JP2014085105A - 車両用熱交換機 - Google Patents

Abstract

【課題】作動流体が熱交換による温度調節時、車両の走行状態や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える車両用熱交換機を提供する。
【解決手段】複数のプレートが積層されて、内部に第１連結流路と第２連結流路を交番的に形成し、第１、第２連結流路に第１、第２作動流体がそれぞれ流入し、熱交換が行われ、第１、第２連結流路に供給された第１、第２作動流体は互いに混合されずに循環する放熱部；第１、第２作動流体のうちの一つを流入させるための流入孔と、一つの作動流体を排出するための排出孔とを連結し、一つの作動流体の温度によって一つの作動流体が放熱部をバイパスする分岐部；及び分岐部を形成する流入孔に装着されて、流入孔に流入する作動流体の温度によって作動流体を放熱部または分岐部に選択的に供給するように形成されたバルブユニット；を含む。
【選択図】図３

Description

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

一般に、熱交換機は、温度が高い流体から電熱壁によって温度が低い流体に熱を伝達するもので、加熱器、冷却器、蒸発器、及び凝縮機などに使用される。

このような熱交換機は、熱エネルギーを再使用するか、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するようになり、通常、車両の空調システムや変速機オイルクーラなどに適用し、エンジンルームに装着される。

ここで、熱交換機は、限定された空間を有するエンジンルームに装着時、空間確保及び装着が困難であるので、小型、軽量化及び高効率・高機能化のための研究が続いている実情である。

しかし、従来の熱交換機は、車両の状態によっ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、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上に別途の分岐回路及びバルブを設置しなければならないため、構成要素及び組立工数が増加し、レイアウトが複雑になる問題点がある。

また、別途の分岐回路及びバルブの未設置時には、作動流体の流量に応じた熱交換量の制御が不可能であって、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。

そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、それぞれの作動流体が内部で相互熱交換による温度調節時、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える車両用熱交換機を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、車両の状態に応じた作動流体の温度調節が可能であることによって、車両の燃費改善、及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数を削減することが可能な車両用熱交換機を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の実施例による車両用熱交換機は、複数のプレートが積層されて、内部に第１連結流路と第２連結流路を交番的に形成し、前記第１、第２連結流路に第１、第２作動流体がそれぞれ流入して、前記第１、第２連結流路を通過しながら相互熱交換が行われ、前記第１、第２連結流路に供給された第１、第２作動流体は互いに混合されずに循環する放熱部；前記第１、第２作動流体のうちの一つを流入させるための流入孔と、前記一つの作動流体を排出するための排出孔とを連結し、前記一つの作動流体の温度によって前記一つの作動流体が前記放熱部をバイパスするようにする分岐部；及び 前記分岐部を形成する流入孔に装着されて、前記流入孔に流入する作動流体の温度によって、前記作動流体を前記放熱部または前記分岐部に選択的に供給するように形成されたバルブユニット；を含むことができる。

前記第１作動流体は、第１流入孔を通して前記放熱部に流入し、第１排出孔を通して前記放熱部から流出し、前記第１流入孔と前記第１排出孔は第１連結流路によって連結され、前記第２作動流体は、第２流入孔を通して前記放熱部に流入して、第２排出孔を通して前記放熱部から流出し、前記第２流入孔と前記第２排出孔は第２連結流路によって連結され、 前記第１、２流入孔は、前記放熱部の長さ方向に一面両側にそれぞれ形成され、前記第１、第２排出孔は、前記第１、第２流入孔から離隔しており、前記放熱部の長さ方向に一面両側に形成されてもよい。

前記分岐部は、前記第１流入孔と第１排出孔を連結し、前記放熱部の一面から突出するように形成されてもよい。

前記第１流入孔と第１排出孔は、前記放熱部の一面で対角線方向に各角部に形成されてもよい。

前記第２流入孔と第２排出孔は、前記放熱部の一面で前記第１流入孔と第１排出孔に互いに対称するように形成されてもよい。

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ってもよい。

前記冷却水は、第１流入孔、第１連結流路、及び第１排出孔を通して循環し、前記変速機オイルは、第２流入孔、第２連結流路、及び第２排出孔を通して循環してもよい。

前記分岐部は、前記第１流入孔と第１排出孔に近接した位置で前記第１連結流路とは別途に、前記第１流入孔に流入した冷却水を前記第１排出孔に直ちに排出させるように形成されたバイパス流路を備えてもよい。

