JP6269561B2 - 車両用空調ユニット - Google Patents

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Description

本発明は、車室内へ空調風を吹き出す車両用空調ユニットに関するものである。
この種の車両用空調ユニットとして、例えば特許文献1に記載された車両用空調装置に含まれる空調ユニットが従来から知られている。この特許文献1に記載された空調ユニットは、2つの開口部と、その2つの開口部のうちの一方の開口部を開閉する回動式のドアとを備えている。また、その2つの開口部のうちの他方の開口部は、そのドアに開閉されない常時開の開口部となっている。
また、ドアの回転軸は、上記2つの開口部の間に配置されている。それと共に、そのドアがどこに位置しても上記他方の開口部を塞がぬよう、そのドアのうち回転軸の近傍には、上記他方の開口部に対応した切欠きが設けられている。
そして、ドアによって開閉される上記一方の開口部を閉じた状態で、切欠きによって生じる窪み部に空調風が回り込まぬよう、その切欠きに対応した風向板が空調ケースから突出し窪み部に蓋をしている。この風向板は、空調ケースに一体成形して設けたものである。
特許文献1には、これにより、上記他方の開口部へ風がスムーズに流入することから風流れの乱れが無くなり低周波のこもり音(騒音)が発生しないようにすることができると記載されている。
特開2003−326950号公報
特許文献1の空調ユニットでは、風向板は空調ケースに一体成形されたものである。すなわち、空気流れを乱す窪みは空調ケースの一部分によって蓋をされ、それにより、空気流れの乱れが低減されている。
これに対し、例えば、空調ケースの必然的な形状を実現するために、空気流れを乱す窪みが空調ケースの一部によって形成されることがある。このような場合、空気流れを乱す窪みを空調ケースの一部分で後述の図9のように蓋をすることは、空調ケースを成形する金型の制約などを理由として不可能であるという場合があった。すなわち、空調ケースの一部分で窪みに蓋をするという特許文献1記載の騒音対策を行うことができない場合があった。
また、空調ケース内を流れる空気を案内する部材を空調ケース内に設けることが、例えば空調性能の確保のために必要とされる場合があった。
本発明は上記点に鑑みて、空調ケース内を流れる空気を案内する部材を利用して、空調ケース内に形成された窪みによる空気流れの乱れに起因した騒音を低減することができる車両用空調ユニットを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の車両用空調ユニットの発明では、車室内に向けて空気を流すケース通路(121)を形成すると共に、そのケース通路の途中に設けられ窪み(128a)が形成された窪み部(128)を有する空調ケース(12)と、
ケース通路を流れる空気を案内する案内部(241)と窪みに配置される蓋部(242)とを有し、ケース通路に配置されたケース内配置部材(24)と
空気を加熱する加熱用熱交換器(18)とを備え、
ケース通路は、加熱用熱交換器が配置された温風通路(123)と、その温風通路を迂回させて空気を流す迂回空気通路(124)とを含んで構成され、
窪みは迂回空気通路に対して開いており、
蓋部は、窪みを塞ぐように配置されることで、迂回空気通路を流れる空気の窪みへの流入を抑えることを特徴とする。
上述の発明によれば、ケース通路に配置されたケース内配置部材は、ケース通路を流れる空気を案内する案内部と窪みに配置される蓋部とを有し、その蓋部は、迂回空気通路を流れる空気の窪みへの流入を抑えるので、迂回空気通路の空気流れがその窪みによって乱れることを抑制することができる。従って、ケース内配置部材を利用して、上記窪みによる空気流れの乱れに起因した騒音を低減することができる。
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した括弧内の各符号は、後述する実施形態に記載の具体的内容との対応関係を示す一例である。
第1実施形態において、車両用空調ユニット10の概略構成を示す断面図である。 図1におけるII部の拡大図である。 図2のグリッド部材24を単体で示した斜視図である。 図2のIV部分を拡大した拡大図であって、グリッド部材24の蓋部242が無いと仮定した場合における窪み128aまわりの空気流れを示した図である。 グリッド部材24が蓋部242を有さない第1の比較例でのシミュレーション結果を示す2つの図の一方であって、冷風通路124の空気流れのうち窪み128aまわりの空気流れの向きを示した図である。 第1実施形態でのシミュレーション結果を示す2つの図の一方であって、冷風通路124の空気流れのうち窪み128aまわりの空気流れの向きを示した図である。 上記第1の比較例でのシミュレーション結果を示す2つの図の他方であって、冷風通路124のうち窪み128aまわりにおいて送風騒音の音源強度を示した分布図である。 第1実施形態でのシミュレーション結果を示す2つの図の他方であって、冷風通路124のうち窪み128aまわりにおいて送風騒音の音源強度を示した分布図である。 図2のIV部分を拡大した拡大図であって、第1実施形態の効果を説明するための第2の比較例の要部を示した図である。 図2のIV部分を拡大した拡大図であって、第1実施形態の効果を説明するための第3の比較例の要部を示した図である。
