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JP4321387B2 - 車両用空調装置 - Google Patents

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JP4321387B2
JP4321387B2 JP2004204950A JP2004204950A JP4321387B2 JP 4321387 B2 JP4321387 B2 JP 4321387B2 JP 2004204950 A JP2004204950 A JP 2004204950A JP 2004204950 A JP2004204950 A JP 2004204950A JP 4321387 B2 JP4321387 B2 JP 4321387B2
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Description

本発明は、車両用空調装置に関し、特に、空調ケース内の冷却用熱交換器に冷媒を導出入する冷媒配管と冷却用熱交換器で生成した凝縮水の排水管との配置構造に関する。
従来から、車室内に配置される空調ケース内に、内部を流通する空気を冷却する冷却用熱交換器を備えた車両用空調装置がある。このような車両用空調装置の空調ケースには、空気冷却時に冷却用熱交換器で生成した凝縮水を車室外に排出するための排水管(ドレン管)が、冷却用熱交換器より下方側に設けられている(例えば、特許文献1参照)。
また、冷却用熱交換器には、この熱交換器に冷媒を導出入するための冷媒配管が接続している。冷却用熱交換器から延びる冷媒配管は、一般的に冷却用熱交換器の近傍で車室外に取り出されるように配置され、車室外を取り回されて、車室外に配置された冷凍サイクルを構成する他の機能部品(例えば冷媒圧縮機等)に接続するようになっている。
すなわち、車室内の前方側に配置されることが一般的な空調ケースでは、例えば図7に示すように、空調ケース911の下方側部に車室外に延びる排水路を形成する排水管920が設けられ、前方側部に冷却用熱交換器913から車室外に延びる冷媒配管930が配設される。したがって、排水管920および冷媒配管930の車室外への取り出しは、車室を構成するパネル(車室内と車室外とを隔離する隔壁)903に設けられたそれぞれの貫通孔A、Bを介して行なわれる。
特開平11−348527号公報
しかしながら、上記従来の車両用空調装置では、パネル903の離れた位置に設けられた貫通孔A、Bから冷媒配管930および排水管920をそれぞれ車室外に取り出すため、両方の貫通孔A、Bにおいてパネル903と各管920、930との間をシールする必要がある。したがって、貫通孔の形成位置や各管の配設位置にばらつきがある場合には、シール性の確保が困難であるという問題がある。
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、冷媒配管および排水管の車室外への取り出し位置におけるシール性を確保することが容易な車両用空調装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
車室(1)内に配置される空調ケース(11)と、
空調ケース(11)内に設けられ、空調ケース(11)内を流通する空気を冷却する冷却用熱交換器(13)と、
冷却用熱交換器(13)に空気と熱交換する冷媒を車室外から導出入するための冷媒配管(30)と、
空調ケース(11)の冷却用熱交換器(13)配設部位より下方に設けられ、冷却用熱交換器(13)で生成した凝縮水を車室外に排出するための排水管(20)とを備える車両用空調装置において、
冷媒配管(30)は、冷却用熱交換器(13)から下方に向かって延設され、車室(1)内と車室外とを隔離する隔壁(2)に対応する部位において排水管(20)の内側に配置されており、
さらに、排水管(20)の内側に設けられ、冷却用熱交換器(13)に導入される冷媒を減圧するための減圧手段(50)と、
減圧手段(50)を覆うように設けられ、排水管(20)から排出される凝縮水により減圧手段(50)が被水することを防止する被水防止カバー部材(51)とを備えることを特徴としている。
これによると、冷媒配管(30)と排水管(20)とを隔壁(2)の共通の孔(200)から車室外に取り出すことができる。したがって、冷媒配管(30)および排水管(20)の車室外への取り出し位置におけるシール性を確保することが容易である。
