JP4678551B2 - 膨張弁 - Google Patents

Description

本発明は空気調和装置、冷凍装置等の冷凍サイクルに用いられる膨張弁に関する。

従来、冷凍サイクルの減圧装置として、気相状態の感温流体が感温部に充填された、いわゆるガスチャージ方式の膨張弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の第１の従来技術における膨張弁では、アルミ製の弁体駆動棒を構成するステムとなる感温棒の外周に熱伝導率の低い樹脂がインサート形成されている。この樹脂層は、感温棒に密着するように一体化されている。樹脂としては、例えば冷媒等の影響による経時的変化のないＰＰＳ樹脂が用いられる。

この樹脂層は、冷凍サイクルの気相冷媒が通過する低圧冷媒通路に露出している部分の感温棒に設けられている。低圧冷媒通路を流れる蒸発器出口からの冷媒蒸気の温度は、パワーエレメント部の上部圧力作動室中の感温流体として封入された冷媒（以下、封入冷媒とする）に伝達され、この温度に対応した圧力の作動ガスが発生する。これにより、例えば蒸発器からの未蒸発の低圧冷媒が低圧冷媒通路の通路中に流れて樹脂層に付着したとしても、樹脂は低熱伝導率の材料であるため、伝熱の時定数が大きくなり、膨張弁の応答特性は鈍感になる。したがって、蒸発器の熱負荷の急変動が生じても、このように膨張弁の応答特性が鈍感なため、冷凍システムにハンチング現象が生じることを回避できる。

また、他の方式の従来の膨張弁としては、パワーエレメント部の上部圧力作動室と中空状の感温棒における中空部とを連通させて、作動流体が封入された空間を形成するとともに、当該中空部に作動流体の分子径に適した細孔径を有する吸着物質（活性炭）を設けた吸着チャージ方式を採用したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。そして、パワーエレメント部下方の下部圧力作動室は、感温棒の周囲の隙間を介して低圧冷媒通路に連通するようになっている。この特許文献２に記載の第２の従来技術では、低圧冷媒通路を流れる蒸発器出口からの冷媒蒸気の温度を当該中空部の作動流体に伝達し、この温度に対応した圧力を上部圧力作動室中の作動流体に伝達させる。

したがって、パワーエレメント部のダイヤフラムは、上部圧力作動室中の作動流体ガスの圧力と下部圧力作動室中の蒸発器の出口における冷媒蒸気の圧力との差に応じて感温棒を駆動して、オリフィスに対する弁体の弁開放度（すなわち、蒸発器の入口への液体状の冷媒の流入量）を調整する。

そして、感温棒の中空部に設けた活性炭により、活性炭と作動流体との温度・圧力平衡が達成されるまでに時間を要するため、冷凍サイクルの制御特性が安定し、ハンチング現象を回避することができる。
特開平０９−１５９３２４号公報 特開２００１−３３１２３号公報

しかしながら、第１の従来技術では、感温棒の外周に樹脂層を備えることにより、低圧冷媒通路を流れる気相冷媒（以下、低圧冷媒とする）からの熱伝達を遅らせて時定数を大きくしている。このため、低圧冷媒から封入冷媒への熱伝達が悪くなるので、相対的に外気や膨張弁本体から封入冷媒への伝熱の影響が大きくなり、感温棒の温度が低圧冷媒の温度よりも高くなってしまう。したがって、冷媒の温度が安定し、冷媒の圧力が一定である定常時には、検出温度の誤差が大きくなってしまうという問題がある。

また、ハンチング現象は、膨張弁が蒸発器出口の冷媒温度を検知し、オリフィス（減圧部）の開度を調整する間の応答遅れと、サイクル自身が持つ応答遅れの相互作用によるものである。このため、膨張弁における応答遅れ（時定数）をサイクルの応答遅れに対して十分大きくすることで、相互作用によるハンチングの影響の低減が可能である。しかし、その背反として、空調負荷によってサイクルの冷媒流量（流速）が変動することによりサイクル側の応答遅れが変動することから、低流速条件で十分な時定数を持つよう膨張弁を設計した場合には、高流速条件時の応答が必要以上に遅くなりすぎてしまい、この設計がサイクルの運転状態を適正な状態にすることに対する阻害因子となってしまう。

また、感温棒自身の温度は、膨張弁の周囲温度によって加熱されるダイヤフラム側からの熱の影響を受ける。さらに封入冷媒はダイヤフラムの上部に封入されているため、感温棒はその長手方向に温度差が生じて温度分布が生じるようになる。このような温度分布のため、例えば周囲温度が高い場合には、上部圧力作動室の封入冷媒は実際に低圧冷媒通路に流れ込む低圧冷媒の温度よりも高くなってしまうので、開弁側に誤作動するという問題がある。

一方、第２の従来技術は、感温棒の中空部に設けた活性炭によって、作動流体ガスに直接伝熱する時定数を持たせるようにしている。これにより、作動流体ガスを感温棒の中空部の活性炭に吸着させて低圧冷媒通路側に導いているため、検出される冷媒温度の誤差は小さくなる。しかしながら、感温棒の中空部に活性炭を充填する必要があり、コスト、工数が要し、生産性がよくないという問題がある。

また、作動流体は活性炭に吸着されているため、上部圧力作動室の圧力は温度の上昇とともに増加してしまい、ＭＯＰ（maximum operating pressure）特性（密閉空間の作動流体が加熱ガスとなることにより、温度の上昇に対して上部圧力作動室の圧力上昇が緩やかとなり、高負荷時の圧縮機の動力を低減することができる特性のこと）を持たせることができない。

また、従来の減圧装置として、気液混合状態の感温流体が感温部に充填された、いわゆる液チャージ方式の膨張弁が知られている。この液チャージ方式の膨張弁では、感温流体は使用時に気液二相状態であるため、第２の従来技術と同様に、ＭＯＰ特性が得られず、また、高圧時にダイヤフラム等のパワーエレメント部にかかる圧力に耐え得る設計仕様とすることが要求されるため、コスト面等が大きくなる。また、液チャージ方式の膨張弁は、第１の従来技術のようなガスチャージ方式に比べて、充填方法および各構成部材においてコストおよび工数が大幅に増加という問題があり、生産性上好ましくない。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、優れた生産性に加え、ハンチングの防止等に有効な時定数を有し、周囲温度の影響による誤作動を防止する膨張弁を提供することである。

上記目的を達成するために、下記の技術的手段を採用することができる。なお、特許請求の範囲および下記各手段に記載の括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す。