前記バルブユニットは、その上面に装着溝が形成された突出部が一体に形成され、前記第１流入孔に対応して前記放熱部の他面に固定装着される固定部材；前記固定部材の装着溝に下段部が挿入されて固定する固定ロッド；前記固定ロッドの上部が挿入され、その内部には温度によって膨張または収縮する変形物質が充填され、前記固定ロッドに沿ってスライド可能に備わる移動部材；前記固定部材の上部で前記移動部材の上段に上面内側が接触するように装着されて、前記移動部材と共に上昇または下降し、下部に少なくとも一つ以上の第１開口孔が形成されるインナーケース；前記移動部材と前記インナーケースの間に介されて、前記移動部材と共に上昇または下降する前記インナーケースによって引張または圧縮されながら、前記第１開口孔を選択的に開閉する開閉部材；及び前記インナーケースの外部を囲み、前記インナーケースの昇下降移動を案内し、上部には前記分岐部に対応して少なくとも一つ以上のバイパス孔が形成され、前記バイパス孔と離隔した下部には前記第１開口孔に対応して少なくとも一つ以上の第２開口孔が形成されて、前記固定部材の上部に固定するアウターケース；を含むことができる。

前記開閉部材は、その一端が前記突出部に結合され、他端が前記インナーケースの上部に結合されてもよい。

前記固定部材は、前記放熱部にねじ締結されてもよい。

前記変形物質は、作動流体の温度によって収縮膨張するワックス素材からなってもよい。

前記インナーケースには、その外周面に少なくとも一つ以上のガイド突起が突出形成されてもよい。

前記アウターケースには、前記ガイド突起に対応してその外周面に少なくとも一つ以上のガイドスロットが形成され、前記ガイドスロットには、前記ガイド突起がスライド移動可能に挿入されてもよい。

前記ガイド突起は、前記インナーケースの上昇時、前記ガイドスロット上でスライド移動しながら、前記インナーケースの移動をガイドし、前記アウターケースから前記インナーケースの離脱を防止することができる。

前記インナーケースには、前記第１流入孔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、その上部に少なくとも一つ以上の貫通孔が形成されてもよい。

前記インナーケースは、下部が開口された円筒形状に形成されてもよい。

前記インナーケースは、前記移動部材の上昇時、前記アウターケースの内部で上部にスライド移動して、前記バイパス孔を閉鎖させてもよい。

前記開閉部材は、前記移動部材が上昇する場合、前記開閉部材を形成する環状のメンバーは、互いに離隔し空間を形成して前記第１開口孔を開放し、前記移動部材が初期位置に下降する場合、前記開閉部材を形成する環状のメンバーは、互いに接触して前記第１開口孔を閉鎖させてもよい。

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した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止するシーリングが装着されてもよい。

本発明の実施例による車両用熱交換機を適用すれば、車両の走行状態や初期始動条件によっ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って、作動流体の温度調節を効率的に行うことができる。

本発明の実施例による車両用熱交換機が適用される自動変速機の冷却システムのブロック構成図である。 本発明の実施例による車両用熱交換機の斜視図である。 本発明の実施例による車両用熱交換機の部分切開斜視図である。 図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の実施例による車両用熱交換機に適用されるバルブユニットの斜視図である。 本発明の実施例による車両用熱交換機に適用されるバルブユニットの分解斜視図である。 本発明の実施例による車両用熱交換機に適用されるバルブユニットの作動状態図である。 本発明の実施例による車両用熱交換機の作動状態を示した図面である。 本発明の実施例による車両用熱交換機の作動状態を示した図面である。

以下、本発明の好ましい実施例について、添付した図面に基づいて詳細に説明する。

これに先立ち、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は、本発明の最も好ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想を全て代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替できる多様な均等物と変形例がある可能性を了承しなければならない。

図１は、本発明の実施例による車両用熱交換機が適用される自動変速機の冷却システムのブロック構成図であり、図２と図３は、本発明の実施例による車両用熱交換機の斜視図及び部分切開斜視図であり、図４は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図５は、図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり、図６と図７は、本発明の実施例による車両用熱交換機に適用されるバルブユニットの斜視図及び分解斜視図である。

