(57)【要約】【課題】  ヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネルに塔載する電子機器が、大きな熱量を発生させた場合であっても、パネルへの熱の伝達量を低下させないようにすることを目的とする。【解決手段】  空洞の設けられたブロックとヒートパイプが接着剤により相互に密着するとともに接着剤により表皮材に密着し、ブロックが芯材に埋め込まれた状態で表皮が接着されサンドイッチパネルが一体的に成形された後、ブロックに雌ねじ穴を加工して、パネルを形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高発熱性の電子機器を締結するための雌ねじ穴および空洞部の形成されたブロックと、ヒートパイプと、表皮材と、上記表皮材に挟まれた芯材とが、成形時に付加される温度で硬化する接着剤により接着されて、一体的に成形されるヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネルであって、
上記ブロックとヒートパイプとが、接着剤により相互に密着するとともに、接着剤により上記表皮材に密着し、
上記ブロックが芯材に埋め込まれた状態で表皮が接着されサンドイッチパネルが一体的に成形された後、上記ブロックの空洞部もしくはその周辺に到達するように、上記ブロックに雌ねじ穴が加工されて、
形成されることを特徴としたヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネル。
【請求項２】
上記表皮材の間で、複数段のヒートパイプが接着剤により密着して積重なったことを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネル
【請求項３】
上記ヒートパイプは、上記ブロックと密着するフィンが形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネル
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人工衛星（以下、衛星）に用いられるヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネル（以下、パネル）においては、電子機器を固定するためのインサートをパネルに接着剤で接着して、このインサートに電子機器をボルト等で締結していた（例えば、特許文献１参照）。インサートのパネルへの接着はパネルの製造後に行われる。この際、パネルに穴を刳り貫き、その穴に、予め雌ねじの形成されたインサートを挿入して、インサートの接着が行われる。
【特許文献１】特開平１１−１０５１７４号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、インサートの接着剤はパネルの成形時の温度より低い温度で固められており、高発熱の電子機器が発熱すると、パネルが熱的に破損する以前にインサートの接着剤の温度が上昇すると共に接着剤が軟化する。かくして、インサートがボルトの締結力で電子機器側に引張りあげられることにより、ボルトの締結力が低下する。電子機器の発熱量が増大する程、ボルト締結力の低下の問題が顕在化することとなる。
【０００４】
このようにボルトの締結力が低下した場合、電子機器のパネルへの密着度を低下させ、接触熱抵抗を増大させるため熱の伝達を阻害する。このことは、ヒートパイプに熱を伝えることで温度を下げている電子機器にとって、致命的な問題となる。
【０００５】
したがって、従来の高発熱機器の塔載方法においては、電子機器が大きな熱量を発生させる場合に、パネルへの熱の伝達量が低下するという問題がある。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネルへ塔載する電子機器が大きな熱量を発生させた場合でも、パネルへの熱の伝達量を低下させずに、電子機器を塔載することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によるヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネルは、高発熱性の電子機器を締結するための雌ねじ穴および空洞の形成されたブロックと、ヒートパイプと、表皮材と、表皮材に挟まれた芯材とが、成形時に付加される温度で硬化する接着剤により接着されて、一体的に成形されるヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネルであって、
上記ブロックとヒートパイプとが、接着剤により相互に密着するとともに、接着剤により上記表皮材に密着し、
上記ブロックが芯材に埋め込まれた状態で表皮が接着されサンドイッチパネルが一体的に成形された後、上記ブロックの空洞部もしくはその周辺に到達するように、上記ブロックに雌ねじ穴が加工されて、形成されたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、ブロックを、サンドイッチパネルの成形時に表皮材、芯材、及びヒートパイプに接着し、サンドイッチパネル成形時に付加される温度で硬化する接着剤を用いることで、ブロックを固定する接着剤にサンドイッチパネル本体と同じ耐熱強度を持たせることにより、搭載する電子機器が大きな発熱量を発生させた場合でも、ブロックを接着する接着剤が軟化することはなく、電子機器を締結する締結部品の締結力の低下を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係るヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネル（以下、パネル）について、図を用いて説明する。
