JP2015017763A - ヒートポンプ用統合弁 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスインジェクションサイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクルにおいて、冷媒充填作業に伴う不具合を解消すると共に、搭載対象物への搭載性の向上を図ることが可能なヒートポンプ用統合弁を提供する。【解決手段】ヒートポンプサイクル１０をガスインジェクションサイクルとして機能させるために必要な開閉機構１６、気液分離手段（気液分離空間１４１ｂ）、固定絞り１７、電磁弁１８等の構成部品を、統合弁１４として一体的に構成する。さらに、気相冷媒通路１４２ｂの上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇを連通させるバイパス連通路１４４を開閉するバイパス弁体１８３を統合弁１４に追加し、当該バイパス弁体１８３を、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位した際にバイパス連通路１４４を開く構成とする。【選択図】図６

Description

本発明は、ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用統合弁に関する。

従来、電気自動車等の如く、車室内の暖房用の熱源を確保し難い車両に適用される空調装置として、ヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）の圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒を熱源として車室内の暖房を行うものがある。

この種のヒートポンプサイクルとして、放熱器と蒸発器の間で冷媒を２段階に減圧し、中間圧冷媒の一部（気相冷媒）を、圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させるガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）が知られている。

例えば、特許文献１には、暖房運転時におけるサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させるために、暖房運転時に通常サイクル（一段圧縮サイクル）からガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）に切り替えるヒートポンプサイクルが開示されている。

具体的には、特許文献１のヒートポンプサイクルは、放熱器からの流出冷媒を減圧する第１、第２減圧手段、第１減圧手段で減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離器、冷媒を蒸発させる蒸発器等を備える。

そして、気液分離器で分離された気相冷媒を圧縮機の中間圧ポートへと導く中間圧冷媒通路に、当該冷媒通路を開閉する開閉弁を設けることで、ガスインジェクションサイクルと、ガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルとを切り替える構成としている。

ここで、ヒートポンプサイクルを通常サイクルとして機能させる際には、第２減圧手段が減圧作用を発揮しない全開状態に設定される。一方、ヒートポンプサイクルをガスインジェクションサイクルとして機能させる際には、放熱器からの流出冷媒を２段階に減圧するために、第１、第２減圧手段の双方が減圧作用を発揮する絞り状態に設定される。

そこで、特許文献１では、中間圧冷媒通路を開閉する開閉弁を、第２減圧手段の前後差圧が所定差圧以上となった際に、中間圧冷媒通路を開く差圧弁で構成している。これにより、ヒートポンプサイクルのサイクル構成の簡素化を図っている。

また、特許文献２には、ガスインジェクションサイクルとして機能するヒートポンプサイクルにおいて、圧縮機をスクロール型圧縮機で構成した例が開示されている。具体的には、特許文献２では、中間圧ポートを固定スクロールの端板部に形成し、可動スクロールにおける固定スクロールの端板部に当接する歯先により、周期的に中間圧ポートを開閉することで、中間圧冷媒を圧縮過程の冷媒と合流させる構成としている。

特開２０１２−１８１００５号公報 特開平０９−１０５３８６号公報

ところで、特許文献１の如く、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとを切り替え可能なヒートポンプサイクルに対し、特許文献２に記載の圧縮機を適用すると、サイクル内へ冷媒を充填する冷媒充填作業に伴って以下の不具合が生ずることが分った。
（１）真空引き工程で中間圧冷媒通路の真空引きができない場合があること
（２）充填工程で中間圧冷媒通路への冷媒の充填ができない場合があること
本発明者らは、上述の不具合（１）、（２）について鋭意検討したところ、各不具合（１）、（２）の発生要因が明らかとなった。この点について以下に説明する。

図２１は、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとを切り替え可能なヒートポンプサイクルに、特許文献２に開示されたスクロール型圧縮機を適用した構成（以下、検討例と呼ぶ。）を示す模式図である。

まず、検討例の各構成要素について簡単に説明する。検討例のヒートポンプサイクル１００は、吸入ポート１０１ａから吸入した冷媒を圧縮して吐出ポート１０１ｂから吐出すると共に、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１０１ｃを有するスクロール型の圧縮機１０１を備える。

この圧縮機１０１は、特許文献２と同様に、固定スクロール１０１ｄの端板部に当接する可動スクロール１０１ｅの歯先により、周期的に中間圧ポート１０１ｃを開閉する構成となっている。なお、圧縮機１０１には、中間圧ポート１０１ｃから後述の中間圧冷媒通路１１１側への冷媒の逆流を防止する逆止弁１０１ｆが設けられている。

圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｂ側には、上流側から順に放熱器１０２、第１減圧手段１０３、気液分離器１０４が接続されている。そして、気液分離器１０４における液相冷媒の出口側には、第２減圧手段１０５として機能する固定絞り１０５ａ、および固定絞り１０５ａを迂回して冷媒を流すバイパス流路の開閉弁１０５ｂが設けられている。

また、第２減圧手段１０５の出口側には、冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器１０６、室外熱交換器１０６から流出した冷媒を減圧する第３減圧手段１０７、蒸発器１０８、蒸発器１０８から流出した冷媒の気液を分離するアキュムレータ１０９が接続されている。なお、室外熱交換器１０６の出口側には、第３減圧手段１０７および蒸発器１０８を迂回してアキュムレータ１０９へ冷媒を流すバイパス流路１１０を開閉する開閉弁１１０ａが設けられている。

さらに、気液分離器１０４には、分離した気相冷媒を圧縮機１０１の中間圧ポート１０１ｃへ導く中間圧冷媒通路１１１が接続されている。そして、中間圧冷媒通路１１１には、固定絞り１０５ａの前後差圧が所定圧力以上となった際に、中間圧冷媒通路１１１を開く差圧弁１１２が設けられている。

具体的には、差圧弁１１２は、図２２に示すように、中間圧冷媒通路１１１を開閉する弁体１１２ａ、中間圧冷媒通路１１１を閉じる側に弁体１１２ａに荷重をかけるスプリング１１２ｂ等で構成されている。

図２１に戻り、ヒートポンプサイクル１００には、サイクル内の高圧冷媒通路に冷媒を充填する第１充填ポート１１３、およびサイクル内の低圧冷媒通路に冷媒を充填する第２充填ポート１１４が設けられている。なお、第１充填ポート１１３は、真空引きを行うためのポートとしても機能する。

以上までがヒートポンプサイクル１００の説明であり、以下、前述の不具合（１）の発生要因について説明する。ヒートポンプサイクル１００では、各開閉弁１０５ｂ、１１０ａ等の機能弁が全開状態に設定された状態で、第１充填ポート１１３を介して真空引きが行われる。

この真空引き工程では、中間圧冷媒通路１１１以外の部分については、真空引きを行うことが可能であるが、以下の場合に、中間圧冷媒通路１１１の真空引きを実施することができなくなってしまう。

すなわち、図２１の圧縮機１０１中に示すように、圧縮機１０１内部にて可動スクロール１０１ｅの歯先により中間圧ポート１０１ｃが閉鎖されていると、圧縮機１０１の中間圧ポート１０１ｃ側からの真空引きを実施できない。

一方、差圧弁１１２側からの真空引きを行うことも考えられる。しかし、真空引きを行う際には、固定絞り１０５ａの前後の圧力が殆どゼロとなり、スプリング１１２ｂの付勢力により中間圧冷媒通路１１１が開かず、差圧弁１１２を介した真空引きも実施できない。

このように、図２１のヒートポンプサイクル１００では、冷媒充填作業の真空引き工程において、圧縮機１０１内部で中間圧ポート１０１ｃが閉塞されると、中間圧冷媒通路１１１の真空引きが実施できなくなってしまう。なお、不具合（１）は、スクロール型の圧縮機１０１に限らず、内部で中間圧ポート１０１ｃが閉鎖されることがある圧縮機において生ずる。

次に、不具合（２）の発生要因について説明する。ヒートポンプサイクル１００の真空引き工程の完了後、各充填ポート１１３、１１４の少なくとも一つを介して規定量の冷媒を充填する。

この充填工程では、差圧弁１１２が開かず、中間圧冷媒通路１１１における当該差圧弁１１２から圧縮機１０１の逆止弁１０１ｆまでの冷媒通路へ冷媒を封入することができないことがある。

この点について、図２２を用いて説明する。図２１に示すように、差圧弁１１２の弁体１１２ａには、固定絞り１０５ａ前後の圧力差による力Ｆ２３が開弁方向に作用する。また、弁体１１２ａには、中間圧冷媒通路１１１の中間圧ポート１０１ｃ側および固定絞り１０５ａの上流側の圧力差による力Ｆ２１、およびスプリング１１２ｂの付勢力Ｆｓｐが閉弁方向に作用する。

そして、差圧弁１１２の開弁力Ｆは、以下の数式で規定でき、開弁力Ｆ＞０となる条件で開弁して、ヒートポンプサイクル１００がガスインジェクションサイクルに切り替わる。
Ｆ＝Ｆ２３−Ｆ２１−Ｆｓｐ
Ｆ＝Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）−Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）−Ｆｓｐ
なお、「Ｐ１」が中間圧冷媒通路１１１の中間圧ポート１０１ｃ側の圧力、「Ｐ２」が固定絞り１０５ａ上流側の圧力、「Ｐ３」が固定絞り１０５ａ下流側の圧力である。また、「Ａ１」が弁体１１２ａにおいて圧力Ｐ１、Ｐ２が作用する部位の面積であり、「Ａ２」が弁体１１２ａにおいて圧力Ｐ２、Ｐ３が作用する部位の面積である。

ところが、真空引き工程にて、中間圧冷媒通路１１１が真空状態（Ｐ１≒０）となっていると、差圧弁１１２の弁体１１２ａに閉弁方向に作用するＦ２１が増大し、サイクル作動により発生する差圧では、差圧弁１１２が開弁しない場合がある。つまり、検討例の構成によれば、中間圧冷媒通路の圧力低下によって、差圧弁１１２の弁体１１２ａに開弁方向に作用する力が減少することで、差圧弁１１２が作動不能となってしまうことがある。

また、検討例に示すヒートポンプサイクル１００を実現しようとすると、サイクル構成が複雑化し易い。このようなサイクル構成の複雑化は、ヒートポンプサイクル全体としての搭載対象物（例えば、車両）への搭載性の悪化を招く要因となり、好ましくない。

