(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉した金属パイプからなるコンテナの内部に、脱気した状態で作動流体を封入したヒートパイプにおいて、
塑性変形可能な前記金属パイプの内側の底部に細線を配設した状態で前記金属パイプを圧潰し、その後前記細線を抜き取ることにより形成された細口部を有し、
前記細口部から前記作動流体が流入され、前記コンテナを加熱することにより前記細口部から非凝縮性ガスが放出された後に前記細口部が密閉されることにより製造されてなることを特徴とするヒートパイプ。
【請求項２】
塑性変形可能な金属パイプの内側の底部に細線を配設した状態で前記金属パイプを圧潰し、その後前記細線を抜き取ることにより細口部を形成し、前記細口部から前記作動流体が流入され、前記コンテナを加熱することにより前記細口部から非凝縮性ガスが放出された後に前記細口部が密閉されることを特徴とするヒートパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、潜熱として熱輸送するヒートパイプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、ヒートパイプは真空脱気した密閉金属パイプなどの容器（コンテナ）の内部に、水やナトリウム等の凝縮性の流体を作動流体として封入したものであり、温度差が生じることにより自動的に動作し、高温部で蒸発した作動流体が低温部に流動して放熱・凝縮することにより、作動流体の潜熱として熱輸送する。
【０００３】
ところで、コンテナ内への作動流体の脱気封入手段の一例として加熱追い出し法が知られている。この加熱追い出し法は、コンテナのうち注入・排出用の端部を仮封止した状態で他端部を加熱するとともに、仮封止を開放して、コンテナからフラッシュする作動流体蒸気によって非凝縮性ガスを追い出す方法である。この加熱追い出し法では、作動流体蒸気だけでなく液相の作動流体が吹き出ることを防止するために、予め作動流体の注入・排出用端部の内径を予め小さく加工したコンテナが採用されている。つまり、コンテナには、作動流体蒸気の流動抵抗となるいわゆる絞り部分が形成されている。
【０００４】
他方、コンテナの素材となるパイプを細径化する手段としては、スゥエージング加工が知られている。この加工方法について簡単に説明すると、パイプ外周部に複数個のダイスを円周上に配置して、これらのダイスによってパイプをその中心側に加圧しつつ、パイプ自体を中心軸線を中心に回転させて、パイプのうちの加工されない部分と同一軸線上に細径部分を形成する。
【０００５】
したがって、この加工方法によれば、作動流体の注入・排出用端部が他の部分よりも細径とされたコンテナを製造することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スウェージング加工法では、複数個のダイスによってパイプをその中心軸線と交わる方向に徐々に圧縮させつつ伸ばす加工であって、パイプの被加工箇所には素材の塑性流動が生じる。したがって、パイプごとの加工・処理に時間が掛かるうえに、延性に劣る金属からなるパイプあるいは所定以上の板厚を有していないパイプ等の加工には適さない不都合があった。そのため、多量生産に不適であった。
【０００７】
この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、作動流体の注入・排出用端部が細径化されたヒートパイプおよびそのヒートパイプを簡単に製造することのできる製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及びその作用】
請求項１に記載した発明は、上記の目的を達成するために、密閉した金属パイプからなるコンテナの内部に、脱気した状態で作動流体を封入したヒートパイプにおいて、塑性変形可能な前記金属パイプの内側の底部に細線を配設した状態で前記金属パイプを圧潰し、その後前記細線を抜き取ることにより形成された細口部を有し、前記細口部から前記作動流体が流入され、前記コンテナを加熱することにより前記細口部から非凝縮性ガスが放出された後に前記細口部が密閉されることにより製造されてなることを特徴とするものである。
【０００９】
したがって、請求項１の発明では、コンテナのうち作動流体の注入・排出用端部が、合わせ面および細口部によって他の部分に比べて細径化されているから、製造工程で例えばスウェージング加工による細径加工を行う必要なく、したがって、製造工程が簡単になる。
【００１０】
また、請求項２に記載した発明は、塑性変形可能な金属パイプの内側の底部に細線を配設した状態で前記金属パイプを圧潰し、その後前記細線を抜き取ることにより細口部を形成し、前記細口部から前記作動流体が流入され、前記コンテナを加熱することにより前記細口部から非凝縮性ガスが放出された後に前記細口部が密閉されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２の発明によれば、素材となる金属パイプ材を圧潰することにより、内面同士の合わせ面とそれよりも大きく開口する細口部とを形成して、開口端を細径化している。このように、単に金属パイプ材を圧潰する簡単な加工であって、金属パイプ材の被加工箇所に素材の塑性流動が生じないから、短時間で加工でき、また、管壁の薄い金属パイプ材を対象とすることができる。
