(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面が樹脂からなり、前記樹脂は、第１金属であるＳｎ又はＳｎ合金と第２金属であるＣｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ合金又はＣｕ−Ｃｒ合金とが反応して金属間化合物が生成する温度よりも高い融点を有し、かつ、前記金属間化合物の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する芯棒を準備する工程と、
管状のコンテナの内壁と前記芯棒との間の空間に、前記第１金属と前記第２金属とを含む金属粉末が充填されるように、前記芯棒及び前記金属粉末を前記コンテナ内に挿入する工程と、
前記コンテナ内に挿入された前記芯棒及び前記金属粉末を３５０℃以下の温度で加熱することにより、前記金属粉末に含まれる前記第１金属と前記第２金属とを反応させて、金属間化合物からなるウィック構造体を形成する工程と、
前記コンテナから前記芯棒を引き抜く工程と、
を備えることを特徴とするヒートパイプの製造方法。
【請求項２】
前記芯棒は、少なくとも一方の先端にテーパーが付けられている請求項１に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項３】
前記樹脂は、シリコーン樹脂である請求項１又は２に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項４】
前記芯棒及び前記金属粉末を挿入する工程では、前記コンテナ内に前記芯棒を挿入した後、前記コンテナの内壁と前記芯棒との間の空間に前記金属粉末を充填する請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項５】
前記芯棒及び前記金属粉末を挿入する工程では、前記コンテナ内に前記金属粉末を充填した後、前記コンテナ内の前記金属粉末を押し出すように前記コンテナ内に前記芯棒を挿入する請求項１〜３のいずれか１項に記載のヒートパイプの製造方法。
【請求項６】
前記芯棒及び前記金属粉末を挿入する工程では、前記芯棒の周囲に前記金属粉末を付着させた後、前記金属粉末が付着した前記芯棒を前記コンテナ内に挿入する請求項１〜３のいずれか１項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、ヒートパイプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートパイプは、パソコン等の電子機器に搭載されるＣＰＵの冷却等に使用される。ヒートパイプは、非凝縮性流体を脱気して、適量の作動液が封入されている密閉された金属体である。コンテナ内部に封入された作動液は、蒸発部においてコンテナ外部から加熱されることで蒸発し、凝縮部において蒸気が冷却されることで凝縮して作動液に戻り、潜熱として熱を輸送する。潜熱として熱を輸送するため、蒸発部と凝縮部の小さな温度差でも熱を輸送することが可能となる。【０００３】
コンテナ内では、凝縮部で凝縮した作動液を蒸発部に還流させる必要がある。蒸発部が凝縮部より上側に位置する場合や、蒸発部及び凝縮部が水平に位置する場合には、作動液の還流に作動液の表面張力を利用する。そのため、コンテナ内部にウィック構造体を必要とする。【０００４】
ウィック構造体には、多数本の細線を束ねた線状体、メッシュ等の網目体、銅粉等の金属粉末を焼結した焼結体が用いられる。金属粉末の焼結体を利用したものは、高い表面張力を得られることが知られている。【０００５】
例えば、特許文献１には、切り欠き部を有する芯棒をコンテナ内に挿入し、芯棒の切り欠き部とコンテナの内壁とで形成される空間に金属粉末を充填し、金属粉末及び芯棒が挿入された状態でコンテナを加熱し、コンテナから芯棒を引き抜き、コンテナに扁平加工を施し、コンテナ内に作動液を封入するヒートパイプの製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−６８７８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の方法では、金属粉末及び芯棒が挿入された状態でコンテナを加熱することで、金属粉末が焼結して焼結金属を形成し、この焼結金属をコンテナに固定することができる。しかし、加熱により焼結金属をコンテナに固定する際、芯棒と焼結金属とが固着してしまい、芯棒の引き抜きが困難になるという問題がある。【０００８】
コンテナから芯棒が容易に引き抜けなくなると、ヒートパイプを製造するための時間が長くなるため、ヒートパイプの生産性が低下するという問題が生じる。【０００９】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、コンテナから芯棒を引き抜く必要がないヒートパイプの製造方法、又は、コンテナから芯棒を容易に引き抜くことができるヒートパイプの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、第１金属であるＳｎ又はＳｎ合金と、第１金属よりも融点の高い第２金属であるＣｕ合金との金属間化合物をウィック構造体として使用することを考えた。第１金属（例えばＳｎ）と第２金属（例えばＣｕ−Ｎｉ合金）とを加熱した場合、温度が第１金属の融点以上に達すると、第１金属が溶融する。さらに加熱が続くと、第１金属と第２金属とが反応し、金属間化合物（例えば（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５）が生成する。金属間化合部が形成される際にはボイド（気孔）が生じるため、上記金属間化合物は、ウィック構造体に適した多孔質となる。【００１１】
本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法は、第１金属であるＳｎ又はＳｎ合金と第２金属であるＣｕ合金との金属間化合物からなる、棒状のウィック構造体を準備する工程と、管状のコンテナ内に上記ウィック構造体を挿入する工程と、上記コンテナを変形させることにより、上記コンテナの内壁と上記ウィック構造体との間に空隙を残した状態で、上記コンテナ内に上記ウィック構造体を固定する工程と、を備えることを特徴とする。【００１２】
本発明の第１実施形態では、棒状のウィック構造体を準備しておき、これを管状のコンテナ内に挿入して固定することによって、コンテナから芯棒を引き抜くことなくヒートパイプを製造することができる。【００１３】
本発明の第１実施形態において、上記ウィック構造体を準備する工程では、上記第１金属と上記第２金属とを含む金属粉末を加熱することにより上記ウィック構造体を作製することが好ましい。
例えば、ウィック構造体として銅粉の焼結体を作製する場合には、９００℃程度の高温で焼結を行う必要があるため、コンテナ内に挿入する前にウィック構造体を別途作製することは行われていなかった。これに対し、第１金属と第２金属との金属間化合物からなるウィック構造体を作製する場合には、３００℃程度の低温で加熱を行えばよいため、ウィック構造体を容易に作製することができる。【００１４】
本発明の第２実施形態に係るヒートパイプの製造方法は、第１金属であるＳｎ又はＳｎ合金からなる金属棒を準備する工程と、管状のコンテナの内壁と上記金属棒との間の空間に、第２金属であるＣｕ合金を含む金属粉末が充填されるように、上記金属棒及び上記金属粉末を上記コンテナ内に挿入する工程と、上記コンテナ内に挿入された上記金属棒及び上記金属粉末を加熱することにより、上記金属棒を構成する上記第１金属と上記金属粉末に含まれる上記第２金属とを反応させて、金属間化合物からなるウィック構造体を形成するとともに、上記コンテナ内に空隙を形成する工程と、を備えることを特徴とする。【００１５】
