JP2005029049A - 車両用空調装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 車両の前後それぞれに空調ユニットを搭載する車両において、前席側空間に座る乗員の前方の視界を狭くすることなく、天井から空調風を吹き出すことで効率よく空調を行なうことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 後席側空間に座る乗員の上半身へ向けて後席側空間の天井から空調風を吹き出すために後席側空間の天井に配策された通風ダクトに、前席側空間の天井に配策された通風ダクト延長部を接続し、この通風ダクト延長部に前席側空間に座る乗員の上半身へ向けて前席側空間の天井から空調風を吹き出すことで前席側空間を空調する前席側開口部を設ける。
【選択図】 図1

Description

本発明は、ワンボックス車など、比較的車室内空間の大きな車両に用いて好適な、車両用空調装置に関するものである。
一般にワンボックス車などを空調する車両用空調装置において、車両用空調ユニットを車両の前席側と後席側とにそれぞれ設けているものが知られている(例えば特許文献1)。
特許文献1に記載の車両用空調装置において、前席側空調ユニットは車両のインストルメントパネルに設けた吹出口から前席乗員に向けて空調風を吹き出し、後席側空調ユニットは車両天井に設けた吹出口から後席乗員に向けて空調風を吹き出すものである。
特開平9−240257号公報
近年、環境保護のため、自動車の燃費向上が望まれており、それに伴って車両用空調装置も省動力化が望まれている。当然、上記のワンボックス車など、車室内空間の広い車両を複数の車両用空調ユニットを用いて空調する場合、よりいっそうの省動力化が望まれることになる。
そこで、本発明の発明者は、冷房時における車両用空調装置の吹出口の位置と、車両用空調装置にかかる負荷との相関関係に注目した。
その結果、インストルメントパネルに設けられた吹出口から前席乗員の上半身に向けて正面から空調風を吹き出す場合に比べ、車両前席天井に吹出口を設け、前席乗員の上半身の上から空調風を吹き出す場合の方が、前席乗員の身体に空調風が当たる面積の増加するという利点があり、少ない動力で冷房能力を確保できることがわかった。
しかしながら、運転席及び助手席が配置される前席側空間を空調する前席側空調ユニットにおいて、車両天井から前席側空調ユニットの空調風を吹き出そうとすると、前席側空調ユニットから車両前席天井まで空調風を送るために、前席側空調ユニットから車両前席天井まで延びる前席側天井ダクトが必要となる。この前席側天井ダクトは車両のフロントウィンドウと前席側サイドウィンドウとの間のピラーを通ることになり、前席側天井ダクトを通すためにピラーが太くなってしまうと、結果として運転者の前方の視界を狭くしてしまうという不具合がある。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、車両の前後それぞれに空調ユニットを搭載する車両において、前席乗員の前方の視界を狭くすることなく、天井から空調風を吹き出すことで効率よく空調を行なうことが可能な車両用空調装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、後席側空調ユニット(6)には、後席側空間(4)の天井(4c)に配策された通風ダクト(12、15、16)が接続されており、この通風ダクト(12、15、16)は、後席側空間(4)に座る乗員の上半身へ向けて後席側空間(4)の天井(4c)から空調風を吹き出すことで、後席側空間(4)を空調する少なくとも一つ以上の後席側開口部(15a、15b、16a、16b)とを備える車両用空調装置であって
前記通風ダクト(12、15、16)には、前席側空間(3)の天井(3b)に配策された通風ダクト延長部(19、20)が接続されており、
この通風ダクト延長部(19、20)には、前席側空間(3)に座る乗員の上半身へ向けて前席側空間(3)の天井(3b)から空調風を吹き出すことで前席側空間(3)を空調する少なくとも一つ以上の前席側開口部(19a、20a)が設けられていることを特徴とする。
