(57)【要約】【課題】  簡易な方法によりシール性と密着性を向上させることができる蒸発器の製造方法を提供する。【解決手段】  製造すべき蒸発器は、多孔質材料によって有底筒状に構成されるウイック７が管状本体６の内部に装着されたものである。製造方法は、ウイックの筒状の軸線方向を管状本体の軸線方向に向けつつ遊嵌させて、ウイックを管状本体の適宜位置に配置する設置工程と、管状本体の内部圧力を低下させる減圧工程と、管状本体のうち、ウイックが設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、加熱工程は、管状本体のうちのウイックが設置される領域を縮径させることにより、ウイックの外部表面７３，７４に管状本体の内部表面６１を当接させるものである。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質材料によって有底筒状に構成されるウイックが管状本体の内部に装着されてなる蒸発器の製造方法であって、
前記ウイックの筒状の軸線方向を前記管状本体の軸線方向に向けつつ該ウイックを該管状本体内部に遊嵌させて、該ウイックを該管状本体の適宜位置に配置する設置工程と、
前記管状本体の内部圧力を低下させる減圧工程と、
前記管状本体のうち、前記ウイックが設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、
前記加熱工程は、前記管状本体のうちの前記ウイックが設置される領域を縮径させることにより、該ウイックの外部表面に該管状本体の内部表面を当接させるものであることを特徴とする蒸発器の製造方法。
【請求項２】
前記加熱工程は、軟化させるべき前記管状本体の所定範囲において該管状本体の長手方向に熱源を一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体のうちの前記ウイックが設置される領域における全周を加熱するものである請求項１に記載の蒸発器の製造方法。
【請求項３】
前記加熱工程は、
前記管状本体のうち、前記ウイックの有底筒状の開口部付近に密着させるべき密着予定領域を軟化温度まで加熱する第１の加熱工程と、
前記管状本体のうち、前記ウイックの外周面に当接させるべき当接予定領域を軟化温度まで加熱する第２の加熱工程とを含み、
前記第１の加熱工程は、前記密着予定領域を縮径させることにより、該密着予定領域を前記ウイックの開口部近傍に密着させる工程であり、
前記第２の加熱工程は、前記当接予定領域を縮径させることにより、該当接予定領域を前記ウイックの外周面に当接させる工程である請求項１または２に記載の蒸発器の製造方法。
【請求項４】
前記第１の加熱工程は、熱源を一定の位置に配置するとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の密着予定領域全周を加熱するものである請求項３に記載の蒸発器の製造方法。
【請求項５】
前記第２の加熱工程は、熱源を前記管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の当接領域全域における全周を加熱するものである請求項３または４に記載の蒸発器の製造方法。
【請求項６】
前記管状本体のうち、前記ウイックの有底筒状の開口部付近に密着させるべき密着予定領域、および、前記ウイックの外周面に当接させるべき当接予定領域を含む範囲を軟化温度まで加熱し、該密着予定領域および当接予定領域を含む範囲を予め縮径される予備工程を含み、該予備工程は、該管状本体の内部圧力を低下させた状態において、熱源を該管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、該管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の密着領域全周を加熱するものである請求項１〜５のいずれかに記載の蒸発器の製造方法。
【請求項７】
前記管状本体のうち、前記密着予定領域および前記当接予定領域に対し、該管状本体を構成する材料の再焼結温度により加熱する仕上げ工程を含み、該仕上げ工程は、該管状本体の内部圧力を低下させた状態において、熱源を前記管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の当接領域全域における全周を加熱するものである請求項１〜６のいずれかに記載の蒸発器の製造方法。
【請求項８】
前記減圧工程は、管状本体の両端のうち、前記ウイックの底部が配置される側の端部を閉鎖し、前記ウイックの開口部が配置される側の端部から管状本体内部の空気を吸引することにより、該管状本体内部の圧力を低下させるものである請求項１〜７のいずれかに記載の蒸発器の製造方法。
【請求項９】
管状体を縮径することにより内挿物を掴持する方法であって、
前記内挿物を前記管状体の内部に遊嵌させて、該内挿物を該管状体の適宜位置に配置する設置工程と、
前記管状体の内部圧力を低下させる減圧工程と、
前記管状体のうち、前記内挿物が設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、
前記加熱工程は、前記管状体のうちの前記内挿物が設置される領域を縮径させることにより、該内挿物の外部表面に該管状体の内部表面を当接させるものであることを特徴とする内挿物の掴持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ループヒートパイプやキャピラリポンプループなどで使用される蒸発器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のとおり、例えば、ループヒートパイプは、作動流体の相変化（液相と気相との変化）を利用して、熱を移送するものであり、蒸発器と凝縮器との間に蒸気管（気相管）と液管（液相管）が配置されたものである。蒸発器は、周辺の熱を吸収して作動流体を蒸発させ、当該作動流体を液相から気相に変化させる。この気相は蒸気管によって凝縮器に移動する。凝縮器は、放熱フィンおよび放熱ファンによって冷却し、作動流体を気相から液相に変化させる。この液相は液管によって再び蒸発器に送られる。従って、作動流体が異なる位置で相変化することにより熱を移送することができるものである。液相が毛細管現象によって移動することにより駆動力を要せず作動し得るものである。