図面を参照すれば、本発明の実施例による車両用熱交換機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に示したように、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２０を通過しながら、冷却され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」という）が備えられて、この冷却ライン（Ｃ．Ｌ）上には示されていない車両暖房システムと連結されるヒーターコア３０を含んで構成される。

ここで、本発明の実施例による車両用熱交換機１００は、それぞれの作動流体が内部に流動される水冷式であって、相互熱交換による温度調節時、車両の走行状態や初期始動条件に合うように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えるように、温度変化に応じて作動するバルブユニットが適用された構造からなる。

このために、本発明の実施例による車両用熱交換機１００は、前記ウォータポンプ１０とヒーターコア３０の間に備えられて、自動変速機４０とオイルライン（Ｏｉｌ Ｌｉｎｅ：以下、「Ｏ．Ｌ」という）によってそれぞれ相互連結される。

つまり、本実施例において、前記各作動流体は、前記ラジエータ２０から流入する冷却水と、前記自動変速機４０から流入する変速機オイルとで構成され、前記熱交換機１００を通じて冷却水と変速機オイルの相互熱交換が行われるようにして、変速機オイルの温度を調節する。

このような熱交換機１００は、図２と図３に示したように、大きく放熱部１１０、分岐部１２０、及びバルブユニット１３０を含んで構成されるが、これについて各構成別にさらに詳細に説明する。

まず、前記放熱部１１０は、複数のプレート１１２が積層されて形成され、隣接するプレート１１２０の間には複数の連結流路１１４が形成される。前記複数の連結流路１１４の一部には冷却水が流れ、複数の連結流路１１４の他の一部には変速機オイルが流れる。前記変速機オイルが流れる他の一部の連結流路１１４は、前記冷却水が流れる隣接する一部の連結流路１１４の間に配置されて、区画されている。この過程で前記冷却水と変速機オイルとの熱交換が行われる。

また、一つの連結流路１１４に供給された作動流体は、他の一つの連結流路１１４に供給された他の作動流体と混合されないようになっている。

ここで、前記放熱部１１０は、冷却水、変速機オイル、及びエンジンオイルの流動を対向流（ｃｏｕｎｔｅｒｆｌｏｗ）させて、相互熱交換が行われるようにする。

このように構成される前記放熱部１１０は、複数のプレート１１２が積層される判型（または、「プレート型」ともいう）に形成してもよい。

そして、前記分岐部１２０は、前記放熱部１１０で各作動流体を流入させるように形成された複数の流入孔１１６のいずれか一つの流入孔１１６と、前記放熱部１１０から各作動流体を排出させるように形成された複数の排出孔１１８のいずれか一つの排出孔１１８とを相互連結する。

このような分岐部１２０は、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るようになる。

一方、本実施例において、前記流入孔１１６は、放熱部１１０の長さ方向に一面両側にそれぞれ形成される第１流入孔１１６ａと第２流入孔１１６ｂで構成される。

そして、前記各排出孔１１８は、前記放熱部１１０の長さ方向に一面両側にそれぞれ形成される第１排出孔１１８ａと第２排出孔１１８ｂを含んでもよい。前記第１排出孔１１８ａと第２排出孔１１８ｂは、前記第１流入孔１１６ａと第２流入孔１１６ｂに対応して、前記第１流入孔１１６ａと第２流入孔１１６ｂにそれぞれ離隔するように形成される。

また、前記各排出孔１１８は、前記放熱部１１０の内部でそれぞれの連結流路１１４を通して前記第１流入孔１１６ａと第２流入孔１１６ｂに相互連結される。

ここで、前記第１流入孔１１６ａと第１排出孔１１８ａは、前記放熱部１１０の一面で対角線方向に各角部に形成される。

前記第２流入孔１１６ｂと第２排出孔１１８ｂは、前記第１流入孔１１６ａと第１排出孔１１８ａと対称するように、前記放熱部１１０の一面で対角線方向に各角部に形成される。

