ホーム > 特許ランキング > 古河電気工業株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025014310
(43)【公開日】2025-01-30
(54)【発明の名称】ヒートパイプ
(51)【国際特許分類】
F28D 15/04 20060101AFI20250123BHJP
F28D 15/02 20060101ALI20250123BHJP
H05K 7/20 20060101ALI20250123BHJP
【ＦＩ】
F28D15/04 G
F28D15/04 H
F28D15/02 L
H05K7/20 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023116779
(22)【出願日】2023-07-18
(71)【出願人】
【識別番号】000005290
【氏名又は名称】古河電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100114292
【弁理士】
【氏名又は名称】来間 清志
(74)【代理人】
【識別番号】100145713
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 竜太
(72)【発明者】
【氏名】上久保 将大
【テーマコード（参考）】
5E322
【Ｆターム（参考）】
5E322DB08
5E322DB09
5E322EA11
(57)【要約】
【課題】作動流体の還流の効率を高めることができ、それにより優れた熱輸送特性を備えたヒートパイプを提供する。
【解決手段】ヒートパイプ１は、作動流体Ｆが封入された内部空間Ｓを有するコンテナ２に、液相の作動流体ＦＬを蒸発させて気相の作動流体Ｆｇに相変化させる蒸発部３と、蒸発部３から離隔した位置に配設され、気相の作動流体Ｆｇを凝縮させて液相の作動流体ＦＬに相変化させる凝縮部４と、蒸発部３と凝縮部４の間に位置する中間部５とを備え、蒸発部３における横断面で見て、第１の銅粉末の焼結体からなり、コンテナ２の内周面２ａ上の特定領域に形成されている第１焼結体層６と、第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、コンテナ２の内周面２ａとの間に第１焼結体層６が介装された状態で、コンテナ２の内周面２ａの全体にわたって環状に形成されている第２焼結体層７と、を有する。
【選択図】図１
【解決手段】ヒートパイプ１は、作動流体Ｆが封入された内部空間Ｓを有するコンテナ２に、液相の作動流体ＦＬを蒸発させて気相の作動流体Ｆｇに相変化させる蒸発部３と、蒸発部３から離隔した位置に配設され、気相の作動流体Ｆｇを凝縮させて液相の作動流体ＦＬに相変化させる凝縮部４と、蒸発部３と凝縮部４の間に位置する中間部５とを備え、蒸発部３における横断面で見て、第１の銅粉末の焼結体からなり、コンテナ２の内周面２ａ上の特定領域に形成されている第１焼結体層６と、第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、コンテナ２の内周面２ａとの間に第１焼結体層６が介装された状態で、コンテナ２の内周面２ａの全体にわたって環状に形成されている第２焼結体層７と、を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
作動流体が封入された内部空間を有するコンテナに、
液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体に相変化させる蒸発部と、
前記蒸発部から離隔した位置に配設され、気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部と、
前記蒸発部と前記凝縮部の間に位置する中間部と
を備えるヒートパイプにおいて、
前記蒸発部における前記ヒートパイプの横断面で見て、
第１の銅粉末の焼結体からなり、前記コンテナの内周面上の特定領域に形成されている第１焼結体層と、
前記第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、前記コンテナの内周面との間に前記第１焼結体層が介装された状態で、前記コンテナの内周面全体にわたって環状に形成されている第２焼結体層と、
を有する、ヒートパイプ。
液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体に相変化させる蒸発部と、
前記蒸発部から離隔した位置に配設され、気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部と、
前記蒸発部と前記凝縮部の間に位置する中間部と
を備えるヒートパイプにおいて、
前記蒸発部における前記ヒートパイプの横断面で見て、
第１の銅粉末の焼結体からなり、前記コンテナの内周面上の特定領域に形成されている第１焼結体層と、
前記第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、前記コンテナの内周面との間に前記第１焼結体層が介装された状態で、前記コンテナの内周面全体にわたって環状に形成されている第２焼結体層と、
を有する、ヒートパイプ。
【請求項2】
前記ヒートパイプの長手方向を含む縦断面で見て、
前記第１焼結体層の配設長さは、前記蒸発部の長手方向寸法よりも長く、かつ、
前記第２焼結体層の配設長さは、前記第１焼結体層の配設長さよりも長い、請求項１に記載のヒートパイプ。
前記第１焼結体層の配設長さは、前記蒸発部の長手方向寸法よりも長く、かつ、
前記第２焼結体層の配設長さは、前記第１焼結体層の配設長さよりも長い、請求項１に記載のヒートパイプ。
【請求項3】
前記第２焼結体層は、前記中間部のいずれかの位置で終端する、請求項２に記載のヒートパイプ。
【請求項4】
前記凝縮部で相変化させた液相の作動流体は、中間部に位置する前記第２焼結体層の内部空隙を通じた毛細管力によって前記蒸発部に向かって流れ、前記第２焼結体層の外周面と、前記第１焼結体層の内周面との接触界面を通じて、前記第２焼結体層から前記第１焼結体層に向かって流れるように構成される、請求項３に記載のヒートパイプ。
【請求項5】
前記特定領域は、前記コンテナの、発熱体と対向する部分を構成する内周面の領域を含む、請求項１に記載のヒートパイプ。
【請求項6】
前記コンテナの内周面に、前記コンテナの長手方向に沿って延在する複数の溝が形成されている、請求項１に記載のヒートパイプ。
【請求項7】
前記第１焼結体層は、前記特定領域に位置する前記溝内にも充填形成されている、請求項６に記載のヒートパイプ。
【請求項8】
前記第２焼結体層は、前記蒸発部で相変化させた気相の作動流体の蒸気流と、前記凝縮部で相変化させた液相の作動流体の液流とを実質的に隔離し、かつ前記液流が、前記複数の溝を通る経路と、前記第２焼結体層の内部空隙を通じた経路とに分かれて構成される、請求項６に記載のヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱輸送特性を有するヒートパイプに関する。
【背景技術】
【0002】
近年のノートパソコンをはじめとした、デジタルカメラ、携帯電話などの電気・電子機器に搭載されている半導体素子などの電子部品は、高機能化に伴う高密度搭載などにより、発熱量が増大する傾向があることから、効率よく冷却できるような構成を採用することが重要である。電子部品を冷却するための手段としては、例えばヒートパイプを用いて冷却する方法が挙げられる。
【0003】
ここでヒートパイプは、一般的に、作動流体が封入された内部空間を有する管状容器（コンテナ）を備える。管状容器は、一端側部分に、液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体に相変化させる蒸発部を有し、他端側部分に、気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部を有する。蒸発部で液相から気相に相変化させた作動流体は、蒸発部から凝縮部に流れる。凝縮部で気相から液相に相変化させた作動流体は、凝縮部から蒸発部に流れる。このようにして、管状容器内の蒸発部と凝縮部の間で作動流体の還流による循環流れが形成されることによって、管状容器内の蒸発部と凝縮部の間で熱輸送を行っている。
