KR101766548B1 - Flap - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2개의 플랩 부재(5)를 포함하는 플랩(1)에 관한 것으로서, 이와 같은 플랩에서는 상기 플랩 부재(5)들이 개구(4)를 폐쇄할 수 있는 평면 부품(6)을 포함하고, 상기 플랩 부재(5)들은 축(8), 즉 축의 단부를 통해 홈(9) 안으로 삽입되어 회전 및 슬라이딩할 수 있으며, 2개의 플랩 부재(5)는 각각 상기 평면 부품(6)의 단부에 있는 조인트 영역(7)에서 서로 유연하게 연결되어 있고, 그리고 상기 플랩 부재(5)들은 상기 조인트 영역(7) 또는 평면 부품(6)들에 고정된 형상 기억 특성을 갖는 재료로 이루어진 구동 부재(10)에 의해 이동할 수 있다. 또한, 본 발명은 공기 조화 장치를 제어하기 위한 플랩(1)의 용도와도 관련이 있다.The invention relates to a flap (1) comprising two flap elements (5), wherein in such a flap the flap elements (5) comprise a flat part (6) The flap members 5 can be inserted and rotated and slid into the groove 9 through the shaft 8, i.e. the end of the shaft, and the two flap members 5 are respectively located at the end of the plane part 6 And the flap members 5 are connected to each other by a driving member 10 made of a material having shape memory characteristics fixed to the joint area 7 or the planar parts 6, . ≪ / RTI > The present invention also relates to the use of the flap (1) for controlling the air conditioner.
Description
본 발명은 2개의 플랩 부재(flap element)를 포함하는 플랩 그리고 공기 조화 장치를 제어하기 위한 플랩의 용도에 관한 것이다.The present invention relates to flaps comprising two flap elements and to the use of flaps for controlling the air conditioning system.
공지된 난방-, 환기- 및 공기 조화 시스템(HVAC-시스템)의 플랩- 및 도어 시스템은 축을 중심으로 회전하고, 홈 내에서 슬라이딩 운동에 의해 미끄러질 수 있는 플라스틱 도어, 또는 HVAC-배출구가 개방되거나 폐쇄될 때에 축을 중심으로 감기는(winding) 필름 도어를 구비한다. 구동은, 하우징의 외부 면에서 구동 모터 또는 중앙 역학 장치에 의해 이루어진다. 하지만, 이와 같은 구성 방식은 몇 가지 단점을 갖는데, 그 이유는 외부에 놓인 구동 장치가 추가의 설치 공간을 필요로 하고, 비용 집약적이며, 추가의 중량을 야기하기 때문이다. 또한, 전통적인 구동 장치(예컨대 스텝 모터)는 귀에 들릴 만한 잡음을 발생한다. 전자기적인 양립성(compatibility)도 문제가 될 수 있고, 검사하기가 복잡하다.The flap- and door system of known heating-, ventilation- and air conditioning systems (HVAC-systems) is a plastic door that rotates about an axis and can slide by sliding movement in a groove, or a HVAC- And a film door that winds around an axis when the film door is opened. The drive is performed by a drive motor or a central dynamics device on the outer surface of the housing. However, such an arrangement has several disadvantages, since an external drive requires additional installation space, is cost intensive, and causes additional weight. In addition, conventional driving devices (e.g., step motors) generate noise that is audible to the ear. Electromagnetic compatibility may also be a problem and complicated to inspect.
특히, 차량용으로 규정된 공기 조화 장치에서는, 추가의 중량 및 잡음 레벨의 상승이 바람직하지 않다.Particularly, in an air conditioner specified for a vehicle, an additional increase in weight and noise level is not preferable.
유럽 공개 특허 출원서 EP 1 195 276 A2호에는, 특히 모터 차량의 공기 조화 시스템의 경우에, 하나의 채널 내에서 공기 유동을 조절하기 위한 장치가 공지되어 있으며, 이 장치는 회전 가능한 라스(lath) 수단의 움직임을 두 가지 방향으로 제어하기 위한 형상 기억 액추에이터를 구비한다.European
본 발명의 과제는, 소수의 부분으로부터 제조될 수 있고 가급적 잡음없이 작동될 수 있는, 특히 공기 조화 설비(공기 조화 장치)용 플랩을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a flap for an air conditioner (air conditioner), which can be manufactured from a small number of parts and which can be operated with as little noise as possible.