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、後述する他の実施形態を含む以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
(第1実施形態)
図1は、本実施形態において、車両用空調ユニット10の概略構成を示す断面図である。この図1は、車両用空調ユニット10を車両幅方向DR3(図3参照)に直交する断面で切断して表されている。図1において上下前後の各矢印DR1、DR2は、車両用空調ユニット10が搭載される車両の向きを示す。すなわち、図1の矢印DR1は車両上下方向DR1を示し、矢印DR2は車両前後方向DR2を示し、後述する図3の矢印DR3は車両幅方向DR3(車両左右方向DR3)を示している。車両上下方向DR1、車両前後方向DR2、および、車両幅方向DR3は互いに直交する方向である。
図1に示す車両用空調ユニット10は、車両のうち車室外に配設されたコンプレッサおよびコンデンサ等を含む車両用空調装置の一部を構成する。車両用空調ユニット10は、車室内の内装パネルの内側に配置されている。また、車両用空調ユニット10は、運転席および助手席から成る前席並びに対して車両後方に配置された後席に着座する後席乗員に対して空調を行う後席用空調ユニットである。
図1に示すように、車両用空調ユニット10は、空調ケース12、蒸発器16、ヒータコア18、エアミックスドア20、吹出口ドア22、グリッド部材24、および送風機部26等を備えている。
送風機部26は、空調ケース12の空気流れ上流側に接続されており、その空調ケース12内へ空気を吹き出す遠心送風機である。送風機部26は、空調ケース12に連結された送風機ケース261と、送風機ケース261内に収容され、回転することにより空気を吸い込むと共に吹き出す遠心ファン262と、その遠心ファン262を回転させるファンモータ263とを備えている。送風機部26は、遠心ファン262の回転により、矢印FLinのように、空調ケース12内に収容された蒸発器16へ向けて送風する。
空調ケース12は樹脂製の部材であり、送風機ケース261と共に、車両用空調ユニット10の外殻を構成する。空調ケース12は、その空調ケース12の内側に、車室内に向けて空気を流す空気通路としてのケース通路121を形成している。更に、そのケース通路121は、空調ケース12内に設けられた構造物によって細分化されている。すなわち、ケース通路121は、上流側空気通路122と、第1空気通路としての温風通路123と、第2空気通路としての冷風通路124と、エアミックス空間125とから構成されている。
上流側空気通路122は、その上流側空気通路122の空気流れ上流側で送風機部26の吹出口に接続され、上流側空気通路122の空気流れ下流側で温風通路123と冷風通路124とに接続されている。すなわち、温風通路123および冷風通路124は上流側空気通路122の空気流れ下流側に互いに並列的に接続されている。そのため、冷風通路124は、上流側空気通路122からの空気を温風通路123を迂回させて流す迂回空気通路になっている。なお、本実施形態では、冷風通路124は、温風通路123よりも上側に配置されている。
エアミックス空間125は、温風通路123の空気流れ下流側と冷風通路124の空気流れ下流側とに接続された空間である。従って、温風通路123を通った空気と冷風通路124を通った空気とがエアミックス空間125にて互いに混合する。
蒸発器16は、不図示のコンプレッサ、コンデンサ、および膨張弁とともに、冷媒を循環させる周知の冷凍サイクル装置を構成している。蒸発器16は、蒸発器16を通過する空気を冷媒の蒸発により冷却する。
具体的に、蒸発器16は上流側空気通路122に配置されている。すなわち、蒸発器16は、上流側空気通路122を流れる空気を冷却する冷却用熱交換器、言い換えれば冷却器である。従って、蒸発器16は、矢印FLinのように送風機部26から上流側空気通路122へ流入した空気を冷却し、その冷却した空気を温風通路123および冷風通路124の一方または両方へ流す。例えば、蒸発器16は、上流側空気通路122を流れる空気の全部が蒸発器16を通り抜けるように上流側空気通路122に配置されている。
蒸発器16の構造は、車両用空調装置に一般的に用いられる周知の蒸発器と同じであり、具体的に蒸発器16は、コア部161と、そのコア部161の両端にそれぞれ接続された第1ヘッダタンク部162および第2ヘッダタンク部163とから構成されている。蒸発器16は、第1ヘッダタンク部162が第2ヘッダタンク部163よりも上側に位置するように上流側空気通路122内に設けられている。すなわち、第1ヘッダタンク部162が蒸発器16の上端部となっており、第2ヘッダタンク部163が蒸発器16の下端部となっている。