これにより、前席側空間(3)の天井(3b)から前席側空間(3)に座る乗員の上半身へ向けて、後席側空調ユニット(6)からの空調風を吹き出すことができ、少ない動力で冷房能力を確保できる。
そして、通風ダクト(12、15、16)を流れる後席側空調ユニット(6)の空調風を、前席側空間(3)の天井(3b)に配策された通風ダクト延長部(19、20)に設けられた前席側開口部(19a、20a)から吹き出すので、上記前席側天井ダクトを設ける必要がなく、前席側空間(3)に座る乗員の前方の視界を狭くすることはない。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、通風ダクト延長部(19、20)には前席側開口部(19a、20a)から吹き出す空調風の流路を開閉するドア(19b、20b)が設けられていることを特徴とする。
これにより、ドア(19b、20b)によって前席側開口部(19a、20a)から吹き出す空調風の流路を閉鎖することができるので、後席側空調ユニット(6)からの空調風をすべて後席側開口部(15a、16a、15b、16b)から吹き出すことが可能となり、後席側開口部(15a、16a、15b、16b)と前席側開口部(19a、20a)の両方から空調風を吹き出す場合に比べて、後席側開口部(15a、16a、15b、16b)からの吹出風量を上げることができる。
また、請求項1または2に記載の通風ダクト延長部(19、20)は、請求項3に記載したように、通風ダクト(12、15、16)の下流側端部に接続するのが好ましい。
尚、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
(本実施形態の構成)
以下、本発明の実施形態の構成を図1ないし図3を用いて説明する。図1は本発明が適用されたワンボックスタイプの車両1の断面を示す模式図である。車両1の車室内空間2は、大きく分けて前席3a(運転席及び助手席)が設置される前席側空間3と、中席4a及び後席4bが設置される後席側空間4とに分けられる。
車両1は車両用空調装置として、主に前席側空間3を空調する前席側空調ユニット5と、主に後席側空間4を空調する後席側空調ユニット6とを搭載している。
前席側空調ユニット5は、車室内空間2の前端部に配置されるインストルメントパネル7内に収められており、図示しない前席側送風機ユニットと、前席側エバポレータ5a、ヒータコア5b、運転席及び助手席3aに座る乗員の上半身に向けて正面から空調風を吹き出す吹出口5cなどから構成される。
前席側送風機ユニットは、周知のものであり、いずれも図示しない遠心式の送風ファン(シロッコファン)、ファン駆動用モータ、及びスクロールケーシングから構成され、送風ファンの回転数、すなわち車室内への送風量は、ファン駆動用モータに印加される電圧によって制御される。なお、この電圧は車両1に取り付けられた図示しない内気温度センサなどの各種センサ、インストルメントパネル7に設置された図示しないオートエアコンスイッチなどの手動設定装置からの信号に基づいて図示しないECUによって決定される。
周知のように、内気温度センサは車室内空間2の内気温度を測定するものであり、オートエアコンスイッチは車両用空調装置の吹き出しモード自動制御を開始するスイッチである。
前席側エバポレータ5aは、アルミニウム等の熱伝導性、耐食性に優れた金属の薄板を二枚張り合わせて構成した偏平チューブを、図示しないコルゲートフィンを介在させて多数積層配置し、一体ろう付けにて接合したものであり、偏平チューブを通過する冷媒と、コルゲートフィンの間をすり抜ける空調空気との間で熱交換を行なうことで、空調空気を冷却するものである。
また、前席側エバポレータ5aは周知の冷凍サイクルを構成するものである。ここで、周知の冷凍サイクルとは、圧縮機8、コンデンサ9、レシーバ10、図示しない減圧手段としての膨張弁、前席側エバポレータ5aとが図示しない冷媒配管で繋がれて構成されるものである。
圧縮機8は、図示しない車両用エンジン付近に設置され、車両用エンジンから回転駆動力を図示しない駆動ベルトにより伝えられて駆動し、冷媒を高温高圧に圧縮して吐出するものである。
コンデンサ9は、車両1の前端部に設置され、圧縮機8から吐出された冷媒を外気と熱交換することにより凝縮するものである。
