JP2004131073A - 車両用空調装置 - Google Patents

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片岡 博
Shinji Iwama
岩間 伸治
Takeshi Yoshinori
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Abstract

【課題】 フェイス吹出口、デフロスタ吹出口又はフット吹出口のどの吹出口が送風吹出口として選択されても、乗員に芳香成分などの特定の空気成分を届けやすくする車両用空調装置を提供する。
【解決手段】 送風ダクト13の吹出口31a、33a、35a付近に芳香成分等の空気成分発生器43を設け、ユーザが入力手段41によりフット吹出口35aが送風吹出口として選択しても、制御回路39がモータ37を制御してフェイスダンパ31bが間欠的または一時的に開き、空気成分発生器43から供給された芳香成分等がフェイス吹出口31aからも供給するように、車両用空調装置11を構成する。
【選択図】   図2

Description

 本発明は、車室内に芳香成分またはイオン成分を供給する車両用空調装置に関し、特に複数の吹出口を有する車両用空調装置に適用される。
 一般に自動車などの車両用空調装置1は、図1に示すように乗員の顔面などに送風するフェイス吹出口3(またはベント吹出口)、フロントガラスに送風するデフロスタ吹出口5や乗員の足元に送風するフット吹出口7のように複数の吹出口を有している。従来の車両用空調装置には、空調ダクトを利用して揮発性芳香剤の芳香成分をこれら複数の吹出口から車室内に供給するものがある。その中には、芳香成分を送風ダクト内に供給する芳香成分供給手段と、前記供給手段と送風ダクトを連通する連通路を備え、連通路の一方の開口部を送風器の下流に設け、他方の開口部を複数の吹出口を開閉する吹出口ダンパより上流に設けて、前記の複数の吹出口のうち、どの吹出口から送風するモードを選択しても、その吹出口から芳香成分を供給できるようにしたものがある(例えば特許文献1)。
 また、空気中のマイナスイオンの効用に注目して、マイナスイオン発生器を備えた車両用空調装置も提案されている(例えば特許文献2)。これによれば、空気中のマイナスイオンの増加は、例えば自律神経に影響し情緒の安定に寄与するとされている。
実開平832126号公報(段落番号〔0006〕−〔0013〕、図1) 特開平9−317141号公報(段落番号〔0020〕−〔0028〕、図1)
 しかし特許文献1の車両用空調装置によると、芳香成分の供給はどの吹出口からも同様に行われるので、例えば、空調装置の送風モードがフット送風口7のような、乗員の顔に送風しない方向に送風し、かつ設置場所自体も乗員の顔から離れた吹出口だけを使用して送風を行うように選択されている場合、芳香成分が乗員の鼻まで届きにくくなって、乗員が芳香を感じ取りにくくなるという問題が生じる。一般に、空調装置の吹出口は車室内を冷やす時はフェイス吹出口3から、暖めたいときはフット吹出口7から送風されるように制御されるため、特に冬期ではフット吹出口7から温風を送風することが多くなり、そのときは前記のような芳香成分供給手段を設けても有効に利用されないことになる。
 したがって、本発明ではフット吹出口のような芳香成分やマイナスイオン成分が乗員の鼻に届きにくい吹出口から送風するように空調装置の送風モードが選択されている場合でも、芳香成分やマイナスイオン成分などを乗員の鼻に届けることができる車両用空調装置を実現することを目的とする。
 本発明の第1の態様によれば、フット吹出口のような芳香成分やマイナスイオン成分が乗員の鼻に届きにくい第2の吹出口から送風され、かつフェイス吹出口やデフロスタ吹出口のような前記成分が乗員の鼻に届きやすい第1の吹出口から送風されないように空調装置の送風モードが選択されているとき、乗員の鼻に届きにくい第2の吹出口から送風するとともに乗員の鼻に届きやすい第1の吹出口からも送風を行い、これにより前記成分が乗員の鼻に届きにくい第2の吹出口から送風するように空調装置の送風モードが選択されている場合でも、前記成分を乗員の鼻に届けることが可能となる。
