(57)【要約】【課題】車両の走行状態や初期始動条件で流入する作動流体の温度に応じて、作動流体をウォームアップする機能と冷却する機能を同時に行うことができる車両用熱交換器を提供する。【解決手段】複数のプレートが積層されて第１、第２、第３連結流路が設定された順序で配置されていて、第１、第２、第３連結流路にそれぞれ供給された第１、第２、第３作動流体が、互いに混合されずに循環しつつ、第１、第２、第３作動流体が相互に熱交換する放熱部と、放熱部の外部に装着され、第１、第２、第３作動流体のうちの一つの作動流体が流入する流入ホールと、一つの作動流体が排出する排出ホールとを連結し、一つの作動流体の温度に応じて一つの作動流体が放熱部をバイパスさせる分岐部と、を有して構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプレートが積層されて第１、第２、第３連結流路が設定された順序で配置されていて、前記第１、第２、第３連結流路にそれぞれ供給された第１、第２、第３作動流体が、互いに混合されずに循環しつつ、前記第１、第２、第３作動流体が相互に熱交換する放熱部と、
前記放熱部の外部に装着され、前記第１、第２、第３作動流体のうちの一つの作動流体が流入する流入ホールと、前記一つの作動流体が排出する排出ホールとを連結し、前記一つの作動流体の温度に応じて前記一つの作動流体が前記放熱部をバイパスさせる分岐部と、
を有して構成されることを特長とする車両用熱交換器。
【請求項２】
前記第１作動流体は、第１流入ホールを通って前記放熱部に流入され、第１排出ホールを通って前記放熱部から流出され、前記第１流入ホールと前記第１排出ホールは第１連結流路により連結され、
前記第２作動流体は、第２流入ホールを通って前記放熱部に流入され、第２排出ホールを通って前記放熱部から流出され、前記第２流入ホールと前記第２排出ホールは第２連結流路により連結され、
前記第３作動流体は、第３流入ホールを通って前記放熱部に流入され、第３排出ホールを通って前記放熱部から流出され、前記第３流入ホールと前記第３排出ホールは第３連結流路により連結され、
前記第１、第２、第３流入ホールは、前記放熱部の長さ方向の一側にそれぞれ形成され、
前記第１、第２、第３排出ホールは、前記第１、第２、第３流入ホールから離れて、前記放熱部の長さ方向の他側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。
【請求項３】
前記第１流入ホールと前記第１排出ホールは、前記放熱部の一面で対角線方向に互いに向き合う角部に形成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用熱交換器。
【請求項４】
前記第２流入ホールと前記第２排出ホールは、前記放熱部の一面で対角線方向に互いに向き合う角部のうち、前記第１流入ホールと前記第１排出ホールが位置しない角部に形成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用熱交換器。
【請求項５】
前記第３流入ホールと前記第３排出ホールは、前記放熱部の一面で前記第２流入ホールと前記第２排出ホールが形成された角部に形成され、前記第２流入ホールと前記第２排出ホールにそれぞれ離れて配置されることを特徴とする請求項２に記載の車両用熱交換器。
【請求項６】
前記分岐部は、
前記放熱部の外部で前記第１流入ホールと前記第１排出ホールの間を連結し、前記第１流入ホールに近接した位置に形成される流入ポートと、前記流入ポートと対向し、前記第１排出ホールに近接した位置に形成される排出ポートとを有する連結パイプと、
前記第１流入ホールに近接した前記連結パイプの一端部に装着され、作動流体の温度に応じて伸縮して前記流入ポートを通って流入した作動流体を前記排出ポートに直接バイパスさせるか、または前記放熱部に流入させるバルブユニットと、
を有して構成されることを特徴とする請求項２に記載の車両用熱交換器。
【請求項７】
前記バルブユニットは、
前記連結パイプの一端に固定装着される装着キャップと、
前記連結パイプの内部に挿入された前記装着キャップに連結される一端部を含み、前記作動流体の温度に応じて伸縮する変形部材と、
を有して構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。
【請求項８】
前記変形部材は、その材質が作動流体の温度に応じて伸縮する形状記憶合金素材であることを特徴とする請求項７に記載の車両用熱交換器。
【請求項９】
前記変形部材は、互いに連結された複数の環状メンバーがコイルスプリング形状で重なって接触するように形成されることを特徴とする、請求項７に記載の車両用熱交換器。
【請求項１０】
前記変形部材は、
