KR102140633B1

KR102140633B1 - 차량용 hvac 모듈

Info

Publication number: KR102140633B1
Application number: KR1020180117333A
Authority: KR
Inventors: 정재호; 김진화; 박상문
Original assignee: 에스트라오토모티브시스템 주식회사
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2020-08-03
Also published as: KR20200037940A

Abstract

HVAC 모듈은 외부 공기의 유입을 위한 외부 공기 인렛 및 승객실 내부 공기의 유입을 위한 내부 공기 인렛을 구비하는 케이스, 그리고 상기 케이스에 로터리 방식으로 작동하도록 설치되며 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛을 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성되는 에어 인렛 도어를 포함한다. 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛은 원주 방향을 따라 배열되고, 상기 에어 인렛 도어는 회전축을 중심으로 회전하며 회전 위치에 따라 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛을 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성되는 폐쇄벽을 포함한다. 상기 폐쇄벽은 상기 외부 공기 인렛을 폐쇄할 수 있는 제1 폐쇄부 및 상기 내부 공기 인렛을 폐쇄할 수 있는 제2 폐쇄부를 포함하고, 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부는 원주 방향을 따라 인접하게 배치된다. 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부는 상기 회전축을 중심으로 각각 호 형상을 가지되 서로 마주하는 내측 단부로 갈수록 반경이 점차 커지도록 형성된다.

Description

차량용 HVAC 모듈{HVAC module for vehicles}

본 발명은 차량의 공기 조화 장치를 구성하는 HVAC 모듈에 관한 것이다.

HVAC 모듈은 차량의 승객실 내로 온풍 또는 냉풍을 공급할 수 있도록 구성되며, HVAC 하우징과 그 내부에 배치되는 증발기 코어(evaporator core) 및 히터 코어(heater core)를 구비한다. 공기가 증발기 코어나 히터 코어를 지나면서 냉각되거나 가열된 후 전방 윈도우, 승객의 얼굴, 바닥 등을 향하는 벤트 홀을 통해 승객실 내로 공급된다.

일반적으로 이러한 HVAC 모듈은 승객실 내의 내부 공기 또는 차량 외부의 외부 공기를 선택적으로 또는 혼합적으로 흡입하여 온도 조절을 한 후 승객실 내로 공급할 수 있도록 구성된다. 이를 위해 HVAC 모듈은 내부 공기가 유입되는 내부 공기 인렛과 외부 공기가 유입되는 외부 공기 인렛을 각각 구비하며, 내부 공기와 외부 공기의 흐름을 차단하거나 허용하기 위한 공기 흐름 조절 수단을 구비한다. 통상적으로 공기 흐름 조절 수단은 공기 통로를 개폐할 수 있는 도어(door)로 구현된다. 기존에 외팔보 형태의 도어 로터리(rotary) 방식의 도어가 소개되었다. 외팔보 형태의 도어는 주행풍의 압력으로 인해 큰 작동력을 필요로 하는 단점이 있었고, 로터리 방식의 도어는 도어 중심축 근처에서의 실링(sealing)이 까다로운 문제가 있었다. 특히 여러 구성요소가 HVAC 모듈의 HVAC 하우징 내에 모두 배치되는 올인원(all-in-one) 타입의 경우 형태 구성이 어려운 문제가 있었다.

미국 등록특허 US9,221,318 (2015.12.29. 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 개선된 씰링 특성을 가지며 작은 작동력에 의해 구동될 수 있는 로터리 방식의 도어를 가지는 HVAC 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 HVAC 모듈은 외부 공기의 유입을 위한 외부 공기 인렛 및 승객실 내부 공기의 유입을 위한 내부 공기 인렛을 구비하는 케이스, 그리고 상기 케이스에 로터리 방식으로 작동하도록 설치되며 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛을 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성되는 에어 인렛 도어를 포함한다. 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛은 원주 방향을 따라 배열되고, 상기 에어 인렛 도어는 회전축을 중심으로 회전하며 회전 위치에 따라 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛을 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성되는 폐쇄벽을 포함한다. 상기 폐쇄벽은 상기 외부 공기 인렛을 폐쇄할 수 있는 제1 폐쇄부 및 상기 내부 공기 인렛을 폐쇄할 수 있는 제2 폐쇄부를 포함하고, 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부는 원주 방향을 따라 인접하게 배치된다. 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부는 상기 회전축을 중심으로 각각 호 형상을 가지되 서로 마주하는 내측 단부로 갈수록 반경이 점차 커지도록 형성된다.