【０００３】
ところで、このようなループヒートパイプなどに使用される蒸発器は、多孔質材料によって有底筒状に形成されたウイックに熱伝導性に優れた材料による伝熱体を密着させ、管状の本体部（伝熱体）から伝達される熱によって、ウイックに浸透する液体を蒸発させるものであった。作動流体は、ウイックの有底筒状の内部に送られ、この有底筒状内部から毛細管現象によって表面に移動し、ウイック表面の伝達される熱の作用で蒸発するものである。これもまた周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３３５９８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４７４６２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Randeep Singh, Thang Nguyen, Masataka Mochizuki ,”Capillary evaporator development and qualification for loop heat pipes”, Applied Thermal Engineering 63 (2014) 406-418
【非特許文献２】Jiayin Xu, Li Zhang , Hong Xu, Jie Zhong, Jin Xuan, ”Experimental investigation and visual observation of loop heat pipes with two-layer composite wicks”, International Journal of Heat and Mass Transfer 72(2014) 378-387
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の蒸発器は、第１に、ウイック表面に管状の本体部が密着していることが重要である。両者に間隙が生ずる場合には、本体部からウイックに熱が伝わらず、ウイックに浸透した作動流体を相変化できなくなるからである。そのため、特許文献１に開示される発明にあっては、ウイックの形状を大径部から徐々に縮径された小径部が形成される円錐台形状とし、大径部の側から圧縮コイルバネによって付勢し、管状本体の内壁に摺接させることができるように構成していた。また、特許文献２に開示される発明にあっては、ウイックと本体部（筐体）との間を拡散接合させる構造としたものであった。しかし、圧縮コイルバネや拡散接合によるなど、加工が容易でないとともに高い精度が要求されるものであった。
【０００７】
蒸発器は、第２に、ウイックの開口部（作動流体の流入部）と管状本体との間を十分にシールすることも重要である。このシールが不十分な場合には、作動流体が蒸発した気体（気相）が漏れてしまい、本来的な循環方向とは逆な方向へ移動（逆流）する現象が生じることとなって、結果的にループヒートパイプ等が機能しないこととなるからである。そのため、非特許文献１では、ウイックを焼き嵌めによって本体部に固定させることが、また、非特許文献２では、接着剤やＯリングを使用することが、それぞれ開示されている。
【０００８】
ところが、ウイックを焼き嵌めによって固定させる場合には、本体部を加熱し、ウイックを冷却することにより、両者の膨張差を利用するものであり、その膨張差は僅かなもの（例えば数十μｍ）であるため、両者の径寸法に精度が要求されるうえ、ウイックの挿入技術についても精度が要求されることとなっていた。他方、接着剤を使用する場合には、接着剤がウイック（多孔質材料）の微細孔に侵入することが懸念されるとともに、全体の耐熱温度が制限されるものとなっていた。また、Ｏリングを使用する場合には、Ｏリングを設置するための加工に制度が要求されるものとなっていた。
【０００９】
上記の各発明は、ウイック表面の密着性の向上と、ウイックの開口部におけるシール性の向上とが、それぞれ個別に解決されるものであり、個々の技術は有用であるとしても、両者を同じ蒸発器に採用することが困難であった。また、それぞれが複雑であるとともに高精度が要求されるものであった。そこで、簡易な方法により、開口部のシール性を向上させつつウイック表面の密着性を向上させることができる技術が切望されていた。
【００１０】
本発明は、上記諸点にかんがみてなされたものであって、その目的とするところは、簡易な方法によりシール性と密着性を向上させることができる蒸発器の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
そこで、本発明は、多孔質材料によって有底筒状に構成されるウイックが管状本体の内部に装着されてなる蒸発器の製造方法であって、前記ウイックの筒状の軸線方向を前記管状本体の軸線方向に向けつつ該ウイックを該管状本体内部に遊嵌させて、該ウイックを該管状本体の適宜位置に配置する設置工程と、前記管状本体の内部圧力を低下させる減圧工程と、前記管状本体のうち、前記ウイックが設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、前記加熱工程は、前記管状本体のうちの前記ウイックが設置される領域を縮径させることにより、該ウイックの外部表面に該管状本体の内部表面を当接させるものであることを特徴とする。
【００１２】
