JP2000018859A

JP2000018859A - ヒートパイプの製造方法

Info

Publication number: JP2000018859A
Application number: JP10187658A
Authority: JP
Inventors: Shoji Akutsu; 昇治阿久津
Original assignee: Showa Aluminum Corp
Current assignee: Showa Aluminum Can Corp
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】内部に非凝縮性ガスが残留していないヒート
パイプを、余分な材料の切除による歩留りの低下を生じ
ることなく製造する。【解決手段】注入口4 を有するコンテナ1 と、コンテ
ナ1 の注入口4 に密に嵌め入れられる口部6 を有するガ
ス滞留容器5 とを用意し、作動液注入後のコンテナ1 の
注入口4 にガス滞留容器5 の口部6 を密に嵌め入れ、こ
のコンテナ1 を加熱して作動液を蒸発させることにより
コンテナ1 内の非凝縮性ガスをガス滞留容器5 内に滞留
させ、その後、コンテナ1 の注入口4 を閉鎖するととも
にガス滞留容器5 の口部6 をコンテナ1 の注入口4 から
外す。

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
製造方法に関し、より詳細には、内部に非凝縮性ガスが
残留していないヒートパイプの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】内部に非凝縮ガスが残留していないヒー
トパイプの製造方法が、特公平６−７８８７３号公報に
開示されている。この方法は、コンテナに注入封止用ノ
ズルを設けておき、このノズルを介してコンテナ内の非
凝縮性ガスを真空排気した後、コンテナ内にノズルを介
して作動液を注入するとともに、ノズルをこれの先端部
において仮封止し、次いで、コンテナを加熱して作動液
を蒸発させることによりコンテナ内の非凝縮性ガスをノ
ズル内に滞留させ、その後、ノズルをこれの基端部にお
いて本封止するとともに、ノズルにおける本封止部分よ
りも先端側部分を切除するものである。

【０００３】また、特開平９−１７０８８９号公報に
も、内部に非凝縮性ガスが残留していないヒートパイプ
の製造方法が開示されている。この方法は、連通した注
入管部を一端部に備えたコンテナ内に作動液を注入して
から、注入管部をこれの先端部において仮封止し、次い
で、コンテナを加熱して作動液を蒸発させることにより
コンテナ内の非凝縮性ガスを注入管部内に滞留させると
ともに、注入管部の長さ方向における表面温度差に基づ
いて非凝縮性ガスと作動液との境界部を検出し、その境
界部の近傍において注入管部を本封止した後、本封止部
分と仮封止部分との間で注入管部を切断するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の２つの方法では、内部に非凝縮性ガスが滞留した注入
封止用ノズルや注入管部の大部分を切除するため、それ
だけ余分な材料費や加工費がかかることになる。

【０００５】この発明の目的は、内部に非凝縮性ガスが
残留していないヒートパイプを、余分な材料の切除によ
る歩留りの低下を生じることなく製造できるようにする
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および効果】この発明によ
るヒートパイプの製造方法は、注入口を有するコンテナ
と、コンテナの注入口に密に嵌め入れられる口部を有す
るガス滞留容器とを用意し、作動液注入後のコンテナの
注入口にガス滞留容器の口部を密に嵌め入れ、このコン
テナを加熱して作動液を蒸発させることによりコンテナ
内の非凝縮性ガスをガス滞留容器内に滞留させ、その
後、コンテナの注入口を閉鎖するとともにガス滞留容器
の口部をコンテナの注入口から外すものである。

【０００７】このように、作動液注入後のコンテナの注
入口にガス滞留容器の口部を密に嵌め入れ、コンテナ加
熱後にコンテナの注入口を閉鎖するとともにガス滞留容
器の口部をコンテナの注入口から外すようにすれば、冒
頭の２つの従来技術のようにノズルや注入管といった余
分な材料の切除を必要とせず、ガス滞留容器を繰り返し
使用することができる。

【０００８】したがって、この発明によれば、内部に非
凝縮性ガスが残留していないヒートパイプを製造するに
あたって、歩留りを向上させることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の第１実施形態が図１〜
図４に示されている。第１実施形態は、この発明を、例
えばパソコン等電子機器用の放熱器として用いられる平
板状ヒートパイプの製造に適用したものである。

【００１０】まず、図１に示すコンテナ(1) を用意し
た。このコンテナ(1) は、作動液封入用管状膨出部(3)
を有する金属合わせ板(2) からなる。金属合わせ板(2)
は、例えば、２枚のアルミニウム合金板からなる。管状
膨出部(3) は、金属合わせ板(2) に所定パターンの非圧
着部を形成しておいて、この非圧着部を両面側または片
面側に膨出させることにより形成したものである。管状
膨出部(3) は、縦にのびる複数の並列状直線部(3A)と、
全ての直線部(3A)の一端部どうしおよび他端部どうしを
連通させるように横にのびる２本の連通部(3B)と、上側
の連通部(3B)の長さ中央から上方にのびる注入部(3C)と
よりなる。ただし、管状膨出部(3) のパターンは、図１
に示すものに限定されるわけではなく、適宜変更可能で
ある。注入部(3) の上端は金属合わせ板(2) の上縁に開
口しており、この開口が注入口(4)となされている。注
入口(4) は、フレア加工されて、後述するガス滞留容器
の口部を嵌め入れ易いようになされている。

