KR20120024197A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트로 이루어진 다수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부에는 상기 공기유입구와 공기토출구를 연통시키도록 공기통로가 형성된 공조케이스와, 상기 공기통로상에 순차적으로 설치되는 증발기 및 전열히터와, 상기 공조케이스의 공기유입구측에 설치되어 공조케이스의 내부로 공기를 송풍하는 블로어를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 내부를 좌우로 구획하는 분리벽을 상기 공기토출구측에 설치하고, 상기 전열히터의 후방측과 상기 분리벽 사이에 설치되어 운전석 및 조수석측 풍량을 개별 제어할 수 있도록 하는 풍량조절도어와, 상기 풍량조절도어의 후방측에 설치되어 상기 공기토출구의 각 벤트측으로 공급되는 풍량 비율을 조절하도록 하는 모드도어를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 풍량조절도어를 구비함으로써 운전석과 조수석의 토출량을 적절히 조절할 수가 있으며, 또한 모드도어를 구비함으로써 토출된 풍량을 페이스 모드, 디프로스트 모드 및 플로어 모드에 따라 상하 방향으로 적절히 분배시킬 수 있으므로, 보다 쾌적한 차실내 환경을 구현할 수 있는 이점이 있다.

Description

차량용 공조장치{Air conditioner in vehicle}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 특히 운전석과 조수석의 토출풍량을 조절할 수 있으며, 또한 운전석과 조수석측에 동일 또는 상이한 토출 모드로서 공기를 분배시킬 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 공조장치가 구비되어 있는데, 이는 차량 운행 중 차내 탑승자의 쾌적함 및 안락함을 증대시키고 안전 운행을 도모하기 위한 장치로서, 주위의 환경 변화에 따른 온도 및 습기와 공기 환경 등을 적당하게 유지함으로써 탑승자에게 쾌적한 느낌을 주게 된다.
이러한 차량용 공조장치는 차내의 온도를 적정 수준으로 유지하기 위한 냉난방 장치인 히터 및 에어컨으로 구성되는데, 차량 외부의 신선한 공기를 흡입하여 차내 공기와 바꿔주기 위한 외기(Fresh) 모드와, 차내의 공기가 연속해서 순환하는 내기(Recircle) 모드를 구비하고 있다.
구체적으로, 차량용 공조장치(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 인테이크 도어(미도시)에 의해 선택되는 내,외기 모드에 따른 내,외기가 유입되는 공기 유입구(12) 및 다수의 벤트(13),(14),(15)가 형성된 공조 케이스(11)와, 상기 공조 케이스(11)의 공기 유입구(12) 측에 설치된 증발기(17)와, 상기 증발기(17)의 후방측에 설치된 히터 코어(18)와, 상기 증발기(17)와 히터 코어(18) 사이에 설치되어 공기의 유동 경로를 변화시키는 템프 도어(19) 및 각 벤트(13),(14),(15)를 개폐시키는 벤트 도어(16a),(16b),(16c)를 포함하여 이루어진다.
상기 공조 케이스(11)의 벤트는 차량의 바닥쪽으로 공기가 토출되도록 하는 플로어 벤트(13)와, 차량의 앞유리창 쪽으로 공기가 토출되도록 하는 디프로스트 벤트(14)와, 운전자의 얼굴 등으로 공기가 토출되도록 하는 페이스 벤트(15)로 구분되고, 각 벤트(13),(14),(15)의 입구부에는 각각 벤트 도어(16a),(16b),(16c)가 설치되어 공조 토출 모드에 따라 해당 벤트(13),(14),(15)를 개폐시키고 있다.
대체적으로, 공조 토출 모드는 공조 목적에 따라 달라지게 되는데, 난방 시에는 플로어 벤트(13)가 개방되는 플로어(Floor) 모드, 성에를 제거하는 경우에는 디프로스트 벤트(14) 및 플로어 벤트(13)가 개방되는 믹스(Mix) 모드 또는 디프로스트 벤트(14)가 개방되는 디프로스트(Defrost) 모드, 냉방 시에는 페이스 벤트(15)가 개방되는 페이스(Face) 모드, 냉난방 혼용 시에는 페이스 벤트(15) 및 플로어 벤트(13)가 개방되는 바이레벨(Bi-level) 모드가 주로 적용된다.
