KR20180112680A - 내접 기어 링키지를 포함하는 공기 처리 시스템 - Google Patents

내접 기어 링키지를 포함하는 공기 처리 시스템 Download PDF

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KR20180112680A
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제임스 놀타
에릭 하우트
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한온시스템 주식회사
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Abstract

승객실을 갖는 자동차의 난방, 환기 및 공기 조절 시스템용 공기 처리 시스템은 내부에 회전 가능하게 배치된 제 1 모드 도어 및 내부에 회전 가능하게 배치된 제 2 모드 도어를 갖는 메인 하우징을 포함한다. 액추에이터가 제 1 모드 도어를 구동한다. 제어 메커니즘이 하우징 내에 배치되며 제 1 모드 도어와 제 2 모드 도어 각각의 동시 회전 위치를 제어하도록 구성된다.

Description

내접 기어 링키지를 포함하는 공기 처리 시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM INCLUDING INTERNAL GEAR LINKAGE}
본 발명은 차량용 실내 온도 조절 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차량용 난방, 환기 및 공기 조절용 실내 온도 조절 시스템을 위한 내접 기어 링키지에 관한 것이다.
차량은 일반적으로 난방, 냉방 및 환기를 제공함으로 차량의 승객실 내의 온도를 쾌적한 수준으로 유지하는 실내 온도 조절 시스템을 포함한다. 해당 기술에서 난방, 환기 및 공기 조절(HVAC: heating, ventilation and air conditioning) 공기 처리 시스템으로 지칭되는 통합된 메커니즘에 의해 승객실에서 편안함이 유지된다. 공기 처리 시스템은 이를 통해 흐르는 공기를 조절하고 조절된 공기를 승객실 도처에 분배한다.
공기 처리 시스템은 일반적으로 이를 통하는 공기의 흐름 및 온도를 제어하기 위해 복수의 통로들 및 도어들을 갖는 하우징을 이용한다. 하우징은 예를 들어, 유입구 섹션, 조절 섹션, 혼합 섹션 및 전달 섹션으로 분할될 수 있다. 유입구 섹션은 조절 섹션으로 공기를 전달하기 위한 송풍기 또는 팬을 포함할 수 있다. 조절 섹션은 공기의 온도 및 습도를 제어하기 위한 하나 이상의 열 교환기들을 포함한다. 조절 섹션 내에 배치된 제어 피처들은 열 교환기들이 안에 배치된 통로들을 통한 공기의 흐름을 제어한다. 예를 들어, 온도 도어들, 또는 달리 지칭하면 플랩(flap)들 또는 밸브들이 열 교환기들이 안에 배치된 통로들을 통한 공기의 흐름을 제어하는데 이용될 수 있다. 혼합 섹션은 조절 섹션의 하류에 배치되며, 가열되든 아니면 냉각되든, 조절 섹션을 빠져나가는 공기의 스트림들 각각을 재결합하기 위한 챔버를 형성한다. 전달 섹션은 차량의 승객실 내에 위치하는 원하는 통풍구들로 공기를 전달하기 위해 혼합 섹션으로부터 분기하는 복수의 도관들 또는 덕트들을 포함한다.
일반적으로, 공기 처리 시스템은 승객실의 적어도 3개의 구역들에 분배되는 공기를 제어하도록 적응된다. 예를 들어, 제 1 구역은 앞쪽 운전석일 수 있고, 제 2 구역은 운전자 조수석일 수도 있으며, 제 3 구역은 뒤쪽 승객 구역일 수도 있다. 승객실 내에 배치된 통풍구들은 제 1 구역 및 제 2 구역 각각에 배치된 패널 통풍구들, 성에 제거 통풍구들 및 프론트 플로어 통풍구들을 포함할 수 있다. 추가로, 통풍구들은 예를 들어, 제 3 구역에 배치된 리어 콘솔 및 리어 플로어 통풍구들을 포함할 수도 있다. 전달 섹션은 차량의 승객에 의해 선택된 동작 모드를 기초로, 혼합 섹션으로부터 발생하는 공기를 통풍구들의 임의의 결합으로 전달하도록 구성된다. 각각의 동작 모드는 혼합 섹션으로부터 발생하는 공기가 선택된 동작 모드와 연관된 대응하는 통풍구들 각각에 전달되는 미리 선택된 비율(또는 분배비)을 포함한다. 전달 섹션 내에 배치된 도어들은 전달 섹션 내에 배치된 다양한 통로들을 차단 또는 개방함으로써 원하는 통풍구들 각각으로의 공기의 분배를 제어하도록 작동될 수 있다. 예를 들어, "패널 동작 모드"는 패널 통풍구들 및 리어 콘솔 통풍구들에만 분배되는 공기를 포함할 수 있고, "성에 제거 동작 모드"는 성에 제거 통풍구들에만 분배되는 공기를 포함할 수 있으며, "플로어 동작 모드"는 프론트 플로어 통풍구들, 리어 플로어 통풍구들, 윈드실드 성에 제거 통풍구들 및 측창 성에 제거 통풍구들 각각에 분배되는 공기를 포함할 수 있다. 통풍구들의 다른 결합으로 공기가 분배되는 다른 모드들, 예컨대 "바이레벨(bi-level) 모드" 또는 "혼합 모드"가 또한 많은 차량들에 이용된다.
