KR101758722B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 한 쌍의 플로어 유로 사이에 뒷좌석측으로 공기를 공급하기 위한 콘솔유로를 형성하고, 플로어 도어와 콘솔 도어를 동심상에 설치하되 상기 플로어 도어를 2분할하여 서로 조립함으로써, 상기 플로어 도어와 콘솔 도어간에 조립성을 향상함과 아울러 공조 성능은 그대로 유지하면서 공조케이스의 전,후 방향 크기를 축소할 수 있게 되어 차량 실내공간을 확보할 수 있음은 물론 상기 공조케이스의 주변에 설치되는 각종 장치들의 설치공간도 확보할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 한 쌍의 플로어 유로 사이에 뒷좌석측으로 공기를 공급하기 위한 콘솔유로를 형성하고, 플로어 도어와 콘솔 도어를 동심상에 설치하되 상기 플로어 도어를 2분할하여 서로 조립하도록 구성한 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 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 자동차 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 타입(Three Piece Type)과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입(Semi-Center type)과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 대별할 수 있다.
한편, 최근에는 탑승자의 필요에 따라 차량 실내의 운전석과 조수석에 각기 다른 온도의 공기가 공급되도록 하여 개별적인 냉난방이 이루어지도록 하는 이른바 좌,우 독립 공조장치가 적용되고 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 단면도로써, 상기 공조장치(1)는, 일측에 공기유입구(11)가 형성되고 타측에는 각각 모드도어(16a,16b,16c)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(12a), 페이스 벤트(12b), 플로어 벤트(12c,12d)가 형성된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)내의 공기통로상에 순차적으로 일정간격을 두고 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와; 상기 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍장치(미도시)로 구성된다.
그리고, 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에는 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 히터코어(3)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하여 온도를 조절하도록 온도조절도어(15)가 설치된다.
아울러, 상기 모드도어(16a,16b,16c)는 해당 벤트의 개도를 조절하면서 다양한 공기 토출모드(벤트모드,바이레벨모드,플로어모드,믹스모드,디프로스트모드)를 수행하게 된다.
또한, 상기 공조케이스(10)의 내부에는 상기 히터코어(3)의 후방측 온풍통로(P2)와 격벽(17)으로 구획되는 플로어 유로(13)가 형성되는데, 상기 플로어 유로(13)는 공조케이스(10)내의 공기를 상기 플로어 벤트(12c,12d)로 안내하게 된다.
여기서, 상기 플로어 벤트(12c,12d)는 앞좌석용 플로어 벤트(12c)와 뒷좌석용 플로어 벤트(12d)로 구성되어 상기 플로어 유로(13)로부터 분기되어 있다.
그리고, 앞좌석과 뒷좌석의 온도차가 심하기 때문에 이를 해소하기 위하여 상기 플로어 유로(13) 후방측의 공조케이스(10) 외측면에는 차량 실내의 중앙부인 콘솔박스(미도시)측으로 공기의 토출을 유도하여 뒷좌석 공간으로 공조 공기를 공급하는 콘솔덕트(20)가 설치된다.
상기 콘솔덕트(20)의 일단부(입구측)는 상기 페이스 벤트(12b)와 연통되게 연결되어, 상기 페이스 벤트(12b)를 통과하는 공기 중 일부를 콘솔박스쪽으로 가이드한 후 뒷좌석 공간으로 공급하여 뒷좌석 공간을 냉,난방 하게 된다.
상기한 바와 같이 구성된 차량용 공조장치(1)에 의하면, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(15)는, 상기 냉풍통로(P1)를 개방함과 아울러 온풍통로(P2)를 폐쇄하게 된다. 이에 따라 미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 상기 냉풍통로(P1)를 통해 믹싱챔버(Mixing Chamber, MC)쪽으로 유동하게 되고, 이후 소정의 공기 토출모드(벤트모드,바이레벨모드,플로어모드,믹스모드,디프로스트모드)에 따라 모드도어(16a,16b,16c)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.
또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(15)는, 상기 냉풍통로(P1)를 폐쇄함과 아울러 온풍통로(P2)를 개방하게 된다. 이에 따라 미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 통과한 후 온풍통로(P2)를 통하여 히터코어(3)를 거치면서 히터코어(3)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 뒤, 믹싱챔버(MC)쪽으로 유동하게 되고, 이후 소정의 공기 토출모드에 따라 모드도어(16a,16b,16c)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써 차량 실내의 난방이 수행된다.
아울러, 상기 최대냉방모드 및 최대난방모드시, 상기 페이스 벤트(12b)로 공급되는 공기 중 일부는 페이스 벤트(12b)를 통해 차실내로 토출되어 앞좌석 공간을 냉,난방하게 되고, 일부는 상기 콘솔덕트(20)로 공급된 후 차실내 콘솔박스 후방측으로 토출되어 뒷좌석 공간을 냉,난방하게 된다.
한편, 최근에는 디지털 산업화가 발달됨에 따라 차량내 센터페시어 패널측에 설치되는 AV시스템의 크기가 점차 증대되고 있는 추세에 있으며, 이로인해 상기 AV시스템과 인접 설치되는 상기 공조케이스(10)의 차량 전,후방향 크기의 소형화가 요구되고 있다.
