(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部にコンテナの作動液注入口に嵌め入れられる嵌入部を有し、他端部に作動液注入器具と接続される接続部を有する管状カプラ本体と、先端でコンテナの作動液注入口外面をつかむようにカプラ本体に揺動自在に設けられた少なくとも２つのつかみ部材と、カプラ本体にこれの長さ方向に移動自在に嵌め被せられてつかみ部材を締め付ける筒状または環状の締め付け部材とを備えてなり、締め付け部材がつかみ部材を締め付ける方向にバネで付勢されている、カプラ。
【請求項２】
カプラ本体の内部に、内径０．２〜１ｍｍの作動液流出防止部が設けられている、請求項１に記載のカプラ。
【請求項３】
作動液流出防止部の長さが１０〜６０ｍｍである、請求項２に記載のカプラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つに記載のカプラにおいて、さらに、コンテナに設けられたフレア状作動液注入口内面に密接させられる環状シール部材が嵌入部に設けられている、カプラ。
【請求項５】
カプラ本体が、一端部が嵌入部を構成しているシール部材付き内側管状部材と、嵌入部を一端から突出させるように内側管状部材が摺動自在に嵌め入れられた外側管状部材と、シール部材を作動液注入口内面に押し付けるように外側管状部材内に配置された圧縮バネとを備えているものである、請求項４に記載のカプラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カプラに関し、より詳細には、ヒートパイプを製造するさいに用いられるカプラに関する。
【従来の技術】
ヒートパイプは、金属パイプ製または管状膨出部を有する金属合わせ板製コンテナ内に、水などの作動液を封入して製造される。
従来は、コンテナ内への作動液の注入を、コンテナの作動液注入口に予め溶接された金属製ノズルパイプを通して行い、次いで、通常、コンテナを加熱してコンテナ内の作動液を蒸発させることにより、コンテナ内に残留していた非凝縮性ガスを、ノズルパイプを通して排出するようにしていた。そして、このノズルパイプは、最終的には、コンテナの作動液注入口を閉鎖するさいに切除していた。
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コンテナにいちいちノズルパイプを溶接するのは面倒であり、また、切除されたノズルパイプは廃棄するしかないので、それだけ余分な加工費や材料費がかかっていた。
また、ノズルパイプの内径は、コンテナの作動液注入口に合わせたものとなされるため、コンテナを加熱して非凝縮性ガスを排出するさい、ノズルパイプを通して、突沸した作動液が大量に流出してしまうことがあった。
本発明の課題は、ノズルパイプを使用せずにヒートパイプを効率よく製造できるようにすることにある。また、本発明のもう１つの課題は、ヒートパイプ製造時に、コンテナから突沸した作動液が流出するのを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明によるカプラは、一端部にコンテナの作動液注入口に嵌め入れられる嵌入部を有し、他端部に作動液注入器具と接続される接続部を有する管状カプラ本体と、先端でコンテナの作動液注入口外面をつかむようにカプラ本体に揺動自在に設けられた少なくとも２つのつかみ部材と、カプラ本体にこれの長さ方向に移動自在に嵌め被せられてつかみ部材を締め付ける筒状または環状の締め付け部材とを備えてなる。
上記のカプラは、コンテナに作動液を注入するさいには、これのカプラ本体の嵌入部をコンテナの作動液注入口に嵌め入れる一方、接続部に作動液注入器具を接続する。このさい、カプラは、そのつかみ部材によって作動液注入口外面をつかみ、つかみ部材を締め付け部材によって締め付けることによって、コンテナに確実に保持される。コンテナを加熱して内部の非凝縮性ガスを排出するさいには、接続部から作動液注入器具を外し、カプラを通して非凝縮性ガスの排出が行われる。その後、カプラは、これの締め付け部材を所定方向に移動させてつかみ部材を作動液注入口外面から外してから、嵌入部を作動液注入口から外すことにより、コンテナから分離される。分離されたカプラは、上記と同様にして繰り返し使用される。
本発明による上記のカプラにおいて、カプラ本体の内部に、内径０．２〜１ｍｍの作動液流出防止部が設けられているのが好ましい。