특정 차량들에서, 예를 들어, 제 1 구역 및 제 2 구역에서 통풍구들로의 공기의 분배를 제어하도록 전달 섹션 내에 배치된 도어들은 하우징의 제 1 면 또는 그 가까이에서부터 하우징의 대향하는 제 2 면 또는 그 가까이까지 하우징의 폭을 따라 연장한다. 이러한 도어들은 하우징 외부에서 하우징의 제 1 면 또는 제 2 면에 배치되는 단일 액추에이터 및 운동학 시스템에 의해 제어된다. 그러나 공기 처리 시스템 패키지 요건들, 차량 공간 요건들, 그리고 하우징의 크기 및 구성에 따라, 제 3 구역으로의 공기의 분배를 제어하기 위해 더 작은 도어 또는 보조 도어가 필요할 수도 있다. 더 작은 도어는 하우징의 제 1 면 및 제 2 면으로부터 각각 거리를 두고 배치되며, 특정 애플리케이션들에서는 제 1 구역 및 제 2 구역으로의 분배를 제공하는 도어들 및/또는 하우징의 폭에 대해 중앙에 배치될 수 있다. 따라서 공지된 시스템들에서는, 더 작은 도어가 단일 액추에이터 및 운동학 시스템에 그렇게 쉽게 그리고 비용 효율적으로 기계적으로 링크되지는 않는다.
예를 들어, 더 작은 도어를 단일 액추에이터 및 운동학 시스템들에 기계적으로 링크하기 위해, 어떤 공지된 시스템들은 추가 컴포넌트들을 필요로 하는 외부 구성을 사용하여 하우징에 외부적으로 포함된 단일 액추에이터 및 운동학 시스템들의 치수들을 증대시킨다. 더 작은 도어 또는 보조 도어를 수용하는데 필요한 추가 컴포넌트들은 예를 들어, 기어 휠들, 샤프트들, 커플링들 및 더 큰 하우징들일 수 있다. 추가 컴포넌트들은 비용이 많이 들며 단일 액추에이터 및 운동학 시스템의 치수들을 증대시키고, 제조 및 조립 복잡도를 추가하며, 특정 패키지 및 공간 요건들을 달성하는 것이 가능하지 않을 수도 있다.
외부 구성의 복잡도 및 실행 불가능성을 피하기 위해, 하우징 내에서 일반적으로 내부 구성이 이용된다. 그러나 패키지 및 크기 요건들로 인해 내부 구성이 항상 실행 가능한 것은 아니다. 패키지 및 크기 요건들이 내부 구성의 이용을 허용한다면, 내부 구성은 많은 컴포넌트들을 필요로 한다. 이러한 컴포넌트들은 공기 처리 시스템의 성능을 최소화하고 공기 처리 시스템의 조립을 복잡하게 하는 원하는 내부 공기 흐름 단면 영역들을 차지한다.
더욱이, 더 작은 도어의 위치는 다른 도어들의 위치에 좌우될 수 있다. 따라서 서로에 대한 도어들의 위치들의 제어 간에 향상된 정확도에 대한 바람이 있다. 공지된 외부 구성들 및 내부 구성들은 도어들 간의 기계적 히스테리시스를 야기하고 공기 처리 시스템의 원하는 성능을 최소화하는 요구되는 정확도를 제공하지 않을 수도 있다.
이에 따라, 원하는 패키지 크기 요건들을 유지하면서, 공기 처리 시스템의 2개 이상의 도어들을 저비용 방식으로 간단하고 효율적이며 동시에 제어할 필요성이 해당 기술분야에 존재한다.
국내특허 공개번호:10-2015-0021720
본 발명에 따라 그리고 그에 일치하게, 원하는 패키지 크기 요건들을 유지하면서, 공기 처리 시스템의 2개 이상의 도어들을 저비용 방식으로 간단하고 효율적이며 동시에 제어하기 위한 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 승객실을 갖는 자동차의 난방, 환기 및 공기 조절 시스템용 공기 처리 시스템이 개시된다. 승객실을 갖는 자동차의 난방, 환기 및 공기 조절 시스템용 공기 처리 시스템은 내부에 회전 가능하게 배치된 제 1 모드 도어 및 내부에 회전 가능하게 배치된 제 2 모드 도어를 갖는 메인 하우징을 포함한다. 액추에이터가 제 1 모드 도어를 구동한다. 제어 메커니즘이 하우징 내에 배치되며 제 1 모드 도어에 대한 제 2 모드 도어의 동시 회전 위치를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 승객실을 갖는 자동차의 난방, 환기 및 공기 조절 시스템용 공기 처리 시스템이 개시된다. 공기 처리 시스템은 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버로 분할된 메인 하우징을 포함하며, 메인 하우징은 내부에 회전 가능하게 배치되어 제 1 챔버 및 제 2 챔버 안으로 연장하는 제 1 모드 도어 및 내부에 회전 가능하게 배치되어 제 3 챔버 안으로 연장하는 제 2 모드 도어를 포함한다. 액추에이터가 제 1 모드 도어를 구동한다. 제어 메커니즘이 메인 하우징 내에 배치되며 제 1 모드 도어에 대한 제 2 모드 도어의 동시 회전 위치를 제어하도록 구성된다.
또 다른 실시예에서, 승객실을 갖는 자동차의 난방, 환기 및 공기 조절 시스템용 공기 처리 시스템이 개시된다. 공기 처리 시스템은 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버로 분할된 메인 하우징을 포함하며, 메인 하우징은 내부에 회전 가능하게 배치되어 제 1 챔버 및 제 2 챔버 안으로 연장하는 제 1 모드 도어 및 내부에 회전 가능하게 배치되어 제 3 챔버 안으로 연장하는 제 2 모드 도어를 포함한다. 제 1 모드 도어는 그 위에 형성된 기어 링크를 갖고, 제 2 모드 도어는 그 위에 형성된 제 2 기어 링크를 갖는다. 액추에이터가 제 1 모드 도어를 구동한다. 제어 메커니즘이 메인 하우징 내에 배치되며 제 1 모드 도어와 제 2 모드 도어 사이의 동시 회전 통신을 제공한다. 제어 메커니즘은 메인 하우징의 내부 표면으로부터 바깥쪽으로 연장하는 클립 피처에 커플링된다.
