专利名称：热管封口结构、方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热管封口结构，其制造方法及制造该封口结构的设备。
背景技术：
目前，热管为应用最广泛的传热元件之一，在电子散热领域应用越加普遍化。热管通常包括密封的管体，以及填充于管体内的适量的工作介质。热管通过其内的工作介质的相态变化，将电子元件产生的热量转移并散发。通过抽真空方法，可在热管内形成一定的真空度以降低热管的响应温度(工作介质发生相态变化的温度，即沸点)。热管内的真空度越高(热管内的压力越小)，热管的响应温度越低；反之，则热管的响应温度越高。因此，在完成抽真空步骤后，还需要对热管进行封口操作并形成封口结构，以维持热管内的真空度。热管的封口结构，直接影响热管内的真空度(压力)的变化，业界人士一直寻找一种较好的热管封口结构，以维持热管内的真空度。
图1所示为现有技术中的一种热管封口结构。该封口结构12形成于热管10的一端，其横截面呈半圆形。该封口结构12是通过外力作用使金属变形而形成的两层结构；由于该封口结构12为光滑的弧形结构且金属具有弹性，当外力消失后，金属趋向恢复少量变形而影响封口结构12的两层金属之间的结合强度，封口处的密合度会降低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种较好的热管封口结构及其制造方法，以及制造该封口结构的设备。
一种热管封口结构，其形成于热管的一封口端，该封口端的管壁叠合成双层结构，其中该双层结构呈弯折状。
上述热管封口结构的制造方法，包括以下步骤(1)提供一具有一开口端的金属管体；(2)以一对模具组沿管体的径向冲压管体的开口端，使开口端的两相对叠合部叠合成一双层结构，其中，该模具组包括第一模具和第二模具，第一模具包括一凹陷部，第二模具上设有与管体的轴线方向平行的一突起，该突起与该凹陷部啮合以便使双层结构呈弯折状。
一种制造上述热管封口结构的设备，包括第一模具和第二模具，第一模具包括一凹陷部；第二模具上设有一突起，该突起与该凹陷部啮合使双层结构呈弯折状。
相较于现有技术，所述热管封口结构呈弯折状，有效抗拒管壁叠合后的还原，有效增强热管的封口结构的两层结构之间的结合强度，提升封口结构的稳固性以维持热管内的真空度；该封口结构是利用一对模具冲压热管的开口端而一次成型，可简化工艺，有利于提升生产效率。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
图1是现有技术中的一种热管封口结构的立体图。
图2是本发明热管封口结构的一实施例的立体图。
图3是图2中的封口结构在垂直于热管轴线的平面上的投影图。
图4是用以制造热管的管体的立体图。
图5是利用一对模具对图4中的管体进行封口前的俯视图。
图6是图5中的一模具的立体图。
图7是图5中的另一模具的立体图。
图8是利用模具对图4中的管体进行封口后的俯视图。
图9是利用另一对模具对图4中的管体进行封口形成的封口结构在垂直于热管轴线的平面上的投影图。
图10是利用另一对模具对图4中的管体进行封口前的俯视图。
图11是按照图10所示方法制成的封口结构在垂直于热管轴线的平面上的投影图。
具体实施例方式
请一同参阅图2至3，热管100包括一金属壳体120及一封口结构110，该壳体120的封口端的管壁叠合形成该封口结构110。该封口结构110是经过三次弯折而呈弯折状的双层结构；该双层结构的横截面大致呈M型，且其在垂直热管100轴线的平面上的投影也大致呈M型，与其截面形状相同。该双层结构沿热管100的横向弯折，而沿热管100的管体长度的延伸方向平直，即该双层结构在热管100的管体长度的延伸方向上为连续体，其上未设置肩部结构，以降低形状突变对封口结构110所造成的应力作用。
请再次参考图3，该封口结构110大体可以划分为四个叠合部，即位于外侧的二个外叠合部112及形成于该二个外叠合部112之间的二个内叠合部114。每一内叠合部114的一端与一外叠合部112连接，而另一端与另一内叠合部114的一端连接；该二个内叠合部114彼此倾斜而组成V字型结构，其凸设于封口结构110上并沿热管100的管体长度的延伸方向延伸，用以增强封口结构110的二层金属之间的结合强度。
与内叠合部114的宽度h(或长度)相比，上述的二个外叠合部112分别具有较宽的宽度H(或长度)以缩短封口结构110的宽度，以便于热管100与散热器等其他元件的组合安装。此外，该二个外叠合部112包括二过渡段116，该过渡段116分别与内叠合部114的一端连接，以降低内叠合部114与外叠合部112连接处的形状突变；每一过渡段116的侧面大致呈弧型，最好呈流线型，以降低由于形状变形而产生的应力集中。
