(57)【要約】【課題】ガスインジェクションサイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用差圧弁において、冷媒充填作業に伴う各種不具合の少なくとも１つを抑制可能とする。【解決手段】ボデーを構成するアッパーブロック１４２内部に収容され、気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒を中間圧冷媒通路１５側へ導く気相冷媒通路１４２ｂを開閉する主弁部材１６１、および主弁部材１６１に対して気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に荷重をかける弾性部材１６２を備える。そして、主弁部材１６１は、中間圧冷媒通路１５の圧力（下流側通路１４２ｇの圧力）を受ける弁体部１６１ａ、および弁体部１６１ａに対して中間圧冷媒通路１５の圧力が作用する方向と逆方向に、中間圧冷媒通路１６１の圧力を受ける均圧ピストン部１６１ｃを含んで構成されている。【選択図】図６
2015007501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用差圧弁であって、
圧縮機（１１）の冷媒流れ下流側に設けられた気液分離手段（１４１ｂ）で分離された気相冷媒を流入させる冷媒流入部（１４２ｄ）、前記気相冷媒を流出させる冷媒流出部（１４２ａ）、前記冷媒流入部から流入した冷媒を前記冷媒流出部へ導く気相冷媒通路（１４２ｂ）、前記気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧可能に構成された減圧手段（１７、１８）の冷媒流れ下流側の圧力が導入される主圧力室（１４２ｅ）が形成されたボデー（１４２）と、
前記ボデーの内部に収容され、一端部が前記気相冷媒通路に形成された主弁座部（１４２ｆ）に接触する位置と前記主弁座部から離間する位置との間で変位して前記気相冷媒通路を開閉する主弁部材（１６１）と、
前記主弁部材に対して前記気相冷媒通路を閉じる方向に荷重をかける弾性部材（１６２）と、を備え、
前記冷媒流出部は、前記気相冷媒を前記圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させる中間圧ポート（１１ｄ）へ導く中間圧冷媒通路（１５）に接続されており、
前記気相冷媒通路のうち、前記主弁座部よりも前記冷媒流入部側の冷媒通路を上流側通路（１４２ｈ）とし、前記主弁座部よりも前記冷媒流出部側の冷媒通路を下流側通路（１４２ｇ）としたとき、
前記ボデーには、前記下流側通路の圧力が導入される均圧室（１４２ｉ）が形成されており、
前記弁部材は、前記主弁座部に接離する一端部を構成する弁体部（１６１ａ）、前記弁体部と反対側の他端部を構成する均圧ピストン部（１６１ｃ）、前記均圧ピストン部と前記弁体部とを連結する胴体部（１６１ｂ）を有し、
前記弁体部は、前記気相冷媒通路を閉じる方向に前記上流側通路の圧力を受けると共に、前記気相冷媒通路を開く方向に前記下流側通路の圧力を受けるように構成され、
前記胴体部は、前記気相冷媒通路を開く方向に前記上流側通路の圧力を受けると共に、前記気相冷媒通路を閉じる方向に前記主圧力室の圧力を受けるように構成され、
前記均圧ピストン部は、前記気相冷媒通路を閉じる方向に前記均圧室の圧力を受けるように構成されていることを特徴とするヒートポンプ用差圧弁。
【請求項２】
前記主弁部材の内部には、前記下流側通路と前記均圧室とを連通させる均圧連通路（１６１ｅ）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプ用差圧弁。
【請求項３】
前記均圧ピストン部における前記均圧室の圧力を受ける受圧面の面積（Ａ３）は、前記弁体部における前記下流側通路の圧力を受ける受圧面の面積（Ａ１）と同等の大きさに設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のヒートポンプ用差圧弁。
【請求項４】
前記下流側通路の圧力から前記上流側通路の圧力を差し引いた上下差圧が所定開弁圧以上となる際に前記上流側通路と前記下流側通路との間を連通させ、前記上下差圧が前記所定開弁圧を下回る際に前記上流側通路と前記下流側通路との間の連通を遮断する逆止弁（１６４）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つに記載のヒートポンプ用差圧弁。
【請求項５】
ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用差圧弁であって、
圧縮機（１１）の冷媒流れ下流側に設けられた気液分離手段（１４１ｂ）で分離された気相冷媒を流入させる冷媒流入部（１４２ｄ）、前記気相冷媒を流出させる冷媒流出部（１４２ａ）、前記冷媒流入部から流入した冷媒を前記冷媒流出部へ導く気相冷媒通路（１４２ｂ）、前記気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧可能に構成された減圧手段（１７、１８）の冷媒流れ下流側の圧力が導入される主圧力室（１４２ｅ）が形成されたボデー（１４２）と、
前記ボデーの内部に収容され、一端部が前記気相冷媒通路に形成された主弁座部（１４２ｆ）に接触する位置と前記主弁座部から離間する位置との間で変位して前記気相冷媒通路を開閉する主弁部材（１６１）と、
前記主弁部材に対して前記気相冷媒通路を閉じる方向に荷重をかける弾性部材（１６２）と、
前記主弁部材の変位方向に延びるように前記主弁部材の内部に形成された貫通穴（１６１ｇ）に摺動可能に支持されたシャフト（１６５）と、
前記シャフトの一端側に連結され、前記シャフトと前記主弁部材の一端部との間に形成されたバイパス孔（１６１ｉ）を開閉するバイパス弁体（１６６）と、
前記シャフトの他端側に連結された均圧ピストン部（１６７）と、を備え、
前記冷媒流出部は、前記気相冷媒を前記圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させる中間圧ポート（１１ｄ）へ導く中間圧冷媒通路（１５）に接続されており、
前記気相冷媒通路のうち、前記主弁座部よりも前記冷媒流入部側の冷媒通路を上流側通路（１４２ｈ）とし、前記主弁座部よりも前記冷媒流出部側の冷媒通路を下流側通路（１４２ｇ）としたとき、
前記バイパス孔は、前記上流側通路および前記主圧力室のいずれか一方と前記下流側通路とを連通させるバイパス連通路（１６１ｈ）における前記下流側通路側の開口部を構成しており、
前記ボデーには、前記下流側通路の圧力が導入される均圧室（１４２ｉ）が形成されており、
前記主弁部材は、前記主弁座部に接離する一端部が前記気相冷媒通路を閉じる方向に前記上流側通路の圧力を受けると共に、前記気相冷媒通路を開く方向に前記下流側通路の圧力を受けるように構成され、前記一端部の反対側の他端部が前記気相冷媒通路を開く方向に前記上流側通路の圧力を受けると共に、前記気相冷媒通路を閉じる方向に前記主圧力室の圧力を受けるように構成され、
前記均圧ピストン部は、前記バイパス孔を閉じる方向に前記主圧力室の圧力を受けると共に、前記バイパス孔を開く方向に前記均圧室の圧力を受けるように構成され、
前記バイパス弁体は、前記バイパス孔を閉じる方向に前記下流側通路の圧力を受けると共に、前記バイパス孔を閉じる位置に変位した際に、前記均圧室の圧力により前記均圧ピストン部に作用する力が前記弁部材に対して前記気相冷媒通路を開く方向に作用するように構成され、
前記均圧ピストン部における前記均圧室の圧力を受ける受圧面の面積（Ａ５）は、前記バイパス弁体における前記下流側通路の圧力を受ける受圧面の面積（Ａ４）よりも大きくなっていることを特徴とするヒートポンプ用差圧弁。
【請求項６】
前記シャフトの内部には、前記下流側通路と前記均圧室とを連通させる均圧連通路（１６５ａ）が形成されていることを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプ用差圧弁。
【請求項７】
前記バイパス連通路は、前記上流側通路と前記下流側通路とを連通させる連通路で構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のヒートポンプ用差圧弁。
【請求項８】
前記均圧ピストン部における前記均圧室の圧力を受ける受圧面の面積（Ａ５）は、前記弁体部における前記上流側通路の圧力を受ける受圧面の面積（Ａ１）以上の大きさに設定されていることを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１つに記載のヒートポンプ用差圧弁。
【請求項９】
ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用差圧弁であって、
圧縮機（１１）の冷媒流れ下流側に設けられた気液分離手段（１４１ｂ）で分離された気相冷媒を流入させる冷媒流入部（１４２ｄ）、前記気相冷媒を流出させる冷媒流出部（１４２ａ）、前記冷媒流入部から流入した冷媒を前記冷媒流出部へ導く気相冷媒通路（１４２ｂ）、前記気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧可能に構成された減圧手段（１７、１８）の冷媒流れ下流側の圧力が導入される主圧力室（１４２ｅ）が形成されたボデー（１４２）と、
前記ボデーの内部に収容され、一端部が前記気相冷媒通路に形成された主弁座部（１４２ｆ）に接触する位置と前記主弁座部から離間する位置との間で変位して前記気相冷媒通路を開閉する主弁部材（１６１）と、
前記主弁部材に対して前記冷媒通路を閉じる方向に荷重をかける弾性部材（１６２）と、
前記ボデーの内部に収容された逆止弁（１６４）と、を備え、
前記冷媒流出部は、前記気相冷媒を前記圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させる中間圧ポート（１１ｄ）へ導く中間圧冷媒通路（１５）に接続されており、
前記気相冷媒通路のうち、前記主弁座部よりも前記冷媒流入部側の冷媒通路を上流側通路（１４２ｈ）とし、前記主弁座部よりも前記冷媒流出部側の冷媒通路を下流側通路（１４２ｇ）としたとき、
前記主弁部材は、前記主弁座部に接離する一端部が前記気相冷媒通路を閉じる方向に前記上流側通路の圧力を受けると共に、前記気相冷媒通路を開く方向に前記下流側通路の圧力を受けるように構成され、前記一端部の反対側の他端部が前記気相冷媒通路を開く方向に前記上流側通路の圧力を受けると共に、前記気相冷媒通路を閉じる方向に前記主圧力室の圧力を受けるように構成され、
前記逆止弁は、前記下流側通路の圧力から前記上流側通路の圧力を差し引いた上下差圧が所定開弁圧以上となる際に前記上流側通路と前記下流側通路との間を連通させ、前記上下差圧が前記所定開弁圧を下回る際に前記上流側通路と前記下流側通路との間の連通を遮断するように構成されていることを特徴とするヒートポンプ用差圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用差圧弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車等の如く、車室内の暖房用の熱源を確保し難い車両に適用される空調装置として、ヒートポンプサイクル（蒸気圧縮式の冷凍サイクル）の圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒を熱源として車室内の暖房を行うものがある。
【０００３】
この種のヒートポンプサイクルとして、放熱器と蒸発器の間で冷媒を２段階に減圧し、中間圧冷媒の一部（気相冷媒）を、圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させるガスインジェクションサイクル（エコノマイザ式冷凍サイクル）が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、暖房運転時におけるサイクルの成績係数（ＣＯＰ）を向上させるために、暖房運転時に通常サイクル（一段圧縮サイクル）からガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）に切り替えるヒートポンプサイクルが開示されている。
【０００５】
具体的には、特許文献１のヒートポンプサイクルは、放熱器からの流出冷媒を減圧する第１、第２減圧手段、第１減圧手段で減圧された中間圧冷媒の気液を分離する気液分離器、第２減圧手段で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器等を備える。
【０００６】
そして、気液分離器で分離された気相冷媒を圧縮機の中間圧ポートへと導く中間圧冷媒通路に、当該冷媒通路を開閉する開閉弁を設けることで、ガスインジェクションサイクルと、ガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルとを切り替える構成としている。
【０００７】
ここで、ヒートポンプサイクルを通常サイクルとして機能させる際には、第２減圧手段が減圧作用を発揮しない全開状態に設定される。一方、ヒートポンプサイクルをガスインジェクションサイクルとして機能させる際には、放熱器からの流出冷媒を２段階に減圧するために、第１、第２減圧手段の双方が減圧作用を発揮する絞り状態に設定される。
【０００８】
そこで、特許文献１では、中間圧冷媒通路を開閉する開閉弁を、第２減圧手段の前後差圧が所定差圧以上となった際に、中間圧冷媒通路を開く差圧弁で構成している。これにより、ヒートポンプサイクルのサイクル構成の簡素化を図っている。
【０００９】
また、特許文献２には、ガスインジェクションサイクルとして機能するヒートポンプサイクルにおいて、圧縮機をスクロール型圧縮機で構成した例が開示されている。具体的には、特許文献２では、中間圧ポートを固定スクロールの端板部に形成し、可動スクロールにおける固定スクロールの端板部に当接する歯先により、周期的に中間圧ポートを開閉することで、中間圧冷媒を圧縮過程の冷媒と合流させる構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１２−１８１００５号公報
【特許文献２】特開平０９−１０５３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、特許文献１の如く、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとを切り替え可能なヒートポンプサイクルに対し、特許文献２に記載の圧縮機を適用すると、サイクル内へ冷媒を充填する冷媒充填作業に伴って以下の不具合が生ずることが分った。
（１）真空引き工程で中間圧冷媒通路の真空引きができない場合があること
（２）中間圧冷媒通路の真空引きにより差圧弁の開閉作動が不能となる場合があること
本発明者らは、上述の不具合（１）、（２）について鋭意検討したところ、各不具合（１）、（２）の発生要因が明らかとなった。この点について以下に説明する。
【００１２】
図２２は、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとを切り替え可能なヒートポンプサイクルに、特許文献２に開示されたスクロール型圧縮機を適用した構成（以下、検討例と呼ぶ。）を示す模式図である。
【００１３】
まず、検討例の各構成要素について簡単に説明する。検討例のヒートポンプサイクル１００は、吸入ポート１０１ａから吸入した冷媒を圧縮して吐出ポート１０１ｂから吐出すると共に、サイクル内の中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１０１ｃを有するスクロール型の圧縮機１０１を備える。
【００１４】
この圧縮機１０１は、特許文献２と同様に、固定スクロール１０１ｄの端板部に当接する可動スクロール１０１ｅの歯先により、周期的に中間圧ポート１０１ｃを開閉する構成となっている。なお、圧縮機１０１には、中間圧ポート１０１ｃから後述の中間圧冷媒通路１１１側への冷媒の逆流を防止する逆止弁１０１ｆが設けられている。
【００１５】
圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｂ側には、上流側から順に放熱器１０２、第１減圧手段１０３、気液分離器１０４が接続されている。そして、気液分離器１０４における液相冷媒の出口側には、第２減圧手段１０５として機能する固定絞り１０５ａ、および固定絞り１０５ａを迂回して冷媒を流すバイパス流路の開閉弁１０５ｂが設けられている。
【００１６】
また、第２減圧手段１０５の出口側には、冷媒を外気と熱交換させる室外熱交換器１０６、室外熱交換器１０６から流出した冷媒を減圧する第３減圧手段１０７、蒸発器１０８、蒸発器１０８から流出した冷媒の気液を分離するアキュムレータ１０９が接続されている。なお、室外熱交換器１０６の出口側には、第３減圧手段１０７および蒸発器１０８を迂回してアキュムレータ１０９へ冷媒を流すバイパス流路１１０を開閉する開閉弁１１０ａが設けられている。
【００１７】
さらに、気液分離器１０４には、分離した気相冷媒を圧縮機１０１の中間圧ポート１０１ｃへ導く中間圧冷媒通路１１１が接続されている。そして、中間圧冷媒通路１１１には、固定絞り１０５ａの前後差圧が所定圧力以上となった際に、中間圧冷媒通路１１１を開く差圧弁１１２が設けられている。
【００１８】
具体的には、差圧弁１１２は、図２３に示すように、中間圧冷媒通路１１１を開閉する弁体１１２ａ、中間圧冷媒通路１１１を閉じる側に弁体１１２ａに荷重をかけるスプリング１１２ｂ等で構成されている。
【００１９】
図２２に戻り、ヒートポンプサイクル１００には、サイクル内の高圧冷媒通路に冷媒を充填する第１充填ポート１１３、およびサイクル内の低圧冷媒通路に冷媒を充填する第２充填ポート１１４が設けられている。なお、第１充填ポート１１３は、真空引きを行うためのポートとしても機能する。
【００２０】
以上までがヒートポンプサイクル１００の説明であり、以下、前述の不具合（１）の発生要因について説明する。ヒートポンプサイクル１００では、各開閉弁１０５ｂ、１１０ａ等の機能弁が全開状態に設定された状態で、第１充填ポート１１３を介して真空引きが行われる。
【００２１】
この真空引き工程では、中間圧冷媒通路１１１以外の部分については、真空引きを行うことが可能であるが、以下の場合に、中間圧冷媒通路１１１の真空引きを実施することができなくなってしまう。
【００２２】
すなわち、図２２の圧縮機１０１中に示すように、圧縮機１０１内部にて可動スクロール１０１ｅの歯先により中間圧ポート１０１ｃが閉鎖されていると、圧縮機１０１の中間圧ポート１０１ｃ側からの真空引きを実施できない。
【００２３】
一方、差圧弁１１２側からの真空引きを行うことも考えられる。しかし、真空引きを行う際には、固定絞り１０５ａの前後の圧力が殆どゼロとなり、スプリング１１２ｂの付勢力により中間圧冷媒通路１１１が開かず、差圧弁１１２を介した真空引きも実施できない。
