JP2008049843A - 車両用空調装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】インストルメントパネルおよびインストルメントパネル内を効率的に冷却できる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】吹出ダクト12の内外を連通する連通口18と、この連通口を開閉する開閉ドア19と、インストルメントパネル3内と車外とを連通する排気通路20と、を備える。これにより、開閉ドア19を開いて連通口18を通じて吹出ダクト12の内外が連通する状態で、送風ユニット9を作動すると、温調ユニット11で生成された冷風が連通口18を通じてインストルメントパネル3内に送風される。連通口18からの冷風は、インストルメントパネル3内を冷却して高温になり、その後、排気通路20を通じて車外へ排出される。
【選択図】図2

Description

本発明は車両用空調装置に関する。
車両を炎天下で長時間にわたって駐車した場合、車室前部のインストルメントパネルがは前面窓を介して日射されることで高温(50〜70℃)になることがあり、この場合、乗車初期時にはインストルメントパネルが発熱源となってしまい車室内を効率的に冷却できないという問題があった。
そこで、従来、車室前部のインストルメントパネル内の熱気を排気できるようにしたものがある(例えば特許文献1参照)。この従来技術にあっては、図8に示すように、外気吸込口102および内気吸込口103が形成されるとともにこれら吸込口102、103を開閉する切替えドア104が取付られたインテークボックス101と、インテークボックス101の下流に接続された送風ユニット115と、送風ユニット115の下流に接続された温調ユニット117と、インテークボックス101の外気吸込口102とカウルボックスに設けられた外気吸込口113とを連通する外気吸込通路105と、入口がインストルメントパネル107内に露出するとともに出口が前記外気吸込通路105の途中に連通接続された換気流路106と、換気流路106内に配置されたファン108と、換気流路106を開閉する開閉ドア109と、を備えた構造になっている。
この従来技術では、内気吸入モードとしてインテークボックス101の内気吸込口103を開いて外気吸込口102を閉じるとともに、換気流路106の開閉ドア109を開いてファン108を動作すると、インストルメントパネル107内の空気(熱気)110が換気流路106内に吸い込まれて、外気吸込通路105を逆流(符号111参照)して空気流れ、カウルボックスの外気吸込口113から車外へ排出される。
特開2005−186860号公報(段落番号0028、0029、図1)
しかしながら、上述した従来技術では、車室前部のインストルメントパネル107内に滞留する空気(熱気)110を換気流路106および外気吸込通路105を介してカウルボックスの外気吸込口102から車外へ排出できるが、高温になっているインストルメントパネル107またはインストルメントパネル107内を冷却する効果は薄いという問題があった。
本発明は、上記のような従来技術を考慮してなされたもので、その目的は、車室前部のインストルメントパネルおよびインストルメントパネル内を効率的に冷却することのできる車両用空調装置を提供することにある。
なお、上述の従来技術では、インテークボックス101近傍の限られた狭いスペースに、換気流路106、ファン108および開閉ドア109を設けるためにレイアウトを工夫する必要があり、レイアウトの設計が煩雑になるという問題もあった。さらに、インテークボックス101の内気吸込口103を開いて外気吸込口102を閉じるとともにファン108を動作することにより、インストルメントパネル107内の空気110が換気流路106内に吸い込まれ、インストルメントパネル107内で負圧が生じて車体漏洩部から外気が吸い込まれるため、この車体漏洩部の通気抵抗が大きいことから換気風量が不十分である可能性があるとともに、車体漏洩部より車室外の臭いや埃が車室内に侵入する可能性もあった。
