KR20190022014A

KR20190022014A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20190022014A
Application number: KR1020170107692A
Authority: KR
Inventors: 이병하; 김용식; 석 김; 김영인; 엄부용; 정재오
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2019-03-06
Also published as: KR102401272B1

Abstract

도어의 휨 등의 변형을 최소화함과 동시에 돔부 양쪽 측면과 공조케이스 간의 갭을 줄여 공기의 누설을 최소화할 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 내기 또는 외기를 유입하기 위한 송풍 유닛과, 상기 송풍 유닛으로부터 유입된 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내로 토출하는 공조 유닛으로 이루어지고, 상기 송풍 유닛 또는 공조 유닛의 공기 통로의 개도를 조절하는 돔형 도어를 구비하는 것으로서, 상기 돔형 도어는 회전축 및 돔부를 구비하며, 상기 돔부의 축방향 양측에 돔부의 변형을 방지함과 동시에 공조케이스와의 사이에 갭을 줄여 공기의 누설을 완화시키는 강성실링부를 포함한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공조케이스 내부에 구비되어 공기통로의 개도를 조절하는 도어를 구비한 차량용 공조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치로서, 공조케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 및 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 송풍 모드 전환용 도어를 사용하여 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍하도록 이루어진다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 공조장치(1)는 공조케이스(10)와, 송풍기(미도시)와, 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 온도조절도어(15)를 포함하여 이루어진다.

공조케이스(10)의 입구측에는 공기유입구(11)가 형성되고, 출구측에는 각각 모드도어에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(12a), 페이스 벤트(12b) 및 플로어 벤트(12c,12d)가 형성된다. 송풍기는 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍한다.

증발기(2) 및 히터코어(3)는 공조케이스(10)의 내부에 순차로 설치된다. 온도조절도어(15)는 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치되는 것으로, 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어(3)를 통과하는 온풍유로의 개도를 조절한다.

모드도어는 디프로스트 벤트(12a)의 개도를 조절하는 디프 도어(16)와, 페이스 벤트(12b)의 개도를 조절하는 벤트 도어(17)와, 플로어벤트(12c,12d)의 개도를 조절하는 플로어 도어(18)로 구성된다. 온도조절도어(15) 및 모드도어는 공조케이스(10)의 외측에 설치된 엑츄에이터(미도시)에 연결되어 회전 작동하여 냉,온풍유로의 개도를 조절하거나 각 벤트(12a~12d)로 향하는 유로의 개도를 조절한다.

전술한 온도조절도어 또는 모드도어는 그 형상 및 작동 구조에 따라 플렛형(Flat Type), 돔형(Dome Type), 슬라이딩형(Sliding Type) 등이 있다. 이 중에서 돔형 도어는 공조케이스 내의 레이아웃 등의 이유로 사용되며 그 구조를 도 2에 도시하였다. 도 2에 도시된 돔형 도어는 온도조절도어(15)를 일 예로 설명한다.

도 2를 참조하면, 돔형 도어인 온도조절도어(15)는 액츄에이터에 연결되어 회전되는 회전축(21)과, 회전축(21)에서 반경 방향으로 이격되는 돔부(22)로 이루어진다. 돔형 도어는 그 구조적인 특성상 돔부(22)에서 비틀림 또는 휨 등의 변형이 발생하기 쉽다. 즉, 돔형 도어는 양측 회전축(21)이 지지된 상태로 회전되며, 그 중앙부는 텅빈 공간만이 존재한다. 따라서, 일 측의 회전축(21)의 회전력이 반경 방향으로 이격된 돔부(22)를 통해 타 측으로 전달되어 돔부(22)에서 변형이 발생하기 쉽다.

도 3은 종래의 돔형 도어가 공조케이스 내에 설치된 상태를 도시한 단면도이다. 도 3을 참조하면, 전술한 돔형 도어의 구조적인 문제를 완화하기 위해 돔부(22)의 양측에 경사부(23)를 형성하였다. 경사부(23)는 회전축(21)에서 돔부(22)의 반경 방향 외측을 향해 폭이 좁아지도록 경사지게 형성된다.