蒸発器16のコア部161は、ヘッダタンク部162、163にそれぞれ連通し扁平断面形状を有する複数本の冷媒チューブと、その冷媒チューブ同士の間に設けられ波状に成形された複数のコルゲートフィンとから構成されている。そして、そのコア部161は、車両幅方向DR3(図3参照)に冷媒チューブとコルゲートフィンとが交互に積層された構造になっている。
蒸発器16では、冷媒チューブ内を流れる低温の冷媒とコア部161を通り抜ける空気とが熱交換され、それによってその空気が冷却される。本実施形態では、蒸発器16の冷媒チューブは車両上下方向DR1に対し傾いて配置されている。
ヒータコア18は温風通路123に配置されている。すなわち、ヒータコア18は、蒸発器16から流出し温風通路123を流れる空気を、温水であるエンジン冷却水により加熱する加熱用熱交換器、言い換えれば加熱器である。例えば、ヒータコア18は、温風通路123を流れる空気の全部がヒータコア18を通り抜けるように温風通路123に配置されている。
ヒータコア18の構造は、車両用空調装置に一般的に用いられる周知の加熱用熱交換器と同じであり、具体的にヒータコア18は、コア部181と、そのコア部181の両端にそれぞれ接続された第1ヘッダタンク部182および第2ヘッダタンク部183とから構成されている。ヒータコア18は、第1ヘッダタンク部182が第2ヘッダタンク部183よりも上側に位置するように温風通路123内に設けられている。すなわち、第1ヘッダタンク部182がヒータコア18の上端部となっており、第2ヘッダタンク部183がヒータコア18の下端部となっている。
ヒータコア18のコア部181は、ヘッダタンク部182、183にそれぞれ連通し扁平断面形状を有する複数本の温水チューブと、その温水チューブ同士の間に設けられ波状に成形された複数のコルゲートフィンとから構成されている。そして、そのコア部181は、車両幅方向DR3(図3参照)に温水チューブとコルゲートフィンとが交互に積層された構造になっている。このような構造により、コア部181に流入した空気は加熱されつつコア部181を通過する。本実施形態では、ヒータコア18の温水チューブは車両上下方向DR1に対し傾いて配置されている。
また、空調ケース12は、ヒータコア18の第1ヘッダタンク部182を支持するタンク支持壁126を空調ケース12内に有している。そのタンク支持壁126は、第1ヘッダタンク部182を囲むようにその第1ヘッダタンク部182まわりに配置されている。
詳細には、図1におけるII部の拡大図である図2に示すように、タンク支持壁126は、車両幅方向DR3に直交する断面において、温風通路123に向いて開いたU字形状を成している。すなわち、タンク支持壁126は、温風通路123に向いて開いた凹空間126aを形成している。第1ヘッダタンク部182は、その凹空間126aに嵌め入れられることでタンク支持壁126に支持され、空調ケース12に対して位置決めされている。
また、ヒータコア18の第2ヘッダタンク部183も、上記の第1ヘッダタンク部182と同様にして、空調ケース12に対して位置決めされている。このように、第1ヘッダタンク部182および第2ヘッダタンク部183がそれぞれ空調ケース12に対して位置決めされることで、ヒータコア18は空調ケース12に対して固定されている。
エアミックスドア20は、空調ケース12内に配置された回動式のドアである。具体的には、エアミックスドア20は、温風通路123および冷風通路124を開閉する通路ドアであり、不図示の電動アクチュエータによって回動させられる。エアミックスドア20は、車両幅方向DR3を軸方向とした回動軸201と、その回動軸201に連結された平板状の板状ドア部202とを有している。そして、エアミックスドア20は、矢印AR1のように回動軸201を中心に回動することで、板状ドア部202により温風通路123と冷風通路124とをそれぞれの空気流れ上流側にて開閉する。
また、空調ケース12は、エアミックスドア20の回動軸201が入る凹空間127aを形成する回動軸周囲壁127を空調ケース12内に有している。この回動軸周囲壁127は、タンク支持壁126から延設された壁である。すなわち、タンク支持壁126および回動軸周囲壁127は一体に形成されている。そして、そのタンク支持壁126および回動軸周囲壁127から成る壁は、温風通路123と冷風通路124とを隔てる隔壁にもなっている。
また、回動軸周囲壁127は、エアミックスドア20の回動軸201に直交する断面において、その回動軸201を囲む円弧形状を成している。その回動軸周囲壁127のうち回動軸201の周方向における一端127bは、エアミックスドア20が後述の最大暖房位置にあるときにエアミックスドア20と当接し、それにより回動軸周囲壁127とエアミックスドア20との間をシールする一方のシール面を形成している。また、回動軸周囲壁127のうち回動軸201の周方向における他端127cは、エアミックスドア20が後述の最大冷房位置にあるときにエアミックスドア20と当接し、それにより回動軸周囲壁127とエアミックスドア20との間をシールする他方のシール面を形成している。