請求項１に記載の膨張弁に係る発明は、圧縮機（８）からの液冷媒が流通する第１の通路（７）、および蒸発器（６）から圧縮機に向かう気相冷媒が流通する第２の通路（９）を有するボディ部（２）と、第１の通路に設けられるオリフィス部（１１）と、オリフィス部を通過する冷媒の量を調節する弁体（１４）と、ボディ部に設けられて圧力差によって作動するダイヤフラム（３２）を有するパワーエレメント部（３０）と、パワーエレメント部の内部でダイヤフラムを境界として一方側に形成された第１の圧力作動室（３５）と、ダイヤフラムを境界として他方側に形成され、前記第２の通路と連通する第２の圧力作動室（３６）と、少なくとも一部が第２の通路に位置して配置され、一方の端部がダイヤフラムに接し他方の端部が弁体を駆動するように構成されてダイヤフラムの変位とともに変位する棒状部材であって、軸方向に延びる筒状空間（５５）が形成された感温棒（５０）と、感温棒の内壁をなす層であって、感温棒を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層（６０）と、感温棒の筒状空間を２つの空間に区画し、筒状空間を軸方向にすべるように動くピストン部材（７０）と、を備えている。

さらに、感温棒の前記筒状空間は、ダイヤフラムに形成された開口部（３２ａ）を通じて第１の圧力作動室に連通しており、ピストン部材によって区画された２つの空間のうち、第１の圧力作動室側に形成される第１の空間（５５ａ）には、圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、第１の圧力作動室と反対側で第２の通路に位置するように形成される第２の空間（５５ｂ）には、気体状態の冷媒が封入されることを特徴とする。

この発明によれば、以下に列記する効果が得られる。ピストン部材によって区画された空間であって、冷凍サイクルの低圧冷媒が流通する第２の通路に位置する第２の空間には気体状態の冷媒が封入されることにより、いわゆるガスチャージ方式の膨張弁を提供でき、液チャージ方式、吸着チャージ方式等の他の方式よりも優れた低コスト、低工数の高い生産性を得ることができる。上記非圧縮性流体は、圧力による体積変化が小さいため、周囲温度の変動による体積変化が小さい流体で構成される。このため、体積変化に起因する非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面部位の変位量（換言すれば、ピストン部材の変位量）は、ダイヤフラムの変位に起因する非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面部位の変位量に対して十分に小さく無視できるものである。よって、この非圧縮性流体が、ピストン部材によって区画されたもう一方の空間であって、第１の圧力作動室側に形成される第１の空間に封入されることにより、膨張弁の周囲温度の影響を受けやすい第１の空間の流体の体積変化がほとんどないため、周囲温度の影響を排除した膨張弁の作動が実現できる。さらに、低熱伝導層を感温棒の内壁に設けることにより、熱伝達の時定数を大きくすることができ、ハンチング現象の防止に有効な手段を簡単な構成で実現できる。

以上により、優れた生産性に加え、ハンチングの防止等に有効な時定数を有し、周囲温度の影響による誤作動を防止する膨張弁が得られる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のピストン部材の代わりに、筒状空間を形成する内壁に固定されて筒状空間を２つの空間に区画し、圧力差によって変形する形状可変部材（７１）を備えることを特徴とする。

この発明によれば、当該形状可変部材は、その両側に配される気体状態の冷媒と非圧縮性流体との圧力差によって自在に変形するため、上記のピストン部材と同様の機能を奏することができる。また、当該形状可変部材は、例えば、ゴム材等の膜状の軟性部材により形成することができ、筒状空間内をすべるピストン部材よりも簡易な構成の部品にすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、非圧縮性流体が封入される第１の空間（５５ａ）を、気体状態の冷媒が封入される第２の空間（５５ｂ）よりも下方に位置させることを特徴とする。

この発明によれば、第２の空間の下方に第１の空間が位置する構成の膨張弁であるため、第１の空間に非圧縮性流体が封入された状態のパワーエレメント部に対して、後から感温棒の第２の空間に気体状態の冷媒を封入することができる。そして、両流体が封入されたパワーエレメント部および感温棒をボディ部の所定の位置に設置する手順の組み立てを行うことができる。これにより、後から非圧縮性流体を封入する場合に栓をするためのパワーエレメント部の封止部材を不要にすることができ、より簡易な構成の膨張弁を提供できる。

請求項４に記載の膨張弁に係る発明は、圧縮機（８）からの液冷媒が流通する第１の通路（７）、および蒸発器（６）から圧縮機に向かう気相冷媒が流通する第２の通路（９）を有するボディ部（２）と、第１の通路に設けられるオリフィス部（１１）と、オリフィス部を通過する冷媒の量を調節する弁体（１４）と、ボディ部に設けられて圧力差によって作動するダイヤフラム（３２）を有するパワーエレメント部（３０）と、パワーエレメント部の内部でダイヤフラムを境界として上方に形成された上部圧力作動室（３５）と、ダイヤフラムを境界として下方側に形成され、第２の通路と連通する下部圧力作動室（３６）と、少なくとも一部が第２の通路に位置して配置され、上方の端部がダイヤフラムに接し下方の端部が弁体を駆動するように構成されてダイヤフラムの変位とともに変位する棒状部材であって、軸方向に延びる筒状空間（５５）が形成された感温棒（５０）と、感温棒の内壁をなす層であって、感温棒を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層（６０）と、を備える。

さらに、感温棒の筒状空間は、ダイヤフラムに形成された開口部（３２ａ）を通じて上部圧力作動室に連通しており、上部圧力作動室から感温棒の筒状空間にかけての空間のうち、少なくとも上部圧力作動室を含む上方空間には圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、上方空間よりも下方空間には気体状態の冷媒が封入されており、非圧縮性流体と気体状態の冷媒は互いに予め定める割合で溶け合う特性を有する関係にあり、非圧縮性流体が感温棒の筒状空間の下方に落下することを妨げる表面張力による抗力は、非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面（５６）に作用する非圧縮性流体の重力よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする。