本発明の第２実施形態では、従来使用されていた芯棒に代えて、第１金属からなる金属棒を使用し、この金属棒と第２金属を含む金属粉末とをコンテナ内に挿入する。コンテナ内に挿入された金属棒及び金属粉末を加熱することにより、金属棒を構成する第１金属と金属粉末に含まれる第２金属とが反応して、金属間化合物からなるウィック構造体が形成されるとともに、金属棒が消滅するため、コンテナ内に空隙が形成される。したがって、コンテナから芯棒を引き抜くことなくヒートパイプを製造することができる。【００１６】
本発明の第２実施形態において、上記金属棒及び上記金属粉末を挿入する工程では、上記コンテナ内に上記金属棒を挿入した後、上記コンテナの内壁と上記金属棒との間の空間に上記金属粉末を充填してもよい。また、上記金属棒及び上記金属粉末を挿入する工程では、上記コンテナ内に上記金属粉末を充填した後、上記コンテナ内の上記金属粉末を押し出すように上記コンテナ内に上記金属棒を挿入してもよい。さらに、上記金属棒及び上記金属粉末を挿入する工程では、上記金属棒の周囲に上記金属粉末を付着させた後、上記金属粉末が付着した上記金属棒を上記コンテナ内に挿入してもよい。【００１７】
本発明の第３実施形態に係るヒートパイプの製造方法は、第１金属であるＳｎ又はＳｎ合金と第２金属であるＣｕ合金とを含むメッシュシートを準備する工程と、管状のコンテナの内壁に沿うように、上記メッシュシートを上記コンテナ内に挿入する工程と、上記コンテナ内に挿入された上記メッシュシートを加熱することにより、上記メッシュシートを構成する上記第１金属と上記第２金属とを反応させて、金属間化合物からなるウィック構造体を形成する工程と、を備えることを特徴とする。【００１８】
本発明の第３実施形態では、第１金属と第２金属とを含むメッシュシートを、コンテナの内壁に沿うようにコンテナ内に挿入する。コンテナ内に挿入されたメッシュシートを加熱することにより、メッシュシートを構成する第１金属と第２金属とが反応して、金属間化合物からなるウィック構造体が形成される。したがって、コンテナから芯棒を引き抜くことなくヒートパイプを製造することができる。【００１９】
本発明の第３実施形態において、上記メッシュシートを準備する工程では、上記第２金属からなるメッシュに上記第１金属をめっきすることにより上記メッシュシートを作製することが好ましい。また、上記メッシュシートを準備する工程では、上記第２金属からなるメッシュに上記第１金属を含む金属粉末を付着させることにより上記メッシュシートを作製することが好ましい。
第２金属からなるメッシュを用いることにより、第１金属と反応させた後に形成されるウィック構造体の気孔率を高くすることができる。金属粉末をメッシュに付着させる場合、ウィック構造体の気孔率をさらに高くすることができる。【００２０】
本発明の第４実施形態に係るヒートパイプの製造方法は、第２金属であるＣｕ合金からなるメッシュが芯棒の周囲に巻き付けられたメッシュ付き芯棒を準備する工程と、管状のコンテナの内壁と上記メッシュ付き芯棒との間の空間に、第１金属であるＳｎ又はＳｎ合金と上記第２金属とを含む金属粉末が充填されるように、上記メッシュ付き芯棒及び上記金属粉末を上記コンテナ内に挿入する工程と、上記コンテナ内に挿入された上記メッシュ付き芯棒及び上記金属粉末を加熱することにより、上記金属粉末に含まれる上記第１金属と上記第２金属とを反応させるとともに、上記金属粉末に含まれる上記第１金属と上記メッシュ付き芯棒を構成する上記第２金属とを反応させて、金属間化合物からなるウィック構造体を形成する工程と、上記コンテナから上記芯棒を引き抜く工程と、を備えることを特徴とする。【００２１】
本発明の第４実施形態では、第２金属からなるメッシュが芯棒の周囲に巻き付けられているため、コンテナの内壁と芯棒との間で第１金属と第２金属とが反応した際、溶融した第１金属が芯棒に接触しにくくなり、芯棒と金属間化合物との固着が防止される。一方、芯棒の周囲に巻き付けられていたメッシュは、第１金属と反応して金属間化合物を形成するため、コンテナに固定される。その結果、コンテナから芯棒のみを引き抜くことができる。【００２２】
本発明の第５実施形態に係るヒートパイプの製造方法は、少なくとも表面が樹脂からなり、上記樹脂は、第１金属であるＳｎ又はＳｎ合金と第２金属であるＣｕ合金とが反応して金属間化合物が生成する温度よりも高い融点を有し、かつ、上記金属間化合物の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する芯棒を準備する工程と、管状のコンテナの内壁と上記芯棒との間の空間に、上記第１金属と上記第２金属とを含む金属粉末が充填されるように、上記芯棒及び上記金属粉末を上記コンテナ内に挿入する工程と、上記コンテナ内に挿入された上記芯棒及び上記金属粉末を加熱することにより、上記金属粉末に含まれる上記第１金属と上記第２金属とを反応させて、金属間化合物からなるウィック構造体を形成する工程と、上記コンテナから上記芯棒を引き抜く工程と、を備えることを特徴とする。【００２３】
本発明の第５実施形態では、芯棒の材料として、ウィック構造体を構成する金属間化合物が生成する温度よりも高い融点を有し、かつ、上記金属間化合物の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する樹脂を使用する。このような樹脂は、金属間化合物を形成するための加熱の際に膨張するため、膨張した樹脂に押さえ付けられた状態で金属間化合物からなるウィック構造体が形成される。一方、加熱後、冷却の際に上記樹脂が収縮するため、ウィック構造体と芯棒との間に隙間が生じる。したがって、コンテナから芯棒を容易に引き抜くことができる。【００２４】
本発明の第５実施形態において、上記樹脂は、シリコーン樹脂であることが好ましい。【００２５】
本発明の第６実施形態に係るヒートパイプの製造方法は、管状のコンテナの内壁と芯棒との間の空間に、第１金属であるＳｎ又はＳｎ合金と第２金属であるＣｕ合金とを含む金属粉末が充填されるように、上記芯棒及び上記金属粉末を上記コンテナ内に挿入する工程と、上記芯棒が挿入された状態の上記コンテナ内の上記金属粉末を、上記第１金属の融点未満の温度で加熱することにより、上記金属粉末に含まれる上記第１金属の一部と上記第２金属の一部とを反応させて金属間化合物を生成させる工程と、上記コンテナから上記芯棒を引き抜く工程と、上記芯棒が引き抜かれた状態の上記コンテナ内の上記金属粉末を、上記第１金属の融点以上の温度で加熱することにより、上記金属粉末に含まれる未反応の上記第１金属と上記第２金属とを反応させて、金属間化合物からなるウィック構造体を形成する工程と、を備えることを特徴とする。【００２６】
本発明の第６実施形態では、コンテナ内に芯棒が挿入された状態で、第１金属の融点未満の温度で金属粉末を加熱することにより、金属粉末の一部を金属間化合物にしておく。その結果、金属粉末の形状が維持され、コンテナ内に金属粉末が固定されるため、コンテナから芯棒を引き抜くことができる。芯棒を引き抜いた後、第１金属の融点以上の温度で残りの金属粉末を加熱することにより、未反応の第１金属と第２金属とが反応して、金属間化合物からなるウィック構造体が形成される。【００２７】
本発明の第６実施形態において、上記芯棒は、発熱体からなり、上記第１金属の融点未満の温度で上記金属粉末を加熱する工程では、上記芯棒を発熱させることが好ましい。
