KR20190104665A

KR20190104665A - 공조장치의 슬라이딩 도어 장치

Info

Publication number: KR20190104665A
Application number: KR1020180025023A
Authority: KR
Inventors: 이정호; 김용식
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2018-03-02
Publication date: 2019-09-11

Abstract

본 발명은 공조장치의 슬라이딩 도어 장치에 관한 것으로, 도어 본체(20) 구동용 랙기어(21)와 피니언기어(41)의 표면에 연질의 소음저감부(22,42)가 형성되어 작동 소음과 진동이 감소되는 효과가 있다.

Description

공조장치의 슬라이딩 도어 장치{sliding door device of HVAC}

본 발명은 공조장치의 슬라이딩 도어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기어의 작동 소음 및 진동이 저감되는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치에 관한 것이다.

차량 실내 공간의 냉/난방 및 환기를 위해 차량에는 공조장치가 구비된다. 공조장치는 공조케이스의 내부에 증발기와 히터코어가 구비되어 공기를 냉각 또는 가열할 수 있으며, 또한 공조케이스의 내부에 도어들이 구비되어 유로를 조절함으로써 냉풍 및 온풍의 양 및 토출 방향 등을 조절할 수 있도록 되어 있다.

공조케이스의 내부에는 벤트(에어 토출구)로 연결되는 덕트들의 공기통로 개도를 조절하는 슬라이딩 도어 장치가 설치되어 있다.

상기 슬라이딩 도어 장치의 도어 본체에는 랙기어가 형성되고, 그 랙기어에 샤프트의 피니언기어가 치합되며, 샤프트의 일단부에 액추에이터(모터)가 연결된다.

따라서, 액추에이터가 샤프트를 회전시키면 피니언기어가 랙기어를 이동시킴으로써 도어 본체가 직선 이동하면서 공기통로의 개도를 조절할 수 있다.

그런데, 상기 종래의 슬라이딩 도어 장치는 경질의 플라스틱인 랙기어와 피니언기어가 직접 맞닿기 때문에 슬라이딩 도어 작동시 기어이 충돌에 의해 소음 및 진동이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 기어이 접촉 소음은 차량 실내 정숙성을 저하시켜 차량에 대한 탑승자의 감성 품질을 크게 저하시키는 원인이 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1222510호(2013.01.09.)

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 기어이 접촉에 따른 작동 소음 및 진동이 감소되도록 된 공조장치의 슬라이딩 도어 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 공기통로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스 내에 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 공기통로의 개도를 조절하는 도어 본체와, 상기 도어 본체에 형성된 랙기어와, 상기 공조케이스의 내부에 회동 가능하게 설치된 샤프트와, 상기 샤프트에 구비되어 상기 랙기어와 치합되는 피니언기어와, 상기 랙기어와 피니언기어 중 적어도 어느 하나에 형성된 소음저감부를 포함한다.

상기 소음저감부는 랙기어 또는 피니언기어의 기어이 표면에 도어 본체 보다 연한 재질로 형성된 표면층이다.

상기 소음저감부의 표면에 그리스가 도포될 수 있다.

상기 랙기어와 피니언기어의 기어이에 결합홀이 형성되고, 상기 소음저감부에는 결합홀에 삽입 결합되어 빠지지 않는 결합돌기가 형성된다.

상기 결합돌기는 소음저감부와 함께 사출 성형된다.

상기 결합홀은 기어이의 표면으로부터 기어이 내측으로 형성된 진입구와, 그 진입구의 내측 단부가 상하 방향으로 확장되어 형성된 걸림홈을 포함하고, 상기 결합홀은 기어이의 전후면을 관통하여 형성될 수 있다.

또한, 상기 결합홀은 기어이의 표면으로부터 기어이 내측으로 형성된 진입구와, 그 진입구의 내측 단부가 사방으로 확장되어 형성된 걸림홈을 포함하고, 상기 결합홀은 진입구의 입구를 제외한 나머지 부분이 기어이의 내부에 닫힌 공간으로 형성될 수 있다.