この発明によれば、以下に列記する効果が得られる。この発明に係る膨張弁は、非圧縮性流体と気体状態の冷媒が互いに予め定める割合で溶け合う特性を有する関係にあることにより、両者が溶け合う特性（以下、相溶性とも称する）の程度を考慮して、上記抗力が上記重力よりも大きくなるように構成される。よって、非圧縮性流体と気体状態の冷媒は所定の量が溶け合って形成される二層をなし、この二層が平衡状態に保たれる界面が形成されるようになる。また、上方空間に封入されるこのような非圧縮性流体は、圧力による体積変化が小さいため、周囲温度の変動による体積変化が小さい流体で構成される。このため、体積変化に起因する上方の非圧縮性流体と下方の気体状態の冷媒との界面の変位量は、ダイヤフラムの変位に起因する非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面の変位量に対して十分に小さく無視できるものとなる。よって、このような非圧縮性流体が、当該上方空間に封入されることにより、膨張弁の周囲温度の影響を受けやすい上部圧力作動室の流体の体積変化がほとんどないため、周囲温度の影響を排除した膨張弁の作動が実現できる。

さらに、少なくとも上部圧力作動室を含む上方空間よりも下方空間には気体状態の冷媒が封入されることにより、いわゆるガスチャージ方式の膨張弁を提供でき、液チャージ方式、吸着チャージ方式等の他の方式よりも優れた低コスト、低工数の高い生産性を得ることができる。さらに、低熱伝導層を感温棒の内壁に設けることにより、熱伝達の時定数を大きくすることができ、ハンチング現象の防止に有効な手段を簡単な構成で実現できる。

以上により、優れた生産性に加え、ハンチングの防止等に有効な時定数を有し、周囲温度の影響による誤作動を防止する膨張弁が得られる。

請求項５に記載の膨張弁に係る発明は、請求項４に記載の発明に対して、非圧縮性流体と気体状態の冷媒は互いに全く溶け合わない関係にあることが相違する。この発明によれば、非圧縮性流体と気体状態の冷媒は、互いが全く溶け合わないため（以下、完全非相溶性の関係とも称する）、両者が分離する完全二層をなし、この二層が平衡状態に保たれる界面が形成されるようになる。したがって、上記抗力が上記重力よりも大きくなるように膨張弁を設計するために、両者の相溶性を考慮する必要がなく、設計が容易に行える。

請求項６に記載の発明では、請求項４または請求項５に記載の発明において、非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面（５６）が形成される部位に感温棒の筒状空間を横断するように設けられた表面張力増加部材（７２）を備えることを特徴とする。この発明によれば、非圧縮性流体がこのような表面張力増加部材に接触することにより、表面張力の増大が図れ、非圧縮性流体と気体状態の冷媒との平衡状態がさらに安定して保たれるようになる。

請求項７に記載の発明では、低熱伝導層は樹脂で形成されていることを特徴とする。この発明によれば、感温棒の内壁に、例えばインサート成形等を用いた生産性の高い方法で低熱伝導層を形成することができる。

請求項８に記載の発明のように、非圧縮性流体として、ＰＧＡ系オイル、シリコン系オイル、フッ素系オイルのいずれかを採用することができる。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係る膨張弁の一例である第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。本膨張弁は、自動車等の空気調和装置の冷凍サイクルに使用される減圧装置としての温度式膨張弁である。図１は、本実施形態における膨張弁１の構成を示す縦断面図であり、冷凍サイクルの構成部品とともに概略的に示している。

図１に示すように、膨張弁１は角柱状のアルミ製のボディ部２を有する。このボディ部２には、冷凍サイクルの冷媒（例えばＲ１３４ａ）が流れる冷媒管路３において、凝縮器４の出口からレシーバ５を介して蒸発器６の冷媒入口へと向かう部分に介在される液相冷媒が通過する第１の通路７が形成されている。ボディ部２には、蒸発器６の出口から圧縮機８の入口へと向かう部分に介在される低圧の気相冷媒（低圧冷媒）が通過する第２の通路９が形成されている。第１の通路７と第２の通路９は、上下に互いに離れて形成されている。

第１の通路７には、レシ−バ５の冷媒出口から供給された液体冷媒を断熱膨張させるためのオリフィス部１１が形成されている。オリフィス部１１は、第１の通路７において断面積の小さい狭い通路であり、弁体１４の軸方向に沿うように設けられている。オリフィス部１１の入口には弁座１２が形成されていて、弁座１２には弁部材１３により支持された弁体１４が着座または離座するように設けられている。弁体１４と弁座１２との距離を調整することにより、オリフィス部１１を流通する冷媒の量が調節される。

弁体１４と弁部材１３とは溶接により固定されている。弁部材１３は、弁体１４が弁座１２に押し付けられる方向に圧縮コイルばね１６からなる付勢手段により付勢されている。圧縮コイルばね１６は、弁部材１３と弁体１４を付勢する付性手段であって、弁体１４によってオリフィス部１１を閉じる方向に付勢する。

第１の通路７は、レシ−バ５からの液冷媒が導入される第１の冷媒流入口１７ａから第１の冷媒流出口１７ｂに至るまでの通路であり、その途中に第１の冷媒流入口１７ａに連通する弁室１８が設けられている。弁室１８は、オリフィス部１１の中心線と同軸に形成される室であり、プラグ１９によって下方から閉塞されることにより有底の空間となっている。

さらに、ボディ部２には、小径の孔部２０と、小径の孔部２０よりも径が大きい大径の孔部２１とがオリフィス部１１の中心軸線と同軸でその延長線上に第２の通路９に連通するように形成されている。大径の孔部２１および小径の孔部２０は、ともに上下方向に延びる形状の筒状の空間をなしている。大径の孔部２１が形成する筒状の空間には、感温棒５０の下部が挿入されて配置されている。小径の孔部２０が形成する筒状の空間には、感温棒５０の下部に当接（直接、突き当たること）された作動棒５１が貫通するように配置されている。

ボディ部２の上端には、感熱部となるパワーエレメント部３０が固定されるねじ孔３１が形成されている。パワーエレメント部３０は、ステンレス製のダイヤフラム３２と、ダイヤフラム３２を挾んで互いに密着して設けられた第１カバー３３と第２カバー３４を備えている。

一体となった第１カバー３３と第２カバー３４がボディ部２に取り付けられることにより、パワーエレメント部３０の内部でダイヤフラム３２を境界として一方側に第１の圧力作動室が形成され、ダイヤフラム３２を境界とした他方側には第２の圧力作動室が形成される。上部圧力作動室３５は、第１の圧力作動室であり、ダイヤフラム３２よりも上方に位置する気密室である。下部圧力作動室３６は、第２の圧力作動室であり、ダイヤフラム３２よりも下方に位置する気密室である。第１カバー３３は、上部圧力作動室３５にダイヤフラムを駆動する流体を封入するための封止プラグ４０（封止部材）を備えている。