上記構成によれば、ウイックは管状本体の内部の所定位置に遊嵌された状態において、管状本体が縮径されることにより、管状本体の内部表面がウイックの外周表面に当接し、当該ウイックを固定することができる。このときの両者表面の当接状態は、気密性が確保されることにより、蒸発した作動流体（気相）の逆流は解消され、筒状本体部からの熱伝達も良好な状態となる。ウイックは、多孔質材料によって形成される一般的な形状のものが使用され、有底筒状の外部表面（開口部近傍を除く）には、母線方向に長尺な溝部が底部に至るまで設けられており、この溝部は蒸発した作動流体（気相）をウイックの底部方向から管状本体内へ誘導させるものである。そのため、外部表面に管状本体の内部表面が当接した状態において、当該内部表面は上記溝部に侵入しない程度に縮径状態は調整される。また、開口部近傍は当該溝部が設けられていないことから、その全周に管状本体の内部表面が当接し、その密着性によってシール効果を確保し得るものである。なお、管状本体の縮径は、内部圧力の低下と管状本体の加熱による軟化によるものであり、軟化した管状本体が減圧された内部に吸引されることによって縮径されるものである。このときの気圧の程度は低真空状態であり、目安としては、圧力ゲージによる測定値において−５０ｋＰａ以下としている。
【００１３】
上記構成の発明においては、軟化させるべき前記管状本体の所定範囲において該管状本体の長手方向に熱源を一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体のうちの前記ウイックが設置される領域における全周を加熱するものとすることができる。
【００１４】
上記構成によれば、軟化させるべき管状本体の所定範囲を均等に加熱することにより、当該所定範囲を同程度に軟化させることができ、その管状本体内部が低真空状態であることから、当該軟化に伴って徐々に縮径させることができる。適度な軟化と低真空状態による縮径により、ウイック表面の僅かな凹凸に対して管状本体が変形するため、ウイック開口部付近におけるシール効果を確保し、他方、ウイックの外部表面においては、管状本体が溝部に侵入しない程度に当接させることができる。
【００１５】
また、上記の各発明における前記加熱工程は、前記管状本体のうち、前記ウイックの有底筒状の開口部付近に密着させるべき密着予定領域を軟化温度まで加熱する第１の加熱工程と、前記管状本体のうち、前記ウイックの外周面に当接させるべき当接予定領域を軟化温度まで加熱する第２の加熱工程とを含み、前記第１の加熱工程は、前記密着予定領域を縮径させることにより、該密着予定領域を前記ウイックの開口部近傍に密着させる工程であり、前記第２の加熱工程は、前記当接予定領域を縮径させることにより、該当接予定領域を前記ウイックの外周面に当接させる工程であるものと構成することができる。
【００１６】
上記構成によれば、第１の加熱工程により、ウイックの開口部付近に対し管状本体を緊密な状態で当接（密着）させた後に、第２の加熱工程により、ウイックの外部表面に対する管状本体の当接加工を可能にするものである。この場合には、シール性の向上のための管状本体の縮径と、ウイック表面と管状本体との好適な密着性を個別に調整することができる。例えば、シール性の向上にあっては、管状本体がウイック表面の僅かな凹凸に合わせて変形し得る状態まで軟化かつ縮径することができ、ウイック表面との密着性の向上にあっては、ウイック表面の全体（外周表面）を同時期に同程度の密着を可能にする。ウイック表面の密着性の調整は、管状本体がウイック表面の溝部に侵入しない程度で、かつ外部表面（溝部でない表面）との当接状態を良好にするものであり、溝部に向かって膨出するような状態があるとしても、溝部と管状本体の内部表面との間に十分な空間が形成される程度に調整できる。また、第１の加熱手段を先行して行うことにより、まず先にウイックの開口部付近が管状本体によって固定されることとなり、ウイックを位置決めする効果を発揮させ得る。その後の第２の加熱工程では、位置決めされた状態のウイックの外部表面に管状本体を縮径させることができ、広い範囲における加熱であることから、仮に軟化の速度が不均一となった場合であっても、最終的には、管状本体の全周を同程度に変形（縮径）させた状態とすることができる。
【００１７】
上記発明の場合には、第１の加熱工程が、熱源を一定の位置に配置するとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の密着予定領域全周を加熱するものであり、第２の加熱工程が、熱源を前記管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の当接領域全域における全周を加熱するものとすることができる。
【００１８】
上記構成によれば、第１の加熱工程では、局所的かつ全周を加熱することができ、シールすべきウイックの開口部付近における管状本体を全周方向から縮径し、当該開口部付近の全周に対してほぼ均等に密着させることが可能となる。また、第２の加熱工程では、管状本体の広い範囲かつ全周をほぼ均等に加熱することにより、同時期に管状本体の広い範囲を縮径することができ、ウイックの外部表面の全体に対して管状本体を当接させることが可能となる。
【００１９】
上記各構成の発明において、前記管状本体のうち、前記ウイックの有底筒状の開口部付近に密着させるべき密着予定領域、および、前記ウイックの外周面に当接させるべき当接予定領域を含む範囲を軟化温度まで加熱し、該密着予定領域および当接予定領域を含む範囲を予め縮径される予備工程を含み、該予備工程は、該管状本体の内部圧力を低下させた状態において、熱源を該管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、該管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の密着領域全周を加熱するように構成してもよい。
【００２０】
