KR20210030762A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

복수개의 도어 설치에 따른 공조장치의 전체적인 사이즈 증대를 피하기 위한 컴펙트한 도어 설치 구조가 가능한 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기와, 상기 공기유로의 개도를 조절하는 제1 도어 및 제2 도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 제1 도어 및 제2 도어는, 돔(Dome) 도어로 이루어지고, 동일 축선에서 회전 구동되며, 축 방향 길이가 서로 다르게 형성되어, 축 방향 길이가 짧은 도어가 긴 도어의 내측에 안착되어 구성된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 전석 측 공조와 더불어 후석 측 공조를 함께 수행하기 위해 후석 측으로 공조풍을 보낼 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품이다. 공조장치는 통상 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 차량 실내에 송풍함으로써 차량 실내를 냉,난방하거나 환기한다.

선 출원된 대한민국 등록특허공보 제1484718호(2015.01.14)에는 후석 온도조절도어와 후석 보조온도조절도어 및 후석 온오프도어의 위치를 제어하여 후석 풍량을 조절하는 차량용 공조장치가 개시된바 있다. 도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차량용 공조장치는 공조케이스(10)와, 증발기(20) 및 히터코어(30)와, 전석 온도조절도어(51) 및 전석 모드도어를 포함한다.

공조케이스(10)는 공기유입구(11)와 공기토출구를 구비하며 내부에 공기통로가 형성된다. 공기유입구(11) 측에 송풍장치가 연결되어 내기 또는 외기가 선택적으로 공조케이스(10) 내부 공기통로로 유입된다. 공기토출구는 디프로스트 벤트(12), 전석 페이스 벤트(13), 플로어 벤트(114), 후석 페이스 벤트(15) 및 후석 플로어 벤트(16)로 구성된다. 공조케이스(10) 내부 공기통로는 전석 냉풍통로(P1), 온풍통로(P2) 및 후석 냉풍통로(P3)로 구성된다.

증발기(20)는 냉방용 열교환기로서 이를 통과하는 공기를 냉각시킨다. 히터코어(30)는 난방용 열교환기로서 이를 통과하는 공기를 가열시킨다. 히터코어(30)는 공기 유동 방향으로 증발기(20)의 하류 측인 온풍통로(P2)에 배치된다. 온풍통로(P2)에는 PTC히터 등의 전기식 히터(40)가 더 구비될 수 있다. 전석 온도조절도어(51)는 증발기(20)와 히터코어(30) 사이에 배치되어 히터코어(30)를 통과하는 온풍통로(P2)와 히터코어(30)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)(P3)의 개도를 조절한다. 전석 모드도어는 디프로스트 도어(53), 벤트 도어(54) 및 플로어 도어(55)로 구성된다.

후석 공기통로는 증발기(20)를 통과한 공기가 히터코어(30)를 바이패스하는 후석 냉풍통로(P3)와 히터코어(30)를 통과하는 온풍통로로 구성된다. 이 후석 공기통로의 온풍통로는 전석 공기통로의 온풍통로(P2)와 함께 사용된다. 즉, 히터코어(30)를 통과하여 온풍통로(P2)를 유동하는 공기의 일부는 상부로 이동하여 디프로스트 벤트(12), 전석 페이스 벤트(13), 플로어 벤트(114) 중 적어도 하나로 토출되며, 공기의 다른 일부는 하부로 이동하여 후석 페이스 벤트(15)와 후석 플로어 벤트(16) 중 적어도 하나로 토출된다. 후석 공기통로에는 후석 페이스 벤트(15)와 후석 플로어 벤트(16)의 개도를 조절하는 후석 모드도어(58)가 구비된다.

공조케이스(10) 내에는 후석 온도조절도어(52)와, 후석 보조온도조절도어(56)와, 후석 온오프도어(57)가 구비된다. 후석 온도조절도어(52)는 증발기(20)와 히터코어(30) 사이에 구비되어 온풍통로(P2)로 유동하는 통로와 후석 냉풍통로(P3)로 유동하는 통로의 개도를 조절하며, 후석 보조온도조절도어(56)는 공기 유동 방향으로 히터코어(30)의 하류 측에 배치되어 후석 공기토출구로 유동하는 통로의 개도를 조절한다. 후석 온오프도어(57)는 후석 냉풍통로(P3)의 개도를 조절한다.

도 2는 종래의 차량용 공조장치의 전후석 냉방 모드를 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 전후석 냉방 모드 시, 전석 온도조절도어(51)는 온풍통로(P2)를 폐쇄하고 전석 냉풍통로(P1)를 개방하며, 후석 온도조절도어(52)는 온풍통로(P2)를 폐쇄하고 후석 냉풍통로(P3)를 개방한다. 후석 보조온도조절도어(56)는 후석 공기토출구로 유동하는 통로를 폐쇄하고, 후석 온오프도어(57)는 후석 냉풍통로(P3)를 개방한다. 증발기(20)를 통과하며 차가워진 공기는 히터코어(30)를 바이패스하여 일부는 전석 냉풍통로(P1)를 지나 전석 공기토출구 중 적어도 하나로 토출되며, 다른 일부는 후석 냉풍통로(P3)를 지나 후석 공기토출구 중 적어도 하나로 토출된다.