矢印AR1のように回動するエアミックスドア20は、その回動位置に応じて、温風通路123を流れる空気と冷風通路124を流れる空気との風量割合を調節する。具体的に、エアミックスドア20は、温風通路123を全閉にすると共に冷風通路124を全開にする最大冷房位置から、温風通路123を全開にすると共に冷風通路124を全閉にする最大暖房位置までの間で連続的に回動させられる。図2では、最大冷房位置にあるエアミックスドア20が表示されている。
そのエアミックスドア20の最大冷房位置とはマックスクール位置とも呼ばれ、エアミックスドア20が最大冷房位置になると、蒸発器16を通過した空気の全量が冷風通路124へ流れる。すなわち、車両用空調ユニット10が最も強力に冷房する最大冷房時には、エアミックスドア20は最大冷房位置に位置決めされる。
その一方で、エアミックスドア20の最大暖房位置とはマックスホット位置とも呼ばれ、エアミックスドア20が最大暖房位置になると、蒸発器16を通過した空気の全量が温風通路123へ流れる。すなわち、車両用空調ユニット10が最も強力に暖房する最大暖房時には、エアミックスドア20は最大暖房位置に位置決めされる。
エアミックスドア20は最大冷房位置と最大暖房位置との間の中間位置に位置決めされることもあり、その場合には、蒸発器16を通過した空気は、エアミックスドア20の回動位置に応じた風量割合で、温風通路123と冷風通路124とへそれぞれ流れる。そして、温風通路123を通りヒータコア18で加熱された温風と冷風通路124を通った冷風とが、空調ケース12内に形成され温風通路123と冷風通路124とが合流するエアミックス空間125にて混ざり合い、車室内へ吹き出される。従って、矢印FLin(図1参照)のように空調ケース12内に流入した空気は、エアミックスドア20の回動位置に応じて温度調節されて車室内へ吹き出される。
図2に示すように、空調ケース12は、ケース通路121の途中に設けられ窪み128aが形成された窪み部128を有している。その窪み128aは、タンク支持壁126および回動軸周囲壁127が設けられたことにより、やむを得ず生じた形状である。従って、窪み部128は、タンク支持壁126の一部分および回動軸周囲壁127の一部分と重複して構成されている。言い換えれば、窪み部128は、タンク支持壁126および回動軸周囲壁127と一体に構成されている。
具体的に、窪み128aは、ケース通路121のうちの冷風通路124に対して開いており、矢印FC1で示す冷風通路124の空気流れに交差する窪み長手方向へ溝状に延びて形成されている。その窪み長手方向はエアミックスドア20の回動軸201の軸方向に沿った向きになっている。例えば、窪み128aの形状は、窪み長手方向に直交する断面において、冷風通路124に対して開いたV字状になっている。
また、窪み128aは、タンク支持壁126および回動軸周囲壁127によって、タンク支持壁126の第1ヘッダタンク部182側とは反対側に形成されている。詳細に説明すると、エアミックスドア20の回動軸201の軸方向に直交する断面すなわち図2として示す断面において、その窪み128aは、タンク支持壁126を挟んだ第1ヘッダタンク部182側とは反対側で、且つ、回動軸周囲壁127を挟んだ回動軸201側とは反対側に形成されている。
図1に示すように、空調ケース12には、温度調節された空調風を吹き出す複数の空気吹出口131、132が形成されている。その複数の空気吹出口131、132は何れもエアミックス空間125に接続されており、エアミックス空間125を経た空調風は、その複数の空気吹出口131、132の一方または両方を介して車室内へ吹き出される。
具体的に、その複数の空気吹出口131、132は、車室内の後席乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス吹出口131、および、後席乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット吹出口132である。
吹出口ドア22は上述のエアミックスドア20と同様の回動式のドアであり、不図示の電動アクチュエータによって回動させられる。吹出口ドア22はフェイス吹出口131およびフット吹出口132に対する空気流れ上流側に配置されている。例えば吹出口ドア22はエアミックス空間125内で回動するように配置されている。
吹出口ドア22は、車両幅方向DR3を軸方向とした回動軸221と、その回動軸221に連結された平板状の板状ドア部222とを有している。そして、吹出口ドア22は、矢印AR2のように回動軸221を中心に回動することで、板状ドア部222によりフェイス吹出口131とフット吹出口132とをそれぞれ開閉する。