そして、前記分岐部１２０は、前記第１流入孔１１６ａと第１排出孔１１８ａの間を相互連結し、前記放熱部１１０の一面から突出するように形成される。

本実施例において、冷却水は、前記第１流入孔１１６ａと第１排出孔１１８ａを通して循環し、変速機オイルは、前記第２流入孔１１６ｂと第２排出孔１１８ｂを通して循環する。

一方、前記第１流入孔１１６ａと第２流入孔１１６ｂ、及び第１排出孔１１８ａと第２排出孔１１８ｂには、それぞれ連結ポット（図示せず）が装着され、この連結ポットに装着される連結ホースまたは連結配管などを通して前記ラジエータ２０と自動変速機４０に連結されてもよい。

本実施例において、前記各連結流路１１４は、図４と図５に示したように、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とを含む。

ここで、前記分岐部１２０には、前記第１流入孔１１６ａと第１排出孔１１８ｂに近接した位置で、前記第１連結流路１１４ａとは別途に前記第１流入孔１１６ａに流入した冷却水を、第１排出孔１１８ａに直ちに排出させるように別途のバイパス流路１２２が備えられている。

そして、前記バルブユニット１３０は、第１流入孔１１６ａに対応する放熱部１１０の位置に装着され、冷却水の温度によって前記放熱部１１０の内部またはバイパス流路１２２に冷却水を流入させる。

ここで、前記バルブユニット１３０は、図６と図７に示したように、固定部材１３２、固定ロッド１３８、移動部材１４２、インナーケース１４４、開閉部材１５２、アウターケース１５４を含んで構成されるが、これについて各構成別にさらに詳細に説明する。

まず、前記固定部材１３２は、その上面に装着溝１３４が形成された突出部１３６が一体に形成され、前記第１流入孔１１６ａに対応して前記放熱部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、前記放熱部１１０にねじ締結されてもよい。

前記固定ロッド１３８は、前記固定部材１３２の装着溝１３４に下段部が挿入されて固定される。

そして前記移動部材１４２は、前記固定ロッド１３８の上部が挿入され、その内部には温度によって膨張または収縮する変形物質１４３が充填され、前記固定ロッド１３８に沿ってスライド可能に備えられる。

このような移動部材１４２の内部は、作動流体の温度によって内部で収縮と膨張が行われる変形物質１４３（図４、９及び図１０参照）、例えば、ワックス素材で充填してもよい。

ここで、ワックス素材は、温度によってその体積が膨張するか、または収縮するもので、温度が高くなれば体積が膨張し、温度が低くなればさらに収縮して初期体積に復元する性質を有する素材である。

前記移動部材１４２は、前記第１流入口１１６ａを通して温度が上昇した冷却水が流入する場合、その内部に充填された前記変形物質１４３の体積が膨張することによって、前記固定ロッド１３８に装着された初期位置から上部に向かって上昇する。

これとは反対に、前記移動部材１４２は、上述の状態で温度の低い冷却水が流入する場合、その内部に充填された前記変形物質１４３の体積が収縮することによって、前記固定ロッド１３８上で下降して初期位置に復帰する。

また、前記移動部材１４２は、前記固定ロッド１３８に装着された初期状態で、温度の低い冷却水が流入する場合には、膨張または収縮が発生しないため、位置の可変が行われない。

本実施例において、前記インナーケース１４４は、前記移動部材１４２の上段または上端に上面内側が接触するように装着される。

そのために、前記インナーケース１４４は、前記移動部材１４２の膨張または収縮変形時、移動部材１４２と共に上昇または下降され、その下部には少なくとも一つ以上の第１開口孔１４６が形成される。

また、前記インナーケース１４４は、下部が開口された円筒形状に形成され、前記第１流入孔１１６ａに流入する作動流体が前記移動部材１４２と接触するように、その上部に少なくとも一つ以上の貫通孔１４８を形成してもよい。

図面において、前記貫通孔１４８は、前記インナーケース１４４の上面に、それぞれ離隔して３つが形成されたものを示しているが、これに限定されることではない。

一方、図面において、前記第１開口孔１４６は、前記インナーケース１４４の外周面の周縁に沿って１２０°角度で離隔して３つが形成されたことと示されているが、これに限定されることではない。