下部圧力作動室３６は、オリフィス部１１の中心軸線に対して同心状に形成された均圧孔４２を通じて第２の通路９に連通されている。第２の通路９は、蒸発器６からの気相冷媒（低圧冷媒）が第２の冷媒流入口１７ｃから第２の冷媒流出口１７ｄに至るまでの通路であり、その途中に感温棒５０が横断するように配置されている。第２の通路９には、蒸発器６からの気相冷媒が流れ、その気相冷媒の圧力が均圧孔４２を介して下部圧力作動室３６に加えられる。下部圧力作動室３６と均圧孔４２とは、感温棒５０の傘状部分５０ｂの周囲に形成されたクリアランス（傘状部分５０ｂと第２カバー３４との間隔）によって連通する関係にある。

さらに、下部圧力作動室３６から第２の通路９と小径の孔部２０にかけて形成された空間には、ともにステンレス製である感温棒５０と作動棒５１が設けられている。感温棒５０は、ステムを構成する棒状部材であり、感温棒の軸方向一方の面部５０ａがダイヤフラム３２と当接し、かつ軸方向他方の端部が第２の通路９を貫通して大径の孔部２１内に軸方向に摺動（滑らせながら動くこと）可能に配置されている。

感温棒５０は、少なくとも一部が第２の通路９に配置されて第２の通路９を流れる低圧冷媒の温度を感知するものである。つまり、感温棒５０は、蒸発器６出口の冷媒の温度を上部圧力作動室３５に伝達するとともに、上部圧力作動室３５および下部圧力作動室３６の圧力差に伴うダイヤフラム３２の変位に応じて、大径の孔部２１内を摺動して弁体１４に対して駆動力を与える。作動棒５１は、感温棒５０と一体でなって、小径の孔部２０内に摺動可能に配され、感温棒５０の変位に応じて弁体１４に対して直接、圧縮コイルばね１６の弾性力に抗する押圧力を加える。

感温棒５０は作動棒５１に当接し、作動棒５１は弁体１４に当接する関係にあり、感温棒５０と作動棒５１とは、弁体１４を駆動する弁体駆動棒として機能する。したがって、均圧孔４２には、ダイヤフラム３２の下面から第２の通路９を通り、オリフィス部１１まで延びる弁体駆動棒が同心的に配置されていることになる。

感温棒５０には、その軸方向に延びる筒状空間５５が形成されている。この筒状空間５５は、上側（一方側）が開口し、下側（他方側）が閉じた有底の容器である。筒状空間５５の上側（一方側）の開口は、ダイヤフラム３２に形成された開口部３２ａに一致しており、筒状空間５５は、当該開口部３２ａを通じて上部圧力作動室３５に連通している。

筒状空間５５を形成する内壁全体には、所定の厚さの低伝導層が形成されているため、感温棒５０は内周面における熱伝導は外周面における熱伝導よりも低下する構造となっている。低熱伝導層６０は、感温棒５０を構成する材質よりも熱伝導率が低い材質で形成されている。例えば、低熱伝導層６０は、各種の樹脂によって形成することが好ましい。低熱伝導層６０を樹脂で形成した場合には、例えばインサート成形等を用いた生産性の高い方法で低熱伝導層６０を容易に形成することができる。

筒状空間５５には、筒状空間５５を２つの空間に区画する部材であって、筒状空間５５を軸方向にすべるように動くピストン部材７０が設けられている。ピストン部材７０は、区画された２つの空間それぞれに満たされる流体が混じり合わないように行き来することを阻止するとともに、これら流体間の圧力差に応じて筒状空間５５を軸方向に摺動する部材である。

ピストン部材７０によって区画された２つの空間のうち、上部圧力作動室３５を含む第１の空間５５ａには、ダイヤフラム３２を駆動する流体である非圧縮性流体が充填され封入されている。この非圧縮性流体は、圧力による体積変化（あるいは密度変化）が極めて小さい流体である。また、非圧縮性流体は、例えば膨張弁１の使用温度（例えば、−３０℃〜６０℃）において、ある程度の体積変化はするものの、相変化することはない流体で構成されるものである。例えば、非圧縮性流体は、Ｒ１３４ａ用のＰＧＡ系オイル等のコンプレッサオイル、フッ素系オイル、シリコン系オイル等である。

さらに、ピストン部材７０によって区画された２つの空間のうち、上部圧力作動室３５と反対側に形成される第２の空間５５ｂには、気体状態の冷媒が充填され封入されている。第２の空間５５ｂは第２の通路９に位置するように形成されるため、第２の空間５５ｂに封入される気体状態の冷媒（以下、気体冷媒と称することもある）には、蒸発器６を流出して第２の通路９を流れる低圧冷媒の熱が伝達されることになる。

ピストン部材７０は、例えば、筒状空間５５を形成する内壁面に沿う形状であり、この内壁面とピストン部材７０の外周面との間には第１の空間５５ａの非圧縮性流体および第２の空間５５ｂの気体冷媒が他方の空間に流入するような隙間が形成されないように、設置されている。また、ピストン部材７０は、非圧縮性流体および気体冷媒が透過しないような材質で形成されている。

上記構成の膨張弁１が適用される冷凍サイクルにおいて、圧縮機８が起動して冷媒が流動すると、膨張弁１は減圧装置として作動し、第１の通路７および第２の通路９を冷媒が流通する。

第２の通路９を流通する低圧冷媒の熱は、筒状空間５５内の気体冷媒に伝達されることにより、当該気体冷媒の圧力を変化させるとともに、第２の通路９と連通する下部圧力作動室３６に伝達される。そして、上部圧力作動室３５の非圧縮性流体には、筒状空間５５内の気体冷媒の圧力がピストン部材７０を介して加えられ、この圧力に応じて非圧縮性流体の圧力がダイヤフラム３２の上面に印加される。ダイヤフラム３２は、その上面に印加された非圧縮性流体の圧力とダイヤフラム３２の下面に印加された圧力（つまり下部圧力作動室３６の圧力（蒸発器６の冷媒出口から圧縮機８の冷媒入口へと向かう部分に介在した気相冷媒の圧力））との差により上下に変位する。

ダイヤフラム３２の上下への変位は、感温棒弁５０、作動棒５１を介して、弁体１４に伝達され、弁体１４をオリフィス部１１の弁座１２に対して接近または離間させる。この結果、第１の通路７を流れる冷媒流量が制御される。このように、蒸発器６の出口側の気相冷媒の熱エネルギーは、感温棒５０、低伝導層６０、筒状空間５５内の気体冷媒、非圧縮性流体の経路で伝わり、気体冷媒の圧力と非圧縮性流体の圧力との差で決定される圧力がダイヤフラム３２に作用し、ダイヤフラム３２の変位、すなわち、弁体１４の変位が決定されて、膨張弁１による冷媒の減圧量が制御される。

