JP4396431B2 - 空気通路切替え装置および車両用空調装置 - Google Patents

空気通路切替え装置および車両用空調装置 Download PDF

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Description

本発明は、空気通路切替え装置およびそれを用いた車両用空調装置に関するものであって、特にフィルム式のロータリードア部にて空気通路を切替えるものに関する。
従来の空気通路切替え装置として、例えば特許文献1に示されるものが知られている。即ち、この空気通路切替え装置は、空気通路を成すケースの円弧状壁に沿うように、このケース内に収容されるロータリードアの回動によって、ケースの円弧状壁に設けられた複数の空気通路開口部を開閉するものである。
更に詳述すると、空気通路切替え装置は、半円筒状のロータリードアの円周壁の外周側にフィルム部材が装着されて形成されている。円周壁とフィルム部材とには、互いに連通するドア開口部が設けられており、ロータリードアの回動に伴って、ドア開口部と複数の空気通路開口部との連通および遮断が選択されるようになっている。
ここで、ロータリードアの円周端部には複数のピンが設けられ、また、フィルム部材の円周端部には、複数のスライド孔(長孔)が設けられている。そして、ロータリードアとフィルム部材との間には弾性部材が介在されて、スライド孔にピンが嵌合されることで、フィルム部材は、ロータリードアに装着されている。そして、フィルム部材がケースの円弧状壁に圧接されるようにしてロータリードアは取付けられている。この時、スライド孔によって、フィルム材は、全体が均等にロータリードアの円周方向に摺動して、ケースの円弧状壁に当接するようにしている。
特開平10−58947号公報
しかしながら、ケースは通常、樹脂成形される半容器体の開口部を対向接合させて形成されるので、円弧状壁は半容器体を形成する際の型抜き勾配によって接合部に向けて傾斜する壁となる。よって、半容器体の接合方向にロータリードアの回動軸が配置される場合に、ロータリードアと、円弧状壁の接合部近傍との隙間が解消されず、風漏れが発生する。ひいては、ロータリードアの回動軸方向端部において、ケースと強く干渉することになり、作動音が大きくなるという問題があった。
本発明の目的は、上記問題に鑑み、ケース側に勾配がある場合でも、隙間部の解消を可能とする空気通路切替え装置および車両用空調装置を提供することにある。
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
請求項1に記載の発明では、半円筒状を成して、円周壁(111)にドア通風口(111a)が開口され、円周壁(111)の円周端部で軸方向に並ぶ複数のピン部(115)が形成されたロータリードア(110)と、円周壁(111)の外周側に配置され、ドア通風口(111a)位置に対応するフィルム開口部(121)が開口され、ピン部(115)位置に対応して形成された複数のスライド孔(122)にピン部(115)が挿入されて、円周壁(111)の円周方向に摺動可能としてロータリードア(110)に装着される可撓性のフィルム部材(120)とを有し、ロータリードア(110)が、空気通路を成すと共に空気通路開口部(12a、12b、12c)を有するケース(11)内に回動可能に配設され、ロータリードア(110)を回動することにより、フィルム開口部(121)と空気通路開口部(12a、12b、12c)との連通および遮断を選択するようにした空気通路切替え装置において、ケース(11)は、型抜きされる一対の半容器体(11a)の開口側が互いに接合されて形成されており、ロータリードア(110)は、その軸方向が半容器体(11a)の接合方向になるように配置され、円周壁(111)のうち、フィルム開口部(121)に対向しない部位にドア開口部(111b)が開口されており、
複数のスライド孔(122)の位置をピン部(115)に対して円周壁(111)の円周端部側にずらし、さらにスライド孔(122)をピン部(115)に対してずらす量はロータリードア(110)の軸方向端部から半容器体(11a)の接合部位置に向けて順次大きくすることにより、フィルム部材(120)が摺動する際の円周壁(111)の円周端部側から円周中心側への摺動量は、ロータリードア(110)の軸方向端部から半容器体(11a)の接合部位置に向けて順次大きくなるようにしたことを特徴とている。
