KR20210066138A

KR20210066138A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20210066138A
Application number: KR1020190155017A
Authority: KR
Inventors: 맹찬주; 김영근; 전기만; 정현권; 한규익
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2019-11-28
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2021-06-07
Also published as: WO2021107582A1; US12030363B2; US20220339988A1; DE112020005834T5

Abstract

복수개의 영역을 개폐하는 도어의 지지부가 차지하는 공간을 줄여 내부 유로의 공기유동 유효면적을 증가시킬 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공기유로는 복수개의 영역으로 분할 구획 형성되고, 상기 각 영역을 개폐하는 복수개의 도어와, 상기 도어를 구동시키는 샤프트가 구비되며, 하나의 도어와 샤프트 간의 거리는 다른 도어와 샤프트 간의 거리와 다르게 형성된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 영역으로 분할 구획하고 해당 영역을 개폐하는 도어 및 이의 지지 구조를 갖는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조장치는 외부의 공기를 실내로 도입하거나 실내의 공기를 순환시켜 가열 또는 냉각시킴으로써 실내를 난방 또는 냉방하는 장치로서, 공조 케이스의 내부에는 냉각작용을 위한 증발기와, 가열작용을 위한 히터코어 등이 구성되고, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍한다.

특히, 난방시 디포깅(Defogging) 성능을 확보하면서 높은 난방 성능을 유지할 수 있도록 하기 위하여 2층류(2 Layer) 공조장치가 개발되었다. 겨울철 난방 주행시 창문에 서리는 성에를 제거하기 위해서는 저습한 차가운 외기가 효과적이지만, 실내온도가 낮아지는 결과가 초래된다.

2층류 공조장치는 난방시 디포깅을 위해 차량 상부에는 외기를 공급하고 하부에는 내기를 순환시키는 내외기 2층 공기 유동을 실현함으로써, 상부로 공급되는 신선하고 저습한 외기를 이용하여 성에를 효과적으로 제거하는 동시에 탑승자에게 신선한 외부 공기를 제공하고, 따뜻한 내기를 하부로 공급하여 높은 난방 성능을 유지하도록 한다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 종래의 차량용 공조장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 종래의 차량용 공조장치는 2층류 타입이면서 동시에 3존 독립 공조 제어를 수행할 수 있다. 즉, 차량용 공조장치는 난방시 디포깅 성능을 확보하면서 높은 난방 성능을 유지할 수 있도록 공조케이스 내부 공기통로를 상부통로와 하부통로로 분리하며, 전방 운전석, 전방 조수석, 후방 좌석으로 독립적인 온도 제어가 가능하다.

이하의 설명에서, 도 1의 좌우 방향이 차량 전후 방향이고, 도 2의 좌우 방향이 차량 폭 방향이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 차량용 공조장치는 내부에 공기통로가 형성되고 출구에 공기토출구가 형성된 공조케이스(10)를 구비한다. 공기토출구는 차량 전석으로 공기를 토출하는 전석 공기토출구와 차량 후석으로 공기를 토출하는 후석 공기토출구로 구성된다. 전석 공기토출구는 디프로스트벤트(11), 페이스벤트(12) 및 전석플로어벤트(13)로 구성되며, 후석 공기토출구는 콘솔벤트(14) 및 후석플로어벤트(15)로 구성된다.

공조케이스(10)의 내부에는 복수개의 도어가 구비된다. 도어는 디프로스트벤트(11)의 개도를 조절하는 디프로스트도어(21)와 페이스벤트(12)의 개도를 조절하는 페이스도어(22)와, 전석플로어벤트(13)의 개도를 조절하는 플로어도어(23)와, 콘솔벤트(14) 및 후석플로어벤트(15)의 개도를 조절하는 후석모드도어(24)를 포함한다.

공조케이스(10)의 입구에는 블로어 유닛이 구비되며, 블로어 유닛은 내기와 외기를 선택적으로 유입한다. 공조케이스(10)의 공기통로에는 증발기(2) 및 히터코어(3)가 공기 유동 방향으로 순차로 구비된다. 히터코어(3)의 하류에는 PTC등의 전열히터(4)가 더 구비된다. 공조케이스(10)의 공기통로는 분리벽(40)에 의해 상부통로(51)와 하부통로(52)로 구획된다.

상부통로(51)는 제1 분리벽(91)에 의해 차량 폭 방향으로 상부 좌측통로(81)와 상부 우측통로(82)로 구획된다. 하부통로(52)는 제2 분리벽(92) 및 제3 분리벽(93)에 의해 차량 폭 방향으로 하부 좌측통로(83), 하부 센터통로(84) 및 하부 우측통로(85)로 구획된다.

상부통로(51)에는 상부 템프도어(61)가 구비되고, 하부통로(52)에는 하부 템프도어(62)가 구비된다. 상부 템프도어(61) 및 하부 템프도어(62)는 증발기(2)와 히터코어(3) 사이에 구비되어, 히터코어(103)를 통과하는 공기와 바이패스하는 공기의 양을 조절한다.