図１はパネルの利用形態と構造を例示する図であり、（ａ）は複数の電子機器がパネルに塔載された状態を示す斜視図、（ｂ）はそのＡＡ断面を示す構造図である。
【００１０】
図１（ｂ）において、パネルは、表皮材１ａと表皮材１ｂと芯材２とが接着剤７によって接着され一体的に成形されたものである。パネル内部には、ヒートパイプ４とブロック５が埋め込まれている。表皮材１ａおよび表皮材１ｂはパネルの表皮材であり、例えばアルミシート表皮が用いられる。芯材２はパネルに剛性を付加するためのハニカムコアであり、例えばアルミハニカムコアが用いられる。電子機器３は増幅器や演算プロセッサなどが搭載され、その動作によって高い熱量を発熱する。電子機器３はパネルに取り付けられて、衛星内面側となる面に塔載される。ヒートパイプ４はパネルに埋め込まれる。なお、表皮材１ａと表皮材１ｂの間で、芯材２が除去された空間にヒートパイプ４が埋め込まれ、接着されていても良い。これによって、ヒートパイプ４における表皮材１ａとは反対側の面が表皮材１ｂに直接接着され、表皮材１ａと１ｂ間の熱交換が促される。
【００１１】
ブロック５は電子機器３を固定するための雌ねじ５０が形成された塊状部材から成る。ブロック５は軽量化のための空洞部を成す軽目穴６が設けられている。軽目穴６の重心はブロック５外形の断面中心よりも芯材２側（下側）に位置している。これによって、ブロック５の外形を大きくしつつ軽目穴６の分だけ軽量化を図っており、ブロック５の外表面と芯材２の間で充分な接着強度を確保している。また、ブロック５の内部で、雌ねじ５０の穴の端部が軽目穴６の内部もしくはその周辺まで到達している。軽目穴６は、ヒートパイプ４と同様の押し出し加工によって、紙面前後方向であるヒートパイプ４の長手方向（熱伝達方向）に沿って連続的に形成されている。
【００１２】
接着剤７は、ブロック５、表皮材１ａ、１ｂ、芯材２、およびヒートパイプ４を一体的に接着する。接着剤７は、サンドイッチパネル成形時に印加される所定の高温度で硬化する。この接着剤７の硬化によって、ブロック５と表皮材１ａ、１ｂとの間、ブロック５と芯材２との間、ブロック５とヒートパイプ４との間、ヒートパイプ４と表皮材１ａ、１ｂとの間が、夫々密着している。ボルト８は電子機器３をパネルに締結するための締結部品である。
【００１３】
ブロック５の雌ねじ５０は、パネルの成型後に、表皮材１ａを貫通して加工成型される。すなわち、接着剤７が硬化してパネルが一体成形した後、ドリルによって表皮材１ａおよびブロック５に切削穴加工が施された後、ブロック５に雌ねじ５０が形成される。この際、表皮材１ａには雌ねじ５０が設けられても設けなくても良い。表皮材１ａに雌ねじ５０を設けない場合は、表皮材１ａに雌ねじ５０よりも大きい径の穴を設ければ良い。このように、パネルの成型後にブロック５の雌ねじ５０を加工することで、雌ねじ５０について所定の穴位置精度を確保することができる。
なお、雌ねじ５０が軽目穴６の内部に達するように加工する場合は、雌ねじ５０の穴加工の効率が向上するとともに、軽目穴６に混入する空気抜きの穴を別に設ける必要がなく、全体的に加工効率が向上する。他方、雌ねじ５０が軽目穴６の内部にまで到達しない程度に雌ねじ５０の穴加工を行う場合は、ねじ穴加工の切粉が軽目穴６の内部に混入しなくなり、その余の切粉抜きの作業が軽減される。
【００１４】
また、ブロック５は、パネルの成形時に周辺の部材である表皮材１ａ、芯材２、ヒートパイプ４と接着されるため、上記したように、パネル成形時に付加される温度で硬化する接着剤を用いることができる。これにより、ブロック５の接着固定において、パネル本体と同じ耐熱強度を持たせることができる。また、電子機器３が大きな発熱量を発生させた場合でも、ブロック５を接着する接着剤７が軟化することはないので、電子機器３を締結するボルト８の締結力が低下することがない。すなわち、雌ねじの設けられたインサートを挿入する従来のパネルと比べ、雌ねじの母材強度が向上する。
【００１５】
図２は、電子機器からヒートパイプに伝達する熱経路を示している。
ここで、ブロック５の素材としては、熱伝導性に優れた材料である、例えばアルミ合金が用いられる。また、ブロック５とヒートパイプ４の接着剤には、熱伝導性の高い接着剤が用いられる。
【００１６】
この場合、電子機器３の熱を伝達する熱伝達経路として、ヒートパイプ４を通じた通常の熱伝達経路１１に加えて、ブロック５を経由してヒートパイプ４に熱を伝達する別の熱伝達経路１２を設けることができる。これによって、ヒートパイプパネル４の性能を向上させる作用がある。また、軽目穴６が設けられているので、電子機器３からの熱は芯材２の方に向かわず、大部分がブロック５側面のヒートパイプパネル４の方に伝達される。
【００１７】
