JPH1016531A - 車両用空調装置 - Google Patents

車両用空調装置

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JPH1016531A
JPH1016531A JP8171514A JP17151496A JPH1016531A JP H1016531 A JPH1016531 A JP H1016531A JP 8171514 A JP8171514 A JP 8171514A JP 17151496 A JP17151496 A JP 17151496A JP H1016531 A JPH1016531 A JP H1016531A
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JP
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air
outside
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vehicle
outside air
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Application number
JP8171514A
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English (en)
Inventor
Kazufumi Yomo
四方  一史
Yukio Kamimura
上村  幸男
Kenji Suwa
健司 諏訪
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Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 第1送風路に外気、第2送風路に内気を導入
するモードのときに、外気導入による熱損失を低減し
て、暖房効果を向上する。 【解決手段】 外気導入口12からデフロスタ吹出空気
通路28にかけての第1送風路19aと、内気導入口1
3bからフット吹出空気通路27にかけての第2送風路
19bと、内気を車室外へ排出する内気排出路130b
とを備えており、さらに、第1送風路19aに外気、第
2送風路19bに内気を導入するモードのときに、内気
排出路130bを流れる内気から吸熱し、外気導入口1
2から導入される外気へ放熱する全熱交換器40を備え
ている。よって、上記内気の熱を利用して、上記外気の
温度を高めることができるので、外気導入による熱損失
を低減でき、暖房効果を向上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、室内を暖房可能な
車両用空調装置に関するもので、特に、熱源の得られに
くい電気自動車やハイブリッド車等に用いて好適であ
る。
【0002】
【従来の技術】上記のような車両用空調装置の従来技術
として、特開平6−191257号公報に開示されたも
のがある。この車両用空調装置は、外気導入口からデフ
ロスタ吹出口にかけての第1送風路と、内気導入口から
フット吹出口にかけての第2送風路とを備えている。そ
して、比較的大きな暖房能力を要求される寒冷時には、
第1送風路に外気、第2送風路に内気を導入している。
これにより、デフロスタ吹出口から低湿な外気を吹き出
して、フロントガラスの曇りを防止するとともに、高温
な内気の再循環によりフット吹出口からの吹出温度を高
めて、暖房効果の向上を図っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常車両の
後方には、車室外に常時連通する内気排出口が設けられ
ており、第1送風路に導入される外気の量に相当する分
の内気が、上記内気排出口から車室外へ排出されてい
る。このため、上記排出される内気の分だけ熱損失(外
気導入による熱損失)があり、この分だけ内気温度が低
下してしまうので、暖房効果が小さくなってしまう。
【0004】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、第1送風路に外気、第2送風路に内気を導入するモ
ードのときに、外気導入による熱損失を低減して、暖房
効果を向上することを目的とする。
【0005】
【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ないし3に記載の発明では、外気導入口