상부 템프도어(61)는 상부 좌측통로(81)의 개도를 조절하는 상부 좌측템프도어(61a)와, 상부 우측통로(82)의 개도를 조절하는 상부 우측템프도어(61b)로 구성된다. 하부 템프도어(62)는 하부 좌측통로(83)의 개도를 조절하는 하부 좌측템프도어(62a)와, 하부 센터통로(84)의 개도를 조절하는 하부 센터템프도어(62b)와, 하부 우측통로(85)의 개도를 조절하는 하부 우측템프도어(62c)로 구성된다.

도 3은 종래의 차량용 공조장치의 공조케이스 내부를 도시한 평단면도이고, 도 4는 도 3의 도어 및 지지부를 확대 도시한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 하부 템프도어(62)는 차량 폭 방향으로 일직선상으로 배치된다. 즉, 하부 템프도어(62)는 하부 좌측템프도어(62a)와, 하부 센터템프도어(62b)와, 하부 우측템프도어(62c)로 구성되며, 이들은 차량 폭 방향으로 나란하게 구비된다. 하부 템프도어(62)는 복수개의 지지부에 의해 공조케이스(10)에 슬라이딩 가능하게 설치된다.

각 하부 템프도어(62)는 도어샤프트(68)의 회전에 의해 슬라이딩 구동된다. 도어샤프트(68)는 하부 템프도어(62)에서 소정거리 이격 배치되며, 공조케이스(10)에 회전 가능하게 구비된다. 도어샤프트(68)는 하부 좌측템프도어(62a), 하부 센터템프도어(62b) 및 하부 우측템프도어(62c)가 각각 개별 구동되도록 복수개의 액츄에이터에의해 개별 회전 제어된다.

지지부는 제1 지지부(67a), 제2 지지부(67b), 제3 지지부(67c) 및 제4 지지부(67d)로 구성된다. 하부 좌측템프도어(62a)는 제1 지지부(67a)와 제2 지지부(67b) 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 하부 센터템프도어(62b)는 제2 지지부(67b)와 제3 지지부(67c) 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되며, 하부 우측템프도어(62c)는 제3 지지부(67c)와 제4 지지부(67d) 사이에 슬라이딩 가능하게 구비된다.

종래의 차량용 공조장치는 복수개의 도어를 지지하기 위한 복수개의 지지부를 구비하여야 함에 따라, 공조케이스 내부의 공기유로가 좁아져 풍량이 감소하는 문제점이 있다.

예를 들어, 템프도어를 지지하는 양쪽 구조를 고려하면, 폭 방향으로 전체 길이(e)가 273㎜일 때, 제1 지지부의 길이(a)는 8㎜, 제2 지지부의 길이(b)는 18㎜, 제3 지지부의 길이(c)는 18㎜, 제4 지지부의 길이(d)는 8㎜로서, 지지부의 전체 길이가 52㎜를 차지한다. 이 경우, 하나의 유로의 길이는 대략 73.7㎜로 형성된다. 이와 같이, 복수개의 도어를 지지하기 위한 지지부의 길이로 인해 공조케이스 내부 유로가 불가피하게 좁아진다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 복수개의 영역을 개폐하는 도어의 지지부가 차지하는 공간을 줄여 내부 유로의 공기유동 유효면적을 증가시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공기유로는 복수개의 영역으로 분할 구획 형성되고, 상기 각 영역을 개폐하는 복수개의 도어와, 상기 도어를 구동시키는 샤프트가 구비되며, 하나의 도어와 샤프트 간의 거리는 다른 도어와 샤프트 간의 거리와 다르게 형성된다.

상기에서, 복수개의 영역 중 적어도 하나의 영역은 차량 후석 영역으로 공기를 공급하며, 상기 후석 영역을 개폐하는 도어와 샤프트 간의 거리는 다른 도어와 샤프트 간의 거리와 다르게 형성된다.

상기에서, 후석 영역을 개폐하는 도어와 샤프트 간의 거리는 다른 도어와 샤프트 간의 거리보다 크게 형성된다.

상기에서, 도어를 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 하나의 도어의 지지부는 다른 도어의 지지부와 일정부분 겹치게 형성된다.

상기에서, 도어는 차량 폭 방향으로 배열되며, 하나의 도어의 지지부는 다른 도어의 지지부에 대해 차량 전후 방향으로 다른 위치에 배치된다.

상기에서, 하나의 도어는 다른 도어에 대해 차량 전후 방향으로 2단 이상으로 배치된다.

상기에서, 하나의 도어의 단부는 다른 도어의 단부에 대해 차량 폭 방향으로 일정부분 겹치게 형성된다.

상기에서, 샤프트는 도어에 동력을 전달하는 기어부를 구비하고, 상기 하나의 도어를 구동시키는 샤프트의 기어부는 다른 도어를 구동시키는 샤프트의 기어부보다 큰 직경을 갖는다.

상기에서, 샤프트는 도어에 동력을 전달하는 기어부를 구비하고, 상기 샤프트의 기어부와 치합되는 하나의 도어부의 기어부는 다른 도어의 기어부에 비해 샤프트의 기어부 측으로 돌출 형성된다.

상기에서, 하나의 도어는: 박판 형상으로 이루어진 평판부; 상기 평판부의 일면에 형성되어 샤프트의 기어부와 치합되는 기어부; 및 상기 기어부가 형성된 평판부의 타면에 기어부와 대응하는 위치에 형성되며, 기어부의 돌출 방향과 나란하게 요입 형성되는 제1 강성보강부를 구비한다.

