KR20230084650A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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이남준
김시형
김현석
박대근
서준호
조승우
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한온시스템 주식회사
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Abstract

벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시 후석 플로어벤트만 개방하고 전석 플로어벤트는 폐쇄할 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 내부에 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기가 설치되고 차량 실내로 공조공기를 공급하도록 이루어진 공조케이스를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스에, 차량 전석 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 전석 플로어벤트와 차량 후석 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 후석 플로어벤트로 구성된 플로어유로가 형성되고, 상기 전석 플로어벤트 사이에 후석 플로어벤트가 배치되며, 상기 플로어유로에 전석 플로어벤트와 후석 플로어벤트를 분리시키는 플로어유로 구획수단이 구비된다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센터 콘솔유로를 구비하지 않고 전석 플로어벤트 사이에 후석 플로어벤트가 배치되는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치이다. 차량용 공조장치는 공조케이스의 내부에 냉방용 열교환기인 증발기 및 가열용 열교환기인 히터코어가 구비되며, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 도어의 조작에 의해 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 차량용 공조장치(1)는 공조케이스(10)와, 송풍기와, 공조케이스(10)에 내장되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치되며 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어(3)를 통과하는 온풍유로의 개도를 조절하는 온도조절도어(15)를 포함한다.
공조케이스(10)의 입구 측에는 공기유입구(11)가 형성되고, 출구 측에는 각각 모드도어(16a,16b,16c)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트벤트(12a), 페이스벤트(12b) 및 플로어벤트(12c,12d)가 설치된다. 송풍기는 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍한다.
플로어벤트(12c,12d)의 후방 측에는 차량 후방의 콘솔 측으로 공조 공기를 공급하기 위한 콘솔유로(12e)가 형성된다. 콘솔유로(12e)는 페이스벤트(12b)로부터 분기되어 형성되며, 페이스벤트(12b)를 통과하는 공기 중 일부를 콘솔 측으로 가이드하여 차량 뒷좌석 공간을 냉,난방한다. 콘솔유로(12e)는 공조케이스(10)의 후방 및 차량 폭 방향으로 센터측에 결합되는 콘솔덕트(19)에 의해 형성된다.
최대 냉방모드 시, 온도조절도어(15)는 냉풍유로를 개방함과 아울러 온풍유로를 폐쇄한다. 이에 따라, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉각된 후 냉풍유로를 통해 이동하고, 공조모드에 따라 모드도어(16a,16b,16c)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출된다.
최대 난방모드 시, 온도조절도어(15)는 냉풍유로를 폐쇄함과 아울러 온풍유로를 개방한다. 이에 따라, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는 증발기(2)를 통과한 후 온풍유로를 통하여 히터코어(3)를 거치면서 히터코어(3)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 가열된 후 공조모드에 따라 모드도어(16a,16b,16c)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출된다.
종래의 센터 콘솔덕트(19)를 사용하는 공조장치의 경우 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시 콘솔유로(12e)를 통해 냉풍을 후석측으로 토출할 수 있다. 하지만, 차량 실내 디자인 특성상 일부 차량에서는 공간상의 제약으로 인해 운전석과 조수석 사이에 콘솔덕트를 구성할 수 없는 경우가 발생한다. 만약, 공간상의 제약으로 인해 콘솔덕트를 구성하지 않는 경우 메인 공조장치에서 후석으로 냉풍을 전달할 수 없다.
한편, 플로어벤트를 통해 후석에 냉풍을 전달하는 구조의 차량용 공조장치는 전석 플로어벤트(12c)와 후석 플로어벤트(12d)가 서로 연결되어 있기 때문에, 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시 후석에 공기를 보내기 위해서는 전석 플로어벤트(12)를 통해서도 의도치 않게 바람이 토출되는 문제가 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시 후석 플로어벤트만 개방하고 전석 플로어벤트는 폐쇄할 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 내부에 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기가 설치되고 차량 실내로 공조공기를 공급하도록 이루어진 공조케이스를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스에, 차량 전석 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 전석 플로어벤트와 차량 후석 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 후석 플로어벤트로 구성된 플로어유로가 형성되고, 상기 전석 플로어벤트 사이에 후석 플로어벤트가 배치되며, 상기 플로어유로에 전석 플로어벤트와 후석 플로어벤트를 분리시키는 플로어유로 구획수단이 구비된다.
