JP2005083743A - ヒートパイプの製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 開口端部をシールする工程が簡素化されて作業時間の短縮及びコストの削減に役に立つヒートパイプの製造方法を提供する。
【解決手段】 伝熱媒体を中空容器の開口端部を通して該中空容器に内蔵させた後、該開口端部をシールしてヒートパイプを製造するヒートパイプの製造方法において、前記開口端部をシールする工程は、中空容器内を真空まで抽気する抽気ステップと、前記開口端部の少なくとも一部を変形させて、該開口端部内を前記伝熱媒体が通る方向に連続した閉塞部分を該開口端部に形成する変形加工ステップと、前記変形加工ステップによって前記開口端部に形成された前記方向に連続した閉塞部分の途中をレーザ照射によりカットすると共に、カット口を溶接して封止する切断封止ステップとからなる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ヒートパイプの製造方法に関し、特に、中空容器の開口端部を経由して伝熱媒体を内蔵させた後、該開口端部をシールしてヒートパイプを製造する過程における前記開口端部をシールする工程に関する。
一端及び他端を有するパイプ状その他の形状の容器を減圧して、その内部に水またはアルコールなどの気液変化により伝熱作用を行うことができる伝熱媒体を液体の状態で入れて密封することでヒートパイプ（形状によってはヒートシンクとも呼ばれる）を構成し、このようなヒートパイプにおいて、前記伝熱媒体を前記容器の一端に集中させた後、該端を冷却しようとする箇所におくと、前記液体が前記箇所の熱を吸収して蒸気に変化し、そして、他端に流れながら放熱し、再び液体に変わって落下し、流動方式や毛細管現象により前記加熱端に戻り、これらを繰り返して伝熱作用を行い得ることが広く知られている。そしてこのヒートパイプはその熱伝導率が銅やアルミなどの金属に対して優れているので、冷却用素子として各種熱関連機器に採用されている。
このヒートパイプの従来からの製造方法については、典型的なパイプ型を例として説明すると、図１乃至図４に示すように、先ず、開口端部１１１を有する中空パイプ１１の開口から、適量の伝熱媒体を該中空パイプ１１内に注入してからパイプ内の空気を抽出した後、加工機２によって、前記中空パイプ１１の前記開口端部１１１を偏平状に挟んで封止部１１２を形成し、そして、前記偏平状になった封止部１１２の上端１１２１をカッター３によって切断してから、その切断部に溶接によって、はんだ接合部１２を形成してカット口を封止することにより行っている。
従来のヒートパイプは、前記のように、中空パイプに注液抽気した後、変形加工、切断、はんだ封止の三つのステップにしたがって開口端部を密封することで製造することが通常であるけれども、斯かるヒートパイプの製造工程の簡素化が切望されていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、開口端部をシールする工程が簡素化されて作業時間の短縮及びコストの削減に役に立つヒートパイプの製造方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、伝熱媒体を中空容器の開口端部を通して該中空容器に内蔵させた後、該開口端部をシールしてヒートパイプを製造するヒートパイプの製造方法において、前記開口端部をシールする工程が、中空容器内を真空まで抽気する抽気ステップと、前記開口端部の少なくとも一部を変形させて、該開口端部内を前記伝熱媒体が通る方向に連続した閉塞部分を該開口端部に形成する変形加工ステップと、前記変形加工ステップによって前記開口端部に形成された前記方向に連続した閉塞部分の途中をレーザ照射によりカットすると共に、カット口を溶接して封止する切断封止ステップとからなることを特徴とする。
また請求項２の発明は、中空容器の開口端部を経由して伝熱媒体を内蔵させた後、該開口端部をシールしてヒートパイプを製造するヒートパイプの製造方法において、前記開口端部をシールする工程が、中空容器内を真空まで抽気する抽気ステップと、前記開口端部の口内から口外への方向上における少なくとも一部をその開口が連続的に閉まるように変形させる変形加工ステップと、前記開口端部の前記変形加工ステップによってその開口が連続的に閉まるようになった部分をレーザ照射によりカットすると共に、カット口を溶接して封止する切断封止ステップとからなることを特徴とする。