그런데, 이러한 공조장치(10)의 모드 방식은 풍량의 STEP 제어에 의한 운전석 및 조수석의 유입 토출량이 일정한 비율로 구성되어 있고, 또한 그 배분에 따라 각 모드의 토출 방향 및 토출량이 고정되어 있다. 그에 따라 페이스 모드, 디프로스트 모드 및 플로어 모드의 운전석 및 조수석의 풍량 및 풍배의 독립적인 구성이 자유롭지 못한 문제점이 있다.
한편, 최근 세계 각국에서는 자동차에 의한 환경 오염을 줄이기 위하여 배출 가스의 규제 등이 강화되고 있으며, 연비를 향상시키고자 하는 노력도 한계에 부딪치고 있는 실정이다.
이에 따라 전동모터를 구동체로 이용하는 전기 자동차나 엔진과 전동모터를 모두 구동체로 이용하는 하이브리드 차량에 대한 연구가 진행되고 있다.
상기 하이브리드 차량은 엔진과 전동모터를 이용하여 구동하게 되는데, 정차시나 낮은 속도로 주행할 경우에는 전동모터로만 주행하고, 고속 주행시나 큰 힘이 요구되는 경우에는 엔진을 구동체로 사용하는 것이 일반적이다.
전기 자동차용 공조장치(20)는 도 2에 도시한 바와 같이, 인테이크 도어(미도시)에 의해 선택되는 내,외기 모드에 따른 내,외기가 유입되는 공기 유입구(22) 및 다수의 벤트(23),(24),(25)가 형성된 공조 케이스(21)와, 상기 공조 케이스(21)의 공기 유입구(22) 측에 설치되는 증발기(27)와, 상기 증발기(27)의 후방측에 설치되는 PTC 히터인 전열 히터(28)와, 상기 각 벤트(23),(24),(25)를 개폐시키는 벤트 도어(26a),(26b),(26c)를 포함하여 이루어진다. 상기 전열 히터(28)에 이용되는 전열 소자는 정저항 온도계수를 가진 정특성 서미스터(Postive Temperature coefficient Thermistor)로서, 열선 코일을 이용한 종래의 히터와는 달리 화재의 위험이 적고 수명이 길어 반영구적으로 사용할 수 있다.
이러한 공조장치(20)의 경우, 증발기(27) 또는 전열 히터(28)의 독립적인 제어가 가능하며, 다양한 탑승자의 요구를 만족시키기 위해 페이스 모드, 디프로스트 모드 및 플로어 모드의 운전석 및 조수석의 풍량 및 풍배를 독립적으로 제어할 필요가 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 필요성에 부응하기 위한 것으로서, 페이스 모드, 디프로스트 모드 및 플로어 모드의 운전석 및 조수석의 풍량 또는 풍배를 독립적으로 제어할 수 있도록 된 차량용 공조장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 입구측에 공기유입구가 형성되고 출구측에 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트로 이루어진 다수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부에는 상기 공기유입구와 공기토출구를 연통시키도록 공기통로가 형성된 공조케이스와, 상기 공기통로상에 순차적으로 설치되는 증발기 및 전열히터와, 상기 공조케이스의 공기유입구측에 설치되어 공조케이스의 내부로 공기를 송풍하는 블로어를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 내부를 좌우로 구획하는 분리벽을 상기 공기토출구측에 설치하고, 상기 전열히터의 후방측과 상기 분리벽 사이에 설치되어 운전석 및 조수석측 풍량을 개별 제어할 수 있도록 하는 풍량조절도어를 구비한 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 풍량조절도어는, 상기 전열히터의 후방으로 일정거리 이격되어 설치되는 회전축과, 상기 회전축의 일측에 상기 전열히터를 향해 회동 가능하게 설치되는 플레이트로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 풍량조절도어의 후방측에 설치되어 상기 공기토출구의 각 벤트측으로 공급되는 풍량 비율을 조절하도록 하는 모드도어를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 모드도어는, 공기통로를 상하로 구획하는 분리벽과, 상기 분리벽으로 분리된 각 구획 공간에 설치되는 회전축과, 상기 회전축에 회동 가능하게 설치되는 돔형 도어부재로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 풍량조절도어의 회전축은 상기 분리벽의 선단부에 인접 배치될 수 있다.