본 발명에 따르면, 원하는 패키지 크기 요건들을 유지하면서, 공기 처리 시스템의 2개 이상의 도어들을 저비용 방식으로 간단하고 효율적이며 동시에 제어할 수 있는 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 제어 메커니즘을 포함하는 공기 처리 시스템의 부분적으로 분해된 단편적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 공기 처리 시스템의 메인 하우징의 내부를 보여주는 정면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 공기 처리 시스템의 분할기와 협력하는 제 1 모드 도어, 제 2 모드 도어 및 제어 메커니즘의 단편적인 하부 사시도이다.
도 4는 도 3의 원(4)으로 강조된, 도 3의 제어 메커니즘의 확대된 단편적인 하부 사시도이다.
아래 상세한 설명 및 첨부 도면들은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하고 예시한다. 설명과 도면들은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 제작 및 사용할 수 있게 하는 역할을 하며, 어떤 식으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 개시되는 방법들에 관해, 제시되는 단계들은 사실상 예시이며, 따라서 단계들의 순서는 필수적이거나 중대한 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 개시의 한 실시예에 따른 (도시되지 않은) 차량용 난방, 환기 및 공기 조절(HVAC) 시스템의 공기 처리 시스템(10)을 예시한다. 도 1에 예시된 공기 처리 시스템(10)은 단지 예시 목적으로 제거되는 컴포넌트들을 갖는다. 도 1의 공기 처리 시스템은 예컨대, 도 2에 도시된 추가 피처들 및 공기 처리 시스템들에 일반적으로 이용되는 피처들을 포함할 수도 있다고 이해된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 공기라는 용어는 기체 상태의 유체, 액체 상태의 유체, 또는 이들의 임의의 결합을 의미할 수 있다. 공기 처리 시스템(10)은 일반적으로 차량의 (도시되지 않은) 승객실에 대한 난방, 환기 및 공기 조절을 제공한다.
공기 처리 시스템(10)은 속이 빈 메인 하우징(12)을 포함한다. 메인 하우징(12)은 한 쌍의 하우징 셸들(13)의 협력에 의해 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 하우징 셸들(13)은 그 주변 영역들을 따라 서로 인터페이스하여 속이 빈 메인 하우징(12)을 형성한다. 하우징 셸들(13)은 플라스틱으로 형성될 수 있지만, 원하는 대로 다른 재료들이 사용될 수 있다. 다른 실시예들에서, 메인 하우징(12)은 원하는 대로, 3개 이상의 개별적으로 형성된 컴포넌트들 또는 하우징 부분들의 협력에 의해 형성될 수도 있다. 메인 하우징(12)은 (도시되지 않은) 통풍구들을 통해 차량의 (도시되지 않은) 승객실의 제 1 구역, 제 2 구역 및 제 3 구역으로 공기를 분배하도록 구성된다. 예를 들어, 제 1 구역은 차량의 승객실의 앞쪽 운전석 구역일 수 있고, 제 2 구역은 차량의 승객실의 앞쪽 조수석 구역일 수도 있으며, 제 3 구역은 차량의 승객실의 뒤쪽 승객 구역일 수도 있다. 그러나 메인 하우징(12)은 통풍구들을 통해 차량의 승객실의 3개보다 더 많은 또는 더 적은 구역들로 공기를 분배하도록 구성될 수 있다고 이해된다. 추가로, 구역들은 원하는 대로, 승객실의 대체 구역들에 대응할 수 있다고 이해된다.
예시된 실시예에서, 메인 하우징(12)은 제 1 챔버(12a), 제 2 챔버(12b) 및 제 3 챔버(12c)와 같은 복수의 챔버들(12a, 12b, 12c)을 한정한다. 예를 들어, 제 1 챔버(12a)는 예를 들어, 통풍구들을 통해 제 1 구역으로 공기를 분배하도록 구성되고, 제 2 챔버(12b)는 승객실의 제 2 구역으로 공기를 분배하도록 구성되며, 제 3 챔버(12c)는 통풍구들을 통해 승객실의 제 3 구역으로 공기를 분배하도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 분할기(14)는 제 2 챔버(12b)로부터 제 1 챔버(12a)를 분할한다. 제 3 챔버(12c)는 메인 하우징(12)에 형성되는데, 여기서 제 3 챔버(12c)의 제 1 부분은 제 1 챔버(12a)와 연속하고, 제 3 챔버(12c)의 제 2 부분은 제 2 챔버(12b)와 연속하며, 제 1 챔버(12a) 및 제 2 챔버(12b)를 한정하는 메인 하우징(12)의 제 1 면과 제 2 면 중간에 배치된다. 그러나 제 3 챔버(12c)는 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 둘 다가 아니라 이둘 중 어느 하나와 완전히 연속할 수 있다고 이해된다. 추가로, 제 3 챔버는 원하는 경우, 제 1 챔버(12a)와 제 2 챔버(12b) 둘 다로부터 분리되며 연속하지 않을 수 있다.
도 2는 메인 하우징(12)에 포함된 컴포넌트들을 더 잘 예시하기 위해, 메인 하우징(12)을 형성하도록 협력하는 2개의 하우징 셸들(13) 중 하나가 제거된 메인 하우징(12)의 속이 빈 내부를 예시한다. 메인 하우징(12)은 유입구(20)를 포함한다. 유입구(20)는 공기의 공급과 유체 연동한다. 공기의 공급은 예를 들어, 차량의 외부로부터 제공되거나, 차량의 승객실으로부터 재순환되거나, 또는 이 둘의 혼합일 수 있다. 유입구(20)는 유입구(20)를 통한 그리고 메인 하우징(12)을 통한 공기의 공급의 흐름을 촉진시키도록 구성된 (도시되지 않은) 송풍기 또는 팬에 인접하게 형성될 수도 있다.
