(57)【要約】【課題】耐久寿命を向上させた統合弁を提供する。【解決手段】統合弁５０は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機１１、圧縮機１１から吐出された冷媒を凝縮させる水−冷媒熱交換器１２と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換部１６ａを有する冷凍サイクル装置１０に適用され、水−冷媒熱交換器１２から流出した冷媒を流入させる高圧入口５１ａ、高圧入口５１ａから流入した冷媒を流通させる冷媒流路５５ｃと、冷媒流路５５ｃを流通した冷媒を室外熱交換部１６ａの入口側へ流出させる熱交換部側出口５１ｂが形成されたボデー部５５と、冷媒流路５５ｃの絞り開度を調整する弁体５７と、弁体５７を駆動させるアクチュエータ５９と、を有し、アクチュエータ５９の摺動部には、摺動部を潤滑するグリスが塗布されており、摺動部は、冷媒流路５５ｃの弁体５７よりも下流側に配置されている。【選択図】図２
2020008203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、前記圧縮機から吐出された冷媒を凝縮させる凝縮部（１２）と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換部（１６ａ）を有する冷凍サイクル装置（１０）に適用される統合弁であって、
前記凝縮部から流出した冷媒を流入させる高圧入口（５１ａ）、前記高圧入口から流入した冷媒を流通させる冷媒流路（５５ｃ）と、前記冷媒流路を流通した冷媒を前記室外熱交換部の入口側へ流出させる熱交換部側出口（５１ｂ）が形成されたボデー部（５５）と、
前記冷媒流路の絞り開度を調整する弁体（５７）と、
前記弁体を駆動させるアクチュエータ（５９）と、を有し、
前記アクチュエータの摺動部（５９ｂ）には、前記摺動部を潤滑するグリスが塗布されており、
前記摺動部は、前記冷媒流路の前記弁体よりも下流側に配置されている統合弁。
【請求項２】
前記ボデー部には、前記室外熱交換部から流出した冷媒を流入させる熱交換部側入口（５２ａ）、前記圧縮機の吸入側へ冷媒を流出させる圧縮機側出口（５２ｃ）、及び液相冷媒を蓄える受液部（５３ａ）側へ冷媒を流出させる受液部側出口（５２ｂ）が形成され、
前記高圧入口から流入した冷媒である高圧冷媒と、前記熱交換部側入口から流入した冷媒である室外器流出冷媒との圧力差に応じて変位し、前記ボデー部の内部空間に配置された変位弁（６０）と、
前記変位弁に連動して変位し、前記室外器流出冷媒を、前記圧縮機側出口および前記受液部側出口のいずれか一方に流出させ、前記内部空間に配置された切替弁（７０）と、を有し、
前記変位弁は、前記圧力差が予め定めた基準圧力差以上なっている際に、前記室外器流出冷媒を前記圧縮機側出口から流出させるように前記切替弁を変位させ、更に、前記圧力差が前記基準圧力差よりも小さくなっている際に、前記室外器流出冷媒を前記受液部側出口から流出させるように前記切替弁を変位させるものである請求項１に記載の統合弁。
【請求項３】
前記冷媒流路に配置され、前記熱交換部側出口に開口した流出口側開口部（５６ａ）が形成され、前記高圧入口から流入した冷媒が前記流出口側開口部に流出する弁座部材（５６）を有し、
前記弁体は、前記流出口側開口部の開口面積を調整し、前記流出口側開口部の下流側において前記アクチュエータと連結している請求項２に記載の統合弁。
【請求項４】
前記内部空間の前記弁座部材と前記変位弁との間には、第１圧力室（５５ｋ）が形成され、
前記弁座部材には、前記高圧入口と連通して前記第１圧力室に開口し、前記変位弁が接離可能な第１変位弁用弁座（５６ｂ）が形成され、
前記変位弁を挟んだ前記第１圧力室と反対側の前記内部空間には、前記熱交換部側入口と連通する第２圧力室（５５ｂ）が形成され、
前記変位弁を前記第１変位弁用弁座側に付勢する第１スプリング（６４）を有する請求項３に記載の統合弁。
【請求項５】
前記変位弁と前記切替弁とを連動させるシャフト（６３）を有する請求項２ないし４のいずれか１つに記載の統合弁。
【請求項６】
前記シャフトを軸線方向に移動可能に支持する支持穴（６２ｃ）が形成され、前記ボデー部内に配置されたシャフト支持部材（６２）を有する請求項５に記載の統合弁。
【請求項７】
前記シャフトと前記支持穴との間における冷媒の流通を防止するシール部材（６９）を有する請求項６に記載の統合弁。
【請求項８】
前記切替弁が配置されている前記内部空間である弁空間（５５ｉ）は、前記熱交換部側入口と連通し、
前記ボデー部には、前記圧縮機側出口と連通し前記弁空間に開口し、前記切替弁が接離可能な第１弁座（５５ｆ）が形成されるとともに、前記受液部側出口と連通し前記弁空間に開口し、前記切替弁が接離可能な第２弁座（５３ｅ）が形成されている請求項５ないし７のいずれか１つに記載の統合弁。
【請求項９】
前記切替弁は、前記シャフトに、軸線方向に移動可能に取り付けられ、
前記切替弁を前記第２弁座側に付勢する第２スプリング（７２）を有する請求項８に記載の統合弁。
【請求項１０】
前記切替弁には、前記シャフトの下端が接離可能な当接部（７０ｂ）が形成され、
前記シャフト及び前記切替弁がその移動範囲の最下端に位置している状態では、前記シャフトの下端と前記当接部との離間距離は、前記切替弁と前記第１弁座との離間距離よりも小さい寸法に設定されている請求項９に記載の統合弁。
【請求項１１】
前記弁体の中心線、前記変位弁の中心線、及び前記切替弁の中心線は、互いに同軸に配置されている請求項２ないし１０のいずれか１つに記載の統合弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル装置に適用される統合弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、複数の弁と、これらの弁を駆動させるアクチュエータと、を備える冷凍サイクル装置用の統合弁が記載されている。
【０００３】
複数の弁のうち、第１弁は、室外熱交換器へ流入させる冷媒の圧力を調整する固定絞り付きの弁である。そして、特許文献１の統合弁では、第１弁が閉じられている際には、圧縮機から吐出された高圧冷媒を固定絞りにて減圧させて室外熱交換器側へ流出させる。一方、第１弁が開かれている際には、高圧冷媒を固定絞りにて減圧することなく室外熱交換器側へ流出させる。
【０００４】
また、アクチュエータは、モータ、及びモータの回転を減速させる複数のギアを有している。更に、アクチュエータは、第１弁よりも冷媒流れ上流側に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−１８７２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、本発明者等の検討によれば、特許文献１の統合弁を冷凍サイクル装置に適用して作動させると、統合弁の耐久寿命が悪化する傾向があった。そこで、本発明者らが、その原因に調査したところ、アクチュエータが第１弁の冷媒流れ上流側に配置されていることが原因であると判った。
【０００７】
その理由は、第１弁が絞りとして減圧効果を発揮している際には、第１弁の上流側の冷媒が、放熱用の熱交換器にて凝縮した高圧液相冷媒となるからである。
【０００８】
より詳細には、高圧液相冷媒がアクチュエータの内部に侵入して充満する。この状態で第１弁が開くと、高圧液相冷媒がアクチュエータ内部で減圧沸騰しながら、第１弁の下流側へ勢いよく流出してしまう。その結果、アクチュエータの複数のギア等の摺動部に塗布されたグリスが持ち去られることで、アクチュエータの摺動部の潤滑不足が生じてしまい、統合弁の耐久寿命に悪影響を与えていた。
【０００９】
本発明は、耐久寿命を向上させた統合弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の統合弁は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）、圧縮機から吐出された冷媒を凝縮させる凝縮部（１２）と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換部（１６ａ）を有する冷凍サイクル装置（１０）に適用される統合弁であって、
凝縮部から流出した冷媒を流入させる高圧入口（５１ａ）、高圧入口から流入した冷媒を流通させる冷媒流路（５５ｃ）と、冷媒流路を流通した冷媒を室外熱交換部の入口側へ流出させる熱交換部側出口（５１ｂ）が形成されたボデー部（５５）と、冷媒流路の絞り開度を調整する弁体（５７）と、弁体を駆動させるアクチュエータ（５９）と、を有し、アクチュエータの摺動部（５９ｂ）には、摺動部を潤滑するグリスが塗布されており、摺動部は、冷媒流路の弁体よりも下流側に配置されている。