例えば、蒸発器６の出口温度が上昇すると（出口冷媒の過熱度が上昇すると）、上部圧力作動室３５の圧力が高くなり、それに応じてダイヤフラム３２が下方に変位して、感温棒弁５０、作動棒５１によって弁体１４が下げられるため、オリフィス部１１の開度が大きくなる。これにより蒸発器６への冷媒の供給量が多くなり、蒸発器６の温度を低下させるようになる。逆に、蒸発器６の出口温度が低下すると（出口冷媒の過熱度が低下すると）、弁体１４が上記と逆方向に駆動されてオリフィス部１１の開度が小さくなり、蒸発器６への冷媒の供給量が少なくなり、蒸発器６の温度を上昇させるようになる。

このように、蒸発器６の出口冷媒の過熱度に応じて弁体１４が変位することによって、蒸発器６の出口冷媒の過熱度が所定値に近づきようにオリフィス部１１の通路断面積が調整される。また、プラグ１９の締まり程度を調整することにより、圧縮コイルばね１６によって弁体１４にかかる荷重を調整して、過熱度の所定値を変更することができる。

次に、膨張弁１の変形例である膨張弁１Ａについて説明する。図２は、膨張弁１の変形例である膨張弁１Ａの構成を示す縦断面図である。図２に示すように、膨張弁１Ａは、ピストン部材７０の代わりに、固定式であって、その形状が変形可能である形状可変部材７１を備えている。形状可変部材７１は、筒状空間５５を形成する内壁に固定されており、筒状空間５５を２つの空間に区画し、圧力差によって自在に変形する部材である。形状可変部材７１は、ピストン部材７０と同様に、区画された２つの空間それぞれに満たされる流体が混じり合わないように行き来することを阻止する部材である。つまり、形状可変部材７１は、非圧縮性流体と気体冷媒との圧力差によって、筒状空間５５を形成する内壁に固定される周縁部は変位しないが、中央部が変形して変位することで、第２の通路９を流通する冷媒の熱を圧力として伝えることができる。形状可変部材７１は、例えば、薄い膜状体であって、非圧縮性流体および気体冷媒を透過しない材質である天然ゴム、ポリウレタンゴム等の合成ゴムで形成することができる。

本実施形態の膨張弁がもたらす作用効果について述べる。膨張弁１は、筒状空間５５を形成する内壁に設けられた層であって、感温棒５０を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層６０と、筒状空間５５を２つの空間に区画し、筒状空間５５を形成する内壁を軸方向にすべるように動くピストン部材７０と、を備えている。ピストン部材７０によって区画された２つの空間のうち、上部圧力作動室３５側に形成される第１の空間５５ａには、圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、上部圧力作動室３５と反対側で第２の通路９に位置するように形成される第２の空間５５ｂには、気体状態の冷媒が封入されている。

このような構成によって以下の作用効果が得られる。筒状空間５５を形成する内壁に低熱伝導層６０を設けることにより、蒸発器６出口の冷媒の熱を感温用冷媒（気体冷媒）に伝える熱伝達の時定数を大きくすることができる。したがって、ハンチング現象の防止に有効な時定数の確保が簡単な構成で構築できる。また、筒状空間５５がピストン部材７０によって２つの空間に仕切られ、仕切られた２つの空間に非圧縮性流体と気体冷媒とを分けて封入することにより、これらの流体の互いの溶解性を考慮することなく、それぞれの所定量を封入することができる。また、ピストン部材７０によって区画された第２の空間５５ｂに気体状態の冷媒を封入することにより、いわゆるガスチャージ方式の膨張弁を提供することができる。したがって、液チャージ方式、吸着チャージ方式等の他の方式よりも優れた低コスト、低工数を備え、量産性の向上を図ることができる。

また、非圧縮性流体の体積変化に起因する非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面部位の変位量、つまり、ピストン部材７０の変位量は、ダイヤフラム３２の変位に起因する非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面部位の変位量に対して十分に小さく無視できるものとなる。非圧縮性流体がピストン部材７０によって区画された上部圧力作動室３５側に形成される第１の空間５５ａに封入されることにより、膨張弁１の周囲温度の影響を受けやすい第１の空間５５ａの流体の体積変化がほとんどないようになる。このため、例えば低温度時にパワーエレメント部３０の上部で感温流体が凝縮して誤作動を引き起こすという従来技術の問題が解消されることになる。したがって、ガスチャージ方式の量産性の良さと、周囲温度の影響を排除した作動の実現との両方を併せ持つ膨張弁を提供することができる。

膨張弁１Ａは、膨張弁１が奏する上記作用効果を有するとともに、以下の作用効果を奏する。膨張弁１Ａの形状可変部材７１は、その両側に配される気体冷媒と非圧縮性流体との圧力差によって自在に変形するため、筒状空間５５内をすべらせる必要のあるピストン部材７０よりも簡易な構成、簡易な設計で膨張弁を製作することができる。

また、膨張弁１，１Ａは、活性炭などの吸着剤を用いず、気相冷媒を感温部に充填するガスチャージ方式であるため、設定温度にて封入冷媒が加熱ガスとなるＭＯＰ特性を持たせることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、膨張弁１の他の形態である膨張弁１Ｂについて図３〜図５を用いて説明する。図３は、第２実施形態における膨張弁１Ｂの構成を示す縦断面図である。図３において前述の第１実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。

図３に示すように、本実施形態の膨張弁１Ｂは、膨張弁１，１Ａと異なってピストン部材７０、形状可変部材７１といった筒状空間５５を区画する部材を備えていない点を特徴とする。この構成を採用するため、非圧縮性流体と気体冷媒とは界面５６において平衡状態を保つ関係にある。さらに膨張弁１Ｂは、非圧縮性流体が筒状空間５５の下部に落下することを妨げる抗力（以下、表面張力に起因する抗力ともいう）が、非圧縮性流体と気体冷媒との界面５６に作用する非圧縮性流体の重力よりも大きくなるように構成されている。

このように、表面張力に起因する抗力が非圧縮性流体の重力よりも大きくなるようにするために、膨張弁１Ｂは下記の式１を満足するように製作される。膨張弁１Ｂにおいて、筒状空間５５の軸方向断面の直径をφとし、界面５６よりも上方に存在する非圧縮性流体の鉛直方向高さをｈとし、非圧縮性流体の密度をρとし、非圧縮性流体の界面５６における表面張力をＳとし、円周率をπとし、重力加速度をｇとしたときに、
（数１）
（式１）
φ・Ｓ ≧ （φ／２）^２・ｈ・ρ・ｇ
が成立する。この式１は、筒状空間５５に形成される界面５６の軸方向断面が円形である場合に適用される式である。