長さ方向に両端部に位置し、温度に応じて変形しない材料で形成された一対の固定部と、
前記一対の固定部に挟まれて作動流体の温度に応じて伸縮する変形ができる変形部と、
を有して構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用熱交換器。
【請求項１１】
前記装着キャップは、
一端部が前記変形部材に挿入されて固定される挿入部と、
前記挿入部の他端に一体に連結される一端を含み、前記連結パイプの内周面に装着される装着部と、
を有して構成されることを特徴とする請求項７に記載の車両用熱交換器。
【請求項１２】
前記装着部は、その外周面上にねじ山が形成され、前記連結パイプの内周面にねじ締結されることを特徴とする請求項１１に記載の車両用熱交換器。
【請求項１３】
前記装着部は、他端に前記連結パイプの端部に掛かって固定される掛け部が一体に形成されることを特徴とする請求項１１に記載の車両用熱交換器。
【請求項１４】
前記掛け部は、内周面に工具溝が形成されることを特徴とする請求項１３に記載の車両用熱交換器。
【請求項１５】
さらに、前記装着部と前記挿入部の間にシーリングが装着されて、前記連結パイプから作動流体が漏れ出ることを防止することを特徴とする請求項１１に記載の車両用熱交換器。
【請求項１６】
さらに、前記変形部材の他端にエンドキャップが装着されることを特徴とする請求項７に記載の車両用熱交換器。
【請求項１７】
前記エンドキャップには、貫通ホールが形成されて、作動流体の圧力による前記変形部材の破壊を防止すると共に、前記変形部材の温度応答性を向上させることを特徴とする請求項１６に記載の車両用熱交換器。
【請求項１８】
前記第１作動流体は、ラジエータから流入する冷却水であり、前記第２作動流体は、自動変速機から流入する変速機オイルであり、前記第３作動流体は、エンジンから流入するエンジンオイルであることを特徴とする請求項２に記載の車両用熱交換器。
【請求項１９】
前記冷却水は、前記第１流入ホール、前記第１連結流路および前記第１排出ホールを通って循環し、前記変速機オイルは、前記第２流入ホール、前記第２連結流路および前記第２排出ホールを通って循環し、前記エンジンオイルは、前記第３流入ホール、前記第３連結流路および前記第３排出ホールを通って循環し、
前記第２連結流路は、前記第１連結流路の下部に位置し、前記第３連結流路は、前記第１連結流路の上部に位置することを特徴とする請求項１８に記載の車両用熱交換器。
【請求項２０】
前記冷却水は、前記第１流入ホール、前記第１連結流路および前記第１排出ホールを通って循環し、前記変速機オイルは、前記第２流入ホール、前記第２連結流路および前記第２排出ホールを通って循環し、前記エンジンオイルは、前記第３流入ホール、前記第３連結流路および前記第３排出ホールを通って循環し、
隣接した二つの前記第１連結流路の間には前記第２連結流路または前記第３連結流路が配置され、前記第２連結流路と前記第３連結流路は交互に配置されることを特徴とする請求項１８に記載の車両用熱交換器。
【請求項２１】
前記放熱部は、前記第１作動流体の流動と前記第２作動流体および前記第３作動流体の流動とを対向流させて相互に熱交換させることを特徴とする請求項１に記載の車両用熱交換器。
【請求項２２】
前記放熱部は、複数のプレートが積層されるプレート型放熱部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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用熱交換器に関し、より詳しくは、それぞれの作動流体が相互に熱交換して温度が調節される車両用熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に熱交換器は、電熱壁を通って温度が高い流体から温度が低い流体へ熱を伝達させるもので、加熱器、冷却器、蒸発器、凝縮機などに使用されて、熱エネルギーを再使用したり、作動流体の温度を用途に合わせて調節している。このような熱交換器は、車両のエンジンルームに装着させ、空調システムや変速機オイルクーラーなどに適用されている。
【０００３】
熱交換器は、車両のエンジンルームに装着しようとすると、限られた空間であることから装着するに困難を伴い、そこで、熱交換器の小型化、軽量化、さらに高効率化が求められ、精力的な研究が続いている〔例えば、特許文献１〜３参照〕。
【０００４】
車両用熱交換器は、作動流体を車両の状態に応じた温度に調節してエンジンまたは変速機、空調装置に供給しなければならず、このために、熱媒または冷媒として作用する作動流体の流路上に別途の分岐回路およびバルブを設置しなければならず、構成要素および組み立て工程数が増加し、レイアウトが複雑になるという問題点がある。また、別途の分岐回路やバルブを設置しないと、作動流体の流量に応じた熱交換効率の制御ができず、作動流体の効率的な温度調節ができないという問題点もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６２１７６号公報