그러나, 상기 종래의 공조장치(1)는, 상기 공조케이스(10)에 형성된 플로어 유로(13)와 콘솔덕트(20)가 차량 전,후방향으로 배치됨으로써, 상기 공조케이스(10)의 차량 전,후방향 크기를 축소하기가 어려운 문제가 있고, 그렇다고 해서 상기 공조케이스(10)의 전체크기를 축소할 경우 공조 성능이 저하되는 문제가 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 한 쌍의 플로어 유로 사이에 뒷좌석측으로 공기를 공급하기 위한 콘솔유로를 형성하고, 플로어 도어와 콘솔 도어를 동심상에 설치하되 상기 플로어 도어를 2분할하여 서로 조립함으로써, 상기 플로어 도어와 콘솔 도어간에 조립성을 향상함과 아울러 공조 성능은 그대로 유지하면서 공조케이스의 전,후 방향 크기를 축소할 수 있게 되어 차량 실내공간을 확보할 수 있음은 물론 상기 공조케이스의 주변에 설치되는 각종 장치들의 설치공간도 확보할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공기유입구를 통해 유입된 공기를 토출하도록 디프로스트 벤트, 페이스 벤트, 플로어 벤트가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 내부에 각각 회전축을 통해 회전가능하게 설치되어 상기 각 벤트를 개폐하는 디프로스트 도어, 페이스 도어, 플로어 도어를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스내의 양측에 형성되어 공조케이스내의 공기를 상기 플로어 벤트로 안내함과 아울러 상기 플로어 도어에 의해 개도가 조절되는 한 쌍의 플로어 유로와, 상기 한 쌍의 플로어 유로 사이에 형성되어 뒷좌석측으로 공기를 공급하는 콘솔유로와, 상기 플로어 도어와 동심으로 설치되어 상기 콘솔유로의 입구를 개폐하는 콘솔 도어를 포함하며, 상기 플로어 도어는, 상기 한 쌍의 플로어 유로에 대응되게 분할된 두 개의 도어부가 서로 결합되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 공조케이스내의 좌,우 양측에 형성된 한 쌍의 플로어 유로 사이에 뒷좌석측으로 공기를 공급하기 위한 콘솔유로를 형성하고, 상기 플로어 도어와 콘솔 도어를 동심상에 설치하되 상기 플로어 도어를 2분할하여 서로 조립함으로써, 상기 플로어 도어와 콘솔 도어간에 조립성을 향상함과 아울러 공조 성능은 그대로 유지하면서 공조케이스의 전,후 방향 크기를 축소할 수 있다.
또한, 상기 공조케이스의 전,후 방향 크기가 축소됨으로 인해 차량 실내공간을 확보(증대)할 수 있음은 물론 상기 공조케이스의 주변에 설치되는 각종 장치들 특히 센터페시어 패널과 같은 한정된 공간에 설치되는 AV시스템 등의 설치공간도 확보할 수 있어 사용자의 편의성을 향상 할 수 있다.
그리고, 상기 플로어 도어와 콘솔 도어를 동심으로 설치함으로써, 공조케이스의 크기를 더욱 축소할 수 있다.
또한, 상기 콘솔 도어의 회전축에 상기 플로어 도어의 각 도어부의 회전축 결합부위를 육안으로 확인할 수 있도록 개구부를 형성함으로써, 콘솔 도어와 플로어 도어간에 조립성이 향상된다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 공조케이스의 내부를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 공조케이스의 내부에 플로어 도어와 콘솔 도어가 조립된 상태를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 공조케이스에 각 도어들과 연결수단, 작동수단, 캠이 조립된 상태를 나타내는 사시도,
도 7은 도 6에서 캠이 분리된 상태를 나타내는 사시도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 공조케이스의 내부에 설치된 각 도어의 회전축에 아암이 조립된 상태를 나타내는 측면도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 플로어 도어와 콘솔 도어가 조립된 상태를 나타내는 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 플로어 도어와 콘솔 도어가 분해된 상태를 나타내는 사시도,
도 11은 도 7의 A-A선 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 벤트 모드를 나타내는 단면도,
도 13은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 플로어 모드를 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 일측에 공기유입구(111)가 형성되고 타측에는 상기 공기유입구(111)로부터 유입된 공기를 토출하도록 복수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부의 공기통로상에는 냉풍통로(P1)와 온풍통로(P2)가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내부의 공기통로상에 일정간격 이격되어 설치되는 증발기(101) 및 히터코어(102)와, 상기 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 상기 히터코어(102)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(119)를 포함하여 구성된다.
상기 공조케이스(110)는 좌,우측케이스만 조립하여 구성할 수도 있고, 또는 좌,우측케이스와, 상기 좌,우측케이스의 하부에 별도의 하부케이스(미도시)를 조립하여 구성할 수도 있다.
또한, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에는 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍장치(미도시)가 설치된다.
그리고, 상기 공조케이스(110)의 출구측에 형성된 복수의 공기토출구는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(113)와, 앞좌석 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(114)와, 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(115,116)가 형성된다.
상기 페이스 벤트(114)는 차량 실내의 중앙측과 양측으로 각각 공기를 분할하여 토출할 수 있도록 센터벤트(114a)와, 사이드벤트(114b)로 분할 형성된다.
