JP6134129B2 - 車両用熱交換器 - Google Patents

Description

本発明は車両用熱交換器に係り、より詳しくは、それぞれの作動流体が内部に流入し、相互熱交換によって温度が調節される車両用熱交換器に関する。

一般的に、熱交換器は、温度が高い流体から伝熱を通じて温度が低い流体に熱を伝導するものであって、加熱器、冷却器、蒸発器、凝縮器などに使用される。
熱エネルギーを再利用、または用途に合うように流入する作動流体の温度を調節して、通常は車両の空調システムや変速機オイルクーラーなどに適用され、エンジンルームに装着される。
熱交換器は、限定的な空間を有するエンジンルームに装着する際に、空間確保および装着の問題が発生するため、小型、軽量化、および高効率高機能化のための研究が続けられている。

従来の熱交換器は、車両の状態に応じてそれぞれ作動流体の温度を調節して車両のエンジンまたは変速機や空調装置に作動流体を供給しなければならないが、このためには、流入する作動流体の流路に別の分岐回路およびバルブを設置しなければならず、構成要素および組立工程数が増加し、レイアウトが複雑になる問題点がある。
また、別の分岐回路およびバルブの未設置時には、作動流体の流量による熱交換量の制御が不可能であり、作動流体の効率的な温度調節が不可能になる問題点もある。

特開平１０−１５７４４５号公報 特開２００１−２３３０３６号公報

本発明は、それぞれの作動流体が内部で相互熱交換によって温度調節する際に、車両の走行状態や初期始動条件による流入する作動流体の温度変化に応じた作動流体のウォームアップ機能と冷却機能を同時に備える車両用熱交換器を提供することを目的とする。
また、車両の状態に応じて作動流体の温度調節を可能にすることにより、車両の燃費改善および暖房性能を向上でき、構成を簡素化して組立工程数を節減させる車両用熱交換器を提供することを他の目的とする。

本発明の車両用熱交換器は、プレートが積層され、内部に第１、２連結流路を形成して互いに異なる作動流体が流入し、前記第１、２連結流路を通過する作動流体が相互熱交換する放熱部、前記第１、２連結流路とそれぞれ連結するように前記放熱部に形成される流入ホールと排出ホールを相互連結し、流入した作動流体を選択的にバイパスさせるバイパス部、および内部に流入する作動流体の温度に応じて変形するバイメタルの変形力を利用して選択的に開閉し、前記放熱部とバイパス部に作動流体を流入させるバルブユニット、を含むことを特徴とする。

前記流入ホールは、長方形をなす前記放熱部の１長辺に沿って両短辺近傍にそれぞれ形成される第１、第２流入ホールを含み、前記排出ホールは、長方形をなす前記放熱部の他の長辺に沿って両短辺近傍にそれぞれ形成され、前記放熱部の内部でそれぞれの連結流路と相互連結する第１、第２排出ホールを含むことを特徴とする。

前記バルブユニットは、上面中央に装着溝を有し、前記第１流入ホールに対応して前記放熱部に固定装着される固定部材、前記固定部材の装着溝に下端が挿入されて回転可能に装着されるロッド、前記ロッドが貫通するように中央に挿入ホールが形成され、前記固定部材に装着される装着キャップ、前記装着キャップの上部で前記ロッドに装着され、作動流体の温度に応じて前記ロッドを正方向または逆方向に回転させる変形部材、前記固定部材の上方で前記ロッドの先端に固定されて前記ロッドと共に回転し、上部に第１バイパスホールが形成され、前記第１バイパスホールと間隔を置いて下端と連結する第１開口ホールが形成されるインナーケース、および前記インナーケースの外部を囲んだ状態で前記インナーケースを回転可能に支持し、前記インナーケースの回転に応じて前記第１バイパスホールと第１開口ホールに選択的に連結する第２バイパスホールと第２開口ホールが形成されて前記固定部材に固定されるアウターケース、を含むことを特徴とする。
ここで、上部、上面とはバルブユニットにおいて第２バイパスホールのある方向を示す。

前記変形部材は、その材質が作動流体の温度に応じて収縮と膨張が行われるバイメタル素材であることを特徴とする。

前記変形部材は、螺旋形のうず巻き形状に形成され、中心に位置する一端が折り曲げられて前記ロッドの下部を貫通した状態で前記ロッドに固定され、他端は前記変形部材の外側に折り曲げられて前記アウターケースの内側に支持されることを特徴とする。