また請求項３の発明は、請求項１又は２の前記特徴に加えて、前記変形加工ステップは、前記開口端部を、それの前記方向における少なくとも一部が連続的な偏平部になるように挟むことで行うことを特徴とし、また請求項４の発明は、請求項１又は２の前記特徴に加えて、前記変形加工ステップは、前記開口端部を、それの前記方向における少なくとも一部が連続的な偏平部になるように挟みながら曲げることで行うことを特徴とし、さらに請求項５の発明は、請求項１又は２の前記特徴に加えて、前記変形加工ステップは、前記開口端部を、それの前記方向における少なくとも一部が連続的な偏平部になるように挟みながら、該偏平部よりも中空容器の中心部側を連続的な螺旋状になるように捻じ回すことで行うことを特徴とする。
本発明に係る上記製造方法によると、変形加工ステップによって開口端部の開口が連続的に閉まるようになった後、レーザ照射だけで該開口端部の連続的に閉まった部分を同時に切断・封止してヒートパイプを形成することができるので、ヒートパイプの製造工程の簡素化が達成され、作業時間の短縮及びコストの削減に寄与することができる。
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。なお、以下の説明においては、そのサイズに拘わらず、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
まず、図５及び図６を参照しながら本発明のヒートパイプの製造方法、特にその中におけるシール工程を説明する。ヒートパイプを製造する時、従来のように中空容器４１の開口端部４１１を通して（即ち経由して）伝熱媒体を内蔵させた後、図５の流れのように、抽気ステップ５１、変形加工ステップ５２、切断封止ステップ５３の順序にしたがって前記中空容器４１の開口端部４１１をシールしヒートパイプを製造する。
前記抽気ステップ５１は、中空容器４１内を真空まで抽気することで行う。
また前記変形加工ステップ５２は、前記開口端部４１１の口外から口内への方向（即ち該開口端部４１１を伝熱媒体が通る方向）上における少なくとも一部をその開口が連続的に閉まるように変形させることで行う。即ち、前記開口端部４１１の少なくとも一部を前記変形加工ステップ５２により塑性変形させて、該開口端部４１１内を前記伝熱媒体が通る方向に連続した閉塞部分を該開口端部に形成する。
もっと具体的に言えば、該変形加工ステップ５２は、図６に示すように、挟圧加工機（図示せず）などによって前記開口端部４１１をその断面開口が閉まった連続的な偏平部４１２（前記閉塞部分）になるように挟むことで行うことができる。
また、前記切断封止ステップ５３は、前記開口端部４１１の前記変形加工ステップ５２によってその開口が連続的に閉まるようになった閉塞部分（例えば前記偏平部４１２）の中間部をレーザ照射（図示せず）によりカットすると共に、カット口を溶接して封止することで行う。そうすると、従来のようにカッターと溶接手段のそれぞれで行う切断ステップ及び封止ステップを一つのステップに合併してレーザ照射だけで同時に切断・封止する工程が完成するので、使用される工程数、工作機械数を全体として少なくし、操作時間も短縮することができる。
また、前記変形加工ステップ５２は、前記開口端部４１１を偏平状に挟むことの代りに、前記開口端部４１１の前記方向上における少なくとも一部をその開口が連続的に閉まるように変形させることができれば、他のいずれかの方式もしくはそれらにおける一以上の合併方式を採用しても良い。
例えば、図７に示すような方式は、前記開口端部４１１を、それの少なくとも一部が偏平部になるように挟みながら、該偏平部の中間部を曲げるというような挟みによる変形と曲げによる変形との合併型である。
また、図８に示すような方式は、前記開口端部４１１を、それの少なくとも一部（図示例では先端部近く）が偏平部になるように挟みながら、該偏平部よりも内方側（即ち中空容器の中心部側）である該先端部の直前部を捻じ回して連続的な螺旋状に変形させるという挟みによる変形と捻じ回しによる変形との合併型である。