경사부(23)는 도어의 휘는 현상을 일부 완화하는 효과가 있었으나, 도어가 최대 폐쇄 위치, 즉 0% 회전각 또는 최대 개방 위치, 즉 100% 회전각을 제외한 위치에서 돔형 도어의 양쪽 측면의 갭(A)으로 인해 공기가 누설(Leak)되는 현상이 발생하였다. 특히 돔형 도어가 온도조절도어에 적용될 경우 누설 현상에 의해 실내로 토출되는 공기의 온도성에 악영향을 주는 치명적인 문제가 발생한다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 도어의 휨 등의 변형을 최소화함과 동시에 돔부 양쪽 측면과 공조케이스 간의 갭을 줄여 공기의 누설을 최소화할 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 내기 또는 외기를 유입하기 위한 송풍 유닛과, 상기 송풍 유닛으로부터 유입된 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내로 토출하는 공조 유닛으로 이루어지고, 상기 송풍 유닛 또는 공조 유닛의 공기 통로의 개도를 조절하는 돔형 도어를 구비하는 것으로서, 상기 돔형 도어는 회전축 및 돔부를 구비하며, 상기 돔부의 축방향 양측에 돔부의 변형을 방지함과 동시에 공조케이스와의 사이에 갭을 줄여 공기의 누설을 완화시키는 강성실링부를 포함한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 휘어짐 및 비틀림 강도를 충분히 보강함과 동시에 돔형 도어와 공조케이스 간의 갭을 줄여 공기 누설을 최소화할 수 있다. 돔형 도어가 온도조절도어에 적용될 경우 실내로 토출되는 공조 공기의 온도성 경향을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 것이고,
도 2는 종래의 돔형 도어를 도시한 것이며,
도 3은 종래의 돔형 도어가 공조케이스 내에 설치된 상태를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 사시도이고,
도 6은 도 5의 일부를 확대 도시한 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 측면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 정단면도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 정면도이고,
도 10은 본 발명의 변형 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 사시도이다.

이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 송풍 유닛과 공조 유닛(100)으로 이루어진다. 송풍 유닛은 내기 또는 외기를 유입하기 위한 것이며, 블로어 모터, 블로어 팬, 내외기 전환도어 및 에어 필터 등을 구비한다. 공조 유닛(100)은 송풍 유닛으로부터 유입된 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내로 토출한다.

송풍 유닛(100)은 공조케이스(110)와, 증발기(102) 및 히터코어(103)를 포함한다. 공조케이스(110)의 입구측에는 공기유입구(111)가 형성되고, 출구측에는 각각 모드도어에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(112a), 페이스 벤트(112b) 및 플로어 벤트(112c,112d)가 형성된다. 증발기(102) 및 히터코어(103)는 공조케이스(110)의 내부에 순차로 설치된다.

송풍 유닛 또는 공조 유닛(100)에는 공기 통로의 개도를 조절하는 복수의 도어가 구비된다. 공조 유닛(100)에 구비되는 도어는 온도조절도어 및 모드도어 등이다.

온도조절도어는 증발기(102)와 히터코어(103)의 사이에 설치되는 것으로, 히터코어(103)를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어(103)를 통과하는 온풍유로의 개도를 조절한다.

모드도어는 디프로스트 벤트(112a)의 개도를 조절하는 디프 도어(116)와, 페이스 벤트(112b)의 개도를 조절하는 벤트 도어(117)와, 플로어벤트(112c,112d)의 개도를 조절하는 플로어 도어(118)로 구성된다. 온도조절도어(115) 및 모드도어는 공조케이스(110)의 외측에 설치된 엑츄에이터(미도시)에 연결되어 회전 작동하여 냉,온풍유로의 개도를 조절하거나 각 벤트(112a~112d)로 향하는 유로의 개도를 조절한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 도어는 돔형(Dome Type) 도어(200)를 포함한다. 돔형 도어(200)는 온도조절도어이거나 모드도어 등일 수 있으며, 본 실시 예에서 돔형 도어(200)는 온도조절도어에 적용되었다. 돔형 도어(200)는 모드도어에도 적용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 일부를 확대 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 정단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 정면도이다.

도 5 내지 도 9를 참조하면, 돔형 도어(200)는 회전축(210,220) 및 돔부(230)를 구비한다.

회전축(210,220)은 동력원인 액츄에이터에 연결되어 회전된다. 회전축(210,220)은 축방향으로 양측에 한쌍이 구비되며, 양측의 회전축(210,220)은 동축상에서 축방향으로 서로 이격되어 있다. 각각의 회전축(210,220)은 공조케이스(110)에 지지되며 적어도 일측의 회전축(210 또는 220)이 액츄에이터에 연결되어 회전력을 전달받는다.

