JP5772764B2 - 統合弁およびヒートポンプサイクル - Google Patents

Description

本発明は、ヒートポンプサイクルに適用される統合弁、および、これを用いたヒートポンプサイクルに関するもので、車両用の冷凍サイクル装置に適用して有効である。

従来、電気自動車等のように車室内の暖房用の熱源を確保しにくい車両に適用される車両用空調装置として、ヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）にて、車室内へ送風される送風空気を加熱して、車室内の暖房を行うものが知られている。

例えば、特許文献１、２には、この種の車両用空調装置に適用されるヒートポンプサイクルとして、冷房運転時の冷媒回路と暖房運転時の冷媒回路とを切り替え可能に構成されたものが開示されている。より具体的には、特許文献１、２のヒートポンプサイクルでは、暖房運転時には、室外熱交換器にて冷媒が外気から吸熱した熱を室内凝縮器にて送風空気に放熱させる冷媒回路に切り替えて送風空気を加熱している。

さらに、特許文献２のヒートポンプサイクルでは、暖房運転時に、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との２つの圧縮機構にて冷媒を多段階に昇圧して、サイクルの中間圧気相冷媒を低段側圧縮機構から吐出された冷媒と合流させて高段側圧縮機構へ吸入させる、いわゆ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）に切り替えて、暖房運転時におけるサイクル効率（ＣＯＰ）の向上を図っている。

特許第３３３１７６５号公報 特許第３２５７３６１号公報

しかしながら、特許文献１、２に開示されたヒートポンプサイクルでは、冷房運転時の冷媒回路と暖房運転時の冷媒回路とを切り替えるために、冷媒回路切替手段として開閉弁や四方弁等の複数の弁体を備える必要があり、サイクル構成や冷媒回路を切り替えるための制御が複雑化するといった問題が生じる。

特に、特許文献２のようにガスインジェクションサイクルとして機能する冷凍サイクルを構成する場合には、通常の冷凍サイクルに対してサイクル構成が複雑化しやすい。さらに、このようなサイクル構成の複雑化に伴って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）への搭載性が悪化するといった問題が生じる。

上記点に鑑み、本発明は、ヒートポンプサイクルのサイクル構成の簡素化を図ることのできる統合弁を提供することを第１の目的とする。

また、本発明は、ヒートポンプサイクルの搭載対象物への搭載性の向上を図ることを第２の目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）を有するヒートポンプサイクル（１０）に適用される統合弁であって、
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）、冷媒流入口（１４１ａ）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（１４１ｂ）にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口（１４２ａ）および気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒を流出させる液相冷媒流出口（１４１ｅ）が形成されたボデー（１４０）を備え、
ボデー（１４０）の内部には、気液分離空間（１４１ｂ）から液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際に液相冷媒を減圧させて液相冷媒流出口（１４１ｅ）側へ流出させる固定絞り（１７）、および、気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒流出口（１４２ａ）へ至る気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されており、
気相冷媒側弁体（１８）は、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力との圧力差によって変位する差圧弁で構成されていることを特徴とする。

これによれば、気液分離空間（１４１ｂ）等が形成されたボデー（１４０）の内部に、液相冷媒を減圧させる固定絞り（１７）、液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）および気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されて一体化されているので、ガスインジェクションサイクルを構成するヒートポンプサイクルのサイクル構成を簡素化できる。

さらに、気相冷媒側弁体（１８）が、圧力差によって変位する差圧弁で構成されているので、気相冷媒側弁体（１８）を変位させるための専用の変位手段（例えば、電磁機構等）を設ける必要がなく、液相冷媒側弁体（１５）の作動に応じて、気相冷媒側弁体（１８）を変位させて気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉することができる。

より詳細には、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を開くことによって、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力とを同等とし、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じることによって、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力を固定絞り（１７）によって減圧された圧力として、気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力よりも低くすることができる。

そして、この際、生じる液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力との圧力差によって気相冷媒側弁体（１８）を変位させることができる。従って、液相冷媒側弁体（１５）の作動を制御することによって、容易にサイクル構成を切り替えることができ、冷媒回路を切り替え可能に構成されたヒートポンプサイクルのサイクル構成を簡素化できる。なお、請求項における「気相冷媒」とは、気相状態の冷媒（単相の冷媒）だけを意味するわけではなく、気相状態の冷媒を主とする気液混相状態の冷媒も含む意味である。また、「液相冷媒」とは、液相状態の冷媒（単相の冷媒）だけを意味するわけではなく、液相状態の冷媒を主とする気液混相状態の冷媒も含む意味である。

請求項２に記載の発明の如く、請求項１に記載の統合弁において、具体的に、気相冷媒側弁体（１８）は、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力が気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力よりも低くなった際に気相冷媒通路（１４２ｂ）を開く差圧弁で構成されていることを特徴とする。

これによれば、具体的に、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際には、気相冷媒流出口（１４２ａ）から気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された気相冷媒を流出させ、液相冷媒流出口（１４１ｅ）から固定絞り（１７）にて減圧された冷媒を流出させることができる。

一方、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を開いた際には、気相冷媒流出口（１４２ａ）から冷媒を流出させることなく、液相冷媒流出口（１４１ｅ）から冷媒を流出させることができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の統合弁において、さらに、ボデー（１４０）の内部には、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒の圧力を気相冷媒側弁体（１８）に作用させる圧力導入通路（１９）が形成されていることを特徴とする。これによれば、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力を気相冷媒側弁体（１８）に作用させるための冷媒通路を設ける必要がなく、より一層、ヒートポンプサイクルのサイクル構成を簡素化できる。

請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の統合弁において、さらに、電力を供給されることによって液相冷媒側弁体（１５）を変位させる電磁機構（１６）を備えることを特徴とする。

これによれば、電磁機構（１６）によって容易に液相冷媒側弁体（１５）の作動を制御することができる。なお、本請求項に記載された電磁機構（１６）には、電力を供給することによって電磁力を発生させて稼働部材を変位させるソレノイドアクチュエータのみならず、電力を供給することによって回転駆動力を発生させるモータ等も含む意味である。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の統合弁において、液相冷媒通路（１４１ｄ）および固定絞り（１７）は、気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒を気相冷媒通路（１４２ｂ）側へ流出させる分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）よりも、下方側に配置されていることを特徴とする。これによれば、重力の作用によって気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒を液相冷媒通路（１４１ｄ）および固定絞り（１７）側へ導くことができる。

請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の統合弁において、気相冷媒通路（１４２ｂ）は、気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒を気相冷媒通路（１４２ｂ）側へ流出させる分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）よりも、上方側に配置されていることを特徴とする。これによれば、重力の作用によって気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒を下方側に落下させることができるので、分離された気相冷媒を確実に気相冷媒通路（１４２ｂ）側へ導くことができる。

請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６のいずれか１つに記載の統合弁において、気相冷媒側弁体（１８）が気相冷媒通路（１４２ｂ）を開いた際に、気相冷媒側弁体（１８）と当接して気相冷媒側弁体（１８）の変位を規制する規制部材（１８ｃ）を備え、気相冷媒側弁体（１８）と規制部材（１８ｃ）との当接部のうち少なくとも一方には、気相冷媒側弁体（１８）と規制部材（１８ｃ）との当接部から冷媒が漏れることを抑制するシール部材（１８ｅ）が配置されていることを特徴とする。

これによれば、シール部材（１８ｅ）が配置されているので、気相冷媒側弁体（１８）が気相冷媒通路（１４２ｂ）を開いた際に、気相冷媒側弁体（１８）と規制部材（１８ｃ）との当接部から冷媒が漏れることを抑制して、圧力差の縮小を抑制することができる。

従って、例えば、前述の請求項２に記載の発明のように、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力が気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力よりも低くなった際に気相冷媒側弁体（１８）が気相冷媒通路（１４２ｂ）を開く構成であれば、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力との圧力差の縮小を抑制して、気相冷媒側弁体（１８）が気相冷媒通路（１４２ｂ）を開いた状態を維持できる。

さらに、シール部材（１８ｅ）を当接部に配置する構成とすることで、後述する実施形態に説明するように、気相冷媒側弁体（１８）が変位する際の摺動抵抗を増加させてしまうこともない。

請求項８に記載の発明では、請求項１ないし７のいずれか１つに記載の統合弁において、ボデー（１４０）には、気液分離空間（１４１ｂ）から液相冷媒を液相冷媒通路（１４１ｄ）側へ流出させる分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）が形成され、分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）から流出する液相冷媒の流出方向と液相冷媒通路（１４１ｄ）を流通する冷媒の流れ方向は、異なる方向になっていることを特徴とする。

これによれば、分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）から流出する液相冷媒の流出方向と液相冷媒通路（１４１ｄ）を流通する冷媒の流れ方向が異なっていることにより、液相冷媒通路１４１ｄを流通する冷媒の気液を撹拌して、液相冷媒の流速と気相冷媒の流速との比を小さくすることができる。従って、固定絞り（１７）の絞り特性の変化を抑制することができる。

さらに、分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）から流出する液相冷媒の流出方向と液相冷媒通路（１４１ｄ）を流通する冷媒の流れ方向は、略直角になっていることが望ましい。

請求項９に記載の発明のように、請求項１ないし８のいずれか１つに記載の統合弁において、気液分離空間（１４１ｂ）は、円柱状に形成されており、さらに、気液分離空間（１４１ｂ）では、遠心力の作用によって冷媒の気液が分離されるようになっていてもよい。

このように遠心力の作用によって冷媒の気液を分離する構成では、重力の作用等によって気液分離する構成に対して、気液分離性能が高い。従って、気液分離空間（１４１ｂ）の省スペース化を図り、統合弁全体としての小型化を図ることができる。延いては、ヒートポンプサイクル（１０）全体としての小型化を図り、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もできる。

具体的には、請求項１０に記載の発明の如く、請求項９に記載の統合弁において、気液分離空間（１４１ｂ）の内部に、気液分離空間（１４１ｂ）と同軸上に配置されて、内部に気相冷媒通路（１４２ｂ）を形成する円筒状の分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）を配置し、分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の長手方向一端部に、気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒を気相冷媒通路（１４２ｂ）側へ流出させる分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）を形成する構成とすることができる。

請求項１１に記載の発明では、請求項１０に記載の統合弁において、分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）と気液分離空間（１４１ｂ）から液相冷媒を液相冷媒通路（１４１ｄ）側へ流出させる分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）との間には、気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒の分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）側への飛散を防止する円盤状のシャッタ部材（２８）が配置されていることを特徴とする。

これによれば、シャッタ部材（２８）によって、分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）側から分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）側への液相冷媒の飛散を回避できる。これにより、統合弁の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。従って、気液分離空間（１４１ｂ）の省スペース化を図り、統合弁全体としての小型化を図ることができる。延いては、ヒートポンプサイクル（１０）全体としての小型化を図り、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もできる。

請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載の統合弁において、シャッタ部材（２８）の直径を「Ｄｓ」、分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の直径を「Ｄｐ」、気液分離空間（１４１ｂ）の直径を「Ｄｒ」、分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）の直径を「Ｄｏ」としたとき、
Ｄｐ≦Ｄｓ≦（Ｄｘ＋Ｄｒ）／２
Ｄｘ＝（Ｄｒ^２−Ｄｏ^２）^１／２
となっていることを特徴とする。

このようにシャッタ部材（２８）の直径を規定すれば、シャッタ部材（２８）により生じる圧力損失を抑制しつつ、統合弁の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。

請求項１３に記載の発明では、請求項１１または１２に記載の統合弁において、シャッタ部材（２８）は、分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）側の外周縁部が、分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）側から分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）側に向かって連続的に縮径されていることを特徴とする。

これによれば、冷媒がシャッタ部材（２８）の周囲を流れる際に、分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）側から分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）側へ円滑に流れるので、シャッタ部材（２８）により生じる圧力損失の低減を図ることができる。

請求項１４に記載の発明では、請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の統合弁において、冷媒流入口（１４１ａ）から気液分離空間（１４１ｂ）へ冷媒を導く冷媒導入通路（１４１ｈ）は、気液分離空間（１４１ｂ）の径方向外側の壁面に形成された冷媒導入穴（１４１ｇ）を介して気液分離空間（１４１ｂ）に連通しており、冷媒導入穴（１４１ｇ）は、分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の長手方向一端部よりも長手方向他端部側に近い部位に開口し、気液分離空間（１４１ｂ）の軸方向に延びる長穴で構成されていることを特徴とする。

このように、冷媒導入穴（１４１ｇ）を気液分離空間（１４１ｂ）の軸方向において、分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）から離間させると共に、気液分離空間（１４１ｂ）の軸方向に延びる長穴で構成すれば、気液分離空間（１４１ｂ）における冷媒の助走区間を確保しつつ、気液分離空間（１４１ｂ）の径方向内側への冷媒の拡散を抑えて、気液分離空間（１４１ｂ）の径方向外側の壁面に沿って流すことが可能となる。このため、気液分離空間（１４１ｂ）に流入した冷媒に対して効果的に遠心力を作用させることができ、統合弁の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。

請求項１５に記載の発明では、請求項１４に記載の統合弁において、冷媒導入穴（１４１ｇ）における分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の長手方向一端部側の端部位置から分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の長手方向一端部までの気液分離空間（１４１ｂ）の軸方向における距離を「Ｌｖ」、冷媒導入穴（１４１ｇ）における気液分離空間（１４１ｂ）の軸方向に延びる縦幅を「Ｄｖ」としたとき、
Ｌｖ≧（１／２）×Ｄｖ
となっていることを特徴とする。

このように、冷媒導入穴（１４１ｇ）の端部位置から分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の一端部までの距離を規定すれば、気液分離空間（１４１ｂ）を旋回する冷媒の助走区間を確保して、統合弁の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。

請求項１６に記載の発明では、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の統合弁において、ボデー（１４０）は、液相冷媒通路（１４１ｄ）における固定絞り（１７）から液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞りを構成する部位の少なくとも一方が、他の部位よりも熱抵抗の高い材料で構成されていることを特徴とする。

これによれば、ボディー（１４０）や固定絞り（１７）を介した固定絞り（１７）通過後の気液混層状態の冷媒と固定絞り（１７）通過前の液相冷媒との間の間接的な熱移動が抑制される。従って、固定絞り（１７）の減圧特性の変化を抑制できる。