【0004】
従来のヒートパイプとしては、例えば特許文献１には、密閉状態の中空部を有するパイプ本体と、該パイプ本体の内周面に接するように配置された多孔質金属体層と、前記パイプ本体内に封入された作動流体とを備えてなり、このうち多孔質金属体層が、その周方向に区画された第１の多孔質部と、この第１の多孔質部より気孔率が小である第２の多孔質部と、を有するヒートパイプが記載されている。このヒートパイプでは、主に第１の多孔質部によって液相の作動流体を移動するとともに、主として第２の多孔質部によってパイプ本体と作動流体との間の熱交換を図るとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００３－１４８８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載されるヒートパイプでは、第２の多孔質部で作動流体を液相から気相に相変化しているが、さらなる電子機器の発熱量増大に対応していくためには、より多くの作動流体を効率よく還流させる必要がある。ここで、第２の多孔質部の厚さを大きくすれば、作動流体の還流の効率を高めることは可能であるが、気相の作動流体が流通する中空部が狭くなるため、かえってヒートパイプの熱輸送特性が低下する。
【0007】
本発明の目的は、作動流体の還流の効率を高めることができ、それにより優れた熱輸送特性を備えたヒートパイプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）作動流体が封入された内部空間を有するコンテナに、液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体に相変化させる蒸発部と、前記蒸発部から離隔した位置に配設され、気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部と、前記蒸発部と前記凝縮部の間に位置する中間部とを備えるヒートパイプにおいて、前記蒸発部における前記ヒートパイプの横断面で見て、第１の銅粉末の焼結体からなり、前記コンテナの内周面上の特定領域に形成されている第１焼結体層と、前記第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、前記コンテナの内周面との間に前記第１焼結体層が介装された状態で、前記コンテナの内周面全体にわたって環状に形成されている第２焼結体層と、を有する、ヒートパイプ。
（２）前記ヒートパイプの長手方向を含む縦断面で見て、前記第１焼結体層の配設長さは、前記蒸発部の長手方向寸法よりも長く、かつ、前記第２焼結体層の配設長さは、前記第１焼結体層の配設長さよりも長い、上記（１）に記載のヒートパイプ。
（３）前記第２焼結体層は、前記中間部のいずれかの位置で終端する、上記（２）に記載のヒートパイプ。
（４）前記凝縮部で相変化させた液相の作動流体は、中間部に位置する前記第２焼結体層の内部空隙を通じた毛細管力によって前記蒸発部に向かって流れ、前記第２焼結体層の外周面と、前記第１焼結体層の内周面との接触界面を通じて、前記第２焼結体層から前記第１焼結体層に向かって流れるように構成される、上記（３）に記載のヒートパイプ。
（５）前記特定領域は、前記コンテナの、発熱体と対向する部分を構成する内周面の領域を含む、上記（１）から（４）のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
（６）前記コンテナの内周面に、前記コンテナの長手方向に沿って延在する複数の溝が形成されている、上記（１）から（５）のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
（７）前記第１焼結体層は、前記特定領域に位置する前記溝内にも充填形成されている、上記（６）に記載のヒートパイプ。
（８）前記第２焼結体層は、前記蒸発部で相変化させた気相の作動流体の蒸気流と、前記凝縮部で相変化させた液相の作動流体の液流とを実質的に隔離し、かつ前記液流が、前記複数の溝を通る経路と、前記第２焼結体層の内部空隙を通じた経路とに分かれて構成される、上記（６）または（７）に記載のヒートパイプ。
（１）作動流体が封入された内部空間を有するコンテナに、液相の作動流体を蒸発させて気相の作動流体に相変化させる蒸発部と、前記蒸発部から離隔した位置に配設され、気相の作動流体を凝縮させて液相の作動流体に相変化させる凝縮部と、前記蒸発部と前記凝縮部の間に位置する中間部とを備えるヒートパイプにおいて、前記蒸発部における前記ヒートパイプの横断面で見て、第１の銅粉末の焼結体からなり、前記コンテナの内周面上の特定領域に形成されている第１焼結体層と、前記第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、前記コンテナの内周面との間に前記第１焼結体層が介装された状態で、前記コンテナの内周面全体にわたって環状に形成されている第２焼結体層と、を有する、ヒートパイプ。
（２）前記ヒートパイプの長手方向を含む縦断面で見て、前記第１焼結体層の配設長さは、前記蒸発部の長手方向寸法よりも長く、かつ、前記第２焼結体層の配設長さは、前記第１焼結体層の配設長さよりも長い、上記（１）に記載のヒートパイプ。
（３）前記第２焼結体層は、前記中間部のいずれかの位置で終端する、上記（２）に記載のヒートパイプ。
（４）前記凝縮部で相変化させた液相の作動流体は、中間部に位置する前記第２焼結体層の内部空隙を通じた毛細管力によって前記蒸発部に向かって流れ、前記第２焼結体層の外周面と、前記第１焼結体層の内周面との接触界面を通じて、前記第２焼結体層から前記第１焼結体層に向かって流れるように構成される、上記（３）に記載のヒートパイプ。
（５）前記特定領域は、前記コンテナの、発熱体と対向する部分を構成する内周面の領域を含む、上記（１）から（４）のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
（６）前記コンテナの内周面に、前記コンテナの長手方向に沿って延在する複数の溝が形成されている、上記（１）から（５）のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
（７）前記第１焼結体層は、前記特定領域に位置する前記溝内にも充填形成されている、上記（６）に記載のヒートパイプ。
（８）前記第２焼結体層は、前記蒸発部で相変化させた気相の作動流体の蒸気流と、前記凝縮部で相変化させた液相の作動流体の液流とを実質的に隔離し、かつ前記液流が、前記複数の溝を通る経路と、前記第２焼結体層の内部空隙を通じた経路とに分かれて構成される、上記（６）または（７）に記載のヒートパイプ。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、作動流体の還流の効率を高めることができ、それにより優れた熱輸送特性を備えたヒートパイプを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図１は、第１の実施形態のヒートパイプの内部構造を示した図であって、図１（ａ）が縦断面図、図１（ｂ）が図１（ａ）のＩＡ－ＩＡ線上で切断したときの断面図、図１（ｃ）が図１（ａ）のＩＢ－ＩＢ線上で切断したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
次に、本発明のいくつかの実施形態のヒートパイプについて、以下で説明する。
【0012】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態のヒートパイプの内部構造を示した図であって、図１（ａ）が縦断面図、図１（ｂ）が図１（ａ）のＩＡ－ＩＡ線上で切断したときの断面図、図１（ｃ）が図１（ａ）のＩＢ－ＩＢ線上で切断したときの断面図である。他方で、図２は、図１のヒートパイプについて、動作中に内部で生じる作動流体の流れを説明する断面図である。
