(57)【要約】【課題】  流通媒体の熱交換が不要な場合における流通抵抗の大幅な低減を低減できる車両用熱交換器の提供。【解決手段】  タンク２の仕切り部を隔てた位置に流通媒体の入口１９と出口２０を設け、仕切り部に、隣接する室同士を連通状態に変更可能なバルブ１０を設け、バルブ１０を開弁した際に、流通媒体の略全量を入口１９から全てのパスＰ１〜Ｐ３をバイパスさせて出口２０に向かうように流通させることとした。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、
前記一対のタンクに両端部が連通接続された複数のチューブを有するコア部と、
前記一対のタンクのうちの少なくとも一方のタンク内を複数の室に区分けする仕切り部を備え、
前記コア部は前記複数の室に対応するチューブを１パスとする複数のパスに区分けされ、且つ、流通媒体が各タンク内を折り返して各パスを順に流通するように構成された車両用熱交換器において、
前記一方のタンクの仕切り部を隔てた位置に流通媒体の入口と出口を設け、
前記仕切り部に、隣接する室同士を連通状態に変更可能なバルブを設け、
前記バルブを開弁した際に、流通媒体の略全量を入口から全てのパスをバイパスさせて出口に向かうように流通させることを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項２】
請求項１記載の車両用熱交換器において、
前記一方のタンク内に第１仕切り部と第２仕切り部を設けて第１〜３室に区分けし、
前記バルブを、第２室の長手方向に亘って延設されたシャフトと、
前記第１仕切り部の第１連通孔に臨んだ状態でシャフトの第１室側に連結され、且つ、温度変化による熱膨張体の体積変化をシャフトに軸方向へ伝達させて移動可能な第１弁体と、
前記第２仕切り部の第２連通孔に臨んだ状態でシャフトの第２室側に連結され、且つ、温度変化による熱膨張体の体積変化をシャフトに軸方向へ伝達させて移動可能な第２弁体と、
前記第１弁体を第２弁体側へ付勢可能に支承する第１付勢手段と、
前記第２弁体を第１付勢手段の付勢力よりも小さい付勢力で第１弁体側へ付勢可能に支承する第２付勢手段で構成し、
前記入口を第１室に連通した状態で設けると共に、出口を第２連通孔の側壁を貫通した状態で、且つ、第３室と連通した状態で設け、
流通媒体の温度が低温度域では、両弁体とそれぞれ対応する各連通孔との間に隙間を形成することにより、流通媒体の略全量を入口から全てのパスをバイパスさせて出口に向かうように流通させ、
流通媒体の温度が中温度域では、第２弁体が第２付勢手段の付勢力に抗して移動して第２連通孔との隙間を閉じる一方、第１弁体が第１連通孔との間に隙間を形成することにより、流通媒体を入口から第１室及び第２室にそれぞれ対応するパスから他方のタンクで折り返した後、第３室に対応するパスから出口に向かうように流通させ、
前記流通媒体の温度が高温度域では、第１弁体が第１付勢手段の付勢力に抗して移動して第１連通孔との隙間を閉じる一方、第２弁体が第２付勢手段の付勢力に抗して移動して、第２連通孔の出口を第２室及び第３室に連通させる位置まで移動することにより、流通媒体を入口から第１室に対応するパスから他方のタンクで折り返した後、第２室及び第３室にそれぞれ対応するパスから出口に向かうように流通させることを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項３】
請求項１または２記載の車両用熱交換器において、
前記車両用熱交換器をオイルクーラとしたことを特徴とする車両用熱交換器。
【請求項４】
請求項１または２記載の車両用熱交換器において、
前記車両用熱交換器をラジエータとしたことを特徴とする車両用熱交換器。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
従来、所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、一対のタンクに両端部が連通接続された複数のチューブを有するコア部と、一対のタンクのうちの少なくとも一方のタンク内を複数の室に区分けする仕切り部を備え、コア部は複数の室に対応するチューブを１パスとする複数のパスに区分けされ、且つ、流通媒体が各タンク内を折り返して各パスを順に流通するように構成された車両用熱交換器の技術が公知となっている（特許文献１参照）。
