(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-14
(45)【発行日】2023-08-22
(54)【発明の名称】ヒートポンプシステム
(51)【国際特許分類】
F25B 43/00 20060101AFI20230815BHJP
F25B 41/40 20210101ALI20230815BHJP
F25B 1/00 20060101ALI20230815BHJP
F25B 13/00 20060101ALI20230815BHJP
F25B 41/26 20210101ALI20230815BHJP
B60H 1/32 20060101ALI20230815BHJP
【ＦＩ】
F25B43/00 C
F25B41/40 Z
F25B1/00 311Z
F25B13/00 311
F25B41/26 A
B60H1/32 613Z
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2019033334
(22)【出願日】2019-02-26
(65)【公開番号】P2020139641
(43)【公開日】2020-09-03
【審査請求日】2022-02-07
(73)【特許権者】
【識別番号】591193691
【氏名又は名称】株式会社イズミ技研
(74)【代理人】
【識別番号】100067736
【弁理士】
【氏名又は名称】小池 晃
(74)【代理人】
【識別番号】100192212
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 貴明
(74)【代理人】
【識別番号】100200001
【弁理士】
【氏名又は名称】北原 明彦
(74)【代理人】
【識別番号】100204032
【弁理士】
【氏名又は名称】村上 浩之
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 俊和
【審査官】庭月野 恭
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１８４０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－３２８０１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－２２３４０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０５８２０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１４４９５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－１０８８２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１１３９５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０７－０８３５４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２５Ｂ １／００
Ｆ２５Ｂ １３／００
Ｆ２５Ｂ ４１／００
Ｆ２５Ｂ ４３／００
Ｂ６０Ｈ １／３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
極低温仕様の自動車空調に用いられるヒートポンプシステムであって、冷房、暖房及び除湿との機能切り替えに応じ、４つの冷媒経路を各１対で２組の経路に切換え自在である四方切換弁ユニットと、
気密保持可能に積層された複数の金属板と比例制御弁が設けられたガスインジェクションユニットと、
液を分離する液分離ユニットと、
気密保持可能に積層された複数の金属板が設けられ、冷房、暖房及び除湿との機能切り替えを行う冷暖コントロールユニットと、
冷媒を凝縮させる凝縮器と、
前記冷媒を膨張させる蒸発器と、
前記冷媒を圧縮させる圧縮機と、
を備え、
前記四方切換弁ユニットは、暖房時及び除湿暖房時に、前記冷媒を前記冷暖コントロールユニットから流入して前記液分離ユニットに流出及び前記圧縮機から流入して凝縮器に流出し、冷房時に、前記冷媒を前記凝縮器から流入して前記液分離ユニットへ流出及び前記圧縮機から流入して前記冷暖コントロールユニットへ流出し、
前記ガスインジェクションユニットは、前記冷媒を、暖房時及び除湿暖房時に、前記凝縮器から流入し前記比例制御弁により前記圧縮機及び前記冷暖コントロールユニットへ流出するとともに前記除湿暖房時には前記蒸発器へ流出し、冷房時に、前記蒸発器から流入して前記凝縮器へ流出し、
前記液分離ユニットは、暖房時、除湿暖房時、冷房時ともに、前記冷媒を前記四方切換弁ユニットから流入して前記圧縮機へ流出し、
前記冷暖コントロールユニットは、前記冷媒を、暖房時及び除湿暖房時に、前記ガスインジェクションユニットから流入し前記四方切換弁ユニットへ流出し、冷房時には、前記四方切換弁ユニットから流入して前記ガスインジェクションユニットへ流出することを特徴とするヒートポンプシステム。
【請求項2】
前記四方切換弁ユニットと前記液分離ユニットが合体されており、前記圧縮機の配管端末は、前記冷媒が、前記比例制御弁を通じて前記ガスインジェクションユニット及び前記液分離ユニットから流入される２つの配管端末と、前記四方切換弁ユニットへ流出される１つの配管端末から構成され、
前記ガスインジェクションユニットは、前記冷媒を、暖房時及び除湿暖房時に、前記凝縮器から流入し前記比例制御弁により前記圧縮機及び前記冷暖コントロールユニットへ流出するとともに前記除湿暖房時には前記蒸発器へ流出し、冷房時に、前記蒸発器から流入して前記凝縮器へ流出することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項3】
前記四方切換弁ユニットと前記液分離ユニットが合体されており、前記圧縮機の配管端末は、前記冷媒が、前記液分離ユニットから流入される１つの配管端末と、前記四方切換弁ユニットへ流出される１つの配管端末から構成され、
前記ガスインジェクションユニットは、前記冷媒を前記液分離ユニットに設けられた気体相の配管端末へ流入し、
前記液分離ユニットは、前記冷媒を前記ガスインジェクションユニットを通じて、暖房時に、前記冷暖コントロールユニットへ流出し、除湿暖房時には、前記蒸発器へ流出することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項4】
前記四方切換弁ユニットと前記液分離ユニットが分離されており、前記圧縮機の配管端末は、前記冷媒が、前記ガスインジェクションユニット及び前記液分離ユニットから流入される２つの配管端末と、前記四方切換弁ユニットへ流出される１つの配管端末から構成されることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項5】
前記四方切換弁ユニットは、前記冷媒が出入する第一の接続口と、
前記第一の接続口から前記冷媒が供給される筒体と、
前記筒体内に設けられ、接続形態として２者択一できるよう前記筒体の軸方向に移動可能な山形に形成されたスプールと、
前記スプールを通じで前記冷媒が出入する第二の接続口と、
を備え、
前記スプールの頂き面に凸部が設けられ、
前記筒体の内面に前記凸部を受ける凹部が設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のヒートポンプシステム。
【請求項6】
前記スプールは、金属で山形に成形されたスプールヘッドと、該スプールヘッドを固定するテフロンの台座とを有することを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプシステム。
【請求項7】
前記第二の接続口に、積層された複数の金属板を設け、前記金属板は、下板、中間板及び上板からなり、前記冷媒が流通可能となるよう抜き孔が穿設され、
前記下板、中間板及び上板の抜き孔の径は、前記第二の接続口の径よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載のヒートポンプシステム。
【請求項8】
前記ガスインジェクションユニット及び前記冷暖コントロールユニットを構成する前記気密保持可能に積層された複数の金属板の上部に、２以上の金属板から積層して構成される区分台座又は一体に成形された区分台座がさらに設けられることを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項9】
さらに縦型の逆止弁を備え、前記逆止弁は、
外筒と、
前記外筒の内側に設けられる内筒と、
前記内筒の底部に設けられ冷媒を流入させて、かつ流出させないための弁と、
前記内筒の側面に設けられ冷媒を流出させるためのポートとを有することを特徴とする請求項１に記載のヒートポンプシステム。
【請求項10】
さらに暖房用膨張弁、除湿用膨張弁、冷房用膨張弁のいずれか１以上を備え、前記暖房用膨張弁、前記除湿用膨張弁、前記冷房用膨張弁は、
本体部と、
前記本体部内に設けられた支柱と、
前記支柱に固定され、前記支柱を上下方向に移動可能として前記冷媒の流量を調整するマグネット及びパルスモーターと、
前記本体部に固定されたスライサーと、
前記支柱が上下方向に過度な移動を防止する上部ストッパー及び下部ストッパーとを有し、
前記支柱には、前記上部ストッパー及び下部ストッパーを取り付け可能とする溝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システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外気温度が極低温にも対応可能な極低温仕様の自動車空調に用いられるヒートポンプシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
内燃機関自動車に対する冷暖房は、排熱に依存できるため、室内暖房のみならず、暖房に伴って生じる結露、すなわちフロントガラス内面の曇りを除去して視界確保するデフロスタ（defroster、以下、「除湿暖房」ともいう）も比較的簡便に構成できた。運行中であれば、排熱利用による温風確保が容易だったからである。
【0003】