また、これによると、冷媒配管(30)と隔壁(2)との間をシールする必要がない。したがって、冷媒配管(30)および排水管(20)の車室外への取り出し位置におけるシール性を確保することが一層容易である。
さらに、これによると、減圧手段(50)が排水管(20)内を流通する凝縮水により被水し、腐食することを防止することができる。
また、請求項2に記載の発明では、排水管(20)は、空調ケース(11)に一体形成されていることを特徴としている。
これによると、空調ケース(11)に一体形成された排水管(20)を隔壁(2)の孔(200)から車室外に取り出すことができる。すなわち、空調ケース(11)に対し別部材の排水管を車室(1)内において接続する必要がない。したがって、車室内に搭乗した乗員等が接触することにより排水管(20)が空調ケース(11)から脱落することを防止することができる。
また、請求項3に記載の発明では、隔壁(2)は、車室(1)の床面部を構成するフロアパネル(2)であることを特徴としている。
これによると、冷媒配管(30)および排水管(20)の車室外への取り出し位置におけるフロアパネル(2)との間のシールを、シール部材(25)を介在させ車両上下方向に圧縮して容易に行なうことができる。
また、請求項4に記載の発明では、排水管(20)は、下端(20a)がフロアパネル(2)の下面(2a)より下方に配置されることを特徴としている。
これによると、排水管(20)内を流通する凝縮水を、フロアパネル(2)より下方に導き、車室外に確実に排出することができる。
また、請求項5に記載の発明では、
冷却用熱交換器(13)は、内部を流通する冷媒と外部を流通する空気とを熱交換するコア部(31)と、コア部(31)より下方に設けられ、内部がコア部(31)内と連通する下側タンク部(33)とを有し、
空調ケース(11)内の冷却用熱交換器(13)より空気流れ上流側に設けられ、コア部(31)と下側タンク部(33)との境界部(34)から延設されて、コア部(31)に流入する空気の通風域(22)と、下側タンク部(34)から排水管(20)に流れ込む凝縮水の流水域(23)とを仕切る仕切壁(21)を備えることを特徴としている。
これによると、冷却用熱交換器(13)のコア部(31)に流入する風により、排水管(20)に向かう凝縮水の流れが阻害されることを防止できる。
また、請求項6に記載の発明では、
空調ケース(11)内に設けられ、空調ケース(11)内を流通する空気を加熱する加熱用熱交換器(14)と、
加熱用熱交換器(14)に空気と熱交換する熱媒を車室外から導出入するための熱媒配管(40)とを備え、
熱媒配管(40)は、隔壁(2)に対応する部位において冷媒配管(30)および排水管(20)に隣接配置されていることを特徴としている。
これによると、熱媒配管(40)を冷媒配管(30)および排水管(20)とともに隔壁(2)の共通の孔(200)から車室外に取り出すことができる。したがって、熱媒配管(40)を含む各管(20、30、40)の車室外への取り出し位置におけるシール性を確保することが容易である。
また、請求項7に記載の発明では、冷却用熱交換器(13)から導出された冷媒を吸入圧縮する冷媒圧縮機(60)が、空調ケース(11)より車両後方側に搭載されることを特徴としている。
これによると、冷却用熱交換器(13)から下方に向かって延び車室外に取り出された冷媒配管(30)を、空調ケース(11)より車両後方側に搭載された冷媒圧縮機(60)方向に延設できる。したがって、冷媒配管(30)を冷却用熱交換器(13)の近傍で車両前方側に取り出した場合より、冷媒配管(30)を短縮することが可能である。
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、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一例である。
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本発明を適用した車両用空調装置の車両への概略搭載状態を示す側面図である。また、図2は、車両用空調装置の室内ユニットのうち空調ユニット部分の側面図であり、図3は、空調ユニット部分の正面図(車両後方側から見た図)である。なお、図2および図3では、要部のみ断面図示している。
図1に示すように、本実施形態の車両用空調装置は、エンジンルーム4が車室1のシート1aの下方に入り込んだ所謂キャブオーバー型車両に搭載されるものであって、室内ユニット部分は車室1内の前方側に配置されている。