吹出口ドア22の回動位置は、車両用空調ユニット10において択一的に実現される複数の吹出モード毎に定められている。例えば車両用空調ユニット10の吹出モードが、専らフェイス吹出口131から空調風を吹き出させるフェイスモードである場合には、吹出口ドア22は、フェイス吹出口131を最大に開放し且つフット吹出口132を閉塞するフェイスモード位置に位置決めされる。図1では、そのフェイスモード位置にある吹出口ドア22が表示されている。
また、車両用空調ユニット10の吹出モードが、専らフット吹出口132から空調風を吹き出させるフットモードである場合には、吹出口ドア22は、フェイス吹出口131を閉塞し且つフット吹出口132を最大に開放するフットモード位置に位置決めされる。また、車両用空調ユニット10の吹出モードが、フェイス吹出口131とフット吹出口132との双方から空調風を吹き出させるバイレベルモードである場合には、吹出口ドア22は、フェイスモード位置とフットモード位置との間の中間位置であるバイレベルモード位置に位置決めされる。
ところで、上述したように温風通路123からの温風と冷風通路124からの冷風とがエアミックス空間125にて互いに混じり合うが、その温風および冷風は均一に混ざるわけではなく、エアミックス空間125では温度むらを生じる。具体的には、冷風通路124が温風通路123に対して上側に配置されているので、エアミックス空間125内の空気の温度分布は上側ほど低温になる。そして、フェイス吹出口131はフット吹出口132に対して上側に配置されているので、バイレベルモード時には、フェイス吹出口131から吹き出される吹出空気はフット吹出口132から吹き出される吹出空気よりも低温になり、両方の吹出空気の間に温度差が生じる。例えばこの吹出空気の温度差が大きくなり過ぎると後席乗員の快適性を損なうおそれがある。また、フェイスモード時およびフットモード時において吹出空気の温度むらは低減されるのが好ましい。
そこで、本実施形態の車両用空調ユニット10には、図2に示すように、グリッド部材24が、温風通路123からの温風と冷風通路124からの冷風との混合性を高めるため、要するに吹出空気に対する温度コントロール性能を確保するために設けられている。そのグリッド部材24は、ケース通路121のうち冷風通路124とエアミックス空間125とに跨って配置されている。言い換えれば、グリッド部材24は、空調ケース12内に配置されたケース内配置部材である。図3は、グリッド部材24を単体で示した斜視図である。
その図3および図2に示すように、グリッド部材24は、ケース通路121を流れる空気を案内する案内部241と、窪み128aに配置される蓋部242とを有している。その蓋部242は、案内部241と一体に形成されている。例えば、グリッド部材24は樹脂で構成されており、案内部241および蓋部242は一体成形されている。
具体的に、グリッド部材24の案内部241は、温風通路123からの温風を案内するために温風トンネル通路243aを形成するトンネル形成部243を含んでいる。そのトンネル形成部243は、矢印FC1で示す冷風通路124の空気流れに沿った断面扁平形状を成し、冷風通路124およびエアミックス空間125の中で車両幅方向DR3における中間位置に配置されている。また、温風トンネル通路243aの空気流れ上流端は温風通路123の空気流れ下流端に向いて開口し、温風トンネル通路243aの空気流れ下流端はエアミックス空間125のうちの上側寄りの位置で開口している。なお、図2中のグリッド部材24は、温風トンネル通路243a内を通る断面でグリッド部材24を切断した断面により図示されている。
このようなトンネル形成部243の配置により、温風通路123からの温風のうちの一部は、矢印FH1のように温風トンネル通路243aを通り抜け、エアミックス空間125の中で上側寄りに導かれる。そして、冷風通路124からの冷風は、車両幅方向DR3におけるトンネル形成部243の両側を矢印FC1、FC2のように通り抜ける。それと共に、温風通路123からの温風のうち温風トンネル通路243aから外れた温風は、矢印FH2のように、車両幅方向DR3におけるトンネル形成部243の両側を流れる。
このようにして温風通路123からの温風のうちの一部がエアミックス空間125の中で上側寄りに導かれるので、空気の温度分布が上側ほど低温になるという傾向はエアミックス空間125内において維持されつつ、エアミックス空間125内における空気の温度差は縮小される。
グリッド部材24の蓋部242は、窪み128aに対する冷風通路124側からその窪み128aを塞ぐように配置されている。その窪み128aを塞ぐこととは、密閉するように塞ぐことに限らず、窪み128aと蓋部242との間に隙間が空いていても構わない。
蓋部242は、このように窪み128aを塞ぐように配置されることで、冷風通路124を流れる空気の窪み128aへの流入を抑える。
また、窪み128aは、上述したように窪み長手方向へ溝状に延びて形成されているので、これに合わせて、蓋部242も、その窪み長手方向へ延びて形成されている。そして、蓋部242は、窪み長手方向での蓋部242の先端242aそれぞれに、窪み長手方向へ突き出たボス244を有している。この蓋部242のボス244は2つ設けられ、互いに反対側を向いて一対を成している。
