(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウムで形成された第１のヒートパイプと、
上記第１のヒートパイプと別個にアルミニウムで形成され、第１の面が上記第１のヒートパイプに半田を介して接合され、第２の面が他のヒートパイプに熱的に接続されるヒートシンクと、
上記第１のヒートパイプの上記半田との接触表面部分と、上記ヒートシンクの上記半田との接触表面部分は、当該半田に対して接触角が９０度以下の付着性を有する錫、及びニッケルの少なくとも一つを含む付着性皮膜が形成されたことを特長とする放熱装置。
【請求項２】
ハニカム構造体と、
上記ハニカム構造体に埋設された第１のヒートパイプと、
上記第１のヒートパイプと別個に形成され、第１の面が上記第１のヒートパイプに半田を介して接合されて、上記ハニカム構造体に埋設されたヒートシンクと、
上記第１のヒートパイプに交差して熱伝導性接着剤を介在して接着され、上記ハニカム構造体に埋設された第２のヒートパイプと、
上記ハニカム構造体の両表面に張付けられた表皮材と、
を有したヒートパイプ埋め込みパネルと、
端部が他のパネルの表面から突出し、上記ヒートシンクの第２の面に接して取付けされた連結ヒートパイプと、
を備え、
上記第２のヒートパイプは、上記第１のヒートパイプと上記連結ヒートパイプの間に配置されるとともに、上記連結ヒートパイプ及び上記ヒートシンクにそれぞれ熱的に接続され、
上記第１のヒートパイプの上記半田との接触表面部分と、上記ヒートシンクの上記半田との接触表面部分は、当該半田に濡れ性を有する付着性皮膜が形成されたことを特長とする放熱装置。
【請求項３】
上記半田は、錫、銀を含有した鉛フリー半田であることを特長とする請求項１または請求項２に記載の放熱装置。
【請求項４】
上記ヒートシンクは、接触表面部分と垂直方向に貫通穴が設けられていることを特長とする請求項１または請求項２に記載の放熱装置。
【請求項５】
上記ヒートシンクの厚さと、上記第１のヒートパイプの肉厚との比が２．５以上であることを特長とする請求項１または請求項２に記載の放熱装置。
【請求項６】
上記第１のヒートパイプ及び上記ヒートシンクの半田との接触表面部分同士が、互いに係合し合う形状となっていることを特長とする請求項１または請求項２に記載の放熱装置。
【請求項７】
上記半田は０．０３〔℃／Ｗ〕未満の熱抵抗を有し、上記接着剤は２[℃／Ｗ]程度の熱抵抗を有し、上記ヒートシンクは１〔℃／Ｗ〕以下の熱抵抗を有したことを特長とする請求項２に記載の放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放熱装置に関し、例えば、人工衛星に搭載されるヒートパイプに適用して好適な放熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、衛星軌道上を移動する人工衛星には、熱を伝導するヒートパイプが張り巡らされており、当該人工衛星内部に搭載した機器や、太陽からの放射熱等によって局部的に蓄積された熱を、当該ヒートパイプを介して熱の蓄積されていない箇所に伝導するようになされている。そして、このヒートパイプには、放熱用のヒートシンクが設けられており、かかるヒートパイプを介して伝導された熱が当該ヒートシンクを介して放射されるようになされている。また、ヒートパイプとヒートシンクとは、押出しによって一体形成されており、ヒートパイプからの熱が効率よくヒートシンクに伝導するようになされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、人工衛星の大型化にともなって搭載電子機器の発熱量が増大しており、当該発熱量に対応するため、ヒートシンクを大型化する必要がある。
【０００４】
ところが、ヒートシンクとヒートパイプとをアルミニウムの押出しによって一体形成する場合、図２０に示すように、ヒートシンクの厚みＴ１が、ヒートパイプの肉厚Ｔ２に対して２．５倍以上の場合、アルミニウムの流れ度合いからヒートシンク側（矢印ａ方向）に部材が流れ込んでしまい、ヒートパイプの部分が形成できないという問題があった。
