JP6067975B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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Description

本発明は、例えば自動車等に搭載される車両用空調装置に関するものである。
一般に、車両用空調装置は、車室の前端部に配設されるインストルメントパネルの内部に収容されている。車両用空調装置には、冷却用熱交換器や加熱用熱交換器が設けられている。各熱交換器には、熱媒体を給排するための配管が接続されており、この配管は、車両のエンジンルームと車室とを仕切る仕切部材に形成された開口部を通ってエンジンルーム側へ突出するようになっている。この配管にエンジンルーム側の機器から延びる配管が接続されて熱交換器に熱媒体の給排が行われる。
上記のように仕切部材に開口部を形成した場合には、車両用空調装置にシール材を設けて開口部からの水の浸入を抑制することが行われている(例えば、特許文献1、2参照)。
特許文献1、2のシール材は弾性部材で構成されており、車両の仕切部材と車両用空調装置のケーシングとの間に配置されるようになっている。このシール材の大きさは、開口部よりも大きく設定されている。さらに、シール材には、配管が貫通するようになっており、このシール材におけるエンジンルームに臨む面には、仕切部材の開口部の周縁部よりも内方に配管を囲むように切れ込みが形成されている。この切れ込みを形成することにより、シール材と配管との間に隙間が形成されるのを抑制している。
特開平10−278563号公報 特開2007−331532号公報
しかしながら、例えば図10に示すように高圧洗車機を使用して洗車が行われた場合には、ケーシングCに取り付けられたシール材Aに高圧水WがエンジンルームR側から当たることがある。高圧水Wによる圧力を受けたシール材Aは変形してしまい、シール材Aの変形部位が仕切部材Pの開口部P1の周縁部に対応する部位である場合には、開口部P1の周縁部とシール材Aとの間に隙間Bができ、水が隙間Bから車室Sに浸入する恐れがある。
これを回避するためには、シール材Aの大きさを大きくしたり、シール材Aの仕切部材Pに対する圧接力を高めたりする方法が考えられる。ところが、シール材Aを大きくする場合にはコスト高を招き、また、圧接力を高める場合には特にケーシングC側への反力による負荷が増大して補強構造が必要になり、ひいてはコスト高を招く。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シール材の大きさを大きくしたり、仕切部材への圧接力をそれほど高めることなく、高いシール性を得ることができるようにすることにある。
上記目的を達成するために、本発明では、シール材に形成する切れ込みの位置を仕切部材の開口部よりも外側に設定した。
第1の発明は、車室に搭載される車両用空調装置において、
熱交換器を収容するケーシングと、
上記熱交換器に熱媒体を給排する配管部材と、
車室と車室外とを仕切る車両の仕切部材に形成された配管部材挿通用の開口部の周縁部と、上記ケーシングとの間をシールするためのシール材とを備え、
上記シール材は、上記仕切部材に接触する板状弾性材からなる車室外側層と、上記ケーシングに接触する板状弾性材からなる車室内側層とを備え、
上記シール材における仕切部材側の面には、上記開口部の周縁部よりも外側に位置する切れ込み部が形成されていることを特徴とするものである。
この構成によれば、シール材の切れ込み部よりも外側の部分が仕切部材の開口部よりも外側に圧接するとともに、切れ込み部よりも内側の部分も仕切部材の開口部よりも外側に圧接することになるので、少なくとも2重のシール構造が得られる。
そして、例えば車外側から高圧水がシール材に当たった場合には、切れ込み部よりも内側の部分が開口部の周縁部から離れるように変形することが考えられる。ところが、本発明では、シール材に切れ込み部を形成していることで、高水圧によるシール材の変形は、切れ込み部までで殆ど止まり、シール材における切れ込み部よりも外側の部分の変形は抑制される。従って、シール材における切れ込み部よりも外側の部分を仕切部材の開口部よりも外側に圧接させたまま保つことが可能になり、高いシール性が得られる。
第2の発明は、第1の発明において、上記切れ込み部は、上記開口部の周方向に断続して形成されていることを特徴とするものである。