상기 센터벤트(114a)와 사이드벤트(114b)는 상기 페이스 벤트(114)의 내측에 형성되는 복수개의 분할벽(114c)에 의해 분할되며, 이때, 상기 센터벤트(114a)는 페이스 벤트(114)의 중앙측에 위치하고 상기 사이드벤트(114b)는 상기 센터벤트(114a)의 양측에 위치하게 된다.
또한, 상기 플로어 벤트(115,116)는, 앞좌석 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 앞좌석용 플로어 벤트(115)와, 뒷좌석 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 뒷좌석용 플로어 벤트(116)로 구성되며, 후술하는 플로어 유로(117)로부터 각각 분기된다.
여기서, 상기 앞좌석용 플로어 벤트(115)는 상기 공조케이스(110)의 좌,우 양측(차량 폭방향 양측)에 각각 형성되고, 상기 뒷좌석용 플로어 벤트(116)도 공조케이스(110)의 좌,우 양측에 각각 형성된다.
그리고, 상기 공조케이스(110)의 내부에는 상기 디프로스트 벤트(113)를 개폐하는 디프로스트 도어(130), 상기 페이스 벤트(114)를 개폐하는 페이스 도어(140), 상기 플로어 벤트(115,116)를 개폐하는 플로어 도어(150)가 각각 회전가능하게 설치된다.
또한, 상기 공조케이스(110)내의 양측에는 공조케이스(110)내의 공기를 상기 플로어 벤트(115,116)로 안내하도록 한 쌍의 플로어 유로(117)가 형성되고, 상기 한 쌍의 플로어 유로(117) 사이에는 뒷좌석측으로 공기를 공급할 수 있도록 콘솔유로(120)가 형성된다.
상기 한 쌍의 플로어 유로(117)는 상기 공조케이스(110)내의 좌,우 양측(차량 폭방향 양측)에 서로 일정간격 이격되어 형성되며, 상기 공조케이스(110)의 좌,우 양측에 형성된 플로어 벤트(115,116)와 연통되게 된다.
이러한, 상기 한 쌍의 플로어 유로(117)와 상기 콘솔유로(120)는 차량 폭방향으로 동일선상에 형성된다.
그리고, 상기 한 쌍의 플로어 유로(117)와 상기 콘솔유로(120)의 사이에는 한 쌍의 플로어 유로(117)와 콘솔유로(120)를 구획하도록 구획벽(118)이 형성된다.
또한, 상기 콘솔유로(120)는 상기 페이스 벤트(114)의 센터벤트(114a)와 차량 폭방향으로 동일 폭을 갖도록 형성된다.
아울러, 상기 한 쌍의 플로어 유로(117) 및 상기 콘솔유로(120)는 상기 히터코어(102)의 후방측 온풍통로(P2)와 격벽(112)에 의해 구획된다.
한편, 상기 콘솔유로(120)의 출구는 차량 실내의 중앙부인 콘솔박스(미도시)측과 덕트(미도시)를 통해 연통되게 연결된다. 따라서, 상기 콘솔유로(120)를 통과한 공기를 상기 콘솔박스측으로 유도하여 뒷좌석 공간으로 공급함으로써, 뒷좌석 공간을 냉,난방 하게 된다.
그리고, 상기 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150), 후술하는 콘솔 도어(160)는, 상기 공조케이스(110)내의 양측면에 회전 가능하게 설치되는 회전축을 중심으로 그 양측에 각각 플레이트를 형성한 센터 피봇(Center Pivot)타입 도어이다.
여기서, 상기 페이스 도어(140)의 회전축(141)은 상기 페이스 벤트(114)의 하부에 페이스 벤트(114)를 가로질러 설치되되, 그 양단부가 공조케이스(110)의 양측면에 회전 가능하게 설치된다.
이러한 상기 페이스 도어(140)는, 상기 회전축(141)의 축방향 중앙에 형성되어 상기 센터벤트(114a)를 개폐하는 센터도어부(142)와, 상기 회전축(141)의 센터도어부(142) 양측에 형성되어 상기 사이드벤트(114b)를 개폐하는 사이드도어부(143)로 구성된다.
또한, 상기 페이스 도어(140)의 사이드도어부(143)는 항시 일부 공기가 사이드벤트(114b)를 통해 차실내로 토출되게 하여 탑승자의 필링(Feeling)성을 개선할 수 있도록 사이드벤트(114b)의 단면적 보다 작게 형성된다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150), 콘솔 도어(160)에는 실링성을 향상하도록 실링부재가 구비될 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 상기 플로어 도어(150)와 동심으로 설치되되 개별 작동 가능하게 설치되어 상기 콘솔유로(120)의 입구를 개폐하는 콘솔 도어(160)가 구비된다.
즉, 상기 플로어 도어(150)와 콘솔 도어(160)는 동심으로 조립된 상태에서 상기 공조케이스(110) 내부의 양측면에 회전 가능하게 결합된다.
상기 플로어 도어(150)는, 상기 한 쌍의 플로어 유로(117)에 대응되게 분할된 두개의 도어부(152)가 서로 결합되어 이루어진다.
좀더 상세히 설명하면, 상기 플로어 도어(150)는, 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 내부에 회전 가능하게 삽입 설치됨과 아울러 축방향으로 2분할된 회전축(151)과, 상기 2분할된 회전축(151)의 외주면에 각각 반경방향으로 연장 형성되어 상기 한 쌍의 플로어 유로(117)를 개폐하는 두 개의 도어부(152)로 구성된다.
