KR20200038078A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입구측에 공기유입구가 형성되고 내부 유로를 통해 연결되는 출구측에는 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트가 형성되는 공조케이스와, 상기 공조케이스의 유로상에 설치되는 증발기 및 히터코어와, 상기 증발기와 상기 히터코어의 사이에 설치됨과 아울러 히터코어를 바이패스하는 냉풍통로와 히터코어를 통과하는 온풍통로의 개도를 조절하여 공기온도를 조절하는 온도조절도어와, 상기 각 벤트측에 설치되어 공조모드에 따라 각 벤트의 개도를 조절하는 모드도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 페이스벤트 하부에 배치되는 벤트 도어는 도어 본체, 상기 도어 본체의 일측에 연결되는 회전축을 구비하며, 상기 벤트 도어의 이동경로에는 상기 공조케이스로부터 돌출되는 스토퍼가 배치되고, 상기 회전축을 축방향으로 이동시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치를 제공한다.

Description

차량용 공조장치{Air conditioning system for automotive vehicle}

실시예는 차량용 공조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 바이레벨 모드시 벤트 도어의 위치를 고정하여 풍량의 영향으로 발생하는 문제를 최소화하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치된다.

이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서, 송풍기(Blower Unit)를 통해 내기나 외기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써, 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.

상기한 공조장치는, 송풍기(Blower Unit), 증발기(Evaporator Unit) 및 히터코어(Heater Core Unit)의 배치 구조에 따라, 상기 3개의 장치들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입(Three Piece Type)과, 증발기 및 히터코어가 공조케이스에 내장되고 송풍기가 별도의 장치로 구비되는 세미 센터 타입(Semi-Center Mounting Type)과, 그리고 상기 3개의 장치가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 대별할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 구조를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 입구측에 공기유입구(11)가 형성되고, 출구측에는 디프로스트벤트(Defrost Vent:12a), 페이스벤트(Face Vent; 12b), 플로어벤트(Floor Vent; 12c)가 형성된 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치됨과 아울러 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 히터코어(3)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하여 온도를 조절하는 온도조절도어(20)와, 상기 각 벤트(12a~12c)측에 설치되어 공조모드에 따라 각 벤트(12a~12c)의 개도를 조절하는 모드도어(30)를 포함한다.

상기한 공조케이스(10)의 공기유입구(11)측에는 내,외기를 공조케이스(10)측으로 송풍하기 위한 송풍기(도시 생략)가 설치된다.

상기 공조장치의 작동으로 증발기(2) 통과시 열교환 된 냉풍은, 온도조절도어(20)의 개도 조절에 따라 일부는 믹싱챔버로 이동하고, 나머지 일부는 히터코어(3)에서 온풍으로 열 교환된 후 믹싱챔버로 이동하게 된다.

상기한 믹싱챔버로 이동한 냉풍과 온풍은 상호 믹싱된 후, 소정의 공조모드[페이스 모드(Face Mode), 바이레벨 모드(Bi-Level Mode), 플로어 모드(Floor Mode), 믹스 모드(Mix Mode), 디프로스트 모드(Defrost Mode)]에 따라 작동하는 모드도어(30)에 의해 개방되는 각 벤트들(12a~12c)을 통해 토출됨으로써, 차량 실내를 냉,난방한다.

이와 같은 차량용 공조장치에서, 벤트 도어는 넓은 면적과 큰 중량을 가지고 있어 바이레벨 모드와 같은 중간모드에서 풍압으로 인해 문제가 발생하고 있다.

