(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長板形の中空の蒸発室および平板形の中空の凝縮室を有するベイパーチャンバであって、
前記蒸発室は長方形であり、前記凝縮室が円形であり、且つ、前記凝縮室の厚みが前記蒸発室より大きくされており、
前記蒸発室は前記凝縮室の円形表面の中心において垂直に設けられ、断面が「Ｔ」形の立体構造とされ、且つ、前記蒸発室と前記凝縮室は、いずれも真空室とされると共に冷却液が充填されて、前記蒸発室と前記凝縮室は互いに連通され、前記蒸発室と前記凝縮室の内壁には、いずれもキャピラリーウィック層が設けられることを特徴とするベイパーチャンバ。
【請求項２】
前記蒸発室と前記凝縮室は、純銅またはアルミによって製造され、前記キャピラリーウィック層は、銅またはアルミによって製造されることを特徴とする請求項１に記載のベイパーチャンバ。
【請求項３】
前記冷却液は水であることを特徴とする請求項１または２に記載のベイパーチャンバ。
【請求項４】
前記キャピラリーウィック層は、厚みが０．１ｍｍ〜１００ｍｍであり、空隙率が５０％であることを特徴とする請求項１または２に記載のベイパーチャンバ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のベイパーチャンバを製造する製造方法であって、
凝縮室を製造するステップと、
蒸発室を製造するステップと、
を備え、
前記凝縮室を製造するステップは、
前記凝縮室のハウジングの内側の表面に銅粉末またはアルミ粉末を被覆し、あるいは、銅金網またはアルム金網を被覆して焼成することで、毛細作用を有する前記キャピラリーウィック層を形成するステップを有し、
前記蒸発室を製造するステップは、
無酸素銅管または無酸素アルミ管を所定の長さに切断して得られたパイプに、前記パイプ壁との間に所定の隙間が形成されるように中芯鋼棒を挿入し、前記隙間に、銅粉末またはアルミ粉末を圧填して、さらに焼成することで、前記キャピラリーウィック層を形成し、焼成された前記キャピラリーウィック層のパイプの一端をテーパ状にするとともに溶接で封じ、酸素還元処理を行い、他端が真空引かれた上で、押し潰された状態で溶接処理とした後、扁平状に押圧され、一定寸法に切断するステップ、
あるいは、
プレス成形された二つの無酸素銅ハウジングまたは無酸素アルミハウジングの内側の表面を覆うようにそれぞれ銅粉末またはアルミ粉末を押圧、あるいは、銅金網またはアルミ金網を押圧した状態で、焼成により前記キャピラリーウィック層を形成するとともに、前記二つのハウジングを、特定雰囲気の環境において、加圧溶接または金属半田溶接するステップ、
を有し、
このベイパーチャンバの製造方法は、さらに、
前記凝縮室のハウジングと前記蒸発室のハウジングを、内部の前記キャピラリーウィック層を連接した上で、特定雰囲気の環境において溶接して接続し、前記凝縮室のリザーブ孔において、一つの銅管またはアルミ管を挿入し、溶接して還元脱酸素することにより排気注液口を形成するステップと、
前記排気注液口から前記凝縮室と前記蒸発室へ冷却液が注入されると共に、真空引きされた後、押し潰されてカシメられて、溶接シールされるステップと、
を有することを特徴とするベイパーチャンバの製造方法。
【請求項６】
前記キャピラリーウィック層の焼成プロセスにおいて、前記銅粉末と前記銅金網の焼成温度を８００℃〜１０５０℃とし、焼成時間を１ｈ〜６ｈとすることを特徴とする請求項５に記載のベイパーチャンバの製造方法。
【請求項７】
前記キャピラリーウィック層の焼成プロセスにおいて、前記銅金網と前記アルミ金網の焼成温度を４００℃〜５５０℃とし、焼成時間を１ｈ〜６ｈとすることを特徴とする請求項５に記載のベイパーチャンバの製造方法。
【請求項８】
前記銅粉末または前記アルミ粉末は、直径が１０μｍ〜１０００μｍであり、前記被覆の厚みが０.１ｍｍ〜１００ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載のベイパーチャンバの製造方法。
【請求項９】
車両のヘッドライトであって、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源と、電球金属カバーと、フィン付き放熱器と、ファンと、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のベイパーチャンバと、を有し、
前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源は、前記ベイパーチャンバの前記蒸発室内に前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源によって発生された熱が伝えられるように、前記蒸発室の外面に貼設され、
前記フィン付き放熱器は、前端が前記凝縮室の外面に貼設され、前記ベイパーチャンバの前記凝縮室を冷却し、
前記ファンは、前記フィン付き放熱器の後端に設けられ、前記フィン付き放熱器の冷却を加速し、
前記電球金属カバーは、前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源および前記ベイパーチャンバの外側に外嵌され、かつ、マグネシウム合金材料で製成されることを特徴する車両のヘッドライト。
【請求項１０】
前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源は、前記蒸発室の上下の二つの表面に貼設され、且つ、前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源と前記蒸発室の厚みの合計が３ｍｍを超えないことを特徴とする請求項９に記載の車両のヘッドライト。