また、筒状空間５５に形成される界面５６の軸方向断面が矩形状である場合には、膨張弁１Ｂは下記の式２を満足するように製作される。筒状空間５５の軸方向断面の縦横の長さをＬ１、Ｌ２とすると、
（数２）
（式２）
｛２・（Ｌ１＋Ｌ２）／π｝・Ｓ ≧ Ｌ１・Ｌ２・ｈ・ρ・ｇ
が成立する。式２の｛２・（Ｌ１＋Ｌ２）／π｝の部分は、濡れぶち長さが等しくなるような円相当の直径を表している。

このように膨張弁１Ｂは、各構成部品の寸法、非圧縮性流体の封入量、気体冷媒の封入量等を上記の式１や式２を満たすように構成することにより製作される。

さらに、非圧縮性流体と着たい冷媒との間に、互いに予め定める割合で溶け合う特性（以下、相溶性とも称する）を有する関係にある場合には、その相溶性の程度を考慮して、上記の式１や式２を満足するように、膨張弁１Ｂを構成する。

相溶性を有する場合に、考慮される混合による蒸気圧降下についての考え方について図４にしたがって一例を説明する。図４は膨張弁１Ｂに封入される非圧縮性流体と気体状態の冷媒との相溶性の一例を示す特性図である。図４は、界面５６を形成する２流体のうち非圧縮性流体であるオイルのモル分率（横軸）に対するオイルの蒸気圧比（Ｐ／Ｐｒ）（縦軸）の関係を示している。そして、ここでは、各成分が互いに分子間力を及ぼさない理想溶液であるとして、図４に示す当該蒸気圧降下の特性を、ラウールの法則（混合溶液の各成分の蒸気圧は各純液体の蒸気圧と混合溶液中のモル分率の積で表される）に基づいて算出している。

また、非圧縮性流体と気体冷媒とが相溶性を有する場合に、圧力および温度で決定される互いの溶解度特性が分かっているときは、その特性を織り込んで、各流体の封入量、封入圧力等を調整する設計を行うようにする。

また、非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面５６が形成される部位には、筒状空間５５を横断するように設けられた表面張力増加部材７２を設けてもよい。図５は、非圧縮性流体と気体冷媒との界面５６に設ける表面張力増加部材７２の構成を示す平面図である。
表面張力増加部材７２は、図５に示すように、例えば、筒状空間５５の軸方向と交差するような形態を有する橋絡状の線部材、網目部材等の格子状部材によって構成される。非圧縮性流体が界面５６付近で表面張力増加部材７２の線状部分に接触することにより、通路断面積における非圧縮性流体の接触面積が大きくなるので、表面張力が増加するようになる。これにより、非圧縮性流体と気体状態の冷媒との平衡状態がさらに安定して保たれるようになり、両流体を仕切るための部材がなくてもさらに安定した界面５６が得られる。また、表面張力増加部材７２が網目部材で構成されている場合には、非圧縮性流体の流動の妨げとならない程度にそのメッシュ数が多く、その開口率が小さい方が好ましい。

一方、膨張弁１Ａに封入される非圧縮性流体と気体冷媒として、互いに全く溶け合わない関係にある流体を採用してもよい。このような流体を採用した場合には、非圧縮性流体と気体冷媒は、完全非相溶性の関係であるため、両者が完全に分離する二層をなし、この二層が平衡状態に保たれる界面５６が形成される。これにより、膨張弁１Ｂの仕様、設計の決定において、表面張力に起因する抗力が重力よりも大きくするために両流体の相溶性による蒸気圧降下等を考慮する必要がないので、膨張弁の製作を簡単化できる。

本実施形態の膨張弁１Ｂがもたらす作用効果について述べる。膨張弁１Ｂの筒状空間５５は、少なくとも上部圧力作動室３５を含む上方空間には圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、上方空間よりも下方空間には気体状態の冷媒が封入されている。非圧縮性流体と気体状態の冷媒は互いに予め定める割合で溶け合う特性を有する関係にある。膨張弁１Ｂは、非圧縮性流体が筒状空間５５の下方に落下することを妨げる表面張力による抗力は、非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面５６に作用する非圧縮性流体の重力よりも大きくなるように構成されている。

このような構成によって以下の作用効果が得られる。筒状空間５５を形成する内壁に低熱伝導層６０を設けることにより、蒸発器６出口の冷媒の熱を感温用冷媒（気体冷媒）に伝える熱伝達の時定数を大きくすることができる。したがって、ハンチング現象の防止に有効な時定数の確保が簡単な構成で構築できる。

また、膨張弁１Ｂは、非圧縮性流体と気体状態の冷媒が互いに予め定める割合で溶け合う特性を有する関係にあり、両者が溶け合う特性（相溶性）の程度を考慮して、非圧縮性流体の表面張力に起因する抗力がその重力よりも大きくなるように構成される。これにより、非圧縮性流体と気体状態の冷媒は所定の量が溶け合って形成される二層をなし、この二層が界面５６で平衡状態に保たれるようになる。したがって、非圧縮性流体と気体状態の冷媒とを区画する部材を備えなくても、安定した界面５６を構成することができる。

また、上方空間に封入される非圧縮性流体は、圧力による体積変化が小さいため、周囲温度の変動による体積変化が小さい流体で構成される。このため、体積変化に起因する上方の非圧縮性流体と下方の気体状態の冷媒との界面５６の変位量は、ダイヤフラムの変位に起因する非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面５６の変位量に対して十分に小さく無視できるものとなる。よって、このような非圧縮性流体が、当該上方空間に封入されることにより、膨張弁の周囲温度の影響を受けやすい上部圧力作動室３５の流体の体積変化がほとんどないようになる。このため、例えば、低温度時にパワーエレメント部３０の上部で感温流体が凝縮して誤作動を引き起こすという従来技術の問題が解消されることになる。したがって、ガスチャージ方式の量産性の良さと、周囲温度の影響を排除した作動の実現との両方を併せ持つ膨張弁を提供することができる。