为制造上述的封口结构110，本发明的热管封口方法的一实施例包括下述几个步骤。
步骤(1)提供一金属管体，如图所4示，该管体的底端封闭，顶端为开口端127，临接开口端127具有一向开口端127方向渐缩的缩管段122。
步骤(2)沿管体的径向冲压管体的开口端127，形成上述的双层封口结构110，其中，该封口结构110的横截面大致呈M型的弯折状。
如图5-8所示，将管体的开口端127放置于一模具组200之间，该模具组200包括一第一模具210及一第二模具220。
其中，第一模具210具有大致呈外凸的M型的接触面，其包括一向外突起的突出部212，该突出部212顶部形成有一凹陷部214，该凹陷部214可为设于突出部212顶部中间位置的一沟槽。
第二模具220具有大致呈内凹的M型的接触面，其包括一内凹的凹入部222，该凹入部222中间位置形成有一突起224，该突起224与第一模具210的凹陷部214可相互啮合而形成上述的V字型结构。其中，第一模具210的凹陷部214的深度要小第一模具210的突出部212的高度；而第二模具220的突起的高度要小于第二模具220的凹入部222的深度；这样一来，在冲压时，可以避免在管体的开口端127上产生急剧的形状变化，以降低应力集中。
冲压时，首先，将管体的开口端127放置于第一模具210和第二模具220之间，并使第二模具220上的突起224的延伸方向与管体的轴线方向平行。然后，令第一模具210压向第二模具220，使管体的开口端127上的一侧的管壁压向另一侧的管壁；从而将管体的开口端127压合成双层的、M型的封口结构110。在完成步骤之后，管体的开口端127已经初步地密封。
之后，该封口结构110可以通过焊接方法进行进一步的处理，即焊接封口结构110的外侧端缘以更好的密封热管100，维持热管100内的真空度。
为检验本发明一实施例中热管100的封口结构110的性能，可将其与现有技术中的热管10的封口结构12(如图1所示)一起进行对比试验。实验结果如表1，其中√表示正常；×表示损坏(主要是由热管内工作介质汽化后而在热管内形成的压力所导致的封口结构的膨胀或破裂)。
表1
从表1中可知，与现有技术相比，本发明的一实施例中的热管100的封口结构110具有较好的结合强度，即本发明的热管封口结构110可以更好的维持热管100内的真空度；明显看出，经过适当弯折后，热管100的封口结构110的两层金属之间的结合强度明显增强，可有效提升封口结构的密合强度。
如上所述，热管封口结构110为通过模具组冲压而形成的大体呈M型的结构，其经过三次弯折形成。根据实际需要，改变模具组的具体结构，可使封口结构仅由二次弯折形成。如图9所示，第一、第二模具210a、220a与上述的第一、第二模具210、220结构近似，其区别在于该第一、第二模具210a、220a的接触面分别为外凸和内凹的N型；所形成的弧形封口结构110a呈N型，其包括三个叠合部，及一个第一叠合部112a及从该第一叠合部112a的一端经过两次弯折而形成的二个第二叠合部114a。第一叠合部112a的宽度比第二叠合部114a要宽，且该二个第二叠合部114a组成V字型结构；该V字型结构凸设于封口结构110a，并与叠合部112a的延伸方向相同。
在上述实施例中，V字型结构凸设于封口结构110(110a)，并与外叠合部112(第一叠合部112a)的延伸方向相同。而在另一实施例中，V字型结构凸设于封口结构并与叠合部反向延伸。如图10-11所示，第一模具230呈内凹状，其中间位置进一步形成有一凹陷部234；第二模具240呈外凸状，其顶部中间位置进一步形成有一较小的突起244，该突起244可与第一模具230上的凹陷部234相互啮合。利用该第一模具230和第二模具240所制成的封口结构110b的横截面大致呈V字型；该V字型封口结构包括二个相对弯折的外叠合部112b，该二外叠合部112b相向内凹弯曲形成二个内叠合部114b。该二个内叠合部114b也组成V字型，即在呈V字型的二个外叠合部112b相对面内进一步形成一V字型结构。此时，V字型结构凸设于封口结构110b并与二个外叠合部112b反向延伸，即V字型结构朝远离双层结构的曲率中心的方向延伸。