このような作動液流出部をカプラ本体の内部に設けておけば、コンテナを加熱して内部の非凝縮性ガスを排出するさい、コンテナ内の作動液が突沸しても、突沸した作動液の流出が作動液流出防止部によって防止される。作動液流出防止部の内径が０．２ｍｍ未満であると、作動液をコンテナ内に注入するさいに定量を注入するのが困難となる。一方、作動液流出防止部の内径が１ｍｍを越えると、コンテナ加熱時に突沸した作動液の流出を阻止することができない。
上記作動液流出防止部の長さは１０〜６０ｍｍであるのが好ましい。作動液流出防止部の長さが１０ｍｍ未満であると、コンテナ加熱時に突沸した作動液に対する流通抵抗が小さくなりすぎて、作動液の流出が生じるおそれがある。一方、作動液流出防止部の長さが６０ｍｍを越えると、コンテナの加熱によりコンテナ内から追い出される非凝縮性ガスに対する流通抵抗が大きくなりすぎて、非凝縮性ガスがコンテナ内に残留するおそれがある。
また、本発明による上記のカプラにおいて、締め付け部材がつかみ部材を締め付ける方向にバネで付勢されているのが好ましい。
このように、締め付け部材をバネによってつかみ部材を締め付ける方向に付勢しておけば、作動液注入時や非凝縮性ガス排出時に、つかみ部材が緩んでカプラ本体の嵌入部が作動液注入口から外れるおそれがない。
また、本発明による上記のカプラにおいて、さらに、コンテナに設けられたフレア状作動液注入口内面に密接させられる環状シール部材が嵌入部に設けられているのが好ましい。
このように、コンテナの作動液注入口をフレア状に加工して、その内面に密接させられる環状シール部材を嵌入部に設けておけば、作動液注入口と嵌入部との間が確実にシールされ、作動液が漏れるおそれが少ない。
また、この場合において、カプラ本体が、一端部が嵌入部を構成しているシール部材付き内側管状部材と、嵌入部を一端から突出させるように内側管状部材が摺動自在に嵌め入れられた外側管状部材と、シール部材を作動液注入口内面に押し付けるように外側管状部材内に配置された圧縮バネとを備えているものであるのが好ましい。
カプラ本体を、上記のような内側管状部材、外側管状部材および圧縮バネを備えたものとすれば、環状シール部材が、圧縮バネの作用によって、コンテナに設けられたフレア状作動液注入口内面に押し付けられるので、作動液注入口と嵌入部との間がより確実にシールされる。
また、本発明によるもう１つのカプラは、一端部にコンテナの作動液注入口に嵌め入れられる嵌入部を有し、他端部に作動液注入器具と接続される接続部を有するとともに、内部に内径０．２〜１ｍｍの作動液流出防止部が設けられているものである。
上記のカプラは、コンテナに作動液を注入するさいには、これのカプラ本体の嵌入部をコンテナの作動液注入口に嵌め入れる一方、接続部に作動液注入器具を接続する。コンテナを加熱して内部の非凝縮性ガスを排出するさいには、接続部から作動液注入器具を外し、カプラを通して非凝縮性ガスの排出が行われる。このさい、コンテナ内の作動液が突沸することがあるが、突沸した作動液は、作動液流出防止部によって流出が防止される。その後、カプラは、嵌入部を作動液注入口から外すことにより、コンテナから分離される。分離されたカプラは、上記と同様にして繰り返し使用される。作動液流出防止部の内径が０．２ｍｍ未満であると、作動液をコンテナ内に注入するさいに定量を注入するのが困難となる。一方、作動液流出防止部の内径が１ｍｍを越えると、コンテナ加熱時に突沸した作動液の流出を阻止することができない。
上記作動液流出防止部の長さは１０〜６０ｍｍであるのが好ましい。作動液流出防止部の長さが１０ｍｍ未満であると、コンテナ加熱時に突沸した作動液に対する流通抵抗が小さくなりすぎて、作動液の流出が生じるおそれがある。一方、作動液流出防止部の長さが６０ｍｍを越えると、コンテナの加熱によりコンテナ内から追い出される非凝縮性ガスに対する流通抵抗が大きくなりすぎて、非凝縮性ガスがコンテナ内に残留するおそれがある。
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明において、「上下」は各図面の上下をいうものとする。
図１〜図５は、本発明によるカプラの第１実施形態を示すものである。カプラ(1) は、図１〜図３に示すように、下端部にコンテナ(8) の作動液注入口(81)に嵌め入れられる嵌入部(2A)を有し、上端部に作動液注入器具(9) と接続される接続部(2B)を有する管状カプラ本体(2) と、先端でコンテナ(8) の作動液注入口(81)外面をつかむようにカプラ本体(2) に揺動自在に設けられた２つのつかみ部材(3) と、カプラ本体(2) にこれの長さ方向に移動自在に嵌め被せられてつかみ部材(3) を締め付ける筒状の締め付け部材(4) とを備えてなる。
カプラ本体(2) の内部に、内径が０．２〜１ｍｍで長さが１０〜６０ｍｍの作動液流出防止部(2C)が２つ設けられている。