상기 플로어유로 구획수단은, 후석 플로어벤트 입구와 후석 플로어벤트 출구를 연통시키며, 전석 플로어벤트와 후석 플로어벤트를 차단하는 이너터널로 구성된다.
또한, 후석 플로어벤트 입구 하부에, 상기 플로어유로 구획수단의 양측으로 전석 플로어벤트 입구가 형성된다.
상기 후석 플로어벤트 입구에 유로를 개폐하는 후석 플로어도어가 구비되며, 상기 전석 플로어벤트 입구에 유로를 개폐하는 전석 플로어도어가 구비된다.
상기 전석 플로어도어는 차량 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 전석 플로어벤트 입구를 개폐하도록 이루어지며, 도어몸체 중간에 개구부가 형성된다.
상기 전석 플로어도어가 전석 플로어벤트 입구를 개방시 공기가 개구부를 통해 하부에서 상부로 통과 가능하다.
상기 후석 플로어벤트에 연결되어 공조공기를 차량 후석으로 안내하는 후석 플로어덕트; 및 상기 후석 플로어덕트에 연결되어 공조공기를 B-필라 토출구 또는 후석 플로어 토출구로 선택적으로 공급하는 후석 분배덕트를 포함한다.
상기 전석 플로어벤트 입구는, 가열용 열교환기를 통과하는 온풍유로와 플로어유로를 구획하는 격벽에 관통 형성된다.
상기 이너터널은 상하측이 개구된 덕트 형상으로 이루어져, 전석 플로어벤트와 후석 플로어벤트 간을 구획한다.
또한, 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시, 전석 플로어도어는 닫고, 후석 플로어도어만 개방한다.
또한, 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시, 후석 플로어벤트 입구로 유입된 공기를 B-필라로 토출시키도록 후석 플로어도어를 개방하고, 모드도어를 B-필라 측으로 개방한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 기존 플로어유로 내부에 이너터널을 구성함으로써, 전석 플로어 유로와 후석 플로어 유로를 분리한다. 또한, 이너터널의 입구를 별도의 도어를 통해 개폐함으로써, 전석 플로어벤트와 후석 플로어벤트의 바람을 개별적으로 제어 가능하다.
또한, 별도의 콘솔덕트를 구성하지 않고도, 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시 후석 플로어벤트만 개방하고 전석 플로어벤트는 폐쇄하여 후석의 냉방 수행시 전석으로 냉풍이 토출되지 않도록 함으로써 탑승자에게 불쾌감을 주는 현상을 방지한다. 즉, 후석 플로어벤트를 플로어 모드 뿐 아니라 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시에도 활용할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 도시한 측단면도이고,
도 2는 종래의 차량용 공조장치를 도시한 배면 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 배면 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 측단면도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 공조케이스 일부를 도시한 배면 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 공조케이스 일부를 도시한 정면 사시도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 공조케이스 내부를 도시한 절개 사시도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치가 후석 플로어덕트 및 후석 분배덕트에 연결된 상태를 도시한 것이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 벤트 모드를 도시한 것이고,
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 플로어 모드를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 공조케이스(110)와, 송풍모듈과, 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기를 포함하여 이루어진다. 공조케이스(110)는 차량 실내로 공조공기를 공급하도록 이루어진다.
공조케이스(110)의 입구측에는 공기유입구(111)가 형성되고, 출구측에는 복수개의 공기토출구가 형성된다. 공기토출구는 차량 창쪽으로 공기를 토출하기 위한 디프로스트벤트(112)와, 차량 전석의 얼굴쪽으로 공기를 토출하기 위한 페이스벤트(113)를 구비한다. 공조케이스(110) 내부에는 디프로스트벤트(112)의 개도를 조절하는 디프도어(152)와, 페이스벤트(113)의 개도를 조절하는 벤트도어(153)가 구비된다.