内燃機関のみを駆動力に用いた車種の空調装置は、冷房のみをエンジンからベルト掛けして駆動する圧縮器で賄い、暖房は排熱利用すれば足りていた。したがって、冷房から暖房、及び除湿暖房に機能切換えする際、冷媒回路に流す冷媒ガスの方向を逆転させるまでもなく、冷房専用の圧縮器を停止して、排熱利用の温風を吹き込ませれば済むことであった。
【0004】
近年、乗用車の駆動方式が、内燃機関から電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）等に変遷している。このような車種、すなわち運行時に内燃機関を常時発動するとは限らない駆動方式の自動車の場合、空調を始めとする車載補助システム全般にわたって電動式に変えることが、自然の流れである。
【0005】
この流れに沿うように、自動車空調装置の圧縮器は、ベルト掛け駆動から電動機駆動に変えたものが相当に普及されている。なお、電気自動車（ＥＶ）には、プラグインハイブリッド車（plug-in hybrid car）、すなわちＰＨＶ（Plug-in Hybrid Vehicle）又はＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）がある。ＰＨＥＶは、コンセントから差込プラグを用いて直接バッテリーに充電できるハイブリッドカーである。
【0006】
また、上述した電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）等に用いる自動車空調装置に限らず、住居用で一般的な可逆ヒートポンプサイクルによる冷暖兼用型の空調装置において、冷房と暖房の機能切換えの際、フロン等の冷媒ガス「以下、単に「冷媒」ともいう」を冷媒回路に流す方向を逆転させる必要がある。一方、冷媒を圧縮して冷媒回路に流すための圧縮器は、一般的に入出力方向が一定である。すなわち、一般的な圧縮器は、吸入口と吐出口を逆転できない。したがって、冷媒回路に流す冷媒ガスの方向を逆転させるためには、冷媒回路の配管を四方弁で切換える必要がある。
【0007】
これに対し、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）等の場合、排熱利用による暖房等は不確実であり採用困難である。さらに、住居用の空調装置には不要だが、自動車空調装置には、デフロスタ（除湿暖房）が不可欠である。このデフロスタは、室内暖房用に発熱させる凝縮器のすぐそばに、除湿結露用に低温生成させる凝縮器、及び除湿弁を配設し、その除湿弁を絞る操作により機能させる。
【0008】
したがって、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）等の空調装置は、四方弁や除湿弁に加えて、それらを切換えるための電磁弁、それらへの配管等（以下、「四方弁周辺部」ともいう）が相当複雑になる。さらに、多数の電磁弁を制御する制御機能まで必要になる。
【0009】
また、空調装置は、主電動機具有車用でなくても、相当かさばる上に重量もあるので、車載用では特に小型軽量・薄型化の要望がある。この小型軽量・薄型化に加えて、組立作業性に優れ、生産性の向上を図って製作コストを低減する要望もある。このような要望に応じるため、つぎのような技術が開示されている。
【0010】
冷媒制御部材を予め一体に配管してユニット化されたヒートポンプ式冷凍機の配管ユニット（以下、単に「配管ユニット」ともいう）が知られている（例えば、特許文献１）。すなわち、ヒートポンプ式冷凍機（ヒートポンプ装置）における冷凍サイクル（冷媒回路）の冷媒制御部材を予め一体に配管してユニット化し、配管部品、配管溶接箇所が削減されて組立作業性に優れ、生産性の向上を図って製作コストを低減すると供に、室外機の小型化、薄型化を図るようにしたものである。
【0011】
特許文献１に記載の配管ユニットは、所定の冷媒通路に適合した箇所を膨出加工した二枚の側板を、互いの背面を接合して基板を形成し、両側板の膨出部分で基板に冷媒通路を形成し、冷媒通路に配管して冷媒制御部材を基板に一体に取付け、冷凍サイクル中に接続する配管口を、冷媒通路に配設する、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【文献】特開平７－１９８２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
しかしながら、特許文献１に記載の配管ユニットは、車載用でない。さらに外気が極低温の場合には、十分な暖房や除湿暖房機能が得られない。
【0014】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、冷媒制御部材を予め一体に配管してユニット化され、コンパクト化によるコストパフォーマンスの実現や、特に極低温に十分に対応可能なヒートポンプシステム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】
【0015】
本発明の一態様に係るヒートポンプシステムは、極低温仕様の自動車空調に用いられるヒートポンプシステムであって、冷房、暖房及び除湿との機能切り替えに応じ、４つの冷媒経路を各１対で２組の経路に切換え自在である四方切換弁ユニットと、気密保持可能に積層された複数の金属板と比例制御弁が設けられたガスインジェクションユニットと、液を分離する液分離ユニットと、気密保持可能に積層された複数の金属板が設けられ、冷房、暖房及び除湿との機能切り替えを行う冷暖コントロールユニットと、冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記冷媒を膨張させる蒸発器と、前記冷媒を圧縮させる圧縮機と、を備え、前記四方切換弁ユニットは、暖房時及び除湿暖房時に、前記冷媒を前記冷暖コントロールユニットから流入して前記液分離ユニットに流出及び前記圧縮機から流入して凝縮器に流出し、冷房時に、前記冷媒を前記凝縮器から流入して前記液分離ユニットへ流出及び前記圧縮機から流入して前記冷暖コントロールユニットへ流出し、前記ガスインジェクションユニットは、前記冷媒を、暖房時及び除湿暖房時に、前記凝縮器から流入し前記比例制御弁により前記圧縮機及び前記冷暖コントロールユニットへ流出するとともに前記除湿暖房時には前記蒸発器へ流出し、冷房時に、前記蒸発器から流入して前記凝縮器へ流出し、前記液分離ユニットは、暖房時、除湿暖房時、冷房時ともに、前記冷媒を前記四方切換弁ユニットから流入して前記圧縮機へ流出し、前記冷暖コントロールユニットは、前記冷媒を、暖房時及び除湿暖房時に、前記ガスインジェクションユニットから流入し前記四方切換弁ユニットへ流出し、冷房時には、前記四方切換弁ユニットから流入して前記ガスインジェクションユニットへ流出することを特徴とする。
【0016】
このとき、本発明の一態様では、前記四方切換弁ユニットと前記液分離ユニットが合体されており、前記圧縮機の配管端末は、前記冷媒が、前記比例制御弁を通じて前記ガスインジェクションユニット及び前記液分離ユニットから流入される２つの配管端末と、前記四方切換弁ユニットへ流出される１つの配管端末から構成され、前記ガスインジェクションユニットは、前記冷媒を、暖房時及び除湿暖房時に、前記凝縮器から流入し前記比例制御弁により前記圧縮機及び前記冷暖コントロールユニットへ流出するとともに前記除湿暖房時には前記蒸発器へ流出し、冷房時に、前記蒸発器から流入して前記凝縮器へ流出しても良い。
【0017】
このとき、本発明の一態様では、前記四方切換弁ユニットと前記液分離ユニットが合体されており、前記圧縮機の配管端末は、前記冷媒が、前記液分離ユニットから流入される１つの配管端末と、前記四方切換弁ユニットへ流出される１つの配管端末から構成され、前記ガスインジェクションユニットは、前記冷媒を前記液分離ユニットに設けられた気体相の配管端末へ流入し、前記液分離ユニットは、前記冷媒を前記ガスインジェクションユニットを通じて、暖房時に、前記冷暖コントロールユニットへ流出し、除湿暖房時には、前記蒸発器へ流出しても良い。
【0018】
このとき、本発明の一態様では、前記四方切換弁ユニットと前記液分離ユニットが分離されており、前記圧縮機の配管端末は、前記冷媒が、前記ガスインジェクションユニット及び前記液分離ユニットから流入される２つの配管端末と、前記四方切換弁ユニットへ流出される１つの配管端末から構成されても良い。
【0020】
このとき、本発明の一態様では、前記四方切換弁ユニットは、前記冷媒が出入する第一の接続口と、前記第一の接続口から前記冷媒が供給される筒体と、前記筒体内に設けられ、接続形態として２者択一できるよう前記筒体の軸方向に移動可能な山形に形成されたスプールと、前記スプールを通じで前記冷媒が出入する第二の接続口と、を備え、前記スプールの頂き面に凸部が設けられ、前記筒体の内面に前記凸部を受ける凹部が設けられても良い。
【0021】
このとき、本発明の一態様では、前記スプールは、金属で山形に成形されたスプールヘッドと、該スプールヘッドとを固定するテフロン（登録商標）の台座を有するとしても良い。
【0022】
このとき、本発明の一態様では、前記第二の接続口に、積層された複数の金属板を設け、前記金属板は、下板、中間板及び上板からなり、前記冷媒が流通可能となるよう抜き孔が穿設され、前記下板、中間板及び上板の抜き孔の径は、前記第二の接続口の径よりも大きいこととしても良い。
【0023】
このとき、本発明の一態様では、前記ガスインジェクションユニット及び前記冷暖コントロールユニットを構成する前記気密保持可能に積層された複数の金属板の上部に、２以上の金属板から積層して構成される区分台座又は一体に成形された区分台座がさらに設けられても良い。
【0024】
このとき、本発明の一態様では、さらに縦型の逆止弁を備え、前記逆止弁は、外筒と、該外筒の内側に設けられる内筒と、該内筒の底部に設けられ冷媒を流入させ、かつ流出させないための弁と、該内筒の側面に設けられ冷媒を流出させるためのポートと有するとしても良い。
【0025】