【００２４】
このように、図２２のヒートポンプサイクル１００では、冷媒充填作業の真空引き工程において、圧縮機１０１内部で中間圧ポート１０１ｃが閉塞されると、中間圧冷媒通路１１１の真空引きが実施できなくなってしまう。なお、不具合（１）は、スクロール型の圧縮機１０１に限らず、内部で中間圧ポート１０１ｃが閉鎖されることがある圧縮機において生ずる。
【００２５】
次に、不具合（２）の発生要因について説明する。ヒートポンプサイクル１００の真空引き工程の完了後、各充填ポート１１３、１１４の少なくとも一つを介して規定量の冷媒を充填する。
【００２６】
この充填工程では、差圧弁１１２が開かず、中間圧冷媒通路１１１における当該差圧弁１１２から圧縮機１０１の逆止弁１０１ｆまでの冷媒通路へ冷媒を封入することができないことがある。
【００２７】
この点について図２３を用いて説明する。図２３に示すように、差圧弁１１２の弁体１１２ａには、固定絞り１０５ａ前後の圧力差による力Ｆ２３が開弁方向に作用する。また、弁体１１２ａには、中間圧冷媒通路１１１の中間圧ポート１０１ｃ側および固定絞り１０５ａの上流側の圧力差による力Ｆ２１、およびスプリング１１２ｂの付勢力Ｆｓｐが閉弁方向に作用する。
【００２８】
そして、差圧弁１１２の開弁力Ｆは、以下の数式で規定でき、開弁力Ｆ＞０となる条件で開弁して、ヒートポンプサイクル１００がガスインジェクションサイクルに切り替わる。
Ｆ＝Ｆ２３−Ｆ２１−Ｆｓｐ
Ｆ＝Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）−Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）−Ｆｓｐ
なお、「Ｐ１」が中間圧冷媒通路１１１の中間圧ポート１０１ｃ側の圧力、「Ｐ２」が固定絞り１０５ａ上流側の圧力、「Ｐ３」が固定絞り１０５ａ下流側の圧力である。また、「Ａ１」が弁体１１２ａにおいて圧力Ｐ１、Ｐ２が作用する部位の面積であり、「Ａ２」が弁体１１２ａにおいて圧力Ｐ２、Ｐ３が作用する部位の面積である。
【００２９】
ところが、真空引き工程にて、中間圧冷媒通路１１１が真空状態（Ｐ１≒０）となっていると、差圧弁１１２の弁体１１２ａに閉弁方向に作用するＦ２１が増大し、サイクル作動により発生する差圧では、差圧弁１１２が開弁しない場合がある。つまり、検討例の構成によれば、中間圧冷媒通路の圧力低下によって、差圧弁１１２の弁体１１２ａに開弁方向に作用する力が減少することで、差圧弁１１２が作動不能となってしまうことがある。
【００３０】
本発明は上記点に鑑みて、ガスインジェクションサイクルに切り替え可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用差圧弁において、冷媒充填作業に伴う各種不具合の少なくとも１つを抑制可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明は、ガスインジェクションサイクルに切替可能なヒートポンプサイクルに適用されるヒートポンプ用差圧弁を対象としている。
【００３２】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、圧縮機（１１）の冷媒流れ下流側に設けられた気液分離手段（１４１ｂ）で分離された気相冷媒を流入させる冷媒流入部（１４２ｄ）、気相冷媒を流出させる冷媒流出部（１４２ａ）、冷媒流入部から流入した冷媒を冷媒流出部へ導く気相冷媒通路（１４２ｂ）、気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧可能に構成された減圧手段（１７、１８）の冷媒流れ下流側の圧力が導入される主圧力室（１４２ｅ）が形成されたボデー（１４２）と、
ボデーの内部に収容され、一端部が気相冷媒通路に形成された主弁座部（１４２ｆ）に接触する位置と主弁座部から離間する位置との間で変位して気相冷媒通路を開閉する主弁部材（１６１）と、
主弁部材に対して気相冷媒通路を閉じる方向に荷重をかける弾性部材（１６２）と、を備え、
冷媒流出部は、気相冷媒を圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させる中間圧ポート（１１ｄ）へ導く中間圧冷媒通路（１５）に接続されており、
気相冷媒通路のうち、主弁座部よりも冷媒流入部側の冷媒通路を上流側通路（１４２ｈ）とし、主弁座部よりも冷媒流出部側の冷媒通路を下流側通路（１４２ｇ）としたとき、
ボデーには、下流側通路の圧力が導入される均圧室（１４２ｉ）が形成されており、
弁部材は、主弁座部に接離する一端部を構成する弁体部（１６１ａ）、弁体部と反対側の他端部を構成する均圧ピストン部（１６１ｃ）、均圧ピストン部と弁体部とを連結する胴体部（１６１ｂ）を有し、
弁体部は、気相冷媒通路を閉じる方向に上流側通路の圧力を受けると共に、気相冷媒通路を開く方向に下流側通路の圧力を受けるように構成され、
胴体部は、気相冷媒通路を開く方向に上流側通路の圧力を受けると共に、気相冷媒通路を閉じる方向に主圧力室の圧力を受けるように構成され、
均圧ピストン部は、気相冷媒通路を閉じる方向に均圧室の圧力を受けるように構成されていることを特徴としている。
【００３３】
これによれば、中間圧冷媒通路の圧力（下流側通路の圧力）が、主弁部材の一端部（弁体部）と他端部（均圧ピストン部）それぞれに逆方向に作用するので、中間圧冷媒通路の圧力変化が主弁部材の気相冷媒通路の開閉動作へ影響してしまうことを抑制できる。
【００３４】
このため、中間圧冷媒通路が真空（圧力≒０）となっているとしても、減圧手段の上流側の圧力（上流側通路の圧力）、および下流側の圧力（主圧力室の圧力）の圧力差を調整することで、気相冷媒通路を開く位置へ主弁部材を変位させることが可能となる。
【００３５】
従って、請求項１に記載の発明によれば、中間圧冷媒通路（下流側通路）の真空引きによりヒートポンプ用差圧弁の開閉作動が不能となってしまうことを抑制することが可能となる。
【００３６】
また、請求項５に記載の発明では、圧縮機（１１）の冷媒流れ下流側に設けられた気液分離手段（１４１ｂ）で分離された気相冷媒を流入させる冷媒流入部（１４２ｄ）、気相冷媒を流出させる冷媒流出部（１４２ａ）、冷媒流入部から流入した冷媒を冷媒流出部へ導く気相冷媒通路（１４２ｂ）、気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧可能に構成された減圧手段（１７、１８）の冷媒流れ下流側の圧力が導入される主圧力室（１４２ｅ）が形成されたボデー（１４２）と、
ボデーの内部に収容され、一端部が気相冷媒通路に形成された主弁座部（１４２ｆ）に接触する位置と主弁座部から離間する位置との間で変位して気相冷媒通路を開閉する主弁部材（１６１）と、
主弁部材に対して気相冷媒通路を閉じる方向に荷重をかける弾性部材（１６２）と、
主弁部材の変位方向に延びるように主弁部材の内部に形成された貫通穴（１６１ｇ）に摺動可能に支持されたシャフト（１６５）と、
シャフトの一端側に連結され、シャフトと主弁部材の一端部との間に形成されたバイパス孔（１６１ｉ）を開閉するバイパス弁体（１６６）と、
シャフトの他端側に連結された均圧ピストン部（１６７）と、を備え、
冷媒流出部は、気相冷媒を圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させる中間圧ポート（１１ｄ）へ導く中間圧冷媒通路（１５）に接続されており、
気相冷媒通路のうち、主弁座部よりも冷媒流入部側の冷媒通路を上流側通路（１４２ｈ）とし、主弁座部よりも冷媒流出部側の冷媒通路を下流側通路（１４２ｇ）としたとき、
バイパス孔は、上流側通路および主圧力室のいずれか一方と下流側通路とを連通させるバイパス連通路（１６１ｈ）における下流側通路側の開口部を構成しており、
ボデーには、下流側通路の圧力が導入される均圧室（１４２ｉ）が形成されており、
主弁部材は、主弁座部に接離する一端部が気相冷媒通路を閉じる方向に上流側通路の圧力を受けると共に、気相冷媒通路を開く方向に下流側通路の圧力を受けるように構成され、一端部の反対側の他端部が気相冷媒通路を開く方向に上流側通路の圧力を受けると共に、気相冷媒通路を閉じる方向に主圧力室の圧力を受けるように構成され、
均圧ピストン部は、バイパス孔を閉じる方向に主圧力室の圧力を受けると共に、バイパス孔を開く方向に均圧室の圧力を受けるように構成され、
バイパス弁体は、バイパス孔を閉じる方向に下流側通路の圧力を受けると共に、バイパス孔を閉じる位置に変位した際に、均圧室の圧力により均圧ピストン部に作用する力が弁部材に対して気相冷媒通路を開く方向に作用するように構成され、
均圧ピストン部における均圧室の圧力を受ける受圧面の面積（Ａ５）は、バイパス弁体における下流側通路の圧力を受ける受圧面の面積（Ａ４）よりも大きくなっていることを特徴としている。
【００３７】
このように、中間圧冷媒通路の圧力を受ける受圧面の面積をバイパス弁体に比べて均圧ピストン部の方が大きくなる構成とすれば、冷媒充填作業の真空引きを行う際に、中間圧冷媒通路の圧力により均圧ピストン部に作用する力が、バイパス弁体に作用する力を上回る。これにより、バイパス弁体がバイパス孔を開く位置に変位して、バイパス連通路を介して上流側通路および主圧力室のいずれか一方と下流側通路とが連通するので、バイパス連通路を介して中間圧冷媒通路の真空引きを行うことが可能となる。
【００３８】
また、冷媒充填作業の真空引きにより中間圧冷媒通路が真空（圧力≒０）となっている場合、均圧ピストン部およびバイパス弁体の双方に中間圧冷媒通路の圧力が作用しない。このため、バイパス弁体は、主圧力室の圧力により均圧ピストン部に作用する力によってバイパス孔を閉じる位置に変位する。
【００３９】
この際、主弁部材には、中間圧冷媒通路の圧力が気相冷媒通路を開く方向に作用しないものの、主圧力室の圧力により均圧ピストン部に作用する力が、バイパス弁体を介して気相冷媒通路を開く方向に作用する。
【００４０】
このため、中間圧冷媒通路が真空となっているとしても、主弁部材に対して気相冷媒通路を開く方向に作用する力が増加するので、上流側通路の圧力および主圧力室の圧力の圧力差を調整することで、気相冷媒通路を開くことが可能となる。
【００４１】
従って、請求項５に記載の発明によれば、冷媒充填作業の真空引き工程にて中間圧冷媒通路の真空引きができない不具合を解消すると共に、中間圧冷媒通路の真空引きによりヒートポンプ用差圧弁の開閉作動が不能となってしまうことを抑制することも可能となる。
【００４２】
また、請求項９に記載の発明では、圧縮機（１１）の冷媒流れ下流側に設けられた気液分離手段（１４１ｂ）で分離された気相冷媒を流入させる冷媒流入部（１４２ｄ）、気相冷媒を流出させる冷媒流出部（１４２ａ）、冷媒流入部から流入した冷媒を冷媒流出部へ導く気相冷媒通路（１４２ｂ）、気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧可能に構成された減圧手段（１７、１８）の冷媒流れ下流側の圧力が導入される主圧力室（１４２ｅ）が形成されたボデー（１４２）と、
ボデーの内部に収容され、一端部が気相冷媒通路に形成された主弁座部（１４２ｆ）に接触する位置と主弁座部から離間する位置との間で変位して気相冷媒通路を開閉する主弁部材（１６１）と、
主弁部材に対して冷媒通路を閉じる方向に荷重をかける弾性部材（１６２）と、
ボデーの内部に収容された逆止弁（１６４）と、を備え、
冷媒流出部は、気相冷媒を圧縮機における圧縮過程の冷媒と合流させる中間圧ポート（１１ｄ）へ導く中間圧冷媒通路（１５）に接続されており、
気相冷媒通路のうち、主弁座部よりも冷媒流入部側の冷媒通路を上流側通路（１４２ｈ）とし、主弁座部よりも冷媒流出部側の冷媒通路を下流側通路（１４２ｇ）としたとき、
主弁部材は、主弁座部に接離する一端部が気相冷媒通路を閉じる方向に上流側通路の圧力を受けると共に、気相冷媒通路を開く方向に下流側通路の圧力を受けるように構成され、一端部の反対側の他端部が気相冷媒通路を開く方向に上流側通路の圧力を受けると共に、気相冷媒通路を閉じる方向に主圧力室の圧力を受けるように構成され、
逆止弁は、下流側通路の圧力から上流側通路の圧力を差し引いた上下差圧が所定開弁圧以上となる際に上流側通路と下流側通路との間を連通させ、上下差圧が所定開弁圧を下回る際に上流側通路と下流側通路との間の連通を遮断するように構成されていることを特徴としている。
【００４３】
これによれば、冷媒充填作業の真空引きにより気相冷媒通路の上流側通路の圧力が真空となると、下流側通路の圧力が上流側通路の圧力よりも高くなり、逆止弁が開弁して上流側通路と下流側通路とが連通する。これにより、中間圧冷媒通路の真空引きを行うことが可能となる。従って、請求項９に記載の発明によれば、冷媒充填作業の真空引き工程で、中間圧冷媒通路の真空引きができない不具合を解消することが可能となる。
【００４４】
ここで、「同等の大きさ」とは、大きさが完全に一致する状態だけでなく、寸法公差等により大きさが僅かに異なる状態を含む意味である。このことは、後述する実施形態の記載においても同様である。
【００４５】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷房運転モード時、および除湿暖房運転モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図３】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２暖房モード時の冷媒回路を示す全体構成図である。
【図４】第１実施形態に係る統合弁の気相冷媒通路の閉鎖時における上下方向断面図である。
【図５】第１実施形態に係る統合弁の気相冷媒通路の開放時における上下方向断面図である。
【図６】第１実施形態に係る差圧弁の構成を説明するための断面図である。
【図７】第１実施形態に係る差圧弁の気相冷媒通路の閉鎖状態を示す断面図である。
【図８】第１実施形態に係る差圧弁の気相冷媒通路の開放状態を示す断面図である。
【図９】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの冷房運転モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１０】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１１】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１２】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第１除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１３】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第２除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１４】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第３除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１５】第１実施形態に係るヒートポンプサイクルの第４除湿暖房モードを説明するためのモリエル線図である。
【図１６】第２実施形態に係る差圧弁内部の逆止弁の閉弁状態を示す断面図である。
【図１７】第２実施形態に係る差圧弁内部の逆止弁の開弁状態を示す断面図である。
【図１８】第３実施形態に係る差圧弁の構成を説明するための断面図である。
【図１９】第３実施形態に係る差圧弁の真空引き時の状態を示す断面図である。
【図２０】第３実施形態に係る差圧弁の気相冷媒通路の閉鎖状態を示す断面図である。
【図２１】第３実施形態に係る差圧弁の気相冷媒通路の開放状態を示す断面図である。
【図２２】検討例に係るヒートポンプサイクルを示す模式図である。
【図２３】検討例に係る差圧弁の開閉作動を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
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、先行する実施形態で説明した事項と互いに同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【００４８】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明すると、本実施形態では、本発明のヒートポンプ用差圧弁１６（以下、単に差圧弁１６と記載する。）を備えるヒートポンプサイクル１０を、走行用電動モータから車両走行用の駆動力を得る電気自動車の車両用空調装置１に適用している。
【００４９】
ヒートポンプサイクル１０は、車両用空調装置１において、空調対象空間である車室内へ送風される室内送風空気を熱交換対象流体とし、室内送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。
【００５０】
本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、車室内を冷房する冷房運転モードや車室内を除湿しながら暖房する除湿暖房運転モードの冷媒回路（図１）、および車室内を暖房する暖房運転モードの冷媒回路（図２、図３）を切替可能に構成されている。
【００５１】
また、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、後述するように暖房運転モードとして、外気温が極低温時（例えば、０℃以下の時）に実行される第１暖房モードの冷媒回路（図２）、通常の暖房が実行される第２暖房モード（図３）の冷媒回路を切替可能に構成されている。
【００５２】
本実施形態では、図２に示す第１暖房モードの冷媒回路がガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）を構成し、冷房運転モードおよび除湿暖房モードの冷媒回路や第２暖房モードの冷媒回路が通常サイクル（一段圧縮サイクル）を構成している。
【００５３】
従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０は、ガスインジェクションサイクル（二段圧縮サイクル）、およびガスインジェクションサイクル以外の通常サイクル（一段圧縮サイクル）に切り替え可能なサイクルとして構成されている。なお、図１の全体構成図は、冷房運転モードおよび除湿暖房運転モードに切り替えた際の冷媒回路を示しており、図２、図３の全体構成図が暖房運転モードに切り替えた際の冷媒回路を示している。また、図１〜図３では、それぞれの運転モードにおける冷媒の流れを実線矢印で示している。
【００５４】