前記アウターケースは、前記変形部材の他端に対応し、内周面の一側に前記変形部材の他端が支持された状態で固定されるように係止突起が内部に向かって突出形成されることを特徴とする。

前記インナーケースは、上端部で前記ロッドの側方に挿入される固定ピンによって前記ロッドに固定されることを特徴とする。

前記インナーケースは、前記第１流入ホールに流入する作動流体が前記バルブユニットの内部に流入するように上面に貫通ホールが形成されることを特徴とする。

前記貫通ホールは、前記インナーケースの上面に円周方向に沿い設定間隔離して３個形成されることを特徴とする。

前記インナーケースは、下端が開口した円筒形状に形成されることを特徴とする。

前記第１バイパスホールと第１開口ホールは、前記インナーケースの上部と下部にその外周に沿って設定間隔離して形成されることを特徴とする。

前記第１開口ホールは、前記第１バイパスホールから間隔を置いた下部に形成され前記インナーケースの中心軸方向に沿って形成されることを特徴とする。

前記第２バイパスホールと第２開口ホールは、前記第１バイパスホールと第１開口ホールに対応し、前記アウターケースの上部と下部にそれぞれ外周に沿って設定間隔離され、それぞれその外周方向の位置が相違するように形成されることを特徴とする。

前記第２開口ホールは、前記第２バイパスホールと外周方向の位置が相違するように前記アウターケースの下部に前記アウターケースの中心軸方向に沿って形成されることを特徴とする。

前記固定部材は、前記装着溝が形成される上面に、上部に一定部分が突出し、前記装着キャップが装着される装着部が一体形成されることを特徴とする。

前記固定部材とアウターケースの間には、前記バルブユニットの内部に流入する作動流体が前記バルブユニットの外部に漏出することを防ぐと同時に、前記放熱部と固定部材の間に作動流体が漏出することを防ぐためのシーリングが装着されることを特徴とする。

前記アウターケースは、両端が開口した円筒形状に形成されることを特徴とする。

前記バイパス部は、前記第１流入ホールと第１排出ホールの間を相互連結し、前記放熱部の一面に突出するように形成されることを特徴とする。

前記各作動流体は、ラジエータから流入する冷却水と、自動変速機から流入する変速機オイルで構成され、前記冷却水は、第１流入ホールと第１排出ホールを通じて循環し、前記変速機オイルは、第２流入ホールと第２排出ホールを通じて循環し、前記各連結流路は、冷却水が流入して移動する第１連結流路と、変速機オイルが流入して移動する第２連結流路を含むことを特徴とする。

前記バイパス部は、前記第１流入ホールと第１排出ホールに近接した位置で、前記第１連結流路とは別に、前記第１流入ホールに流入した冷却水が前記バルブユニットを通じて前記第１排出ホールに直接に排出されるように別のバイパス流路を形成することを特徴とする。

本発明の車両用熱交換器によれば、作動流体が内部で相互熱交換によって温度調節するとき、車両の走行状態や初期始動条件に応じて流入する作動流体の温度を利用して作動流体のウォームアップ機能と冷却機能を同時に行うことにより、作動流体の温度調節を効率的に行うことができる。
また、車両の状態に応じて作動流体の温度調節を可能にすることにより、車両の燃費改善および暖房性能を向上させることができ、構成を簡素化して組立工程数を節減させることができる。
また、従来の別に設置された分岐回路を除去することができ、製作原価の節減および作業性を向上させることができ、作動流体が自動変速機オイルである場合、冷始動時に摩擦低減のためのウォームアップ機能と、走行時のスリップ防止、および耐久維持のための冷却機能の同時実行が可能となり、燃費および変速機の耐久性を向上させることができる。
また、バイメタル素材の変形部材が適用されたバルブユニットを利用することにより、流入した作動流体の温度に応じて作動流体を放熱部とバイパス部に選択的に流動させて作動流体の流動を正確に制御することができ、従来のワックス膨張式バルブに比べて構成要素が簡素化し製作原価を節減すると同時に、重量を低減させることができる。
さらに、作動流体の温度によるバルブ開閉作動の応答性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る車両用熱交換器が適用される自動変速機冷却システムのブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の部分切開斜視図である 図２のＡ−Ａ線による断面図である。 図２のＢ−Ｂ線による断面図である。 本発明の実施形態に係る車両用熱交換器に適用されるバルブユニットの斜視図である。 本発明の実施形態に係るバルブユニットの分解斜視図である。 本発明の実施形態に係るバルブユニットの作動状態図である。 本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の段階別の作動状態図である。 本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の段階別の作動状態図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器が適用される自動変速機冷却システムのブロック構成図である。図２と図３は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の斜視図および部分切開斜視図である。図４は、図２のＡ−Ａ線による断面図である。図５は、図２のＢ−Ｂ線による断面図である。図６と図７は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器に適用されるバルブユニットの斜視図および分解斜視図である。

