고 차실내 공간을 보다 효율적으로 이용할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 도 2의 결합상태를 나타내는 단면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 도어 액츄에이터는, 케이스(10)를 구비하며, 케이스(10)의 내부에는 구동모터(12)와 제 1출력축(14)과 제 2출력축(16)이 설치된다.
구동모터(12)는, 공조장치의 제어신호에 따라 정,역회전한다.
제 1출력축(14)은, 구동모터(12)의 구동력을 전달받아 회전되며, 이렇게 회전하는 제 1출력축(14)은, 도어(5a), 예를 들면, 모드도어(5a)와 연결되어 상기 모드도어(5a)를 회전시킨다.
제 2출력축(16)은, 구동모터(12)의 구동력을 전달받아 회전되며, 이렇게 회전하는 제 2출력축(16)은, 다른 도어(5b), 예를 들면, 템프도어(5b)와 연결되어 상기 템프도어(5b)를 회전시킨다.
그리고 본 발명의 도어 액츄에이터는, 구동모터(12)의 동력을 제 1출력 축(14)과 제 2출력축(16) 중 선택된 어느 하나에 전달하는 동력전달장치(20)를 구비한다.
동력전달장치(20)는, 구동모터(12)의 동력을 감속시키는 감속부(30)와, 감속된 동력을 제 1출력축(14)과 제 2출력축(16) 중 선택된 어느 하나에 전달하는 동력전달부(40)를 포함한다.
감속부(30)는, 구동모터(12)의 모터축(12a)에 설치되는 구동기어(32)와, 구동기어(32)에 치합될 수 있도록 케이스(10)에 회전가능하게 설치되는 중간기어(34) 및, 중간기어(34)와 일체로 회전될 수 있도록, 상기 중간기어(34)에 일체로 설치되는 소직경의 종동기어(36)를 구비한다.
구동기어(32)와 중간기어(34)는 웜기어(Worm Gear)로 구성되고, 종동기어(36)는 평기어로 구성된다. 이렇게 구성된 구동기어(32)와 중간기어(34)와 종동기어(36)는 구동모터(12)의 회전력을 적절하게 감속시킨다.
동력전달부(40)는, 감속부(30)의 종동기어(36)에 치합된 상태에서 "제 1위치"(X)와 "제 2위치"(Y) 사이에서 슬라이딩운동하는 매개기어(42)와, 매개기어(42)와 치합될 수 있도록 제 1출력축(14)에 설치되는 제 1동력전달기어(44)와, 매개기어(42)와 치합될 수 있도록 제 2출력축(16)에 설치되는 제 2동력전달기어(46)를 구비한다.
매개기어(42)는, 케이스(10)에 회전가능하게 설치되며, 종동기어(36)에 치합된 상태에서 축방향을 따라 슬라이딩운동한다. 특히, 중심축(42a)을 따라 "제 1위치"(X)와 "제 2위치"(Y)사이에서 슬라이딩운동한다.
제 1동력전달기어(44)는, "제 1위치"(X)로 운동한 매개기어(42)와 치합되며, 이렇게 치합된 제 1동력전달기어(44)는 감속부(30)로부터 전달된 구동모터(12)의 구동력을 제 1출력축(14)에 전달한다. 따라서, 제 1출력축(14)과 연결된 도어(5a), 예를 들면, 모드도어(5a)를 회전시킨다. 그 결과, 모드도어(5a)의 개도각이 조절될 수 있게 한다.
제 2동력전달기어(46)는, "제 2위치"(Y)로 운동한 매개기어(42)와 치합되며, 이렇게 치합된 제 2동력전달기어(46)는 감속부(30)로부터 전달된 구동모터(12)의 구동력을 제 2출력축(16)에 전달한다. 따라서, 제 2출력축(16)과 연결된 도어(5b), 예를 들면, 템프도어(5b)를 회전시킨다. 그 결과, 템프도어(5b)의 개도각이 조절될 수 있게 한다.
다시, 도 2와 도 3을 참조하면, 동력전달부(40)는, 매개기어(42)를 필요에 따라 "제 1위치"(X)와 "제 2위치"(Y) 중 선택된 어느 한쪽 위치로 운동시킬 수 있는 운동수단(50)을 구비한다.
운동수단(50)은, 매개기어(42)를 "제 1위치"(X)와 "제 2위치"(Y) 중 어느 한쪽 위치로 탄성가압하는 스프링(52)과, 어느 한쪽 위치로 탄성가압된 매개기어(42)를 다른 쪽 위치로 이동시킬 수 있는 솔레노이드(54)를 포함한다.