車両用空調装置の室内ユニットは、図示しない送風機ユニットと、図2および図3に示す空調ユニット10との2つの部分に大別され、送風機ユニットは、車室内前部の計器盤の中央部から助手席側にオフセット(右ハンドル車では車両幅方向の左側にオフセット)した位置に配置されている。これに対し、空調ユニット10は、計器盤の車両幅方向の略中央部に配置されている。
上記送風機ユニットは、その前方部に車室内空気と車室外空気とを切替導入する内外気切替箱を備え、この内外気切替箱の後方には送風機が配置されており、この送風機は遠心式多翼ファンからなる送風ファンとファン駆動用モータとを有している。
一方、空調ユニット10は空気通路を形成する樹脂製(本例ではポリプロピレン樹脂製)の空調ケース11を有する。この空調ケース11は全体形状が概略箱状に成形され、また、以下説明する機器等を収納するために複数のケース体に分割されており、それらの分割ケース体を一体に結合して構成される。
図3に示すように、空調ケース11のうち、送風機ユニットと対向する側面の下部には空気入口部12が設けられており、この空気入口部12から送風機ユニットの送風空気が空調ケース11内において蒸発器13の下方空間に導入される。この蒸発器13は冷凍サイクルの低圧冷媒が蒸発して送風空気から吸熱することにより送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。
蒸発器13は、空調ケース11内において車両後方側に大きく傾斜して設置されているので、空気入口部12からの流入空気は蒸発器13の熱交換部(後述するコア部31)を下方から上方へと通過する。
そして、空調ケース11内において、蒸発器13の空気下流側(図中上方側)にヒータコア14が傾斜した状態にして設置されている。このヒータコア14は、エンジンルーム4に搭載された図示しない車両エンジンからの温水(エンジン冷却水、本実施形態における熱媒)をヒータパイプ(熱媒配管)40を介して導出入し、熱交換により送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。
空調ケース11の上面には、車室内の上方側(乗員頭部側)に向けて空気を吹き出すフェイス吹出口(図示せず)に連通するフェイス吹出開口部15と、車両前面窓ガラス内面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開口部16とが形成されている。また、空調ケース11の側面には、車室内の乗員足元に向けて空気を吹き出すフット吹出口(図示せず)に連通するフット吹出開口部17が形成されている。
空調ケース11内には、図示しない複数のドア手段が設けられており、これらの作動により、蒸発器13を通過した空気のうち所望量をヒータコア14で加熱した後、吹き出しモードに応じて上記吹き出し開口部15、16、17のいずれか1つもしくは複数から空調空気を吹き出すようになっている。
次に、本実施形態における要部である空調ユニット10の蒸発器13配設部位より下方部の構成について説明する。図4は、図2に示す空調ユニット10のA部拡大図である。
図1に示すように、車室1は床面部を構成するフロアパネル2および前面部を構成するダッシュパネル3等の隔壁により車室外に対して隔離されている。そして、空調ユニット10はフロアパネル2上に載置され固定されている。具体的には、図3に示すように、フロアパネル2に形成されたトンネル構造部の天井部2A上に載置されている。
図4に示すように、空調ケース11の最下部には、蒸発器13において送風空気を冷却するときに生成する凝縮水を排出するための排水管20が、空調ケース11に対し一体成形されている。
この排水管20は、天井部2Aに形成された開口(孔)200に挿設され、排水管20の下端20aは、天井部2Aの下面2aより下方に配置されている。すなわち、排水管20はフロアパネル2より下方に突出している。
排水管20の外周面には周状に張り出したフランジ部24が形成されている。そして、空調ユニット10を天井部2A上に載置するときに、このフランジ部24下面と天井部2A上面側の開口200周縁部との間に発泡樹脂体からなるシールパッキン25が介在され、上下方向に圧縮されることによって、フロアパネル2と排水管20との間をシールしている。