도 3은 종래의 차량용 공조장치의 전후석 난방 모드를 도시한 것이다. 도 3를 참조하면, 전후석 난방 모드 시, 전석 온도조절도어(51)는 전석 냉풍통로(P1)를 폐쇄하고 온풍통로(P2)를 개방하며, 후석 온도조절도어(52)는 후석 냉풍통로(P3)를 폐쇄하고 온풍통로(P2)를 개방한다. 후석 보조온도조절도어(56)는 후석 공기토출구로 유동하는 통로를 개방하고, 후석 온오프도어(57)는 후석 냉풍통로(P3)를 폐쇄한다. 증발기(20)를 통과한 공기는 히터코어(30)를 통과하면서 가열된 후 일부는 상부로 이동하여 전석 공기토출구 중 적어도 하나로 토출되며, 다른 일부는 하부로 이동하여 후석 공기토출구 중 적어도 하나로 토출된다.

종래의 차량용 공조장치는 후석 온도조절도어(52)와 후석 온오프도어(57)의 위치에 따라 후석의 공조 온/오프를 제어하며, 후석 모드도어(58)는 후석 모드 조절에만 이용한다. 종래의 차량용 공조장치는 후석 온오프도어(57)와 후석 모드도어(58)가 일정 거리를 유지하며 구성되어 있기 때문에, 두 개의 도어 구성을 위한 거리 확보를 위해 전체적인 공조장치의 사이즈가 커지는 문제가 있다.

특허문헌 : 대한민국 등록특허공보 제1484718호(2015.01.14)

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 복수개의 도어 설치에 따른 공조장치의 전체적인 사이즈 증대를 피하기 위한 컴펙트한 도어 설치 구조가 가능한 차량용 공조장치를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기와, 상기 공기유로의 개도를 조절하는 제1 도어 및 제2 도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 제1 도어 및 제2 도어는, 돔(Dome) 도어로 이루어지고, 동일 축선에서 회전 구동되며, 축 방향 길이가 서로 다르게 형성되어, 축 방향 길이가 짧은 도어가 긴 도어의 내측에 안착되어 구성된다.

상기에서, 제1 도어의 회전축은 제2 도어의 회전축에 의해 지지되고, 상기 제2 도어의 회전축은 공조케이스에 의해 지지된다.

상기에서, 제2 도어의 회전축에 제1 도어의 회전 구동을 위한 동력축 연결홀이 관통 형성된다.

상기에서, 제1 도어의 회전축에 결합되는 제1 액추에이터의 동력축이 제2 도어를 통과한다.

상기에서, 제1 도어의 회전축 외경은 제2 도어의 회전축 내경보다 작게 형성된다.

상기에서, 제2 도어는 축 방향으로 양측 중 일 측이 더 길게 형성되는 비대칭으로 구성된다.

상기에서, 제2 도어는 제2 액추에이터와 결합되는 측이 더 길게 형성된다.

상기에서, 제2 도어는 축 방향으로 양측면을 제1 도어와 동일선까지 단차지게 단차부를 형성한다.

상기에서, 제1 도어의 외경은 제2 도어의 외경보다 작게 형성된다.

상기에서, 제1 도어의 회전축에는 제1 액추에이터의 동력축과 결합되는 제1 결합홀이 형성되며, 상기 제2 도어의 회전축에는 제2 액추에이터의 동력축과 결합되는 제2 결합홀이 형성된다.

상기에서, 제2 도어의 회전축 중 일 측의 축 방향 길이는 제2 도어의 타 측 회전축과 제1 도어의 회전축이 결합된 축 방향 길이와 동일하게 형성된다.

상기에서, 원주 방향으로 제1 도어의 돔 일면은 제2 도어의 돔 일면에 밀착되어, 제1 도어와 제2 도어의 사이가 씰링된다.

상기에서, 제1 도어는 돔에 씰부재를 구비하고, 제2 도어는 돔 내측면에 제1 도어의 씰부재를 밀착 안착시키는 씰링면을 갖는다.

본 발명의 다른 양상에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 전석 냉풍유로와 온풍유로 일부 사이의 개도를 조절하는 전석 템프도어; 상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에 배치되고 온풍유로의 다른 일부의 개도를 조절하는 제1 후석 템프도어; 상기 가열용 열교환기의 하류에 배치되며, 온풍유로와 후석 냉풍유로 사이의 개도를 조절하는 제2 후석 템프도어; 상기 제2 후석 템프도어의 하류에 배치되고 후석 공기토출구의 개도를 조절하는 후석 모드도어; 및 후석 공기유로의 개방(On) 및 폐쇄(Off)를 제어하는 후석 온오프도어를 구비하며, 상기 후석 모드도어와 후석 온오프도어는 동일 축선상에 구성된다.

상기에서, 후석 모드도어와 후석 온오프도어는 돔(Dome) 도어로 이루어지고, 축 방향 길이가 서로 다르게 형성되어, 축 방향 길이가 짧은 도어가 긴 도어의 내측에 안착되어 구성된다.