【００１１】なお、上記コンテナ(1) を形成するにあた
っては、２枚の金属板の合わせ面のうち少なくとも一方
の面に圧着防止剤を所定パターンに印刷しておいてか
ら、両金属板を圧着して非圧着部を有する金属合わせ板
(2) をつくり、この金属合わせ板(2) の非圧着部に流体
圧を導入することによって管状膨出部(3) を一挙に形成
する、いわゆるロールボンド法によるのが好ましい。こ
の方法によれば、管状膨出部(3) のパターンを複雑なも
のとすることができ、液漏れのおそれがなく、量産性に
優れ、しかも寸法形状の自由度が大きいといった利点が
得られるからである。

【００１２】一方、図２に示すように、コンテナ(1) の
注入口(4) に密に嵌め入れられる口部(6) を有するガス
滞留容器(5) を用意した。ガス滞留容器(5) は、例えば
合成樹脂により全体が一体成形され、両端が閉鎖された
密閉筒状胴部(7) および胴部(7) の下壁にあけられた孔
を介して胴部(7) 内と連通する管状首部(8) よりなる容
器本体(51)と、ゴム等の弾性材料からなりかつ容器本体
(51)の首部(8) 先端周縁部に嵌め被せられた下方に向か
って先細り筒状の口部構成部材(52)とで構成されてい
る。ただし、ガス滞留容器(5) は、上記の構造に限定さ
れるものではなく、例えば容器本体(51)および口部構成
部材(52)をゴム等の弾性材料によって全体を一体に成形
にしたものであってもよい。

【００１３】そして、図１に示すように、コンテナ(1)
の管状膨出部(3) 内に、注入口(4)に差し込んだ注入ノ
ズル(9) から、作動液を注入した。作動液としては、例
えばＰＦＣ、ＨＦＣ１３４ａ、ＣＦＣ１１３、ＨＣＦＣ
１２３等が用いられる。

【００１４】次に、図２に示すように、コンテナ(1) の
注入口(4) にガス滞留容器(5) の口部(6) を密に嵌め入
れた。

【００１５】それから、図３(a) に示すように、ガス滞
留容器(5) が上になるようにしたコンテナ(1) の下部
を、６０℃の湯に所定時間漬けて加熱した。そうする
と、コンテナ(1) 内の作動液が蒸発してガス状作動液と
なり、それによって、作動液に溶存し、また、コンテナ
(1) の管状膨出部(3) 内に残留していたＮ₂、Ｏ₂、Ｃ
Ｏ₂などの非凝縮ガスが、ガス滞留容器(3) 内に押し込
まれて滞留する（図３(a)参照）。

【００１６】それから、図３(b) に示すように、コンテ
ナ(1) の注入口(4) 部分の下部を圧潰して、注入口(4)
を閉鎖した。

【００１７】こうしておいて、図３(c) に示すように、
コンテナ(1) の注入口(4) から、ガス滞留容器(5) の口
部(6) を外した。

【００１８】さらに、図３(d) に示すように、コンテナ
(1) の注入口(4) 部分の上部を圧潰した後、図３(e) に
示すように、圧潰された注入口(4) 部分の上端を溶接し
た。

【００１９】こうして、図４に示すように、コンテナ
(1) の管状膨出部(3) 内に作動液が封入されてなる平板
状ヒートパイプ(10)を得た。

【００２０】なお、上記方法により得られたヒートパイ
プ(10)内に非凝縮性ガスが残留しているか否かは、例え
ば次の方法によって検査することができる。

【００２１】即ち、まず、製造過程において、作動液が
注入されかつガス滞留容器(5) の口部(6) が注入口(4)
に密に嵌め入れられた状態のコンテナ(1) の重量を重量
計によって測定しておく。そして、得られたヒートパイ
プ(10)およびコンテナ(1) の注入口(4) から口部(6) が
外されたガス滞留容器(5) の重量も重量計によって測定
する。そして、ガス滞留容器(5) 付きコンテナ(1) の重
量と、得られたヒートパイプ(10)の重量および分離され
たガス滞留容器(5) の重量の和とを比較し、両者の間に
実質的な差がない場合、それによって得られたヒートパ
イプ(10)内に非凝縮性ガスが残留していることが確認で
きる。一方、後者が前者よりも小さい場合、それによっ
て得られたヒートパイプ(10)内に非凝縮性ガスが残留し
ていないことが確認できる。