上記構成によれば、ウイックの外径と管状本体の内径とが大きく異なる場合に、予備工程により予め縮径させることができる。すなわち、加熱工程（第１または第２の加熱工程も同様）は、管状本体を縮径させることによりウイックとの当接を可能にするものであるが、両者間に大きな間隙を有する場合には、管状本体内に設置したウイックの姿勢および位置が安定せず、予定外の状態で固定されることがあり得る。そこで、管状本体が適度な径となるように、予め縮径しておくことにより、内部に装着したウイックの姿勢を安定させることができる。この場合の予備工程では、ウイックが装着される領域を含む広い範囲を同時かつ同程度に縮径させることにより、管状本体の全体または所定領域において、小径となる部分を形成することができる。従って、この小径となった部分を利用してウイックを装着し、前述のような当接加工を施すことが容易となる。
【００２１】
上記各構成の発明において、前記管状本体のうち、前記密着予定領域および前記当接予定領域に対し、該管状本体を構成する材料の再焼結温度により加熱する仕上げ工程を含み、該仕上げ工程は、該管状本体の内部圧力を低下させた状態において、熱源を前記管状本体の長手方向に一定速度で進退させるとともに、前記管状本体の全体を周方向へ回転させることにより、該管状本体の当接領域全域における全周を加熱する構成としてもよい。
【００２２】
上記構成の場合には、縮径により変形した管状本体の組織を熱処理によって標準化することができる。すなわち、管状本体の縮径の過程において、軟化した管状本体は、管状本体内部の減圧により、強制的に吸引されることによって変形されるものである。このとき、管状本体は、熱間加工と同様の外力が作用するため、組織が肥大化することがある。そこで、再焼結温度まで加熱することにより時効処理を施すことができるのである。これにより、管状本体は加工後においても好適な強度を維持し得ることとなる。
【００２３】
上記各構成の発明において、減圧工程は、管状本体の両端のうち、前記ウイックの底部が配置される側の端部を閉鎖し、前記ウイックの開口部が配置される側の端部から管状本体内部の空気を吸引することにより、該管状本体内部の圧力を低下させるものとすることができる。
【００２４】
上記構成によれば、低真空状態が継続的であれば管状本体の内部圧力は全体として同じ減圧状態が維持されるが、ウイックの存在によりウイックを境界として、管状本体の両端側で圧力差を生じさせる場合がある。特に、ウイックの開口部付近がシールされた場合の圧力差は顕著となる。そこで、管状本体内部の空気をウイックの開口部が配置される側から吸引することにより、内部空気（特にウイック底部側）は、多孔質材料であるウイックの微細孔を通過して吸引されることとなる。空気の吸引が微細孔を経由することにより、ウイックの外部表面においても吸引力が作用することとなることから、管状本体の縮径に際して、管状本体の内部表面を吸引し、その密着性を向上させることができる。
【００２５】
上述の蒸発器製造方法は、管状体の内部に設置する内挿物の掴持方法としても観念し得る。すなわち、本発明は、管状体を縮径することにより内挿物を掴持する方法であって、前記内挿物を前記管状体の内部に遊嵌させて、該内挿物を該管状体の適宜位置に配置する設置工程と、前記管状体の内部圧力を低下させる減圧工程と、前記管状体のうち、前記内挿物が設置される領域を軟化温度まで加熱する加熱工程とを含み、前記加熱工程は、前記管状体のうちの前記内挿物が設置される領域を縮径させることにより、該内挿物の外部表面に該管状体の内部表面を当接させるものであることを特徴とするものである。
【００２６】
上記構成の内挿物掴持方法によれば、焼き嵌めのような両者の膨張差を利用する必要はなく、僅かな膨張差による寸法精度が要求されることなく掴持し得る。また、本発明の掴持方法は、管状体の縮径に伴う両者の表面の当接によることから、内挿物の形状が歪なものであっても、容易に掴持させることができる。なお、本発明における掴持とは、内挿物に対して周辺から包囲しつつ支持している状態を意味し、全周に均等に密着させる場合に限らず、数箇所（３箇所以上）の部分を当接させることにより、支持された状態をも含む概念である。従って、歪な形状の内挿物に対しては、比較的突出されている数箇所の部分に対して管状体を当接させることにより掴持し得るものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、管状本体の内部を低真空状態としつつ軟化させることにより、管状本体を縮径させることによって、内部に装着されるウイックの外部表面に管状本体の内部表面を密着させるものであることから、簡易な方法によるものである。また、多孔質材料のウイック内部も減圧状態となるため、縮径した管状本体の内部表面は、ウイックの表面に吸引されることとなり、緊密な状態で当接することから、ウイックの開口部付近におけるシール性は向上し、またウイックの外部表面との密着性も向上することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】蒸発器が使用されるループヒートパイプの概略を示す説明図である。
【図２】蒸発器に使用されるウイックの一例を示す説明図である。
【図３】蒸発器全体の概略を示す説明図である。
【図４】本発明の製造方法に係る実施形態を示す説明図である。
【図５】第１の実施形態の具体的な方法を示す説明図である。
【図６】第２の実施形態の具体的な方法を示す説明図である。
【図７】ウイックと管状本体との関係を示す説明図である。
【図８】実施形態の変形例を示す説明図である。
【図９】変形例における予備工程の具体例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明はループヒートパイプ等に使用される蒸発器に関するものである。ループヒートパイプは、特定の場所で発生する熱を吸収して移送し、移送先において放熱するものであり、図１に示すように、ループ型のパイプＰの中間地点に蒸発器１と凝縮器２が設けられる。
【００３０】