請求項１７に記載の発明では、請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の統合弁において、固定絞り（１７）から流出する冷媒の流出方向と液相冷媒通路（１４１ｄ）における固定絞り（１７）から液相冷媒流出口（１４１ｅ）に至る冷媒通路を流通する冷媒の流れ方向が同じ方向になっていることを特徴とする。

このように、固定絞り（１７）にて減圧して降温した冷媒を直線的に液相冷媒流出口（１４１ｅ）側へ流出させる構成とすれば、ボディー（１４０）や固定絞り（１７）を介した固定絞り（１７）通過後の冷媒と固定絞り（１７）通過前の液相冷媒との間の間接的な熱移動が抑制される。従って、固定絞り（１７）の減圧特性の変化を抑制できる。

請求項１８に記載の発明では、請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の統合弁において、ボデー（１４０）は、気液分離空間（１４１ｂ）から固定絞り（１７）へ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り（１７）から液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る冷媒通路を構成する部位との間の少なくとも一部が、他の部位よりも熱抵抗が高くなるように断面積が小さくなっていることを特徴とする。

これによれば、ボディー（１４０）を介した固定絞り（１７）通過後の冷媒と固定絞り（１７）通過前の液相冷媒との間の間接的な熱移動が抑制される。従って、固定絞り（１７）の減圧特性の変化を抑制できる。

また、請求項１９に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、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（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段（１３）と、少なくとも高段側減圧手段（１３）にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する機能を有する統合弁（１４）と、統合弁（１４）から流出した低圧冷媒を蒸発させて、吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）とを備え、
統合弁（１４）は、高段側減圧手段（１３）にて減圧された中間圧冷媒を流入させる冷媒流入口（１４１ａ）、冷媒流入口（１４１ａ）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（１４１ｂ）にて分離された気相冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる気相冷媒流出口（１４２ａ）および気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒を蒸発器（２０）側へ流出させる液相冷媒流出口（１４１ｅ）が形成されたボデー（１４０）を有し、ボデー（１４０）の内部には、気液分離空間（１４１ｂ）から液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際に液相冷媒を減圧させて液相冷媒流出口（１４１ｅ）側へ流出させる固定絞り（１７）、および、気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒流出口（１４２ａ）へ至る気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されており、
気相冷媒側弁体（１８）は、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力との圧力差が生じた際に気相冷媒通路（１４２ｂ）を開く差圧弁で構成されているヒートポンプサイクルを特徴とする。

これによれば、気液分離空間（１４１ｂ）等が形成されたボデー（１４０）の内部に、液相冷媒を減圧させる固定絞り（１７）、液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）および気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されて一体化された統合弁（１４）を採用しているので、サイクル構成を複雑化させることなく、ガスインジェクションサイクルを構成できる。

より詳細には、通常のヒートポンプサイクルに対して、圧縮機（１１）として中間圧ポート（１１ｂ）を有するものを採用し、統合弁（１４）の気相冷媒流出口（１４２ａ）と中間圧ポート（１１ｂ）を接続することによって、極めて容易に、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を構成できる。従って、ヒートポンプサイクルの搭載対象物への搭載性の向上を図ることができる。

また、請求項２０に記載の発明では、吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、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（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒を空調対象空間へ送風される熱交換対象流体と熱交換させる第１利用側熱交換器（１２）と、冷媒を熱交換対象流体と熱交換させて、圧縮機（１１）の吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる第２利用側熱交換器（２３）と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、第１利用側熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧手段（１３）と、第２利用側熱交換器（２３）へ流入する冷媒を減圧させる第２減圧手段（２２）と、少なくとも第１減圧手段（１３）から流出した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を流出させる機能を有する統合弁（１４）とを備え、
統合弁（１４）は、第１減圧手段（１３）から流出した冷媒を流入させる冷媒流入口（１４１ａ）、冷媒流入口（１４１ａ）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（１４１ｂ）にて分離された気相冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる気相冷媒流出口（１４２ａ）および気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒を室外熱交換器（２０）側へ流出させる液相冷媒流出口（１４１ｅ）が形成されたボデー（１４０）を有し、ボデー（１４０）の内部には、気液分離空間（１４１ｂ）から液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際に液相冷媒を減圧させて液相冷媒流出口（１４１ｅ）側へ流出させる固定絞り（１７）、および、気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒流出口（１４２ａ）へ至る気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されており、気相冷媒側弁体（１８）は、液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力との圧力差が生じた際に液相冷媒通路（１４１ｄ）を開く差圧弁で構成されており、
液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を開いた際には、気相冷媒流出口（１４２ａ）から冷媒を流出させることなく、液相冷媒流出口から流出した冷媒を室外熱交換器（２０）→第２減圧手段（２２）→第２利用側熱交換器（２３）の順に流す冷媒回路に切り替えられ、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際には、液相冷媒流出口から流出した冷媒を室外熱交換器（２０）を介して吸入ポート（１１ａ）側へ流すとともに、気相冷媒流出口（１４２ａ）から流出した冷媒を中間圧ポート（１１ｂ）側へ流す冷媒回路に切り替え可能に構成されているヒートポンプサイクルを特徴とする。

これによれば、気液分離空間（１４１ｂ）等が形成されたボデー（１４０）の内部に、液相冷媒を減圧させる固定絞り（１７）、液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）および気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されて一体化された統合弁（１４）を採用しているので、サイクル構成を複雑化させることなく、冷媒回路を切り替え可能に構成されたヒートポンプサイクルを構成できる。

より詳細には、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を開いた際には、第１利用側熱交換器（１２）および室外熱交換器（２０）のうち少なくとも一方を、冷媒を放熱させる放熱器として機能させるとともに、第２利用側熱交換器（２３）を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させるサイクル構成に切り替えることができる。

一方、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際には、第１利用側熱交換器（１２）を冷媒を放熱させる放熱器として機能させるとともに、室外熱交換器（２０）を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させるガスインジェクションサイクルとしてのサイクル構成に切り替えることができる。従って、ヒートポンプサイクルの搭載対象物への搭載性の向上を図ることができる。

請求項２１に記載の発明では、請求項２０に記載のヒートポンプサイクルにおいて、さらに、統合弁（１４）にて分離された液相冷媒を、第２減圧手段（２２）および第２利用側熱交換器（２３）を迂回させて、吸入ポート（１１ａ）側へ導く迂回用通路（２５）と、迂回用通路（２５）を開閉する迂回通路開閉弁（２７）とを備えることを特徴とする。

これによれば、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を開いた際に、迂回通路開閉弁（２７）が迂回用通路（２５）を閉じることによって、第１利用側熱交換器（１２）および室外熱交換器（２０）のうち少なくとも一方を、冷媒を放熱させる放熱器として機能させるとともに、第２利用側熱交換器（２３）を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させるサイクル構成に切り替えることができる。

一方、液相冷媒側弁体（１５）が液相冷媒通路（１４１ｄ）を開いた際に、迂回通路開閉弁（２７）が迂回用通路（２５）を開くことによって、第１利用側熱交換器（１２）を、冷媒を放熱させる放熱器として機能させるとともに、室外熱交換器（２０）を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させるサイクル構成に切り替えることができる。

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を示す一例である。

第１実施形態の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実施形態の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実施形態の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実施形態の統合弁の非通電状態における上下方向断面図である。 第１実施形態の統合弁の通電状態における上下方向断面図である。 図４のＶＩ−ＶＩ断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 冷媒導入通路の配置の変形例を示す断面図である。 第１実施形態の固定絞りの流量特性を示すグラフである。 第１実施形態の固定絞りの流量特性の熱害の影響を示すグラフである。 気相冷媒側弁体が開き始める条件を説明するための説明図である。 気相冷媒側弁体が開き続ける条件を説明するための説明図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの冷房運転モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの第１暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの第２暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの第１除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの第２除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの第３除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 第１実施形態のヒートポンプサイクルの第４除湿暖房モード時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。 既存のヒートポンプサイクルの全体構成図である。 第２実施形態の気相冷媒側弁体が気相冷媒通路を閉じた状態を示す断面図である。 第２実施形態の気相冷媒側弁体が気相冷媒通路を開いた状態を示す断面図である。 第３実施形態の気相冷媒側弁体が気相冷媒通路を閉じた状態を示す断面図である。 第３実施形態の気相冷媒側弁体が気相冷媒通路を開いた状態を示す断面図である。 第４実施形態の統合弁の非通電状態における上下方向断面図である。 第４実施形態の統合弁の要部を拡大した上下方向断面図である。 シャッタ部材の直径を変更した際の気液分離効率および圧力損失を説明するための説明図である。 シャッタ部材の形状の変形例を示す断面図である。 シャッタ部材の形状の変形例を示す断面図である。 シャッタ部材の形状の変形例を示す断面図である。 シャッタ部材の形状の変形例を示す断面図である。 第５実施形態の統合弁の上下方向断面図である。 第６実施形態の統合弁の上下方向断面図である。 第７実施形態の統合弁の上下方向断面図である。 第８実施形態の統合弁の上下方向断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
図１〜図１８を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、本発明の統合弁１４を備えるヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）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。この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送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、本実施形態の熱交換対象流体は送風空気である。

さらに、ヒートポンプサイクル１０は、図１の全体構成図に示すように、車室内を冷房する冷房運転モード（送風空気を冷却する冷却運転モード）あるいは車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房運転モード（除湿運転モード）の冷媒回路、および、図２、図３の全体構成図に示すように、車室内を暖房する暖房運転モード（送風空気を加熱する加熱運転モード）の冷媒回路を切替可能に構成されている。

より詳細には、こ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（図２）、通常の暖房が実行される第２暖房モード（図３）を切り替えることができる。なお、図１〜３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。

また、このヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（具体的には、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力Ｐｄ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。もちろん、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。さらに、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。この圧縮機１１は、その外殻を形成するハウジングの内部に、低段側圧縮機構と高段側圧縮機構との２つの圧縮機構、および、双方の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二段昇圧式の電動圧縮機である。

圧縮機１１のハウジングには、ハウジングの外部から低段側圧縮機構へ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ａ、ハウジングの外部からハウジングの内部へ中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１１ｂ、および、高段側圧縮機構から吐出された高圧冷媒をハウジングの外部へ吐出させる吐出ポート１１ｃが設けられている。

より具体的には、中間圧ポート１１ｂは、低段側圧縮機構の冷媒吐出口側（すなわち、高段側圧縮機構の冷媒吸入口側）に接続されている。また、低段側圧縮機構および高段側圧縮機は、スクロール型圧縮機構、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。

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。

なお、本実施形態では、２つの圧縮機構を１つのハウジング内に収容した圧縮機１１を採用しているが、圧縮機の形式はこれに限定されない。つまり、中間圧ポート１１ｂから中間圧冷媒を流入させて低圧から高圧への圧縮過程の冷媒に合流させることが可能であれば、ハウジングの内部に、１つの固定容量型の圧縮機構およびこの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あってもよい。

さらに、２つの圧縮機を直列に接続して、低段側に配置される低段側圧縮機の吸入口を吸入ポート１１ａとし、高段側に配置される高段側圧縮機の吐出口を吐出ポート１１ｃとし、低段側圧縮機の吐出口と高段側圧縮機との吸入口とを接続する接続部に中間圧ポート１１ｂを設け、低段側圧縮機と高段側圧縮機との双方によって、１つの二段昇圧式の圧縮機を構成してもよい。

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、後述する車両用空調装置１の室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置され、圧縮機１１（具体的には、高段側圧縮機構）から吐出された高温高圧冷媒を放熱させる放熱器として機能し、後述する室内蒸発器２３を通過した送風空気を加熱する利用側熱交換器（第１利用側熱交換器）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させる高段側減圧手段（第１減圧手段）としての高段側膨脹弁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。

より具体的には、高段側膨脹弁１３では、冷媒を減圧させる絞り状態となると、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。さらに、絞り開度を全開とすると、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の冷媒流入口１４１ａが接続されている。

統合弁１４は、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手段（気液分離空間１４１ｂ）、この気液分離手段にて分離された気相冷媒を流通させる気相冷媒通路を開閉する弁手段（気相冷媒側弁体１８）、気液分離手段にて分離された液相冷媒を流通させる液相冷媒通路を開閉する弁手段（液相冷媒側弁体１５）、さらに、気液分離手段にて分離された液相冷媒を減圧させる減圧手段（固定絞り１７）等を一体的に構成したものである。

換言すると、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、さらに、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ものである。

統合弁１４の詳細構成については、図４〜図８を用いて説明する。なお、図４、図５は、本実施形態の統合弁１４の模式的な上下方向断面図であり、図４では、後述するソレノイド１６に電力が供給されていない状態における断面図を示し、図５では、ソレノイド１６に電力が供給されている状態における断面図を示している。また、図４、図５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。なお、図６が図４のＶＩ−ＶＩ断面図を示し、図７が図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図を示し、図８が統合弁１４内部の配置形態の変形例を示している。

統合弁１４は、その外殻を形成するとともに、内部に気相冷媒側弁体１８、液相冷媒側弁体１５等を収容するボデー１４０を有している。ボデー１４０は、下方側に配置されるロワーボデー１４１と、ロワーボデー１４１の上方側に取付固定されるアッパーボデー１４２とによって構成されている。

まず、ロワーボデー１４１は、その軸方向が上下方向に延びる略有底角筒状の金属ブロック体で形成され、その内部に気液分離空間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略円柱状に形成されている。

また、ロワーボデー１４１は、その外周側壁面に、高段側膨脹弁１３から流出した冷媒を気液分離空間１４１ｂへ流入させる冷媒流入口１４１ａが形成されている。

冷媒流入口１４１ａから気液分離空間１４１ｂへ冷媒を導く冷媒導入通路１４１ｈは、気液分離空間１４１ｂの径方向の壁面に形成された冷媒導入穴１４１ｇを介して、気液分離空間１４１ｂに連通している。

本実施形態の冷媒導入通路１４１ｈは、図７の断面図に示すように、気液分離空間１４１ｂの軸方向（本実施形態では、上下方向）から見たときに、気液分離空間１４１ｂの断面円形状の内周側壁面の接線方向に延びている。

従って、冷媒流入口１４１ａから気液分離空間１４１ｂへ流入した冷媒は、気液分離空間１４１ｂの断面円形状の内周側壁面に沿って旋回するように流れる。

そして、この旋回流れによって生じる遠心力の作用によって気液分離空間１４１ｂ内へ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の作用によって気液分離空間１４１ｂの下方側へ落下する。換言すると、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。