このとき、本発明の一態様では、さらに暖房用膨張弁、除湿用膨張弁、冷房用膨張弁のいずれか１以上を備え、前記暖房用膨張弁、前記除湿用膨張弁、前記冷房用膨張弁は、本体部と、前記本体部内に設けられた支柱と、前記支柱に固定され、前記支柱を上下方向に移動可能として前記冷媒の流量を調整するマグネット及びパルスモーターと、前記本体部に固定されたスライサーと、前記支柱が上下方向に過度な移動を防止する上部ストッパー及び下部ストッパーとを有し、前記支柱には、前記上部ストッパー及び下部ストッパーを取り付け可能とする溝が形成されても良い。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、冷媒制御部材を予め一体に配管してユニット化され、コンパクト化によるコストパフォーマンスの実現や、特に極低温に十分に対応可能なヒートポンプシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムの概略図であり、四方切換弁ユニットと液分離ユニットが合体された場合のヒートポンプシステムの概略図である。
【図2】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムの概略図であり、四方切換弁ユニットと液分離ユニットが分離された場合のヒートポンプシステムの概略図である。
【図3】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＡタイプの暖房時における冷媒回路説明図である。
【図4】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＡタイプの除湿暖房時における冷媒回路説明図である。
【図5】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＡタイプの冷房時における冷媒回路説明図である。
【図6】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＢタイプの暖房時における冷媒回路説明図である。
【図7】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＢタイプの除湿暖房時における冷媒回路説明図である。
【図8】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＢタイプの冷房時における冷媒回路説明図である。
【図9】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＣタイプの暖房時における冷媒回路説明図である。
【図10】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＣタイプの除湿暖房時における冷媒回路説明図である。
【図11】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＣタイプの冷房時における冷媒回路説明図である。
【図12】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＤタイプの暖房時における冷媒回路説明図である。
【図13】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＤタイプの除湿暖房時における冷媒回路説明図である。
【図14】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムのＤタイプの冷房時における冷媒回路説明図である。
【図15】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムに用いられるガスインジェクションユニットの斜視図である。
【図16】ガスインジェクションユニットに設けられる積層された複数の金属板及び区分台座の概略図であり、図１６（Ａ）は当該金属板の平面図、図１６（Ｂ）は当該金属板のＡ－Ａ断面図、図１６（Ｃ）はＢ－Ｂ断面図である。
【図18】ガスインジェクションユニットに設けられる積層された複数の金属板を構成する第一の中間板の概略図であり、図１８（Ａ）は当該第一の中間板の平面図であり、図１８（Ｂ）は当該第一の中間板の側面図である。
【図19】ガスインジェクションユニットに設けられる積層された複数の金属板を構成する第二の中間板の概略図であり、図１９（Ａ）は当該第二の中間板の平面図であり、図１９（Ｂ）は当該第二の中間板の側面図である。
【図21】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムに用いられる冷暖コントロールユニットの斜視図である。
【図22】冷暖コントロールユニットに設けられる積層された複数の金属板及び区分台座の概略図であり、図２２（Ａ）は当該金属板の平面図、図２２（Ｂ）は当該金属板のＣ－Ｃ断面図、図２２（Ｃ）はＤ－Ｄ断面図である。
【図23】本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステムに用いられる四方切換弁ユニットの斜視図であり、図２３（Ａ）は当該四方切換弁ユニットと液分離ユニットが合体されている場合に用いられる四方切換弁ユニットの斜視図、図２３（Ｂ）は四方切換弁ユニットの下部に設けられている積層された複数の金属板の斜視図で、図２３（Ａ）の底面から見た図、図２３（Ｃ）は四方切換弁ユニットと液分離ユニットが分離された場合に用いられる四方切換弁ユニットの斜視図で、四方切換弁ユニットの下部にさらに積層された金属板が設けられた図である。
【図26】ガスインジェクションユニットに設けられた比例制御弁の断面図である。
【図27】逆止弁の断面図である。
【図28】暖房用膨張弁、除湿用膨張弁、冷房用膨張弁の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００について説明する。本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００は、極低温仕様の自動車空調に用いられるヒートポンプシステムである。そして、当該ヒートポンプシステム１００は、図１に示すように、冷房、暖房及び除湿との機能切り替えに応じ、４つの冷媒経路を各１対で２組の経路に切換え自在である四方切換弁ユニット１０と、気密保持可能に積層された複数の金属板２５と比例制御弁２２が設けられたガスインジェクションユニット２０と、液を分離する液分離ユニット３０と、気密保持可能に積層された複数の金属板４５が設けられ、冷房、暖房及び除湿との機能切り替えを行う冷暖コントロールユニット４０と、冷媒を凝縮させる凝縮器５０、又は冷媒を膨張させる蒸発器６０と、上記冷媒を圧縮させる圧縮機７０と、を備える。
【0029】
本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００によれば後述するように冷媒制御部材を予め一体に配管してユニット化され、コンパクト化によるコストパフォーマンスを実現できる。またガスインジェクションユニット２０に設けられた比例制御弁２２により、中温中圧された冷媒を圧縮機でさらに圧縮し、凝縮器５０に送ることで、さらに高温の温風が得られ、特に極低温に十分に対応可能となる。以下に説明する。
【0030】
図１には、破線の矢印が暖房時の冷媒の流れの方向を、破線の丸印が除湿暖房時の冷媒の流れの方向を、実践の矢印が冷房の冷媒の流れの方向を表している。暖房時、除湿暖房時、冷房時でそれぞれ冷媒の流れの方向が異なる。後述する図２も同様である。
【0031】
本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００に備えられる四方切換弁ユニット１０、ガスインジェクションユニット２０、液分離ユニット３０、冷暖コントロールユニット４０からの冷媒の流れを暖房時、除湿暖房時、冷房時のそれぞれについて説明する。
【0032】
上記四方切換弁ユニット１０は、暖房時若しくは除湿暖房時には、上記冷媒を上記冷暖コントロールユニット４０から流入して上記液分離ユニット３０に流出及び圧縮機７０から流入して四方切換弁ユニット１０を通じ凝縮器５０に流出し、冷房時には、上記凝縮器５０から流入して四方切換弁ユニット１０を通じ上記液分離ユニット３０へ流出及び上記圧縮機７０から流入して上記冷暖コントロールユニット４０へ流出する。
【0033】
上記ガスインジェクションユニット２０は、暖房時若しくは除湿暖房時には、上記冷媒を上記凝縮器５０から流入し上記比例制御弁２２により上記圧縮機７０及び／又は上記冷暖コントロールユニット４０又は上記蒸発器６０へ流出する。冷房時には、上記蒸発器６０から流入して上記凝縮器５０へ流出する。
【0034】
上記液分離ユニット３０は、暖房時、除湿暖房時、冷房時ともに、上記冷媒を上記四方切換弁ユニット１０から流入して上記圧縮機７０へ流出する。
【0035】
上記冷暖コントロールユニット４０は、暖房時若しくは除湿暖房時には、上記冷媒を上記ガスインジェクションユニット２０から流入し上記四方切換弁ユニット１０へ流出する。冷房時には、上記四方切換弁ユニット１０から流入して上記ガスインジェクションユニット２０へ流出する。
【0036】
四方切換弁ユニット１０、ガスインジェクションユニット２０、液分離ユニット３０、冷暖コントロールユニット４０には、配管端末が植設されている。上記の配管端末を通じて各機器に冷媒を流入・流出している。マニホールドが設けられることによっても、ユニット化され、コンパクト化することができる。そして、図１及び２に示すようにガスインジェクションユニット２０には、好ましくは、暖房用膨張弁２６、除湿用膨張弁２３、第一の逆止弁２４、第二の逆止弁２７を設け、暖房時、除湿暖房時又は冷房時の冷媒回路に応じて使用する。同様に冷暖コントロールユニット４０には、好ましくは、逆止弁４１、冷房用膨張弁４２、バッテリー用膨張弁４３を設け、暖房時、除湿暖房時又は冷房時の冷媒回路に応じて使用する。それらは配管端末を通じて接続され冷媒が流通する。
【0037】
図１及び２に示すように、暖房用膨張弁２６、除湿用膨張弁２３、第一の逆止弁２４、第二の逆止弁２７、逆止弁４１、冷房用膨張弁４２、バッテリー用膨張弁４３は、ガスインジェクションユニット２０及び冷暖コントロールユニット４０を構成する前記気密保持可能に積層された複数の金属板２５、４５の上部に、２以上の金属板から積層して構成される区分台座２８、４８に当接される。なお、２以上の金属板から積層して構成される区分台座２８、４８も気密保持可能に積層されている。区分台座２８、４８の構造については後述する。
【0038】
本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００は、大きく４つのＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄタイプに分別できる。それぞれのタイプについて、冷媒回路説明図の図３－１４を用いて後述する。