ヒートポンプサイクル１０では、冷媒としてＨＦＣ系冷媒（例えば、Ｒ１３４ａ）を採用しており、高圧側冷媒圧力が冷媒の臨界圧力を超えない蒸気圧縮式の亜臨界冷凍サイクルを構成している。勿論、ＨＦＯ系冷媒（例えば、Ｒ１２３４ｙｆ）や二酸化炭素ＣＯ２等を採用してもよい。なお、冷媒には圧縮機１１を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。
【００５５】
ヒートポンプサイクル１０の構成機器のうち、圧縮機１１は、車両のボンネット内に配置され、ヒートポンプサイクル１０において冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、外殻を構成するハウジング内部に、圧縮室１１ａ内の冷媒を圧縮する圧縮機構、および圧縮機構を回転駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機で構成されている。
【００５６】
圧縮機１１のハウジングには、圧縮室１１ａへ低圧冷媒を吸入させる吸入ポート１１ｂ、圧縮室１１ａから高圧冷媒を吐出する吐出ポート１１ｃ、サイクルの中間圧冷媒を圧縮室１１ａへ導くと共に、圧縮過程の冷媒に合流させる中間圧ポート１１ｄが設けられている。
【００５７】
なお、本実施形態では、圧縮機１１の圧縮機構として、作動停止時に中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間が連通する圧縮機構を採用している。すなわち、本実施形態の圧縮機１１は、回転角を検出するセンサを用いて停止位置を制御すること等により、作動停止時に中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間が遮断されない構成となっている。
【００５８】
従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０では、冷媒充填作業において、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄ側から真空引きを実施可能となっている。なお、圧縮機１１の圧縮機構としては、作動停止時に中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間が連通する圧縮機構であれば、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。
【００５９】
また、圧縮機１１には、中間圧ポート１１ｄに接続される後述の中間圧冷媒通路１５側から圧縮室１１ａへの冷媒の流入を許容し、圧縮室１１ａから中間圧冷媒通路１５側への冷媒の流入を禁止する逆止弁１１ｅが内蔵されている。これにより、圧縮室１１ａの冷媒圧力が中間圧冷媒通路１５の冷媒圧力（中間圧ポート１１ｄ側の冷媒圧力）よりも高くなった際に、中間圧ポート１１ｄを介して圧縮室１１ａから中間圧冷媒通路１５側へ冷媒が逆流してしまうことを防止できる。
【００６０】
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。
【００６１】
なお、圧縮機１１は、中間圧ポート１１ｄから中間圧冷媒を流入させて圧縮過程の冷媒に合流させると共に、圧縮機構により中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間が一時的に閉塞される構成であれば、複数の圧縮機構を有する形式の圧縮機を採用してもよい。
【００６２】
圧縮機１１の吐出ポート１１ｃには、室内凝縮器１２の冷媒入口側が接続されている。室内凝縮器１２は、後述する室内空調ユニット３０の空調ケース３１内に配置され、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒を放熱させて、後述する室内蒸発器２３を通過した室内送風空気を加熱する放熱器である。
【００６３】
室内凝縮器１２の冷媒出口側には、室内凝縮器１２から流出した高圧冷媒を中間圧冷媒となるまで減圧可能な高段側膨脹弁１３の入口側が接続されている。この高段側膨脹弁１３は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体の絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有して構成される電気式の可変絞り機構である。
【００６４】
高段側膨脹弁１３は、減圧作用を発揮する絞り状態と減圧作用を発揮しない全開状態とに設定可能に構成されている。換言すれば、本実施形態の高段側膨脹弁１３は、室内凝縮器１２から流出した冷媒を少なくとも中間圧冷媒となるまで減圧させる絞り状態に設定可能に構成されている。
【００６５】
具体的には、高段側膨脹弁１３では、冷媒を減圧させる際に、絞り通路面積が相当直径φ０．５〜φ３ｍｍとなる範囲で絞り開度を変化させるように構成されている。また、高段側膨脹弁１３は、絞り開度を全開とする際に、絞り通路面積を相当直径φ１０ｍｍ程度確保して、冷媒減圧作用を発揮させないようにすることもできる。なお、高段側膨脹弁１３は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【００６６】
高段側膨脹弁１３の出口側には、統合弁１４の冷媒の入口側が接続されている。この統合弁１４は、ヒートポンプサイクル１０をガスインジェクションサイクルとして機能させるために必要な構成機器の一部を一体的に構成したものであり、サイクルを循環する冷媒の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替手段としての機能を果たす。
【００６７】
具体的には、統合弁１４は、冷媒の気液を分離する気液分離手段（気液分離空間１４１ｂ）、気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧させる減圧手段（固定絞り１７等）、気液分離手段で分離された気相冷媒の冷媒通路を開閉する差圧弁１６等により構成されている。なお、差圧弁１６は、減圧手段（固定絞り１７等）の前後の圧力差に応じて中間圧冷媒通路１５を開閉する中間圧開閉弁として機能する。
【００６８】
統合弁１４の詳細については、図４〜図８を用いて説明する。図４、図５は、統合弁１４の模式的な上下方向断面図である。なお、図４、図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。このことは、以降の実施形態においても同様である。
【００６９】
統合弁１４は、その外殻を形成すると共に、内部に差圧弁１６等を収容するハウジング１４０を有している。ハウジング１４０は、その軸方向が上下方向に延びる略角筒状の金属ブロック体（例えば、アルミニウム）で構成されている。本実施形態のハウジング１４０は、下方側に配置されるロワーブロック１４１、およびロワーブロック１４１の上方側に取り付け固定されるアッパーブロック１４２によって構成されている。
【００７０】
ロワーブロック１４１には、その内部に高段側膨脹弁１３から流出した冷媒の気液を分離する気液分離空間１４１ｂが形成されている。この気液分離空間１４１ｂは、その軸線方向が上下方向に延びる円柱状に形成されている。
【００７１】
また、ロワーブロック１４１は、その外側壁面に高段側膨脹弁１３からの冷媒を流入させる冷媒流入口１４１ａが形成されている。この冷媒流入口１４１ａは、気液分離空間１４１ｂの内側壁面に開口する冷媒導入穴１４１ｇを介して、気液分離空間１４１ｂに連通している。
【００７２】
ここで、冷媒流入口１４１ａから冷媒導入穴１４１ｇへ至る冷媒通路を構成する冷媒導入通路１４１ｈは、気液分離空間１４１ｂの軸線方向から見たときに、気液分離空間１４１ｂの内側壁面の接線方向に延びるように形成されている。
【００７３】
これにより、冷媒流入口１４１ａから気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒は、気液分離空間１４１ｂの内側壁面に沿って旋回して流れる。そして、この旋回流れによって生ずる遠心力により、気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒の気液が分離され、分離された液相冷媒が重力により気液分離空間１４１ｂの下方側へ落下する。なお、本実施形態の気液分離空間１４１ｂは、遠心分離方式の気液分離手段を構成している。
【００７４】
ロワーブロック１４１の気液分離空間１４１ｂの下方側には、分離された液相冷媒を液相冷媒通路１４１ｄ側へ流出させる液相側流出穴１４１ｃが形成されている。液相冷媒通路１４１ｄは、気液分離空間１４１ｂの下方側に形成されており、気液分離空間１４１ｂから流出した冷媒を、統合弁１４の外部へ流出させる液相側流出口１４１ｅ側へ導く冷媒通路である。
【００７５】
より具体的には、液相冷媒通路１４１ｄは、気液分離空間１４１ｂの軸線方向に垂直な方向（本実施形態では水平方向）に延びて、ロワーブロック１４１の中心部を通過して側面同士を貫通するように形成された貫通穴により構成されている。なお、液相冷媒通路１４１ｄを構成する貫通穴の一端側の開口部が、液相側流出口１４１ｅを構成している。
【００７６】
この液相冷媒通路１４１ｄの内部には、液相冷媒通路１４１ｄを開閉する液相側弁体１８１、液相側弁体１８１に液相冷媒通路１４１ｄを閉じる方向へ荷重をかけるスプリング１８１ａ等が収容されている。
【００７７】
スプリング１８１ａは、液相側弁体１８１に対し、液相側弁体１８１の先端部に配置された樹脂性の環状のシール部材１８１ｂを液相冷媒通路１４１ｄに形成された弁座部１４１ｆに押し付けてシール性を高める方向へ荷重をかけるものである。なお、弁座部１４１ｆは、シール部材１８１ｂに適合する環状の突起部により構成されている。
【００７８】
液相側弁体１８１には、シャフト１８１ｃを介してソレノイドアクチュエータ１８２（以下、単にソレノイド１８２と記載する。）の可動部材に連結されている。ソレノイド１８２は、給電により電磁力を発生させて可動部材を変位させる駆動機構であり、後述の空調制御装置４０からの出力される制御電圧によって、その作動が制御される。
【００７９】
本実施形態では、空調制御装置４０がソレノイド１８２へ給電すると、可動部材に作用する電磁力によって、シャフト１８１ｃを介して液相側弁体１８１に液相冷媒通路１４１ｄを開く側の荷重がかかるようになっている。そして、電磁力による荷重がスプリング１８１ａによる荷重を上回ることで、図４に示すように、液相側弁体１８１が弁座部１４１ｆから離間する位置に変位する。これにより、液相冷媒通路１４１ｄが開放される。
【００８０】
なお、ソレノイド１８２への給電が停止されると、可動部材に電磁力が作用せず、スプリング１８１ａによる荷重によって、図５に示すように、液相側弁体１８１が弁座部１４１ｆへ当接する位置に変位する。これにより、液相冷媒通路１４１ｄが閉鎖される。
【００８１】
本実施形態の液相側弁体１８１、ソレノイド１８２といった液相冷媒通路１４１ｄを開閉する構成は、ノーマルクローズ型の電磁弁１８を構成している。なお、ソレノイド１８２は、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も機能している。
【００８２】
ここで、ロワーブロック１４１には、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた際に、気液分離空間１４１ｂから流入した冷媒を減圧させて液相側流出口１４１ｅ側へ流出させる固定絞り１７が形成されている。
【００８３】
液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態で、冷媒が液相冷媒通路１４１ｄを通過する際に生ずる圧力損失は、冷媒が固定絞り１７を通過する際に生ずる圧力損失に対して極めて小さい。
【００８４】
このため、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態では、冷媒が、固定絞り１７にて減圧されることなく、弁座部１４１ｆの内周側に形成された冷媒通路を介して液相側流出口１４１ｅから流出する。
【００８５】
一方、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた状態では、冷媒が固定絞り１７にて減圧され、固定絞り１７にて減圧された冷媒が液相側流出口１４１ｅから流出する。
【００８６】
本実施形態の統合弁１４は、液相側弁体１８１による液相冷媒通路１４１ｄの開閉により、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒を減圧する絞り状態、および気液分離空間１４１ｂを通過した冷媒を減圧しない全開状態に切替可能となっている。なお、本実施形態では、統合弁１４における固定絞り１７および電磁弁１８が、気液分離手段で分離された液相冷媒を減圧可能な減圧手段を構成している。
【００８７】
ここで、固定絞り１７としては、絞り開度が固定されたノズル、オリフィス等を採用することができる。ノズル、オリフィス等の固定絞りでは、絞り通路面積が急縮小あるいは急拡大するので、上流側と下流側との圧力差（出入口間差圧）の変化に伴って、固定絞りを通過する冷媒の流量および固定絞り上流側冷媒の乾き度を自己調整（バランス）することができる。
【００８８】
具体的には、圧力差が比較的大きい場合には、サイクルを循環させる必要のある必要循環冷媒流量が減少するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が大きくなるようにバランスする。一方、圧力差が比較的小さい場合には、必要循環冷媒流量が増加するに伴って、固定絞り上流側冷媒の乾き度が小さくなるようにバランスする。
【００８９】
続いて、アッパーブロック１４２について説明する。アッパーブロック１４２は、差圧弁１６を構成する各種部品（主弁部材１６１、弾性部材１６２等）を収容するボデーを構成している。
【００９０】
本実施形態のアッパーブロック１４２は、その外側壁面に圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄ側に気相冷媒を流出させる冷媒流出部１４２ａが形成されている。なお、図示しないが冷媒流出部１４２ａには、中間圧ポート１１ｄへ導く中間圧冷媒通路１５が接続されている。
【００９１】
アッパーブロック１４２は、その内部に気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒が流通する気相冷媒通路１４２ｂが形成されている。この気相冷媒通路１４２ｂは、後述の冷媒流入部１４２ｄから流入した気相冷媒を冷媒流出部１４２ａに導く冷媒通路である。
【００９２】
アッパーブロック１４２は、ロワーブロック１４１と一体化した際に、気液分離空間１４１ｂと同軸上に配置される丸管状のパイプ部１４２ｃが設けられている。なお、気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒は、パイプ部１４２ｃの周囲を旋回して流れる。
【００９３】
このパイプ部１４２ｃは、最も下方側の下方端部が気液分離空間１４１ｂの内部に位置付けられるように延びており、当該下方端部に、気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒を気相冷媒通路１４２ｂへ流入させる冷媒流入部１４２ｄが形成されている。
【００９４】
本実施形態の気相冷媒通路１４２ｂは、パイプ部１４２ｃ内側の空間、およびアッパーブロック１４２における気液分離空間１４１ｂの軸線方向に垂直に延びる有底穴の一部で構成されている。この有底穴の底面の側壁面には、冷媒流出部１４２ａが開口している。また、有底穴には、後述する主弁部材１６１の一端部を構成する弁体部１６１ａが接離する主弁座部１４２ｆが形成されている。
【００９５】
本実施形態では、気相冷媒通路１４２ｂにおける主弁座部１４２ｆよりも冷媒流出部１４２ａ側の冷媒通路を下流側通路１４２ｇとし、主弁座部１４２ｆよりも冷媒流入部１４２ｄ側の冷媒通路を上流側通路１４２ｈとする。なお、下流側通路１４２ｇは、中間圧冷媒通路１５に連通している。このため、下流側通路１４２ｇの圧力は、中間圧冷媒通路１５の圧力と同等の圧力となる。
【００９６】
また、気相冷媒通路１４２ｂを構成する有底穴には、差圧弁１６を構成する各種部品（主弁部材１６１、弾性部材１６２等）が収容されている。
【００９７】
差圧弁１６は、一端部が主弁座部１４２ｆに接触する位置と、主弁座部１４２ｆから離間する位置との間で変位することで、気相冷媒通路１４２ｂを開閉する主弁部材１６１を備えている。
【００９８】
具体的には、主弁部材１６１は、主弁座部１４２ｆに接離する一端部を構成する弁体部１６１ａ、弁体部１６１ａと反対側の他端部を構成する均圧ピストン部１６１ｃ、および均圧ピストン部１６１ｃと弁体部１６１ａとを連結する胴体部１６１ｂで構成されている。
【００９９】
弁体部１６１ａは、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に上流側通路１４２ｈの圧力を受けると共に、気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に下流側通路１４２ｇの圧力を受けるように構成されている。
【０１００】
換言すれば、弁体部１６１ａは、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面を有し、気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面を有している。なお、弁体部１６１ａにおける上流側通路１４２ｈに露出する端面が、上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面を構成し、下流側通路１４２ｇに露出する端面が、下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面を構成している。
【０１０１】
また、弁体部１６１ａには、主弁座部１４２ｆに接触する部位に、主弁座部１４２ｆと弁体部１６１ａとの間から冷媒が漏れることを抑制するシール部材１６１ｄが設けられている。このシール部材１６１ｄは、弁体部１６１ａが主弁座部１４２ｆ側に押し付けられた際に、弾性変形して主弁座部１４２ｆに密着する弾性体（例えば、樹脂性のＯリング）で構成されている。
【０１０２】
胴体部１６１ｂは、アッパーブロック１４２に形成された有底穴において、気相冷媒通路１４２ｂ側の空間と、固定絞り１７の冷媒流れ下流側の圧力が導入される主圧力室１４２ｅを形成する空間とを区画する部材である。なお、胴体部１６１ｂは、外径が有底穴の内径よりも僅かに小さい円柱状に形成されており、有底穴の内側壁面に摺動可能に支持されている。
【０１０３】