또한, 상기 모드도어는 원통형 도어로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 원통형 도어 내측에 상기 풍량조절도어가 간섭되지 않게 설치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 풍량조절도어를 구비함으로써 운전석과 조수석의 토출량을 적절히 조절할 수가 있으며, 또한 풍량조절도어의 후방에 모드도어를 구비함으로써 풍량조절도어에서 토출되는 풍량을 페이스 모드, 디프로스트 모드 및 플로어 모드에 따라 상하 방향으로 적절히 분배시키면서 공기토출구의 개도를 조절하여 공조모드를 수행할 수 있으므로 보다 쾌적한 차실내 환경을 구현할 수 있는 이점이 있다. 이에 따라, 탑승자의 다양한 요구를 충족시킴으로써 냉난방 만족도 및 속효성 증대 가능하다.
또한, 풍량조절도어를 증발기/전열 히터의 후방측(하류측)에 설치함으로써 증발기/전열 히터의 공기통과영역을 가변할 수 있게 되어 냉난방 성능 확보가 용이하다. 즉, 풍량조절도어를 증발기 전방 또는 증발기와 전열 히터 사이에 설치할 경우 풍량의 대소와 관계없이 풍량조절도어의 회전축 위치에 따라 증발기/전열 히터의 공기통과영역이 고정되므로 효율이 떨어지게 된다.
도 1은 종래 차량용 공조장치를 설명하기 위한 개념도.
도 2는 종래 전열 히터를 구비한 차량용 공조장치를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 설명하기 위한 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 풍량조절도어 및 모드도어가 설치된 부분을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 모드도어를 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 원통형 도어를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 원통형 도어의 사용 상태를 나타내는 평면도.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 페이스 모드를 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 플로어 모드를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 디프로스트 모드를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 설명하기 위한 개념도, 도 4는 본 발명에 따른 풍량조절도어 및 모드도어가 설치된 부분을 나타내는 사시도, 도 5는 본 발명에 따른 모드도어를 나타내는 사시도, 도 6은 본 발명에 따른 원통형 도어를 나타내는 사시도, 도 7은 본 발명에 따른 원통형 도어의 사용 상태를 나타내는 평면도이다.
먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)의 구조를 설명하기로 한다.
상기 차량용 공조장치(100)는 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에 디프로스트벤트(121), 페이스벤트(122), 플로어벤트(123)로 이루어진 다수의 공기토출구(120)가 형성됨과 아울러 내부에는 상기 공기유입구(111)와 공기토출구(120)를 연통시키도록 공기통로가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공기통로상에 순차적으로 설치되는 증발기(101) 및 전열히터(102)와, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측에 설치되어 공조케이스(110)의 내부로 공기를 송풍하는 블로어(103)를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 공조케이스(110)의 내부를 좌우로 구획하는 분리벽(142)을 상기 공기토출구(120)측에 설치하고, 상기 전열히터(102)의 후방측과 상기 분리벽(142) 사이에 설치되어 운전석 및 조수석측 토출 풍량을 개별 제어할 수 있도록 하는 풍량조절도어(130)를 구비한다.
즉, 운전석과 조수석측의 토출 풍량을 적절히 조절할 수 있도록, 풍량조절도어(130)를 구비하고 있는 것이다.