상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛은 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부의 호 형상에 대응하는 형상을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부는 공기 씰링을 위해 가장자리의 적어도 일부에서 반경방향 외측으로 돌출되어 형성되는 씰링부를 각각 포함할 수 있다.

상기 씰링부는 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부의 폭 방향 가장자리에 구비되는 폭 방향 씰링부, 그리고 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부의 서로 마주하는 내측 단부에 구비되는 회전 방향 씰링부를 포함할 수 있다.

상기 케이스는 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛 사이에 배치되며 상기 폐쇄벽의 회전 시에 상기 회전 방향 씰링부가 회전하는 공간을 형성하는 회전 공간을 구비할 수 있으며, 상기 회전 방향 씰링부는 상기 회전 공간의 양측 단을 구획하는 상기 케이스의 걸림턱에 걸릴 수 있도록 구성되어 상기 에어 인렛 도어의 회전 범위를 제한하는 스톱퍼로 작용할 수 있다.

상기 케이스는 상기 폐쇄벽의 반대 측에 위치하는 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛 사이의 공간에 냉각이 필요한 전장 제품이 설치될 수 있도록 형성되는 거치부를 구비할 수 있다.

본 발명에 의하면, 에어 인렛 도어의 회전 시에 외부 공기 인렛 및 내부 공기 인렛과 접촉하지 않도록 형성되기 때문에, 마찰이 최소화되어 에어 인렛 도어를 회전시키기 위해 필요한 동력이 최소화될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 모듈의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 모듈의 에어 인렛 도어의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 모듈의 에어 인렛 도어가 외부 공기 인렛을 폐쇄하는 위치로 회전한 상태를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 모듈의 에어 인렛 도어가 내부 공기 인렛을 폐쇄하는 위치로 회전한 상태를 보여주는 단면도이다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 모듈은 케이스(10)와 에어 인렛 도어(20)를 포함한다. HVAC 모듈은 승객실 내의 내부 공기 또는 차량 외부의 외부 공기가 유입되도록 한 후 냉각 또는 가열하여 승객실 내로 공급되도록 한다. 도 1을 참조하면, 케이스(10)는 외부 공기의 유입을 위한 외부 공기 인렛(11)와 승객실 내의 내부 공기의 유입을 위한 내부 공기 인렛(12)을 포함하며, 에어 인렛 도어(20)는 로터리 방식으로 작동하도록 케이스(10)에 설치된다.

도 1을 참조하면, 외부 공기 인렛(11)과 내부 공기 인렛(12)은 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 배열될 수 있으며, 에어 인렛 도어(20)는 외부 공기 인렛(11)와 내부 공기 인렛(12)이 합류되는 지점에 배치되어 그 회전에 따라 외부 공기 인렛(11)과 내부 공기 인렛(12)을 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성될 수 있다. 이때, 도면에 명시적으로 도시되지는 않았으나, 에어 인렛 도어(20)를 회전시키기 위한 액추에이터(도시되지 않음)가 케이스(10)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 액추에이터는 회전력을 제공할 수 있는 모터일 수도 있고, 수동 방식으로 작동하는 케이블의 형태를 가질 수도 있다.

에어 인렛 도어(20)의 개폐 작동에 의해 유입된 공기는 스크롤(30)와 필터(40)를 통과한 후 증발기 코어(50) 또는 히터 코어(도시되지 않음)를 통과하면서 냉각 또는 가열될 수 있다. 냉각 또는 가열된 공기는 벤트 홀(61, 62, 63)을 통해 승객실 내의 전면 유리 방향, 탑승자 얼굴 방향, 발(foot) 방향 등으로 배출될 수 있다.