図１は、第１の実施形態のヒートパイプの内部構造を示した図であって、図１（ａ）が縦断面図、図１（ｂ）が図１（ａ）のＩＡ－ＩＡ線上で切断したときの断面図、図１（ｃ）が図１（ａ）のＩＢ－ＩＢ線上で切断したときの断面図である。他方で、図２は、図１のヒートパイプについて、動作中に内部で生じる作動流体の流れを説明する断面図である。
【0013】
ヒートパイプ１は、作動流体Ｆが封入された内部空間Ｓを有するコンテナ２に、液相の作動流体ＦＬを蒸発させて気相の作動流体Ｆｇに相変化させる蒸発部３と、蒸発部３から離隔した位置に配設され、気相の作動流体Ｆｇを凝縮させて液相の作動流体ＦＬに相変化させる凝縮部４と、蒸発部３と凝縮部４の間に位置する中間部５とを備える。このヒートパイプ１は、蒸発部３における横断面で見て、第１の銅粉末の焼結体からなり、コンテナ２の内周面２ａ上の特定領域に形成されている第１焼結体層６と、第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、コンテナ２の内周面２ａとの間に第１焼結体層６が介装された状態で、コンテナ２の内周面２ａの全体にわたって環状に形成されている第２焼結体層７と、を有する。
【0014】
このヒートパイプ１では、第１の銅粉末から形成される第１焼結体層６の内周面６ａに、第１の銅粉末よりも平均粒径の大きな第２の銅粉末から形成される第２焼結体層７が積層されることにより、第２焼結体層７の内部にある空隙を通じて液相の作動流体ＦＬが第１焼結体層６に供給されるとともに、第１焼結体層６の内周面６ａおよび内部に形成された空隙に到達した液相の作動流体ＦＬに熱が伝えられることで、第１焼結体層６において液相の作動流体ＦＬが蒸発して気相の作動流体Ｆｇに相変化し、それにより蒸発部３の第１焼結体層６が形成されている部分と、作動流体Ｆとの間で熱交換を図ることができる。そのため、蒸発部３の第１焼結体層６が形成されている部分に伝わる熱を、気相の作動流体Ｆｇの形で、凝縮部４に輸送することができる。特に、このヒートパイプ１は、蒸発部３を長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見たときに、第１焼結体層６がコンテナ２の内周面２ａの一部である特定領域に形成されるとともに、第２焼結体層７がコンテナ２の内周面２ａの全体にわたって環状に形成されている。これにより、第１焼結体層６の表面の全体が、液相の作動流体ＦＬが流通する第２焼結体層７によって覆われた状態になり、第１焼結体層６と第２焼結体層７の接触面積が大きくなることで、第１焼結体層６の内周面６ａのより広い範囲に液相の作動流体ＦＬが供給されるため、作動流体Ｆの還流を促進することができる。それとともに、コンテナ２の内周面２ａにおいて、第１焼結体層６が積層される面積に相対して、還流が行われる部分の面積、すなわち第２焼結体層７が積層される面積が大きくなるため、作動流体Ｆの還流の効率を高めることができる。
【0015】
このように、このヒートパイプ１では、効率よく液相の作動流体ＦＬを還流させることができるため、作動流体の還流の効率を高めることができ、それにより優れた熱輸送特性を備えたヒートパイプを提供することができる。
【0016】
【0017】
ここで、コンテナ２の長手方向Ｘについての延在形状は、図１（ａ）に示す直線状の他、Ｌ字状やＵ字状のように湾曲した部分を有する形状などが挙げられ、特に限定されない。また、コンテナ２の長手方向Ｘに対して直交方向に切断したときのコンテナ２の外面輪郭形状は、図１（ｂ）および図１（ｃ）に示す略円形状の他、扁平形状、四角形などの多角形状などが挙げられ、特に限定されない。コンテナ２の肉厚は、特に限定されないが、例えば０．０５ｍｍ～１．０ｍｍの範囲であってもよい。コンテナ２の外径寸法は、特に限定されないが、例えば、コンテナ２が図１（ｂ）および図１（ｃ）に示す略円形状の外面輪郭形状である場合には、５ｍｍ～２０ｍｍの範囲であることが好ましい。
【0018】
コンテナ２の材質は、特に限定されない。特に作動流体Ｆとして水系の液体を用いる場合には、作動流体Ｆとの濡れ性を良くする観点から、金属材料を使用することが好ましい。特に、優れた熱伝導率を有する点から、コンテナ２には、例えば、銅、銅合金などを使用することができる。また、軽量化の点から、コンテナ２には、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金などを使用することができる。また、高強度を有する点から、コンテナ２には、例えば、ステンレス鋼などを使用することができる。また、その他、使用状況に応じて、コンテナ２には、例えば、スズ、スズ合金、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金などを用いてもよい。
【0019】
［蒸発部、凝縮部および中間部の構成について］
ヒートパイプ１は、コンテナ２に、液相の作動流体ＦＬを蒸発させて気相の作動流体Ｆｇに相変化させる蒸発部３と、蒸発部３から離隔した位置に配設され、気相の作動流体Ｆｇを凝縮させて液相の作動流体ＦＬに相変化させる凝縮部４と、蒸発部３と凝縮部４の間に位置する中間部５と、を備える。ここで、蒸発部３、凝縮部４および中間部５は、それぞれ、図１（ａ）に示すように、コンテナ２の長手方向Ｘに沿った一部に設けることができる。図１（ａ）に示すコンテナ２は、一端側部分に蒸発部３、他端側部分に凝縮部４を有し、蒸発部３と凝縮部４の間に中間部５を有し、密閉された管として構成されている。
ヒートパイプ１は、コンテナ２に、液相の作動流体ＦＬを蒸発させて気相の作動流体Ｆｇに相変化させる蒸発部３と、蒸発部３から離隔した位置に配設され、気相の作動流体Ｆｇを凝縮させて液相の作動流体ＦＬに相変化させる凝縮部４と、蒸発部３と凝縮部４の間に位置する中間部５と、を備える。ここで、蒸発部３、凝縮部４および中間部５は、それぞれ、図１（ａ）に示すように、コンテナ２の長手方向Ｘに沿った一部に設けることができる。図１（ａ）に示すコンテナ２は、一端側部分に蒸発部３、他端側部分に凝縮部４を有し、蒸発部３と凝縮部４の間に中間部５を有し、密閉された管として構成されている。
【0020】
このうち、蒸発部３は、図１（ａ）では、コンテナ２の一端側部分に形成されており、熱的に接続された発熱体９から受熱（吸熱）する機能を有する。具体的に、蒸発部３は、例えば図２に記載されるように、液相の作動流体ＦＬを蒸発させて気相の作動流体Ｆｇに相変化させることで、蒸発潜熱として発熱体９から受けた熱を吸収する。
【0021】
蒸発部３では、発熱体９から発生する熱が、コンテナ２を介して第１焼結体層６に伝わり、さらに、第１焼結体層６から第２焼結体層７に熱が伝わる。他方で、図２に示すように、凝縮部４から蒸発部３に供給された液相の作動流体ＦＬは、蒸発部３において、第２焼結体層７から第１焼結体層６に供給される。そのため、蒸発部３における、液相の作動流体ＦＬの気相の作動流体Ｆｇへの相変化は、主に第１焼結体層６で行われることになるが、一部が第２焼結体層７で行われてもよい。このとき、第１焼結体層６での液相の作動流体ＦＬの蒸発によって生成する気相の作動流体Ｆｇは、第２焼結体層７の内部に形成された空隙を通って内部空間Ｓに移動する。
【0022】
また、凝縮部４は、蒸発部３から離隔した位置に配設されており、例えば図１では、コンテナ２の他端側部分に配設される。この凝縮部４は、蒸発部３で相変化して輸送されてきた気相の作動流体Ｆｇが有する蒸発潜熱を、図示しない熱交換手段によって放熱する機能を有する。凝縮部４では、気相の作動流体Ｆｇを凝縮させて液相の作動流体ＦＬに相変化させ、それにより作動流体Ｆの凝縮潜熱として輸送された熱を、ヒートパイプ１の外部に放出する。
【0023】
［第１焼結体層の構成について］
