JP4000934B2 - 車両用空調装置のドアシール構造 - Google Patents

車両用空調装置のドアシール構造 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドアを回転させてケースの開口部を開閉するにあたり、ドアに設けられたパッキンをケースのシール面に押し当てて弾性変形させることによりシールする、車両用空調装置のドアシール構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、空気が流通する開口部が形成されたケースと、開口部を開閉するドアとを備えた車両用空調装置において、ケースに回転自在に支持される第1回転軸および第2回転軸をドアに備え、第1回転軸から伝達された回転駆動力により両回転軸を軸中心としてドアが回転するようになっている。
【0003】
そして、ドアを回転させて開口部を閉じる場合には、ドアに設けられたパッキンがケースのシール面に押し当てられて圧縮方向に弾性変形し、これにより、パッキンのシール面がケースのシール面に密着してシールするようになっている。なお、両シール面は互いに平行となるように形成されており、ドアを回転させて開口部を閉じるにあたり、パッキンのシール面全体がケースのシール面に同時に接触するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のシール構造では、パッキンのシール面全体がケースのシール面に同時に接触した後、さらに回転駆動力を加えてパッキンを弾性変形させるにあたり、パッキンのうち回転駆動力の伝達経路において第1支持部から遠ざかる部分であるほどパッキンの弾性変形量としての圧縮量が少なくなってしまい、パッキンの圧縮量が不均一となってしまう。よって、圧縮量の少ない部分におけるシール力不足や、当該シール力不足を補うための回転駆動力の増大が問題となる。
【0005】
本発明は、上記点に鑑み、ドアを回転させてケースの開口部を開閉するにあたり、ドアに設けられたパッキンをケースのシール面に押し当てて弾性変形させることによりシールするシール構造において、回転駆動力の増大を抑制しつつシール力不足の抑制を図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、空気が流通する開口部(11、12)が形成されたケース(10)と、ケース(10)に回転自在に支持される第1支持部(22a、42a)および第2支持部(23a、43a)を有し、第1および第2支持部(22a、42a、23a、43a)を軸中心として回転することにより開口部(11、12)を開閉するドア(20、40)とを備え、ドア(20、40)は、開口部(11、12)を開閉するドア部(21、41)と、ドア部(21、41)の一端から回転の径方向に延びて第1支持部(22a、42a)を備える第1アーム(22、42)と、ドア部(21、41)の他端から回転の径方向に延びて第2支持部(23a、43a)を備える第2アーム(23、43)とから構成され、ドア(20、40)は、第1支持部(22a、42a)から伝達された回転駆動力により回転するようになっており、第1支持部(22a、42a)から伝達された回転駆動力は、第1アーム(22、42)からドア部(21、41)を介して第2支持部(23a、43a)に伝達されるようになっており、ドア(20、40)を回転させて開口部(11、12)を閉じる場合には、ドア(20、40)に設けられたシール部材(30、50)をケース(10)のシール面(15b、16b、17b、18b)に押し当てて弾性変形させることにより、ドア(20、40)とケース(10)とをシールするようにした車両用空調装置のドアシール構造であって
シール部材(30、50)のシール面(31b、32b、33b、34b)およびケース(10)のシール面(15b、16b、17b、18b)のうち、一方のシール面(15b、16b、17b、18b)が他方のシール面(31b、32b、33b、34b)に対して傾斜するようになっており、当該傾斜により、ドア(20、40)を回転させて開口部(11、12)を閉じるにあたり、パッキンのシール面(31b、32b、33b、34b)のうち回転駆動力の伝達経路において第1支持部(22a、42a)から遠ざかる部分であるほどケースのシール面(15b、16b、17b、18b)に先に接触するようになっていることを特徴としている。
【0007】
これにより、パッキンのシール面(31b、32b、33b、34b)のうち回転駆動力の伝達経路において第1支持部(22a、42a)から遠ざかる部分であるほどケースのシール面(15b、16b、17b、18b)に先に接触するので、シール部材(30、50)の弾性変形量を均一にできる。よって、回転駆動力の増大を抑制しつつシール部材(30、50)のシール力不足の抑制を図ることができる。
【0009】