【特許文献２】特開２００８−１７０１４０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１９６６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、それぞれの作動流体が相互に熱交換して温度調節する際に、車両の走行状態や初期始動条件で流入する作動流体の温度に応じて、作動流体をウォームアップする機能と冷却する機能を同時に行うことができる車両用熱交換器を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、車両の状態に応じて作動流体の温度調節が可能であることから、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、組み立て工程数を減らすことができる車両用熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本発明の車両用熱交換器は、複数のプレートが積層されて第１、第２、第３連結流路が設定された順序で配置されていて、第１、第２、第３連結流路にそれぞれ供給された第１、第２、第３作動流体が、互いに混合されずに循環しつつ、第１、第２、第３作動流体が相互に熱交換する放熱部と、放熱部の外部に装着され、第１、第２、第３作動流体のうちの一つの作動流体が流入する流入ホールと、一つの作動流体が排出する排出ホールとを連結し、一つの作動流体の温度に応じて一つの作動流体が放熱部をバイパスさせる分岐部と、を有して構成される。
【０００８】
好ましい形態として、第１作動流体は、第１流入ホールを通って放熱部に流入され、第１排出ホールを通って放熱部から流出され、第１流入ホールと第１排出ホールは第１連結流路により連結され、第２作動流体は、第２流入ホールを通って放熱部に流入され、第２排出ホールを通って放熱部から流出され、第２流入ホールと第２排出ホールは第２連結流路により連結され、第３作動流体は、第３流入ホールを通って放熱部に流入され、第３排出ホールを通って放熱部から流出され、第３流入ホールと第３排出ホールは第３連結流路により連結され、第１、第２、第３流入ホールは、放熱部の長さ方向の一側にそれぞれ形成され、第１、第２、第３排出ホールは、第１、第２、第３流入ホールから離れて、放熱部の長さ方向の他側に形成される。
【０００９】
そして、第１流入ホールと第１排出ホールは、放熱部の一面で対角線方向に互いに向き合う角部に形成され、第２流入ホールと第２排出ホールは、放熱部の一面で対角線方向に互いに向き合う角部のうち、第１流入ホールと第１排出ホールが位置しない角部に形成され、第３流入ホールと第３排出ホールは、放熱部の一面で第２流入ホールと第２排出ホールが形成された角部に形成され、第２流入ホールと第２排出ホールにそれぞれ離れて配置される。
【００１０】
分岐部の好ましい形態は、放熱部の外部で第１流入ホールと第１排出ホールの間を連結し、第１流入ホールに近接した位置に形成される流入ポートと、流入ポートと対向し、第１排出ホールに近接した位置に形成される排出ポートとを有する連結パイプと、第１流入ホールに近接した連結パイプの一端部に装着され、作動流体の温度に応じて伸縮して流入ポートを通って流入した作動流体を排出ポートに直接バイパスさせるか、または放熱部に流入させるバルブユニットと、を有して構成される。
【００１１】
バルブユニットの好ましい形態は、連結パイプの一端に固定装着される装着キャップと、連結パイプの内部に挿入された装着キャップに連結される一端部を含み、作動流体の温度に応じて伸縮する変形部材と、を有して構成される。
【００１２】
変形部材の好ましい形態は、その材質が作動流体の温度に応じて伸縮する形状記憶合金素材で、互いに連結された複数の環状メンバーがコイルスプリング形状で重なって接触するように形成される。この変形部材は、長さ方向に両端部に位置し、温度に応じて変形しない材料で形成された一対の固定部と、一対の固定部に挟まれて作動流体の温度に応じて伸縮する変形ができる変形部と、を有して構成することができる。
【００１３】
装着キャップの好ましい形態は、一端部が変形部材に挿入されて固定される挿入部と、挿入部の他端に一体に連結される一端を含み、連結パイプの内周面に装着される装着部と、を有して構成される。そして、装着部は、その外周面上にねじ山が形成され、連結パイプの内周面にねじ締結される。装着部は、さらに、他端に連結パイプの端部に掛かって固定される掛け部が一体に形成される。掛け部には、内周面に工具溝が形成される。装着部と挿入部の間にはシーリングが装着されて。連結パイプから作動流体が漏れ出ることを防止する。そして、変形部材の他端には、エンドキャップが装着される。エンドキャップには、貫通ホールが形成されて、作動流体の圧力による変形部材の破壊を防止すると共に、変形部材の温度応答性の向上させることができる。