【請求項１１】
前記フィン付き放熱器は、円形に構成され、その外面に１８０°の平行風路が設けられることを特徴とする請求項９に記載の車両のヘッドライト。
【請求項１２】
前記ファンおよび前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源に給電するための通電中継板と、
前記通電中継板に重ね合せられ、前記フィン付き放熱器と前記ファンとの間に設けられる固定枠と、
を有することを特徴とする請求項９に記載の車両のヘッドライト。
【請求項１３】
前記ファンは、ねじによって前記固定枠および前記通電中継板に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の車両のヘッドライト。
【請求項１４】
前記電球金属カバーの外部に外嵌される石英ガラス防護管をさらに有することを特徴とする請求項１０〜請求項１３のいずれかに記載の車両のヘッドライト。
【請求項１５】
前記電球金属カバーには、係止溝、差込口および係止板が設けられ、各種の車両ライトのアセンブリーハウジングに接続されることを特徴とする請求項９に記載の車両のヘッドライト。
【請求項１６】
前記ファンが固定されるファン固定枠と、ファン取付枠とをさらに有し、前記ファン固定枠がファン取付枠によってフィン付き放熱器の後端に取り付けられることを特徴とする請求項９に記載の車両のヘッドライト。
【請求項１７】
前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源は、一端が前記蒸発室の閉端と揃えられることを特徴とする請求項９に記載の車両のヘッドライト。
【請求項１８】
前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源および前記ファンに対して電気的に接続される分電盤をさらに有することを特徴とする請求項９に記載の車両のヘッドライト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両ライト分野に関する。特にベイパーチャンバ、その製造方法、および車両のヘッドライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベイパーチャンバ（Ｖａｐｏｒ  Ｃｈａｍｂｅｒ）は、高い熱伝導性、高い熱伝導率、軽量で簡単な構造、多目的な特性、および、電力を消耗しないように多量の熱が伝えられる、などのメリットを有する。このため、ベイパーチャンバは電子部品の熱伝導に広く適用され、発熱部品（例えば、電子部品、ＬＥＤチップ等）の熱を速やかに伝熱して発熱部品の蓄熱現象を効果的に解決する。
【０００３】
しかしながら、従来のベイパーチャンバは、その利用空間に制限があり、放熱部分の面積が小さい。このため、放熱部品の寸法と、放熱方式と、取り付けの影響により、放熱効率が低くなる場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、取付面積と放熱面積が拡大され、空間をより効率的に利用することが可能になり、冷却液の循環流路が短縮され、接触面積が拡大されて、放熱効率が向上され、放熱効果がよりよくなるベイパーチャンバ、その製造方法、および車両のヘッドライトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明が提供するベイパーチャンバは、長板形の中空の蒸発室および平板形の中空の凝縮室を有するベイパーチャンバであって、前記蒸発室が前記凝縮室に対して垂直に設けられ、断面が「Ｔ」形の立体構造とされ、且つ、前記蒸発室と前記凝縮室は、いずれも真空室とされると共に冷却液が充填されて、前記蒸発室と前記凝縮室は互いに連通され、前記蒸発室と前記凝縮室の内壁には、いずれもキャピラリーウィック層が設けられる。
【０００６】
さらに、前記蒸発室は長方形であり、前記凝縮室が円形であり、且つ、前記凝縮室の厚みが前記蒸発室より大きい。
【０００７】
さらに、前記蒸発室と前記凝縮室は、純銅またはアルミによって製造され、前記キャピラリーウィック層は、銅またはアルミによって製造される。
【０００８】
さらに、前記冷却液は水である。
【０００９】
さらに、前記キャピラリーウィック層は、厚みが０．１ｍｍ〜１００ｍｍであり、空隙率が５０％である。
【００１０】
本発明が提供するベイパーチャンバの製造方法は、
凝縮室を製造するステップと、
蒸発室を製造するステップと、
を備える。
前記凝縮室を製造するステップは、
前記凝縮室のハウジングの内側の表面に銅粉末またはアルミ粉末を被覆し、あるいは、銅金網またはアルム金網を被覆して焼成することで、毛細作用を有する前記キャピラリーウィック層を形成するステップを有する。
前記蒸発室を製造するステップは、
無酸素銅管または無酸素アルミ管を所定の長さに切断して得られたパイプに、前記パイプ壁との間に所定の隙間が形成されるように中芯鋼棒を挿入し、前記隙間に、銅粉末またはアルミ粉末を圧填して、さらに焼成することで、前記キャピラリーウィック層を形成し、焼成された前記キャピラリーウィック層のパイプの一端をテーパ状にするとともに溶接で封じ、酸素還元処理を行い、他端が真空引かれた上で、押し潰された状態で溶接処理とした後、扁平状に押圧され、一定寸法に切断するステップ、
あるいは、
プレス成形された二つの無酸素銅ハウジングまたは無酸素アルミハウジングの内側の表面を覆うようにそれぞれ銅粉末またはアルミ粉末を押圧、あるいは、銅金網またはアルミ金網を押圧した状態で、焼成により前記キャピラリーウィック層を形成するとともに、前記二つのハウジングを、特定雰囲気の環境において、加圧溶接または金属半田溶接するステップ、を有する。