また、このような車両熱交換器における流通媒体の流通抵抗の低減を目的として、入口から流入する流通媒体の一部をバイパス通路にバイパスさせて出口に誘導するようにした車両熱交換器が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−７１４８０号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５６９９号公報
【特許文献３】特開平０７−９８３９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の発明にあっては、バイパス通路のバルブ機構を開弁させた際に、流通媒体の一部が入口からコア部をバイパスして出口に向かうように誘導しているため、流通媒体の冷却を必要としない場合における流通抵抗の大幅な低減を実現することができなかった。
【０００４】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、流通媒体の冷却を必要としない場合における流通抵抗の大幅な低減を低減できる車両用熱交換器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１記載の発明では、所定間隔を置いて配置される一対のタンクと、上記一対のタンクに両端部が連通接続された複数のチューブと、隣接するチューブ同士間に配置されたフィンとから成るコア部と、上記一対のタンクのうちの少なくとも一方のタンク内を複数の室に区分けする仕切り部を備え、上記コア部は前記複数の室に対応するチューブを１パスとする複数のパスに区分けされ、且つ、流通媒体が各タンク内を折り返して各パスを順に流通するように構成された車両用熱交換器において、上記一方のタンクの仕切り部を隔てた位置に流通媒体の入口と出口を設け、上記仕切り部に、隣接する室同士を連通状態に変更可能なバルブを設け、上記バルブを開弁した際に、流通媒体の略全量を入口から全てのパスをバイパスさせて出口に向かうように流通させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１記載の発明では、一方のタンクの仕切り部を隔てた位置に流通媒体の入口と出口を設け、仕切り部に、隣接する室同士を連通状態に変更可能なバルブを設け、バルブを開弁した際に、流通媒体の略全量を入口から全てのパスをバイパスさせて出口に向かうように流通させる。
これにより、流通媒体の冷却を必要としない場合における流通抵抗の大幅な低減を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【０００８】
以下、実施例１を説明する。
図１は実施例１の車両用熱交換器を示す正面図、図２は実施例１のタンクの内部を説明する図、図３〜６は実施例１の車両用熱交換器の作用を説明する図である。
【０００９】
先ず、全体構成を説明する。
図１に示すように、実施例１の車両用熱交換器１では、左右に所定間隔を置いて配置された一対のタンク2,3と、タンク2,3の間に配置されたコア部４を有する所謂パラレルフロー型の熱交換器が採用されている。
【００１０】
コア部４は、長手方向両端部がタンク2,3内に連通接続された複数の管状のチューブ５で構成されている。
【００１１】
タンク２は、タンク本体２ａと、このタンク本体２ａのコア部４側に接合され、チューブ５の対応する端部が挿通し固定された板状のチューブプレート２ｂで構成されている。
タンク３は、タンク本体３ａと、このタンク本体３ａのコア部４側に接合され、チューブ５の対応する端部が挿通し固定された板状のチューブプレート３ｂで構成されている。
【００１２】
タンク３の内部には、各チューブ５と連通した状態で１つの室が形成される一方、タンク２の内部は、図２に示すように、第１仕切り部６と第２仕切り部７で区分けされた第１室Ｒ１〜第３室Ｒ３が形成されている。