そして、胴体部１６１ｂは、気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に上流側通路１４２ｈの圧力を受けると共に、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に主圧力室１４２ｅの圧力を受けるように構成されている。
【０１０４】
換言すれば、胴体部１６１ｂは、気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面を有し、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に主圧力室１４２ｅの圧力を受ける受圧面を有する。なお、胴体部１６１ｂにおける上流側通路１４２ｈに露出する端面が、上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面を構成し、主圧力室１４２ｅに露出する端面が、主圧力室１４２ｅの圧力を受ける受圧面を構成している。
【０１０５】
ここで、主圧力室１４２ｅには、固定絞り１７の冷媒流れ下流側の冷媒通路に連通する圧力導入通路１９が接続されており、この圧力導入通路１９を介して固定絞り１７の冷媒流れ下流側の圧力が導入される。なお、圧力導入通路１９は、ロワーブロック１４１に形成された固定絞り１７の冷媒流れ下流側の冷媒通路に連通する連通路、およびアッパーブロック１４２に形成された主圧力室１４２ｅに連通する連通路により構成されている。
【０１０６】
また、主圧力室１４２ｅには、主弁部材１６１の変位を規制する規制部材１６３が収容されている。この規制部材１６３は、有底穴の内径に適合する外径を有する有底の筒状体であり、主弁部材１６１の変位を規制するストッパ、およびアッパーブロック１４２に形成された有底穴を閉塞する閉塞部材として機能する部材である。
【０１０７】
続いて、均圧ピストン部１６１ｃは、規制部材１６３の内側空間において、主圧力室１４２ｅを形成する空間と、下流側通路１４２ｇ側の圧力が導入される均圧室１４２ｉを形成する空間とを区画する部材である。なお、均圧ピストン部１６１ｃは、外径が規制部材１６３の内径よりも僅かに小さい円柱状に形成されており、規制部材１６３の内側壁面に摺動可能に支持されている。
【０１０８】
そして、均圧ピストン部１６１ｃは、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向（紙面左方向）に均圧室１４２ｉの圧力を受けるように構成されている。換言すれば、均圧ピストン部１６１ｃは、気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面を有する。なお、均圧ピストン部１６１ｃにおける均圧室１４２ｉに露出する端面が、均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面を構成している。
【０１０９】
本実施形態の均圧ピストン部１６１ｃにおける均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面の面積は、弁体部１６１ａにおける下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面の面積と同等の大きさに設定されている。
【０１１０】
これにより、主弁部材１６１には、下流側通路１４２ｇの圧力が、一端部（弁体部１６１ａ）と他端部（均圧ピストン部１６１ｃ）それぞれに、同等の力が逆方向に作用する。
【０１１１】
ここで、均圧室１４２ｉは、下流側通路１４２ｇに連通する均圧連通路１６１ｅを介して、下流側通路１４２ｇの圧力が導入されるようになっている。本実施形態の均圧連通路１６１ｅは、主弁部材１６１の一端部（弁体部１６１ａ）から他端部（均圧ピストン部１６１ｃ）に延びる貫通穴で構成されている。換言すれば、主弁部材１６１の内部には、下流側通路１４２ｇと均圧室１４２ｉとを連通させる均圧連通路１６１ｅが形成されている。
【０１１２】
また、均圧室１４２ｉには、主弁部材１６１に気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に荷重をかけるコイルバネ等で構成される弾性部材１６２が収容されている。弾性部材１６２は、主弁部材１６１に対して、主弁部材１６１の弁体部１６１ａに形成されたシール部材１６１ｄを主弁座部１４２ｆに押し付けてシール性を高める方向、すなわち、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に荷重をかける。
【０１１３】
ここで、図６〜図８を用いて本実施形態の差圧弁１６の作動について説明する。図６に示すように、本実施形態の主弁部材１６１の弁体部１６１ａには、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１との圧力差［Ｐ２−Ｐ１］による力［Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）］が主弁部材１６１の閉弁方向に作用する。なお、「Ａ１」は、弁体部１６１ａにおける上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１を受ける受圧面の面積である。
【０１１４】
また、主弁部材１６１の胴体部１６１ｂには、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３の圧力差［Ｐ２−Ｐ３］による力［Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）］が主弁部材１６１の開弁方向に作用する。なお、「Ａ２」は、胴体部１６１ｂにおける上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３を受ける受圧面の面積である。
【０１１５】
また、主弁部材１６１の均圧ピストン部１６１ｃには、均圧室１４２ｉの圧力Ｐ４による力［Ａ３×Ｐ４］、および弾性部材１６２による荷重Ｆｓｐが主弁部材１６１の閉弁方向に作用する。なお、「Ａ３」は、均圧ピストン部１６１ｃにおける均圧室１４２ｉの圧力Ｐ４を受ける受圧面の面積である。
【０１１６】
そして、主弁部材１６１に対して開弁方向に作用する力が、閉弁方向に作用する力以下となる際に、図７に示すように、主弁部材１６１が主弁座部１４２ｆに接触する位置に変位して、気相冷媒通路１４２ｂが閉鎖される。
【０１１７】
一方、主弁部材１６１に対して開弁方向に作用する力が、閉弁方向に作用する力を上回る際に、図８に示すように、主弁部材１６１が主弁座部１４２ｆから離間する位置に変位して、気相冷媒通路１４２ｂが開放される。
【０１１８】
具体的には、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを開く条件は、以下の［数１］に示す関係となった際に成立する。
Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）＞Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）＋Ａ３×Ｐ４＋Ｆｓｐ・・・［数１］
ここで、均圧室１４２ｉおよび下流側通路１４２ｇは、均圧連通路１６１ｅを介して連通していることから、均圧室１４２ｉの圧力Ｐ４は、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１と同等の圧力となる（Ｐ１＝Ｐ４）。
【０１１９】
また、本実施形態では、均圧ピストン部１６１ｃにおける均圧室１４２ｉの圧力が作用する受圧面の面積Ａ３を、弁体部１６１ａにおける下流側通路１４２ｇの圧力が作用する受圧面の面積Ａ１と同等の大きさに設定している（Ａ１＝Ａ３）。
【０１２０】
このため、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１より主弁部材１６１の開弁方向に作用する力（Ａ１×Ｐ１）と、均圧室１４２ｉの圧力Ｐ３より主弁部材１６１の閉弁方向に作用する力（Ａ３×Ｐ４）とが、互いに逆方向に作用して相殺される。
【０１２１】
従って、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを開く条件は、以下の［数２］に示す関係となった際に成立する。
Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）＞Ａ１×Ｐ２＋Ｆｓｐ・・・［数２］
上述の［数２］から明らかであるが、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２、主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３、および弾性部材１６２の荷重Ｆｓｐに応じて、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを開閉することになる。
【０１２２】
なお、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２は、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の冷媒流れ上流側の圧力であり、主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３は、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の冷媒流れ下流側の圧力である。このため、本実施形態の差圧弁１６は、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の前後の圧力差に応じて気相冷媒通路１４２ｂを開閉することになる。
【０１２３】
ここで、本実施形態の弾性部材１６２は、電磁弁１８により液相冷媒通路１４１ｄが閉鎖されて、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３との圧力差が拡大した際に、［数２］が成立するように荷重Ｆｓｐが設定されている。
【０１２４】
図１〜図３に戻り、室外熱交換器２０は、ボンネット内に配置されて、内部を流通する冷媒と送風ファン２１から送風された車室外空気（外気）とを熱交換させるものである。この室外熱交換器２０は、第１、第２暖房モード時等に冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させる蒸発器として機能し、冷房運転モード時等に冷媒を放熱させる放熱器として機能する熱交換器である。
【０１２５】
室外熱交換器２０の冷媒出口側には、低段側膨脹弁２２の冷媒入口側が接続されている。低段側膨脹弁２２は、冷房運転モード時等に室外熱交換器２０から流出し、室内蒸発器２３へ流入する冷媒を減圧させるものである。この低段側膨脹弁２２の基本的構成は、高段側膨脹弁１３と同様であり、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。
【０１２６】
低段側膨脹弁２２の出口側には、室内蒸発器２３の冷媒入口側が接続されている。室内蒸発器２３は、室内空調ユニット３０の空調ケース３１内のうち、室内凝縮器１２の送風空気流れ上流側に配置され、冷房運転モード時や除湿暖房運転モード時に、冷媒を蒸発させて吸熱作用を発揮させることにより車室内への送風空気を冷却する熱交換器である。
【０１２７】
室内蒸発器２３の冷媒出口側には、アキュムレータ２４の入口側が接続されている。アキュムレータ２４は、その内部に流入した冷媒の気液を分離して余剰冷媒を蓄えるものである。さらに、アキュムレータ２４の気相冷媒出口側には、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂが接続されている。従って、室内蒸発器２３は、圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ側へ流出させるように接続されている。
【０１２８】
さらに、室外熱交換器２０の冷媒出口側には、室外熱交換器２０から流出した冷媒を低段側膨脹弁２２および室内蒸発器２３を迂回させてアキュムレータ２４の入口側へ導く迂回通路２５が接続されている。
【０１２９】
この迂回通路２５には、迂回用開閉弁２５１が配置されている。この迂回用開閉弁２５１は、迂回通路２５を開閉する電磁弁であり、空調制御装置４０から出力される制御信号によって、その開閉作動が制御される。
【０１３０】
本実施形態の迂回用開閉弁２５１は、迂回通路２５を開閉することによって、サイクル構成（冷媒流路）を切り替える機能を果たす。従って、本実施形態の迂回用開閉弁２５１は、サイクルを循環する冷媒の冷媒流路を切り替える冷媒流路切替手段を構成している。なお、冷媒が迂回用開閉弁２５１を通過する際に生じる圧力損失は、低段側膨脹弁２２を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。従って、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、迂回用開閉弁２５１が開いている場合には迂回通路２５を介してアキュムレータ２４へ流入し、迂回用開閉弁２５１が閉じている場合には低段側膨脹弁２２を介して室内蒸発器２３へ流入する。
【０１３１】
ところで、ヒートポンプサイクル１０は、製品の製造時やサイクル構成機器の交換等を実施する際に、サイクル内へ冷媒を充填する冷媒充填作業が必要となる。この冷媒充填作業では、サイクル内の空気や水分を取り除く真空引き工程を実施し、真空引き完了後にサイクル内へ規定量の冷媒を充填する充填工程を実施する。
【０１３２】
このような冷媒充填作業を実施するために、ヒートポンプサイクル１０には、サイクル内の高圧側から冷媒を充填する第１充填ポート２６ａ、サイクル内における低圧側から冷媒を充填する第２充填ポート２６ｂが設けられている。
【０１３３】
本実施形態では、第１充填ポート２６ａが室内凝縮器１２から高段側膨脹弁１３へ至る冷媒通路に設けられ、第２充填ポート２６ｂがアキュムレータ２４から圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ至る冷媒通路に設けられている。なお、本実施形態では、第１充填ポート２６ａが真空引きを実施するためのポートとしても機能する。
【０１３４】
次に、室内空調ユニット３０について説明する。室内空調ユニット３０は、車室内最前部の計器盤（インストルメントパネル）の内側に配置されて、室内空調ユニット３０の外殻を形成すると共に、その内部に車室内に送風される室内送風空気の空気通路を形成する空調ケース３１を有している。そして、この空気通路に送風機３２、前述の室内凝縮器１２、室内蒸発器２３等が収容されている。
【０１３５】
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。
【０１３６】
内外気切替装置３３の空気流れ下流側には、内外気切替装置３３を介して吸入した空気を車室内へ向けて送風する送風機３２が配置されている。この送風機３２は、遠心多翼ファン（シロッコファン）を電動モータにて駆動する電動送風機であって、空調制御装置４０から出力される制御信号によって回転数（送風量）が制御される。
【０１３７】
送風機３２の空気流れ下流側には、前述の室内蒸発器２３および室内凝縮器１２が、室内送風空気の流れに対して、室内蒸発器２３→室内凝縮器１２の順に配置されている。換言すると、室内蒸発器２３は、室内凝縮器１２に対して、空気流れ上流側に配置されている。
【０１３８】
また、空調ケース３１内には、室内蒸発器２３通過後の送風空気を、室内凝縮器１２を迂回して流すバイパス通路３５が設けられており、室内蒸発器２３の空気流れ下流側であって、室内凝縮器１２の空気流れ上流側には、エアミックスドア３４が配置されている。
【０１３９】
このエアミックスドア３４は、室内蒸発器２３通過後の送風空気のうち、室内凝縮器１２を通過させる風量とバイパス通路３５を通過させる風量との風量割合を調整して、室内凝縮器１２の熱交換能力を調整する熱交換能力調整手段である。なお、エアミックスドア３４は、空調制御装置４０から出力される制御信号によって作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【０１４０】
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。
【０１４１】
空調ケース３１の空気流れ最下流部には、合流空間３６にて合流した送風空気を、空調対象空間である車室内へ吹き出す開口穴が形成されている。具体的には、車両前面窓ガラス内側面に向けて空調風を吹き出すデフロスタ開口穴３７ａ、車室内の乗員の上半身に向けて空調風を吹き出すフェイス開口穴３７ｂ、乗員の足元に向けて空調風を吹き出すフット開口穴３７ｃが形成されている。
【０１４２】
各開口穴３７ａ〜３７ｃの空気流れ下流側は、それぞれ空気通路を形成するダクトを介して、車室内に設けられたフェイス吹出口、フット吹出口およびデフロスタ吹出口に接続されている。
【０１４３】
また、各開口穴３７ａ〜３７ｃの空気流れ上流側には、デフロスタ開口穴３７ａを開閉するデフロスタドア３８ａ、フェイス開口穴３７ｂを開閉するフェイスドア３８ｂ、フット開口穴３７ｃを開閉するフットドア３８ｃが配置されている。各ドア３８ａ〜３８ｃは、車室内への空気の吹出モードを切り替える吹出モード切替手段を構成する。なお、各ドア３８ａ〜３８ｃは、空調制御装置４０から出力される制御信号によってその作動が制御される図示しないサーボモータによって駆動される。
【０１４４】
次に、本実施形態の電気制御部について説明する。空調制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。空調制御装置４０は、ＲＯＭ等に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行い、出力側に接続された各制御機器（圧縮機１１、高段側膨脹弁１３、電磁弁１８、迂回用開閉弁２５１、送風機３２等）の作動を制御する。
【０１４５】
また、空調制御装置４０の入力側には、各種空調制御用のセンサ群４１が接続されている。センサ群４１としては、車室内温度を検出する内気センサ、外気温を検出する外気センサ、車室内の日射量を検出する日射センサ、室内蒸発器２３の温度を検出する蒸発器温度センサ、圧縮機１１から吐出された高圧冷媒圧力を検出する吐出圧センサ等が挙げられる。
【０１４６】
さらに、空調制御装置４０の入力側には、計器盤付近に配置された図示しない操作パネルが接続され、この操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチからの操作信号が入力される。操作パネルに設けられた各種空調操作スイッチとしては、具体的に、車両用空調装置１の作動スイッチ、車室内温度を設定する車室内温度設定スイッチ、冷房運転モードと暖房運転モードとの選択スイッチ等が設けられている。