また、請求項1に記載の発明のように、回転駆動力の伝達が第1支持部(22a、42a)から第1アーム(22、42)、ドア部(21、41)、第2アーム(23、43)を介して第2支持部(23a、43a)に伝達されるような形状のドア(20、40)においては、回転軸まわりのねじりに対するドア(20、40)の剛性が小さくなるので、このような低剛性のドア(20、40)に従来のシール構造を用いた場合には、パッキンの弾性変形量がより一層不均一となってしまう。従って、本発明では、このような低剛性のドア(20、40)に、上記したシール構造を用いている
【0010】
なお、このような低剛性のドア(20、40)の具体例としては、請求項に記載の発明のようなドア部(21)に対して略平行な方向に回転するロータリドア(20)や、請求項に記載の発明のような、ドア部(41)に対して略垂直な方向に回転する板ドア(40)等が挙げられる。
【0011】
また、請求項に記載の発明では、ケース(10)には開口部(11、12)が少なくとも2つ形成されており、一方の開口部(11)はケース(10)内に内気を導入する内気導入口であり、他方の開口部(12)はケース(10)内に外気を導入する外気導入口であり、内気導入口(11)および外気導入口(12)は、ドア(20、40)の回転により切換開閉されるようになっていることを特徴としており、このようなケース(10)に請求項1ないしのいずれか1つに記載の発明を用いて好適である。
【0012】
また、シール部材(30、50)に適用される材質の具体例として、請求項に記載の発明のように、圧縮方向に弾性変形してシールする発泡樹脂製のパッキンを適用してもよく、また、請求項に記載の発明のように、曲げ方向に弾性変形してシールするゴム製部材を適用してもよい。
【0013】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の各実施形態を図に基づいて説明する。
【0015】
(第1実施形態)
本実施形態は、本発明のシール構造を内外気切換ケースと当該ケース内に設けられたロータリドアとのシール構造に適用したものである。
【0016】
図1は、車両用空調装置の通風系における内外気切替装置を含む送風機ユニット1を示す側面図であり、図2は図1のA矢視図である。そして、送風機ユニット1は、通常、自動車の車室内前部の計器盤内側で、助手席側の部位に配置される。なお、図1および図2の上下前後左右方向は、車両搭載時における送風機ユニット1の上下前後左右方向を示している。
【0017】
送風機ユニット1は、内外気切替装置2と、内外気切替装置2の下方にて隣接配置された図示しない送風機とを備えており、内外気切替装置2にて導入された外気または内気を、送風機により車室内に向けて送風するようになっている。因みに、送風機は、ブロワケーシング、ブロワファンおよびブロワモータから構成されている。また、内外気切替装置2は、内外気切替ケース10およびロータリドア20から構成されている。
【0018】
内外気切替ケース10は、ブロワケーシングの空気吸込口に連通して送風空気の通路を形成しており、合成樹脂(例えばポリプロピレン)にて樹脂成形されている。
【0019】
また、内外気切替ケース10内部のうち車両後方側部位には車室内空気を吸入する内気吸入口11が設けられ、車両前方側部位には車室外空気を吸入する外気吸入口12が設けられている。なお、両吸入口11、12は上記「特許請求の範囲」に記載の開口部に相当するものである。
【0020】
そして、内外気切替ケース10には軸中心を同じくする第1軸受け穴13および第2軸受け穴14が形成されている。なお、図2中の符号φ1は第1および第2軸受け穴13、14の軸中心を示している。そして、これらの軸受け穴13、14にはロータリドア20が回転可能に支持されて、内外気切替ケース10内をロータリドア20が回転し、両吸入口11、12を切り替え開閉するようになっている。
【0021】
図3はロータリドア20を示す正面図であり、図4は図3のB矢視図である。そして、ロータリドア20は、両吸入口11、12を開閉する円弧形状のドア部21と、ドア部21の一端から回転の径方向に扇形状に延びる第1アーム22と、ドア部21の他端から回転の径方向に扇形状に延びる第2アーム23とから構成されている。
【0022】
そして、第1アーム22には、第1軸受け穴13に挿入されて回転自在に支持される第1支持部としての第1回転軸22aが備えられている。また、第2アーム23には、第2軸受け穴14に挿入されて回転自在に支持される第2支持部としての第2回転軸23aが備えられている。なお、第1および第2回転軸22a、23aは、図3中の符号φ2に示すように軸中心が同一となっている。
【0023】
そして、ロータリドア20は、第1回転軸22aから伝達された回転駆動力により回転するようになっており、第1回転軸22aから伝達された回転駆動力は、第1アーム22からドア部21を介して第2アーム23の第2回転軸23aに伝達されるようになっている。
【0024】
また、ロータリドア20には、第1回転軸22aから第1アーム22の端部、ドア面21の端部および第2アーム23の端部に沿って第2回転軸23aまでコの字状に延びる板形状の内気側パッキン取付部24および外気側パッキン取付部25が樹脂にて一体に形成されている。