상기 도어 본체의 단부에 실링부재가 형성되고, 그 실링부재와 상기 랙기어의 소음저감부는 함께 일체로 이중 사출 성형된다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 도어 본체의 랙기어와 샤프트의 피니언기어 표면에 도어 본체보다 연한 재질로 이루어진 소음저감부가 형성되어 슬라이딩 도어 작동시 발생하는 소음 및 진동을 방지할 수 있게 된다.

상기 랙기어와 피니언기어에 결합홀이 형성되고, 상기 소음저감부에 결합홀에 삽입되어 걸려지는 결합돌기가 형성됨으로써 기어로부터 소음저감부가 이탈되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 랙기어 및 피니언기어의 소음저감부 표면에는 그리스가 도포됨으로써 연질의 소음저감부 접촉으로 인한 마찰력 상승이 방지되어 구동력 저하가 방지된다.

한편, 상기 소음저감부는 도어 본체의 일측에 형성되는 실링부재와 함께 일체로 사출 형성됨으로써 제조 공정의 효율성이 재고되고, 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공조장치의 슬라이딩 도어 장치 설치 상태도.
도 2는 본 발명에 따른 공조장치의 슬라이딩 도어 장치의 저면 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 공조장치의 슬라이딩 도어 장치의 기어 결합부 확대도.
도 4는 랙기어의 확대도.
도 5는 피니언기어의 확대도.
도 6은 기어이에 형성되는 걸림홈의 제1실시예를 도시한 도면.
도 7은 기어이에 형성되는 걸림홈의 제2실시예를 도시한 도면.
도 8은 실링부재가 형성된 도어 본체의 사시도.
도 9는 도 8의 I-I선 단면도로서, 상기 실링부재와 랙기어의 소음저감부가 일체로 형성된 모습을 도시한 도면.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 공조케이스(10)의 상부에는 플로어벤트(floor vent) 쪽으로 연결되는 플로어덕트(11)와 루프벤트(roof vent) 쪽으로 연결되는 루프덕트(12)가 형성되어 있다. 이들 플로어덕트(11)와 루프덕트(12)의 하단 입구 부분은 동일한 높이 및 동일한 평면상에서 서로 인접하여 형성된다. 따라서 이후 설명할 도어 본체(20)가 수평 좌우 방향으로 직선 이동하면서 플로어덕트(11)와 루프덕트(12)의 공기통로를 개폐할 수 있도록 되어 있다.

상기 공조케이스(10)의 내부에서 플로어덕트(11)와 루프덕트(12)의 공기통로입구에는 상기 도어 본체(20)가 수평 좌우 방향으로 이동할 수 있도록 설치된다. 공조케이스(10) 내부의 전후 벽면에는 도어 본체(20)의 좌우 이동을 안내할 수 있도록 도어 본체(20)의 양측 단부(도어 본체 이동 방향에 직교하는 방향의 양쪽 단부)가 삽입되는 가이드채널이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 도어 본체(20)는 플로어덕트(11)와 루프덕트(12)의 공기통로를 차단할 수 있는 면적을 가진 직사각형의 평판이다. 도어 본체(20)는 수평으로 좌우 이동하면서 양측 덕트(11,12)의 공기통로를 완전히 차단하거나 그 개폐량을 조절한다. 즉, 플로어덕트(11)쪽으로 완전히 이동하면 플로어덕트(11)의 입구를 완전히 차단할 수 있고, 루프덕트(12)쪽으로 완전히 이동하면 루프덕트(12)의 입구를 완전히 차단할 수 있으며, 플로어덕트(11)와 루프덕트(12)의 사이에 위치하여 양쪽 덕트의 공기통로 개폐량을 적절히 조절할 수도 있다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 도어 본체(20)는 랙&피니언 기어(21,41)를 매개로 구동된다.

도어 본체(20)의 하면 전후 단부에는 도어 본체(20)의 이동 방향(도면상 좌우 방향으로서 도어(20)의 장변 방향)을 따라 랙기어(21)가 형성된다.

상기 도어 본체(20)의 하부 공간에는 양단부가 공조케이스(10)의 전/후면에 회동 가능하게 장착된 샤프트(40)가 설치되며, 샤프트(40)의 일측 단부(도 1에는 전방 단부)는 공조케이스(10)의 외측으로 돌출되어 액추에이터(30)의 출력축에 연결되어 있다. 액추에이터(30)는 모터를 이용하는 것으로 회전수 감속 및 토크 증대를 위한 기어열이 일체로 내장된 것일 수 있으며, 볼트 등의 체결 수단을 매개로 공조케이스(10)의 외부면에 장착된다.