この構成によれば、シール材の製造時に、例えば型を用いた打ち抜きによる方法で切れ込み部を形成し、このとき切れ込み部よりも外側の部分と内側の部分とを繋げて1部品とすることが可能になる。
第3の発明は、第1の発明において、上記切れ込み部は、上記開口部の周方向に連続して形成されていることを特徴とするものである。
この構成によれば、シール材の切れ込み部よりも外側の部分と内側の部分とを離すことが可能になるので、切れ込み部よりも内側の部分が高圧水によって変形した場合の影響が、切れ込み部よりも外側の部分に及ばなくなり、シール性がより一層高まる。
第1の発明によれば、シール材に、仕切部材の開口部の周縁部よりも外側に位置する切れ込み部を形成したので、シール材の大きさを大きくすることなく、かつ、仕切部材への圧接力をそれほど高めることなく、高いシール性を得ることができる。
第2の発明によれば、切れ込み部を断続させたので、打ち抜きによる方法で製造が容易になるとともに、シール材を1部品として組み付け時の作業性を向上させることができる。
第3の発明によれば、切れ込み部を連続させたので、切れ込み部よりも内側の部分が高圧水によって変形した場合に、その影響が切れ込み部よりも外側の部分に及ばなくなり、シール性をより一層高めることができる。
車両用空調装置の側面図である。 車両用空調装置の正面図である。 車両用空調装置の断面図である。 シール材の正面図である。 図2のV−V線に相当する断面図である。 エンジンルーム側から高圧水が当たった場合の図5相当図である。 実施形態の変形例1にかかる図4相当図である。 実施形態の変形例2にかかる図4相当図である。 実施形態の変形例3にかかる図4相当図である。 従来例のシール材に高圧水が当たった場合を示す断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
図1及び図2は、本発明の実施形態にかかる車両用空調装置1を示すものである。図1は車両用空調装置1を車両右側から見た図であり、図2は正面から見た図である。
車両用空調装置1が搭載される車両は、いわゆる乗用自動車であり、前席としての運転席及び助手席と、後席とが車室S(図5にも示す)に設けられている。また、当該車両は、ハンドル(運転席)が左側に設けられている左ハンドル車である。
この車両には、図5に示すように車室SとエンジンルームRとを仕切るためのダッシュパネルP(仕切部材)が設けられている。このダッシュパネルPは略上下方向に延びている。ダッシュパネルPの上下方向の中間部には、後述するが車室S側のクーラ配管及びヒータ配管をエンジンルームR側に臨ませるための開口部P1が形成されている。この開口部P1を介して車室S側のクーラ配管及びヒータ配管と、エンジンルームR側のクーラ配管及びヒータ配管とを接続するようになっている。
尚、この実施形態の説明では、車両前側を単に「前」といい、車両後側を単に「後」といい、車両右側を単に「右」といい、車両左側を単に「左」というものとする。
車両用空調装置1は、図示しない送風ユニットと、空調ユニット20とを備えており、これら両ユニット20は、車室の前端部に配設されているインストルメントパネル(図示せず)の内部に収容されている。
インストルメントパネルの内部において、送風ユニットが車両の助手席側(右側)に配置され、空調ユニット20が車幅方向(左右方向)中央部に配置されている。送風ユニットと空調ユニット20とは接続され、送風ユニットから送風された空調用空気が空調ユニット20に導入されるようになっている。また、送風ユニットと空調ユニット20とは、車両のダッシュパネルP及びインストルメントパネルレインフォースメント(共に図示せず)に固定されている。図1及び図2における符号27bは、ダッシュパネルP等への締結部である。
送風ユニットは、シロッコファンを備えた送風機を内蔵するとともに、内外気切替部を備えている。内外気切替部は、車室内の空気と車室外の空気との一方を選択して導入するためのものである。
図3に内部構造を示すように、空調ユニット20は、冷却用熱交換器としてのエバポレータ21と、加熱用熱交換器としてのヒータコア22と、エアミックスダンパ23と、デフロスタダンパ24と、ベントダンパ25と、ヒートダンパ26と、これらを収容する樹脂製のケーシング27とを備えている。