돔부(230)는 회전축(이하 210을 대표로 표기한다.)에서 반경 방향으로 이격 형성된다. 돔부(230)는 도 9에 도시된 것처럼 정면도 상에서 대략 "┏┓" 단면 형상을 갖는 내부가 빈 돔(Dome) 형상을 갖는다. 돔부(230)의 양측에는 한쌍의 회전축(210)이 구비된다. 돔형 도어(200)는 그 구조적인 특성상 돔부(230)에서 비틀림 또는 휨 등의 변형이 발생하기 쉽다. 즉, 돔형 도어는 양측 회전축(210)이 지지된 상태로 회전되며, 그 중앙부는 텅빈 공간만이 존재한다. 따라서, 일 측의 회전축(210)의 회전력이 반경 방향으로 이격된 돔부(230)를 통해 타 측으로 전달되어 돔부(230)에서 변형이 발생하기 쉽다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어(200)는 강성실링부를 구비한다. 강성실링부는 돔부(230)의 축방향 양측에 구비되어, 전술한 돔형 도어(200)의 구조적인 취약점인 돔부(230)의 변형을 방지한다. 이와 동시에, 강성실링부는 돔부(230)와 공조케이스(110)와의 사이에 갭(Gap)을 줄여 공기의 누설을 방지 또는 완화시킨다.

구체적으로는, 강성실링부는 홈(232), 연장부(231) 및 리브(250)를 구비하여 강성 보강 및 실링(Sealing) 향상의 목적을 동시에 달성할 수 있다.

홈(232)은 돔부(230)의 축방향 양측에 구비된다. 홈(232)은 돔부(230)에서 축방향 내측으로 요입 형성된다. 홈(232)은 돔형 도어의 정면도 상에서 "┏┓" 단면 형상의 좌우 양측, 즉 축방향 양측면을 반경방향 외측을 향할수록 폭이 좁아지도록 경사지게 형성하여 만들 수 있다.

이러한 홈(232)을 통해 돔부(230)의 단면 형상은 사다리꼴 형상이 되어, 회전축(210)의 회전에 의한 돔형 도어(200)의 휘어짐 및 비틀림에 대한 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 홈(232)은 내측으로 요입된 만큼 원재료를 줄일 수 있어 원가를 절감하며 경량화를 실현할 수 있다.

또한, 연장부(231)는 돔부(230)의 반경방향 가장 외측의 축방향 양측 단부가 홈(232)으로부터 축방향 외측으로 돌출 형성된다. 즉, 연장부(231)는 홈(232)의 반경방향 가장 외측인 돔부(230)의 단면에서 돌출 연장된다. 결국, 돔형 도어(200)는 정면도 상에서 단면은 홈(232)의 바닥면을 따라 사다리꼴 형상을 가지며, 정면도 상에서 외부는 "┏┓" 형상을 갖는다.

연장부(231)는 돔형 도어(200)가 최대 폐쇄 위치, 즉 0% 회전각 또는 최대 개방 위치, 즉 100% 회전각을 제외한 위치에서 돔형 도어(200)의 양쪽 측면의 갭을 감소시켜 공기가 누설(Leak)되는 양을 줄일 수 있다.

이와 같이 홈(232) 및 연장부(231)의 구성을 통해, 휘어짐 및 비틀림 강도를 충분히 보강함과 동시에 돔형 도어(200)와 공조케이스(110) 간의 갭을 줄여 공기 누설을 최소화할 수 있다. 돔형 도어(200)가 본 실시 예와 같이 온도조절도어에 적용될 경우 실내로 토출되는 공조 공기의 온도성 경향을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

아울러, 리브(250)는 적어도 하나 이상으로 이루어져 홈(232)의 바닥면에서 축방향 외측으로 돌출 형성된다. 더욱 상세하게는, 도 7에 도시된 것처럼 리브(250)는 회전축(210)을 중심으로 반경방향으로 방사형으로 연장된다. 리브(250)는 회전축(210)에서 연장부(231)까지 연장된다. 리브(250)의 축방향 외측면은 직선으로 이루어져 수직면을 형성한다. 즉, 리브(250)는 회전축(210)으로부터 반경방향 외측을 향할수록 홈(232)의 바닥면을 향해 점점 깊게 형성된다. 리브(250)의 구성을 통해 돔형 도어(200)의 휘어짐 및 비틀림 강도를 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 연장부(231)의 축방향 단면은 회전축(210)의 수직방향 연장선까지 연장 형성되어 연장부(231)의 끝이 직각을 이루도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 구성을 통해 돔형 도어(200)와 공조케이스(110) 간의 갭을 완전하게 차단하여 공기의 누설을 크게 줄일 수 있다.