【０００５】
これに対し、ヒートシンクとヒートパイプとを別個に形成した後、熱の伝導効率を考慮して、溶接によって一体化する方法も考えられるが、ヒートパイプは主に軽量化のためにアルミニウムから構成されているため、アルミニウム製のヒートパイプに熱を加えた場合、歪みが発生してしまい、組み立て精度を要する宇宙用の機器には適さないとう問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、ヒートパイプとヒートシンクとの接合において、熱の伝導効率を維持しつつ、高寸法精度の放熱装置を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、第１の発明は、ヒートパイプと、ヒートパイプと別個に形成され、当該ヒートパイプに半田を介して接合されたヒートシンクとを備え、ヒートパイプの半田との接触表面部分と、ヒートシンクの半田との接触表面部分が、当該半田に対して接触角が９０度以下の付着性を有する付着性素材からなるようにしたものである。
【０００８】
上記ヒートパイプ及びヒートシンクの半田との接触表面部分が、付着性素材からなる皮膜により形成されるようにしても良い。
【０００９】
上記ヒートパイプにおいて自己の接触表面部分のみが付着性素材からなり、ヒートシンクにおいて自己が付着性素材からなる
ようにしても良い。
【００１０】
上記付着性素材が、錫及びニッケルの少なくとも一つを含むようにしても良い。
【００１１】
上記ヒートシンクには、接触表面部分と垂直方向に貫通穴が設けられているようにしても良い。
【００１２】
上記ヒートシンクの厚さと、ヒートパイプの肉厚との比が２．５以上であるようにしても良い。
【００１３】
上記ヒートパイプ及びヒートシンクの半田との接触表面部分同士が、互いに係合し合う形状となっているようにしても良い。
【００１４】
第２の発明は、ヒートパイプと、ヒートパイプと別個に設けられ、当該ヒートパイプにろう付けされたヒートシンクとを備え、ヒートパイプが、熱処理されているようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１（本願発明の前提となる実施の形態）．
図１は、人工衛星を示し、当該人工衛星を制御する電子機器を搭載した構体１６に、太陽光を光電変換して電力を得る太陽パネル１７と、地球に対して電波を送信するアンテナ１８とが取付けられて構成されている。
そして、人工衛星は、軽量でかつ耐久性を必要とするため、複数のアルミニウム板を所定の間隔で折り曲げて蜂の巣状に張り合わせたハニカム構造からなる軽量部材が用いられている。
構体１６には、熱伝導用のヒートパイプが６０本程度張り巡らされている。
【００１６】
このヒートパイプ１は、図２に示すように、断面の外周が四角形状であるとともに、内周が円形状である中空のアルミニウム部材からなる。ヒートパイプ１は、内部側面に、ウイック２０と呼ばれる複数の溝が所定間隔で長手方向に沿って形成されている。一方、ヒートパイプ１は、端部の外部側面に、放熱用のヒートシンク２が取付けられている。また、ヒートパイプ１は、当該使用環境によって異なるものの、本実施の形態では宇宙空間で使用されることを考慮して、内部にアンモニアが封入されている。
【００１７】
ヒートパイプ１に封入されたアンモニアは、図３に示すように、熱せられた当該ヒートパイプの一端において気化することにより吸熱した後、温度の低い他端に流れ込み、当該他端の内部表面において液化することによりヒートシンク２を介して放熱する。そして、液化したアンモニアは、ヒートパイプ１の内部表面にウイック２０が形成されているため、毛細管現象により他端に流れ込むようになっている。従って、ヒートパイプは、アンモニアが吸熱叉は放熱しながらヒートパイプ内部を循環することにより、熱を一端から他端に伝導するようになされている。