【0039】
Ａタイプは、図１に示すような四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が合体された場合のヒートポンプシステムである。圧縮機７０の配管端末は、比例制御弁２２を通じてガスインジェクションユニット２０及び液分離ユニット３０から流入される２つの配管端末と、四方切換弁ユニット１０へ流出される１つの配管端末から構成され、つまり、上記圧縮機７０の配管端末は、３つ口である。また、ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を凝縮器５０から流入し比例制御弁２２により圧縮機７０及び冷暖コントロールユニット４０又は蒸発器６０へ流出することを特徴とする。
【0040】
Ｂタイプも、図１に示すような四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が合体された場合のヒートポンプシステムであるが、圧縮機７０の配管端末は、冷媒を液分離ユニット３０から流入される１つの配管端末と、四方切換弁ユニット１０へ流出される１つの配管端末から構成され、つまり、上記圧縮機７０の配管端末は２つ口である点でＡタイプとは異なる。また、ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を液分離ユニット３０に設けられた気体相の配管端末へ流入し、液分離ユニット３０は、冷媒をガスインジェクションユニット２０を通じて、冷暖コントロールユニット４０又は蒸発器６０へ流出することを特徴とする。
【0041】
Ｃタイプは、図２に示すような四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が分離された場合のヒートポンプシステムである。圧縮機７０の配管端末は、冷媒をガスインジェクションユニット２０及び液分離ユニット３０から流入される２つの配管端末と、四方切換弁ユニット１０へ流出される１つの配管端末から構成され、つまり、上記圧縮機７０の配管端末は３つ口である。また、圧縮機７０の配管端末は、冷媒をガスインジェクションユニット２０及び液分離ユニット３０から流入される２つの配管端末と、四方切換弁ユニット１０へ流出される１つの配管端末から構成されることを特徴とする。
【0042】
Ｄタイプも、図２に示すような四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が分離された場合のヒートポンプシステムである。Ｄタイプは、冷暖コントロールユニット４０を用いない代わりに四方切換弁ユニット１０に逆止弁と冷房用膨張弁（図１では不図示）とをさらに備え冷媒回路を構成している。冷媒回路は後述する。圧縮機７０の配管端末は、冷媒を液分離ユニット３０から流入される１つの配管端末と、四方切換弁ユニット１０へ流出される１つの配管端末から構成され、つまり、上記圧縮機７０の配管端末は２つ口である。また、ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を液分離ユニット３０に設けられた気体相の配管端末へ流入することを特徴とする。
【0043】
次に冷媒回路説明図を用いて、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄタイプの暖房時、除湿暖房時、冷房時の冷媒回路について、それぞれ順に説明する。
【0044】
最初にＡタイプの冷媒回路について説明する。図３は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＡタイプの暖房時における冷媒回路説明図である。実線が図中における冷媒が通る回路であり、破線は冷媒が通らない回路である。暖房時、除湿暖房時、冷房時で流れる冷媒回路が異なるので、実線又は破線で示している。矢印は冷媒の流れの方向である。これらは図４－１４に示す冷媒回路説明図も同様である。また、図３における暖房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例制御弁２２の入口と暖房用膨張弁２６までの経路の冷媒は高温高圧（後述するが圧縮機７０から凝縮器５０に入る経路の冷媒はより高温高圧）である。比例制御弁２２の出口から圧縮機７０までが中温中圧である。一方、ガスインジェクションユニット２０の暖房用膨張弁２６から冷暖コントロールユニット４０、室外凝縮器１１０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。また、圧縮機７０は３つ口の配管端末を有する。
【0045】
上述したようにＡタイプは、四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が合体されている。合体されていることで、冷媒流路の短縮が可能となり、配管抵抗を減少することができる。また、四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０とのサクション配管の削減によるコストダウンが可能で、配管数の減少による省スペースも可能となる。
【0046】
図３のように、四方切換弁ユニット１０は、冷媒を冷暖コントロールユニット４０から室外凝縮器１１０を通じて流入して液分離ユニット３０に流出する。また、四方切換弁ユニット１０は、冷媒を圧縮機７０から流入して凝縮器５０に流出する。
【0047】
四方切換弁ユニット１０は、４つの冷媒経路Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘを各１対で２組の経路に区別して接続できる。また、２種類の接続形態ＵＶ、ＷＸ、又はＷＵ、ＸＶとして、２者択一に切換え自在である。例えば、第一の実施形態は、図３等のように、冷媒経路Ｕと冷媒経路Ｖとを連通させる一方で、冷媒経路Ｗと冷媒経路Ｘとを連通させる。一方、第二の実施形態は図５等のように冷媒経路Ｗと冷媒経路Ｕとを連通させる一方で、冷媒経路Ｘと冷媒経路Ｖとを連通させる。四方切換弁ユニット１０の構造の詳細については、後述する。
【0048】
ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を凝縮器５０から流入し、全て冷暖コントロールユニット４０に流出せず、冷媒の一部を比例制御弁２２により圧縮機７０へ流出し、またそれと同時に冷媒の一部を冷暖コントロールユニット４０へ流出する。圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０を通り、再び圧縮機７０までの経路は、高温高圧の冷媒となるが、このように、冷媒が全て冷暖コントロールユニット４０に入らず、ガスインジェクションユニット２０に設けられた比例制御弁２２により、中温中圧に膨張され、再び圧縮機７０に入るので、冷媒を圧縮機でさらに圧縮でき、圧縮機７０からの、より高温高圧にされた冷媒の流出量が増大し、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０までの経路がさらに高温高圧の冷媒となり、凝縮器５０の能力が高まる。よって、その冷媒を凝縮器５０に送り送風機１２０により送風することで、さらに高温の温風が得られ、特に極低温に十分に対応可能となる。
【0049】
また、車内の温度設定に応じて、ガスインジェクションユニット２０に設けられた比例制御弁２２により、圧縮機７０又は冷暖コントロールユニット４０へ流出する冷媒の量を調整する。例えば車内の温度をより高温にする場合には、ガスインジェクションユニット２０から圧縮機７０へ送る冷媒の量を多くすればよく、低温にする場合には圧縮機７０へ送る冷媒の量を少なくすればよい。
【0050】
液分離ユニット３０は、冷媒を四方切換弁ユニット１０から流入して圧縮機７０へ流出する。冷暖コントロールユニット４０は、冷媒をガスインジェクションユニット２０から流入し室外凝縮器１１０を通じて四方切換弁ユニット１０へ流出する。なお、Ａタイプの暖房回路、除湿暖房回路、冷房回路のガスインジェクションユニット２０及び冷暖コントロールユニット４０は独立している。なお液分離ユニット３０とは、気体と液体とを分離する機能が設けられたユニットで冷媒回収などの作用をする。
【0051】
また、ガスインジェクションユニット２０に除湿用膨張弁２３、第一の逆止弁２４、第二の逆止弁２７、暖房用膨張弁２６を設け、冷暖コントロールユニット４０に逆止弁４１、冷房用膨張弁４２、バッテリー用膨張弁４３を設け、暖房、除湿暖房、冷房の切替を行うことが好ましい。Ｂ，Ｃ，Ｄタイプも同様である。
【0052】
図４は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＡタイプの除湿暖房時における冷媒回路説明図である。図４における除湿暖房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例制御弁２２の入口と除湿用膨張弁２３までの経路の冷媒は高温高圧（圧縮機７０から凝縮器５０に入る経路の冷媒はより高温高圧）となる。比例制御弁２２の出口から圧縮機７０までが中温中圧である。一方、ガスインジェクションユニット２０の除湿用膨張弁２３から蒸発器６０、冷暖コントロールユニット４０、室外凝縮器１１０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0053】
四方切換弁ユニット１０は、冷媒を冷暖コントロールユニット４０から室外凝縮器１１０を通じて流入して液分離ユニット３０に流出する。また、四方切換弁ユニット１０は、冷媒を圧縮機７０から流入して凝縮器５０に流出する。
【0054】
ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を凝縮器５０から流入し比例制御弁２２により圧縮機７０へ流出する。また、それと同時に蒸発器６０を通じ冷暖コントロールユニット４０へ流出する。このように、ガスインジェクションユニット２０に設けられた比例制御弁２２により、中温中圧に膨張され、再び圧縮機７０に入るので、冷媒を圧縮機でさらに圧縮でき、圧縮機７０からの、より高温高圧にされた冷媒の流出量が増大し、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０までの経路がさらに高温高圧の冷媒となり、凝縮器５０の能力が高まる。一方、除湿用膨張弁２３で膨張された低温冷媒は、（室内）蒸発器６０に流入し、車内のガラス窓の除湿をすばやく行うことができる。