前記第１開口孔１４６は、前記貫通孔１４８を通して内部に流入した冷却水を、前記第１連結流路１１４ａに選択的に流入させるようになる。

前記開閉部材１５２は、前記移動部材１４２と前記インナーケース１４４の間に介されて、前記移動部材１４２と共に上昇または下降する前記インナーケース１４４によって引張または圧縮される。

前記開閉部材１５２の引張または圧縮によって、前記開閉部材１５２は前記第１開口孔１４６を選択的に開閉し、また、前記インナーケース１４４に弾発力を提供するようになる。

前記開閉部材１５２は、その一端が前記突出部１３６に結合され、他端が前記インナーケース１４４の上部に結合する。

前記開閉部材１５２は、前記移動部材１４２が前記固定ロッド１３８上で上昇する場合、前記インナーケース１４４によって引張変形されて、前記第１開口孔１４６を開放するようになる。

これとは反対に、前記開閉部材１５２は、前記移動部材が初期位置に下降する場合、初期状態に圧縮変形されて、前記第１開口孔１４６を閉鎖させるようになる。

本実施例において、前記アウターケース１５４は、前記インナーケース１４４の外部を囲んだ状態で、前記インナーケース１４４の昇下降移動を案内する。

前記アウターケース１５４の上部に、前記分岐部１２０に対応して少なくとも一つ以上のバイパス孔１５６が形成され、前記バイパス孔１５６と離隔した下部には、前記第１開口孔１４６に対応して少なくとも一つ以上の第２開口孔１５８が形成され、前記固定部材１３２に固定される。

図面において、前記バイパス孔１５６と第２開口孔１５８は、前記アウターケース１５４の上部と下部にそれぞれその周縁に沿って設定角度で離隔した位置で相互交差するように形成されたことと示されているが、これに限定されることではない。

前記第２開口孔１５８は、前記アウターケース１５４の下部に形成される。

本実施例において、前記バイパス孔１５６は、前記アウターケース１５４の上部で外周面の周縁に沿って１２０°角度で離隔して３つが形成されたことと示されているが、これに限定されることではない。

ここで、前記インナーケース１４４の上部は、前記移動部材１４２の上昇時、前記アウターケース１５４の内部で上部にスライド移動して、前記バイパス孔１５６を閉鎖させるようになる。

前記インナーケース１４４の外周面には、少なくとも一つ以上のガイド突起１４９が突出形成される。

そして、前記アウターケース１５４には、前記ガイド突起１４６に対応してその外周面に少なくとも一つ以上のガイドスロット１５９が形成され、前記ガイドスロット１５９には、前記ガイド突起１４６がスライド移動可能に挿入される。

前記ガイド突起１４９は、前記インナーケース１４４の上昇時、前記ガイドスロット１５９上でスライド移動しながら前記インナーケース１４４の移動をガイドして、前記アウターケース１５４から前記インナーケース１４４の離脱を防止することができる。

図面においては前記各ガイド突起１４９とガイドスロット１５９が１２０°角度で離隔して３つが形成されることと示されているが、これに限定されることではなく、前記各ガイド突起１４９とガイドスロット１５９の個数及び位置は変更して適用してもよい。

一方、前記固定部材１３２とアウターケース１５４の間には、作動流体が漏出することを防止するためのシーリング１６２が装着される。

つまり、前記シーリング１６２は、前記固定部材１３２とアウターケース１５４の間をシールすると同時に、前記放熱部１１０と固定部材１３２の間に作動流体が外部に漏出することを防止するように、前記放熱部１１０の内周面と固定部材１３２の間をシールする。

一方、前記アウターケース１５４は、前記固定部材１３２に装着時、前記第２開口孔１５８と前記第１開口孔１４６が対応するように位置させる。

前記バルブユニット１３０の作動前、前記インナーケース１４４は、前記開閉部材１５２の弾性力によってその下端が前記固定部材１３２に接触し、前記バイパス孔１５６は、開口された状態を維持するようになる。

図８に示したように、前記第１流入孔１１６ａを通して流入した作動流体は、貫通孔１４８を通してインナーケース１４４の内部に流入する。

もし、前記作動流体の温度が設定温度以上であれば、前記移動部材１４４の内部の変形物質１４３が膨張しながら、前記移動部材１４４が前記固定ロッド１３８上で上部に移動するようになる。