【００１８】
次に、ヒートパイプの実際の使用例としては、図４に示すように、太陽パネル１７が取付けられたパネル５ａ及び５ｂにヒートパイプ（以下、このヒートパイプを連結ヒートパイプと呼ぶ。）７を取付ける場合があり、以下、この使用例を本発明の実施例として説明する。
【００１９】
ここで、連結ヒートパイプ７とパネル５ａとの接続部分を図５に示すが、理解を容易にするため、連結ヒートパイプ７とパネル５ａとの接続部分の断面を、図５のＡ−Ａ断面を表す図６と、Ｂ−Ｂ断面を表す図７により示す。
【００２０】
このパネル５ａは、アルミニウム板をハニカム構造で組合わせた板状部材（以下、これをハニカム構造体と呼ぶ。）に、ヒートパイプ１（１ａ〜１ｄ）、及びヒートシンク２（２ａ〜２ｄ）が埋込まれるとともに、当該ハニカム構造体にアルミニウムからなるフェースシート６ａ、６ｂが張付けられて構成されている。
【００２１】
ヒートパイプ１ａには、ヒートシンク２ａ〜２ｄ、及びヒートパイプ１ｂ乃至１ｄが、ヒートシンク、ヒートパイプ、ヒートシンク…と交互に密着して設けられている。また、ヒートパイプ１ｂ〜１ｄは、ヒートパイプ１ａに対し長手方向と垂直に接着剤１０を用いて接着されている。接着剤１０には、例えば熱伝導率がおおよそ１[W/mK]の熱伝導性を有する接着材を用いるとよい。
【００２２】
ヒートシンク２は、断面が略Ｔ字形状からなるアルミニウム部材であり、広がりを有する平面部と当該平面部を支持する本体部とから構成されている。そして、本体部の幅（X軸方向）及び長さ（ｙ軸方向）は、ハニカム構造体内部で隣接するヒートパイプ１ａと実際に対向する面の両幅と同一寸法となるように形成されている。また、平面部の両端には、当該平面部の中心軸（ｙ軸方向）から所定の位置にそれぞれリブナット９が取付けられている。なお、以下、この平面部を取付支持部２ｓと呼ぶ。
【００２３】
ヒートシンク２が設けられている側のフェースシート６は、取付支持部２ｓと対向する面が長方形状に開けられており、当該開けられた面からは、リブナット９が露出している。
【００２４】
一方、連結ヒートパイプ７は、図７で示したように、パネル５ｃをパネル５ａ及び５ｂで挟んで構成される壁面に沿うよう、略コの字状に折曲げられており、当該パネル５ａに接する面には、板状部材（以下、これを取付部と呼ぶ。）７ｓが一体形成されている。そして、取付部７ｓの両端には、当該取付部の中心軸（ｙ軸方向）から所定の位置にそれぞれ貫通穴７ｈが設けられている。なお、取付支持部２ｓのリブナット９と取付部７ｓの貫通穴７ｈとは、対応する位置に設けられている。
【００２５】
連結ヒートパイプ７とヒートシンク２とは、当該連結ヒートパイプ７における取付部７ｓの貫通穴７ｈにスクリュー８を通して、当該スクリュー８と当該ヒートシンク２における取付支持部２ｓのリブナット９とを接合することにより、互いに接合するようになされている。
【００２６】
連結ヒートパイプ７は、ヒートシンク２ａ〜２ｄだけでなく、当該ヒートシンク２ａ〜２ｄと密着するヒートパイプ１ｂ〜１ｄとも直接接合している。これによって、連結ヒートパイプ７と、ヒートシンク２ａ〜２ｄ及びヒートパイプ１ｂ〜１ｄとの間で自在に熱が伝導し得るようになされている。
【００２７】
また、上述したように、ヒートシンク２ａ乃至２ｄ及びヒートパイプ１ｂ乃至１ｄは、ヒートパイプ１ａとも接合している。これによって、ヒートシンク２ａ乃至２ｄ及びヒートパイプ１ｂ乃至１ｄとヒートパイプ１ａとの間でも自在に熱が伝導し得る。
【００２８】
従って、ヒートパイプ１ａは、連結ヒートパイプ７からヒートシンク２ａ〜２ｄ及びヒートパイプ１ｂ〜１ｄを介して伝導された熱や、ヒートパイプ１ｂ〜１ｄから伝導された熱を受取り、当該受取った熱をパネル５ａを介して放熱することができる。このとき、ヒートシンク２は、受取った熱の一部を放熱している。
【００２９】
なお、これらヒートパイプ１は、複数組み合わされて構成されているため、いずれかのヒートパイプが故障しても、他のヒートパイプによって熱を伝導することができ、故障に強い構成となっている。