このベイパーチャンバの製造方法は、さらに、
前記凝縮室のハウジングと前記蒸発室のハウジングを、内部の前記キャピラリーウィック層を連接した上で、特定雰囲気の環境において溶接して接続し、前記凝縮室のリザーブ孔において、一つの銅管またはアルミ管を挿入し、溶接して還元脱酸素することにより排気注液口を形成するステップと、
前記排気注液口から前記凝縮室と前記蒸発室へ冷却液が注入されると共に、真空引きされた後、押し潰されてカシメられて、溶接シールされるステップと、を有する。
【００１１】
好ましくは、前記キャピラリーウィック層の焼成プロセスにおいて、前記銅粉末と前記銅金網の焼成温度を８００℃〜１０５０℃とし、焼成時間を１ｈ〜６ｈとする。
【００１２】
好ましくは、前記キャピラリーウィック層の焼成プロセスにおいて、前記銅金網と前記アルミ金網の焼成温度を４００℃〜５５０℃とし、焼成時間を１ｈ〜６ｈとする。
【００１３】
好ましくは、前記銅粉末または前記アルミ粉末は、直径が１０μｍ〜１０００μｍであり、前記被覆の厚みが０.１ｍｍ〜１００ｍｍである。
【００１４】
本発明が提供する車両のヘッドライトは、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源と、電球金属カバーと、フィン付き放熱器と、ファンと、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のベイパーチャンバと、を有し、
前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源は、前記ベイパーチャンバの前記蒸発室内に前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源によって発生された熱が伝えられるように、前記蒸発室の外面に貼設され、
前記フィン付き放熱器は、前端が前記凝縮室の外面に貼設され、前記ベイパーチャンバの前記凝縮室を冷却し、
前記ファンは、前記フィン付き放熱器の後端に設けられ、前記フィン付き放熱器の冷却を加速し、
前記電球金属カバーは、前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源および前記ベイパーチャンバの外側に外嵌され、かつ、マグネシウム合金材料で製成される。
【００１５】
好ましくは、前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源は、前記蒸発室の上下の二つの表面に貼設され、且つ、前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源と前記蒸発室の厚みの合計が３ｍｍを超えない。
【００１６】
好ましくは、前記フィン付き放熱器は、円形に構成され、その外面に１８０°の平行風路が設けられる。
【００１７】
好ましくは、前記ファンおよび前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源に給電するための通電中継板と、前記通電中継板に重ね合せられ、前記フィン付き放熱器と前記ファンとの間に設けられる固定枠と、を有する。
【００１８】
好ましくは、前記ファンは、ねじによって前記固定枠および前記通電中継板に接続される。
【００１９】
好ましくは、前記電球金属カバーの外部に外嵌される石英ガラス防護管をさらに有する。
【００２０】
好ましくは、前記電球金属カバーには、係止溝、差込口および係止板が設けられ、各種の車両ライトのアセンブリーハウジングに接続される。
【００２１】
好ましくは、前記ファンが固定されるファン固定枠と、ファン取付枠とをさらに有し、前記ファン固定枠がファン取付枠によってフィン付き放熱器の後端に取り付けられる。
【００２２】
好ましくは、前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源は、一端が前記蒸発室の閉端と揃えられる。
【００２３】
好ましくは、前記ＬＥＤ−ＣＯＢ光源および前記ファンに対して電気的に接続される分電盤をさらに有する。
【発明の効果】
【００２４】
先行技術と比べると、本発明の有利な効果は以下の通りである。
【００２５】
本発明によれば、ベイパーチャンバの取付面積と放熱面積が拡大され、空間がより効率的に利用することが可能になり、冷却液の循環流路が短縮され、接触面積が拡大されて、放熱効率が向上され、放熱効果がよりよくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の具体的な実施形態を詳しく説明する。以下に、説明に必要な図面を簡単に紹介する。以下の図面は、本発明の一部の実施形態である。当業者にとって進歩性を付さないことを前提に、これらの図面に記載された実施形態に基づいて他の実施形態を獲得可能であることは自明である。
【図１】図１は本発明の実施例により提供されるベイパーチャンバの立体構成の模式図である。
【図２】図２は本発明の実施例により提供されるベイパーチャンバの横断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの組立図である。
【図４】図４は図３における車両のヘッドライトの分解図である。
【図５】図５は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第二種の変形構成の分解図である。
【図６】図６は車両のヘッドライトの第二種の変形構成において、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源とベイパーチャンバが取り付けられている模式図である。
