JP2000018856A - ヒートパイプの検査装置および検査方法 - Google Patents

ヒートパイプの検査装置および検査方法

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JP2000018856A
JP2000018856A JP10183598A JP18359898A JP2000018856A JP 2000018856 A JP2000018856 A JP 2000018856A JP 10183598 A JP10183598 A JP 10183598A JP 18359898 A JP18359898 A JP 18359898A JP 2000018856 A JP2000018856 A JP 2000018856A
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heat pipe
ray
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pipe
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JP10183598A
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Hiroyuki Okita
弘之 大北
Toshihiro Hasuo
利博 蓮尾
Masaharu Tochigi
雅晴 栃木
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Showa Aluminum Can Corp
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Showa Aluminum Corp
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒートパイプ製造時の検査にかかる手間を低
減するとともに、作動液量が適正かどうかを精度良く検
査することができるヒートパイプの検査装置および検査
方法を提供する。 【解決手段】 ヒートパイプの検査装置2は、垂直に保
持されたヒートパイプ1にX線を照射するX線源4と、
ヒートパイプ1のX線透過像を撮影する撮像装置5と、
撮像装置5で得られたX線透過像を処理する画像処理装
置6と、画像処理装置6で処理されたX線透過像を可視
化するモニター7とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートパイプの
検査装置および検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】パイプ本体にその注入口から作動液を注
入して作動液注入済みヒートパイプを得た後、作動液を
加熱してヒートパイプを作動液とその蒸気とで満たすと
ともに、ヒートパイプの注入口を閉じて密閉ヒートパイ
プを製造する方法は、従来より知られている。ヒートパ
イプでは、ヒートパイプ内の非凝縮性ガスを完全に蒸発
させ密閉ヒートパイプ内の作動液量を適値とすることが
重要課題であり、この重要課題を解決するヒートパイプ
の製造方法として、特開平9−170889号には、ヒ
ートパイプの注入口部分の表面温度分布を測定し、表面
温度差に基づいて非凝縮性ガスと作動液との境界部を検
出し、その境界部の近傍でヒートパイプの注入口を封止
することが提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のヒートパイ
プの製造方法は、ヒートパイプの注入口を封止するとき
の作動液の状態を管理するものであり、注入時や封止後
の作動液量が適正かどうかについてまでは、検査されて
いなかった。また、ヒートパイプの注入口部分の表面温
度分布を測定する手間が大きいとか、検査を連続して行
うことができないとかいう問題もあった。しかも、個々
のヒートパイプの内部容積にはたとえば10%程度のば
らつきがあるため、上記作動液の状態を管理しても、本
来管理すべきヒートパイプの内部容積に対する液量%が
ばらついてしまうという問題もあった。
【0004】この発明の目的は、ヒートパイプ製造時の
検査にかかる手間を低減するとともに、作動液量が適正
かどうかを精度良く検査することができるヒートパイプ
の検査装置および検査方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明によるヒートパ
イプの検査装置は、垂直に保持されたヒートパイプにX
線を照射するX線源と、ヒートパイプのX線透過像を撮