【００３０】
以上のように、人工衛星は、当該人工衛星内に発生した熱を、接合された複数のヒートパイプ２やヒートシンク２間で伝導することにより、宇宙空間に放熱している。人工衛星内に発生した熱を宇宙空間に放熱するまでの手順としては、例えば、次のものがある。
【００３１】
この第１の例として、人工衛星の一方のパネル５が熱せられ、当該熱せられた熱を他方のパネル５から放熱する場合がある。
すなわち、人工衛星のパネル５ａ側に太陽光が当たると、太陽光が照射されたパネル５ａ側に熱が蓄えられ、当該パネル５ａと５ｂとの間で温度差が生じる。従って、人工衛星は、パネル５ａが高温部分となり、パネル５ｂが低温部分となるので、パネル５ａに埋込まれたヒートパイプと、パネル５ｂに埋込まれたヒートパイプとに接続された連結ヒートパイプ７を介してパネル５ａの熱をパネル５ｂから宇宙空間に放熱する。
【００３２】
また、第２の例として、図８に示すように、パネル５に取付けられた電子機器に生じた熱を、他方のパネル５から放熱する場合がある。
すなわち、パネル５の温度が連結ヒートパイプ７よりも高温の場合、電子機器からの発熱は搭載電子機器直下の埋込みヒートパイプ（図示しない）からヒートパイプ１ａへ伝導され、一部はヒートパイプ１ｂ〜１ｄを通って、また別の一部はヒートシンク２ａ〜２ｄを通って、連結ヒートパイプ７に伝導され、最終的に反対面のパネル５ｂから宇宙空間に放出される。
【００３３】
またパネル５の温度が連結ヒートパイプ７よりも低温の場合は、パネル５の温度が連結ヒートパイプ７よりも高温の場合と逆で、連結ヒートパイプ７が輸送してきた熱は一部がヒートパイプ１ｂ〜１ｄに伝えられて、また残りはヒートシンク２ａ〜２ｄを経由してヒートパイプ１ａへと伝えられてパネル５内に拡散され、宇宙空間に放出される。
【００３４】
かかる構成において、ヒートパイプ１ａ及びヒートシンク２ａ〜２ｄは、低温半田４を介して接合されている。また、ヒートパイプ１と低温半田４との接触表面、及びヒートシンク２ａ〜２ｄと低温半田４との接触表面には、付着性素材３が形成されている。
【００３５】
この付着性素材３は、低温半田４との付着性（本実施の形態では、濡れ性とも呼ぶ。）が良く、図９に示すように、当該低温半田４との接触面が、当該半田に対して接触角が９０度以下となっている。また、付着性素材３は、めっき加工によって形成されている。
【００３６】
従って、本実施の形態において、ヒートパイプ１及びヒートシンク２は、当該ヒートパイプ１と当該ヒートシンク２とが接合して対向する互いの表面部（以下、これを接合面部と呼ぶ。）に付着性素材３を形成し、この接合面部に低温半田４を均一に行渡らせることにより、当該接合面部全体で接合でき、接合強度（すなわち、接合された部材を引離すのに要する力）を向上し得るようになされている。
【００３７】
また、本実施の形態において、ヒートパイプ１及びヒートシンク２と低温半田４との接合面部に、付着性素材３を形成することにより、アルミニウム製のヒートパイプ１及びヒートシンク２と低温半田４との電位差によって生じる腐食を防止することができる。
【００３８】
さらに、低温半田４は、鉛フリー半田（例えば錫９６．５％−銀３．５％）であり、約２２０℃で融解するため、中温半田や高温半田よりも低温で接合できるという特徴を有している。
【００３９】
一方、低温半田４を半田付けするアルミニウム素材からなるヒートパイプ１及びヒートシンク２は、約４００℃以上の高温にさらされると焼きなまされて極めて短時間に、Ｏ材相当にまで強度が落ちてしまうという特性を有している。
【００４０】
従って、本実施の形態では、ヒートシンク２とヒートパイプ１とを低温半田４によって接合することにより、当該ヒートシンク２とヒートパイプ１とをこれらの強度を維持したまま接合することができる。
【００４１】