第１焼結体層６は、第１の銅粉末の焼結体からなり、蒸発部３におけるヒートパイプ１の長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見て、コンテナ２の内周面２ａ上の特定領域に形成される、焼結体層である。第１焼結体層６は、後述する第２焼結体層７よりも平均粒径の小さな第１の銅粉末の焼結体からなるため、液相の作動流体ＦＬが流通できる空隙は小さく、液相の作動流体ＦＬの流通速度は遅い。また、第１焼結体層６は、コンテナ２の蒸発部３の内周面３ａに隣接するため、相対的に温度が高くなりやすい部分でもある。したがって、第１焼結体層６の内部における作動流体Ｆの流れは、図２に示すような、内周面６ａ側から供給されて第１焼結体層６の内部に浸入する液相の作動流体ＦＬの流れと、第１焼結体層６の内部に浸入した液相の作動流体ＦＬの蒸発によって生成し、第１焼結体層６の内部から内周面６ａを経て内部空間Ｓに向かう気相の作動流体Ｆｇの流れが、主なものになる。このような第１焼結体層６によることで、コンテナ２に熱的に接続された発熱体（図示せず）から受熱（吸熱）した熱が第１焼結体層６に伝わるとともに、その熱の大部分をコンテナ２の内周面２ａの特定領域上に留めた状態で、液相の作動流体ＦＬを蒸発させるため、効率よく作動流体Ｆを気相に相変化させることができる。ここで、コンテナ２の内周面２ａの特定領域は、コンテナ２のうち、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域を含んだ領域とすることができる。
第１焼結体層６は、第１の銅粉末の焼結体からなり、蒸発部３におけるヒートパイプ１の長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見て、コンテナ２の内周面２ａ上の特定領域に形成される、焼結体層である。第１焼結体層６は、後述する第２焼結体層７よりも平均粒径の小さな第１の銅粉末の焼結体からなるため、液相の作動流体ＦＬが流通できる空隙は小さく、液相の作動流体ＦＬの流通速度は遅い。また、第１焼結体層６は、コンテナ２の蒸発部３の内周面３ａに隣接するため、相対的に温度が高くなりやすい部分でもある。したがって、第１焼結体層６の内部における作動流体Ｆの流れは、図２に示すような、内周面６ａ側から供給されて第１焼結体層６の内部に浸入する液相の作動流体ＦＬの流れと、第１焼結体層６の内部に浸入した液相の作動流体ＦＬの蒸発によって生成し、第１焼結体層６の内部から内周面６ａを経て内部空間Ｓに向かう気相の作動流体Ｆｇの流れが、主なものになる。このような第１焼結体層６によることで、コンテナ２に熱的に接続された発熱体（図示せず）から受熱（吸熱）した熱が第１焼結体層６に伝わるとともに、その熱の大部分をコンテナ２の内周面２ａの特定領域上に留めた状態で、液相の作動流体ＦＬを蒸発させるため、効率よく作動流体Ｆを気相に相変化させることができる。ここで、コンテナ２の内周面２ａの特定領域は、コンテナ２のうち、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域を含んだ領域とすることができる。
【0024】
第１焼結体層６は、図１（ａ）に示すように、少なくとも蒸発部３に設けられる。このような第１焼結体層６を蒸発部３に設けることで、蒸発部３での液相の作動流体ＦＬの蒸発が促進されるため、蒸発部３と熱的に接続された発熱体９から受けた熱を、蒸発潜熱としてより多くの作動流体Ｆに吸収させることができる。
【0025】
ここで、第１焼結体層６の配設長さＬ１は、ヒートパイプ１の長手方向Ｘを含む縦断面で見て、蒸発部３の長手方向寸法Ｌ０よりも長いことが好ましい。これにより、第１焼結体層６は、蒸発部３の内周面３ａと、中間部５の内周面５ａの両方に隣接して設けられる。このように第１焼結体層６の配設長さＬ１を構成することで、発熱体９から中間部５の側に向かう熱を第１焼結体層６に伝導して、作動流体Ｆに吸収させることができる。特に、発熱体９から中間部５の側に向かう熱を効率よく作動流体Ｆに吸収させる観点では、第１焼結体層６は、縦断面で見て、コンテナ２の内周面２ａのうち、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域と、その領域の両側に隣接するコンテナ２の内周面２ａの領域に少なくとも配設されることが、より好ましい。他方で、第１焼結体層６の配設長さＬ１の上限は、後述する製造方法による第１焼結体層６の作製を容易にする観点から、１５０ｍｍ以下であることが好ましい。
【0026】
また、第１焼結体層６は、ヒートパイプ１の長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見て、コンテナ２の内周面２ａのうち第１焼結体層６が配設される部分の長さが、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域よりも長いことが好ましい。特に、第１焼結体層６は、横断面で見て、コンテナ２の内周面２ａのうち、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域と、その領域の両側に隣接するコンテナ２の内周面２ａ上の領域に少なくとも配設されることが、より好ましい。このように第１焼結体層６を構成することで、発熱体９からコンテナ２に伝わる熱を効率よく第１焼結体層６に伝導して、作動流体Ｆに吸収させることができる。
【0027】
なお、本明細書における内周面は、内部空間Ｓの側の壁面に沿った面のことである。また、本明細書における外周面は、内部空間Ｓから離隔する側の壁面に沿った面のことである。また、蒸発部３の長手方向寸法Ｌ０は、ヒートパイプ１に熱的に接続される発熱体９の、ヒートパイプ１の長手方向Ｘに沿った大きさとすることができる。
【0028】
第１焼結体層６は、第１の銅粉末の焼結体によって形成され、バルク材料とは異なる多孔質材料からなることが好ましい。第１焼結体層６を多孔質材料によって構成することで、第１焼結体層６の表面積が大きくなるため、液相の作動流体ＦＬを効率よく蒸発させることができる。加えて、第１焼結体層６を銅粉末の焼結体によって構成することで、作動流体Ｆとの濡れ性を良くし、かつ熱伝導性を高めることができる。
【0029】
ここで、第１の銅粉末の平均粒径（平均一次粒子径）は、特に限定されないが、例えば０．０１μｍ以上２００μｍ以下の範囲であってもよい。本明細書における平均粒径は、レーザー回析散乱式の粒度分布測定法によって測定された粒度分布における、体積基準の積算値５０％での粒径である。また、第１焼結体層６の厚さは、特に限定されないが、例えば０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の範囲であってもよい。
【0030】
［第２焼結体層の構成について］
第２焼結体層７は、第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、蒸発部３におけるヒートパイプ１の長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見て、コンテナ２の内周面２ａとの間に第１焼結体層６が介装された状態で、コンテナ２の内周面２ａの全体にわたって環状に形成される、焼結体層である。ここで、第２焼結体層７は、第１焼結体層６の内周面６ａ上に積層されるとともに、第１焼結体層６が積層されていないコンテナ２の内周面２ａ上にも積層され、これらが連続して延在して位置する。第２焼結体層７は、上述する第１焼結体層６よりも平均粒径の大きな第２の銅粉末の焼結体からなるため、内部に大きな空隙が形成されており、この空隙が液相の作動流体ＦＬの流動可能な流路を形成するため、内部に液相の作動流体ＦＬを流通させることができる。また、第２焼結体層７は、第１焼結体層６と比べて、温度が高くなりにくい部分でもある。したがって、ヒートパイプ１の長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見たときの、第２焼結体層７の内部における作動流体Ｆの流れは、図２に示すような、凝縮部４から供給された液相の作動流体ＦＬの、コンテナの内周面２ａに沿って第１焼結体層６に向かう流れと、主に第１焼結体層６で生成した気相の作動流体Ｆｇの、内部空間Ｓに向かう流れが主なものになる。