図面に示す通り、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器１００は、車両の自動変速機冷却システムに適用される。
前記自動変速機冷却システムは、基本的に、図１に示すように、ウォータポンプ１０を通じて冷却ファン２１が装着されたラジエータ４１を通過しながら冷却した冷却水がエンジンを冷却させる冷却ライン（Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｌｉｎｅ：以下、「Ｃ．Ｌ」とする）が備えられ、この冷却ライン（Ｃ．Ｌ）上には車両暖房システム（図示せず）と連結するヒーターコア３０が設けられる。
車両用熱交換器１００は、それぞれの作動流体が内部で相互熱交換によって温度調節するとき、車両の走行状態や初期始動条件に応じて流入する作動流体の温度によって作動流体のウォームアップ機能と冷却機能を同時に行うことができる。

また、車両の状態に応じて作動流体の温度調節を可能にすることにより、車両の燃費改善および暖房性能を向上させ、構成を簡素化して組立工程数を節減させることができる。
このために、車両用熱交換器１００は、ウォータポンプ１０とヒーターコア３０の間に備えられ、自動変速機４０とオイルライン（Ｏｉｌ Ｌｉｎｅ：以下、「Ｏ．Ｌ」とする）によって相互連結する。
すなわち、本実施形態において、前記各作動流体は、ラジエータ４１から流入する冷却水と、自動変速機４０から流入する変速機オイルで構成され、熱交換器１００によって冷却水と変速機オイルを相互熱交換させて変速機オイルの温度を調節する。

熱交換器１００は、図２と図３で示すように、放熱部１１０、バイパス部１２０、およびバルブユニット１３０を含んで構成されるが、これを各構成別にさらに詳しく説明する。
放熱部１１０は、複数のプレート１１２が積層され、内部に相互交差するようにそれぞれ異なる連結流路１１４が形成され、各連結流路１１４を通じて冷却水と変速機オイルがそれぞれ通過しながら相互熱交換が行われる。
放熱部１１０は、冷却水と変速機オイルの流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて相互熱交換させる。
放熱部１１０は、複数のプレート１１２が積層されるプレート型（または、「板型」ともいう）に形成されてもよい。

バイパス部１２０は、各連結流路１１４とそれぞれ連結するように放熱部１１０に形成される複数の流入ホール１１６と排出ホール１１８のうち、いずれか１つの流入ホール１１６と排出ホール１１８を相互連結し、流入した作動流体の温度によって作動するバルブユニット１３０によって作動流体をバイパスさせ、排出ホール１１８に直接に排出させる。
一方、本実施形態において、流入ホール１１６は、長方形をなす放熱部１１０の１長辺に沿って両短辺近傍に長さ方向にそれぞれ形成される第１、第２流入ホール１１６ａ、１１６ｂで構成される。

各排出ホール１１８は、第１、第２流入ホール１１６ａ、１１６ｂに対応し、長方形をなす放熱部１１０の他の長辺に沿って両短辺近傍にそれぞれ形成され、放熱部１１０の内部でそれぞれの連結流路１１４と相互連結する第１、第２排出ホール１１８ａ、１１８ｂを含んでもよい。
第１流入ホール１１６ａと第１排出ホール１１８ａは、放熱部１１０の一面で対角線方向に各角部に形成される。
第２流入ホール１１６ｂと第２排出ホール１１８ｂは、放熱部１１０の一面で対角線方向に各角部に形成され、第１流入ホール１１６ａと第１排出ホール１１８ａに互いに対向するように形成される。
バイパス部１２０は、第１流入ホール１１６ａと第１排出ホール１１８ａの間を相互連結し、放熱部１１０の一面に突出するように形成される。