強度が低下したアルミニウムの強度を回復する方法として、例えば、当該アルミニウムを約５２０℃で急激に加熱した後、急冷し、さらに約１８０℃で一定時間加熱することによって強度を回復する熱処理と呼ばれる方法がある。しかしながら、この方法を用いて、半田付けによって強度が低下したヒートパイプ１とヒートシンク２との強度を回復する場合、半田付け部分が加熱によって破壊されてしまうという問題があり、本実施の形態では、この方法を用いることができない。
【００４２】
また、低温半田４は、熱伝導率が30〜50[W/mK]であり、かつ数十[μm]の厚さまで薄く引延ばすことができるとういう特性を有している。このため、ヒートシンク２ａ〜２ｄとヒートパイプ１ａとの接合面での熱抵抗は、上述の接着剤の熱伝導と比較して非常に小さくなる。この熱抵抗の値は、接合面積（1cm2）あたり0.03[℃/W]未満であり、実際、問題とならない値である。
【００４３】
例えば、接着剤の中でも熱伝導性の良い接着剤（以下、これを熱伝導性接着剤と呼ぶ。）を用いた場合、この熱伝導性接着剤でも、実測値として1[W/mK]程度の熱伝導率しかない。しかも、この熱伝導性接着剤は、粘度が高いため薄く引延ばすことが非常に困難であり、実際には0.2[mm]程度までしか薄くすることができない。従って、熱伝導性接着剤は、熱抵抗を単位面積（1cm2）あたり2[℃/W]程度までしか低減することができない。なお、熱伝導性接着剤は、非常に薄くした場合、接合強度が低下してしまう。
【００４４】
また、接着剤の中でも接合強度の大きいエポキシ系接着剤は、0.1[mm]程度まで薄くすることができるものの、熱伝導率が約0.2[W/mK]程度しかなく、熱抵抗としては単位面積（1cm2）あたり5℃/W程度となってしまう。
【００４５】
従って、本実施の形態においては、ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとを低温半田４を用いて接合することにより、当該ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとの間の接合強度を大きくし、かつ熱抵抗を小さくすることができる。
【００４６】
なお、本実施の形態において、ヒートパイプ１は、熱を伝導する作動流体としてアンモニアが用いられているため、ヒートパイプ１にアンモニアを封入する前に、当該ヒートパイプ１ａにヒートシンク２を半田付けする必要がある。
【００４７】
次に、連結ヒートパイプ７とヒートパイプ１ａとの間の熱抵抗及び接合強度について述べる。
図７に示すように、連結ヒートパイプ７とヒートパイプ１ａとの間の熱抵抗は、直列してなる低温半田４の熱抵抗及びヒートシンク３の熱抵抗と、直列してなるヒートパイプ１の熱抵抗及び接着剤１０の熱抵抗とが、並列してなっている。
【００４８】
この、直列してなる低温半田４の熱抵抗及びヒートシンク３の熱抵抗において、このヒートシンク１ｂ乃至１ｄは、熱伝導の良いアルミニウムであるので、例えば、厚さが15[mm]の場合、単位面積（1cm2）あたり1[℃/W]以下の熱抵抗を有することとなり、低温半田４の熱抵抗は、上述したとおり0.03[℃/W]未満の熱抵抗を有している。一方、直列してなるヒートパイプ１ｂ〜１ｄの熱抵抗及び接着剤１０の熱抵抗とにおいて、このヒートパイプ１は、上述したヒートシンク３と比較して約３倍程度の熱抵抗を有しており、接着剤１０は、上述したとおり2[℃/W]程度の熱抵抗を有している。
【００４９】
すなわち、直列してなる低温半田４及びヒートシンク２の熱抵抗と、直列してなるヒートパイプ１ｂ〜１ｄ及び接着剤１０の熱抵抗とが異なっているものの、当該低温半田４及びヒートシンク２の熱抵抗は、実際上、問題とならない値である。このため、低温半田４及びヒートシンク２は、連結ヒートパイプ７から受取った熱を効率良くヒートパイプ１ａに伝導することができる。
【００５０】
また、ヒートシンク２とヒートパイプ１ｂ〜１ｄとは、直接接合されているため、連結ヒートパイプ７からヒートパイプ１ｂ乃至１ｄ側に伝導された熱が、当該ヒートパイプ１ｂ乃至１ｄに接合されたヒートシンク２伝導される。このため、ヒートシンク２は、ヒートパイプ１ｂ乃至１ｄからヒートパイプ１ａに十分に伝導できなかった熱を当該ヒートパイプ１ａに伝導するとともに、そのまま放熱することができる。