【図７】図７は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第四種の変形構成の模式図である。
【図８】図８は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第五種の変形構成の模式図である。
【図９】図９は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第六種の変形構成の模式図である。
【図１０】図１０は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第七種の変形構成の模式図である。
【図１１】図１１は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第八種の変形構成の模式図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第九種の変形構成の模式図である。
【図１３】図１３は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第十種の変形構成の模式図である。
【図１４】図１４は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第十一種の変形構成の模式図である。
【図１５】図１５は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第十二種の変形構成の模式図である。
【図１６】図１６は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第十三種の変形構成の模式図である。
【図１７】図１７は本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトの第十四種の変形構成の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を結合して本発明の技術方案を明瞭に、完備に説明する。記載された実施例は、本発明の実施例の一例であって、全ての実施例ではないことは明らかである。当業者が本発明の実施例に基づいて、進歩性を付さないことを前提に得る全てのその他の実施例が、本発明の保護範囲に属する。本発明の記載において、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」など指示している方位又は位置関係は、図面に基づいて示す方位又は位置関係である。これらの用語は、本発明と簡略化した記載を便利に記述するためだけに用いられている。これらの用語は、装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成され、特定の方位に操作されなければならないと指示又は暗示するものではないため、本発明の限定に用いることはできない。また、用語の「第一」、「第二」、「第三」は、説明の便宜のために用いられており、相対的な重要性を指示又は暗示するものではない。
【００２８】
本発明の記載には、別に明確的な規定と限定があった以外に、用語「取付」、「連接」、「接続」は、広義に理解すべきである。例えば、固着でもよく、取外可能に接続してもよく、又は一体的に接続されてもよい。また、機械的に接続してもよく、電気的に接続してもよい。また、直接的に接続してもよく、中間部材を介して間接的に接続してもよく、二つの素子内部を連通してもよい。当業者にとって、具体的な情況によって上述用語の本発明における具体的な意味を理解できる。
【００２９】
本発明の実施例には、図１と図２を参照するように、長方形の蒸発端１０１および円板形の凝縮端１０２を含むベイパーチャンバが提供される。長方形の蒸発端１０１および円板形の凝縮端１０２が互いに垂直に配置されて、「Ｔ」形の立体構成とされる。
【００３０】
具体的には、ベイパーチャンバは、図２に示すように、長板形の中空の蒸発端１０１および円板形の中空の凝縮端１０２を含む。蒸発端１０１は、凝縮端１０２の上表面中心に垂直的に固定され、横断面が「Ｔ」形の立体構成とされている。蒸発端１０１の中空室により蒸発室１０３が形成されており、凝縮端１０２の中空室により凝縮室１０４が形成されている。蒸発室１０３と凝縮室１０４とは、いずれも真空室とされ、両者が互いに連通されている。蒸発室１０３と凝縮室１０４内には、冷却液が充填されている。蒸発室１０３と凝縮室１０４の内壁の全てには、キャピラリーウィック層１０５が敷設されている。キャピラリーウィック層１０５の外壁には、ハウジング１０６が設けられている。
【００３１】
図２に示すように、ベイパーチャンバ内には、相変化放熱方式および毛細構成輸送の原理が採用される。具体的には、冷却液がキャピラリーウィック層１０５に吸収されており、蒸発端１０１が熱源によって発散された熱を吸収する。吸収された熱は、蒸発端１０１でのキャピラリーウィック層１０５における冷却液を気化させ、気相冷却液１０７がキャピラリーウィック層１０５から溢れる。気相冷却液１０７は、蒸発室１０３に沿って凝縮室１０４の方向に流れ、凝縮室１０４で放熱して凝縮液化され液相冷却液１０８となる。液相冷却液１０８は凝縮端１０２のキャピラリーウィック層１０５に吸収される。さらに液相冷却液１０８は、キャピラリーウィック層１０５の毛細作用によって蒸発端１０１のキャピラリーウィック層へ輸送される。これにより一回の放熱冷却循環が完成される。
【００３２】