レシーバ10は、コンデンサ9に取り付けられており、コンデンサ9で凝縮された冷媒を、液相冷媒と気相冷媒とに分離するとともに、液相冷媒を貯留するものである。
膨張弁は、前席側エバポレータ5aの冷媒入り口に設けてあり、レシーバ10からの液相冷媒を低温低圧の気液2相冷媒に減圧し、前席側エバポレータ5aに送るものである。
前席側エバポレータ5aに流入した低温低圧の冷媒は、コルゲートフィンを介して空調空気と熱交換をすることにより蒸発する。そして、前席側エバポレータ5aを出た冷媒は再度、圧縮機8に吸入され、圧縮される。
尚、上記した冷凍サイクルには、後述する後席側空調ユニット6の後席側エバポレータ6aが、上記した前席側空調ユニット5の前席側エバポレータ5aと並列に接続されている。
前席側ヒータコア5bは、内部をエンジン冷却水が流れ、このエンジン冷却水を熱源として前席側ヒータコア5bを通過する空気を加熱するものである。
このヒータコア5bは、エンジンから流入するエンジン冷却水流量を制御する図示しない制御弁を有しており、この制御弁によってエンジン冷却水流量を制御することで、空気加熱量を調整し、車室内空間2への吹出空気温度を制御するものである。
後席側空調ユニット6は、車両1のボデーと後席側空間4の間の空間であるサイドトリムに設置されており、後席側空調ユニットケース6e、後席側送風機11、後席側エバポレータ6a、後席側ヒータコア6bから構成されており、後席側空調ユニットケース6eに設けられたFACE開口部6cには後述する上側配風ダクト12が接続され、FOOT開口部6dには後述する下側配風ダクト12aが接続されている。
後席側送風機11は、後席側スクロールケース11dと、中席4aの下方に設置された空気取り入れ口11aと、空気取り入れ口11aから後席側スクロールケース11dまで、後席側空間4の床下を配策する後席側空気取り入れダクト11bと、取り込んだ空気を後席側空調ユニット6へと圧送する後席側送風ファン11cとからなる。
後席側エバポレータ6aは、上述の前席側エバポレータ5aと同様の構造であり、前記冷凍サイクルに、図示しない冷媒配管によって前席側エバポレータ5aと並列に接続されている。
後席側ヒータコア6bは、上述の前席側ヒータコア5bと同様の構成であり、エンジンと、エンジン冷却水が流れる図示しない配管によって前席側ヒータコア5bと並列に接続されている。
下側配風ダクト12aは、後席4bの背後から後席4bの下側へと延びており、後席4bの足元に設置された後席側FOOT吹出口12bに接続される。
上側配風ダクト12は、後席側空調ユニット6のFACE開口部6cに接続されており、リアウィンドウ13とサイドウィンドウ14との間のリアピラー17を通って配策され、後席側空間4の天井4cへと通ずる通風路である。
後席側空間4の天井4cにおいて、上側配風ダクト12は左側配風ダクト15と右側配風ダクト16の二手に分かれ、左側配風ダクト15は後席側空間4の天井4cの左側端部に沿って配策され、右側配風ダクト16は後席側空間4の天井4cの右側端部に沿って配策されている(図2、図3参照)。
ここで、図2は、車両1の斜め後から見た後席側空調ユニット6を示す斜視図であり、図3は本実施形態における車両用空調装置が適用されたワンボックスタイプの車両1の天井3b、4cに配策される配風ダクトの構造を示す上から見た模式図である。
左側配風ダクト15及び右側配風ダクト16には、それぞれ後席用吹出口15a、16a、中席用吹出口15b、16bが設けられており、後席用吹出口15a、16aと中席用吹出口15b、16bは、上側配風ダクト12を通って後席側空調ユニット6から送られてきた空調風を中席4a及び後席4bに座る乗員の上半身に向けて吹き出すものである。
ここで、左側配風ダクト15の後席用吹出口15aは、後席4bの左側に着座した乗員の頭部に向けて空調風を吹き出し、中席用吹出口15bは中席4aの左側に着座した乗員の頭部に向けて空調風を吹き出すものである。また、右側配風ダクト16の後席用吹き出し口16aは、後席4bの右側に着座した乗員の頭部に向けて空調風を吹き出し、中席用吹出口16bは中席4aの右側に着座した乗員の頭部に向けて空調風を吹き出すものである。
さらに左側配風ダクト15及び右側配風ダクト16の下流側端部には、前席側空間3の天井3bの左側端部に沿って配策された左側配風ダクト延長部19と、前席側空間3の天井3bの右側端部に沿って配策された右側配風ダクト延長部20が接続されている。
