KR20110024408A - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트 및 이들 벤트를 개폐하는 디프로스트도어, 페이스도어, 플로어도어를 포함하는 공조케이스와; 상기 공조케이스 내부에 설치된 증발기 및 히터코어와; 상기 히터코어를 바이패스하는 냉풍유로 및 상기 히터코어를 통과하는 온풍유로를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서; 상기 플로어도어는, 회전축과 상기 회전축을 중심으로 양측에 연결되는 판상의 제1,2플랩으로 이루어지고; 상기 제1플랩은 상기 플로어도어가 플로어벤트를 개방하는 위치로 회전함에 따라 온풍유로를 연장하도록 가이드하는 차량용 공조장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 플로어도어를 센터 피봇 형태로 구조 개선하되 온풍유로 쪽에 모드 변경에 따라 출몰하는 밀착부를 구성하여 벤트모드일 경우에는 밀착부가 들어가고, 믹스모드나 바이레벨모드일 경우에는 돌출되도록 하여 냉기와 온기의 혼합성을 향상시킴으로써 해당 모드시 상하 온도차를 줄이고, 벤트유로의 풍량 감소도 방지하면서 밀착부에 리크방지부재를 부착하여 플로어도어 개방시 온풍의 리크도 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

플로어도어, 믹스모드, 바이레벨모드, 리크방지부재

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토출모드에 따라 에어믹싱 성능 향상을 위한 온풍 가이드 역할을 선택적으로 수행하도록 편심축을 갖는 센터 피봇타입 플로어도어를 구비하여 벤트모드시 풍량 확보와 동시에 상,하 온도차를 줄일 수 있도록 개선된 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치되는 차량 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 차량 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.

이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공 조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입으로 대별할 수 있다.

예컨대, 도 1에 도시된 센터마운팅 타입의 공조기를 참고하면, 공조케이스(10)의 내부에는 공기토출구인 디프로스트벤트(12), 페이스벤트(13), 플로어벤트(14)가 형성되고, 상기 공조케이스(10) 내부의 공기유로상에는 증발기(2) 및 히터코어(3)가 설치되며, 냉풍과 온풍을 조절할 수 있도록 히터코어(3)와 증발기(2) 사이에는 탬프도어(18)가 설치된다.

그리하여, 송풍기(20)로부터 송풍된 공기가 디프로스트벤트(12)에 의해 차량의 앞유리 쪽으로 토출되거나 혹은 페이스벤트(13)에 의해 승차자의 얼굴 쪽으로 토출되거나 혹은 플로어벤트(14)에 의해 승차자의 발 쪽으로 토출되게 된다.

이때, 각 벤트에는 개도 조절을 위한 모드도어인 디프로스트도어(15), 페이스도어(16), 플로어도어(17)가 구비된다.

이와 같은 구조를 갖는 공조장치는, 상기 템프도어(17)의 개도에 따라 각 벤트(12,13,14)들을 통하여 냉/온기를 선택적으로 토출시키는 송풍모드(페이스모드, 디프로스트모드, 플로어모드, 바이레벨(Bi-Level)모드, 믹스(Mix)모드)를 행한다.

예컨대, 믹스모드에서는, 상기 템프도어(17)를 증발기(2)의 후방 중간부를 향하도록 중립위치로 회전시키게 되면, 송풍기(20)에 의해 유입된 공기가 믹싱존(M)에서 혼합된 후, 디프로스트벤트(12)와 플로어벤트(14)를 통하여 차실 내로 일정한 온도로 공급된다.

또한, 바이레벨모드에서는, 상기 믹스 모드와 마찬가지로 템프도어(17)를 중립위치로 회전시키게 되면, 유입된 공기가 개방된 페이스벤트(13)와 플로어벤 트(14)를 통하여 차실내로 양분되는 상태로 토출된다.

그런데, 이와 같은 믹스모드나 바이레벨모드일 때는 차실 내의 상반부와 하반부 간의 공기온도차가 크게 벌어지게 되어, 차실 내에 효율적인 공조효과를 제공할 수 없다는 문제점이 있었다.