影する撮像装置と、撮像装置で得られたX線透過像を処
理する画像処理装置と、画像処理装置で処理されたX線
透過像を可視化するモニターとを備えているものであ
る。
【0006】モニターに表示された画面からヒートパイ
プ内の作動液の液面高さが目視でき、これにより、ヒー
トパイプ内の作動液の液面高さが適正であるかどうかの
判定を行うことができる。
【0007】画像処理装置が、作動液の液面高さが設定
範囲内にあるかどうかを判定する液面高さ判定手段を備
えていることが好ましい。このようにすることにより、
ヒートパイプ内の作動液の液面高さが適正であるかどう
かの判定を人手を介さずに自動的に行うことができる。
【0008】この発明によるヒートパイプの検査装置
は、ヒートパイプ製造工程における種々の工程において
ヒートパイプを検査する方法に使用することができる。
【0009】たとえば、ヒートパイプに作動液を注入す
る工程においては、この装置を使用して、作動液面高さ
が所定値に達した時に作動液の注入を停止することがで
きる。また、ヒートパイプを加熱しながらその作動液注
入口を封止する工程においては、この装置を使用して、
作動液の気液混合相状態を目視しながら封止を行うこと
ができる。また、ヒートパイプの完成品を検査する工程
においては、この装置を使用して、作動液面高さの良・
不良の判定を行うことができる。
【0010】画像処理装置が、作動液の液面高さが設定
範囲内にあるかどうかをする液面高さ判定手段を備えて
いる場合には、上記の検査方法による検査は、人手を介
さずに自動的に行うことができる。
【0011】ヒートパイプは、アルミニウム、銅等の金
属製であり、2枚のアルミニウム製パネルからロールボ
ンド法により形成されたものであっても、内部補強壁を
備えたアルミニウム押出形材製ハーモニカチューブの両
端にヘッダを形成して通路間を連通するようにしたもの
であってもよく、また、銅製の丸パイプの両端に蓋をし
たものであってもよい。
【0012】ロールボンド法などにより複数本の通路か
らなる回路を内部に有するように形成された平板型のヒ
ートパイプでは、重量による作動液量管理よりも液面高
さによる作動液量管理が好ましく、この検査方法を用い
ることがより好ましい。なぜなら、平板型ヒートパイプ
の場合、回路の高さ、幅などに製品ごとに若干のばらつ
きが生じやすく、そのため、ヒートパイプの内容積が製
品ごとに異なることがあるからである。この検査方法
は、内容積が小容積のヒートパイプの場合に対して、特
に有効である。このような小容積のヒートパイプは、ノ
ート型等の携帯型パーソナルコンピュータに使用される
ことが多いが、作動液の封入量が適正でないと、CPU
の放熱がスムーズに行われなくなり、誤作動や故障の原
因になるからである。平板型ヒートパイプには、ロール
ボンド法以外に、ドローンカッププレート間にインナー
フィンを介在させてろう付けしたもの、一方のパネルに
回路をプレス成形しこれに他方のパネルを接合したもの
などがある。平板型ヒートパイプの場合、X線は、回路
面に垂直な水平方向から照射されてもよく、また、回路
面に対して傾斜した水平方向から照射されてもよい。作
動液は、水、アンモニア、アルコール、HCFC12
3、HFC134aなどどんなものでもよい。
【0013】X線源から放射されるX線は、パルス状で
かつヒートパイプ全面に照射されるようにすることが好
ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を、以下図
面を参照して説明する。
【0015】ヒートパイプは、パイプ本体にその注入口
から所定量の作動液を注入することにより得られるもの
で、その後、作動液を加熱してヒートパイプ内を作動液
とその蒸気とで満たして作動液注入口を封止する工程を
経て、密閉状のヒートパイプの完成品が製造される。こ
のヒートパイプ完成品は、作動液量の適否を検査した
後、出荷される。
【0016】図1は、ヒートパイプの完成品の検査工程
に設けられるヒートパイプ検査装置を示している。
【0017】ヒートパイプ検査装置(2) は、垂直に保持
されてコンベヤ(3) で搬送されるヒートパイプ(1) にX
線を照射するX線源(4) と、ヒートパイプ(1) のX線透
過像を撮影する撮像装置(5) と、撮像装置(5) で得られ
たX線透過像を処理して作動液量の適否を判定する画像
処理装置(6) と、画像処理装置(6) で処理されたX線透
過像を可視化するモニター(7) とを備えている。
【0018】X線源(4) の管電圧は、安全上の観点か
ら、30kV以下が好ましく、18〜30kV程度とさ