芯棒を発熱させることにより、芯棒と接する部分の金属粉末を金属間化合物にすることができるため、コンテナから芯棒を引き抜きやすくなる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、コンテナから芯棒を引き抜く必要がないヒートパイプの製造方法、又は、コンテナから芯棒を容易に引き抜くことができるヒートパイプの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明のヒートパイプの製造方法によって製造されるヒートパイプの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明のヒートパイプの製造方法によって製造されるヒートパイプの別の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法の別の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）及び図５（ｆ）は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法により得られるヒートパイプの別の例を模式的に示す断面図である。
【図６】図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、コンテナの両側側面又は片側側面が平坦であるヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ１）、図７（ｃ２）、図７（ｄ１）及び図７（ｄ２）は、コンテナの両側側面又は片側側面が平坦であるヒートパイプの製造方法の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図８】図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、コンテナの片側側面が平坦であるヒートパイプの製造方法のさらに別の一例を模式的に示す断面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法により得られるヒートパイプのさらに別の例を模式的に示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、金属棒及び金属粉末を挿入する工程の例を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１２は、本発明の第３実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、本発明の第４実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の第５実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の第５実施形態に係るヒートパイプの製造方法の別の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１６は、本発明の第６実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明のヒートパイプの製造方法について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【００３１】
図１は、本発明のヒートパイプの製造方法によって製造されるヒートパイプの一例を模式的に示す断面図である。
図１に示すヒートパイプ１は、コンテナ１０及びウィック構造体１１を備える。ウィック構造体１１は、コンテナ１０内の中央部に固定されており、コンテナ１０内の両端部において、コンテナ１０の内壁とウィック構造体１１との間に空隙１２が形成されている。図１では、コンテナ１０は、扁平な管形状を有しているが、コンテナ１０の断面形状は特に限定されない。図１には示していないが、コンテナ１０内は、空気等の非凝縮性ガスが脱気されており、作動液が封入されている。
【００３２】
図２は、本発明のヒートパイプの製造方法によって製造されるヒートパイプの別の一例を模式的に示す断面図である。
図２に示すヒートパイプ２は、コンテナ２０及びウィック構造体２１を備える。ウィック構造体２１は、コンテナ２０の内壁に固定されており、コンテナ２０内の中央部に空隙２２が形成されている。図２では、コンテナ２０は、断面が略円形の管形状を有しているが、コンテナ２０の断面形状は特に限定されず、扁平な管形状を有していてもよい。図２には示していないが、コンテナ２０内は、空気等の非凝縮性ガスが脱気されており、作動液が封入されている。
【００３３】
上記ヒートパイプを製造する方法として、本発明の第１実施形態〜第６実施形態に係るヒートパイプの製造方法について説明する。
図１に示すヒートパイプ１は、本発明の第１実施形態に係る方法によって製造することができ、図２に示すヒートパイプ２は、本発明の第２実施形態〜第６実施形態に係る方法によって製造することができる。
【００３４】
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
【００３５】
（第１実施形態）
図３は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【００３６】
まず、図３の１Ａに示すように、第１金属と第２金属との金属間化合物からなる、棒状のウィック構造体１１を準備する。
【００３７】
上記ウィック構造体は、第１金属と第２金属とを含む金属粉末を加熱することにより作製することが好ましい。例えば、アルミナ等の耐熱性セラミックからなる焼成用治具に上記金属粉末を充填して加熱することにより、第１金属と第２金属との金属間化合物からなるウィック構造体を作製することができる。金属粉末の形状もしくは粒径を調整することにより、ウィック構造体の気孔率を調整することができる。
【００３８】
上記ウィック構造体は、第２金属からなるメッシュを棒状に丸めたものを、溶融した第１金属に浸漬し、これを加熱することにより作製することもできるし、第２金属からなる多孔質棒を、溶融した第１金属に浸漬し、これを加熱することにより作製することもできる。上記の方法では、第１金属と第２金属とを含む金属粉末を加熱する方法と比べて、大小異なるサイズの気孔を付与することができる等、得られる焼結体の多孔質の具合を調整することができるため、ヒートパイプの性能を任意に調整することができる。具体的には、第１金属と第２金属とを含む金属粉末を加熱する方法では、第１金属と第２金属との合金化反応によって気孔が形成されるのに対し、上記の方法では、合金化反応によって気孔が形成される他、第２金属からなるメッシュ又は多孔質棒に当初から存在する気孔を残すことができる。したがって、第２金属からなるメッシュ又は多孔質棒に当初から存在する気孔のサイズが大きければ、気孔の中心には第１金属が濡れないため、大きい気孔が空洞として残存し、さらに、合金化反応によって小さい気孔が新たに形成される。なお、大小異なるサイズの気孔の割合は、溶融する第１金属の温度や浸漬時間、第２金属からなるメッシュ又は多孔質棒の多孔質の度合いによって調整することができる。
【００３９】
加熱温度は、２５０℃以上、３５０℃以下が好ましい。加熱時間は、１０分間以上が好ましく、また、１８０分間以下が好ましく、６０分間以下がより好ましい。
【００４０】
第１金属は、Ｓｎ又はＳｎ合金であり、例えば、Ｓｎ単体、又は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｓｂ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｅ及びＰからなる群より選ばれる少なくとも１種とＳｎとを含む合金が挙げられる。中でも、Ｓｎ、Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ、Ｓｎ−３．５Ａｇ、Ｓｎ−０．７５Ｃｕ、Ｓｎ−５８Ｂｉ、Ｓｎ−０．７Ｃｕ−０．０５Ｎｉ、Ｓｎ−５Ｓｂ、Ｓｎ−２Ａｇ−０．５Ｃｕ−２Ｂｉ、Ｓｎ−５７Ｂｉ−１Ａｇ、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｂｉ−８Ｉｎ、Ｓｎ−９Ｚｎ、又は、Ｓｎ−８Ｚｎ−３Ｂｉが好ましい。