또한, 공기토출구는 플로어벤트를 더 구비한다. 즉, 공조케이스(110) 내부에는 플로어유로가 형성된다. 플로어유로는 차량 전석 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 전석 플로어벤트(114)와, 차량 후석 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 후석 플로어벤트(115)로 구성된다. 송풍모듈은 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 기능을 수행한다.
냉각용 열교환기는 냉매를 공기와 열교환시켜 냉각시키는 증발기(120)로 구성될 수 있다. 가열용 열교환기는 냉각수를 공기와 열교환시켜 가열시키는 히터코어(130)로 구성될 수 있다. 증발기(120)와 히터코어(130)는 공조케이스(110) 내부 공기유로에 순차로 설치된다.
공조케이스(110) 내부에는 온도조절도어(151)가 구비된다. 온도조절도어(151)는 증발기(120)와 히터코어(130) 사이에 배치되어, 히터코어(130)를 통과하는 공기의 양과 히터코어(103)를 바이패스하는 공기의 양을 조절함으로써 차량 실내로 토출되는 공기의 온도를 조절한다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 플로어유로 구획수단을 구비한다. 플로어유로 구획수단은 플로어유로에 구비되며, 전석 플로어벤트(114)와 후석 플로어벤트(115)를 분리시킨다. 후석 플로어벤트(115)는 전석 플로어벤트(114) 사이에 배치된다. 더욱 상세하게는, 플로어유로 구획수단은 이너터널(200)로 구성된다.
이너터널(200)은 후석 플로어벤트(115) 입구(131)와 후석 플로어벤트(115) 출구를 연통시킨다. 후석 플로어벤트(115)의 출구는 후술할 후석 플로어덕트(210)에 연결된다. 아울러, 이너터널(200)은 전석 플로어벤트(114)와 후석 플로어벤트(115)를 차단한다. 이너터널(200)은 상하측이 개구된 덕트 형상으로 이루어져, 전석 플로어벤트(114)와 후석 플로어벤트(115) 간을 구획한다.
즉, 이너터널(200)은 상면 및 하면이 개구된 통 형상으로 이루어져, 상면 개구부는 후석 플로어벤트(115) 입구(131)를 향하고 하면 개구부는 후석 플로어벤트(115)의 출구를 향한다. 또한, 전석 플로어벤트(114) 입구(132)는 전석 플로어벤트(114) 출구와 연통한다.
이러한 구성을 통해, 전석 플로어벤트(114) 입구(132)를 통해 유입된 공기는 이너터널(200)에 의해 후석 플로어벤트(115)로는 유동하지 못하고 모두 전석 플로어벤트(114) 출구를 통해 토출된다. 전석 플로어벤트(114) 출구는 전석 플로어덕트에 연결된다.
후석 플로어벤트(115) 입구(131)는 전석 플로어벤트(114) 입구(132)보다 상부에 형성된다. 즉, 후석 플로어벤트(115) 입구(131) 하부에 전석 플로어벤트(114) 입구(132)가 형성되며, 전석 플로어벤트(114) 입구(132)는 플로어유로 구획수단인 이너터널(200)의 양측으로 형성된다.
공조케이스(110) 내부에는 전석 플로어도어(142) 및 후석 플로어도어(141)가 구비된다. 전석 플로어도어(142)는 전석 플로어벤트(114) 입구(132)에 구비되어 유로를 개폐한다. 후석 플로어도어(141)는 후석 플로어벤트(115) 입구(131)에 구비되어 유로를 개폐한다.
전석 플로어벤트(114) 입구(132)는 히터코어(130)를 통과하는 온풍유로와 플로어유로를 구획하는 격벽(118)에 관통 형성된다. 또한, 후석 플로어벤트(115) 입구(131)는 히터코어(130)를 바이패스하는 냉풍유로와 히터코어(130)를 통과하는 온풍유로가 만나는 믹싱존 하류에 형성된다. 플로어유로는 격벽(118)과 플로어외벽(119) 사이에 형성된다.