本発明は上記点に鑑みて、ガスインジェクションサイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクルにおける冷媒充填作業に伴う各種不具合を解消可能とすると共に、搭載対象物への搭載性の向上を図ることが可能なヒートポンプ用統合弁を提供することを目的とする。

本発明は、ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用統合弁を対象としている。

上記目的と達成するため、請求項１に記載の発明では、圧縮機（１１）から吐出された冷媒を流入させる冷媒流入口（１４１ａ）、冷媒流入口から流入した冷媒の気液を分離する気液分離空間（１４１ｂ）、気液分離空間にて分離された液相冷媒を流出させる液相側流出口（１４１ｅ）、気液分離空間にて分離された気相冷媒を流出させる気相側流出口（１４２ａ）が形成されたボデー（１４０）と、
ボデーに収容され、気液分離空間から液相側流出口へ至る液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相側弁体（１８１）と、
液相冷媒通路を開放する開放位置および液相冷媒通路を閉鎖する閉鎖位置に液相側弁体を変位させる主駆動機構（１８２）と、
主駆動機構が液相側弁体を液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させた際に液相冷媒を減圧させて液相側流出口へ流出させる固定絞り（１７）と、
ボデーに収容され、気液分離空間から気相側流出口へ至る気相冷媒通路を開閉する主弁体（１６１）を含んで構成される開閉機構（１６）と、
気相冷媒通路が閉鎖された際の気相冷媒通路における気液分離空間側の冷媒通路を構成する上流側通路（１４２ｈ）および液相冷媒通路のうち、一方の冷媒通路と気相冷媒通路が閉鎖された際の気相冷媒通路における気相側流出口側の冷媒通路を構成する下流側通路（１４２ｇ）とを連通させるバイパス連通路（１４４〜１４６）を開閉するバイパス弁体（１８１ｄ、１８３、１８４）と、を備え、
気相側流出口は、圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させる中間圧ポート（１１ｄ）へ導く中間圧冷媒通路（１５）に接続されており、
ボデーには、液相側流出口の圧力が導入される背圧室（１４２ｅ）が形成されており、
主弁体は、上流側通路の圧力、下流側通路の圧力、および背圧室の圧力の圧力バランスによって気相冷媒通路を開閉するように構成され、
バイパス弁体は、主駆動機構が液相側弁体を液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させた際に、バイパス連通路を開くように構成されていることを特徴としている。

これによれば、真空引きを実施する際に圧縮機の中間圧ポートが閉塞されていたとしても、液相側弁体を液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させ、バイパス連通路を開くことで、バイパス連通路を介して下流側通路および中間圧冷媒通路の真空引きを実施可能となる。

また、冷媒充填作業の真空引きにより気相冷媒通路の下流側通路の圧力が真空となったとしても、液相側弁体を液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させ、バイパス連通路を開くことで、バイパス連通路を介して下流側通路および中間圧冷媒通路への冷媒の充填を実施可能となる。

さらに、気液分離空間、固定絞り、液相側弁体、開閉機構といったガスインジェクションサイクルに切り替えるために必要となる機器をボデーの内部に収容して一体化しているので、ヒートポンプサイクルのサイクル構成を簡素化できる。

従って、本発明によれば、ガスインジェクションサイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクルにおける冷媒充填作業に伴う各種不具合を解消すると共に、ヒートポンプサイクルの搭載対象物への搭載性を向上させることが可能となる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。

第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷房運転モード時、および除湿暖房運転モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。 第１実施形態に係る統合弁の気相冷媒通路の閉鎖時における上下方向断面図である。 第１実施形態に係る統合弁の気相冷媒通路の開放時における上下方向断面図である。 第１実施形態に係る統合弁のバイパス連通路の開放時における上下方向断面図である。 第１実施形態に係る開閉機構の構成を説明するための断面図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷房運転モードを説明するためのモリエル線図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１暖房モードを説明するためのモリエル線図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２暖房モードを説明するためのモリエル線図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第３除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。 第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第４除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。 第２実施形態に係る統合弁の気相冷媒通路の閉鎖時における上下方向断面図である。 第２実施形態に係る統合弁の気相冷媒通路の開放時における上下方向断面図である。 第２実施形態に係る統合弁のバイパス連通路の開放時における上下方向断面図である。 第３実施形態に係る統合弁の気相冷媒通路の閉鎖時における上下方向断面図である。 第３実施形態に係る統合弁の気相冷媒通路の開放時における上下方向断面図である。 第３実施形態に係る統合弁のバイパス連通路の開放時における上下方向断面図である。 検討例に係るヒートポンプサイクルを示す模式図である。 検討例に係る差圧弁の開閉作動を説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、各実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。

（第１実施形態）
第１実施形態について説明すると、本実施形態では、本発明のヒートポンプ用統合弁１４（以下、単に統合弁１４と記載する。）を備えるヒートポンプサイクル１０を、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置１に適用している。

ヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される室内送風空気を熱交換対象流体とし、室内送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。

本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、車室内を冷房する冷房運転モードや車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房運転モードの冷媒回路（図１）、および車室内を暖房する暖房運転モードの冷媒回路（図２、図３）を切替可能に構成されている。

また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、後述するように暖房運転モードとして、外気温が極低温時（例えば、０℃以下の時）に実行される第１暖房モードの冷媒回路（図２）、通常の暖房が実行される第２暖房モードの冷媒回路（図３）を切替可能に構成されている。

本実施形態では、図２に示す第１暖房モードの冷媒回路がガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）を構成し、冷房運転モードおよび除湿暖房モードの冷媒回路や第２暖房モードの冷媒回路が通常サイクル（一段圧縮サイクル）を構成している。

従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、ガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）、およびガスインジェクションサイクル以外の通常サイクル（一段圧縮サイクル）に切替可能なサイクルとして構成されている。なお、図１の全体構成図は、冷房運転モードおよび除湿暖房運転モードに切り替えた際の冷媒回路を示しており、図２、図３の全体構成図が暖房運転モードに切り替えた際の冷媒回路を示している。また、図１〜図３では、それぞれの運転モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示している。

ヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。勿論、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）や二酸化炭素ＣＯ_２等を採用してもよい。なお、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。

ヒートポンプサイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、外殻を構成するハウジング内部に、圧縮室１１ａ内の冷媒を圧縮する圧縮機構、および圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機で構成されている。

圧縮機１１のハウジングには、圧縮室１１ａへ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ｂ、圧縮室１１ａから高圧冷媒を吐出する吐出ポート１１ｃ、サイクル内の中間圧冷媒を圧縮室１１ａへ導くと共に、圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１１ｄが設けられている。

本実施形態の圧縮機１１は、サイクル内の中間圧冷媒が圧縮室１１ａ内に適切に噴射されるように、圧縮機構が中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間の連通状態を周期的に閉塞するように構成されている。

具体的には、圧縮機１１の圧縮機構として、例えば、従来技術（特許文献２）と同様のスクロール型圧縮機構を採用することができる。この場合、固定スクロールの端板部に設けられた中間圧ポート１１ｄが、図示しない可動スクロールの歯先により周期的に閉塞される。なお、圧縮機１１の圧縮機構としては、中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間の連通状態が一時的に閉塞される圧縮機構であれば、スクロール型圧縮機構に限らず、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。

また、圧縮機１１には、中間圧ポート１１ｄに接続される後述の中間圧冷媒通路１５側から圧縮室１１ａへの冷媒の流入を許容し、圧縮室１１ａから中間圧冷媒通路１５側への冷媒の流入を禁止する逆止弁１１ｅが内蔵されている。これにより、圧縮室１１ａの冷媒圧力が中間圧冷媒通路１５の冷媒圧力（中間圧ポート１１ｄ側の冷媒圧力）よりも高くなった際に、中間圧ポート１１ｄを介して圧縮室１１ａから中間圧冷媒通路１５側へ冷媒が逆流してしまうことを防止できる。

電動モータは、後述する空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御されるもので、交流モータ、直流モータのいずれの形式を採用してもよい。そして、この回転数制御によって、圧縮機１１の冷媒吐出能力が変更される。従って、本実施形態では、電動モータが圧縮機１１の吐出能力変更手段を構成している。

圧縮機１１の吐出ポート１１ｃには、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置され、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を放熱させて、後述する室内蒸発器２３を通過した室内送風空気を加熱する放熱器である。

室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧可能な高段側膨脹弁１３の入口側が接続されている。この高段側膨脹弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。

高段側膨脹弁１３は、減圧作用を発揮する絞り状態と減圧作用を発揮しない全開状態とに設定可能に構成されている。換言すれば、本実施形態の高段側膨脹弁１３は、室内凝縮器１２から流出した冷媒を少なくとも中間圧冷媒となるまで減圧させる絞り状態に設定可能に構成されている。

具体的には、高段側膨脹弁１３では、冷媒を減圧させる際に、絞り通路面積が相当直径φ０．５〜φ３ｍｍとなる範囲で絞り開度を変化させるように構成されている。また、高段側膨脹弁１３は、絞り開度を全開とする際に、絞り通路面積を相当直径φ１０ｍｍ程度確保して、冷媒減圧作用を発揮させないようにすることもできる。なお、高段側膨脹弁１３は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

高段側膨脹弁１３の出口側には、統合弁１４の冷媒入口側が接続されている。この統合弁１４は、ヒートポンプサイクル１０をガスインジェクションサイクルとして機能させるために必要な構成機器の一部を一体的に構成したものであり、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段としての機能を果たす。

具体的には、統合弁１４は、冷媒の気液を分離する気液分離手段（気液分離空間１４１ｂ）、気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧させる減圧手段（固定絞り１７等）、気液分離手段で分離された気相冷媒の冷媒通路を開閉する開閉機構１６等により構成されている。なお、開閉機構１６は、中間圧冷媒通路１５を開閉する中間圧開閉弁として機能する。

統合弁１４の詳細については、図４〜図６を用いて説明する。図４〜図６は、統合弁１４の模式的な上下方向断面図である。なお、図４〜図６における上下の各矢印は、統合弁１４を車両用空調装置１に搭載した状態における上下の各方向を示している。このことは、以降の実施形態においても同様である。

統合弁１４は、その外殻を形成すると共に、内部に開閉機構１６等を収容するボデー１４０を有している。ボデー１４０は、その軸方向が上下方向に延びる略角筒状の金属ブロック体（例えば、アルミニウム）で構成されている。本実施形態のボデー１４０は、下方側に配置されるロワーブロック１４１、およびロワーブロック１４１の上方側に取り付け固定されるアッパーブロック１４２によって構成されている。