上記目的を達成するため本発明の請求項1に係る発明は、内気吸込口および外気吸込口を有するとともにこれら吸込口を開閉するインテークドアを有するインテークボックスと、前記インテークボックスの下流に設けられた送風ユニットと、前記送風ユニットの下流に設けられ内部に冷却用熱交換器を有する温調ユニットと、前記温調ユニットの下流に設けられて車室内に向かう吹出ダクトと、が前記車室前部のインストルメントパネル内に配置された車両用空調装置であって、前記吹出ダクトの内外を連通する連通口と、前記連通口を開閉する開閉ドアと、前記インストルメントパネル内と前記車外とを連通する排気通路と、を備えた構成にしてある。
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記排気通路の近傍に、前記排気通路を通じて前記インストルメント内から車外に送風可能な排気用ファンが設けられた構成にしてある。
本発明の請求項3に係る発明は、請求項1に係る発明において、前記連通口が前記車幅方向の略中央部に設けられ、前記排気通路が前記車幅方向両側に設けられている構成にしてある。
本発明の請求項1に係る発明では、連通口を開いて吹出ダクトの内外が連通する状態で、送風ユニットを作動すると、冷却用熱交換器で生成された冷風が、連通口を通じてインストルメントパネル内に送風される。そのため、例えば炎天下で長時間駐車した直後の乗車初期時に高温になることで車内の発熱源と化してしまうインストルメントパネルおよびインストルメントパネル内を、冷風によって積極的に冷却することで、炎天下長時間駐車後の車室内の冷却性を向上できる。
また、インストルメントパネル内を冷却して高温となった空気(熱気)を、インストルメントパネル内から排気通路を介して車外へそのまま排出することにより、熱気による車室内への熱影響を防止できる。したがって、車室内の冷却性能をさらに向上できる。
また、本発明の請求項2に係る発明では、インストルメントパネル内の熱気を排気用ファンで車外へ強制排気できるため、冷却効果がさらに向上する。
また、本発明の請求項3に係る発明では、冷風が、車幅方向略中央部の連通口からインストルメントパネル内に冷風が吹き出された後、車幅方向両側の排気通路へ流れていき、車外に排出されるため、インストルメントパネル内の熱気をまんべんなく排気でき、さらに冷却効果が向上する。
以下、本発明の実施の形態に係る車両用空調装置を図に基づいて説明する。
図1は本発明の第1実施形態に係る車両用空調装置の概略構造を示す縦断面図、図2aは同車両用空想装置の平面図、図2bは図2aに換気を行う際の空気流れを追加した図、図3は同車両用空調装置により乗員の乗車時に換気を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。なお、図1は車両用空調装置の概略構造を示す図であって、この図1では、インテークボックス8および送風ユニット9と温調ユニット11とが車両前後方向に列んでいるが、本実施形態の車両用空調装置は実際には図2に示すようにインテークボックス8および送風ユニット9と温調ユニット11とが車幅方向に列んでいる。
図1および図2に示すように、車両1に形成される車室2の前部には、インストルメントパネル3が備えられ、このインストルメントパネル3内(つまりインストルメントパネル3より車両前方で且つダッシュパネル25より車両後方の空間内)に、本実施形態の車両用空調装置4が収納されている。この車両用空調装置4は、内気吸込口5および外気吸込口6が形成されるとともにこれら吸込口5,6を開閉するインテークドア7が取り付けられたインテークボックス8と、インテークボックス8の下流に連通接続された送風ユニット9と、送風ユニット9の下流に連通接続された温調ユニット11と、温調ユニット11の下流に連通接続され車室2内に向かう吹出ダクト12,13,14と、を備えて構成されている。温調ユニット11内には、冷却用熱交換器(例えばエバポレータ)10と、冷却用熱交換器10の下流側に配置され空気を加熱する加熱用熱交換器(例えばヒータコア)16と、が配置されている。これら冷却用熱交換器10および加熱用熱交換器16間には、冷却用熱交換器10を通過した空気を、加熱用熱交換器16に導く空気と加熱用熱交換器16をバイパスする空気とに所定の比率で分配して温度調整を行なうミックスドア17が設けられている。