상기에서, 하나의 도어는: 기어부가 형성된 평판부의 일면에 돌출 형성되며, 기어부의 길이 방향인 슬라이딩 방향에 대해 수직한 방향으로 연장된 적어도 하나의 제2 강성보강부; 및 상기 기어부가 형성된 평판부의 타면에 제2 강성보강부와 대응하는 위치에 형성되며, 제2 강성보강부의 돌출 방향과 나란하게 요입 형성되는 제3 강성보강부를 구비한다.

상기에서, 공조케이스의 내부 공기유로는 분리벽에 의해 상하 방향으로 상부유로와 하부유로로 구획되어 2층류 타입으로 이루어짐과 아울러, 전방 운전석, 전방 조수석, 후석 영역으로 3존(Zone)의 독립적인 온도 제어가 가능하도록 이루어진다.

상기에서, 상부유로는 제1 분리벽에 의해 차량 폭 방향으로 상부 좌측유로와 상부 우측유로로 구획되고, 상기 하부유로는 제2 분리벽 및 제3 분리벽에 의해 차량 폭 방향으로 하부 좌측유로와 하부 센터유로와 하부 우측유로로 구획되며, 상기 하나의 도어는 하부 센터유로에 구비된다.

상기에서, 하부 센터유로를 유동하는 공기는 차량 후석 영역으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트 및 후석플로어벤트 중 적어도 하나로 토출된다.

상기에서, 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에, 상부유로에 배치되는 상부 템프도어 및 하부유로에 배치되는 하부 템프도어가 구비되고, 상기 상부 템프도어는 상부 좌측유로의 개도를 조절하는 상부 좌측템프도어와 상부 우측유로의 개도를 조절하는 상부 우측템프도어로 구성되며, 상기 하부 템프도어는 하부 좌측유로의 개도를 조절하는 하부 좌측템프도어와 하부 센터유로의 개도를 조절하는 하부 센터템프도어와 하부 우측유로의 개도를 조절하는 하부 우측템프도어로 구성된다.

상기에서, 공조케이스의 공기유로에 도어를 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지부재를 구비하고, 상기 지지부재는, 제1 지지부재, 제2 지지부재, 제3 지지부재 및 제4 지지부재로 구성되며, 상기 하부 좌측템프도어는 제1 지지부재와 제2 지지부재 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 하부 센터템프도어는 제2 지지부재와 제3 지지부재 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되며, 하부 우측템프도어는 제3 지지부재와 제4 지지부재 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 상기 제2 지지부재 및 제3 지지부재는 양측 도어의 지지부를 일정부분 겹치게 형성한다.

상기에서, 하부 좌측템프도어, 하부 센터템프도어 및 하부 우측템프도어는 폭 방향 길이가 동일하게 형성되거나, 상기 하부 좌측템프도어 및 하부 우측템프도어는 폭 방향 길이가 동일하게 형성된다.

본 발명의 다른 양상에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공기유로는 복수개의 영역으로 분할 구획 형성되고, 상기 각 영역을 개폐하는 복수개의 도어가 구비되며, 상기 도어를 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고, 하나의 도어의 지지부는 다른 도어의 지지부와 일정부분 겹치게 형성된다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는 복수개의 영역을 개폐하는 도어의 지지부가 차지하는 공간을 줄여 내부 유로의 공기유동 유효면적을 증가시킴으로써 통기저항을 감소하고 풍량을 증대시켜 공조 성능을 향상시킬 뿐 아니라 부품 공용화를 가능하게 하여 제조 단가를 상승시키지 않는다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 종래의 차량용 공조장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 것이며,
도 3은 종래의 차량용 공조장치의 공조케이스 내부를 도시한 평단면도이고,
도 4는 도 3의 도어 및 지지부를 확대 도시한 단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 공조케이스 내부를 도시한 평단면도이고,
도 8은 도 7의 도어 및 지지부를 확대 도시한 단면도이며,
도 9는 도 8의 "A"를 확대 도시한 단면도이고,
도 10은 도 9의 변형 예를 도시한 것이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 하부 센터템프도어를 도시한 사시도이고,
도 12는 도 11의 평면도이며,
도 13은 도 11의 측면도이고,
도 14는 도 11의 배면 사시도이며,
도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 공조케이스 내부를 도시한 평단면도이다.

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

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 정단면도를 개략적으로 도시한 것이다.

이하의 설명에서, 도 5의 좌우 방향이 차량 전후 방향이고, 도 6의 좌우 방향이 차량 폭 방향이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성되고 출구에 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)를 구비한다. 공기토출구는 차량 전석으로 공기를 토출하는 전석 공기토출구와 차량 후석으로 공기를 토출하는 후석 공기토출구로 구성된다. 전석 공기토출구는 디프로스트벤트(111), 페이스벤트(112) 및 전석플로어벤트(113)로 구성되며, 후석 공기토출구는 콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)로 구성된다.