【0055】
液分離ユニット３０は、冷媒を四方切換弁ユニット１０から流入して圧縮機７０へ流出する。冷暖コントロールユニット４０は、冷媒をガスインジェクションユニット２０から流入し室外凝縮器１１０を通じて四方切換弁ユニット１０へ流出する。
【0056】
図５は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＡタイプの冷房時における冷媒回路説明図である。図５における冷房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、室外凝縮器１１０、冷暖コントロールユニット４０までの経路の冷媒は高温高圧となる。一方、冷暖コントロールユニット４０から蒸発器６０、ガスインジェクションユニット２０、凝縮器５０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0057】
四方切換弁ユニット１０は、冷媒を凝縮器５０から流入して液分離ユニット３０へ流出する。また、圧縮機７０から流入して室外凝縮器１１０を通じて冷暖コントロールユニット４０へ流出する。
【0058】
ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を蒸発器６０から流入して凝縮器５０へ流出する。
【0059】
冷暖コントロールユニット４０は、冷媒を四方切換弁ユニット１０から室外凝縮器１１０を通じて流入してガスインジェクションユニット２０へ流出する。また、図５のようにバッテリーインバータ冷却器１３０を設け、冷暖コントロールユニット４０から冷媒を流入しガスインジェクションユニット２０に流出しても良い。このようにすれば冷却機能がより向上する。
【0060】
冷房回路の際、室外凝縮器１１０からの高温高圧の冷媒回路は、冷暖コントロールユニット４０に設けられた冷房用膨張弁４２とバッテリー用膨張弁４３が一体となることで、コンパクトで施工性を向上させることができる。
【0061】
次にＢタイプの冷媒回路について説明する。図６は本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＢタイプの暖房時における冷媒回路説明図である。図６における暖房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例制御弁２２の入口と暖房用膨張弁２６までの経路の冷媒は高温高圧（圧縮機７０から凝縮器５０に入る経路の冷媒は、より高温高圧）となる。比例制御弁２２の出口から液分離ユニット３０を通り、圧縮機７０までが中温中圧である。一方、ガスインジェクションユニット２０の暖房用膨張弁２６から冷暖コントロールユニット４０、室外凝縮器１１０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0062】
暖房回路では、凝縮器５０からの高温高圧の冷媒は比例制御弁２２で中温に膨張を行い、１００％の湿りガスが液分離ユニット３０に流入する。流入したガス（冷媒）は比重が重く、液分離ユニット３０内で二相に分離された気体相から凝縮器５０に流入される。
【0063】
図６に示す経路の冷媒は、凝縮器５０から中温中圧の冷媒が液分離ユニット３０の気体相側に送られて圧縮機７０に流入し、圧縮機７０より圧縮して凝縮器５０に流出するので、より高温高圧の冷媒が得られる。このとき、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例膨張弁２２手前までの経路は高温高圧（液化）となる。一方、比例膨張弁２２で膨張され中温・中圧となった冷媒は液分離ユニット３０へ流入する。液分離ユニット３０へ流入した中温・中圧の冷媒は、液分離ユニット３０内で比重の差により気体相と液体相に２相分離され、液体相部分の中温中圧の冷媒ガスは、圧縮機７０に流入されるため、凝縮器５０の能力が向上する。一方、液分離ユニット３０の液体相部分の冷媒（液化）は、暖房用膨張弁２６へ流入し再び膨張され冷暖コントロールユニット４０へ流入される。
【0064】
凝縮器５０から中温中圧の冷媒が液分離ユニット３０の気体相側に送られるとき、冷媒を垂直（真下）に流すのではなく、液分離ユニット３０の壁面にあてるように当該液分離ユニット３０内の配管を設けることが好ましい。冷媒を液分離ユニット３０の壁面にあてる場合、液分離ユニット３０の気体相側に送る部分に冷媒を直角方向に曲げるソケットを設けることが好ましい。このようにすれば、液分離ユニット３０内の液相に冷媒が直接吹き出されるのを防ぐため、液分離ユニット３０内のホーミング現象（泡立ち）を防止することができる。
【0065】
四方切換弁ユニット１０は、冷媒を冷暖コントロールユニット４０から室外凝縮器１１０を通じて流入して液分離ユニット３０に流出する。また、圧縮機７０から流入して凝縮器５０に流出する。
【0066】
ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を凝縮器５０から流入し比例制御弁２２により液分離ユニット３０を通じ圧縮機７０及び／又は暖房用膨張弁２６を通じて冷暖コントロールユニット４０へ流出する。
【0067】
液分離ユニット３０は、冷媒を四方切換弁ユニット１０から流入して圧縮機７０へ流出する。また、液分離ユニット３０の下層にある中温中圧の冷媒は、ガスインジェクションユニット２０に設けられる暖房用膨張弁２６で再膨張され、冷暖コントロールユニット４０に設けられる逆止弁４１を通過し、室外凝縮器１１０を通じて液分離ユニット３０に冷媒を流出する。
【0068】
冷暖コントロールユニット４０は、冷媒をガスインジェクションユニット２０から流入し室外凝縮器１１０を通じて四方切換弁ユニット１０へ流出する。なお、Ｂタイプの暖房回路、除湿暖房回路、冷房回路のガスインジェクションユニット２０及び冷暖コントロールユニット４０は独立している。
【0069】
図７は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＢタイプの除湿暖房時における冷媒回路説明図である。図７における除湿暖房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例制御弁２２入口までの冷媒は高温高圧（圧縮機７０から凝縮器５０に入る経路の冷媒は、より高温高圧）となる。比例制御弁２２の除湿用膨張弁２３出口から液分離ユニット３０を通り、ガスインジェクションユニット２０の除湿用膨張弁２３入口までの冷媒は中温中圧となる。一方、ガスインジェクションユニット２０の除湿用膨張弁２３出口から蒸発器６０、冷暖コントロールユニット４０までの冷媒は低温低圧となる。
【0070】
Ｂタイプの除湿暖房時における冷媒回路では、ガスインジェクションユニット２０が、冷媒を凝縮器５０から流入し比例制御弁２２により圧縮機７０及び／又は蒸発器６０へ流出する点で暖房時の冷媒回路と異なる。その他の点は、上記Ｂタイプの暖房時における冷媒回路と同様である。
【0071】
図８は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＢタイプの冷房時における冷媒回路説明図である。図８における冷房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、室外凝縮器１１０、冷暖コントロールユニット４０までの経路の冷媒は高温高圧となる。一方、冷暖コントロールユニット４０から蒸発器６０、ガスインジェクションユニット２０、凝縮器５０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0072】
四方切換弁ユニット１０は、冷媒を凝縮器５０から流入して液分離ユニット３０へ流出及び圧縮機７０から流入して室外凝縮器１１０を通じて冷暖コントロールユニット４０へ流出する。
【0073】
ガスインジェクションユニット２０は、蒸発器６０から流入して凝縮器５０へ流出する。液分離ユニット３０は、冷媒を四方切換弁ユニット１０から流入して圧縮機７０へ流出する。冷暖コントロールユニット４０は、四方切換弁ユニット１０から室外凝縮器１１０を通じ流入してガスインジェクションユニット２０へ流出する。
【0074】
次にＣタイプの冷媒回路について説明する。図９は本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＣタイプの暖房時における冷媒回路説明図である。図９における暖房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例制御弁２２の入口と暖房用膨張弁２６までの経路の冷媒は高温高圧（圧縮機７０から凝縮器５０に入る経路の冷媒は、より高温高圧）となる。比例制御弁２２の出口から圧縮機７０までが中温中圧である。一方、ガスインジェクションユニット２０の暖房用膨張弁２６から冷暖コントロールユニット４０、室外凝縮器１１０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0075】
図９に示す経路の冷媒は、凝縮器５０から全て冷暖コントロールユニット４０に入らず、比例制御弁２２を通り、圧縮機７０に再び入るので、より高温高圧の冷媒が得られる。
【0076】
四方切換弁ユニット１０は、冷媒を冷暖コントロールユニット４０から室外凝縮器１１０を通じて流入して液分離ユニット３０に流出する。また、圧縮機７０から流入して凝縮器５０に流出する。
【0077】
ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を凝縮器５０から流入し比例制御弁２２により圧縮機７０及び／又は暖房用膨張弁２６を通じて冷暖コントロールユニット４０へ流出する。
【0078】
液分離ユニット３０は、冷媒を四方切換弁ユニット１０から流入して圧縮機７０へ流出する。
【0079】
冷暖コントロールユニット４０は、冷媒をガスインジェクションユニット２０から流入し室外凝縮器１１０を通じて四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０へ流出する。
【0080】