【００１１】
これによれば、アクチュエータの摺動部は、冷媒流路の弁体よりも下流側に配置されているので、弁体が冷媒流路の開度を縮小させている際に、アクチュエータの摺動部側への液相冷媒の侵入が抑制され、アクチュエータの摺動部に塗布されたグリスの流出を抑制することができる。この結果、アクチュエータの耐久寿命を向上させることができ、ひいては、統合弁の耐久寿命を向上させることができる。
【００１２】
なお、この欄及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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態の統合弁が搭載された車両用空調装置の全体構成図を示す図である。
【図２】暖房モード時の統合弁の断面図である。
【図３】冷房モード時の統合弁の断面図である。
【図４】液戻しモード時の統合弁の断面図である。
【図５】弁座部材にシール部材が取り付けられた実施形態の統合弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて、本発明に係る統合弁５０の一実施形態について説明する。本実施形態の統合弁５０は、車両に搭載された車両用空調装置１において、車室内へ送風される送風空気の温度を調整する冷凍サイクル装置１０に適用される。
【００１５】
図１に示すように、車両用空調装置１は、冷凍サイクル装置１０、室内空調ユニット３０、高温側冷却水回路４０、及び制御部１００等を有している。
【００１６】
車両用空調装置１は、ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両に搭載される。ハイブリッド自動車は、内燃機関及びモータージェネレータから出力された駆動力によって走行する車両である。電気自動車は、モータージェネレータから出力された駆動力によって走行する車両である。
【００１７】
車両用空調装置１は、車室内の空調を行う空調運転モードとして、冷房モード及び暖房モードの運転を行うことができる。冷房モードは、温度調整対象物である送風空気を冷却して車室内へ吹き出す運転モードである。暖房モードは、送風空気を加熱して車室内へ吹き出す運転モードである。
【００１８】
冷凍サイクル装置１０は、送風空気の温度調整を行うものである。冷凍サイクル装置１０は、冷房モードの冷媒回路、及び暖房モードの冷媒回路を切り替え可能に構成されている。
【００１９】
冷凍サイクル装置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、冷媒としてＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）等を採用してもよい。更に、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いる。冷凍機油は、液相冷媒に相溶性を有するＰＡＧオイル（ポリアルキレングリコールオイル）であり、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。
【００２０】
冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、水−冷媒熱交換器１２、貯液部１３、第１減圧部５１、室外熱交換器１６、流路切替部５２、受液部５３ａ、第２減圧部１７、及び室内蒸発器１８を有している。
【００２１】
圧縮機１１は、冷媒を圧縮して、高圧冷媒として吐出する。圧縮機１１は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を交流モータにて駆動する電動式圧縮機として構成されている。圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構、ベーン型圧縮機構等の各種圧縮機構を採用することができる。そして、制御部１００が交流モータの回転数を制御することによって、圧縮機構の冷媒吐出能力が変更される。
【００２２】
圧縮機１１の吐出口には、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａの入口側が接続されている。水−冷媒熱交換器１２は、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を流通させる冷媒通路１２ａと、高温側冷却水回路４０を循環する冷却水である冷却水を流通させる水通路１２ｂとを有している。
【００２３】
水−冷媒熱交換器１２は、冷媒通路１２ａを流通する高圧冷媒を、水通路１２ｂを流通する冷却水と熱交換させて、気相の冷媒を液相の冷媒に凝縮させる凝縮部である。また、水−冷媒熱交換器１２は、水通路１２ｂを流通する冷却水を、冷媒通路１２ａを流通する高圧冷媒と熱交換させて、冷却水を加熱する熱交換器である。
【００２４】
水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａの出口側には、貯液部１３が接続されている。貯液部１３は、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａから流出した冷媒の一部を一時的に貯留する。
【００２５】
貯液部１３の出口側には、貯液部１３から流出した高圧冷媒を、第１減圧部５１の冷媒入口側である高圧入口５１ａに導く第１冷媒通路１４ａが接続されている。第１冷媒通路１４ａには、冷媒を冷凍サイクル装置１０に充填するための高圧側冷媒充填ポート１５ａが設けられている。
【００２６】
第１減圧部５１は、少なくとも暖房モード時に、水−冷媒熱交換器１２の冷媒通路１２ａから流出した冷媒を減圧膨張させる第１減圧装置である。第１減圧部５１は、絞り開度を全開にすることによって、冷媒減圧作用を殆ど発揮することなく単なる冷媒通路として機能する全開機能を有している。
【００２７】
第１減圧部５１の出口側である熱交換部側出口５１ｂには、室外熱交換器１６の室外熱交換部１６ａの冷媒入口側が接続されている。
【００２８】
室外熱交換器１６は、室外熱交換部１６ａ及び過冷却部１６ｂを有し、これが一体に構成されたものである。室外熱交換器１６は、車両ボンネット内の車両前方側に配置されている。
【００２９】
室外熱交換器１６の室外熱交換部１６ａは、第１減圧部５１から流出した冷媒と外気とを熱交換させるものである。室外熱交換部１６ａは、冷媒の温度及び外気温に応じて、外気から吸熱する吸熱器、又は、外気に放熱する放熱器として機能する。室外熱交換部１６ａは、冷房モード時に、外気への放熱により冷媒を凝縮させる凝縮器として機能する。また、室外熱交換部１６ａは、暖房モード時に、外気からの吸熱により冷媒を蒸発させる蒸発器として機能する。
【００３０】
室外熱交換部１６ａの出口側には、流路切替部５２の熱交換部側入口５２ａが接続されている。
【００３１】
流路切替部５２は、熱交換部側入口５２ａ、受液部側出口５２ｂ、及び圧縮機側出口５２ｃを有している。流路切替部５２は、熱交換部側入口５２ａから流入した冷媒を、受液部側出口５２ｂと圧縮機側出口５２ｃとのいずれかから流出させる流路を切り替える三方弁である。
【００３２】
流路切替部５２の受液部側出口５２ｂには、受液部５３ａの冷媒入口側が接続されている。また、流路切替部５２の圧縮機側出口５２ｃには、流路切替部５２の受液部側出口５２ｂから流出した冷媒を、後述する合流部１４ｅに導く第２冷媒通路１４ｂが接続されている。
【００３３】
第２冷媒通路１４ｂには、冷媒を冷凍サイクル装置１０に充填するための低圧側冷媒充填ポート１５ｂが設けられている。
【００３４】
受液部５３ａは、室外熱交換部１６ａから流出した冷媒を液冷媒とガス冷媒に分離する。また、受液部５３ａは、分離した液相冷媒の一部をサイクル内の余剰冷媒として一時的に蓄える。
【００３５】
受液部５３ａの出口側は、過冷却部１６ｂの入口側が接続されている。過冷却部１６ｂは、冷房モード時に、受液部５３ａに貯蔵された液冷媒を外気と熱交換させて冷却する熱交換器である。
【００３６】
本実施形態では、図１の破線で囲まれた構成機器、即ち、第１減圧部５１、流路切替部５２、及び受液部５３ａを、統合弁５０として一体に構成している。この統合弁５０の具体的な構造については、後述する。
【００３７】
過冷却部１６ｂの冷媒出口側は、過冷却部１６ｂから流出した冷媒を、室内蒸発器１８の入口側に導く第３冷媒通路１４ｃが接続されている。第３冷媒通路１４ｃには、第２減圧部１７が配置されている。