전석 플로어도어(142)는 차량 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 플레이트를 구비하여, 차량 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 전석 플로어벤트(114) 입구(132)를 개폐하도록 이루어진다. 전석 플로어도어(142)는 도어몸체(플레이트) 중간에 개구부(143)가 형성된다. 전석 플로어도어(142)가 전석 플로어벤트(114) 입구(132)를 개방시 공기는 개구부(143)를 통해 하부에서 상부로 통과 가능하다.
이러한 구성을 통해, 플로어모드 시 히터코어(130)를 통과한 공기 중 일부는 전석 플로어벤트(114) 입구(132)를 통해 전석 플로어벤트(114)로 토출되며, 다른 일부는 개구부(143)를 통해 상부로 이동하여 후석 플로어벤트(115) 입구(131)를 통해 후석 플로어벤트(115)로 토출된다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 후석 플로어덕트(210) 및 후석 분배덕트(220)를 포함한다. 후석 플로어덕트(210)는 후석 플로어벤트(115)에 연결되어 공조공기를 차량 후석으로 안내한다. 후석 분배덕트(220)는 후석 플로어덕트(210)에 연결되어 공조공기를 B-필라(240) 토출구(241) 또는 후석 플로어 토출구(230)로 선택적으로 공급한다. 후석 분배덕트(220)에는 공기를 B-필라(240) 토출구(241) 또는 후석 플로어 토출구(230)로 선택적으로 공급하기 위한 모드도어가 구비된다.
도 9를 더 참조하면, 벤트 모드 시 온도조절도어(151)는 온풍유로를 폐쇄하고 냉풍유로(P1)를 개방한다. 증발기(120)를 통과한 냉풍은 믹싱존(MZ)을 지나 일부는 페이스벤트(113)를 통해 토출되며, 다른 일부는 후석 플로어벤트(115) 입구(131)를 지나 후석 플로어벤트(115)로 토출된다.
이 경우, 벤트도어(153)는 개방되고, 후석 플로어도어(141)는 개방되며, 전석 플로어도어(142)는 전석 플로어벤트(114) 입구(132)를 폐쇄한다. 후석 플로어벤트(115)로 토출된 냉풍은 후석 플로어덕트(210) 및 후석 분배덕트(220)를 지나 B-필라(240) 토출구(241)를 통해 차량 후석으로 토출된다. 이 경우, 전석 플로어벤트(114)로는 냉풍이 토출되지 않는다.
즉, 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시, 전석 플로어도어(142)는 닫고, 후석 플로어도어(141)만 개방한다. 아울러, 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시, 후석 플로어벤트 입구(131)로 유입된 공기를 B-필라(240)로 토출시키도록 후석 플로어도어(141)를 개방하고, 모드도어를 B-필라(240) 측으로 개방한다. 이러한 구성을 통해, 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시, 플로어덕트(210)를 이용하여 후석 냉방을 수행할 수 있다.
도 10을 더 참조하면, 플로어 모드 시 온도조절도어(151)는 냉풍유로(P1)를 폐쇄하고 온풍유로를 개방한다. 증발기(120) 및 히터코어(130)를 통과한 온풍 중 일부는 전석 플로어벤트(114) 입구(132)를 통해 전석 플로어벤트(114)로 토출되며, 다른 일부는 개구부(143)를 통해 상부로 이동하여 믹싱존(MZ)을 지나 후석 플로어벤트(115) 입구(131)를 통해 후석 플로어벤트(115)로 토출된다.
이 경우, 벤트도어(153)는 폐쇄되고, 후석 플로어도어(141)는 개방되며, 전석 플로어도어(142)는 개방된다. 아울러, 전석 플로어벤트(114)로 토출된 온풍은 차량 전석으로 토출되며, 후석 플로어벤트(115)로 토출된 온풍은 후석 플로어덕트(210) 및 후석 분배덕트(220)를 지나 후석 플로어 토출구(230)를 통해 차량 후석으로 토출된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 기존 플로어유로 내부에 이너터널(200)을 구성함으로써, 전석 플로어 유로와 후석 플로어 유로를 분리한다. 또한, 이너터널(200)의 입구를 별도의 도어를 통해 개폐함으로써, 전석 플로어벤트(114)와 후석 플로어벤트(115)의 바람을 개별적으로 제어 가능하다.