에어 인렛 도어(20)는 회전축(RX)을 중심으로 회전하며 그 회전 위치에 따라 외부 공기 인렛(11)과 내부 공기 인렛(12)을 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성되는 폐쇄벽(21)을 포함한다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 에어 인렛 도어(20)는 케이스(10)에 회전 가능하게 체결되는 회전 샤프트(22)를 포함할 수 있으며, 폐쇄벽(21)은 연결부재(23)를 통해 회전 샤프트(22)와 함께 회전하도록 회전 샤프트(22)에 연결될 수 있다. 회전축(RX)은 회전 샤프트(22)의 길이방향의 중심축일 수 있다. 도 2를 참조하면, 폐쇄벽(21)은 회전축(RX)을 중심으로 하는 호 형상을 가질 수 있으며, 회전축(RX)과 나란한 방향, 즉 폭 방향으로 미리 정해진 길이를 가지고 회전축(RX)을 중심으로 하는 원주 방향, 즉 회전 방향으로 호 형상을 가질 수 있다.

폐쇄벽(21)은 외부 공기 인렛(11)을 폐쇄할 수 있도록 형성되는 제1 폐쇄부(211), 그리고 내부 공기 인렛(12)을 폐쇄할 수 있도록 형성되는 제2 폐쇄부(212)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 폐쇄부(211)와 제2 폐쇄부(212)는 전체적으로 호 형상을 갖도록 회전 방향을 따라 인접하게 배열될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 폐쇄부(211)는 외부 공기 인렛(11) 측에 배치되고, 제2 폐쇄부(212)는 내부 공기 인렛(12) 측에 배치된다. 이때, 제1 폐쇄부(211)와 제2 폐쇄부(212)는 회전축을 중심으로 호 형상을 가지되 서로 마주하는 내측 단부(213, 214)로 갈수록 반경이 점차 커지도록 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 두 내측 단부(213, 214)는 폐쇄벽(21)의 회전 방향으로의 중심부에 배치될 수 있다. 즉, 도 3을 참조하면, 제1 폐쇄부(211)는 내측 단부(213)에 가까운 부분의 내경(R1)이 먼 부분의 내경(R2) 보다 크도록 형성되고, 제2 폐쇄부(212)는 내측 단부(214)에 가까운 부분의 내경(R3)이 먼 부분의 내경(R4)보다 크도록 형성된다. 이때, 외부 공기 인렛(11)과 내부 공기 인렛(12)도 대응하는 형상을 갖도록 형성된다. 이에 의해 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 폐쇄부(211, 212)가 외부 공기 인렛(11) 및 내부 공기 인렛(12)과 완전히 밀착될 수 있으며 회전이 일어나는 동안에는 외부 공기 인렛(11) 및 내부 공기 인렛(12)을 형성하는 부분과 접촉하지 않게 된다. 이에 의해 회전 시 마찰이 일어나지 않게 되어 에어 인렛 도어(20)의 회전에 필요한 구동력이 최소화될 수 있다.

도 3은 에어 인렛 도어(20)가 외부 공기 인렛(11)을 폐쇄한 상태를 보여주며, 도 4는 에어 인렛 도어(20)가 내부 공기 인렛(12)을 폐쇄한 상태를 보여준다. 에어 인렛 도어(20)가 회전 축을 중심으로 회전하여 도 3 또는 도 4의 상태가 됨으로써 내기 또는 외기가 선택적으로 유입될 수 있다.

제1 및 제2 폐쇄부(211, 212)는 공기 씰링을 위해 가장자리의 적어도 일부에 반경방향 외측으로 돌출되어 형성되는 씰링부(215, 216)을 각각 포함한다. 제1 폐쇄부(211)는 폭 방향 가장자리에 형성되는 폭 방향 씰링부(2151), 그리고 회전 방향 가장자리에 형성되는 회전 방향 씰링부(2152)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 폐쇄부(212)는 폭 방향 가장자리에 형성되는 폭 방향 씰링부(2161), 그리고 회전 방향 가장자리에 형성되는 회전 방향 씰링부(2162)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 케이스(10)는 폐쇄벽(21)의 회전 시에 회전 방향 씰링부(2152, 2162))가 회전하는 공간을 형성하는 회전 공간(15)을 구비한다. 회전 공간(15)은 외부 공기 인렛(11)과 내부 공기 인렛(12) 사이에 배치되며 폐쇄벽(21)의 회전 방향을 따라 연장된다. 이때, 회전 방향 씰링부(2152, 2162)는 회전 공간의 양측 단을 구획하는 걸림턱(16)에 걸릴 수 있도록 구성되어 에어 인렛 도어의 회전 범위를 제한하는 스톱퍼(stopper) 역할을 한다. 에어 인렛 도어(20)가 도 3에 도시된 바와 같이 외부 공기 인렛(11)을 폐쇄하는 경우에는 제1 폐쇄부(211)의 회전 방향 씰링부(2152)가 외부 공기 인렛(11) 근처의 걸림턱(16)에 접촉하고, 에어 인렛 도어(20)가 도 4에 도시된 바와 같이 내부 공기 인렛(12)을 폐쇄하는 경우에는 제2 폐쇄부(212)의 회전 방향 씰링부(2162)가 내부 공기 인렛(12) 근처의 걸림턱(16)에 접촉한다.