즉, 축방향으로 2분할된 두 개 도어부(152)의 회전축(151)이 서로 결합되어 상기 하나의 플로어 도어(150)를 구성하게 되는 것이다.
이때, 상기 두 개 도어부(152)의 각 회전축(151)은 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 내부로 삽입되어 서로 결합되는 것이다.
또한, 상기 두 개 도어부(152)의 각 회전축(151)에는 서로 결합될 수 있도록 일측 회전축(151)의 단부에는 돌출부(153)가 형성되고, 타측 회전축(151)의 단부에는 상기 돌출부(153)가 삽입 결합되는 홈부(154)가 형성된다.
이때, 상기 돌출부(153)와 홈부(154)의 결합면에는 미끄럼을 방지하는 구조가 형성되어 있으며, 도면에서는 돌출부(153)의 외주면 및 홈부(154)의 내주면에 요철 구조를 형성하였다.
그리고, 상기 콘솔 도어(160)는, 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151)에 회전 가능하게 설치되도록 중공 형태로 형성되는 회전축(161)과, 상기 회전축(161)의 외주면에 반경방향으로 연장 형성되되 상기 플로어 도어(150)의 두 도어부(152) 사이에 배치되어 상기 콘솔유로(120)의 입구를 개폐하는 콘솔 도어부(162)로 구성된다.
여기서, 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)은 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151) 외주면에 결합된다.
또한, 콘솔 도어(160)의 회전축(161)에는, 상기 플로어 도어(150)의 각 도어부(152)의 회전축(151) 결합부위를 육안으로 확인할 수 있도록 개구부(164)가 관통 형성된다.
상기 개구부(164)는 상기 각 도어부(152)의 회전축(151)이 결합되는 위치에 형성된다.
즉, 상기 플로어 도어(150)의 각 도어부(152) 회전축(151)이 상기 콘솔 도어(160)의 중공 회전축(161) 내부에서 서로 조립되기 때문에, 조립성을 향상함은 물론 정상적으로 조립되었는지 육안으로 확인하기 위해 상기 개구부(164)가 필요한 것이다.
아울러, 상기 개구부(164)를 형성함으로써, 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 내부로 삽입되는 상기 플로어 도어(150)의 2분할된 회전축(151)을 신속하게 조립할 수 있다.
그리고, 상기 플로어 도어(150)의 각 도어부(152)는, 상기 콘솔 도어(160)의 콘솔 도어부(162) 양측에 배치되고, 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)은, 양단부가 상기 각 도어부(152)와 중첩되게 연장 형성된다.
또한, 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 양단부에는, 상기 플로어 도어(150)의 각 도어부(152)가 축방향으로 삽입되도록 살빼기부(163)가 형성된다. 상기 살빼기부(163)는 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 일정영역을 절개하여 형성된다.
이때, 상기 플로어 도어(150)에 대해 상기 콘솔 도어(160)가 일정각도로 회전 작동할 수 있도록, 상기 살빼기부(163)는 회전축(161)의 원주방향으로 상기 콘솔 도어(160)의 최대 작동각 보다 크거나 같게 형성되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 살빼기부(163)는, 상기 플로어 도어(150)와 콘솔 도어(160)가 동심상에 설치된 상태에서 각 도어가 회전 작동하더라도 서로간에 간섭이 발생하지 않도록 하게 된다.
이때, 상기 살빼기부(163)의 축방향 길이는 상기 플로어 도어(150)의 도어부(152) 축방향 길이 보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 동심상에 조립된 플로어 도어(150) 및 콘솔 도어(160)의 회전축(151)(161)은, 상기 한 쌍의 플로어 유로(117) 및 콘솔 유로(120)를 가로질러 설치되고, 이때 상기 플로어 도어(150) 및 콘솔 도어(160)의 각 회전축(151)(161) 일단부는 상기 공조케이스(110)의 일측면을 관통하여 후술하는 플로어 아암(230) 및 콘솔 아암(320)과 각각 결합된다.
상기한 플로어 도어(150)는, 상기 서로 결합된 두 개의 도어부(152)가 상기 한 쌍의 플로어 유로(117)내에서 일정각도 회전하면서 한 쌍의 플로어 유로(117)의 개도를 조절하는 것에 의해 상기 플로어 벤트(115,116)를 개폐하게 되고,
상기 콘솔 도어(160)는, 상기 콘솔 도어부(162)가 상기 콘솔 유로(120)내에서 일정각도 회전하면서 콘솔 유로(120)의 개도를 조절하게 된다.
그리고, 상기 공조케이스(110)의 외측면에는 상기 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150)를 각각 작동시키도록 연결수단(205,206,207)과, 캠(200)과, 엑츄에이터(미도시)가 설치된다.
먼저, 상기 엑츄에이터는 상기 공조케이스(110)의 외측면에 설치되어 상기 캠(200)을 회전 구동시키게 된다.
이때, 상기 엑츄에이터는 상기 캠(200)의 외측방향에 중첩되게 배치되어 캠(200)의 회전 중심과 연결된다.
아울러, 상기 엑츄에이터에는 브라켓(미도시)이 구비되어 상기 공조케이스(110)의 외측면에 볼트 결합된다.