【００２２】上記検査方法の原理を具体的に説明する
と、次のとおりである。即ち、ガス滞留容器(5) 付きコ
ンテナ(1) を加熱して作動液を蒸発させることによりコ
ンテナ内(1) の非凝縮性ガスをガス滞留容器(5) 内に滞
留させた状態において、非凝縮性ガスとガス状作動液と
の境界(11)がガス滞留容器(5) 内に位置している場合
（図３(a) 参照）、得られたヒートパイプ(10)内には非
凝縮性ガスが残留していないはずである。そして、この
場合、非凝縮性ガスとガス状作動液との境界(11)付近に
おいて凝縮したガス状作動液がガス滞留容器(5) の内面
に付着し、その付着分が、その後、分離されたガス滞留
容器(5) の口部(6) より大気中に放散されるため、得ら
れたヒートパイプ(10)の重量および分離されたガス滞留
容器(5) の重量の和がガス滞留容器(5) 付きコンテナ
(1) の重量よりも小さくなる。一方、非凝縮性ガスとガ
ス状作動液との境界(11)がコンテナ(1) の管状膨出部
(3) 内に位置している場合、得られたヒートパイプ(10)
内には、非凝縮性ガスが残留しているはずであり、この
場合には、非凝縮性ガスとガス状作動液との境界(11)付
近において凝縮したガス状作動液はコンテナ(1) 内に止
まるため、ガス滞留容器(5)付きコンテナ(1) の重量と
得られたヒートパイプ(10)の重量および分離されたガス
滞留容器(5) の重量の和との間には差が生じない。

【００２３】したがって、この検査方法によれば、重量
の測定比較という極めて簡単な手段によって、得られた
ヒートパイプ(10)内に非凝縮性ガスが残留しているか否
かを容易に検査することができる。

【００２４】ここで、非凝縮性ガスとガス状作動液との
境界は、例えば、ガス滞留容器(5)の容量によって変動
すると考えられる。また、作動液の量に比例して作動液
に溶存する非凝縮性ガスの量も多くなることから、非凝
縮性ガスとガス状作動液との境界は、コンテナ(1) 内に
注入される作動液の量によっても変動すると考えられ
る。

【００２５】したがって、例えばガス滞留容器(5) の容
量または作動液の注入量を段階的に大きくなるように適
宜に変えていくとともに、その他の製造条件を一定にし
ておいて、上記方法によりヒートパイプ(10)を試験的に
製造するとともに非凝縮性ガスの残留・非残留を検査す
れば、非凝縮性ガスが残留しない製造条件を容易に見つ
け出すことができる。こうして見い出された条件下で製
造されたヒートパイプ(10)は、確実に内部に非凝縮性ガ
スが残留していないものである。

【００２６】また、上記以外の検査方法として、冒頭で
述べた特開平９−１７０８８９号公報に開示されている
方法を利用することもできる。すなわち、コンテナ(1)
加熱後に、ガス滞留容器(5) およびコンテナ(1) の注入
部(3C)の外表面温度を測定し、その温度差に基づいて非
凝縮性ガスと作動液との境界位置を検出し、境界がガス
滞留容器(5) 内に位置していれば、得られるヒートパイ
プ(10)に非凝縮性ガスが残留しないことになり、境界が
コンテナ(1) の注入部(3C)内に位置していれば、得られ
るヒートパイプ(10)に非凝縮性ガスが残留することにな
る。

【００２７】それから、この実施形態では、コンテナ
(1) の管状膨出部(3) 内に残留している非凝縮性ガスを
そのままにして、管状膨出部(3) 内に作動液を注入し、
その後、注入口(4) にガス滞留容器(5) の口部(6) を密
に嵌め入れているが、作動液注入前に、例えば真空ポン
プを用いて管状膨出部(3) 内に残留している非凝縮性ガ
スを注入口(4) から吸引排気しておいてもよい。

【００２８】図５および図６には、この発明の第２実施
形態が示されている。第２実施形態は、以下の点を除い
て第１実施形態と同じである。すなわち、この実施形態
では、図５および図６に示すように、ガス滞留容器(5)
に、コンテナ(1) への固定装置(12)が備えられている。
固定装置(12)は、容器本体(51)の首部(8) の周囲に取り
付けられた水平壁部(13)および水平壁部(13)の前後両縁
からコンテナ(1) 両面に沿うようにのびかつ長さ中央部
にコンテナ(1) の注入口(4) を避けるように下縁から方
形状の切欠き(14)が形成された垂下壁部(15)よりなる保
持部材(16)と、保持部材(16)の前側垂下壁部(15)の左右
両側部に前方からねじ込まれた固定ネジ(17)とで構成さ
れている。そして、作動液注入後のコンテナ(1) の注入
口(4) にガス滞留容器(5) の口部(6) を密に嵌め入れる
さい、それとともに保持部材(16)をコンテナ(1) の注入
口(4) の周囲に嵌め被せ、固定ネジ(17)をねじ込んでそ
の先端をコンテナ(1) 前面に圧接させる。このようにし
ておけば、コンテナ(1) を加熱したさい、管状膨出部
(3) 内およびガス滞留容器(5) 内の圧力が過度に上昇し
た場合でも、ガス滞留容器(5) の口部(6) が注入口(4)
から外れるおそれがない。そして、ガス滞留容器(5) の
口部(6) をコンテナ(1) の注入口(4) から外すさいに
は、固定装置(12)の固定ネジ(17)をねじ戻せばよい。