즉, 증발기(2)를 통과한 공기의 온도는 대략 5℃인 반면에, 증발기(2)를 거쳐 히터코어(3)를 통과하는 공기의 온도는 대략 30℃이므로, 냉온기류간의 온도차가 크게 벌어지게 되어 공기혼합구간(M)에서 냉기와 온기를 적정비율로 혼합할 수 없고, 또한, 냉기와 온기는 케이스 벽면 측을 따라 유동되는 양이 많으므로, 상기와 같이 냉기와 온기가 적정비율로 혼합되지 않은 경우, 디프로스트벤트(12) 또는 페이스벤트(13) 측으로는 냉기가 많이 토출되는 반면, 플로어벤트(14) 측으로는 온기가 많이 토출되게 됨으로써, 차실내의 상반부와 하반부간의 공기온도차가 일정 이상 벌어지게 되어, 운전자나 탑승자에게 열적으로 쾌적한 공조효과를 제공할 수 없는 문제점이 있었다.

이를 방지하기 위해, 도 1의 도시와 같이 온풍유로의 단부를 길게 늘인 연장부(30)를 구성하여 온기의 유로를 더 길게 함으로써 상하 온도차를 줄일 수 있는 방안이 강구되었으나, 이 경우는 상기 연장부(30)가 길면 길수록 바이레벨모드 및 믹스모드에서 상하 온도차를 줄일 수 있지만 점선으로 표시된 벤트유로를 줄이게 되어 결국 풍량 감소의 요인으로 작용하게 되는 또다른 문제점이 파생되었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 믹스모드 또는 바이레벨모드시에 차량 실내의 상반부와 하반부로 토출되는 공기의 온도차를 최소화시키도록 냉기와 온기의 혼합성을 향상시킴으로써, 공조성능을 극대화할 수 있도록 한 차량용 공조장치를 제공함에 그 주된 해결 과제가 있다.

본 발명은 상기한 해결 과제를 달성하기 위한 수단으로, 디프로스트벤트, 페이스벤트, 플로어벤트 및 이들 벤트를 개폐하는 디프로스트도어, 페이스도어, 플로어도어를 포함하는 공조케이스와; 상기 공조케이스 내부에 설치된 증발기 및 히터코어와; 상기 히터코어를 바이패스하는 냉풍유로 및 상기 히터코어를 통과하는 온풍유로를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서; 상기 플로어도어는, 회전축과 상기 회전축을 중심으로 양측에 연결되는 판상의 제1,2플랩으로 이루어지고; 상기 제1플랩은 상기 플로어도어가 플로어벤트를 개방하는 위치로 회전함에 따라 온풍유로를 연장하도록 가이드하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치를 제공한다.

이때, 상기 제1플랩의 하면에는 리크방지부재가 더 설치되고, 상기 히터코어와 플로어벤트 사이에 구비된 케이스벽면의 단부에는 상기 리크방지부재가 삽입되는 삽입홈이 형성된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 리크방지부재는 상기 제1플랩이 회동하는 전 구간에서 항상 상기 삽입홈에 삽입된 상태를 유지하는 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 리크방지부재 및 상기 삽입홈은 만곡진 호형상으로 형성된 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 플로어도어를 센터 피봇 형태로 구조 개선하되 온풍유로 쪽에 모드 변경에 따라 출몰하는 밀착부를 구성하여 벤트모드일 경우에는 밀착부가 들어가고, 믹스모드나 바이레벨모드일 경우에는 돌출되도록 하여 냉기와 온기의 혼합성을 향상시킴으로써 해당 모드시 상하 온도차를 줄이고, 벤트유로의 풍량 감소도 방지하면서 밀착부에 리크방지부재를 부착하여 플로어도어 개방시 온풍의 리크도 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 예시적인 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에 설치되는 플로어도어의 예시적인 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 벤트모드시 공기유동을 보인 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바이레벨모드시 공기유동을 보인 단면도이며, 도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 플로어모드시 공기유동을 보인 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 믹스모드시 공기유동을 보인 단면도이며, 도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 디프로스트모드시 공기유동을 보인 단면도이다.