공조케이스(110)의 내부에는 복수개의 도어가 구비된다. 도어는 디프로스트벤트(111)의 개도를 조절하는 디프로스트도어(121)와 페이스벤트(112)의 개도를 조절하는 페이스도어(122)와, 전석플로어벤트(113)의 개도를 조절하는 플로어도어(123)와, 콘솔벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)의 개도를 조절하는 후석모드도어(124)를 포함한다.

공조케이스(110)의 입구에는 블로어 유닛이 구비되며, 블로어 유닛은 내기와 외기를 선택적으로 유입한다. 공조케이스(110)의 공기유로에는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기가 공기 유동 방향으로 순차로 구비된다. 냉각용 열교환기는 증발기(102)로 구성되며, 가열용 열교환기는 히터코어(103) 및 PTC등의 전열히터(104)로 구성된다.

공조케이스(110)의 공기유로는 분리벽(140)에 의해 상부유로(151)와 하부유로(152)로 구획된다. 블로어 유닛의 내기유로로 유입된 공기는 공조케이스(110)의 하부유로(152)로 유동하며, 블로어 유닛의 외기유로로 유입된 공기는 공조케이스(110)의 상부유로(151)로 유동한다. 분리벽(140)은 증발기(102)의 상류, 증발기(102)와 히터코어(103)의 사이 및 전열히터(104)의 하류에 대략 수평으로 연장 형성되어, 상부유로(151)와 하부유로(152)로가 분리벽(140)에 의해 상하로 구획된다.

공조케이스(110)의 내부 공기유로는 분리벽(140)에 의해 상하 방향으로 상부유로(151)와 하부유로(152)로 구획되어 2층류(2Layer) 타입으로 이루어짐과 아울러, 전방 운전석, 전방 조수석, 후석 영역으로 3존(Zone)의 독립적인 온도 제어가 가능하도록 이루어진다.

이 경우, 2층류 차량용 공조장치는 난방시 디포깅(Defogging) 성능을 확보하면서 높은 난방 성능을 유지할 수 있다. 즉, 난방시 디포깅을 위해 차량 상부에는 외기를 공급하고 하부에는 내기를 순환시킴으로써, 상부로 공급되는 신선하고 저습한 외기를 이용하여 성에를 효과적으로 제거하는 동시에 탑승자에게 신선한 외부 공기를 제공하고, 따뜻한 내기를 하부로 공급하여 높은 난방 성능을 유지하도록 한다.

상세하게는, 상부유로(151)는 제1 분리벽(191)에 의해 차량 폭 방향으로 상부 좌측유로(181)와 상부 우측유로(182)로 구획된다. 즉, 제1 분리벽(191)은 수직 방향으로 형성되어, 상부유로(151)를 차량 폭 방향으로 2등분 한다. 하부유로(152)는 제2 분리벽(192) 및 제3 분리벽(193)에 의해 차량 폭 방향으로 하부 좌측유로(183), 하부 센터유로(184) 및 하부 우측유로(185)로 구획된다. 즉, 제2 분리벽(192) 및 제3 분리벽(193)은 수직 방향으로 형성되어, 하부유로(152)를 차량 폭 방향으로 3등분 한다.

상부유로(151)에는 상부 템프도어(161)가 구비되고, 하부유로(152)에는 하부 템프도어(162)가 구비된다. 상부 템프도어(161) 및 하부 템프도어(162)는 증발기(102)와 히터코어(103) 사이에 구비되어, 히터코어(103)를 통과하는 공기와 바이패스하는 공기의 양을 조절한다. 상부유로(151)에는 히터코어(103)를 바이패스하는 상부 냉풍유로와 히터코어(103)를 통과하는 상부 온풍유로가 형성되며, 하부유로(152)에는 히터코어(103)를 통과하는 하부 온풍유로와 히터코어(103)를 바이패스하는 하부 냉풍유로가 형성된다. 상부 냉풍유로, 상부 온풍유로, 하부 온풍유로 및 하부 냉풍유로는 상부에서 하부 방향으로 순차로 형성된다.

상부 템프도어(161)는 상부 좌측유로(181)의 개도를 조절하는 상부 좌측템프도어(1611)와, 상부 우측유로(182)의 개도를 조절하는 상부 우측템프도어(1612)로 구성된다. 하부 템프도어(162)는 하부 좌측유로(183)의 개도를 조절하는 하부 좌측템프도어(1621)와, 하부 센터유로(184)의 개도를 조절하는 하부 센터템프도어(1622)와, 하부 우측유로(185)의 개도를 조절하는 하부 우측템프도어(1623)로 구성된다.

상부 좌측유로(181)와 상부 우측유로(182) 중 하나를 유동하는 공기는 차량 전방의 운전석의 디프로스트벤트(111) 또는 페이스벤트(112)로 토출되고, 다른 하나를 유동하는 공기는 차량 전방의 조수석의 디프로스트벤트(111) 또는 페이스벤트(112)로 토출된다. 또한, 하부 좌측유로(183) 및 하부 우측유로(185)를 유동하는 공기는 차량 전방의 전석플로어벤트(113)로 토출되거나 상부유로(151)와 연통하여 전석 공기토출구로 토출될 수 있다.