또한, 별도의 콘솔덕트를 구성하지 않고도, 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시 후석 플로어벤트(115)만 개방하고 전석 플로어벤트(114)는 폐쇄하여 후석의 냉방 수행시 전석으로 냉풍이 토출되지 않도록 함으로써 탑승자에게 불쾌감을 주는 현상을 방지한다. 즉, 후석 플로어벤트(115)를 플로어 모드 뿐 아니라 벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시에도 활용할 수 있는 이점이 있다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 차량용 공조장치
110: 공조케이스 111: 공기유입구
112: 디프로스트벤트 113: 페이스벤트
114: 전석 플로어벤트 115: 후석 플로어벤트
118: 격벽 119: 플로어외벽
120: 증발기 130: 히터코어
131: 후석 플로어벤트 입구 132: 전석 플로어벤트 입구
141: 후석 플로어도어 142: 전석 플로어도어
143: 개구부 151: 온도조절도어
152: 디프도어 153: 벤트도어
200: 이너터널 210: 후석 플로어덕트
220: 후석 분배덕트

Claims (11)

  1. 내부에 냉각용 열교환기 및 가열용 열교환기가 설치되고 차량 실내로 공조공기를 공급하도록 이루어진 공조케이스를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공조케이스에, 차량 전석 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 전석 플로어벤트와 차량 후석 발쪽으로 공기를 토출하기 위한 후석 플로어벤트로 구성된 플로어유로가 형성되고, 상기 전석 플로어벤트 사이에 후석 플로어벤트가 배치되며,
    상기 플로어유로에 전석 플로어벤트와 후석 플로어벤트를 분리시키는 플로어유로 구획수단이 구비되는 차량용 공조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 플로어유로 구획수단은,
    후석 플로어벤트 입구와 후석 플로어벤트 출구를 연통시키며, 전석 플로어벤트와 후석 플로어벤트를 차단하는 이너터널로 구성되는 차량용 공조장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    후석 플로어벤트 입구 하부에, 상기 플로어유로 구획수단의 양측으로 전석 플로어벤트 입구가 형성되는 차량용 공조장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 후석 플로어벤트 입구에 유로를 개폐하는 후석 플로어도어가 구비되며, 상기 전석 플로어벤트 입구에 유로를 개폐하는 전석 플로어도어가 구비되는 차량용 공조장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 전석 플로어도어는 차량 폭 방향으로 이격된 한 쌍의 전석 플로어벤트 입구를 개폐하도록 이루어지며, 도어몸체 중간에 개구부가 형성되는 차량용 공조장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 전석 플로어도어가 전석 플로어벤트 입구를 개방시 공기가 개구부를 통해 하부에서 상부로 통과 가능한 차량용 공조장치.
  7. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 후석 플로어벤트에 연결되어 공조공기를 차량 후석으로 안내하는 후석 플로어덕트; 및
    상기 후석 플로어덕트에 연결되어 공조공기를 B-필라 토출구 또는 후석 플로어 토출구로 선택적으로 공급하는 후석 분배덕트를 포함하는 차량용 공조장치.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 전석 플로어벤트 입구는, 가열용 열교환기를 통과하는 온풍유로와 플로어유로를 구획하는 격벽에 관통 형성되는 차량용 공조장치.
  9. 제2 항에 있어서,
    상기 이너터널은 상하측이 개구된 덕트 형상으로 이루어져, 전석 플로어벤트와 후석 플로어벤트 간을 구획하는 차량용 공조장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시, 전석 플로어도어는 닫고, 후석 플로어도어만 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    벤트 모드 또는 바이레벨 모드 시, 후석 플로어벤트 입구로 유입된 공기를 B-필라로 토출시키도록 후석 플로어도어를 개방하고, 모드도어를 B-필라 측으로 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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