この配風ダクト延長部19、20には、前席天井吹出口19a、20aと前席天井吹出口開閉ドア19b、20bが設けられており、左側配風ダクト15及び右側配風ダクト16を流れる後席側空調ユニット6からの空調風を、前席側空間3の天井3bまで送り、前席天井吹出口19a、20aから吹き出すものである。
ここで、左側配風ダクト延長部19の前席天井吹出口19aは、助手席乗員の頭部に向けて空調風を吹き出し、右側配風ダクト延長部20の前席天井吹出口20aは、運転席乗員の頭部に向けて空調風を吹き出すもので、それぞれ左側配風ダクト延長部19と右側配風ダクト20の最下流部位に設けられており、配風ダクト延長部19、20中に設けられた前席天井吹出口開閉ドア19b、20bを回動することによって、吹き出す空調風の量が制御されるものである。
ここで、図1中のAは前席天井吹出口19a、20aから前席3aに座る乗員の頭部までの距離を表し、Bは前席側空調ユニット5の吹出口5c前席3aに座る乗員の頭部までの距離を表すものであり、本実施形態では前席天井吹出口19a、20aから前席3aに座る乗員の頭部までの距離(A)が前席側空調ユニット5の吹出口5c前席3aに座る乗員の頭部までの距離(B)よりも短くなっている。
(本実施形態の作動)
次に本実施形態の作動について、図4及び図5を用いて説明する。
図4はオートエアコンスイッチがONされてからの制御を表すフローチャートである。そして図5は、車室内空間2の内気温度の時間変化に応じた前席側空調ユニット5及び後席側空調ユニット6の運転状態と、前席天井吹出口開閉ドア19b、20bの動作を示す図である。
オートエアコンスイッチがONされると、まずステップS1に進み、車室内空間2に設置された内気温度センサによって内気温度を検出する。そしてステップS2へと進む。
ステップS2では、ステップS1で検出した車室内空間2の内気温度が所定の温度Tよりも高いかどうかを判定する。所定の温度Tよりも高い場合はステップS3へと進む。
ステップS3では、前席天井出口吹出口開閉ドア19b、20bを閉じ、配風ダクト延長部19、20へ流入する、後席側空調ユニット6からの空調風を遮蔽する。そして、ステップS4へと進む。
ステップS4では、前席側空調ユニット5と後席側空調ユニット6を共に高出力運転(具体的には前席側送風機ユニットのファン駆動用モータと後席側送風ファン11cを共に最大出力で運転)させることで車室内空間2の内気温度を早急下げる制御を行なう。
ステップS2で、内気温度が所定の温度Tよりも低い場合はステップS5へと進む。
ステップS5では、前席天井出口吹出口開閉ドア19b、20bを開く。この時、配風ダクト延長部19、20へは後席側空調ユニット6からの空調風が流入する。そして、ステップS6へと進む。
ステップS6では、前席側空調ユニット5を低出力運転(具体的には、前席天井吹出口19a、20aを設けない場合に前席側送風機ユニットのファンが通常求められる出力よりも低い出力で前席側送風機ユニットのファンを運転する)、または停止させ、後席側空調ユニット6を高出力運転させることで車室内空間2を空調する。このとき、後席側空調ユニット6から送られてくる空調風は、後席用吹出口15a、16aと中席用吹出口15b、16bとから中席4aと後席4cに座る乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すとともに、配風ダクト延長部19、20を通り、前席天井吹出口19a、20aから前席3aに座る乗員の上半身に向けて吹き出される。
このように、車室内空間2の内気温度が所定の温度Tよりも高い時は、前席側空調ユニット5と後席側空調ユニット6とを、共に高出力で運転させる。そして、前席天井吹出口開閉ドア19b、20bを、通風ダクト延長部19、20に流れ込む後席側空調ユニット6からの空調風を遮蔽する位置へ回動させ、後席側空調ユニット6からの空調風が前席天井吹出口19a、20aから吹き出すことを防ぐ。これによって、前席側空間3は前席側空調ユニット5を用いて空調し、後席側空間4は後席側空調ユニット6を用いて空調することができる。よって後席側空調ユニット6の冷房能力を後席側空間4に集中させることができる。