第２焼結体層７は、第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体からなり、蒸発部３におけるヒートパイプ１の長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見て、コンテナ２の内周面２ａとの間に第１焼結体層６が介装された状態で、コンテナ２の内周面２ａの全体にわたって環状に形成される、焼結体層である。ここで、第２焼結体層７は、第１焼結体層６の内周面６ａ上に積層されるとともに、第１焼結体層６が積層されていないコンテナ２の内周面２ａ上にも積層され、これらが連続して延在して位置する。第２焼結体層７は、上述する第１焼結体層６よりも平均粒径の大きな第２の銅粉末の焼結体からなるため、内部に大きな空隙が形成されており、この空隙が液相の作動流体ＦＬの流動可能な流路を形成するため、内部に液相の作動流体ＦＬを流通させることができる。また、第２焼結体層７は、第１焼結体層６と比べて、温度が高くなりにくい部分でもある。したがって、ヒートパイプ１の長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見たときの、第２焼結体層７の内部における作動流体Ｆの流れは、図２に示すような、凝縮部４から供給された液相の作動流体ＦＬの、コンテナの内周面２ａに沿って第１焼結体層６に向かう流れと、主に第１焼結体層６で生成した気相の作動流体Ｆｇの、内部空間Ｓに向かう流れが主なものになる。
【0031】
第２焼結体層の配設長さＬ２は、図１（ａ）に示すように、ヒートパイプ１の長手方向Ｘを含む縦断面で見て、第１焼結体層６の配設長さＬ１よりも長いことが好ましい。このとき、第２焼結体層７は、蒸発部３にある第１焼結体層６の内周面６ａから、中間部５の内周面５ａの部分にまで連続して延在する。これにより、中間部５の内周面５ａで第２焼結体層７に吸い上げられた液相の作動流体ＦＬが、第２焼結体層７の内部に形成された空隙を通じて、第１焼結体層６の内周面６ａにスムーズに供給されるため、中間部５と蒸発部３の境界の前後での液相の作動流体ＦＬの滞留を起こり難くすることができる。また、液相の作動流体ＦＬが、第２焼結体層７の内部に形成された空隙を通じて、コンテナの長手方向Ｘに沿って中間部５の内周面５ａから蒸発部３の先端に向かって流れるため、第２焼結体層７の内部を通る液相の作動流体ＦＬと、内部空間Ｓを通る気相の作動流体Ｆｇとの接触を低減するとともに、蒸発部３にある第１焼結体層６の内周面６ａのより広い範囲に、液相の作動流体ＦＬを供給することができる。
【0032】
ここで、ヒートパイプ１の長手方向Ｘを含む縦断面で見たときの、第２焼結体層７の内部における作動流体Ｆの流れは、中間部５の内周面５ａで吸い上げられた液相の作動流体ＦＬの、コンテナの長手方向Ｘに沿った蒸発部３の先端に向かう流れと、主に第１焼結体層６で生成した気相の作動流体Ｆｇの、内部空間Ｓに向かう流れが主なものになる。
【0033】
特に、第２焼結体層７は、中間部５のいずれかの位置で終端することが好ましい。このとき、第２焼結体層７は、第１焼結体層６の内周面６ａと、中間部５の内周面５ａの両方に接するように延在する。また、第２焼結体層７は、第１焼結体層６の内周面６ａ上に位置する外周面７ｂと、コンテナ２の中間部５の内周面５ａ上に位置する外周面７ｂ’の両方を有する。他方で、第２焼結体層７は、凝縮部４の温度を下げて作動流体Ｆの凝縮を促す観点から、凝縮部４に接触しないことが好ましい。
【0034】
ここで、凝縮部４で相変化させた液相の作動流体ＦＬは、中間部５に位置する第２焼結体層７の内部空隙を通じた毛細管力によって蒸発部３に向かって流れ、第２焼結体層７の外周面７ｂと、第１焼結体層６の内周面６ａとの接触界面を通じて、第２焼結体層７から第１焼結体層６に向かって流れるように構成されることが好ましい。このように第２焼結体層７を構成することで、液相の作動流体ＦＬは、中間部５の内周面５ａから、コンテナ２の長手方向Ｘに延在する第２焼結体層７に沿って、第１焼結体層６と接触している部分まで輸送され、第１焼結体層６のより広い範囲から蒸発される。その結果、液相の作動流体ＦＬを効率よく蒸発させることで、ヒートパイプ１の熱抵抗を小さくすることができる。
【0035】
第２焼結体層７は、コンテナ２の内周面２ａに、液相の作動流体ＦＬの液流が、少なくとも第２焼結体層７の内部空隙に流れるように構成される。このとき、第２焼結体層７は、中間部５の位置にて、蒸発部３で相変化させた気相の作動流体Ｆｇの蒸気流と、凝縮部４で相変化させた液相の作動流体ＦＬの液流とを実質的に隔離するように構成されることが好ましい。これにより、第２焼結体層７の内部を通る液相の作動流体ＦＬと、内部空間Ｓを通る気相の作動流体Ｆｇとの接触による、蒸発部３や中間部５における気相の作動流体Ｆｇの意図しない凝縮を起こり難くすることができる。
【0036】
第２焼結体層７は、多孔質材料である、第１の銅粉末よりも大きな平均粒径をもつ第２の銅粉末の焼結体によって構成される。これにより、第２焼結体層７には液相の作動流体ＦＬが通過できる細孔が形成されるため、液相の作動流体ＦＬを、中間部５の内周面５ａから第１焼結体層６の内周面６ａまで輸送することができる。加えて、第２焼結体層７を銅粉末の焼結体によって構成することで、作動流体Ｆとの濡れ性を良くし、かつ熱伝導性を高めることができる。したがって、第２焼結体層７は、高い熱伝導性を有するとともに、液相の作動流体ＦＬが蒸発する第１焼結体層６への耐ドライアウト性を発揮することができる。
【0037】
ここで、第２焼結体層７を構成する第２の銅粉末の平均粒径（平均一次粒子径）は、特に限定されないが、例えば１００μｍ以上５００μｍ以下の範囲であってもよい。また、第１の銅粉末の平均粒径に対する、第２の銅粉末の平均粒径の割合は、特に限定されないが、例えば２以上５以下の範囲であってもよい。他方で、第２焼結体層７の厚さは、特に限定されないが、例えば０．３ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲であってもよい。
【0038】
第２焼結体層７は、蒸発部３をヒートパイプ１の長手方向Ｘに対して垂直な断面で見たときの、第１焼結体層６および第２焼結体層７の合計面積に対する面積割合が、５０％以上９０％以下の範囲であることが好ましい。このように第２焼結体層７の面積割合を高めることで、第２焼結体層７の内部を通過する液相の作動流体ＦＬが増加するため、作動流体Ｆの還流の効率をより一層高めることができる。
【0039】
［ヒートパイプの動作原理について］
次に、図１および図２に示す第１の実施形態のヒートパイプ１を用いて、ヒートパイプ１の動作原理について説明する。ここで、ヒートパイプ１は、動作前に液相の作動流体ＦＬが内部空間Ｓに封入された状態になっている。
次に、図１および図２に示す第１の実施形態のヒートパイプ１を用いて、ヒートパイプ１の動作原理について説明する。ここで、ヒートパイプ１は、動作前に液相の作動流体ＦＬが内部空間Ｓに封入された状態になっている。
【0040】
まず、液相の作動流体ＦＬが、コンテナ２のうち第２焼結体層７と接する内周面２ａの部分に供給される。コンテナ２の第２焼結体層７と接する部分への液相の作動流体ＦＬの供給手段は、特に限定されない。例えば、第２焼結体層７が液相の作動流体ＦＬに接触するときに生じる毛細管力を用いることで、第２焼結体層７の全体に液相の作動流体ＦＬを供給することができるため、ドライアウトの発生を起こりにくくすることができる。
【0041】
コンテナ２の第２焼結体層７と接する内周面２ａの部分に供給された液相の作動流体ＦＬは、少なくとも一部が第２焼結体層７に吸収され、第２焼結体層７の内部空隙に流れるように構成される。特に、後述するようにコンテナ２の内周面２ａに複数の溝８が形成されている場合には、液相の作動流体ＦＬの液流が、複数の溝８を通る経路と、第２焼結体層７の内部空隙を通じた経路とに分かれるように構成されてもよい。