메인 하우징(12)은 증발기 코어(16) 및 히터 코어(18)를 포함할 수 있다. 증발기 코어(16)는 공기의 흐름과 증발기 코어(16)를 통해 흐르는 냉매 간에 열 에너지를 교환하여 공기의 흐름을 냉각 및/또는 제습하도록 구성된다. 증발기 코어로서 설명되진 않더라도, 자동차의 임의의 디바이스 또는 시스템과 열 교환 관계에 있는 임의의 형태의 냉각 디바이스가 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 공기 처리 시스템(10)에서의 사용을 위해 이용될 수도 있다고 이해되어야 한다. 히터 코어(18)는 공기의 흐름과 히터 코어(18)를 통해 순환되는 냉각수 간에 열 에너지를 교환하여 공기의 흐름을 가열하도록 구성된다. 그 사이를 통하는 공기의 흐름을 가열하기에 적합한 임의의 형태의 가열 디바이스가 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 히터 코어(18) 대신 사용될 수도 있다고 이해되어야 한다.
온도 도어(22)가 증발기 코어(16) 및 히터 코어(18) 하류에서 메인 하우징(12)에 회전 가능하게 커플링된다. 온도 도어(22)는 메인 하우징(12)에 회전 가능하게 배치되는 온도 도어 샤프트(24) 상에 배치된다. 온도 도어(22)는 제 1 위치에 배치될 수도 있는데, 여기서 온도 도어(22)는 온기 통로(26)를 통해 히터 코어(18)를 통한 공기의 흐름의 통로를 차단하도록 회전된다. 온도 도어(22)가 제 1 위치에 있을 때, 증발기 코어(16)를 통해 공기의 흐름 전체가 개방된 냉기 통로(28)를 통해 유도된다. 온도 도어(22)는 대안으로 제 2 위치에 배치될 수도 있는데, 여기서 온도 도어(22)는 냉기 통로(28)를 통한 공기의 흐름의 통로를 차단하도록 회전된다. 온도 도어(22)가 제 2 위치에 있을 때, 공기의 흐름 전체가 개방된 온기 통로(26)를 통해 유도된다.
온도 도어(22)는 대안으로 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 중간 위치로 회전될 수도 있다. 중간 위치에 있을 때, 공기 흐름의 제 1 부분 기류는 냉기 통로(28)를 통해 온도 도어(22)를 지나 흐를 수 있는 한편, 공기 흐름의 제 2 부분 기류는 히터 코어(18)를 포함하는 온기 통로(26)를 통해 온도 도어(22)를 지나 흐를 수도 있다. 제 1 부분 기류와 제 2 부분 기류는 다음에 온도 도어(22)를 지나 혼합 섹션에서 재결합되어 혼합된다. 이해되어야 하는 바와 같이, 온도 도어(22)는 냉기 통로(28) 및 온기 통로(26)를 각각 통하는 공기 흐름의 비율을 제어하여, 자동차의 승객실 내 승객의 원하는 설정들에 따라 공기 흐름의 온도를 제어하도록 다양한 중간 위치들로 조절 가능할 수도 있다. 원하는 경우, 공기의 흐름을 제어하고 승객실로 흐르는 공기의 온도를 제어하기 위한 추가 컴포넌트들 및 다른 전략들이 고려될 수 있다.
메인 하우징(12)은 제 1 도관(30), 제 2 도관(32) 및 제 3 도관(34)을 포함한다. 특정 예시적인 실시예들에서, 제 1 도관(30)은 승객실의 제 1 구역 및 제 2 구역의 윈드실드 또는 측창 성에 제거 통풍구들 쪽으로 공기의 흐름을 유도하기 위한 도관일 수도 있다. 제 2 도관(32)은 승객실의 제 1 구역 및 제 2 구역의 하나 이상의 콘솔 또는 패널 통풍구들 쪽으로 공기의 흐름을 유도하기 위한 도관일 수도 있다. 제 1 도관(30)과 제 2 도관(32)은 각각의 구역들로의 흐름을 제어하도록 분할기(14)에 의해 분할될 수도 있다. 제 3 도관(34)은 승객실의 제 3 구역의 후방 콘솔 또는 플로어 통풍구들 쪽으로 공기의 흐름을 유도하기 위한 도관일 수도 있다. 그러나 제 1 도관(30), 제 2 도관(32) 및 제 3 도관(34)은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 공기의 흐름을 공기 처리 시스템(10)의 임의의 서로 다른 영역들 또는 통풍구들로 유도할 수도 있다.
제 1 모드 도어(36)는 제 1 도관(30)의 유입구 및 제 2 도관(32)의 유입구에 인접하게 온도 도어(22)로부터 하류에서 메인 하우징(12)에 회전 가능하게 커플링된다. 제 1 모드 도어(36)는 메인 하우징(12)에 회전 가능하게 배치되는 제 1 모드 도어 샤프트(37) 상에 배치된다. 제 1 모드 도어(36)는 제 1 위치에 배치될 수도 있는데, 여기서 제 1 모드 도어(36)는 제 1 도관(30)으로의 공기 흐름의 통로를 차단하도록 회전된다. 제 1 위치에 있을 때, 공기의 흐름 전체가 제 2 도관(32)을 통해 흐르게 된다. 제 1 모드 도어(36)는 대안으로 제 2 위치에 배치될 수도 있는데, 여기서 제 1 모드 도어(36)는 제 2 도관(32)으로의 공기 흐름의 통로를 차단하도록 회전된다. 제 2 위치에 있을 때, 공기의 흐름 전체가 제 1 도관(30)을 통해 흐르게 된다.
제 1 모드 도어(36)는 대안으로 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 중간 위치로 회전될 수도 있다. 중간 위치에 있을 때, 공기 흐름의 제 1 부분 기류는 제 1 도관(30)을 통해 흐르는 한편, 공기 흐름의 제 2 부분 기류는 제 2 도관(32)을 통해 흐른다. 이해되어야 하는 바와 같이, 모드 도어(32)는 제 1 도관(30) 및 제 2 도관(32) 각각으로 유도되는 공기 흐름의 비율을 제어하여 자동차의 승객실로의 공기 흐름의 통기를 제어하도록 다양한 중간 위치들로 조절될 수도 있다.