 また、芳香成分を連続して出し続けると乗員の嗅覚は芳香に慣れてしまうため、本発明の第1の態様では、芳香成分等が乗員の鼻に届きやすい第1の吹出口による送風は間欠的に行い、乗員が芳香成分を感じ取りやすくすることを可能とした。
 また本発明の第2の態様によれば、空調装置の送風モードの選択に関わらず、常にフェイス吹出口やデフロスタ吹出口のような前記成分が乗員の鼻に届きやすい第1の吹出口からも送風される。これによりフット吹出口のように乗員の鼻に届きにくい第2の吹出口から送風するように空調装置の送風モードが選択されている場合でも、前記成分を乗員の鼻に届けることが可能となる。
 本発明の第1の態様によれば、前記成分が乗員の鼻に届きにくい第2の吹出口から送風するように空調装置の送風モードが選択されている場合でも、前記成分を乗員の鼻に届けることが可能となる。
 本発明の第2の態様によれば、フット吹出口のように乗員の鼻に届きにくい第2の吹出口から送風するように空調装置の送風モードが選択されている場合でも、前記成分を乗員の鼻に届けることが可能となる。
 以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図2は複数の吹出口としてフェイス吹出口、デフロスタ吹出口およびフット吹出口の3カ所の吹出口を有する、本発明の第1の実施例による車両用空調装置の概略構成図である。本実施例が適用される車両用空調装置11は、車室内に送風空気を導く送風ダクト13、この送風ダクト13内で車室内へ向かう空気流を生じさせる送風器15、送風ダクト13内に配されたエバポレータ17およびヒータコア19を備える。
 送風ダクト13には、車室内空気を取り入れるための内気導入口21および車室外空気を取り入れるための外気導入口23が設けられ、その内気導入口21および外気導入口23は、選択された内外気モードに応じて作動する吸込口切替ダンパ25によって開閉される。送風器15は、遠心式のファン15aと、このファン15aを回転駆動するファンモータ15bより成り、フィルタ27を通って吸い込まれた空気を送風する。送風器15は、ファンモータ15bに印加される電圧値に応じて送風量を可変する。エバポレータ17は、送風器15より送られた空気を冷却する。
 ヒータコア19は、エンジン冷却水を熱源として通過する空気を加熱するもので、そのヒータコア19を通過する空気量は、エアミックスダンパ29によって調節される。送風ダクト13の下流端には、車室内の各所に開口する複数の吹出口(フェイス吹出口31a、デフロスタ吹出口33a、フット吹出口35a)と各吹出口を開閉する各吹出口ダンパ(フェイスダンパ31b、デフロスタダンパ33b、フットダンパ35b)によって開閉される。各吹出口ダンパの開閉動作はモータ37によって行われる。
 また車両用空調装置11は制御回路39を備え、制御回路39は送風器15を制御して風量を調節する。また制御回路39は、送風する吹出口を選択して入力する押ボタンスイッチのような入力手段41によって行われた選択にしたがい、モータ37を制御して送風する吹出口を開閉する。また制御回路39は、吸込口切替ダンパ25によりして吸込口を開閉し、温度センサ(図示せず)や操作スイッチ(図示せず)の設定温度の情報に従い、エアミックスダンパ29を開閉して温度を調節する。
 さらに車両用空調装置11は、送風ダクト内の空気に芳香成分やマイナスイオン成分などの所定の気体成分を供給する空気成分発生器43を吹出口の手前に備える。これにより空気成分発生器43から供給された前記成分が送風器からの風に乗って、前記のいずれかの吹出口からも車室内に供給される。
 図3は、空気成分発生器43として使用される芳香発生器の概略構成を示した図である。芳香発生器43は、内部に芳香成分を入れた芳香剤容器51、容器51の開口部の上方に設けられたソレノイド(電磁石)53、ソレノイド53によって垂直に支持され駆動されるロッド55、それらのロッド55の下端に設けられた容器51の蓋体57、またソレノイド53と蓋体57の間に挿入されたコイルバネ59から構成される。蓋体57は容器51の開口部を開閉することができ、コイルバネ59により下方に付勢されている。ソレノイド53は制御回路39からの制御信号によって通電し、これにより蓋57が容器51の開口部を開いて芳香成分が蒸散し、送風ダクト13内の空気に混入する。