れる。また、X線の出力形態はパルス状が好ましく、放
射時間は5msec以下が好ましい。これにより、X線
による被爆を少なくし、しかも、コンベヤの搬送速度を
速くすることができる。このパルス状X線が円錐状に広
がってヒートパイプ(1) 全面に照射されることにより、
二次元の透過像が得られる。ロールボンド法により複数
本の通路からなる回路を内部に有するように形成された
ヒートパイプの場合、すべての通路を同時にチェックす
ることができる。
【0019】撮像装置(5) としては、高感度CCDカメ
ラが好ましい。これにより、X線が微弱であっても鮮明
な透過像を得ることができ、X線による被爆を抑えるこ
とができる。
【0020】画像処理装置(6) の制御部には、液面高さ
判定手段としての液面高さ判定プログラムが組み込まれ
ており、予め設定しておいたOK・NGの判定ロジック
により、連続的に液量検査がヒートパイプ(1) 全数に対
して実施される。NGと判定されたヒートパイプは、適
宜な手段によりコンベヤ(3) 上から取出される。
【0021】モニター(7) の画面には、作動液(8) が表
示され、このモニター(7) の画面を見ることによっても
作動液(8) の量の適否を判定することができる。
【0022】図2に示すように、ヒートパイプ(1) を搬
送するにさいして、ヒートパイプ(1) の設定液面高さよ
りも背が低いケース(9) 内に複数のヒートパイプ(1) を
入れ、このケース(9) をコンベヤ(3) で搬送するように
してもよい。このとき、同図に示すように、回路面が垂
直でかつX線の進行方向に垂直な面に対して傾斜するよ
うに、ヒートパイプ(1) を載置してもよい。この場合で
も、ヒートパイプ(1)のX線透過像は撮像装置(5) に到
達するから、上記と同様に液面高さ判定が可能であり、
これにより、1つのヒートパイプ(1) の検査に要する時
間を短縮することができる。こうして、ケース(9) に入
れられて搬送されるヒートパイプ(1) に対し、オンライ
ンで自動による無人検査を行うができる。
【0023】なお、この検査工程前に、作動液注入工程
において注入される作動液を重量で管理したり、作動液
加熱工程においてヒートパイプの重量を管理してもよ
い。いずれにしろ、ヒートパイプ検査装置(2) を使用し
てヒートパイプ(1) の完成品の作動液液面高さを全数チ
ェックすることにより、作動液注入量不良を完全に無く
すことができる。
【0024】図3は、上記の検査装置により検査される
のに好適なヒートパイプを示している。このヒートパイ
プ(1) は、片面膨出のロールボンドパネルで、ノート型
パーソナルコンピュータに使用される。図示するよう
に、パネル内には、多数の回路(1a)が形成されており、
しかも、その内容積は小容積である。そのため、1つ1
つの回路(1a)のばらつきは小さくても、全体としてのば
らつき量が大きくなり、ばらつき量の全容積に対する割
合は、相当大きなものとなる。一方、ノート型パーソナ
ルコンピュータでは、CPUの放熱がスムーズに行われ
ることが極めて重要であり、ヒートパイプ(1) 性能の低
下は、CPUの誤作動や故障という重大欠陥を生じる可
能性がある。内部容積のばらつきが大きいこのようなヒ
ートパイプ(1) では、内部の作動液量を重量を測定する
ことにより検査するだけでは、ヒートパイプ(1) 性能の
低下に起因するパーソナルコンピュータの誤作動や故障
を完全には防ぐことができないが、上記の検査装置によ
りヒートパイプ(1) の完成品の作動液液面高さをチェッ
クすることにより、内部容積に対する液量%が精度よく
測定できるためヒートパイプ(1) の品質が向上し、この
結果、ヒートパイプ(1) の内部容積のばらつきに起因す
るパーソナルコンピュータの誤作動や故障を完全に防ぐ
ことができる。
【0025】上記において、ヒートパイプの検査装置
(2) は、ヒートパイプ(1) の完成品の検査に使用されて
いるが、この検査装置(2) は、ヒートパイプ(1) の製造
工程の他の工程でも使用できる。
【0026】図4は、この検査装置(2) を用いたヒート
パイプ(1) の作動液注入工程を示している。同図におい
て、ヒートパイプ(1) は、3つの接続端部を有するT形
の配管(11)の1つの端部に接続され、T形(11)の配管の
残りの端部に、作動液容器(12)および真空ポンプ(13)が
それぞれ接続されている。ヒートパイプ(1) 、作動液容
器(12)および真空ポンプ(13)に通じる配管の各部分に
は、それぞれ開閉弁(14)(15)(16)が設けられている。ま
ず、ヒートパイプ(1) 側の開閉弁(14)を開、作動液容器
(12)側の開閉弁(15)を閉、真空ポンプ(13)側の開閉弁(1