これにより、ロータリードア(110)のドア開口部(111b)を通る送風空気の風圧によってフィルム部材(120)は、ロータリードア(110)の円周中心側に摺動してケース(11)側に圧接される。この時、フィルム部材(120)は、ケース(11)の接合部側に向けて順次大きく摺動できるので、ケース(11)に型抜きによる傾斜があってもこの傾斜に沿うように圧接され、隙間が形成されるのを防止することができる。よって、隙間による風漏れを防止すると共に、ロータリードア(110)の回動軸方向端部側のみでフィルム部材(120)がケース(11)と強く干渉して作動音が大きくなることが無い。
また、請求項に記載の発明のように、複数のピン部(115)の位置をスライド孔(122)に対して、円周壁(111)の円周中心側にずらすことで、フィルム部材(120)の円周壁(111)の円周端部側から円周中心側への摺動が得られるようにし、ピン部(115)のずらす量をロータリードア(110)の軸方向端部から半容器体(11a)の接合部位置に向けて順次大きくすることで、フィルム部材(120)の摺動量が、ロータリードア(110)の軸方向端部から半容器体(11a)の接合部位置に向けて順次大きくなるようにしても良い。
そして、請求項に記載の発明のように、請求項1または請求項に記載の空気通路切替え装置(100)を、空気通路開口部(12a、12b、12c)として、フェイス用開口部(12a)、フット用開口部(12b)、およびデフロスタ用開口部(12c)を備える車両用空調装置に用いて、各開口部(12a、12b、12c)を、ロータリードア(110)とフィルム部材(120)との回動変位により開閉するものに適用して好適である。
尚、上記各手段の括弧内の符号は、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ものである。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を図1〜図5に示す図面に基づいて説明する。尚、図1は本発明を適用した車両用空調装置(以下、空調装置)10の空気通路切替え装置100近傍を示す断面図、図2はケース11を形成するケース部11aを示す内部斜視図、図3は空気通路切替え装置100を示す外観斜視図、図4はフィルム部材120を示す平面図、図5はロータリードア110のピン部115とフィルム部材120のスライド孔122との位置関係を示す平面図である。
空調装置10は、ケース11内に空気通路切替え装置100、ヒータコア16、各種ドア17a、18a等が配設されて構成されており、車室内前部の計器盤(図示せず)内に設置されている。
ケース11は、空調装置10の空気通路を成すものであって、樹脂材のインジェクション成形により半容器体として加工される一対のケース部11aの開口部11b(図2)が互いに接合されて形成されている。ケース11内には、内部を部分的に仕切ると共に、円弧状の内周面に沿うように後述する空気通路切替え装置100が配設される円弧状壁12が形成されている。この円弧状壁12には、空気通路開口部を成すフェイス用開口部12a、フット用開口部12b、デフロスタ用開口部12cが開口されている。そして、各開口部12a、12b、12cからはそれぞれフェイス用通路13、フット用通路14、デフロスタ用通路15が形成されていおり、これらの各通路13、14、15は、図示しないダクトによって、図示しない車室内のフェイス吹出し口、フット吹出し口、デフロスタ吹出し口にそれぞれ連通されている。
尚、円弧状壁12の内周面は、成形用金型の抜き勾配によって、図2に示すように、ケース部11aの底部11c側から開口部11b側に向けて外径方向に開くように傾斜(図2中の角度θ)している。よって、円弧状壁12の内周面の円周方向長さは、底部11c側のL2に比べて、開口部11b側のL1の方が長くなっている。