본 발명의 과제는, 플랩 부재들이 개구를 폐쇄할 수 있는 평면 구성 요소(flat component)를 포함하고, 이때 플랩 부재들이 축, 즉 축의 단부를 통해 홈(groove) 안으로 삽입되어 회전 및 슬라이딩 될 수 있으며, 2개의 플랩 부재가 각각 상기 평면 구성 요소의 단부에 있는 조인트 영역에서 서로 유연하게 연결되어 있고, 그리고 플랩 부재들이 조인트 영역 또는 평면 구성 요소들에 고정된 형상 기억 특성(shape memory property)을 갖는 재료로 이루어진 구동 부재에 의해 이동할 수 있는, (유체-)플랩에 의해서 해결된다. 이 플랩은, 개구 또는 유체 채널을 개방 또는 폐쇄하기 위하여, 공기 조화 설비의 개구 또는 유체 채널 내부에 내장될 수 있다.It is an object of the present invention to provide a flap assembly in which the flap members include a flat component capable of closing the opening wherein the flap members can be inserted and rotated and slid into the groove through the shaft, , Two flap members each being connected flexibly to each other in a joint region at the end of the plane component, and flap members having a shape memory property fixed to the joint region or plane components (Fl uid) flap which is movable by means of a drive member consisting of a fl uid. The flap may be embedded within the opening or fluid channel of the air conditioning system to open or close the opening or fluid channel.
2개의 플랩 부재를 갖는 조인트 영역에 의해서는, 플랩이 접을 수 있는 플랩(회전할 수 없음)으로서 형성되어 있다. 이때, 조인트 영역은 힌지(hinge)로서 형성될 수 있다. 그러나, 조인트 영역이 예컨대 플라스틱과 같은 유연한 재료, 얇은 금속 시트 또는 섬유 재료로 이루어지는 실시 예들도 생각할 수 있다.By the joint region having two flap members, the flap is formed as a collapsible flap (non-rotatable). At this time, the joint region may be formed as a hinge. However, embodiments in which the joint region is made of a flexible material such as plastic, a thin metal sheet, or a fiber material are also conceivable.
형상 기억 구동 장치는 통상적으로 전자기 액추에이터보다 훨씬 더 적은 부분을 포함하고, 비교적 값비싼 형상 기억 재료에도 불구하고 더 유리하게 제조될 수 있다.Shape memory drive devices typically comprise much less parts than electromagnetic actuators and can be made more advantageous in spite of relatively costly shape memory materials.
플랩 내에 통합된 구동 장치는 장소 절약적이며, (공기 조화-)장치 외부에 추가의 설치 공간을 필요로 하지 않는다. 또한, 형상 기억 구동 장치가 자신의 높은 에너지 밀도로 인해 전자기 구동 장치보다 더 가벼움으로써, 결과적으로 전체 (공기 조화-)설비의 중량도 줄어든다. 그밖에, 잡음 발생도 훨씬 더 적다.The integrated drive in the flap is space-saving and does not require additional installation space outside the (air conditioning) unit. Also, since the shape memory drive is lighter than the electromagnetic drive due to its higher energy density, the overall (air conditioning) facility also has a reduced weight. In addition, there is much less noise.
구동 부재는 바람직하게 가열에 의해서 미리 정해진 형상을 취한다. 구동 부재의 가열에 의해서, 이 구동 부재가 변형되고, 이로써 조인트 영역에 있는 플랩 부재들을 이동시킨다.The driving member preferably takes a predetermined shape by heating. By heating the driving member, the driving member is deformed, thereby moving the flap members in the joint area.
플랩 부재들의 위치는 바람직하게 구동 부재의 가열에 의해서 조절될 수 있다. 이때, 구동 부재의 가열은 전류, 특히 직류를 공급함으로써 이루어진다. 직류에 의한 구동으로 인해, 우수한 전자기적인 양립성이 얻어진다. 또한, 형성 기억 합금의 물리적인 특성들은 위치 검출을 가능하게 하는데, 이와 같은 위치 검출을 위한 부재가 선행 기술에서는 추가의 부재(센서, 전위차계(potentiometer))로서 내장되어야만 했다.The position of the flap members is preferably adjustable by heating of the driving member. At this time, the heating of the driving member is performed by supplying a current, particularly a direct current. Due to the direct current drive, excellent electromagnetic compatibility is obtained. In addition, the physical properties of the forming memory alloy enable position detection, and such a member for position detection had to be embedded as a further member (sensor, potentiometer) in the prior art.