【００５１】
連結ヒートパイプ７とヒートパイプ１ａとの間の接合強度は、連結ヒートパイプ７がヒートシンク２にのみ接合されていることにより、当該ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとの接合部分において必要となる。すなわち、本実施の形態では、低温半田４に大きな荷重がかかることとなる。このため、ヒートパイプ１ａとヒートパイプ１ｂ乃至１ｄとの接合には、接着剤１０として熱伝導性接着剤を用いることができる。
【００５２】
従って、連結ヒートパイプ７とヒートパイプ１ａとの間でも、充分な接合強度及び熱抵抗を有するようになされている。
【００５３】
さらに、ヒートシンク２には、図１０に示すように、付着性素材３を形成する面と垂直な方向に複数の貫通穴である通気孔３０が形成されており、低温半田４を塗布する際に発生するガスが当該通気孔を介して排出されるようになされている。これによって、ヒートシンク２の通気孔３０は、低温半田４を塗布する際に発生したガスが、当該ヒートシンク１ａとヒートパイプ２との接合面の間に溜まって、接合面積、すなわち接合強度の低下を防止している。
【００５４】
また、本実施の形態においては、上述した製造条件以外にも、ペースト状半田の使用、ペースト状半田の塗布量、併用するフラックス、半田付け温度及び温度を上げる際の温度上昇率、半田の加熱方法、半田層の厚さ、前処理被膜の種類及びその厚さ、ヒートパイプ及びヒートシンクの半田付け工程中の固定方法、気化するフラックスを効果的に除去するためのガス抜き方法等を、最適化することによって、接合強度・熱伝導率を向上することができる。
【００５５】
次に、本実施の形態の実施によって、実験結果を示す。
図１１及び図１２は、Ｘ線解析によって得たヒートシンク２とヒートパイプ１ａとの接合部分における半田付けの状態を示す。図１１は、ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとの接合部分を、上述した条件で接合した場合の半田付け状態を示し、図１２は、ヒートシンク１ａとヒートパイプ２との接合部分を、上述した条件を用いることなく接合した場合の半田付け状態を示している。また、図１１及び図１２において、白い部分は、ヒートシンクとヒートパイプとが半田付けされている部分を示し、黒く点々としている部分は、ヒートシンクとヒートパイプとがうまく半田付けされず隙間を生じている部分（以下、この部分をボイドと呼ぶ。）を示す。
【００５６】
これら図から明らかなように、半田付けを適切な条件で行った場合には、ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとの接合部分でのボイドの発生が抑えられているため、当該ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとの接合面積が向上し、接合強度や、熱伝導を向上することができる。
【００５７】
適切な条件でヒートシンク２とヒートパイプ１ａとを接合した場合と、そうでない場合との接続強度の違いを、ヒートシンク２とヒートパイプ１ａと引離すために要した力を用いて、図１３に示す。図１３に示すように、ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとを適切な条件で接合した場合、そうでない条件で接合した場合に比べて、おおよそ４倍以上の引離し強度を有している。
【００５８】
また、ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとを本実施の形態に基づいて半田付けした場合と、ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとを接着剤を用いて接合した場合との熱抵抗の違いを図１４に示し、せん断強度の違いを図１５に示す。なお、図１４に示す実験では、ヒートシンク表面からヒートパイプまでの全熱抵抗を比較している。