一方、蒸発器13は、冷媒と送風空気との熱交換を行なうためのコア部31と、コア部31の上下両端に設けられコア部31内と連通する上側タンク部32および下側タンク部33とにより構成されている。そして、蒸発器13の下方側には、コア部31と下側タンク部33との境界部34から排水管20方向に向かって延びる排水ガイド板21が設けられている。
この排水ガイド板21は、空調ケース11内の蒸発器13と排水管20との間の空間を2つに仕切る仕切壁であって、上記空間を上方側の通風域22と下方側の流水域23とに仕切っている。通風域22は、蒸発器13のコア部31に流入する送風空気を流通する領域であり、流水域23は、蒸発器13のコア部31で生成した凝縮水が、下側タンク部33に到達した後、排水管20に向かって流れ落ちる領域である。
図5は、排水ガイド板21の図4におけるB矢視図である。図5に示すように、排水ガイド板21は、蒸発器13の境界部34から斜めに延びる傾斜部21aと、傾斜部21aの下方端部から垂下する垂下部21bとにより形成されている。傾斜部21aには、傾斜方向に延びるスリット211が略中央部において傾斜方向全域に形成されている。また、垂下部21bの下端部には、流水域23を流れ落ちた凝縮水が排水管20内に流入する流入口212が形成されている。
図4に示すように、蒸発器13の下側タンク部33には、一対の冷媒配管30が接続しており、冷媒配管30は、冷媒を蒸発器13に導入するための導入管30Aと、冷媒を蒸発器13から導出するための導出管30Bとからなる。導入管30Aは、図1に示すエンジンルーム4内のコンプレッサ(冷媒圧縮機)60により圧縮吐出された後、凝縮器70で凝縮された液状冷媒が流通する配管であり、導出管30Bは、蒸発器13により蒸発したガス状冷媒がコンプレッサ60の吸入側に還流する配管である。
図4に示すように、冷媒配管30(両配管30A、30B)は、蒸発器13から通風域22を下方に向かって延び、排水管20内を通って車室外に取り出されている。すなわち、冷媒配管30は、排水管20の内側に配置されてフロアパネル2の開口200を挿通している。
冷媒配管30の排水管20内に配設された部位には、冷媒の減圧手段である膨張弁50が設けられている。この膨張弁50は、導出管30Bを流通する冷媒の温度に応じて導入管30Aを流通する冷媒を減圧膨張する周知の感温部内蔵型膨張弁である。
この膨張弁50の周囲には、膨張弁50の上面側と側面側を覆うように有天筒状体をなす樹脂性(本例ではポリプロピレン製)の被水防止カバー51が設けられ、カバー51の天井部を貫通するように冷媒配管30が配置されている。この被水防止カバー51により、膨張弁50が凝縮水を被水しないようになっている。
また、図4に示すように、被水防止カバー51の側面部と、空調ケース11および排水ガイド板21の垂下部21bとの間には、発泡樹脂体からなるシールパッキン53が設けられ、通風域22を流れる送風空気が排水管20内に漏れないようになっている。
また、排水管20の下端20aには内方に向かって突出した係止突起部26が形成されている。一方、図6にも示すように、被水防止カバー51の下端部には係止突起部26に対応した係止部52が形成されている。そして、係止突起部26と係止部52とを螺着して被水防止カバー51を空調ケース11に対し固定するようになっている。なお、図6は図4におけるC矢視図である。ただし、排水管20側の係止突起部26の図示は省略している。
次に、上記構成に基づき車両用空調装置の作動について簡単に説明する。
コンプレッサ60が作動すると、コンプレッサ60で圧縮され凝縮器70で凝縮された液状冷媒が膨張弁50により減圧され導入管30Aを介して蒸発器13に導入される。蒸発器13に導入された液状冷媒はコア部31において通風域22から流入する送風空気と熱交換し、送風空気を冷却する。このとき、送風空気に含まれる水蒸気がコア部31において凝縮され、凝縮水となる。
コア部31において生成した凝縮水は、コア部31に沿って流れ下側タンク部33から落下して排水ガイド板21より下方の流水域23を流れ落ちる。コア部31から通風域22に落下した凝縮水があったとしても、排水ガイド板21のスリット211を介して流水域23に流入する。
したがって、シールパッキン53上方部位に凝縮水は溜まり難く、シールパッキン53を劣化することがない。また、シールパッキン53の上方に到達した凝縮水があったとしても、シールパッキン53は発泡樹脂により形成されているので、徐々に排水管20内に排出され、シールパッキン53上方部位に滞留することはない。