또한, 돔부(230)의 테두리에는 공조케이스(110)와 기밀하게 밀착하기 위한 고무 소재 등의 실링부(240)가 구비된다. 실링부(240)는 돔형 도어(200)가 최대 폐쇄 위치, 즉 0% 회전각, 그리고 최대 개방 위치, 즉 100% 회전각에서 공조케이스(110)의 실링면과 밀착하여 공기 누설을 방지한다. 실링부(240)는 돔부(230)의 축방향 외측 및 반경방향 외측으로부터 돌출되게 돔형 도어(200)의 테두리 전체에 걸쳐 형성된다. 실링부(240)는 사출 성형 등을 통해 만들 수 있다.

상기 리브(250)의 축방향 단면(251)은 축방향으로 실링부(240)보단 낮게 돌출되고 돔부(230)의 단면보다는 높거나 같게 돌출된다. 이러한 구성을 통해, 돔형 도어(200)가 최대 폐쇄 위치인 0% 회전각 및 최대 개방 위치인 100% 회전각에서 실링부(240)의 실링 기능을 방해하지 않아 실링부(240)가 돔형 도어(200)와 공조케이스(110)의 실링면 간의 충실한 실링을 수행하도록 함과 동시에, 리브(250)가 돔부(230)보다 높거나 같게 돌출되어 휘어짐 및 비틀림 강도를 한층더 향상시킬 수 있다.

한편, 도 10은 본 발명의 변형 예에 따른 차량용 공조장치의 돔형 도어를 도시한 사시도이다.

도 10을 참조하면, 돔부(230)의 상단인 반경방향 외측면에 요입부(260)가 형성된다. 요입부(260)는 오목한 홈 형상으로 이루어지며, 돔부(230)의 반경방향 내측으로 요입 형성된다. 요입부(260)는 축방향 양측에 한쌍이 구비되며, 홈(232)보다 축방향 내측에 형성된다. 요입부(260)는 돔형 도어(200)의 휘어짐 및 비틀림 강도를 저해하지 않고 돔형 도어(200)와 공조케이스(110) 간의 갭을 늘리지 않으면서, 원가 절감과 경량화를 효과적으로 달성할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 공조 유닛 102: 증발기
103: 히터코어 110: 공조케이스
111: 공기유입구 112a: 디프로스트 벤트
112b: 페이스 벤트 112c,112d: 플로어 벤트
116: 디프 도어 117: 벤트 도어
118: 플로어 도어 200: 돔형 도어
210,220: 회전축 230: 돔부
231: 연장부 232: 홈
240: 실링부 250: 리브
260: 요입부

Claims

내기 또는 외기를 유입하기 위한 송풍 유닛과, 상기 송풍 유닛으로부터 유입된 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내로 토출하는 공조 유닛(100)으로 이루어지고, 상기 송풍 유닛 또는 공조 유닛(100)의 공기 통로의 개도를 조절하는 돔형 도어(200)를 구비하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 돔형 도어(200)는 회전축(210) 및 돔부(230)를 구비하며,
상기 돔부(230)의 축방향 양측에 돔부(230)의 변형을 방지함과 동시에 공조케이스(110)와의 사이에 갭을 줄여 공기의 누설을 완화시키는 강성실링부를 포함하는 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
상기 돔형 도어(200)는 돔부(230)의 축방향 양측에 축방향 내측으로 요입된 홈(232)을 구비하는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 돔부(230)는 반경방향 가장 외측의 축방향 양측 단부가 상기 홈(232)으로부터 축방향 외측으로 돌출되는 연장부(231)를 구비하는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 홈(232)의 바닥면에서 축방향 외측으로 돌출되는 적어도 하나의 리브(250)를 구비하는 차량용 공조장치.
제4 항에 있어서,
상기 리브(250)는 회전축(210)을 중심으로 반경방향으로 방사형으로 연장되는 차량용 공조장치.
제3 항에 있어서,
상기 연장부(231)의 축방향 단면은 회전축(210)의 수직방향 연장선까지 연장 형성되어 연장부(231)의 끝이 직각을 이루는 차량용 공조장치.
제4 항에 있어서,
상기 돔부(230)의 테두리에는 공조케이스(110)와 기밀하게 밀착하기 위한 실링부(240)가 구비되고,
상기 리브(250)의 축방향 단면(251)은 축방향으로 실링부(240)보단 낮게 돌출되고 돔부(230)의 단면보다는 높거나 같게 돌출되는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 돔부(230)의 반경방향 외측면에 반경방향 내측으로 요입된 요입부(260)가 형성되는 차량용 공조장치.
제8 항에 있어서,
상기 요입부(260)는 홈(232)보다 축방향 내측에 한쌍이 형성되는 차량용 공조장치.