【００３８】
第２減圧部１７は、少なくとも冷房モード時に、過冷却部１６ｂから流出して室内蒸発器１８へ流入する冷媒を減圧膨張させる第２減圧装置である。本実施形態では、第２減圧部１７は、室内蒸発器１８の冷媒出口側の冷媒の過熱度が予め定めた範囲となるように、室内蒸発器１８に流入する冷媒を機械的機構によって減圧膨張させる温度式膨張弁で構成されている。
【００３９】
第２減圧部１７の冷媒出口側には、室内蒸発器１８の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器１８は、少なくとも冷房モード時に、第２減圧部１７によって減圧された低圧冷媒を、送風空気との熱交換によって蒸発させるとともに、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。
【００４０】
室内蒸発器１８の冷媒出口側には、室内蒸発器１８から流出した冷媒を、圧縮機１１の吸入口に導く第４冷媒通路１４ｄが接続されている。第４冷媒通路１４ｄには、第２冷媒通路１４ｂが接続される合流部１４ｅが設けられている。
【００４１】
次に、図２を用いて、統合弁５０の詳細について説明する。図２において、紙面上側を統合弁５０の及び統合弁５０を構成する部品の一方側、紙面下方側を統合弁５０及び統合弁５０を構成する部品の他方側とする。そして、紙面上下方向を、統合弁５０を構成する部品の軸線方向とする。なお、以下の説明において、便宜的に、一方側を上方側、他方側を下方側とする。
【００４２】
図２に示すように、統合弁５０は、第１ボデー部５５、第２ボデー部５３、弁座部材５６、弁体５７、弁体支持部材５８、アクチュエータ５９、変位弁６０、アクチュエータ用スプリング６１、シャフト支持部材６２、シャフト６３、第１スプリング６４、切替弁７０、連結部材７１、第２スプリング７２、当接部材７３、及びパイプ７４を有している。
【００４３】
第１ボデー部５５、第２ボデー部５３、弁座部材５６、弁体５７、弁体支持部材５８、変位弁６０、シャフト支持部材６２、シャフト６３、切替弁７０、連結部材７１、当接部材７３、及びパイプ７４は、耐熱性及び耐圧製に優れた金属材料（例えばステンレス鋼）で構成されている。
【００４４】
第１減圧部５１は、第1ボデー部５５、弁座部材５６、及び弁体５７によって構成されている。
【００４５】
流路切替部５２は、第1ボデー部５５、第２ボデー部５３、弁座部材５６、変位弁６０、シャフト支持部材６２、シャフト６３、第１スプリング６４、切替弁７０、連結部材７１、第２スプリング７２、及び当接部材７３によって構成されている。
【００４６】
第１ボデー部５５は、略円筒形状である。第１ボデー部５５の内部には、冷媒流路を構成する円柱形状の空間である内部空間５５ａが形成されている。
【００４７】
第１ボデー部５５の上方には、内部空間５５ａに連通する高圧入口５１ａ及び熱交換部側出口５１ｂが形成されている。
【００４８】
第１ボデー部５５の下方には、内部空間５５ａに連通する熱交換部側入口５２ａ及び圧縮機側出口５２ｃが形成されている。
【００４９】
第１ボデー部５５の下方の内部空間５５ａには、熱交換部側入口５２ａと連通する弁空間５５ｉが形成されている。第１ボデー部５５の下方の内部空間５５ａには、弁空間５５ｉと圧縮機側出口５２ｃとを接続する第１流路５５ｅが形成されている。
【００５０】
第１ボデー部５５の第１流路５５ｅの入口には、円環状の第１弁座５５ｆが形成されている。
【００５１】
第１ボデー部５５の下端側の開口部には、第２ボデー部５３が取り付けられている。第２ボデー部５３は、上下の端部が閉塞された筒状の受液部５３ａと、受液部５３ａの上端から上方に突出形成された円筒形状の筒部５３ｂを有している。受液部５３ａには、液相の冷媒が貯留される。
【００５２】
第１ボデー部５５には、弁空間５５ｉと後述する第２圧力室５５ｂとを接続する接続流路５５ｊが形成されている。
【００５３】
筒部５３ｂは第１ボデー部５５の下端側の開口部に圧入されて、第２ボデー部５３が第１ボデー部５５に取り付けられる。
【００５４】
受液部５３ａの上面には、受液部側出口５２ｂが形成されている。受液部側出口５２ｂには、受液部５３ａの底部にまで達するパイプ７４が取り付けられている。受液部５３ａの下部には、過冷却部１６ｂの冷媒流入側に接続する過冷却部側入口５３ｄが形成されている。
【００５５】
筒部５３ｂの内周側には、弁空間５５ｉと受液部側出口５２ｂとを接続する第２流路５３ｅが形成されている。筒部５３ｂの上端部、つまり、第２流路５３ｅの入口には、円環形状の第２弁座５３ｆが形成されている。
【００５６】
弁座部材５６は、略円筒形状の部材である。弁座部材５６は、高圧入口５１ａから熱交換部側出口５１ｂへ至る冷媒流路５５ｃに配置されている。弁座部材５６は、第１ボデー部５５の内周面に圧入されて固定されている。弁座部材５６の上方側の開口部は、流出口側開口部５６ａとなっている。流出口側開口部５６ａは、熱交換部側出口５１ｂに開口している。
【００５７】
弁座部材５６の下方側の開口部には、円環形状の第１変位弁用弁座５６ｂが下方に突出形成されている。第１変位弁用弁座５６ｂの内径は、弁座部材５６の第１変位弁用弁座５６ｂ以外の内径よりも小さくなっている。また、第１変位弁用弁座５６ｂの外径は、弁座部材５６の第１変位弁用弁座５６ｂ以外の外径よりも小さくなっている。
【００５８】
弁座部材５６の外周面には、弁座部材５６の内周側に連通する開口穴５６ｃが形成されている。開口穴５６ｃは、高圧入口５１ａに連通している。このような構成によって、高圧入口５１ａから流入した冷媒は、冷媒流路５５ｃに流入し、冷媒流路５５ｃを流通する。
【００５９】
弁体５７は、冷媒流路５５ｃの開度を調整するものである。弁体５７は、流出口側開口部５６ａの上方側に、軸線方向に移動可能に配置されている。弁体５７は、上方に形成された円柱形状の軸部５７ａと、軸部５７ａの下端に形成された円板形状の弁部５７ｂとから構成されている。
【００６０】
弁部５７ｂは、流出口側開口部５６ａに接離可能に対向して、流出口側開口部５６ａと熱交換部側出口５１ｂとの間の冷媒流路に配置されている。弁部５７ｂは、上下動することによって、流出口側開口部５６ａの開口面積を調整する。ここで開口面積とは、冷媒が流れるのに有効な流路断面積である。
【００６１】
弁部５７ｂの外径は、流出口側開口部５６ａの内径よりも大きくなっている。弁部５７ｂの下部には、下方に位置するに従ってより外径が小さくなる円錐台面である当接面５７ｃが形成されている。この当接面５７ｃは、流出口側開口部５６ａに当接する。
【００６２】
弁体５７がその移動範囲の最下端に位置して、当接面５７ｃが流出口側開口部５６ａに当接すると、高圧入口５１ａと熱交換部側出口５１ｂとの間の冷媒流路５５ｃが閉塞される。つまり、第１減圧部５１が、全閉となる。
【００６３】
一方で、当接面５７ｃが流出口側開口部５６ａに当接している状態から、弁部５７ｂが上方に僅かに移動すると、流出口側開口部５６ａと弁部５７ｂとの間に隙間が生じ、冷媒流路５５ｃが絞られる。すると、高圧入口５１ａから流入した高圧冷媒が、減圧されて、低圧冷媒として、熱交換部側出口５１ｂから流出する。つまり、第１減圧部５１が、絞り状態となる。
【００６４】
弁部５７ｂが更に上方に移動すると、流出口側開口部５６ａが大きく開口し、冷媒流路５５ｃが殆ど絞られない状態となる。つまり、第１減圧部５１が、全開となる。第１減圧部５１が全開となると、冷媒が殆ど減圧されない状態となる。
【００６５】
このように、弁体５７は、上下方向に移動することによって、冷媒を減圧させて高圧入口５１ａから熱交換部側出口５１ｂへ流す絞り状態と、冷媒を減圧させることなく高圧入口５１ａから熱交換部側出口５１ｂへ流す開放状態とを切り替えることができる。また、弁体５７は、絞り状態のときに、冷媒の流量を調整することができる。
【００６６】
弁体支持部材５８は、流出口側開口部５６ａの上方側の内部空間５５ａに配置されている。弁体支持部材５８は、第１ボデー部５５の内周面に圧入されて固定されている。弁体支持部材５８の中心部には、支持穴５８ａが軸線方向に沿って連通形成されている。支持穴５８ａには、弁体５７の軸部５７ａが挿通されている。このような構造によって、弁体５７は、弁体支持部材５８によって、軸線方向に移動可能に支持されている。
【００６７】
支持穴５８ａの内径は軸部５７ａの外径よりも僅かに大きくなっていて、支持穴５８ａの内周面と軸部５７ａの外周面との間には、所定の隙間が形成されている。このため、弁体５７が軸線方向に移動する際の、弁体５７と弁体支持部材５８との摺動抵抗を低減させることができ、弁体５７を駆動するためのアクチュエータ５９の駆動力を低減させることができる。