 また、芳香成分を連続して出し続けると乗員の嗅覚は芳香に慣れてしまうため、制御回路39はソレノイド53を間欠的にオン−オフする制御を行い、間欠的に芳香成分を発生させることとして、乗員が芳香成分を感じ取りやすくする。
 空気成分発生器43としてイオン発生器が使用される場合には、例えばパルス発生回路などを有する電子回路上の陰電極から放電によりマイナスイオンを発生させる電子放射式マイナスイオン発生器のほかクラスタイオン発生器など各種のイオン発生器が使用されることが考え得る。これらイオン発生器のイオンの発生、停止も制御回路39により制御され、芳香発生器の場合と同様にオン−オフの制御が間欠的になされる。
 その他にも、空気成分発生器43は、花粉症の抗原を不活化させる気体成分を供給することとしてもよい。このような花粉症の抗原を不活化させる気体成分は、ステロイド系の薬剤や抗ヒスタミン系の薬剤といった抗アレルギー性の薬剤を噴霧、蒸発させて発生させることとすることも可能であるが、このような薬剤を、同乗する他の乗員にまで吸引することが好ましくない場合があることも考えられる。したがって花粉症の抗原を不活化させる気体成分は、上記のマイナスイオン成分や、反応性の高いOHラジカル微粒子水で包んだ微細な粒子であるいわゆるナノイー(nanoe)イオンを含む空気成分であることが望ましい。
 また、空気成分発生器43は、複数の水分子が水素イオンを包むプラスイオンと、複数の水分子が酸素イオンを取り包むマイナスイオンからなる、いわゆる除菌イオン、プラズマクラスターイオン(商標)を含む気体成分を供給することとしてもよい。
 図4は、本発明の第1の実施例による車両用空調装置11の動作を説明するフローチャートである。ここでは、例としてフット吹出口35aが芳香成分やマイナスイオン成分が乗員の鼻に届きにくい吹出口であり、またフェイス吹出口31aが前記成分が乗員の鼻に届きやすい吹出口である場合の動作を示す。
 乗員は、入力手段41によって送風する吹出口を選択する(ステップS73)。選択した吹出口が前記成分を乗員の鼻に届けにくいフット吹出口35aでない場合、すなわちフェイス吹出口31aやデフロスタ吹出口33aである場合は(ステップS75、S77)、制御回路39はモータ37を制御してそれぞれフェイスダンパ31b、デフロスタバンパ33bを開き、他の選択されない吹出口のダンパを閉じて、それぞれ選択された吹出口のみからそれぞれ送風を行う。フェイス吹出口31a、デフロスタ吹出口33aの双方から同時に送風することを選択した場合も同様である(S81)。
 選択した吹出口がフット吹出口35aだけである場合は、制御回路39はモータ37を制御してフットダンパ35bを開き、フェイスダンパ31b、デフロスタバンパ33bをいったん閉じて、フット吹出口35aのみから送風を行う(S79)。その後、制御回路39はモータ37を制御して間欠的または一時的にフェイスダンパ31bを開き、フェイス吹出口31aからも併せて送風を行う(S87)。このとき、制御回路39は前述した空気成分発生器43のオン−オフ動作に連動してフェイスダンパ31bの開閉動作を行う。
 フェイス吹出口31aおよびフット吹出口35aの両方から同時に送風することを選択した場合は、前記のような間欠的または一時的なフェイスダンパ31b開閉動作は不要である。したがって制御回路39はモータ37を制御して、フェイスダンパ31b、フットダンパ35bを開き、デフロスタダンパ33bを閉じて、フェイス吹出口31aおよびフット吹出口35aから送風を行う(S83)。
 デフロスタ吹出口33aおよびフット吹出口35aの両方から同時に送風することを選択した場合は、制御回路39はモータ37を制御してデフロスタバンパ33b、フットダンパ35bを開き、フェイスダンパ31bをいったん閉じて、デフロスタ吹出口31aおよびフット吹出口35aからそれぞれ送風を行う(S85)。その後、制御回路39はモータ37を制御して間欠的または一時的にフェイスダンパ31bを開き、フェイス吹出口31aからも併せて送風を行う(S87)。このとき、制御回路39は前述した空気成分発生器43のオン−オフ動作に連動してフェイスダンパ31bの開閉動作を行う。