벤트 도어에 작용하는 풍압이 액츄에이터의 힘보다 크기 때문에 벤트 도어의 이동시 도어의 움직임이 매끄럽지 못하며, 이로 인해 벤트 도어의 모드 이동시 소음이 발생하며, 도어의 위치가 정확히 이동하지 못해 풍배의 불만족과 같은 문제점이 지속적으로 발생하고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1709981

실시예는 풍량에 의한 벤트 도어의 유동을 제어하면서, 벤트 도어의 동작을 제어하는 차량용 공조장치를 제공한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예는, 입구측에 공기유입구가 형성되고 내부 유로를 통해 연결되는 출구측에는 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트가 형성되는 공조케이스와, 상기 공조케이스의 유로상에 설치되는 증발기 및 히터코어와, 상기 증발기와 상기 히터코어의 사이에 설치됨과 아울러 히터코어를 바이패스하는 냉풍통로와 히터코어를 통과하는 온풍통로의 개도를 조절하여 공기온도를 조절하는 온도조절 도어와, 상기 각 벤트측에 설치되어 공조모드에 따라 각 벤트의 개도를 조절하는 모드 도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 도어 중 어느 하나는 도어 본체, 상기 도어 본체의 일측에 연결되는 회전축을 구비하며, 상기 벤트 도어의 이동경로에는 상기 공조케이스로부터 돌출되는 스토퍼가 배치되고, 상기 회전축을 축방향으로 이동시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 도어는 벤트 도어인 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 구동부는 상기 회전축의 일측에 배치되는 모드캠, 상기 회전축의 타측은 상기 회전축의 단부를 지지하는 탄성체를 포함하며, 상기 모드캠의 일측에는 곡면을 구비하는 돌출부가 배치되어, 상기 모드캠이 회전시 상기 돌출부가 상기 회전축을 이동시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 회전축의 타측에는 삽입부가 구비되며, 상기 삽입부는 상기 탄성체 내부에 삽입되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 돌출부에 의해 상기 회전축 방향으로 이동하는 거리는 상기 스토퍼의 높이보다 긴 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스토퍼의 일측은 평면구조로, 타측은 곡면구조로 마련되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스토퍼는 상기 도어의 회전반경 내에서 상기 공조 케이스의 일측에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 스토퍼는 상기 벤트 도어가 바이 레벨 모드의 위치에 배치되며, 상기 벤트 도어는 플로어 모드로 변경시 상기 스토버를 지나가는 것을 특징으로 할 수 있다.

실시예에 따르면, 바이 레벨 모드에서 벤트 도어의 위치를 고정할 수 있어, 풍량에 따른 벤트 도어의 움직임을 제어할 수 있는 효과가 있다.

또한, 이를 통해 균일한 풍량을 배분하여 공조장치의 성능을 증대할 수 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 구조를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조장치의 구조를 나타내는 도면이고,
도 3은 도 2에서 벤트 도어와 스토퍼의 구조를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 2의 벤트 도어의 일측을 나타내는 도면이고,
도 5는 도 2의 벤트 도어의 타측을 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 5는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에서 벤트 도어와 스토퍼의 구조를 나타내는 도면이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조장치(1)는 입구측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구측에는 디프로스트벤트(Defrost Vent:12a), 페이스벤트(Face Vent; 12b), 플로어벤트(Floor Vent; 12c)가 형성된 공조케이스(10)와, 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치됨과 아울러 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 히터코어(3)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하여 온도를 조절하는 온도조절 도어(20)와, 상기 각 벤트(12a~12c)측에 설치되어 공조모드에 따라 각 벤트(12a~12c)의 개도를 조절하는 모드 도어(30)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예의 구성인 스토퍼(13)은 상기 각 도어에 모두 적용될 수 있으나, 하기 기술에서는 벤트 도어(30b)를 예시로 하여 설명하도록 한다.

상기 벤트 중 페이스벤트(12b) 하부에 배치되는 벤트 도어(30b)는 도어 본체(30b-1) 및 도어 본체(30b-1) 일측에 연결되는 회전축(30b-2)을 포함할 수 있다.

도어 본체(30b-1)는 페이스벤트 측의 통로의 단면형상과 동일한 형상으로 마련될 수 있다.