플랩 부재들의 위치는 바람직하게 구동 부재에 연결된 전기 컨트롤 유닛에 의해서 제어될 수 있다. 이 컨트롤 유닛은, 이 유닛이 전류 공급에 의해 구동 부재의 가열을 조절함으로써, 플랩 부재의 움직임을 제어한다. 이와 같은 제어 방식이 갖는 장점은, 플랩 부재들이 각각의 가능한 위치로 이동될 수 있고, 플랩이 개방되어 있거나 폐쇄되어 있는 단 한 가지 위치로만 이동되지 않는다는 것이다. 그럼으로써, 플랩을 통과하는 유체의 양도 조절될 수 있다.The position of the flap members can preferably be controlled by an electric control unit connected to the drive member. The control unit controls the movement of the flap member by controlling the heating of the driving member by the current supply. An advantage of such a control scheme is that the flap members can be moved to their respective possible positions and are not moved to only one position where the flaps are open or closed. Thereby, the amount of fluid passing through the flap can also be regulated.
본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시 예에서는, 조인트 영역 또는 평면 구성 요소에 제2 구동 부재가 배치되어 있다. 이와 같은 배치 상태는, 플랩이 정지/출발 위치로 이동할 수 있게끔 하거나, 이와 같은 정지/출발 위치에 고정될 수 있게끔 한다.In a further preferred embodiment of the present invention, a second driving member is arranged in the joint area or the planar component. Such an arrangement allows the flap to move to a stop / start position or to be fixed in such a stop / start position.
제2 구동 부재는 바람직하게 마찬가지로 형상 기억 특성을 갖는 재료로 이루어지거나 스프링(인장 스프링 또는 압축 스프링)으로서 형성된다. 스프링으로서는, 플랩 부재를 원하는 위치로 밀어주거나 잡아당기기에 적합한, 예컨대 스파이럴 스프링과 같은 당업자에게 공지된 모든 스프링이 사용될 수 있다.The second drive member is preferably also made of a material having shape memory characteristics or formed as a spring (tension spring or compression spring). As the spring, any spring known to those skilled in the art such as a spiral spring suitable for pushing or pulling the flap member to a desired position may be used.
스프링은 바람직하게 사전에 규정된 위치에서 플랩 부재들을 지지한다. 반동 부재로서 스프링을 구비하는 이와 같은 실시 예는, 시스템이 고장인 경우에 자동으로 취하게 되는 비상-위치 혹은 안전-위치(Fail-Safe-Position)를 규정할 수 있게끔 해준다.The spring preferably supports the flap members in a predefined position. Such an embodiment with a spring as a recoil member allows to define an emergency-position or a safety-position which is automatically taken in case of a system failure.
형상 기억 특성을 갖는 재료는 바람직하게 형상 기억 합금 또는 바이메탈이다.The material having the shape memory property is preferably a shape memory alloy or a bimetal.
형상 기억 합금(메모리 금속)은 두 가지 상이한 결정 구조로 존재할 수 있는 특수한 금속이다.Shape memory alloys (memory metals) are special metals that can exist in two different crystal structures.
바이메탈(열 바이메탈)은 상이한 금속의 2개 층으로 이루어진 금속 스트립으로서, 이들 상이한 금속은 서로 형상 결합 방식으로 그리고 재료 결합 방식으로 연결되어 있고, 상이한 열 팽창 계수로 인해 온도 변동시에 그 형상이 변경된다.A bimetal (thermal bimetal) is a metal strip composed of two layers of different metals, these different metals being connected in a shape-to-shape manner and in a material-bonded manner, and due to their different thermal expansion coefficients, do.
또한, 본 발명의 과제는, 예를 들어 가열 공기 조화 장치 또는 HVAC-시스템과 같은 공기 조화 설비/공기 조화 장치를 제어하는 데 사용하기 위한 플랩의 용도에 의해서도 해결된다. HVAC-시스템은 통상적으로 폐쇄된 시스템으로서, 이 시스템은 폐쇄된 시스템의 하우징 내에서 발생하는 잡음을 증폭시킨다. 형상 기억 구동 장치가 (유체-)플랩 내부에, 특히 예를 들어 HVAC-시스템과 같은 공기 조화 설비 내부에 통합됨으로써, 이 시스템의 잡음 레벨은 저하되며, 이와 같은 상황은 특히 차량 공기 조화 장치에 플랩을 사용하는 경우에 장점이 된다.The problem of the present invention is also solved by the use of a flap for use in controlling an air conditioner / air conditioner such as, for example, a heated air conditioner or an HVAC system. The HVAC-system is typically a closed system, which amplifies the noise generated within the enclosure of the closed system. By incorporating the shape memory drive into the (fluid) flap, and in particular in the air conditioning system, such as, for example, an HVAC system, the noise level of this system is reduced, It is advantageous to use it.