【０１４７】
ここで、空調制御装置４０は、その出力側に接続された各制御機器の作動を制御する制御手段が一体に構成されたものであるが、各制御機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が各制御機器の作動を制御する制御手段を構成している。
【０１４８】
例えば、本実施形態では、電磁弁１８、迂回用開閉弁２５１の開閉作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が流路切替制御手段を構成している。なお、空調制御装置４０における流路切替制御手段を、空調制御装置４０とは別の制御装置により構成してもよい。
【０１４９】
次に、上記構成における本実施形態のヒートポンプサイクル１０への冷媒充填作業、および車両用空調装置１の作動について説明する。まず、本実施形態のヒートポンプサイクル１０への冷媒充填作業について説明する。
【０１５０】
冷媒充填作業では、真空ポンプおよび冷媒充填ポンプを有する冷媒充填装置（図示略）を第１、第２充填ポート２６ａ、２６ｂに接続する。そして、電磁弁１８および迂回用開閉弁２５１を開弁した状態で、冷媒充填装置によって第１充填ポート２６ａからサイクル内に残存する空気等を吸引する（真空引き工程）。なお、真空引き工程では、例えば、冷媒充填装置によって第２充填ポート２６ｂからサイクル内に残存する空気等を吸引するようにしてもよい。
【０１５１】
真空引き工程の完了後、冷媒充填装置によって第１充填ポート２６ａ、および第２充填ポート２６ｂからサイクル内へ冷媒を充填する（充填工程）。なお、充填工程では、冷媒充填装置によって第１充填ポート２６ａおよび第２充填ポート２６ｂの一方のポートからサイクル内へ冷媒を充填するようにしてもよい。
【０１５２】
ここで、［発明が解決しようとする課題］で説明したように、従来のヒートポンプサイクルでは、真空引き工程により中間圧冷媒通路１５が真空状態（Ｐ１≒０）となると、差圧弁１６の閉弁方向の力が増大し、中間圧冷媒通路１５を開くことができないことがあった。
【０１５３】
これに対して、本実施形態の差圧弁１６は、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２、主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３、および弾性部材１６２の荷重Ｆｓｐに応じて、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを開閉する構造となっている。つまり、下流側通路１４２ｇの圧力（中間圧冷媒通路１５の圧力）が、差圧弁１６による中間圧冷媒通路１５（気相冷媒通路１４２ｂ）の開閉作動に影響しない構成となっている。
【０１５４】
このため、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３の圧力差を調整すること、すなわち、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の前後の圧力差を調整することで、中間圧冷媒通路１５を開くことができる。
【０１５５】
例えば、冷媒充填工程で中間圧冷媒通路１５に冷媒を充填する場合、電磁弁１８のソレノイド１８２への通電を停止して、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３の圧力差を拡大させることで、主弁部材１６１を開弁状態にすればよい。なお、冷媒充填工程ではなく、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作動させる段階で、差圧弁１６により気相冷媒通路１４２ｂを開放して、中間圧冷媒通路１５へ冷媒を充填してもよい。
【０１５６】
続いて、本実施形態の車両用空調装置１の作動を説明すると、車両用空調装置１は、冷房運転モード、暖房運転モード、および除湿暖房運転モードに切り替えることができる。以下、各運転モードにおける作動を説明する。
【０１５７】
（Ａ）冷房運転モード
冷房運転モードは、例えば、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって冷房運転モードが選択されると開始される。
【０１５８】
冷房運転モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を全開状態（減圧作用を発揮しない状態）、低段側膨脹弁２２を絞り状態（減圧作用を発揮する状態）、迂回用開閉弁２５１を閉弁状態とする。
【０１５９】
さらに、空調制御装置４０が、電磁弁１８のソレノイド１８２へ給電し、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態（電磁弁１８の開弁状態）とする。この場合、固定絞り１７の前後の圧力が同等となるので、図４に示すように、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを閉じた状態（差圧弁１６の閉弁状態）となる。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図１の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。
【０１６０】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が空調制御用のセンサ群４１の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込み、車室内へ吹き出す空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。さらに、算出された目標吹出温度ＴＡＯおよびセンサ群の検出信号に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。
【０１６１】
例えば、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号については、以下のように決定される。まず、目標吹出温度ＴＡＯに基づいて、予め空調制御装置４０に記憶された制御マップを参照して、室内蒸発器２３の目標蒸発器吹出温度ＴＥＯを決定する。そして、蒸発器温度センサの検出値（吹出空気温度）が目標蒸発器吹出温度ＴＥＯに近づくように、圧縮機１１の電動モータに出力される制御信号が決定される。
【０１６２】
また、低段側膨脹弁２２へ出力される制御信号については、低段側膨脹弁２２へ流入する冷媒の過冷却度が、ＣＯＰを略最大値に近づくように予め決定された目標過冷却度に近づくように決定される。
【０１６３】
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。
【０１６４】
そして、上記の如く決定された制御信号等を各制御機器へ出力する。その後、操作パネルによって車両用空調装置１の作動停止が要求されるまで、所定の制御周期毎に、各信号の読み込み→目標吹出温度ＴＡＯの算出→各制御機器の作動状態決定→制御信号の出力といった制御ルーチンが繰り返される。なお、このような制御ルーチンの繰り返しは、他の運転モード時にも同様に行われる。
【０１６５】
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９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９のａ１１点）が室内凝縮器１２へ流入する。この際、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を閉塞しているので、室内凝縮器１２へ流入した冷媒は殆ど室内送風空気へ放熱することなく、室内凝縮器１２から流出する。
【０１６６】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨脹弁１３が全開状態となっているので、高段側膨脹弁１３にて殆ど減圧されることなく統合弁１４内部の気液分離空間１４１ｂに流入する。
【０１６７】
この際、気液分離空間１４１ｂ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ものの、差圧弁１６が閉弁状態となっているので、冷媒流出部１４２ａから中間圧冷媒通路１５へ冷媒が流出することなく、液相冷媒通路１４１ｄに流入する。さらに、液相冷媒通路１４１ｄに流入した冷媒は、電磁弁１８が開弁状態となっているので、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出する。
【０１６８】
そして、統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する（図９のａ１１点→ｂ１１点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、迂回用開閉弁２５１が閉弁状態となっているので、絞り状態となっている低段側膨脹弁２２へ流入して低圧冷媒となるまで、等エンタルピ的に減圧膨脹される（図９のｂ１１点→ｃ１１点）。
【０１６９】
そして、低段側膨脹弁２２にて減圧された冷媒は、室内蒸発器２３へ流入し、送風機３２から送風された室内送風空気から吸熱して蒸発する（図９のｃ１１点→ｄ１１点）。これにより、室内送風空気が冷却される。
【０１７０】
室内蒸発器２３から流出した冷媒は、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ（図９のｅ１１点）から吸入されて、再び圧縮される（図９のｅ１１点→ａ１１１点→ａ１１点）。なお、アキュムレータ２４にて分離された液相冷媒は、サイクルが要求されている冷凍能力を発揮するために必要としていない余剰冷媒としてアキュムレータ２４内に蓄えられる。
【０１７１】
ここで、図９においてｄ１１点とｅ１１点が異なっている理由は、アキュムレータ２４から圧縮機１１の吸入ポート１１ｂへ至る冷媒配管を流通する気相冷媒に生じる圧力損失と、気相冷媒が外部（外気）から吸熱する吸熱量を表したものである。従って、理想的なサイクルでは、ｄ１１点とｅ１１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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
（Ｂ）暖房運転モード
次に、暖房運転モードについて説明する。この暖房運転モードは、例えば、操作パネルの作動スイッチが投入（ＯＮ）された状態で、選択スイッチによって暖房運転モードが選択されると開始される。
【０１７４】
そして、暖房運転モードが開始されると、空調制御装置４０がセンサ群４１の検出信号および操作パネルの操作信号を読み込み、圧縮機１１の冷媒吐出能力（圧縮機１１の回転数）を決定する。さらに、決定された回転数に応じて、第１暖房モードあるいは第２暖房モードを実行する。
【０１７５】
（Ｂ１）：第１暖房モード
まず、第１暖房モードについて説明すると、第１暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を絞り状態、低段側膨脹弁２２を全閉状態、迂回用開閉弁２５１を開弁状態とする。
【０１７６】
さらに、空調制御装置４０が、電磁弁１８のソレノイド１８２への通電を停止し、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた状態（電磁弁１８の閉弁状態）とする。この場合、固定絞り１７の前後の圧力差が拡大し、図５に示すように、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを開いた状態（差圧弁１６の開弁状態）となる。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図２の実線矢印で示すように冷媒が流れる（ガスインジェクションサイクルの冷媒回路）に切り替えられる。
【０１７７】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各種制御機器の作動状態を決定する。
【０１７８】
なお、第１暖房モード時に高段側膨脹弁１３へ出力される制御信号については、室内凝縮器１２における冷媒圧力が予め定めた目標高圧となるように、あるいは、室内凝縮器１２から流出する冷媒の過冷却度が予め定めた目標過冷却度となるように決定される。また、エアミックスドア３４のサーボモータへ出力される制御信号については、エアミックスドア３４がバイパス通路３５を閉塞し、室内蒸発器２３通過後の送風空気の全流量が室内凝縮器１２を通過するように決定される。
【０１７９】
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１０に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１０のａ１２点）が室内凝縮器１２へ流入する。室内凝縮器１２へ流入した冷媒は、送風機３２から送風されて室内蒸発器２３を通過した室内送風空気と熱交換して放熱する（図１０のａ１２点→ｂ１２点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０１８０】
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１０のｂ１２点→ｃ１１２点）。そして、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒は、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入し、気液分離空間１４１ｂにて気液が分離される（図１０のｃ１２点→ｃ２１２点、ｃ１２点→ｃ３１２点）。
【０１８１】
気液分離空間１４１ｂにて分離された気相冷媒は、差圧弁１６が開弁状態となっているので、冷媒流出部１４２ａから中間圧冷媒通路１５へ流入して、中間圧冷媒通路１５を介して圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄへ流入する（図１０のｃ２１２点）。そして、中間圧ポート１１ｄへ流入した冷媒は、圧縮室１１ａにおける圧縮過程の冷媒（図１０のａ１１２点）と合流し（図１０のａ２１２点）、圧縮室１１ａにて圧縮される。
【０１８２】
一方、気液分離空間１４１ｂにて分離された液相冷媒は、液相冷媒通路１４１ｄに流入する。この際、電磁弁１８が全閉状態となっているので、固定絞り１７にて低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹される（図１０のｃ３１２点→ｃ４１２点）。そして、固定絞り１７にて減圧された冷媒は、統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出する。
【０１８３】
統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入して、送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１０のｃ４１２点→ｄ１２点）。室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２が全閉状態となり、迂回用開閉弁２５１が開弁状態となっているので、迂回通路２５を介して、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。そして、アキュムレータ２４にて分離された気相冷媒が圧縮機１１の吸入ポート１１ｂ（図１０のｅ１２点）から吸入されて再び圧縮される。
【０１８４】
以上の如く、第１暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱を室内送風空気に放熱させて、加熱された室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
【０１８５】
この第１暖房モードでは、固定絞り１７にて減圧された低圧冷媒を圧縮機１１へ吸入させると共に、高段側膨脹弁１３にて減圧された中間圧冷媒を圧縮機１１の圧縮過程の冷媒と合流させるガスインジェクションサイクルを構成することができる。
【０１８６】
これにより、圧縮機１１の吸入冷媒圧力と吐出冷媒圧力との圧力差を縮小させて、圧縮機１１の圧縮効率を向上させることができる。その結果、ヒートポンプサイクル１０全体としてのＣＯＰを向上させることができる。
【０１８７】
（Ｂ２）：第２暖房モード
次に、第２暖房モードについて説明すると、第２暖房モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３を絞り状態、低段側膨脹弁２２を全閉状態、迂回用開閉弁２５１を開弁状態とする。
【０１８８】
さらに、空調制御装置４０が、電磁弁１８のソレノイド１８２へ通電し、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態（電磁弁１８の開弁状態）とする。この場合、固定絞り１７の前後の圧力が同等となるので、図４に示すように、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを閉じた状態（差圧弁１６の閉弁状態）となる。これにより、ヒートポンプサイクル１０は、図３の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。
【０１８９】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。なお、第２暖房モード時に高段側膨脹弁１３へ出力される制御信号等については、第１暖房モードと同様に決定される。
【０１９０】
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１１に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１１のａ１３点）が室内凝縮器１２へ流入し、室内送風空気と熱交換して放熱する（図１１のａ１３点→ｂ１３点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０１９１】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、絞り状態となっている高段側膨脹弁１３にて低圧冷媒となるまで等エンタルピ的に減圧膨脹され（図１１のｂ１３点→ｃ１３点）、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入する。
【０１９２】