 また、フェイス吹出口31aが送風吹出口として選択されていない場合には、間欠的または一時的にしか前記成分が供給されないため前記成分の供給量が少なくなる。したがってこのような場合には空気成分発生器43からの前記成分の供給量を増やすなどの方法により、どの吹出口が送風吹出口として選択されているかに基づいて前記成分の供給量を調節するように、制御回路39を設けることが好ましい。
 図4は、芳香成分やマイナスイオン成分が乗員の鼻に届きやすい吹出口をフェイス吹出口31aとした場合の車両用空調装置11の動作を示したが、フェイス吹出口31aの代わりにデフロスタ吹出口33aを用いることが可能なことは明らかである。
 また、入力手段41に空気成分発生器スイッチを設けておき、乗員が芳香成分やマイナスイオン成分を含む空気成分を車内に供給しようとするときは、このスイッチをON状態に操作することとしてもよい。
 そして、送風吹出口としてフット吹出口35aのような所定の空気成分を乗員の鼻に届けにくい吹出口が選択されているときには、一定の時間間隔で強制的に乗員の鼻に届けにくくない吹出口(フェイス吹出口31a、デフロスタ吹出口33a)から送風を行うこととしてもよい。
 図5は、このような車両用空調装置11の動作を説明するフローチャートである。
 ステップS121において、乗員が、芳香成分やマイナスイオン成分を空気成分を車内に供給しようとするときは、入力手段41に設けられた空気成分発生器スイッチをON状態にする。これにより制御回路39は、ステップS122において、空気成分発生器43を作動させ、芳香成分やマイナスイオン成分を発生させる。
 このとき制御回路39は、送風吹出口として、例えばフット吹出口35aのような所定の空気成分を乗員の鼻に届けにくい吹出口が選択されているときには、ステップS123において、吹き出しモードを強制的に、例えば空気成分を乗員の鼻に届けにくくない吹き出しモード(例えばフェイスモード)に切り替える。
 すなわち制御回路39はモータ37を制御してフットダンパ35bを閉じ、フェイスダンパ31bを開けて、フェイス吹出口31aから送風を行う。この強制フェイスモード状態は、第1の所定時間(例えば5分間)の間継続される(ステップS124)。制御回路39は、空気成分発生器スイッチをON状態にされてからの経過時間を計測するために、図示しない計時手段(図示せず)を有する。
 制御回路39は、空気成分発生器スイッチがON状態にされてから、前記第1の所定時間が経過したと判断したとき(S124)、ステップS125において吹き出しモードを通常の状態に復帰する。すなわち上述のようにフットモードに選択されていたときには、フェイスダンパ31bを閉じ、フットダンパ35bを開けて、フット吹出口35aから送風を行う。
 この通常の吹出モード状態は、第2の所定時間(例えば1分間)の間継続される(ステップS126)。制御回路39は、前記計時手段によりこの通常の吹出モード状態になってから経過時間を計測する。
 このように、吹出モードを一定の時間間隔で通常の吹出モード状態に戻すこととする理由は、車両用空調装置により空気調整を行う際に、所定の空気成分を乗員の鼻に届けにくい吹出口(例えばフット吹出口35a)に選択している場合に対応するためである。
 すなわち、例えば暖房を行う際には、暖風をフット吹出口35aなど乗員の顔に直接送風しない吹出口から送風することが多い。また、前記所定の空気成分と暖風とを一緒に送風すると前記所定の空気成分の効果が低減するため、車両用空調装置11は、少なくとも空気成分発生器スイッチがON状態になっている間は、前記所定の空気成分を送風する吹出口から暖風を送風しないことが望ましい。
 このため、空気成分発生器スイッチがON状態になっている間、継続して強制フェイスモード状態とすると、車内の暖房が行われないこととなってしまうので、一定の時間間隔で吹出モードを通常状態に戻す必要がある。
 またこれに関連して、車両用空調装置11は、空気成分発生器スイッチがON状態の間、前記所定の空気成分を送風する吹出口に、ヒータコア19により加熱された風が送られることを防ぐためのダンパを備えることが望ましい。
 ステップS121で、乗員が入力手段41に設けられた空気成分発生器スイッチをOFF状態にすると、制御回路39は、ステップS127において空気成分発生器43を停止させ、ステップS128において吹き出しモードを通常の状態に復帰して、一定間隔で強制的にフェイスモードとする処理(上記S122〜S126)を停止する。