ケーシング27の内部には、空調用空気が流通する空気通路Rが形成されている。空気通路Rの一部を構成している冷却通路R1にエバポレータ21が配置されており、冷却通路R1内を流れる空調用空気がエバポレータ21を通過することによって冷却される。
エバポレータ21は、上側ヘッダタンク21aと、下側ヘッダタンク21bと、コア21cとを備えている。コア21cは、図示しないが上下方向に延びる複数のチューブとフィンとを交互に並べて構成されたものである。コア21cのチューブの上端部は上側ヘッダタンク21aに連通し、下端部は下側ヘッダタンク21bに連通している。
上側ヘッダタンク21aには、図1に破線にて示すように、熱媒体としての冷媒を上側ヘッダタンク21aに流入させるための供給側クーラ配管21dと、上側ヘッダタンク21a内の冷媒を外部に排出するための排出側クーラ配管21eとが接続されている。供給側クーラ配管21d及び排出側クーラ配管21eは、ケーシング27の内部を前側へ向かって延びており、ケーシング27の前壁部を貫通して前へ突出している。供給側クーラ配管21d及び排出側クーラ配管21eの先端部(前端部)は、左右方向に並んでいる。供給側クーラ配管21d及び排出側クーラ配管21eの先端部には、膨張弁を内蔵した膨張弁ブロックBが取り付けられている。
膨張弁ブロックBには、エンジンルームR側のクーラ配管が接続されるようになっている。エンジンルームR側のクーラ配管は、図示しないが冷凍サイクル装置の構成要素である圧縮機や凝縮器(エンジンルームRに配設されている)から延びる配管である。
図2に示すように、ケーシング27の前壁部の右側には、供給側クーラ配管21d及び排出側クーラ配管21eの先端部を支持するブラケット27aが設けられている。図1に示すように、ブラケット27aは、上下方向に延びる板状で、ケーシング27と一体成形されている。ブラケット27aは、その上側が下側に比べて後に位置するように若干傾斜している。また、ブラケット27aは、ダッシュパネルPの開口部P1が形成された部分と向かい合うように配置されている。ブラケット27aの大きさは、開口部P1よりも大きく設定され、開口部P1の全体をブラケット27aによって覆うことが可能になっている。図5に示すように、ブラケット27aの前面とダッシュパネルPとの間に、詳細は後述するが、車両用空調装置1を構成する部材であるシール材60が配設されている。
ブラケット27aの上下方向中央部よりも上側部分には、供給側クーラ配管21d及び排出側クーラ配管21eがそれぞれ挿通する一対の挿通孔(図示せず)が形成されている。供給側クーラ配管21d及び排出側クーラ配管21eは、ブラケット27aの挿通孔に挿通された状態で該挿通孔の周縁部によって略全周が支持されて位置決めされる。膨張弁ブロックBは、ブラケット27aの前面から前へ突出している。
図1及び図2に示すように、ケーシング27の底壁部には、エバポレータ21に結露して滴下した結露水を収集して排出するためのドレン部Dが設けられている。ドレン部Dには、結露水を車室外へ排出するためのドレンホースHが接続されている。
図3に示すように、ケーシング27の上壁部の前後方向中央部近傍には、エアミックス空間R3に連通するデフロスタ吹出口32が形成されている。このデフロスタ吹出口32には、図示しないがインストルメントパネルのデフロスタノズルまで延びるデフロスタダクトが接続されている。
ケーシング27の上壁部におけるデフロスタ吹出口32よりも後側には、エアミックス空間R3に連通するベント吹出口34が形成されている。このベント吹出口34には、図示しないがインストルメントパネルのベントノズルまで延びるベントダクトが接続されている。
ケーシング27の後側には、エアミックス空間R3に連通するヒート吹出口36が形成されている。このヒート吹出口36には、図示しないが乗員の足下まで延びるフットダクトが接続されている。
さらに、ケーシング27の後壁部には、車両の後部座席へ供給される空調風が吹き出す後席用吹出口37が形成されている。後席用吹出口37は、ケーシング27の後壁部の上部近傍に開口しており、エアミックス空間R3に連通している。後席用吹出口37には、後席用ダクト50が接続される。後席用ダクト50の内部には、後席用ダンパ57が収容されている。
空気通路Rの冷却通路R1の下流部は、上下に分岐しており、ケーシング27内の隔壁38の上側に形成された上側開口部29と、隔壁38の下側に形成された下側開口部28とに連通している。