また、車室内空間2の内気温度が所定の温度Tよりも低い時は、前席側空調ユニット5を低出力運転または停止させる。そして、前席天井吹出口開閉ドア19b、20bを、配風ダクト延長部19、20へ空調風が流れ込む位置へ回動させることで、後席側空調ユニット6からの空調風を前席天井吹出口19a、20aから吹き出し、主に後席側空調ユニット6を用いて前席側空間3と後席側空間4を共に空調する。
(本実施形態の効果)
後席側空調ユニットの空調風を、配風ダクト延長部19、20を介して前席天井吹出口19a、20aから吹き出すことができるので、前席3aに座る乗員の身体に空調風が当たる面積の増加し、さらに前席側空調ユニット5の吹出口5cから前席側空調ユニット5の空調風を吹き出す場合に比べて前席乗員の頭部近い位置から空調風を吹き出すことができるとう利点があり、少ない動力で冷房能力を確保できる。これにより、前席側空調ユニット5を低出力運転または停止させることができ、省動力化することができる。
さらに、後席側空調ユニット6のFACE開口部6cに接続される上側配風ダクト12は、サイドトリムから後席側空間4の天井4cへ、リアピラー17を通って配策されるので、前席側空調ユニット5から前席側空間3の天井3bまで延びる配風ダクトを設ける必要がなく、乗員の前方の視界を狭くすることはない。
また本実施形態では、内気温度センサによって検出された車室内空間2の内気温度がある所定の温度Tよりも高い場合は、前席側空調ユニット5と後席側空調ユニット6とを両方用いて空調を行ない、内気温度が所定の温度Tよりも低いときは、前席側空調ユニット5を低出力で運転または停止する。
これにより、内気温度が高く、大きな冷房能力を必要とする時は、前席側空調ユニット5、後席側空調ユニット6の併用をすることによって空調し、冷房によって内気温度が下がってくると、主に後席側空調ユニット6を用いて前席天井吹出口19a、20a、及び中席用吹出口15b、16b、後席用吹出口15a、16aから空調風を吹き出すことによって車室内空間2を効率よく空調する。
加えて、本実施形態では、配風ダクト延長部19、20に、前席天井吹出口開閉ドア19b、20bを備えており、前席天井吹出口19a、20aへ流入する空調風の量をこの前席天井吹出口開閉ドア19b、20bを回動させることで制御する。
そして、車室内空間2の内気温度がある所定の温度Tよりも高い場合は、前席天井吹出口開閉ドア19b、20bを前席天井吹出口19a、20aへ流れ込む空調風を遮蔽する位置に回動させ、所定の温度Tよりも低いときは、前席天井吹出口開閉ドア19b、20bを前席天井吹出口19a、20aに流れ込む空調風を遮蔽しない位置へ回動させる。
これにより、車室内空間2の内気温度がある所定の温度Tよりも高い場合は、前後二つの空調ユニット5、6が前席側空間3と後席側空間4をそれぞれ分担して空調でき、後席側空調ユニット6の冷房能力を後席側空間4に集中させることができ、車室内空間2の内気温度を早急に下げることができる。そして、内気温度が所定の温度Tよりも低い場合は、後席側空調ユニット6からの空調風を前席天井吹出口19a、20aから吹き出すことにより、主に後席側空調ユニット6を用いて、少ない負荷で空調レベルを維持することができる。
さらに、後席側空調ユニット6の空気取り入れ口11aを後席側空間4の中席4aの下側に設置しているので、後席側空調ユニット6に取り込まれる空気を、比較的温度の低い所から取り入れることができ、後席側空調ユニット6の負荷を軽減することができる。
(他の実施形態)
上記実施形態では、後席側空調ユニット6を車両1のボデーと車室内空間2の間の空間であるサイドトリムに設置したが、本発明はこれに限られるものではなく、後席側空調ユニット6から運転席及び助手席3aに座る乗員の上半身と後部座席に座る乗員の上半身に、車室内空間2の天井から吹き出すことができるものであれば、後席側空調ユニット6を車室内空間2の床下に設置して、サイドピラー18を通して上側通風路12を天井3b、4cまで配策するようにしても良いし(図6参照)、後席側空調ユニット6を車室内空間2の天井4cに取り付けるようにしても良い。
また、上記実施形態では、配風ダクト延長部19、20を左側配風ダクト15及び右側配風ダクト16の下流側端部に接続したが、本発明はこれに限られるものではなく、配風ダクト延長部19、20を接続するのは流路端部からでなくてもよい。