そして、気液分離空間１４１ｂへ流入した冷媒は、冷房運転モードと同様に、差圧弁１６が閉弁状態となっているので、冷媒流出部１４２ａから中間圧冷媒通路１５へ冷媒が流出することなく、液相冷媒通路１４１ｄに流入する。さらに、液相冷媒通路１４１ｄに流入した冷媒は、電磁弁１８が開弁状態となっているので、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出する。
【０１９３】
統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１１のｃ１３点→ｄ１３点）。以降の作動は第１暖房モードと同様であるため説明を省略する。
【０１９４】
以上の如く、第２暖房モードでは、室内凝縮器１２にて圧縮機１１から吐出された冷媒の有する熱を室内送風空気に放熱させて、加熱された室内送風空気を車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の暖房を実現することができる。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
ところが、圧縮機１１には、圧縮効率が最大（ピーク）となる最大効率回転数があり、最大効率回転数よりも回転数が低くなると、圧縮効率が大きく低下してしまうという特性がある。このため、暖房負荷が比較的低い場合に圧縮機１１を最大効率回転数よりも低い回転数で作動させると、第１暖房モードでは、却ってＣＯＰが低下してしまうことがある。
【０１９８】
そこで、本実施形態では、上述の最大効率回転数を基準回転数として、第１暖房モードの実行中に、圧縮機１１の回転数が基準回転数以下となってしまう場合に第２暖房モードへ切り替えるようにしている。なお、第２暖房モードから第１暖房モードへの切替は、第２暖房モードの実行中に基準回転数に対して予め定めた所定量を加えた回転数以上となった際に行うようにすればよい。
【０１９９】
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。
【０２００】
（Ｃ）除湿暖房運転モード
次に、除湿暖房運転モードについて説明する。除湿暖房運転モードは、例えば、冷房運転モード時に車室内温度設定スイッチによって設定された設定温度が外気温よりも高い温度に設定された際に実行される。
【０２０１】
除湿暖房運転モードでは、空調制御装置４０が、高段側膨脹弁１３および低段側膨脹弁２２を全開状態あるいは絞り状態とし、迂回用開閉弁２５１を閉弁状態とする。
【０２０２】
さらに、空調制御装置４０が、電磁弁１８のソレノイド１８２へ通電し、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態（電磁弁１８の開弁状態）とする。この場合、固定絞り１７の前後の圧力が同等となるので、図４に示すように、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを閉じた状態（差圧弁１６の閉弁状態）となる。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に、図１の実線矢印で示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。
【０２０３】
この冷媒回路の構成で、空調制御装置４０が、冷房運転モードと同様に、センサ群４１の検出信号等を読み込み、目標吹出温度ＴＡＯ等に基づいて、空調制御装置４０の出力側に接続された各制御機器の作動状態を決定する。
【０２０４】
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。
【０２０５】
さらに、本実施形態の除湿暖房運転モードでは、設定温度と外気温との温度差に応じて、高段側膨脹弁１３および低段側膨脹弁２２の絞り開度を変化させている。具体的には、前述した目標吹出温度ＴＡＯの上昇に伴って、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。
【０２０６】
（Ｃ１）：第１除湿暖房モード
第１除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３を全開状態とし、低段側膨脹弁２２を絞り状態とする。従って、サイクル構成（冷媒流路）については、冷房運転モードと全く同様となるものの、エアミックスドア３４が室内凝縮器１２の空気通路を全開しているので、サイクルを循環する冷媒の状態については図１２のモリエル線図に示すように変化する。
【０２０７】
すなわち、図１２に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１２のａ１４点）は、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１２のａ１４点→ｂ１１４点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０２０８】
室内凝縮器１２から流出した冷媒は、高段側膨脹弁１３が全開状態となっているので、高段側膨脹弁１３にて殆ど減圧されることなく統合弁１４内部の気液分離空間１４１ｂに流入する。
【０２０９】
そして、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入した冷媒は、冷房運転モードと同様に、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出し、室外熱交換器２０へ流入する。
【０２１０】
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ｂ１１４点→ｂ２１４点）。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。
【０２１１】
以上の如く、第１除湿暖房モード時には、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０２１２】
（Ｃ２）：第２除湿暖房モード
次に、第１除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第１基準温度よりも高くなった際には、第２除湿暖房モードが実行される。第２除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３を絞り状態とし、低段側膨脹弁２２の絞り開度を第１除湿暖房モードよりも増加させた絞り状態とする。従って、第２除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１３のモリエル線図に示すように変化する。
【０２１３】
すなわち、図１３に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１３のａ１５点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１３のａ１５点→ｂ１１５点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０２１４】
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１３のｂ１１５点→ｂ２１５点）。
【０２１５】
高段側膨脹弁１３にて減圧された冷媒は、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入して、冷房運転モードと同様に、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出する。
【０２１６】
統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して放熱する（図１３のｂ２１５点→ｂ３１５点）。
【０２１７】
さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて（図１３のｂ３１５点→ｃ１５点）、室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。 
【０２１８】
以上の如く、第２除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０２１９】
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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
（Ｃ３）：第３除湿暖房モード
次に、第２除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第２基準温度（第２基準温度＞第１基準温度）よりも高くなった際には、第３除湿暖房モードが実行される。第３除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、低段側膨脹弁２２の絞り開度を第２除湿暖房モードよりも増加させる。従って、第３除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１４のモリエル線図に示すように変化する。
【０２２２】
すなわち、図１４に示すように、圧縮機１１の吐出ポート１１ｃから吐出された高圧冷媒（図１４のａ１６点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１４のａ１６点→ｂ１６点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０２２３】
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１４のｂ１６点→ｃ１１６点）。
【０２２４】
高段側膨脹弁１３にて減圧された冷媒は、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入し、冷房運転モードと同様に、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出する。
【０２２５】
液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１４のｃ１１６点→ｃ２１６点）。
【０２２６】
さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２にて等エンタルピ的に減圧されて（図１４のｃ２１６点→ｃ３１６点）、室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。
【０２２７】
以上の如く、第３除湿暖房モードでは、第１除湿暖房モードと同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０２２８】
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。
【０２２９】
その結果、第２除湿暖房モード時に対して、圧縮機１１の吸入冷媒密度を上昇させることができ、圧縮機１１の回転数を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができる。従って、第３除湿暖房モードでは、第２除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。
【０２３０】
（Ｃ４）：第４除湿暖房モード
次に、第３除湿暖房モードの実行中に、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた第３基準温度（第３基準温度＞第２基準温度）よりも高くなった際には、第４除湿暖房モードが実行される。第４除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３の絞り開度を第３除湿暖房モードよりも縮小させた絞り状態とし、低段側膨脹弁２２を全開状態とする。従って、第４除湿暖房モードでは、サイクルを循環する冷媒の状態については図１５のモリエル線図に示すように変化する。
【０２３１】
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ａ１７点）は、第１除湿暖房モードと同様に、室内凝縮器１２へ流入して、室内蒸発器２３にて冷却されて除湿された室内送風空気と熱交換して放熱する（図１５のａ１７点→ｂ１７点）。これにより、室内送風空気が加熱される。
【０２３２】
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１５のｂ１７点→ｃ１１７点）。
【０２３３】
高段側膨脹弁１３にて減圧された冷媒は、統合弁１４の気液分離空間１４１ｂに流入し、冷房運転モードと同様に、固定絞り１７にて殆ど減圧されることなく液相側流出口１４１ｅから流出する。
【０２３４】
統合弁１４の液相側流出口１４１ｅから流出した冷媒は、室外熱交換器２０へ流入し、室外熱交換器２０にて送風ファン２１から送風された外気と熱交換して吸熱する（図１５のｃ１１７点→ｃ２１７点）。
【０２３５】
さらに、室外熱交換器２０から流出した冷媒は、低段側膨脹弁２２が全開状態となっているので、減圧されることなく室内蒸発器２３へ流入する。以降の作動は冷房運転モードと同様であるため説明を省略する。
【０２３６】
以上の如く、第４除湿暖房モードでは、第１〜第３除湿暖房モード時と同様に、室内蒸発器２３にて冷却され除湿された室内送風空気を、室内凝縮器１２にて加熱して車室内へ吹き出すことができる。これにより、車室内の除湿暖房を実現することができる。
【０２３７】
この際、第４除湿暖房モードでは、第３除湿暖房モードと同様に室外熱交換器２０を蒸発器として作用させると共に、第３除湿暖房モードよりも高段側膨脹弁１３の絞り開度を縮小させているので、室外熱交換器２０における冷媒蒸発温度を低下させることができる。従って、第３除湿暖房モードよりも室外熱交換器２０における冷媒の温度と外気温との温度差を拡大させて、室外熱交換器２０における冷媒の吸熱量を増加させることができる。
【０２３８】
その結果、第３除湿暖房モード時に対して、圧縮機１１の吸入冷媒密度を上昇させることができ、圧縮機１１の回転数を増加させることなく、室内凝縮器１２における冷媒圧力を上昇させることができる。従って、第４除湿暖房モードでは、第３除湿暖房モードよりも室内凝縮器１２から吹き出される温度を上昇させることができる。
【０２３９】
以上説明した本実施形態の車両用空調装置１では、上記の如く、ヒートポンプサイクル１０の冷媒回路を切り替えることによって、種々のサイクル構成を実現して、車室内の適切な冷房、暖房、および除湿暖房を実現できる。
【０２４０】
本実施形態のように電気自動車に適用される車両用空調装置１では、内燃機関（エンジン）を搭載する車両のようにエンジンの廃熱を車室内の暖房のために利用できない。従って、本実施形態のヒートポンプサイクル１０のように、暖房運転モード時にガスインジェクションサイクル、および通常サイクルに切り替えることで、暖房負荷によらず高いＣＯＰを発揮させることできることは、極めて有効である。
【０２４１】
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差圧弁１６、気液分離手段（気液分離空間１４１ｂ）、固定絞り１７、電磁弁１８等の構成部品と一体的に構成した統合弁１４を採用している。このため、ガスインジェクションサイクルと通常サイクルとを切替可能なヒートポンプサイクル１０を、簡素なサイクル構成で実現することができる。
【０２４２】
特に、本実施形態では、中間圧冷媒通路１５を開閉する差圧弁１６の主弁部材１６１の一端部（弁体部１６１ａ）と他端部（均圧ピストン部１６１ｃ）の双方に、中間圧冷媒通路１５の圧力（下流側通路１４２ｇの圧力）が、互いに逆方向に作用する構成としている。
【０２４３】
これによれば、中間圧冷媒通路１５の圧力変化が主弁部材１６１の気相冷媒通路１４２ｂの開閉動作へ影響してしまうことを抑制できる。このため、冷媒充填作業の真空引きによって中間圧冷媒通路１５が真空（圧力≒０）となったとしても、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の前後の圧力差を調整することで、気相冷媒通路１４２ｂを開く位置へ主弁部材１６１を変位させることが可能となる。
【０２４４】
従って、本実施形態の構成によれば、冷媒充填作業の真空引きにより、差圧弁１６の開閉作動が不能となってしまうことを抑制することが可能となる。
【０２４５】
また、本実施形態では、主弁部材１６１の内部に、下流側通路１４２ｇと均圧室１４２ｉとを連通させる均圧連通路１６１ｅを形成している。これによれば、別途、均圧連通路１６１ｅを設けるスペースを確保する必要がないので、差圧弁１６やボデーを構成するアッパーブロック１４２の体格が大きくなってしまうことを抑制することができる。
【０２４６】
さらに、本実施形態では、主弁部材１６１の均圧ピストン部１６１ｃにおける均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面の面積Ａ３を、弁体部１６１ａにおける下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面の面積Ａ１と同等の大きさに設定している。
【０２４７】
これによれば、中間圧冷媒通路１５の圧力によって主弁部材１６１の一端部（弁体部１６１ａ）および他端部（均圧ピストン部１６１ｃ）に逆方向にかかる力を釣り合わせることができる。このため、中間圧冷媒通路１５の圧力変化が主弁部材１６１の気相冷媒通路１４２ｂの開閉動作へ影響してしまうことを効果的に抑制できる。
【０２４８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態の差圧弁１６の一部を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【０２４９】
本実施形態の圧縮機１１は、サイクル内の中間圧冷媒が圧縮室１１ａ内に適切に噴射されるように、圧縮機構が中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間の連通状態を周期的に閉塞するように構成されている。
【０２５０】
具体的には、圧縮機１１の圧縮機構として、例えば、従来技術（特許文献２）と同様のスクロール型圧縮機構を採用することができる。この場合、固定スクロールの端板部に設けられた中間圧ポート１１ｄが、図示しない可動スクロールの歯先により周期的に閉塞される。なお、圧縮機１１の圧縮機構としては、中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間の連通状態が一時的に閉塞される圧縮機構であれば、スクロール型圧縮機構に限らず、ベーン型圧縮機構、ローリングピストン型圧縮機構等の各種形式のものを採用することができる。
【０２５１】