流水域23を流れ落ちた凝縮水は、流入口212から排水管20内に流れ込み、排水管20を介して車室外に排出される。排水管20はフロアパネル2の天井部2Aより下方に突出しているとともに、排水管20とフロアパネル2との間はシールパッキン25によりシールされているので、凝縮水は車室内に浸入することなく確実に車室外に排出される。
蒸発器13のコア部31において送風空気と熱交換して蒸発した冷媒は、導出管30Bを介してコンプレッサ60の吸入側に戻っていく。
上述の構成および作動によれば、冷媒配管30は、空調ケース11内において蒸発器13から下方に向かって延設され、フロアパネル2の開口200から車室外に取り出される部位において排水管20内に配置されている。換言すれば、冷媒配管30は車室外に取り出される部位において排水管20の内側に隣接配置されている。
したがって、冷媒配管30と排水管20とをフロアパネル2の共通の開口200から車室外に取り出すことができ、排水管20とフロアパネル2との間に設けたシールパッキン25により、この取り出し位置において車室内外を隔離するようにシールをすることができる。両配管20、30の取り出し位置が離れていないので、安定したシール性を確保することが容易である。
また、空調ユニット10をフロアパネル2上に搭載するときに、空調ユニット10の重量を利用して車両上下方向にシールパッキン25を圧縮できるので、安定したシール構造の形成を容易に行なうことができる。
さらに、排水管20は、空調ケース11に一体成形されており、この一体成形された排水管20をフロアパネル2の開口200から車室外に取り出すことができる。すなわち、空調ケース11に対し別部材の排水ホース等を取り付け、この排水ホース等を車室外に取り出す必要がない。したがって、車室内に搭乗した乗員等が誤って足で踏みつけたりして、排水ホース等を空調ケース11から脱落させることを防止することができる。
また、膨張弁50は、排水管20内に配設され、通風域22内に突出していない。したがって、通風域22の通風抵抗を増大させることがない。また、排水管20内の膨張弁50は被水防止カバー51により覆われている。したがって、凝縮水が膨張弁50に付着し、膨張弁50を腐食させたり、膨張弁50感温部の感温精度を低下させたりすることを防止できる。
また、蒸発器13より空気流れ上流側には、コア部31と下側タンク部33との境界部34から排水ガイド板21が延設されて、コア部31に流入する空気の通風域22と、下側タンク部34から排水管20に流れ込む凝縮水の流水域23とを仕切っている。したがって、蒸発器13のコア部31に流入する送風空気により、排水管20に向かう凝縮水が押し戻されて流れが乱されることを防止できる。
また、本実施形態のように、エンジンルーム4が空調ユニット10搭載位置よりも車両後方側にあり、このエンジンルーム4内にコンプレッサ60や凝縮器70が搭載される場合には、図1と図7とを比較して明らかなように、コンプレッサ60や凝縮器70に接続される冷媒配管30をフロアパネル2の開口200から取り出すことにより、冷媒配管30を短縮することが可能である。
(他の実施形態)
上記一実施形態では、冷媒配管30は、空調ケース11内において蒸発器13から下方に向かって延設され、フロアパネル2の開口200から車室外に取り出される部位において排水管20内に配置されていた。換言すれば、冷媒配管30は車室外に取り出される部位において排水管20の内側に隣接配置されていたが、冷媒配管は車室外に取り出される部位において排水管の外側に隣接配置されるものであってもよい。
これによっても、冷媒配管と排水管とをフロアパネルの共通の貫通孔から車室外に取り出すことができ、この取り出し位置において車室内外を隔離する安定したシール性を確保することが容易である。
また、上記一実施形態では、冷媒配管30と排水管20とをフロアパネル2の共通の開口200から車室外に取り出していたが、車室内と車室外とを隔離する隔壁の共通の孔から取り出すものであればこれに限定されるものではない。例えば、ダッシュパネルの共通の貫通孔から冷媒配管と排水管とを取り出すものであってもよい。
また、上記一実施形態では、フロアパネル2の開口200から排水管20とこれに隣接する冷媒配管30とを車室外に取り出していたが、ヒータコア14から延びるヒータパイプ40もこれらに隣接させて、共通の開口から車室外に取り出すものであってもよい。これによれば、ヒータパイプ40を含む各配管20、30、40の車室外への取り出し位置が離れていないので、取り出し位置において一層安定したシール性を容易に確保することができる。