また、グリッド部材24の案内部241も、蓋部242のボス244と同様にボス245を有している。そして、その案内部241のボス245も2つ設けられ、互いに反対側を向いて一対を成している。
また、蓋部242の一対のボス244は、グリッド部材24全体の中ではケース通路121内の空気流れにおいて上流側へ寄った位置に配置されている。その一方で、案内部241の一対のボス245は、グリッド部材24全体の中ではケース通路121内の空気流れにおいて下流側へ寄った位置に配置されている。
そして、それらのボス244、245の各々に対応した不図示の嵌合穴が空調ケース12の内側に形成されている。グリッド部材24のボス244、245はそれぞれ、空調ケース12に対して嵌合する嵌合部であり、詳細には、その空調ケース12の嵌合穴に嵌め入れられている。これにより、グリッド部材24は空調ケース12内に固定されている。すなわち、グリッド部材24の二対のボス244、245はそれぞれ、空調ケース12に対してグリッド部材24の位置を拘束する位置決め部として機能している。
上述したように、本実施形態によれば、図2に示すように、空調ケース12内に配置されたグリッド部材24は、ケース通路121を流れる空気を案内する案内部241と、空調ケース12内の窪み128aに配置される蓋部242とを有している。そして、そのグリッド部材24の蓋部242は、窪み128aを塞ぐように配置されることで、冷風通路124を流れる空気の窪み128aへの流入を抑える。
これに対し、例えば、グリッド部材24が仮に蓋部242を有さずに窪み128aが冷風通路124に向かって開いたままになっていたとすれば、図4に示すように、冷風通路124を流れる空気は回動軸周囲壁127から剥離し、その空気流れは、窪み128aにて矢印FCswのように渦を生じて乱れることになる。
すなわち、冷風通路124の空気流れが冷風通路124に設けられた窪み128aによって乱れることは、グリッド部材24に蓋部242が設けられることによって抑制される。従って、車両用空調ユニット10では、グリッド部材24を利用して、その窪み128aによる空気流れの乱れに起因した送風騒音を低減することができる。なお、図4は、図2のIV部分を拡大した拡大図であって、グリッド部材24の蓋部242が無いと仮定した場合における窪み128aまわりの空気流れを示した図である。
ここで、窪み128aが設けられた冷風通路124を例えば温風通路123と比較すると、その冷風通路124には、空気の流通抵抗となるヒータコア18に相当するものが配置されていない。従って、冷風通路124では空気が通り抜けやすく、冷風通路124は、温風通路123に比して送風騒音を生じやすい。このことからすれば、グリッド部材24の蓋部242は、冷風通路124に対して開いていることで送風騒音の原因になり易い窪み128aを塞いでいるので、その蓋部242は効果的に送風騒音を低減していると言える。
このようにグリッド部材24の蓋部242が空気流れの乱れを抑えて送風騒音を低減するという効果は、図5〜8に示すシミュレーション結果によっても確認されている。このシミュレーションは、車両用空調ユニット10のフェイスモードかつ最大冷房時において一定風量で送風されるというシミュレーション条件の下で行われた。
図5および図7は、グリッド部材24が蓋部242を有さずに窪み128aが冷風通路124に向かって開いたままになっている第1の比較例でのシミュレーション結果を示した図であり、図6および図8は、本実施形態でのシミュレーション結果を示した図である。また、図5および図6は、冷風通路124の空気流れのうち窪み128aまわりの空気流れ(風流れ)の向きを示した図であり、図5および図6の多数の矢印はそれぞれ、空気流れの向きを示している。また、図7および図8は、冷風通路124のうち窪み128aまわりにおいて送風騒音の音源強度を示した分布図である。図5〜8は何れも、図2のIV部分を拡大した拡大図となっている。
先ず、窪み128aまわりの空気流れについて見ると、第1の比較例では、図5に示すように、窪み128aがあることに起因して空気流れが回動軸周囲壁127から剥離し、窪み128aおよびその窪み128aまわりにて冷風通路124の空気流れに乱れが生じている。これに対し、本実施形態では、図6に示すように、グリッド部材24の蓋部242が窪み128aを塞いでいることにより、図5に示された空気流れの剥離が解消している。
次に、窪み128aまわりの音源強度について見ると、第1の比較例では、図7に示すように、窪み128aおよびその窪み128aまわりにて音源強度が大きくなっており、A1範囲の中で音源強度は最大48dBとなっている。これに対し、本実施形態では、図8に示すように音源強度が、窪み128aおよびその窪み128aまわりにおいて第1の比較例との比較(図7との比較)で低下している。そして、本実施形態では、A1範囲の中で最大16dBとなっており、第1の比較例に対し音源強度が格段に小さくなっている。
このミュレーション結果からも判るように、本実施形態の車両用空調ユニット10では、空調ケース12内の窪み128aおよびその窪み128aまわりにおいて空気流れの乱れが抑えられると共に送風騒音の低減が図られている。