구체적으로, 상기 풍량조절도어(130)는, 상기 전열히터(130)의 후방으로 일정거리 이격되어 설치되는 회전축(131)과, 상기 회전축(131)의 일측에 좌우 풍량을 조절할 수 있도록 회동 가능하게 설치되는 플레이트(132)로 이루어진다. 풍량조절도어(130)의 플레이트(132)는 액츄에이터(미도시)에 의해 좌우로 적절히 회동하면서 좌우 풍량을 조절하게 되는 것이다.
이때, 상기 풍량조절도어(130)의 회전축(131)은 상기 분리벽(142)의 선단부에 인접 배치된다.
그리고, 상기 풍량조절도어(130)의 후방측에는 상기 공기토출구(120)의 각 벤트(121),(122),(123)측으로 공급되는 풍량 비율을 조절하도록 하는 로터리형 모드도어(140)가 설치된다.
즉, 풍량조절도어(130)에서 토출되는 풍량을 페이스 모드, 디프로스트 모드 및 플로어 모드에 따라 적절히 상하 방향으로 분배하면서 공기토출구(120)의 개도를 조절하여 공조모드를 수행하기 위한 로터리형 모드도어(140)를 구비하고 있는 것이다.
구체적으로, 상기 모드도어(140)는 공기통로를 상하로 구획하는 분리벽(141)과, 분리벽(141)으로 분리된 각 구획 공간에 설치되는 회전축(143)과, 상기 회전축(143)에 회동 가능하게 설치되는 돔형 도어부재(144),(145),(146),(147)로 이루어진다. 모드도어(140)의 도어부재(144),(145),(146),(147)는 내부로 공기가 통과할 수 있도록 내부가 비어 있는 형태로서 액츄에이터(미도시)에 의해 회동하면서 풍량을 분배하게 된다.
이때, 상하 분리벽(141) 없이 돔형 도어부재(144)와 돔형 도어부재(146), 돔형 도어부재(145)와 돔형 도어부재(147)를 일체로 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 돔형 도어부재(144),(145),(146),(147)는 상기 회전축(143)에서 반경 방향으로 일정간격 이격 설치되어, 상기 회전축(143)을 중심으로 하여 원주방향으로 회전하면서 상기 디프로스트벤트(121), 페이스벤트(122), 플로어벤트(123)로 이루어진 공기토출구(120)의 개도를 조절하는 플레이트(144a),(145a),(146a),(147a)와, 상기 회전축(143)과 플레이트(144a),(145a),(146a),(147a)의 양단부를 연결하는 측면판(144b),(145b),(146b),(147b)으로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 플레이트(144a),(145a),(146a),(147a) 및 측면판(144b),(145b),(146b),(147b)의 양단에는 공조케이스(110)의 내벽면과 접촉시 실링을 할 수 있도록 실링부(144c),(145c),(146c),(147c)를 형성할 수 있으며, 실링부(144c),(145c),(146c),(147c)의 측면에는 실링성 향상을 위해 실링부재(미도시)가 부착될 수 있다.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 모드도어(140)는 돔형 도어보다 구조를 단순화시킨 원통형 도어로 이루어질 수 있다. 그리고, 도 7에 도시한 바와 같이, 모드도어(140)가 원통형 도어일 경우에는 원통형 도어 내측에 풍량조절도어(130)를 간섭되지 않게 설치할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 페이스 모드를 설명하기 위한 도면, 도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 플로어 모드를 설명하기 위한 도면, 도 10은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 디프로스트 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 10을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
먼저, 페이스 모드인 경우에는 도 8에 도시한 바와 같이, 페이스벤트(122)가 개방되고, 디프로스트벤트(121) 및 플로어벤트(123)가 폐쇄될 수 있도록 모드도어(140)의 돔형 도어부재(144),(145),(146),(147)가 적절히 회동한다. 즉, 풍량조절도어(130)를 통과한 공기가 페이스벤트(122)로만 토출될 수 있도록 상부측 도어부재(144),(145)가 적절히 회동하여 페이스벤트(122)를 개방하는 동시에 디프로스트벤트(121)를 폐쇄하며, 또한 하부측 도어부재(146),(147)가 적절히 회동하여 플로어벤트(123)를 폐쇄하는 것이다.