【００１４】
代表的に、第１作動流体は、ラジエータから流入する冷却水であり、第２作動流体は、自動変速機から流入する変速機オイルであり、第３作動流体は、エンジンから流入するエンジンオイルである。そして、
【００１５】
１つの実施形態では、冷却水は、第１流入ホール、第１連結流路および第１排出ホールを通って循環し、変速機オイルは、第２流入ホール、第２連結流路および第２排出ホールを通って循環し、エンジンオイルは、第３流入ホール、第３連結流路および第３排出ホールを通って循環し、第２連結流路は、第１連結流路の下部に位置し、第３連結流路は、第１連結流路の上部に位置する。
【００１６】
別の実施形態として、冷却水は、第１流入ホール、第１連結流路および第１排出ホールを通って循環し、変速機オイルは、第２流入ホール、第２連結流路および第２排出ホールを通って循環し、エンジンオイルは、第３流入ホール、第３連結流路および第３排出ホールを通って循環し、隣接した二つの第１連結流路の間には第２連結流路または第３連結流路が配置され、第２連結流路および第３連結流路は交互に配置される。
【００１７】
放熱部は、第１作動流体の流れと第２、第３作動流体の流れを対向流させて相互熱交換させるのが好ましい。さらに、放熱部は、複数のプレートが積層されるプレート型放熱部であることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の車両用熱交換器によれば、車両の作動流体の温度調節を効率よく行うことができる。また、変形部材を形状記憶合金素材で製作することで、バルブユニットの構造が簡単になる。バルブユニットが作動流体の温度に応じて作動流体の流路を転換するので、作動流体の流れを正確に制御することができる。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。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る車両用熱交換器が適用される自動変速機・エンジン冷却システムの構成図である。
【図２】本発明に係る車両用熱交換器における一実施形態の斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】本発明に係る車両用熱交換器における実施形態の連結流路の配置関係を示した図面である。
【図７】本発明に係る車両用熱交換器における別の実施形態の連結流路の配置関係を示した図面である。
【図８】本発明に係る車両用熱交換器の一実施形態に適用されるバルブユニットの斜視図である。
【図９】本発明に係る車両用熱交換器に使用するバルブユニットの分解斜視図である。
【図１０】バルブユニットの作動状態図である。
【図１１】本発明に係る車両用熱交換器の作動状態図である。
【図１２】本発明に係る車両用熱交換器の作動状態図である。
【図１３】本発明に係る車両用熱交換器の作動状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る車両用熱交換器を、好ましい実施形態を挙げ、添付図面に基づいて詳細に説明する。本明細書に記載した実施形態と図面は、本発明を実施するに好ましい代表的な実施形態に過ぎず、本発明の技術的な思想を全て代弁するのではなく、本出願時点においてこれらを代替可能な多様な均等物と変形例があり得ることを理解しなければならない。
【００２１】
図１は、本発明の車両用熱交換器が適用される自動変速機・エンジン冷却システムの構成図であり、図２は、車両用熱交換器の斜視図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図、図４は、図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は、図２のＣ−Ｃ線断面図であり、図６は、車両用熱交換器における連結流路の配置関係を示した図面である。
【００２２】
自動変速機・エンジン冷却システムは、図１に示すように、ウォータポンプ１０により、冷却ファン２１が装着されたラジエータ２０を通過して冷却された冷却水が、自動変速機４０とエンジン５０を冷却させる冷却ライン（Ｃｏｏｌｉｎｇ  Ｌｉｎｅ：以下、「Ｃ．Ｌ」という）を流れて、車両暖房システム（図示していない）と連結したヒーターコア３０に送られる。
【００２３】