6)を開にして、真空ポンプ(13)を作動させ、ヒートパイ
プ(1) 内を真空にする。この状態で、作動液容器(12)側
の開閉弁(15)を開に、真空ポンプ(13)側の開閉弁(16)を
閉に切り換えることにより、作動液容器(12)からヒート
パイプ(1) 内に作動液が流入する。作動液の液面高さ
は、画像処理装置内での自動判定またはモニターを介す
る目視判定により検査され、液面高さが適値となったと
ころで、ヒートパイプ(1) 側の開閉弁(14)および作動液
容器(12)側の開閉弁(15)が共に閉に切り換えられる。こ
うして、作動液は、液面高さによる管理で注入され、内
部容積のばらつきが大きいヒートパイプ(1) であって
も、適正な作動液注入量が確保される。したがって、ヒ
ートパイプ(1) の完成品の作動液面高さの判定を省略す
ることもできる。
【0027】図5は、この検査装置(2) を用いたヒート
パイプ(1) の作動液注入口封止工程を示している。同図
において、ヒートパイプ(1) は、加熱浴槽(21)内にその
下部が浸漬されることにより加熱され、これにより、ヒ
ートパイプ(1) 内の非凝縮性ガスが蒸発して、ヒートパ
イプ(1) 内は、作動液(8) およびその蒸気で満たされ
る。このさい、ヒートパイプ(1) 内の液相部分および気
液混合相部分をモニター(7) を介して目視検査すること
により、適正状態での封止、すなわち、作動液(8) 量が
適正でしかも非凝縮性ガスが完全に蒸発しかつ作動液
(8) の無駄な蒸発がない状態での封止が可能となる。な
お、加熱浴槽(21)を用いて加熱する代わりに、ヒータそ
の他の適宜な加熱装置を用いても同様にして作動液適正
状態での封止を行うことができる。
【0028】
【発明の効果】この発明のヒートパイプの検査装置によ
ると、ヒートパイプ内部の作動液の液面が可視化でき、
ヒートパイプ内の作動液の液面高さが適正であるかどう
かの判定を容易に行うことができる。これを使用してヒ
ートパイプを検査することにより、検査にかかる手間が
減少して生産性が向上するとともに、ヒートパイプの内
部容積に対する液量%が精度よく測定できて品質が向上
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるヒートパイプの検査装置の実施
形態を概略的に示す斜視図である。
【図2】図1のヒートパイプの検査装置をヒートパイプ
完成品の検査工程において使用した場合の図である。
【図3】この発明によるヒートパイプの検査装置で検査
されるのに好適なヒートパイプの1例を示す図である。
【図4】図1のヒートパイプの検査装置をヒートパイプ
の作動液注入工程において使用した場合の図である。
【図5】図1のヒートパイプの検査装置をヒートパイプ
の作動液注入口封止工程において使用した場合の斜視図
である。
【符号の説明】
(1) ヒートパイプ (2) 作動液検査装置 (3) コンベヤ (6) 画像処理装置 (7) モニター

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 垂直に保持されたヒートパイプ(1) にX
    線を照射するX線源(4) と、ヒートパイプ(1) のX線透
    過像を撮影する撮像装置(5) と、撮像装置(5) で得られ
    たX線透過像を処理する画像処理装置(6) と、画像処理
    装置(6) で処理されたX線透過像を可視化するモニター
    (7) とを備えているヒートパイプの検査装置。
  2. 【請求項2】 画像処理装置(6) が、作動液の液面高さ
    が設定範囲内にあるかどうかを判定する液面高さ判定手
    段を備えている請求項1のヒートパイプの検査装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2の検査装置を用い、ヒ
    ートパイプの作動液注入工程において、作動液面高さが
    所定値に達した時に作動液の注入を停止することを特徴
    とするヒートパイプの検査方法。
  4. 【請求項4】 請求項1の検査装置を用い、ヒートパイ
    プの注入口封止工程において、作動液の気液混合相状態
    を目視しながら封止を行うことを特徴とするヒートパイ
    プの検査方法。
  5. 【請求項5】 請求項1または2の検査装置を用い、ヒ
    ートパイプの完成品検査工程において、作動液面高さの
    良・不良の判定を行うことを特徴とするヒートパイプの
    検査方法。
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