상기 연결수단(205,206,207)은, 상기 공조케이스(110)와 상기 캠(200)의 사이에 위치하면서 상기 공조케이스(110)의 외측면에 회전가능하게 설치되어, 상기 캠(200)과 상기 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150)의 각 회전축(131,141,151)을 연결하게 된다. 물론, 상기 캠(200)은 후술하는 작동수단(300)을 통해 콘솔 도어(160)의 회전축(161)과도 연결된다.
이러한 상기 연결수단(205,206,207)은, 아암과 레버로 구성될 수도 있고, 레버를 생략하고 아암으로만 구성될 수도 있다.
즉, 상기 캠(200)과 디프로스트 도어(130)의 회전축(131)을 연결하는 연결수단(205)은, 디프로스트 아암(210)으로만 구성되고,
상기 캠(200)과 페이스 도어(140)의 회전축(141)을 연결하는 연결수단(206) 역시, 페이스 아암(220)으로만 구성되며,
상기 캠(200)과 플로어 도어(150)의 회전축(151)을 연결하는 연결수단(207)은, 플로어 아암(230)과 플로어 레버(240)로 구성된다.
여기서, 상기 캠(200)과 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151)을 연결하는 연결수단(207)을 일예로 설명하면, 상기 플로어 아암(230)은, 상기 공조케이스(110)의 외측에서 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151)과 결합됨과 아울러 일단부에 홈부(231)가 형성된다.
상기 플로어 레버(240)는, 상기 공조케이스(110)의 외측면에 회전가능하게 설치됨과 아울러 회전중심으로부터 일정간격 이격된 위치에 2개의 핀(241,242)이 서로 일정각도 이격되게 형성되어, 1개 핀(241)은 상기 플로어 아암(230)의 홈부(231)에 삽입되고 다른 1개 핀은 상기 캠(200)의 슬롯(203)에 삽입된다.
이러한 상기 플로어 레버(240)는, 상기 캠(200)과 플로어 아암(230)의 사이에서 상기 공조케이스(110)의 외측면에 회전가능하게 설치되어 상기 캠(200)으로부터 전달받은 회전력을 상기 플로어 아암(230)에 전달하는 역할을 하게 된다.
한편, 상기 디프로스트 아암(210)은 상기 디프로스트 도어(130)의 회전축(131)과 결합됨과 아울러 일단부에는 상기 캠(200)의 다른 슬롯(201)에 삽입되도록 1개의 핀(211)이 형성되고, 상기 페이스 아암(220)은 상기 페이스 도어(140)의 회전축(141)과 결합됨과 아울러 일단부에는 상기 캠(200)의 또 다른 슬롯(202)에 삽입되도록 1개의 핀(221)이 형성된다.
그리고, 상기 캠(200)은, 상기 공조케이스(110)의 외측면에 회전가능하게 결합됨과 아울러 상기 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150)의 각 회전축(131,141,151)과 상기 연결수단(205,206,207)을 통해 연결되되 상기 연결수단(205,206,207)에 대해 캠운동시키는 복수개의 슬롯(201,202,203)이 형성되어 있다.
상기 복수개의 슬롯(201,202,203)은 도어의 수에 대응하여 형성된다.
여기서, 상기 복수개의 슬롯(201,202,203)들은 각각 복수개의 구간을 가지며, 각 구간은 캠(200)의 회전중심으로부터의 반경이 증가 또는 감소되면서 일정 경사도를 가지도록 형성된 구간이 있고, 또는 캠(200)의 회전중심으로부터의 반경 변화가 없는 구간이 있다.
이로인해, 상기 슬롯(201,202,203)을 따라 슬라이딩 이동하는 상기 핀(211,221,242)이 상기 슬롯(201,202,203)의 각 구간을 지나갈 때, 일정 경사도를 가진 구간에서는 해당 도어가 작동하면서 도어의 작동각이 변하게 되고, 반경 변화가 없는 구간에서는 해당 도어가 정지된 상태로 있게 된다.
이처럼, 상기 캠(200)이 일정각도씩 회전하게 되면, 캠(200)의 각 슬롯(201,202,203)을 따라 상기 핀(211,221,242)이 이동하게 되고, 이 때 상기 각 슬롯(201,202,203)의 구간별 형상에 따라 상기 연결수단(205,206,207)으로 연결된 각 도어의 작동각이 변하게 되면서 해당 벤트의 개도를 조절하여 다양한 공기토출모드를 구현하게 되는 것이다.
상기 공기토출모드는, 페이스 모드와, 바이레벨 모드와, 플로어 모드와, 믹스 모드와, 디프로스트 모드로 이루어진다.
그리고, 상기 캠(200)과 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 사이에는 상기 캠(200)의 회전력을 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)에 전달하여 콘솔 도어(160)를 작동시키는 작동수단(300)이 구비된다.
상기 작동수단(300)은, 도 6 내지 도 8과 같이, 상기 공조케이스(110)의 외측에서 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)과 연결 결합됨과 아울러 일단부에 홈부(321)가 형성된 콘솔 아암(320)과, 상기 페이스 도어(140)의 회전축(141)과 상기 캠(200)을 연결하는 연결수단(206)으로부터 연장 형성됨과 아울러 일단부에는 상기 콘솔 아암(320)의 홈부(321)로 삽입되는 핀(311)이 형성된 페이스 연결암(310)으로 이루어져, 상기 캠(200)의 회전시 상기 페이스 도어(140)측 연결수단(206)과 연동하는 상기 페이스 연결암(310) 및 콘솔 아암(320)을 통해 상기 콘솔 도어(160)를 작동시키게 된다.