本発明を適用した一実施形態における車両用空調装置の車両への概略搭載状態を示す側面図である。 車両用空調装置の室内ユニットのうち空調ユニット部分の側面図である。 車両用空調装置の室内ユニットのうち空調ユニット部分の正面図である。 図2に示す空調ユニット10のA部拡大図である。 排水ガイド板21の図4におけるB矢視図である。 図4におけるC矢視図である。 従来の車両用空調装置の車両への概略搭載状態の一例を示す側面図である。
符号の説明
1 車室
2 フロアパネル(隔壁)
2a フロアパネルの下面
10 空調ユニット
11 空調ケース
13 蒸発器(冷却用熱交換器)
14 ヒータコア(加熱用熱交換器)
20 排水管(ドレン管)
20a 排水管の下端
21 排水ガイド板(仕切壁)
22 通風域
23 流水域
30 冷媒配管
31 コア部
33 下側タンク部
34 境界部
40 ヒータパイプ(熱媒配管)
50 膨張弁(減圧手段)
51 被水防止カバー(被水防止カバー部材)
60 コンプレッサ(冷媒圧縮機)
70 凝縮器
200 開口

Claims (7)

  1. 車室(1)内に配置される空調ケース(11)と、
    前記空調ケース(11)内に設けられ、前記空調ケース(11)内を流通する空気を冷却する冷却用熱交換器(13)と、
    前記冷却用熱交換器(13)に前記空気と熱交換する冷媒を車室外から導出入するための冷媒配管(30)と、
    前記空調ケース(11)の前記冷却用熱交換器(13)配設部位より下方に設けられ、前記冷却用熱交換器(13)で生成した凝縮水を車室外に排出するための排水管(20)とを備える車両用空調装置において、
    前記冷媒配管(30)は、前記冷却用熱交換器(13)から下方に向かって延設され、前記車室(1)内と前記車室外とを隔離する隔壁(2)に対応する部位において前記排水管(20)の内側に配置されており、
    さらに、前記排水管(20)の内側に設けられ、前記冷却用熱交換器(13)に導入される冷媒を減圧するための減圧手段(50)と、
    前記減圧手段(50)を覆うように設けられ、前記排水管(20)から排出される前記凝縮水により前記減圧手段(50)が被水することを防止する被水防止カバー部材(51)とを備えることを特徴とする車両用空調装置。
  2. 前記排水管(20)は、前記空調ケース(11)に一体形成さ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. 前記隔壁(2)は、前記車室(1)の床面部を構成するフロアパネル(2)であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車両用空調装置。
  4. 前記排水管(20)は、下端(20a)が前記フロアパネル(2)の下面(2a)より下方に配置されることを特徴とする請求項3に記載の車両用空調装置。
  5. 前記冷却用熱交換器(13)は、内部を流通する前記冷媒と外部を流通する前記空気とを熱交換するコア部(31)と、前記コア部(31)より下方に設けられ、内部が前記コア部(31)内と連通する下側タンク部(33)とを有し、
    前記空調ケース(11)内の前記冷却用熱交換器(13)より空気流れ上流側に設けられ、前記コア部(31)と前記下側タンク部(33)との境界部(34)から延設されて、前記コア部(31)に流入する空気の通風域(22)と、前記下側タンク部(34)から前記排水管(20)に流れ込む凝縮水の流水域(23)とを仕切る仕切壁(21)を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
  6. 前記空調ケース(11)内に設けられ、前記空調ケース(11)内を流通する空気を加熱する加熱用熱交換器(14)と、
    前記加熱用熱交換器(14)に前記空気と熱交換する熱媒を車室外から導出入するための熱媒配管(40)とを備え、
    前記熱媒配管(40)は、前記隔壁(2)に対応する部位において前記冷媒配管(30)および前記排水管(20)に隣接配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
  7. 前記冷却用熱交換器(13)から導出された冷媒を吸入圧縮する冷媒圧縮機(60)が、前記空調ケース(11)より車両後方側に搭載されることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の車両用空調装置。
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