스프링(52)은, 코일스프링으로서, 매개기어(42)의 중심축(42a)에 끼워진 상태에서 상기 매개기어(42)를 "제 1위치"(X)방향으로 탄성가압한다. 따라서, 매개기어(42)가 항상 "제 1위치"(X)로 이동할 수 있게 한다. 이로써, 매개기어(42)가 제 1동력전달기어(44)에 치합된 상태를 유지할 수 있게 한다. 그 결과, 매개기어(42) 에 전달된 구동모터(12)의 구동력이 제 1동력전달기어(44)를 통해 제 1출력축(14)에 전달될 수 있게 한다.
솔레노이드(54)는, 전원의 인가여부에 따라 여자(勵磁) 및 소자(消磁)되는 것으로, 제어신호가 입력되면, 여자되면서 상기 매개기어(42)를 "제 2위치"(Y)방향으로 잡아당긴다. 따라서, 매개기어(42)가 "제 2위치"(Y)로 이동할 수 있게 한다. 이로써, 매개기어(42)가 제 2동력전달기어(46)에 치합될 수 있게 한다. 그 결과, 매개기어(42)에 전달된 구동모터(12)의 구동력이 제 2동력전달기어(46)를 통해 제 2출력축(16)에 전달될 수 있게 한다.
이러한 동력전달부(40)에 의하면, 매개기어(42)를 필요에 따라 "제 1위치"(X) 또는 "제 2위치"(Y)로 운동시킬 수 있게 구성함으로써, 구동모터(12)의 구동력을 제 1출력축(14)과 제 2출력축(16) 중 어느 하나에 선택적으로 전달할 수 있게 한다.
따라서, 제 1출력축(14)에 연결된 모드도어(5a)와, 제 2출력축(16)에 연결된 템프도어(5b)를 선택적으로 작동시킬 수 있게 한다. 이로써, 하나의 구동모터(12)로 두 군데의 도어(5a, 5b)들을 구동시킬 수 있게 한다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
먼저, 본 발명의 도어 액츄에이터를 공조케이스(3)의 일측면에 설치한다. 이때, 제 1출력축(14)을 모드도어(5a)에 연결하고, 제 2출력축(16)을 템프도어(5b)에 연결한다. 모드도어(5a)들과의 연결은 캠(6)을 통해 이루어지고, 템프도어(5b)와의 연결은 별도의 링크수단 또는 기어수단(도시하지 않음)을 통해 이루어진다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 도어 액츄에이터가 모드도어(5a)들을 제어하는 과정을 설명한다.
먼저, 솔레노이드(54)에 인가된 전원을 소거하면, 매개기어(42)는 스프링(52)의 탄성력에 의해 "제 1위치"(X)로 복귀한다.
그리고 "제 1위치"(X)로 복귀한 매개기어(42)는 제 1동력전달기어(44)와 치합된다. 그리고 제 1동력전달기어(44)와 치합된 매개기어(42)는, 구동모터(12)의 구동력을 제 1출력축(14)과 이에 연결된 모드도어(5a)에 전달한다. 이로써, 모드도어(5a)가 회전 조절되며, 그 결과, 모드도어(5a)의 개도각이 조절된다.
다음으로, 도 5를 참조하여 본 발명의 도어 액츄에이터가 템프도어(5b)들을 제어하는 과정을 설명한다.
먼저, 솔레노이드(54)에 전원을 인가하면, 매개기어(42)는 솔레노이드(54)의 자력에 의해 "제 2위치"(Y) 방향으로 슬라이딩운동한다.
그리고 "제 2위치"(Y)로 운동한 매개기어(42)는 제 2동력전달기어(46)와 치합된다. 그리고 제 2동력전달기어(46)와 치합된 매개기어(42)는, 구동모터(12)의 구동력을 제 2출력축(16)과 이에 연결된 템프도어(5b)에 전달한다. 이로써, 템프도어(5b)가 회전 조절되며, 그 결과, 템프도어(5b)의 개도각이 조절된다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면, 하나의 구동모터(12)로 2군데의 도어를 구동시킬 수 있는 구조이므로, 하나의 도어 액츄에이터로 2군데의 도어(5a, 5b)를 제어할 수 있다.
따라서, 2군데의 도어(5a, 5b)를 제어하기 위해서 2개의 도어 액츄에이터가 필요한 종래의 기술보다 부품수를 줄일 수 있다. 따라서, 제조원가를 대폭적으로 저감시킬 수 있다.