상기 샤프트(40)의 공조케이스(10) 내측 부분의 전후 일측 부분에는 각각 동일한 크기의 피니언기어(41)가 구비되며, 각 피니언기어(41)는 도어(20) 하면의 전후 단부에 형성된 상기 랙기어(21)와 치합된다.

따라서 공조장치 제어 시스템 또는 승객의 스위치 조작에 따라 액추에이터(30)의 작동이 제어되어 샤프트(40)의 회전 방향과 회전량이 제어되고, 그 결과 피니언기어(41)가 랙기어(21)를 구동시켜 도어 본체(20)가 좌우 방향으로 이동함으로써 플로어덕트(11)와 루프덕트(12)의 공기통로가 적절히 개폐됨으로써 냉/난방 에어의 토출 방향이 조절될 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 따른 도어 본체(20)는 평판형 도어로서 수평 좌우 방향으로 이동하면서 플로어덕트(11)와 루프덕트(12)의 공기통로를 개폐함으로써 도어 본체(20)의 작동 공간이 최소화되어 공조케이스(10)의 크기(특히 상하 길이)를 감소시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

한편, 상기 도어 본체(20)의 랙기어(21)와 샤프트(40)의 피니언기어(41)는 모두 경질의 플라스틱 재질로 이루어져 있어서, 작동 시 단단한 재질끼리 충돌함으로써 작동 소음(기어이 충돌음)과 진동이 발생된다.

이를 방지하기 위하여 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도어 본체(20)의 랙기어(21)에 소음저감부(22)가 형성된다. 소음저감부(22)는 예를 들어 도어 본체(20) 보다 연한 재질의 러버(rubber)로 이루어진 표면층이다. 도어 본체(20)와 랙기어(21)는 동일 재질로써 일체로 형성된 것이다.

또한, 상기 샤프트(40)의 피니언기어(41)에도 상기 랙기어(21)의 소음저감부(22)와 동일한 재질의 소음저감부(42)가 형성될 수 있다.

상기 연질의 소음저감부(22,42)는 랙기어(21) 또는 피니언기어(41)의 어느 한쪽에만 형성될 수도 있고, 랙기어(21)와 피니언기어(41) 양측 모두에 형성될 수도 있음은 물론이다.

상기 소음저감부(22,42)는 랙기어(21)와 피니언기어(41) 각각에 있어서 모든 기어이(21a,41a)의 표면을 덮는 형태로 형성된다. 이와 같은 소음저감부(22,42)는 랙기어(21)와 피니언기어(41) 각각의 사출 제조 공정에서 이중 사출 공법을 적용함으로써 형성될 수 있다.

상기와 같이 랙기어(21)와 피니언기어(41)에 연질의 소음저감부(22,42)가 형성되면, 도어 본체(20) 구동시 경질의 랙기어(21)와 피니언기어(41)가 직접 접촉하지 않고 대신 그 표면을 덮고 있는 연질의 소음저감부(22,42)가 서로 접촉하게 됨으로써 기어이(21a,41a)끼리의 직접 충돌에 의한 소음과 진동이 감소된다.

또한, 상기 랙기어(21)와 피니언기어(41)의 소음저감부(22,42) 표면에는 그리스가 도포될 수 있다. 이와 같이 서로 접촉하는 양측 소음저감부(22,42)의 사이에 그리스가 도포됨으로써 연질의 소음저감부(22,42)가 접촉함으로써 발생하는 마찰력 상승이 방지되어 액추에이터(30)의 구동력 손실이 방지된다.

한편, 랙기어(21)와 피니언기어(41)의 기어이(21a,41a)로부터 상기 소음저감부(22,42)가 분리되는 것을 방지하기 위하여 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 결합홀(21b,41b)과 그에 삽입되어 걸려지는 결합돌기(22a,42a)가 형성될 수 있다.