ループ型のパイプＰには、作動流体（アンモニアや代替フロンなど）が充填されており、蒸発器１において、蒸発した作動流体（気相Ｇ）が凝縮器２に移動し、この凝縮器２において作動流体を液相Ｌに相変化させ、再び吸熱部１へ移動させるものである。蒸発器１と凝縮器２との間に蒸気管（気相管）Ｐ１と液管（液相管）Ｐ２が配置され、蒸発管Ｐ１は、蒸発器１によって作動流体が相変化した気相Ｇを凝縮器２に移動させるためのものであり、液管Ｐ２は、凝縮器２によって作動流体が相変化した液相Ｌを蒸発器１に移動させるものであって、両者Ｐ１，Ｐ２を個別に配置して各相Ｇ，Ｌを循環させるものである。
【００３１】
蒸発器１は、周辺の熱を吸収して作動流体を蒸発させ、当該作動流体を液相Ｌから気相Ｇに変化させるものであり、循環方向の直前には余剰の作動流体（液相Ｌ）を格納するためのリザーバ３が連続して設けられている。この蒸発器１は、例えば、ＣＰＵや基板等の電子部品や電子機器等の発熱体４の熱を吸収するために使用され、発熱体４に接触させるなどにより熱の伝達を受け、作動流体を気相Ｇに相変化させる。凝縮器２は、ヒートシンク等の冷却体５において、放熱フィンや放熱ファンなどによって冷却され、作動流体を気相Ｇから液相Ｌに変化させる。なお、液相が毛細管現象によって移動することにより駆動力を要せず作動させることができる。
【００３２】
上述の蒸発器１は、図２（ａ）に示すような管状本体６と、その内部に設置されるウイック７とで構成される。管状本体６は、連続する管状に構成されたものであり、外方から熱を吸収するため、熱伝導率の良い材料（例えば銅など）によって構成される。ウイック７は、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、有底筒状に形成されたものであり、多孔質材料によって構成されている。有底筒状であることから、両端のうちの一方には開口部７１（図２（ｂ）参照）が形成され、他方には底面部７２（図２（ｃ）参照）が設けられている。内部は中空であり、開口部７１から中空内部に供給される作動流体（液相Ｌ）が、多孔質材料の微細孔を毛細管現象により表面７３に移動できるように構成されている。作動流体（液相Ｌ）が表面７３に移動することにより、その表面に伝達される熱によって蒸発し、液相Ｌが気相Ｇに相変化するものである。
【００３３】
また、ウイック７は、開口部７１から適宜範囲において、外部表面を平滑に構成したシール領域（開口部付近）７４が形成されるとともに、このシール領域７４を除く表面（ウイックの外部表面）７３には、母線方向に連続する溝部７５が形成されている。従って、ウイック７の外部表面７３において蒸発した気相Ｇは、この溝部７５を通過して底部７２の側へ移動し、管状本体６の広い空間内へ放出されるものとなっている。
【００３４】
図示の管状本体６は円形パイプとしており、ウイック７は有底の円筒状としているが、これらに限定されるものではない。すなわち、図示のような断面形状を円形とする必要はなく、例えば矩形であってもよいものであるが、ここでは、両者間の当接状態を明確に説明するため、また、一般的な円筒型ウイック（メッシュウイック等）を使用する場合を想定し、両者ともに円形断面を例示して説明する。
【００３５】
ここで、本発明の製造方法により作製すべき蒸発器を図３に示す。図３（ａ）に示すように、ウイック７は管状本体６の中空内部に固定されるものであり、両者が緊密に当接できるように部分的に縮径させている。この縮径部分は、図３（ｂ）に示すように、ウイック７の外部表面７３およびシール領域７４の表面は、管状本体６の内部表面６１に当接するためのものであり、シール領域７４との緊密な当接によりシール効果を発揮させ、また、外部表面７３との当接により熱伝達を確保している。
【００３６】
すなわち、図３（ｃ）に示すように、シール領域７４は、平滑な表面であるため、このシール領域７４に対し、管状本体６を縮径して内部表面６１が当接されることにより、両者は緊密に当接することとなる。ただし、単に両者の径を合わせただけではシール効果を得ることができない。そこで、ウイック７を内部に配置した後に管状本体６を強制的に縮径することにより、密着性を向上させることができるものである。なお、シール効果（密着性）を向上させることは、蒸発した作動流体（気相Ｇ）の逆流を防止するために重要である。気相Ｇが逆流する場合には、例えば、リザーバ３に気相Ｇが流入し、液相Ｌの温度上昇やリザーバ３における貯留量の減少を生じさせ、結果的に作動流体の循環を阻害することとなるからである。
【００３７】
また、図３（ｄ）に示すように、ウイック７の外部表面７３に対しても、管状本体６を縮径させることにより、両者を緊密に当接させ得るものである。この場合においても、管状本体６を単に縮径しただけでは、ウイック７の外部表面７３との密着性が不十分な場合が生じる。すなわち、図示のように、ウイックの外部表面７３には母線方向に連続する溝部７５によって凹凸が形成され、その凸状表面の全てに管状本体６の内部表面６１を当接させなければならない。ところが、両者の径のみを同じにした場合であっても歪な状態で縮径された場合には、当接される部分と当接されない部分が生じることがある。そのため、一見して十分に密着している場合でも不十分な状態となっていることがある。なお、ウイック７の外部表面７３が管状本体６の内部表面６１に当接しない（隙間を有する）場合には、熱の伝達が遮断されることとなり、作動流体の効率的な蒸発を促すことができない事態を招来することがある。
【００３８】
本発明は、上記のような理由から、シール効果を向上させるとともに、熱の効果的な伝達を可能にする蒸発器を製造するための方法であり、その実施形態を以下に示す。蒸発器の製造方法に係る第１および第２の実施形態を図４に示す。図４（ａ）は第１の実施形態を示し、図４（ｂ）は第２の実施形態を示す。
【００３９】
第１の実施形態は、図４（ａ）に示されているように、まず、ウイックを管状本体の内部にウイックを設置し（ウイックの設置工程）、管状本体の内部を低真空状態まで減圧し（管状本体の減圧工程）、この状態において管状本体を加熱する（管状本体の加熱工程）ことによる。加熱工程では、管状本体の材料が軟化する温度まで加熱するものである。従って、管状本体の内部が低真空状態である場合に、管状本体の材料が軟化温度まで加熱されることにより、管状本体は中心方向に向かって吸引されることとなり、その吸引力によって加熱された範囲が縮径されるのである。