본 발명의 추가의 세부 사항, 특징들 및 장점들은 관련 도면을 참조해서 이루어지는 실시 예들에 대한 이하의 상세한 설명으로부터 드러난다. 도면에 대한 설명:
도 1은 브래킷(bracket) 모양의 2개의 구동 부재를 구비하는 본 발명에 따른 플랩의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 플랩, 및 인장 스프링 및 압축 스프링의 작용 방향을 도시한 개략도이며, 그리고
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 플랩을 폐쇄된 상태에서, 부분적으로 그리고 완전히 개방된 상태에서 도시한 개략도이다.Further details, features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the accompanying drawings. Explanation of drawings:
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic view of a flap according to the invention with two drive elements in the form of brackets,
Fig. 2 is a schematic view showing the flaps according to the invention and the direction of action of the tension spring and the compression spring, and
Figures 3a to 3c are schematic diagrams showing a flap according to the invention in a closed, partially and fully opened state.
도 1은, 채널 벽(3) 및 플랩(1)에 의해서 개방될 수 있거나, 완전히 또는 부분적으로 폐쇄될 수 있는 개구(4)를 갖는 (유체-)채널(2) 내에 있는 본 발명에 따른 (유체-)플랩의 개략도를 보여준다.Figure 1 shows an embodiment of the invention in accordance with the present invention in a (fluid-)
플랩 부재(5)는 평면 구성 요소(6)를 포함한다. 도 1에 도시된 플랩(1)은 2개의 플랩 부재(5)를 구비하고, 이들 플랩 부재가 평면 구성 요소(6)의 각각 하나의 단부에 의해 서로 연결됨으로써, 조인트 영역(7)이 형성된다.The flap member (5) includes a planar component (6). The
조인트 영역(7)은 경칩일 수 있거나, 조인트 영역(7)에서 2개의 플랩 부재(5)가 접힐 수 있도록 하는 유연한 재료로 이루어질 수 있다.The
또한, 플랩 부재(5)는 축(8)을 구비하고, 이 축은 평면 구성 요소(6)의 한 측면에, 예를 들면 그 단부에 또는 그 에지에 배치되어 있다. 축(8)은 평면 구성 요소(6)의 최대 팽창부보다 더 길고, 이로써 한 측면 또는 양 측면에서 평면 구성 요소(6)를 넘어서 돌출하며, 그 결과 축(8)의 단부들은 채널 벽(3)의 한 측면 또는 양 측면에 배치되어 있는 홈(9) 안에 맞물리게 되며, 그로 인해 플랩(1)은 채널(2) 내에 지지가 되고, 플랩 부재(5)가 이동되는 경우에는 홈(9) 내에서 슬라이딩 동작할 수 있다.The
플랩 부재(5)의 이동은 제1의 (브래킷 형태로 형성된) 구동 부재(10)(형상 기억 부재)에 의해서 이루어지며, 이 구동 부재가 플랩 부재(5) 또는 평면 구성 요소(6)에 연결되어 있고, 가열되는 경우에 휘어짐으로써, 결과적으로 플랩 부재(5)는 조인트 영역(7)에서 접힐 수 있게 되고, 이로써 플랩(1)은 개방 또는 폐쇄된다.The movement of the
도 1에 도시된 실시 예에서, 구동 부재(10)는 플랩 부재(5)의 일 측면에서 플랩 부재(5)의 평면 구성 요소(6)에 연결되어 있다. 하지만, 구동 부재(10)가 또한 플랩(1)의 생각 가능한 각각의 다른 위치에 배치될 수도 있음은 자명하며, 구동 부재(10)가 휘어지는 경우에 플랩은 2개 플랩 부재(5)의 이동 동작을 유도하고, 이로써 플랩(1)의 개방 또는 폐쇄이 유발된다.1, the
그밖에, 조인트 영역(7)이 구동 부재(10)로서 형성되어 있는 실시 예들도 생각할 수 있다. 이와 같은 실시 예들에서는, 조인트 영역(7)이 형상 기억 특성을 갖는 재료로 이루어진다.Other embodiments in which the
도 1에는, 플랩(1)의 원리를 도시한 개략도가 도시되어 있다. 그러나 2개의 플랩 부재(5)를 조인트 포인트(7)에서 상호 간에 회전시킴으로써 이루어지는 구동도 생각할 수 있다.Fig. 1 is a schematic view showing the principle of the
도 1에 도시된 플랩(1)의 실시 예는 제2의 (브래킷 형태로 형성된) 구동 부재(11)를 구비하며, 이 구동 부재는 형상 기억 특성을 갖는 재료로 이루어진다. 그러나 제2 구동 부재는 또한 스프링, 예를 들어 스파이럴 스프링으로서 형성될 수도 있고, 도 2에 화살표로 도시되어 있는 바와 같이 조인트 영역(조인트 포인트)(7)에서는 인장 스프링 및/또는 압축 스프링으로서 형성될 수도 있다. 일반적으로, 힘의 작용은 특정 포인트에서 이루어질 필요가 없고, 또한 조인트 포인트에서 이루어질 필요도 없는데, 그 이유는 형상 기억-제작 재료들이 작은 거리와 더불어 높은 힘을 제공하기 때문에, 힘 작용을 위해 외부에 놓인 포인트도 선택될 수 있기 때문이다.The embodiment of the