【００６８】
なお、支持穴５８ａの内周面と軸部５７ａの外周面との間の隙間は、気液二相の冷媒が通過することが困難な程度に小さい隙間に設定されている。
【００６９】
アクチュエータ５９は、弁体５７を軸線方向に駆動させる。本実施形態のアクチュエータ５９は、回転運動を直線運動（即ち、スライド運動）に変換して出力する直道型のアクチュエータで構成されている。
【００７０】
本実施形態のアクチュエータ５９は、電動モータ５９ａ、動力変換機構５９ｂ、及びケース５９ｃ等を備えている。
【００７１】
電動モータ５９ａは、通電により回転駆動力を発生させる。本実施形態では、電動モータ５９ａは、制御部１００から入力されるパルス信号に応じて回転角度を制御可能なステッピングモータで構成されている。
【００７２】
動力変換機構５９ｂは、電動モータ５９ａの出力軸の回転運動を直動運動に変換して、弁体５７を軸線方向に移動させる機構である。本実施形態では、動力変換機構５９ｂは、電動モータ５９ａの回転運動を減速させる遊星歯車機構（不図示）、遊星歯車機構で減速された電動モータ５９ａの回転運動を直動運動に変換するネジ機構（不図示）、及びネジ機構によって変換された直動運動が伝達され、軸線方向に移動する移動部材５９ｄを有している。移動部材５９ｄの下部は、弁体５７の軸部５７ａの上部に連結している。このように、弁体５７の軸部５７ａは、流出口側開口部５６ａの下流側において、アクチュエータ５９の移動部材５９ｄに連結されている。
【００７３】
遊星歯車機構及びネジ機構からなる動力変換機構５９ｂの摺動部は、グリスが塗布されて潤滑されている。動力変換機構５９ｂの摺動部は、冷媒流路５５ｃの弁体５７の弁部５７ｂよりも下流側に配置されている。
【００７４】
ケース５９ｃは、動力変換機構５９ｂを収容している。ケース５９ｃは、底部が上部に形成された有底筒状である。ケース５９ｃの下端は、第１ボデー部５５の上部の開口部と連結し、第１ボデー部５５との間で液密な空間を形成している。つまり、ケース５９ｃと冷媒流路５５ｃは連通している。
【００７５】
アクチュエータ用スプリング６１は、移動部材５９ｄと弁体支持部材５８との間に圧縮された状態で配置されている。アクチュエータ用スプリング６１は、移動部材５９ｄを上方に付勢することによって、動力変換機構５９ｂのネジ機構のバックラッシュを抑制するものである。
【００７６】
変位弁６０は、円板形状である。変位弁６０は、弁座部材５６の第１変位弁用弁座５６ｂの下方の内部空間５５ａに、軸線方向に移動可能に配置されている。変位弁６０の外径は、弁座部材５６下方側の内部空間５５ａの内径よりも、僅かに小さくなっている。そして、変位弁６０の外周面と弁座部材５６下方側の内部空間５５ａの内周面との間の隙間は、冷媒が通過することが困難な程度に小さい寸法に設定されている。このため、後述する第１圧力室５５ｋから第２圧力室５５ｂ側への冷媒の漏洩が抑制される。
【００７７】
変位弁６０は、高圧入口５１ａから流入した高圧冷媒と、熱交換部側入口５２ａから流入した室外器流出冷媒との圧力差に応じて上下方向に変位する。
【００７８】
変位弁６０の上面には、リング状の第１変位弁シール６０ａが取り付けられている。第１変位弁シール６０ａは、第１変位弁用弁座５６ｂと接離し、第１変位弁用弁座５６ｂを閉塞又は開放する。
【００７９】
変位弁６０の下面には、リング状の第２変位弁シール６０ｂが取り付けられている。第２変位弁シール６０ｂは、後述する第２変位弁用弁座６２ｄと接離し、第２変位弁用弁座６２ｄを閉塞又は開放する。
【００８０】
第１変位弁シール６０ａ、第２変位弁シール６０ｂ、後述する第１切替弁シール７０ｄ、及び第２切替弁シール７０ｅは、ゴム弾性を有する弾性材料で構成されている。ここで、本実施形態で用いられる弾性材料は、例えば、エラストマーである。エラストマーとは、ゴム、樹脂系エラストマーを含む材料であり、本実施形態では、水素化ニトリルゴムである。
【００８１】
変位弁６０の中央部には、固定穴６０ｃが貫通形成されている。この固定穴６０ｃにシャフト６３の上端部が圧入されて、変位弁６０がシャフト６３の上端部に固定されている。このため、変位弁６０とシャフト６３は、一体に上下方向に移動する。
【００８２】
弁座部材５６と変位弁６０との間の、内部空間５５ａは、第１圧力室５５ｋとなっている。つまり、変位弁６０の上面は、第１圧力室５５ｋに面している。
【００８３】
シャフト支持部材６２は、円柱形状の大径部６２ａと、円柱形状であり大径部６２ａよりも外径が小さく、大径部６２ａの上側に同軸に形成された小径部６２ｂとから構成されている。小径部６２ｂは、変位弁６０の下面と対向している。
シャフト支持部材６２は、変位弁６０の下方の内部空間５５ａに配置されている。大径部６２ａが内部空間５５ａの内周面に圧入されて、シャフト支持部材６２が第１ボデー部５５に固定されている。
【００８４】
小径部６２ｂの外周側の内部空間５５ａは、第２圧力室５５ｂとなっている。変位弁６０の下面は、第２圧力室５５ｂに面している。つまり、第２圧力室５５ｂは、変位弁６０を挟んだ第１圧力室５５ｋと反対側の内部空間５５ａに形成されている。
【００８５】
シャフト支持部材６２の中心部には、軸線方向に支持穴６２ｃが貫通形成されている。小径部６２ｂの上端の、支持穴６２ｃの開口部の外周側には、第２変位弁用弁座６２ｄが形成されている。
【００８６】
シャフト６３は、変位弁６０と切替弁７０とを連動させるものである。シャフト６３は、支持穴６２ｃに挿通されて、軸線方向に移動可能にシャフト支持部材６２に支持されている。シャフト６３の外径は、支持穴６２ｃの内径よりも僅かに小さくなっている。シャフト６３の外周面と支持穴６２ｃの内周面との間には、所定の隙間が形成されている。このため、シャフト６３と支持穴６２ｃとの摺動抵抗が小さくなっている。よって、シャフト６３、変位弁６０、及び切替弁７０の軸線方向の移動が阻害されない。
【００８７】
変位弁６０の下面とシャフト支持部材６２の大径部６２ａの上面との間には、第１スプリング６４が配置されている。この第１スプリング６４によって、変位弁６０及びシャフト６３が、第１変位弁用弁座５６ｂ側、つまり、上方に付勢されている。
【００８８】
シャフト６３の中央部には、他の部分と比較して外径が大きい円板状のスプリング当接部６３ａが形成されている。
【００８９】
切替弁７０は、弁空間５５ｉ内に配置されている。切替弁７０の上面は、第１弁座５５ｆと対向している。切替弁７０の下面は、第２弁座５３ｆと対向している。切替弁７０の側方には、熱交換部側入口５２ａが開口している。
【００９０】
切替弁７０は、円板形状の本体部７０ａと、本体部７０ａの下面の中央部から下方に突出する有底筒状の当接部７０ｂとから構成されている。本体部７０ａの中央部には、ネジ穴７０ｃが形成されている。当接部７０ｂによって、ネジ穴７０ｃの下側の開口部は閉塞されている。
【００９１】
切替弁７０の上面には、リング状の第１切替弁シール７０ｄが取り付けられている。第１切替弁シール７０ｄは、第１弁座５５ｆと接離し、第１流路５５ｅを閉塞又は開放する。
【００９２】
切替弁７０の下面には、リング状の第２切替弁シール７０ｅが取り付けられている。第２切替弁シール７０ｅは、第２弁座５３ｆと接離し、第２流路５３ｅを閉塞又は開放する。
【００９３】
連結部材７１は略円柱形状である。連結部材７１の中央部には、挿通穴７１ａが形成されている。挿通穴７１ａの内径は、シャフト６３の外径よりも僅かに大きくなっている。挿通穴７１ａには、シャフト６３が挿通している。
【００９４】
連結部材７１の外周面には、ネジ山７１ｂが形成されている。連結部材７１のネジ山７１ｂが切替弁７０のネジ穴７０ｃにねじ込まれている。このような構成により、切替弁７０が、シャフト６３に、軸線方向に移動可能に取り付けられている。
【００９５】
シャフト６３の下端部には、円環形状の当接部材７３が固定されている。図２に示すように、切替弁７０及びシャフト６３のそれぞれが、その移動範囲の最下端位置にある状態では、当接部材７３と連結部材７１の下端面とは所定の離間距離だけ離間している。
【００９６】
シャフト６３の下端部及び当接部材７３は、当接部７０ｂ内に収容されている。シャフト６３の下端は、当接部７０ｂの底部と接離可能となっている。
【００９７】
図２に示すように、弁座部材５６の中心線、弁体５７の中心線、変位弁６０の中心線、シャフト６３の中心線、及び切替弁７０の中心線は、互いに同軸に配置されている。
【００９８】
第２スプリング７２は、シャフト６３のスプリング当接部６３ａと連結部材７１との間に配置されている。第２スプリング７２によって、切替弁７０は、第２弁座５３ｆ側、つまり、下方に付勢されている。