なお、気液分離空間１４１ｂの直径は、例えば、冷媒流入口１４１ａへ接続される冷媒配管の直径に対して、１．５倍以上、３倍以下程度の径に設定されており、統合弁１４全体としての小型化を図っている。

より詳細には、本実施形態の気液分離空間１４１ｂの内容積は、サイクルに封入される冷媒量を液相に換算した際の封入冷媒体積から、サイクルが最大能力を発揮するために必要な冷媒量を液相に換算した際の必要最大冷媒体積を減算した余剰冷媒体積よりも小さく設定されている。このため、本実施形態の気液分離空間１４１ｂの内容積は、サイクルに負荷変動が生じてサイクルを循環する冷媒循環流量が変動しても、実質的に余剰冷媒を溜めることができない程度の容積になっている。

ここで、本実施形態の冷媒導入穴１４１ｇは、図６の断面図に示すように、気液分離空間１４１ｂの軸方向に延びる長穴で構成されている。換言すれば、冷媒導入穴１４１ｇは、気液分離空間１４１ｂの軸方向に延びる縦幅Ｄｖが、気液分離空間１４１ｂの接線に対して直交方向に延びる横幅Ｄｈよりも長くなっている（Ｄｖ＞Ｄｈ）。

これにより、気液分離空間１４１ｂに導入された冷媒は、気液分離空間１４１ｂを旋回する際に、その主流が気液分離空間１４１ｂの径方向内側へ拡散することなく、気液分離空間１４１ｂの径方向外側の壁面に沿って旋回する。このため、気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒に対して効果的に遠心力を作用させることができ、統合弁１４の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態の冷媒導入穴１４１ｇは、後述する分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの長手方向一端部（下端部）よりも長手方向他端部側（上端部側）に近い位置に開口している。

ここで、冷媒導入穴１４１ｇにおける下端部の位置から後述する分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの長手方向一端部（下端部）までの距離Ｌｖは、冷媒導入穴１４１ｇの縦幅Ｄｖに応じて設定されている。具体的には、冷媒導入穴１４１ｇにおける下端部の位置から分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの長手方向一端部までの距離Ｌｖは、以下数式Ｆ１に示すように、冷媒導入穴１４１ｇの縦幅Ｄｖの半分以上となるように設定されている。

Ｌｖ≧（１／２）×Ｄｖ…（Ｆ１）
なお、冷媒導入穴１４１ｇにおける下端部の位置は、後述する分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの長手方向一端部側の端部位置である。

このように、冷媒導入穴１４１ｇの端部位置から分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの一端部までの距離Ｌｖを、数式Ｆ１を満たすように設定すれば、気液分離空間１４１ｂを旋回する冷媒の助走区間を充分に確保することができ、統合弁１４の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。

また、冷媒導入通路１４１ｈの中心線Ｃｌと、当該中心線Ｃｌに平行となる気液分離空間１４１ｂの径方向外側の壁面における接線Ｔｌとの距離Ｌｈは、冷媒導入穴１４１ｇの横幅Ｄｈに応じて設定されている。具体的には、中心線Ｃｌと接線Ｔｌとの距離Ｌｈは、以下数式Ｆ２に示すように、冷媒導入穴１４１ｇの横幅Ｄｈの半分以上、１．５倍以下となるように設定されている。

（１／２）×Ｄｈ≦Ｌｈ≦（３／２）×Ｄｈ…（Ｆ２）
なお、図７は、中心線Ｃｌと接線Ｔｌとの距離Ｌｈを、冷媒導入穴１４１ｇの横幅Ｄｈの半分とした際の図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示し、図８は、中心線Ｃｌと接線Ｔｌとの距離Ｌｈを、冷媒導入穴１４１ｇの横幅Ｄｈの１．５倍とした際の図６のＶＩＩ−ＶＩＩ断面を示している。

このように、中心線Ｃｌと接線Ｔｌとの距離Ｌｈを、数式Ｆ２を満たすように設定すれば、気液分離空間１４１ｂへ流入した冷媒が気液分離空間１４１ｂの径方向外側の壁面に沿って旋回する際に、冷媒に大きな遠心力を作用させることができ、統合弁１４の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。

ロワーボデー１４１の気液分離空間１４１ｂの最下方側には、分離された液相冷媒を液相冷媒通路１４１ｄ側へ流出させる分離液相冷媒出口穴１４１ｃが形成されている。液相冷媒通路１４１ｄは、気液分離空間１４１ｂの下方側に配置されて、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を統合弁１４の外部へ流出させる液相冷媒流出口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の軸方向に垂直な方向（本実施形態では水平方向）に延びて、ロワーボデー１４１の中心部を通過して側壁面同士を貫通するように形成された断面円形状の貫通穴によって構成されている。

従って、液相冷媒通路１４１ｄは、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直に延びており、分離液相冷媒出口穴１４１ｃから液相冷媒通路１４１ｄへ流入した冷媒は、略直角に流れ方向を転換させて液相冷媒流出口１４１ｅおよび固定絞り１７側へ流れる。さらに、この貫通穴の一端側の開口部が、液相冷媒流出口１４１ｅを構成している。

また、液相冷媒通路１４１ｄの内部には、液相冷媒通路１４１ｄを開閉する液相冷媒側弁体１５、および、液相冷媒側弁体１５に液相冷媒通路１４１ｄを閉じる側への荷重をかけるコイルバネからなるスプリング（弾性部材）１５ａ等が収容されている。

スプリング１５ａは、液相冷媒側弁体１５に対して、液相冷媒側弁体１５の先端部に配置された樹脂性の円環状のシール部材１５ｂを液相冷媒通路１４１ｄ内に形成された弁座部１４１ｆに押しつけてシール性を高める方向への荷重をかけるものである。弁座部１４１ｆは、シール部材１５ｂに適合する円環状に形成されている。

さらに、液相冷媒側弁体１５は、シャフト１５ｃを介してソレノイドアクチュエータ１６（以下、単にソレノイドと記載する。）の稼働部材（アーマチュア）に連結されている。ソレノイド１６は、電力を供給することによって電磁力を発生させて稼働部材を変位させる電磁機構であって、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１６に電力を供給すると、稼働部材に作用する電磁力によって、シャフト１５ｃを介して液相冷媒側弁体１５に液相冷媒通路１４１ｄを開く側の荷重がかかる。そして、この電磁力による荷重がスプリング１５ａによる荷重を超えることによって、図５に示すように、液相冷媒側弁体１５が変位して液相冷媒通路１４１ｄを開く。

つまり、本実施形態のソレノイド１６、液相冷媒側弁体１５および液相冷媒通路１４１ｄの弁座部１４１ｆ等は、いわゆるノーマルクローズ型の電磁弁を構成している。さらに、ソレノイド１６は、上述した液相冷媒通路１４１ｄを構成する貫通穴の他端側の開口部を閉塞する閉塞部材としての機能も果たしている。

さらに、ロワーボデー１４１には、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた際に、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を減圧させて液相冷媒流出口１４１ｅ側へ流出させる固定絞り１７が形成されている。より詳細には、固定絞り１７は、弁座部１４１ｆの内部に形成される冷媒通路に並列的に配置されている。

この固定絞り１７としては、絞り開度が固定されたノズルあるいはオリフィスを採用できる。ここで、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、上流側と下流側との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１７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。

ところが、固定絞り１７上流側冷媒の乾き度が大きくなってしまうと、室外熱交換器２０が蒸発器として機能する際に、室外熱交換器２０における冷媒の吸熱量（冷凍能力）が減ってサイクルの成績係数（ＣＯＰ）が悪化してしまう。そこで、本実施形態では、暖房運転モード（第１暖房モード）時にサイクルの負荷変動によって必要循環冷媒流量が変化しても、固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが０．１以下となるようにして、ＣＯＰの悪化を抑制している。

換言すると、本実施形態の固定絞り１７では、ヒートポンプサイクル１０に負荷変動が生じた際に想定される範囲で、冷媒循環流量および固定絞り１７の出入口間差圧が変化しても、固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが０．１以下に自己調整されるものが採用されている。

ここで、気液分離空間１４１ｂでは冷媒の気液が分離されるものの、分離された気相冷媒の一部は液相冷媒に混合してしまうため、分離液相冷媒出口穴１４１ｃから液相冷媒通路１４１ｄへ流入する冷媒は気相冷媒が混合した状態となる。このように気相冷媒が混合してしまうことは固定絞り１７における減圧特性を不安定化させる要因となる。

これに対して、本実施形態では、分離液相冷媒出口穴１４１ｃから液相冷媒通路１４１ｄへ流入した冷媒の流れ方向を略直角に転換させるので、液相冷媒通路１４１ｄを流れる液相冷媒に気相冷媒が混合していても、固定絞り１７の減圧特性を安定化させることができる。

この点について、図９を用いて説明する。なお、図９は、固定絞り１７の流量特性図（絞り特性図）であり、暖房運転モード（第１暖房モード）時おける固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘに対する絞り流量Ｑの変化を示している。絞り流量Ｑは、固定絞り１７を通過する冷媒流量（質量流量）である。

前述の如く、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、サイクルの運転条件が変化しても、固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが０．１以下となっていることが望ましい。その理由は、乾き度Ｘが増加してしまうと蒸発器として機能する熱交換器における吸熱量（出口側冷媒のエンタルピと入口側冷媒のエンタルピとのエンタルピ差）が小さくなってしまい、ＣＯＰが悪化してしまうからである。

そして、固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが０．１以下とするためには、固定絞り１７の流量特性として、ゲイン（乾き度Ｘの低下に伴って絞り流量Ｑが増加する割合）が大きくなっていることが望ましい。つまり、絞り流量Ｑの変化に対して乾き度Ｘの変化が小さい流量特性が望ましい。

図９から明らかなように、液相冷媒通路１４１ｄへ流入する冷媒が気液混相状態となっており、液相冷媒の流速と気相冷媒の流速との比（以下、スリップ比という。スリップ比は、気相冷媒の流速／液相冷媒の流速で定義される。）が高くなっていると、ゲインが小さくなって絞り流量Ｑが上昇してしまう。

これに対して、本実施形態では、分離液相冷媒出口穴１４１ｃから液相冷媒通路１４１ｄへ流入した冷媒の流れ方向を略直角に転換させるので、換言すると、分離液相冷媒出口穴１４１ｃから流出する液相冷媒の流出方向と液相冷媒通路１４１ｄを流通する冷媒の流れ方向が異なる方向になっているので、気相冷媒と液相冷媒との撹拌を促進させて、スリップ比を低い値に安定化させることができる。

その結果、固定絞り１７の減圧特性を安定化させることができるとともに、スリップ比を低い値に安定化させることで、ゲインを大きくすることができ、固定絞り１７における乾き度Ｘの自己調整機能を充分に発揮させることができる。

さらに、本実施形態では、ロワーボデー１４１の内部に気液分離空間１４１ｂ、液相冷媒通路１４１ｄおよび固定絞り１７を一体的に構成しているので、気液分離空間１４１ｂの分離液相冷媒出口穴１４１ｃから固定絞り１７へ至る冷媒通路を別の配管で構成する場合に対して、液相冷媒通路１４１ｄを流通する冷媒が統合弁１４の外部から受ける熱を少なくすることができる。

従って、液相冷媒通路１４１ｄを流通する冷媒が統合弁１４の外部から受ける熱によって沸騰して気化してしまう現象（以下、熱害という）を抑制できる。この点について図１０を用いて説明する。なお、図１０は、固定絞り１７上流側冷媒圧力と下流側冷媒圧力との圧力差を一定とした時に熱害による影響を示す流量特性図（絞り特性図）である。

図１０から明らかなように、熱害によって固定絞り１７上流側冷媒の乾き度Ｘが増加してしまうと、絞り流量Ｑが低下してしまう。さらに、熱害によって液相冷媒通路１４１ｄを流通する冷媒の密度が低下してしまうと、冷媒が液相冷媒通路１４１ｄを流通する際の圧力損失が増加して乾き度Ｘが一定であっても絞り流量Ｑが低下してしまう。

これに対して、本実施形態では、ロワーボデー１４１の内部に気液分離空間１４１ｂ、液相冷媒通路１４１ｄおよび固定絞り１７を一体的に構成しているので、上述した熱害による乾き度Ｘの増加および圧力損失の増加を抑制して、固定絞り１７における絞り流量Ｑの低下を効果的に抑制することができる。

なお、液相冷媒側弁体１５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を通過する際に生じる圧力損失は、固定絞り１７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、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態では、冷媒は固定絞り１７を迂回して、弁座部１４１ｆの内周側に形成された冷媒通路を介して、殆ど減圧されることなく液相冷媒流出口１４１ｅから統合弁１４の外部へ流出する。

次に、アッパーボデー１４２は、ロワーボデー１４１と同等の外径を有する略角柱状の金属ブロック体で形成されている。アッパーボデー１４２には、気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒を統合弁１４の外部へ流出させる気相冷媒流出口１４２ａ側へ導く気相冷媒通路１４２ｂ、気液分離空間１４１ｂと気相冷媒通路１４２ｂとを連通させる分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃ等が設けられている。

分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃは、丸管状に形成されており、アッパーボデー１４２とロワーボデー１４１が一体化された際に、気液分離空間１４１ｂと同軸上に配置される。従って、気液分離空間１４１ｂ内へ流入した冷媒は、分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの周囲を旋回する。

さらに、分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの最下端部は、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、この最下端部には、気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒を流出させる分離気相冷媒出口穴１４２ｄが形成されている。従って、液相冷媒通路１４１ｄおよび固定絞り１７は、分離気相冷媒出口穴１４２ｄよりも下方側に位置付けられる。

気相冷媒通路１４２ｂは、気液分離空間１４１ｂおよび分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの上方側に配置されており、液相冷媒通路１４１ｄと同様に、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直な方向（本実施形態では水平方向）に延びて、アッパーボデー１４２の中心部を通過して側壁面同士を貫通するように形成された断面円形状の貫通穴によって構成されている。

さらに、この貫通穴の一端側の開口部が、気相冷媒流出口１４２ａを構成している。また、気相冷媒通路１４２ｂの内部には、気相冷媒通路１４２ｂを開閉する気相冷媒側弁体１８が収容されている。この気相冷媒側弁体１８は、液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力と気相冷媒通路１４２ｂ側の冷媒圧力との圧力差によって変位する差圧弁で構成されている。