도 3a 내지 도 3c에는, 플랩(1)이 세 가지 다양한 위치에서 도시되어 있다. 그러나 형상 기억 구동 장치의 사용에 의해서는, 플랩(1)이 도 3a 내지 도 3c에 도시된 위치들과 다른 위치들에 지지되는 것도 가능하다.In Figures 3A-3C, the
도 3a는 한 위치에서 플랩(1)을 보여주며, 이 위치에서는 플랩(1)이 개구(4)를 폐쇄함으로써, 결과적으로 채널(2)을 통한 유체 교환이 불가능해진다. 도 3b는 부분적으로 개방된 위치에서 플랩을 보여주고, 도 3c는 완전히 개방된 위치에서 플랩을 보여준다.Figure 3a shows the
플랩 부재(5)가 개구를 유체 밀봉 방식으로 폐쇄할 수 있도록 하기 위하여, 평면 구성 요소(6)의 에지에는 예를 들어 고무로 이루어진 밀봉 립(lip) 또는 다른 밀봉 재료가 제공될 수 있다.In order to allow the
플랩(1)은 전기 컨트롤 유닛(도면들에는 도시되어 있지 않음)에 의해서 제어되며, 이 전기 컨트롤 유닛은 전류 공급에 의해서 제1 구동 부재(10)를 그리고 경우에 따라서는 제2 구동 부재(11)까지도 가열시키며, 이로써 구동 부재(10, 11)가 휘어져서 플랩 부재(5)가 이동된다.The
1: 플랩
2: 채널
3: 채널 벽
4: 개구
5: 플랩 부재
6: 평면 구성 요소
7: 조인트 영역/조인트 지점
8: 축
9: 홈
10: (제1) 구동 부재
11: (제2) 구동 부재 1: flap
2: channel
3: Channel wall
4: aperture
5: flap member
6: Planar components
7: joint area / joint point
8: Axis
9: Home
10: (first) driving member
11: (second) driving member
Claims (8)
상기 플랩 부재(5)들이 채널(2)의 개구(4)를 폐쇄할 수 있는 평면 구성 요소(flat component)(6)를 포함하고,
상기 플랩 부재(5)들을 각각 지지하는 두 개의 축(8)들은, 상기 채널(2)의 중심축을 사이에 두고 채널 벽(3)에 상호 대칭으로 형성되는 두 개의 홈(9) 내에, 각각 삽입되어 회전하면서 슬라이딩될 수 있으며,
상기 2개의 플랩 부재(5)가 각각 상기 평면 구성 요소(6)의 단부에 있는 조인트 영역(7)에서 서로 유연하게 연결되어 있고, 그리고
상기 플랩 부재(5)들이 상기 조인트 영역(7) 또는 평면 구성 요소(6)들에 고정된 형상 기억 특성(shape memory property)을 갖는 재료로 이루어진 구동 부재(10)에 의해 이동할 수 있으며,
상기 각각의 축(8)들은 상기 채널(2)의 개폐에 따라 상기 채널(2)의 중심축을 사이에 두고 대향하는 방향으로 회전하면서 상호 근접하거나 멀어지는 것을 특징으로 하는, 플랩.A flap (1) comprising two flap elements (5)
Characterized in that the flap members (5) comprise a flat component (6) capable of closing the opening (4) of the channel (2)
The two shafts 8 which respectively support the flap members 5 are inserted into two grooves 9 which are mutually symmetrically formed in the channel wall 3 with the central axis of the channel 2 interposed therebetween, And can be slid while rotating,
The two flap elements 5 are each connected flexibly in a joint region 7 at the end of the plane component 6,
The flap members 5 can be moved by a driving member 10 made of a material having a shape memory property fixed to the joint region 7 or the planar components 6,
Characterized in that the respective axes (8) are close to or away from one another while being rotated in opposite directions with the central axis of the channel (2) interposed therebetween in accordance with the opening and closing of the channel (2).
Applications Claiming Priority (2)
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