冷却用熱交換器10および加熱用熱交換器16の下流には、これらを通過した冷風および温風を混合するエアミックス室26が形成されており、このエアミックス室26の下流には、上述の吹出ダクト12,13,14を接続する吹出口27,28,29が設けられている。各吹出口27,28,29には、当該吹出口27,28,29を開閉する吹出モードドア27d、28d、29dが設けられており、吹出モードドア27d,28d,29dの開閉によりどの吹出ダクト12,13,14から車室内に向けて空調風を吹き出すか選択できるようになっている。
なお、吹出ダクト12はデフロスタ吹出ダクトであって、温調ユニット11内で温調された空調風を車室の前面窓FWに向けて吹き出させるためのものであり、吹出ダクト13はベント吹出ダクトであって、温調ユニット11内で温調された空調風を車室の前席乗員の上半身側に向けて吹き出させるためのものであり、吹出ダクト14はフット吹出ダクトであって、温調ユニット11内で温調された空調風を車室の前席乗員の足下に向けて吹き出させるものである。
温調ユニット11は、車幅方向の中央部に設けられ、インテークボックス8および送風ユニット9は温調ユニット11の車幅方向左側に設けられている。
本実施形態の車両用空調装置4では、車幅方向の中央部に位置するデフロスタ吹出ダクト12に、デフロスタ吹出ダクト12の内外を連通する連通口18が形成されているとともに、デフロスタ吹出ダクト12の内部に連通口18を開閉する開閉ドア19が設けられている。デフロスタ吹出ダクト12の連通口18は、車両の後斜め上方に向けて開口することで、インストルメントパネル3の上壁に向けて開口している。
車幅方向右側には、インテークボックス8の外気吸込口6とは別に、インストルメントパネル3内と車外とを連通する排気通路20が設けられており、この排気通路20の入口近傍に排気用ファン21が設けられているとともに、排気通路20の内部に排気通路20は開閉する開閉ドア22が設けられている。この排気通路20の開閉ドア22は、例えば、可撓性で自動的に閉まり、送風ユニット9が作動すると風圧で開く既存のドラフタードアからなっている。
この第1実施形態にあっては、図3に示す処理手順にしたがって乗員の乗車時に換気を行なうようになっている。すなわち、車両1のドア開閉を行なう電子キー(図示せず)からの乗車信号を受信することにより乗員の乗車を検出すると一連の動作を開始し、まずステップS1として車室2内の温度が所定温度(例えば40℃)を越えているか判定し、所定温度を越えていればステップS2へ進む。ステップS2として温調ユニット11の空調モードを外気導入モード(FRE)にするとともに、デフロスタ吹出モードとしてデフロスタ吹出ダクト12のみ開け、他のベント吹出ダクト13およびフット吹出ダクト14を閉じる。次いで、ステップS3として送風ユニット9のモードを最大風量にして外気吸込口6を介して外気を吸入し、ステップS4として連通口18の開閉ドア19を開くことによりデフロスタ吹出ダクト12の内外を連通する。ステップS5として排気通路20の排気用ファン21をONにして開閉ドア22を開いた後、上記のステップS1へ戻るようになっている。これにより、連通口18を介してデフロスタ吹出ダクト12の内外を連通した状態で、インテークボックス8を外気導入モードとして送風ユニット9を作動するので、比較的低い温度の外気が矢印A1で示すように取り込まれるとともに、冷却用熱交換器10で生成された冷風が矢印A2、A3で示すように連通口18を介してインストルメントパネル3内に送風され、インストルメントパネル3内部を冷却した後、高温となった空気(熱気)を、排気用ファン21により排気通路20を介して矢印A4で示すように車室2の外部へ排出する。
なお、上記のステップS2で車室2内の温度が所定温度以下であればインストルメントパネル3内の熱気を冷ます必要がないので、ステップS6に進んで連通口18の開閉ドア19を閉じ、ステップS7として排気用ファン21を停止させて開閉ドア22を閉じた後、上記のステップS1へ戻るようになっている。
このように構成した第1実施形態では、炎天下長時間駐車後の乗車初期時に、極めて高温になって発熱源と化してしまうインストルメントパネル3およびインストルメントパネル3内を、温調ユニット11で生成した冷風によって積極的に冷却できるため、炎天下長時間駐車後の車室内の冷却性能が向上する。