締め付け部材(4) は、つかみ部材(3) を締め付ける方向、即ち、下方に圧縮バネ(5) で付勢されている。
嵌入部(2A)に、コンテナ(8) に設けられたフレア状作動液注入口(81)内面に密接させられるゴム製の環状シール部材(6) が設けられている。
カプラ本体(2) は、下端部が嵌入部(2A)を構成しているシール部材(6) 付き内側管状部材(21)と、嵌入部(2A)を下端から突出させるように内側管状部材(21)が摺動自在に嵌め入れられた外側管状部材(22)と、シール部材(6) を作動液注入口内面に押し付けるように外側管状部材(22)内に配置された圧縮バネ(7) とを備えている。
内側管状部材(21)は、内管(211) と、内管(211) が摺動自在に嵌め入れられている外管(212) とで構成されている。内管(211) は、上端部にフランジ(211A)を有している。内管(211) の内径は０．２〜１ｍｍとなされている。また、内管(211) の長さは１０〜６０ｍｍとなされている。この内管(211) の内部によって、作動液流出防止部(2C)が形成されている。外管(212) の内周面には、内管(211) のフランジ(211A)と係り合う段差(212A)が形成されている。内管(211) は、これのフランジ(211A)が外管(212) の段差(212A)と係り合ったさいに、下端部が外管(212) の下端から突出するような長さを有している。外管(212) の下端面に設けられた環状凹陥部(212B)にシール部材(6) の大部分が嵌め込まれている。このシール部材(6) は、内管(211) と外管(212) との隙間をシールする役割も果たしている。外管(212) 外周面の上端部に水平環状溝が形成され、この溝にＯリング(10)が嵌め込まれている。図２から明らかなように、嵌入部(2A)は、シール部材(6) の下端部と、内管(211) におけるシール部材(6) よりも下方部分とで構成されている。
外側管状部材(22)の下端部内に、下方に開口して内側管状部材(21)を収容する収容部(23)が形成されている。内側管状部材(21)は収容部(23)内を上下に摺動し得るが、収容部(23)の下端部および外管(212) 外面の上端部に互いに係り合う段差が形成されており、それによって内側管状部材(21)が下方に脱落しないようになっている。圧縮バネ(7) は、収容部(23)の上端と内管(211) の上端との間に介在されている。
外側管状部材(22)における収容部(23)よりも上方部分の内部は、内径が０．２〜１ｍｍ、長さが１０〜６０ｍｍであって、同部分がもう１つの作動液流出防止部(2C)を構成している。
外側管状部材(22)の上端部には、それよりも下方部分の外径よりも小さい外径を有しかつ雄ねじを有する小径部(22C) が設けられている。そして、この小径部(22C) に、下端部に雌ねじを有する筒状接続部材(24)がＯリング(11)を介してねじ止められている。この接続部材(24)によって接続部(2B)が形成されている。接続部材(24)の内部には、閉止弁(12)が設けられている。閉止弁(12)は、環状パッキン(124) を備えたこま状の弁体(121) と、接続部材(24)内の高さ中央部に取り付けられたバネ押さえ部材(122) と、バネ押さえ部材(22)と弁体(121) の円錐台部との間に介在されて弁体(121) のパッキン(124) を接続部材(24)の上端に設けられた弁座(25)に押し付ける圧縮バネ(123) とで構成されている。閉止弁(12)は、図２に示すように、作動液注入器具(9) の先端部(91)が接続部(2B)に接続されたさい、同先端部(91)内に設けられた弁体押し下げピン(92)によって弁体(121) が押し下げられることによって、開くようになっている。
つかみ部材(3) は、垂直部(31)と、垂直部(31)の下端に設けられたつかみ部(32)とよりなる。つかみ部(32)の先端には、コンテナ(8) の作動液注入口(81)外面に対応した凹弧面が設けられている。垂直部(31)の上端には、水平ロールピン(13)が貫通状に取り付けられている。図３に示すように、外側管状部材(22)の下部に、同部材(22)の同一直径上に位置する２つの垂直切込み部(22A) と、各垂直切込み部(22A) の上端部を横切る水平切込み部(22B) とが設けられている。そして、各水平切込み部(22B) に水平ロールピン(13)が回転可能に収容され、各垂直切込み部(22A) につかみ部材(3) の垂直部(31)が揺動可能に収容されている。垂直部(31)の下端部に、下方に向かって外側管状部材(22)の直径方向外方に傾斜した傾斜面(31A) が設けられている。