상기에서, 후석 온오프도어의 회전축은 후석 모드도어의 회전축에 의해 지지되고, 상기 후석 모드도어의 회전축은 공조케이스에 의해 지지된다.

상기에서, 후석 클로즈 모드 또는 디프로스트 모드시, 원주 방향으로 후석 온오프도어의 돔 일면은 후석 모드도어의 돔 일면에 밀착되어, 후석 온오프도어와 후석 모드도어의 사이가 씰링된다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 후석 공조 제어를 수행하는 두 개의 도어를 동축상의 내측도어와 외측도어로 구성함으로써, 공조장치의 사이즈를 증대시키지 않고 효율적인 후석 공조 제어가 가능하며 공기의 리크를 방지할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 차량용 공조장치의 전후석 냉방 모드를 도시한 것이며,
도 3은 종래의 차량용 공조장치의 전후석 난방 모드를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 온오프도어 및 후석 모드도어를 도시한 분리 사시도이고,
도 6은 도 5의 결합 사시도이며,
도 7 및 도 8은 도 6의 횡단면도이고,
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 온오프도어 및 후석 모드도어에 씰부재가 결합된 상태를 도시한 것이며,
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 벤트 모드를 도시한 것이고,
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 플로어 모드를 도시한 것이며,
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 바이레벨 모드를 도시한 것이고,
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 클로즈 모드를 도시한 것이다.

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

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스(110)와, 공조케이스(110)의 공기유로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하여 이루어진다.

공조케이스(110)는 공기유입구(111)와 공기토출구를 구비하며 내부에 공기유로가 형성된다. 공기유입구(111) 측에 송풍장치가 연결되어 내기 또는 외기가 선택적으로 공조케이스(110) 내부 공기유로로 유입된다. 공기토출구는 디프로스트 벤트(112), 전석 페이스 벤트(113) 및 전석 플로어 벤트(114)로 이루어진 전석 공기토출구와, 콘솔 벤트(115) 및 후석 플로어 벤트(116)로 이루어진 후석 공기토출구로 구성된다.

냉각용 열교환기는 증발기(120)로 구성된다. 증발기(120)의 내부에 흐르는 냉매와 증발기(120)를 통과하는 공기가 열교환되어 공기는 냉각된다. 가열용 열교환기는 히터코어(130)로 구성된다. 히터코어(130)의 내부에 흐르는 냉각수와 히터코어(130)를 통과하는 공기가 열교환되어 공기는 가열된다. 히터코어(130)는 공기 유동 방향으로 증발기(120)의 하류 측에 형성된 온풍유로(P2)에 배치된다. 히터코어(130)의 하류에는 PTC히터 등의 전열히터(140)가 더 구비된다.

공조케이스(110) 내부 공기유로는 전석 냉풍유로(P1), 온풍유로(P2) 및 후석 냉풍유로(P3)로 구성된다. 증발기(120)의 하류측에서 공기유로는 전석 냉풍유로(P1), 온풍유로(P2) 및 후석 냉풍유로(P3) 3가지로 구성된다. 전석 냉풍유로(P1), 온풍유로(P2) 및 후석 냉풍유로(P3)는 상부에서 하부로 순차로 구성되며, 상하 방향으로 온풍유로(P2)가 전석 냉풍유로(P1)와 후석 냉풍유로(P3)의 사이에 배치된다.

증발기(120)를 통과한 공기는 온풍유로(P2)의 히터코어(130)를 바이패스하여 전석 냉풍유로(P1)와 후석 냉풍유로(P3)를 통해 실내로 토출되거나, 증발기(120)를 통과한 후 온풍유로(P2)를 통과하여 실내로 토출되거나, 온풍유로(P2)의 히터코어(130)를 통과한 공기가 전석 냉풍유로(P1) 또는 후석 냉풍유로(P3)를 통과한 공기와 혼합되어 실내로 토출된다.

전석 냉풍유로(P1)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 바이패스하여 차량 전석 측으로 유동되는 통로이다. 후석 냉풍유로(P3)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 바이패스하여 차량 후석 측으로 유동되는 통로이다. 온풍유로(P2)는 증발기(120)를 통과한 공기가 히터코어(130)를 통과하여 차량 전석 또는 후석 측으로 유동되는 통로이다.

공조케이스(110)에는 챠랑 전석 측으로 공기를 토출하기 위한 전석 공기토출구가 마련되며, 전석 공기토출구는 전석 모드도어에 의해 그 개도가 제어된다. 전석 모드도어는 디프로스트 벤트(112)의 개도를 조절하는 디프로스트 도어(153), 전석 페이스 벤트(113)의 개도를 조절하는 벤트 도어(154) 및 전석 플로어 벤트(114)의 개도를 조절하는 플로어 도어(155)로 구성된다. 아울러, 공조케이스(110)에는 차량 후석 측으로 공기를 토출하기 위한 후석 공기토출구가 마련되며, 후석 공기토출구는 후석 모드도어(300)에 의해 그 개도가 제어된다.