도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 공조케이스(100)를 포함하며, 상기 공조케이스(100)의 내부에는 공기토출구인 디프로스트벤트(210), 페이스벤트(230), 플로어벤트(250)가 형성되고, 상기 공조케이스(100) 내부의 공기유로 상에는 증발기(110) 및 히터코어(120)가 설치되며, 냉풍과 온풍을 조절할 수 있도록 히터코어(120)와 증발기(110) 사이에는 탬프도어(270)가 설치된다.

그리하여, 송풍기(130)로부터 송풍된 공기가 디프로스트벤트(210)에 의해 차량의 앞유리 쪽으로 토출되거나 혹은 페이스벤트(230)에 의해 승차자의 얼굴 쪽으로 토출되거나 혹은 플로어벤트(250)에 의해 승차자의 발 쪽으로 토출되게 된다.

이때, 각 벤트에는 개도 조절을 위한 모드도어인 디프로스트도어(220), 페이스도어(240), 플로어도어(260)가 구비된다.

이와 같은 구조를 갖는 공조장치는, 상기 템프도어(270)의 개도에 따라 각 벤트(210,230,250)들을 통하여 냉/온기를 선택적으로 토출시키는 송풍모드(페이스모드, 디프로스트모드. 플로어모드, 바이레벨(Bi-Level)모드, 믹스(Mix)모드)를 행하게 된다.

여기에서, 본 발명은 플로어도어(260)의 구조를 일종의 센터 피봇 형태의 도어로 개선하고, 이 플로어도어(260)의 개폐 상태에 따라 온풍 유로를 연장하거나 그렇지 않거나를 반복 수행하도록 하여 특히, 바이레벨모드 및 믹스모드시 상하 온도차를 줄이되, 벤트모드에서의 풍량은 줄지 않고 충분히 확보될 수 있도록 구성된 다.

이를 위해, 본 발명에 따른 플로어도어(260)는 도 4에서와 같이, 센터 피봇 형태로 이루어지는데, 이를테면 회전축(262)을 중심으로 양측에 각각 판상의 제1플랩(264)과 제2플랩(266)이 일체로 연결 형성된 형태를 갖는다.

이때, 상기 제2플랩(266)은 플로어벤트(250)를 개폐하는 주된 도어 기능을 수행하며, 상기 제1플랩(264)은 온풍(Warm) 유로, 즉 히터코어(120)를 거쳐 유동되는 온기의 유로를 더 길게 안내하도록 하여 믹싱존(M)에서의 혼합효율을 더욱 높일 수 있도록 하는 기존의 연장부 기능을 수행하게 된다.

이 경우, 상기 제1플랩(264)의 단부가 기존 연장부와 같은 기능을 수행하되, 기존과 달리 모드변경에 따라 출몰하도록 하여 온풍 유로의 길이를 선택적으로 길게 했다 짧게 했다를 반복할 수 있도록 구성되는 것이 주된 특징이다.

특히, 상기 제2플랩(266)은 그 기능을 고려하여 상기 제1플랩(264) 보다 길게 형성되어야 한다.

즉, 상기 제1플랩(264)의 단부는 플로어도어(260)가 열릴 때에만 온풍 유로를 연장하는 기능을 담당하도록 구성된다.

아울러, 상기 제1플랩(264)이 회전동작하면서 돌출되어 온풍 유로의 길이를 연장하게 될 때 제1플랩(264)과 케이스벽면(102) 사이에는 틈새가 발생되어 온풍의 누설(Leak)이 발생될 수 있으므로 이를 방지하기 위해 제1플랩(264)의 하면에 리크방지부재(L)를 부착하고, 상기 리크방지부재(L)가 수납될 수 있도록 상기 케이스벽면(102)의 단부에는 삽입홈(104)을 형성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 리크방지부재(L)는 호형상으로 만곡지게 형성됨이 바람직하고, 상기 삽입홈(104)도 상기 리크방지부재(L)의 형상과 대응되게 형성되어야 하며, 무엇보다도 상기 리크방지부(L)는 상기 제1플랩(264)이 최대로 돌출되어 벌어졌을 때에도 상기 삽입홈(104)에서 이탈되지 않고 그 속에 걸려 있는 상태를 유지하여야 온풍의 리크(뜨거운 공기가 믹싱없이 곧바로 플로어도어 밑으로 바이패스되어 플로어벤트로 유입되는 현상)를 막을 수 있게 된다.