제 2 모드 도어(38)는 제 3 도관(34)으로의 유입구에 인접하게 온도 도어(22)로부터 하류에서 메인 하우징(12)에 회전 가능하게 커플링된다. 제 2 모드 도어(38)는 메인 하우징(12)에 회전 가능하게 배치되는 제 2 모드 도어 샤프트(39) 상에 배치된다. 제 2 모드 도어(38)는 제 1 위치에 배치될 수도 있는데, 여기서 제 2 모드 도어(38)는 제 3 도관(34)으로의 공기 흐름의 통로를 차단하도록 회전된다. 제 2 모드 도어(38)는 대안으로 제 2 위치에 배치될 수도 있는데, 여기서 제 2 모드 도어(38)는 제 3 도관(34)으로의 공기 흐름의 통로를 허용하도록 회전된다. 제 1 모드 도어(36)는 대안으로 제 1 모드 도어(36)의 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 중간 위치로 회전될 수도 있다. 추가 도관들, 도어들, 분할기들 및 다른 제어 피처들이 메인 하우징(12)에 포함되어 원하는 대로, 메인 하우징(12)을 통해 차량의 승객실로의 공기의 흐름을 제어할 수 있다고 이해된다. 추가로, 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 도관들, 도어들, 분할기들 및 다른 제어 피처들의 대체 배열들 및 구성들이 또한 고려될 수 있다.
도 1, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이, 제 2 모드 도어(38)는 제 3 도관(34)의 폭을 수용하도록 제 1 모드 도어(36)의 길이 미만인 길이를 갖는데, 여기서 제 3 도관(34)의 폭은 제 1 챔버(12a) 및 제 2 챔버(12b)를 한정하며 제 1 모드 도어(36)를 포함하는 메인 하우징(12)의 폭 미만이다. 예시된 실시예에서, 제 2 모드 도어(38)가 분할기(14)의 에지에 인접하게 배치되며 제 1 챔버(12a)로부터 제 3 챔버(12c) 또는 제 3 도관(34)으로의 공기의 흐름 및 제 2 챔버(12b)로부터 제 3 챔버(12c) 또는 제 3 도관(34)으로의 공기의 흐름을 동시에 제어한다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 공기 처리 시스템(10)은 단일 액추에이터(41)에 의해 구동되고 있는 동안 제 1 모드 도어(36) 및 제 2 모드 도어(38) 각각에 대한 동시 제어를 제공하도록 구성된 제어 메커니즘(40)을 포함한다. 제어 메커니즘(40)은 모드 링크 기어이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "기어"라는 용어는 회전하는 컴포넌트의 회전 운동을 다른 개별 컴포넌트에 관련시켜 전달하기 위한 피처를 포함하는 임의의 컴포넌트를 의미할 수도 있다. 특정 실시예들에서, 제어 메커니즘(40)은 제 1 부분(44) 및 제 2 부분(46)을 갖는 단일 컴포넌트이다. 제어 메커니즘(40)은 그 위에 형성된 체결 피처들(42), 예컨대 이(tooth)들을 갖는다. 체결 피처들(42)은 제 1 부분(44)에서 제어 메커니즘(40)의 제 1 단부에 그리고 제 2 부분(46)에서 제어 메커니즘(40)의 제 2 단부에 형성된다. 체결 피처들(42)은 제 1 모드 도어(36)와 제 2 모드 도어(38) 사이의 회전 운동의 전달을 가능하게 한다. 제 1 부분(44)과 제 2 부분(46) 중간에 회전 가능 부분(48)이 배치되어 제어 메커니즘(40)이 그에 대해 회전할 수 있게 한다. 회전 가능 부분(48)은 링으로서 구성된다. 제어 메커니즘(40)은 하나보다 많은 컴포넌트를 포함할 수 있고, 각각의 컴포넌트는 3개보다 많은 부분들을 포함할 수 있다고 이해된다.
제어 메커니즘(40)은 메인 하우징(12)의 내부 표면에 그리고 보다 구체적으로는 분할기(14)의 표면에 장착되도록 구성된다. 그러나 제어 메커니즘(40)은 원하는 경우, 하우징 셸들(13)의 내벽에 장착될 수 있다. 제어 메커니즘(40)은 임의의 공지된 방법 또는 커플링 디바이스를 사용하여 분할기(14)에 장착될 수도 있다. 일부 실시예들에서, 회전 가능 부분(48)은 분할기(14) 상에 형성되며 분할기(14)로부터 바깥쪽으로 연장하는 클립 피처(50)와 정렬되고 이를 수용하여 체결한다. 클립 피처(50)와 회전 가능 부분(48)이 협력하여 제어 메커니즘(40)을 분할기(14)와 체결하여 유지하고 회전 가능 부분(48)을 중심으로 한 제어 메커니즘(40)의 회전을 가능하게 한다.
제 1 모드 도어(36)는 제 1 모드 도어 샤프트(37)에 의해 액추에이터(41)에 회전 가능하게 커플링된다. 제 1 부분(44)의 체결 피처들(42)은 제 1 모드 도어(36)와 일체 형성된 기어 링크(54)의 이들(52)을 체결한다. 제 1 모드 도어(36)는 액추에이터(41)로부터의 회전 운동을 제어 메커니즘(40)에 전달한다. 제 2 부분(46)의 체결 피처들(42)은 제 2 모드 도어(38)와 일체 형성된 기어 링크(58)의 이들(56)을 체결하여 제 2 모드 도어(38)를 그 제 1 위치와 제 2 위치 사이로 회전시키는 제 1 모드 도어(36)로부터의 제어 메커니즘(40)의 회전 운동을 전달한다. 기어 링크들(54, 58)은 도어들(36, 38)을 형성하는 몰딩 프로세스 동안 각각의 모드 도어들(36, 38)로 형성된다. 그러나 기어 링크들(54, 58)은 또한 각각의 모드 도어들(36, 38)로부터 개별적으로 형성되어 그에 커플링될 수 있고 또는 원하는 경우, 임의의 다른 제조 프로세스에 의해 형성될 수 있다고 이해된다.