여기서, 상기 페이스 연결암(310)은 상기 페이스 도어(140)의 회전축(141)과 결합된 페이스 아암(220)으로부터 일체로 형성되되 반경방향으로 일정길이 연장되고, 끝단부에 구비된 핀(311)을 통해 상기 콘솔 아암(320)의 홈부(321)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다.
또한, 상기 플로어 아암(230)과 상기 콘솔 아암(320)은 동심상에 설치되되, 상기 공조케이스(110)의 외측면으로부터 콘솔 아암(320), 플로어 아암(230) 순으로 설치된다.
아울러, 상기 콘솔 아암(320)은 상기 공조케이스(110)의 외측면을 관통한 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 일단부와 연결되고, 상기 플로어 아암(230)은 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 내부를 관통한 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151) 일단부와 결합된다.
이러한 상기 작동수단(300)은, 상기 캠(200)의 작동으로 상기 페이스 도어(140)가 작동하는 경우에만 상기 콘솔 도어(160)를 동시에 작동시키는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 페이스 도어(140)를 작동시키기 위해 상기 캠(200)이 회전하게 되면, 상기 페이스 아암(220)이 일정각도 회전하게 되고, 상기 페이스 아암(220)에 일체로 형성된 상기 페이스 연결암(310)도 함께 일정각도 회전하게 된다.
이로인해, 상기 페이스 연결암(310)과 연결된 상기 콘솔 아암(320)이 연동하여 일정각도 회전하게 되고, 결국 콘솔 아암(320)과 연결된 상기 콘솔 도어(160)가 작동하게 되는 것이다.
다시말해, 상기 페이스 도어(140)가 페이스 벤트(114)를 개방하게 되면, 이와 연동하는 상기 콘솔 도어(160)가 상기 콘솔유로(120)의 입구를 개방하게 되고, 상기 페이스 도어(140)가 페이스 벤트(114)를 폐쇄하게 되면, 상기 콘솔 도어(160)도 상기 콘솔유로(120)의 입구를 폐쇄하게 된다.
한편, 상기 캠에 형성된 3개의 슬롯 외에 추가로 콘솔 도어(160)를 독립적으로 작동시키기 위한 별도의 슬롯(미도시)을 형성한 후, 상기 슬롯에 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)에 결합된 콘솔 아암(320)을 연결할 수도 있다. 이 경우, 상기 콘솔 도어(160)를 다른 도어들에 관계없이 독립적으로 작동시킬 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명은, 상기 공조케이스(110)내의 좌,우 양측에 형성된 한 쌍의 플로어 유로(117) 사이에 뒷좌석측으로 공기를 공급하기 위한 콘솔유로(120)를 형성하고, 상기 플로어 도어(150)와 콘솔 도어(160)를 동심상에 설치하되 상기 플로어 도어(150)를 2분할하여 서로 조립함으로써, 상기 플로어 도어(150)와 콘솔 도어(160)간에 조립성을 향상함과 아울러 공조 성능은 그대로 유지하면서 공조케이스(110)의 전,후 방향 크기를 축소할 수 있다.
또한, 상기 공조케이스(110)의 전,후 방향 크기가 축소됨으로 인해 차량 실내공간을 확보(증대)할 수 있음은 물론 상기 공조케이스(110)의 주변에 설치되는 각종 장치들 특히 센터페시어 패널과 같은 한정된 공간에 설치되는 AV시스템 등의 설치공간도 확보할 수 있어 사용자의 편의성을 향상 할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 하며, 편의상 최대 냉방시를 일예로 설명하기로 한다.
미도시된 송풍장치에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(101)를 거치면서 냉풍으로 바뀐 뒤, 온도조절도어(119)에 의해 히터코어(102)를 바이패스하여 믹싱챔버(MC)로 유동하게 된다.
이후, 상기 믹싱챔버(MC)로 유동한 공기는 공기토출모드(벤트 모드, 바이레벨 모드, 플로어 모드, 믹스 모드, 디프로스트 모드)에 따라 상기 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150)에 의해 개방된 특정 벤트를 통해 토출되어 차실내로 공급됨으로서, 차실내를 냉방하게 된다.
그리고, 공기토출모드 중 상기 콘솔유로(120)가 개방되는 벤트 모드와, 상기 플로어 유로(117)가 개방되는 플로어 모드에 대해서 간략히 설명하면,
상기 벤트 모드시에는, 도 12와 같이, 상기 디프로스트 도어(130)가 디프로스트 벤트(113)를 폐쇄하고, 상기 플로어 도어(150)는 플로어 벤트(115,116)를 폐쇄하며, 상기 페이스 도어(140)는 페이스 벤트(114)를 개방하게 된다.