また、所定の温度Tを車両外部の温度や、日射量、季節などに応じて変更するようにしても良い。
本発明が適用されたワンボックスタイプの車両1の断面を示す模式図である。 車両1の斜め後から見た後席側空調ユニット6を示す斜視図である。 本発明が適用されたワンボックスタイプの車両1の天井に配策される配風ダクトの構造を示す模式図である。 エアコンスイッチがONされてからの制御を表すフローチャートを示す図である。 車室内温度の時間変化に応じた前席側空調ユニット5及び後席側空調ユニット6の運転状態と、前席天井吹出口開閉ドア19b、20bの動作を示す図である。 他の実施形態の構成を示す断面模式図である。
符号の説明
1…車両、
2…車室内空間、
3…前席側空間、
3a…前席、
3b… 天井、
4…後席側空間、
4a…中席、
4b…後席
4c…天井、
5…前席側空調ユニット、
5a…前席側エバポレータ、
5b…前席側ヒータコア、
5c…各種吹出口、
6…後席側空調ユニット、
6a…後席側エバポレータ、
6b…後席側ヒータコア、
6c…FACE開口部、
6d…FOOT開口部、
7…インストルメントパネル、
8…圧縮機、
9…コンデンサ、
10…レシーバ、
11…後席側送風機、
11a空気取り入れ口、
11b…空気取り入れダクト、
11c…後席側送風ファン、
11d…後席側スクロールケース、
12…上側配風ダクト、
12a…下側配風ダクト、
12b…後席側FOOT吹出口、
13…リアウィンドウ、
14…サイドウィンドウ、
15…左側配風ダクト、
15a…後席用吹出口、
15b…中席用吹出口、
16…右側配風ダクト、
16a…後席用吹出口、
16b…中席用吹出口、
17…リアピラー、
18…サイドピラー、
19…配風ダクト端部、
19a…前席天井吹出口、
19b…前席天井吹出口開閉ドア、
20…配風ダクト端部、
20a…前席天井吹出口、
20b…前席天井吹出口開閉ドア。

Claims (3)

  1. 運転席及び助手席(3a)が設置される前席側空間(3)を空調する前席側空調ユニット(5)と、
    後部座席(4a、4b)が設置される後席側空間(4)を空調する後席側空調ユニット(6)とを有し、
    前記後席側空調ユニット(6)には、前記後席側空間(4)の天井(4c)に配策された通風ダクト(12、15、16)が接続されており、
    前記通風ダクト(12、15、16)は、前記後席側空間(4)に座る乗員の上半身へ向けて前記後席側空間の天井(4c)から空調風を吹き出す後席側開口部(15a、15b、16a、16b)を有する車両用空調装置において、
    前記通風ダクト(12、15、16)には、前記前席側空間(3)の天井(3b)に配策された通風ダクト延長部(19、20)が接続されており、
    前記通風ダクト延長部(19、20)には、前記前席側空間(3)に座る乗員の上半身へ向けて前記前席側空間(3)の天井(3b)から空調風を吹き出す前席側開口部(19a、20a)が設けられていることを特徴とする車両用空調装置。
  2. 前記通風ダクト延長部(19、20)には、前記前席側開口部(19a、20a)から吹き出す空調風の流路を開閉するドア(19b、20b)が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の車両用空調装置。
  3. 前記通風ダクト延長部(19、20)は、前記通風ダクト(12、15、16)の下流側端部に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用空調装置。
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JP2007186066A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Denso Corp 車両用空調装置
JP2016007965A (ja) * 2014-06-25 2016-01-18 三菱自動車工業株式会社 車両の空調装置

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