(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内蔵の伝熱媒体の気液変化により熱を伝導するヒートパイプを製造する方法であって、  両端を有し且つその一端に只１つの開口を備えた中空パイプの該開口を、弾性シール手段によって密封してから、細い中空のニードルを前記弾性シール手段に突き刺す第１の工程と、
その細いニードルを経由して前記中空パイプ内の空気を抽出してから、前記伝熱媒体を同パイプ内に注入する第２の工程と、
その注入後に、前記ニードルを前記弾性シール手段より抜き出すと共に、その抜き跡に対応した、前記弾性シール手段内の通路状の疵を弾性シール手段自体の弾性により封止する第３の工程とを含み、
前記第１の工程において、前記中空パイプの開口端部を密封するに当たっては、その開口端部を前記ニードルの外径よりやや大きい内径の小口になるまで縮径し、且つ前記中空パイプの、前記小口から軸方向に間隔をあけた箇所に、挟圧加工により、外壁から窪んで内壁の周方向に沿って突出してなる環状の肩部を形成し、そして、前記中空パイプの、前記小口から前記肩部までの空間内に前記小口を経由して熱硬化樹脂を注入して硬化させることにより、前記開口端部を塞ぐ前記弾性シール手段を形成することを特徴とする、ヒートパイプの製造方法。
【請求項２】
前記弾性シール手段から前記ニードルを抜き出した後、更に前記小口を点溶接によって封止することを特徴とする、請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項３】
前記弾性シール手段から前記ニードルを抜き出した後、前記中空パイプの前記小口を有する端部を半田付けによって前記小口を封止することを特徴とする、請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヒートパイプに関し、もっと詳しくは内蔵の伝熱媒体の気液変化により熱を伝導するヒートパイプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
両端を有するパイプや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してなり、それにより、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、繰り返して伝熱作用を行うヒートパイプ（形状によってはヒートシンクとも呼ばれる）が広く知られている。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。
【０００３】
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によって切ってから、溶接によって封止することにより行っている。
【０００４】
しかしながら、このような製造方法によるヒートパイプは、前記封止部１１２が偏平構造になり、ヒートパイプ全体の長さを増加させる欠点があるのみならず、軽くても外力がかかると割れがちであり、パイプの漏れをもたらす欠点もある。なお、パイプ内の空気抽出は伝熱媒体の注入中または注入後にも行わなければならないので、パイプ内の伝熱媒体の一部が空気と共に散逸し、伝熱媒体の浪費のみならず、パイプ内の伝熱媒体の量を正確に制御できず、ヒートパイプの伝熱効果に悪影響をきたすという欠点もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記に鑑みて、本発明の目的は、省スペースのみならず、従来のような割れがちな偏平部がない完璧な構造を有し、且つ、良好な伝熱効果を遂げることができ、製造時にも伝熱媒体の浪費をもたさないヒートパイプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、内蔵の伝熱媒体の気液変化により熱を伝導するヒートパイプを製造する方法であって、両端を有し且つその一端に只１つの開口を備えた中空パイプの該開口を、弾性シール手段によって密封してから、細い中空のニードルを前記弾性シール手段に突き刺す第１の工程と、その細いニードルを経由して前記中空パイプ内の空気を抽出してから、前記伝熱媒体を同パイプ内に注入する第２の工程と、その注入後に、前記ニードルを前記弾性シール手段より抜き出すと共に、その抜き跡に対応した、前記弾性シール手段内の通路状の疵を弾性シール手段自体の弾性により封止する第３の工程とを含み、前記第１の工程において、前記中空パイプの開口端部を密封するに当たっては、その開口端部を前記ニードルの外径よりやや大きい内径の小口になるまで縮径し、且つ前記中空パイプの、前記小口から軸方向に間隔をあけた箇所に、挟圧加工により、外壁から窪んで内壁の周方向に沿って突出してなる環状の肩部を形成し、そして、前記中空パイプの、前記小口から前記肩部までの空間内に前記小口を経由して熱硬化樹脂を注入して硬化させることにより、前記開口端部を塞ぐ前記弾性シール手段を形成することを特徴とし、また請求項２の発明は、請求項１の前記特徴に加えて、前記弾性シール