결합홀(21b,41b)은 기어이(21a,41a)의 양측면에 형성되는 것으로 내측 상부와 하부에 걸림홈이 형성된 형상으로 형성되고, 결합돌기(22a,42a)는 소음저감부(22,42)에서 상기 결합홀(21b,41b)의 대응 위치에 형성되는 것으로 단부의 상부와 하부에 상기 걸림홈에 삽입되어 걸려지는 돌출부가 형성된 형상으로 형성된다. 즉, 기어이(21a,41a)의 축방향 종단면(도 4와 도 5에 도시된 상태)에서 볼 때 상기 결합홀(21b,41b)과 결합돌기(22a,42a)는 동일한 T자형 단면 형상을 가진다.

상기 결합돌기(22a,42a)는 기어이(21a,41a)에 소음저감부(22,42)를 사출 성형할 때 용융 상태인 소음저감부(22,42) 소재가 결합홀(21b,41b) 내부로 주입되어 형성된다. 소음저감부(22,42) 소재의 이중 사출 후 소음저감부(22,42) 및 결합돌기(22a,42a)가 냉각 경화되면 결합돌기(22a,42a)의 돌출부가 결합홀(21b,41b)의 걸림홈에 삽입되어 걸려진 상태를 유지함으로써 기어이(21a,41a)로부터 소음저감부(22,42)가 들뜨거나 분리되는 현상이 방지된다. 따라서 소음저감부(22,42)의 상기와 같은 소기의 작용 효과가 원활하게 구현된다.

한편, 상기 결합홀(21b,41b)은 예를 들어 도 6 및 도 7과 같은 두 가지 형태로 형성될 수 있다. 이는 랙기어(21)와 피니언기어(41) 모두에 동일하게 적용될 수 있으므로 피니언기어(41)의 기어이(41a)만을 예시하여 설명하기로 한다. 기어이(41a)에서 결합홀(41b,41b′)의 도시 역시 일측은 생략하였다.

도 6과 같이, 결합홀(41b)은 기어이(41a)의 두께(t) 방향 전체를 관통하여 형성될 수 있다. 결합홀(41b)은 기어이(41a)의 측면으로부터 내측으로 오목하게 형성된 진입구(41ba)와, 그 진입구(41ba)의 내측 단부 공간이 상방과 하방으로 확장 성형된 걸림홈(41bb)을 포함한다. 이들 진입구(41ba)와 걸림홈(41bb)의 양측 단부는 기어이(41a)의 전면과 후면(상기 두께(t) 방향의 전면과 후면)을 통해 기어이(41a)의 외부로 개구되어 있다.

상기와 같이 양단부가 기어이(41a)의 전면과 후면으로 개구되는 형상의 결합홀(41b)은 성형이 용이한 장점이 있다.

한편, 도 7과 같이, 결합홀(41b′)은 기어이(41a)의 측면으로부터 내측으로 오목하게 형성된 진입구(41ba′)와, 그 진입구(41ba′)의 내측 단부 공간이 사방으로 확장 성형된 형상의 걸림홈(41bb′)을 포함한다. 이 경우 걸림홈(41bb′)은 진입구(41ba′)에 비해 상하좌우 방향의 길이가 길며, 기어이(41a)의 측면에서 볼 때 진입구(41ba′)는 걸림홈(41bb′)의 면적 중앙 부분에 위치된다. 또한, 상기 진입구(41ba′)와 걸림홈(41bb′)은 기어이(41a)의 전후 방향(상기 기어이의 두께(t) 방향)으로 관통되지 않는다.

상기와 같이 진입구(41ba′)와 걸림홈(41bb′)이 기어이(41a)의 내부에 닫힌 공간(진입구(41ba′)의 입구 제외)으로 형성되는 형상의 결합홀(41b′)은 결합돌기(42a)의 기어 두께 방향 이동이 불가하므로 상기 소음저감부(42)의 축방향(=기어 두께 방향) 이탈이 확실하게 방지되는 장점이 있다.

도 8은 도어 본체(20)의 사시도로서, 도시된 바와 같이 도어 본체(20)의 좌우 양측 단부에는 실링부재(23)가 형성될 수 있다.

상기 실링부재(23)는 공조케이스(10)의 내측면에 밀착되어 실링 기능을 수행할 수 있도록 도어 본체(20) 보다 연한 재질로 이루어진다.