차량용 공조장치는 전석 템프도어(171)를 구비한다. 전석 템프도어(171)는 전석 냉풍유로(P1)와 온풍유로(P2) 일부 사이의 개도를 조절한다. 전석 템프도어(171)는 증발기(120)에 인접한 하류 부위 중에서 전석 냉풍유로(P1)와 온풍유로(P2)가 갈라지는 경계 부위에 위치한다. 전석 템프도어(171)는 구동축인 회전축을 중심으로 양측에 판 부재가 형성된 테일 도어(Tail door) 타입으로 이루어진다.

즉, 전석 템프도어(171)는 회전축과, 제1 도어부 및 제2 도어부로 구성된다. 전석 템프도어(171)의 회전축은 온풍유로(P2)의 출구측 하단에 인접하여 설치된다. 제1 도어부는 회전축을 중심으로 일측에 형성되어 냉풍유로(P1) 및 온풍유로(P2)의 입구 중 상부 일부의 개도를 조절한다. 제2 도어부는 회전축을 중심으로 타측에 형성되어 온풍유로(P2) 중 전석측 출구의 개도를 조절한다.

공조케이스(110)에는 온풍 바이패스 유로 및 온풍 바이패스 도어(117)가 더 구비될 수 있다. 온풍 바이패스 유로 및 온풍 바이패스 도어(117)는 온풍유로(P2)와 전석 플로어 벤트(114)를 향하는 통로의 사이를 구획하는 벽부재에 형성된다. 온풍 바이패스 도어(117)는 온풍 바이패스 유로를 개폐한다. 온풍 바이패스 도어(117)가 온풍 바이패스 유로를 개방하면, 히터코어(130) 및 전열히터(140)를 통과한 온풍은 바로 온풍 바이패스 유로를 통해 전석 플로어 벤트(114)를 통해 실내로 토출될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 전방 운전석, 전방 조수석 및 후석(후방 좌석)의 독립된 3존(3 Zone)의 온도 제어를 수행하도록 구성된다. 차량용 공조장치는 제1 후석 템프도어(172) 및 제2 후석 템프도어(156)를 구비한다.

제1 후석 템프도어(172)는 증발기(120)와 히터코어(130)의 사이에 배치되며, 온풍유로(P2)의 다른 일부의 개도를 조절한다. 즉, 제1 후석 템프도어(172)는 온풍유로(P2)의 입구 중 전석 템프도어(171)가 커버하지 않는 온풍유로(P2)의 입구 하부 일부의 개도를 조절한다.

제2 후석 템프도어(156)는 히터코어(130)의 하류에 배치되며, 온풍유로(P2)와 후석 냉풍유로(P3) 사이의 개도를 조절한다. 제2 후석 템프도어(156)는 돔도어 타입으로 이루어지며, 히터코어(130)의 하류의 온풍유로(P2)와 후석 냉풍유로(P3)는 연통되게 구성된다. 제2 후석 템프도어(156)는 히터코어(130)의 하류의 온풍유로(P2)와 후석 냉풍유로(P3) 간의 연통로에 배치된다. 제2 후석 템프도어(156)는 온풍유로(P2)와 후석 냉풍유로(P3) 간의 연통로와 후석 냉풍유로(P3) 사이의 개도를 조절한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 공기유로의 개도를 조절하는 제1 도어 및 제2 도어를 포함한다. 제1 도어는 후석 온오프도어(200)로 구성되고, 제2 도어는 후석 모드도어(300)로 구성된다. 후석 온오프도어(200)는 후석 공기유로의 개방(On) 및 폐쇄(Off)를 제어하며, 돔(Dome) 도어 타입으로 이루어진다.

후석 모드도어(300)는 제2 후석 템프도어(156)의 하류에 배치되고, 후석 공기토출구의 개도를 조절한다. 후석 모드도어(300)는 돔(Dome) 도어 타입으로 이루어진다. 후석 모드도어(300)는 콘솔 벤트(115) 및 후석 플로어 벤트(116)의 개도를 조절한다. 후석 모드도어(158)는 후석 플로어 벤트(116)를 폐쇄하고 콘솔 벤트(115)를 개방하거나, 콘솔 벤트(115)를 폐쇄하고 후석 플로어 벤트(116)를 개방하거나, 콘솔 벤트(115)와 후석 플로어 벤트(116) 사이 중간에 위치하여 두 벤트 모드를 개방할 수 있다.

제1 후석 템프도어(172)는 돔(Dome) 도어 타입으로 이루어진다. 제1 후석 템프도어(172)는 최대 냉방(Max Cool) 조건인 경우 온풍유로(P2)를 폐쇄하는 위치에 있으며, 최대 난방(Max Warm) 조건인 경우 증발기(120)와 히터코어(130) 사이를 구획하는 위치에 있다.

즉, 제1 후석 템프도어(172)는 전석 템프도어(171)가 전석의 최대 냉방 조건이 아닌 경우, 돔(Dome) 내측이 공기를 온풍유로(P2) 측으로 가이드하도록 구성된다. 이러한 구성을 통해, 유선형의 돔 내측면이 증발기(120)를 통과한 공기를 온풍유로(P2)의 히터코어(130) 측으로 더욱 원활히 안내할 수 있다.