【0025】
そして、これらのパッキン取付部24、25の両面には、シール部材としてのパッキン30が接着剤にて張り付けられており、図3および図4中の斜線部分がパッキン30を示している。なお、本実施形態のパッキン30には圧縮方向に弾性変形可能な発泡性の樹脂が採用されている。
【0026】
ここで、パッキン30のうち、符号31a、31b、31cに示す部分は内気側パッキン取付部24の外側面に位置するシール面、符号32a、32b、32cに示す部分は内気側パッキン取付部24の内側面に位置するシール面、符号33a、33b、33cに示す部分は外気側パッキン取付部25の内側面に位置するシール面、符号34a、34b、34cに示す部分は外気側パッキン取付部25の外側面に位置するシール面を示している。
【0027】
また、符号31a、32a、33a、34aは第1アーム22に対応するシール面、符号31b、32b、33b、34bはドア部21に対応するシール面、符号31c、32c、33c、34cは第2アーム23に対応するシール面を示している。
【0028】
そして、パッキン側シール面31a、31c、32a、32c、33a、33c、34a、34cは、軸中心φ2に対して略垂直に延びている。また、パッキン側シール面31b、32b、33b、34bは、軸中心φ2に対して略平行に延びている。
【0029】
また、内外気切替ケース10には、パッキン30の各シール面31a〜31c、32a〜32c、33a〜33c、34a〜34cに対応する部分にシール面15a〜15c、16a〜16c、17a〜17c、18a〜18cが形成されている。
【0030】
なお、図2中の斜線はケース側シール面15b、18bを示している。また、図2中の二点差線は、パッキン30のシール面33a、33b、33cの外形を示す想像線である。
【0031】
そして、ケース側シール面15a、15c、16a、16c、17a、17c、18a、18cは、軸中心φ1に対して略垂直に延びている。また、ケース側シール面15b、16b、17b、18bは、軸中心φ1に対して傾斜して延びている。
【0032】
従って、内外気切替ケース10にロータリドア20を組み付けた状態、かつ、パッキンを圧縮方向に弾性変形させていない状態においては、パッキン側シール面31b、32b、33b、34bに対して、ケース側シール面15b、16b、17b、18bが傾斜するようになっている。
【0033】
そして、当該傾斜は、第1軸受け穴13から遠ざかり、第2軸受け穴14に近づくほどケース側シール面15b、16b、17b、18bの高さが高くなるような傾斜である。そして、ケース側シール面15b、18bにおいては、図1および図2に示すように、符号P1、P3、P5に示す位置からからP2、P4、P6に示す位置に亘って傾斜しており、符号Lに示す分だけ高くなるように傾斜が設けられている。
【0034】
次に、上記構成の内外気切替装置2の作動を説明する。
【0035】
第1回転軸22aに回転駆動力を伝達してロータリドア20を回転させて、ドア部21にて内気吸入口11を閉じる場合には、パッキン側シール面31a、31b、31cがケース側シール面15a、15b、15cに押し当てられて圧縮変形することにより、ロータリドア20の内気側パッキン取付部24の外側面とケース側シール面15a、15b、15cとの間がシールされる。
【0036】
また、パッキン側シール面33a、33b、33cがケース側シール面17a、17b、17cに押し当てられて圧縮変形することにより、ロータリドア20の外気側パッキン取付部25の内側面とケース側シール面17a、17b、17cとの間がシールされる。
【0037】
一方、第1回転軸22aに回転駆動力を伝達してロータリドア20を回転させて、ドア部21にて外気吸入口12を閉じる場合には、パッキン側シール面32a、32b、32cがケース側シール面16a、16b、16cに押し当てられて圧縮変形することにより、ロータリドア20の内気側パッキン取付部24の内側面とケース側シール面16a、16b、16cとの間がシールされる。
【0038】
また、パッキン側シール面34a、34b、34cがケース側シール面18a、18b、18cに押し当てられて圧縮変形することにより、ロータリドア20の外気側パッキン取付部25の外側面とケース側シール面18a、18b、18cとの間がシールされる。
【0039】
ここで、本実施形態では、上述したように、パッキン側シール面31b、32b、33b、34bは、軸中心φ2に対して略平行に延びているのに対し、ケース側シール面15b、16b、17b、18bは、軸中心φ2と平行となる軸中心φ1に対して傾斜して延びている。そして、当該傾斜は、第1軸受け穴13から遠ざかり、第2軸受け穴14に近づくほどシール面15b、16b、17b、18bの高さが高くなるような傾斜である。
【0040】