【００９９】
図２に示すように、切替弁７０及びシャフト６３のそれぞれが、その移動範囲の最下端に位置している状態では、シャフト６３の下端は、当接部７０ｂの底部と所定寸法だけ離間している。このため、第２スプリング７２によって下方に付勢されている切替弁７０は、シャフト６３に対して所定寸法だけ上方に移動可能となっている。図２に示すように、シャフト６３及び切替弁７０のそれぞれが、その移動範囲の最下端に位置している状態では、シャフト６３の下端と当接部７０ｂの底部との離間距離は、切替弁７０と第１弁座５５ｆとの離間距離よりも小さい寸法に設定されている。
【０１００】
図２に示すように、切替弁７０が第２弁座５３ｆに当接している状態から、変位弁６０及びシャフト６３が上方に移動すると、当接部材７３が連結部材７１の下端面と当接する。この状態で、変位弁６０及びシャフト６３が更に上方に移動すると、図３に示すように、切替弁７０が上方に移動して、切替弁７０が第１弁座５５ｆに当接する。
【０１０１】
一方で、図３に示すように、切替弁７０が第１弁座５５ｆに当接している状態から、変位弁６０及びシャフト６３が下方に移動すると、第２スプリング７２の付勢力によって、図２に示すように、切替弁７０が下方に移動して、切替弁７０が第２弁座５３ｆに当接する。このように、切替弁７０は、変位弁６０及びシャフト６３に連動して上下方向に変位する。
【０１０２】
第１圧力室５５ｋの圧力から第２圧力室５５ｂの圧力を減算した圧力差が、予め定めた基準圧力差以上となっている場合に、変位弁６０は、第１スプリング６４の付勢力に抗して、下方に移動して、切替弁７０を下方に変位させる（図２の状態）。
【０１０３】
一方で、第１圧力室５５ｋの圧力から第２圧力室５５ｂの圧力を減算した圧力差が、基準圧力差よりも小さくなっている場合に、変位弁６０は、第１スプリング６４の付勢力によって上方に移動して、切替弁７０を上方に変位させる（図３の状態）。
【０１０４】
次に、図１に示す高温側冷却水回路４０について説明する。高温側冷却水回路４０は、冷却水を循環させる回路である。冷却水としては、エチレングリコールを含む溶液、不凍液等を採用することができる。高温側冷却水回路４０には、高温側冷却水ポンプ４１、水−冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂ、ヒータコア４２が、この並び順に配置されている。
【０１０５】
高温側冷却水ポンプ４１は、冷却水を水−冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂの入口側へ圧送する水ポンプである。高温側冷却水ポンプ４１は、制御部１００から出力される制御電圧によって、回転数（すなわち、圧送能力）が制御される電動ポンプである。
【０１０６】
ヒータコア４２は、水−冷媒熱交換器１２にて加熱された冷却水と室内蒸発器１８を通過した送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する加熱用熱交換器である。ヒータコア４２は、室内空調ユニット３０のケーシング３１内に配置されている。ヒータコア４２の冷却水出口には、高温側冷却水ポンプ４１の吸入口側が接続されている。
【０１０７】
次に、図１に示す室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、冷凍サイクル装置１０によって温度調整された送風空気を空調対象空間である車室内へ吹き出すためのものである。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いる。室内空調ユニット３０は、その外殻を形成するケーシング３１内に送風機３２、室内蒸発器１８、ヒータコア４２等を収容することによって構成されている。
【０１０８】
ケーシング３１は、空調対象空間である車室内に送風される送風空気の空気通路を形成する空気通路形成部である。ケーシング３１は、ある程度の弾性を有し、強度的にも優れた樹脂（例えば、ポリプロピレン）にて成形されている。ケーシング３１内の送風空気流れ最上流側には、ケーシング３１内へ内気（空調対象空間内の空気）と外気（空調対象空間外の空気）とを切替導入する内外気切替部としての内外気切替装置３３が配置されている。
【０１０９】
内外気切替装置３３の送風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空調対象空間内へ向けて送風する送風機（ブロワ）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、制御部１００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。
【０１１０】
ケーシング３１内に形成された空気通路のうち、送風機３２の送風空気流れ下流側には室内蒸発器１８が配置されている。更に、ケーシング３１内に形成された空気通路の室内蒸発器１８の下流側は、二股に分岐されていて、ヒータコア通路３５と冷風バイパス通路３６とが並列に形成されている。
【０１１１】
ヒータコア通路３５内には、ヒータコア４２が配置されている。つまり、ヒータコア通路３５は、ヒータコア４２にて冷却水と熱交換する送風空気が流通する流路である。
【０１１２】
冷風バイパス通路３６は、室内蒸発器１８を通過した送風空気を、ヒータコア４２を迂回させて下流側へ流す通風路である。
【０１１３】
室内蒸発器１８の送風空気流れ下流側であって、且つ、ヒータコア４２の送風空気流れ上流側には、制御部１００から出力された制御信号によって、室内蒸発器１８通過後の送風空気のうちヒータコア４２を通過させる風量割合を調整するエアミックスドア３４が配置されている。エアミックスドア３４は、空調対象空間である車室内へ送風される空調風の温度を調整する温度調整部としての機能を果たす。
【０１１４】
ヒータコア通路３５及び冷風バイパス通路３６の合流部の下流側のケーシング３１内には、混合空間３７が形成されている。混合空間３７内において、冷媒とヒータコア４２にて加熱された送風空気と冷風バイパス通路３６を通過して冷媒とヒータコア４２にて加熱されていない送風空気とが混合される。
【０１１５】
更に、ケーシング３１の送風空気流れ最下流部には、混合空間３７にて混合された送風空気（空調風）を、空調対象空間である車室内へ吹き出すための吹出口が配置されている。
【０１１６】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。なお、図１では、図示の明確化のため、制御部１００と各種制御対象機器とを接続する信号線及び電力線、並びに、制御部１００とセンサ群とを接続する信号線の図示を省略している。
【０１１７】
制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及び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。そして、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、その出力側に接続された各種制御対象機器１１、３２、３３、３４、４１、５９等の空調制御機器の作動を制御する。
【０１１８】
制御部１００の入力側には、内気温センサ、外気温センサ、日射センサ（いずれも不図示）等の制御用のセンサ群が接続されている。制御部１００には、これらのセンサ群の検出信号が入力される。
【０１１９】
内気温センサは、内気温（車室内温度）Ｔｒを検出する内気温検出部である。外気温センサは、外気温（車室外温度）Ｔａｍを検出する外気温検出部である。日射センサは、車室内へ照射される日射量Ａｓを検出する日射量検出部である。
【０１２０】
更に、制御部１００の入力側には、車室内前部の計器盤付近に配置された操作部８１が接続され、この操作部８１に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が入力される。
【０１２１】
操作部８１に設けられた各種操作スイッチとしては、具体的に、空調作動スイッチ、風量設定スイッチ、温度設定スイッチ等がある。空調作動スイッチは、乗員が車室内の空調を行うことを要求するための空調作動要求部である。風量設定スイッチは、乗員が送風機３２の風量をマニュアル設定するための風量設定部である。温度設定スイッチは、車室内の設定温度Ｔｓｅｔを設定するための温度設定部である。
【０１２２】