 図5は、芳香成分やマイナスイオン成分が乗員の鼻に届きやすい吹出口をフェイス吹出口31aとした場合の車両用空調装置11の動作を示したが、フェイス吹出口31aの代わりにデフロスタ吹出口33aを用いることが可能なことは明らかである。
 図6は、芳香成分やマイナスイオン成分が乗員の鼻に届きやすい吹出口としてフェイス吹出口を選んだ場合における、本発明の第2の実施例による車両用空調装置の概略構成図である。なお、図2と同様の構成要素にはすべて同一の参照番号を付して記す。
 制御回路93は、本発明の第1実施例における制御回路39と同様に、送風器15を制御して風量を調節し、入力手段41の選択に基づきモータ37を制御して送風する吹出口を開閉し、吸込口切替ダンパ25を制御して吸込口を開閉し、温度センサ(図示せず)や操作スイッチ(図示せず)の設定温度の情報に従い、エアミックスダンパ29を開閉して温度を調節する。
 本発明の第2の実施例による車両用空調装置91は、フェイス吹出口31aに補助通風路95を備える。補助通風路95は、フェイスダンパ31bが閉じられていても、フェイス吹出口31aから送風することを可能にする。これにより、フット吹出口35aのような前記成分が乗員の鼻に届きにくい吹出口が送風吹出口として選択されている場合でも、フェイス吹出口からも送風の一部がなされ、よって前記成分を乗員に届けることが可能となる。
 この第2実施例では、フェイス吹出口31aが送風吹出口として選択されていない場合でもフェイス吹出口31aから送風されることになる。したがって、冬期などに温風をフット吹出口35aから強い風量で送風する場合に、大量の温風がフェイス吹出口31aから乗員に向けて吹き出すことによって乗員に不快感を与えないように、補助通風路95はフェイス吹出口31aに比して小さく設けられることが好ましい。また、フェイスダンパ31bが閉じられて小さい補助通風路95のみを通った風がフェイス吹出口31aから送風されても、前記成分が乗員の鼻に十分届くように空気成分発生器43をフェイス吹出口31aの近くに設けるか、および/またはフェイス吹出口31aが送風吹出口として選択されていない場合には空気成分発生器43からの前記成分の供給量を増やすなどの方法により、どの吹出口が送風吹出口として選択されているかに基づいて前記成分の供給量を調節するように、制御回路93を設けることが好ましい。
 前述したように、芳香成分を連続して出し続けると乗員の嗅覚は芳香に慣れてしまうため、制御回路93は、第1実施例と同様に空気成分発生器43を間欠的にオン−オフして、乗員が芳香成分を感じ取りやすくする。
 図6は前記成分が乗員の鼻に届きやすい吹出口としてフェイス吹出口31aを選んだ場合の構成を例示したものであるが、フェイス吹出口31aの代わりにデフロスタ吹出口33aを選ぶことも可能であり、また上記記載を参照してその構成を実現することも容易であることは明らかである。
 図7は、所定の気体成分を供給する空気成分発生手段として酸素富化空気生成器を備える本発明の第3の実施例による車両用空調装置の概略構成図である。なお、図2と同様の構成要素にはすべて同一の参照番号を付して記す。
 近年、車内空気中の酸素濃度の低下を防いでドライブの快適性を維持するために、自動車内に酸素濃度の高い酸素富化空気を供給する、酸素富化空気生成装置を搭載することが提案されている。本実施例の車両用空調装置は、このような酸素富化空気を乗員の鼻に届きやすくするものである。
 このため車両用空調装置11は、ゼオライト等の吸着剤を収納した吸着タンク101と、車室外の空気を圧縮して吸着タンク101へ送るコンプレッサー102と、吸着タンク101を経由することにより含有する窒素濃度が低下して、その結果含有酸素濃度が高くなった酸素富化空気を送風ダクト13へ導く連通管103と、連通管103を開閉する電磁弁104と、コンプレッサー102からの圧縮空気を吸着タンク101へ導く連通管105と、連通管105を開閉する電磁弁106からなる酸素富化空気生成器を備える。