手段から前記ニードルを抜き出した後、更に前記小口を点溶接によって封止することを特徴とし、さらに請求項３の発明は、請求項１の前記特徴に加えて、前記弾性シール手段から前記ニードルを抜き出した後、前記中空パイプの前記小口を有する端部を半田付けによって前記小口を封止することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記製造方法による本発明のヒートパイプは、前記従来のような中空パイプ開口端部に対する挟み加工及びカッタによる加工を行わずに、弾性シール手段自体の弾性により、伝熱媒体の注入後に、前記弾性シール手段内に形成された通路状の疵を封止することができるので、ヒートパイプを密封するには前記従来のような偏平構造を形成することがなく、省スペースのみならず、ヒートパイプ全体構造を頑丈にできると共に耐久性も良好であり、また、前記中空パイプ内の空気を抽出した後、はじめて伝熱媒体を中空パイプ内に注入することができるため、伝熱媒体の浪費はなく、中空パイプ内の伝熱媒体の量を一定に維持し、良好な伝熱効果を得ることもできる。
【０００８】
また、本発明のヒートパイプは、両端を有する中空パイプからなって冷房や暖房などに使用されてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明のヒートパイプ及びその製造方法の好ましい実施例を詳しく説明する。
【００１０】
まず、図５乃至図７を参照して、本発明のヒートパイプ及びその製造方法の実施例を説明する。
【００１１】
本実施例において、両端を有するパイプからなって冷房や暖房などに使用されるヒートパイプ及びその製造方法を説明する。まず、図５に示すように、２１は中空パイプ２０の両端部のうち開口（下記小口２３になる箇所）を有する一端部である。図示のように、ヒートパイプを製造するには、該開口端部２１を有する中空パイプ２０の該開口を、弾性シール手段３０によって密封する。
【００１２】
そして、図６に示すように、制御ユニット５に制御される細い中空のニードル４で前記弾性シール手段３０を挿通し（即ちニードル４を弾性シール手段３０に突き刺し）、該細いニードル４の中空部を通してパイプ内の空気を抽出してから、伝熱媒体をパイプ内に注入する。注入した後、図７に示すように、前記ニードル４を抜き出し、そのニードル４の挿通によって前記弾性シール手段３０内に形成された（即ちニードル４の抜き跡に対応した）通路のような疵３１（図６参照）を、前記弾性シール手段３０自体の弾性により封止する。
【００１３】
また、本実施例において、前記パイプ２０の開口端部２１を密封する方法として、図５に示すように、前記開口端部２１をその開口が前記細いニードル４の外径よりやや大きい内径を有する小口２３になるまで縮径し、且つ、前記パイプ（２０）上の前記小口２３から間隔をあけた箇所に、挟圧加工により、外壁２１２から窪んで内壁２１１の周方向に沿って突出してなる環状の肩部２４を形成し、そして、前記パイプ２０の前記小口２３から前記肩部２４までの空間内に前記小口２３を経由して熱硬化樹脂を注入して硬化させることにより、前記弾性シール手段３を形成する手法を採用している。
【００１４】
このように構成されたものは、もうヒートパイプに使用されるが、前記ニードル４を抜き出した後、更に前記小口２３を点溶接によって封止するか半田付けによって封止することが好ましい。図７に示されているのは、点溶接によって封止されたものであり、図面における符号６は点溶接によって形成された溶接点である。
【００１５】
このように作製されてなるヒートパイプ１は、図７に示すように、前記中空パイプ２０の元の開口端部２１の該開口内に、弾性シール手段３０が詰められて固定されており、前記パイプ２０内に伝熱媒体２２が存在している。前記弾性シール手段３０が、中空パイプ２０の、元の前記小口２３から前記肩部２４までの空間内に充満している。なお、前記小口２３が既に封止されているので、前記ヒートパイプ１のシールが完全に確保されることができる。このようにして、ヒートパイプ１は管内の前記伝熱媒２２体の気液変化により熱を伝導することができる。
【００１６】
上記のように、本実施例のヒートパイプ１は、前記従来のような挟み加工及びカッタによる加工を行わずに、弾性シール手段自体３０の弾性により、伝熱媒体２２の注入後に、前記弾性シール手段３０内に形成された通路のような疵（ニードルの抜き跡）を封止することができるので、前記従来のような偏平構造を形成することがなく、省スペースのみならず、ヒートパイプ全体構造を完璧且つ丈夫に維持することができる。また、前記中空パイプ内の空気を抽出した後、はじめて伝熱媒体をパイプ内に注入するため、伝熱媒体の浪費はなく、中空パイプ内の伝熱媒体の量を一定に維持し、良好な伝熱効果を得ることもできる。
【００１７】