(12)からデフロスタ吹出空気通路(28)にかけて
の第1送風路(19a)と、内気導入口(13b)から
フット吹出空気通路(27)にかけての第2送風路(1
9b)と、内気を車室外へ排出する内気排出路(130
b)とを備えており、さらに、第1送風路(19a)に
外気を導入し、第2送風路(19b)に内気を導入する
モードのときに、内気排出路(130b)を流れる内気
から吸熱し、外気導入口(12)から導入される外気へ
放熱する内外気用熱交換器(40)を備えていることを
特徴としている。
【0006】このような構成によれば、上記モードのと
き、内気排出路(130b)を流れる内気の熱を利用し
て、外気導入口(12)から導入される外気を加熱する
ことができる。このように、外気の温度を高めることに
より、外気導入による熱損失を低減できるので、暖房効
果を向上できる。また、第1送風路(19a)に導入さ
れる外気が加熱されるので、フロントガラスの曇り止め
効果も向上できる。
【0007】また、請求項2および3に記載の発明で
は、内気排出用送風手段(150)、または、上記送風
手段(15)により、内気排出路(130b)に、車室
内側から車室外側に向かう空気流を発生させているの
で、内気排出路(130b)に強制的に内気を導入する
ことができる。ここで、通常車両後方には内気排出口が
備えられているが、上記内気排出用送風手段(15
0)、または、上記送風手段(15)により、車両後方
の内気排出口から排出する内気の量を減らして、本発明
の内気排出路(130b)に強制的に内気を導入するこ
とができる。よって、内外気用熱交換器(40)は、確
実に内気から吸熱し、外気へ放熱することができ、換気
負荷の低減、ひいては、暖房効果の向上を確実に図るこ
とができる。
【0008】特に、請求項3に記載の発明では、送風手
段(15)により、第1、第2送風路(19a、19
b)、および、内気排出路(130b)に空気流を発生
させているので、上記した内気排出用送風手段(15)
を送風手段(15)と独立に設ける場合に比べて、構造
が単純となる。よって、装置全体が小型となり、しかも
コスト安に装置を提供することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。 (第1の実施形態)本実施形態は、ディーゼルエンジン
を搭載する車両に本発明の車両用空調装置を適用したも
のである。そして、図1に示すように、車両用空調装置
は、車室内に向けて空気を送る送風路をなす空調ケース
100を備えており、この空調ケース100は、送風機
ユニット1とエアコンユニット2とを結合することによ
り構成されている。この送風機ユニット1は図示しない
車室内のインストルメントパネルの中央部から車両幅方
向にオフセット(右ハンドル車では車両幅方向の左側に
オフセット)して、助手席前方の部位に配置される。な
お、図1の左右方向は、車両の左右方向と一致してい
る。
【0010】上記送風機ユニット1は、車室内空気と車
室外空気とを切替導入する樹脂製の内外気切替箱11を
有し、この内外気切替箱11には、外気導入口12と第
1、第2内気導入口13a、13bが開口している。外
気導入口12は、天地方向の上方に向かうように開口し
ており、第1、第2内気導入口13a、13bは、それ
ぞれ車室内に向かうように開口している。なお、内外気
切替箱11には、外気導入口12から導入される外気が
流れる外気案内路120aを区画形成する外気案内用ダ
クト120が備えられている。
【0011】そして、内外気切替箱11の内部には、外
気導入口12および第1、第2内気導入口13a、13
bを開閉する第1、第2内外気切替ドア14a、14b
が配設されている。これら内外気切替ドア14a、14
bは、通常の板ドアから形成されている。内外気切替箱
11の下方には、送風機(送風手段)15が配置されて
おり、この送風機15は樹脂製の遠心式多翼ファン(シ
ロッコファン)15a、15b、ファン駆動用モータ1
6、および樹脂製のスクロールケーシング17から構成
されている。
【0012】ここで、送風機15のファンは、2つのフ
ァン15a、15bから構成されており、ファン15a
の回転により内外気切替箱11から第1空気吸入口18
aを通して空気が吸入され、また、ファン15bの回転
により内外気切替箱11から第2空気吸入口18bを通
して空気が吸入されるようにしてある。なお、第1内外
気切替ドア14aが図1中実線位置に操作されると、外