下側開口部28には、空調用空気を加熱する加熱通路R2が接続されている。この加熱通路R2も空気通路Rの一部を構成するものである。上側開口部29には、空気通路Rの一部を構成しているエアミックス空間R3が接続されている。加熱通路R2の下流側は、エアミックス空間R3に接続されている。
エアミックスダンパ23は、上側開口部29及び下側開口部28を開閉するとともに、加熱通路R2の下流端開口30も開閉するように構成されており、上側開口部29を全開にした状態で下側開口部28及び加熱通路R2の下流端開口30を全閉にし、一方、上側開口部29を全閉にした状態で下側開口部28及び加熱通路R2の下流端開口30を全開にする。
尚、エアミックスダンパ23による各開口部28,29,30の開度は任意に設定できるようになっている。
デフロスタダンパ24は、デフロスタ吹出口32を開閉するものである。また、ベントダンパ25は、ベント吹出口34を開閉するものである。さらに、ヒートダンパ26は、ヒート吹出口36を開閉するものである。
デフロスタダンパ24、ベントダンパ25及びヒートダンパ26は連動して各吹出口32,34,36を開閉し、吹出モードを切り替えることができるようになっている。
また、ヒータコア22は、加熱通路R2に配設されており、加熱通路R2内を流通する空調用空気を加熱するように構成されている。
ヒータコア22は、上側ヘッダタンク22aと、下側ヘッダタンク22bと、コア22cとを備えている。コア22cは、図示しないが上下方向に延びる複数のチューブとフィンとを交互に並べて構成されたものである。コア22cのチューブの上端部は上側ヘッダタンク22aに連通し、下端部は下側ヘッダタンク22bに連通している。
下側ヘッダタンク22bには、熱媒体としてのエンジン冷却水を下側ヘッダタンク22bに流入させるための供給側ヒータ配管22d(図1に示す)が接続されている。また、上側ヘッダタンク21aには、上側ヘッダタンク21a内のエンジン冷却水を外部に排出するための排出側ヒータ配管22eが接続されている。
供給側ヒータ配管22d及び排出側ヒータ配管22eは、ケーシング27の外部を前側へ向かって延びており、ブラケット27aに支持されている。すなわち、ブラケット27aにおけるクーラ配管21d,21eの支持部分よりも下側には、供給側ヒータ配管22dが挿通する挿通孔(図示せず)が形成され、さらに、この挿通孔の下側には、排出側ヒータ配管22eが挿通する挿通孔が形成されている。供給側ヒータ配管22d及び排出側ヒータ配管22eは各挿通孔に挿通した状態で該挿通孔の周縁部によって略全周が支持されて位置決めされる。供給側ヒータ配管22d及び排出側ヒータ配管22eはブラケット27aの前面よりも前へ突出している。
上記シール材60は、ブラケット27aの前面に貼り付けられており、ダッシュパネルPの開口部P1から車室Sに水等が浸入するのを抑制するためのものである。シール材60は、3層構造となっている。すなわち、シール材60は、遮水性を有する板状弾性材からなる車室外側層60aと、車室外側層60aよりも厚肉の板状弾性材からなる中間層60bと、車室外側層60aと同じ弾性材からなる車室内側層60cとを備えている。車室外側層60aは中間層60bに接着され、中間層60bは車室内側層60cに接着されている。中間層60bは、車室外側層60a及び車室内側層60cと比べて柔らかな材質である。
シール材60の厚み寸法は、車両用空調装置1を車両の正規の搭載位置に搭載したときのブラケット27aの前面と、ダッシュパネルPとの離間寸法よりも長めに設定されている。従って、シール材60は、ブラケット27aとダッシュパネルPとによって圧縮される。
図4に示すように、シール材60の上下方向中央部よりも上側には、膨張弁ブロックBが嵌る上側貫通孔60eが形成されている。この上側貫通孔60eは、膨張弁ブロックBの形状に対応して左右方向に長い形状となっている。尚、膨張弁ブロックBの外周面には、断熱材が巻き付けられている。
シール材60の上縁部は左右方向に延びている。また、シール材60の左縁部は、上下方向に延びている。シール材60の右縁部の上側は左縁部と略平行に延び、下側は、下に行くほど左縁部に近づくように傾斜している。従って、シール材60の左右方向の寸法は、下に行くほど短くなっている。また、シール材60の下縁部は、下に向かって湾曲して延びている。