ロワーブロック１４１には、その内部に高段側膨脹弁１３から流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間１４１ｂが形成されている。この気液分離空間１４１ｂは、その軸線方向が上下方向に延びる円柱状に形成されている。

また、ロワーブロック１４１は、その外側壁面に高段側膨脹弁１３からの冷媒を流入させる冷媒流入口１４１ａが形成されている。この冷媒流入口１４１ａは、気液分離空間１４１ｂの内側壁面に開口する冷媒導入穴１４１ｇを介して、気液分離空間１４１ｂに連通している。

ここで、冷媒流入口１４１ａから冷媒導入穴１４１ｇへ至る冷媒通路を構成する冷媒導入通路１４１ｈは、気液分離空間１４１ｂの軸線方向から見たときに、気液分離空間１４１ｂの内側壁面の接線方向に延びるように形成されている。

これにより、冷媒流入口１４１ａから気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒は、気液分離空間１４１ｂの内側壁面に沿って旋回して流れる。そして、この旋回流れによって生ずる遠心力により、気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒の気液が分離され、分離された液相冷媒が重力により気液分離空間１４１ｂの下方側へ落下する。なお、本実施形態の気液分離空間１４１ｂは、遠心分離方式の気液分離手段を構成している。

ロワーブロック１４１の気液分離空間１４１ｂの下方側には、分離された液相冷媒を液相冷媒通路１４１ｄ側へ流出させる液相側流出穴１４１ｃが形成されている。液相冷媒通路１４１ｄは、気液分離空間１４１ｂの下方側に形成されており、気液分離空間１４１ｂから流出した冷媒を、統合弁１４の外部へ流出させる液相側流出口１４１ｅ側へ導く冷媒通路である。

より具体的には、液相冷媒通路１４１ｄは、気液分離空間１４１ｂの軸線方向に垂直に延びる第１の長穴と、気液分離空間１４１ｂの軸線方向に延びる第２の長穴とをＬ字状に組み合わせてなる貫通穴により構成されている。なお、液相冷媒通路１４１ｄを構成する第２の長穴における外側に開口する開口部が、液相側流出口１４１ｅを構成している。

この液相冷媒通路１４１ｄの第１の長穴には、液相冷媒通路１４１ｄを開閉する液相側弁体１８１、液相側弁体１８１に液相冷媒通路１４１ｄを閉じる方向へ荷重をかけるスプリング１８１ａ等が収容されている。

スプリング１８１ａは、液相側弁体１８１に対し、液相側弁体１８１の先端部に配置された樹脂性の環状のシール部材１８１ｂを液相冷媒通路１４１ｄに形成された弁座部１４１ｆに押し付けてシール性を高める方向へ荷重をかけるものである。なお、弁座部１４１ｆは、シール部材１８１ｂに適合する環状の突起部により構成されている。

液相側弁体１８１には、シャフト１８１ｃを介してソレノイドアクチュエータ１８２（以下、単にソレノイド１８２と記載する。）の可動部材に連結されている。なお、シャフト１８１ｃは、ソレノイド１８２にて発生させる力を液相側弁体１８１に伝達する伝達部材を構成している。

ソレノイド１８２は、外部からの給電により電磁力を発生させて可動部材を移動させることで、液相側弁体１８１を変位させる駆動機構であり、後述の空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。

本実施形態では、空調制御装置４０がソレノイド１８２へ給電すると、可動部材に作用する電磁力によって、シャフト１８１ｃを介して液相側弁体１８１に液相冷媒通路１４１ｄを開く側の荷重がかかるようになっている。そして、電磁力による荷重がスプリング１８１ａによる荷重を上回ることで、図４に示すように、液相側弁体１８１が弁座部１４１ｆから離間する位置に変位する。これにより、液相冷媒通路１４１ｄが開放される。

なお、ソレノイド１８２への給電が停止されると、可動部材に電磁力が作用せず、スプリング１８１ａによる荷重によって、図５、図６に示すように、液相側弁体１８１が弁座部１４１ｆへ当接する位置に変位する。これにより、液相冷媒通路１４１ｄが閉鎖される。

本実施形態の液相側弁体１８１、ソレノイド１８２といった液相冷媒通路１４１ｄを開閉する構成は、ノーマルクローズ型の電磁弁１８を構成している。また、本実施形態のソレノイド１８２は、液相冷媒通路１４１ｄを開放する開放位置および液相冷媒通路１４１ｄを閉鎖する閉鎖位置に液相側弁体１８１を変位させる主駆動機構を構成している。なお、ソレノイド１８２は、液相冷媒通路１４１ｄを構成する第１の長穴の開口部を閉塞する閉塞部材としても機能している。

また、液相冷媒通路１４１ｄの一部を構成する第１の長穴には、ソレノイド１８２に隣接する位置に、シャフト１８１ｃを摺動可能に支持する筒状体１４３が配置されている。この筒状体１４３は、その内部に後述のバイパス連通路１４４の一部を構成する連通空間１４４ｃが形成されている。

また、シャフト１８１ｃには、筒状体１４３内部の連通空間１４４ｃに位置する部位に、バイパス連通路１４４を開閉する球状のバイパス弁体１８３が連結されている。なお、バイパス連通路１４４については後述する。

本実施形態のバイパス弁体１８３は、液相側弁体１８１により液相冷媒通路１４１ｄが開放された際にバイパス連通路１４４を閉鎖し、液相側弁体１８１により液相冷媒通路１４１ｄが開放された際にバイパス連通路１４４を開放するように構成されている。

なお、バイパス弁体１８３は、図４に示すように、液相側弁体１８１により液相冷媒通路１４１ｄが開放された際に、筒状体１４３内部の連通空間１４４ｃに形成されたバイパス用弁座部１４３ａに当接する位置に変位する。これにより、バイパス連通路１４４が閉鎖される。

また、バイパス弁体１８３は、図５、図６に示すように、液相側弁体１８１により液相冷媒通路１４１ｄが閉鎖された際に、筒状体１４３内部のバイパス用弁座部１４３ａから離間する位置に変位する。これにより、バイパス連通路１４４が開放される。

このように、本実施形態のバイパス弁体１８３は、ソレノイド１８２が液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させた際に、液相側弁体１８１に作用する力によりバイパス連通路１４４を開くように構成されている。

ここで、ロワーブロック１４１には、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた際に、気液分離空間１４１ｂから流入した冷媒を減圧させて液相側流出口１４１ｅ側へ流出させる固定絞り１７が形成されている。

液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態で、冷媒が液相冷媒通路１４１ｄを通過する際に生ずる圧力損失は、冷媒が固定絞り１７を通過する際に生ずる圧力損失に対して極めて小さい。

このため、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態では、冷媒が固定絞り１７にて減圧されることなく、弁座部１４１ｆの内周側に形成された冷媒通路を介して液相側流出口１４１ｅから流出する。

一方、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた状態では、冷媒が固定絞り１７にて減圧され、固定絞り１７にて減圧された冷媒が液相側流出口１４１ｅから流出する。

本実施形態の統合弁１４は、液相側弁体１８１による液相冷媒通路１４１ｄの開閉により、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を減圧する絞り状態、および気液分離空間１４１ｂを通過した冷媒を減圧しない全開状態に切替可能となっている。なお、本実施形態では、統合弁１４における固定絞り１７および電磁弁１８が、気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧可能な減圧手段を構成している。

ここで、固定絞り１７としては、絞り開度が固定されたノズル、オリフィス等を採用することができる。ノズル、オリフィス等の固定絞りでは、絞り通路面積が急縮小あるいは急拡大するので、上流側と下流側との圧力差（出入口間差圧）の変化に伴って、固定絞りを通過する冷媒の流量および固定絞り上流側冷媒の乾き度を自己調整（バランス）することができる。

具体的には、圧力差が比較的大きい場合には、サイクルを循環させる必要のある必要循環冷媒流量が減少するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が大きくなるようにバランスする。一方、圧力差が比較的小さい場合には、必要循環冷媒流量が増加するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が小さくなるようにバランスする。

続いて、アッパーブロック１４２について説明する。アッパーブロック１４２は、開閉機構１６を構成する各種部品（主弁体１６１、主弾性部材１６２等）を収容するボデーを構成している。

本実施形態のアッパーブロック１４２は、その外側壁面に圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄ側に気相冷媒を流出させる気相側流出口１４２ａが形成されている。なお、図示しないが気相側流出口１４２ａには、中間圧ポート１１ｄへ導く中間圧冷媒通路１５が接続されている。

アッパーブロック１４２は、その内部に気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒が流通する気相冷媒通路１４２ｂが形成されている。この気相冷媒通路１４２ｂは、後述の冷媒流入部１４２ｄから流入した気相冷媒を気相側流出口１４２ａに導く冷媒通路である。

アッパーブロック１４２は、ロワーブロック１４１と一体化した際に、気液分離空間１４１ｂと同軸上に配置される丸管状のパイプ部１４２ｃが設けられている。なお、気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒は、パイプ部１４２ｃの周囲を旋回して流れる。

このパイプ部１４２ｃは、最も下方側の下方端部が気液分離空間１４１ｂの内部に位置付けられるように延びており、当該下方端部に、気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒を気相冷媒通路１４２ｂへ流入させる冷媒流入部１４２ｄが形成されている。

本実施形態の気相冷媒通路１４２ｂは、パイプ部１４２ｃ内側の空間、およびアッパーブロック１４２における気液分離空間１４１ｂの軸線方向に垂直に延びる貫通穴の一部で構成されている。この貫通穴の一方の開口部は、気相側流出口１４２ａを構成している。

また、貫通穴には、後述する主弁体１６１の一端部が接離する主弁座部１４２ｆが形成されている。本実施形態の主弁座部１４２ｆは、アッパーブロック１４２に一体に形成されており、主弁体１６１側に向かって突出する環状（ドーナツ状）の突出部で構成されている。

アッパーブロック１４２に形成された貫通穴には、開閉機構１６を構成する各種部品（主弁体１６１、主弾性部材１６２）が収容されている。本実施形態では、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを閉じた際の気相冷媒通路１４２における気液分離空間１４１ｂ側の冷媒通路を上流側通路１４２ｈとし、気相冷媒通路１４２ｂにおける気相側流出口１４２ａ側の冷媒通路を下流側通路１４２ｇとする。なお、下流側通路１４２ｇは、中間圧冷媒通路１５に連通しているため、下流側通路１４２ｇの圧力は、中間圧冷媒通路１５の圧力と同等の圧力となる。