冷却水は、第１流入ホール１１６ａと第１排出ホール１１８ａを通じて循環し、変速機オイルは、第２流入ホール１１６ｂと第２排出ホール１１８ｂを通じて循環する。
第１、第２流入ホール１１６ａ、１１６ｂと第１、第２排出ホール１１８ａ、１１１８ｂにはそれぞれ連結ポート（図示せず）が装着され、この連結ポートに装着される連結ホースまたは連結配管などによってラジエータ４１と自動変速機４０に連結してもよい。
各連結流路１１４は、図４と図５で示すように、冷却水が流入して移動する第１連結流路１１４ａと、変速機オイルが流入して移動する第２連結流路１１４ｂを含む。

バイパス部１２０は、第１流入ホール１１６ａと第１排出ホール１１８ｂに近接した位置で、第１連結流路１１４ａとは別に、第１流入ホール１１６ａに流入した冷却水を第１排出ホール１１８ａに直接に排出させるように別のバイパス流路１２２を形成する。
バルブユニット１３０は、バイパス部１２０を形成する第１流入ホール１１６ａに対応して放熱部１１０の内部に装着される。
バルブユニット１３０は、内部に流入する作動流体の温度に応じて変形するバイメタルの変形力を利用して選択的に開閉し、放熱部１１０の内部に冷却水を流入させたり、バイパス部１２０が形成するバイパス流路１２２に冷却水をバイパスさせる。

バルブユニット１３０は、図６と図７に示すように、固定部材１３２、ロッド１３８、装着キャップ１４２、変形部材１４４、インナーケース１４６、およびアウターケース１５４を含んで構成される。
固定部材１３２は、上面中央に装着溝１３４を有し、第１流入ホール１１６ａに対応して放熱部１１０の他面に固定装着される。
このような固定部材１３２は、外周面にねじ山が加工されて放熱部１１０にねじ締結してもよいが、放熱部１１０に別の工具を使用して締結したり、分離が可能なように下面には工具溝（図示せず）が形成されてもよい。
ロッド１３８は、固定部材１３２の装着溝１３４に下端が挿入した状態で回転可能に装着される。このようなロッド１３８は、固定部材１３２から上部に向かって垂直に立てられた状態で装着される。

装着キャップ１４２は、ロッドが貫通するように中央に挿入ホール１４３が形成され、固定部材１３２の上部に装着される。
ここで、固定部材１３２は、装着溝１３４が形成される上面に、上部に一定部分が突出して装着キャップ１４２が装着される装着部１３６が一体形成される。
装着部１３６は、外周面にねじ山が形成され、装着キャップ１４２とねじ締結する。
すなわち、装着キャップ１４２は、挿入ホール１４３にロッド１３８を挿入した状態で固定部材１３２の上部で装着部１３６に装着され、装着溝１３４に挿入されたロッド１３８が装着溝１３４から離脱することを防ぐ。

変形部材１４４は、装着キャップ１４２の上部でロッド１３８に装着され、作動流体の温度に応じて収縮と膨張が行われ、ロッド１３８を正方向または逆方向に回転させる。
このような変形部材１４４は、その材質が作動流体の温度に応じて収縮と膨張を行うバイメタル素材で形成されてもよい。
ここで、バイメタル（Ｂｉｍｅｔａｌｌｉｃ）は、熱膨張係数が異なる２枚の金属板を溶着またははんだ付けして構成され、温度の高低によって内部変形が一体になされる素材であって、温度が高まれば膨張し温度が低くなれば再び収縮することにより、本来の形状に復元する性質を有する素材である。
このようなバイメタル素材で形成される変形部材１４４は、螺旋形のうず巻き形状に形成され、その中心に位置する一端が折り曲げられてロッド１３８の下部を貫通した状態でロッド１３８に固定される。

また、変形部材１４４の他端は、変形部材１４４の外側に折り曲げられ、アウターケース１５４の内側に支持される。
アウターケース１５４は、変形部材１４４の他端に対応し、内周面の一側に変形部材１４４の他端が支持された状態で固定されるように係止突起１５５が内部に向かって突出形成される。
これにより、変形部材１４４は、第１流入口１１６ａを通じて温度が上昇した冷却水が流入する場合、温度が上昇しながら他端がアウターケース１５４の係止突起１５５に支持された状態で膨張してロッド１３８を正方向に回転させる。
これとは反対に、変形部材１４４は、温度が低くなった冷却水が流入すれば、収縮しながら初期形状に変形し、回転したロッド１３８を逆方向に回転させて初期位置に復帰させる。