上記表記において、例えば、「Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ」は、Ａｇを３重量％、Ｃｕを０．５重量％含有し、残部をＳｎとする合金であることを示している。
【００４１】
第２金属は、Ｃｕ合金であり、例えば、Ｃｕ−Ｎｉ合金、Ｃｕ−Ｍｎ合金、Ｃｕ−Ａｌ合金又はＣｕ−Ｃｒ合金が挙げられる。これらの中では、Ｃｕ−Ｎｉ合金又はＣｕ−Ｍｎ合金が好ましい。
Ｃｕ−Ｎｉ合金は、Ｎｉの割合が５重量％以上３０重量％以下であるＣｕ−Ｎｉ合金が好ましく、例えば、Ｃｕ−５Ｎｉ、Ｃｕ−１０Ｎｉ、Ｃｕ−１５Ｎｉ、Ｃｕ−２０Ｎｉ、Ｃｕ−２５Ｎｉ、又は、Ｃｕ−３０Ｎｉが挙げられる。Ｃｕ−Ｎｉ合金には、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ合金等のように第３成分を含む合金も含まれる。
Ｃｕ−Ｍｎ合金は、Ｍｎの割合が５重量％以上３０重量％以下であるＣｕ−Ｍｎ合金が好ましく、例えば、Ｃｕ−５Ｍｎ、Ｃｕ−１０Ｍｎ、Ｃｕ−１５Ｍｎ、Ｃｕ−２０Ｍｎ、Ｃｕ−２５Ｍｎ、又は、Ｃｕ−３０Ｍｎが挙げられる。
Ｃｕ−Ａｌ合金は、Ａｌの割合が５重量％以上１０重量％以下であるＣｕ−Ａｌ合金が好ましく、例えば、Ｃｕ−５Ａｌ、又は、Ｃｕ−１０Ａｌが挙げられる。
Ｃｕ−Ｃｒ合金は、Ｃｒの割合が５重量％以上１０重量％以下であるＣｕ−Ｃｒ合金が好ましく、例えば、Ｃｕ−５Ｃｒ、又は、Ｃｕ−１０Ｃｒが挙げられる。
なお、第２金属は、Ｃｕ−Ｍｎ−Ｎｉ等のようにＭｎ及びＮｉを同時に含んでいてもよく、また、Ｐ等の第３成分を含んでいてもよい。
上記表記において、例えば、「Ｃｕ−５Ｎｉ」は、Ｎｉを５重量％含有し、残部をＣｕとする合金であることを示している。Ｍｎ、Ａｌ又はＣｒについても同様である。
【００４２】
第１金属と第２金属とを含む金属粉末を加熱することにより、温度が第１金属（例えばＳｎ）の融点以上に達すると、第１金属が溶融する。さらに加熱が続くと、第１金属と第２金属（例えばＣｕ−Ｎｉ合金）とが反応して金属間化合物（例えば（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５）が生成する。金属間化合物が生成する反応に伴い、金属間化合物の中にはボイド（気孔）が形成されるため、上記金属間化合物は多孔質となる。金属間化合物を多孔質にする観点から、第１金属及び第２金属を加圧しない状態で両者を反応させることが好ましい。
【００４３】
ウィック構造体中の金属間化合物は、ウィック構造体の断面を金属顕微鏡を用いて観察することによって簡易的に確認することができる。詳細には、エネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＸ）等による組成分析と、微小部Ｘ線回折等による結晶構造解析とを行うことによって、（Ｃｕ，Ｎｉ）６Ｓｎ５等の金属間化合物を確認することができる。
【００４４】
ウィック構造体の形状は、棒状である限り特に限定されないが、円柱状であることが好ましい。ウィック構造体の形状は、円錐台形状等であってもよい。また、ウィック構造体の長さも、特に限定されない。
【００４５】
次に、図３の１Ｂに示すように、管状のコンテナ１０´内にウィック構造体１１を挿入する。図３の１Ｂでは、１本のウィック構造体１１を挿入しているが、２本以上のウィック構造体を挿入してもよい。
【００４６】
コンテナは、熱を内部と外部で伝える必要があるため、熱伝導率の高い材料で構成されることが好ましい。コンテナの材料としては、例えば、銅、アルミニウム等の金属を使用することができる。また、ヒートパイプには、耐熱性と、内部蒸気圧および外力に耐え得る機械的強度とが必要であるため、コンテナの材料としては、例えば、ステンレス、銅合金、炭素鋼等を使用することもできる。コンテナの形状は特に限定されず、円筒状以外の筒状であってもよい。また、コンテナの内壁の形状も特に限定されず、グルーブ等の毛細管構造が内壁に備えられていてもよい。
【００４７】
続いて、コンテナを変形させる。これにより、図３の１Ｃに示すように、コンテナ１０の内壁とウィック構造体１１との間に空隙１２を残した状態で、コンテナ１０内にウィック構造体１１を固定する。
【００４８】
コンテナを変形させる方法としては、例えば、熱間圧延、冷間圧延等の圧延や、曲げ等の加工方法が挙げられる。ウィック構造体を構成する金属間化合物は脆い部材であるため、上記の加工は、コンテナが変形可能な範囲で行うことが好ましい。コンテナを変形させることで、コンテナの内壁にウィック構造体を接触させることができ、アンカー効果によってウィック構造体がコンテナ内に固定される。
【００４９】
上述のとおり、ウィック構造体を構成する金属間化合物は多孔質であるため、毛細管現象によって作動液を移動させることができる。一方、コンテナ内壁とウィック構造体との間の空隙は、蒸気の流路として機能する。
【００５０】
その後、必要に応じて、コンテナ内部に存在する空気等の非凝縮性ガスを脱気し、コンテナ内に作動液を封入する。作動液としては、水、エタノール、メタノール、ナフタリン、ベンゼン、代替フロン、アンモニア等を使用することができる。また、非凝縮性ガスの脱気には、真空脱気法や、予め余分な量の作動液を注入しておき、コンテナを加熱して作動液を沸騰させることによって非凝縮性ガスを追い出す方法等が用いられる。
【００５１】
以上により、図１に示すヒートパイプ１を製造することができる。
【００５２】
図４は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図４の１Ａでは、図３の１Ａと異なり、棒状のウィック構造体１１を２本準備している。図４の１Ｂに示すように、管状のコンテナ１０´内に２本のウィック構造体１１を挿入した後、コンテナ１０´を変形させる。これにより、図４の１Ｃに示すように、コンテナ１０の内壁と２本のウィック構造体１１との間に空隙１２を残した状態で、コンテナ１０内に２本のウィック構造体１１を固定する。このように、２本以上のウィック構造体をコンテナ内に挿入してもよい。
【００５３】
図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）及び図５（ｆ）は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法により得られるヒートパイプの別の例を模式的に示す断面図である。
図５（ａ）に示すヒートパイプ１ａ、図５（ｂ）に示すヒートパイプ１ｂ、及び、図５（ｃ）に示すヒートパイプ１ｃのように、コンテナ１０の両側側面が平坦であってもよいし、図５（ｄ）に示すヒートパイプ１ｄ、図５（ｅ）に示すヒートパイプ１ｅ、及び、図５（ｆ）に示すヒートパイプ１ｆのように、コンテナ１０の片側側面が平坦であってもよい。コンテナの両側側面又は片側側面を平坦にすることにより、より密集したスペースにヒートパイプを搭載することができるため、収納効率を上げることができる。そして、収納効率を上げることにより、ヒートパイプ搭載部の熱搬送効率の向上が期待できる。
【００５４】
コンテナの両側側面又は片側側面が平坦であるヒートパイプは、例えば、以下に示す方法によって製造することができる。なお、以下に示す方法では、コンテナの両側側面又は片側側面が平坦である形状だけでなく、側面以外の箇所も平坦である形状等、コンテナを任意の形状にすることができる。
【００５５】
図６（ａ）、図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、コンテナの両側側面又は片側側面が平坦であるヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