【００４０】
また、第２の実施形態は、図４（ｂ）に示すように、本体部の減圧化工程の後、加熱工程を第１の加熱工程（管状本体の第１の加熱工程）と、第２の加熱工程（管状本体の第２の加熱工程）とに分けて、管状本体を順次加熱するものとしている。第１の加熱工程は、シールのための縮径工程であり、第２の加熱工程は、ウイックの外部表面との当接のための縮径工程である。このような工程による場合であっても、管状本体の内部が低真空に維持された状態であれば、いずれの加熱工程においても管状本体は中心方向へ吸引されることから、所望の径に管状本体を縮径させることができるものである。
【００４１】
これらの実施形態における各工程について、さらに詳述する。図５および図６は、各工程における管状本体６とウイック７との状態を示すものである。なお、図５が第１の実施形態を示すものであり、図６が第２の実施形態を示している。
【００４２】
まず、第１の実施形態によれば、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、管状本体６の内部にウイック７が挿入され、適宜な位置に設置される。管状本体６の内径と、ウイック７の外径とは大きく相違させておらず、遊嵌させることができる程度の間隙ｈ１，ｈ２を設けたものとしている。これは、縮径による変形の程度を小さくするためである。変形の程度が小さければ加工が容易かつ迅速となるからである。従って、ウイック（有底筒状）７の軸線方向Ｘ１を管状本体６の軸線方向Ｘ２に合わせる（同じ方向に向ける）ことにより、遊嵌させることが可能となっている。なお、ウイック７が市販されているもの（円筒型ウイック）を使用する場合は、所望内径の管状本体６を使用することとなる。また、管状本体６として一般的な銅管を使用する場合には、市販されている銅管から、前記ウイック７を遊嵌できるものを選択してもよい。
【００４３】
上記のように、管状本体６の内部にウイック７を設置した状態を維持しつつ縮径工程が行われる。縮径工程は、図５（ｃ）に示すように、管状本体６の内部空気を吸引して減圧するとともに、低真空状態において所定範囲を加熱するものである。減圧には、管状本体６の両端６ａ，６ｂをそれぞれ閉鎖するキャップ８，９が設けられ、一方のキャップ８には吸引パイプ８１が貫挿されている。この吸引パイプ８１の先には、図示せぬ真空ポンプが連続され、当該吸引パイプ８１に設置される図示せぬバルブ等を操作することによって、管状本体６の内部を低真空状態まで減圧することができる。
【００４４】
また、管状本体６に対する加熱には、バーナ１００が使用されるものとしている。管状本体６の全周を均等に加熱するため、管状本体６の他方のキャップ９には回転軸９１が設けられている。この回転軸９１を図示せぬ駆動装置に接続することにより、管状本体６を周方向へ回転させることができる。なお、回転軸９１は、キャップ９と一体に設ける必然性はなく、管状本体６を保持し得るクランプ等の装置を別途使用し、このクランプ等に回転軸を設ける構成でもよい。また、管状本体６が回転軸９１の回転駆動に応じて円滑に周方向へ回転できように、管状本体６を軸受け等によって支持させてもよい。
【００４５】
さらに、本実施形態では一種類の加熱工程によって縮径するものであることから、バーナ１００は、管状本体６の軸線方向と平行な方向（図中矢印方向）へ進退させるものとしている。前述のような管状本体６の回転と、バーナ１００の進退移動とによって、管状本体６の所定範囲（縮径予定領域）Ｙにおける表面を全体的に加熱させることができる。なお、バーナ１００の反対側には放射温度計２００を設置することにより、管状本体６の表面温度を測定することができる。この放射温度計２００の測定値を参照しつつ、バーナ１００による加熱量を調整することができる。
【００４６】
そして、管状本体６の内部が低真空状態であり、管状本体６が軟化温度まで加熱されることにより、管状本体６のうち軟化した領域（縮径予定領域Ｙ）は、中央に向かって吸引されて縮径することとなる。この縮径により、軟化した管状本体６の内部表面は、シール領域７４の表面およびウイック７の外部表面７３に当接することとなる（図５（ｄ）参照）。管状本体６の縮径は、内部の圧力状態によって異なるが、低真空状態の場合には、徐々に縮径が進行することとなる。そのため、適度な当接状態（密着状態）となるまで、低真空状態は維持され加熱は継続されることとなる。
【００４７】
他方、第２の実施形態の場合には、当初は第１の実施形態と同様にウイック７が管状本体６の内部に配置される（図６（ａ）参照）。さらに、第１の実施形態と同様の方法により、減圧工程と第１の加熱工程とがなされ（図６（ｂ）参照）、所定範囲の縮径加工がなされる（図６（ｃ）参照）。この第１の加熱工程は、専らウイック７のシール領域７４に密着させるべき管状本体の一部領域（密着予定領域Ｙ１）に対する加熱である。この第１の加熱手段により、密着予定領域Ｙ１を当該シール領域７４に密着させるのである。
【００４８】
そこで、第１の加熱工程では、加熱のためのバーナ１００は所定の位置に固定され、管状本体６を回転させるのみとしている。これは、管状本体６の局所的な軟化を目的としているためであり、当該局所部分の全周を軟化させることにより、ウイック７のシール領域７４に管状本体６を密着させることができるものである（図６（ｃ）参照）。
【００４９】
その後、引き続き、ウイック７の外部表面７３に管状本体６を密着させるために、第２の加熱工程を行う。第２の加熱工程では、ウイック７の外部表面に当接させるべき管状本体６の所定領域（当接予定領域Ｙ２）を加熱するものであり、管状本体６の回転とともに、バーナ１００を当接予定領域Ｙの範囲内で進退させるものである。また、第２の加熱工程の際においても管状本体６の内部は低真空状態としている。この第２の加熱工程により、ウイック７の外部表面７３にも管状本体６を当接させることができる（図６（ｅ）参照）。
【００５０】