ここで、圧縮機１１が中間圧ポート１１ｄと圧縮室１１ａとの間の連通状態が一時的に閉塞される構成となっていると、冷媒充填作業時に差圧弁１６にて中間圧冷媒通路１５を開くことができず、中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できない不具合が生ずることがある。
【０２５２】
そこで、本実施形態では、第１実施形態の差圧弁１６に対して、下流側通路１４２ｇの圧力が上流側通路１４２ｈの圧力よりも高くなった際に、上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとを連通させる逆止弁１６４を追加している。
【０２５３】
具体的には、本実施形態の差圧弁１６には、図１６および図１７に示すように、主弁部材１６１の弁体部１６１ａに上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとを連通させる高圧側連通路１６１ｆが形成されている。
【０２５４】
そして、高圧側連通路１６１ｆの上流側通路１４２ｈ側には、高圧側連通路１６１ｆの開口部を開閉する弁体１６４ａ、当該弁体１６４ａを高圧側連通路１６１ｆの開口部を閉じる方向に荷重をかけるスプリング１６４ｂで構成される逆止弁１６４が配置されている。
【０２５５】
本実施形態の逆止弁１６４は、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１から上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２を差し引いた上下差圧ΔＰ（＝Ｐ１−Ｐ２）が所定開弁圧を上回る際に、開弁するように構成されている（図１７参照）。なお、逆止弁１６４の弁体１６４ａが高圧側連通路１６１ｆの開口部を開く位置に変位することで、高圧側連通路１６１ｆを介して上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとが連通する。
【０２５６】
また、本実施形態の逆止弁１６４は、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１から上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２を差し引いた上下差圧ΔＰが所定開弁圧以下となる際に、閉弁するように構成されている（図１６参照）。なお、逆止弁１６４の弁体１６４ａが高圧側連通路１６１ｆの開口部を閉じる位置に変位することで、高圧側連通路１６１ｆを介した上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとの連通が遮断される。
【０２５７】
ここで、「所定開弁圧」は、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞された状態で真空引きを実施する際に、逆止弁１６４が開弁する圧力に設定されている。なお、所定開弁圧の設定は、弁体１６４ａに対してかけるスプリング１６４ｂの荷重調整によって変更可能である。
【０２５８】
続いて、真空引きを実施する際の逆止弁１６４の作動を説明する。圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞された状態で真空引きを実施すると、上流側通路１４２ｈが真空（圧力≒０）となるが、主弁部材１６１により気相冷媒通路１４２ｂが閉鎖されることで、下流側通路１４２ｇが大気圧程度の圧力が残る。この際、下流側通路１４２ｇの圧力から上流側通路１４２ｈの圧力を差し引いた上下差圧が所定開弁圧よりも高くなる。
【０２５９】
このため、逆止弁１６４の弁体１６４ａが高圧側連通路１６１ｆの開口部を開く位置に変位して、高圧側連通路１６１ｆを介して上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとが連通する。つまり、本実施形態の逆止弁１６４は、冷媒充填作業の真空引き工程にて高圧側連通路１６１ｆを開くように構成されている。
【０２６０】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の差圧弁１６によれば、第１実施形態で説明した差圧弁１６の効果に加えて、次の効果を奏する。すなわち、本実施形態の差圧弁１６は、下流側通路１４２ｇの圧力が上流側通路１４２ｈの圧力よりも高くなる際に、上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとの間を連通させる逆止弁１６４を備えている。
【０２６１】
これによれば、冷媒充填作業時に高圧側連通路１６１ｆを介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施することができる。つまり、本実施形態によれば、冷媒充填作業時に中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施できない不具合を解消することができる。
【０２６２】
従って、本実施形態の構成によれば、冷媒充填作業の真空引き工程にて中間圧冷媒通路１５の真空引きができない不具合を解消すると共に、中間圧冷媒通路１５の真空引きにより差圧弁１６の開閉作動が不能となってしまうことを抑制することが可能となる。
【０２６３】
なお、本実施形態の如く、冷媒充填作業の真空引き工程に生ずる不具合、および中間圧冷媒通路の真空引きにより生ずる不具合の双方に対応する構成とすることが望ましいが、これに限定されない。
【０２６４】
例えば、ヒートポンプサイクル１０において、中間圧冷媒通路１５の真空引きにより差圧弁１６の開閉作動が不能となってしまう不具合が生じ難い場合等には、差圧弁１６の均圧ピストン部１６１ｃや均圧室１４２ｉを廃止して、逆止弁１６４だけを備える構成としてもよい。これによれば、冷媒充填作業の真空引き工程に生ずる不具合を解消することができる。
【０２６５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、差圧弁１６の構造を変更した例について説明する。なお、本実施形態では、第１実施形態と同様または均等な部分についての説明を省略、または簡略化して説明する。
【０２６６】
図１８に示すように、本実施形態の気相冷媒通路１４２ｂは、アッパーブロック１４２における気液分離空間１４１ｂの軸線方向に垂直に延びる有底穴の一部で構成されている。なお、本実施形態では、有底穴の開口部が冷媒流出部１４２ａを構成している。また、本実施形態の有底穴には、主弁部材１６１の一端部を構成する弁体部１６１ａが接離する主弁座部１４２ｆを形成する部材が収容されている。
【０２６７】
続いて、本実施形態の差圧弁１６を構成する各種部品（主弁部材１６１、弾性部材１６２等）の詳細について説明する。
【０２６８】
本実施形態の主弁部材１６１は、主弁座部１４２ｆに接離する一端部を構成する弁体部１６１ａ、および弁体部１６１ａに連結された胴体部１６１ｂで構成されている。なお、弁体部１６１ａは、上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面、および下流側通路１４２ｇの圧力を受け受圧面を有する。また、胴体部１６１ｂは、上流側通路１４２ｈの圧力を受ける受圧面、および主圧力室１４２ｅの圧力を受ける受圧面を有する。
【０２６９】
本実施形態の主圧力室１４２ｅには、主弁部材１６１に気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向（紙面左方向）に荷重をかけるコイルバネ等で構成される弾性部材１６２が収容されている。この弾性部材１６２は、主弁部材１６１に対して、主弁部材１６１の弁体部１６１ａに形成されたシール部材１６１ｄを主弁座部１４２ｆに押し付けてシール性を高める方向、すなわち、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向に荷重をかける。
【０２７０】
また、本実施形態の有底穴の底面側には、その内部に均圧ピストン部１６７が摺動する空間が形成されたカップ状部材１６８が収容されている。このカップ状部材１６８は、有底穴の底面側において有底穴に連結される有底の筒状体で構成され、均圧ピストン部１６７が摺動するシリンダとして機能する。
【０２７１】
また、本実施形態の主弁部材１６１には、その変位方向（主弁部材１６１の軸方向）に延びる貫通穴１６１ｇが形成されている。この貫通穴１６１ｇには、その内周面に摺動可能に支持されたシャフト１６５が配置されている。
【０２７２】
本実施形態の主弁部材１６１には、一端部を構成する弁体部１６１ａ側に上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとを連通させるバイパス連通路１６１ｈが形成されている。このバイパス連通路１６１ｈは、弁体部１６１ａにおけるシャフト１６５と対向する内側に形成された溝部、および弁体部１６１ａと胴体部１６１ｂとの連結部に形成された貫通穴により構成されている。なお、弁体部１６１ａにおける下流側通路１４２ｇ側に露出する端面には、バイパス連通路１６１ｈにおける下流側通路１４２ｇ側の開口部を構成するバイパス孔１６１ｉが形成されている。
【０２７３】
シャフト１６５には、弁体部１６１ａ側の一端部にバイパス孔１６１ｉを開閉するバイパス弁体１６６が連結されると共に、胴体部１６１ｂ側の他端部に均圧ピストン部１６７が連結されている。
【０２７４】
均圧ピストン部１６７は、カップ状部材１６８の内側空間において、主圧力室１４２ｅを形成する空間と、下流側通路１４２ｇ側の圧力が導入される均圧室１４２ｉを形成する空間とを区画する部材である。なお、均圧ピストン部１６７は、外径がカップ状部材１６８の内径よりも僅かに小さい円柱状に形成されており、カップ状部材１６８の内側壁面に摺動可能に支持されている。
【０２７５】
そして、均圧ピストン部１６７は、バイパス孔１６１ｉを閉じる方向に主圧力室１４２ｅの圧力を受けると共に、バイパス孔１６１ｉを開く方向に均圧室１４２ｉの圧力を受けるように構成されている。換言すれば、均圧ピストン部１６７は、バイパス孔１６１ｉを閉じる方向に主圧力室１４２ｅの圧力を受ける受圧面、およびバイパス孔１６１ｉを開く方向に均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面を有する。なお、均圧ピストン部１６７における主圧力室１４２ｅ側に露出する端面が、主圧力室１４２ｅの圧力を受ける受圧面を構成し、均圧ピストン部１６７における均圧室１４２ｉ側に露出する端面が、均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面を構成している。
【０２７６】
バイパス弁体１６６は、バイパス孔１６１ｉを閉じる方向に下流側通路１４２ｇの圧力を受けるように構成されている。換言すれば、バイパス弁体１６６は、バイパス孔１６１ｉを閉じる方向に下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面を有する。なお、バイパス弁体１６６における下流側通路１４２ｇ側に露出する端面が、下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面を構成している。
【０２７７】
ここで、本実施形態のバイパス弁体１６６がバイパス孔１６１ｉを閉じる方向は、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを開く方向と一致する方向となっている。逆に、バイパス弁体１６６がバイパス孔１６１ｉを開く方向は、主弁部材１６１が気相冷媒通路１４２ｂを閉じる方向と一致する方向となっている。
【０２７８】
そして、バイパス弁体１６６がバイパス孔１６１ｉを閉じる位置に変位すると、バイパス弁体１６６と主弁部材１６１の弁体部１６１ａとが接触する。この際、均圧室１４２ｉの圧力により均圧ピストン部１６７に作用する力は、バイパス弁体１６６を介して、主弁部材１６１に対して気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に作用するようになっている。
【０２７９】
このように、本実施形態のバイパス弁体１６６は、バイパス孔１６１ｉを閉じる位置に変位した際に、均圧室１４２ｉの圧力により均圧ピストン部１６７に作用する力が主弁部材１６１に対して気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に作用するように構成されている。
【０２８０】
ここで、本実施形態の均圧ピストン部１６７における均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面の面積Ａ５は、弁体部１６１ａにおける下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面の面積Ａ１以上の大きさに設定されている（Ａ１≦Ａ５）。
【０２８１】
また、本実施形態の均圧ピストン部１６７における均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面の面積Ａ５は、バイパス弁体１６６における下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面の面積Ａ４よりも大きくなるように設定されている（Ａ５＞Ａ４）。なお、「Ａ４」は、バイパス弁体１６６における下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１を受ける受圧面の面積であり、「Ａ５」は、均圧ピストン部１６７における均圧室１４２ｉの圧力Ｐ４を受ける受圧面の面積である。
【０２８２】
これにより、シャフト１６５の両端部には、下流側通路１４２ｇの圧力が、一端部（バイパス弁体１６６）と他端部（均圧ピストン部１６７）それぞれに逆方向に作用する。そして、均圧ピストン部１６７には、均圧室１４２ｉの圧力によるバイパス孔１６１ｉを閉じる方向に作用する力が、バイパス弁体１６６に対して均圧室１４２ｉの圧力によるバイパス孔１６１ｉを開く方向に作用する力よりも大きくなる。
【０２８３】
ここで、本実施形態の均圧室１４２ｉは、下流側通路１４２ｇに連通する均圧連通路１６５ａを介して、下流側通路１４２ｇの圧力が導入されるようになっている。本実施形態の均圧連通路１６１ｅは、シャフト１６５の一端部（バイパス弁体１６６）から他端部（均圧ピストン部１６７）に延びる貫通穴で構成されている。換言すれば、シャフト１６５の内部には、下流側通路１４２ｇと均圧室１４２ｉとを連通させる均圧連通路１６５ａが形成されている。
【０２８４】
次に、本実施形態の差圧弁１６の作動について説明する。図１８に示すように、本実施形態の主弁部材１６１の弁体部１６１ａには、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１との圧力差［Ｐ２−Ｐ１］による力［Ａ１×（Ｐ２−Ｐ１）］が主弁部材１６１の閉弁方向に作用する。なお、「Ａ１」は、弁体部１６１ａにおける上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１を受ける受圧面の面積である。
【０２８５】
また、主弁部材１６１の胴体部１６１ｂには、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３の圧力差［Ｐ２−Ｐ３］による力［Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）］が主弁部材１６１の開弁方向に作用する。また、主弁部材１６１の胴体部１６１ｂには、弾性部材１６２による荷重Ｆｓｐが主弁部材１６１の閉弁方向に作用する。なお、「Ａ２」は、胴体部１６１ｂにおける上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３を受ける受圧面の面積である。
【０２８６】
そして、主弁部材１６１に対して開弁方向に作用する力が、閉弁方向に作用する力以下となる際に、図１９および図２０に示すように、主弁部材１６１が主弁座部１４２ｆに接触する位置に変位して、気相冷媒通路１４２ｂが閉鎖される。
【０２８７】
一方、主弁部材１６１に対して開弁方向に作用する力が、閉弁方向に作用する力を上回った際に、図２１に示すように、主弁部材１６１が主弁座部１４２ｆから離間する位置に変位して、気相冷媒通路１４２ｂが開放される。
【０２８８】
図１８に戻り、シャフト１６５の一端側のバイパス弁体１６６には、下流側通路１４２ｇの圧力による力［Ａ４×Ｐ１］が、バイパス弁体１６６の閉弁方向（バイパス孔１６１ｉを閉じる方向）に作用する。
【０２８９】
一方、シャフト１６５の他端側の均圧ピストン部１６７には、均圧室１４２ｉの圧力による力［Ａ５×Ｐ４］が、バイパス弁体１６６の開弁方向（バイパス孔１６１ｉを開く方向）に作用する。また、均圧ピストン部１６７には、主圧力室１４２ｅの圧力による力［Ａ５×Ｐ３］が、バイパス弁体１６６の閉弁方向（バイパス孔１６１ｉを閉じる方向）に作用する。
【０２９０】
そして、バイパス弁体１６６に対して開弁方向に作用する力が、閉弁方向に作用する力以下となる際に、図２０に示すように、バイパス弁体１６６がバイパス孔１６１ｉに接触する位置に変位して、バイパス孔１６１ｉが閉鎖される。
【０２９１】
一方、バイパス弁体１６６に対して開弁方向に作用する力が、閉弁方向に作用する力を上回る際に、図１９に示すように、バイパス弁体１６６がバイパス孔１６１ｉから離間する位置に変位して、バイパス孔１６１ｉが開放される。
【０２９２】
次に、本実施形態の差圧弁１６の冷媒充填作業時における作動について説明する。まず、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞された状態で真空引きを実施すると、上流側通路１４２ｈが真空（圧力≒０）となるが、主弁部材１６１により気相冷媒通路１４２ｂが閉鎖されることで、下流側通路１４２ｇが大気圧程度の圧力が残る。
【０２９３】
この際、バイパス弁体１６６には、下流側通路１４２ｇの圧力による力［Ａ４×Ｐ１］が、バイパス弁体１６６の閉弁方向に作用する。また、均圧ピストン部１６７には、均圧室１４２ｉの圧力による力［Ａ５×Ｐ４］が、バイパス弁体１６６の開弁方向（バイパス孔１６１ｉを開く方向）に作用する。
【０２９４】
ここで、均圧室１４２ｉおよび下流側通路１４２ｇは、均圧連通路１６５ａを介して連通していることから、均圧室１４２ｉの圧力Ｐ４は、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１と同等の圧力となる（Ｐ１＝Ｐ４）。
【０２９５】
また、本実施形態では、均圧ピストン部１６７における均圧室１４２ｉの圧力が作用する受圧面の面積Ａ５を、バイパス弁体１６６における下流側通路１４２ｇの圧力が作用する受圧面の面積Ａ４よりも大きい面積に設定している（Ａ５＞Ａ４）。
【０２９６】