Ｃタイプでは、四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が分離されている構造となっている。そして、圧縮機７０の配管端末は、冷媒をガスインジェクションユニット２０及び液分離ユニット３０から流入される２つの配管端末と、四方切換弁ユニット１０へ流出される１つの配管端末から構成される。なお、Ｃタイプの暖房回路、除湿暖房回路、冷房回路のガスインジェクションユニット２０及び冷暖コントロールユニット４０は独立している。
【0081】
図１０は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＣタイプの除湿暖房時における冷媒回路説明図である。図１０における除湿暖房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例制御弁２２との入口と除湿用膨張弁２３までの経路の冷媒は高温高圧（圧縮機７０から凝縮器５０に入る経路の冷媒は、より高温高圧）となる。比例制御弁２２の出口から圧縮機７０までが中温中圧である。一方、ガスインジェクションユニット２０の除湿用膨張弁２３から蒸発器６０、冷暖コントロールユニット４０、室外凝縮器１１０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0082】
Ｃタイプの除湿暖房時における冷媒回路では、ガスインジェクションユニット２０が、冷媒を凝縮器５０から流入し比例制御弁２２により圧縮機７０及び／又は蒸発器６０へ流出する点で暖房時の冷媒回路と異なる。その他の点は、上記Ｃタイプの暖房時における冷媒回路と同様である。
【0083】
図１１は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＣタイプの冷房時における冷媒回路説明図である。図１１における冷房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、室外凝縮器１１０、冷暖コントロールユニット４０までの経路の冷媒は高温高圧となる。一方、冷暖コントロールユニット４０から蒸発器６０、ガスインジェクションユニット２０、凝縮器５０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0084】
四方切換弁ユニット１０は、冷媒を凝縮器５０から流入して液分離ユニット３０へ流出及び圧縮機７０から流入して室外凝縮器１１０を通じて冷暖コントロールユニット４０へ流出する。
【0085】
ガスインジェクションユニット２０は、蒸発器６０から流入して凝縮器５０へ流出する。液分離ユニット３０は、冷媒を四方切換弁ユニット１０から流入して圧縮機７０へ流出する。冷暖コントロールユニット４０は、四方切換弁ユニット１０から室外凝縮器１１０を通じて流入してガスインジェクションユニット２０へ流出する。
【0086】
次にＤタイプの冷媒回路について説明する。図１２は本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＤタイプの暖房時における冷媒回路説明図である。図１２における暖房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例制御弁２２の入口と暖房用膨張弁２６までの経路の冷媒は高温高圧（圧縮機７０から凝縮器５０に入る経路の冷媒は、より高温高圧）となる。比例制御弁２２の出口から液分離ユニット３０を通り、圧縮機７０までが中温中圧である。また、液分離ユニット３０、ガスインジェクションユニット２０の暖房用膨張弁２６までの経路内に第三の逆止弁３１を設けることが好ましい。一方、ガスインジェクションユニット２０の暖房用膨張弁２６から、逆止弁４１、室外凝縮器１１０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0087】
四方切換弁ユニット１０は、冷媒をガスインジェクションユニット２０から逆止弁４１、室外凝縮器１１０を通じて流入して液分離ユニット３０に流出する。また、圧縮機７０から流入して凝縮器５０に流出する。
【0088】
ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を凝縮器５０から流入し比例制御弁２２により液分離ユニット３０を通じ圧縮機７０及び／又は暖房用膨張弁２６から逆止弁４１、室外凝縮器１１０を通じて四方切換弁ユニット１０へ流出する。
【0089】
Ｄタイプでは、冷暖コントロールユニット４０を用いず、四方切換弁ユニット１０に逆止弁４１と冷房用膨張弁４２とをさらに備える。バッテリーインバータ冷却器１３０を用いた場合にはバッテリー用膨張弁４３をさらに備えることが好ましい。そして、圧縮機の配管端末は、冷媒を液分離ユニット３０から流入される１つの配管端末と、四方切換弁ユニット１０へ流出される１つの配管端末から構成される。また、ガスインジェクションユニット２０は、冷媒を液分離ユニット３０に設けられた気体相の配管端末へ流入することを特徴とする。また、Ｄタイプでは、四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が分離されている。なお、Ｄタイプの暖房回路、除湿暖房回路、冷房回路のガスインジェクションユニット２０は独立している。
【0090】
図１３は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＤタイプの除湿暖房時における冷媒回路説明図である。図１３における除湿暖房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、凝縮器５０、ガスインジェクションユニット２０の比例制御弁２２の入口と除湿用膨張弁２３までの経路の冷媒は高温高圧（圧縮機７０から凝縮器５０に入る経路の冷媒は、より高温高圧）となる。比例制御弁２２の出口から液分離ユニット３０を通り、圧縮機７０までが中温中圧である。また、液分離ユニット３０、ガスインジェクションユニット２０の除湿用膨張弁２３までの経路内に第三の逆止弁３１を設けることが好ましい。一方、ガスインジェクションユニット２０の除湿用膨張弁２３から、逆止弁４１、室外凝縮器１１０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0091】
Ｄタイプの除湿暖房時における冷媒回路では、ガスインジェクションユニット２０が、冷媒を凝縮器５０から流入し比例制御弁２２により液分離ユニット３０を通じ圧縮機７０及び／又は蒸発器６０へ流出する。その他の点は、上記Ｄタイプの暖房時における冷媒回路と同様である。
【0092】
図１４は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００のＤタイプの冷房時における冷媒回路説明図である。図１４における冷房回路の冷媒回路では、圧縮機７０から四方切換弁ユニット１０、室外凝縮器１１０、四方切換弁ユニット１０に備えられた冷房用膨張弁４２、バッテリーインバータ冷却器１３０がさらに設けられた場合はバッテリー用膨張弁４３までの経路の冷媒は高温高圧となる。一方、四方切換弁ユニット１０に備えられた冷房用膨張弁４２から蒸発器６０、ガスインジェクションユニット２０、凝縮器５０、四方切換弁ユニット１０、液分離ユニット３０を通じて圧縮機７０に入る経路の冷媒は低温低圧となる。
【0093】
四方切換弁ユニット１０は、冷媒を凝縮器５０から流入して液分離ユニット３０へ流出及び圧縮機７０から流入して室外凝縮器１１０を通じて冷房用膨張弁４２、蒸発器６０へ流出する。
【0094】
ガスインジェクションユニット２０は、蒸発器６０から流入して凝縮器５０へ流出する。液分離ユニット３０は、冷媒を四方切換弁ユニット１０から流入して圧縮機７０へ流出する。
【0095】
以上が本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００の概略構成及び冷媒回路説明である。以下に本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００に用いられるガスインジェクションユニット２０、冷暖コントロールユニット４０、四方切換弁ユニット１０、比例制御弁２２、暖房用膨張弁２６と除湿用膨張弁２３と冷房用膨張弁４２などの電子膨張弁２３０、逆止弁の構成について詳しく説明する。
【0096】
図１５は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００に用いられるガスインジェクションユニット２０の斜視図である。ガスインジェクションユニット２０は、気密保持可能に積層された複数の金属板２５と比例制御弁２２が少なくとも設けられている。以下に気密保持可能に積層された複数の金属板２５について、詳細に説明する。
【0097】
図１６は、ガスインジェクションユニット２０に設けられる積層された複数の金属板２５の概略図であり、図１６（Ａ）は当該金属板２５の平面図、図１６（Ｂ）は当該金属板２５のＡ－Ａ断面図、図１６（Ｃ）はＢ－Ｂ断面図である。ガスインジェクションユニット２０に設けられている比例制御弁２２は、複数の金属板２５の上に、下記に説明する区分台座を通じて当接されている。これは省スペースのためである。除湿用膨張弁２３、逆止弁２４、暖房用膨張弁２６も同様に複数の金属板２５の上に、下記に説明する区分台座を通じて当接されている。
【0098】
ガスインジェクションユニット２０に設けられる積層された複数の金属板２５は、図１６（Ｃ）に示すように少なくとも上板２５１、第一の中間板２５２、第二の中間板２５３及び下板２５４から構成されている。上板２５１、第一と第二中間板２５２、２５３及び下板２５４のそれぞれに抜き孔が穿設されており、これら板を積層することで、それぞれの抜き孔を冷媒が通り、冷媒回路の一部を形成している。また、逆止弁を当接させるための逆止弁座、銅板、逆止弁天板（不図示）、膨張弁を当接させるためのブクミを設けても良い。
【0099】
また、図１６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す様に、区分台座２８を設けることが好ましい。区分台座２８は、ガスインジェクションユニット２０及びを構成する気密保持可能に積層された複数の金属板２５の上部に設けられる。後述する図２２に示す冷暖コントロールユニット４０も同様である。
【0100】
区分台座２８は、２以上の金属板から積層して構成され、図１６（Ｃ）に示すように、例えば、４枚の金属版２８１、２８２、２８３、２８４から構成され、それぞれに冷媒回路を構成する抜き孔が形成されている。