上記第１および第２の加熱工程においては、図示せぬ真空ポンプは、管状本体６の両端を閉鎖するキャップ８，９のうち、ウイック７の開口部７１の側のキャップ８に接続されるものとしている。これは、ウイック７を境界として、管状本体６の内部の僅かな減圧状態に差異がある場合、ウイック７を構成する多孔質材料の微細孔を経由して、ウイック７の外部表面７３またはシール領域７４の表面に僅かながら陰圧を作用させるためである。この陰圧の作用により、密着させるべき部分は、その表面の起伏等の存否にかかわらず密着させることができるのである。
【００５１】
このように、加熱工程を二段階に分けて行うことにより、ウイック７のシール領域７４に対する管状本体６の当接状態と、ウイック７の外部表面７３に対する当接状態とを調整することが可能となる。すなわち、シール領域７４に対する当接は、気相の逆流を防ぐことができる程度に緊密な状態としつつ、外部表面７３に対する当接は、溝部７５に侵入しない程度に留める状態とするのである。すなわち、ウイック７の外部表面７３の凹凸のうちの凸部表面にのみ管状本体６を当接させることにより、両者を好適な状態で密着させることができるのである。例えば、ウイック７は多孔質材料によって構成されるため、それぞれの表面には僅かながら起伏が生じている場合があり、このような場合においても良好な状態による密着状態をえることができる。
【００５２】
ここで、好適な密着状態の具体例を図７に示す。図７（ａ）はシール領域７４における管状本体６との密着状態を示し、図７（ｂ）は外部表面７３における溝部７５の周辺部分における密着状態を示している。
【００５３】
図７（ａ）に示しているように、ウイック７のシール領域７４は、管状本体６の内部表面６１との間で間隙が形成されないように、十分に（緊密に）密着されることが要求される。そして、ウイック７が多孔質材料であるため、シール領域７４が平滑であるとしても、僅かながらの起伏を有する場合がある。そこで、管状本体６の軟化による縮径は、単に径の縮小のみでなく、軟化した内部表面６１がシール領域７４の僅かな起伏等に合致させるものとしている。従って、管状本体６は十分な軟化と、強力な吸引を与えることにより、その起伏に応じた形状に変形させている。
【００５４】
これに対し、図７（ｂ）に示しているように、ウイック７の外部表面７３には、溝部７５が設けられること、この溝部７５は蒸発した作動液体（気相）の移動流路として機能させるべきものであることから、管状本体６を強力に縮径させる場合には、この溝部７５によって形成されるべき空隙部分が浸食されることとなる。他方において、本来的な外部表面（凸部表面）７３は、管状本体６からの熱伝達を受けることから、その内部表面６１と間に間隙を生じさせないことが要求される。従って、過不足のない状態で縮径させる必要がある。なお、管状本体６の内部表面６１が当接する部分（凸部）７３における密着状態は、シール領域７４の場合と同様に、僅かな起伏等に合致させるような状態とすることも可能である。
【００５５】
上述の理由により、第１の加熱工程と第２の加熱工程に区別して加工することは、各部に対する管状本体６の内部表面６１を良好な状態で密着させるうえで好適である。ただし、例えば、バーナ１００の進退速度等を場所によって変化させることにより、ウイック７の外部表面７３に当接させるべき領域と、シール領域７４に当接させるべき領域とで、それぞれの管状本体６の加熱状態を異ならせることができる場合は、二段階に区別することなく一度の加熱工程によって好適な密着状態を得ることも可能である。
【００５６】
上述の実施形態によれば、管状本体６の内部を低真空状態としつつ軟化させることにより、管状本体６を所望の径に縮径させることができる。これにより、ウイック７の外部表面７３に管状本体６の内部表面６１を密着させるものであることから、簡易な方法によって蒸発器１を製造することができる。また、多孔質材料のウイック７の内部は、微細孔を介して減圧状態となるため、管状本体６の内部表面６１は、ウイック７の外部表面７３およびシール領域７４の表面を避けて縮径されることはなく、中央に向かって吸引されることによって、容易に密着させることができるものである。
【００５７】
本発明の実施形態は上述のとおりであるが、本発明が上述の実施形態に限定されるものではない。従って、本発明の趣旨の範囲内において種々変形することができる。例えば、上述の実施形態では、管状本体６の内径と、ウイック７の外径は、予め大きく相違しないものを選択するものとしたが、管状本体６の内径がウイック７の外径よりも十分に大きい場合であっても使用することは可能である。この場合には、例えば、予備工程として、ウイック７の設置前に管状本体６を縮径させてもよい。また、管状本体６の縮径によるウイック７との密着加工が終了した後、管状本体６に対する仕上げ工程として時効処理を施してもよい。
【００５８】
上記変形例を図８および図９に示す。なお、図８（ａ）は予備工程の手順を示し、図８（ｂ）は仕上げ工程の手順を示す。図９は、予備工程におけるウイック７の設置工程までの具体的方法を示すものである。
【００５９】
予備工程は、ウイック７の外径に対して、管状本体６の内径が大きい場合に行われるものであるから、管状本体６を適度な径となるように縮径するのである。このときの縮径は、ウイック７に当接させる場合と同様であり、図８（ａ）に示すように、管状本体６の内部を減圧する工程（管状本体の減圧工程）と、所定領域を加熱する工程（管状体部の加熱工程）とで行うことができる。
【００６０】
具体的には、図９に示すように、予め管状本体６の内部を低真空状態まで減圧したうえで、ウイック７が設置されるべき領域を全体的に加熱するのである（図９（ａ）参照）。その結果として、加熱した領域が縮径されることとなるのである（図９（ｂ）参照）。このときの低真空状態の真空度または加熱温度を適宜設定することにより、縮径の程度を調整するのである。基本的には内部圧力を調整することにより、軟化された範囲を適宜な径にすることが可能である。このように、ウイック７を設置すべき範囲に限定して管状本体６を適宜な径とすることにより、ウイック７を管状本体６に遊挿させることができ（図９（ｃ）参照）、当該縮径領域に設置すれば（図９（ｄ）参照）、上述の実施形態の場合と同様の遊嵌状態（同様の間隙ｈ１，ｈ２を有する状態）となり、その後は上述の方法によりウイック７に対する管状本体６の密着加工が可能となる。