제1 후석 템프도어(172)는 후석 냉풍유로(P3)를 항시 개방하도록 구성된다. 즉, 제1 후석 템프도어(172)는 후석 냉풍유로(P3)의 온(On)/오프(Off) 기능을 수행하지 않고 전술한 것처럼 온풍유로(P2)의 개폐 기능과 공기 가이드 기능을 수행하여 히터코어 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 제1 후석 템프도어(172)와 제2 후석 템프도어(156)를 조절하여 후석 온도 제어를 수행할 수 있다. 즉, 최대 냉방(Max Cool) 조건인 경우, 제1 후석 템프도어(172)는 온풍유로(P2)를 폐쇄하며, 제2 후석 템프도어(156)는 히터코어(130)의 하류의 온풍유로(P2)와 후석 냉풍유로(P3) 간의 연통로를 폐쇄하도록 위치한다. 또한, 최대 난방(Max Warm) 조건인 경우, 제1 후석 템프도어(172)의 돔(Dome) 내측이 공기를 온풍유로(P2) 측으로 가이드하도록 위치하며, 제2 후석 템프도어(156)는 후석 냉풍유로(P3)를 폐쇄하도록 위치한다. 아울러, 믹싱(Mixing) 모드인 경우, 제1 후석 템프도어(172)의 돔(Dome) 내측이 공기를 온풍유로(P2) 측으로 가이드하도록 위치하며, 제2 후석 템프도어(156)는 히터코어(130)의 하류의 온풍유로(P2)와 후석 냉풍유로(P3) 간의 연통로와 후석 냉풍유로(P3) 사이에 위치한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 온오프도어 및 후석 모드도어를 도시한 분리 사시도이고, 도 6은 도 5의 결합 사시도이며, 도 7 및 도 8은 도 6의 횡단면도이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 후석 온오프도어 및 후석 모드도어에 씰부재가 결합된 상태를 도시한 것이다.

도 5 내지 도 10을 참조하면, 후석 온오프도어(200) 및 후석 모드도어(300)는 동축상에 구성되는 것으로서 동일한 축선(C) 상에서 회전 구동되며, 축 방향 길이가 서로 다르게 형성된다. 이 경우, 축 방향 길이가 짧은 도어가 긴 도어의 내측에 안착된다. 즉, 후석 온오프도어(200)의 축 방향 길이(d)는 후석 모드도어(300)의 축 방향 길이(D)보다 짧게 형성되며, 후석 온오프도어(200)가 후석 모드도어(300)의 내측에 안착된다.

이러한 구성을 통해, 후석 공기유로의 개방(On) 및 폐쇄(Off)와 후석 공조 모드의 제어를 동일축에서 제어함으로써 공조장치의 사이즈를 최소화할 수 있고, 공조 모드의 제어와 더불어 후석 공기유로의 온/오프를 별도로 제어할 수 있어, 후석 클로즈 모드시 공기 리크(Leak)를 최소화하고 후석 온오프도어 없이 후석 모드도어만으로 후석 공기유로를 폐쇄하는 구조에 비해 더욱 좁은 회전 반경 내에서 후석 공기유로의 온/오프를 수행할 수 있다.

즉, 하나의 도어만으로 후석 공기유로의 온/오프 제어와 후석 공조 모드 제어를 동시에 구현하는 구조는 공기 리크와 도어의 회전 반경에 따른 불가피한 공간 차지의 단점이 있는데, 두 개의 도어를 사용하여 이러한 단점을 보완함과 아울러 동축상에 두 개의 돔도어를 구성하여 공간 활용을 극대화할 수 있는 것이다.

상세하게는, 후석 온오프도어(200)의 회전축(210)은 후석 모드도어(300)의 회전축(310)에 의해 지지된다. 그리고, 후석 모드도어(300)의 회전축(310)은 공조케이스(110)에 의해 지지된다. 따라서, 후석 모드도어(300)는 공조케이스(110)에 대해 자유롭게 회전 가능하며, 후석 온오프도어(200)는 후석 모드도어(300)에 대해 자유롭게 회전 가능하다. 결국, 후석 온오프도어(200)는 공조케이스(110)에 대해 자유롭게 회전 가능하다.

후석 모드도어(300)의 회전축(310)에는 동력축 연결홀(313)이 관통 형성된다. 동력축 연결홀(313)은 후석 온오프도어(200)의 회전 구동을 위한 것이다. 후석 온오프도어(200)는 축 방향으로 양측에 회전축(210)이 형성된다. 후석 온오프도어(200)의 일 측 회전축(212)은 후석 모드도어(300)의 일 측 회전축(312)에 연결되며, 후석 온오프도어(200)의 타 측 회전축(211)은 후석 모드도어(300)의 타 측 회전축(311)에 연결된다.

후석 온오프도어(200)의 타 측 회전축(211)에는 제1 액추에이터의 동력축과 결합되는 제1 결합홀(215)이 형성된다. 제1 액추에이터는 후석 온오프도어(200)를 회전 구동시키기 위한 동력원으로서, 제1 액추에이터의 동력축이 후석 모드도어(300)의 동력축 연결홀(313)을 관통하여 후석 온오프도어(200)의 제1 결합홈(215)에 결합된다.