また、この第1実施形態では、吹出ダクト(この例ではデフロスタ吹出ダクト12)に連通口18および開閉ドア19を設けたため、レイアウト設計を比較的容易に行なえるとともに、既存のインテークボックス8および送風ユニット9および温調ユニット11に変更を加えることなく流用できる利点がある。
また、この第1実施形態では、インストルメントパネル3内の換気を行なう際に、温調ユニット11に取り込む空気を、高温になっている内気ではなく内気よりも低温の外気としているため、温調ユニットから吹き出される冷風がさらに低温になり、これによりさらに冷却性能が向上する。
また、この第1実施形態では、外気吸込口6を介して外気を吸入するので、車体漏洩部から外気を吸い込んでしまう可能性のある従来技術とは異なり、既存の図示しない空気フィルタにより外気に含まれる臭いや埃を除去できる利点もある。また、外気吸込口6を介して外気導入する構造であるため、車体漏洩部から外気を吸入してしまう可能性がある従来構造よりも、通気抵抗が小さくなり、換気風量を多くできる利点があり、この点からも冷却効果が向上する。
また、この第1実施形態では、インストルメントパネル3およびインストルメントパネル3内を冷却して高温となった空気(熱気)を、排気通路20を通じてインストルメントパネル3内からそのまま車外へ排気できるので、熱気による車室2内への熱影響を防止できる。
また、この第1実施形態では、排気通路20の近傍に排気用ファン21が設けられているため、排気通路20から排気用ファン21で強制排気でき、換気風量をさらに多くして冷却効果をさらに向上できる利点もある。
以下、その他の実施形態を説明する。なお、以下の実施形態において上述の第1実施形態と同様の構成には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
図4は本発明の第2実施形態に係る車両用空調装置の概略構造を示す縦断面図、図5aは同車両用空調装置の平面図、図5bは換気時の空気流れを図5aに追加した平面図、図6は同車両用空調装置により乗員の乗車時に換気を行なう際の処理手順を示すフローチャート、図7は同車両用空調装置によりエアコン稼動中に換気を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。なお、概略構造を示す図4では、インテークボックス8および送風ユニット9と温調ユニット11とが車両前後方向に列んでいるが、本実施形態の車両用空調装置では図5a、図5bに示すようにインテークボックス8および送風ユニット9と温調ユニット11とは車幅方向に列んでいる。
第2実施形態の車両用空調装置4は、第1実施形態と比べて、車幅方向中央部に位置するセンターベント吹出ダクト13に、当該吹出ダクト13の内外を連通する連通口31と、この連通口31を開閉する開閉ドア32と、を設けるとともに、車幅方向両側に、インストルメントパネル3内と車外(例えば車体ダッシュサイド)とを連通する排気通路33,34を設け、排気通路33、34にそれぞれ開閉ドア35,36を配設したことが異なっており、その他の構成は基本的に同様である。
排気通路33、34の開閉ドア35,36は、例えば、それぞれ可撓性で自動的に閉まり、送風ユニット9が作動すると風圧で開く既存のドラフタードアからなっている。
この第2実施形態にあっては、図6に示す処理手順にしたがって乗員の乗車時に換気を行なうようになっている。すなわち、車両1のドア開閉を行なう電子キー(図示せず)からの乗車信号を受信することにより乗員の乗車を検出すると一連の動作を開始し、まずステップS11として、車室2内の温度が所定温度(例えば40℃)を越えているか判定し、所定温度を越えていればステップS12へ進む。ステップS12として温調ユニット11の空調モードを外気導入モード(FRE)にするとともに、ベント吹出モードとしてベント吹出ダクト13のみ開け、他のデフロスタ吹出ダクト12およびフット吹出ダクト14を閉じる。次いで、ステップS13として送風ユニット9のモードを最大風量にして外気吸込口6を介して外気を吸入し、ステップS14として連通口31の開閉ドア32を開くことにより、ベント吹出ダクト13の内外を連通する。ステップS15として排気通路33、34の開閉ドア35、36を開いた後、上記のステップS11へ戻るようになっている。これにより、連通口31を介してベント吹出ダクト13の内外を連通した状態で、インテークボックス8を外気導入モードとして送風ユニット9を作動するので、比較的低い温度の外気が矢印A11で示すように取り込まれるとともに、冷却用熱交換器10で生成された冷風が矢印A12で示すように連通口31を介してインストルメントパネル3内に送風され、矢印A13で示すように車幅方向の左右両側へ流れてインストルメントパネル3内部を冷却した後、高温となった空気(熱気)を、左右両側の排気通路33、34を介して矢印A14で示すように車室2の外部へ排出する。