【００６１】
なお、仕上げ工程は、図８（ｂ）に示すように、管状本体の減圧工程と再焼結温度まで加熱する工程とによるものである。すなわち、管状本体６の内部を低真空状態まで低下させ（加熱工程に連続する場合は低真空状態を維持させ）、再焼結温度まで加熱することによるものである。この再焼結温度までの加熱は、いわゆる時効処理と同様であり、変形加工により肥大化した組織を標準化させることができる。管状本体６の内部を低真空状態とするのは、加熱により管状本体６が変形し、密着した部分に予期せぬ空隙等を生じさせないためである。
【００６２】
上記の蒸発器製造方法に係る実施形態は、管状体の内部に設置する内挿物の掴持方法に係る実施形態としても観念し得る。すなわち、上記実施形態中のウイックを内挿物とし、環状本体を管状体として、設置工程、減圧工程および加熱工程を施すこと（図４（ａ）参照）によって、内挿物を管状体の内部に掴持し得るものである。また、内挿物が比較的長尺である場合や、外径が異なるような場合には、加熱工程を二段階に分けて行うこと（図４（ｂ）参照）によることができる。
【００６３】
上記のような構成によれば、焼き嵌めのような膨張差を利用する必要はなく、しかも、内挿物の形状が歪なものであっても、管状体の縮径により容易に掴持させることができる。特に、歪な形状の内挿物に対しては、数回に分けて加熱することにより、徐々に縮径を促進させることができ、また、長尺な内挿物については、その長手方向に加熱すべき領域を拡張させることにより全体を掴持させることができる。この管状体は、加熱によって軟化するものであれば材料を問わない。従って、金属材料であってもよく、合成樹脂であってもよい。また、内容物は、管状体よりも軟化温度が高いものであれば、加熱温度を調整することにより掴持可能である。
【実施例】
【００６４】
＜実験例１＞
上述の第１の実施形態により管状本体または管状体の縮径状態について実験した。管状本体または管状体として、外径１３．８５ｍｍ、肉厚０．６５ｍｍ（このときの内径は１２．５５ｍｍである）の銅管を使用した。減圧化工程では、圧力ゲージによる測定値において−９０ｋＰａとし、加熱工程では、加熱温度（放射温度計による測定値）を８００℃〜９００℃の範囲において、２分間維持させた。
【００６５】
その結果、管状本体または管状体としての銅管の外径は０．３ｍｍ縮径し、加工後の外径は１３．５５ｍｍとなった。このときの内径は、肉厚が変化しないものとすると、１２．２５ｍｍとなっている。上記の結果、管状本体または管状体として使用すべき銅管は、好適に縮径されたものと判断される。すなわち、銅管を管状本体とする場合には、ウイックの外径が１２．３０ｍｍ〜１２．５０ｍｍであれば、良好なシール状態および当接状態を得ることができる。また、銅管を管状体とする場合には、数箇所において突起する部分の外径が同様の範囲内であれば掴持可能となる。なお、この加熱時間（高温状態維持時間）を２分以上とすることにより、縮径の程度を促進させることができ、さらに大幅な縮径により、一層小径のウイックに対する当接や、内挿物の掴持を可能にするものと判断される。
＜実験例２＞
上記実施形態により正常に機能する蒸発器を製造し得るかについて実験した。本実験では、外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍの石英ガラス管（透明）を管状本体６とし、ウイック７としては、外径１１．８５ｍｍの石英の多孔質体によるものを使用した。なお、減圧化工程では、圧力ゲージによる測定値において−５０ｋＰａ〜−６０ｋＰａの範囲内を維持し、加熱工程では、加熱温度（放射温度計による測定値）を１６８０℃〜１７００℃の範囲において、１分間維持させた。
【００６６】
上記の結果、加熱した部分はウイック７が存在する部分の管状本体６は外径０．１５ｍｍの縮径がなされており、ウイック７の存在しない領域では０．１５〜０．８０ｍｍの範囲で縮径していた。また、透明な管状本体６を介して目視で確認したところ、ウイック７は管状本体６との間で密着状態であった。さらに、この実験例において作製された蒸発器について、バブルポイント試験を行ったところ、蒸発器の気泡が発生する際の圧力は１０．５ｋＰａであり、多孔質材料における毛細管圧力と同等となった。また、現実のループヒートパイプを想定して、作動流体の供給と、吸熱を行ったところ、透明な石英ガラス管をとおして、ウイックから気相が発生する状態およびシール領域から逆流しないことを目視で確認することができた。
【００６７】
以上の両実験結果より、上記実施形態によって製造される蒸発器は、管状本体６の縮径によって、管状本体６の内部表面がウイック７に好適に当接するものであることが判明した。また、内挿物の掴持方法としても好適であるものと判断される。
【符号の説明】
【００６８】
１  蒸発器
２  凝縮器
３  リザーバ
４  発熱体
５  冷却体
６  管状本体
７  ウイック
８，９  キャップ
６１  内部表面
７１  開口部
７２  底部
７３  表面（ウイックの外部表面）
７４  シール領域
７５  溝部
８１  吸引パイプ
９１  回転軸
１００  バーナ
２００  放射温度計
ｈ１，ｈ２  間隙
Ｇ  気相
Ｌ  液相
Ｐ  ループ型パイプ
Ｐ１  蒸発管（気相管）
Ｐ２  液管（液相管）
Ｘ１  ウイックの軸線方向
Ｘ２  管状本体の軸線方向
Ｙ  縮径予定領域
Ｙ１  密着予定領域
Ｙ２  当接予定領域
【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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