【0101】
区分台座２８は、ガスインジェクションユニット２０に設けられる比例膨張弁２２、除湿用膨張弁２３、暖房用膨張弁２６、ガスインジェクションユニット４０に設けられる冷房用膨張弁４２、バッテリー用膨張弁４３の台座として用いられる。
【0102】
区分台座２８を設けることで、比例制御弁２２や除湿用膨張弁２３、暖房用膨張弁２６などの制御弁が冷媒を絞り膨張させる上で、冷媒コンパクトな空間が実現し、通過抵抗の効率化が可能となり、冷媒音の発生を防止することができる。
【0103】
なお区分台座に用いられる金属板の枚数や厚みは限定されず、枚数は２以上あれば良い。回路の長さや流量に応じて、枚数や厚みを適宜変更すれば良い。一方、区分台座は、複数の金属板を積層し組み合わせるのではなく、一体に成形されても良い。そのときシボリプレスなどで成形される。
【0104】
図１７はガスインジェクションユニット２０に設けられる積層された複数の金属板２５を構成する上板２５１の概略図であり、図１７（Ａ）は当該上板２５１の平面図であり、図１７（Ｂ）は当該上板２５１の側面図である。図１７（Ａ）に示す通り上板２５１には抜き孔が形成されている。また、上板２５１の厚みは１．０ｍｍ≦ｔ≦２．０ｍｍ（ｔは厚み。以下同様。）が好ましく、１．５ｍｍが特に好ましい。
【0105】
図１８はガスインジェクションユニット２０に設けられる積層された複数の金属板２５を構成する第一の中間板２５２の概略図であり、図１８（Ａ）は当該第一の中間板２５２の平面図であり、図１８（Ｂ）は当該第一の中間板２５２の側面図である。図１８（Ａ）に示す通り第一の中間板２５２には抜き孔が形成されている。また、第一の中間板２５２の厚みは３．０ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍが好ましく、３．５ｍｍが特に好ましい。
【0106】
図１９はガスインジェクションユニット２０に設けられる積層された複数の金属板２５を構成する第二の中間板２５３の概略図であり、図１９（Ａ）は当該第二の中間板２５３の平面図であり、図１９（Ｂ）は当該第二の中間板２５３の側面図である。図１９（Ａ）に示す通り第二の中間板２５３には抜き孔が形成されている。また、第二の中間板２５３の厚みは３．０ｍｍ≦ｔ≦４．０ｍｍが好ましく、３．５ｍｍが特に好ましい。
【0107】
図２０はガスインジェクションユニット２０に設けられる積層された複数の金属板２５を構成する下板２５４の概略図であり、図２０（Ａ）は当該下板２５４の平面図であり、図２０（Ｂ）は当該下板２５４の側面図である。図２０（Ａ）に示す通り下板２５４には抜き孔が形成されている。また、下板２５４の厚みは１．０ｍｍ≦ｔ≦２．０ｍｍが好ましく、１．５ｍｍが特に好ましい。
【0108】
図２０に示す下板２５４に設けられた抜き孔が、ガスインジェクションユニット２０の配管端末と接続し、それぞれの配管端末が凝縮器５０、蒸発器６０、四方弁ユニット１０、圧縮機７０、冷暖コントロールユニット４０の配管端末へと接続され、冷媒が流通される。また、上記のように金属板２５は、気密保持可能に積層される。
【0109】
図２１は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００に用いられる冷暖コントロールユニット４０の斜視図である。冷暖コントロールユニット４０は、気密保持可能に積層された複数の金属板４５が少なくとも設けられている。以下に気密保持可能に積層された複数の金属板４５について、説明する。
【0110】
図２２は、冷暖コントロールユニット４０に設けられる積層された複数の金属板４５の概略図であり、図２２（Ａ）は当該金属板４５の平面図、図２２（Ｂ）は当該金属板４５のＣ－Ｃ断面図、図２２（Ｃ）はＤ－Ｄ断面図である。逆止弁４１、冷房用膨張弁４２、バッテリー用膨張弁４３が設けられた場合、複数の金属板４５の上に当接されている。これは省スペースのためである。
【0111】
冷暖コントロールユニット４０に設けられる積層された複数の金属板４５は、図２２（Ｃ）に示すように少なくとも上板４５１、第一の中間板４５２、第二の中間板４５３及び下板４５４から構成されている。上板４５１、第一と第二中間板４５２、４５３及び下板４５４のそれぞれに抜き孔が穿設されており、これら板を積層することで、それぞれの抜き孔を冷媒が通り、冷媒回路の一部を形成している。
【0112】
冷暖コントロールユニット４０は、逆止弁を当接させるための逆止弁座４５５、銅板４５６を設けても良い。上記のように金属板４５は、気密保持可能に積層される。
【0113】
次に四方切換弁ユニット１０について説明する。図２３は、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００に用いられる四方切換弁ユニット１０の斜視図であり、図２３（Ａ）は当該四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が合体されている場合に用いられる四方切換弁ユニット１０の斜視図、図２３（Ｂ）は四方切換弁ユニット１０の下部に設けられている積層された複数の金属板１１の斜視図で、図２３（Ａ）の底面から見た図、図２３（Ｃ）は四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が分離された場合に用いられる四方切換弁ユニット１０の斜視図で、四方切換弁ユニット１０の下部にさらに積層された金属板１１’が設けられた図である。
【0114】
上述したＡ，Ｂタイプは図２３（Ａ）に示す四方切換弁ユニット１０を用いる。なお、図２３（Ａ）に示すユニットの下部には、図２３（Ｂ）に示した気密保持可能に積層された複数の金属板１１が設けられている。Ｃ，Ｄタイプは図２３（Ａ）に示す積層された金属板１１の下部にさらに積層された金属板１１’を四方切換弁ユニット１０に取り付け、図２３（Ｃ）に示す四方切換弁ユニット１０’を用いる。なお、Ａ，Ｂタイプは四方切換弁ユニット１０と液分離ユニット３０が合体しているので、図２３（Ｂ）に示す積層された金属板１１の下部にさらに積層された金属板１１’を用いなくとも良い。
【0115】
次に四方切換弁ユニット１０の構成について説明する。図２４は、四方切換弁ユニット１０に備えられた筒体１２の概略図であり、図２４（Ａ）は当該筒体１２の斜視図、図２４（Ｂ）は当該筒体１２の側面の断面図、図２４（Ｃ）は図２４（Ｂ）のＡ－Ａ断面図である。
【0116】
図２４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、四方切換弁ユニット１０は、冷媒が出入する第一の接続口１３と、第一の接続口１３から冷媒が供給される筒体１２と、筒体１２内に設けられ、接続形態として２者択一できるよう筒体１２の軸方向に移動可能なスプール１４と、スプール１４を通じで冷媒が出入する３つの第二の接続口１５、１６、１７とを備える。
【0117】
スプール１４は山形に形成され、スプール１４の頂き面に凸部１８が設けられ、筒体１２の内面に凸部１８を受ける凹部１９が設けられている。凹部１９は、筒体１２の内面に左右対称となるよう２つ設けることが好ましい。また、凸部１８は凸形状であればよく、樹脂や金属のボールなどの突起物が用いられる。凹部１９は凸形状を受ける凹形状であればよく、凹形状に曲げられた板バネが用いられる。冷房や暖房、除湿暖房を使用しない時期になると、冷媒は四方切換弁ユニット１０には流通されなくなるが、係る場合、スプール１４が車の振動等で筒体１２の軸方向の中途半端な位置に移動してしまい、好ましくない。例えば図２４（Ｃ）に示すようなスプール１４の位置によると冷媒が第二の接続口１６から１７へ流れるが、上記のストッパー的な役割の凸部１８及び凹部１９が無ければ、車の振動等でスプール１４が図のやや左に移動できるようになり、冷媒が第二の接続口１５、１６、１７の３つともに流通できるようになる。また、中途半端な位置に移動した場合、四方切換弁ユニット１０に冷媒を流すと、図２４（Ｃ）に示すＡの室とＢの室の差圧が生まれないのでスプール１４が移動できなくなる。よって、凸部１８及び凹部１９は上記の点を防止する。
【0118】
スプール１４は、金属で山形に成形されたスプールヘッド１４４と、当該スプールヘッド１４４を固定するテフロンの台座１４５を有することが好ましい。スプール１４は全て樹脂で成形されても良いが、係る場合には、剛性をもたせるために、樹脂を厚くしなければならず、一方で筒体１２内の空間には限りがある。そこで、金属で山形に成形されたスプールヘッド１４４とすることで、スプール１４が薄型化し、筒体１２内の省スペース化ができ、様々な流量や圧力に対応できるようになる。また、スプール１４は全て樹脂で成形された場合、取付の問題上、凸部１８は同じく樹脂製となるが、樹脂製の場合には凹部１９との摩擦で耐摩耗性の懸念がある。一方、金属で山形に成形されたスプールヘッド１４４とすることで、凸部１８は金属製を選択でき、上記耐摩耗性が向上する。なお、金属はＳＵＳなどが用いられ、スプールヘッド１４４はプレスで成形し、テフロンの台座１４５とモールド成形し一体化すればよい。
【0119】
第一の接続口１３は、四方切換弁ユニットの冷媒経路Ｘに相当し、第二の接続口１５、１６、１７はそれぞれ四方切換弁ユニットの冷媒経路Ｕ、Ｖ、Ｗに相当する。
【0120】
図２５は、四方切換弁ユニット１０の概略図であり、図２５（Ａ）は図２３（Ａ）の底から見た図であり、図２５（Ｂ）は図２５（Ａ）のＡ－Ａ断面図である。図２５（Ａ）に示すように、図２４（Ａ）に示す筒体１２に積層された複数の金属板１１を設け冷媒を気密保持可能としている。図２５（Ｂ）で説明すると、筒体１２の上部に積層された複数の金属板１１が設けられる。積層された複数の金属板１１は、下板１１１、中間板１１２、上板１１３から構成されており、それら下板１１１、中間板１１２、上板１１３は、それぞれ冷媒が流通できるよう金属板１１の抜き孔１１５、１１６、１１７が穿設されている。金属板１１の抜き孔１１５、１１６、１１７は第二の接続口１５、１６、１７に合うように接続され設けられている。
【0121】
下板１１１に穿設された抜き孔１１５、１１６、１１７の径は、第二の接続口１５、１６、１７の径よりも大きくすることが好ましい。このようにすれば、接続性が向上し、さらに気密保持可能になる。
【0122】
次にガスインジェクションユニット２０に設けられた比例制御弁２２の構造について説明する。図２６はガスインジェクションユニット２０に設けられた比例制御弁２２の断面図である。