如上所述，封口结构经弯折后，有效抗拒管壁叠合后的还原，保证管壁结合的紧密度，可加强封口结构的结合强度，提升封口结构的性能；该封口结构是利用一对模具冲压热管的开口端而一次成型，可简化工艺，有利于提升生产效率；此外，一模具上设有突起，该突起的延伸方向与置于模具组之间的热管的轴向方向平行，另一模具上设有可与该突起啮合的凹陷部，以形成沿热管轴向延伸的V字型结构。
权利要求
1.一种热管封口结构，其形成于热管的一封口端，该封口端的管壁叠合成双层结构，其特征在于该双层结构呈弯折状。
2.如权利要求1所述的热管封口结构，其特征在于该封口结构至少经过两次反向弯折形成。
3.如权利要求2所述的热管封口结构，其特征在于该双层结构弯折成N型。
4.如权利要求3所述的热管封口结构，其特征在于该双层结构沿热管的横向弯折，而沿热管的管体长度的延伸方向平直。
5.如权利要求4所述的热管封口结构，其特征在于该封口结构包括一第一叠合部及从该第一叠合部的一端经过两次弯折而形成的二个第二叠合部，且该二个第二叠合部组成V字型结构。
6.如权利要求5所述的热管封口结构，其特征在于该第一叠合部比第二叠合部宽。
7.如权利要求2所述的热管封口结构，其特征在于该双层结构弯折成M型。
8.如权利要求7所述的热管封口结构，其特征在于该双层结构沿热管的横向弯折，而沿热管的管体长度的延伸方向平直。
9.如权利要求7所述的热管封口结构，其特征在于该M型双层结构包括一对外叠合部及形成于该二个外叠合部之间的二个内叠合部，每一内叠合部的一端与一外叠合部连接，而另一端与另一内叠合部的一端连接。
10.如权利要求9所述的热管封口结构，其特征在于每一外叠合部包括与内叠合部连接的过度段，且过度段的侧面呈弧形。
11.如权利要求1所述的热管封口结构，其特征在于该双层结构弯折成V字型。
12.如权利要求1 1所述的热管封口结构，其特征在于该V字型封口结构包括二个相对弯折的叠合部，该二叠合部相向内凹弯曲。
13.如权利要求1所述的热管封口结构，其特征在于热管的封口结构在垂直热管的轴线上的平面上的投影与其横截面形状相同。
14.一种热管封口方法，其特征在于包括以下步骤(1)提供一具有一开口端的金属管体；(2)以一对模具组沿管体的径向冲压管体的开口端，使开口端的两相对叠合部叠合成一双层结构，其中，该模具组包括第一模具和第二模具，第一模具包括一凹陷部，第二模具上设有与管体的轴线方向平行的一突起，该突起与该凹陷部啮合以便使双层结构呈弯折状。
15.一种如权利要求14所述的热管封口方法，其特征在于该第一模具具有外凸的M型的接触面；而第二模具具有内凹的M型的接触面。
16.一种如权利要求14所述的热管封口方法，其特征在于该第一模具包括内凹的凹入部，该凹陷部设于该凹入部；该第二模具包括外凸的突出部，该突起设于该突出部的顶部。
17.一种如权利要求14所述的热管封口方法，其特征在于该第一模具具有外凸的N型的接触面；而第二模具具有内凹的N型的接触面。
18.一种热管封口设备，包括第一模具和第二模具，其特征在于第一模具包括一凹陷部；第二模具上设有一突起，该突起与该凹陷部啮合使双层结构呈弯折状。
19.一种如权利要求18所述的热管封口设备，其特征在于该第一模具具有外凸的M型的接触面；而第二模具具有内凹的M型的接触面。
20.一种如权利要求18所述的热管封口设备，其特征在于该第一模具包括内凹的凹入部，该凹陷部设于该凹入部；该第二模具包括外凸的突出部，该突起设于该突出部的顶部。
21.一种如权利要求18所述的热管封口设备，其特征在于该第一模具具有外凸的N型的接触面；而第二模具具有内凹的N型的接触面。
全文摘要
一种热管封口结构，其形成于热管的一封口端，该封口端的管壁叠合成双层结构，其中该双层结构呈弯折状。该热管封口结构的制造方法包括以下步骤(1)提供一具有一开口端的金属管体；(2)以一对模具组沿管体的径向冲压管体的开口端，使开口端的两相对叠合部叠合成一双层结构，其中，该模具组包括第一模具和第二模具，第一模具包括一凹陷部，第二模具上设有一突起，该突起与该凹陷部啮合以便使双层结构呈弯折状。一种制造上述热管封口结构的设备，包括第一模具和第二模具，第一模具包括一凹陷部；第二模具上设有一突起，该突起与该凹陷部啮合使双层结构呈弯折状。本发明热管封口结构呈弯折状，有效抗拒管壁叠合后的还原，有效增强热管的封口结构的两层结构之间的结合强度。
文档编号F28D15/02GK101071049SQ20061006063
公开日2007年11月14日 申请日期2006年5月12日 优先权日2006年5月12日
发明者林振辉, 李敬皓, 于巍 申请人:富准精密工业(深圳)有限公司, 鸿准精密工业股份有限公司