具体的には、気相冷媒通路１４２ｂを形成する貫通穴は、気相冷媒側弁体１８の胴体部１８ａによって、気相冷媒通路１４２ｂ側の空間と背圧室１４２ｅを形成する空間に区画されている。そして、背圧室１４２ｅには、圧力導入通路１９を介して、液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力が導かれる。

なお、胴体部１８ａは円柱状に形成されており、軸方向一端側（気相冷媒流出口１４２ａ側）の端面で気相冷媒通路１４２ｂ側の冷媒圧力を受け、軸方向他端側の端面で背圧室１４２ｅ側の冷媒圧力を受ける。さらに、胴体部１８ａの外径は、気相冷媒通路１４２ｂの内径よりも僅かに小さく、両者は隙間バメの関係となっている。これにより、気相冷媒側弁体１８は、気相冷媒通路１４２ｂ内を変位することができる。

圧力導入通路１９は、アッパーボデー１４２とロワーボデー１４１が一体化された際に、ロワーボデー１４１およびアッパーボデー１４２の双方に形成された連通路によって形成されている。さらに、圧力導入通路１９の長手方向は、気液分離空間１４１ｂおよび分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの軸方向と平行に配置されている。これにより、圧力導入通路１９を複雑な通路形状とせず、統合弁１４全体としての小型化を図っている。

背圧室１４２ｅの内部には、気相冷媒側弁体１８に気相冷媒通路１４２ｂを閉じる側に荷重をかけるコイルバネからなるスプリング（弾性部材）１８ｂ、および、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開いた際に、気相冷媒側弁体１８の変位を規制するストッパ（規制部材）１８ｃが収容されている。

スプリング１８ｂは、気相冷媒側弁体１８に対して、気相冷媒側弁体１８の先端部に配置されたＯリングからなるシール部材１８ｄを、気相冷媒通路１４２ｂ内に形成されたテーパ形状の弁座部１４２ｆに押しつけてシール性を高める方向、すなわち気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向の荷重をかける。

ストッパ１８ｃは、気相冷媒側弁体１８の変位を規制して、気相冷媒側弁体１８の胴体部１８ａが圧力導入通路１９を閉じてしまうことを防止する規制部材としての機能、および、気相冷媒通路１４２ｂを形成する貫通穴の他端側の開口部を閉塞する閉塞部材としての機能を果たすものである。

ここで、図５、図１１Ａ、および図１１Ｂを用いて、気相冷媒側弁体１８の作動について説明する。なお、図１１Ａ、および図１１Ｂは、それぞれ気相冷媒側弁体１８周辺部位の拡大図であり、図１１Ａは気相冷媒側弁体１８が開き始める条件を説明するためのもので、図１１Ｂは気相冷媒側弁体１８が開き続ける条件を説明するためのものである。

まず、ソレノイド１６に電力が供給されている場合には、図５のＰ２で示す気相冷媒通路１４２ｂは気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒の圧力の冷媒圧力となり、Ｐ３で示す液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力（背圧室１４２ｅ内の冷媒圧力）は、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒の圧力となる。

従って、気相冷媒通路１４２ｂ側の冷媒圧力Ｐ２と液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力Ｐ３（背圧室１４２ｅ内の冷媒圧力）は、ほぼ同等となる。その結果、ソレノイド１６に電力が供給されている場合には、気相冷媒側弁体１８は、スプリング１８ｂから受ける荷重Ｆｓｐによって気相冷媒通路１４２ｂを閉じる。

なお、図１〜図３に示すように、統合弁１４の気相冷媒流出口１４２ａには、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂが接続されている。このため、圧縮機１１の作動時に気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを閉じると、気相冷媒流出口１４２ａ側の冷媒圧力Ｐ１は、圧縮機１１の吸入圧となる。従って、図５において、Ｐ１＜Ｐ２の関係となる。

このため、圧縮機１１の作動時に気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを閉じると、気相冷媒通路１４２ｂの冷媒圧力Ｐ２および液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力Ｐ３に多少の変動が生じても、ソレノイド１６に電力が供給されなくなるまで、気相冷媒通路１４２ｂが閉じられた状態が維持される。

次に、ソレノイド１６に電力が供給されなくなると、図１１ＡのＰ１で示す気相冷媒流出口１４２ａ側の冷媒圧力は圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂ側の冷媒圧力となり、Ｐ２で示す気相冷媒通路１４２ｂの冷媒圧力は高段側膨脹弁１３で減圧された中間圧力となり、Ｐ３で示す液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力（背圧室１４２ｅ内の冷媒圧力）は、固定絞り１７にて減圧された後の圧力となる。

従って、気相冷媒通路１４２ｂの冷媒圧力Ｐ２と液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力Ｐ３との圧力差が拡大して、以下数式Ｆ３に示す関係となることで、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開き始める。

Ｓ２×（Ｐ２−Ｐ３）＞Ｓ１×（Ｐ３−Ｐ１）＋Ｆｓｐ＋Ｆｆｒ…（Ｆ３）
なお、Ｓ１は、気相冷媒流出口１４２ａを気相冷媒側弁体１８の軸方向に投影した際の面積であり、Ｓ２は、気相冷媒側弁体１８の胴体部１８ａの軸方向垂直断面の断面積であり、Ｆｆｒは気相冷媒側弁体１８が変位する際の摩擦力（フリクション）である。

そして、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開くと、図１１ＢのＰ１で示す気相冷媒流出口１４２ａ側の冷媒圧力およびＰ２で示す気相冷媒通路１４２ｂの冷媒圧力は、気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒の圧力となり、Ｐ３で示す液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力（背圧室１４２ｅ内の冷媒圧力）は、固定絞り１７にて減圧された後の圧力となる。

従って、背圧室１４２ｅ内の冷媒圧力Ｐ３は気相冷媒通路１４２ｂの冷媒圧力Ｐ２よりも低くなり、以下数式Ｆ４に示す関係となることで、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開いた状態が維持される。

Ｓ２×（Ｐ２−Ｐ３）＞Ｆｓｐ…（Ｆ４）
なお、統合弁１４の気相冷媒流出口１４２ａから圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂに至る冷媒配管には、統合弁１４から圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂへ冷媒が流れることのみを許容する図示しない逆止弁が配置されている。これにより、圧縮機１１側から統合弁１４側へ冷媒が逆流することを防止している。もちろん、この逆止弁を統合弁１４あるいは圧縮機１１と一体的に構成してもよい。

また、図１〜図３に示すように、統合弁１４の液相冷媒流出口１４１ｅには、室外熱交換器２０の冷媒入口側が接続されている。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、少なくとも暖房運転モード時（第１、第２暖房モード時）には、低圧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は、高圧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、第２減圧手段としての冷房用膨脹弁２２の冷媒入口側が接続されている。冷房用膨脹弁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。この冷房用膨脹弁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。

冷房用膨脹弁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、冷房運転モードおよび除湿暖房運転モード等にその内部を流通する冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることにより送風空気を冷却する蒸発器（第２利用側熱交換器）として機能する熱交換器である。

室内蒸発器２３の出口側には、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低圧側気液分離器である。さらに、アキュムレータ２４の気相冷媒出口には、圧縮機１１の吸入ポート１１ａ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１１ａ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冷房用膨脹弁２２および室内蒸発器２３を迂回させてアキュムレータ２４の入口側へ導く膨脹弁迂回用通路２５が接続されている。この膨脹弁迂回用通路２５には、迂回通路開閉弁２７が配置されている。

迂回通路開閉弁２７は、膨脹弁迂回用通路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電圧によって、その開閉作動が制御される。また、冷媒が迂回通路開閉弁２７を通過する際に生じる圧力損失は、冷房用膨脹弁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、迂回通路開閉弁２７が開いている場合には膨脹弁迂回用通路２５を介してアキュムレータ２４へ流入する。この際、冷房用膨脹弁２２の絞り開度を全閉としてもよい。

また、迂回通路開閉弁２７が閉じている場合には冷房用膨脹弁２２を介して室内蒸発器２３へ流入する。これにより、迂回通路開閉弁２７は、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路を切り替えることができる。従って、本実施形態の迂回通路開閉弁２７は、統合弁１４とともに、冷媒回路切替手段を構成している。

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ともに、その内部に車室内に送風される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電圧によって回転数（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、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、かつ、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。

本実施形態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側を通過する送風空気の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することによって、室内凝縮器１２へ流入する送風空気の流量（風量）を調整する流量調整手段であり、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する機能を果たす。

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、冷却対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が配置されている。具体的には、この開口穴としては、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が設けられている。

従って、エアミックスドア３４が、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することによって、合流空間３６内の送風空気の温度が調整される。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。

さらに、デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴３７ｃの空気流れ上流側には、それぞれ、デフロスタ開口穴３７ａの開口面積を調整するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂの開口面積を調整するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃの開口面積を調整するフットドア３８ｃが配置されている。

これらのデフロスタドア３８ａ、フェイスドア３８ｂおよびフットドア３８ｃは、各開口穴３７ａ〜３７ｃを開閉して、吹出口モードを切り替える吹出口モード切替手段を構成するものであって、リンク機構等を介して、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。

また、デフロスタ開口穴３７ａ、フェイス開口穴３７ｂおよびフット開口穴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。

なお、吹出口モードとしては、フェイス開口穴３７ｂを全開してフェイス吹出口から車室内乗員の上半身に向けて空気を吹き出すフェイスモード、フェイス開口穴３７ｂとフット開口穴３７ｃの両方を開口して車室内乗員の上半身と足元に向けて空気を吹き出すバイレベルモード、フット開口穴３７ｃを全開するとともにデフロスタ開口穴３７ａを小開度だけ開口して、フット吹出口から主に空気を吹き出すフットモード等がある。

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、そのＲＯＭ内に記憶された空調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種空調制御機器（圧縮機１１、統合弁１４、迂回通路開閉弁２７、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、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からの吹出空気温度（蒸発器温度）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、室内凝縮器１２から流出した冷媒の温度を検出する凝縮器温度センサ、圧縮機１１へ吸入される吸入冷媒圧力を検出する吸入圧センサ等の種々の空調制御用のセンサ群４１が接続されている。

さらに、空調制御装置４０の入力側には、車室内前部の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、除湿暖房運転モードおよび暖房運転モードを選択するモード選択スイッチ等が設けられている。

なお、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各種空調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、それぞれの制御対象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、それぞれの制御対象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、圧縮機１１の電動モータ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）が吐出能力制御手段を構成し、統合弁１４および迂回通路開閉弁２７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）が冷媒回路制御手段を構成している。もちろん、吐出能力制御手段、冷媒回路制御手段等を空調制御装置４０に対して別体の制御装置として構成してもよい。

次に、上記構成における本実施形態の車両用空調装置１の作動について説明する。本実施形態の車両用空調装置１では、前述の如く、車室内を冷房する冷房運転モード、車室内を暖房する暖房運転モード、および、車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房モードに切り替えることができる。以下に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、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を全開状態とし、統合弁１４のソレノイド１６を通電状態とし、冷房用膨脹弁２２を減圧作用を発揮する絞り状態とし、さらに、迂回通路開閉弁２７を閉弁状態とする。

これにより、統合弁１４では、図５に示すように、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを開き、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを閉じた状態となり、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印に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が上述の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む。そして、検出信号および操作信号の値に基づいて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種空調制御機器の作動状態を決定する。

例えば、圧縮機１１の冷媒吐出能力、すなわち圧縮機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、この目標蒸発器吹出温度ＴＥＯと蒸発器温度センサによって検出された室内蒸発器２３からの吹出空気温度との偏差に基づいて、フィードバック制御手法を用いて室内蒸発器２３からの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、冷房用膨脹弁２２へ出力される制御信号については、冷房用膨脹弁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種空調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の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、上述の検出信号および操作信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各種空調制御機器の作動状態決定→制御電圧および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１２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１２のａ_１２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車室内送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出していく。

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流出し、統合弁１４の冷媒流入口１４１ａから気液分離空間１４１ｂ内へ流入する。

統合弁１４へ流入する冷媒は過熱度を有する気相状態となっているので、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂでは冷媒の気液が分離されることなく、気相冷媒が液相冷媒通路１４１ｄへ流入する。さらに、液相冷媒通路１４１ｄへ流入した気相冷媒は、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを開いているので、固定絞り１７にて減圧されることなく液相冷媒流出口１４１ｅから流出する。

つまり、統合弁１４へ流入した冷媒は殆ど圧力損失を生じることなく液相冷媒流出口１４１ｅから流出していく。この際、液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力が圧力導入通路１９を介して背圧室１４２ｅに導かれるので、気相冷媒側弁体１８は気相冷媒通路１４２ｂを閉じる。従って、気相冷媒流出口１４２ａから冷媒が流出することはない。

統合弁１４の液相冷媒流出口１４１ｅから流出した気相冷媒は、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１２のａ_１２点→ｂ_１２点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、迂回通路開閉弁２７が閉弁状態となっているので、絞り状態となっている冷房用膨脹弁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１２のｂ_１２点→ｃ_１２点）。

そして、冷房用膨脹弁２２にて減圧された低圧冷媒は、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１２のｃ_１２点→ｄ_１２点）。これにより、車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１１ａ（図１２のｅ_１２点）から吸入されて低段側圧縮機構→高段側圧縮機構の順に再び圧縮される（図１２のｅ_１２点→ａ１_１２点→ａ_１２点）。一方、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。

なお、図１２においてｄ_１２点とｅ_１２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１１ａ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_１２点とｅ_１２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。前述の如く、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、暖房運転モードとして、第１暖房モード、第２暖房モードを実行することができる。まず、暖房運転モードは、車両用空調装置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、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暖房モード時を実行する。

（ｂ）−１：第１暖房モード
まず、第１暖房モードについて説明する。第１暖房モードが実行されると、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を絞り状態とし、統合弁１４のソレノイド１６を非通電状態とし、冷房用膨脹弁２２を全閉状態とし、さらに、迂回通路開閉弁２７を閉弁状態とし、迂回通路開閉弁２７を開弁状態とする。

これにより、統合弁１４では、図４に示すように、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じ、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開いた状態となり、ヒートポンプサイクル１０は、図２の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

この冷媒流路構成（サイクル構成）で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、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、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種空調制御機器の作動状態を決定する。

なお、第１暖房モードでは、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１３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１３のａ_１３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を通過した車室内送風空気と熱交換して放熱する（図１３のａ_１３点→ｂ_１３点）。これにより、車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１３のｂ_１３点→ｃ１_１３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の冷媒流入口１４１ａから気液分離空間１４１ｂ内へ流入して気液分離される（図１３のｃ_１３点→ｃ２_１３点、ｃ_１３点→ｃ３_１３点）。