また、シール材60の上側貫通孔60eよりも下側には、供給側ヒータ配管22dが挿通する中間貫通孔60fが形成され、さらに中間貫通孔60fよりも下側には、排出側ヒータ配管22eが挿通する下側貫通孔60gが形成されている。これら中間貫通孔60f及び下側貫通孔60gは略円形である。
図5にも示すように、シール材60におけるダッシュパネルP側の面(前面)には、開口部P1の周縁部よりも外側に位置する切れ込み部60dが設けられている。図4に示すように、切れ込み部60dは、開口部P1(仮想線で示す)と略相似形状であり、開口部P1の周方向に連続する環状に形成されている。また、図5に示すように、切れ込み部60dは、車室外側層60aから中間層60bに達し、車室内側層60cには達しないようにその深さが設定されている。これにより、切れ込み部60dを形成したシール材60が分割されることはなく、一体のままブラケット27aに組み付けることが可能になる。
また、シール材60に切れ込み部60dを形成したことで、シール材60における切れ込み部60dよりも外側の部分と、切れ込み部60dよりも内側の部分とを別々に圧縮変形させることができるようになる。
シール材60は、供給側クーラ配管21d、排出側クーラ配管21e、供給側ヒータ配管22d及び排出側ヒータ配管22eを保持した状態のブラケット27aに対して組み付けられる。このとき、シール材60の上側貫通孔60eに膨張弁ブロックBを嵌め、中間貫通孔60fに供給側ヒータ配管22dを挿通し、下側貫通孔60gに排出側ヒータ配管22eを挿通する。そして、シール材60の車室内側層60cをブラケット27aの前面に貼り付ける。
このようにしてシール材60を組み付けた車両用空調装置1を車室Sに搭載する。車両用空調装置1を車室Sの正規の搭載位置まで搬送すると、シール材60がブラケット27aの前面とダッシュパネルPとによって厚み方向に圧縮される。これにより、シール材60がブラケット27a及びダッシュパネルPの形状に沿うように弾性変形する。この状態で、空調ユニット20の取付部27bをダッシュパネルP等に締結固定する。
図5に示すように、組み付け状態ではシール材60の切れ込み部60dが開口部P1の周縁部よりも外側に位置しているので、シール材60の切れ込み部60dよりも外側の部分と、内側の部分との両方がダッシュパネルPの開口部P1よりも外側に圧接する。これにより、シール材60の切れ込み部60dよりも外側の部分によるシールと、内側の部分によるシールとの2重のシール構造が得られる。
そして、例えば図6に示すように、エンジンルームR側から高圧水Wがシール材60に当たった場合には、シール材60における切れ込み部60dよりも内側の部分が開口部Pの周縁部から離れるように変形することがある。このとき、シール材60に切れ込み部60dを形成していることで、高水圧によるシール材60の変形は、切れ込み部60dまでで止まり、シール材60における切れ込み部60dよりも外側の部分の変形は抑制される。
従って、シール材60における切れ込み部60dよりも外側の部分をダッシュパネルPの開口部P1よりも外側に圧接させたまま保つことが可能になり、高いシール性が得られる。
この実施形態では、切れ込み部60dが開口部P1の周方向に連続しているので、シール材60の切れ込み部60dよりも外側の部分と内側の部分とを離して切れ込み部60dよりも内側の部分が高圧水Wによって変形した場合の影響が、切れ込み部60dよりも外側の部分に及ばなくなり、シール性がより一層高まる。
以上説明したように、この実施形態にかかる車両用空調装置1によれば、シール材60に、ダッシュパネルPの開口部P1の周縁部よりも外側に位置する切れ込み部60dを形成したので、シール材60の大きさを大きくすることなく、かつ、ダッシュパネルPへの圧接力をそれほど高めることなく、高いシール性を得ることができる。
また、シール材60がブラケット27aの前面とダッシュパネルPとによって厚み方向に圧縮された際、シール材60に切れ込み部60dが設けられていることによってシール材60の反発力が低減される。これにより、車両用空調装置1の搭載時に作業者が車両用空調装置1をダッシュパネルPに押し付けるのに要する力を軽減することができるので、搭載時の作業性を向上させることができる。