【0042】
第２焼結体層７に吸収された液相の作動流体ＦＬは、第２焼結体層７の有する毛細管力によって長手方向Ｘに沿って流れ、第２焼結体層７と第１焼結体層６とが接触する広い範囲で、第１焼結体層６に吸収される。他方で、第２焼結体層７に吸収されずに溝８を流通した作動流体ＦＬは、溝８と第１焼結体層６または第２焼結体層７とが近接する部分で、第１焼結体層６または第２焼結体層７に吸収される。
【0043】
ここで、ヒートパイプ１の蒸発部３が、熱的に接続された発熱体９から受熱すると、液相の作動流体ＦＬが供給された第１焼結体層６の表面で、液相の作動流体ＦＬを蒸発して気相の作動流体Ｆｇに相変化することによって、蒸発潜熱として発熱体９から受けた熱を吸収する。特に、このヒートパイプ１では、コンテナ２のうち発熱体９と対向する部分とその近傍で、液相の作動流体ＦＬを気相の作動流体Ｆｇに効率よく相変化させることができるため、ヒートパイプ１の熱抵抗を格段に小さくすることができる。
【0044】
蒸発部３で熱を吸収した気相の作動流体Ｆｇは、コンテナ２の内部空間Ｓである蒸気流路を通って、コンテナ２の長手方向Ｘに沿って蒸発部（受熱部）３から凝縮部（放熱部）４へ流れることで、発熱体９から受けた熱が、蒸発部３から中間部５を経て凝縮部４へと輸送される。このとき、蒸発部３から中間部５を経て凝縮部４へと輸送される気相の作動流体Ｆｇは、第２焼結体層７の内部を通る液相の作動流体ＦＬと接触しにくくなるため、気相の作動流体Ｆｇのカウンターフローなどによる、作動流体Ｆの循環流れが乱れるのを防止することができる。そのため、ヒートパイプ１では、優れた熱輸送特性を実現することができる。
【0045】
その後、凝縮部４へ輸送された気相の作動流体Ｆｇは、凝縮部４にて、熱交換手段（図示せず）によって、液相へ相変化させられる。このとき、輸送されてきた発熱体９の熱は、凝縮潜熱としてヒートパイプ１の外部に放出される。そして、凝縮部４で熱を放出して液相に相変化した液相の作動流体ＦＬが、コンテナ２の内周面２ａに長手方向Ｘに沿って、コンテナ２のうち第２焼結体層７と接する内周面２ａの部分に供給されることで、蒸発部３と凝縮部４の間の作動流体の循環流れを形成することができる。
【0046】
＜第２の実施形態＞
図３は、第２の実施形態のヒートパイプの内部構造を示した図であって、図３（ａ）が縦断面図、図３（ｂ）が図３（ａ）のＩＩＡ－ＩＩＡ線上で切断したときの断面図、図３（ｃ）が図３（ａ）のＩＩＢ－ＩＩＢ線上で切断したときの断面図である。なお、図３に示す各構成部材は、図１に示すヒートパイプ１の構成部材と同じ場合には、同じ符号を付している。
図３は、第２の実施形態のヒートパイプの内部構造を示した図であって、図３（ａ）が縦断面図、図３（ｂ）が図３（ａ）のＩＩＡ－ＩＩＡ線上で切断したときの断面図、図３（ｃ）が図３（ａ）のＩＩＢ－ＩＩＢ線上で切断したときの断面図である。なお、図３に示す各構成部材は、図１に示すヒートパイプ１の構成部材と同じ場合には、同じ符号を付している。
【0047】
第１の実施形態で示したヒートパイプ１では、コンテナ２の内周面２ａが滑らかな面によって構成される態様について示したが、これに限定されない。例えば、図３に示すヒートパイプ１Ａのように、コンテナ２Ａの内周面２ａに、コンテナ２Ａの長手方向Ｌに沿って延在する複数の溝８が形成されていてもよい。このような溝８を設けることで、ヒートパイプ１の内部で液相の作動流体ＦＬを輸送する際に、液相の作動流体ＦＬが溝８および第２焼結体層７に沿ってコンテナ２Ａの内周面２ａを移動するように、毛細管力を発揮することができる。そのため、凝縮部４から蒸発部３への液相の作動流体ＦＬの輸送を促進することができ、かつ逆作動性を有することができる。ここで、逆作動性とは、蒸発部３の位置が凝縮部４の位置よりも高い場合でも、ヒートパイプとしての機能を発揮する性能をいう。
【0048】
これらの溝８は、少なくとも、凝縮部４から第２焼結体層７が位置する部分までの内周面２ａに、長手方向Ｘに向かって延在することが好ましく、凝縮部４から蒸発部３まで連続した溝８が延在することがより好ましい。これにより、凝縮部４から第２焼結体層７が位置する部分までの液相の作動流体ＦＬの輸送が促進されるため、第２焼結体層７を介した、蒸発部３にある第１焼結体層６への、液相の作動流体ＦＬの輸送を促進することができる。特に、凝縮部４から蒸発部３まで連続した溝８を備えることで、液相の作動流体ＦＬを、第２焼結体層７の内部を通る経路と、溝８を通る経路の両方を通じて、蒸発部３に位置する第１焼結体層６に供給することができる。
【0049】
溝８を有するコンテナ２Ａは、コンテナ２Ａの長手方向Ｘに向かって延在する溝（グルーブ）８がコンテナ２Ａの内周面２ａに形成されたグルーブ管であってもよい。特に、コンテナ２Ａをグルーブ管によって構成することで、コンテナ２Ａの全長にわたって、液相の作動流体ＦＬを輸送するための毛細管力が発揮されるため、ヒートパイプ１Ａがトップヒートの姿勢で設置された場合、すなわち、液相の作動流体ＦＬの下流にあたる蒸発部３が、凝縮部４や中間部５よりも上側に設置された場合であっても、凝縮部４から蒸発部３への液相の作動流体ＦＬの輸送を行い易くすることができる。
【0050】
これらの溝８の開口幅は、特に限定されるものではないが、毛細管力による液相の作動流体ＦＬの輸送を促進する観点では、例えば０．１ｍｍ～１ｍｍとしてもよい。
【0051】
ヒートパイプ１Ａの第１焼結体層６Ａは、コンテナの内周面２ａ上の特定領域に位置する溝８内にも充填形成されていることが好ましい。すなわち、第１焼結体層６Ａは、コンテナの蒸発部３において溝８が形成されていない場合を仮想した仮想内周面３ｂよりも、コンテナ２Ａの側を含むように形成されることが好ましい。より好ましくは、第１焼結体層６Ａは、溝８のうち長手方向Ｘの一部または全部に充填される。特に、第１焼結体層６Ａは、図３（ｂ）に示すように、溝８の溝底に接するように形成されることが好ましい。これにより、溝８に沿って輸送される液相の作動流体ＦＬが、第１焼結体層６Ａに接触することで、第１焼結体層６Ａに吸い上げられ易くなるため、液相の作動流体ＦＬの蒸発をより一層促進させることができる。
【0052】
ここで、第１焼結体層６Ａの内周面は、図３（ａ）に示すように、中間部５に位置する、第２焼結体層７Ａの部分とコンテナ２Ａの内周面２ａの部分とが接する境界面位置Ｎよりも、コンテナ２Ａの内部空間Ｓの中心軸線位置Ｍの側にあるように構成されることが好ましい。これにより、第２焼結体層７Ａを流通する液相の作動流体ＦＬの流れのうち少なくとも一部が、第１焼結体層６Ａに突き当たるため、第２焼結体層７Ａから第１焼結体層６Ａへの液相の作動流体ＦＬの流通を促進することができる。
【0053】
また、第１焼結体層６Ａは、コンテナ２Ａの内周面２ａと第１焼結体層６Ａの外周面６ｂとの間に溝８の空間が存在するように構成することもできる。これにより、凝縮部４で相変化させた液相の作動流体ＦＬを、溝８を通じて第１焼結体層６Ａの外周面が存在する蒸発部３の位置までより迅速に移動させることができ、この結果、凝縮部４から蒸発部３への液相の作動流体ＦＬの循環流れをより一層促進することができる。
【0054】
ヒートパイプ１Ａの第２焼結体層７Ａは、蒸発部３で相変化させた気相の作動流体Ｆｇの蒸気流と、凝縮部４で相変化させた液相の作動流体ＦＬの液流とを実質的に隔離するとともに、液相の作動流体ＦＬの液流が、複数の溝８を通る経路と、第２焼結体層７Ａの内部空隙を通じた経路とに分かれて構成されることが好ましい。これにより、第２焼結体層７Ａと溝８が配置される部分において、より多くの液相の作動流体ＦＬを流通することができるため、この部分における液相の作動流体ＦＬの滞留をより一層起こりにくくすることができる。また、複数の溝８を通る経路と、第２焼結体層７の内部空隙を通じた経路とが並列に形成されている部分では、液相の作動流体ＦＬがより強く吸い上げられるため、中間部５や蒸発部３における液相の作動流体ＦＬの流通速度を速め、それによりヒートパイプ１の熱輸送特性をより一層高めることができる。