후석 모드도어(300)는 축 방향으로 양측에 회전축(310)이 형성되며, 일 측의 회전축(312)에 제2 액추에이터의 동력축과 결합되는 제2 결합홀(315)이 형성된다. 제2 액추에이터는 후석 모드도어(300)를 회전 구동시키기 위한 동력원으로서, 제2 액추에이터의 동력축이 후석 모드도어(300)의 일 측 회전축(312)에 형성된 제2 결합홀(315)에 결합된다.

즉, 후석 온오프도어(200)의 회전축(210)에 결합되는 제1 액추에이터의 동력축이 후석 모드도어(300)를 통과함으로써, 후석 온오프도어(200)와 후석 모드도어(300)가 동축 상에서 회전 가능함과 동시에 각각의 도어가 서로 간섭없이 독립적으로 회전 제어될 수 있다.

더욱 상세하게는, 후석 온오프도어(200)의 회전축(210) 외경은 후석 모드도어(300)의 회전축(310) 내경보다 작게 형성된다. 또한, 후석 모드도어(300)는 축 방향으로 양측 중 일 측이 더 길게 형성되는 비대칭으로 구성된다. 후석 모드도어(300)는 제2 액추에이터와 결합되는 측이 더 길게 형성된다. 즉, 후석 모드도어(300)의 일 측 회전축(312)은 타 측 회전축(311)에 비해 더 길게 형성된다.

이러한 구성을 통해, 액추에이터의 동력축이 삽입되기 위한 공간을 확보할 수 있다. 제1 액추에이터의 동력축은 후석 모드도어(300)를 관통하여 후석 온오프도어(200)와 결합되고, 반대측에서 제2 액추에이터의 동력축은 바로 후석 모드도어(300)에 결합된다. 따라서, 후석 모드도어(300)의 양측을 비대칭으로 구성함으로써 액추에이터의 동력축을 삽입하기 위한 공간을 확보하며, 제1 액추에이터와 제2 액추에이터의 동력축을 동일한 길이로 구성하여 공용화가 가능하다.

바람직하게는, 후석 모드도어(300)는 축 방향으로 양측면을 후석 온오프도어(200)와 동일선까지 단차지게 단차부(305)를 형성하도록 한다. 단차부(305)를 통해 외측에 형성된 후석 모드도어(300)의 양측면을 내측에 형성된 후석 온오프도어(200)와 동일선까지 단차지게 형성함으로써 도어 회전축의 길이를 확보할 수 있다.

아울러, 후석 모드도어(300)의 회전축(310) 중 일 측의 축 방향 길이(L)는 후석 모드도어(300)의 타 측 회전축과 후석 온오프도어(200)의 회전축(210)이 결합된 축 방향 길이(L)와 동일하게 형성된다. 즉, 도 8에 도시된 것처럼, 후석 모드도어(300)의 일 측 회전축(312)의 길이(L)는 후석 모드도어(300)의 타 측 회전축(311)과 후석 온오프도어(200)의 타 측 회전축(211)을 결합한 길이(L)와 동일하게 형성된다. 이러한 구성을 통해, 전술한 제1,2 액추에이터의 공용화에 함께 기여할 수 있다.

후석 온오프도어(200)는 회전축(210)에서 반경 방향으로 이격된 돔(220)을 구비한다. 돔(220)에는 강도 보강을 위한 복수개의 리브(221)가 반경 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 아울러, 후석 온오프도어(200)의 돔(220)은 강도 보강을 위하여 단면이 물결 형상으로 골과 산을 반복하여 형성할 수 있다. 후석 모드도어(300)는 회전축(310)에서 반경 방향으로 이격된 돔(320)을 구비한다. 돔(320)에는 강도 보강을 위한 복수개의 리브(321)가 반경 방향으로 돌출 형성될 수 있다

후석 온오프도어(200)의 외경은 후석 모드도어(300)의 외경보다 작게 형성된다. 즉, 후석 온오프도어(200)의 반지름(r)은 후석 모드도어(300)의 반지름(R)보다 작게 형성된다. 또한, 원주 방향으로 후석 온오프도어(200)의 돔(220) 일면은 후석 모드도어(300)의 돔(320) 일면에 밀착되어, 후석 온오프도어(200)와 후석 모드도어(300)의 사이가 씰링된다.

후석 온오프도어(200)는 돔(220)에 씰부재(230)를 구비하고, 후석 모드도어(300)는 돔(320)에 씰부재(330)를 구비한다. 후석 온오프도어(200)의 씰부재(230) 및 후석 모드도어(300)의 씰부재(330)는 모두 고무 등의 연질 소재로 이루어져 씰링면과의 씰링(Sealing) 성능을 향상함으로써 공기의 리크를 방지하는 기능을 한다.