회전축(30b-2)은 도어 본체(30b-1)의 일측에 연결되며, 도어 본체(30b-1)를 공조케이스(10)에 고정된 상태로 회전하도록 한다.

일반적으로 차량용 공조장치(1)에서 송풍모드는 페이스 모드, 디프로스트 모드, 플로어 모드, 바이레벨 모드 및 믹스 모드로 나눠진다. 이중 바이레벨 모드에서는 온도 조절 도어(20)를 중립 위치로 회전시키게 되면, 송풍기를 통해 유입된 공기가 홉합된 후, 디프로스트벤트와 플로어벤트를 통해 차량의 실내로 양분되는 형태로 공급되게 된다.

이 중 바이레벨 모드에서 벤트 도어(30b)를 동작하는 구동력이 풍압보다 약해 소음 및 풍배에 문제가 있었다.

본 발명에서 바이레벨 모드를 지정하는 벤트 도어(30b)의 위치에 스토퍼(13)를 배치하여 벤트 도어(30b)가 풍압을 견딜 수 있다.

스토퍼(13)는 벤트 도어(30b)의 이동경로에서 공조케이스(10)로부터 돌출되는 구조로 마련될 수 있다. 스토퍼(13)는 상기 벤트 도어(30b)의 회전반경 내에서 공조 케이스의 일측면에 배치될 수 있다. 이때, 벤트 도어(30b)의 회전시 회전 반경의 바깥측에 접촉하도록 배치되어, 벤트 도어(30b)의 회전을 안정적으로 지지하여 풍압에 대한 저항력을 증대할 수 있다.

스토퍼(13)는 일측이 평면구조로, 타측은 곡면구조를 구비할 수 있다. 이는 벤트 도어(30b)가 바이 레벨 모드 위치에서 스토퍼(13)에 의해 고정되는 경우, 평면구조를 구비하는 스토퍼(13)의 일측과 면 접촉을 통해 안정적인 지지를 할 수 있다.

이러한 스토퍼(13)는 벤트 도어(30b)가 바이 레벨 모드 위치에 배치되며, 벤트 도어(30b)가 플로어 모드로 변경시 스토퍼(13)를 지나가도록 배치될 수 있다.

또한, 구동부를 통해 벤트 도어(30b)가 스토퍼(13)를 넘어 회전하는 경우, 다시 원래의 위치로 돌아가는 것을 용이하게 하기 위해 스토퍼(13)의 타측은 곡면으로 마련될 수 있다.

구동부는 회전축(30b-2)을 축방향으로 이동시켜 사용자의 모드 선택에 따라 벤트 도어(30b)를 이동할 수 있으며, 구동부는 벤트 도어(30b)가 스토퍼(13)를 넘어 회전할 수 있도록 벤트 도어(30b)를 구동할 수 있다.

구동부의 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하도록 한다.

도 4는 도 2의 벤트 도어(30b)의 일측을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 2의 벤트 도어(30b)의 타측을 나타내는 도면이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 구동부는 모드캠(110)과 탄성체(130)를 포함할 수 있다.

모드캠(110)은 모터(미도시)와 연결되어 회전하며, 회전축(30b-2)을 축 방향으로 이동시킬 수 있다. 모드캠(110)의 일측에는 곡면을 구비하는 돌출부(111)가 배치되어 모드캠(110)의 회전시 회전축(30b-2)을 이동시킬 수 있다.

모드캠(110)의 회전시 돌출부(111)가 회전축(30b-2)의 단부와 접촉하게 되며, 곡면의 돌출부(111)와 접촉하여 회전축(30b-2)이 축 방향으로 밀리게 된다. 돌출부(111)의 최고점에 회전축(30b-2)이 위치하는 순간 벤트 도어(30b)가 스토퍼(13)를 넘게 된다.