図６（ａ）に示すように、管状のコンテナ１０´内にウィック構造体１１を挿入した後、図６（ｂ）に示すように、コンテナ１０´をプレスする。これにより、図６（ｃ）に示すように、例えば、図５（ａ）に示すヒートパイプ１ａの形状が得られる。
【００５６】
図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ１）、図７（ｃ２）、図７（ｄ１）及び図７（ｄ２）は、コンテナの両側側面又は片側側面が平坦であるヒートパイプの製造方法の別の一例を模式的に示す断面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、板状（箔状も含む）のコンテナ１０´´を成型する。ここで、図７（ｃ１）に示すように、成型後の２枚のコンテナ１０´´の内部に収容されるようにウィック構造体１１を挿入した後、溶接等によってコンテナ１０´´の端部を封止することにより、図７（ｄ１）に示すように、例えば、図５（ａ）に示すヒートパイプ１ａの形状が得られる。また、図７（ｃ２）に示すように、成型後のコンテナ１０´´と未成型のコンテナ１０´´との内部に収容されるようにウィック構造体１１を挿入した後、溶接等によってコンテナ１０´´の端部を封止することにより、図７（ｄ２）に示すように、例えば、図５（ｂ）に示すヒートパイプ１ｂの形状が得られる。
【００５７】
図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、コンテナの片側側面が平坦であるヒートパイプの製造方法のさらに別の一例を模式的に示す断面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、板状（箔状も含む）のコンテナ１０´´を成型する。図８（ｃ）に示すように、成型後の１枚のコンテナ１０´´の内部に収容されるようにウィック構造体１１を挿入した後、溶接等によってコンテナ１０´´の端部を封止することにより、図８（ｄ）に示すように、例えば、図５（ｄ）に示すヒートパイプ１ｄの形状が得られる。
【００５８】
コンテナの両側側面又は片側側面が平坦であるヒートパイプにおいて、コンテナ内に作動液を封入する方法としては、例えば、ウィック構造体を挿入する前に予めウィック構造体に含侵しておく方法、三方を封止した後に未封止口から作動液を注入し、最後に四方を封止する方法等が挙げられる。
【００５９】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るヒートパイプの製造方法により得られるヒートパイプのさらに別の例を模式的に示す断面図である。
図９（ａ）に示すヒートパイプ１ｇでは、ウィック構造体１１ａの断面形状が半円形であり、図９（ｂ）に示すヒートパイプ１ｈでは、ウィック構造体１１ｂの断面形状が長方形である。図９（ａ）及び図９（ｂ）では、コンテナ１０の形状が図１と同じであるが、図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）、図５（ｅ）及び図５（ｆ）等と同じであってもよい。
【００６０】
このように、ウィック構造体の形状は、円柱状又は円錐台形状に限定されず、半円柱状であってもよいし、四角柱状（好ましくは直方体）、六角柱状等の角柱状等であってもよい。特に、半円柱状や角柱状といった形状を有するウィック構造体は、薄型のヒートパイプに好適に用いられる。
【００６１】
所定の形状を有するウィック構造体は、例えば、第１金属と第２金属とを含む金属粉末を焼成用治具に充填する際に、目的の形状となるように上記金属粉末を配置し、これを加熱することにより作製することができる。円柱状又は半円柱状等、ウィック構造体が曲面部を有する場合には、焼成用治具との接触面積を小さくすることができるため、焼成用治具からウィック構造体を取り出しやすいという利点がある。また、角柱状等、ウィック構造体が平面部を有する場合には、コンテナ内にウィック構造体を挿入する際、側面等の平面部を保持して搬送することができるため、ウィック構造体を安定して搬送することができるという利点がある。
【００６２】
以上のように、第１実施形態では、所定の形状を有するウィック構造体を予め作製しておき、コンテナを所定の形状に変形させることにより、任意の形状のヒートパイプを製造することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【００６４】
まず、図１０の２Ａに示すように、第１金属からなる金属棒２３を準備する。
【００６５】
第１金属は、Ｓｎ又はＳｎ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。
【００６６】
金属棒の形状は、図１０の２Ａに示すように、中空の管状であることが好ましい。この場合、第１金属からなる箔（例えばＳｎ箔）を丸めたものも含まれ、２層以上重なっていてもよい。金属棒が中空の管状である場合、少なくとも一方の端面が封止されていてもよい。また、金属棒の長さは、特に限定されない。
【００６７】
次に、図１０の２Ｂに示すように、管状のコンテナ２０内に、金属棒２３及び金属粉末２４を挿入する。この際、コンテナ２０の内壁と金属棒２３との間の空間に金属粉末２４が充填されるように、金属棒２３及び金属粉末２４をコンテナ２０内に挿入する。金属棒２３が中空の管状である場合、中空部に金属粉末２４が入らないように金属粉末２４を充填することが好ましい。
【００６８】
コンテナ２０の材料、形状等は、第１実施形態で説明したコンテナ１０´と同じである。
【００６９】
金属粉末は、第２金属を含む。第２金属は、Ｃｕ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。金属粉末中の第２金属の含有量は、６０重量％以上が好ましく、８０重量％以上がより好ましく、１００重量％が特に好ましい。
【００７０】
図１１は、金属棒及び金属粉末を挿入する工程の例を模式的に示す斜視図である。
図１１の２Ｂ−１では、コンテナ２０内に金属棒２３を挿入した後、コンテナ２０の内壁と金属棒２３との間の空間に金属粉末２４を充填する。金属棒２３が中空の管状である場合、中空部に金属粉末２４が入らないように、少なくとも金属粉末を挿入する側の端面が封止されていることが好ましい。
図１１の２Ｂ−２では、コンテナ２０内に金属粉末２４を充填した後、コンテナ２０内の金属粉末２４を押し出すようにコンテナ２０内に金属棒２３を挿入する。金属棒２３が中空の管状である場合、中空部に金属粉末２４が入らないように、少なくとも金属棒を挿入する側の端面（図１１の２Ｂ−２では紙面左側の端面）が封止されていることが好ましい。
図１１の２Ｂ−３では、金属棒２３の周囲に金属粉末２４を付着させた後、金属粉末２４が付着した金属棒２３をコンテナ２０内に挿入する。金属棒２３が中空の管状である場合、少なくとも一方の端面が封止されていてもよい。金属棒の周囲に金属粉末を付着させる方法としては、金属粉末を含むペーストを金属棒の周囲に塗布する方法、金属粒子を金属棒にめっき処理する方法、金属粉末を金属棒に溶射する方法等が挙げられる。
なお、図１１の２Ｂ−３のように、金属粉末が付着した金属棒を使用する場合、当該金属棒をコンテナ内に挿入した後に、さらに金属粉末を充填してもよいし、金属粉末が充填されたコンテナ内に当該金属棒を挿入してもよい。
【００７１】
続いて、コンテナ内に挿入された金属棒及び金属粉末を加熱する。これにより、金属棒を構成する第１金属と金属粉末に含まれる第２金属とが反応して金属間化合物が生成するとともに、金属棒は消滅する。その結果、図１０の２Ｃに示すように、金属間化合物からなるウィック構造体２１が形成されるとともに、コンテナ２０内に空隙２２が形成される。溶融状態の金属間化合物が固まることによって、金属間化合物からなるウィック構造体はコンテナ内に固定される。