このことにより、前記インナーケース１４４は上昇する前記移動部材１４２によって、アウターケース１５２の内部で上部にスライド移動するようになる。

この時、前記インナーケース１４４は、前記各ガイド突起１４９が前記ガイドスロット１５９に沿って移動するようになることで、インナーケース１４４の安定したスライド移動が行われる。

この場合、前記バイパス孔１５６は、上部に移動した前記インナーケース１４４によって閉鎖された状態となり、前記開閉部材１５２を形成する環状のメンバーは、互いに離隔して空間（Ｓｐａｃｅ：以下、「Ｓ」という）を形成するようになり、この空間（Ｓ）によって作動流体が前記第１開口孔１４６と第２開口孔１５８を通して前記第１連結流路１１４ａに流出する。

これとは反対に、設定温度以下の作動流体が前記第１流入孔１１６ａに流入すれば、前記移動部材１４２は、さらに図６に示したように、前記固定ロッド１３８の上部から下部に下降する。

この時、前記開閉部材１５２は、自体の弾性力によって圧縮されて、その弾性力によって前記インナーケース１４４を下部に下降させて、前記バイパス孔１５６をさらに開放させるようになると同時に、前記開閉部材１５２を形成する環状のメンバーが接触して、前記第１開口孔１４６と第２開口孔１５８は閉鎖された状態となる。

以下、上記のように構成される本発明の実施例による車両用熱交換機１００の作動及び作用について詳細に説明する。

図９乃至図１０は、本発明の実施例による車両用熱交換機の段階別作動状態図である。

まず、前記第１流入孔１１６ａを通して冷却水が流入する場合、冷却水の水温が設定水温より低ければ、図９に示したように、前記移動部材１４２は、前記バルブユニット１３０から前記貫通孔１４８に流入した冷却水の水温が変形発生温度より低いため、移動せずに初期状態を維持するようになる。

そのために、前記インナーケース１４４は、前記移動部材１４２が固定ロッド１３８で上昇しないことによって、初期位置（図６参照）を維持するようになり、前記アウターケース１５４のバイパス孔１５６は、開放された状態を維持するようになる。

この場合、上述のように、前記第１開口孔１４６と第２開口孔１５８は、前記開閉部材１５２によってインナーケース１４４の内部と閉鎖された状態を維持するようになって、バルブユニット１３０の内部に流入した冷却水が前記第１連結流路１１４ａに流入することが防止される。

このことにより、流入した冷却水は、開放された前記バイパス孔１５６を通して前記バルブユニット１３０から排出されて、前記放熱部１１０の第１連結流路１１４ａに流入せずに、前記分岐部１２０が形成するバイパス流路１２２を通して第１排出孔１１８ａによって排出される。

そのために、冷却水は放熱部１１０の第１連結流路１１４ａに流入することが防止され、前記第２流入孔１１６ｂを通して流入して、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止される。

つまり、前記バイパス流路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なとき、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止して、変速機オイルが冷却水との熱交換によって温度が低下することを防止するようになる。

反対に、冷却水の水温が設定水温より高い場合には、図１０に示したように、前記バルブユニット１３０の移動部材１４２は、前記貫通孔１４８に流入した冷却水によって前記固定ロッド１３８上で上昇するようになって、前記インナーケース１４４をアウターケース１５４の内部で上部に移動する。

そのために、前記インナーケース１４４の上部は前記バイパス孔１５６を閉鎖させ（図８参照）、この時、前記開閉部材１５２は引張変形して空間（Ｓ）を形成するようになる。

これにより、前記第１開口孔１４６と第２開口孔１５８は、前記インナーケース１４４の内部と前記開閉部材１５２が形成する空間（Ｓ）によって開放された状態となる。

このことにより、前記バルブユニット１３０に流入した冷却水は、空間（Ｓ）によって開放された第１開口孔１４６と第２開口孔１５８を通して排出されて、前記第１連結流路１１４ａに流入し、放熱部１１０を通過しながら前記第１排出孔１１８ａを通して排出される。

一方、前記第１流入孔１１６ａに流入した冷却水のうちの一部分は、前記バルブユニット１３０を通過しない状態で前記バイパス流路１２２を通して流動して、第１連結流路１１４ａを通過した冷却水と共に前記第１排出孔１１８ａを通して排出されてもよい。