具体的には、上記切れ込み部60dを形成したシール材60と、形成しないシール材(図示せず)とを比べると、切れ込み部60dを形成したシール材60の圧縮時の反発力は、形成しないシール材の圧縮時の反発力に比べて10%〜25%程度低減する。この程度の差が生じることで、作業者は、切れ込み部60dを形成したシール材60を有する車両用空調装置1の搭載時にダッシュパネルPへの押し付け力が小さくなったことを感じることができる。また、シール材60の反発力が小さくなったことにより、車両用空調装置1のブラケット27aにかかる力も低減するので、ブラケット27aの補強構造を簡略化することができる。
尚、上記実施形態では、シール材60の切れ込み部60dを開口部P1の周方向に連続させているが、これに限らず、例えば図7〜図9に示す変形例1〜3のように、切れ込み部60dを開口部P1の周方向に断続させて形成してもよい。
図7に示す変形例1では、切れ込み部60dは、車室内側層60c及びシール材60の後面まで達しており、シール材60を貫通するように形成されている。従って、この変形例1のシール材60を製造する場合には、型を用いて打ち抜くことにより、切れ込み部60dを容易に形成することが可能になるので、生産効率が高まる。このようにした場合に、切れ込み部60dが断続していることから、シール材60の切れ込み部60dよりも内側の部分と外側の部分とが分離することはなく、1部品とすることができるので、ブラケット27aへの組み付け時の作業性を向上させることができる。
図8に示す変形例2では、切れ込み部60dの端部にシール材60の中心へ向けて延びる切れ込み部60kを連続させている。これにより、シール材60の切れ込み部60dよりも内側の部分に外力が作用した場合に、切れ込み部60kの存在によって切れ込み部60dよりも外側の部分にまで外力が伝達されるのを抑制することが可能になる。よって、シール材60の耐久性を向上させることができる。
図9に示す変形例3では、切れ込み部60dの内側に、切れ込み部60hを形成している。この切れ込み部60hは、切れ込み部60dと同様に、開口部P1の周縁部よりも外側に位置しており、周方向に断続している。変形例3の場合は、シール材60における切れ込み部60dよりも外側の部分、切れ込み部60dと切れ込み部60hとの間の部分、切れ込み部60hよりも内側の部分の3つの部分がダッシュパネルPに圧接してそれぞれが別々に変形することができるので、3重のシール構造を得ることができる。これにより、シール性がより一層高まる。
また、変形例3において、切れ込み部60d及び切れ込み部60hの一方を開口部P1の周方向に連続させてもよい。
また、切れ込み部60d及び切れ込み部60hの両方を開口部P1の周方向に連続させてもよい。
以上説明したように、本発明にかかる車両用空調装置は、例えば自動車のダッシュパネルとのシール性を向上させる場合に適用できる。
1 車両用空調装置
21 エバポレータ(熱交換器)
21d,21e クーラ配管(配管部材)
22 ヒータコア(熱交換器)
22d,22e ヒータ配管(配管部材)
27 ケーシング
27a ブラケット
60 シール材
60d 切れ込み部
60h 切れ込み部
P ダッシュパネル
P1 開口部
S 車室
R エンジンルーム

Claims (3)

  1. 車室に搭載される車両用空調装置において、
    熱交換器を収容するケーシングと、
    上記熱交換器に熱媒体を給排する配管部材と、
    車室と車室外とを仕切る車両の仕切部材に形成された配管部材挿通用の開口部の周縁部と、上記ケーシングにおける仕切部材との間をシールするためのシール材とを備え、
    上記シール材は、上記仕切部材に接触する板状弾性材からなる車室外側層と、上記ケーシングに接触する板状弾性材からなる車室内側層とを備え、
    上記シール材における仕切部材側の面には、上記開口部の周縁部よりも外側に位置する切れ込み部が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
  2. 請求項1に記載の車両用空調装置において、
    上記切れ込み部は、上記開口部の周方向に断続して形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
  3. 請求項1に記載の車両用空調装置において、
    上記切れ込み部は、上記開口部の周方向に連続して形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
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