【００７２】
加熱温度は、第１金属の融点以上の温度であることが好ましく、具体的には、２５０℃以上、３５０℃以下が好ましい。加熱時間は、１０分間以上が好ましく、また、１８０分間以下が好ましく、６０分間以下がより好ましい。
【００７３】
第１金属と第２金属との反応は、第１実施形態で説明したとおりである。上述のとおり、ウィック構造体を構成する金属間化合物は多孔質であるため、毛細管現象によって作動液を移動させることができる。一方、コンテナ内の空隙は、蒸気の流路として機能する。
【００７４】
その後、第１実施形態と同様に、必要に応じて、コンテナ内部に存在する空気等の非凝縮性ガスを脱気し、コンテナ内に作動液を封入する。コンテナ内に作動液を封入する前、又は、コンテナ内に作動液を封入した後、コンテナに扁平加工や曲げ加工等を施してもよい。
【００７５】
以上により、図２に示すヒートパイプ２を製造することができる。
【００７６】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【００７７】
まず、図１２の３Ａに示すように、第１金属と第２金属とを含むメッシュシート３５を準備する。
【００７８】
第１金属は、Ｓｎ又はＳｎ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。第２金属は、Ｃｕ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。
【００７９】
メッシュシートの網目形状としては、例えば、織られた網目形状、編まれた網目形状、細かい穴が所定の間隔で打ち抜かれた網目形状等が挙げられる。
【００８０】
上記メッシュシートは、第２金属からなるメッシュに第１金属をめっきすることにより作製することが好ましい。
【００８１】
また、上記メッシュシートは、第２金属からなるメッシュに第１金属を含む金属粉末を付着させることにより作製することが好ましい。この場合、メッシュの少なくとも一方の主面に金属粉末を付着させればよい。
【００８２】
メッシュに付着させる金属粉末は、第１金属に加えて第２金属を含むことが好ましい。金属粉末に含まれる第２金属は、メッシュを構成する第２金属と異なっていてもよいが、メッシュを構成する第２金属と同じであることが好ましい。
【００８３】
金属粉末中の第１金属の含有量は、４０重量％以上、８０重量％以下が好ましい。また、金属粉末中の第２金属の含有量は、２０重量％以上、６０重量％以下が好ましい。
【００８４】
メッシュに金属粉末を付着させる方法としては、メッシュの網目に金属粉末を充填する方法、金属粉末を含むペーストをメッシュに塗布する方法、金属粒子をメッシュにめっき処理する方法、金属粉末をメッシュに溶射する方法等が挙げられる。
【００８５】
ウィック構造体の気孔率を高くする観点から、メッシュに付着させる金属粉末の粒径は、メッシュの網目のサイズよりも大きいことが好ましい。金属粉末の粒径がメッシュの網目のサイズと同じか小さい場合、金属粉末によってメッシュの網目が埋まってしまい、反応後に形成されるウィック構造体が密になるおそれがある。
【００８６】
次に、図１２の３Ｂに示すように、管状のコンテナ２０内に、メッシュシート３５を挿入する。この際、芯棒を使用せず、メッシュシート３５を丸めて、コンテナ２０の内壁に沿うようにメッシュシート３５をコンテナ２０内に挿入する。図１２の３Ｂでは、１枚のメッシュシート３５を挿入しているが、２枚以上のメッシュシートを挿入してもよい。また、コンテナ内に挿入されたメッシュシートは、２層以上に重なっていてもよい。
【００８７】
メッシュの一方の主面のみに金属粉末を付着させたメッシュシートを用いる場合、金属粉末が付着した主面が内側になるように丸めて、コンテナ内に挿入することが好ましい。
【００８８】
コンテナ２０の材料、形状等は、第１実施形態で説明したコンテナ１０´と同じである。
【００８９】
続いて、コンテナ内に挿入されたメッシュシートを加熱する。これにより、メッシュシートを構成する第１金属と第２金属とが反応して金属間化合物が生成する。その結果、図１２の３Ｃに示すように、金属間化合物からなるウィック構造体２１が形成される。また、コンテナ２０内に空隙２２が形成される。溶融状態の金属間化合物が固まることによって、金属間化合物からなるウィック構造体はコンテナ内に固定される。なお、メッシュシートの一部が反応せずに残っていてもよい。
【００９０】
加熱温度は、第１金属の融点以上の温度であることが好ましく、具体的には、２５０℃以上、３５０℃以下が好ましい。加熱時間は、１０分間以上が好ましく、また、１８０分間以下が好ましく、６０分間以下がより好ましい。
【００９１】
第１金属と第２金属との反応は、第１実施形態で説明したとおりである。上述のとおり、ウィック構造体を構成する金属間化合物は多孔質であるため、毛細管現象によって作動液を移動させることができる。一方、コンテナ内の空隙は、蒸気の流路として機能する。
【００９２】
その後、第１実施形態と同様に、必要に応じて、コンテナ内部に存在する空気等の非凝縮性ガスを脱気し、コンテナ内に作動液を封入する。コンテナ内に作動液を封入する前、又は、コンテナ内に作動液を封入した後、コンテナに扁平加工や曲げ加工等を施してもよい。また、コンテナ内にメッシュシートを挿入した後、メッシュシートを加熱する前に、上記加工を施してもよい。
【００９３】
以上により、図２に示すヒートパイプ２を製造することができる。
【００９４】
（第４実施形態）
図１３は、本発明の第４実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【００９５】
まず、図１３の４Ａに示すように、第２金属からなるメッシュ４５が芯棒４３の周囲に巻き付けられたメッシュ付き芯棒４６を準備する。図１３の４Ａでは、１枚のメッシュシート４５が巻き付けられているが、２枚以上のメッシュシートが巻き付けられていてもよい。また、芯棒の周囲に巻き付けられたメッシュシートは、２層以上重なっていてもよい。
【００９６】
第２金属は、Ｃｕ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。また、メッシュシートの網目形状としては、第３実施形態で説明したものが挙げられる。
【００９７】
芯棒の材料は、第１金属と第２金属とが反応して金属間化合物が生成する温度よりも高い融点を有し、かつ、上記金属間化合物が生成する温度で第１金属及び第２金属と反応しないものが好ましい。芯棒の材料としては、例えば、ステンレス、アルミナ等を使用することができる。
【００９８】
芯棒の形状は特に限定されないが、円柱状であることが好ましい。芯棒は、長軸方向に沿って切り欠き部を有していてもよく、また、分割可能な形状であってもよい。また、芯棒の形状は、円錐台形状でもよい。芯棒の長さは特に限定されないが、コンテナの長さと同じであるか、又は、コンテナよりも長いことが好ましい。
【００９９】
次に、図１３の４Ｂに示すように、管状のコンテナ２０内に、メッシュ付き芯棒４６及び金属粉末４４を挿入する。この際、コンテナ２０の内壁とメッシュ付き芯棒４６との間の空間に金属粉末４４が充填されるように、メッシュ付き芯棒４６及び金属粉末４４をコンテナ２０内に挿入する。
【０１００】
コンテナ２０の材料、形状等は、第１実施形態で説明したコンテナ１０´と同じである。
【０１０１】
金属粉末は、第１金属と第２金属とを含む。第１金属は、Ｓｎ又はＳｎ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。金属粉末に含まれる第２金属は、メッシュを構成する第２金属と異なっていてもよいが、メッシュを構成する第２金属と同じであることが好ましい。
【０１０２】