車両用熱交換器１００は、車両の自動変速機・エンジン冷却システムに適用され、それぞれの作動流体を相互に熱交換して、車両の走行状態や初期始動条件応じた温度調節をしている。このために、本発明に係る実施形態における車両用熱交換器１００は、ヒーターコア３０とウォータポンプ１０の間に設けられ、エンジン５０とはオイルラインＯ．Ｌ１を通じ、第１自動変速機４０とは第２オイルラインＯ．Ｌ２を通ってそれぞれ相互に連結される。つまり、作動流体は、ラジエータ２０から流入する冷却水、自動変速機４０から流入する変速機オイル、エンジン５０から流入するエンジンオイルであり、熱交換器１００を通って変速機オイルとエンジンオイルがそれぞれ冷却水と熱交換させて変速機オイルおよびエンジンオイルの温度を調節するようになる。
【００２４】
熱交換器１００は、図２〜図５に示したように、大きく放熱部１１０と分岐部１２０でなっており、以下、構成別に詳しく説明する。
放熱部１１０は、この実施形態では、複数のプレート１１２が積層されたプレート型（または、「板型」ともいう）放熱部であり、隣り合うプレート１１２の間に連結流路１１４が形成され、作動流体が流れる。ここでは、第１作動流体を冷却水として、冷却水が流れる第１連結流路１１４ａ、第２作動流体を変速機オイルとして、変速機オイルが流れる第２連結流路１１４ｂ、および第３作動流体をエンジンオイルとして、エンジンオイルが流れる第３連結流路１１４ｃとして以下説明する。尚、作動流体は、それぞれの連結流路１１４を、互いに混合しないように流れる。
【００２５】
第１連結流路１１４ａ、第２連結流路１１４ｂおよび第３連結流路１１４ｃに、それぞれ冷却水、変速機オイルおよびエンジンオイルが流れることで、相互に熱交換が行われて変速機オイルとエンジンオイルが冷却される。ここで、この冷却効率を上げるために、放熱部１１０における冷却水の流れと、変速機オイルおよびエンジンオイルの流れとは、対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）とするのが好ましい。
【００２６】
分岐部１２０は、放熱部１１０の外部に装着され、放熱部１１０にそれぞれの作動流体を流入させる流入ホール１１６と、放熱部１１０からそれぞれの作動流体を排出させる排出ホール１１８とが相互連結している。分岐部１２０は、ある一つの作動流体の流れを制御するが、ここでは、その対象の作動流体を冷却水として説明する。すなわち、冷却水を、その温度に応じて放熱部１１０に通過させることなくバイパスさせることができ、る。
【００２７】
図２に示すように、流入ホール１１６は、放熱部１１０の長さ方向の片側に、第１流入ホール１１６ａを一端部に、第２流入ホール１１６ｂと第３流入ホール１１６ｃを他端部に形成し、排出ホール１１８は、放熱部１１０の長さ方向で流入ホール１１６とは反対側に、第１流入ホール１１６ａのある端部には第２排出ホール１１８ｂと第３排出ホール１１８ｃを、第２流入ホール１１６ｂと第３流入ホール１１６ｃのある端部には第１排出ホール１１８ａを配置する。そして、第２流入ホール１１６ｂと第３流入ホール１１６ｃは互いに離れ、第２排出ホール１１８ｂと第３排出ホール１１８ｃは互いに離れるようにして形成させる。すなわち、第１流入ホール１１６ａと第１排出ホール１１８ａが、第２流入ホール１１６ｂと第２排出ホール１１８ｂが、第３流入ホール１１６ｃと第３排出ホール１１８ｃがそれぞれ放熱部１１０の面で対角線上にある。
【００２８】
第１流入ホール１１６ａと第１排出ホール１１８ａは、放熱部１１０の第１連結流路１１４ａに連結され、かつ放熱部１１０の外にある分岐部１２０の連結パイプ１２２で連結される。従って、第１連結パイプ１２２は、放熱部１１０の一面で対角線方向にある。
【００２９】
連結パイプ１２２は、第１流入ホール１１６ａと第１排出ホール１１８ａの間を連結し、第１流入ホール１１６ａに近接した位置に流入ポート１２４が、第１排出ホール１１８ａに近接した位置に排出ポート１２６が形成される。流入ポート１２４と排出ポート１２６は、別途の連結ホースまたは連結配管などでラジエータ２０に連結する。
【００３０】
さらに、連結パイプ１２２の第１流入ホール１１６ａのある端部には、バルブユニット１３０が装着される。バルブユニット１３０は、流入ポート１２４から流入した冷却水を、冷却水の温度に応じて放熱部１１０に通過させることなく直接排出ポート１２６にバイパスさせるか、または放熱部１１０の第１流入ホール１１６ａから第１連結流路１１４ａを通って第１排出ホール１１８ａから連結パイプ１２２に流し循環させるかを調整する。
【００３１】
第２流入ホール１１６ｂ、第２排出ホール１１８ｂ、第３流入ホール１１６ｃ、第３排出ホール１１８ｃには、それぞれ連結ポート（図示していない）が装着され、それぞれ連結ホースまたは連結配管などで自動変速機４０あるいはエンジン５０に連結される。
【００３２】