그리고, 플로어 모드인 경우에는 도 9에 도시한 바와 같이, 플로어벤트(123)가 개방되고, 디프로스트벤트(121) 및 페이스벤트(122)가 폐쇄될 수 있도록 모드도어(140)의 돔형 도어부재(144),(145),(146),(147)가 적절히 회동한다. 즉, 풍량조절도어(130)를 통과한 공기가 플로어벤트(123)로만 토출될 수 있도록 상부측 도어부재(144),(145)가 적절히 회동하여 페이스벤트(122)와 디프로스트벤트(121)를 동시에 폐쇄하며, 또한 하부측 도어부재(146),(147)가 적절히 회동하여 플로어벤트(123)를 개방하는 것이다.
그리고, 디프로스트 모드인 경우에는 도 10에 도시한 바와 같이, 디프로스트벤트(121)가 개방되고, 페이스벤트(122) 및 플로어벤트(123)가 폐쇄될 수 있도록 모드도어(140)의 돔형 도어부재(144),(145),(146),(147)가 적절히 회동한다. 즉, 풍량조절도어(130)를 통과한 공기가 디프로스트벤트(121)로만 토출될 수 있도록 상부측 도어부재(144),(145)가 적절히 회동하여 디프로스트벤트(121)를 개방하는 동시에 페이스벤트(122)를 폐쇄하며, 또한 하부측 도어부재(146),(147)가 적절히 회동하여 플로어벤트(123)를 폐쇄하는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 차량용 공조장치 101 : 증발기
102 : 전열히터 103 : 블로어
104 : 송풍팬 110 : 공조케이스
111 : 공기유입구 120 : 공기토출구
121 : 디프로스트벤트 122 : 페이스벤트
123 : 플로어벤트 130 : 풍량조절도어
131,143 : 회전축 132 : 플레이트
140 : 모드도어 141,142 : 분리벽
144,145,146,147 : 돔형 도어 144a,145a,146a,147a : 플레이트
144b,145b,146b,147b : 측면판

Claims (7)

  1. 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에 디프로스트벤트(121), 페이스벤트(122), 플로어벤트(123)로 이루어진 다수의 공기토출구(120)가 형성됨과 아울러 내부에는 상기 공기유입구(111)와 공기토출구(120)를 연통시키도록 공기통로가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공기통로상에 순차적으로 설치되는 증발기(101) 및 전열히터(102)와, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측에 설치되어 공조케이스(110)의 내부로 공기를 송풍하는 블로어(103)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치(100)에 있어서,
    상기 공조케이스(110)의 내부를 좌우로 구획하는 분리벽(142)을 상기 공기토출구(120)측에 설치하고,
    상기 전열히터(102)의 후방측과 상기 분리벽(142) 사이에 설치되어 운전석 및 조수석측 풍량을 개별 제어할 수 있도록 하는 풍량조절도어(130)를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 풍량조절도어(130)는, 상기 전열히터(102)의 후방으로 일정거리 이격되어 설치되는 회전축(131)과, 상기 회전축(131)의 일측에 상기 전열히터(102)를 향해 회동 가능하게 설치되는 플레이트(132)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 풍량조절도어(130)의 후방측에 설치되어 상기 공기토출구(120)의 각 벤트(121),(122),(123)측으로 공급되는 풍량 비율을 조절하도록 하는 모드도어(140)를 더 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 모드도어(140)는, 공기통로를 상하로 구획하는 분리벽(141)과, 상기 분리벽(141)으로 분리된 각 구획 공간에 설치되는 회전축(143)과, 상기 회전축(143)에 회동 가능하게 설치되는 돔형 도어부재(144),(145),(146),(147)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 풍량조절도어(130)의 회전축(131)은 상기 분리벽(142)의 선단부에 인접 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 모드도어(140)는 원통형 도어로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 원통형 도어 내측에 상기 풍량조절도어(130)가 간섭되지 않게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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