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。前述の如く、車両用空調装置１は、車室内の空調を行うことができる。車両用空調装置１は、車室内の空調を行う際に、空調運転モードを切り替えることができる。空調運転モードは、予め制御部１００に記憶された空調制御プログラムが実行されることによって切り替えられる。
【０１２３】
この空調制御プログラムは、車両システムが起動している状態で、操作部８１の空調作動スイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。空調制御プログラムでは、制御用のセンサ群によって検出された検出信号、及び操作部８１から出力された操作信号等に基づいて、車室内へ送風される送風空気の目標吹出温度ＴＡＯを算出する。
【０１２４】
そして、空調制御プログラムでは、目標吹出温度ＴＡＯ、検出信号等に基づいて、空調運転モードを切り替える。以下に、各空調運転モードの作動を説明する。
【０１２５】
（ａ）冷房モード
冷房モードでは、制御部１００は、アクチュエータ５９に制御信号を出力することにより、弁体５７をその移動範囲の最上方位置に移動させて、統合弁５０を、図３に示す第１状態にし、圧縮機１１を稼働させる。
【０１２６】
弁体５７がその移動範囲の最上方位置に移動されると、流出口側開口部５６ａが開放され、冷媒流路５５ｃが殆ど絞られていない状態になる。これにより、高圧入口５１ａから流入した高圧冷媒は、弁座部材５６及び弁体５７からなる第１減圧部５１によって、殆ど減圧されること無く、熱交換部側出口５１ｂから室外熱交換部１６ａに流入する
室外熱交換部１６ａによって凝縮された高圧冷媒は、熱交換部側入口５２ａから弁空間５５ｉに流入する。
【０１２７】
弁空間５５ｉと第２圧力室５５ｂは、接続流路５５ｊによって接続されているので、第２圧力室５５ｂは弁空間５５ｉと同じ圧力となる。つまり、第２圧力室５５ｂには、高圧冷媒の圧力が付与される。
【０１２８】
第１圧力室５５ｋは、第１変位弁用弁座５６ｂを介して、冷媒流路５５ｃと連通している。このため、第１圧力室５５ｋには、高圧冷媒の圧力が付与される。
【０１２９】
このように、第１圧力室５５ｋと第２圧力室５５ｂの両方には、高圧冷媒の圧力が付与され、第１圧力室５５ｋと第２圧力室５５ｂとの間の圧力差が殆ど生じず、この圧力差が基準圧力よりも小さくなる。このため、変位弁６０、シャフト６３、及び切替弁７０は、第１スプリング６４の付勢力によって上方に移動する。すると、変位弁６０の第１変位弁シール６０ａが第１変位弁用弁座５６ｂと当接して第１変位弁用弁座５６ｂを閉塞する。このように、第１変位弁用弁座５６ｂが閉塞されるので、冷媒流路５５ｃにある高圧冷媒の第２圧力室５５ｂ側への漏洩が防止される。
【０１３０】
そして、変位弁６０の上方の移動に伴って、切替弁７０が上方に移動して、切替弁７０が第２弁座５３ｆから離間して、第２流路５３ｅが開放されて、熱交換部側入口５２ａと受液部側出口５２ｂとが連通した第１連通状態となる。第１連通状態では、受液部側出口５２ｂから受液部５３ａに高圧の液相冷媒が流出する。
【０１３１】
切替弁７０の上方の移動により、切替弁７０の第１切替弁シール７０ｄが第１弁座５５ｆに当接して、第１流路５５ｅが閉塞される。
【０１３２】
このように、統合弁５０が第１状態となっている状態では、第１減圧部５１は全開状態となり、流路切替部５２においては、熱交換部側入口５２ａから流入した冷媒が受液部側出口５２ｂから流出する流路が形成される。更に、制御部１００は、冷風バイパス通路３６が全開となるように、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータの作動を制御する。
【０１３３】
これにより、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、図１の白抜き矢印に示すように、圧縮機１１→（水−冷媒熱交換器１２の水通路１２ｂ→第１減圧部５１→）室外熱交換部１６ａ→受液部５３ａ→過冷却部１６ｂ→第２減圧部１７→室内蒸発器１８→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０１３４】
つまり、冷房モードの冷凍サイクル装置１０では、室外熱交換器１６を放熱器として機能させ、室内蒸発器１８を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。そして、このサイクル構成で、制御部１００は、車室内へ吹き出される送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度に近づくように、各種制御対象機器の作動を適宜制御する。
【０１３５】
従って、冷房モードでは、室内蒸発器１８にて冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。
【０１３６】
（ｂ）液戻しモード
暖房モードが実行される前に、統合弁５０は、過渡的に図４に示す液戻しモードとなる。液戻しモードは、受液部５３ａに滞留している液冷媒及び冷凍機油が圧縮機１１に戻されるモードである。冬期等、冷凍サイクル装置１０の温度が低い場合には、受液部５３ａに液冷媒及び冷凍機油が滞留している。そこで、暖房モードの開始時に、統合弁５０が液戻しモードとなることにより、受液部５３ａに滞留している液冷媒及び冷凍機油が圧縮機１１に戻される。
【０１３７】
制御部１００は、図４に示すように、アクチュエータ５９は弁体５７を下方に移動させて、弁部５７ｂによって流出口側開口部５６ａの開口面積を減少させて（最大開度の０〜２５％）、冷媒流路５５ｃを絞った状態にし、圧縮機１１を始動させる。
【０１３８】
圧縮機１１の始動時には、圧縮機１１による第１流路５５ｅ内の流体の吸入によって、第１流路５５ｅの圧力が低下し、第１流路５５ｅの圧力が第２流路５３ｅの圧力より低くなる。すると、第１流路５５ｅと第２流路５３ｅとの圧力差によって、図４に示すように、切替弁７０が第２スプリング７２の付勢力に抗して上方に移動し、受液部側出口５２ｂが開口し、第２流路５３ｅと第１流路５５ｅとが連通した第３連通状態となる。
【０１３９】
この第３連通状態では、受液部５３ａに滞留している液冷媒及び冷凍機油が、パイプ７４、第２流路５３ｅ、第１流路５５ｅ、圧縮機側出口５２ｃ、及び第２冷媒通路１４ｂを介して、圧縮機１１に戻される。これにより、冷媒が圧縮機１１に戻されて、圧縮機１１は冷媒を吐出することができる。また、冷凍機油が冷媒とともに圧縮機１１に戻されるので、圧縮機１１の摺動部に冷凍機油が供給されて、圧縮機１１の摺動部の摩耗が防止される。
【０１４０】
弁空間５５ｉと第２圧力室５５ｂは、接続流路５５ｊによって接続されているので、第２圧力室５５ｂは弁空間５５ｉと同じ圧力となる。そして、冷媒流路５５ｃが絞られているので、第２圧力室５５ｂの圧力は、第１圧力室５５ｋの圧力よりも小さくなる。つまり、第１圧力室５５ｋの圧力の方が、第２圧力室５５ｂの圧力よりも高くなり、第１圧力室５５ｋと第２圧力室５５ｂとの圧力差が基準圧力以上となり、変位弁６０は、第１スプリング６４の付勢力に抗して下方に移動する。
【０１４１】
そして、変位弁６０の下方への移動に伴って、シャフト６３及び切替弁７０が下方に移動し、切替弁７０が第１弁座５５ｆから離間し、第２流路５３ｅと第１流路５５ｅとが連通した第３連通状態が維持される。
【０１４２】
（ｃ）暖房モード
上述した液戻しモードによって、冷媒が圧縮機１１に戻され、圧縮機１１が冷媒を吐出すると、車両用空調装置１及び統合弁５０は暖房モードとなる。
【０１４３】
暖房モードでは、制御部１００は、統合弁５０を、図２に示す第２状態にする。より詳細には、制御部１００は、アクチュエータ５９は弁体５７を下方に移動させて、弁部５７ｂによって流出口側開口部５６ａの開口面積を減少させて（最大開度の０〜２５％）、冷媒流路５５ｃを絞った状態にする。そして、制御部１００は、液戻しモードから引き続いて、圧縮機１１の稼働を継続する。
【０１４４】
これにより、高圧入口５１ａから流入した高圧冷媒は、弁座部材５６及び弁体５７からなる第１減圧部５１によって減圧膨張され、低圧冷媒として、流出口側開口部５６ａから流出する。そして、低圧冷媒は、熱交換部側出口５１ｂから室外熱交換部１６ａに流入する。
【０１４５】
制御部１００は、アクチュエータ５９に制御信号を出力することによって、弁体５７の上下方向の位置を調整して、流出口側開口部５６ａの開口面積を調整し、室外熱交換部１６ａに流入する低圧冷媒の流量を調整する。
【０１４６】