【００２９】図７には、この発明の第３実施形態が示さ
れている。第３実施形態は、以下の点を除いて第１実施
形態と同じである。すなわち、この実施形態では、図７
に示すように、コンテナ(1) を加熱するさい、注入口
(4) に口部(6) が嵌め込まれたガス滞留容器(5) の容器
本体(51)底部を上方からトグルクランプ(18)によって押
圧している。トグルクランプ(18)は、これのレバー(19)
を上方に持ち上げることによって押圧部材(20)が下が
り、押圧部材(20)がガス滞留容器(5) の容器本体(51)底
部に圧接するようになされている。コンテナ(1) は、水
槽の底部に全体が槽内の湯に浸るように配置された横断
面Ｕ形のホルダ(26)によって直立状態に保持されてい
る。このトグルクランプ(18)を用いれば、第２実施形態
と同様に、コンテナ(1) を加熱したさい、管状膨出部
(3) 内およびガス滞留容器(5) 内の圧力が過度に上昇し
た場合でも、ガス滞留容器(5) の口部(6) が注入口(4)
から外れるおそれがない。ガス滞留容器(5) の口部(6)
をコンテナ(1) の注入口(4) から外すさいには、トグル
クランプ(18)のレバー(19)を押し下げて、押圧部材(20)
を上げればよい。

【００３０】図８には、この発明の第４実施形態が示さ
れている。第４実施形態は、この発明を、各種熱交換器
に用いられる管状ヒートパイプの製造に適用したもので
あって、以下の点を除いて第１実施形態と同じである。
すなわち、この実施形態では、図８に示すように、コン
テナ(21)が、金属管(22)と金属管(22)の両端に接合され
たエンドキャップ(23)と、一端のエンドキャップ(23)の
中心にあけた孔（図示略）に一端が接続されるとともに
他端がフレア加工された短い金属パイプよりなる注入口
部材(24)とで構成されている。そして、注入口部材(24)
のフレア形先端開口が注入口(25)となされている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を示すものであって、
コンテナ内に作動液を注入する工程を示す斜視図であ
る。

【図２】コンテナの注入口にガス滞留容器の口部を密に
嵌め入れる工程を示す斜視図である。

【図３】(a) はコンテナを加熱する工程を示す縦断面
図、(b) はコンテナにおける注入口部分の下部を圧潰す
る工程を示す一部拡大縦断面図、(c) はコンテナの注入
口からガス滞留容器の口部を外す工程を示す一部拡大縦
断面図、(d) はコンテナの注入口部分の上部を圧潰する
工程を示す一部拡大縦断面図、(e) はコンテナにおける
圧潰された注入口部分の上端を溶接する工程を示す一部
拡大縦断面図である。

【図４】得られたヒートパイプを示す斜視図である。

【図５】この発明の第２実施形態を示すものであって、
コンテナに固定装置付きガス滞留容器を装着する工程を
示す一部拡大斜視図である。

【図６】この発明の第２実施形態を示すものであって、
コンテナに固定装置付きガス滞留容器を装着した状態を
示す一部拡大縦断面図である。

【図７】この発明の第３実施形態を示すものであって、
コンテナ加熱時にトグルクランプによってガス滞留容器
をコンテナに押圧する工程を示す一部拡大縦断面図であ
る。

【図８】この発明の第４実施形態を示すものであって、
コンテナ内に作動液を注入する工程を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

(1) …コンテナ (4) …注入口 (5) …ガス滞留容器 (6) …口部 (21)…コンテナ (25)…注入口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】注入口を有するコンテナと、コンテナの
注入口に密に嵌め入れられる口部を有するガス滞留容器
とを用意し、作動液注入後のコンテナの注入口にガス滞
留容器の口部を密に嵌め入れ、このコンテナを加熱して
作動液を蒸発させることによりコンテナ内の非凝縮性ガ
スをガス滞留容器内に滞留させ、その後、コンテナの注
入口を閉鎖するとともにガス滞留容器の口部をコンテナ
の注入口から外す、ヒートパイプの製造方法。