気導入口12からの外気が第1空気吸入口18aへ導入
され、図1中一点鎖線位置に操作されると、第1内気導
入口13aからの内気が第1空気吸入口18aへ導入さ
れる。また、第2内外気切替ドア14bが図1中実線位
置に操作されると、第2内気導入口13bからの内気が
第2空気吸入口18bへ導入され、図1中一点鎖線位置
に操作されると、外気導入口12からの外気が第2空気
吸入口18bへ導入される。
【0013】そして、スクロールケーシング17は、そ
の吸い込み側がベルマウス形状をしており、ファン15
a、15bの外周部を覆うようになっている。そして、
スクロールケーシング17内は、ファン15aの送風空
気が流れる第1送風路19aと、ファン15bの送風空
気が流れる第2送風路19bとに仕切られている。20
はこの第1送風路19aと第2送風路19bとを仕切る
ための仕切り板である。
【0014】そして、ファン15a、15bからの送風
空気は、各送風路19a、19bをスクロールケーシン
グ17の出口部から略水平方向に車室の左側から右側へ
向かって、つまり、エアコンユニット2側へ平行に送風
されるようになっている。このエアコンユニット2内部
の送風路も、仕切り板20により、第1送風路19aと
第2送風路19bとに区画され、この両送風路19a、
19bをそれぞれ独立に空気が流れる。
【0015】ここで、スクロールケーシング17におい
て、上記第2送風路19bを区画形成する部分には、こ
のスクロールケーシング17の出口部とは独立して、開
口部171が形成されている。この開口部171は、図
1に示すように、スクロールケーシング17の円周状面
部において、スクロールケーシング17の出口部と略対
向する位置に設けられている。
【0016】そして、スクロールケーシング17の開口
部171には、内気を車室外へ排出するための、内気排
出用ダクト130aが備えられている。この内気排出用
ダクト130aの一端側は上記開口部171と連結さ
れ、途中、内外気切替箱11を貫通して、他端側では、
車両前方で車室外に露出するように開口して、内気を車
室外へ排出する内気排出口131aを形成している。
【0017】内気排出口131aは、車両後方に向くよ
うに開口しており、車両の走行により発生するラム圧の
影響を受けにくくしてあり、この内気排出口131a近
傍には、内気排出口131aを開閉するドア132aが
配設されている。そして、内気排出用ダクト130aに
より、第2内気導入口13bから一旦内外気切替箱11
に導入された内気を車室外へ排出するための内気排出路
130bが形成されている。
【0018】なお、図1は車両用空調装置の模式的な断
面図であり、外気案内用ダクト120と内気排出用ダク
ト130aとを並列的に図示してあるが、実際は、図2
に示すように、外気案内用ダクト120と内気排出用ダ
クト130aとは、互いに直交するように設けられてお
り、この直交する部分には、内気排出路130bを流れ
る内気から吸熱し、外気案内路120aを流れる外気へ
放熱する全熱交換器(内外気用熱交換器)40が配置さ
れている。
【0019】この全熱交換器40は、矩形状の隔板40
1と、断面波形で板状のフィン402とを交互に積層し
たものであり、1つのフィン402と、このフィン40
2に隔板401を介して隣接するフィン402とは、波
の谷線が互いに垂直となるように配置されている。そし
て、外気案内路120aの空気流、および、内気排出路
130bの空気流の方向と、フィン402の波の谷線方
向とが同方向となるように、全熱交換器40が上記直交
する部分に配置されている。
【0020】この全熱交換器40は、内気案内路130
bを流れる内気の潜熱、顕熱を、外気案内120aを流
れる外気へ放出する役割を果たすものであり、上記隔板
401およびフィン402は、親水性樹脂や難燃性の薬
剤を含浸した紙からなる。なお、送風機ユニット1のケ
ースは、内外気切替箱11部分と、スクロールケーシン
グ17部分と、外気案内用ダクト120と、内気排出用
ダクト130aとに分割され、さらに、スクロールケー
シング17部分は、図1の左右方向に2分割されてお
り、このようなケース分割により、ドア14a、14
b、ファン15a、15b等をケース内部へ組み込むよ
うになっている。また、送風機ユニット1側の仕切り板
20は、樹脂製のスクロールケーシング17の内壁面に
一体に成形されている。
【0021】一方、図1において、エアコンユニット2