또한, 하나의 도어 액츄에이터만 설치해도 복수의 도어(5a, 5b)를 구동시킬 수 있으므로, 2개의 도어 액츄에이터가 설치되는 종래의 공조케이스(3)에 비해 공조케이스(3)의 크기를 소형화·슬림화할 수 있다.
따라서, 공조케이스(3)의 설치시 많은 설치공간을 필요로 하지 않는다. 이로써, 배치가 자유롭고 차실내 공간을 보다 효율적으로 이용할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터를 나타내는 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터의 주요부분을 분해하여 나타내는 분해사시도,
도 3은 도 2의 결합상태를 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 도어 액츄에이터의 작동예를 나타내는 도면으로서, 모드도어를 제어하는 모습을 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 도어 액츄에이터의 작동예를 나타내는 도면으로서, 템프도어를 제어하는 모습을 나타내는 단면도이다.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣
1: 도어 액츄에이터(Door Actuator) 3: 공조케이스(Case)
5a: 모드도어(Mode Door) 5b: 템프도어(Temp. Door)
6: 캠(Cam) 10: 케이스(Case)
12: 구동모터 14: 제 1출력축
16: 제 2출력축 20: 동력전달장치
30: 감속부 32: 구동기어
34: 중간기어 36: 종동기어
40: 동력전달부 42: 매개기어
44: 제 1동력전달기어 46: 제 2동력전달기어
50: 운동수단 52: 스프링(Spring)
54: 솔레노이드(Solenoid)

Claims (5)

  1. 공조케이스(3)의 도어(5a, 5b)들을 회전시켜 개도각을 조절할 수 있도록, 상기 공조케이스(3)에 장착되는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터에 있어서,
    케이스(10)와;
    상기 케이스(10)의 내부에 설치되며, 제어신호에 따라 정,역회전되는 구동모터(12)와;
    어느 한 쪽의 도어(5a)와 연결될 수 있도록, 상기 케이스(10)에 회전가능하게 설치되는 제 1출력축(14)과;
    다른 쪽의 도어(5b)와 연결될 수 있도록, 상기 케이스(10)에 회전가능하게 설치되는 제 2출력축(16)과;
    상기 구동모터(12)의 동력을 상기 제 1출력축(14)과 제 2출력축(16) 중 선택된 어느 하나에 전달하는 동력전달장치(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 동력전달장치(20)는,
    상기 구동모터(12)의 동력을 전달받아 회전되며, "제 1위치"(X)와 "제 2위치"(Y) 사이에서 축방향운동하는 매개기어(42)와;
    상기 "제 1위치"(X)로 운동한 상기 매개기어(42)와 치합될 수 있도록, 상기 제 1출력축(14)에 일체로 설치되는 제 1동력전달기어(44)와;
    상기 "제 2위치"(Y)로 운동한 상기 매개기어(42)와 치합될 수 있도록, 상기 제 2출력축(16)에 일체로 설치되는 제 2동력전달기어(46) 및,
    상기 매개기어(42)를 상기 "제 1위치"(X)와 "제 2위치"(Y) 중 선택된 어느 한쪽 위치로 운동시키는 운동수단(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 운동수단(50)은,
    상기 매개기어(42)를 상기 "제 1위치"(X)와 "제 2위치"(Y) 중 어느 한쪽 위치로 탄성가압하는 스프링(52)과;
    신호가 인가됨에 따라 여자되면서 어느 한쪽 위치의 매개기어(42)를 다른 쪽 위치로 이동시키는 솔레노이드(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 동력전달장치(20)는,
    상기 구동모터(12)의 동력을 감속시키는 감속부(30)를 더 포함하며,
    상기 감속부(30)는, 상기 구동모터(12)의 모터축(12a)에 설치되는 구동기어(32)와, 상기 구동기어(32)에 치합될 수 있도록 상기 케이스(10)에 회전가능하게 설치되는 중간기어(34) 및, 상기 중간기어(34)와 일체로 회전될 수 있도록, 상기 중간기어(34)에 설치되는 종동기어(36)를 구비하며,
    상기 구동기어(32)와 중간기어(34)는 웜기어(Worm Gear)이고, 종동기어(36)는 상기 중간기어(34)보다 작은 직경을 갖는 평기어로서, 상기 매개기어(42)와 슬라이딩운동 가능하게 치합되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    공조장치의 모드상태를 조절하는 모드도어(Mode Door)(5a)들과, 냉,온기량을 조절하는 템프도어(Temp. Door)(5b)를 더 포함하며,
    상기 제 1출력축(14)은 상기 모드도어(5a)들과 캠(6)을 통해 연결되고, 상기 제 2출력축(16)은 상기 템프도어(5b)와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치의 도어 액츄에이터.
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