開閉機構１６は、主弁体１６１および主弾性部材１６２を備え、上流側通路１４２ｈの圧力、下流側通路１４２ｇの圧力、および後述する背圧室１４２ｅの圧力の圧力バランスにより主弁体１６１を変位させる差圧式の弁機構で構成されている。

開閉機構１６の主弁体１６１は、シール部材１６１ｄが設けられた一端部が主弁座部１４２ｆに接触する位置と、主弁座部１４２ｆから離間する位置との間で変位することで、気相冷媒通路１４２ｂを開閉する部材である。

本実施形態の主弁体１６１は、主弁座部１４２ｆに接離する一端部が気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に下流側通路１４２ｇの圧力を受けると共に、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に上流側通路１４２ｈの圧力を受けるように構成されている。

つまり、主弁体１６１は、主弁座部１４２ｆに接離する一端部に、気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面を有し、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面を有する。なお、主弁体１６１における下流側通路１４２ｇに露出する端面が、下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面を構成し、上流側通路１４２ｈに露出する端面が、上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面を構成している。

また、主弁体１６１は、主弁座部１４２ｆに接離する一端部の反対側の他端部に胴体部１６１ａを有する。この胴体部１６１ａは、アッパーブロック１４２に形成された貫通穴を、気相冷媒通路１４２ｂ側の空間と、液相側流出口１４２ｅの圧力が導入される背圧室１４２ｅを形成する空間とを区画する部材である。なお、胴体部１６１ａは、外径が貫通穴の内径よりも僅かに小さい円柱状に形成されており、貫通穴の内側壁面に摺動可能に支持されている。

また、胴体部１６１ａは、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に背圧室１４２ｅの圧力を受けると共に、気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に上流側通路１４２ｈの圧力を受けるように構成されている。つまり、胴体部１６１ａは、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に背圧室１４２ｅの圧力を受ける受圧面を有し、気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面を有する。なお、胴体部１６１ａにおける上流側通路１４２ｈに露出する端面が、上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面を構成し、背圧室１４２ｅに露出する端面が、背圧室１４２ｅの圧力を受ける受圧面を構成している。

ここで、背圧室１４２ｅには、主弁体１６１に対して気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に荷重をかけるコイルバネ等で構成される主弾性部材１６２、および主弁体１６１の変位を規制する規制部材１６３が配置されている。

規制部材１６３は、アッパーブロック１４２に形成された貫通穴の内径に適合する外径を有する有底の筒状部材であり、主弁体１６１の変位を規制するストッパ、およびアッパーブロック１４２に形成された貫通穴を閉塞する閉塞部材として機能する。

また、本実施形態の背圧室１４２ｅは、固定絞り１７の冷媒流れ下流側の冷媒通路に連通する圧力導入通路１９に接続されており、この圧力導入通路１９を介して固定絞り１７の冷媒流れ下流側の圧力（液相側流出口１４２ｅの圧力）が導入される。

ここで、本実施形態のバイパス連通路１４４について説明する。本実施形態のバイパス連通路１４４は、上流側通路１４２ｈに連通する第１の連通穴１４４ａ、下流側通路１４２ｇに連通する第２の連通穴１４４ｂ、および前述の筒状体１４３内部の連通空間１４４ｃにより構成されている。

第１の連通穴１４４ａは、筒状体１４３内部の連通空間１４４ｃにおけるバイパス用弁座部１４３ａよりもバイパス弁体１８３側の空間と、上流側通路１４２ｈとが連通するように、各ブロック１４１、１４２、筒状体１４３に跨って形成されている。

また、第２の連通穴１４４ｂは、筒状体１４３内部の連通空間１４４ｃにおけるバイパス用弁座部１４３ａよりもソレノイド１８２側の空間と下流側通路１４２ｇとが連通するように、各ブロック１４１、１４２、筒状体１４３に跨って形成されている。

続いて、本実施形態の開閉機構１６の開弁条件について説明する。図７に示すように、本実施形態の主弁体１６１の一端部には、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１との圧力差［Ｐ２−Ｐ１］による力［Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）］が主弁体１６１の閉弁方向に作用する。なお、「Ａ１」は、主弁体１６１の一端部における上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１を受ける受圧面の面積である。

また、主弁体１６１の胴体部１６１ａには、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と背圧室１４２ｅの圧力Ｐ３の圧力差［Ｐ２−Ｐ３］による力［Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）］が主弁体１６１の開弁方向に作用する。なお、「Ａ２」は、胴体部１６１ａにおける上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および背圧室１４２ｅの圧力Ｐ３を受ける受圧面の面積である。

さらに、主弁体１６１の胴体部１６１ａには、背圧室１４２ｅに収容された弾性部材１６２による荷重Ｆｓｐが主弁体１６１の閉弁方向に作用する。なお、本実施形態の主弾性部材１６２の荷重Ｆｓｐは、液相冷媒通路１４１ｄが閉鎖され、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と背圧室１４２ｅの圧力Ｐ３との圧力差が拡大した際に、主弁体１６１が主弁座部１４２ｆから離間する位置に変位するように設定されている。

本実施形態の開閉機構１６は、主弁体１６１が気相冷媒通路１４２ｂを開く条件が、以下の［数１］に示す関係となった際に成立する。
Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）＞Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）＋Ｆｓｐ・・・［数１］
ここで、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２は、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の冷媒流れ上流側の圧力であり、背圧室１４２ｅの圧力Ｐ３は、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の冷媒流れ下流側の圧力である。従って、本実施形態の開閉機構１６は、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の前後の圧力差に応じて気相冷媒通路１４２ｂを開閉することになる。

主弁体１６１に対して開弁方向に作用する力（［数１］の左辺）が、閉弁方向に作用する力（［数１］の右辺）以下となる際に、図４に示すように、主弁体１６１が主弁座部１４２ｆに接触する位置に変位して、気相冷媒通路１４２ｂが閉鎖される。

一方、主弁体１６１に対して開弁方向に作用する力（［数１］の左辺）が、閉弁方向に作用する力（［数１］の右辺）を上回る際に、図５に示すように、主弁体１６１が主弁座部１４２ｆから離間する位置に変位して、気相冷媒通路１４２ｂが開放される。

図１〜図３に戻り、室外熱交換器２０は、ボンネット内に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン２１から送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。この室外熱交換器２０は、第１、第２暖房モード時等に冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房運転モード時等に冷媒を放熱させる放熱器として機能する熱交換器である。

室外熱交換器２０の冷媒出口側には、低段側膨脹弁２２の冷媒入口側が接続されている。低段側膨脹弁２２は、冷房運転モード時等に室外熱交換器２０から流出し、室内蒸発器２３へ流入する冷媒を減圧させるものである。この低段側膨脹弁２２の基本的構成は、高段側膨脹弁１３と同様であり、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。

低段側膨脹弁２２の出口側には、室内蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２３は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置され、冷房運転モード時や除湿暖房運転モード時に、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることにより車室内への送風空気を冷却する熱交換器である。

室内蒸発器２３の冷媒出口側には、アキュムレータ２４の入口側が接続されている。アキュムレータ２４は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄えるものである。さらに、アキュムレータ２４の気相冷媒出口側には、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂが接続されている。従って、室内蒸発器２３は、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ側へ流出させるように接続されている。

さらに、室外熱交換器２０の冷媒出口側には、室外熱交換器２０から流出した冷媒を低段側膨脹弁２２および室内蒸発器２３を迂回させてアキュムレータ２４の入口側へ導く迂回通路２５が接続されている。

この迂回通路２５には、迂回用開閉弁２５１が配置されている。この迂回用開閉弁２５１は、迂回通路２５を開閉する電磁弁であり、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その開閉作動が制御される。

本実施形態の迂回用開閉弁２５１は、迂回通路２５を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の迂回用開閉弁２５１は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。なお、冷媒が迂回用開閉弁２５１を通過する際に生じる圧力損失は、低段側膨脹弁２２を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。

従って、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、迂回用開閉弁２５１が開いている場合には迂回通路２５を介してアキュムレータ２４へ流入し、迂回用開閉弁２５１が閉じている場合には低段側膨脹弁２２を介して室内蒸発器２３へ流入する。

ところで、ヒートポンプサイクル１０は、製品の製造時やサイクル構成機器の交換等を実施する際に、サイクル内へ冷媒を充填する冷媒充填作業が必要となる。この冷媒充填作業では、サイクル内の空気や水分を取り除く真空引き工程を実施し、真空引き完了後にサイクル内へ規定量の冷媒を充填する充填工程を実施する。

このような冷媒充填作業を実施するために、ヒートポンプサイクル１０には、サイクル内の高圧側から冷媒を充填する第１充填ポート２６ａ、およびサイクル内における低圧側から冷媒を充填する第２充填ポート２６ｂが設けられている。

本実施形態では、第１充填ポート２６ａが室内凝縮器１２から高段側膨脹弁１３へ至る冷媒通路に設けられ、第２充填ポート２６ｂがアキュムレータ２４から圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ至る冷媒通路に設けられている。なお、本実施形態では、第１充填ポート２６ａが真空引きを実施するためのポートとしても機能する。

次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、室内空調ユニット３０の外殻を形成すると共に、その内部に車室内に送風される室内送風空気の空気通路を形成する空調ケース３１を有している。そして、この空気通路に送風機３２、前述の室内凝縮器１２、室内蒸発器２３等が収容されている。

空調ケース３１の空気流れ最上流側には、車室内空気（内気）と外気とを切替導入する内外気切替装置３３が配置されている。この内外気切替装置３３は、空調ケース３１内に内気を導入させる内気導入口および外気を導入させる外気導入口の開口面積を、内外気切替ドアによって連続的に調整して、内気の風量と外気の風量との風量割合を連続的に変化させるものである。

内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置４０から出力される制御信号によって回転数（送風量）が制御される。

送風機３２の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器２３および室内凝縮器１２が、室内送風空気の流れに対して、室内蒸発器２３→室内凝縮器１２の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２３は、室内凝縮器１２に対して、空気流れ上流側に配置されている。

また、空調ケース３１内には、室内蒸発器２３通過後の送風空気を、室内凝縮器１２を迂回して流すバイパス通路３５が設けられており、室内蒸発器２３の空気流れ下流側であって、室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。