【００５９】
図１４に示すように、ヒートシンクとヒートパイプとを半田で接合した場合、接着剤で接合した場合と比較して、熱抵抗が約３分の２まで低減されている。
また、図１５に示すように、ヒートシンクとヒートパイプとを半田で接合した場合、接着剤で接合した場合と比較して、約２倍の機械的強度が得られている。
【００６０】
なお、本実施の形態では、ヒートシンクの厚みＴ１が、ヒートパイプ１の肉厚Ｔ２に対して２．５倍以上の場合（図２０）、すなわちヒートシンク２とヒートパイプ１の肉厚比が２．５以上の場合有効であるが、本実施の形態においては、これに限らず、ヒートシンク２とヒートパイプ１とを別個に形成した後、これらを接合するものであれば、ヒートシンク２とヒートパイプ１の肉厚比が２．５未満であっても良い。
【００６１】
また、本実施の形態では、アルミ製部材からなるヒートシンク２、ヒートパイプ１との膜の密着性を考慮してめっき加工を用いる場合について述べたが、めっき加工に変えて、溶射、蒸着等の膜形成方法を用いても良い。
【００６２】
さらに、本実施の形態では、半田付けの前に、ヒートパイプ１及びヒートシンク２との接合面に付着性素材３を形成する場合について述べたが、付着性素材３として錫やニッケルの被膜を用いると良い。また、錫、叉はニッケルのうち複数を混合して皮膜として用いるようにしても良い。
【００６３】
さらに、本実施の形態では、環境対策上、鉛フリー半田を用いる場合について述べたが、錫−鉛系の半田（例えば錫５０％−鉛５０％）を用いるようにしても良い。錫−鉛系の半田（例えば錫５０％−鉛５０％）を用いる場合の方が、鉛フリー半田を用いた場合に比べて、ヒートパイプ１とヒートシンク２との間の熱伝導性、接合強度の点から優れている。
【００６４】
参考例．
図１６は、参考例のヒートパイプを示し、ヒートシンク３２自体が銅で形成されている点が実施の形態１のヒートパイプと異なっており、実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６５】
また、銅は、300[W/mK]以上の熱伝導率を有しており、この値はアルミニウムの熱伝導率よりも大きな値となっている。このため、ヒートシンク３２は、銅で形成されることにより、アルミニウムで形成される場合に比べて、熱抵抗を半分程度まで下げることができる。
【００６８】
実施の形態２．
図１７は、実施の形態２のヒートパイプを示し、ヒートパイプ１ａの接合面とヒートシンク２の接合面とには、それぞれ対応する位置に第1の接続部としての溝１２ａ及び１２ｂと第２の接続部としての突起１３ａ及び１３ｂとが設けられている点が、実施の形態１と異なっている。そして、この溝１２ａ及び１２ｂと突起１３ａ及び１３ｂとは、それぞれ係合し得るようになされている。なお、実施の形態１と同じ構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６９】
本実施の形態の場合、ヒートパイプ１ａとヒートシンク２は、溝１２ａと突起１３ａ、溝１２ｂと１３ｂが勘合することによって、半田付けして一体化する際に、容易に位置決めすることができる。
【００７０】
なお、本実施の形態では、ヒートパイプ１ａに溝１２ａ及び１２ｂが設けられ、ヒートシンク２に突起１３ａ及び１３ｂが設けられる場合について述べたが、本実施の形態においては、ヒートパイプ１に突起１３ａ及び１３ｂを設け、ヒートシンク２に溝１２ａ及び１２ｂを設けるようにしても良い。
【００７１】
また、本実施の形態では、溝１２と突起１３とをそれぞれ２個所設ける場合について述べたが、本実施の形態においては、これに限るものではなく、例えば、１個所であっても、３個所であっても良い。
【００７３】
また、本実施の形態においても、実施の形態１と同様の効果を得られることについては言うまでもない。