【００１２】
他方、コンテナ内をヒートパイプ化するにあたって、例えば加熱追い出し法を採用する場合に、細径化された端部を作動流体の注入・排出用端部とすれば、その内径の小さい部分が作動流体蒸気の流動抵抗として作用するから、液相の作動流体が作動流体蒸気と共に吹き出ることが未然に防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図１ないし図７を参照して説明する。なお、以下の説明では、被圧潰部が扁平状に形成されたコンテナについて説明する。まず、コンテナの素材として円形断面の金属パイプ、例えばＣｕあるいはＣｕ合金製のパイプ１を用意する。このパイプ１は、予め所定の寸法に切断し、その一端部を密閉しておく。なお、このパイプ１は、最終的にはヒートパイプのコンテナとなるものであるから、ウィックとして機能するグルーブ（溝）を内周面に形成してあってもよい。
【００１４】
図１は、パイプ１の圧潰工程を実施するためのプレス機２の概略的な構成を示す図である。そのプレス機２のダイ（成形型）は、上面部が平坦面を成す下型３（固定型）と、下型３に対して下降・上昇するパンチ４（可動型）とから構成されている。また、このパンチ４の下面部も平坦面に形成されている。
【００１５】
上記のプレス機２によってパイプ１を細径化するには、まず、パイプ１のうち開口端５を下型３とパンチ４との間に設置するとともに、その開口端５の内側の底部に、細線６をパイプ１の長手方向に沿って配設する。この細線６は、一例として外径がパイプ１の１／６程度の円形断面のものであり、ＦｅあるいはＳＵＳなどのＣｕあるいはＣｕ合金よりも硬い金属からなっている。
【００１６】
前述の状態からパンチ４を下降させると、図２に示すように、パンチ４の下面がパイプ１の上部外面に接触し、この状態からパンチ４が更に下降することにより、パイプ１の断面は円形状から楕円形状に次第に変形して、全体として左右に押し広げられる（図３参照）。
【００１７】
この状態から、パンチ４が更に下降すると、パイプ１の内壁面のうち図４での上面部が細線６の上面部に当接し、更にパンチ４が下降すると、パイプ１の内壁面のうち細線６に接触する部分が、細線６の外面に倣って円弧状に変形する。これと並行して、パイプ１の壁面のうち細線６を挟んだ左右両側の部分が上下に重なり合うように平坦状に変形する。
【００１８】
つぎに、図５に示すように、パンチ４が下降しきったら、そのパンチ４を上昇させて、パイプ１をダイ２から解放するとともに、細線６を抜き取る。その結果、パイプ１の中心軸線に沿って細線６の形状に倣ったほぼ円形の細口部７がパイプ１の端部に形成される。また、細口部７の左右両側には、内壁面同士が密着する扁平状の封止部８が形成される。すなわち、封止部８の一部分にそれよりも図５での上下方向に大きく開口した細口部７が形成されている。なお、封止部８が、この発明の合わせ面に相当するものであり、また、この封止部８は、必ずしも内壁面同士を密着させた構成でなくてもよい。このようにして、図６の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すような、開口端５が元の１／６程度に細径化されたヒートパイプ用のコンテナ９が完成する。
【００１９】
ここで、上記の手順を経て得られたコンテナ９を用いてヒートパイプを製造する場合には、細口部７から作動流体としての例えば純水を規定量よりも若干多めにパイプ１の内部に入れる。つぎに、そのコンテナ９を細口部７を上方に向けた状態で加熱炉あるいはオイルバス（図示せず）に設置して加熱する。
【００２０】
すると、コンテナ９内の空気等の非凝縮性ガスが作動流体中に溶存している非凝縮性ガスと共に作動流体蒸気によって細口部７からコンテナ９の外部に放出される。その場合、コンテナ９の他の部分に対して内径の小さい細口部７が流動抵抗となって作用するから、作動流体蒸気と共に液相の作動流体が吹き出すなどの不都合が未然に防止される。
【００２１】
そして、所定量の蒸気を追い出した後、細口部７および封止部８を備えた端部を外側から圧潰するとともに、溶接して密閉すればヒートパイプ２０が完成する。なお、金属メッシュや金属極細線等からなるウィックを用いる場合、これらは圧潰工程の直前あるいはヒートパイプ化の直前等、いずれの過程でパイプ１（コンテナ９）内に挿入してもよい。
【００２２】
このように、この具体例によれば、パイプ１の開口端５内に細線６を配置した状態で、そのパイプ１を単に圧潰するだけの簡単な加工方法であるから、作動流体の注入・排出用端部を簡単に細径化することができる。また、スウェージング加工法に比べてパイプ１ごとの処理に掛かる時間が短縮されるから、多量生産に好適になる。更に、パイプ１の圧潰工程において、被圧潰箇所には素材の塑性流動が生じないから、対象となるパイプ１が延性に優れた金属からなるもの、あるいは管壁の比較的厚いものに限定されない利点も生じる。