次に、本実施形態の効果を説明するために、第2の比較例について説明する。図9は、図2のIV部分を拡大した拡大図であって、本実施形態の効果を説明するための第2の比較例の要部を示した図である。この第2の比較例では、図9に示すように、空調ケース12内において、窪み128aを閉塞するように閉塞壁134がタンク支持壁126および回動軸周囲壁127と一体に連結して設けられている。
しかし、この第2の比較例のようにすると、タンク支持壁126、回動軸周囲壁127、および閉塞壁134に囲まれた窪み128aを金型で成形するためには、その金型は、窪み長手方向に細長く延びた形状になる。そうすると、その窪み128aに対応した金型は細長いので折れやすく、金型の耐久性において問題を生じる。
これに対し、本実施形態では、窪み128aに対応した金型を細長く延びた形状にする必要はないので、第2の比較例が有する金型の問題を回避できるというメリットがある。
更に、本実施形態の効果を説明するために、第3の比較例について説明する。図10は、図2のIV部分を拡大した拡大図であって、本実施形態の効果を説明するための第3の比較例の要部を示した図である。この第3の比較例では、図10に示すように、本実施形態と比較して、ヒータコア18およびタンク支持壁126の位置は変わらないが、エアミックスドア20の位置が下側にずれており、回動軸周囲壁127の位置もエアミックスドア20に合わせて下側にずれている。そのため、本実施形態のような窪み128aが形成されず、タンク支持壁126および回動軸周囲壁127の冷風通路124側の面において凹凸が解消されている。
この第3の比較例のようにすれば確かに送風騒音の低減を図ることができるが、これを実現できるのは、エアミックスドア20の回動軸201の位置を下側にずらすことが可能な場合に限られる。例えば、その回動軸201の位置を下側にずらすことが可能な場合の1つとしては、回動軸201の位置をずらした分、エアミックスドア20の板状ドア部202の大きさを維持するように空調ケース12の外形を下側に拡大する余裕が車両搭載時の制約の下でも十分に確保される場合が想定される。また、これ以外に、回動軸201の位置を下側にずらして板状ドア部202が小さくなったとしても、暖房能力と温風通路123を通る風量たとえばフットモード時の風量とを十分に確保できる余裕がある場合が想定される。
しかし、これらの場合以外では、上記した車両搭載時の制約の下でエアミックスドア20のレイアウトを図10のようにすることは困難であると考えられる。従って、本実施形態は、車両搭載時の制約の下でエアミックスドア20のレイアウトを図10のようにはできずに、窪み128a(図2参照)を生じるレイアウトにせざるを得ない場合において、特にメリットがある。
また、本実施形態によれば、図3に示すように、グリッド部材24の蓋部242は案内部241と一体に形成されているので、グリッド部材24を空調ケース12へ取り付ける作業を実行することで蓋部242を同時に取り付けることが可能であり、作業工数を増やさないようにすることが可能である。
また、本実施形態によれば、グリッド部材24の蓋部242は、空調ケース12に対してグリッド部材24の位置を拘束するボス244を、蓋部242の先端242aに有している。従って、グリッド部材24を位置決めする機能と送風騒音を低減する機能とを蓋部242に兼ね備えさせることができる。そのようにすることで、例えば、蓋部242とは別個に上記位置決め機能を設ける場合と比較して、グリッド部材24のコンパクト化を図り易くなる。
また、本実施形態によれば、グリッド部材24の案内部241および蓋部242は一体成形されているので、送風騒音を低減するためにグリッド部材24とは別に部品を用意する必要がなく、車両用空調ユニット10を構成する部品点数の増加を抑制することができる。
(他の実施形態)
(1)上述の実施形態において、グリッド部材24の蓋部242は窪み128aを塞ぐように配置されており、図2では窪み128a全体が略埋まるように塞がれているが、その蓋部242は、窪み128aの窪み深さを浅くする程度に塞ぐだけでも構わない。
(2)上述の実施形態において、図3に示すように、グリッド部材24の蓋部242はトンネル形成部243から車両幅方向DR3の両側へ突き出ているが、その蓋部242の強度を保持するために、図3の二点鎖線で示す三角形状の補強リブ247が、トンネル形成部243を挟んだ車両幅方向DR3の両側において蓋部242とトンネル形成部243との接合部分に設けられていてもよい。
(3)上述の実施形態において、図1に示す車両用空調ユニット10は、具体的には後席用空調ユニットであるが、後席用に限定される必要はなく、車両の何れの箇所に配置されても構わない。例えば車両用空調ユニット10は、車室内前方に配置されインストルメントパネルから空調風を吹き出させる空調ユニットであっても差し支えない。