このエアミックスドア３４は、室内蒸発器２３通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量とバイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整して、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する熱交換能力調整手段である。なお、エアミックスドア３４は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。

また、室内凝縮器１２およびバイパス通路３５の空気流れ下流側には、室内凝縮器１２にて冷媒と熱交換して加熱された送風空気とバイパス通路３５を通過して加熱されていない送風空気が合流する合流空間３６が設けられている。

空調ケース３１の空気流れ最下流部には、合流空間３６にて合流した送風空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が形成されている。具体的には、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴３７ａ、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴３７ｃが形成されている。

各開口穴３７ａ〜３７ｃの空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口、およびデフロスタ吹出口に接続されている。

また、各開口穴３７ａ〜３７ｃの空気流れ上流側には、デフロスタ開口穴３７ａを開閉するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂを開閉するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃを開閉するフットドア３８ｃが配置されている。各ドア３８ａ〜３８ｃは、車室内への空気の吹出モードを切り替える吹出モード切替手段を構成する。なお、各ドア３８ａ〜３８ｃは、空調制御装置４０から出力される制御信号によってその作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。空調制御装置４０は、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各制御機器（圧縮機１１、高段側膨脹弁１３、電磁弁１８、迂回用開閉弁２５１、送風機３２等）の作動を制御する。

また、空調制御装置４０の入力側には、各種空調制御用のセンサ群４１が接続されている。センサ群４１としては、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、室内蒸発器２３の温度を検出する蒸発器温度センサ、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒圧力を検出する吐出圧センサ等が挙げられる。

さらに、空調制御装置４０の入力側には、計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷房運転モードと暖房運転モードとの選択スイッチ等が設けられている。

ここで、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各制御機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、各制御機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が各制御機器の作動を制御する制御手段を構成している。

例えば、本実施形態では、電磁弁１８、迂回用開閉弁２５１の開閉作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が流路切替制御手段を構成している。なお、空調制御装置４０における流路切替制御手段を、空調制御装置４０とは別の制御装置により構成してもよい。

次に、上記構成における本実施形態のヒートポンプサイクル１０への冷媒充填作業、および車両用空調装置１の作動について説明する。まず、本実施形態のヒートポンプサイクル１０への冷媒充填作業について説明する。

冷媒充填作業では、真空ポンプおよび冷媒充填ポンプを有する冷媒充填装置（図示略）を第１、第２充填ポート２６ａ、２６ｂに接続する。そして、電磁弁１８および迂回用開閉弁２５１を開弁状態に設定された状態で、冷媒充填装置によって第１充填ポート２６ａからサイクル内に残存する空気等を吸引する（真空引き工程）。なお、真空引き工程では、例えば、冷媒充填装置によって第２充填ポート２６ｂからサイクル内に残存する空気等を吸引するようにしてもよい。

ここで、本実施形態の統合弁１４の構成によれば、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞された際に生ずる中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できない不具合を解消することができる。この点について、以下説明する。

冷媒充填装置によって真空引きを実施すると、気相冷媒通路１４２ｂの上流側通路１４２ｈ、および背圧室１４２ｅそれぞれが真空となり、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と背圧室１４２ｅの圧力Ｐ３との圧力差が殆ど生じない。このため、開閉機構１６は、図６に示すように、一端部に設けられたシール部材１６１ｄが主弁座部１４２に接触する位置に変位した状態となる。

この際、本実施形態では、真空引き工程にて少なくとも一時的にソレノイド１８２への給電を停止して、バイパス連通路１４４を介して、気相冷媒通路１４２ｂの上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとを連通させる。

これにより、真空引き工程を実施する際に、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞されていたとしても、バイパス連通路１４４を介して、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５に存する空気等を吸引することができる。

続いて、真空引き工程の完了後、冷媒充填装置によって第１充填ポート２６ａ、および第２充填ポート２６ｂからサイクル内へ冷媒を充填する（充填工程）。なお、充填工程では、冷媒充填装置によって第１充填ポート２６ａおよび第２充填ポート２６ｂの一方のポートからサイクル内へ冷媒を充填するようにしてもよい。

ここで、本実施形態の統合弁１４の構成によれば、中間圧冷媒通路１５が真空状態（Ｐ１≒０）となっている際に生ずる中間圧冷媒通路１５に冷媒を充填できない不具合を解消することができる。この点について、以下説明する。

中間圧冷媒通路１５が真空状態（Ｐ１≒０）となっている状態で、冷媒の充填を実施すると、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１との圧力差が拡大して、開閉機構１６の一端部に対して閉弁方向に作用する力が増大する。このため、開閉機構１６は、図６に示すように、一端部に設けられたシール部材１６１ｄが主弁座部１４２に接触する位置に変位した状態となる。

この際、本実施形態では、充填工程にて、少なくとも一時的にソレノイド１８２への給電を停止して、バイパス連通路１４４を介して、気相冷媒通路１４２ｂの上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとを連通させる。

これにより、充填工程を実施する際に、中間圧冷媒通路１５が真空状態（Ｐ１≒０）となっていたとしても、バイパス連通路１４４を介して、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５へ冷媒を充填することができる。

次に、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明すると、車両用空調装置１は、冷房運転モード、暖房運転モード、および除湿暖房運転モードに切り替えることができる。以下、各運転モードにおける作動を説明する。

（Ａ）冷房運転モード
冷房運転モードは、例えば、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。

冷房運転モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を全開状態（減圧作用を発揮しない状態）、低段側膨脹弁２２を絞り状態（減圧作用を発揮する状態）、迂回用開閉弁２５１を閉弁状態とする。

さらに、空調制御装置４０が、電磁弁１８のソレノイド１８２へ給電し、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開く（電磁弁１８の開弁状態）と共に、バイパス弁体１８３がバイパス連通路１４４を閉じた状態とする。この場合、固定絞り１７の前後の圧力が同等となり、図４に示すように、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを閉鎖する位置に変位する。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。

この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が空調制御用のセンサ群４１の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込み、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。さらに、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２３の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。そして、蒸発器温度センサの検出値（吹出空気温度）が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。

また、低段側膨脹弁２２へ出力される制御信号については、低段側膨脹弁２２へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。

また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量がバイパス通路３５を通過するように決定される。

そして、上記の如く決定された制御信号等を各制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、各信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各制御機器の作動状態決定→制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転モード時にも同様に行われる。

従って、冷房運転モードのヒートポンプサイクル１０では、図８のモリエル線図に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図８のａ_１１点）が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど室内送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出する。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨脹弁１３が全開状態となっているので、高段側膨脹弁１３にて殆ど減圧されることなく統合弁１４内部の気液分離空間１４１ｂに流入する。

この際、気液分離空間１４１ｂへ流入する冷媒は気相状態となっているものの、開閉機構１６が閉弁状態となっているので、気相側流出口１４２ａから中間圧冷媒通路１５へ冷媒が流出することなく、液相冷媒通路１４１ｄに流入する。

続いて、液相冷媒通路１４１ｄに流入した冷媒は、電磁弁１８が開弁状態となっているので、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出する。

統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する（図８のａ_１１点→ｂ_１１点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、迂回用開閉弁２５１が閉弁状態となっているので、絞り状態となっている低段側膨脹弁２２へ流入して低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧膨脹される（図８のｂ_１１点→ｃ_１１点）。

そして、低段側膨脹弁２２にて減圧された冷媒は、室内蒸発器２３へ流入し、送風機３２から送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する（図８のｃ_１１点→ｄ_１１点）。これにより、室内送風空気が冷却される。

室内蒸発器２３から流出した冷媒は、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ（図８のｅ_１１点）から吸入されて、再び圧縮される（図８のｅ_１１点→ａ１_１１点→ａ_１１点）。なお、アキュムレータ２４にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２４内に蓄えられる。

ここで、図８においてｄ_１１点とｅ_１１点が異なっている理由は、アキュムレータ２４から圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ至る冷媒配管を流通する気相冷媒に生じる圧力損失と、気相冷媒が外部（外気）から吸熱する吸熱量を表したものである。従って、理想的なサイクルでは、ｄ_１１点とｅ_１１点が一致していることが望ましい。このことは、以下のモリエル線図においても同様である。

以上の如く、冷房運転モードでは、エアミックスドア３４にて室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内蒸発器２３にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の冷房を実現することができる。

（Ｂ）暖房運転モード
次に、暖房運転モードについて説明する。この暖房運転モードは、例えば、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。

そして、暖房運転モードが開始されると、空調制御装置４０がセンサ群４１の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込み、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の回転数）を決定する。さらに、決定された回転数に応じて、第１暖房モードあるいは第２暖房モードを実行する。

（Ｂ１）：第１暖房モード
まず、第１暖房モードについて説明すると、第１暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を絞り状態、低段側膨脹弁２２を全閉状態、迂回用開閉弁２５１を開弁状態とする。

さらに、空調制御装置４０が、電磁弁１８のソレノイド１８２への給電を停止し、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを閉じる（電磁弁１８の閉弁状態）と共に、バイパス弁体１８３がバイパス連通路１４４を開いた状態とする。この場合、固定絞り１７の前後の圧力差が拡大し、図５に示すように、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを開放する位置に変位する。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図２の実線矢印で示すように冷媒が流れる（ガスインジェクションサイクルの冷媒回路）に切り替えられる。

この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各種制御機器の作動状態を決定する。

なお、第１暖房モード時に高段側膨脹弁１３へ出力される制御信号については、室内凝縮器１２における冷媒圧力が予め定めた目標高圧となるように、あるいは、室内凝縮器１２から流出する冷媒の過冷却度が予め定めた目標過冷却度となるように決定される。また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。

従って、第１暖房モードのヒートポンプサイクル１０では、図９に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図９のａ_１２点）が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２３を通過した室内送風空気と熱交換して放熱する（図９のａ_１２点→ｂ_１２点）。これにより、室内送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３にて中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図９のｂ_１２点→ｃ１_１２点）。そして、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入し、気液分離空間１４１ｂにて気液が分離される（図９のｃ_１２点→ｃ２_１２点、ｃ_１２点→ｃ３_１２点）。

気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒は、開閉機構１６が開弁状態となっているので、気相側流出口１４２ａから中間圧冷媒通路１５へ流入して、中間圧冷媒通路１５を介して圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄへ流入する（図９のｃ２_１２点）。そして、中間圧ポート１１ｄへ流入した冷媒は、圧縮室１１ａにおける圧縮過程の冷媒（図９のａ１_１２点）と合流し（図９のａ２_１２点）、圧縮室１１ａにて圧縮される。