は車室内のインストルメントパネルの略中央部に配置さ
れるものであって、エアコンユニット2の上流側には、
冷凍サイクルのエバポレータ(冷却用熱交換器)21
が、第1、第2送風路19a、19bの全面を塞ぐよう
に設置してある。エバポレータ21の空気下流側には、
エンジン冷却水(温水)を熱源とするヒータコア(加熱
用熱交換器)22が、第1、第2送風路19a、19b
の半分程度を塞ぐように設置してある。ヒータコア22
の空気下流側には、吹出モード切替部23が配置してあ
る。
【0022】ここで、本例では、空調の温度制御方式と
して、冷温風の混合割合を調整するエアミックス方式を
採用しており、ヒータコア22の空気上流側で、エバポ
レータ21の空気下流側に配置したエアミックスドア2
4a、24bの開度によりヒータコア22を通過する温
風とヒータコア22をバイパスする冷風の風量割合を調
整して、車室内への吹出空気温度を制御する。このエア
ミックスドア24a、24bは、通常の板ドアから形成
されている。
【0023】前記吹出モード切替部23は、車室内への
吹出モードを切り替えるためのもので、車室内の乗員頭
部に向けて空気を吹き出すセンターフェイス(上方)吹
出口(図示せず)に連通するセンターフェイス吹出空気
通路25およびサイドフェイス吹出口(図示せず)に連
通するサイドフェイス吹出空気通路26と、車室内の乗
員足元に向けて空気を吹き出すフット(足元)吹出口
(図示せず)に連通するフット吹出空気通路27と、窓
ガラスに向けて空気を吹き出すデフロスタ吹出口(図示
せず)に連通するデフロスタ吹出空気通路28とを有
し、これらの複数の吹出空気通路25、27、28をド
ア手段29a、29b、29cにより切替開閉するもの
である。
【0024】そして、ドア29aはフェイス用ドアで、
ドア29bはデフロスタ用ドアで、ドア29cはフット
用ドアであり、図1はフットモードにおけるドア操作位
置を示す。ここで、ヒータコア22の風下側に配置され
る仕切板20には、第1送風路19aと第2送風路19
bとを連通させる連通口20aが設けてあり、フット用
ドア29cが図1中一点鎖線位置に操作されると、フッ
ト吹出空気通路27の入口部が閉塞されるとともに、上
記連通口20aが全開され、図1中実線位置に操作され
ると、フット吹出空気通路27の入口部が全開されると
ともに、上記連通口20aが閉塞されるようになってい
る。
【0025】また、サイドフェイス吹出空気通路26
は、吹出モード切替部23内の空間に常時連通してお
り、サイドフェイス吹出口に備えられた吹出グリルの操
作にて、サイドフェイス吹出口からの吹出空気の断続お
よび吹出方向の調整が可能になっている。そして、セン
ターフェイス吹出空気通路25、サイドフェイス吹出空
気通路26、およびデフロスタ吹出空気通路28は第1
送風路19a側に配置し、一方、フット吹出空気通路2
7は第2送風路19b側に配置してある。
【0026】本例では、板状のドア29a、29b、2
9cの操作(回転)位置の選択により、前記複数の吹出
空気通路25、27、28を切替開閉して、周知のフェ
イス吹出モード、バイレベル吹出モード、フット吹出モ
ード、フット・デフロスタ併用吹出モード、デフロスタ
吹出モード等の複数の吹出モードを選択できるようにし
てある。
【0027】なお、エアコンユニット2のケース30
は、3分割された樹脂製ケースから構成されている。す
なわち、詳細な図示を省略するが、ケース30は、エバ
ポレータ21を収納するクーラユニット部と、ヒータコ
ア22を収納するヒータユニット部と、吹出モード切替
部23を構成する吹出空気通路部とに3分割して、その
内部に熱交換器、ドア等の機器を組み込むようになって
いる。そして、仕切り板20は、これらの樹脂製ケース
の内壁面に一体成形されている。
【0028】上記した送風機ユニット1およびエアコン
ユニット2における分割ケースや、外気案内用ダクト1
20、内気排出用ダクト130aは、周知の弾力性を持
った金属クリップ、あるいはねじ等を使用して、脱着可
能に結合されている。次に、上記構成において本実施形
態の作動を説明する。図1において内外気切替箱11か
ら流入した空気は送風機ファン15a、15bによって
スクロールケーシング17内を流れ、エバポレータ21
側へ流入する。そして、送風空気はエバポレータ21で
除湿・冷却された後、ヒータコア22へ導入され、ここ
で加熱される。
【0029】そして、エアミックスドア24a、24b
の開度により、ヒータコア22を通過する空気とヒータ