また、後述するが、第１室Ｒ１〜第３室Ｒ３にそれぞれ対応するチューブ５はパスＰ１〜Ｐ３となる。
【００１３】
また、第２室Ｒ２にはバルブ１０が内蔵されている。
バルブ１０は、シャフト１１と、第１弁体１２と、第２弁体１３と、第１バネ１４（請求項の第１付勢手段に相当）と、第２バネ１５（請求項の第１付勢手段に相当）等が備えられている。
【００１４】
シャフト１１は、長尺の円柱状を成して第２室Ｒ２の長手方向に亘って延設される他、その第１室Ｒ１側には、第１仕切り部６に形成された環状の第１連通孔１６に臨んだ状態で第１弁体１２が連結されている。
【００１５】
一方、シャフト１１の第２室Ｒ２側には、第２仕切り部７に形成された環状の第２連通孔１７に臨んだ状態で第２弁体１３が連結されている。
また、第１弁体１２及び第２弁体１３は、公知のサーモエレメント（特許文献３参照）と同様の構造であり、その内部には図示しない流動体がシャフト１１のそれぞれ対応する端部に望んだ状態で密封されると共に、この流動体のシャフト１１と反対側に面した位置に、温度変化により熱膨張・収縮する熱膨張体１８が収容されている。
また、第１弁体１２の熱膨張体１８は、第１弁体１２の雰囲気温度が１００℃以上になると熱膨張して図示しない流動体を介してシャフト１１を軸方向へ押し出す力を付与するように設定されている。
一方、第２弁体１３の熱膨張体１８は、第２弁体１３の雰囲気温度が８０℃以上になると熱膨張して流動体を介してシャフト１１を軸方向へ押し出す力を付与するように設定されている。
【００１６】
第１弁体１２は、第１連通孔１６の段部１６ａに係止された第１バネ１４によって支承される一方、第２弁体１３は第２連通孔１７の下部に係止された第２バネ１５によって支承されている。
なお、両バネ１４、１５は自然長状態で設けられる他、第１バネ１４のバネ定数は第２バネ１５よりも大きく設定され、換言すると、第１バネ１４の第１弁体１２に対する付勢力は第２バネ１５の第２弁体１３に対する付勢力よりも大きくなるように設定されている。
【００１７】
また、第１室Ｒ１は第１連通孔１６に連通されると共に、その側壁には環状の入口１９が貫通形成されている。
さらに、第３室Ｒ３は第２連通孔１７に連通されると共に、後述する側壁の一部と第２連通孔１７の側壁に掛けて略環状の出口２０が貫通形成されている。
出口２０の一部は、第３室Ｒ３の側壁の一部に切欠された溝２０ａで形成されている。
なお、実施例１の車両用熱交換器１は、第１弁体１２及び第２弁体１３の一部（熱膨張体１８及び流動体）を除く全ての構成造材がアルミ製であり、各部の接合部位は、ろう付けまたは溶接で固定されているが、これらの材質や固定方法は適宜設定できる。
また、隣接するチューブ５同士間に波板状のフィンを設けたり、各チューブ５の内部にインナーフィンを設けても良い。
【００１８】
次に、作用を説明する。
このように構成された車両用熱交換器１では、タンク２の入口１９と出口２０が図示しない自動車のトランスミッション装置（またはパワーステアリング装置等）と環状に連通接続され、タンク２の入口１９から流通媒体としてのオイルが流入する。
【００１９】
<オイルの低温度域>
この際、オイルが８０℃未満の低温度域では、図２に示すように、両弁体12,13とそれぞれ対応する各連通孔16,17との間に隙間を形成することにより、オイル（破線矢印で図示）の略全量を入口１９から全てのパスＰ１〜Ｐ３をバイパスさせて出口２０に向かうように流通させて排出できる。
なお、各パスＰ１〜Ｐ３への流通抵抗はバイパス側の流通抵抗に比べて大幅に大きいため、各室Ｒ１〜Ｒ３からそれぞれ対応するチューブ５へオイルは殆ど流入しない。
【００２０】
従って、タンク２内がオイルのバイパス通路となって流通抵抗を大幅に低減でき、オイルの低温度域に要求される流通抵抗の低減化を実現できる。
【００２１】
<オイルの中温度域>
次に、オイルが８０℃〜１００℃未満の中温度域では、図３に示すように、第２弁体１３の熱膨張体１８が熱膨張し始めてシャフト１１を押し出すことにより、第２弁体１３が第２バネ１５の付勢力に抗して移動して第２連通孔１７との隙間を閉じる一方、第１弁体１２が第１連通孔１６との間に隙間を形成する。