후석 모드도어(300)의 돔(320) 내측면에는 후석 온오프도어(200)의 씰부재(230)를 밀착 안착시키는 씰링면(340)을 갖는다. 후석 모드도어(300)에 형성된 씰링면(340)은 평평한 면을 형성하며, 회전축(310)에서 축 방향 내측으로 연장된다. 따라서, 후석 모드도어(300)와 후석 온오프도어(200)가 서로 맞닿는 회전 제어시 후석 모드도어(300)와 후석 온오프도어(200) 사이의 씰링 성능을 향상시켜 공기의 리크를 방지할 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 차량 후석으로 공기를 토출하지 않는 후석 클로즈 모드 또는 디프로스트 모드시, 원주 방향으로 후석 온오프도어(200)의 돔(220) 일면이 후석 모드도어(300)의 돔(320) 일면에 밀착되어, 후석 온오프도어(200)와 후석 모드도어(300)의 사이가 씰링된다.

후석 온오프도어(200)는 후석 공기토출구로 향하는 통로(119)를 개폐한다. 도 4를 참조하면, 후석 온오프도어(200)는 반 시계 방향으로 최대 회전되었을 때 후석 공기토출구로 향하는 통로(119)를 폐쇄한다. 이 때, 후석 온오프도어(200)와 후석 모드도어(300)는 밀착되어 씰링된다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 벤트 모드를 도시한 것이다.

도 11을 참조하면, 증발기(120)를 통과한 공기는 일부가 전석 냉풍유로(P1)를 통해 전석 페이스 벤트(113)로 토출되며, 다른 일부는 후석 냉풍유로(P3)를 통해 콘솔 벤트(115)로 토출된다.

이 경우, 전석 템프도어(171) 및 제1 후석 템프도어(172)는 모두 온풍유로(P2)를 폐쇄하고 있고, 제2 후석 템프도어(156)는 온풍유로와 후석 냉풍유로 간의 연통로를 폐쇄하고 있다. 아울러, 후석 온오프도어(200)는 후석 공기토출구로 향하는 통로(119)를 개방하며, 후석 모드도어(300)는 후석 플로어벤트(116)를 폐쇄하고 콘솔 벤트(115)를 개방한다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 플로어 모드를 도시한 것이다.

도 12를 참조하면, 증발기(120)를 통과한 공기는 모두 온풍유로(P2)로 유동되어 히터코어(130) 및 전열히터(140)를 통과한 후, 일부는 전석 플로어 벤트(114)로 토출되며, 다른 일부는 온풍유로와 후석 냉풍유로 간의 연통로를 통해 후석 플로어 벤트(116)로 토출된다.

이 경우, 전석 템프도어(171) 및 제1 후석 템프도어(172)는 모두 온풍유로(P2)를 개방하고 있고, 제2 후석 템프도어(156)는 후석 냉풍유로(P3)를 폐쇄하며 온풍유로와 후석 냉풍유로 간의 연통로를 개방하고 있다. 또한, 후석 온오프도어(200)는 후석 공기토출구로 향하는 통로(119)를 개방하며, 후석 모드도어(300)는 콘솔 벤트(115)를 폐쇄하고 후석 플로어벤트(116)를 개방한다. 아울러, 온풍 바이패스 도어(117)는 온풍 바이패스 유로를 개방하여, 히터코어(130) 및 전열히터(140)를 통과한 공기 중 일부가 온풍 바이패스 유로를 통해 바로 전석 플로어 벤트(114)로 토출될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 바이레벨 모드를 도시한 것이다.

도 13을 참조하면, 전석은 도 12와 같이 전석 플로어 모드로 구현하거나 전석 페이스 벤트(113)를 일부 개방하여 바이레벨 모드로 구현할 수 있다. 증발기(120)를 통과한 공기중 일부는 온풍유로(P2)로 유동되어 히터코어(130) 및 전열히터(140)를 통과한 후 온풍유로와 후석 냉풍유로 간의 연통로를 지나 후석 공기유로로 유동하며 증발기(120)를 통과한 공기중 다른 일부는 후석 냉풍유로(P3)를 통해 온풍유로(P2)를 지나 가열된 공기와 믹싱된다. 믹싱된 공기는 콘솔 벤트(115)와 후석 플로어 벤트(116)로 토출된다.

이 경우, 제1 후석 템프도어(172)는 온풍유로(P2)를 개방하고 있고, 제2 후석 템프도어(156)는 후석 냉풍유로(P3)와 온풍유로와 후석 냉풍유로 간의 연통로를 모두 개방하도록 중간에 위치하여 온도 조절이 가능하다. 또한, 후석 온오프도어(200)는 후석 공기토출구로 향하는 통로(119)를 개방하며, 후석 모드도어(300)는 콘솔 벤트(115)와 후석 플로어 벤트(116) 중간에 위치하여 바이레벨 모드를 구현할 수 있다. 아울러, 온풍 바이패스 도어(117)는 온풍 바이패스 유로를 개방하여, 히터코어(130) 및 전열히터(140)를 통과한 공기 중 일부가 온풍 바이패스 유로를 통해 바로 전석 플로어 벤트(114)로 토출될 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 후석 클로즈 모드를 도시한 것이다.