예시된 실시예들에서, 제어 메커니즘(40)은 제 1 모드 도어(36)를 제 2 모드 도어(38)에 회전하도록 기계적으로 링크하는데 이용되는 분할기(14)의 하나 표면에 커플링된 단일 컴포넌트이다. 그 결과, 단 하나의 기어 링크(54, 58)만이 각각의 모드 도어들(36, 38)에 형성된다. 그러나 다른 실시예들에서는, 제어 메커니즘(40)의 하나보다 많은 컴포넌트가 이용될 수 있다. 예를 들어, 제어 메커니즘(40)은 분할기(14)의 대향하는 표면들 상에 배치된 2개의 개별 컴포넌트들을 포함할 수 있으며, 여기서 제어 메커니즘들(40)의 컴포넌트들 각각은 개개의 모드 도어들(36, 38) 각각에 형성된 2개의 기어 링크들(54, 58) 중 하나를 체결한다. 추가로, 원하는 경우 제어 메커니즘들(40)의 일련의 순차적인 기계적으로 링크된 컴포넌트들이 제 1 모드 도어(36)와 제 2 모드 도어(38) 사이에 이용될 수 있다. 예를 들어, 제 1 모드 도어(36)는 제어 메커니즘(40)의 제 2 컴포넌트와 회전 통신하는 제어 메커니즘(40)의 제 1 컴포넌트에 회전 운동을 전달할 수 있다. 제어 메커니즘(40)의 제 2 컴포넌트는 다음에 제 2 모드 도어(38)와 체결되어 제 2 모드 도어(38)에 대한 회전 운동의 전달을 제공할 수 있다. 원하는 경우, 제어 메커니즘(40)의 2개보다 많은 컴포넌트들이 제공될 수 있다. 도시된 바와 같이, 기어 링크들(54, 58)은 제어 메커니즘(40)과 정렬된 위치에 상관하는 각각의 모드 도어들(36, 38)의 위치 상에 형성되는데, 이는 예시된 실시예에서, 각각의 모드 도어들(36, 38)의 중심 부분에 가깝다. 그러나 메인 하우징(12)의 내부 표면 상에서 제어 메커니즘(40)의 위치, 모드 도어들(36, 38)의 위치 그리고 제어 메커니즘(40)의 컴포넌트들의 구조적 배열 및 개수에 따라, 기어 링크들(54, 58)이 모드 도어들(36, 38) 상의 임의의 위치에 형성될 수 있다고 이해된다.
예시된 바와 같이, 제어 메커니즘(40)의 제 1 부분(44)은 원의 섹터에 대응하는 단면 형상을 가지며, 여기서 체결 피처들(42)은 그 원주 표면에 형성된다. 제어 메커니즘(40)의 제 2 부분(46)은 원의 섹터에 대응하는 단면 형상을 가지며, 여기서 체결 피처들(42)은 그 원주 표면에 형성된다. 그러나 제어 메커니즘(40)의 부분들(44, 46)은 예를 들어, 실질적으로 원형 또는 난형(ovular)과 같은 임의의 단면 형상을 원하는 대로 가질 수 있다. 제 1 부분 및 제 2 부분은 서로 다른 형상들 및/또는 크기들을 가질 수 있다고 이해된다. 예를 들어, 제 1 부분(44)은 모드 도어들(36, 38) 및 하우징(12)의 구성에 따라, 제 2 부분(46)의 반경과 동일한 또는 다른 반경을 가질 수 있다.
액추에이터(41)는 토크를 발생시켜 제 1 모드 도어(36)에 전달할 수 있는 임의의 공지된 액추에이터일 수도 있다. 액추에이터(41)는 예를 들어, 기계적으로 작동되거나, 전기적으로 작동되거나, 유체 작동되거나, 또는 다른 식으로 작동될 수도 있다. 액추에이터(41)는 한정이 아닌 예로서 전자 모터 구동 회전 액추에이터, 또는 다른 한정이 아닌 예로서 기어들, 링크들, 캠들, 레버들 및 임의의 다른 운동학 타입 컴포넌트들로 구성된 임의의 메커니즘일 수도 있다. 액추에이터(41)는 제 1 모드 도어(36)에 대응하는 메인 하우징(12) 부분에서 메인 하우징(12)의 외부 표면에 인접하게 커플링된다. 액추에이터(41)는 제 1 모드 도어(36)의 샤프트(37)를 체결하여 제 1 모드 도어(36)를 그 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 회전시킨다. 액추에이터(41)는 또한 원하는 경우, 메인 하우징(12)에 포함된 다른 도어들의 회전 운동을 부여할 수도 있다.