また、少なくとも上部圧力作動室３５を含む上方空間よりも下方空間には気体状態の冷媒が封入されることにより、いわゆるガスチャージ方式の膨張弁を提供できる。したがって、膨張弁１Ｂは、液チャージ方式、吸着チャージ方式等の他の方式よりも優れた低コスト、低工数を備え、量産性の向上を図ることができる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、膨張弁１の他の形態である膨張弁１Ｃについて図６を用いて説明する。図６は、第３実施形態における膨張弁１Ｃの構成を示す縦断面図である。図６において前述の第１実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。

図６に示すように、本実施形態の膨張弁１Ｃは、膨張弁１，１Ａと異なってピストン部材７０、形状可変部材７１といった空間を区画する部材を備えていない点と、第１の空間５５ａを第２の空間５５ｂよりも下方に位置させる構成とした点と、を特徴とする。この特徴を備えることにより、膨張弁１Ｃは、膨張弁１，１Ａ，１Ｂとは異なって上下を逆にした姿勢、つまり膨張弁１Ｂを逆さました姿勢で設置されて使用される。これにより、第１の通路７Ｃが上方に位置し、第２の通路９Ｃが下方に位置するようになる。

膨張弁１Ｃは、このような姿勢で設置されることにより、以下に示す構成を備えている。非圧縮性流体が下方に位置し、気体冷媒が非圧縮性流体の上方に位置するように封入される。そして、感温棒５０Ｃは、一方の端部が下方のダイヤフラム３２に接し、他方の端部が作動棒５１を介して上方の弁体１４を駆動するように構成される。弁体１４と直接的に接する作動棒５１は、感温棒５０Ｃの上方端部に固定された蓋部材６１により支持されている。蓋部材６１は、感温棒５０Ｃの上方端部に蓋をする部材であり、筒状空間５５の上部を閉塞している。膨張弁１Ｃのパワーエレメント部３０Ｃは、下方に位置する平板状の第１カバー３３Ｃと上方に位置する第２カバー３４によってダイヤフラム３２を挾んで保持している。

次に、膨張弁１Ｃにおいて筒状空間５５に各流体を封入する手順について説明する。まず、上記のようにダイヤフラム３２が保持され、感温棒５０Ｃが取り付けられた状態のパワーエレメント部３０Ｃに対して、感温棒５０Ｃの上方端部の開口部５２から非圧縮性流体を入れて第１の圧力作動室３５Ｃに充填する。次に、開口部５２から気体冷媒を充填し、蓋部材６１によって開口部５２を閉塞する。このようにして、非圧縮性流体と気体冷媒は、筒状空間５５で二層をなすように封入されることになる。

そして、パワーエレメント部３０Ｃをボディ部２のねじ孔３１に締結して取り付ける。一体となった第１カバー３３Ｃと第２カバー３４がボディ部２に取り付けられることにより、パワーエレメント部３０Ｃの内部でダイヤフラム３２を境界として下方側に第１の圧力作動室３５Ｃが形成され、ダイヤフラム３２を境界とした下方側には第２の圧力作動室３６Ｃが形成される。同時に、作動棒５１の下方端部が蓋部材６１によって支持されて、感温棒５０Ｃの変位が作動棒５１を介して弁体１４に伝えられるようになる。

このように、膨張弁１Ｃは、上記姿勢で設置されていることと、蓋部材６１を備えていることから、膨張弁１，１Ａ，１Ｂが有する封止プラグ４０を備える必要がなく、部品点数、組立て工数を低減したパワーエレメント部３０Ｃを提供することができる。

本実施形態の膨張弁１Ｃは、非圧縮性流体が封入される第１の空間５５ａを、気体状態の冷媒が封入される第２の空間５５ｂよりも下方に位置させるように構成される。この構成によれば、気体冷媒の下方に非圧縮性流体を備えるため、第１の空間５５ａに非圧縮性流体が封入された状態のパワーエレメント部３０Ｃに対して、後から第２の空間５５ｂに気体状態の冷媒を封入することができる。そして、両流体が封入されたパワーエレメント部３０Ｃおよび感温棒５０Ｃをボディ部２の所定の位置に設置する手順の組み立てを行うことができる。これにより、後から非圧縮性流体を封入する場合に栓をするためにパワーエレメント部に封止部材を設ける必要がなく、パワーエレメント部の構成をより簡単化することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、膨張弁１の他の形態である膨張弁１Ｄについて説明する。図７は、第４実施形態における膨張弁１Ｄの構成を示す縦断面図である。図７において前述の第１実施形態で説明した図面中と同一符号を付した構成部品は、同様の構成部品であり、同様の作用効果を奏するものである。

図７に示すように、本実施形態の膨張弁１Ｄは、第１実施形態の膨張弁１を逆さました姿勢で設置されて使用されるものである。この構成により、非圧縮性流体が封入される第１の空間５５ａを、気体状態の冷媒が封入される第２の空間５５ｂよりも下方に位置させるできるため、一般的に比重の大きい非圧縮性流体を下方に配置することができる。なお、膨張弁１Ｄのピストン部材７０は、形状可変部材７１に置き換えてもよい。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態において、非圧縮性流体は圧力による体積変化が極めて小さい流体である。しかし、第２の空間５５ｂに封入された気体冷媒によって発生する圧力に対して、圧縮されるときの圧縮率が予め分かっている場合には、そのような所定の圧縮率を有する流体を第１の空間５５ａに封入する流体として使用してもよい。この場合には、当該気体冷媒による発生圧力に対する圧縮率を織り込んで封入される各流体の封入量、封入圧力等を調整する設計を行えばよい。

第１実施形態における膨張弁１の構成を示す縦断面図である。 膨張弁１の変形例である膨張弁１Ａの構成を示す縦断面図である。 第２実施形態における膨張弁１Ｂの構成を示す縦断面図である。 膨張弁１Ｂに封入される非圧縮性流体と気体状態の冷媒との相溶性の一例を示す特性図である。 非圧縮性流体と気体状態の冷媒との界面に設ける表面張力増加部材７２の構成を示す平面図である。 第３実施形態における膨張弁１Ｃの構成を示す縦断面図である。 第４実施形態における膨張弁１Ｄの構成を示す縦断面図である。

符号の説明

２…ボディ部
６…蒸発器
７…第１の通路
８…圧縮機
９…第２の通路
１１…オリフィス部
１４…弁体
３０…パワーエレメント部
３２…ダイヤフラム
３２ａ…開口部
３５…上部圧力作動室（第１の圧力作動室）
３６…下部圧力作動室（第２の圧力作動室）
５０…感温棒
５５…筒状空間
５５ａ…第１の空間
５５ｂ…第２の空間
５６…界面
６０…低熱伝導層
７０…ピストン部材
７１…形状可変部材
７２…表面張力増加部材