「Ｔ」形の構成を採用するベイパーチャンバは、蒸発端１０１と凝縮端１０２のそれぞれの接触面積を増大させることが可能である。このため、ベイパーチャンバを、熱源および放熱部材との間に、より効率的に接触させられ、熱源および他の放熱部材に対して取り付けることがさらに容易である。また、吸熱と放熱効果がよりよく、冷却液の流路がより短く、循環速度がより速く、構成がより安定で、防震効果がよい。
【００３３】
好ましい実施例では、凝縮室１０４の厚み（口径寸法）は、蒸発室１０３の厚み（口径寸法）より大きい。凝縮室１０４を比較的大きくし、蒸発室１０３を比較的小さくすることで、凝縮室１０４と蒸発室１０３の間に圧力差が生成され、気相冷却液１０７の流速が加速され、循環速度と放熱効率を向上させることができる。
【００３４】
好ましい実施例では、ベイパーチャンバが、全体として（キャピラリーウィック層１０５とハウジング１０６とを含む）、いずれも低熱抵抗の純銅またはアルミ材料で製成されることで、その放熱機能をさらに向上させることができる。
【００３５】
好ましい実施例では、ベイパーチャンバの蒸発室１０３を、キャピラリーウィック層１０５によって複数の通路に分けることができる。この場合、各通路に気相冷却液１０７が流され、流速が増加される。同時に、ベイパーチャンバの蒸発端１０１の両側の相変化効率が均一ではない時に、通路を構成するキャピラリーウィック層１０５によって調節させることができる。
【００３６】
好ましい実施例では、冷却液は水である。もちろん、冷却液として他の気液両相相変化機能を有する物質、例えば、エタノール、アセトンなどを採用することができる。また、熱源の発熱温度および相変化材料の相変化温度によって冷却液を選択することができる。
【００３７】
好ましい実施例では、キャピラリーウィック層１０５は、銅粉末を焼成することによって形成され、片側のキャピラリーウィック層１０５は、厚みが０．１ｍｍ〜１００ｍｍであり、空隙率が５０％である。
【００３８】
蒸発室１０３と凝縮室１０４は、冷却液の気液循環プロセスを保証するとともに熱伝達効率を加速するために、適宜的な厚みを有している。
【００３９】
好ましい実施例では、ベイパーチャンバは、熱源と、放熱部材および取付空間にマッチングするように、他の形状とされてもよい。例えば、蒸発端１０１は、中空の長板形、中空の円板形、中空の屈曲板形、中空の多角板形などの各種形状とされてもよい。凝縮端１０２は、中空の長板形、中空の円板形、中空の屈曲板形、中空の多角板形などの各種形状とされてもよい。蒸発端１０１および凝縮端１０２は、垂直の取付や直線式の接続に限らず、蒸発端１０１および凝縮端１０２を連通できればよく、傾斜した状態で接続させてもよい。
【００４０】
このベイパーチャンバは、設計形状によって、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源または電子製品の放熱に広く適用することができる。
【００４１】
本発明は、さらに、ベイパーチャンバの製造方法を提供する。具体的には、以下のステップに応じて製造する。
【００４２】
［凝縮室を製造するステップ］
凝縮室のハウジングは、上部と下部が寸法仕様に応じてプレスで成形された無酸素銅ハウジングまたは無酸素アルミハウジングである。蒸発室と接続されるために、上ハウジングには、蒸発室の口径の形状と大きさに対応する形状と大きさを有する一つの孔がプレスで形成される。銅管またはアルミ管を溶接して排気注液口を形成するように、底ハウジングまたは上ハウジングには、設計要望に応じる寸法を有するリザーブ孔と互いに接続される接触溶接辺がプレスで形成される。上部と下部のハウジングの内側の表面を覆うように、必要な厚みに応じて、銅粉末またはアルミ粉末がプレスされ、あるいは、銅またはアルミの金網がプレスされると共に、製品の具体的な要求に応じて高温焼成することによって、導通液体を貯蔵するキャピラリーウィック層が形成される。
【００４３】
［蒸発室を製造するステップ］
蒸発室は、無酸素銅管または無酸素アルミ管を加工することによって製造され、あるいは、プレスで成形された二つの無酸素ハウジングまたは無酸素アルミハウジングが接続されて製造される。
【００４４】
具体的には、無酸素銅管または無酸素アルミ管によって蒸発室を製造する場合、まず、具体的な製品の要求に応じた直径と壁厚の無酸素銅管または無酸素アルミ管が選択され、所定の長さに切断される。銅管またはアルミ管の底部は、高度の要求に応じて黒鉛治具に固定され、導通液体を貯蔵するキャピラリーウィック層の厚みの設計値に応じて、銅管またはアルミ管の内部に中心鋼棒が挿入される。そして、銅管またはアルミ管の内壁と中心鋼棒との隙間に、無酸素銅粉末または無酸素アルミ粉末が圧填される。その後、無酸素銅粉末または無酸素アルミ粉末が圧填された銅管またはアルミ管が高温焼成炉に置かれる。焼成の温度と時間は、金属管とキャピラリーウィック層に応じて確定される。焼成された銅管またはアルミ管の一端は、テーパ状とされ、溶接機によって溶接で封じられ、次に、溶接で封じられたこの端が高温炉に置かれ、高温酸素還元処理され、溶接時の酸化層を除いて酸素が排される。そして、他端から真空引きした後、他端もテーパ状とされて溶接でシールされる。最後に、負圧真空環境において、押圧設備では、製品要求に応じて、銅管またはアルミ管が、一定の高度、厚み、形状とを有する扁平状の蒸発室に押圧される。
【００４５】