連結流路１１４は、図６に図示するように、第１連結流路１１４ａ、第２連結流路１１４ｂ、第３連結流路１１４ｃを有している。ここに述べる実施形態では、第１連結流路１１４ａには、第１流入ホール１１６ａから放熱部１１０に流入した冷却水が流れ、第２連結流路１１４ｂは、第１連結流路１１４ａの下に位置し、第２流入ホール１１６ｂから流入した変速機オイルが流れ、第３連結流路１１４ｃは、第１連結流路１１４ａの上に位置し、第３流入ホール１１６ｃから流入したエンジンオイルが流れる。
【００３３】
第１連結流路１１４ａと、第１連結流路１１４ａの下に配置された第２連結流路１１４ｂ、および第１連結流路１１４ａの上に配置された第３連結流路１１４ｃで一つのセットを構成する。放熱部１１０の内部には複数のセットで連結流路１１４を構成することができる。
【００３４】
この形態のセットを積層したとき、変速機オイルが流動する第２連結流路１１４ｂは、温度上昇が速い冷却水が流れる第１連結流路１１４ａと、エンジンオイルが流れる第３連結流路１１４ｃの間に配置されることになる。これによって、車両の始動およびアイドルモードで変速機オイルの温度を早急に上昇させなければならないとき、第１連結流路１１４ａと第３連結流路１１４ｃの間に配置された第２連結流路１１４ｂを通って変速機オイルの温度を急速に上昇させることができるようになる。
【００３５】
図７は、本発明に係る車両用熱交換器の別の実施形態による連結流路の配置関係を示した図面である。この第２の実施形態では、冷却水が流れる第１連結流路２１４ａが、変速機オイルが流れる第２連結流路２１４ｂとエンジンオイルが流れる第３連結流路２１４ｃとの間に交互に形成されている。つまり、隣接した二つの第１連結流路２１４ａの間には、第２連結流路２１４ｂと第３連結流路２１４ｃが交互に配置される。
【００３６】
これによって、車両用熱交換器１００は、車両の走行状態に応じて変速機オイルとエンジンオイルの冷却が必要な場合、変速機オイルとエンジンオイルそれぞれの上部と下部で冷却水が流れて熱交換するので、冷却性能が向上する。
【００３７】
図８と図９は、本発明の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。バルブユニット１３０は、装着キャップ１３２と変形部材１４２を有して構成されており、以下、構成別に詳しく説明する。
【００３８】
装着キャップ１３２は、連結パイプ１２２の、連結ポート（図８、９には図示していない）に近接した一端に固定装着される。ここで、装着キャップ１３２は、一端部が変形部材１４２に挿入されて固定される挿入部１３４と、挿入部１３４とは反対の端部に一体に連結され、連結パイプ１２２の内周面に装着される装着部１３６とから構成される。
【００３９】
装着部１３６は、その外周面上にねじ山Ｎが形成され、一方連結パイプ１２２の内周面にはねじ山Ｎに対応してタップ加工されて、装着部１３６が、連結パイプ１２２の内周面にねじ締結される。装着部１３６の一端は挿入部１３４に連結され、他端には掛け部１３８が一体に形成される。掛け部１３８は、連結パイプ１２２の端部に掛かって固定されることによって、装着部１３６が連結パイプ１２２の内部にそれ以上挿入されないようにする。
【００４０】
掛け部１３８の内周面には、専用工具が嵌合される工具溝１３９が形成される。工具溝１３９に専用工具を嵌合して、装着キャップ１３２を回転させることによって、装着部１３６を連結パイプ１２２にねじ締結させることができる。
【００４１】
装着部１３６と挿入部１３４の間にはシーリング１４１が装着される。シーリング１４１は、連結パイプ１２２に流入した作動流体が漏れ出ることを防止する機能を担っている。つまり、シーリング１４１は、連結パイプ１２２の内周面と装着部１３６の外周面との間をシールして、作動流体が連結パイプ１２２に締結された装着部１３６のねじ山Ｎに沿って外部に漏れ出ることを防止するものである。
【００４２】
変形部材１４２は、両端が固定部１４４で、２つの固定部１４４の間が変形部１４６となる形状である。そして、一方の固定部１４４の一端部に、装着キャップ１３２の挿入部１３４が挿入されて装着キャップ１３２と変形部材１４２が一体化固定され、変形部材１４２が、連結パイプ１２２内に保持される。他方の固定部１４４は、連結パイプ１２２の内部にスライド移動可能に挿入されており、エンドキャップ１４８が装着される。
【００４３】
固定部１４４は、温度に応じてその形状は変形しないが、変形部１４６は、温度によって伸縮するコイルスプリング形状、あるいはこれと類似するとする。このような変形部材１４２は、その材質として、温度に応じて変形する形状記憶合金（Ｓｈａｐｅ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｌｌｏｙ：ＳＭＡ）素材を用いるのがよい。形状記憶合金は、一定の温度で形状を記憶する合金であり、温度により形状が変わるが、ある一定の温度にすると元の形状に戻る。