한편, 케이스(10)는 폐쇄벽(21)의 반대 측에 위치하는 외부 공기 인렛(11)과 내부 공기 인렛(12) 사이의 공간에 냉각이 필요한 전장 부품(100)이 설치될 수 있는 거치부(17)를 구비할 수 있다. 전장 부품(100)이 에어 인렛 도어(20)의 회전을 방해하지 않는 범위에서 설치됨으로써, 별도의 냉각 장치 없이도 냉각이 필요한 전장 부품(100)의 냉각이 이루어질 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

10: 케이스
11: 외부 공기 인렛
12: 외부 공기 인렛
15: 회전 공간
16: 걸림턱
17: 거치부
20: 에어 인렛 도어
21: 폐쇄벽
211: 제1 폐쇄부
212: 제2 폐쇄부
215, 216: 씰링부
22: 회전 샤프트

Claims

외부 공기의 유입을 위한 외부 공기 인렛 및 승객실 내부 공기의 유입을 위한 내부 공기 인렛을 구비하는 케이스, 그리고
상기 케이스에 로터리 방식으로 작동하도록 설치되며 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛을 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성되는 에어 인렛 도어를 포함하며,
상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛은 원주 방향을 따라 배열되고,
상기 에어 인렛 도어는 회전축을 중심으로 회전하며 회전 위치에 따라 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛을 선택적으로 개폐할 수 있도록 형성되는 폐쇄벽을 포함하며,
상기 폐쇄벽은 상기 외부 공기 인렛을 폐쇄할 수 있는 제1 폐쇄부 및 상기 내부 공기 인렛을 폐쇄할 수 있는 제2 폐쇄부를 포함하고,
상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부는 원주 방향을 따라 인접하게 배치되며,
상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부는 상기 회전축을 중심으로 각각 호 형상을 가지되 서로 마주하는 내측 단부로 갈수록 반경이 점차 커지도록 형성되고,
상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛은 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부의 호 형상에 대응하는 형상을 갖도록 형성되며,
상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부는 공기 씰링을 위해 가장자리의 적어도 일부에서 반경방향 외측으로 돌출되어 형성되는 씰링부를 각각 포함하고,
상기 씰링부는 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부의 서로 마주하는 내측 단부에 구비되는 회전 방향 씰링부를 포함하며,
상기 케이스는 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛 사이에 배치되며 상기 폐쇄벽의 회전 시에 상기 회전 방향 씰링부가 회전하는 공간을 형성하는 회전 공간을 구비하며,
상기 회전 방향 씰링부는 상기 회전 공간의 양측 단을 구획하는 상기 케이스의 걸림턱에 걸릴 수 있도록 구성되어 상기 에어 인렛 도어의 회전 범위를 제한하는 스톱퍼로 작용하는
HVAC 모듈
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제1항에서,
상기 씰링부는 상기 제1 폐쇄부와 상기 제2 폐쇄부의 폭 방향 가장자리에 구비되는 폭 방향 씰링부를 더 포함하는 HVAC 모듈.
삭제
제1항에서,
상기 케이스는 상기 폐쇄벽의 반대 측에 위치하는 상기 외부 공기 인렛과 상기 내부 공기 인렛 사이의 공간에 냉각이 필요한 전장 제품이 설치될 수 있도록 형성되는 거치부를 구비하는 HVAC 모듈.