そのために、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、前記第２流入孔１１６ｂを通して流入して第２連結流路１１４ｂを通過する変速機オイルは、前記第１連結流路１１４ａを通過する冷却水と前記放熱部１１０の内部で相互熱交換が行われて、その温度が調節される。

ここで、冷却水と変速機オイルは、第１流入孔１１６ａと第２流入孔１１６ｂが前記放熱部１１０の対角線方向に角部に形成されることによって、冷却水と変速機オイルが互いに異なる、または反対方向に流動して、相互熱交換が行われる。

そのために、トルクコンバータの作動によって発生する流体摩擦で発熱して冷却が必要な変速機オイルは、前記放熱部１１０で冷却水との相互熱交換によって冷却された状態で前記自動変速機４０に供給される。

つまり、前記熱交換機１００は、高速で回転する自動変速機４０に、冷却された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するようになる。

したがって、本発明の実施例による車両用熱交換機１００を適用すれば、車両の走行状態や初期始動条件によっ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って、作動流体の温度調節を効率的に行うことができる。

また、温度によって膨張及び収縮するワックス素材の変形物質１４３が充填された前記移動部材１４２を利用して、流入した作動流体の温度に応じて作動流体を放熱部１１０と分岐部１２０に選択的に流動させることができる。また、構成要素を簡素化し、応答性は向上させることができて、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。

また、別途の分岐回路を要しないので、製作原価の節減及び作業性の向上を図ることができ、狭いエンジンルームの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。

また、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及び耐久維持のための冷却機能を同時に行うことができるので、燃費及び変速機の耐久性を向上させることができる。

一方、本発明の実施例による車両用熱交換機１００の説明において、作動流体として冷却水、変速機オイル、及びエンジンオイルを例示しているが、これに限定されることではなく、熱交換によ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。

そして、本発明の実施例による車両用熱交換機の説明において、図面上には複数のプレートが単に積層されて構成されることを一実施例として説明しているが、これに限定されることではなく、熱交換機の装着を考慮して、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するか、或いは他部品またはエンジンルームの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。

以上、本発明はたとえ限定された実施例と図面によって説明されたが、本発明はこれによって限定されず、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って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及び変形が可能であることはもちろんである。

１００ 熱交換機
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 流入孔
１１６ａ、１１６ｂ 第１、第２流入孔
１１８ 排出孔
１１８ａ、１１８ｂ 第１、第２排出孔
１２０ 分岐部
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 突出部
１３８ 固定ロッド
１４２ 移動部材
１４４ インナーケース
１４６ 第１開口孔
１４８ 貫通孔
１４９ ガイド突起
１５２ 開閉部材
１５４ アウターケース
１５６ バイパス孔
１５８ 第２開口孔
１５９ ガイドスロット
１６２ シーリング

Claims (20)