インナーケース１４６は、ロッド１３８の上部で固定部材１３２に向かって挿入されるように下端が開口した円筒形状に形成され、固定部材１３２の上部でロッド１３８の先端に上部が固定されてロッド１３８と共に回転する。
このようなインナーケース１４６は、上部に少なくとも１つ以上の第１バイパスホール１４８が形成され、下部には第１バイパスホール１４８と離隔して下端と連結する少なくとも１つ以上の第１開口ホール１５２が形成される。
インナーケース１４６は、上端部からロッド１３８の側方に挿入される固定ピン１４９によってロッド１３８に固定される。
また、インナーケース１４６は、第１流入ホール１１６ａに流入する作動流体がバルブユニット１３０の内部に流入して変形部材１４４が変形するように、上面に少なくとも１つ以上の貫通ホール１５１が形成されてもよい。

貫通ホール１５１は、インナーケース１４６の上面に円周方向に沿って設定角度に離隔して３つ形成されてもよい。
第１バイパスホール１４８と第１開口ホール１５２は、インナーケース１４６の外側面上で上部と下部にその周囲に沿って設定角度に離隔するように形成されてもよい。
このような第１バイパスホール１４８と第１開口ホール１５２は、インナーケース１４６の外周面周囲に沿って１２０度に離隔して３つ形成され、第１開口ホール１５２は、第１バイパスホール１４８から離隔した下部でインナーケース１４６の長さ方向に沿って形成される。

第１バイパスホール１４８と第１開口ホール１５２は、貫通ホール１５１を通じて内部に流入した冷却水を第１連結流路１１６ａやバイパス流路１２２に排出する。
また、アウターケース１５４は、両端が開口した円筒形状に形成され、インナーケース１４６の外部を囲んだ状態でインナーケース１４６を回転可能に支持する。
アウターケース１５４は、変形部材１４４が収縮または膨張変形する場合、ロッド１３８と共に回転するインナーケース１４６の回転により、第１バイパスホール１４８と第１開口ホール１５２に選択的に連結する少なくとも１つ以上の第２バイパスホール１５６と第２開口ホール１５８が形成され、下端が固定部材１３２の上部に固定される。

ここで、第２バイパスホール１５６と第２開口ホール１５８は、第１バイパスホール１４８と第１開口ホール１５２に対応し、アウターケース１５４の上部と下部にそれぞれその周囲に沿って設定角度に離隔した位置で相互交差するように形成されてもよい。
このような第２開口ホール１５８は、第２バイパスホール１５６と相互交差した位置で、アウターケース１５４の下部に長さ方向に沿って形成される。
第２バイパスホール１５６は、アウターケース１５４の上部で外周面周囲に沿って１２０度に離隔して３つが形成される。また、第２開口ホール１５８は、各第２バイパスホール１５６と相互交差した位置で、アウターケース１５４の下部に外周面周囲に沿って１２０度に離隔して３つ形成される。

一方、固定部材１３２とアウターケース１５４の間には、バルブユニット１３０の内部に流入する作動流体である冷却水が、バルブユニット１３０の各バイパスホール１４８、１５６と各開口ホール１５２、１５８を除いて外部に漏出することを防ぐと同時に、放熱部１１０と固定部材１３２の間に作動流体が漏出することを防ぐためのシーリング１６１が装着される。
すなわち、シーリング１６１は、固定部材１３２とアウターケース１５４の間をシールすると同時に、放熱部１１０に締結した固定部材１３２の外周面に沿って外部に漏出することを防ぐように、放熱部１１０の内周面と固定部材１３２の間をシールする。
また、アウターケース１５４は、固定部材１３２に装着するとき、第２バイパスホール１５６が第１バイパスホール１４８に対応して位置するようにし、インナーケース１４６の内部と連結するように装着される。

これにより、第２開口ホール１５８は、各第１開口ホール１５２の間に位置し、インナーケース１４６によって閉鎖した状態を維持する。
バルブユニット１３０は、図８に示すように、第１流入ホール１１６ａを通じて設定温度を有する作動流体が流入すれば、各貫通ホール１５１を通じて内部に流入し、変形部材１４４が膨張しながら変形する。
これにより、変形部材１４４は、設定温度を有する作動流体によって他端が係止突起１５５に支持された状態で膨張変形しながら、一端が回転してロッド１３８を回転させるが、このとき、ロッド１３８と連結したインナーケース１４４も共に回転する。