室外熱交換部１６ａによって蒸発された気相の低圧冷媒は、熱交換部側入口５２ａから弁空間５５ｉに流入する。弁空間５５ｉと第２圧力室５５ｂは、接続流路５５ｊによって接続されているので、第２圧力室５５ｂは弁空間５５ｉと同じ圧力となる。つまり、第２圧力室５５ｂには、低圧冷媒の圧力が付与される。
【０１４７】
第１圧力室５５ｋは、第１変位弁用弁座５６ｂを介して、冷媒流路５５ｃと連通している。このため、第１圧力室５５ｋには、高圧冷媒の圧力が付与される。
【０１４８】
よって、第１圧力室５５ｋの圧力の方が、第２圧力室５５ｂの圧力よりも高くなり、第１圧力室５５ｋと第２圧力室５５ｂとの圧力差が基準圧力以上となり、変位弁６０は、第１スプリング６４の付勢力に抗して下方に移動する。
【０１４９】
すると、変位弁６０の第２変位弁シール６０ｂが第２変位弁用弁座６２ｄと当接して第２変位弁用弁座６２ｄを閉塞する。
【０１５０】
このように、変位弁６０の下方への移動に伴って、シャフト６３が下方に移動する。すると、切替弁７０が下方に移動して、切替弁７０が第１弁座５５ｆから離間して、第１流路５５ｅが開放されて、熱交換部側入口５２ａと圧縮機側出口５２ｃとが連通した第２連通状態となる。第２連通状態では、低圧冷媒が圧縮機側出口５２ｃから、圧縮機１１の吸入側に冷媒が流出する。
【０１５１】
切替弁７０の下方への移動により、切替弁７０の第２切替弁シール７０ｅが第２弁座５３ｆに当接して、第２流路５３ｅが閉塞される。
【０１５２】
統合弁５０が第２状態となっている状態では、第１減圧部５１は絞り状態となり、流路切替部５２においては、熱交換部側入口５２ａから流入した冷媒が圧縮機側出口５２ｃから流出する流路が形成される。更に、制御部１００は、ヒータコア通路３５を全開とするように、エアミックスドア駆動用の電動アクチュエータの作動を制御する。
【０１５３】
また、制御部１００は、予め定めた暖房モード用の基準能力を発揮するように、高温側冷却水ポンプ４１の作動を制御する。
【０１５４】
これにより、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、図１の黒塗り矢印に示すように、圧縮機１１→水−冷媒熱交換器１２→第１減圧部５１→室外熱交換部１６ａ→圧縮機１１の順に冷媒を循環させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。
【０１５５】
つまり、暖房モードの冷凍サイクル装置１０では、水−冷媒熱交換器１２を放熱器として機能させ、室外熱交換器１６を蒸発器として機能させる蒸気圧縮式の冷凍サイクルが構成される。そして、このサイクル構成で、制御部１００は、車室内へ吹き出される送風空気温度ＴＡＶが目標吹出温度に近づくように、各種制御対象機器の作動を適宜制御する。
【０１５６】
従って、暖房モードでは、ヒータコア４２にて加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の暖房を行うことができる。
【０１５７】
以上の如く、本実施形態の車両用空調装置１では、冷房モードと及び暖房モードとを切り替えて、車室内の快適な空調を実現することができる。
【０１５８】
ところで、本実施形態の統合弁５０は、アクチュエータ５９を有している。更に、アクチュエータ５９の動力変換機構５９ｂの摺動部には、グリスが塗布されている。このため、グリスが塗布された摺動部のあるアクチュエータ５９に液相冷媒が侵入し、充満してしまうと、冷凍サイクル装置１０において暖房モードから冷房モードに切り替わる際に、アクチュエータ５９の摺動部に侵入した冷媒が急激に減圧沸騰しながら流出することにより、アクチュエータ５９の摺動部に塗布されたグリスは冷媒に持ち去られてしまう。
【０１５９】
なお、冷凍サイクル装置１０において暖房モードから冷房モードに切り替わる一例として以下の場合がある。つまり、冷凍サイクル装置１０において暖房運転が実行されている場合において、窓の曇りを取り除くために、一時的に冷凍サイクル装置１０を冷房運転させて、除湿した送風空気を窓に送風する場合である。
【０１６０】
そこで、本実施形態の統合弁５０では、アクチュエータ５９の動力変換機構５９ｂの摺動部を、冷媒流路５５ｃの弁部５７ｂよりも下流側に配置している。
【０１６１】
これによれば、冷凍サイクル装置１０において暖房モード時に、冷媒流路５５ｃが弁体５７によって絞られて、アクチュエータ５９の動力変換機構５９ｂの摺動部が配置されている冷媒流路５５ｃの弁部５７ｂのよりも下流側は、冷媒流路５５ｃの弁部５７ｂの上流側に比べて低い圧力になる。このため、冷媒流路５５ｃの弁部５７ｂよりも下流側の冷媒は気液二相となり、冷媒流路５５ｃの弁部５７ｂよりも下流側が液相の冷媒で満たされることが無い。この結果、冷媒が、支持穴５８ａと弁体５７の軸部５７ａとの間から、アクチュエータ５９の摺動部側への侵入することが抑制される。よって、冷凍サイクル装置が暖房モードから冷房モードに切り替わったとしても、アクチュエータ５９の摺動部に塗布されたグリスの流出が抑制される。従って、アクチュエータ５９の耐久寿命を向上させることができ、ひいては、統合弁５０の耐久寿命を向上させることができる。
【０１６２】
また、第１ボデー部５５には、室外熱交換部１６ａから流出した冷媒を流入させる熱交換部側入口５２ａ、及び圧縮機１１の吸入側へ冷媒を流出させる圧縮機側出口５２ｃが形成されている。そして、第２ボデー部５３には、液相冷媒を蓄える受液部５３ａ側へ冷媒を流出させる受液部側出口５２ｂが形成されている。そして、変位弁６０は、高圧入口５１ａから流入した冷媒である高圧冷媒と、熱交換部側入口５２ａから流入した冷媒である室外器流出冷媒との圧力差に応じて変位する。そして、切替弁７０は、変位弁６０に連動して変位し、室外器流出冷媒を、圧縮機側出口５２ｃ又は受液部側出口５２ｂのいずれかに流出させる。そして、変位弁６０は、圧力差が予め定めた基準圧力差以上なっている際に、室外器流出冷媒を圧縮機側出口５２ｃから流出させるように切替弁７０を変位させ、更に、圧力差が基準圧力差よりも小さくなっている際に、室外器流出冷媒を受液部側出口５２ｂから流出させるように切替弁７０を変位させる。
【０１６３】
これによれば、単一のアクチュエータ５９によって、冷媒流路５５ｃの開度を調整するだけでなく、熱交換部側入口５２ａから流入した冷媒を圧縮機側出口５２ｃ又は受液部側出口５２ｂのいずれかに流出させることができる。つまり、単一のアクチュエータ５９によって、第１減圧部５１と流路切替部５２の両方を駆動することができる。このため、複数のアクチュエータが設けられている構成と比較して、統合弁５０を小型化することができ、ひいては、冷凍サイクル装置１０を小型化することができる。この結果、冷凍サイクル装置１０の車両への搭載性を向上させることができる。
【０１６４】
また、弁体５７と切替弁７０とを分離した構成としている。このため、弁体５７と切替弁７０とが一体であり、アクチュエータ５９の駆動力を切替弁７０に直接伝達させる構成と比較して、弁体５７の位置や、高圧入口５１ａ、熱交換部側出口５１ｂ、及び冷媒流路５５ｃの位置の自由度を高めることができる。このため、弁体５７の軸部５７ａやアクチュエータ５９の摺動部を冷媒流路５５ｃの弁体５７の弁部５７ｂよりも下流側に位置させることができる。このため、暖房モード時に、弁体５７の軸部５７ａ及びアクチュエータ５９の摺動部を、冷媒流路５５ｃの弁体５７の弁部５７ｂよりも上流側よりも確実に低圧にすることができる。この結果、液相冷媒が、支持穴５８ａと弁体５７の軸部５７ａとの間の隙間から、アクチュエータ５９の摺動部へ侵入して充満することを確実に抑制することができる。
【０１６５】
また、弁座部材５６は、冷媒流路５５ｃに配置され、熱交換部側出口５１ｂに開口した流出口側開口部５６ａが形成され、高圧入口５１ａから流入した冷媒が流出口側開口部５６ａに流出する。そして、弁体５７は、流出口側開口部５６ａの開口面積を調整し、流出口側開口部５６ａの下流側においてアクチュエータ５９の移動部材５９ｄと連結している。
【０１６６】
これによれば、弁体５７の軸部５７ａ及びアクチュエータ５９の摺動部を流出口側開口部５６ａの下流側に位置させることができる。このため、暖房モード時に、弁体５７の軸部５７ａ及びアクチュエータ５９の摺動部を、確実に流出口側開口部５６ａの上流側よりも低圧にすることができる。この結果、液相冷媒が、支持穴５８ａと弁体５７の軸部５７ａとの間の隙間から、アクチュエータ５９の摺動部へ侵入して充満することを確実に抑制することができる。
【０１６７】
また、弁体５７の弁部５７ｂを流出口側開口部５６ａに近接させることにより、冷媒流路５５ｃの開度を確実に調整することができ、冷媒流路５５ｃから流出する冷媒を確実に減圧させることができる。また、弁体５７の弁部５７ｂを流出口側開口部５６ａから離間させることにより、冷媒を殆ど減圧させること無く冷媒流路５５ｃから流出させることができる。