ブロックの熱伝達量は、ブロック５の大きさや軽目穴６の大きさを変えることで適宜調整することができる。この際、軽目穴６の上部境界面は雌ねじ５０の穴下端部に突入するか、もしくは穴下端部の近傍まで近接させることができる。また、ブロック５の外形を大きくすることで、周辺との接着面積を増加させ、電子機器３を締結する締結部において、パネル面外方向への引抜き強度を高めることができる。また、他の形態として、軽目穴６の断面を、図３のように斜辺が電子機器３およびヒートパイプパネル４に向き合う三角形状にすることで、より効率良くヒートパイプ４に熱を伝達することも可能となる。
【００１８】
実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係るヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネル（以下、パネル）の構成を示す図である。図において、ヒートパイプが複数段埋め込まれたパネルとして、例えば２段のヒートパイプが埋め込まれた場合を示している。
【００１９】
図４において、符号１〜８に示した構成は上記の実施形態１と同じである。この実施の形態２のパネルではさらに、下段のヒートパイプ２１が設けられている。ヒートパイプ２１は電子機器３の直下に配置されたヒートパイプ４に直交する形で埋め込まれている。ヒートパイプ２１は上面がヒートパイプ４に密着して積み重ねられ、ヒートパイプ４に接着される。ヒートパイプ２１の下面は表皮材１ｂに密着して接着されている。また、ブロック５がヒートパイプ２１の上面に直接接着されている。このように構成することで、電子機器３を締結する雌ねじ５０の形成されたブロック５に対し、パネル本体と同じ耐熱強度を持たせることができる。また、電子機器３が大きな発熱量を発生した場合でも、ブロック５を接着する接着剤７が軟化することはなく、電子機器３を締結するボルト８の締結力が低下することはない。
【００２０】
図５は、実施の形態２における電子機器からヒートパイプに伝達する熱の流れを示している。ここで、ブロック５は下段のヒートパイプ２１に直接接着されている。この接着剤に熱伝導性の高い接着剤を用いることで、通常の熱伝達経路１１に加え、ブロック５を経由して直下のヒートパイプ４だけでなく、下段のヒートパイプ２１に熱を伝達する熱伝達経路３１を設けることができる。かくして、ヒートパイプパネルの性能をさらに向上させることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３として、熱伝導経路を増やすためのフィンを有するヒートパイプ埋め込みサンドイッチパネル（以下、パネル）を示している。
【００２２】
図６において、符号１〜８、２１は上記の実施形態１、２と同じものである。この実施の形態３ではさらに、ヒートパイプ４にフィン４１が設けられている。また、ブロック４２はフィン４１の直下に位置し、ヒートパイプ４に密着して接着される。さらに、ブロック４３は窪みを形成する段が設けられ、フィン４１はこのブロック４３の窪み面に嵌め込まれて密着するように接着される。ブロック４３はフィン４１の横に、電子機器３を締結する雌ねじ５０が設けられる。この構成によって、ブロック５にパネル本体と同じ耐熱強度を持たせることができる。このため、電子機器３が大きな発熱量を発生させた場合でも、ブロック４２およびブロック４３を接着する接着剤７が軟化することはなく、電子機器３を締結するボルト８の締結力が低下することはない。
【００２３】
図７は、実施の形態３における、電子機器３からヒートパイプ４に伝達する熱の流れを示している。ブロック４２およびブロック４３のヒートパイプ４およびフィン４１との接着剤として、熱伝導性の高い接着剤を用いる。これによって、通常の熱伝達経路１１に加えて、ブロック４２はフィン４１を経由してヒートパイプ４の本体に熱を伝える経路とフィン４１を経由して下段のヒートパイプ２１に熱を伝える経路を設けることができる。また、ブロック４３はフィン４１を経由してヒートパイプ４の本体に熱を伝える経路とブロック４３が下段のヒートパイプ２１に熱を伝える経路を設けることができ、ヒートパイプパネルの性能をさらに向上させる作用もある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】この発明に係る実施の形態１によるヒートパイプ埋め込みパネルを示す図である。
【図２】この発明に係る実施の形態１によるヒートパイプ埋め込みパネルの熱の伝達経路を示すである。
【図３】この発明に係る実施の形態１によるブロックの、軽目穴の他の形態を示すである。
【図４】この発明に係る実施の形態２によるヒートパイプ埋め込みパネルを示す図である。
【図５】この発明に係る実施の形態２によるヒートパイプ埋め込みパネルの熱の伝達経路を示すである。
【図６】この発明に係る実施の形態３によるヒートパイプ埋め込みパネルの熱の伝達経路を示すである。
【図７】この発明に係る実施の形態３によるヒートパイプ埋め込みパネルの熱の伝達経路を示すである。
【符号の説明】
【００２５】
１ 表皮材、２ 芯材、３ 電子機器、４ ヒートパイプ、５ ブロック、６ 軽目穴、７ 接着剤、８ ボルト、２１ ヒートパイプ、４１ フィン、４２ ブロック、４３ ブロック、５０  雌ねじ。
【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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