【0055】
第２焼結体層７Ａを構成する第２の銅粉末の平均粒径（平均一次粒子径）は、特に限定されず、上述のヒートパイプ１と同様に１００μｍ以上５００μｍ以下の範囲であってもよい。他方で、第２焼結体層７Ａを構成する第２の銅粉末の平均粒径（平均一次粒子径）は、溝８に形成される液相の作動流体ＦＬの流路を妨げない観点から、溝８の溝幅よりも大きいことが好ましい。
【0056】
第２焼結体層７Ａは、溝８に形成される液相の作動流体ＦＬの流路を妨げない観点から、溝８を充填しないことが好ましい。ここで、溝８を充填しないように第２焼結体層７Ａを構成する手段としては、第２の銅粉末として、上述の第１の銅粉末よりも平均粒径の大きな銅粉末を用いる手段や、第２の銅粉末をコンテナ２に装填する際に銅粉末に掛ける力を弱めて焼結する手段が挙げられる。
【0057】
＜その他の実施形態＞
上述の実施形態では、蒸発部３の一方の側に向けてコンテナ２が延在し、凝縮部４および中間部５を１ヶ所ずつ有する場合を示したが、かかる構成だけには限定されない。例えば、蒸発部３から複数の方向に向けてコンテナ２が延在し、凝縮部４および中間部５を複数箇所に設けてもよい。ヒートパイプ１では、蒸発部３から複数の方向に向けてコンテナ２を延在させて液相の作動流体ＦＬの流通量を増加させても、蒸発潜熱として発熱体９から受けた熱を、効率よく複数の凝縮部に移動させることができる。
上述の実施形態では、蒸発部３の一方の側に向けてコンテナ２が延在し、凝縮部４および中間部５を１ヶ所ずつ有する場合を示したが、かかる構成だけには限定されない。例えば、蒸発部３から複数の方向に向けてコンテナ２が延在し、凝縮部４および中間部５を複数箇所に設けてもよい。ヒートパイプ１では、蒸発部３から複数の方向に向けてコンテナ２を延在させて液相の作動流体ＦＬの流通量を増加させても、蒸発潜熱として発熱体９から受けた熱を、効率よく複数の凝縮部に移動させることができる。
【0058】
＜ヒートパイプの製造方法＞
以下、ヒートパイプの製造方法の具体的な例について説明する。
以下、ヒートパイプの製造方法の具体的な例について説明する。
【0059】
ヒートパイプ１に用いられる、管状容器などのコンテナ２の形状は、ヒートパイプ１の形状に合わせて、管材、板材、箔材などから適宜選択することができる。コンテナ２の表面に付着した汚れなどは、ヒートパイプの熱伝達能の低下に繋がる恐れがあるため、洗浄することが好ましい。洗浄は一般的な方法で行うことができ、例えば溶剤脱脂、電解脱脂、エッチング、酸化処理などによって行うことができる。
【0060】
このコンテナ２の内部中心位置に、第１焼結体層６の型となる形状の芯棒（例えば、ステンレス製の芯棒）を挿入配置してから、コンテナ２の内周面２ａと芯棒の外面との間に形成された空隙部に第１焼結体層６の原料である第１の銅粉末を装填し、装填された第１の銅粉末を焼結することで、第１焼結体層６を形成する。第１焼結体層６を形成したコンテナ２から、芯棒を引き抜いて取り外す。ここで、コンテナ２の内周面２ａ上の特定領域のみに第１焼結体層６を設ける観点から、形成された第１焼結体層６に切削加工などを行ってもよい。
【0061】
次いで、コンテナ２の内部中心位置に、第２焼結体層７の型となる形状の芯棒（例えば、ステンレス製の芯棒）を挿入配置し、コンテナ２の内面と芯棒の外面との間に形成された空隙部に、第２焼結体層７の原料である第２の銅粉末を装填し、装填された第２の銅粉末を焼結することで、第２焼結体層７を形成する。第２焼結体層７を形成したコンテナ２から、芯棒を引き抜いて取り外す。
【0062】
ここで、第１焼結体層６および第２焼結体層７の原料である第１および第２の銅粉末の焼結は、通常行われている条件であればよく、特に限定されない。焼結の条件の一例として、水素ガスや、水素ガスと不活性ガス（Ｎ２、Ａｒ、Ｈｅなど）を含む混合ガスなどの還元ガスの雰囲気下で、加熱処理を施すことで行うことが挙げられる。
【0063】
第１焼結体層６および第２焼結体層７をコンテナ２に形成した後、一方の端部である封入口を残してコンテナ２の他方の端部だけを封止し、封入口から作動流体Ｆを注入する。作動流体Ｆを注入した後、コンテナ２の内部を、加熱脱気、真空脱気などの脱気処理をして減圧状態にする。その後、封入口を封止することでヒートパイプ１を製造する。
【0064】
封止の方法は、特に限定されず、例えば、ＴＩＧ溶接、抵抗溶接、圧接、はんだ付けを挙げることができる。なお、最初に行う封止（他方の端部だけの封止）は、その後に行う脱気の際に内部の気体が抜ける部分以外を封止するために行う工程であり、また、２回目の封止（封入口の封止）は、脱気の際に内部の気体が抜ける部分を封止するために行う工程である。
【0065】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の概念および特許請求の範囲に含まれるあらゆる態様を含み、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【実施例0066】
以下に、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【0067】
（本発明例）
本発明例のヒートパイプ１Ｂは、図１に示す内部構造を有する円筒状のヒートパイプ１の一例である。コンテナ２として、長手方向Ｘに沿った長さが４００ｍｍであり、直径（内径）が７ｍｍの円筒形状の管状容器を用いた。このコンテナ２の内部中心位置に、第１焼結体層６Ｂの型となる形状のステンレス製の芯棒を挿入配置してから、グルーブ管の内面と芯棒の外面との間に形成された空隙部に、第１焼結体層６Ｂの原料である、平均粒径（平均一次粒子径）が１００μｍの銅粉末（第１の銅粉末）を装填した。そして、第１の銅粉末を装填したコンテナ２に対して、還元ガスの雰囲気下で加熱処理を施し、銅粉末を焼結させた後、芯棒をコンテナ２から引き抜いて取り外した。これにより、コンテナ２の内周面２ａ上の特定領域、より具体的に、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域の全体を含んだ、蒸発部３となる部分の内周面２ａ全体の面積に対して６７％の面積割合の領域に、厚さ０．５ｍｍの、銅焼結体からなる第１焼結体層６Ｂを形成した。ここで、ヒートパイプ１Ｂの蒸発部３となる部分を長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見たときの、コンテナ２の内周面２ａの発熱体９と対向する部分を構成する領域の長さは、内周面２ａの全体の長さの５０％とし、第１焼結体層６Ｂを形成する領域は、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域と、その両側に隣接する内周面２ａ上の領域に、両側の領域の大きさが等しくなるように配設した。また、コンテナ２の内周面２ａのうち、発熱体９と対向する部分を構成する領域は、ヒートパイプ１Ｂの長手方向Ｘを含む縦断面で見て、コンテナ２の蒸発部３側の先端から１５ｍｍの位置から５５ｍｍの位置までの範囲に設け、蒸発部３側の先端から５５ｍｍの位置までの範囲を蒸発部３とした。そのため、蒸発部３の長手方向寸法Ｌ０は５５ｍｍである。また、ヒートパイプ１Ｂの長手方向Ｘを含む縦断面で見て、蒸発部３側の先端から６０ｍｍの位置までの範囲に第１焼結体層６Ｂを設けた。そのため、第１焼結体層６Ｂの長手方向Ｘに沿った配設長さＬ１は６０ｍｍである。