前記変形加工ステップを行った後、引き続いて、レーザ照射によりその開口が連続的に閉まった閉塞部分の適当な途中部分から前記開口端部４１１をカットしながら溶融封止することでヒートパイプの製造を完成することができる。
前記製造方法、特にそのシール工程によると、従来のように開口端部の閉まった部分をカッター及び溶接でそれぞれ切断とシールを別々に行うことなく、単なるレーザ照射だけで同時に切断・封止（シール）してヒートパイプを形成することができ、その上、レーザ照射による切断封止ステップの前の変形加工ステップにおいても開口端部をさまざまな形状に変形させて封止の効果を上げることができる。
以上説明した実施の形態は、あくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものにおいてなされたものであり、本発明はそうした具体例に限定して狭義に解釈されるものではなく、本発明の精神とクレームに述べられた範囲で、種々に変更して実施できるものである。
従来のヒートパイプの製造方法におけるシール工程の第１説明図 従来のヒートパイプの製造方法におけるシール工程の第２説明図 従来のヒートパイプの製造方法におけるシール工程の第３説明図 従来のヒートパイプの製造方法におけるシール工程の第４説明図 本発明のヒートパイプの製造方法におけるシール工程の流れ図 図５における変形加工ステップによりなる開口端部の形状の一例を示す斜視図 図５における変形加工ステップによりなる開口端部の形状の他の一例を示す斜視図 図５における変形加工ステップによりなる開口端部の形状のまた他の一例を示す斜視図
符号の説明
１ 中空パイプ
１１１ 開口端部
１１２ 封止部
１１２１ 封止部の上端
１２ はんだ接合部
２ 加工機
３ カッター
４１ 中空容器
４１１ 開口端部
４１２ 偏平部
５１ 抽気ステップ
５２ 変形加工ステップ
５３ 切断封止ステップ

Claims (5)

  1. 伝熱媒体を中空容器の開口端部を通して該中空容器に内蔵させた後、該開口端部をシールしてヒートパイプを製造するヒートパイプの製造方法において、
    前記開口端部をシールする工程は、
    中空容器内を真空まで抽気する抽気ステップと、
    前記開口端部の少なくとも一部を変形させて、該開口端部内を前記伝熱媒体が通る方向に連続した閉塞部分を該開口端部に形成する変形加工ステップと、
    前記変形加工ステップによって前記開口端部に形成された前記方向に連続した閉塞部分の途中をレーザ照射によりカットすると共に、カット口を溶接して封止する切断封止ステップとからなることを特徴とする、ヒートパイプの製造方法。
  2. 中空容器の開口端部を経由して伝熱媒体を内蔵させた後、該開口端部をシールしてヒートパイプを製造するヒートパイプの製造方法において、
    前記開口端部をシールする工程は、
    中空容器内を真空まで抽気する抽気ステップと、
    前記開口端部の口外から口内への方向上における少なくとも一部をその開口が連続的に閉まるように変形させる変形加工ステップと、
    前記開口端部の前記変形加工ステップによってその開口が連続的に閉まるようになった部分をレーザ照射によりカットすると共に、カット口を溶接して封止する切断封止ステップとからなることを特徴とする、ヒートパイプの製造方法。
  3. 前記変形加工ステップは、前記開口端部を、それの前記方向における少なくとも一部が連続的な偏平部になるように挟むことで行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載のヒートパイプの製造方法。
  4. 前記変形加工ステップは、前記開口端部を、それの前記方向における少なくとも一部が連続的な偏平部になるように挟みながら曲げることで行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載のヒートパイプの製造方法。
  5. 前記変形加工ステップは、前記開口端部を、それの前記方向における少なくとも一部が連続的な偏平部になるように挟みながら、該偏平部よりも中空容器の中心部側を連続的な螺旋状になるように捻じ回すことで行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載のヒートパイプの製造方法。

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