各第１バイパスホール１４８は、各第２バイパスホール１５６の間に閉鎖した位置で回転することにより、第１、第２バイパスホール１４８、１５６は、インナーケース１４６とアウターケース１５４の各閉鎖した部分がそれぞれ位置して閉鎖した状態となり、第１開口ホール１５２は、第２開口ホール１５８に位置して開放した状態を維持する。
これにより、バルブユニット１３０は、設定温度を有する冷却水が流入する場合、第１、第２バイパスホール１４８、１５６をそれぞれ閉鎖してバイパス流路１２２に流入することを防いだ状態で、開放した第１、第２開口ホール１５２、１５８を通じて第１連結流路１１４ａに冷却水を流入させる。
これとは反対に、設定温度以下の作動流体が第１流入ホール１１６ａに流入すれば、変形部材１４４は、再び図６のように初期状態に収縮変形しながら、インナーケース１４６を逆方向に回転させることにより、第１、第２開口ホール１５２、１５８を閉鎖させ、第１バイパスホール１４８が第２バイパスホール１５６に位置するようにして開放した状態を維持する。

以下、本発明の車両用熱交換器１００の作動および作用について詳しく説明する。
図９、図１０は、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器の段階別の作動状態図である。
第１流入ホール１１６ａを通じて冷却水が流入する場合、冷却水の水温が設定水温よりも低ければ、図９で示すように、変形部材１４４は、バルブユニット１３０から貫通ホール１５１に流入した冷却水の水温が変形発生温度よりも低いため、変形せずに初期状態を維持する。
これにより、インナーケース１４６は、ロッド１３８が回転しないことにより、第１バイパスホール１４８がアウターケース１５４の第２バイパスホール１５６と同じように位置した初期装着状態（図６参照）を維持する。

この場合、上述の通り、第１開口ホール１５２と第２開口ホール１５８はそれぞれ、インナーケース１４６とアウターケース１５４の各閉鎖した部分に位置することにより、開放せずに閉鎖した状態を維持する。
そして、流入した冷却水は、開放した状態の第１、第２バイパスホール１４８、１５６を通じてバルブユニット１３０から排出され、放熱部１１０の第１連結流路１１４ａに流入せずにバイパス部１２０が形成するバイパス流路１２２を通じて流動して第１排出ホール１１８ａに直接にバイパスで排出される。
冷却水は、放熱部１１０の第１連結流路１１４ａへの流入が防がれ、第２流入ホール１１６ｂを通じて流入して放熱部１１０の第２連結流路１１４ｂを通過する変速機オイルとの熱交換が防がれる。

すなわち、バイパス流路１２２は、車両の走行状態やアイドルモード、または初期始動のように車両の状態やモードに応じて変速機オイルのウォームアップが必要となる場合、低温状態の冷却水が第１連結流路１１４ａに流入することを防ぐようにバイパスさせることにより、変速機オイルが冷却水と熱交換によって温度が低下することを防ぐ。
反対に、冷却水の水温が設定水温よりも高い場合には、図１０で示すように、バルブユニット１３０の変形部材１４４は、貫通ホール１５１に流入した冷却水によって他端がアウターケース１５４の係止突起１５５に支持された状態で、膨張してロッド１３８を正方向に回転させる。

これにより、インナーケース１４６は、ロッド１３８と共に回転することにより、第１バイパスホール１４８がアウターケース１５４の第２バイパスホール１５６の間の閉鎖した部分で回転移動し、第１バイパスホール１４８と第２バイパスホール１５６が閉鎖した状態（図８参照）を維持する。
そして、第１開口ホール１５２は、インナーケース１４６によって回転移動して第２開口ホール１５８と同じように位置することにより、第１、第２開口ホール１５２、１５８が開放した状態となる。
バルブユニット１３０に流入した冷却水は、閉鎖した第１、第２バイパスホール１４８、１５６によってバイパス流路１２２に流入が防がれた状態で、開放した第１、第２開口ホール１５２、１５８を通じて排出されて第１連結流路１１４ａに流入し、第１排出ホール１１８ａを通じて排出される。