【００４４】
エンドキャップ１４８は、連結パイプ１２２に流入した冷却水の一部を変形部材１４２に流す貫通ホール１４９を形成するのがよい。貫通ホール１４９は、冷却水の圧力により変形部材１４２が破損することを防ぐと同時に、変形部材１４２の内部に冷却水の一部を流入させて、変形部材１４２の温度応答性を高めることができる。
【００４５】
図１０は、バルブユニットの作動状態図である。バルブユニット１３０は、設定温度を超える温度の冷却水が入ると、変形部材１４２の変形部１４６が緩んで伸びる。これによって、変形部材１４２の変形部１４６を形成する環状部材が互いに離れて空間Ｓが形成され、空間Ｓを通って冷却水が流れる。
反対に、冷却水が設定温度以下になると、変形部１４６は、図８に示した初期状態のように縮んで空間Ｓが閉鎖され、冷却水が流れない。
【００４６】
図１１〜図１３は、車両用熱交換器の段階別作動状態図である。
連結パイプ１２２の流入ポート１２４から流入した冷却水の温度が設定温度よりも低いとき、図１１に示したように、バルブユニット１３０の変形部材１４２が変形されずに初期装着状態にある。そうすると、冷却水は、第１流入ホール１１６ａを通って第１連結流路１１４ａに流れず、従って、連結パイプ１２２に入った冷却水は、直ちに排出ポート１２６にバイパスされて排出される。これによって、連結パイプ１２２からの冷却水は、放熱部１１０の第１連結流路１１４ａに流れない。
【００４７】
このとき、変速機オイルとエンジンオイルは、それぞれ第２流入ホール１１６ｂと第３流入ホール１１６ｃを通って放熱部１１０の第２連結流路１１４ｂと第３連結流路１１４ｃに流れるが、第１連結流路１１４ａに冷却水が流れないため、放熱部１１０において変速機オイルとエンジンオイルは、冷却水と熱交換しない。
【００４８】
つまり、車両の走行状態、アイドルモード、初期始動のような車両の状態やモードに応じて変速機オイルとエンジンオイルのウォームアップが必要な場合には、第１連結流路１１４ａに連結パイプ１２２からの低温の冷却水が流れないようにすることができ、変速機オイルとエンジンオイルの必要以上の温度低下を防止できる。
【００４９】
反対に、冷却水の温度が設定温度より高い場合には、図１２に示したように、バルブユニット１３０の変形部材１４２が弛んで拡がり、変形部１４６を形成する環状部材の間に空間Ｓを形成して冷却水が流れ、流入ポート１２４からの冷却水は、空間Ｓを通って第１流入ホール１１６ａから、第１連結流路１１４ａ、第１排出ホール１１８ａを経て連結パイプ１２２に至る冷却水ラインができ、排出ポート１２６を経てラジエータ２０に出ていく。これによって、放熱部１１０の第１連結流路１１４ａに冷却水が流れて、第２連結流路１１４ｂおよび第３連結流路１１４ｃと熱交換できる。
【００５０】
この場合、自動変速機４０からの変速機オイルは、第２流入ホール１１６ｂから第２連結流路１１４ｂに入って第１連結流路１１４ａの冷却水と熱交換し、エンジン５０からのエンジンオイルは、第３流入ホール１１６ｃから第３連結流路１１４ｃに入って第１連結流路１１４ａの冷却水と熱交換して、それぞれ温度が調節される。
【００５１】
変速機オイルとエンジンオイルは、それぞれ放熱部１１０の内部で第１連結流路１１４ａの上、下部にそれぞれ形成された第２連結流路１１４ｂ、第３連結流路１１４ｃを通過し、第２排出ホール１１８ｂ、第３排出ホール１１８ｃを通って放熱部１１０から出て自動変速機４０とエンジン５０に供給される。
【００５２】
この時、冷却水の水温に応じて作動するバルブユニット１３０によって、冷却水は、第１連結流路１１４ａに選択的に流入され、第２連結流路１１４ｂと第３連結流路１１４ｃを通過する変速機オイルとエンジンオイルと熱交換が行われる。このとき、冷却水と変速機オイルは互いに反対方向に流れて熱交換し、冷却水とエンジンオイルも互いに反対方向に流れて熱交換するのがよい。これによって、変速機オイルとエンジンオイルは冷却水と効率よく熱交換ができる。
【００５３】
本発明の車両用熱交換器により、トルクコンバーターの作動により発生した流体摩擦で温度が上昇して冷却が必要な変速機オイルと、エンジン５０の作動で温度が上昇したエンジンオイルは、それぞれ放熱部１１０で冷却水により冷却されて、自動変速機４０とエンジン５０に戻される。つまり、熱交換器１００は、車両の走行時には、冷却されたエンジンオイルと変速機オイルを供給することによって、自動変速機４０のスリップ発生を防止し、エンジン５０のノッキング（Ｋｎｏｃｋｉｎｇ）および酸敗（ｒａｎｃｉｄｉｔｙ）現象の発生を防止することができる。
【００５４】