一方、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒は、液相冷媒通路１４１ｄに流入する。この際、電磁弁１８が全閉状態となっているので、固定絞り１７にて低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図９のｃ３_１２点→ｃ４_１２点）。そして、固定絞り１７にて減圧された冷媒は、統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出する。

統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入して、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図９のｃ４_１２点→ｄ_１２点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２が全閉状態となり、迂回用開閉弁２５１が開弁状態となっているので、迂回通路２５を介して、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２４にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ（図９のｅ_１２点）から吸入されて再び圧縮される。

以上の如く、第１暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱を室内送風空気に放熱させて、加熱された室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。

この第１暖房モードでは、固定絞り１７にて減圧された低圧冷媒を圧縮機１１へ吸入させると共に、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒を圧縮機１１の圧縮過程の冷媒と合流させるガスインジェクションサイクルを構成することができる。

これにより、圧縮機１１の吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との圧力差を縮小させて、圧縮機１１の圧縮効率を向上させることができる。その結果、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。

（Ｂ２）：第２暖房モード
次に、第２暖房モードについて説明すると、第２暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を絞り状態、低段側膨脹弁２２を全閉状態、迂回用開閉弁２５１を開弁状態とする。

さらに、空調制御装置４０が、電磁弁１８のソレノイド１８２へ給電し、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開く（電磁弁１８の開弁状態）と共に、バイパス弁体１８３がバイパス連通路１４４を閉じた状態とする。この場合、固定絞り１７の前後の圧力が同等となり、図４に示すように、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを閉鎖する位置に変位する。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図３の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。

この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。なお、第２暖房モード時に高段側膨脹弁１３へ出力される制御信号等については、第１暖房モードと同様に決定される。

従って、第２暖房モード時のヒートポンプサイクル１０では、図１０に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１０のａ_１３点）が室内凝縮器１２へ流入し、室内送風空気と熱交換して放熱する（図１０のａ_１３点→ｂ_１３点）。これにより、室内送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３にて低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹され（図１０のｂ_１３点→ｃ_１３点）、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入する。

そして、気液分離空間１４１ｂへ流入した冷媒は、冷房運転モードと同様に、開閉機構１６が閉弁状態となっているので、気相側流出口１４２ａから中間圧冷媒通路１５へ冷媒が流出することなく、液相冷媒通路１４１ｄに流入する。

続いて、液相冷媒通路１４１ｄに流入した冷媒は、電磁弁１８が開弁状態となっているので、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出する。

統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１０のｃ_１３点→ｄ_１３点）。以降の作動は第１暖房モードと同様であるため説明を省略する。

以上の如く、第２暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱を室内送風空気に放熱させて、加熱された室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。

ここで、第２暖房モード時を、第１暖房モードに対して、外気温が高い場合等のように暖房負荷が比較的低い場合に実行することの効果を説明する。第１暖房モードでは、上述の如く、ガスインジェクションサイクルを構成することができるので、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。

つまり、理論的には、圧縮機１１の回転数が同一であれば、第１暖房モードは、第２暖房モード時よりも高い暖房性能を発揮することができる。換言すると、同一の暖房性能を発揮させるために必要な圧縮機１１の回転数（冷媒吐出能力）は、第２暖房モードよりも第１暖房モード時の方が低くなる。

ところが、圧縮機１１には、圧縮効率が最大（ピーク）となる最大効率回転数があり、最大効率回転数よりも回転数が低くなると、圧縮効率が大きく低下してしまうという特性がある。このため、暖房負荷が比較的低い場合に圧縮機１１を最大効率回転数よりも低い回転数で作動させると、第１暖房モードでは、却ってＣＯＰが低下してしまうことがある。

そこで、本実施形態では、上述の最大効率回転数を基準回転数として、第１暖房モードの実行中に、圧縮機１１の回転数が基準回転数以下となってしまう場合に第２暖房モードへ切り替えるようにしている。なお、第２暖房モードから第１暖房モードへの切替は、第２暖房モードの実行中に基準回転数に対して予め定めた所定量を加えた回転数以上となった際に行うようにすればよい。

これにより、第１暖房モードおよび第２暖房モードのうち高いＣＯＰを発揮できる運転モードを選択することができる。従って、第１暖房モードの実行中に、圧縮機１１の回転数が基準回転数以下となってしまう場合であっても、第２暖房モードへ切り替えることにより、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。

（Ｃ）除湿暖房運転モード
次に、除湿暖房運転モードについて説明する。除湿暖房運転モードは、例えば、冷房運転モード時に車室内温度設定スイッチによって設定された設定温度が外気温よりも高い温度に設定された際に実行される。

除湿暖房運転モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３および低段側膨脹弁２２を全開状態あるいは絞り状態とし、迂回用開閉弁２５１を閉弁状態とする。

さらに、空調制御装置４０が、電磁弁１８のソレノイド１８２へ給電し、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開く（電磁弁１８の開弁状態）と共に、バイパス弁体１８３がバイパス連通路１４４を閉じた状態とする。この場合、固定絞り１７の前後の圧力が同等となり、図４に示すように、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを閉鎖する位置に変位する。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。

この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。

例えば、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。

さらに、本実施形態の除湿暖房運転モードでは、設定温度と外気温との温度差に応じて、高段側膨脹弁１３および低段側膨脹弁２２の絞り開度を変化させている。具体的には、前述した目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、以下の第１〜第４除湿暖房モードを実行する。

（Ｃ１）：第１除湿暖房モード
第１除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３を全開状態とし、低段側膨脹弁２２を絞り状態とする。従って、サイクル構成（冷媒流路）については、冷房運転モードと全く同様となるものの、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を全開しているので、サイクルを循環する冷媒の状態については図１１のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図１１に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１１のａ_１４点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１１のａ_１４点→ｂ１_１４点）。これにより、室内送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨脹弁１３が全開状態となっているので、高段側膨脹弁１３にて殆ど減圧されることなく統合弁１４内部の気液分離空間１４１ｂに流入する。

そして、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒は、冷房運転モードと同様に、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出し、室外熱交換器２０へ流入する。

室外熱交換器２０へ流入した冷媒は、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する（図１１のｂ１_１４点→ｂ２_１４点）。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。

以上の如く、第１除湿暖房モード時には、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

（Ｃ２）：第２除湿暖房モード
次に、第１除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第１基準温度よりも高くなった際には、第２除湿暖房モードが実行される。第２除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３を絞り状態とし、低段側膨脹弁２２の絞り開度を第１除湿暖房モードよりも増加させた絞り状態とする。従って、第２除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１２のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図１２に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１２のａ_１５点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１２のａ_１５点→ｂ１_１５点）。これにより、室内送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３によって外気温よりも温度の高い中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図１２のｂ１_１５点→ｂ２_１５点）。

高段側膨脹弁１３にて減圧された冷媒は、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入して、冷房運転モードと同様に、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出する。

統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する（図１２のｂ２_１５点→ｂ３_１５点）。

さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて（図１２のｂ３_１５点→ｃ_１５点）、室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。

以上の如く、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

この際、第２除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３を絞り状態としているので、第１除湿暖房モードに対して、室外熱交換器２０へ流入する冷媒の温度を低下させることができる。従って、室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を縮小して、室外熱交換器２０における冷媒の放熱量を低減できる。

その結果、第１除湿暖房モード時に対してサイクルを循環する冷媒循環流量を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができ、第１除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。

（Ｃ３）：第３除湿暖房モード
次に、第２除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第２基準温度（第２基準温度＞第１基準温度）よりも高くなった際には、第３除湿暖房モードが実行される。第３除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、低段側膨脹弁２２の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも増加させる。従って、第３除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１３のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図１３に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１３のａ_１６点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１３のａ_１６点→ｂ_１６点）。これにより、室内送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３によって外気温よりも温度の低い中間圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図１３のｂ_１６点→ｃ１_１６点）。

高段側膨脹弁１３にて減圧された冷媒は、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入し、冷房運転モードと同様に、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出する。

液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１３のｃ１_１６点→ｃ２_１６点）。

さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて（図１３のｃ２_１６点→ｃ３_１６点）、室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。

以上の如く、第３除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

この際、第３除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３の絞り開度を縮小させることによって、室外熱交換器２０を蒸発器として作用させているので、第２除湿暖房モードに対して、室外熱交換器２０における冷媒の吸熱量を増加させることができる。

その結果、第２除湿暖房モード時に対して、圧縮機１１の吸入冷媒密度を上昇させることができ、圧縮機１１の回転数を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができる。従って、第３除湿暖房モードでは、第２除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。

（Ｃ４）：第４除湿暖房モード
次に、第３除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第３基準温度（第３基準温度＞第２基準温度）よりも高くなった際には、第４除湿暖房モードが実行される。第４除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３の絞り開度を第３除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、低段側膨脹弁２２を全開状態とする。従って、第４除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１４のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図１４に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１４のａ_１７点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１４のａ_１７点→ｂ_１７点）。これにより、室内送風空気が加熱される。

室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３によって外気温よりも温度の低い低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧される（図１４のｂ_１７点→ｃ１_１７点）。

高段側膨脹弁１３にて減圧された冷媒は、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入し、冷房運転モードと同様に、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出する。

統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１４のｃ１_１７点→ｃ２_１７点）。

さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２が全開状態となっているので、減圧されることなく室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。

以上の如く、第４除湿暖房モードでは、第１〜第３除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。

この際、第４除湿暖房モードでは、第３除湿暖房モードと同様に室外熱交換器２０を蒸発器として作用させると共に、第３除湿暖房モードよりも高段側膨脹弁１３の絞り開度を縮小させているので、室外熱交換器２０における冷媒蒸発温度を低下させることができる。従って、第３除湿暖房モードよりも室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器２０における冷媒の吸熱量を増加させることができる。

その結果、第３除湿暖房モード時に対して、圧縮機１１の吸入冷媒密度を上昇させることができ、圧縮機１１の回転数を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができる。従って、第４除湿暖房モードでは、第３除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。

以上説明した本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路を切り替えることによって、種々のサイクル構成を実現して、車室内の適切な冷房、暖房、および除湿暖房を実現できる。