아울러, 하부 센터유로(184)를 유동하는 공기는 차량 후석 영역으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트(114) 또는 후석플로어벤트(115) 중 적어도 하나로 토출된다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 공조케이스 내부를 도시한 평단면도이고, 도 8은 도 7의 도어 및 지지부를 확대 도시한 단면도이며, 도 9는 도 8의 "A"를 확대 도시한 단면도이다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 하부 템프도어(162)는 차량 폭 방향으로 배열된다. 전술한 것처럼, 공기유로는 복수개의 영역으로 분할 구획 형성되고, 각 영역을 개폐하는 복수개의 도어를 구비한다. 아울러, 도어를 구동시키는 샤프트(168)가 구비된다.

각 하부 템프도어(162)는 샤프트(168)의 회전에 의해 슬라이딩 구동된다. 샤프트(168)는 하부 템프도어(162)에서 소정거리 이격 배치되며, 공조케이스(110)에 회전 가능하게 구비된다. 샤프트(168)는 단일의 축 선상에 위치하며, 하부 좌측템프도어(1621), 하부 센터템프도어(1622) 및 하부 우측템프도어(1623)가 각각 개별 구동되도록 복수개의 액츄에이터에의해 개별 회전 제어될 수 있다.

이 경우, 하나의 도어와 샤프트(168) 간의 거리는 다른 도어와 샤프트(168) 간의 거리와 다르게 형성된다. 또한, 전술한 것처럼, 복수개의 영역 중 적어도 하나의 영역은 차량 후석 영역으로 공기를 공급한다. 후석 영역을 개폐하는 도어와 샤프트(168) 간의 거리는 다른 도어와 샤프트(168) 간의 거리와 다르게 형성된다. 즉, 후석 영역을 개폐하는 도어와 샤프트(168) 간의 거리는 다른 도어와 샤프트(168) 간의 거리보다 크게 형성된다.

또한, 차량용 공조장치는 도어를 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지부를 구비한다. 하나의 도어의 지지부는 다른 도어의 지지부와 일정부분 겹치게 형성된다. 아울러, 하나의 도어의 지지부는 다른 도어의 지지부에 대해 차량 전후 방향으로 다른 위치에 배치된다. 즉, 하나의 도어는 다른 도어에 대해 차량 전후 방향으로 2단 이상으로 배치된다.

상기에서, 하나의 도어는 하부 센터템프도어(1622)이며, 다른 도어는 하부 좌측템프도어(1621) 및 하부 우측템프도어(1623)이다. 즉, 상기 하나의 도어는 하부 센터유로(184)에 구비된다. 또한, 공조케이스(110)의 공기유로에는 도어를 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지부재를 구비한다.

지지부재는 제1 지지부재(1671), 제2 지지부재(1672), 제3 지지부재(1673) 및 제4 지지부재(1674)로 구성된다. 하부 좌측템프도어(1621)는 제1 지지부재(1671)와 제2 지지부재(1672) 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 하부 센터템프도어(1622)는 제2 지지부재(1672)와 제3 지지부재(1673) 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되며, 하부 우측템프도어(1623)는 제3 지지부재(1673)와 제4 지지부재(1674) 사이에 슬라이딩 가능하게 구비된다.

제2 지지부재(1672) 및 제3 지지부재(1673)는 양측 도어의 지지부를 일정부분 겹치게 형성한다. 즉, 도 9에 도시된 것처럼, 제2 지지부재(1672)는 하부 좌측템프도어(1621)의 지지부(165)와 하부 센터템프도어(1622)의 지지부(166)를 일정부분 겹치게 형성한다.

상세하게는, 하부 센터템프도어(1622)의 지지부(166)는 하부 좌측템프도어(1621)의 지지부(165)에 대해 차량 전후 방향으로 다른 위치에 배치된다. 즉, 하부 센터템프도어(1622)의 지지부(166)는 하부 좌측템프도어(1621)의 지지부(165)보다 더 후방에 배치된다. 즉, 하부 센터템프도어(1622)의 지지부(166)는 하부 좌측템프도어(1621)의 지지부(165)에 대해 차량 전후 방향으로 2단으로 배치된다.

하부 좌측템프도어(1621)와 하부 우측템프도어(1623)는 일직선 상에 배치되며, 하부 센터템프도어(1622)는 하부 좌측템프도어(1621) 및 하부 우측템프도어(1623)에 비해 후방에 배치된다. 그리고, 하부 센터템프도어(1622)의 지지부는 하부 좌측템프도어(1621) 및 하부 우측템프도어(1623)의 지지부와 일정부분 중복되게 형성된다.

이 경우, 하부 좌측템프도어(1621), 하부 센터템프도어(1622) 및 하부 우측템프도어(1623)는 폭 방향 길이가 동일하게 형성될 수 있다. 따라서, 3개의 템프도어의 공용화가 가능하여 제조단가를 낮출 수 있다. 아울러, 하부 좌측템프도어(1621)와 하부 우측템프도어(1623)는 폭 방향 길이가 동일하게 형성되고 하부 센터템프도어(1622)만 폭 방향 길이를 더 길게 또는 더 짧게 형성하는 것도 가능하다.