Claims (8)

1. 圧縮機（８）からの液冷媒が流通する第１の通路（７）、および蒸発器（６）から前記圧縮機に向かう気相冷媒が流通する第２の通路（９）を有するボディ部（２）と、
   前記第１の通路に設けられるオリフィス部（１１）と、
   前記オリフィス部を通過する冷媒の量を調節する弁体（１４）と、
   前記ボディ部に設けられて圧力差によって作動するダイヤフラム（３２）を有するパワーエレメント部（３０）と、
   前記パワーエレメント部の内部で前記ダイヤフラムを境界として一方側に形成された第１の圧力作動室（３５）と、
   前記ダイヤフラムを境界として他方側に形成され、前記第２の通路と連通する第２の圧力作動室（３６）と、
   少なくとも一部が前記第２の通路に位置して配置され、一方の端部が前記ダイヤフラムに接し他方の端部が前記弁体を駆動するように構成されて前記ダイヤフラムの変位とともに変位する棒状部材であって、軸方向に延びる筒状空間（５５）が形成された感温棒（５０）と、
   前記感温棒の前記筒状空間をなす層であって、前記感温棒を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層（６０）と、
   前記感温棒の前記筒状空間を２つの空間に区画し、前記筒状空間を軸方向にすべるように動くピストン部材（７０）と、
   を備え、
   前記感温棒の前記筒状空間は、前記ダイヤフラムに形成された開口部（３２ａ）を通じて前記第１の圧力作動室に連通しており、
   前記ピストン部材によって前記区画された２つの空間のうち、前記第１の圧力作動室側に形成される第１の空間（５５ａ）には、圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、前記第１の圧力作動室と反対側で前記第２の通路に位置するように形成される第２の空間（５５ｂ）には、気体状態の冷媒が封入されることを特徴とする膨張弁。
2. 前記ピストン部材の代わりに、前記筒状空間を形成する内壁に固定されて前記筒状空間を２つの空間に区画し、圧力差によって変形する形状可変部材（７１）を備えることを特徴とする請求項１記載の膨張弁。
3. 前記非圧縮性流体が封入される前記第１の空間（５５ａ）を、前記気体状態の冷媒が封入される前記第２の空間（５５ｂ）よりも下方に位置させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の膨張弁。
4. 圧縮機（８）からの液冷媒が流通する第１の通路（７）、および蒸発器（６）から前記圧縮機に向かう気相冷媒が流通する第２の通路（９）を有するボディ部（２）と、
   前記第１の通路に設けられるオリフィス部（１１）と、
   前記オリフィス部を通過する冷媒の量を調節する弁体（１４）と、
   前記ボディ部に設けられて圧力差によって作動するダイヤフラム（３２）を有するパワーエレメント部（３０）と、
   前記パワーエレメント部の内部で前記ダイヤフラムを境界として上方に形成された上部圧力作動室（３５）と、
   前記ダイヤフラムを境界として下方側に形成され、前記第２の通路と連通する下部圧力作動室（３６）と、
   少なくとも一部が前記第２の通路に位置して配置され、上方の端部が前記ダイヤフラムに接し下方の端部が前記弁体を駆動するように構成されて前記ダイヤフラムの変位とともに変位する棒状部材であって、軸方向に延びる筒状空間（５５）が形成された感温棒（５０）と、
   前記感温棒の内壁をなす層であって、前記感温棒を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層（６０）と、
   を備え、
   前記感温棒の前記筒状空間は、前記ダイヤフラムに形成された開口部（３２ａ）を通じて前記上部圧力作動室に連通しており、
   前記上部圧力作動室から前記感温棒の前記筒状空間にかけての空間のうち、少なくとも前記上部圧力作動室を含む上方空間には圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、前記上方空間よりも下方空間には気体状態の冷媒が封入されており、
   前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒は、互いに予め定める割合で溶け合う特性を有する関係にあり、
   前記非圧縮性流体が前記感温棒の前記筒状空間の下方に落下することを妨げる表面張力による抗力が、前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒との界面（５６）に作用する前記非圧縮性流体の重力よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする膨張弁。
5. 圧縮機（８）からの液冷媒が流通する第１の通路（７）、および蒸発器（６）から前記圧縮機に向かう気相冷媒が流通する第２の通路（９）を有するボディ部（２）と、
   前記第１の通路に設けられるオリフィス部（１１）と、
   前記オリフィス部を通過する冷媒の量を調節する弁体（１４）と、
   前記ボディ部に設けられて圧力差によって作動するダイヤフラム（３２）を有するパワーエレメント部（３０）と、
   前記パワーエレメント部の内部で前記ダイヤフラムを境界として上方に形成された上部圧力作動室（３５）と、
   前記ダイヤフラムを境界として下方側に形成され、前記第２の通路と連通する下部圧力作動室（３６）と、
   少なくとも一部が前記第２の通路に位置して配置され、上方の端部が前記ダイヤフラムに接し下方の端部が前記弁体を駆動するように構成されて前記ダイヤフラムの変位とともに変位する棒状部材であって、軸方向に延びる筒状空間（５５）が形成された感温棒（５０）と、
   前記感温棒の内壁をなす層であって、前記感温棒を構成する材質よりも熱伝導率が低い低熱伝導層（６０）と、
   を備え、
   前記感温棒の前記筒状空間は、前記ダイヤフラムに形成された開口部（３２ａ）を通じて前記上部圧力作動室に連通しており、
   前記上部圧力作動室から前記感温棒の前記筒状空間にかけての空間のうち、少なくとも前記上部圧力作動室を含む上方空間には圧力による体積変化の小さい非圧縮性流体が封入され、前記上方空間よりも下方空間には気体状態の冷媒が封入されており、
   前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒は、互いに全く溶け合わない関係にあり、
   前記非圧縮性流体が前記感温棒の前記筒状空間の下方に落下することを妨げる表面張力による抗力が、前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒との界面（５６）に作用する前記非圧縮性流体の重力よりも大きくなるように構成されていることを特徴とする膨張弁。
6. さらに、前記非圧縮性流体と前記気体状態の冷媒との界面（５６）が形成される部位に前記感温棒の前記筒状空間を横断するように設けられた表面張力増加部材（７２）を備えることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の膨張弁。
7. 前記低熱伝導層は、樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の膨張弁。
8. 前記非圧縮性流体は、ＰＧＡ系オイル、シリコン系オイル、フッ素系オイルのいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の膨張弁。

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