 コンプレッサー102は、制御回路39からの制御信号によって送風を開始し、電磁弁104、106は、制御回路39からの制御信号によって連通管103、105を開放する。これにより、吸着タンク101内に圧縮空気が送られて、吸着剤によって窒素濃度が低下し、含有酸素濃度が高くなった酸素富化空気が、上記所定の空気成分として送風ダクト13内に供給される。
 本実施例では、ゼオライト等の吸着剤を収納した吸着タンクを使用する形式の酸素富化空気生成器を例示して説明したが、その他の酸素富化空気生成器を使用しても、本発明の効果が得られることは明らかである。
車両用空調装置における吹出口の位置を示した図である。 本発明の第1の実施例による車両用空調装置の概略構成図である。 芳香発生器の概略構成図である。 本発明の第1の実施例による車両用空調装置の動作を説明するフローチャート(その1)である。 本発明の第1の実施例による車両用空調装置の動作を説明するフローチャート(その2)である。 本発明の第2の実施例による車両用空調装置の概略構成図である。 本発明の第3の実施例による車両用空調装置の概略構成図である。
符号の説明
3、31a…フェイス吹出口
5、33a…デフロスタ吹出口
7、35a…フット吹出口
11、91…車両用空調装置
15…送風器
17…エバポレータ
18…ヒータコア
31b…フェイスダンパ
33b…デフロスタダンパ
35b…フットダンパ
37…モータ
39、93…制御回路
41…入力手段
43…空気成分発生器
95…補助通風路
101…吸着タンク
102…コンプレッサー

Claims (9)

  1.  車室内に空気を吹き出す複数の吹出口、
     これらの吹出口を選択的に開閉する開閉手段、および
     前記吹出口から車室内に吹き出される空気に所定の気体成分を供給する気体成分供給手段を備えた車両用空調装置であって、
     前記複数の吹出口は、少なくとも第1の吹出口および第2の吹出口を含み、
     前記第1の吹出口からの吹出空気は、前記第2の吹出口からの吹出空気に比べて、車室内乗員の鼻に空気が届き易いようになっており、
     前記開閉手段が前記第1の吹出口を閉口し前記第2の吹出口を開口しているときは、前記第1の吹出口を間欠的に開閉するように前記開閉手段を制御することを特徴とする車両用空調装置。
  2.  車室内に空気を吹き出す複数の吹出口、
     これらの吹出口を選択的に開閉する開閉手段、および
     前記吹出口から車室内に吹き出される空気に所定の気体成分を供給する気体成分供給手段を備えた車両用空調装置であって、
     前記複数の吹出口は、少なくとも第1の吹出口および第2の吹出口を含み、
     前記第1の吹出口からの吹出空気は、前記第2の吹出口からの吹出空気に比べて、車室内乗員の鼻に空気が届き易いようになっており、
     前記第1の吹出口は、この第1の吹出口を前記開閉手段で閉口したときにも通風可能な補助通路を備えることを特徴とする車両用空調装置。
  3.  前記第2の吹出口が、フット吹出口である請求項1に記載の車両用空調装置。
  4.  前記第1の吹出口が、フェイス吹出口である請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  5.  前記第1の吹出口が、デフロスタ吹出口である請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  6.  前記気体成分が、芳香成分である請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  7.  前記気体成分が、マイナスイオン成分である請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  8.  前記気体成分供給手段が、酸素富化空気生成手段である請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
  9.  前記気体成分が、花粉症の抗原不活化成分である請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用空調装置。
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