従って、本実施形態によれば、ロータリドア20を回転させて内気吸入口11を閉じるにあたり、ケース側シール面15bのうち符号P2からケース側シール面15cにかけての部分が、パッキン側シール面31b、31cに先に接触する。その後さらにロータリドア20を回転させると、ケース側シール面15bのうち符号P2からP1にかけての部分が順次パッキン側シール面31bと接触する。その後、ケース側シール面15bのうち符号P1からケース側シール面15aにかけての部分が、パッキン側シール面31b、31aに接触し、ケース側シール面15a、15b、15cの全体がパッキン側シール面31a、31b、31cの全体と接触することとなる。
【0041】
なお、シール面17a、17b、17cとパッキン側シール面33a、33b、33cとの接触も同様にして、第1軸受け穴13から遠ざかる部分であるほど先に接触するようになっている。
【0042】
また、ロータリドア20を回転させて外気吸入口12を閉じるにあたり、ケース側シール面16a、16b、16cとパッキン側シール面32a、32b、32cとの接触、およびケース側シール面18a、18b、18cとパッキン側シール面34a、34b、34cとの接触においても、同様にして、第1軸受け穴13から遠ざかる部分であるほど先に接触するようになっている。
【0043】
以上により、本実施形態によれば、パッキン30の圧縮量を均一にでき、回転駆動力の増大を抑制しつつパッキン30のシール力不足の抑制を図ることができる。
【0044】
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、ロータリドア20のシールに本発明のシール構造を適用させているが、本実施形態では、板ドア40のシールに本発明のシール構造を適用させている。
【0045】
図5は板ドア40の正面図であり、図6は図5のC矢視図である。そして、板ドア40は、両吸入口11、12を開閉する板状のドア部41と、ドア部41の一端から回転の径方向に棒状に延びる第1アーム42と、ドア部21の他端から回転の径方向に棒状に延びる第2アーム43とから構成されている。
【0046】
そして、第1アーム42には、図示しないケースの第1軸受け穴に挿入されて回転自在に支持される第1支持部としての第1回転軸42aが備えられている。また、第2アーム43には、ケースの第2軸受け穴に挿入されて回転自在に支持される第2支持部としての第2回転軸43aが備えられている。なお、第1および第2回転軸42a、43aは、図5中の符号φ3に示すように軸中心が同一となっている。
【0047】
そして、板ドア40は、第1回転軸42aから伝達された回転駆動力により回転するようになっており、第1回転軸42aから伝達された回転駆動力は、第1アーム42からドア部41を介して第2アーム43の第2回転軸43aに伝達されるようになっている。
【0048】
そして、ドア部41の両面にはパッキン50が接着剤にて張り付けられており、図5および図6中の斜線部分がパッキン50を示している。なお、本実施形態のパッキン50には弾性変形可能な発泡性の樹脂が採用されている。
【0049】
そして、図示しないケースのシール面を第1実施形態と同様に傾斜するように形成し、パッキン50のうち回転駆動力の伝達経路において第1回転軸42aから遠ざかる部分50aであるほど、第1回転軸42aに近い部分50bに比べてケースのシール面に先に接触するようになっている。これにより、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0050】
(他の実施形態)
上記第1実施形態では、パッキン側シール面31b、32b、33b、34bを軸中心φ2に対して略平行に形成し、ケース側シール面15b、16b、17b、18bを軸中心φ1に対して傾斜するように形成しているが、本発明の実施にあたり、ケース側シール面15b、16b、17b、18bを軸中心φ1に対して略平行に形成し、パッキン側シール面31b、32b、33b、34bを軸中心φ2に対して傾斜するように形成してもよい。
【0051】
また、上記第1および第2実施形態では、第1および第2アーム22、23、42、43に第1および第2支持部としての回転軸22a、23a、42a、43aを備えているが、本発明の実施にあたり、ケース10に回転軸を備え、当該回転軸が挿入される軸受け穴を第1および第2支持部として第1および第2アーム22、23、42、43に備えるようにしてもよい。
【0052】
また、上記第1および第2実施形態では、第1支持部22a、42aと第2支持部23a、43aとは回転軸φ2、φ3上において連結されておらず、第1支持部22a、42aに伝達された回転駆動力は、ドア部21、41を介して第2支持部23a、43aに伝達されるようになっているが、本発明は、第1支持部22a、42aと第2支持部23a、43aとを回転軸φ2、φ3上において連結するようにした構造のドア20、40においても、適用可能である。
【0053】