【００２２】
これにより、図３、４に示すように、オイル（破線矢印で図示）を入口１９から第１室Ｒ１及び第２室Ｒ２にそれぞれ対応するパスＰ１、Ｐ２を介してタンク３で折り返した後、第３室Ｒ３に対応するパスＰ３から出口２０に向かうように流通させて排出できる。
【００２３】
従って、オイルをパスＰ１〜Ｐ３のチューブ５の流通させる間にコア部４を通過する車両走行風または図示しないファンの強制風と熱交換させて冷却でき、オイルクーラとして機能させることができる。
また、第１室Ｒ１と第２室Ｒ２に対応するパスＰ１、Ｐ２がタンク３を折り返すため、オイルの中温度域に要求される冷却性能と流通抵抗の低減化の両立を実現できる。
また、第１弁体１２と第２弁体１３はシャフト１１で連結される上、それぞれ前述した付勢力の第１バネ１４と第２バネ１５で付勢されるため、これら両者を協働させて各連通孔16,17を開閉できる。
【００２４】
<オイルの高温度域>
次に、オイルがさらに温度上昇して１００℃以上となった高温度域では、図５に示すように、第１弁体１２の熱膨張体１８が熱膨張してシャフト１１を押し出すことにより、第１弁体１２が第１バネ１４の付勢力に抗して移動して第１連通孔１６との隙間を閉じる。
また、第２弁体１３の熱膨張体１８が最大限まで熱膨張してシャフト１１を押し出すことにより、第２弁体１３が第２バネ１５の付勢力に抗して移動して、第２連通孔１７の出口２０を第２室Ｒ２及び第３室Ｒ３に連通させる位置まで移動する。
【００２５】
これにより、図５、６に示すように、オイル（破線矢印で図示）を入口１９から第１室Ｒ１に対応するパスＰ１を介してタンク３で折り返した後、第２室Ｒ２及び第３室Ｒ３にそれぞれ対応するパスＰ２、Ｐ３から出口２０に向かうように流通させて排出できる。
なお、この際、第３室Ｒ３のオイルは溝２０ａを介して出口２０にスムーズに流通する。
【００２６】
従って、オイルをパスＰ１〜Ｐ３のチューブ５に流通させる間にコア部４を通過する車両走行風または図示しないファンの強制風と熱交換させて冷却でき、オイルクーラとして機能させることができる。
また、オイルの中温度域に比べてタンク３を折り返すパスＰ１、Ｐ２が第２室Ｒ２のパスＰ２の分だけ多いため、オイルの流路を長くして冷却性能をさらに向上でき、オイルの高温度域に要求される冷却性能を発揮できる。
【００２７】
このように、実施例２の車両用熱交換器では、オイルの温度に応じて流通媒体がタンク３で折り返すパスＰ１〜Ｐ３の数を多段的（３段階）に変化させることができ、オイルの低温度域に要求される流通抵抗の低減化と、オイルの中温度域における冷却性能と流通抵抗の低減化の両立と、オイルの高温度域における冷却性能を実現できる。
【００２８】
次に、効果を説明する。
以上、説明したように、実施例１の発明では、タンク２の仕切り部を隔てた位置にオイルの入口１９と出口２０を設け、仕切り部に、隣接する室Ｒ１〜Ｒ３同士を連通状態に変更可能なバルブ１０を設け、バルブ１０を開弁した際に、オイルの略全量を入口１９から全てのパスＰ１〜Ｐ３をバイパスさせて出口２０に向かうように流通させるため、オイルの熱交換が不要な場合における流通抵抗の大幅な低減を低減できる。
【００２９】
また、オイルの温度が低温度域では、両弁体12,13とそれぞれ対応する各連通孔16,17との間に隙間を形成することにより、オイルの略全量を入口１９から全てのパスＰ１〜Ｐ３をバイパスさせて出口２０に向かうように流通させ、オイルの温度が中温度域では、第２弁体１３が第２バネ１５の付勢力に抗して移動して第２連通孔１７との隙間を閉じる一方、第１弁体１２が第１連通孔１６との間に隙間を形成することにより、オイルを入口１９から第１室Ｒ１及び第２室Ｒ２にそれぞれ対応するパスＰ１、Ｐ２からタンク３で折り返した後、第３室Ｒ３に対応するパスＰ３から出口２０に向かうように流通させ、オイルの温度が高温度域では、第１弁体１２が第１バネ１４の付勢力に抗して移動して第１連通孔１６との隙間を閉じる一方、第２弁体１３が第２バネ１５の付勢力に抗して移動して、第２連通孔１７の出口２０を第２室Ｒ２及び第３室Ｒ３に連通させる位置まで移動することにより、オイルを入口１９から第１室Ｒ１に対応するパスＰ１からタンク３で折り返した後、第２室Ｒ２及び第３室Ｒ３にそれぞれ対応するパスＰ２、Ｐ３から出口２０に向かうように流通させるため、オイルの温度上昇に応じてタンク３を折り返すパスＰ１〜Ｐ３の数を３段階に変化させて増加でき、これにより、必要な冷却性能と流通抵抗の低減を実現できる。