1. 複数のプレートが積層されて、内部に第１連結流路と第２連結流路を交番的に形成し、前記第１、第２連結流路に第１、第２作動流体がそれぞれ流入して、前記第１、第２連結流路を通過しながら相互熱交換が行われ、前記第１、第２連結流路に供給された第１、第２作動流体は互いに混合されずに循環する放熱部；
   前記第１、第２作動流体のうちの一つを流入させるための流入孔と、前記一つの作動流体を排出するための排出孔とを連結し、前記一つの作動流体の温度によって前記一つの作動流体が前記放熱部をバイパスするようにする分岐部；及び
   前記分岐部を形成する流入孔に装着されて、前記流入孔に流入する作動流体の温度によって前記作動流体を前記放熱部または前記分岐部に選択的に供給するように形成されたバルブユニット；
   を含む車両用熱交換機。
2. 前記第１作動流体は、第１流入孔を通して前記放熱部に流入して、第１排出孔を通して前記放熱部から流出し、前記第１流入孔と前記第１排出孔は第１連結流路によって連結され、
   前記第２作動流体は、第２流入孔を通して前記放熱部に流入して、第２排出孔を通して前記放熱部から流出し、前記第２流入孔と前記第２排出孔は第２連結流路によって連結され、
   前記第１、２流入孔は、前記放熱部の長さ方向に一面両側にそれぞれ形成され、
   前記第１、第２排出孔は、前記第１、第２流入孔から離隔しており、前記放熱部の長さ方向に一面両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機。
3. 前記分岐部は、前記第１流入孔と第１排出孔を連結し、前記放熱部の一面から突出するよう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機。
4. 前記第１流入孔と第１排出孔は、前記放熱部の一面で対角線方向に各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機。
5. 前記第２流入孔と第２排出孔は、前記放熱部の一面で前記第１流入孔と第１排出孔に互いに対称するよう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機。
6. 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ることを特徴とする、請求項２に記載の車両用熱交換機。
7. 前記冷却水は、第１流入孔、第１連結流路、及び第１排出孔を通して循環し、
   前記変速機オイルは、第２流入孔、第２連結流路、及び第２排出孔を通して循環することを特徴とする、請求項６に記載の車両用熱交換機。
8. 前記分岐部は、前記第１流入孔と第１排出孔に近接した位置で前記第１連結流路とは別途に、前記第１流入孔に流入した冷却水を前記第１排出孔に直ちに排出させるように形成されたバイパス流路を備えることを特徴とする、請求項７に記載の車両用熱交換機。
9. 前記バルブユニットは、
   その上面に装着溝が形成された突出部が一体に形成され、前記第１流入孔に対応して前記放熱部の他面に固定装着される固定部材；
   前記固定部材の装着溝に下段部が挿入されて固定される固定ロッド；
   前記固定ロッドの上部が挿入され、その内部には温度によって膨張または収縮する変形物質が充填され、前記固定ロッドに沿ってスライド可能に備わる移動部材；
   前記固定部材の上部で前記移動部材の上端に上面内側が接触するように装着されて、前記移動部材と共に上昇または下降し、下部に少なくとも一つ以上の第１開口孔が形成されるインナーケース；
   前記移動部材と前記インナーケースの間に介されて、前記移動部材と共に上昇または下降する前記インナーケースによって引張または圧縮されながら、前記第１開口孔を選択的に開閉する開閉部材；及び
   前記インナーケースの外部を囲み、前記インナーケースの昇下降移動を案内し、上部には前記分岐部に対応して少なくとも一つ以上のバイパス孔が形成され、前記バイパス孔と離隔した下部には前記第１開口孔に対応して少なくとも一つ以上の第２開口孔が形成されて、前記固定部材の上部に固定されるアウターケース；
   を含むことを特徴とする、請求項２に記載の車両用熱交換機。
10. 前記開閉部材は、その一端が前記突出部に結合され、他端が前記インナーケースの上部に結合されることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。
11. 前記固定部材は、
    前記放熱部にねじ締結されることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。
12. 前記変形物質は、作動流体の温度によって収縮膨張するワックス素材からなることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。
13. 前記インナーケースには、その外周面に少なくとも一つ以上のガイド突起が突出形成されることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。
14. 前記アウターケースには、
    前記ガイド突起に対応してその外周面に少なくとも一つ以上のガイドスロットが形成され、
    前記ガイドスロットには前記ガイド突起がスライド移動可能に挿入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機。
15. 前記ガイド突起は、
    前記インナーケースの上昇時、前記ガイドスロット上でスライド移動しながら前記インナーケースの移動をガイドし、
    前記アウターケースから前記インナーケースの離脱を防止することを特徴とする、請求項１４に記載の車両用熱交換機。
16. 前記インナーケースには、
    前記第１流入孔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、その上部に少なくとも一つ以上の貫通孔が形成されることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。
17. 前記インナーケースは、
    下部が開口された円筒形状に形成されることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。
18. 前記インナーケースは、
    前記移動部材の上昇時、前記アウターケースの内部で上部にスライド移動して、前記バイパス孔を閉鎖させることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。
19. 前記開閉部材は、
    前記移動部材が上昇する場合、前記開閉部材を形成する環状のメンバーは互いに離隔し空間を形成して前記第１開口孔を開放し、
    前記移動部材が初期位置に下降する場合、前記開閉部材を形成する環状のメンバーは互いに接触して前記第１開口孔を閉鎖させることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。
20. 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した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止するシーリングが装着されることを特徴とする、請求項９に記載の車両用熱交換機。

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