あるいは、二つの無酸素ハウジングまたは無酸素アルミハウジングを接続することで蒸発室を製造する場合、まず、一定の仕様の厚みを有する二つの無酸素銅ハウジングまたは無酸素アルミハウジングがプレスで成形される。二つのハウジングの内側の表面には、設計の厚みに応じて、それぞれに銅粉末またはアルミ粉末の顆粒がプレスされるか、あるいは、一定の仕様の厚みを有する銅金網またはアルミ金網がプレスされる。つぎに、製品の具体的な要求に応じて高温焼成することで、導通液体を貯蔵可能なキャピラリーウィック層が形成される。キャピラリーウィック層を有する二つのハウジングが焼成された後、二つのハウジングの接続面に金属銅またはアルミ半田ペーストが印刷され、二つのハウジングが対接されたら、治具に置いて固定される。その後、二つのハウジングがトンネル雰囲気溶接炉に置かれ、要求に応じて特定雰囲気において溶接が行われ、あるいは、二つのハウジングが真空雰囲気炉に置かれて高温加圧溶接される。
【００４６】
［蒸発室と凝縮室とを接続するステップ］
蒸発室と凝縮室が黒鉛治具に置かれ、顆粒直径の大きさと厚みが一定である銅粉末またはアルミ粉末、あるいは、厚みが一定である銅金網またはアルミ金網が圧填されて、蒸発室のキャピラリーウィック層と凝縮室のキャピラリーウィック層を連接させる。そして、両者が高温溶接炉に置かれ、焼成され、蒸発室の上ハウジングと凝縮室の上ハウジングとの接続が完成する。
【００４７】
あるいは、蒸発室のキャピラリーウィック層と凝縮室のキャピラリーウィック層を連接させ、蒸発室のハウジングと凝縮室のハウジングの両者の接触面に金属銅半田ペーストが塗られ、対接して治具に置かれて固定される。そして、一緒に固定された蒸発室のハウジングと凝縮室のハウジングが、トンネル特定雰囲気溶接炉に置かれ、特定雰囲気溶接される。
【００４８】
あるいは、まず、蒸発室のキャピラリーウィック層と凝縮室のキャピラリーウィック層を連接させ、蒸発室のハウジングと凝縮室のハウジングの上ハウジングが治具に置かれ、外部の接続箇所に一定の形状の半田銅リングまたは半田アルミリングを設け、高周波アルゴンアーク溶接によって接続される。
【００４９】
［冷却液を注入すると共に封口するステップ］
凝縮室のハウジングの底ハウジングまたは上ハウジングにおいて、銅管またはアルミ管を溶接するためのリザーブ孔には、直径形状が一定である銅管またはアルミ管が挿入される。そして、外部に半田銅リングまたは半田アルミリングが設けられる。アルゴンアーク溶接機器によって連接溶接された後、高温還元脱酸素が行われ、排気注液口が形成される。
【００５０】
その後、排気注液口から冷却液が注入され、真空引きが行われ、押圧して曲げて封じられ、アルゴンアーク溶接機によって注入孔における熔結シールが行われて、ベイパーチャンバが得られる。
【００５１】
キャピラリーウィック層の焼成プロセスにおいて、銅粉末と銅金網を用いる場合は、焼成温度は８００℃〜１０５０℃、焼成時間は１ｈ〜６ｈとされる。銅金網とアルミ金網を用いる場合は、焼成温度は４００℃〜５５０℃であり、焼成時間は１ｈ〜６ｈである。
【００５２】
特定雰囲気のプロセスにおいて、特定雰囲気は、温度が１０５０°から８０°まで徐々に下げられ、時間は５分〜３０分である。
【００５３】
銅粉末またはアルミ粉末は、直径が１０μｍ〜１０００μｍであり、被覆厚みが０．１ｍｍ〜１００ｍｍである。
【００５４】
このベイパーチャンバによれば、極めて小さい立体空間内において、熱源が垂直的に一方向の立体面から他の一立体面まで凝縮放熱させることができる。
【００５５】
ベイパーチャンバは、原理において、熱管と似ているが、伝導の方式において相違がある。熱管が一次元の線形の熱伝導であるのに対し、ベイパーチャンバでは、熱が三次元の立体面において伝導されるために、効率がより高い。
【００５６】
蒸発室は、両面が受熱され、熱源が蒸発室を加熱し、蒸発室が吸熱し、真空超低圧環境において、冷却液（精製水または冷媒）が受熱されて、速やかに蒸発して熱気体（＜１０４Ｔｏｒｒまたはより少ない）となる。熱気体は凝縮室まで到達し、凝縮室に溶接された放熱フィンに熱が伝導されると共に、熱気体は液体に再凝縮され、凝縮された冷却液がキャピラリーウィック層の毛細管を通じて蒸発室に回流する。回流した冷却液は、蒸発室によって受熱された後、再び気化される。このように動作が繰り返され、空間をより効率的に利用することができ、内部循環流路が形成され、接触面積が拡大され、放熱効率が向上されて、放熱効果がよりよくなる。
【００５７】
好ましい実施例では、このベイパーチャンバの製造方法は、製造して成形されたハウジングは、生産プロセスにおいて表面に付いた油や不純物を除くために超音波洗浄槽に置かれ、ハウジングの各表面に対し、超音波洗浄が行われるステップと、
冷却液が注入される前に、溶接されたハウジングが水中に置かれて、リザーブ孔によって圧縮空気が注入されて、気密性試験が行われるステップと、
ベイパーチャンバが製造された後、整形治具が用いられ、生産プロセスにおいてベイパーチャンバに発生された変形が修正され、その外形に対し、リフォームが行われるステップと、
製造されたベイパーチャンバがインキュベーターに置いて、高温気流が導入されて、高温環境老化試験が行われるステップと、
製造されたベイパーチャンバの蒸発端が加熱されると共に、凝縮端に温度試験が行われて、製品の伝熱効果が検出されるステップと、
ベイパーチャンバの表面に対し、ブラスト工程処理とメッキ工程処理とを含む表面処理が行われ、表面強度および防食機能が向上されると共に、製品がより美しくなされるステップと、を含む。
【００５８】
この実施例に記載されたベイパーチャンバの製造方法における特定雰囲気は、窒素ガス雰囲気であり、窒素ガス雰囲気のプロセスにおいて、温度が１０５０°から８０°まで徐々に下げられ、時間は５分〜３０分である。
【００５９】