이때, 상기 페이스 도어(140)가 페이스 벤트(114)를 개방하도록 회전 작동하게 되면, 상기 페이스 도어(140)의 페이스 아암(220)측에 형성된 페이스 연결암(310)이 상기 콘솔 도어(160)의 콘솔 아암(320)을 동시에 회전 작동시키게 되고, 이로인해 상기 콘솔 도어(160)가 콘솔유로(120)의 입구를 개방하게 된다.
다시말해, 상기 벤트 모드시에는 상기 페이스 벤트(114)와 상기 콘솔유로(120)의 입구가 개방되어, 상기 증발기(101)를 통과한 냉풍 중 일부는 상기 페이스 벤트(114)를 통해 앞좌석 탑승자의 얼굴쪽으로 토출되고, 일부는 상기 콘솔유로(120)를 통해 뒷좌석 탑승자의 얼굴쪽으로 토출되어, 앞좌석과 뒷좌석을 냉방하게 된다.
상기 플로어 모드시에는, 도 13과 같이, 상기 디프로스트 도어(130)가 디프로스트 벤트(113)를 폐쇄하고, 상기 페이스 도어(140)는 페이스 벤트(114)를 폐쇄하며, 상기 플로어 도어(150)는 플로어 유로(117)를 개방하여 플로어 벤트(115,116)를 개방하게 된다.
이때, 상기 페이스 도어(140)가 페이스 벤트(114)를 폐쇄하도록 회전 작동하게 되면, 상기 페이스 도어(140)의 페이스 아암(220)측에 형성된 페이스 연결암(310)이 상기 콘솔 도어(160)의 콘솔 아암(320)을 동시에 회전 작동시키게 되고, 이로인해 상기 콘솔 도어(160)가 콘솔유로(120)의 입구를 폐쇄하게 된다.
다시말해, 상기 플로어 모드시에는 상기 플로어 유로(117)의 개방에 의해 상기 플로어 벤트(115,116)만 개방되어, 상기 증발기(101)를 통과한 냉풍이 상기 플로어 유로(117)로 유동하게 되고, 상기 플로어 유로(117)로 유동한 냉풍 중 일부는 상기 앞좌석용 플로어 벤트(115)를 통해 앞좌석 탑승자의 발쪽으로 토출되고, 일부는 상기 뒷좌석용 플로어 벤트(116)를 통해 뒷좌석 탑승자의 발쪽으로 토출되어, 앞좌석과 뒷좌석을 냉방하게 된다.
한편, 상기에서 설명한 벤트 모드와 플로어 모드 외에도 더욱 다양한 공기 토출모드(바이레벨 모드, 믹스 모드, 디프로스트 모드)를 수행할 수 있으며, 이러한 공기 토출모드는 공지된 것이므로 설명은 생략한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 한 쌍의 플로어 유로(117) 사이에 콘솔유로(120)를 형성하고, 상기 플로어 도어(150)와 콘솔 도어(160)를 동심상에 설치하되 상기 플로어 도어(150)를 2분할하여 서로 조립함과 아울러 상기 캠(200)의 회전시 상기 콘솔 도어(160)가 페이스 도어(140)와 연동하여 작동하도록 한 구성을 세미 센터 타입 공조장치에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고, 센터마운팅 타입 공조장치, 쓰리 피스 타입 공조장치, 좌,우 독립 공조장치 등 모든 공조장치에 동일한 방법으로 적용할 수 있으며 동일한 효과를 얻을 수 있다.
100: 공조장치 101: 증발기
102: 히터코어 110: 공조케이스
111: 공기유입구 112: 격벽
113: 디프로스트 벤트 114: 페이스 벤트
114a: 센터벤트 114b: 사이드벤트
115,116: 플로어 벤트 117: 플로어 유로
118: 구획벽 119: 온도조절도어
120: 콘솔유로
130: 디프로스트 도어 140: 페이스 도어
142: 센터도어부 143: 사이드도어부
150: 플로어 도어 151,161: 회전축
152: 도어부 160: 콘솔 도어
162: 콘솔 도어부 163: 살빼기부
164: 개구부 200: 캠
201,202,203: 슬롯
205,206,207: 연결수단 210: 디프로스트 아암
220: 페이스 아암 230: 플로어 아암
240: 플로어 레버 300: 작동수단
310: 페이스 연결암 320: 콘솔 아암

Claims (11)

  1. 공기유입구(111)를 통해 유입된 공기를 토출하도록 디프로스트 벤트(113), 페이스 벤트(114), 플로어 벤트(115,116)가 형성된 공조케이스(110)와,
    상기 공조케이스(110)의 내부에 각각 회전축을 통해 회전가능하게 설치되어 상기 각 벤트를 개폐하는 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공조케이스(110)내의 양측에 형성되어 공조케이스(110)내의 공기를 상기 플로어 벤트(115,116)로 안내함과 아울러 상기 플로어 도어(150)에 의해 개도가 조절되는 한 쌍의 플로어 유로(117)와,
    상기 한 쌍의 플로어 유로(117) 사이에 형성되어 뒷좌석측으로 공기를 공급하는 콘솔유로(120)와,
    상기 플로어 도어(150)와 동심으로 설치되어 상기 콘솔유로(120)의 입구를 개폐하는 콘솔 도어(160)를 포함하며,
    상기 플로어 도어(150)는, 상기 한 쌍의 플로어 유로(117)에 대응되게 분할된 두 개의 도어부(152)가 서로 결합되어 이루어지고,
    상기 콘솔 도어(160)는, 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151)에 회전 가능하게 설치되도록 중공 형태의 회전축(161)을 구비하고,
    상기 플로어 도어(150)는, 상기 각 도어부(152)의 회전축(151)이 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 내부로 삽입되어 서로 결합되고,
    상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)에는, 상기 각 도어부(152)의 회전축(151) 결합부위를 육안으로 확인할 수 있도록 개구부(164)가 형성되는 차량용 공조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 공기유입구(111)를 통해 유입된 공기를 토출하도록 디프로스트 벤트(113), 페이스 벤트(114), 플로어 벤트(115,116)가 형성된 공조케이스(110)와,