【００７４】
実施の形態３．
図１８は、実施の形態３のヒートパイプを示し、ヒートシンク４２及びヒートパイプ４１が熱処理型のアルミニウムからなり、当該ヒートシンク４２とヒートパイプ４１とを、アルミニウムのブレージングシートを介して、ろう付けしている点が、実施の形態１と異なっている。また、ヒートシンク４２とヒートパイプ４１との接合面には、ろう付けのため、付着性素材が不要となっている。
【００７５】
すなわち、熱処理型のアルミニウムからなるヒートシンク４２及びヒートパイプ４１は、６００[℃]を超える高温でろう付けされたとしても、当該ろう付け温度が溶体化処理温度よりも高温であるため、再溶融を気にすることなく溶体化処理及び時効硬化処理によって強度回復を図ることができ、ヒートパイプ管材の強度低下を回避することが出来る。
【００７６】
なお、以上の実施の形態では、ヒートパイプ１ａとヒートパイプ１ｂ乃至１ｄとの間にヒートシンク２を介在させて、当該ヒートシンク２とヒートパイプ１ａとを接合する場合について述べたが、本実施の形態では、図１９に示すように、一部が接合されたヒートパイプ５１ａとヒートパイプ５１ｂとの分岐点に、ヒートシンク５２を接合するようにしても良い。
【００７７】
また、以上の実施の形態では、人工衛星に搭載するヒートパイプに用いる場合について述べたが、本実施の形態では、地上で用いるコンピュータや、工作機器等に使用するヒートパイプに用いるようにしても良い。特に、大型の工作機器のように、動作毎に生じる振動が大きなものに用いる場合に効果がある。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、ヒートシンクとヒートパイプとの接合における熱伝導効率及び接合強度を同時に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を適用する人工衛星を示す略線図である。
【図２】  ヒートパイプの構成を示す略線図である。
【図３】  ヒートパイプの説明に供する略線図である。
【図４】  本発明の適用例を示す略線図である。
【図５】  本発明の適用箇所を拡大した略線図である。
【図６】  本発明の実施の形態１を示す第１の断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態１を示す第２の断面図である。
【図８】  本発明の第２の適用例を示す略線図である。
【図９】  半田の付着性の説明に供する略線図である。
【図１０】  ヒートシンクの構成を示す略線図である。
【図１１】  半田付け部分をＸ線撮影した撮像図を示す第１の略線図である。
【図１２】  半田付け部分をＸ線撮影した撮像図を示す第２の略線図である。
【図１３】  引離し強度を比較したグラフである。
【図１４】  接合方法が半田と接着剤との違いによる熱抵抗を示すグラフである。
【図１５】  接合方法が半田と接着剤との違いによるせん断強度を示すグラフである。
【図１６】  参考例を示す断面図である。
【図１７】  本発明の実施の形態２を示す断面図である。
【図１８】  本発明の実施の形態３を示す断面図である。
【図１９】  他の実施の形態を示す略線図である。
【図２０】  ヒートシンクとヒートパイプとを押出しによって一体形成する場合の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
１  ヒートパイプ、２  ヒートシンク、３  付着性素材、４  半田、５  ハニカムパネル、６  フェースシート、７  連結ヒートパイプ、８  スクリュー、９  リブナット、１０  接着剤、１１  ブレージングシート、１２  溝、１３  突起、１４  搭載電子機器、３０  貫通穴
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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