本発明の実施例では、図３から図１７に示すように、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１と、ベイパーチャンバ３と、電球金属カバー２と、フィン付き放熱器４と、ファン５と、を含む車両のヘッドライトが提供される。
【００６０】
ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１は、二つとされ、それぞれがベイパーチャンバ３の蒸発端１０１の両側の表面に貼設される。つまり、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源は、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１によって発生された熱がベイパーチャンバの蒸発室内に伝導されるために、蒸発室の外面に貼設される。
【００６１】
電球金属カバー２は、左右の両部に分けられ、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１およびベイパーチャンバ３の外側に外嵌される。ファン５は、フィン付き放熱器４の後端に設けられ、フィン付き放熱器４の冷却を加速する。両部の電球金属カバー２は、互いに接続され、且つ、底端がベイパーチャンバ３の凝縮端１０２の外壁と接続されて、全体に組合わせられる。電球金属カバー２の素材は、マグネシウム合金材料が採用される。
【００６２】
好ましい実施例では、二つのＬＥＤ−ＣＯＢ光源１と蒸発端１０１との厚みの合計は、３ｍｍを超えない。一般的に、設計基準によれば、２個のＬＥＤ−ＣＯＢ光源１と蒸発端１０１との厚みの合計は、ハロゲンランプのタングステン線又はＨＩＤライトの発光アークの長さと同様であればよく、例えば、２ｍｍ又は１.２ｍｍである。この車両のヘッドライトは、放熱効果が保証される上に、各種の車両のヘッドライトアセンブリーの各タイプの自由曲面のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の精確な合焦を満たすことができ、良好な光型を有する。
【００６３】
好ましい実施例では、図３に示すように、フィン付き放熱器４は、円形構成で、その前端がベイパーチャンバ３の凝縮端１０２の下面に密着されることにより、ベイパーチャンバ３の凝縮端１０２を放熱冷却することができる。つまり、フィン付き放熱器４の前端が、凝縮室１０４の外面に貼設され、ベイパーチャンバの凝縮室１０４を冷却する。
【００６４】
好ましい実施例では、図４に示すように、電球金属カバー２の外部には、石英ガラス防護管８がさらに外嵌され、保護作用が果たされる。
【００６５】
好ましい実施例では、図４に示すように、フィン付き放熱器４の後端に固定枠６と、通電中継板７と、ファン５とが順次に設けられる。固定枠６が通電中継板７と重ね合せられ、固定枠６の前端面がフィン付き放熱器４の後端と固定される。固定枠６と通電中継板７には、いずれもねじ孔が設けられ、ファン５がねじによって通電中継板７に固定される。通電中継板７は、同時にファン５およびＬＥＤ−ＣＯＢ光源１に給電する。
【００６６】
この実施例では、ファン５だけが、ねじによって固定枠６および通電中継板７と接続される。ベイパーチャンバ３と、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１と、電球金属カバー２と、フィン付き放熱器４と、固定枠６と、通電中継板７と、を含むその他の部分は、いずれも錫銀銅フリーペーストを採用して高温溶接によって接続される。この接続方式により、車両のヘッドライトは、ＸＹＺの各方向における抗振動性能がよくなり、各部分の間の接続強度が高くなり、構成が牢固で、熱抵抗が低く、放熱がよくなる。車両振動試験検査によって、車両のヘッドライトの抗振動性能は、明らかに、先行の他のライトより優れていることが確認された。
【００６７】
他の実施例では、図５を参照するように、車両のライトは、ファン固定枠１０９と、ファン取付枠１１０と、をさらに含み、フィン付き放熱器４の後端には、ファン取付枠１１０とファン固定枠１０９が順次に設けられ、その中で、ファン５が、ファン固定枠１０９に固定され、ファン固定枠１０９が、ファン取付枠１１０によってフィン付き放熱器４の後端に取り付けられる。車両のヘッドライトは、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１の電線とファン５の電線を保護するための電線蓋１１１を、さらに含む。
【００６８】
好ましい実施例では、図６を参照するように、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１の一端は、蒸発室の閉端と揃えて、つまり、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１の一端は、蒸発室の凝縮室から離れた一端と揃えて、このように、蒸発室の長さが短縮されたと共に、蒸発端の閉端における冷却液が蒸発させられ、且つ、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１によって発出された光を効率的に利用することができる。蒸発室の閉端と整列されるＬＥＤ−ＣＯＢ光源１の一端は、楕円形構成であり、このように、発出された光に対して、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１のレンズによる干渉を、最小の程度に減少することができる。
【００６９】
好ましい実施例では、図７〜図１７を参照するように、車両のヘッドライトが、それぞれにＬＥＤ−ＣＯＢ光源１とファンと電気的に接続される分電盤１１２を、さらに含む。車両の電源によって分電盤が給電される。
【００７０】