만약, 후석 토출구의 풍량을 늘려야 할 경우, 하부 센터템프도어(1622)의 폭 방향 길이를 하부 좌측템프도어(1621)와 하부 우측템프도어(1623)의 폭 방향 길이에 비해 길게 형성한다. 만약, 후석 토출구의 풍량이 과다하여 줄여야 할 경우, 하부 센터템프도어(1622)의 폭 방향 길이를 하부 좌측템프도어(1621)와 하부 우측템프도어(1623)의 폭 방향 길이에 비해 짧게 형성한다.

이러한 구성을 통해, 하부 좌측템프도어(1621)와 하부 우측템프도어(1623)의 공용화가 가능하여 제조 단가를 낮추면서도 후석 토출구의 풍량을 적절하게 최적화할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 하부 센터템프도어(1622)의 지지부를 하부 좌측템프도어(1621) 및 하부 우측템프도어(1623)의 지지부와 일정부분 중복되게 형성함에 따라, 도어의 지지부가 차지하는 공간을 줄여 내부 유로의 공기유동 유효면적을 증가시킴으로써 통기저항을 감소하고 풍량을 증대시켜 공조 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러, 부품 공용화를 가능하게 하여 제조 단가를 상승시키지 않는다.

예를 들어, 폭 방향으로 내부 유로의 전체 길이(e)가 273㎜일 때, 제1 지지부재의 길이(a)는 8㎜, 제2 지지부재의 길이(b)는 9.6㎜, 제3 지지부재의 길이(c)는 9.6㎜, 제4 지지부재의 길이(d)는 8㎜로서, 지지부재의 전체 길이가 35.2㎜를 차지한다. 이 경우, 하나의 유로의 길이는 대략 79.3㎜로 형성된다.

본 발명의 일 실시 예는 종래기술의 도 4에 설명된 예와 비교하면 하나의 유로의 길이가 73.7㎜에서 79.3㎜로 증가되어, 템프도어의 오프닝이 대략 7.6% 증가하는 효과가 있다.

한편, 하나의 도어의 단부는 다른 도어의 단부에 대해 차량 폭 방향으로 일정부분 겹치게 형성될 수 있다. 도 10은 도 9의 변형 예를 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 제2 지지부재(1672)는 하부 센터템프도어(1622)의 지지부(166)가 하부 좌측템프도어(1621)의 지지부(165)와 일정부분 겹치게 형성되되, 하부 센터템프도어(1622)의 단부가 하부 좌측템프도어(1621)의 단부와 일정부분 겹치게 형성된다.

즉, 도 10의 실시 예는 도 9의 실시 예와 비교하여 하부 센터템프도어(1622)의 지지부(166)와 하부 좌측템프도어(1621)의 지지부(165)가 겹치는 부분이 더 많게 형성된다. 이러한 구성을 통해, 지지부재의 단축 효과를 더 크게하여 도어의 오프닝 면적을 더욱 증가시킬 수 있다.

이제, 하부 좌측템프도어(1621) 및 하부 우측템프도어(1623)에 비해 샤프트(168)로부터 거리가 더 멀게 배치된 하부 센터템프도어(1622)를 구동시키는 두 가지 실시 예를 설명한다.

첫번째 실시 예로 도 7을 참조하면, 샤프트(168)는 도어에 동력을 전달하는 기어부를 구비한다. 이 경우, 하나의 도어를 구동시키는 샤프트의 기어부는 다른 도어를 구동시키는 샤프트의 기어부보다 큰 직경을 갖는다. 상세하게는, 기어부는 하부 좌측템프도어(1621) 및 하부 우측템프도어(1623)를 구동시키는 사이드기어부(1641)와, 하부 센터템프도어(1622)를 구동시키는 센터기어부(1642)를 구비한다. 센터기어부(1642)는 사이드기어부(1641)에 비해 큰 직경을 갖는다.

이러한 구성을 통해, 도어의 형상을 별도로 변경시키지 않고 샤프트의 기어부의 직경만을 적절히 다르게 설계하여 효과적으로 하부 센터템프도어의 작동을 구현할 수 있다.

한편, 도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 하부 센터템프도어를 도시한 사시도이고, 도 12는 도 11의 평면도이며, 도 13은 도 11의 측면도이고, 도 14는 도 11의 배면 사시도이다.

두번째 실시 예로 도 11 내지 도 14를 참조하면, 샤프트(168)의 기어부는 모두 동일한 직경으로 형성한다. 이 경우, 샤프트(168)의 기어부와 치합되는 하나의 도어부의 기어부는 다른 도어의 기어부에 비해 샤프트(168)의 기어부 측으로 돌출 형성된다. 즉, 하부 센터템프도어(1622)의 기어부는 하부 좌측템프도어(1621) 및 하부 우측템프도어(1623)의 기어부에 비해 샤프트(168) 측으로 더 돌출되게 형성된다.

상세하게는, 하부 센터템프도어(1622)는 평판부(621)와, 기어부(622)와, 제1 강성보강부(623)와, 제2 강성보강부(624,625) 및 제3 강성보강부(627)를 구비한다. 평판부(621)는 박판 형상으로 이루어지며, 도어의 메인 몸체를 이룬다. 기어부(622)는 평판부(621)의 일면에 형성되어 샤프트(168)의 기어부와 치합된다. 기어부(622)는 샤프트(168) 측으로 돌출되게 일정길이 연장 형성된다.