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へ流入する。液相冷媒通路１４１ｄへ流入した液相冷媒は、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じているので、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て（図１３のｃ３_１３点→ｃ４_１３点）、液相冷媒流出口１４１ｅから流出する。

この際、固定絞り１７にて減圧された後の液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力が圧力導入通路１９を介して、背圧室１４２ｅに導かれるので、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開く。従って、気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒は、統合弁１４の気相冷媒流出口１４２ａから流出して圧縮機１１の中間圧ポート１１ｂ側へ流入する（図１３のｃ２_１３点→ａ２_１３点）。

中間圧ポート１１ｂへ流入した中間圧気相冷媒は、低段側圧縮機構吐出冷媒（図１３のａ１_１３点）と合流して、高段側圧縮機構へ吸入される。一方、統合弁１４の液相冷媒流出口１４１ｅから流出した固定絞り１７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１３のｃ４_１３点→ｄ_１３点）。

室外熱交換器２０から流出した冷媒は、迂回通路開閉弁２７が開弁状態となっているので、膨脹弁迂回用通路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、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａ（図１３のｅ_１３点）から吸入されて再び圧縮される。一方、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。

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車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。

さらに、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の吸入ポート１１ａから吸入させ、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒を中間圧ポート１１ｂへ流入させて昇圧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）を構成することができる。

これにより、高段側圧縮機構に、温度の低い混合冷媒を吸入させることができ、高段側圧縮機構の圧縮効率を向上させることができるとともに、低段側圧縮機構および高段側圧縮機構の双方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、双方の圧縮機構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。

（ｂ）−２：第２暖房モード
次に、第２暖房モードについて説明する。第２暖房モードが実行されると、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を絞り状態とし、統合弁１４のソレノイド１６を通電状態とし、冷房用膨脹弁２２を全閉状態とし、さらに、迂回通路開閉弁２７を開弁状態とする。これにより、統合弁１４では、冷房運転モードと同様に、図５に示す状態となり、ヒートポンプサイクル１０は、図３の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

この冷媒流路構成（サイクル構成）で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、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、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種空調制御機器の作動状態を決定する。

なお、第２暖房モード時では、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２暖房モード時のヒートポンプサイクル１０では、図１４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１４のａ_１４点）が室内凝縮器１２へ流入し、第１暖房モード時と同様に、車室内送風空気と熱交換して放熱する（図１４のａ_１４点→ｂ_１４点）。これにより、車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て（図１４のｂ_１４点→ｃ_１４点）、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂ内へ流入する。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、気相冷媒流出口１４２ａから流出することなく、液相冷媒流出口１４１ｅから減圧されることなく流出する。

液相冷媒流出口１４１ｅから流出した低圧冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、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ｃ_１４点→ｄ_１４点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、迂回通路開閉弁２７が開弁状態となっているので、膨脹弁迂回用通路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、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ａ（図１４のｅ_１４点）から吸入される。

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車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、圧縮機構には、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、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第１暖房モードへ切り替えるようにしている。

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、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。

除湿暖房モードが実行されると、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を全開状態あるいは絞り状態とし、統合弁１４のソレノイド１６を通電状態とし、冷房用膨脹弁２２を全開状態あるいは絞り状態とし、さらに、迂回通路開閉弁２７を閉弁状態とする。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、冷房運転モードと同様の図１の実線矢印に示すように冷媒が流れる冷媒流路に切り替えられる。

この冷媒流路構成（サイクル構成）で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、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、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種空調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および冷房用膨脹弁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、第１除湿暖房モードから第４除湿暖房モードの４段階の除湿暖房モードを実行する。

（ｃ）−１：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、冷房用膨脹弁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１５のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図１５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１５のａ_１５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車室内送風空気と熱交換して放熱する（図１５のａ_１５点→ｂ１_１５点）。これにより、車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、冷房運転モードと同様に、高段側膨脹弁１３→統合弁１４の順に流れて室外熱交換器２０へ流入する。そして、室外熱交換器２０へ流入した高圧冷媒は、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１５のｂ１_１５点→ｂ２_１５点）。以降の作動は冷房運転モードと同様である。

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車室内送風空気を、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。

（ｃ）−２：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、冷房用膨脹弁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１６のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図１６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１６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車室内送風空気と熱交換して放熱する（図１６のａ_１６点→ｂ１_１６点）。これにより、車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１６のｂ１_１６点→ｂ２_１６点）。高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、冷房運転モードと同様に、統合弁１４を介して室外熱交換器２０へ流入する。

そして、室外熱交換器２０へ流入した中間圧冷媒は、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１６のｂ２_１６点→ｂ３_１６点）。以降の作動は冷房運転モードと同様である。

以上の如く、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された車室内送風空気を、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。

（ｃ）−３：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、冷房用膨脹弁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１７のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図１７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１７のａ_１７点）は、第１、第２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車室内送風空気と熱交換して放熱する（図１７のａ_１７点→ｂ_１７点）。これにより、車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１７のｂ_１７点→ｃ１_１７点）。高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、冷房運転モードと同様に、統合弁１４を介して室外熱交換器２０へ流入する。

そして、室外熱交換器２０へ流入した中間圧冷媒は、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１７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、冷房用膨脹弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて（図１７のｃ２_１７点→ｃ３_１７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。

以上の如く、第３除湿暖房モードでは、第１、第２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車室内送風空気を、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、コンプレッサ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、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。

（ｃ）−４：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、冷房用膨脹弁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１８のモリエル線図に示すように変化する。

すなわち、図１８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１８のａ_１８点）は、第１、第２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車室内送風空気と熱交換して放熱する（図１８のａ_１８点→ｂ_１８点）。これにより、車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１８のｂ_１８点→ｃ１_１８点）。高段側膨脹弁１３にて減圧された低圧冷媒は、冷房運転モードと同様に、統合弁１４を介して室外熱交換器２０へ流入する。

そして、室外熱交換器２０へ流入した低圧冷媒は、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１８のｃ１_１８点→ｃ２_１８点）。さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、冷房用膨脹弁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。

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車室内送風空気を、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ともに、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、室内凝縮器１２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、コンプレッサ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、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。

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の冷媒流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。

さらに、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暖房負荷によらず高いＣＯＰを発揮できることは、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構成機器の一部を一体的に構成した統合弁１４を採用しているので、ガスインジェクションサイクルを構成するヒートポンプサイクルのサイクル構成を簡素化できる。延いては、ヒートポンプサイクルの搭載対象物への搭載性の向上を図ることができる。

さらに、気相冷媒側弁体１８として、圧力差によって変位する差圧弁を採用しているので、気相冷媒側弁体１８を変位させるための電磁機構等を設ける必要がなく、液相冷媒側弁体１５の作動を制御することによって、容易に気相冷媒側弁体１８を変位させて気相冷媒通路１４２ｂを開閉することができる。

従って、例えば、図１９に示すような既存の冷媒流路の切替可能型のヒートポンプサイクル１０に対して、圧縮機１１’を二段昇圧式の圧縮機に変更し、破線で囲んだ部位に本実施形態の統合弁１４を配置し、統合弁１４の気相冷媒流出口１４２ａと中間圧ポート１１ｂとを接続することで、少なくとも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を容易に構成できる。

より詳細には、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを開いた際には、室内凝縮器１２および室外熱交換器２０のうち少なくとも一方を、冷媒を放熱させる放熱器として機能させるとともに、室内蒸発器２３を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させるサイクル構成に切り替えることができる。

一方、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた際には、室内凝縮器１２を冷媒を放熱させる放熱器として機能させるとともに、室外熱交換器２０を冷媒を蒸発させる蒸発器として機能させるガスインジェクションサイクルとしてのサイクル構成に切替可能に構成されたヒートポンプサイクルを容易に構成できる。

なお、図１９の既存のヒートポンプサイクル１０は、迂回通路開閉弁２７を閉弁状態とした際に、室内凝縮器１２および室外熱交換器２０を放熱器として機能させ、室内蒸発器２３を蒸発器として機能させるサイクル構成とすることができ、迂回通路開閉弁２７を開弁状態とした際に、室内凝縮器１２を放熱器として機能させ、室外熱交換器２０を蒸発器として機能させるサイクル構成とするものである。

また、図１９では、本実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。さらに、図１９では、図示の明確化のため、空調制御装置４０および空調制御装置４０と各構成機器を接続する電力配線および信号配線等の図示を省略している。

また、本実施形態の統合弁１４では、圧力導入通路１９がボデー１４０の内部に形成されているので、液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力を気相冷媒側弁体１８に作用させるための冷媒通路を設ける必要がなく、より一層、ヒートポンプサイクルのサイクル構成を簡素化できる。

また、本実施形態の統合弁１４では、気液分離空間１４１ｂが遠心分離方式の気液分離手段を構成しているので、重力の作用や表面張力の作用等によって気液分離する構成に対して高い気液分離性能が発揮できる。従って、気液分離空間１４１ｂの省スペース化を図り、統合弁全体としての小型化を図ることができる。もちろん、要求される気液分離性能に応じて、重力の作用や表面張力の作用等によって気液分離する構成を採用してもよい。

さらに、液相冷媒通路１４１ｄおよび固定絞り１７が分離気相冷媒出口穴１４２ｄよりも、下方側に配置され、気相冷媒通路１４２ｂが分離気相冷媒出口穴１４２ｄよりも、上方側に配置されているので、重力の作用によって気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を確実に液相冷媒通路１４１ｄおよび固定絞り１７側へ導くことができるとともに、分離された気相冷媒を確実に気相冷媒通路１４２ｂ側へ導くことができる。

また、本実施形態の統合弁１４では、分離液相冷媒出口穴１４１ｃから液相冷媒通路１４１ｄへ流入した冷媒の流れ方向を略直角に転換させるので、気相冷媒と液相冷媒との撹拌を促進させて、スリップ比を低下させることができる。従って、固定絞り１７の減圧特性を安定化させることができる。延いては、第１暖房モード時に、ヒートポンプサイクル１０に安定した性能を発揮させることができる。

これらに加えて、本実施形態の統合弁１４では、冷媒導入穴１４１ｇを、分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの長手方向一端部側よりも長手方向他端部側に近い部位に開口して、気液分離空間１４１ｂの軸方向に延びる長穴で構成している。

これによれば、気液分離空間１４１ｂにおける冷媒の助走区間を確保しつつ、気液分離空間１４１ｂの径方向内側への冷媒の拡散を抑えて、気液分離空間１４１ｂの径方向外側の壁面に沿って流すことが可能となる。このため、気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒に対して効果的に遠心力を作用させることができ、統合弁１４の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。この結果、気液分離空間１４１ｂの省スペース化を図り、統合弁１４全体としての小型化を図ることができる。延いては、ヒートポンプサイクル１０全体としての小型化を図り、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もできる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、気相冷媒側弁体１８として、胴体部１８ａの外径と気相冷媒通路１４２ｂの内径との寸法関係が隙間バメの関係となっているものを採用したが、胴体部１８ａと気相冷媒通路１４２ｂとの間に隙間が生じていると、気相冷媒通路１４２ｂ側の冷媒圧力が背圧室１４２ｅ側に漏れてしまうことが懸念される。

このような漏れは、気相冷媒側弁体１８の作動不良や液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力の上昇を招いて固定絞り１７上流側冷媒の乾き度を変化させてしまうおそれがある。これに対して、胴体部１８ａの外周側にシール部材（例えば、Ｏリングあるいはピストンリング）を設ける構成が考えられるものの、このようなシール部材は、気相冷媒側弁体１８が変位する際の摺動抵抗を増加させてしまう。

そこで、本実施形態では、図２０に示すように、ストッパ１８ｃとして、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開いた際に、気相冷媒側弁体１８のうち胴体部１８ａの軸方向他端側の外周部が当接するストッパ１８ｃを採用している。そして、このストッパ１８ｃのうち気相冷媒側弁体１８と当接する部位に樹脂性の円環状のシール部材１８ｅを設けている。

なお、図２０Ａは、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを閉じた状態を示す拡大断面図であり、図２０Ｂは、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開いた状態を示す拡大断面図である。その他の車両用空調装置１の構成および作動は第１実施形態と同様である。従って、本実施形態の統合弁１４およびヒートポンプサイクル１０では、第１実施形態と全く同様の効果を得ることができる。

さらに、上述のストッパ１８ｃを採用していることにより、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開いた際に、気相冷媒側弁体１８とストッパ１８ｃとの当接部からの冷媒の漏れを抑制することができる。すなわち、気相冷媒通路１４２ｂ側から液相冷媒流出口１４１ｅ側への冷媒の漏れを抑制することができ、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開いた状態を維持できる。

また、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを閉じた際には、気相冷媒通路１４２ｂ側の冷媒圧力と液相冷媒流出口１４１ｅ側の冷媒圧力（背圧室１４２ｅ内の冷媒圧力）との圧力差が同等となるので、気相冷媒通路１４２ｂ側から液相冷媒流出口１４１ｅ側への冷媒漏れは問題とならない。

さらに、第１実施形態と同様に、気相冷媒側弁体１８の胴体部１８ａの外径と気相冷媒通路１４２ｂの内径との寸法関係が隙間バメの関係となっているものを採用することができるので、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂ内を変位する際の摺動抵抗を増加させることもない。

（第３実施形態）
第２実施形態では、規制部材をストッパ１８ｃで構成するとともに、ストッパ１８ｃ側にシール部材１８ｅを配置した例を説明したが、本実施形態では、図２１に示すように、規制部材を気相冷媒通路１４２ｂの内径を縮径化して形成したテーパ状の当接部１４２ｇで構成するとともに、気相冷媒側弁体１８側にシール部材１８ｅを配置した例を説明する。なお、図２１Ａ、図２１Ｂは、それぞれ、図２０Ａ、図２０Ｂに対応する図面である。

具体的には、本実施形態の気相冷媒側弁体１８の軸方向他端側には、当接部１４２ｇの形状に適合する形状の先端部が形成されており、この先端部の外周側にＯリングからなる円環状のシール部材１８ｅを配置している。その他の構成および作動は第１実施形態と全く同様である。従って、本実施形態の統合弁１４およびヒートポンプサイクル１０では、第１実施形態と全く同様の効果を得ることができる。

さらに、上述の当接部１４２ｇおよび気相冷媒側弁体１８を採用していることにより、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開いた際に、気相冷媒通路１４２ｂ側から液相冷媒流出口１４１ｅ側への冷媒の漏れを抑制することができ、第２実施形態と同様の効果を得ることもできる。