ケース11内において円弧状壁12の下方側(空気流れの上流側)には、図1に示すように、加熱手段としてのヒータコア16が略水平方向に配設されている。このヒータコア16は、車両エンジンの冷却水(温水)が図示しないポンプにより循環し、このエンジン冷却水を熱源として図示しない送風機からの送風空気を加熱する暖房用熱交換器である。ここでは、ヒータコア16に循環されるエンジン冷却水の流量を調節することで、加熱能力が可変されるものとしている。
尚、ヒータコア16の更に空気流れ上流側(図1中のヒータコア16の下側に対応)には、図示しない冷却手段としてのエバポレータが設けられている。エバポレータは、車両エンジンにより駆動される圧縮機を持つ冷凍サイクル中に設けられ、内部を流通する冷媒の蒸発潜熱により送風空気を冷却する冷房用熱交換器である。
よって、この空調装置10においては、基本的には、図示しないエバポレータの冷却能力とヒータコア18の加熱能力とによって送風空気の温度が調節されるものとなっている。そして、上記のように温度調節された空気は、ほとんどの場合、後述する半円筒状のロータリードア110(図3)内に流入する。
因みに、ヒータコア16の隣には、送風空気(図示しないエバポレータで冷却された空気)が、このヒータコア16をバイパスして流通可能となるバイパス通路17が形成されている。そして、バイパス通路17には、このバイパス通路17を開閉するエアミックスドア17aが設けられている。エアミックスドア17aは、ヒータコア16の加熱能力を調節範囲内で最小にしても充分に冷却された空気が得られない場合に、バイパス通路17を開くことによって、ヒータコア16を通過せずに、図示しないエバポレータによって冷却された空気量を増加させることで、空気温度を低下させるものである。
また、バイパス通路17とフェイス用通路13との間にはフェイス用サブ通路18が形成されており、ここには、フェイス用サブ通路18を開閉するフェイス用ドア18aが設けられている。これは、フェイス用通路13から最大の冷却風を必要とする場合(夏場のクールダウン等の場合)に、上記したエアミックスドア17aとフェイス用ドア18aとを共に開くことで、その対応を可能とするものである。
空気通路切替え装置100は、上記各開口部12a、12b、12cの開閉およびその開口面積を調節するものであって、軸方向がケース部11aの接合方向になるようにして、円弧状壁12の内周面に沿うように配設されている。そして、空気通路切替え装置100の軸方向の略中央部が、ケース11の接合部位置(開口部11b同士が接合される位置)と対応している。以下、本実施形態における空気通路切替え装置100の具体的な構成について、図3〜図5を用いて説明する。
この空気通路切替え装置100は、ロータリードア110およびフィルム部材120から構成されている。ロータリードア110は、例えば樹脂材から成り、図3に示すように、ほぼ半円形を成して対向する2枚の端板部112と、円弧状を成す円周壁111とを一体に有する、いわば縦割りの半円筒状を成している。2枚の端板部112の平端側相互の間は全面的に開口して、空気流入面113を形成している。
端板部112には、円周壁111の円弧の曲率中心に位置して、軸方向外側に突出する回動軸114が設けられている。そして、円周壁111の所定部位には軸方向に並ぶ複数のドア通風口111aが開口されており、更に、このドア通風口111aの周りに配置されるように複数のドア開口部111bが形成されている。
また、円周壁111の円周端部には、後述するフィルム部材120の円周方向の端部を取付けるための複数のピン部115が、一体で形成されている。このピン部115は、ロータリードア110の外方に突出するピンであり、ロータリードア110の軸方向に直線的に並ぶように設けられている。即ち、図5に示すように、円周方向のピン部115間の寸法Lpは、一定となっている。尚、ピン部115の先端側には傘状の突起が形成されており、また、中側が除肉される中割り形状となっている。
一方、フィルム部材120は、可撓性(柔軟性)があって、通気性が無く、しかも摩擦抵抗が小さい樹脂材料で成形されている。具体的には、本例では、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムにて、フィルム部材120を成形している。