제1 강성보강부(623)는 기어부(622)가 형성된 평판부(621)의 타면에 기어부(622)와 대응하는 위치에 형성된다. 제1 강성보강부(623)는 기어부(622)의 돌출 방향과 나란하게 요입 형성된다. 제1 강성보강부(623)는 돌출된 기어부(622)가 내부가 빈 구조체 형상을 갖게하여, 비교적 얇은 박판(1T 미만)인 템프도어의 강성을 향상시킨다.

제2 강성보강부(624,625)는 기어부(622)가 형성된 평판부(621)의 일면에 돌출 형성되며, 기어부(622)의 길이 방향인 슬라이딩 방향에 대해 수직한 방향으로 연장된다. 제2 강성보강부(624,625)는 기어부(622)를 가로질로 횡으로 복수개 형성되며, 도어의 슬라이딩 방향으로 센터에 한 쌍, 슬라이딩 방향으로 가장자리에 한 쌍 형성될 수 있다.

제3 강성보강부(627)는 기어부(622)가 형성된 평판부(621)의 타면에 제2 강성보강부(624,625)와 대응하는 위치에 형성된다. 제3 강성보강부(627)는 제2 강성보강부(624,625)의 돌출 방향과 나란하게 요입 형성된다. 제3 강성보강부(627)는 돌출된 제2 강성보강부(624,625)가 내부가 빈 구조체 형상을 갖게하여, 비교적 얇은 박판(1T 미만)인 템프도어의 강성을 향상시킨다.

제3 강성보강부(627)의 요입부에는 종방향(슬라이딩 방향)으로 복수개의 리브(628)를 구비하여 구조적 강도를 더욱 향상시킬 수 있다. 아울러, 평판부(621)의 폭 방향 양측에는 도어의 텐션을 부가하고 원활한 슬라이딩 작동과 씰링성을 향상시키기 위한 스프링부(626)가 구비될 수 있다.

이와 같이, 도어의 기어부 높이만을 증가시켜, 전술한 첫번째 실시 예와 비교하여 기존 레이아웃을 유지할 수 있다. 즉, 샤프트의 기어부 직경을 크게 하는 구조인 경우, 증발기와의 간섭을 일으키거나 기어부 크기 증가로 중량이 커지는 문제가 있고 액츄에이터의 작동 토크가 커지는 문제 등이 있다. 그러나, 도어의 기어부 높이만을 증가시키는 두번째 실시 예는 이러한 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

한편, 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 공조케이스 내부를 도시한 평단면도이다. 도 15를 참조하면, 3개의 분할 영역 및 3개의 도어가 아닌 2개의 분할 영역 및 2개의 도어를 갖는 구조인 경우에도, 도어의 지지부를 2단으로 구성할 수 있다.

즉, 제1 도어(711)의 양단은 제1 지지부재(721)와 제2 지지부재(722)에 의해 슬라이딩 가능하게 지지되며, 제2 도어(712)의 양단은 제2 지지부재(722)와 제3 지지부재(723)에 의해 지지된다. 제2 지지부재(722)는 제1 도어(711)의 지지부와 제2 도어(712)의 지지부를 일정부분 중첩되게 구성하여, 공조케이스(110) 내부 유로의 폭을 더욱 넓게 확보할 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.

102: 증발기 103: 히터코어
104: 전열히터 110: 공조케이스
111: 디프로스트벤트
112: 페이스벤트 113: 전석플로어벤트
114: 콘솔벤트 115: 후석플로어벤트
121: 디프로스트도어 122: 페이스도어
123: 플로어도어 124: 후석모드도어
140: 분리벽 151: 상부유로
152: 하부유로 161: 상부 템프도어
1611: 상부 좌측템프도어 1612: 상부 우측템프도어
162: 하부 템프도어 1621: 하부 좌측템프도어
1622: 하부 센터템프도어 1623: 하부 우측템프도어
181: 상부 좌측유로 182: 상부 우측유로
183: 하부 좌측유로 184: 하부 센터유로
185: 하부 우측유로 191: 제1 분리벽
192: 제2 분리벽 193: 제3 분리벽
1671: 제1 지지부재 1672: 제2 지지부재
1673: 제3 지지부재 1674: 제4 지지부재
168: 샤프트 1641: 사이드기어부
1642: 센터기어부 621: 평판부
622: 기어부 623: 제1 강성보강부
624,625: 제2 강성보강부 626: 스프링부
627: 제3 강성보강부 628: 리브