一方、上記のステップS11で車室2内の温度が所定温度以下であればインストルメントパネル3内の熱気を冷ます必要がないので、ステップS16に進んで連通口31の開閉ドア32を閉じるとともに、ステップS17として排気通路33、34の開閉ドア35,36を閉じた後、上記のステップS11へ戻るようになっている。
また、図7に示す処理手順にしたがってエアコン稼働中に換気を行なうようになっている。すなわち、まずステップS21としてインストルメントパネル3内の温度T2を外気導入温度T1と比較し、インストルメントパネル3内の温度T2が外気導入温度T1を越えていると判定した場合、ステップS22へ進む。ステップS22として温調ユニット11の空調モードを外気導入・循環モード(混合モード)にするとともに、ベント吹出モードとしてベント吹出ダクト13のみ開け、他のデフロスタ吹出ダクト12およびフット吹出ダクト14を閉じる。次いで、ステップS23として送風ユニット9のモードを最大風量にして外気吸込口6を介して外気を吸入するとともに内気吸込口5を介して内気を吸入し、ステップS24として連通口31の開閉ドア32を少し開くことにより、ベント吹出ダクト13の内外を少し連通する。ステップS25として排気通路33、34の開閉ドア35、36を開いた後、上記のステップS21へ戻るようになっている。これにより、連通口31を介してベント吹出ダクト13の内外を少し連通した状態で、インテークボックス8を外気導入・循環モードとして送風ユニット9を作動するので、外気および内気が取り込まれるとともに、冷却用熱交換器10で生成された冷風がベント吹出ダクト13を介してインストルメントパネル3内に送風され、インストルメントパネル3内を冷却した後、高温となった空気(熱気)を、左右両側の排気通路33、34を介して矢印A14で示すように車室2の外部へ排出する。
一方、上記のステップS21でインストルメントパネル3内の温度T2が外気導入温度T1以下であると判定した場合、ステップS26へ進む。ステップS26として温調ユニット11の空調モードを循環モードにするとともに、ベント吹出モードとしてベント吹出ダクト13のみ開け、他のデフロスタ吹出ダクト12およびフット吹出ダクト14を閉じる。次いで、ステップS27として送風ユニット9のモードを最大風量にして内気吸込口5を介して内気を吸入し、ステップS28として連通口31の開閉ドア32を開くことにより、ベント吹出ダクト13の内外を連通する。次いで、ステップS29として排気通路33、34の開閉ドア35、36を開いた後、上記のステップS21へ戻るようになっている。
このように構成した第2実施形態では、第1実施形態と同様の作用効果に加え、冷却用熱交換器10で生成された冷風が、車幅方向中央部に位置する連通口31からインストルメントパネル3内へ吹き出されて、車幅方向両側の排気通路33、34に流れていくため、インストルメントパネル3内の熱気をまんべんなく排気できるため、冷却効果をさらに向上できる。
また、第2実施形態では、エアコン稼働中にインストルメントパネル3内の温度T2が外気導入温度T1以下になるまで、内気とともに比較的低い温度の外気も導入してベント吹出ダクト13の内外を少し連通し、インストルメントパネル3内の換気を行なうので、この必要最低限の換気によっても車室2内の冷却性能を向上させることができる。
なお、上述の第2実施形態では、図6のステップS11にて車室2内の温度が所定温度を越えているか判定する場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、乗員の乗車時に、図7のステップS21と同様にインストルメントパネル3内の温度T2が外気導入温度T1を越えているか判定し、外気導入温度T1を越えている場合には、ステップS12〜S15にてインストルメントパネル3内の換気を行なうことにより、外気導入温度T1がインストルメントパネル3内の温度T2と同等になるまで外気を導入してインストルメントパネル3内を冷却することもできる。