일실시예로, 회전축(30b-2)과 돌출부(111)가 접촉하는 지점의 연장선에서 돌출부(111)의 최고점까지의 높이는 스토퍼(13)의 높이보다 길게 구비될 수 있다.

탄성체(130)는 회전축(30b-2)의 타측에서 회전축(30b-2)의 단부를 지지할 수 있다.

모드캠(110)의 동작에 의해 벤트 도어(30b)가 이동하여 스토퍼(13)를 넘는 경우, 탄성체(130)는 돌출부(111)의 지지가 사라지게 되며 회전축(30b-2)을 반대방향으로 밀어 벤트 도어(30b)를 원상회복 시킬 수 있다.

일실시예로, 회전축(30b-2)의 타측에는 삽입부(131)가 구비되며, 삽입부(131)는 탄성체(130) 내부에 삽입되는 구조로 마련될 수 있다. 이때, 삽입부(131)는 원기둥 형상의 돌출구조를 구비할 수 있으며, 삽입부(131)는 스프링이 사용되어 삽입부(131)가 스프링 내부로 삽입될 수 있다. 삽입부(131)는 스프링에 삽입되어 벤트 도어(30b)가 탄성 구동을 할 수 있도록 탄성력을 벤트 도어(30b)로 전달할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 바이 레벨 모드에서 벤트 도어(30b)의 위치를 고정할 수 있어, 풍량에 따른 벤트 도어(30b)의 움직임을 제어할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이를 통해 균일한 풍량을 배분하여 공조장치의 성능을 증대할 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 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.

1 : 차량용 공조장치 2 : 증발기
3 : 히터코어
10 : 공조케이스 11 : 공기유입구
12a : 디프로스트벤트 12b : 페이스벤트
12c : 플로어벤트 13 : 스토퍼
20 : 온도 조절 도어
30b : 벤트도어 30b-1 : 도어 본체
30b-2 : 회전축
110 : 모드캠 111 : 돌출부
130 : 탄성체 131 : 삽입부

Claims (8)

1. 입구측에 공기유입구가 형성되고 내부 유로를 통해 연결되는 출구측에는 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트가 형성되는 공조케이스와, 상기 공조케이스의 유로상에 설치되는 증발기 및 히터코어와, 상기 증발기와 상기 히터코어의 사이에 설치됨과 아울러 히터코어를 바이패스하는 냉풍통로와 히터코어를 통과하는 온풍통로의 개도를 조절하여 공기온도를 조절하는 온도조절 도어와, 상기 각 벤트측에 설치되어 공조모드에 따라 각 벤트의 개도를 조절하는 모드 도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
   상기 도어 중 어느 하나는
   도어 본체, 상기 도어 본체의 일측에 연결되는 회전축을 구비하며,
   상기 벤트 도어의 이동경로에는 상기 공조케이스로부터 돌출되는 스토퍼가 배치되고,
   상기 회전축을 축방향으로 이동시키는 구동부를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 도어는 벤트 도어인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 구동부는
   상기 회전축의 일측에 배치되는 모드캠,
   상기 회전축의 타측은 상기 회전축의 단부를 지지하는 탄성체
   를 포함하며,
   상기 모드캠의 일측에는 곡면을 구비하는 돌출부가 배치되어, 상기 모드캠이 회전시 상기 돌출부가 상기 회전축을 이동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 회전축의 타측에는 삽입부가 구비되며, 상기 삽입부는 상기 탄성체 내부에 삽입되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 돌출부에 의해 상기 회전축 방향으로 이동하는 거리는 상기 스토퍼의 높이보다 긴 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 스토퍼의 일측은 평면구조로, 타측은 곡면구조로 마련되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 도어의 회전반경 내에서 상기 공조 케이스의 일측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
8. 제2 항에 있어서,
   상기 스토퍼는 상기 벤트 도어가 바이 레벨 모드의 위치에 배치되며,
   상기 벤트 도어는 플로어 모드로 변경시 상기 스토퍼를 지나가는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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