また、上記第1および第2実施形態では、シール部材30、50として圧縮方向に弾性変形する発砲樹脂製のパッキンを適用しているが、本発明のシール部材30、50はこのようなパッキンに限られるものではなく、例えば、エラストマーゴムその他のゴムを適用してもよいことは勿論である。なお、ゴムを適用した場合には、リップ状に形成されたゴムを曲げ方向に弾性変形させてシールするようにして好適である。また、ゴムにエラストマーゴムを適用した場合には、パッキン30、50を樹脂製のドア20、40と一体に成形するようにして好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る、内外気切換ケースの側面図である。
【図2】図1のA矢視図である。
【図3】第1実施形態に係る、ロータリドアの正面図である。
【図4】図3のB矢視図である。
【図5】本発明の第1実施形態に係る、板ドアの正面図である。
【図6】図5のC矢視図である。
【符号の説明】
10…内外気切替ケース、11…内気吸入口(開口部)、
12…外気吸入口(開口部)、
15b、16b、17b、18b…ケース側シール面、20…ロータリドア、
22a…第1回転軸(第1支持部)、23a…第2回転軸(第2支持部)、
30…パッキン(シール部材)、
31b、32b、33b、34b…パッキン側シール面。

Claims (6)

  1. 空気が流通する開口部(11、12)が形成されたケース(10)と、
    前記ケース(10)に回転自在に支持される第1支持部(22a、42a)および第2支持部(23a、43a)を有し、前記第1および第2支持部(22a、42a、23a、43a)を軸中心として回転することにより前記開口部(11、12)を開閉するドア(20、40)とを備え、
    前記ドア(20、40)は、前記開口部(11、12)を開閉するドア部(21、41)と、前記ドア部(21、41)の一端から前記回転の径方向に延びて前記第1支持部(22a、42a)を備える第1アーム(22、42)と、前記ドア部(21、41)の他端から前記回転の径方向に延びて前記第2支持部(23a、43a)を備える第2アーム(23、43)とから構成され、
    前記ドア(20、40)は、前記第1支持部(22a、42a)から伝達された回転駆動力により回転するようになっており、前記第1支持部(22a、42a)から伝達された回転駆動力は、前記第1アーム(22、42)から前記ドア部(21、41)を介して前記第2支持部(23a、43a)に伝達されるようになっており、
    前記ドア(20、40)を回転させて前記開口部(11、12)を閉じる場合には、前記ドア(20、40)に設けられたシール部材(30、50)を前記ケース(10)のシール面(15b、16b、17b、18b)に押し当てて弾性変形させることにより、前記ドア(20、40)と前記ケース(10)とをシールするようにした車両用空調装置のドアシール構造であって
    前記シール部材(30、50)のシール面(31b、32b、33b、34b)および前記ケース(10)のシール面(15b、16b、17b、18b)のうち、一方のシール面(15b、16b、17b、18b)が他方のシール面(31b、32b、33b、34b)に対して傾斜するようになっており、
    当該傾斜により、前記ドア(20、40)を回転させて開口部(11、12)を閉じるにあたり、前記パッキンのシール面(31b、32b、33b、34b)のうち前記回転駆動力の伝達経路において前記第1支持部(22a、42a)から遠ざかる部分であるほど前記ケースのシール面(15b、16b、17b、18b)に先に接触するようになっていることを特徴とする車両用空調装置のドアシール構造。
  2. 前記ドアは、前記ドア部(21)に対して略平行な方向に回転するロータリドア(20)であることを特徴とする請求項に記載の車両用空調装置のドアシール構造。
  3. 前記ドアは、前記ドア部(41)に対して略垂直な方向に回転する板ドア(40)であることを特徴とする請求項に記載の車両用空調装置のドアシール構造。
  4. 前記ケース(10)には前記開口部(11、12)が少なくとも2つ形成されており、
    一方の前記開口部(11)は前記ケース(10)内に内気を導入する内気導入口であり、他方の前記開口部(12)は前記ケース(10)内に外気を導入する外気導入口であり、
    前記内気導入口(11)および前記外気導入口(12)は、前記ドア(20、40)の回転により切換開閉されるようになっ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装置のドアシール構造。
  5. 前記シール部材(30、50)に、圧縮方向に弾性変形してシールする発泡樹脂製のパッキンを適用した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装置のドアシール構造。
  6. 前記シール部材(30、50)に、曲げ方向に弾性変形してシールするゴム製部材を適用した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装置のドアシール構造。
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