コア22をバイパスする空気の風量割合を調節すること
によって所望の吹出空気温度を作りだす。このようにし
てヒータコア22で所望温度まで再加熱された空調空気
は、吹出モード切替部23の各ドア29a〜29cによ
って所定の吹出口へ分配される。
【0030】本実施形態では前述した構成とすることに
より、次のような効果が得られる。冬期の暖房を必要と
する季節において、外気と内気とを仕切ったまま、送
風、熱交換して、デフロスタ側からは、低湿度外気を加
熱した温風を吹き出させ、一方、足元のフット吹出口2
7aからは、内気を加熱した温風を吹き出させるとい
う、内外気2層流機能を発揮するという特徴を持つ。
【0031】以下、この内外気2層流機能を発揮する場
合の作用効果を説明すると、図1において、第1内外気
切替ドア14aを図1中実線位置に操作することによ
り、ドア14aは第1内気導入口13aを閉塞し、外気
導入口12からの外気をその下流側の第1空気吸入口1
8aへ導入する。同時に、第2内外気切替ドア14bを
図1中実線位置に操作することにより、ドア14bは第
2内気導入口13bを開口し、第2内気導入口13bか
らの内気をその下流側の第2空気吸入口18aへ導入す
る。さらに、内気排出口131aの開閉ドア132aを
図1中実線位置に操作することにより、開閉ドア132
aは内気排出口131aを開口する。
【0032】従って、送風機15のファン15a、15
bが回転すると、第1空気吸入口18aに導入された外
気は、第1送風路19aに吸入される。同時に、第2空
気吸入口18bに導入された内気は、第2送風路19b
に吸入されるとともに、内気排出路130bを通して、
内気排出口131aから車室外へ排出される。このよう
にして、第1送風路19aと第2送風路19bに、それ
ぞれ外気と内気を区分して送風できる。
【0033】また、ヒータコア22の風下側における、
第1、第2送風路19a、19bの連通口20aが、フ
ットモード時およびフット・デフ併用モード時にはフッ
ト用ドア29cにより閉塞されているので、この両モー
ド時には、第1送風路19aに流入した外気がエバポレ
ータ21およびヒータコア22を通過した後に、デフロ
スタ吹出空気通路28およびサイドフェイス吹出空気通
路26を通って、車両窓ガラスおよび乗員上半身近傍に
向かって吹き出される。ここで、低湿度の外気をヒータ
コア22で加熱して温風とすることにより、車両窓ガラ
スの曇り止め効果を高めることができる。
【0034】一方、第2送風路19bには内気が送風さ
れ、この内気をヒータコア22で加熱して温風とし、フ
ット吹出空気通路27を経て、フット吹出口から乗員足
元部へ吹き出している。従って、車室内の足元部暖房に
関しては、外気導入による熱損失が発生せず、ヒータコ
ア22に流入するエンジン冷却水温度が十分上昇してい
ない条件下(例えば、ディーゼルエンジン車のアイドル
時等)においても、暖房効果を向上できる。
【0035】このようにして、車両窓ガラスの曇り止め
効果の向上と、暖房効果の向上の両立を実現できる。ま
た、上記2層流機能を発揮するときには、全熱交換器4
0により、内気排出路130bを流れる内気から吸熱
し、外気案内路120aを流れる外気へ放熱することが
できる。つまり、内気排出路130bを流れる内気の熱
を利用して、外気導入口12から導入される外気を加熱
し、この外気の温度を高くできる。このように、外気の
温度を高めることにより、外気導入による熱損失を低減
できるので、暖房効果を向上できる。
【0036】また、第1送風路19aを流れる外気の温
度が高くなるので、フロントガラスの曇り止め効果も防
止できる。ここで、通常車両後方には内気排出口が備え
られているが、本実施形態によれば、この内気排出口か
ら排出する内気の量を減らして、上記した内気排出路1
30b側に強制的に内気を導入することができる。よっ
て、内外気用熱交換器40は、確実に内気から吸熱し、
外気へ放熱することができ、外気導入による熱損失の低
減、ひいては、暖房効果の向上を確実に図ることができ
る。
【0037】なお、本実施形態では、外気導入口120
から導入した外気の量と同量程度の内気を内気排出路1
30b側へ送風するように、ファン15bの送風能力を
上げている。これにより、上記車両後方の内気排出口か
らは、ほとんど内気が排出されなくなり、車室外へ排出
すべき内気のほとんどを、外気の加熱に利用することが
できる。
【0038】(第2の実施形態)本実施形態では、図3