一方、第１流入ホール１１６ａに流入した冷却水のうちの一部分は、バルブユニット１３０を通過しない状態でバイパス流路１２２を通じて流動し、第１連結流路１１４ａを通過した冷却水と共に第１排出ホール１１８ａを通じて排出されてもよい。
これにより、冷却水は、放熱部１１０の第１連結流路１１４ａを通過するようになり、第２流入ホール１１６ｂを通じて流入して第２連結流路１１４ｂを通過する変速機オイルは、第１連結流路１１４ａを通過する冷却水と放熱部１１０内部で相互熱交換してその温度が調節される。
冷却水と変速機オイルは、第１、第２流入ホール１１６ａ、１１６ｂが放熱部１１０の対角線方向に角部に形成されることによって流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて相互熱交換することにより、より効率的な熱交換が行われる。

これにより、トルクコンバータの作動により発生する流体摩擦によって発熱して冷却が必要な変速機オイルは、放熱部１１０で冷却水との相互熱交換によって冷却した状態で自動変速機４０に供給される。
すなわち、熱交換器１００は、高速回転する自動変速機４０に冷却された変速機オイルが供給されることにより、自動変速機４０のスリップ発生を防ぐ。
このように、本発明の実施形態に係る車両用熱交換器１００は、流入する冷却水の水温に応じてバルブユニット１３０の変形部材１４４が収縮または膨張しながら、ロッド１３８を正方向または逆方向に回転させ、ロッド１３８と連結したインナーケース１４６を共に回転させることにより、内部に流入した冷却水を第１、第２バイパスホール１４８、１５６または第１、第２開口ホール１５２、１５８を通じて排出させることにより、熱交換器１００を通過する冷却水の流動を調節する。

したがって、本発明の車両用熱交換器１００を適用すれば、作動流体が内部で相互熱交換によって温度調節するとき、車両の走行状態や初期始動条件に応じて流入する作動流体の温度を利用して作動流体のウォームアップ機能と冷却機能を同時に行うことにより、作動流体の温度調節を効率的に行うことができる。
また、別に設置された分岐回路を除去することができ製作原価の節減および作業性を向上させることができ、作動流体が自動変速機オイルである場合、冷始動時に摩擦低減のためのウォームアップ機能と、走行時のスリップ防止および耐久維持のための冷却機能の同時実行が可能となり、燃費および変速機の耐久性を向上させることができる。

また、車両の状態に応じて作動流体の温度調節が可能になることにより、車両の燃費改善および暖房性能を向上させることができ、構成を簡素化して組立工程数を節減することができる。
また、バイメタル素材の変形部材１４４が適用されたバルブユニット１３０を通じて流入した作動流体の温度に応じて作動流体を放熱部１１０とバイパス部１２０に選択的に流動させることにより、作動流体の流動を正確に制御することができ、従来のワックス膨張式バルブに比べて構成要素を簡素化して製作原価を節減すると同時に、重量を低減させることができる。
さらに、作動流体の温度によるバルブ開閉作動の応答性を向上させることができる。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する技術分野を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１００：車両用熱交換器
１１０：放熱部
１１２：プレート
１１４：連結流路
１１４ａ、１１４ｂ：第１、第２連結流路
１１６：流入ホール
１１６ａ、１１６ｂ：第１、第２流入ホール
１１８：排出ホール
１１８ａ、１１８ｂ：第１、第２排出ホール
１２０：バイパス部
１２２：バイパス流路
１３０：バルブユニット
１３２：固定部材
１３４：装着溝
１３６：装着部
１３８：ロッド
１４２：装着キャップ
１４３：挿入ホール
１４４：変形部材
１４６：インナーケース
１４８：第１バイパスホール
１４９：固定ピン
１５１：貫通ホール
１５２：第１開口ホール
１５４：アウターケース
１５５：係止突起
１５６：第２バイパスホール
１５８：第２開口ホール
１６１：シーリング

Claims (18)