このため、均圧室１４２ｉの圧力Ｐ３より均圧ピストン部１６７の開弁方向に作用する力［Ａ５×Ｐ４］が、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１よりバイパス弁体１６６の開弁方向に作用する力［Ａ４×Ｐ１］を上回る。
【０２９７】
従って、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞された状態で真空引きを実施すると、図１９に示すように、バイパス弁体１６６がバイパス孔１６１ｉから離間する位置に変位して、バイパス孔１６１ｉが開放される。これにより、バイパス連通路１６１ｈを介して下流側通路１４２ｇと上流側通路１４２ｈとが連通するので、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５の真空引きを実施することが可能となる。
【０２９８】
なお、圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄが閉塞された状態で真空引きを実施する際には、上流側通路１４２ｈと主圧力室１４２ｅとの圧力差が生じない。このため、主弁部材１６１が主弁座部１４２ｆに接触する位置に変位して、気相冷媒通路１４２ｂが閉鎖される。
【０２９９】
続いて、真空引き工程後の充填工程では、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５が真空（圧力≒０）となっているため、均圧ピストン部１６７には、主圧力室１４２ｅの圧力による力［Ａ５×Ｐ３］が、バイパス弁体１６６の閉弁方向（バイパス孔１６１ｉを閉じる方向）に作用する。なお、バイパス弁体１６６および均圧ピストン部１６７には、下流側通路１４２ｇの圧力による力が作用しない。
【０３００】
このため、バイパス弁体１６６は、図２０に示すように、バイパス弁体１６６がバイパス孔１６１ｉに接触する位置に変位して、バイパス孔１６１ｉが閉鎖される。
【０３０１】
この際、均圧室１４２ｉの圧力により均圧ピストン部１６７に作用する力［Ａ５×Ｐ３］は、主弁部材１６１に対して気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に作用する。つまり、主弁部材１６１には、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２と主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３との圧力差による力［Ａ２×（Ｐ２−Ｐ３）］に加えて、均圧ピストン部１６７に作用する力［Ａ５×Ｐ３］が気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に作用する。
【０３０２】
このように、下流側通路１４２ｇおよび中間圧冷媒通路１５が真空となっているとしても、主弁部材１６１に対して気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に作用する力が増加する。このため、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３の圧力差を調整すること、すなわち、固定絞り１７および電磁弁１８からなる減圧手段の前後の圧力差を調整することで、図２１に示すように、中間圧冷媒通路１５を開くことが可能となる。
【０３０３】
例えば、冷媒充填工程で中間圧冷媒通路１５に冷媒を充填する場合、電磁弁１８のソレノイド１８２への通電を停止して、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３の圧力差を拡大させることで、主弁部材１６１を開弁状態にすればよい。なお、冷媒充填工程ではなく、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作動させる段階で、差圧弁１６により気相冷媒通路１４２ｂを開放して、中間圧冷媒通路１５へ冷媒を充填してもよい。
【０３０４】
次に、サイクル作動時の差圧弁１６の作動を説明する。まず、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以外の通常サイクルとして機能させる各運転モード（冷房運転モード、第２暖房モード、除湿暖房運転モード）における差圧弁１６の作動を説明する。
【０３０５】
冷房運転モード、および第１除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３が全開状態（減圧作用を発揮しない状態）となり、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態（電磁弁１８の開弁状態）となる。
【０３０６】
この場合、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３が同等の圧力となり、さらに、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３は、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１よりも高い圧力となる。
【０３０７】
このため、図２０に示すように、主弁部材１６１により気相冷媒通路１４２ｂが閉鎖されると共に、バイパス弁体１６６によりバイパス孔１６１ｉが閉鎖される。これにより、上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとの連通が遮断されて、中間圧冷媒通路１５が閉鎖される。
【０３０８】
ここで、冷房運転モードは、他の運転モードと異なり、圧縮機１１から吐出された冷媒の熱を室内凝縮器１２にて室内送風空気に放熱させない運転モードである。このため、冷房運転モード時に、バイパス弁体１６６が開弁し、気相冷媒が中間圧冷媒通路１５を介して圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄに流入すると、ヒートポンプサイクル１０における性能が悪化してしまう。
【０３０９】
これに対して、本実施形態の差圧弁１６では、冷房運転モード時にバイパス弁体１６６によりバイパス孔１６１ｉが確実に閉鎖される構成となっているので、ヒートポンプサイクル１０における性能が悪化するような問題は生じない。
【０３１０】
また、第２暖房モード、および第２〜第４除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３が絞り状態（減圧作用を発揮する状態）となり、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを開いた状態（電磁弁１８の開弁状態）となる。
【０３１１】
この場合、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３が同等の圧力となるため、主弁部材１６１により気相冷媒通路１４２ｂが閉鎖される。これにより、上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとの連通が遮断されて、中間圧冷媒通路１５が閉鎖される。
【０３１２】
なお、第２暖房モードおよび第２〜第４除湿暖房モードでは、高段側膨脹弁１３が絞り開度が小さいと、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３が、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１と同程度となり、バイパス弁体１６６が開弁する虞がある。
【０３１３】
しかし、仮にバイパス弁体１６６が開弁し、気相冷媒が中間圧冷媒通路１５を介して圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄに流入したとしても、ヒートポンプサイクル１０における性能に悪い影響とならない。理由は、第２暖房モードや第２〜第４除湿暖房モードは、圧縮機１１の吐出冷媒の熱を室内凝縮器１２にて室内送風空気に放熱させる運転モードであり、気相冷媒が圧縮機１１の中間圧ポート１１ｄへ流入することで、暖房性能が向上する方向に作用するからである。
【０３１４】
続いて、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第１暖房モードにおける差圧弁１６の作動を説明する。この第１暖房モードでは、高段側膨脹弁１３が絞り状態（減圧作用を発揮する状態）となり、液相側弁体１８１が液相冷媒通路１４１ｄを閉じた状態（電磁弁１８の閉弁状態）となる。
【０３１５】
この場合、上流側通路１４２ｈの圧力Ｐ２および主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３の圧力差が拡大する。これにより、主弁部材１６１が主弁座部１４２ｆから離間する位置に変位して、気相冷媒通路１４２ｂが開放される。つまり、上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとが連通し、中間圧冷媒通路１５が開放される。なお、第１暖房モードでは、下流側通路１４２ｇの圧力Ｐ１が主圧力室１４２ｅの圧力Ｐ３よりも大きくなることから、バイパス弁体１６６も開弁する。
【０３１６】
その他の構成および作動は、第１実施形態と同様である。本実施形態の構成では、中間圧冷媒通路１５の圧力を受ける受圧面の面積をバイパス弁体１６６に比べて均圧ピストン部１６７の方が大きくなるように設定している。
【０３１７】
これにより、冷媒充填作業の真空引きを行う際に、中間圧冷媒通路１５の圧力により均圧ピストン部１６７に作用する力が、バイパス弁体１６６に作用する力を上回り、バイパス弁体がバイパス孔を開く位置に変位する。従って、バイパス連通路１６１ｈを介して中間圧冷媒通路１５の真空引きを行うことが可能となる。
【０３１８】
また、冷媒充填作業の真空引きにより中間圧冷媒通路が真空（圧力≒０）となっている場合、均圧ピストン部１６７およびバイパス弁体１６６の双方に中間圧冷媒通路１５の圧力が作用しない。このため、バイパス弁体１６６は、主圧力室１４２ｅの圧力により均圧ピストン部１６７に作用する力によってバイパス孔１６１ｉを閉じる位置に変位する。
【０３１９】
この際、主弁部材１６１には、中間圧冷媒通路１５の圧力が気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に作用しないものの、主圧力室１４２ｅの圧力により均圧ピストン部１６７に作用する力が、バイパス弁体１６６を介して気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に作用する。
【０３２０】
このため、中間圧冷媒通路１５が真空となっているとしても、主弁部材１６１に対して気相冷媒通路１４２ｂを開く方向に作用する力が増加するので、上流側通路１４２ｈの圧力および主圧力室１４２ｅの圧力の圧力差を調整することで、気相冷媒通路１４２ｂを開くことが可能となる。
【０３２１】
従って、本実施形態の構成によれば、冷媒充填作業の真空引き工程にて中間圧冷媒通路１５の真空引きができない不具合を解消すると共に、中間圧冷媒通路１５の真空引きにより差圧弁１６の開閉作動が不能となってしまうことを抑制することが可能となる。
【０３２２】
また、本実施形態では、シャフト１６５の内部に、下流側通路１４２ｇと均圧室１４２ｉとを連通させる均圧連通路１６５ａを形成している。これによれば、別途、均圧連通路１６５ａを設けるスペースを確保する必要がないので、差圧弁１６やボデーを構成するアッパーブロック１４２の体格が大きくなってしまうことを抑制することができる。
【０３２３】
また、本実施形態では、均圧ピストン部１６７における均圧室１４２ｉの圧力を受ける受圧面の面積Ａ５を、弁体部１６１ａにおける下流側通路１４２ｇの圧力を受ける受圧面の面積Ａ１以上の大きさに設定している。
【０３２４】
これによれば、バイパス弁体１６６によりバイパス孔１６１ｉが閉鎖された際に、均圧ピストン部１６７に作用する力［Ａ５×Ｐ３］を増大させることが可能となる。なお、バイパス弁体１６６によりバイパス孔１６１ｉが閉鎖された際に、均圧ピストン部１６７に作用する力［Ａ５×Ｐ３］が充分に大きければ、均圧ピストン部１６７の受圧面の面積Ａ５を、弁体部１６１ａの受圧面の面積Ａ１より小さい大きさに設定してもよい。
【０３２５】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。例えば、以下のように種々変形可能である。
【０３２６】
（１）上述の各実施形態では、本発明の差圧弁１６を電気自動車の車両用空調装置１のヒートポンプサイクル１０に適用する例について説明したが、これに限定されない。例えば、ハイブリッド自動車の如く、エンジン廃熱が不充分なり得る車両の空調装置のヒートポンプサイクル１０に、本発明の差圧弁１６を適用してもよい。
【０３２７】
（２）上述の各実施形態では、本発明の差圧弁１６を車両用空調装置１のヒートポンプサイクル１０に適用した例を説明したが、これに限定されず、例えば、据置型空調装置や液体加熱装置（例えば、給湯機）等のヒートポンプサイクル１０に適用してもよい。
【０３２８】
（３）上述の各実施形態では、各膨脹弁１３、２２、電磁弁１８、迂回用開閉弁２５１等にてヒートポンプサイクル１０の冷媒回路の切り替えることで、種々の運転モードを実現する例について説明したが、これに限定されない。
【０３２９】
ヒートポンプサイクル１０は、ガスインジェクションサイクルとガスインジェクションサイクル以外の通常サイクルとを切替可能な構成であればよい。例えば、ヒートポンプサイクル１０は、第１暖房モードおよび第２暖房モードからなる暖房運転モードだけが実現可能な構成となっていてもよいし、第１暖房モードおよび冷房運転モードだけが実現可能な構成となっていてもよい。勿論、種々の運転モードを設ける方が、熱交換対象流体（送風空気）の温度を適切に温度調整できる点で有効である。
【０３３０】
（４）上述の各実施形態では、高段側膨脹弁１３を電気式の可変絞り機構で構成する例について説明したが、これに限定されない。例えば、高段側膨脹弁１３を、固定絞り、固定絞りを迂回する迂回通路、当該迂回通路を開閉する通路開閉弁で構成してもよい。
【０３３１】
（５）上述の各実施形態では、液相冷媒通路１４１ｄを開閉する電磁弁１８を、ノーマルクローズ型の電磁弁により構成する例について説明したが、ノーマルオープン型の電磁弁で構成してもよい。
【０３３２】
（６）上述の各実施形態では、電磁弁１８を駆動する駆動機構としてソレノイド１８２を採用する例について説明したが、これに限らず、例えば、ステッピングモータを電磁弁１８の駆動機構として採用してもよい。
【０３３３】
（７）上述の各実施形態では、本発明の差圧弁１６を、統合弁１４として気液分離手段（気液分離空間１４１ｂ）および減圧手段（固定絞り１７、電磁弁１８）と一体化した例について説明したが、これに限定されない。例えば、本発明の差圧弁１６を、気液分離手段（気液分離空間１４１ｂ）や減圧手段（固定絞り１７、電磁弁１８）と一体化せず、別体で構成してもよい。
【０３３４】
（８）上述の第１実施形態では、均圧連通路１６１ｅを主弁部材１６１の内部に形成した例について説明したが、これに限定されず、例えば、均圧連通路１６１ｅをアッパーブロック１４２に形成してもよい。
【０３３５】
（９）上述の第１実施形態では、均圧ピストン部１６１ｃにおける受圧面の面積Ａ３を、弁体部１６１ａにおける受圧面の面積Ａ１と同等の大きさに設定する例について説明したが、これに限定されない。均圧室１４２ｉの圧力により均圧ピストン部１６１ｃに作用する力、および下流側通路１４２ｇの圧力により弁体部１６１ａに作用する力が、逆方向に釣り合う構成であれば、均圧ピストン部１６１ｃの受圧面の面積Ａ３を任意の大きさに設定してもよい。
【０３３６】
（１０）上述の第２実施形態では、上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇとを連通させる高圧側連通路１６１ｆを主弁部材１６１に形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、アッパーブロック１４２に高圧側連通路を形成し、当該高圧側連通路を逆止弁１６４にて開閉する構成としてもよい。
【０３３７】
（１１）上述の第３実施形態では、均圧連通路１６５ａをシャフト１６５の内部に形成する例について説明したが、これに限定されず、例えば、均圧連通路１６５ａをアッパーブロック１４２に形成してもよい。
【０３３８】
（１２）上述の第３実施形態では、バイパス連通路１６１ｈを、上流側通路１４２ｈと下流側通路１４２ｇと連通させる連通路で構成する例について説明したが、これに限定されない。バイパス連通路１６１ｈは、主圧力室１４２ｅと下流側通路１４２ｇと連通させる連通路で構成してもよい。このように、バイパス連通路１６１ｈを主圧力室１４２ｅと下流側通路１４２ｇと連通させる構成としても、バイパス弁体１６６自体に作用する力が殆ど変化しないので、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０３３９】
（１３）上述の第３実施形態では、バイパス連通路１６１ｈを、弁体部１６１ａにおけるシャフト１６５と対向する内側に形成された溝部、および弁体部１６１ａと胴体部１６１ｂとの間に形成された貫通穴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、バイパス連通路１６１ｈを、シャフト１６５における弁体部１６１ａと対向する外側に形成された溝部、および弁体部１６１ａと胴体部１６１ｂとの間に形成された貫通穴で構成してもよい。
【０３４０】
（１４）上述の各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。
【０３４１】
（１５）上述の各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【０３４２】
（１６）上述の各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。
【０３４３】
（１７）上述の各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。
【符号の説明】
【０３４４】
１１      圧縮機
１４２    アッパーブロック（ボデー）
１４２ｅ  主圧力室
１４２ｉ  均圧室
１５      中間圧冷媒通路
１６      差圧弁（ヒートポンプ用差圧弁）
１６１    主弁部材
１６１ａ  弁体部
１６１ｂ  胴体部
１６１ｃ  均圧ピストン部
１６２    弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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