다시 말해, 상기 리크방지부재(L)는 상기 제1플랩(264)의 동작에 따라 상기 삽입홈(104) 속에서 인출입되지만 언제나 이를 이탈하지 않고 그 내부에 끼워진 상태로 남아 있어야 한다는 것이다.

이 경우, 상기 리크방지부재(L)의 동작을 더욱 원활하게 하기 위해 상기 리크방지부재(L)는 얇은 필름 혹은 고무 재질의 판막 형태로 형성됨이 더욱 바람직하다.

이를 통해, 벤트모드시에는 제1플랩(264)의 단부, 즉 연장부 기능을 하는 밀착부(268, 도 4 참조)가 도 2와 같이 케이스벽면(102)의 단부에 긴밀히 밀착된 상태를 유지하게 되므로 벤트유로를 줄이는 일은 없게 되어 벤트 풍량을 충분히 확보할 수 있게 되고, 바이레벨모드나 믹스모드시에는 밀착부(268)이 돌출되면서 도 3과 같이 기존의 연장부 역할을 하게 되어 온풍의 유로가 길어지면서 믹싱존(M)에서의 믹싱 효율이 향상되어 토출되는 공기의 상하 온도차를 최소화시킬 수 있게 된다.

덧붙여, 상기 제1플랩(264)과 제2플랩(266)은 상기 회전축(262)을 중심으로 상기 리크방지부재(L)가 있는 쪽을 향해 예각을 이루도록 절곡된 형상을 유지하도록 하여 플로어도어(260)의 개방시 온풍 가이드(온풍 유로를 길게 하는 기능) 역할을 보다 더 충실히 수행하도록 하고, 플로어도어(260) 폐쇄시 케이스벽면(102)에 최대한 밀착되게 하여 벤트유로를 충분히 확보할 수 있도록 함이 더욱 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 각 모드에 따라 다음과 같은 작동관계를 갖는다.

먼저, 도 5에서와 같은 벤트모드시에는 디프로스트도어(220)와 플로어도어(260)가 닫힌 상태를 유지하고, 페이스도어(240)만 개방된 상태이므로 냉기와 온기는 페이스벤트(230)를 통해 토출되게 된다.

이때, 플로어도어(260)의 제1플랩(264)에 형성된 밀착부(268)는 케이스벽면(102)의 단부에 밀착된 상태를 유지하므로 온풍 유로를 연장시키는 기능은 수행되지 않는다.

그리고, 도 6과 같은 바이레벨모드시에는, 디프로스트도어(220)는 밀폐되고, 페이스도어(240)와 플로어도어(260)가 개방된 상태이므로 공기는 개방된 페이스벤트(230)와 플로어벤트(250)를 통하여 차실 내로 양분되는 상태로 토출된다.

이 경우, 플로어도어(260)는 제1플랩(264)에 형성된 밀착부(268)가 최대로 돌출된 상태를 유지하므로 기존의 연장부 기능을 수행하게 되어 온풍 유로를 길게 유도하게 되며, 이를 통해 믹싱존(M)을 극대화시켜 믹싱효율이 향상되므로 토출되는 상하 온도차가 줄어들게 된다.

또한, 도 7과 같은 플로어모드시에는 디프로스트도어(220)와 페이스도 어(240)가 닫혀 있고, 플로어도어(260)만 개방된 상태이므로 공기는 개방된 플로어벤트(250)를 통해 차실 내로 토출된다.