【０１６８】
また、内部空間５５ａの弁座部材５６と変位弁６０との間には、第１圧力室５５ｋが形成されている。そして、弁座部材５６には、高圧入口５１ａと連通して第１圧力室５５ｋに開口し、変位弁６０が接離可能な第１変位弁用弁座５６ｂが形成されている。そして、変位弁６０を挟んだ第１圧力室５５ｋと反対側の内部空間５５ａには、熱交換部側入口５２ａと連通する第２圧力室５５ｂが形成されている。そして、第１スプリング６４によって、変位弁６０が弁座部材５６側に付勢されている。
【０１６９】
これによれば、第１圧力室５５ｋに高圧入口５１ａから流入した高圧冷媒の圧力が付与され、第２圧力室５５ｂに熱交換部側入口５２ａから流入した冷媒である室外器流出冷媒の圧力が付与される。このため、変位弁６０を、高圧入口５１ａから流入した高圧冷媒と、熱交換部側入口５２ａから流入した冷媒である室外器流出冷媒との圧力差に応じて確実に変位させることができる。また、第１圧力室５５ｋ及び第２圧力室５５ｂに、高圧冷媒の圧力が付与され、第１圧力室５５ｋと第２圧力室５５ｂとの間に殆ど圧力差が無い場合に、第１スプリング６４によって、変位弁６０を第１変位弁用弁座５６ｂ側に変位させることができる。
【０１７０】
また、統合弁５０は、変位弁６０と切替弁７０とを連動させるシャフト６３を有している。これによれば、切替弁７０を変位弁６０に確実に連動させて変位させることができる。
【０１７１】
また、シャフト支持部材６２には、シャフト６３を軸線方向に移動可能に支持する支持穴６２ｃが形成されている。これによれば、シャフト６３の軸線方向に対する傾きを防止することができる。このため、変位弁６０の軸線方向に対する傾きを防止することができ、変位弁６０と内部空間５５ａとの摺動抵抗を低減させることができる。この結果、変位弁６０を確実に、軸線方向に変位させることができる。
【０１７２】
また、弁座部材５６の下方側の開口部には、変位弁６０が接離可能な第１変位弁用弁座５６ｂが形成されている。これによれば、図３に示すように、冷房モードが実行されている際に、第１スプリング６４の作用によって変位弁６０が第２変位弁用弁座５６ｂに当接すると、弁座部材５６が変位弁６０によって閉塞される。このため、冷媒流路５５ｃから第２圧力室５５ｂへの冷媒の漏洩を防止することができる。
【０１７３】
また、ボデー部５５には、圧縮機側出口５２ｃと連通し弁空間５５ｉに開口し、切替弁７０が接離可能な第１弁座５５ｆが形成されている。そして、ボデー部５５には、受液部側出口５２ｂと連通し弁空間５５ｉに開口し、切替弁７０が接離可能な第２弁座５３ｆが形成されている。
【０１７４】
これによれば、切替弁７０が第１弁座５５ｆ又は第２弁座５３ｆに選択的に当接することにより、熱交換部側入口５２ａと受液部側出口５２ｂとが連通した第１連通状態と、熱交換部側入口５２ａと圧縮機側出口５２ｃとが連通した第２連通状態とを確実に切り替えることができる。このため、熱交換部側入口５２ａに流入した室外器流出冷媒を、圧縮機側出口５２ｃ又は受液部側出口５２ｂのいずれか一方に確実に流出させることができる。
【０１７５】
また、切替弁７０は、シャフト６３に、軸線方向に移動可能に取り付けられている。これによれば、液戻しモードにおいて、圧縮機１１を始動させて、第１流路５５ｅの圧力を第２流路５３ｅの圧力より低くすることにより、図４に示すように、切替弁７０を上方に移動させることができる。このため、受液部側出口５２ｂが開口し、第２流路５３ｅと第１流路５５ｅとが連通した第３連通状態にすることができ、受液部５３ａに滞留している液冷媒及び冷凍機油を圧縮機１１に戻すことができる。
【０１７６】
また、第２スプリング７２は、切替弁７０を第２弁座５３ｆ側に付勢する。これによれば、暖房モード時に、切替弁７０を第２弁座５３ｆに確実に当接させることができる。このため、熱交換部側入口５２ａに流入した室外器流出冷媒を、受液部側出口５２ｂから受液部５３ａに漏洩させること無く、確実に圧縮機側出口５２ｃから圧縮機１１に流出させることができる。
【０１７７】
また、切替弁７０には、シャフト６３の下端が接離可能な当接部７０ｂが形成されている。そして、シャフト６３及び切替弁７０のそれぞれが、その移動範囲の最下端に位置している状態では、シャフト６３の下端と当接部７０ｂの底部との離間距離は、切替弁７０と第１弁座５５ｆとの離間距離よりも小さい寸法に設定されている。
【０１７８】
これによれば、液戻しモードにおいて、図４に示すように、シャフト６３の下端が当接部７０ｂの底部に当接して、切替弁７０の上方への移動が規制される。このため、切替弁７０によって第１弁座５５ｆが閉塞されることを防止することができる。この結果、第２流路５３ｅと第１流路５５ｅとが連通した第３連通状態を維持させることができ、受液部５３ａに滞留している液冷媒及び冷凍機油を確実に圧縮機１１に戻すことができる。
【０１７９】
また、弁座部材５６の中心線、弁体５７の中心線、変位弁６０の中心線、及び切替弁７０の中心線は、互いに同軸に配置されている。これによれば、弁座部材５６の中心線、弁体５７の中心線、変位弁６０の中心線、及び切替弁７０の中心線のいずれかでも１つが、互いに異軸に配置されている構成と比較して、統合弁５０を小型化することができる。このため、統合弁５０の冷凍サイクル装置１０への搭載性が向上し、冷凍サイクル装置１０を小型化することができ、ひいては、冷凍サイクル装置１０の車両への搭載性が向上する。
【０１８０】
また、当接部７０ｂによって、ネジ穴７０ｃの下側の開口部は閉塞されている。これによれば、図２に示すように、暖房モード時において、切替弁７０が第２弁座５３ｆを閉塞している場合に、弁空間５５ｉの冷媒が、ネジ穴７０ｃとネジ山７１ｂとの間に隙間を流通して、第２流路５３ｅ側に漏洩してしまうことが防止される。
【０１８１】
また、本実施形態の統合弁５０は、第１減圧部５１、流路切替部５２、及び受液部５３ａが一体に構成されている。これによれば、冷凍サイクル装置１０を構成する、第１減圧部５１、流路切替部５２、及び受液部５３ａが、それぞれ別体である構成と比較して、冷凍サイクル装置１０を小型化することができる。このため、冷凍サイクル装置１０の車両への搭載性を向上させることができる。
【０１８２】
また、第１冷媒通路１４ａには高圧側冷媒充填ポート１５ａが設けられ、第２冷媒通路１４ｂには低圧側冷媒充填ポート１５ｂが設けられている。このように、統合弁５０の上流側と下流側に、それぞれ、高圧側冷媒充填ポート１５ａと低圧側冷媒充填ポート１５ｂが設けられている。このため、統合弁５０の上流側と下流側が統合弁５０によって遮断されている場合であっても、高圧側冷媒充填ポート１５ａ及び低圧側冷媒充填ポート１５ｂの両方から冷媒を充填することにより、冷凍サイクル装置１０の冷媒回路に冷媒を充填させることができる。
【０１８３】
（他の実施形態）
図５に示す統合弁５０は、シャフト６３と支持穴６２ｃとの間には、シャフト６３と支持穴６２ｃとの間の隙間をシールして、この隙間における冷媒の流通を防止するシール部材６９が設けられている。具体的には、シャフト６３の外周面の全周と接触するシール部材６９が、シャフト支持部材６２に取り付けられている。この実施形態では、シャフト支持部材６２の支持穴６２ｃの内周面には、取付凹部６２ｅが全周にわたって凹んで形成されている。そして、この取付凹部６２ｅにＯリングであるシール部材６９が取り付けられている。
【０１８４】
この図５に示す実施形態では、冷房モード時に、シール部材６９によって、熱交換部側入口５２ａから接続流路５５ｊを介して第２圧力室５５ｂに流入した高圧冷媒が、支持穴６２ｃを通過して、第１流路５５ｅに漏洩してしまうことを確実に防止することができる。
【０１８５】
上述の実施形態では、第２減圧部１７は、温度式膨張弁である。第２減圧部１７は、電気式膨張弁であっても良い。
【符号の説明】
【０１８６】
１０    冷凍サイクル装置
１１    圧縮機
１２    水−冷媒熱交換器（凝縮部）
１６ａ  室外熱交換器
５１ａ  高圧入口
５１ｂ  熱交換部側出口
５５    第１ボデー部（ボデー部）
５５ａ  冷媒流路
５７    弁体
５９    アクチュエータ
５９ｂ  動力変換機構（摺動部）
【図１】
2020008203.tif 000003
【図２】
2020008203.tif 000004
【図３】
2020008203.tif 000005
【図４】
2020008203.tif 000006
【図５】
2020008203.tif 000007