本実施形態のように電気自動車に適用される車両用空調装置１では、内燃機関（エンジン）を搭載する車両のようにエンジンの廃熱を車室内の暖房のために利用できない。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のように、暖房運転モード時にガスインジェクションサイクル、および通常サイクルに切り替えることで、暖房負荷によらず高いＣＯＰを発揮させることできることは、極めて有効である。

また、本実施形態では、ヒートポンプサイクル１０をガスインジェクションサイクルとして機能させるために必要な開閉機構１６、気液分離手段（気液分離空間１４１ｂ）、固定絞り１７、電磁弁１８等の構成部品と一体的に構成した統合弁１４を採用している。このため、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとを切替可能なヒートポンプサイクル１０を、簡素なサイクル構成で実現することができる。

特に、本実施形態の統合弁１４は、ソレノイド１８２が液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させた際に、バイパス弁体１８３がバイパス連通路１４４を開放する位置に変位する構造となっている。つまり、本実施形態の統合弁１４によれば、液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させることで、バイパス連通路１４４を開放して、気相冷媒通路１４２ｂの上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとを連通させることができる。

これにより、真空引きを実施する際に圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞されていたとしても、液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させ、バイパス連通路１４４を開くことで、中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施可能となる。

また、冷媒充填作業の真空引きにより下流側通路１４２ｇの圧力が真空（圧力≒０）となったとしても、液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させ、バイパス連通路１４４を開くことで、中間圧冷媒通路１５への冷媒の充填を実施可能となる。

以上の如く、本実施形態の統合弁１４によれば、ガスインジェクションサイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクル１０における冷媒充填作業に伴う各種不具合を解消すると共に、ヒートポンプサイクル１０の搭載対象物への搭載性を向上させることが可能となる。

ここで、本実施形態の統合弁１４は、ソレノイド１８２が液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させた際に、液相側弁体１８１に作用する力によって、バイパス弁体１８３をバイパス連通路１４４の閉鎖位置に変位させる構造となっている。

このように、液相側弁体１８１およびバイパス弁体１８３を共通のソレノイド１８２により変位させる構成とすれば、統合弁１４の構成要素の簡素化を図ることができ、ヒートポンプサイクル１０の搭載対象物への搭載性をより効果的に向上させることが可能となる。

また、本実施形態の統合弁１４は、外部からソレノイド１８２への給電が停止された際に、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位して、バイパス連通路１４４が開放される構造となっている。

このように、ソレノイド１８２への給電を停止した際に、バイパス連通路１４４が開放される構成とすれば、ソレノイド１８２にて電力を消費することなく、冷媒充填作業時の不具合を解消可能となる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

本実施形態では、統合弁１４に対して、液相側弁体１８１を変位させるソレノイド１８２とは別に、バイパス弁体１８４を変位させる専用のサブソレノイド（副駆動機構）１８５を追加した例について説明する。

図１５〜図１７に示すように、本実施形態の気相冷媒通路１４２ｂは、アッパーブロック１４２における気液分離空間１４１ｂの軸線方向に垂直に延びる第１の有底穴の一部で構成されている。なお、本実施形態では、第１の有底穴の側面に形成された開口部が気相側流出口１４２ａを構成している。

アッパーブロック１４２には、第１の有底穴と同軸上に、バイパス弁体１８４等を収容する収容空間１４５ｃを構成する第２の有底穴が形成されている。なお、バイパス弁体１８４は、バイパス連通路１４５を開閉する弁部材である。

本実施形態のバイパス連通路１４５は、前述の収容空間１４５ｃ、上流側通路１４２ｈと収容空間１４５ｃとを連通させる第１の連通穴１４５ａ、下流側通路１４２ｇと収容空間１４５ｃとを連通させる第２の連通穴１４５ｂにより構成されている。なお、図示しないが収容空間１４５ｃには、バイパス弁体１８４を開く方向へ荷重をかけるスプリングが収容されている。

バイパス弁体１８４は、サブソレノイド１８５の可動部材に連結されている。本実施形態のサブソレノイド１８５は、給電により電磁力を発生させて可動部材を変位させる副駆動機構であり、空調制御装置４０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される。

本実施形態では、空調制御装置４０がサブソレノイド１８５へ給電すると、可動部材に作用する電磁力によって、バイパス弁体１８４が第１の連通穴１４５ａを閉鎖する閉鎖位置に変位する。これにより、図１５に示すように、バイパス連通路１４５が閉鎖される。

また、空調制御装置４０がサブソレノイド１８５への給電を停止すると、可動部材に電磁力が作用せず、収容空間１４５ｃに収容されたスプリングの荷重によって、バイパス弁体１８４が第１の連通穴１４５ａを開放する開放位置に変位する。これにより、図１６、図１７に示すように、バイパス連通路１４５が開放される。

本実施形態のバイパス弁体１８４、サブソレノイド１８５といったバイパス連通路１４５を開閉する構成は、ノーマルオープン型の電磁弁を構成している。なお、サブソレノイド１８５は、第２の有底穴を閉塞する閉塞部材としても機能している。

その他の構成は、第１実施形態と同様であり、以下、本実施形態の統合弁１４の作動を説明する。まず、冷媒充填作業時の統合弁１４の作動について説明する。本実施形態の冷媒充填作業は、迂回用開閉弁２５１を開弁状態に設定すると共に、電磁弁１８およびバイパス弁体１８４を開弁状態に設定した状態で、真空引き工程および充填工程を実施する。

これにより、真空引き工程を実施する際に、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞されていたとしても、図１７に示すように、バイパス連通路１４５を介して、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５に存する空気等を吸引することができる。また、充填工程を実施する際に、中間圧冷媒通路１５が真空状態（Ｐ１≒０）となっていたとしても、図１７に示すように、バイパス連通路１４５を介して、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５へ冷媒を充填することができる。

続いて、各運転モードにおける作動を説明する。冷房運転モード、第２暖房モード、および除湿暖房運転モードでは、空調制御装置４０が、ソレノイド１８２に給電して液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの開放位置に変位させると共に、サブソレノイド１８５へ給電してバイパス弁体１８４をバイパス連通路１４５の閉鎖位置に変位させる。

これにより、固定絞り１７の前後の圧力が同等となり、図１５に示すように、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを閉鎖する位置に変位する。なお、冷房運転モード、第２暖房モード、および除湿暖房運転モードでは、バイパス弁体１８４によりバイパス連通路１４５が閉鎖されるので、バイパス連通路１４５を介して中間圧冷媒通路１５に冷媒が流入することはない。

一方、第１暖房モードでは、空調制御装置４０が、ソレノイド１８２およびサブソレノイド１８５への給電を停止して、液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させると共に、バイパス弁体１８４をバイパス連通路１４５の開放位置に変位させる。

これにより、固定絞り１７の前後の圧力が拡大して、図１６に示すように、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを開放する位置に変位する。なお、第１暖房モードでは、バイパス連通路１４５の開閉によらず、気相冷媒通路１４２ｂが開放されるので、サブソレノイド１８５へ給電して、バイパス弁体１８４をバイパス連通路１４５の閉鎖位置に変位させるようにしてもよい。但し、消費電力を抑制する観点から、サブソレノイド１８５への給電を停止してバイパス弁体１８４をバイパス連通路１４５の開放位置に変位させる方が望ましい。

その他の作動は第１実施形態と同様である。本実施形態の統合弁１４では、ソレノイド１８２により液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させる際に、サブソレノイド１８５によりバイパス弁体１８４をバイパス連通路１４５の開放位置に変位させる構成としている。

これによれば、第１実施形態と同様に、ガスインジェクションサイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクル１０における冷媒充填作業に伴う各種不具合を解消すると共に、ヒートポンプサイクル１０の搭載対象物への搭載性を向上させることが可能となる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。なお、本実施形態では、第１、第２実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。

本実施形態では、気相冷媒通路１４２ｂの下流側通路１４２ｇと液相冷媒通路１４１ｄとを連通させるバイパス連通路１４６を、液相側弁体１８１に一体に連結されたバイパス弁体１８１ｄにより開閉する例について説明する。

図１８〜図２０に示すように、本実施形態の液相側弁体１８１は、シール部材１８１ｂの反対側にバイパス弁体１８１ｄが一体に連結されている。そして、液相冷媒通路１４１ｄの一部を構成する第１の長穴は、バイパス弁体１８１ｄによって液相冷媒通路１４１ｄ側の空間とソレノイド１８２側の背面空間１４６ｃとに区画されている。なお、バイパス弁体１８１ｄは、その外径が第１の長穴の内径よりも僅かに小さい円柱状に形成されており、第１の長穴の内側壁面に摺動可能に支持されている。

本実施形態のバイパス連通路１４６は、前述の背面空間１４６ｃ、下流側通路１４２ｇと背面空間１４６ｃとを連通させる第１の連通穴１４６ａ、および液相冷媒通路１４１ｄと背面空間１４６ｃとを連通させる第２の連通穴１４６ｂにより構成されている。なお、第１の連通穴１４６ａは、下流側通路１４２ｇと背面空間１４６ｃとが連通するように、各ブロック１４１、１４２に跨って形成されている。また、第２の連通穴１４６ｂは、液相冷媒通路１４１ｄと背面空間１４６ｃとが連通するように、バイパス弁体１８１ｄに形成されている。

本実施形態のバイパス弁体１８１ｄは、液相側弁体１８１により液相冷媒通路１４１ｄが開放された際にバイパス連通路１４６を閉鎖し、液相側弁体１８１により液相冷媒通路１４１ｄが開放された際にバイパス連通路１４６を開放するように構成されている。

具体的には、バイパス弁体１８１ｄは、図１８に示すように、液相側弁体１８１により液相冷媒通路１４１ｄが開放された際に、第１の連通穴１４６ａにおける背面空間１４６ｃ側に開口する開口部を閉塞する位置に変位する。これにより、バイパス連通路１４６が閉鎖される。

また、バイパス弁体１８１ｄは、図１９、図２０に示すように、液相側弁体１８１により液相冷媒通路１４１ｄが閉鎖された際に、第１の連通穴１４６ａにおける背面空間１４６ｃ側に開口する開口部を開放する位置に変位する。これにより、バイパス連通路１４６が開放される。

このように、本実施形態の液相側弁体１８１は、ソレノイド１８２への給電を停止して、液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させた際に、液相側弁体１８１に作用する力によりバイパス連通路１４６を開くように構成されている。