フィルム部材120は、ロータリードア110の円周壁111の外周側に配置されるものであり、図4に示すように、ロータリードア110の軸方向寸法とほぼ同等の上下方向寸法を有し、全体として矩形状に形成されたものを円弧状に曲げて使用している。そして、このフィルム部材120の円周方向の途中部位には、上記したロータリードア110のドア通風口111aの位置と対応して、常に連通する複数のフィルム開口部121が開口されている。
また、このフィルム部材120の円周端部には、上記ピン部115の位置に対応するように、複数のスライド孔122が形成されている。このスライド孔122は、具体的には、ピン部115に嵌合する長孔で形成されている。スライド孔122は、フィルム部材120がロータリードア110に円弧状に取付けられた状態では、その円弧形状の円周方向に長孔の長手方向が向くようにしている。
そして、スライド孔122をロータリードア110のピン部115に押し付けることで、ピン部115の先端側の突起は中割り形状によってつぼめられて、ピン部115のスライド孔122への挿通が可能となり、挿通後は先端側の突起が再び開き、フィルム部材120を係止する形となり、フィルム部材120は、ワンタッチでロータリードア110に組付けされている。組付け後のフィルム部材120は、ピン部115(円周壁111)に対して、円周方向に移動(摺動)可能となっている。
尚、各スライド孔122の長手方向の寸法aは、上記組付け時におけるピン部115およびスライド孔122の位置のバラツキを吸収可能とすると共に、後述する円周方向の摺動が可能となる最小の寸法として決定しており、すべてのスライド孔122において同一(寸法a)としている。
また、ピン部115の並ぶ領域を除いて、ロータリードア110とフィルム部材120との間には、フィルム開口部121と同一の開口部を有する弾性シール材130が介在されるようにしている。この弾性シール材130の具体的な材質としてはウレタンフォームのようなスポンジ状の多孔質弾性材が好適である。
そして、本発明では、フィルム部材120が摺動する際の円周壁111の円周端部側から円周中心側への摺動量が、ロータリードア110の軸方向端部に比べ、ケース部11aの接合部(ロータリードア110の軸方向の略中央部)の方が大きくなるようにしている。更に具体的には、上記フィルム部材120の摺動量は、ロータリードア110の軸方向端部から略中央部に向けて順次大きくなるようにしている。
即ち、フィルム部材120の円周中心側への摺動を得るために、具体的にここでは、フィルム部材120のスライド孔122の位置をピン部115に対して、円周壁111の円周端部側にずらすことで対応している。そして、図5に示すように、ロータリードア110の軸方向端部から略中央部に向けて、このずらす量が大きくなるようにしている。言い換えれば、円周方向のスライド孔122間の寸法Ls(1、2、3)が、ロータリードア110の軸方向端部から略中央部に向けて、Ls3<Ls2<Ls1となるようにしている。
以上のように構成された空気通路切替え装置100は、ロータリードア110の回動軸114が、ケース11の円弧状壁12の内周面の曲率中心に一致するようにして、ケース11の壁部に回動可能に支持されている。そして、回動軸114の一方には図示しないレバーが固定され、このレバーの端部に図示しないコントロールケーブルの一端が接続されている。このコントロールケーブルの他端側は、車室内の空調制御パネル(図示せず)に設けられた吹出モード切替えレバーに連結されている。そして、空気通路切替え装置100は、吹出モード切替えレバーの手動操作に基づいて図1中の矢印の方向(左右方向)に回動変位するようになっている。
尚、ロータリードア110の回動軸114にアクチュエータを接続して、環境条件(外気温度、内気温度、日射量等)や送風空気の設定温度に基づいて制御装置によってアクチュエータが作動されて、空気通路切替え装置100が所定の位置に回動されるようにしても良い。