また、車両の始動後、中・高速運行時には、温度上昇が速い冷却水によって放熱部１１０での熱交換を通ってエンジンオイルと変速機オイルの温度を上昇させ、変速機オイルとエンジンオイルを自動変速機４０とエンジン５０に供給することによって、自動変速機４０とエンジン５０に摩擦損失を低減させて燃費を上昇させることができる。
【００５５】
一方、エンドキャップ１４８は、変形部材１４２が伸びた状態で流入ポート１２４に流入された冷却水が排出ポート１２６から直ちに排出しないようにすると同時に、第１流入ホール１１６ａが変形部１４６により閉鎖されているときに貫通ホール１４９を通って少量の冷却水が変形部１４６に流れ入って、冷却水の流入圧力により変形部材１４２が破損するのを防止できる。
【００５６】
上述のように本発明の実施形態による車両用熱交換器１００を適用すれば、車両の走行状態や初期始動条件に応じて流入され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って、作動流体の温度調節を効率的に行うことができる。
【００５７】
バルブユニット１３０は、形状記憶合金素材で製作した変形部材１４２を用いているので、冷却水の温度に応じて流路を変えることができ、熱交換器１００での冷却水の流れを正確に制御することができる。しかも、構造が簡単で、重量を低減させることができ、製作コストを下げることができる。車両の状態により作動流体の温度調節が可能であるため、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る。
【００５８】
本発明の車両用熱交換器１００は、一つの熱交換器で２種の作動流体を冷却水とそれぞれ相互に熱交換させることができ、構成および全体パッケージが簡素化され、組み立て工程数を減らすことができる。
【００５９】
別途の分岐回路が必要でないので、製作原価の節減および作業性を向上させることができ、狭いエンジンルーム内部で空間活用性を高め、連結ホースのレイアウトを簡素化することができる。
【００６０】
作動流体が自動変速機４０の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、走行時にスリップ防止および耐久維持のための冷却機能の同時遂行が可能であるため、燃費および変速機の耐久性を向上させることができる。
【００６１】
冷却水を利用して変速機オイルとエンジンオイルをウォームアップまたは冷却させることができるため、空冷式熱交換器に比べて熱交換効率が向上し、自動変速機・エンジン冷却システムの全体的な冷房性能と暖房性能を向上させることができる。
【００６２】
本発明の車両用熱交換器１００を説明するに当たり、作動流体として冷却水、変速機オイルおよびエンジンオイルを例示したが、これに限定されず、熱交換を通って冷却または温度上昇が必要な作動流体には全て適用が可能である。
【００６３】
本発明の車両用熱交換器を説明するに当たり、図面上には複数のプレート１１２が単に積層されて構成するように説明したが、これに限定されず、熱交換器の装着を考慮して一面と他面にそれぞれ他部品との接触による破損を防止したり、他部品またはエンジンルーム内部に固定させるためのカバー、ブラケットなどが装着されてもよい。
【００６４】
本発明は、限定された実施形態と図面により説明したが、本発明はこれにより限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正および変形が可能であることは当然である。
【符号の説明】
【００６５】
１００；車両用熱交換器
１１０；放熱部
１１２；プレート
１１４；連結流路
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ；第１、第２、第３連結流路
１１６；流入ホール
１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ；第１、第２、第３流入ホール
１１８；排出ホール
１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ；第１、第２、第３排出ホール
１２０；分岐部
１２２；連結パイプ、
１２４；流入ポート
１２６；排出ポート
１３０；バルブユニット
１３２；装着キャップ
１３４；挿入部
１３６；装着部
１３８；掛け部
１３９；工具溝
１４２；変形部材
１４４；固定部
１４６；変形部
１４８；エンドキャップ
１４９；貫通ホール
２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ；第１、第２、第３連結流路
【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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