【００２３】
つぎに、図８ないし図１２を参照してこの発明の他の具体例について説明する。ここに示す例は、被圧潰箇所をＵ字状に形成する例である。パイプ１の開口端５を前述の形状に圧潰するためのプレス機２として、例えば半円形断面の凹部１０を備えたダイスに相当する受け部材１１と、先端部が凹部１０の半径より小さい半球状あるいは半円柱状のポンチに相当する押圧部材１２とを用意する。そして、円形断面のパイプ１を受け部材１１の凹部１０に嵌め込んだ状態に設置するとともに、図８に示すように、そのパイプ１の内部に細線６を配設する。
【００２４】
この状態から、押圧部材１２を下降させると、図９に示すように、パイプ１の上面部が押圧部材１２の先端形状に倣って半円形状に陥没し、更に押圧部材１２が下降すると、パイプ１の壁面のうち細線６に接触する部分が、細線６の外面に倣って円弧状に変形する。そして、図１０に示すように、押圧部材１２を上昇させるとともに、細線６をパイプ１から取り除けば、細線６の形状に倣ったほぼ円形の細口部７が同図でのパイプ１の底部に形成される。また、細口部７を挟んだ左右両側には、パイプ１の壁面に沿うように湾曲した円弧状の封止部８がそれぞれ形成される。なお、この封止部８は、パイプ１の内面同士が密着した構成となっている。
【００２５】
つぎに、開口端５を細径に加工したパイプ１の内部に、脱気した状態で作動流体を封入する。なお、そのヒートパイプ化の手段としては、上記第一具体例と同様に加熱追い出し法を採用でき、また、封止手段としては細口部７を図１１の（Ｃ）での上下方向に圧潰した後に、その箇所と封止部８とを共に溶接して封止する手段を採用できる。その結果、図１２に示すようなヒートパイプ２０が完成する。
【００２６】
この具体例によれば、上記具体例と同様に開口端５を簡単に細径化できることに加えて、封止部８がパイプ１の半径方向に突出しない形状となるため、よりコンパクトなコンテナ９となる利点も生じる。
【００２７】
なお、上記の各具体例では、円形断面のパイプに円形の細口部を備えたコンテナを例示したが、この発明は上記の具体例に限定されるものではなく、素材として使用するパイプは、必ずしも円形断面のものに限定されず、更に細口部の形状および大きさも任意に設定することができる。また、細口部の形成方法としては、例えば細線を用いずに、細口部に相当する範囲を残して開口端を圧潰する方法を採ることもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、コンテナのうち作動流体の注入・排出用端部に、そのコンテナの対向する内面同士を接近させるように変形させて形成した合わせ面と、その合わせ面の一部を互いに離隔させて開口させ、かつコンテナの内部に連通した細口部とを備えているから、従来に比べて製造工程を簡単なものとすることができる。
【００２９】
また、請求項２の製造方法によれば、金属パイプ材の開口端を、その対向する内面同士が接近する方向に圧潰することにより、その開口端の大半を閉じ、かつその接近させた内面の一部を互いに離隔させて開口させることにより、金属パイプ材の内部に連通した細口部を形成し、ついで、ヒートパイプ化するから、開口端を簡単に細径化することができ、すなわち、作動流体の注入・排出用端部が他の箇所に対して細径とされたヒートパイプを簡単に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】パイプをダイに設置した状態を示す概略図である。
【図２】パイプを圧潰する工程のうち初期状態を示す概略図である。
【図３】パイプを圧潰する工程のうち中期状態を示す概略図である。
【図４】パイプを圧潰する工程のうち末期状態を示す概略図である。
【図５】パイプを圧潰しきった状態を示す概略図である。
【図６】コンテナを一部切り欠いて示す概略図である。
【図７】この具体例に係るヒートパイプを一部切り欠いて示す図である。
【図８】他の具体例の圧潰工程のうち初期状態を示す概略図である。
【図９】その圧潰工程のうちパイプを圧潰しきった状態を示す概略図である。
【図１０】その圧潰工程のうち細線を抜き取った状態を示す概略図である。
【図１１】コンテナを一部切り欠いて示す概略図である。
【図１２】この具体例に係るヒートパイプを一部切り欠いて示す概略図である。
【符号の説明】
１…パイプ、  ４…コンテナ、  ５…開口端、  ６…細線、  ７…細口部、
８…封止部、  ９…コンテナ、  ２０…ヒートパイプ。
【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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【図１２】
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