단일 액추에이터(41)와 제어 메커니즘(40)이 협력하여 제 1 모드 도어(36) 및 제 2 모드 도어(38) 각각에 대한 회전 위치를 동시에 제어한다. 액추에이터(41)는 제 1 모드 도어(36)를 그 제 1 위치와 제 2 위치 사이에서 회전시킨다. 제 1 위치에서, 제 1 모드 도어(36)는 제 1 도관(30)을 통한 공기의 흐름을 차단하고 제 2 도관(32)을 통해 공기가 흐르도록 허용한다. 제 1 모드 도어(36)가 그 제 1 위치로 회전할 때, 제 1 모드 도어(36)는 제어 메커니즘(40)을 통해 제 2 모드 도어(38)로 회전 운동을 전달하여 제 2 모드 도어(38)를 그 제 2 위치로 동시에 회전시킨다. 제 2 모드 도어(38)의 제 2 위치에서, 공기의 흐름은 또한 제 3 도관(34)을 통해 흐른다. 제 1 모드 도어(36)가 그 제 2 위치로 회전할 때, 제 1 모드 도어(36)는 제어 메커니즘(40)을 통해 제 2 모드 도어(38)로 회전 운동을 전달하여 제 2 모드 도어(38)를 그 제 1 위치로 동시에 회전시킨다. 제 2 모드 도어(38)의 제 1 위치에서, 공기의 흐름은 제 2 도관(32) 및 제 3 도관(34)에 대해 폐쇄되고 공기의 흐름 전체가 제 1 도관(30)을 통해 전달된다. 액추에이터(41)는 또한 제 1 모드 도어(36)를 그 제 1 위치와 제 2 위치 중간에 위치시킬 수 있다. 제 1 모드 도어(36)의 중간 위치에서, 제 2 모드 도어(38)는 그 제 1 위치와 제 2 위치 중간에 위치되게 된다. 제 2 모드 도어(38)와 제 1 모드 도어(36)의 중간 위치에서, 공기의 흐름의 부분 기류는 제 1 도관(30), 제 2 도관(32) 및 제 3 도관(34) 각각을 통해 흐르도록 나뉜다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제어 메커니즘(40)은 그 사이에 개별 제어 메커니즘 컴포넌트 없이 서로 직접 체결되고 협력하여 모드 도어들(36, 38) 간에 토크를 전달하는 모드 도어들(36, 38)의 기어 링크들(54, 58)의 결합일 수 있다. 제 1 모드 도어(36)의 기어 링크(54)가 제 2 모드 도어(38)의 기어 링크(58)와 직접 체결되고 협력하는지 여부는 모드 도어들(36, 38)의 구성, 모드 도어들(36, 38) 간의 거리, 그리고 하우징(12) 내에서의 임의의 다른 공간 요건들에 좌우된다고 인식되어야 한다. 제어 메커니즘(40)은 또한 일련의 링크들, 캠들, 기어들, 그리고 링크 모드 도어들(36, 38) 또는 하우징(12) 내의 임의의 다른 도어를 기계적으로 링크하도록 구성된 임의의 다른 운동학 타입 컴포넌트들일 수 있다.
제어 메커니즘(40)의 동작의 일반 원리들은 상당히 비슷한 컴포넌트들을 갖지만 서로 다른 크기들, 패키지 배열들 및 구성들을 갖는 다양한 서로 다른 제어 메커니즘들에서의 사용을 위해 적응될 수도 있다고 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 인식되어야 한다. 제어 메커니즘(40)과 관련된 일반적인 개념들은 메인 하우징(12) 내에 배치된 임의의 다양한 서로 다른 회전 컴포넌트들의 제어에 적용될 수도 있다고 또한 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 또한 인식되어야 한다.
유리하게, 제어 메커니즘(40)은 제 2 모드 도어(38)가 제 1 모드 도어(36)와 동시에 회전하는 것을 허용한다. 그 결과, 메인 하우징(12) 외부에 위치된 액추에이터(41)는 크기가 제한되고 공기 처리 시스템(10)의 패키지 크기 요건들을 수용할 수 있다. 액추에이터(41)는 원하지 않는 공간을 차지하지 않으며 단지 제 1 모드 도어(36) 및 제 1 모드 도어(36)에 가까운 임의의 다른 도어들을 제어하는 것만이 요구되고 제 2 모드 도어(38)에 커플링하기 위해 연장할 것이 요구되지 않는다. 제어 메커니즘(40)에 의해, 정확도가 유지되고 비용 및 제조 복잡도는 최소화된다. 본 명세서에서 설명한 그러한 방식으로 구성되며 분할기(14)와 같은 메인 하우징(12)의 내부 표면에 커플링된 제어 메커니즘(40)의 결과, 메인 하우징(12)을 통하는 공기의 흐름이 최소한으로 제한된다. 제어 메커니즘(40)은 메인 하우징(12) 내에 포함된 도어들 중 임의의 도어를 연결하여 메인 하우징(12)을 통해 흐르는 공기의 흐름을 제어하는데 이용될 수 있다.
제어 메커니즘(40)은 메인 하우징(12) 내에 배치된 3개 이상의 회전 컴포넌트들의 회전 위치들을 동시에 제어하도록 추가로 적응될 수도 있다고 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 추가로 인식되어야 한다. 이에 따라, 회전을 필요로 하는 각각의 추가 도어는 제어 메커니즘을 체결하는 기어 링크를 필요로 한다. 이 프로세스는 공기 처리 시스템(10)의 각각의 원하는 동작 모드를 발생시키도록 원하는 수만큼 메인 하우징(12) 내에 배치되는 도어들에 대한 동시 제어를 제공하도록, 필요에 따라 여러 번 반복될 수도 있다. 출원 전반에서 사용된 "모드 도어"라는 용어는 넓게는 처리 시스템(10)에 사용된 임의의 도어를 의미하며 공기 처리 시스템(10)의 도관들에 배치된 도어들만으로 한정되지 않아야 한다. 예를 들어, 공기 처리 시스템(10)으로의 유입구들에서 혼합 및 조절 섹션에 배치된 도어들, 예컨대 앞서 설명한 온도 도어(22), 또는 하우징(12) 내에 배치되어 하우징(12)을 통한 공기의 흐름 및 온도를 제어하는 임의의 다른 도어들이 "모드 도어들"로서 고려될 수 있다.
이에 따라 상기 설명으로부터, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이 발명의 본질적인 특징들을 쉽게 확인할 수 있으며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 다양한 용도들 및 조건들에 적응시키도록 본 발명에 대해 다양한 변경들 및 수정들을 실시할 수 있다.