金属粉末中の第１金属の含有量は、２０重量％以上、６０重量％以下が好ましい。また、金属粉末中の第２金属の含有量は、４０重量％以上、８０重量％以下が好ましい。
【０１０３】
メッシュ付き芯棒及び金属粉末をコンテナ内に挿入する方法としては、第２実施形態と同様の方法、すなわち、コンテナ内にメッシュ付き芯棒を挿入した後、コンテナの内壁とメッシュ付き芯棒との間の空間に金属粉末を充填する方法、コンテナ内に金属粉末を充填した後、コンテナ内の金属粉末を押し出すようにコンテナ内にメッシュ付き芯棒を挿入する方法、メッシュ付き芯棒のメッシュに金属粉末を付着させた後、金属粉末が付着したメッシュ付き芯棒をコンテナ内に挿入する方法等が挙げられる。金属粉末が付着したメッシュ付き芯棒を使用する場合、当該メッシュ付き芯棒をコンテナ内に挿入した後に、さらに金属粉末を充填してもよいし、金属粉末が充填されたコンテナ内に当該メッシュ付き芯棒を挿入してもよい。
【０１０４】
続いて、コンテナ内に挿入されたメッシュ付き芯棒及び金属粉末を加熱する。これにより、金属粉末に含まれる第１金属と第２金属とが反応するとともに、金属粉末に含まれる第１金属とメッシュ付き芯棒を構成する第２金属とが反応して金属間化合物が生成する。その結果、図１３の４Ｃに示すように、金属間化合物からなるウィック構造体２１が形成される。溶融状態の金属間化合物が固まることによって、金属間化合物からなるウィック構造体はコンテナ内に固定される。第２金属からなるメッシュが芯棒の周囲に巻き付けられているため、コンテナの内壁と芯棒との間で第１金属と第２金属とが反応した際、溶融した第１金属が芯棒に接触しにくくなり、芯棒と金属間化合物との固着が防止される。なお、芯棒の周囲に巻き付けられたメッシュの一部が反応せずに残っていてもよい。特に、芯棒と金属間化合物との固着を防止する観点から、芯棒と接する部分のメッシュは、反応せずに残っていることが好ましい。
【０１０５】
加熱温度は、第１金属の融点以上の温度であることが好ましく、具体的には、２５０℃以上、３５０℃以下が好ましい。加熱時間は、１０分間以上が好ましく、また、１８０分間以下が好ましく、６０分間以下がより好ましい。
【０１０６】
第１金属と第２金属との反応は、第１実施形態で説明したとおりである。上述のとおり、ウィック構造体を構成する金属間化合物は多孔質であるため、毛細管現象によって作動液を移動させることができる。
【０１０７】
そして、図１３の４Ｄに示すように、コンテナ２０から芯棒４３を引き抜く。これにより、コンテナ２０内に空隙２２が形成される。コンテナ内の空隙は、蒸気の流路として機能する。上述のとおり、芯棒の周囲に巻き付けられていたメッシュは、第１金属と反応して金属間化合物を形成するため、コンテナに固定される。その結果、コンテナから芯棒のみを引き抜くことができる。
【０１０８】
その後、第１実施形態と同様に、必要に応じて、コンテナ内部に存在する空気等の非凝縮性ガスを脱気し、コンテナ内に作動液を封入する。コンテナ内に作動液を封入する前、又は、コンテナ内に作動液を封入した後、コンテナに扁平加工や曲げ加工等を施してもよい。
【０１０９】
以上により、図２に示すヒートパイプ２を製造することができる。
【０１１０】
（第５実施形態）
図１４は、本発明の第５実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【０１１１】
まず、図１４の５Ａに示すように、樹脂からなる芯棒５３を準備する。図１４の５Ａでは、全体が樹脂からなる芯棒５３が示されているが、少なくとも表面が樹脂からなる芯棒であればよい。また、図１４の５Ａでは、円柱状の芯棒が示されているが、芯棒は、少なくとも一方の先端にテーパーが付けられた丸棒でもよい。さらに、図１４の５Ａでは、丸棒形状の芯棒が示されているが、中空の丸棒形状の芯棒でもよい。
【０１１２】
上記樹脂は、第１金属と第２金属とが反応して金属間化合物が生成する温度よりも高い融点を有し、かつ、上記金属間化合物の熱膨張係数よりも大きい熱膨張係数を有する。ここで、樹脂の融点とは、ＪＩＳ  Ｋ７１２１における示差走査熱量測定（ＤＳＣ）に準拠して測定した値を意味する。上記樹脂は、さらに、上記金属間化合物が生成する温度で第１金属及び第２金属と反応しないことが好ましい。
【０１１３】
上記樹脂の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂（ＰＢＩ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）、ポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ樹脂（ＰＦＡ）等が挙げられる。これらの中では、シリコーン樹脂が好ましい。
【０１１４】
芯棒が樹脂以外の材料を含む場合、樹脂以外の材料としては、第４実施形態で説明したものが挙げられる。また、芯棒の形状、長さ等は、第４実施形態で説明した芯棒と同じである。
【０１１５】
次に、図１４の５Ｂに示すように、管状のコンテナ２０内に、芯棒５３及び金属粉末５４を挿入する。この際、コンテナ２０の内壁と芯棒５３との間の空間に金属粉末５４が充填されるように、芯棒５３及び金属粉末５４をコンテナ２０内に挿入する。
【０１１６】
コンテナ２０の材料、形状等は、第１実施形態で説明したコンテナ１０´と同じである。
【０１１７】
金属粉末は、第１金属と第２金属とを含む。第１金属は、Ｓｎ又はＳｎ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。第２金属は、Ｃｕ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。
【０１１８】
金属粉末中の第１金属の含有量は、２０重量％以上、４０重量％以下が好ましい。また、金属粉末中の第２金属の含有量は、６０重量％以上、８０重量％以下が好ましい。
【０１１９】
芯棒及び金属粉末をコンテナ内に挿入する方法としては、第２実施形態と同様の方法、すなわち、コンテナ内に芯棒を挿入した後、コンテナの内壁と芯棒との間の空間に金属粉末を充填する方法、コンテナ内に金属粉末を充填した後、コンテナ内の金属粉末を押し出すようにコンテナ内に芯棒を挿入する方法、芯棒の周囲に金属粉末を付着させた後、金属粉末が付着した芯棒をコンテナ内に挿入する方法等が挙げられる。金属粉末が付着した芯棒を使用する場合、当該芯棒をコンテナ内に挿入した後に、さらに金属粉末を充填してもよいし、金属粉末が充填されたコンテナ内に当該芯棒を挿入してもよい。
【０１２０】
続いて、コンテナ内に挿入された芯棒及び金属粉末を加熱する。これにより、金属粉末に含まれる第１金属と第２金属とが反応して金属間化合物が生成する。図１４の５Ｃに示すように、加熱の際、芯棒５３を構成する樹脂は膨張するため、膨張した樹脂に押さえ付けられた状態で金属間化合物からなるウィック構造体２１が形成される。一方、加熱後、冷却の際に上記樹脂が収縮するため、ウィック構造体２１と芯棒５３との間に隙間５２が生じる。溶融状態の金属間化合物が固まることによって、金属間化合物からなるウィック構造体はコンテナ内に固定される。
【０１２１】
加熱温度は、第１金属の融点以上の温度であることが好ましく、具体的には、２５０℃以上、３００℃以下が好ましい。加熱時間は、１０分間以上が好ましく、また、１８０分間以下が好ましく、６０分間以下がより好ましい。
【０１２２】
第１金属と第２金属との反応は、第１実施形態で説明したとおりである。上述のとおり、ウィック構造体を構成する金属間化合物は多孔質であるため、毛細管現象によって作動液を移動させることができる。
【０１２３】
そして、図１４の５Ｄに示すように、コンテナ２０から芯棒５３を引き抜く。これにより、コンテナ２０内に空隙２２が形成される。コンテナ内の空隙は、蒸気の流路として機能する。上述のとおり、ウィック構造体と芯棒との間に隙間が生じているため、コンテナから芯棒を容易に引き抜くことができる。