次に、上記構成に基づく空調装置10の作動およびその作用効果について説明する。図示しない送風機を作動させると、ケース11内を空気が流れ、この送風空気は、図示しないエバポレータによって冷却され、更に、ヒータコア16によって加熱され、所定の温度に調節される。温度調節された送風空気は、ロータリードア110の空気流入面113から内部に流入し、円周壁111のドア通風口111aおよびフィルム部材120のフィルム開口部121を通って、ロータリードア110の回動位置に応じて、フィルム開口部121とラップするケース11側の各開口部12a、12b、12cのいずれか1つまたは複数から対応する各通路13、14、15のいずれか1つまたは複数に至り、車室内へ吹出す。
ここで、円周壁111のドア開口部111bを通る送風空気の風圧によってフィルム部材120は、ロータリードア110の円周中心側に摺動して円弧状壁12の内周面に圧接される。この時、フィルム部材120は、上記スライド孔122の設定によってケース11の接合部側に向けて大きく摺動できるので、ケース11に型抜きによる傾斜(図2中で説明した角度θ)があっても均等に圧接され、隙間が形成されるのを防止することができる。よって、隙間による風漏れを防止すると共に、ロータリードア110の軸方向端部側のみでフィルム部材120が円弧状壁12と強く干渉して作動音が大きくなることが無い。
尚、本発明では、フィルム部材120の各スライド孔122の長手方向寸法aを単に大きくするのではなく、必要最小限の寸法設定にして位置をずらすことで、上記の効果を得るようにしており、付随的に、ロータリードア110回動時(往復動時)におけるドア通風口111aとフィルム開口部121とのずれを不要に大きくすることが無く、ロータリードア110の右回動時と左回動時で各開口部12a、12b、12cに対して送風空気量が変化するのを抑制することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図6に示す。第2実施形態は、上記第1実施形態に対して、ピン部115とスライド孔122との設定位置を変更したものである。
ここでは、スライド孔122をロータリードア110の軸方向に直線的に並ぶように形成して(円周方向のスライド孔122間の寸法Lsを一定にして)、円周方向のピン部115間の寸法Lp(1、2、3)をロータリードア110の軸方向端部から中央部に向けてLp3>Lp2>Lp1となるようにしている。
これにより、フィルム部材120は、円周壁111の円周端部側から円周中心側へ上記第1実施形態と同様に摺動可能となり、同様の効果を得ることができる。
(その他の実施形態)
上記第1、第2実施形態では、ピン部115あるいはスライド孔122の設定位置をロータリードア110の軸方向端部から略中央部に向けて順次ずらすようにしたが、フィルム部材120の摺動量がロータリードア110の軸方向端部に比べて、略中央部の方が大きくなるようにすれば良く、例えばピン部115あるいはスライド孔122の数が多い場合に、2つおき、3つおきというように段階的にずらすようにしても良い。
車両用空調装置における空気通路切替え装置近傍を示す断面図である。 ケースを形成するケース部を示す内部斜視図である。 空気通路切替え装置を示す外観斜視図である。 フィルム部材を示す平面図である。 第1実施形態におけるロータリードアのピン部とフィルム部材スライド孔との位置関係を示す平面図である。 第2実施形態におけるロータリードアのピン部とフィルム部材スライド孔との位置関係を示す平面図である。
符号の説明
10 車両用空調装置
11 ケース
11a ケース部(半容器体)
12a フェイス用開口部(空気通路開口部)
12b フット用開口部(空気通路開口部)
12c デフロスタ用開口部(空気通路開口部)
100 空気通路切替え装置
110 ロータリードア
111 円周壁
111a ドア通風口
111b ドア開口部
115 ピン部
120 フィルム部材
121 フィルム開口部
122 スライド孔

Claims (3)

  1. 半円筒状を成して、円周壁(111)にドア通風口(111a)が開口され、前記円周壁(111)の円周端部で軸方向に並ぶ複数のピン部(115)が形成されたロータリードア(110)と、
    前記円周壁(111)の外周側に配置され、前記ドア通風口(111a)位置に対応するフィルム開口部(121)が開口され、前記ピン部(115)位置に対応して形成された複数のスライド孔(122)に前記ピン部(115)が挿入されて、前記円周壁(111)の円周方向に摺動可能として前記ロータリードア(110)に装着される可撓性のフィルム部材(120)とを有し、