（第４実施形態）
本実施形態では、第１実施形態の統合弁１４に対して、図２２の断面図、および図２３の断面図に示すように、ボデー１４０の気液分離空間１４１ｂ内に分離された液相冷媒の飛散を防止するためのシャッタ部材２８を追加している。なお、図２２は、第１実施形態の図４に対応する図面であって、ソレノイド１６に電力が供給されていない状態における断面図を示し、図２３は、図２２に示す気液分離空間１４１ｂを拡大した断面図を示している。

シャッタ部材２８は、分離気相冷媒出口穴１４２ｄと分離液相冷媒出口穴１４１ｃとの間に配置されて、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直に広がる円盤状の板状部材２８ａと、この板状部材２８ａを気液分離空間１４１ｂの下方側面に固定するための複数の脚部２８ｂとを有して構成されている。その他の構成および作動は第１実施形態と全く同様である。従って、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施形態の統合弁１４では、シャッタ部材２８を備えているので、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を、複数の脚部２８ｂおよび円盤状の板状部材２８ａの隙間から分離液相冷媒出口穴１４１ｃへ流れ込ませ、この際、分離液相冷媒出口穴１４１ｃにて巻き上げられた液相冷媒が飛散して、分離気相冷媒出口穴１４２ｄ内へ液相冷媒が流入してしまうことを防止できる。

その結果、中間圧ポート１１ｂから液相冷媒が圧縮機１１（具体的には、高段側圧縮機構）に吸入されることを抑制して、圧縮機１１の液圧縮の問題を回避できる。なお、本実施形態の統合弁１４に、第２、第３実施形態で説明した気相冷媒側弁体１８および規制部材を採用してもよい。

ここで、本実施形態では、統合弁１４における気液分離効率、およびシャッタ部材２８の追加による統合弁１４内部の圧力損失ΔＰを考慮して、シャッタ部材２８（板状部材２８ａ）の直径Ｄｓを以下の関係式Ｆ５、Ｆ６が成立する範囲に設定している。

Ｄｐ≦Ｄｓ≦（Ｄｘ＋Ｄｒ）／２…Ｆ５
π×（Ｄｒ／２）^２−π×（Ｄｘ／２）^２＝π×（Ｄｏ／２）^２…Ｆ６
但し、Ｄｐが分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの直径（外径）、Ｄｒが気液分離空間１４１ｂの直径、Ｄｏが分離液相冷媒出口穴１４１ｃの直径を示している。「Ｄｘ」は、軸方向から見たときに気液分離空間１４１ｂとシャッタ部材２８との間に形成されるリング状部分の面積（Ｆ６の左辺に相当）が、分離液相冷媒出口穴１４１ｃの径方向の断面積（Ｆ６の右辺に相当）と等しくなる際のシャッタ部材２８の外径（相当直径）を示している。なお、数式Ｆ６を整理すると、「Ｄｘ＝（Ｄｒ^２−Ｄｏ^２）^１／２」となる。

この点について図２４を用いて説明する。図２４は、図２３に示す統合弁１４において、シャッタ部材２８の直径Ｄｓを変化させた際の統合弁１４内部の圧力損失ΔＰ、および気液分離空間１４１ｂにおける気液分離効率（％）の変化を示す特性図である。なお、圧力損失ΔＰは、統合弁１４の各弁体１５、１８にて液相冷媒通路１４１ｄを開き、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる運転モード時における計測値であり、気液分離効率は、統合弁１４の各弁体１５、１８にて液相冷媒通路１４１ｄを閉じ、気相冷媒通路１４２ｂを開く運転モード時における計測値である。

図２４に示すように、シャッタ部材２８の直径Ｄｓを小さくしていく程、気液分離効率が低下する傾向があるが、シャッタ部材２８の直径Ｄｓが、分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの直径Ｄｐを下回ると、急激に気液分離効率が低下することが分かる。逆の観点から見れば、シャッタ部材２８の直径Ｄｓが、分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの直径Ｄｐ以上となると、安定して高い気液分離効率が維持されることが分かる。

このため、本実施形態では、統合弁１４内部の気液分離効率を考慮して、シャッタ部材２８の直径Ｄｓの下限を分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの直径Ｄｐに設定している（Ｄｐ≦Ｄｓ）。

ところで、シャッタ部材２８の直径Ｄｓを大きくし過ぎると、統合弁１４の各弁体１５、１８にて液相冷媒通路１４１ｄを開き、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる運転モード時（冷房運転モード時等）に、シャッタ部材２８自身が、シャッタ部材２８の外周側と気液分離空間１４１ｂとの間の通路抵抗となり、冷媒がシャッタ部材２８の外周側と気液分離空間１４１ｂとの間を通過する際の圧力損失が大きくなってしまうといった背反がある。

具体的には、図２４に示すように、シャッタ部材２８の直径Ｄｓが、Ｄｘを上回ると、急激に圧力損失ΔＰが高くなることが分かる。このような統合弁１４内部の圧力損失ΔＰの増大は、システム性能低下を要因となってしまう。

このため、本発明者らは、圧力損失ΔＰによるシステム性能低下の許容範囲を考慮して、シャッタ部材２８の直径Ｄｓの上限を、Ｄｘおよび気液分離空間１４１ｂの直径Ｄｒの中間値（＝（Ｄｘ＋Ｄｒ）／２）に設定している。

なお、統合弁１４内部の圧力損失ΔＰを抑制する観点からは、シャッタ部材２８の直径Ｄｓの上限を、Ｄｘに設定することがより好ましい。この場合、気液分離空間１４１ｂとシャッタ部材２８との間に形成されるリング状部分の面積が、分離液相冷媒出口穴１４１ｃの径方向の断面積以上となるので、シャッタ部材２８の追加に伴う統合弁１４内部の圧力損失ΔＰの増加を効果的に抑制できる。

以上の如く、本実施形態の統合弁１４によれば、統合弁１４における気液分離効率、およびシャッタ部材２８の追加による統合弁１４内部の圧力損失ΔＰを考慮して、シャッタ部材２８の直径Ｄｓを規定している。このため、シャッタ部材２８により生じる圧力損失を抑制しつつ、統合弁１４の内部における気液分離効率の向上を図ることができる。

なお、本実施形態では、シャッタ部材２８の板状部材２８ａを単に円盤状の部材で構成する例を説明したが、シャッタ部材２８（板状部材２８ａ）の分離気相冷媒出口穴１４２ｄ側の外周縁部を、分離液相冷媒出口穴１４１ｃ側から分離気相冷媒出口穴１４２ｄ側に向かって連続的に縮径することが好ましい。例えば、シャッタ部材２８（板状部材２８ａ）の分離気相冷媒出口穴１４２ｄ側の外周縁部を、図２５の断面図に示すようにテーパ形状とすればよい。また、図２６の断面図に示すように、シャッタ部材２８（板状部材２８ａ）の分離気相冷媒出口穴１４２ｄ側の外周縁部をＲ形状としてもよい。

これによれば、冷媒がシャッタ部材２８（板状部材２８ａ）の周囲を流れる際に、分離気相冷媒出口穴１４２ｄ側から分離液相冷媒出口穴１４１ｃ側へ円滑に流れるので、シャッタ部材２８により生じる圧力損失ΔＰの低減を図ることができる。

また、本実施形態では、シャッタ部材２８を、円盤状の板状部材２８ａ、および当該板状部材２８ａを気液分離空間１４１ｂの下方側面に固定する複数の脚部２８ｂ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、図２７に示すように、分離液相冷媒出口穴１４１ｃを、気液分離空間１４１ｂの径方向中心から外側にずれた位置に形成すると共に、円盤状の板状部材２８ａ、および当該板状部材２８ａを気液分離空間１４１ｂの径方向中心の下方側面に固定する単一の脚部２８ｂで構成するようにしてもよい。このように、単一の脚部２８ｂにて板状部材２８ａを固定する構成とすれば、シャッタ部材２８の組付性の向上を図ることができる。

さらに、本実施形態では、シャッタ部材２８を、円盤状の板状部材２８ａ、および当該板状部材２８ａを気液分離空間１４１ｂの下方側面に固定する複数の脚部２８ｂ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、図２８に示すように、シャッタ部材２８を、円盤状の板状部材２８ａ、および当該板状部材２８ａを分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの長手方向一端部（下端部）に固定する複数の脚部２８ｂで構成するようにしてもよい。

これによれば、分離気相冷媒流出パイプ部１４２ｃの長手方向一端部にシャッタ部材２８を固定するだけでよく、シャッタ部材２８を気液分離空間１４１ｂの奥まった部位（軸方向の底面部位）に固定する場合に比べて、シャッタ部材２８の組付性の向上を図ることができる。

（第５実施形態）
上述の各実施形態では、金属ブロックで構成されるロワーボデー１４１およびアッパーボデー１４２の内部に、液相冷媒や気相冷媒が流通する冷媒通路を構成する例を説明したが、固定絞り１７通過後の冷媒の温度と、固定絞り１７通過前の冷媒の温度との温度差が大きく（３０℃前後）、固定絞り１７通過後の低温の冷媒（気液混相状態の冷媒）によって、各ボデー１４１、１４２を介して固定絞り１７通過前の液相冷媒が冷却されてしまう可能性がある。つまり、各ボデー１４１、１４２を比較的熱伝導率の高い金属材料で構成すると、固定絞り１７通過前後の冷媒が、各ボデー１４１、１４２を介して間接的に熱交換して、固定絞り１７の減圧特性（固定絞り１７前後の冷媒の流量特性）が変化してしまう可能性がある。このような固定絞り１７の減圧特性の変化は、ヒートポンプサイクル１０のサイクルバランスに影響することから好ましくない。

そこで、本実施形態では、ボデー１４０において、液相冷媒通路１４１ｄにおける固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り１７を構成する部位の双方を、他の部位よりも熱抵抗の高い材料（熱伝導率の低い材料）で構成している。

本実施形態の統合弁１４の具体例について図２９の断面図を用いて説明する。図２９に示すように、本実施形態の統合弁１４は、アッパーボデー１４２の外周側壁面に冷媒流入口１４１ａが形成されると共に、アッパーボデー１４２内部に気液分離空間１４１ｂが形成されている。なお、本実施形態の冷媒流入口１４１ａの形態や気液分離空間１４１ｂの容積等については、第１実施形態と同様である。

ロワーボデー１４１には、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直な方向（本実施形態では水平方向）に延びる２つの有底穴が、互いに直交するように形成されている。なお、各有底穴は、それぞれ底面側で連通するように構成されている。

各有底穴のうち、一方の有底穴は、その径方向に形成された連通穴を介して気液分離空間１４１ｂに連通すると共に、その内部の底部側に筒状体１４３が収容されている。また、他方の有底穴は、ロワーボデー１４１の外周壁面に開口する開口部を有しており、当該開口部が液相冷媒流出口１４１ｅを構成している。

筒状体１４３は、その軸方向が、気液分離空間１４１ｂの軸方向に直交するように配置される有底円筒状の部材で形成されており、ロワーボデー１４１の有底穴内部に収容されている。本実施形態の筒状体１４３は、金属部材よりも熱抵抗の高い部材（熱伝導率の低い部材）である樹脂部材で構成されている。

筒状体１４３の内周側には、液相冷媒通路１４１ｄが形成され、他方の有底穴を介して液相冷媒流出口１４１ｅに連通している。また、筒状体１４３の冷媒流れ上流側の開口部には、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直な方向に吐出する円環状の突出部が形成されている。

筒状体１４３の突出部の上端面には、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた際に、液相冷媒側弁体１５のシール部材１５ｂが当接する弁座部１４１ｆが形成されている。弁座部１４１ｆは、シール部材１５ｂに適合するように円環状に形成されている。

また、筒状体１４３の突出部の外周側には、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた際に、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を減圧させて液相冷媒流出口１４１ｅ側へ流出させる固定絞り１７が形成されている。つまり、本実施形態の統合弁１４は、液相冷媒通路１４１ｄにおける固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り１７を構成する部位の双方が、他の部位よりも熱抵抗の高い材料で構成された筒状体１４３に形成されている。

ロワーボデー１４１の一方の有底穴には、筒状体１４３内部に形成された液相冷媒通路１４１ｄを開閉する液相冷媒側弁体１５、および液相冷媒側弁体１５に液相冷媒通路１４１ｄを開く側への荷重をかけるコイルバネからなるスプリング（弾性部材）１５ａ等が収容されている。

液相冷媒側弁体１５は、シャフト１５ｃを介してソレノイド１６の稼動部材に連結されており、ソレノイド１６に電力が供給されることで変位するように構成されている。スプリング１５ａは、液相冷媒側弁体１５に対して、液相冷媒側弁体１５の先端部に配置された樹脂性のシール部材１５ｂが筒状体１４３に形成された弁座部１４１ｆから離間する方向への荷重をかけるものである。

本実施形態では、空調制御装置４０がソレノイド１６に電力を供給すると、稼動部材に作用する電磁力によって、液相冷媒側弁体１５に液相冷媒通路１４１ｄを閉じる側の荷重がかかる。そして、この電磁力による荷重がスプリング１５ａによる荷重を超えることによって、液相冷媒側弁体１５が変位して液相冷媒通路１４１ｄを閉じる。

つまり、本実施形態のソレノイド１６、液相冷媒側弁体１５、および筒状体１４３の弁座部１４１ｆ等は、いわゆるノーマルオープン型の電磁弁を構成している。なお、ソレノイド１６は、ロワーボデー１４１の一方の有底穴の開口部を閉塞する閉塞部材としての機能も果たしている。

なお、本実施形態では、第１実施形態で説明した第１暖房運転モード時に、ソレノイド１６を通電状態として、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じ、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを開くように統合弁１４の作動を制御する。また、第１実施形態で説明した冷房運転モード、除湿暖房運転モード、および第２暖房運転モード時に、ソレノイド１６を非通電状態として、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを開き、気相冷媒側弁体１８が気相冷媒通路１４２ｂを閉じるように統合弁１４の作動を制御する。

その他の構成および作動は、第１実施形態と同様であり、本実施形態の統合弁１４によれば、第１実施形態で説明した効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

本実施形態の統合弁１４では、液相冷媒通路１４１ｄにおける固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り１７を構成する部位の双方を、他の部位よりも熱抵抗の高い材料で構成された筒状体１４３に形成している。