に示すように、上記した送風機15とは独立して、内気
排出用送風機150を設けたものである。具体的に、上
記した第1、第2内気導入口13a、13bとは独立
に、内気排出用ダクト130aに第3内気導入口13c
が設けられている。この第3内気導入口13c近傍に
は、この導入口13cからの内気を吸い込み、この内気
を内気排出口131a側へ送風する内気排出用送風機1
50が設けられている。
【0039】このようにしても、上記第1の実施形態と
同様に、2層流機能を発揮するときに、換気負荷を低減
して、暖房効果を向上できる。さらに、第1、第2送風
路19a、19bの両方に外気を導入するモード(例え
ばデフロスタモード等)のときに、内気排出用送風機1
50にて、第3内気導入口13cから内気を強制的に排
出させることにより、この内気の熱を全熱交換器40に
て外気へ放出することができ、換気負荷の低減を図るこ
とができる。
【0040】(他の実施形態)上記実施形態では、内外
気用熱交換器として、全熱交換器40を用いていたが、
替わりに、内気の顕熱を外気へ移動させる顕熱交換器を
用いてもよいし、ヒートパイプを用いてもよい。また、
上記第2の実施形態では、内外気排出用送風機150を
設けていたが、この送風機150を廃止してもよい。こ
のときは、通常車両後方に備えられている内気排出口は
閉塞しておく。これによれば、上記二層流機能を発揮す
るとき、空調ケース100内に外気が導入されることに
より、車室内の圧力が高くなり、この車室内圧力と、大
気圧との差により、内気が内気排出路131bを通っ
て、内気排出口131aから車室外へ排出されるように
なる。よって、全熱交換器40により、内気排出路13
1bを流れる内気から吸熱し、外気案内路120aを流
れる外気へ放熱して、外気を加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の概略的な断面図であ
る。
【図2】第1の実施形態の全熱交換器近傍の構造を示す
部分斜視図である。
【図3】本発明の第2の実施形態の概略的な断面図であ
る。
【符号の説明】
19a、19b…第1、第2送風路、15…送風機(送
風手段)、12…外気導入口、13b…内気導入口、1
30b…内気排出路、22…ヒータコア(暖房用熱交換
器)、27…フット吹出空気通路、28…デフロスタ吹
出空気通路、40…全熱交換器(内外気用熱交換器)。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外気を導入する外気導入口(12)か
    ら、フロントガラスの内面に空調風を吹き出すデフロス
    タ吹出空気通路(28)にかけての第1送風路(19
    a)と、 内気を導入する内気導入口(13b)から、乗員の足元
    に空調風を吹き出すフット吹出空気通路(27)にかけ
    ての第2送風路(19b)と、 内気を車室外へ排出する内気排出路(130b)と、 前記第1、第2送風路(19a、19b)に、前記導入
    口(12、13b)から前記吹出空気通路(27、2
    8)に向かう空気流を発生させる送風手段(15)と、 前記第1送風路(19a)および前記第2送風路(19
    b)を流れる空気を加熱する暖房用熱交換器(22)
    と、 前記第1送風路(19a)に外気を導入し、前記第2送
    風路(19b)に内気を導入するモードのときに、前記
    内気排出路(130b)を流れる内気から吸熱し、前記
    外気導入口(12)から導入される外気へ放熱する内外
    気用熱交換器(40)とを備えていることを特徴とする
    車両用空調装置。
  2. 【請求項2】 前記内気排出路(130b)に、車室内
    側から前記車室外側に向かう空気流を発生させる内気排
    出用送風手段(150)が、前記送風手段(15)とは
    独立に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. 【請求項3】 前記送風手段(15)は、前記導入口
    (12、13b)から前記吹出空気通路(27、28)
    に向かう空気流を発生させるとともに、前記内気排出路
    (130b)に、車室内側から前記車室外側に向かう空
    気流も発生させることを特徴とする請求項1に記載の車
    両用空調装置。
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