【０１２４】
その後、第１実施形態と同様に、必要に応じて、コンテナ内部に存在する空気等の非凝縮性ガスを脱気し、コンテナ内に作動液を封入する。コンテナ内に作動液を封入する前、又は、コンテナ内に作動液を封入した後、コンテナに扁平加工や曲げ加工等を施してもよい。
【０１２５】
以上により、図２に示すヒートパイプ２を製造することができる。
【０１２６】
図１５は、本発明の第５実施形態に係るヒートパイプの製造方法の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図１５では、図１４に示す円柱状の芯棒５３と異なり、先端にテーパーが付けられた円錐台形状の芯棒５３´を準備する。このように、芯棒は、少なくとも一方の先端にテーパーが付けられていることが好ましい。芯棒の引き抜きやすさの観点から、図１５に示すように、芯棒５３´のテーパー部をコンテナ２０へ挿入する方が好ましい。
【０１２７】
（第６実施形態）
図１６は、本発明の第６実施形態に係るヒートパイプの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【０１２８】
まず、図１６の６Ａに示すように、管状のコンテナ２０内に、芯棒６３及び金属粉末６４を挿入する。この際、コンテナ２０の内壁と芯棒６３との間の空間に金属粉末６４が充填されるように、芯棒６３及び金属粉末６４をコンテナ２０内に挿入する。
【０１２９】
コンテナ２０の材料、形状等は、第１実施形態で説明したコンテナ１０´と同じである。
【０１３０】
芯棒の材料としては、第４実施形態で説明したものが挙げられる。後述するように、芯棒を発熱させる場合には、芯棒が発熱体からなることが好ましい。具体的には、熱線を内蔵したセラミック管を芯棒として使用することが好ましく、ニクロム線を内蔵したアルミナ管を芯棒として使用することがより好ましい。また、芯棒の形状、長さ等は、第４実施形態で説明した芯棒と同じである。
【０１３１】
金属粉末は、第１金属と第２金属とを含む。第１金属は、Ｓｎ又はＳｎ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。第２金属は、Ｃｕ合金であり、第１実施形態で説明したものが挙げられる。
【０１３２】
金属粉末中の第１金属の含有量は、２０重量％以上、４０重量％以下が好ましい。また、金属粉末中の第２金属の含有量は、６０重量％以上、８０重量％以下が好ましい。
【０１３３】
芯棒及び金属粉末をコンテナ内に挿入する方法としては、第２実施形態と同様の方法、すなわち、コンテナ内に芯棒を挿入した後、コンテナの内壁と芯棒との間の空間に金属粉末を充填する方法、コンテナ内に金属粉末を充填した後、コンテナ内の金属粉末を押し出すようにコンテナ内に芯棒を挿入する方法、芯棒の周囲に金属粉末を付着させた後、金属粉末が付着した芯棒をコンテナ内に挿入する方法等が挙げられる。金属粉末が付着した芯棒を使用する場合、当該芯棒をコンテナ内に挿入した後に、さらに金属粉末を充填してもよいし、金属粉末が充填されたコンテナ内に当該芯棒を挿入してもよい。
【０１３４】
次に、芯棒が挿入された状態のコンテナ内の金属粉末を、第１金属の融点未満の温度で加熱する。これにより、図１６の６Ｂに示すように、金属粉末６４に含まれる第１金属の一部と第２金属の一部とが反応し、金属粉末６４の一部が金属間化合物６１となる。その結果、金属粉末６４の形状が維持され、コンテナ２０内に金属粉末６４が固定される。
【０１３５】
第１金属の融点未満の温度で金属粉末を加熱する工程では、コンテナ全体を加熱してもよいが、芯棒を発熱させて金属粉末を加熱することが好ましい。芯棒を発熱させることにより、芯棒と接する部分の金属粉末を金属間化合物にすることができる。
【０１３６】
加熱温度は、第１金属の融点未満の温度であれば特に限定されないが、１７０℃以上、２３０℃以下が好ましく、２００℃以上、２３０℃以下がより好ましい。加熱時間は、１５分間以上、１８０分間以下が好ましい。
【０１３７】
続いて、図１６の６Ｃに示すように、コンテナ２０から芯棒６３を引き抜く。これにより、コンテナ２０内に空隙２２が形成される。上述のとおり、金属粉末の形状が維持され、コンテナ内に金属粉末が固定されるため、コンテナから芯棒を引き抜くことができる。
【０１３８】
そして、芯棒が引き抜かれた状態のコンテナ内の金属粉末を、第１金属の融点以上の温度で加熱する。これにより、金属粉末に含まれる未反応の第１金属と第２金属とが反応して金属間化合物が生成する。その結果、図１６の６Ｄに示すように、金属間化合物からなるウィック構造体２１が形成される。溶融状態の金属間化合物が固まることによって、金属間化合物からなるウィック構造体はコンテナ内に固定される。
【０１３９】
第１金属の融点以上の温度で金属粉末を加熱する工程では、コンテナ全体を加熱することが好ましい。
【０１４０】
加熱温度は、第１金属の融点以上の温度であれば特に限定されないが、２５０℃以上、３５０℃以下が好ましい。加熱時間は、１０分間以上が好ましく、また、１８０分間以下が好ましく、６０分間以下がより好ましい。
【０１４１】
第１金属と第２金属との反応は、第１実施形態で説明したとおりである。上述のとおり、ウィック構造体を構成する金属間化合物は多孔質であるため、毛細管現象によって作動液を移動させることができる。一方、コンテナ内の空隙は、蒸気の流路として機能する。
【０１４２】
その後、第１実施形態と同様に、必要に応じて、コンテナ内部に存在する空気等の非凝縮性ガスを脱気し、コンテナ内に作動液を封入する。コンテナ内に作動液を封入する前、又は、コンテナ内に作動液を封入した後、コンテナに扁平加工や曲げ加工等を施してもよい。
【０１４３】
以上により、図２に示すヒートパイプ２を製造することができる。
【０１４４】
上述したように、異なる実施形態で示した構成を部分的に置換又は組み合わせることが可能である。例えば、第５実施形態で説明した芯棒を第４実施形態及び第６実施形態で使用してもよいし、第６実施形態で説明した方法を第４実施形態及び第５実施形態と組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１４５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，１ｆ，１ｇ，１ｈ，２  ヒートパイプ
１０，１０´，１０´´，２０  コンテナ
１１，１１ａ，１１ｂ，２１  ウィック構造体
１２，２２  空隙
２３  金属棒
２４，４４，５４，６４  金属粉末
３５  メッシュシート
４３，５３，５３´，６３  芯棒
４５  メッシュ
４６  メッシュ付き芯棒
５２  隙間
６１  金属間化合物
【図１】
0006721045.tif 000002
【図２】
0006721045.tif 000003
【図３】
0006721045.tif 000004
【図４】
0006721045.tif 000005
【図５】
0006721045.tif 000006
【図６】
0006721045.tif 000007
【図７】
0006721045.tif 000008
【図８】
0006721045.tif 000009
【図９】
0006721045.tif 000010
【図１０】
0006721045.tif 000011
【図１１】
0006721045.tif 000012
【図１２】
0006721045.tif 000013
【図１３】
0006721045.tif 000014
【図１４】
0006721045.tif 000015
【図１５】
0006721045.tif 000016
【図１６】
0006721045.tif 000017