    前記ロータリードア(110)が、空気通路を成すと共に空気通路開口部(12a、12b、12c)を有するケース(11)内に回動可能に配設され、
    前記ロータリードア(110)を回動することにより、前記フィルム開口部(121)と前記空気通路開口部(12a、12b、12c)との連通および遮断を選択するようにした空気通路切替え装置において、
    前記ケース(11)は、型抜きされる一対の半容器体(11a)の開口側が互いに接合されて形成されており、
    前記ロータリードア(110)は、その軸方向が前記半容器体(11a)の接合方向になるように配置され、
    前記円周壁(111)のうち、前記フィルム開口部(121)に対向しない部位にドア開口部(111b)が開口されており、
    複数の前記スライド孔(122)の位置を前記ピン部(115)に対して前記円周壁(111)の円周端部側にずらし、
    さらに前記スライド孔(122)を前記ピン部(115)に対してずらす量は前記ロータリードア(110)の軸方向端部から前記半容器体(11a)の接合部位置に向けて順次大きくすることにより、
    前記フィルム部材(120)が摺動する際の前記円周壁(111)の円周端部側から円周中心側への摺動量は、前記ロータリードア(110)の軸方向端部から前記半容器体(11a)の接合部位置に向けて順次大きくなるようにしたことを特徴とする空気通路切替え装置。
  2. 半円筒状を成して、円周壁(111)にドア通風口(111a)が開口され、前記円周壁(111)の円周端部で軸方向に並ぶ複数のピン部(115)が形成されたロータリードア(110)と、
    前記円周壁(111)の外周側に配置され、前記ドア通風口(111a)位置に対応するフィルム開口部(121)が開口され、前記ピン部(115)位置に対応して形成された複数のスライド孔(122)に前記ピン部(115)が挿入されて、前記円周壁(111)の円周方向に摺動可能として前記ロータリードア(110)に装着される可撓性のフィルム部材(120)とを有し、
    前記ロータリードア(110)が、空気通路を成すと共に空気通路開口部(12a、12b、12c)を有するケース(11)内に回動可能に配設され、
    前記ロータリードア(110)を回動することにより、前記フィルム開口部(121)と前記空気通路開口部(12a、12b、12c)との連通および遮断を選択するようにした空気通路切替え装置において、
    前記ケース(11)は、型抜きされる一対の半容器体(11a)の開口側が互いに接合されて形成されており、
    前記ロータリードア(110)は、その軸方向が前記半容器体(11a)の接合方向になるように配置され、
    前記円周壁(111)のうち、前記フィルム開口部(121)に対向しない部位にドア開口部(111b)が開口されており、
    複数の前記ピン部(115)の位置を前記スライド孔(122)に対して、前記円周壁(111)の円周中心側にずらすことで、前記フィルム部材(120)の前記円周壁(111)の円周端部側から円周中心側への摺動が得られるようにし、
    前記ピン部(115)のずらす量を前記ロータリードア(110)の軸方向端部から前記半容器体(11a)の接合部位置に向けて順次大きくすることで、前記フィルム部材(120)の前記摺動量が、前記ロータリードア(110)の軸方向端部から前記半容器体(11a)の接合部位置に向けて順次大きくなるようにしたことを特徴とする空気通路切替え装置。
  3. 請求項1または請求項に記載の空気通路切替え装置(100)を備え、
    前記空気通路開口部(12a、12b、12c)として、フェイス用開口部(12a)、フット用開口部(12b)、およびデフロスタ用開口部(12c)を備え、
    前記各開口部(12a、12b、12c)を、前記ロータリードア(110)と前記フィルム部材(120)との回動変位により開閉することを特徴とする車両用空調装置。
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