이와 같이 실링부재(23)가 도어 본체(20)의 재질보다 연질의 재질로 이루어지고, 도어 본체(20)와 랙기어(21)는 동일한 재질이며, 랙기어(21)의 소음저감부(22)는 도어 본체(20)보다 연질의 재질로 이루어짐을 감안할 때, 상기 실링부재(23)와 소음저감부(22)를 동일한 연질의 재질로 형성할 수 있다. 이때 상기 실링부재(23) 역시 소음저감부(22)와 동일하게 도어 본체(20) 사출 성형 후 이중 사출에 의해 성형할 수 있다.

또한, 상기 실링부재(23)와 소음저감부(22)를 각각 개별적으로 사출하지 않고, 도 9와 같이, 실링부재(23)과 소음저감부(22)를 일체로 함께 사출할 수 있다.

이와 같이 실링부재(23)와 소음저감부(22)를 동일한 재질로써, 이중 사출을 통해 한 번에, 일체형으로 형성함으로써 도어 본체(20)의 제조가 보다 용이해짐은 물론 제조비용이 절감되는 효과가 있다.

10 : 공조케이스 11 : 플로어덕트
12 : 루프덕트 20 : 도어 본체
21 : 랙기어 21a : 기어이
21b : 결합홀 22 : 소음저감부
22a : 결합돌기 23 : 실링부재
30 : 액추에이터 40 : 샤프트
41 : 피니언기어 41a : 기어이
41b,41b′: 결합홀 41ba,41ba′: 진입구
41bb,41bb′: 걸림홈 42 : 소음저감부
42a : 결합돌기

Claims

내부에 공기통로가 형성된 공조케이스(10)와,
상기 공조케이스(10) 내에 슬라이딩 가능하게 설치되어 상기 공기통로의 개도를 조절하는 도어 본체(20)와,
상기 도어 본체(20)에 형성된 랙기어(21)와,
상기 공조케이스(10)의 내부에 회동 가능하게 설치된 샤프트(40)와,
상기 샤프트(40)에 구비되어 상기 랙기어(21)와 치합되는 피니언기어(41)와,
상기 랙기어(21)와 피니언기어(41) 중 적어도 어느 하나에 형성된 소음저감부(22,42)
를 포함하는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 소음저감부(22,42)는 랙기어(21) 또는 피니언기어(41)의 기어이(21a,41a) 표면에 도어 본체(20)보다 연한 재질로 형성된 표면층인 것을 특징으로 하는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 소음저감부(22,42)의 표면에 그리스가 도포된 것을 특징으로 하는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 랙기어(21)와 피니언기어(41)의 기어이(21a,41a)에 결합홀(21b,41b)이 형성되고, 상기 소음저감부(22,42)에는 결합홀(21b,41b,41b′)에 삽입 결합되어 빠지지 않는 결합돌기(22a,42a)가 형성된 것을 특징으로 하는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 결합돌기(22a,42a)는 소음저감부(22,42)와 함께 사출 성형되는 것을 특징으로 하는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 결합홀(41b)은 기어이(41a)의 표면으로부터 기어이(41a) 내측으로 형성된 진입구(41ba)와, 그 진입구(41ba)의 내측 단부가 상하 방향으로 확장되어 형성된 걸림홈(41bb)을 포함하고, 상기 결합홀(41b)은 기어이(41a)의 전후면을 관통하여 형성된 것을 특징으로 하는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 결합홀(41b′)은 기어이(41a)의 표면으로부터 기어이(41a) 내측으로 형성된 진입구(41ba′)와, 그 진입구(41ba′)의 내측 단부가 사방으로 확장되어 형성된 걸림홈(41bb′)을 포함하고, 상기 결합홀(41b′)은 진입구(41ba′)의 입구를 제외한 나머지 부분이 기어이(41a)의 내부에 닫힌 공간으로 형성된 것을 특징으로 하는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 도어 본체(20)의 단부에 실링부재(23)가 형성되고, 그 실링부재(23)와 상기 랙기어(21)의 소음저감부(22)는 함께 일체로 이중 사출 성형된 것을 특징으로 하는 공조장치의 슬라이딩 도어 장치.