이때, 플로어도어(260)는 제1플랩(264)에 형성된 밀착부(268)가 최대로 돌출된 상태를 유지하므로 기존의 연장부 기능을 수행하게 되어 온풍 유로를 길게 유도하게 되며, 이를 통해 믹싱존(M)을 극대화시켜 믹싱효율이 향상되므로 토출되는 상하 온도차가 줄어들게 된다.

뿐만 아니라, 도 8과 같은 믹스모드에서는, 페이스도어(240)만 닫혀 있고, 디프로스트도어(220)는 반쯤 개방되며, 플로어도어(260)는 완전히 개방된 상태이므로 유입된 공기는 믹싱존(M)에서 혼합된 후, 디프로스트벤트(210)와 플로어벤트(250)를 통하여 차실 내로 일정한 온도로 공급된다.

이 경우에도, 플로어도어(260)가 개방된 상태이므로 제1플랩(264)에 형성된 밀착부(268)는 온풍 유로를 연장시키는 연장부의 기능을 수행하게 된다.

마지막으로, 도 9에 도시된 디프로스트모드인 경우에는, 페이스도어(240)만 닫혀 있고, 디프로스트도어(220)와 플로어도어(260)는 완전히 개방된 상태이므로 유입된 공기는 믹싱존(M)에서 혼합된 후, 디프로스트벤트(210)와 플로어벤트(250)를 통하여 차실 내로 일정한 온도로 공급된다.

이 경우에도, 플로어도어(260)가 개방된 상태이므로 제1플랩(264)에 형성된 밀착부(268)는 온풍 유로를 연장시키는 연장부의 기능을 수행하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따른 플로어도어는 제1플랩이 모드에 따라 출몰되면서 온풍 유로 연장 기능을 수행하게 되어 믹싱존을 극대화시킴으로써 벤트유로를 줄이 지 않으면서 토출시 상하 온도차를 줄이는 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 예시적인 단면도,

도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에 설치되는 플로어도어의 예시적인 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 벤트모드시 공기유동을 보인 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바이레벨모드시 공기유동을 보인 단면도,

도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 플로어모드시 공기유동을 보인 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 믹스모드시 공기유동을 보인 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 디프로스트모드시 공기유동을 보인 단면도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....공조케이스 102....케이스벽면

110....증발기 120....히터코어

210....디프로스트벤트 220....디프로스트도어

230....페이스벤트 240....페이스도어

250....플로어벤트 260....플로어도어

262....회전축 264....제1플랩

266....제2플랩 268....밀착부

Claims (4)

1. 디프로스트벤트(210), 페이스벤트(230), 플로어벤트(250) 및 이들 벤트를 개폐하는 디프로스트도어(220), 페이스도어(240), 플로어도어(260)를 포함하는 공조케이스(100)와; 상기 공조케이스(100) 내부에 설치된 증발기(110) 및 히터코어(120)와; 상기 히터코어(120)를 바이패스하는 냉풍유로 및 상기 히터코어(120)를 통과하는 온풍유로를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서;

   상기 플로어도어(260)는, 회전축(262)과 상기 회전축(262)을 중심으로 양측에 연결되는 판상의 제1,2플랩(264,266)으로 이루어지고;

   상기 제1플랩(264)은 상기 플로어도어(260)가 플로어벤트(250)를 개방하는 위치로 회전함에 따라 온풍유로를 연장하도록 가이드하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 청구항 1에 있어서;

   상기 제1플랩(264)의 하면에는 리크방지부재(L)가 더 설치되고,

   상기 히터코어(120)와 플로어벤트(250) 사이에 구비된 케이스벽면(102)의 단부에는 상기 리크방지부재(L)가 삽입되는 삽입홈(104)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
3. 청구항 2에 있어서;

   상기 리크방지부재(L)는 상기 제1플랩(264)이 회동하는 전 구간에서 항상 상기 삽입홈(104)에 삽입된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
4. 청구항 2에 있어서;

   상기 리크방지부재(L) 및 상기 삽입홈(104)은 만곡진 호형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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