なお、上記第1実施形態ではデフロスタ吹出ダクト12に連通口18および開閉ドア19を設け、上記第2実施形態ではベント吹出ダクト13に連通口31および開閉ドア32を設けたが、本発明はこれに限定されず、車室2内の前席乗員下半身に向かうフット吹出ダクト14に連通口および開閉ドアを設けることもできるし、その他の吹出ダクトに連通口および開閉ドアを設けることができる。この場合、フット吹出ダクト14に連通口を設けるよりも、デフロスタ吹出ダクト12またはベント吹出ダクト13に連通口を設けた構造のほうが、最も高温になりやすいインストルメントパネル3の上壁に近い位置に連通口を設けやすいため、好ましい。
また、上記第1実施形態では、排気通路20の開閉ドア22が、可撓性で自動的に閉まり、排気用ファン21が作動すると風圧で開く既存のドラフタードアからなっており、また、上記第2実施形態では、排気通路33、34の開閉ドア35,36が、可撓性で自動的に閉まり、送風ユニット9が作動すると風圧で開く既存のドラフタードアからる場合を例示したが、本発明はこれに限定されず、このドラフタードアの代わりに、自重で自動的に閉まるドアや、その他のドアなどを用いてもよい。
本発明の第1実施形態に係る車両用空調装置の概略構造を示す縦断面図である。 図2aは同車両用空調装置の平面図であり、図2bは図2aに換気時の空気の流れを追加した図である。 同車両用空調装置により乗員の乗車時に換気を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る車両用空調装置の概略構造を示す縦断面図である。 図5aは同車両用空調装置の平面図であり、図5bは図5aに換気時の空気の流れを追加した図である。 同車両用空調装置により乗員の乗車時に換気を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。 同車両用空調装置によりエアコン稼働中に換気を行なう際の処理手順を示すフローチャートである。 車両用空調装置の従来例を示す縦断面図である。
符号の説明
1 車両
2 車室
3 インストルメントパネル
4 車両用空調装置
5 内気吸込口
6 外気吸込口
7 インテークドア
8 インテークボックス
9 送風ユニット
10 冷却用熱交換器
11 温調ユニット
12〜14 吹出ダクト
15 空調ユニット
18 連通口
19 開閉ドア
20 排気通路
21 排気用ファン
22 開閉ドア
31 連通口
32 開閉ドア
33,34 排気通路
35,36 開閉ドア

Claims (3)

  1. 内気吸込口(5)および外気吸込口(6)を有するとともにこれら吸込口(5,6)を開閉するインテークドア(7)を有するインテークボックス(8)と、前記インテークボックス(8)の下流に設けられた送風ユニット(9)と、前記送風ユニット(9)の下流に設けられ内部に冷却用熱交換器(10)を有する温調ユニット(11)と、前記温調ユニット(11)の下流に設けられて車室(2)内に向かう吹出ダクト(12,13,14)と、が前記車室(3)前部のインストルメントパネル(3)内に配置された車両用空調装置(4)であって、
    前記吹出ダクト(12,13,14)の内外を連通する連通口(18)と、前記連通口(18)を開閉する開閉ドア(19)と、前記インストルメントパネル(3)内と前記車外とを連通する排気通路(20)と、を備えたことを特徴とする車両用空調装置(4)。
  2. 請求項1に記載の車両用空調装置(4)であって、
    前記排気通路(20)の近傍に、前記排気通路(20)を通じて前記インストルメント内から車外に送風可能な排気用ファン(21)が設けられていることを特徴とする車両用空調装置(4)。
  3. 請求項1または2に記載の車両用空調装置(4)であって、
    前記連通口(18)が前記車幅方向の略中央部に設けられ、前記排気通路(20)が前記車幅方向両側に設けられていることを特徴とする車両用空調装置(4)。
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