(4)上述の実施形態において、図2に示すように、空調ケース12内の窪み128aは、冷風通路124に設けられているが、ケース通路121のうち何れの箇所に設けられていてもよい。
(5)上述の実施形態において、車両用空調ユニット10は蒸発器16を備えているが、例えば空調ケース12に導入される空気を冷却する必要がない環境で車両用空調ユニット10が使用されるのであれば、蒸発器16は無くても差し支えない。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
10 車両用空調ユニット
12 空調ケース
24 グリッド部材(ケース内配置部材)
121 ケース通路
128 窪み部
128a 窪み
241 案内部
242 蓋部

Claims (9)

  1. 車室内に向けて空気を流すケース通路(121)を形成すると共に、該ケース通路の途中に設けられ窪み(128a)が形成された窪み部(128)を有する空調ケース(12)と、
    前記ケース通路を流れる空気を案内する案内部(241)と前記窪みに配置される蓋部(242)とを有し、前記ケース通路に配置されたケース内配置部材(24)と
    空気を加熱する加熱用熱交換器(18)とを備え、
    前記ケース通路は、前記加熱用熱交換器が配置された温風通路(123)と、該温風通路を迂回させて空気を流す迂回空気通路(124)とを含んで構成され、
    前記窪みは前記迂回空気通路に対して開いており、
    前記蓋部は、前記窪みを塞ぐように配置されることで、前記迂回空気通路を流れる空気の前記窪みへの流入を抑えることを特徴とする車両用空調ユニット。
  2. 前記加熱用熱交換器は、前記温風通路を流れる空気が加熱されつつ通過するコア部(181)と、該コア部に接続されたタンク部(182)とを有し、
    前記空調ケースは、前記タンク部まわりに配置され該タンク部を支持するタンク支持壁(126)を該空調ケース内に有し、
    前記窪み部は前記タンク支持壁と重複して構成され、
    前記窪みは、前記タンク支持壁の前記タンク部側とは反対側に形成されていることを特徴とする請求項に記載の車両用空調ユニット。
  3. 回動軸(201)を有し、該回動軸を中心に回動することで前記温風通路を開閉する通路ドア(20)を備え、
    前記加熱用熱交換器は、前記温風通路を流れる空気が加熱されつつ通過するコア部(181)と、該コア部に接続されたタンク部(182)とを有し、
    前記空調ケースは、前記タンク部まわりに配置され該タンク部を支持するタンク支持壁(126)と、前記回動軸が入る凹空間(127a)を形成するように前記タンク支持壁から延設された回動軸周囲壁(127)とを前記空調ケース内に有し、
    前記窪み部は前記タンク支持壁および前記回動軸周囲壁と重複して構成され、
    前記窪みは、前記タンク支持壁および前記回動軸周囲壁によって、前記タンク支持壁の前記タンク部側とは反対側に形成されていることを特徴とする請求項に記載の車両用空調ユニット。
  4. 前記窪みは、前記迂回空気通路の空気流れに交差する窪み長手方向へ溝状に延びて形成されており、
    前記蓋部は前記窪み長手方向へ延びて形成されていると共に、前記空調ケースに対して前記ケース内配置部材の位置を拘束する位置決め部(244)を、前記窪み長手方向での前記蓋部の先端(242a)に有していることを特徴とする請求項ないしのいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
  5. 前記蓋部は、前記空調ケースに対して前記ケース内配置部材の位置を拘束する位置決め部(244)を有していることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
  6. 車室内に向けて空気を流すケース通路(121)を形成すると共に、該ケース通路の途中に設けられ窪み(128a)が形成された窪み部(128)を有する空調ケース(12)と、
    前記ケース通路を流れる空気を案内する案内部(241)と前記窪みに配置される蓋部(242)とを有し、前記ケース通路に配置されたケース内配置部材(24)とを備え、
    前記蓋部は、前記ケース通路を流れる空気の前記窪みへの流入を抑え
    更に、前記蓋部は、前記空調ケースに対して前記ケース内配置部材の位置を拘束する位置決め部(244)を有していることを特徴とする車両用空調ユニット。
  7. 前記蓋部は、前記窪みを塞ぐように配置されることで、前記ケース通路を流れる空気の前記窪みへの流入を抑えることを特徴とする請求項に記載の車両用空調ユニット。
  8. 前記蓋部は、前記案内部と一体に形成されていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
  9. 前記案内部および前記蓋部は一体成形されていることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の車両用空調ユニット。
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