【0123】
比例制御弁２２は、図２６に示すように、本体部２２１と、本体部２２１内に設けられた支柱２２２と、支柱２２２に固定され、支柱２２２を上下方向に移動可能として冷媒の流量を調整するマグネット２２３及びパルスモーター２２４と、本体部２２１に固定されたスライサー２２５と、支柱２２２が上下方向に過度な移動を防止する上部ストッパー２２６及び下部ストッパー２２７とを有し、支柱２２２には、上部ストッパー２２６及び下部ストッパー２２７を取り付け可能とする溝が形成されていることを特徴とする。
【0124】
パルスモーター２２４でマグネットを上下回転させると、支柱２２２が上下する。このとき上部ストッパー２２６及び下部ストッパー２２７は支柱に固定されているので、これらは同時に上下する。その上下量によって、冷媒の流量を調整している。流量を多くする場合には支柱２２２をより上にするためにパルス数を上げればよい。
【0125】
スライサー２２５は、本体部２２１に固定されている。また支柱には溝２２８が形成されており、支柱２２２の上部に上部ストッパー２２６、支柱２２２の下部に下部ストッパー２２７をその溝に取り付ける。スライサー２２５、上部ストッパー２２６及び下部ストッパー２２７を取り付けることで、支柱２２２が上下方向に移動しようとする場合、本体部２２１に固定されたスライサー２２５が上部ストッパー２２６及び下部ストッパー２２７にひっかかり、上部ストッパー２２６及び下部ストッパー２２７の間の距離のみ、支柱２２２が上下方向に移動可能となる。そうすることで、パルスモーターに不具合が生じたときの冷媒の過剰流出を防止できる。なお、上部ストッパー２２６及び下部ストッパー２２７は、例えばＣリングを用いればよい。下記に説明する電子膨張弁も同様の構成である。
【0126】
比例制御弁２２内は、矢印のＡからＢのように冷媒が流通する。比例制御弁２２の支柱２２２に設けられた弁座２２２’を比例制御弁２２の軸方向（図２６でいう上下）に動かすことで冷媒の流量を調整する。
【0127】
また、弁座２２２’の長さを軸方向に大きくすることで、振動等によるブレを防止する。さらに比例制御弁２２の上部２２９を曲面にすることが好ましい。このようにすれば耐内圧力が向上する。
【0128】
図２７は、逆止弁の断面における概略図である。本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００は、図２７に示すような、縦型の逆止弁４１がさらに備えることが好ましい。逆止弁４１は、外筒４１１と、外筒４１１の内側に設けられる内筒４１２と、内筒４１２の底部に設けられ冷媒を流入させ、かつ流出させないための弁４１３と、内筒４１２の側面に設けられ冷媒を流出させるためのポート（穴）４１４と有することを特徴とする。
【0129】
冷媒は、図２７の実線の矢印のように逆止弁４１内に流入して通過する。冷媒は弁４１３を図２７でいう上に押し上げると、弁４１３と内筒４１２との間に隙間が生じ、その隙間から冷媒が内筒４１２内に流入する。そして流入した冷媒は、内筒４１２の側面に設けられポート（穴）４１４から流出し、外筒４１１と内筒４１２の間に設けられた隙間を通過し流出される。一方、図２７左から冷媒がポート４１４を通じ内筒４１３内に流れても、弁４１３が設けられているので、弁か４１３から図２７の左に冷媒が流出することはない。
【0130】
一般的な逆止弁は横型であるが、本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００に用いられる逆止弁４１は、縦型である。上記逆止弁４１の構造は、上記第一の逆止弁２４、第二の逆止弁２７にも適用できる。
【0131】
図２８は暖房用膨張弁、除湿用膨張弁、冷房用膨張弁の断面図である。本発明の一実施形態に係るヒートポンプシステム１００に用いられる暖房用膨張弁、除湿用膨張弁、冷房用膨張弁を総称して以下、電子膨張弁２３０という。電子膨張弁２３０は、図２８に示す様に、本体部２３１と、本体部２３１内に設けられた支柱２３２と、支柱２３２に固定され、支柱２３２を上下方向に移動可能として冷媒の流量を調整するマグネット２３３及びパルスモーター２３４と、本体部２３１に固定されたスライサー２３５と、支柱２３２が上下方向に過度な移動を防止する上部ストッパー２３６及び下部ストッパー２３７とを有し、支柱２３２には、上部ストッパー２３６及び下部ストッパー２３７を取り付け可能とする溝２３８が形成されている。
【0132】
パルスモーター２３４でマグネットを上下回転させると、支柱２３２が上下する。このとき上部ストッパー２３６及び下部ストッパー２３７は支柱に固定されているので、これらは同時に上下する。その上下量によって、冷媒の流量を調整している。流量を多くする場合には支柱２３２をより上にするためにパルス数を上げればよい。
【0133】
スライサー２３５は、本体部２３１に固定されている。また支柱には溝２３８が形成されており、支柱２３２の上部に上部ストッパー２３６、支柱２３２の下部に下部ストッパー２３７をその溝に取り付ける。スライサー２３５、上部ストッパー２３６及び下部ストッパー２３７を取り付けることで、支柱２３２が上下方向に移動しようとする場合、本体部２３１に固定されたスライサー２３５が上部ストッパー２３６及び下部ストッパー２３７にひっかかり、上部ストッパー２３６及び下部ストッパー２３７の間の距離のみ、支柱２３２が上下方向に移動可能となる。そうすることで、パルスモーターに不具合が生じたときの冷媒の過剰流出を防止できる。
【0134】
以上、説明したように本発明によれば、小型軽量・薄型化に加えて、組立作業性に優れ、生産性の向上を図って製作コストを低減するため、冷媒制御部材を予め一体に配管してユニット化され、コンパクト化によるコストパフォーマンスの実現や、特に極低温に十分に対応可能なヒートポンプシステムを提供することを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【0135】
本発明に係る自動車空調用配管ユニットは、内燃機関を常時発動するとは限らない駆動方式の自動車、例えば、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）等に搭載されるヒートポンプシステムに採用される。
【0136】
なお、上記のように本発明の各実施形態及び各実施例について詳細に説明したが、本発明の新規事項及び効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは、当業者には、容易に理解できるであろう。従って、このような変形例は、全て本発明の範囲に含まれるものとする。
【0137】
例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義又は同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、ヒートポンプシステムの構成、動作も本発明の実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
【符号の説明】
【0138】
１０、１０’ 四方切換弁ユニット、１１ （四方切換弁ユニットの）積層された複数の金属板、１１’ （四方切換弁ユニットに設けられた複数の金属板の下部に設けられた）金属板、１２ 筒体、１３ 第一の接続口、１４ スプール、１５、１６、１７ 第二の接続口、１８ 凸部、１９ 凹部、２０ ガスインジェクションユニット、２２ 比例制御弁、２３ 除湿用膨張弁、２４ 第一の逆止弁、２５ 積層された複数の金属板（ガスインジェクションユニット）、２６ 暖房用膨張弁、２７ 第二の逆止弁、２８ 区分台座、３０ 液分離ユニット、３１ 第三の逆止弁、４０ 冷暖コントロールユニット、４１ 逆止弁、４２ 冷房用膨張弁、４３ バッテリー用膨張弁、４５ 積層された複数の金属板（冷暖コントロールユニット）、４８ 区分台座、５０ 凝縮器、６０ 蒸発器、１００ ヒートポンプシステム、１１０ 室外凝縮器、１２０ 送風機、１３０バッテリーインバータ冷却器、
１１１ 下板、１１２ 中間板、 １１３ 上板、１１５、１１６、１１７ 金属板の抜き孔、
１４４ スプールヘッド、１４５ テフロンの台座、
２２１ 本体部、２２２ 支柱、２２２’ 弁座、２２３ マグネット、２２４ パルスモーター、２２５ スライサー、２２６ 上部ストッパー、２２７ 下部ストッパー、２２８ 溝、２２９ 比例制御弁の上部、
２３０ 電子膨張弁、２３１ 本体部、２３２ 支柱、２３３ マグネット、２３４ パルスモーター、２３５ スライサー、２３６ 上部ストッパー、２３７ 下部ストッパー、２３８ 溝、
２５１ 上板、２５２ 第一の中間板、２５３ 第二の中間板、２５４ 下板、
２８１、２８２、２８３、２８４ （区分台座の）金属板、
４１１ 外筒、４１２ 内筒、４１３ 弁、４１４ ポート、
４５１ 上板、４５２ 第一の中間板、４５３ 第二の中間板、４５４ 下板、４５５ 逆止弁座、４５６ 銅板、４８１、４８２、４８３、４８４ （区分台座の）金属板、
Ｕ，Ｖ，Ｘ，Ｗ 四方切換弁ユニットの冷媒経路、
Ａ、Ｂ 四方切換弁ユニットに備えられた筒体の室
１１１ 下板、１１２ 中間板、 １１３ 上板、１１５、１１６、１１７ 金属板の抜き孔、
１４４ スプールヘッド、１４５ テフロンの台座、
２２１ 本体部、２２２ 支柱、２２２’ 弁座、２２３ マグネット、２２４ パルスモーター、２２５ スライサー、２２６ 上部ストッパー、２２７ 下部ストッパー、２２８ 溝、２２９ 比例制御弁の上部、
２３０ 電子膨張弁、２３１ 本体部、２３２ 支柱、２３３ マグネット、２３４ パルスモーター、２３５ スライサー、２３６ 上部ストッパー、２３７ 下部ストッパー、２３８ 溝、
２５１ 上板、２５２ 第一の中間板、２５３ 第二の中間板、２５４ 下板、
２８１、２８２、２８３、２８４ （区分台座の）金属板、
４１１ 外筒、４１２ 内筒、４１３ 弁、４１４ ポート、
４５１ 上板、４５２ 第一の中間板、４５３ 第二の中間板、４５４ 下板、４５５ 逆止弁座、４５６ 銅板、４８１、４８２、４８３、４８４ （区分台座の）金属板、
Ｕ，Ｖ，Ｘ，Ｗ 四方切換弁ユニットの冷媒経路、
Ａ、Ｂ 四方切換弁ユニットに備えられた筒体の室
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】