好ましい実施例では、図４を参照するように、フィン付き放熱器４には、中空の筒体形式が採用され、周辺が１８０°の平行風路が設けられ、その前端がベイパーチャンバ３の凝縮端１０２から熱を吸収して、フィンによって外界に放熱する。ファン５には、空気力学の構成が採用され、その羽根がフィン付き放熱器４の中空の筒に伸ばされ、吹出された風の全てがフィン付き放熱器４およびベイパーチャンバ３の凝縮端１０２に作用されることができ、フィン付き放熱器４及凝縮端１０２の冷却降温を、さらに加速することができる。
【００７１】
電球金属カバー２の全体は、マグネシウム合金材料を採用して製造されて、密度が小さく、比強度が高く、比弾性率が大きく、放熱性がよく、消震性能がよく、衝撃荷重を受ける能力が強く、有機物とアルカリに対する耐蝕性能がよい。そのため、マグネシウム合金を選用して製造された電球金属カバーケーシングは、良好な熱輻射放熱性能を有し、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１が熱輻射によって発生した熱を速やかに発散して、車両ライトの温度を低下することができる。
【００７２】
好ましい実施例では、凝縮室１０４の厚み（口径寸法）が蒸発室１０３の厚み（口径寸法）より大きい。このように、凝縮室１０４が比較的に大きい、蒸発室１０３が比較的に小さい構成であることにより、凝縮室１０４と蒸発室１０３の間に圧力差が形成され、気相冷却液１０７の流速が加速されて、循環速度と放熱効率が増加可能になる。
【００７３】
好ましい実施例では、ベイパーチャンバ３のハウジング１０６と、フィン付き放熱器４と、固定枠６と、通電中継板７とは、いずれも低熱抵抗の銅材料を採用して製造され、放熱性能をさらに向上可能になる。
【００７４】
好ましい実施例では、図７から図１７までを参照するように、電球金属カバー２の外側が、需要に応じて係止溝２２、差込口２１、係止板２３などのような各種の形状や方式の接続構成が設けられて、それを各種類の車両ライトのアセンブリーハウジングと接続させることができる。これにより、既存のハロゲンランプ又はＨＩＤランプは、直接的に取替えられることができ、既存のライトアセンブリーハウジングを交換する必要がなく、合焦が精確で、取付しやすく、同時にコストが低下される。
【００７５】
以上の通り、本発明の実施例により提供される車両のヘッドライトには、相変化放熱と、金属放熱フィン熱伝導放熱と、空冷放熱と、輻射放熱との四種の放熱技術手段が集合され、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１によって発生された熱を高効率に、直ちに発散させることができ、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１を適宜の作動温度に保持することが保証された。
【００７６】
試験によれば、ライトの全体が１００℃の環境で作動されて、ライトの温度が、環境温度との差が１０℃以内で、ダイオードＰＮ接合温度より低いことが分かる。
【００７７】
「Ｔ」形の構成のベイパーチャンバは、冷却液の流路がより短く、循環速度がより速く、蒸発室と凝縮室の面積がより大きく、ＬＥＤ−ＣＯＢ光源１およびその他の放熱部品との取付がより容易で、且つ吸熱放熱効果がよりよい。
【００７８】
全体構成は、防振効果がよく、構成が牢固で、取付けやすく、合焦が精確で、完璧に既存の電球を取替えられ、各種の車型に適用されている。
【００７９】
以上の各実施例の説明は、本発明の技術方案を説明するだけに用いられ、本発明を限定するものではない。前記の各実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者にとって、前記各実施例に記載の技術方案に対して改正することができ、又はその一部或いは全部の技術特徴を均等に取替えることができる。これらの改正又は取替えは、相応する技術方案の実質を本発明の各実施例の技術方案の範囲から離脱させない。
【００８０】
また、当業者は、ここに記載された一部の実施例が、他の特徴ではなく、他の実施例に含まれたある特徴を含んでいるが、異なる実施例の特徴の組合せが、依然に本発明の範囲に属することを理解すべきである。例えば、以下の請求の範囲において、保護しようと求める実施例のいずれかは、いずれかの組合せ方式によって用いられることができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  ＬＥＤ−ＣＯＢ光源
２  電球金属カバー
３  ベイパーチャンバ
４  フィン付き放熱器
５  ファン
６  固定枠
７  通電中継板
８  石英ガラス防護管
２１  差込口
２２  係止溝
２３  係止板
１０１  蒸発端
１０２  凝縮端
１０３  蒸発室
１０４  凝縮室
１０５  キャピラリーウィック層
１０６  ハウジング
１０７  気相冷却液
１０８  液相冷却液
１０９  ファン固定枠
１１０  ファン取り付け枠
１１１  電線蓋
１１２  分電盤
【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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【図１４】
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【図１５】
0006407307.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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