    상기 공조케이스(110)의 내부에 각각 회전축을 통해 회전가능하게 설치되어 상기 각 벤트를 개폐하는 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150)를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공조케이스(110)내의 양측에 형성되어 공조케이스(110)내의 공기를 상기 플로어 벤트(115,116)로 안내함과 아울러 상기 플로어 도어(150)에 의해 개도가 조절되는 한 쌍의 플로어 유로(117)와,
    상기 한 쌍의 플로어 유로(117) 사이에 형성되어 뒷좌석측으로 공기를 공급하는 콘솔유로(120)와,
    상기 플로어 도어(150)와 동심으로 설치되어 상기 콘솔유로(120)의 입구를 개폐하는 콘솔 도어(160)를 포함하며,
    상기 플로어 도어(150)는, 상기 한 쌍의 플로어 유로(117)에 대응되게 분할된 두 개의 도어부(152)가 서로 결합되어 이루어지고,
    상기 콘솔 도어(160)는, 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151)에 회전 가능하게 설치되도록 중공 형태의 회전축(161)을 구비하고,
    상기 플로어 도어(150)는, 상기 각 도어부(152)의 회전축(151)이 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 내부로 삽입되어 서로 결합되고,
    상기 플로어 도어(150)의 각 도어부(152)는, 상기 콘솔 도어(160)의 양측에 배치되고,
    상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)은, 양단부가 상기 각 도어부(152)와 중첩되게 연장 형성되되, 상기 각 도어부(152)가 축방향으로 삽입되도록 살빼기부(163)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플로어 도어(150)에 대해 상기 콘솔 도어(160)가 일정각도로 회전 작동할 수 있도록, 상기 살빼기부(163)는 원주방향으로 상기 콘솔 도어(160)의 최대 작동각 보다 크거나 같게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 한 쌍의 플로어 유로(117)와 상기 콘솔유로(120)는 동일선상에 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 플로어 유로(117)와 상기 콘솔유로(120)의 사이에는 한 쌍의 플로어 유로(117)와 콘솔유로(120)를 구획하도록 구획벽(118)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 공조케이스(110)의 외측면에는, 상기 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150)의 각 회전축과 연결수단(205,206,207)을 통해 연결되되 상기 연결수단(205,206,207)에 대해 캠운동시키는 복수개의 슬롯(201,202,203)을 구비하여 공기토출모드에 따라 일정각도씩 회전하면서 상기 디프로스트 도어(130), 페이스 도어(140), 플로어 도어(150)를 작동시키는 캠(200)이 설치되고,
    상기 캠(200)과 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 사이에는 상기 캠(200)의 회전력을 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)에 전달하여 콘솔 도어(160)를 작동시키는 작동수단(300)이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 작동수단(300)은, 상기 공조케이스(110)의 외측에서 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161)과 연결됨과 아울러 일단부에 홈부(321)가 형성된 콘솔 아암(320)과,
    상기 페이스 도어(140)의 회전축(141)과 상기 캠(200)을 연결하는 연결수단(206)으로부터 연장 형성됨과 아울러 일단부에는 상기 콘솔 아암(320)의 홈부(321)로 삽입되는 핀(311)이 형성된 페이스 연결암(310)으로 이루어져,
    상기 캠(200)의 회전시 상기 페이스 도어(140)측 연결수단(206)과 연동하는 상기 페이스 연결암(310) 및 콘솔 아암(320)을 통해 상기 콘솔 도어(160)를 작동시키도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 캠(200)과 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151)을 연결하는 연결수단(207)은, 상기 공조케이스(110)의 외측에서 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151)과 결합됨과 아울러 일단부에 홈부(231)가 형성된 플로어 아암(230)과,
    상기 공조케이스(110)의 외측면에 회전가능하게 설치됨과 아울러 2개의 핀(241,242)이 서로 일정각도 이격된 위치에 형성되어, 1개 핀(241)은 상기 플로어 아암(230)의 홈부(231)에 삽입되고 다른 1개 핀(242)은 상기 캠(200)의 슬롯(203)에 삽입되는 플로어 레버(240)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 플로어 아암(230)과 상기 콘솔 아암(320)은 동심상에 설치되되, 상기 공조케이스(110)의 외측면으로부터 콘솔 아암(320), 플로어 아암(230) 순으로 설치됨과 아울러 상기 콘솔 아암(320)은 상기 공조케이스(110)의 외측면을 관통한 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 일단부와 연결되고, 상기 플로어 아암(230)은 상기 콘솔 도어(160)의 회전축(161) 내부를 관통한 상기 플로어 도어(150)의 회전축(151) 일단부와 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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