また、第１弁体１２と第２弁体１３を協働させて各連通孔16,17を開閉できる。
【００３０】
また、水等に比べて粘度が高い流通媒体をオイルとして使用するオイルクーラの流通抵抗を大幅に軽減でき、好適となる。
【実施例２】
【００３１】
以下、実施例２を説明する。
実施例２において、実施例１と同様の構成部材については同じ符号を付してその説明は省略し、相違点のみ詳述する。
【００３２】
図７は実施例２のエンジンの冷却回路のシステムを説明する図である。
【００３３】
実施例２では、実施例１で説明した車両用熱交換器１の流通媒体をエンジン冷却水に代えてラジエータ３０に適用したという点が実施例１と異なる。
具体的には、図７に示すように、ラジエータ３０はウォーターポンプ３１を介してエンジン３２と環状に接続されている。
なお、チューブ５の設置数や形状はラジエータ３０の冷却性能の仕様要求に応じて適宜設定できる。勿論、隣接するチューブ５同士間に波板状のフィンを設けても良い。
【００３４】
そして、実施例１と同様に流通媒体を熱交換させる必要がない場合、即ち、エンジン３２を冷却する必要がない場合には、流通媒体の略全量を入口１９から全てのパスＰ１〜Ｐ３をバイパスさせて出口２０に向かうように流通させることにより、タンク２内をバイパス通路として使用できる。
【００３５】
従って、実施例２の車両用熱交換器１では、実施例１と同様の作用・効果に加えて、従来のエンジンの冷却回路におけるバイパス通路３３（二点鎖線で図示）とサーモスタットバルブ３４（二点鎖線で図示）を省略できる。
【００３６】
以上、実施例を説明してきたが、本発明は上述の実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
例えば、車両用熱交換器の種類は適宜設定でき、例えば車室内空調用のコンデンサに適用しても良い。
【００３７】
また、実施例１では、左右に離間して配置された一対のタンクの間にコア部が配置された所謂パラレルフロー型の車両用熱交換器について説明したが、上下に離間して配置された一対のタンクの間にコア部が配置された所謂ダウンフロー型の車両用熱交換器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１の車両用熱交換器を示す正面図である。
【図２】実施例１のタンクの内部を説明する図である。
【図３】実施例１の車両用熱交換器の作用を説明する図である。
【図４】実施例１の車両用熱交換器の作用を説明する図ある。
【図５】実施例１の車両用熱交換器の作用を説明する図である。
【図６】実施例１の車両用熱交換器の作用を説明する図である。
【図７】実施例２の車両用熱交換器のエンジン冷却回路を説明する図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｒ１  第１室
Ｒ２  第２室
Ｒ３  第３室
１  車両用熱交換器
２、３  タンク
２ａ、３ａ  タンク本体
２ａ、３ａ  チューブプレート
４  コア部
５  チューブ
６  第１仕切り部
７  第２仕切り部
１０  バルブ
１１  シャフト
１２  第１弁体
１３  第２弁体
１４  第１バネ
１５  第２バネ
１６  第１連通孔
１６ａ  段部
１７  第２連通孔
１８  熱膨張体
１９  入口
２０  出口
２０ａ  溝
３０  ラジエータ
３１  ウォーターポンプ
３２  エンジン
３３  バイパス通路
３４  サーモスタットバルブ
【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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