外側管状部材(22)外面の高さ中央部に、環状バネ押さえ部(14)が形成されている。圧縮バネ(5) は、このバネ押さえ部(14)と、締め付け部材(4) の内周面の高さ中間部に形成された段差(41)との間に介在されている。締め付け部材(4) 内面の下端部に、つかみ部材(3) の傾斜面(31A) に押し付けられるテーパ面(42)が設けられている。
図４および図５は、上記カプラ(1) を用いたヒートパイプの製造方法の一部の工程を示すものである。これらの図を参照して以下にヒートパイプの製造方法を説明する。
まず、図４に示すようなコンテナ(8) を用意する。このコンテナ(8) は、作動液封入用管状膨出部(82)を有する金属合わせ板からなる。金属合わせ板は、例えば、２枚のアルミニウム合金板から形成される。管状膨出部(82)は、金属合わせ板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(82)は、垂直方向にのびる複数の並列状直線部(82A) と、全ての直線部(82A) の上端部どうしおよび下端部どうしを連通させるように水平方向にのびる２本の連通部(82B) と、上連通部(82B) の長さ中央から上方にのびる注入部(82C) とよりなる。ただし、管状膨出部のパターンは、図４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(82C) の上端は、金属合わせ板の上縁長さ中央部から上方に突出した方形状突出部(83)の先端に開口しており、この開口が作動液注入口(81)となされている。作動液注入口(81)は、フレア加工されている。
なお、上記コンテナ(8) 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をつくり、この金属合わせ板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(82)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。
そして、図４に示すように、コンテナ(8) の作動液注入口(81)にカプラ(1) の嵌入部(2A)を嵌め入れて、カプラ(1) をコンテナ(8) に止める。具体的には、まず、締め付け部材(4) を上方に手で持ち上げてつかみ部材(3) を開いておいてから、内管(211) の下端部を作動液注入口(81)に差し込んで、シール部材(6) を作動液注入口(81)内面に押し付けるようにする（図１および図２参照）。こうしておいて、締め付け部材(4) を離すと、締め付け部材(4) が圧縮バネ(5) の弾性力により下方に押し下げられて、締め付け部材(4) の下端がつかみ部材(3) の垂直部(31)に圧接させられることにより、つかみ部材(3) が閉じていき、つかみ部(32)で作動液注入口(81)外面をつかむ。そして、締め付け部材(4) のテーパ面(42)がつかみ部材(3) の傾斜面(31A) に押し付けられて、つかみ部材(3) が締め付けられることにより、カプラ(1) の嵌入部(2A)がコンテナ(8) の作動液注入口(81)から外れないようになっている。一方、カプラ(1) の接続部(2B)に、作動液注入器具(9) の先端部(91)を接続する（図２参照）。このさい、作動液注入器具(9) の弁体押し下げピン(92)で弁体(121) が下方に押し下げられることにより、閉止弁(12)が開いて、カプラ本体(2) 内と作動液注入器具(9) 内とが連通させられている。
次に、作動液注入器具(9) を用いて、コンテナ(8) の管状膨出部(82)内にカプラ(1) を介して作動液を注入する。作動液注入器具(9) としては、例えば、作動液タンクから供給された作動液をトリガーの操作によってノズルから噴射するガンタイプのものが用いられる。作動液としては、例えばＰＦＣ、ＨＦＣ１３４ａ、ＣＦＣ１１３、ＨＣＦＣ１２３等が用いられる。
次に、カプラ(1) の接続部(2B)から作動液注入器具(9) の先端部(91)を外して閉止弁(12)を閉じておいてから、コンテナ(8) の下部を、６０℃の湯に漬けて加熱する（図５（ａ）参照）。そうすると、コンテナ(8) 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(8) の管状膨出部(82)内に残留していたＮ2 、Ｏ2 、ＣＯ2 などの非凝縮性ガスが、カプラ本体(2) 内に押し込まれて滞留する（図５参照）。この際、コンテナ(8) 内の作動液が突沸することがあるが、突沸した作動液は、カプラ本体(2) 内の下部に設けられた作動液流出防止部(2C)によって、カプラ本体(2) 内への流入が阻止される。