Claims

내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 공기유로는 복수개의 영역으로 분할 구획 형성되고,
상기 각 영역을 개폐하는 복수개의 도어와, 상기 도어를 구동시키는 샤프트가 구비되며,
하나의 도어와 샤프트 간의 거리는 다른 도어와 샤프트 간의 거리와 다르게 형성된 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
상기 복수개의 영역 중 적어도 하나의 영역은 차량 후석 영역으로 공기를 공급하며,
상기 후석 영역을 개폐하는 도어와 샤프트 간의 거리는 다른 도어와 샤프트 간의 거리와 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제2 항에 있어서,
상기 후석 영역을 개폐하는 도어와 샤프트 간의 거리는 다른 도어와 샤프트 간의 거리보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
상기 도어를 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고,
하나의 도어의 지지부는 다른 도어의 지지부와 일정부분 겹치게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제4 항에 있어서,
상기 도어는 차량 폭 방향으로 배열되며,
하나의 도어의 지지부는 다른 도어의 지지부에 대해 차량 전후 방향으로 다른 위치에 배치되는 차량용 공조장치.
제5 항에 있어서,
상기 하나의 도어는 다른 도어에 대해 차량 전후 방향으로 2단 이상으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제4 항에 있어서,
상기 하나의 도어의 단부는 다른 도어의 단부에 대해 차량 폭 방향으로 일정부분 겹치게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
상기 샤프트는 도어에 동력을 전달하는 기어부를 구비하고,
상기 하나의 도어를 구동시키는 샤프트의 기어부는 다른 도어를 구동시키는 샤프트의 기어부보다 큰 직경을 갖는 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
상기 샤프트는 도어에 동력을 전달하는 기어부를 구비하고,
상기 샤프트의 기어부와 치합되는 하나의 도어부의 기어부는 다른 도어의 기어부에 비해 샤프트의 기어부 측으로 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제9 항에 있어서,
상기 하나의 도어는:
박판 형상으로 이루어진 평판부;
상기 평판부의 일면에 형성되어 샤프트의 기어부와 치합되는 기어부; 및
상기 기어부가 형성된 평판부의 타면에 기어부와 대응하는 위치에 형성되며, 기어부의 돌출 방향과 나란하게 요입 형성되는 제1 강성보강부를 구비하는 차량용 공조장치.
제10 항에 있어서,
상기 하나의 도어는:
기어부가 형성된 평판부의 일면에 돌출 형성되며, 기어부의 길이 방향인 슬라이딩 방향에 대해 수직한 방향으로 연장된 적어도 하나의 제2 강성보강부; 및
상기 기어부가 형성된 평판부의 타면에 제2 강성보강부와 대응하는 위치에 형성되며, 제2 강성보강부의 돌출 방향과 나란하게 요입 형성되는 제3 강성보강부를 구비하는 차량용 공조장치.
제1 항에 있어서,
상기 공조케이스의 내부 공기유로는 분리벽에 의해 상하 방향으로 상부유로와 하부유로로 구획되어 2층류 타입으로 이루어짐과 아울러, 전방 운전석, 전방 조수석, 후석 영역으로 3존(Zone)의 독립적인 온도 제어가 가능하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제12 항에 있어서,
상기 상부유로는 제1 분리벽에 의해 차량 폭 방향으로 상부 좌측유로와 상부 우측유로로 구획되고,
상기 하부유로는 제2 분리벽 및 제3 분리벽에 의해 차량 폭 방향으로 하부 좌측유로와 하부 센터유로와 하부 우측유로로 구획되며,
상기 하나의 도어는 하부 센터유로에 구비되는 차량용 공조장치.
제13 항에 있어서,
상기 하부 센터유로를 유동하는 공기는 차량 후석 영역으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트 및 후석플로어벤트 중 적어도 하나로 토출되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제13 항에 있어서,
상기 냉각용 열교환기와 가열용 열교환기 사이에, 상부유로에 배치되는 상부 템프도어 및 하부유로에 배치되는 하부 템프도어가 구비되고,
상기 상부 템프도어는 상부 좌측유로의 개도를 조절하는 상부 좌측템프도어와 상부 우측유로의 개도를 조절하는 상부 우측템프도어로 구성되며,
상기 하부 템프도어는 하부 좌측유로의 개도를 조절하는 하부 좌측템프도어와 하부 센터유로의 개도를 조절하는 하부 센터템프도어와 하부 우측유로의 개도를 조절하는 하부 우측템프도어로 구성되는 차량용 공조장치.
제15 항에 있어서,
상기 공조케이스의 공기유로에 도어를 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지부재를 구비하고,
상기 지지부재는, 제1 지지부재, 제2 지지부재, 제3 지지부재 및 제4 지지부재로 구성되며, 상기 하부 좌측템프도어는 제1 지지부재와 제2 지지부재 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되고, 하부 센터템프도어는 제2 지지부재와 제3 지지부재 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되며, 하부 우측템프도어는 제3 지지부재와 제4 지지부재 사이에 슬라이딩 가능하게 구비되고,
상기 제2 지지부재 및 제3 지지부재는 양측 도어의 지지부를 일정부분 겹치게 형성한 차량용 공조장치.
제15 항에 있어서,
상기 하부 좌측템프도어, 하부 센터템프도어 및 하부 우측템프도어는 폭 방향 길이가 동일하게 형성되거나,
상기 하부 좌측템프도어 및 하부 우측템프도어는 폭 방향 길이가 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
내부에 공기유로가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 공기유로에 구비되는 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
상기 공기유로는 복수개의 영역으로 분할 구획 형성되고,
상기 각 영역을 개폐하는 복수개의 도어가 구비되며,
상기 도어를 슬라이딩 가능하게 지지하는 지지부를 구비하고,
하나의 도어의 지지부는 다른 도어의 지지부와 일정부분 겹치게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.