その他の構成は、第１実施形態と同様であり、以下、本実施形態の統合弁１４の作動を説明する。まず、冷媒充填作業時の統合弁１４の作動について説明する。冷媒充填作業の真空引き工程および充填工程では、少なくとも一時的にソレノイド１８２への給電を停止して、バイパス連通路１４６を介して、気相冷媒通路１４２ｂの下流側通路１４２ｇと液相冷媒通路１４１ｄを連通させる。

これにより、真空引き工程を実施する際に、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞されていたとしても、図２０に示すように、バイパス連通路１４６を介して、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５に存する空気等を吸引することができる。また、充填工程を実施する際に、中間圧冷媒通路１５が真空状態（Ｐ１≒０）となっていたとしても、図２０に示すように、バイパス連通路１４６を介して、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５へ冷媒を充填することができる。

続いて、各運転モードにおける作動を説明する。冷房運転モード、第２暖房モード、および除湿暖房運転モードでは、空調制御装置４０が、ソレノイド１８２に給電して液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの開放位置に変位させると共に、バイパス弁体１８１ｄをバイパス連通路１４６の閉鎖位置に変位させる。

これにより、固定絞り１７の前後の圧力が同等となり、図１８に示すように、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを閉鎖する位置に変位する。なお、冷房運転モード、第２暖房モード、および除湿暖房運転モードでは、バイパス弁体１８１ｄによりバイパス連通路１４６が閉鎖されるので、バイパス連通路１４６を介して中間圧冷媒通路１５に冷媒が流入することはない。

一方、第１暖房モードでは、空調制御装置４０が、ソレノイド１８２への給電を停止して、液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させると共に、バイパス弁体１８１ｄをバイパス連通路１４６の開放位置に変位させる。

これにより、固定絞り１７の前後の圧力が拡大して、図１９に示すように、開閉機構１６が気相冷媒通路１４２ｂを開放する位置に変位する。

その他の作動は第１実施形態と同様である。本実施形態の統合弁１４では、ソレノイド１８２により液相側弁体１８１を液相冷媒通路１４１ｄの閉鎖位置に変位させる際に、バイパス弁体１８１ｄをバイパス連通路１４６の開放位置に変位させる構成としている。

これによれば、第１実施形態と同様に、ガスインジェクションサイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクル１０における冷媒充填作業に伴う各種不具合を解消すると共に、ヒートポンプサイクル１０の搭載対象物への搭載性を向上させることが可能となる。

ここで、本実施形態の統合弁１４は、第１実施形態と同様に、液相側弁体１８１およびバイパス弁体１８３を共通のソレノイド１８２により変位させる構成としている。これによれば、統合弁１４の構成要素の簡素化を図ることができ、ヒートポンプサイクル１０の搭載対象物への搭載性をより効果的に向上させることが可能となる。

また、本実施形態の統合弁１４は、ソレノイド１８２への給電を停止した際に、バイパス連通路１４４が開放される構成としている。これによれば、ソレノイド１８２にて電力を消費することなく、冷媒充填作業時の不具合を解消可能となる。

（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の各実施形態では、本発明の統合弁１４を電気自動車の車両用空調装置１のヒートポンプサイクル１０に適用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ハイブリッド自動車の如く、エンジン廃熱が不充分なり得る車両の空調装置のヒートポンプサイクル１０に、本発明の統合弁１４を適用してもよい。

（２）上述の各実施形態では、本発明の統合弁１４を車両用空調装置１のヒートポンプサイクル１０に適用した例を説明したが、これに限定されず、例えば、据置型空調装置や液体加熱装置（例えば、給湯機）等のヒートポンプサイクル１０に適用してもよい。

（３）上述の各実施形態では、各膨脹弁１３、２２、電磁弁１８、迂回用開閉弁２５１等にてヒートポンプサイクル１０の冷媒回路の切り替えることで、種々の運転モードを実現する例について説明したが、これに限定されない。

ヒートポンプサイクル１０は、ガスインジェクションサイクルとガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルとを切替可能な構成であればよい。例えば、ヒートポンプサイクル１０は、第１暖房モードおよび第２暖房モードからなる暖房運転モードだけが実現可能な構成となっていてもよいし、第１暖房モードおよび冷房運転モードだけが実現可能な構成となっていてもよい。勿論、種々の運転モードを設ける方が、熱交換対象流体（送風空気）の温度を適切に温度調整できる点で有効である。

（４）上述の各実施形態では、高段側膨脹弁１３を電気式の可変絞り機構で構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、高段側膨脹弁１３を、固定絞り、固定絞りを迂回する迂回通路、当該迂回通路を開閉する通路開閉弁で構成してもよい。

（５）上述の各実施形態では、液相冷媒通路１４１ｄを開閉する電磁弁１８を、ノーマルクローズ型の電磁弁により構成する例について説明したが、ノーマルオープン型の電磁弁で構成してもよい。なお、電磁弁１８は、比較的小さな電力で作動するソレノイドアクチュエータにより小型の弁体を変位させ、この小型の弁体により生ずる圧力差によってメインバルブを作動させるいわゆるパイロット方式の電磁弁により構成してもよい。

また、上述の第２実施形態では、バイパス連通路１４５を開閉するバイパス弁体１８４およびサブソレノイド１８５を、ノーマルオープン型の電磁弁により構成する例について説明したが、ノーマルクローズ型の電磁弁で構成してもよい。

（６）上述の第１、第３実施形態では、液相側弁体１８１およびバイパス弁体１８３、１８１ｄを共通のソレノイド１８２により変位させる例について説明したが、これに限定されない。例えば、第２実施形態と同様に、専用のサブソレノイドを追加して、バイパス弁体１８３、１８１ｄを変位させるようにしてもよい。

（７）上述の第１、第２実施形態では、バイパス連通路１４４、１４５を気相冷媒通路１４２ｂの上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとを連通させる連通路とする例について説明したが、これに限定されない。例えば、第３実施形態と同様に、バイパス連通路１４４、１４５を気相冷媒通路１４２ｂの下流側通路１４２ｇと液相冷媒通路１４１ｄとを連通させる連通路としてもよい。

（８）上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

（９）上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。

（１０）上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。

１４ 統合弁（ヒートポンプ用統合弁）
１４０ ボデー
１６ 開閉機構
１６１ 主弁体
１４４〜１４６ バイパス連通路
１８１ 液相側弁体
１８１ｄ、１８３、１８４ バイパス弁体
１８２ ソレノイド（主駆動機構）
１８５ サブソレノイド（副駆動機構）

Claims (7)

1. ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用統合弁であって、
   圧縮機（１１）から吐出された冷媒を流入させる冷媒流入口（１４１ａ）、前記冷媒流入口から流入した冷媒の気液を分離する気液分離空間（１４１ｂ）、前記気液分離空間にて分離された液相冷媒を流出させる液相側流出口（１４１ｅ）、前記気液分離空間にて分離された気相冷媒を流出させる気相側流出口（１４２ａ）が形成されたボデー（１４０）と、
   前記ボデーに収容され、前記気液分離空間から前記液相側流出口へ至る液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相側弁体（１８１）と、
   前記液相冷媒通路を開放する開放位置および前記液相冷媒通路を閉鎖する閉鎖位置に前記液相側弁体を変位させる主駆動機構（１８２）と、
   前記主駆動機構が前記液相側弁体を前記液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させた際に前記液相冷媒を減圧させて前記液相側流出口へ流出させる固定絞り（１７）と、
   前記ボデーに収容され、前記気液分離空間から前記気相側流出口へ至る気相冷媒通路を開閉する主弁体（１６１）を含んで構成される開閉機構（１６）と、
   前記気相冷媒通路が閉鎖された際の前記気相冷媒通路における前記気液分離空間側の冷媒通路を構成する上流側通路（１４２ｈ）および前記液相冷媒通路のうち、一方の冷媒通路と前記気相冷媒通路が閉鎖された際の前記気相冷媒通路における前記気相側流出口側の冷媒通路を構成する下流側通路（１４２ｇ）とを連通させるバイパス連通路（１４４〜１４６）を開閉するバイパス弁体（１８１ｄ、１８３、１８４）と、を備え、
   前記気相側流出口は、前記圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させる中間圧ポート（１１ｄ）へ導く中間圧冷媒通路（１５）に接続されており、
   前記ボデーには、前記液相側流出口の圧力が導入される背圧室（１４２ｅ）が形成されており、
   前記主弁体は、前記上流側通路の圧力、前記下流側通路の圧力、および前記背圧室の圧力の圧力バランスによって前記気相冷媒通路を開閉するように構成され、
   前記バイパス弁体は、前記主駆動機構が前記液相側弁体を前記液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させた際に、前記バイパス連通路を開くように構成されていることを特徴とするヒートポンプ用統合弁。
2. 前記バイパス弁体（１８１ｄ、１８３）は、前記主駆動機構が前記液相側弁体を前記液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させた際に、前記液相側弁体に作用する力により前記バイパス連通路（１４４、１４５）を開くように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ用統合弁。
3. 前記主駆動機構に生ずる力を前記液相側弁体に伝達する伝達部材（１８１ｃ）を備え、
   前記バイパス弁体（１８３）は、前記液相側弁体に連動して変位するように前記伝達部材に連結されていることを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ用統合弁。
4. 前記バイパス弁体（１８１ｄ）は、前記液相側弁体に連動して変位するように前記液相側弁体に連結されていることを特徴とする請求項２に記載のヒートポンプ用統合弁。
5. 前記主駆動機構は、外部からの給電された際に前記液相側弁体を前記液相冷媒通路の開放位置に変位させ、外部からの給電が停止された際に前記液相側弁体を前記液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のヒートポンプ用統合弁。
6. 前記バイパス連通路を開放する開放位置および前記バイパス連通路を閉鎖する閉鎖位置に前記バイパス弁体（１８４）を変位させる副駆動機構（１８５）を備え、
   前記副駆動機構は、前記主駆動機構が前記液相側弁体を前記液相冷媒通路の閉鎖位置に変位させた際に、前記バイパス弁体を前記バイパス連通路の開放位置に変位させるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ用統合弁。
7. 前記副駆動機構は、外部からの給電された際に前記バイパス弁体を前記バイパス連通路の閉鎖位置に変位させ、外部からの給電が停止された際に前記バイパス弁体を前記バイパス連通路の開放位置に変位させるように構成されていることを特徴とする請求項６に記載のヒートポンプ用統合弁。

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