これによれば、ボデー１４０や固定絞り１７を介した固定絞り１７通過後の冷媒と固定絞り１７通過前の液相冷媒との間接的な熱移動が抑制される。従って、固定絞り１７の減圧特性の変化を効果的に抑制できる。その結果、統合弁１４の冷媒流れ下流側に位置する熱交換器の吸熱量の低下を抑制できる。さらに、固定絞り１７にて減圧された液相冷媒によって、気相冷媒通路１４２ｂを介して流出する気相冷媒の降温が抑制されることから、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際の暖房能力の低下を抑制できる。

なお、本実施形態の如く、液相冷媒通路１４１ｄにおける固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り１７を構成する部位の双方を、他の部位よりも熱抵抗の高い材料で構成することが望ましいが、これに限定されない。例えば、液相冷媒通路１４１ｄにおける固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り１７を構成する部位を別部材で構成し、いずれか一方を他の部位よりも熱抵抗の高い材料で構成するようにしてもよい。

（第６実施形態）
本実施形態では、上述の第５実施形態に対して、統合弁１４の構成を変更した例を説明する。なお、本実施形態では、第１〜第５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、固定絞り１７から流出した冷媒が、統合弁１４の液相冷媒流出口１４１ｅに、室外熱交換器２０の冷媒入口側に接続された冷媒配管を連結する配管連結部材１４４の内部に直接的に流れる構成としている。

本実施形態の統合弁１４の具体例について図３０の断面図を用いて説明する。図３０に示すように、本実施形態の統合弁１４は、ロワーボデー１４１に、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直な方向に延びる第１の有底穴、および気液分離空間１４１ｂの軸方向に延びる第２の有底穴が形成されている。なお、各有底穴は、それぞれ底面側で連通するように構成されており、液相冷媒通路１４１ｄとして機能する。

第１の有底穴は、その径方向に形成された連通穴を介して気液分離空間１４１ｂに連通している。第１の有底穴には、その内部に形成された液相冷媒通路１４１ｄを開閉する液相冷媒側弁体１５、およびスプリング（弾性部材）１５ａ等が収容されている。また、第１の有底穴の下方側には、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた際に、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を減圧させて液相冷媒流出口１４１ｅ側へ流出させる固定絞り１７が形成されている。本実施形態の固定絞り１７は、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直な方向に延びる貫通穴によって構成されている。なお、本実施形態では、第５実施形態の筒状体１４３を廃しており、液相冷媒通路１４１ｄおよび固定絞り１７をロワーボデー１４１に形成している。

第２の有底穴は、室外熱交換器２０の冷媒入口側に接続された冷媒配管を連結する配管連結部材１４４が接続されている。

配管連結部材１４４は、気液分離空間１４１ｂの軸方向に延びる円筒状の金属部材で形成されており、ボデー１４０の最下端部に位置する液相冷媒流出口１４１ｅに樹脂性のシール部材（Ｏリング）１４４ａを介して締結固定されている。

配管連結部材１４４は、シール部材１４４ａよりも上方側部位が、ロワーボデー１４１と当接しないように、その外径が縮径されている。つまり、配管連結部材１４４における縮径された縮径部１４４ｂとロワーボデー１４１との間には、隙間があいており直接的な熱移動が抑制される構造となっている。

また、配管連結部材１４４の縮径部１４４ｂには、固定絞り１７から流出した冷媒が、直接的に配管連結部材１４４の内部に流入するように、固定絞り１７と対向する位置に連通穴１４４ｃが形成されている。

その他の構成および作動は、第１実施形態と同様であり、本実施形態の統合弁１４によれば、第１実施形態で説明した効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

本実施形態の統合弁１４では、固定絞り１７から流出した冷媒が、ロワーボデー１４１と当接しない配管連結部材１４４の縮径部１４４ｂに設けた連通穴１４４ａを介して、配管連結部材１４４の内部に直接的に流れる構成としている。

これによれば、ボデー１４０や固定絞り１７を介した固定絞り１７通過後の冷媒と固定絞り１７通過前の液相冷媒との間接的な熱移動が抑制される。従って、固定絞り１７の減圧特性の変化を効果的に抑制できる。その結果、統合弁１４の冷媒流れ下流側に位置する熱交換器の吸熱量の低下を抑制できる。さらに、固定絞り１７にて減圧された液相冷媒によって、気相冷媒通路１４２ｂを介して流出する気相冷媒の降温が抑制されることから、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際の暖房能力の低下を抑制できる。

（第７実施形態）
本実施形態では、上述の第６実施形態に対して、統合弁１４の構成を変更した例を説明する。なお、本実施形態では、第１〜第６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、固定絞り１７から流出する冷媒の流出方向と液相冷媒通路１４１ｄにおける固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅに至る冷媒通路を流通する冷媒の流れ方向とを同じ方向とすることで、固定絞り１７から流出した冷媒が、配管連結部材１４４の内部に直接的に流れる構成としている。

本実施形態の統合弁１４の具体例について図３１の断面図を用いて説明する。図３１に示すように、本実施形態の統合弁１４は、ロワーボデー１４１に、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直な方向に延びる貫通穴が形成されている。この貫通穴は、その径方向に形成された連通穴を介して気液分離空間１４１ｂに連通しており、液相冷媒通路１４１ｄとして機能する。貫通穴の内部には、液相冷媒通路１４１ｄを開閉する液相冷媒側弁体１５、およびスプリング（弾性部材）１５ａ等が収容されている。また、貫通穴の軸中心部には、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた際に、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を減圧させて液相冷媒流出口１４１ｅ側へ流出させる固定絞り１７が形成されている。

貫通穴における一端側には、配管連結部材１４４が接続されている。本実施形態の配管連結部材１４４は、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直な方向に延びる円筒状の金属部材で形成されている。また、配管連結部材１４４は、その軸中心部が、固定絞り１７の軸方向と同軸上となるように配置されると共に、その軸方向において、固定絞り１７の穴部および液相冷媒通路１４１ｄの双方と重合するように、内径が拡大されている。

その他の構成および作動は、第１実施形態と同様であり、本実施形態の統合弁１４によれば、第１実施形態で説明した効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

本実施形態の統合弁１４では、固定絞り１７から流出する冷媒の流出方向と液相冷媒通路１４１ｄにおける固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅに至る冷媒通路を流通する冷媒の流れ方向とを同方向としている。

これによれば、固定絞り１７から流出した冷媒が、ロワーボデー１４１と当接しない配管連結部材１４４の縮径部１４４ｂに設けた連通穴１４４ａを介して、配管連結部材１４４の内部に直接的に流れる。このため、ボデー１４０や固定絞り１７を介した固定絞り１７通過後の冷媒と固定絞り１７通過前の液相冷媒との間接的な熱移動が抑制される。従って、固定絞り１７の減圧特性の変化を効果的に抑制できる。その結果、統合弁１４の冷媒流れ下流側に位置する熱交換器の吸熱量の低下を抑制できる。さらに、固定絞り１７にて減圧された液相冷媒によって、気相冷媒通路１４２ｂを介して流出する気相冷媒の降温が抑制されることから、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際の暖房能力の低下を抑制できる。

（第８実施形態）
本実施形態では、上述の第５実施形態に対して、統合弁１４の構成を変更した例を説明する。なお、本実施形態では、第１〜第７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のボデー１４０における気液分離空間１４１ｂから固定絞り１７へ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位を、他の部位よりも熱抵抗が高くなるように断面積を小さくしている。

本実施形態の統合弁１４の具体例について図３２の断面図を用いて説明する。図３２に示すように、本実施形態の統合弁１４は、アッパーボデー１４２における気液分離空間１４１ｂを構成する部位の外周側壁に、径方向内側に凹ませた凹部１４２ｈが形成されている。この凹部１４２ｈによって、アッパーボデー１４２における気液分離空間１４１ｂから固定絞り１７へ至る冷媒通路を構成する部位の厚み（断面積）がその周囲に比べて小さくなっている。すなわち、アッパーボデー１４２の外壁に形成した凹部１４２ｈによって、気液分離空間１４１ｂから固定絞り１７へ至る冷媒通路を構成する部位の熱抵抗が高くなっている。

また、本実施形態のロワーボデー１４１には、気液分離空間１４１ｂの軸方向に垂直な方向に延びる第１の有底穴、および気液分離空間１４１ｂの軸方向に延びる第２の有底穴が形成されている。なお、各有底穴は、それぞれ底面側で連通するように構成されており、液相冷媒通路１４１ｄとして機能する。

第１の有底穴は、その径方向に形成された連通穴を介して気液分離空間１４１ｂに連通している。第１の有底穴には、その内部に形成された液相冷媒通路１４１ｄを開閉する液相冷媒側弁体１５、スプリング（弾性部材）１５ａ、液相冷媒通路１４１ｄや固定絞り１７が形成された筒状体１４３等が収容されている。

また、第２の有底穴には、その底面側に円筒状のインサート部材１４５が収容されると共に、開口部側に室外熱交換器２０の冷媒入口側に接続された冷媒配管を連結する配管連結部材１４４が接続されている。

インサート部材１４５の内部は、冷媒が流通する液相冷媒通路１４１ｄの一部を構成しており、ロワーボデー１４１と固定絞り１７通過後の冷媒とロワーボデー１４１との間で熱移動しないように、熱抵抗の高い樹脂部材で構成されている。

配管連結部材１４４は、気液分離空間１４１ｂの軸方向に延びる円筒状の金属部材で形成されており、ボデー１４０の最下端部に位置する液相冷媒流出口１４１ｅに樹脂性のシール部材（Ｏリング）１４４ａを介して締結固定されている。

本実施形態の配管連結部材１４４は、固定絞り１７通過後の冷媒とロワーボデー１４１との間で熱移動しないように、熱抵抗の高い樹脂性のパッキン１４４ｂを介して、液相冷媒流出口１４１ｅの周縁部に当接するように締結固定されている。

本実施形態のロワーボデー１４１には、筒状体１４３を収容する部位の底面部に、軸方向内側に凹ませた凹部１４１ｉが形成されている。さらに、ロワーボデー１４１には、内部に液相冷媒通路１４１ｄが形成されたインサート部材１４５および配管連結部材１４４を収容する部位に、径方向内側に凹ませた凹部１４１ｊが形成されている。

これら凹部１４１ｉ、１４１ｊによってロワーボデー１４１における固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位の厚み（断面積）がその周囲に比べて小さくなっている。すなわち、ロワーボデー１４１の外壁に形成した凹部１４１ｉ、１４１ｊによって、気液分離空間１４１ｂから固定絞り１７へ至る冷媒通路を構成する部位の熱抵抗が高くなっている。

その他の構成および作動は、第１実施形態と同様であり、本実施形態の統合弁１４によれば、第１実施形態で説明した効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

本実施形態の統合弁１４では、液相冷媒通路１４１ｄにおける固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り１７を構成する部位の双方を、他の部位よりも熱抵抗の高い樹脂性の筒状体１４３およびインサート部材１４５に形成している。

さらに、ボデー１４０に形成した凹部１４１ｉ、１４１ｊ、１４２ｈによって、統合弁１４のボデー１４０における気液分離空間１４１ｂから固定絞り１７へ至る冷媒通路を構成する部位、および固定絞り１７から液相冷媒流出口１４１ｅへ至る冷媒通路を構成する部位を、他の部位よりも熱抵抗が高くなるように断面積を小さくしている。

これらによれば、ボデー１４０や固定絞り１７を介した固定絞り１７通過後の冷媒と固定絞り１７通過前の液相冷媒との間接的な熱移動が抑制される。従って、固定絞り１７の減圧特性の変化を効果的に抑制できる。その結果、統合弁１４の冷媒流れ下流側に位置する熱交換器の吸熱量の低下を抑制できる。さらに、固定絞り１７にて減圧された液相冷媒によって、気相冷媒通路１４２ｂを介して流出する気相冷媒の降温が抑制されることから、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際の暖房能力の低下を抑制できる。

なお、本実施形態の如く、アッパーボデー１４２およびロワーボデー１４１の外壁の双方に凹部１４１ｉ、１４１ｊ、１４２ｈを形成することが望ましいが、これに限らず、アッパーボデー１４２およびロワーボデー１４１の外壁のいずれか一方に凹部１４１ｉ、１４１ｊ、１４２ｈを形成するようにしてもよい。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、本発明のヒートポンプサイクル１０を電気自動車用の車両用空調装置１に適用した例を説明したが、本発明のヒートポンプサイクル１０は、例えば、エンジン（内燃機関）および走行用電動モータから走行用の駆動力を得るハイブリッド車両のように、エンジン廃熱が暖房用熱源として不充分となることのある車両に適用して有効である。

さらに、本発明のヒートポンプサイクル１０は、例えば、据置型空調装置、冷温保存庫、液体加熱装置等に適用してもよい。さらに、液体加熱装置に適用する場合は、利用側熱交換器として液体−冷媒熱交換器を採用し、流量調整手段として液体−冷媒熱交換器へ流入する液体流量を調整する液体ポンプあるいは流量調整弁を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、冷媒回路を切り替えることによって、種々の運転モードを実現可能なヒートポンプサイクル１０について説明したが、例えば、第１〜第４実施形態の統合弁１４を採用した場合には、ソレノイド１６に通電しないことで、専ら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を容易に構成できる。

（２）上述の実施形態における液相冷媒側弁体１５、および気相冷媒側弁体１８は、金属で形成されたものを採用できるが、さらに、樹脂で形成されたものを採用してもよい。特に、差圧弁を構成する気相冷媒側弁体１８を樹脂で形成することによって、気相冷媒側弁体１８の軽量化を図り、作動不良を抑制することができる。さらに、ストッパ１８ｃ、シャッタ部材２８、筒状体１４３等も金属あるいは樹脂にて形成されたものを採用してもよい。

（３）上述の実施形態では、ボデー１４０の形状として外観略円柱状のものを採用した例を説明したが、ボデー１４０の形状はこれに限定されない。角柱状のものを採用してもよい。さらに、搭載対象物に搭載される際の搭載スペースに適合する形状のものを採用すれば、ヒートポンプサイクル全体としての搭載対象物への搭載性をより一層向上させることができる。

（４）上述の実施形態では、ボデー１４０の気液分離空間１４１ｂの軸方向を鉛直方向に配置した例を説明したが、気液分離空間１４１ｂの軸方向は鉛直方向と一致していなくてもよい。例えば、車両等に搭載されるヒートポンプサイクル１０では、車両走行時の車両全体の傾き等によって、気液分離空間１４１ｂの軸方向が鉛直方向と一致しなくなってしまうことがある。