本発明例のヒートパイプ１Ｂは、図１に示す内部構造を有する円筒状のヒートパイプ１の一例である。コンテナ２として、長手方向Ｘに沿った長さが４００ｍｍであり、直径（内径）が７ｍｍの円筒形状の管状容器を用いた。このコンテナ２の内部中心位置に、第１焼結体層６Ｂの型となる形状のステンレス製の芯棒を挿入配置してから、グルーブ管の内面と芯棒の外面との間に形成された空隙部に、第１焼結体層６Ｂの原料である、平均粒径（平均一次粒子径）が１００μｍの銅粉末（第１の銅粉末）を装填した。そして、第１の銅粉末を装填したコンテナ２に対して、還元ガスの雰囲気下で加熱処理を施し、銅粉末を焼結させた後、芯棒をコンテナ２から引き抜いて取り外した。これにより、コンテナ２の内周面２ａ上の特定領域、より具体的に、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域の全体を含んだ、蒸発部３となる部分の内周面２ａ全体の面積に対して６７％の面積割合の領域に、厚さ０．５ｍｍの、銅焼結体からなる第１焼結体層６Ｂを形成した。ここで、ヒートパイプ１Ｂの蒸発部３となる部分を長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見たときの、コンテナ２の内周面２ａの発熱体９と対向する部分を構成する領域の長さは、内周面２ａの全体の長さの５０％とし、第１焼結体層６Ｂを形成する領域は、発熱体９と対向する部分を構成する内周面２ａの領域と、その両側に隣接する内周面２ａ上の領域に、両側の領域の大きさが等しくなるように配設した。また、コンテナ２の内周面２ａのうち、発熱体９と対向する部分を構成する領域は、ヒートパイプ１Ｂの長手方向Ｘを含む縦断面で見て、コンテナ２の蒸発部３側の先端から１５ｍｍの位置から５５ｍｍの位置までの範囲に設け、蒸発部３側の先端から５５ｍｍの位置までの範囲を蒸発部３とした。そのため、蒸発部３の長手方向寸法Ｌ０は５５ｍｍである。また、ヒートパイプ１Ｂの長手方向Ｘを含む縦断面で見て、蒸発部３側の先端から６０ｍｍの位置までの範囲に第１焼結体層６Ｂを設けた。そのため、第１焼結体層６Ｂの長手方向Ｘに沿った配設長さＬ１は６０ｍｍである。
【0068】
次いで、このコンテナ２の内部中心位置に、第２焼結体層７の型となる形状のステンレス製の芯棒を挿入配置してから、グルーブ管の内面と芯棒の外面との間に形成された空隙部に第２焼結体層７の原料である、平均粒径（平均一次粒子径）が２００μｍの銅粉末（第２の銅粉末）を装填した。そして、第２の銅粉末を装填したコンテナ２に対して、還元ガスの雰囲気下で加熱処理を施し、銅粉末を焼結させた後、芯棒をコンテナ２から引き抜いて取り外した。これにより、コンテナ２の蒸発部３側の先端から中間部５にかけて、図４（ａ）に示すように、コンテナ２の内周面２ａとの間に第１焼結体層６Ｂが部分的に介装された状態で、長手方向Ｘに対して垂直な横断面で見たときのコンテナ２の内周面２ａの全体に、長手方向Ｘに沿った長さが２５０ｍｍ、内周面の内径が５ｍｍ（第１焼結体層６Ｂが形成されている部分の厚さ０．５ｍｍ、第１焼結体層６Ｂが形成されていない部分の厚さ１．０ｍｍ）の、銅焼結体からなる第２焼結体層７を形成した。
【0069】
第１焼結体層６および第２焼結体層７を形成した後、一方の端部である封入口を残してコンテナ２の他方の端部だけを封止し、封入口から液相の作動流体Ｆ（Ｌ）である水を注入した。次いで、コンテナ２の内部を脱気して減圧状態とし、その後、封入口を封止することでヒートパイプ１を作製した。
【0070】
（比較例）
比較例のヒートパイプ１０は、図４（ｂ）に示すように、コンテナ２の内周面２ａの全体に、長手方向Ｘに沿った配設長さ６０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの、銅焼結体からなる第１焼結体層６Ｃを形成した。それ以外は、本発明例のヒートパイプと同じ構成になるようにして作製した。
比較例のヒートパイプ１０は、図４（ｂ）に示すように、コンテナ２の内周面２ａの全体に、長手方向Ｘに沿った配設長さ６０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの、銅焼結体からなる第１焼結体層６Ｃを形成した。それ以外は、本発明例のヒートパイプと同じ構成になるようにして作製した。
【0071】
【0072】
（性能評価）
ヒートパイプの性能評価は以下の条件で行った。
１．ヒートパイプの一端側部分である蒸発部（受熱部）の外面に、発熱体としてヒーターブロック（発熱量５０Ｗ～２５０Ｗ）を装着した。
２．ヒートパイプの他端側部分である凝縮部（放熱部）に熱交換手段を装着した。
３．蒸発部と凝縮部の間の中間部は、断熱材を装着して断熱部とした。
４．水平方向に設置した状態で、蒸発部での入熱量を５０Ｗから徐々に増加させながら、発熱体の温度と凝縮部の温度の差が最小になるときの入熱量の大きさを測定し、この測定した入熱量を最大熱輸送量Ｑｍａｘ（Ｗ）とした。
５．発熱体の温度と凝縮部の温度の差を測定し、入熱量で割った値を熱抵抗（℃／Ｗ）とした。
ヒートパイプの性能評価は以下の条件で行った。
１．ヒートパイプの一端側部分である蒸発部（受熱部）の外面に、発熱体としてヒーターブロック（発熱量５０Ｗ～２５０Ｗ）を装着した。
２．ヒートパイプの他端側部分である凝縮部（放熱部）に熱交換手段を装着した。
３．蒸発部と凝縮部の間の中間部は、断熱材を装着して断熱部とした。
４．水平方向に設置した状態で、蒸発部での入熱量を５０Ｗから徐々に増加させながら、発熱体の温度と凝縮部の温度の差が最小になるときの入熱量の大きさを測定し、この測定した入熱量を最大熱輸送量Ｑｍａｘ（Ｗ）とした。
５．発熱体の温度と凝縮部の温度の差を測定し、入熱量で割った値を熱抵抗（℃／Ｗ）とした。
【0073】
このうち、最大熱輸送量Ｑｍａｘの結果について、第１焼結体層６をコンテナ２の内周面２ａ上の全面に形成した比較例を基準（指数比１００）としたときの相対値で表した。結果を表１の「最大熱輸送量の相対値」欄に示す。
【0074】
【表1】
【0075】
その結果、本発明例のヒートパイプ１は、第１焼結体層６をコンテナ２の内周面２ａ上の全面に形成した比較例を基準（指数比１００）としたときの、最大熱輸送量Ｑｍａｘの相対値が１２８であった。
【0076】
したがって、本発明例のヒートパイプ１は、比較例のヒートパイプ１０と比べて、最大熱輸送量Ｑｍａｘの相対値が大きいものであったため、高い熱輸送特性を有することが分かった。
【符号の説明】
【0077】
１、１Ａ ヒートパイプ
２、２Ａ コンテナ
２ａ コンテナの内周面
３ 蒸発部
３ａ コンテナの蒸発部の内周面
３ｂ コンテナの蒸発部の仮想内周面
４ 凝縮部
５ 中間部
５ａ コンテナの中間部の内周面
６、６Ａ 第１焼結体層
６ａ 第１焼結体層の内周面
６ｂ 第１焼結体層の外周面
７、７Ａ 第２焼結体層
７ｂ 第２焼結体層の、第１焼結体層の内周面上に位置する外周面
７ｂ’ 第２焼結体層の、コンテナの中間部の内周面上に位置する外周面
８ 溝
９ 発熱体
１０ 比較例のヒートパイプ
Ｆ 作動流体
ＦＬ 液相の作動流体
Ｆｇ 気相の作動流体
Ｌ０ 蒸発部の長手方向寸法
Ｌ１ 第１焼結体層の配設長さ
Ｌ２ 第２焼結体層の配設長さ
Ｍ コンテナの内部空間の中心軸線位置
Ｎ 中間部に位置する、第２焼結体層の部分とコンテナの内周面の部分とが接する境界面位置
Ｓ 内部空間
Ｘ コンテナの長手方向
Ｙ コンテナの厚さ方向
Ｚ コンテナの奥行方向
２、２Ａ コンテナ
２ａ コンテナの内周面
３ 蒸発部
３ａ コンテナの蒸発部の内周面
３ｂ コンテナの蒸発部の仮想内周面
４ 凝縮部
５ 中間部
５ａ コンテナの中間部の内周面
６、６Ａ 第１焼結体層
６ａ 第１焼結体層の内周面
６ｂ 第１焼結体層の外周面
７、７Ａ 第２焼結体層
７ｂ 第２焼結体層の、第１焼結体層の内周面上に位置する外周面
７ｂ’ 第２焼結体層の、コンテナの中間部の内周面上に位置する外周面
８ 溝
９ 発熱体
１０ 比較例のヒートパイプ
Ｆ 作動流体
ＦＬ 液相の作動流体
Ｆｇ 気相の作動流体
Ｌ０ 蒸発部の長手方向寸法
Ｌ１ 第１焼結体層の配設長さ
Ｌ２ 第２焼結体層の配設長さ
Ｍ コンテナの内部空間の中心軸線位置
Ｎ 中間部に位置する、第２焼結体層の部分とコンテナの内周面の部分とが接する境界面位置
Ｓ 内部空間
Ｘ コンテナの長手方向
Ｙ コンテナの厚さ方向
Ｚ コンテナの奥行方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】