도 14를 참조하면, 증발기(120)를 통과한 공기는 모두 전석 냉풍유로(P1)를 통해 전석 페이스 벤트(113)로 토출된다. 이 경우, 전석 템프도어(171) 및 제1 후석 템프도어(172)는 모두 온풍유로(P2)를 폐쇄하고 있고, 제2 후석 템프도어(156)는 온풍유로와 후석 냉풍유로 간의 연통로를 폐쇄하고 있다. 아울러, 후석 온오프도어(200)는 후석 공기토출구로 향하는 통로(119)를 폐쇄한다. 이 경우, 후석 온오프도어(200)와 후석 모드도어(300)는 밀착되어 후석 공기토출구로 향하는 공기가 완전히 차단된다.

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.

110: 공조케이스
111: 공기유입구 112: 디프로스트 벤트
113: 전석 페이스 벤트 114: 전석 플로어 벤트
115: 콘솔 벤트 116: 후석 플로어 벤트
117: 온풍 바이패스 도어 120: 증발기
130: 히터코어 140: 전열히터
153: 디프로스트 도어 154: 벤트 도어
155: 플로어 도어 156: 제2 후석 템프도어
171: 전석 템프도어 172: 제1 후석 템프도어
P1: 전석 냉풍유로 P2: 온풍유로
P3: 후석 냉풍유로
200: 후석 온오프도어 210,310: 회전축
300: 후석 모드도어 220,320: 돔
221,321: 리브 305: 단차부
215: 제1 결합홀 315: 제2 결합홀
313: 동력축 연결홀 230,330: 씰부재
340: 씰링면

Claims (17)

1. 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기와, 상기 공기유로의 개도를 조절하는 제1 도어 및 제2 도어를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
   상기 제1 도어 및 제2 도어는, 동일 축선에서 회전 구동되며, 축 방향 길이가 서로 다르게 형성되어,
   축 방향 길이가 짧은 도어가 긴 도어의 내측에 안착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 제1 도어 및 제2 도어는 돔(Dome) 도어로 이루어지며,
   제1 도어의 회전축은 제2 도어의 회전축에 의해 지지되고, 상기 제2 도어의 회전축은 공조케이스에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 제2 도어의 회전축에 제1 도어의 회전 구동을 위한 동력축 연결홀이 관통 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제1 도어의 회전축에 결합되는 제1 액추에이터의 동력축이 제2 도어를 통과하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
5. 제2 항에 있어서,
   제1 도어의 회전축 외경은 제2 도어의 회전축 내경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
6. 제2 항에 있어서,
   상기 제2 도어는 축 방향으로 양측 중 일 측이 더 길게 형성되는 비대칭인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 제2 도어는 제2 액추에이터와 결합되는 측이 더 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
8. 제2 항에 있어서,
   상기 제2 도어는 축 방향으로 양측면을 제1 도어와 동일선까지 단차지게 단차부를 형성한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
9. 제2 항에 있어서,
   상기 제1 도어의 외경은 제2 도어의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
10. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 도어의 회전축에는 제1 액추에이터의 동력축과 결합되는 제1 결합홀이 형성되며, 상기 제2 도어의 회전축에는 제2 액추에이터의 동력축과 결합되는 제2 결합홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
11. 제2 항에 있어서,
    제2 도어의 회전축 중 일 측의 축 방향 길이는 제2 도어의 타 측 회전축과 제1 도어의 회전축이 결합된 축 방향 길이와 동일하게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
12. 제2 항에 있어서,
    원주 방향으로 제1 도어의 돔 일면은 제2 도어의 돔 일면에 밀착되어, 제1 도어와 제2 도어의 사이가 씰링되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
13. 제12 항에 있어서,
    제1 도어는 돔에 씰부재를 구비하고, 제2 도어는 돔 내측면에 제1 도어의 씰부재를 밀착 안착시키는 씰링면을 갖는 차량용 공조장치.
14. 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되어 이를 통과하는 공기와 열교환하는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    전석 냉풍유로와 온풍유로 일부 사이의 개도를 조절하는 전석 템프도어;
    상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에 배치되고 온풍유로의 다른 일부의 개도를 조절하는 제1 후석 템프도어;
    상기 가열용 열교환기의 하류에 배치되며, 온풍유로와 후석 냉풍유로 사이의 개도를 조절하는 제2 후석 템프도어;
    상기 제2 후석 템프도어의 하류에 배치되고 후석 공기토출구의 개도를 조절하는 후석 모드도어; 및
    후석 공기유로의 개방(On) 및 폐쇄(Off)를 제어하는 후석 온오프도어를 구비하며,
    상기 후석 모드도어와 후석 온오프도어는 동일 축선상에 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
15. 제14 항에 있어서,
    상기 후석 모드도어와 후석 온오프도어는 돔(Dome) 도어로 이루어지고, 축 방향 길이가 서로 다르게 형성되어,
    축 방향 길이가 짧은 도어가 긴 도어의 내측에 안착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
16. 제15 항에 있어서,
    후석 온오프도어의 회전축은 후석 모드도어의 회전축에 의해 지지되고, 상기 후석 모드도어의 회전축은 공조케이스에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
17. 제16 항에 있어서,
    후석 클로즈 모드 또는 디프로스트 모드시, 원주 방향으로 후석 온오프도어의 돔 일면은 후석 모드도어의 돔 일면에 밀착되어, 후석 온오프도어와 후석 모드도어의 사이가 씰링되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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