この場合、車両全体の傾き等から想定される範囲の統合弁１４の搭載状態において、液相冷媒通路１４１ｄおよび固定絞り１７が、分離気相冷媒出口穴１４２ｄよりも、下方側に配置され、さらに、気相冷媒通路１４２ｂが、分離気相冷媒出口穴１４２ｄよりも、上方側に配置されるように搭載すればよい。

（５）上述の第１〜第４実施形態では、ソレノイド１６、液相冷媒側弁体１５および液相冷媒通路１４１ｄの弁座部１４１ｆ等によって、ノーマルクローズ型の電磁弁を構成した例を説明したが、ソレノイド１６に非通電時に、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを開くノーマルオープン型の電磁弁を構成してもよい。

また、上述の第５〜第８実施形態では、ソレノイド１６、液相冷媒側弁体１５等によって、ノーマルオープン型の電磁弁を構成した例を説明したが、ソレノイド１６に通電した時に、液相冷媒側弁体１５が液相冷媒通路１４１ｄを閉じるノーマルクローズ型の電磁弁で構成してもよい。

さらに、この電磁弁を、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て、小型の弁体を変位させ、この小型の弁体（パイロット弁）の変位によって生じる圧力差によってメインバルブ（上述の実施形態では、液相冷媒側弁体１５）を作動させる、いわゆるパイロット方式の電磁弁によって構成してもよい。

（６）上述の第５〜第８実施形態では、気液分離空間１４１ｂ内部にシャッタ部材２８を配置する例について説明したが、シャッタ部材２８については必須ではなく、省略してもよい。

（７）上述の各実施形態において、少なくとも統合弁１４の説明に用いた図面は、統合弁１４の具体例を示すものであり、これに限定されず、各図面で示す統合弁１４の各種構成を可能な範囲で適宜組み合わせることができる。

１０ ヒートポンプサイクル
１１ 圧縮機
１１ａ 吸入ポート
１１ｂ 中間圧ポート
１１ｃ 吐出ポート
１２ 室内凝縮器（利用側熱交換器、第１利用側熱交換器）
１３ 高段側膨脹弁（高段側減圧手段、第１減圧手段）
１４ 統合弁
１５ 液相冷媒側弁体
１６ ソレノイドアクチュエータ
１７ 固定絞り
１８ 気相冷媒側弁体
１８ｃ ストッパ
１８ｄ シール部材
１９ 圧力導入通路
２０ 室外熱交換器
１４０ ボデー
１４１ａ 冷媒流入口
１４１ｂ 気液分離空間
１４１ｄ 液相冷媒通路
１４１ｅ 液相冷媒流出口
１４２ａ 気相冷媒流出口
１４２ｂ 気相冷媒通路
１４２ｄ 分離気相冷媒出口穴

Claims (21)

1. 冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）を有するヒートポンプサイクル（１０）に適用される統合弁であって、
   前記圧縮機（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（１４１ａ）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（１４１ｂ）にて分離された気相冷媒を流出させる気相冷媒流出口（１４２ａ）および前記気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒を流出させる液相冷媒流出口（１４１ｅ）が形成されたボデー（１４０）を備え、
   前記ボデー（１４０）の内部には、前記気液分離空間（１４１ｂ）から前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）、前記液相冷媒側弁体（１５）が前記液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際に液相冷媒を減圧させて前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）側へ流出させる固定絞り（１７）、および、前記気液分離空間（１４１ｂ）から前記気相冷媒流出口（１４２ａ）へ至る気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されており、
   前記気相冷媒側弁体（１８）は、前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と前記気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力との圧力差によって変位する差圧弁で構成されていることを特徴とする統合弁。
2. 前記気相冷媒側弁体（１８）は、前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力が前記気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力よりも低くなった際に前記気相冷媒通路（１４２ｂ）を開く差圧弁で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の統合弁。
3. さらに、前記ボデー（１４０）の内部には、前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒の圧力を前記気相冷媒側弁体（１８）に作用させる圧力導入通路（１９）が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の統合弁。
4. さらに、電力を供給されることによって前記液相冷媒側弁体（１５）を変位させる電磁機構（１６）を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の統合弁。
5. 前記液相冷媒通路（１４１ｄ）および前記固定絞り（１７）は、前記気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒を前記気相冷媒通路（１４２ｂ）側へ流出させる分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）よりも、下方側に配置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つに記載の統合弁。
6. 前記気相冷媒通路（１４２ｂ）は、前記気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒を前記気相冷媒通路（１４２ｂ）側へ流出させる分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）よりも、上方側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の統合弁。
7. 前記気相冷媒側弁体（１８）が前記気相冷媒通路（１４２ｂ）を開いた際に、前記気相冷媒側弁体（１８）と当接して前記気相冷媒側弁体（１８）の変位を規制する規制部材（１８ｃ）を備え、
   前記気相冷媒側弁体（１８）と前記規制部材（１８ｃ）との当接部のうち少なくとも一方には、前記気相冷媒側弁体（１８）と前記規制部材（１８ｃ）との当接部から冷媒が漏れることを抑制するシール部材（１８ｅ）が配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の統合弁。
8. 前記ボデー（１４０）には、前記気液分離空間（１４１ｂ）から液相冷媒を前記液相冷媒通路（１４１ｄ）側へ流出させる分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）が形成され、
   前記分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）から流出する液相冷媒の流出方向と前記液相冷媒通路（１４１ｄ）を流通する冷媒の流れ方向は、異なる方向になっていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の統合弁。
9. 前記気液分離空間（１４１ｂ）は、円柱状に形成されており、
   さらに、前記気液分離空間（１４１ｂ）では、遠心力の作用によって冷媒の気液が分離されることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の統合弁。
10. 前記気液分離空間（１４１ｂ）の内部には、前記気液分離空間（１４１ｂ）と同軸上に配置されて、内部に前記気相冷媒通路（１４２ｂ）を形成する円筒状の分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）が配置されており、
    前記分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の長手方向一端部には、前記気液分離空間（１４１ｂ）から気相冷媒を前記気相冷媒通路（１４２ｂ）側へ流出させる分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の統合弁。
11. 前記分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）と前記気液分離空間（１４１ｂ）から液相冷媒を前記液相冷媒通路（１４１ｄ）側へ流出させる分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）との間には、前記気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒の前記分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）側への飛散を防止する円盤状のシャッタ部材（２８）が配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の統合弁。
12. 前記シャッタ部材（２８）の直径を「Ｄｓ」、前記分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の直径を「Ｄｐ」、前記気液分離空間（１４１ｂ）の直径を「Ｄｒ」、前記分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）の直径を「Ｄｏ」としたとき、
    Ｄｐ≦Ｄｓ≦（Ｄｘ＋Ｄｒ）／２
    Ｄｘ＝（Ｄｒ^２−Ｄｏ^２）^１／２
    となっていることを特徴とする請求項１１に記載の統合弁。
13. 前記シャッタ部材（２８）は、前記分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）側の外周縁部が、前記分離液相冷媒出口穴（１４１ｃ）側から前記分離気相冷媒出口穴（１４２ｄ）側に向かって連続的に縮径されていることを特徴とする請求項１１または１２に記載の統合弁。
14. 前記冷媒流入口（１４１ａ）から前記気液分離空間（１４１ｂ）へ冷媒を導く冷媒導入通路（１４１ｈ）は、前記気液分離空間（１４１ｂ）の径方向の壁面に形成された冷媒導入穴（１４１ｇ）を介して前記気液分離空間（１４１ｂ）に連通しており、
    前記冷媒導入穴（１４１ｇ）は、前記分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の長手方向一端部よりも長手方向他端部側に近い部位に開口し、前記気液分離空間（１４１ｂ）の軸方向に延びる長穴で構成されていることを特徴とする請求項１０ないし１３のいずれか１つに記載の統合弁。
15. 前記冷媒導入穴（１４１ｇ）における前記分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の長手方向一端部側の端部位置から前記分離気相冷媒流出パイプ部（１４２ｃ）の長手方向一端部までの前記気液分離空間（１４１ｂ）の軸方向における距離を「Ｌｖ」、前記冷媒導入穴（１４１ｇ）における前記気液分離空間（１４１ｂ）の軸方向に延びる縦幅を「Ｄｖ」としたとき、
    Ｌｖ≧（１／２）×Ｄｖ
    となっていることを特徴とする請求項１４に記載の統合弁。
16. 前記ボデー（１４０）は、前記液相冷媒通路（１４１ｄ）における前記固定絞り（１７）から前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る冷媒通路を構成する部位、および前記固定絞りを構成する部位の少なくとも一方が、他の部位よりも熱抵抗の高い材料で構成されていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の統合弁。
17. 前記固定絞り（１７）から流出する冷媒の流出方向と前記液相冷媒通路（１４１ｄ）における前記固定絞り（１７）から前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）に至る冷媒通路を流通する冷媒の流れ方向が同じ方向になっていることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の統合弁。
18. 前記ボデー（１４０）は、前記気液分離空間（１４１ｂ）から前記固定絞り（１７）へ至る冷媒通路を構成する部位、および前記固定絞り（１７）から前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る冷媒通路を構成する部位の少なくとも一部が、他の部位よりも熱抵抗が高くなるように断面積が小さくなっていることを特徴とする請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の統合弁。
19. 吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、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（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
    前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒と熱交換対象流体とを熱交換させて、前記熱交換対象流体を加熱する利用側熱交換器（１２）と、
    前記利用側熱交換器（１２）から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧させる高段側減圧手段（１３）と、
    少なくとも前記高段側減圧手段（１３）にて減圧された中間圧冷媒の気液を分離する機能を有する統合弁（１４）と、
    前記統合弁（１４）から流出した前記低圧冷媒を蒸発させて、前記吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる蒸発器（２０）と、を備え、
    前記統合弁（１４）は、前記高段側減圧手段（１３）にて減圧された前記中間圧冷媒を流入させる冷媒流入口（１４１ａ）、前記冷媒流入口（１４１ａ）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（１４１ｂ）にて分離された気相冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる気相冷媒流出口（１４２ａ）および前記気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒を前記蒸発器（２０）側へ流出させる液相冷媒流出口（１４１ｅ）が形成されたボデー（１４０）を有し、
    前記ボデー（１４０）の内部には、前記気液分離空間（１４１ｂ）から前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）、前記液相冷媒側弁体（１５）が前記液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際に前記液相冷媒を減圧させて前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）側へ流出させる固定絞り（１７）、および、前記気液分離空間（１４１ｂ）から前記気相冷媒流出口（１４２ａ）へ至る気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されており、
    前記気相冷媒側弁体（１８）は、前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と前記気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力との圧力差が生じた際に前記気相冷媒通路（１４２ｂ）を開く差圧弁で構成されていることを特徴とするヒートポンプサイクル。
20. 吸入ポート（１１ａ）から吸入した低圧冷媒を圧縮して吐出ポート（１１ｃ）から高圧冷媒を吐出するとともに、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（１１ｂ）を有する圧縮機（１１）と、
    前記吐出ポート（１１ｃ）から吐出された高圧冷媒を熱交換対象流体と熱交換させる第１利用側熱交換器（１２）と、
    冷媒を前記熱交換対象流体と熱交換させて、前記圧縮機（１１）の吸入ポート（１１ａ）側へ流出させる第２利用側熱交換器（２３）と、
    冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（２０）と、
    前記第１利用側熱交換器（１２）から流出した冷媒を減圧させる第１減圧手段（１３）と、
    前記第２利用側熱交換器（２３）へ流入する冷媒を減圧させる第２減圧手段（２２）と、
    少なくとも前記第１減圧手段（１３）から流出した冷媒の気液を分離して、分離された液相冷媒を流出させる機能を有する統合弁（１４）と、を備え、
    前記統合弁（１４）は、前記第１減圧手段（１３）から流出した冷媒を流入させる冷媒流入口（１４１ａ）、前記冷媒流入口（１４１ａ）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（１４１ｂ）にて分離された気相冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）側へ流出させる気相冷媒流出口（１４２ａ）および前記気液分離空間（１４１ｂ）にて分離された液相冷媒を前記室外熱交換器（２０）側へ流出させる液相冷媒流出口（１４１ｅ）が形成されたボデー（１４０）を有し、
    前記ボデー（１４０）の内部には、前記気液分離空間（１４１ｂ）から前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）へ至る液相冷媒通路（１４１ｄ）を開閉する液相冷媒側弁体（１５）、前記液相冷媒側弁体（１５）が前記液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際に前記液相冷媒を減圧させて前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）側へ流出させる固定絞り（１７）、および、前記気液分離空間（１４１ｂ）から前記気相冷媒流出口（１４２ａ）へ至る気相冷媒通路（１４２ｂ）を開閉する気相冷媒側弁体（１８）が収容されており、
    前記気相冷媒側弁体（１８）は、前記液相冷媒流出口（１４１ｅ）側の冷媒圧力と前記気相冷媒通路（１４２ｂ）側の冷媒圧力との圧力差が生じた際に前記液相冷媒通路（１４１ｄ）を開く差圧弁で構成されており、
    前記液相冷媒側弁体（１５）が前記液相冷媒通路（１４１ｄ）を開いた際には、前記気相冷媒流出口（１４２ａ）から冷媒を流出させることなく、前記液相冷媒流出口から流出した冷媒を前記室外熱交換器（２０）→前記第２減圧手段（２２）→前記第２利用側熱交換器（２３）の順に流す冷媒回路に切り替えられ、
    前記液相冷媒側弁体（１５）が前記液相冷媒通路（１４１ｄ）を閉じた際には、前記液相冷媒流出口から流出した冷媒を前記室外熱交換器（２０）を介して前記吸入ポート（１１ａ）側へ流すとともに、前記気相冷媒流出口（１４２ａ）から流出した冷媒を前記中間圧ポート（１１ｂ）側へ流す冷媒回路に切り替え可能に構成されていることを特徴とするヒートポンプサイクル。
21. さらに、前記統合弁（１４）にて分離された液相冷媒を、前記第２減圧手段（２２）および前記第２利用側熱交換器（２３）を迂回させて、前記吸入ポート（１１ａ）側へ導く迂回用通路（２５）と、
    前記迂回用通路（２５）を開閉する迂回通路開閉弁（２７）と、
    を備えることを特徴とする請求項２０に記載のヒートポンプサイクル。

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