コンテナ(8) を一定時間加熱した後、図５（ａ）に示すように、エアシリンダにより上下に駆動させられる弁体押し下げロッド(16)を備えた閉止弁開放装置(15)を用いて、閉止弁(12)を開き、カプラ本体(2) 内に滞留していた非凝縮性ガスをパージする。この際、カプラ本体(2) 内に設けられた上下２つの作動液流出防止部(2C)によって、突沸した作動液の流出が阻止される。
次に、図５（ｂ）および図５（ｃ）に示すように、コンテナ(8) の注入部(82C) の長さ中間部分をピンチして圧潰しかつ圧潰部(84)の上端においてコンテナ(8) を切断して、カプラ本体(2) 内に残留している非凝縮性ガスが逆流しないようにしておいてから、カプラ(1) の嵌入部(2A)を作動液注入口(82)から外す。この場合、締め付け部材(4) を手で上方に持ち上げて、つかみ部材(3) を開きながら、カプラ(1) を上方に持ち上げるようにすれば、嵌入部(2A)が作動液注入口(81)から簡単に外れる。さらに、コンテナ(8) の圧潰部の先端部分を溶接する。
このようにして、ノズルパイプを用いることなく、コンテナ(8) の管状膨出部(82)内に作動液が封入された平板状ヒートパイプを製造することができる。
図６および図７は、本発明によるカプラの第２実施形態を示すものである。この実施形態は、以下の点を除いて第１実施形態と同じである。すなわち、この実施形態のカプラ(100) は、内管(211) の内径が１０ｍｍを越えるものである。したがって、このカプラ(100) は、カプラ本体(2) 内の上部のみに作動液流出防止部(2C)を有するものとなっている。また、接続部材(24)内に閉止弁は設けられていない。カプラ本体(2) の接続部(2B)には、作動液注入器具(9) の作動液供給ホース(93)の先端部が嵌められ、このホース(93)を介して接続部(2B)に作動液注入器具(9) が接続されるようになっている。
上記のカプラ(100) を用いたヒートパイプの製造方法は、次の点を除いて第１実施形態の場合と実質的に同じである。すなわち、この実施形態のカプラ(100) は閉止弁を備えていないものであるため、コンテナ(8) の加熱によりコンテナ(8) 内から追い出された非凝縮性ガスは、カプラ本体(2) 内に滞留せず、そのままカプラ本体(2) の上端から排出される。ただし、この実施形態の場合でも、コンテナ(8) 加熱時にカプラ本体(2) の上端を蓋を用いて閉鎖するようにすれば、非凝縮性ガスをカプラ本体(2) 内に一時的に滞留させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであって、嵌入部がコンテナの作動液注入口に嵌め入れられておらず、接続部が作動液注入器具に接続されていない状態のカプラの縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示すものであって、嵌入部がコンテナの作動液注入口に嵌め入れられ、接続部が作動液注入器具に接続された状態のカプラの縦断面図である。
【図３】第１実施形態のカプラの分解斜視図である。
【図４】第１実施形態のカプラを用いたヒートパイプの製造方法の１つの工程を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態のカプラを用いたヒートパイプの製造方法の他の複数の工程を工程順に示す縦断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示すものであって、嵌入部がコンテナの作動液注入口に嵌め入れられておらず、接続部が作動液注入器具に接続されていない状態のカプラの縦断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態を示すものであって、嵌入部がコンテナの作動液注入口に嵌め入れられ、接続部が作動液注入器具に接続された状態のカプラの縦断面図である。
【符号の説明】
1)      カプラ
100)    カプラ
2)      カプラ本体
2A)     嵌入部
2B)     接続部
2C)     作動液流出防止部
21)     内側管状部材
22)     外側管状部材
3)      つかみ部材
4)      締め付け部材
5)      圧縮バネ（バネ）
6)      環状シール部材
7)      圧縮バネ
8)      コンテナ
81)     作動液注入口
9)      作動液注入器具
【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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