1. プレートが積層され、内部に第１、２連結流路を形成して互いに異なる作動流体が流入し、前記第１、２連結流路を通過する作動流体が相互熱交換する放熱部と、
   前記第１、２連結流路とそれぞれ連結するように前記放熱部に形成される流入ホールと排出ホールを相互連結し、流入した作動流体を選択的にバイパスさせるバイパス部と、
   内部に流入する作動流体の温度に応じて変形するバイメタルの変形力を利用して選択的に開閉し、前記放熱部とバイパス部に作動流体を流入させるバルブユニット、を含み、
   前記流入ホールは、長方形をなす前記放熱部の１長辺に沿って両短辺近傍にそれぞれ形成される第１、第２流入ホールを含み、
   前記排出ホールは、長方形をなす前記放熱部の他の長辺に沿って両短辺近傍にそれぞれ形成され、前記放熱部の内部でそれぞれの連結流路と相互連結する第１、第２排出ホールを含み、
   前記バルブユニットは、
   上面中央に装着溝を有し、前記第１流入ホールに対応して前記放熱部に固定装着される固定部材と、
   前記固定部材の装着溝に下端が挿入されて回転可能に装着されるロッドと、
   前記ロッドが貫通するように中央に挿入ホールが形成され、前記固定部材に装着される装着キャップと、
   前記装着キャップの上部で前記ロッドに装着され、作動流体の温度に応じて前記ロッドを正方向または逆方向に回転させる変形部材と、
   前記固定部材の上方で前記ロッドの先端に固定されて前記ロッドと共に回転し、上部に第１バイパスホールが形成され、前記第１バイパスホールと間隔を置いて下端と連結する第１開口ホールが形成されるインナーケースと、
   前記インナーケースの外部を囲んだ状態で前記インナーケースを回転可能に支持し、前記インナーケースの回転に応じて前記第１バイパスホールと第１開口ホールに選択的に連結する第２バイパスホールと第２開口ホールが形成されて前記固定部材に固定されるアウターケース、を含むことを特徴とする車両用熱交換器。
2. 前記変形部材は、その材質が作動流体の温度に応じて収縮と膨張が行われるバイメタル素材であることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
3. 前記変形部材は、螺旋形のうず巻き形状に形成され、中心に位置する一端が折り曲げられて前記ロッドの下部を貫通した状態で前記ロッドに固定され、他端は前記変形部材の外側に折り曲げられて前記アウターケースの内側に支持されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
4. 前記アウターケースは、前記変形部材の他端に対応し、内周面の一側に前記変形部材の他端が支持された状態で固定されるように係止突起が内部に向かって突出形成されることを特徴とする請求項３に記載の車両用熱交換器。
5. 前記インナーケースは、上端部で前記ロッドの側方に挿入される固定ピンによって前記ロッドに固定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
6. 前記インナーケースは、前記第１流入ホールに流入する作動流体が前記バルブユニットの内部に流入するように上面に貫通ホールが形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
7. 前記貫通ホールは、前記インナーケースの上面に円周方向に沿い設定間隔離して３個形成されることを特徴とする請求項６に記載の車両用熱交換器。
8. 前記インナーケースは、下端が開口した円筒形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
9. 前記第１バイパスホールと第１開口ホールは、
   前記インナーケースの上部と下部にその外周に沿って設定間隔離して形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
10. 前記第１開口ホールは、前記第１バイパスホールから間隔を置いた下部に形成され前記インナーケースの中心軸方向に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
11. 前記第２バイパスホールと第２開口ホールは、
    前記第１バイパスホールと第１開口ホールに対応し、前記アウターケースの上部と下部にそれぞれ外周に沿って設定間隔離され、それぞれその外周方向の位置が相違するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
12. 前記第２開口ホールは、前記第２バイパスホールと外周方向の位置が相違するように前記アウターケースの下部に前記アウターケースの中心軸方向に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
13. 前記固定部材は、前記装着溝が形成される上面に、上部に一定部分が突出し、前記装着キャップが装着される装着部が一体形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
14. 前記固定部材とアウターケースの間には、前記バルブユニットの内部に流入する作動流体が前記バルブユニットの外部に漏出することを防ぐと同時に、前記放熱部と固定部材の間に作動流体が漏出することを防ぐためのシーリングが装着されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
15. 前記アウターケースは、両端が開口した円筒形状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
16. 前記バイパス部は、前記第１流入ホールと第１排出ホールの間を相互連結し、前記放熱部の一面に突出するように形成されることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
17. 前記各作動流体は、ラジエータから流入する冷却水と、自動変速機から流入する変速機オイルで構成され、
    前記冷却水は、第１流入ホールと第１排出ホールを通じて循環し、前記変速機オイルは、第２流入ホールと第２排出ホールを通じて循環し、
    前記各連結流路は、冷却水が流入して移動する第１連結流路と、変速機オイルが流入して移動する第２連結流路を含むことを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
18. 前記バイパス部は、前記第１流入ホールと第１排出ホールに近接した位置で、前記第１連結流路とは別に、前記第１流入ホールに流入した冷却水が前記バルブユニットを通じて前記第１排出ホールに直接に排出されるように別のバイパス流路を形成することを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。

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