次に、第１の参考例について説明する。本参考例において、前記実施例と異なる点はパイプ７の開口端部７０を密封する方法にある。即ち、前記パイプ７上の開口７１から間隔をあけた箇所に、挟圧加工により、外壁２１２から窪んで内壁２１１の周方向に沿って突出してなる環状の肩部２４を形成し、そして、図８に示すように、前記開口７１から弾性シール手段３０を前記肩部２４まで押入してから、チューブ収縮機８によって前記パイプ７の開口端部７０をその開口が細いニードル４の外径よりやや大きい内径を有する小口７２になるまで縮径する。
【００１８】
このように作製されてなるヒートパイプ１Ａは、図９に示すように、前記実施例のヒートパイプ１と外見及び構成がほぼ同様である。従って、本参考例のヒートパイプ１Ａは、前記従来のような挟み加工及びカッタによる加工を行わずに、弾性シール手段３０自体の弾性により、伝熱媒体の注入後に、前記弾性シール手段３０内に形成された通路のような疵（ニードルの抜き跡）を封止することができるので、前記従来のような偏平構造を形成することがなく、省スペースのみならず、ヒートパイプ全体構造を完璧且つ丈夫に維持することができる。また、前記中空パイプ内の空気を抽出した後、はじめて伝熱媒体をパイプ内に注入するため、伝熱媒体の浪費はなく、中空パイプ内の伝熱媒体の量を一定に維持し、良好な伝熱効果を得ることもできる。
【００１９】
次に、第２の参考例を説明する。本参考例のヒートパイプはＣＰＵのヒートシンクとして使用される。本参考例において、前記実施例及び参考例と異なる点は、図１０に示すように、ヒートパイプとして、中空パイプに代えて上下両平面９１，９２を有する偏平状を呈する中空容器９を使用すること、及び前記中空容器９の開口を密封する方法にある。
【００２０】
前記中空容器９は、開口が前記上面９１にあり、且つ、その内壁９１１が、内径が口外から口内へ段々小さくなるように４つの階段９４に形成されている。前記中空容器９の開口を密封する方法は、弾性シール手段３を前記開口内の奥の方の段部９４１（即ち３つ目の段部）に阻止されるように押入してから、更に中心小口（１０１）付きのプラグ１００を開口内の外寄りの段部９４２（即ち２つ目の段部）に阻止されるように押入固定することで行う。
【００２１】
この参考例のヒートパイプ１Ｂは、図１１に示すように、偏平状を呈して、容器内に伝熱媒体２２が存在している。前記弾性シール手段３０が前記開口内の奥の方の段部９４１に阻止されるように押入されている。また、前記中心小口付きのプラグ１００が開口内の外寄りの段部９４２に阻止されるように押入固定されている。なお、前記プラグ１００の小口１０１が図示の溶接点６によって封止されている。
【００２２】
従って、本参考例におけるヒートパイプ１Ｂは、前記実施例と同様に、弾性シール手段３０の弾性によって伝熱媒体の注入後に、前記弾性シール手段３０内に形成された通路のような疵（ニードルの抜き跡）を封止するので、前記従来のような偏平構造を形成することがなく、省スペースのみならず、ヒートパイプ全体構造を完璧且つ丈夫に維持することができる。また、前記パイプ内の空気を抽出した後、はじめて伝熱媒体をパイプ内に注入することができるため、伝熱媒体の浪費はなく、容器内の伝熱媒体の量を一定に維持し、良好な伝熱効果を得ることもできる。
【００２３】
上記のように、第２の参考例によれば、省スペースのみならず、従来のような割れがちな偏平部がない完璧な構造を有し、且つ、良好な伝熱効果を遂げることができ、製造時にも伝熱媒体の浪費をもたさないヒートパイプ及びその製造方法を提供することができる。
【００２４】
本発明のヒートパイプは従来のヒートパイプ及びヒートシンクより冷房や暖房の冷却器及びＣＰＵなどに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来のヒートパイプの製造方法の流れを示す説明図
【図２】従来のヒートパイプの製造方法の流れを示す説明図
【図３】従来のヒートパイプの製造方法の流れを示す説明図
【図４】従来のヒートパイプの製造方法の流れを示す説明図
【図５】本発明のヒートパイプの製造方法の実施例の流れを示す説明図
【図６】本発明のヒートパイプの製造方法の実施例の流れを示す説明図
【図７】本発明のヒートパイプの製造方法の実施例の流れを示す説明図
【図８】ヒートパイプの製造方法の第１の参考例の流れを示す説明図
【図９】ヒートパイプの製造方法の第１の参考例の流れを示す説明図
【図１０】ヒートパイプの製造方法の第２の参考例の流れを示す説明図
【図１１】ヒートパイプの製造方法の第２の参考例の流れを示す説明図
【符号の説明】
【００２６】
１        ヒートパイプ
２        加工機
２０      中空パイプ
２１      開口端部
２１１    内壁
２１２    外壁
２２      伝熱媒体
２３      小口
２４      肩部
３        カッタ
３０      弾性シール手段
３１      疵
４        ニードル
５        制御ユニット
６        溶接点
８        チューブ収縮機
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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