10:공기 처리 시스템
12:메인 하우징
12a:제1 챔버
12b:제2 챔버
12c:제3 챔버
13:하우질 셸
14:분할기
30:제1 도관
32;제2 도관
34:제3 도관
36:제1 모드 도어
37:제1 모드 도어 샤프트
38:제2 모드 도어
39:제2 모드 도어 샤프트
40:제어 메커니즘
44:제1 부분
46:제2 부분
50:클립 피처
52:이(tooth)
54,58:링크

Claims (20)

  1. 승객실을 갖는 자동차의 난방, 환기 및 공기 조절 시스템용 공기 처리 시스템으로서,
    내부에 회전 가능하게 배치된 제 1 모드 도어; 및, 내부에 회전 가능하게 배치된 제 2 모드 도어;를 포함하는 메인 하우징;
    상기 제 1 모드 도어를 작동시키는 액추에이터; 및
    상기 메인 하우징 내에 배치되며 상기 제 1 모드 도어와 상기 제 2 모드 도어 각각의 동시 회전 위치를 제어하도록 구성된 제어 메커니즘;을 포함하는,
    공기 처리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 상기 메인 하우징의 내부 표면에 회전 가능하게 커플링되는,
    공기 처리 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 모드 도어는 상기 제 2 모드 도어와 간격을 두며,
    상기 액추에이터는 상기 제 1 모드 도어에만 직접 연결되는,
    공기 처리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 제 1 부분, 제 2 부분 및 회전 가능 부분을 포함하고,
    상기 회전 가능 부분은 상기 제어 메커니즘의 제 1 부분과 제 2 부분 중간에 배치되며,
    상기 제어 메커니즘은 상기 회전 가능 부분을 중심으로 회전하는,
    공기 처리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘의 제 1 부분은 상기 제 1 모드 도어와 직접 체결되고,
    상기 제어 메커니즘의 제 2 부분은 상기 제 2 모드 도어와 직접 체결되는,
    공기 처리 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘의 제 1 부분은 그 외주 표면에 형성된 이(tooth)들을 더 포함하고,
    상기 제 1 부분의 이들은 상기 제 1 모드 도어와 체결하며,
    상기 제어 메커니즘의 제 2 부분은 그 외주 표면에 형성된 이들을 더 포함하고,
    상기 제 2 부분의 이들은 상기 제 2 모드 도어와 체결하는,
    공기 처리 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 모드 도어는 그 위에 이들이 형성된 기어 링크를 갖고,
    상기 제 1 모드 도어의 이들은 상기 제어 메커니즘의 제 1 부분의 외주 표면에 형성된 이들과 체결되며,
    상기 제 2 모드 도어는 그 위에 이들이 형성된 기어 링크를 갖고,
    상기 제 2 모드 도어의 이들은 상기 제어 메커니즘의 제 2 부분의 외주 표면에 형성된 이들과 체결되는,
    공기 처리 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 모드 도어의 기어 링크는 상기 제 1 모드 도어와 일체형으로 형성되고,
    상기 제 2 모드 도어의 기어 링크는 상기 제 2 모드 도어와 일체형으로 형성되는,
    공기 처리 시스템.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 회전 가능 부분은 링으로서 구성되는,
    공기 처리 시스템.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘의 제 1 부분 및 제 2 부분은 각각 원의 섹터에 실질적으로 대응하는 단면 형상을 갖는,
    공기 처리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 하우징은 제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버로 분할되고,
    상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버는 분할기에 의해 분할되며,
    상기 제 3 챔버는 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버와 연속하는,
    공기 처리 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 상기 분할기에 회전 가능하게 커플링되는,
    공기 처리 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 분할기는 상기 분할기에 상기 제어 메커니즘을 커플링하는 클립 피처를 포함하는,
    공기 처리 시스템.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 상기 제 1 모드 도어와 상기 제 2 모드 도어 사이의 회전 통신을 제공하는 일련의 기어들을 포함하는,
    공기 처리 시스템.
  15. 승객실을 갖는 자동차의 난방, 환기 및 공기 조절 시스템용 공기 처리 시스템으로서,
    제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버로 분할되며, 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 안으로 연장되는 제 1 모드 도어; 및, 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 제 3 챔버 안으로 연장되는 제 2 모드 도어;를 포함하는 메인 하우징;
    상기 제 1 모드 도어를 작동시키는 액추에이터; 및
    상기 메인 하우징 내에 배치되며 상기 제 1 모드 도어와 상기 제 2 모드 도어 각각의 동시 회전 위치를 제어하도록 구성된 제어 메커니즘;을 포함하는,
    공기 처리 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버는 분할기에 의해 서로로부터 분할되는,
    공기 처리 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 상기 분할기에 커플링되는,
    공기 처리 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제어 메커니즘은 상기 분할기의 표면으로부터 바깥쪽으로 연장하는 클립 피처에 커플링되는,
    공기 처리 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 클립 피처는 상기 분할기와 일체형으로 형성되는,
    공기 처리 시스템.
  20. 승객실을 갖는 자동차의 난방, 환기 및 공기 조절 시스템용 공기 처리 시스템으로서,
    제 1 챔버, 제 2 챔버 및 제 3 챔버로 분할되며, 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 제 1 챔버 및 상기 제 2 챔버 안으로 연장되고 상부에는 기어 링크가 형성된 제 1 모드 도어; 및, 내부에 회전 가능하게 배치되어 상기 제 3 챔버 안으로 연장되고 상부에는 기어 링크가 형성된 제 2 모드 도어;를 포함하는 메인 하우징;
    상기 제 1 모드 도어를 작동시키는 액추에이터; 및
    상기 메인 하우징 내에 배치되며 상기 제 1 모드 도어의 기어 링크 및 상기 제 2 모드 도어의 기어 링크와 협력하여 상기 제 1 모드 도어와 상기 제 2 모드 도어 사이의 동시 회전 통신을 제공하는 제어 메커니즘;을 포함하며,
    상기 제어 메커니즘은 상기 메인 하우징의 내부 표면으로부터 바깥쪽으로 연장하는 클립 피처에 커플링되는,
    공기 처리 시스템.

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