特許 7630448 伝熱部材および伝熱部材の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-06

(45)【発行日】2025-02-17

(54)【発明の名称】伝熱部材および伝熱部材の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28F 13/02 20060101AFI20250207BHJP

   F28F 1/10 20060101ALI20250207BHJP

   F28F 3/04 20060101ALI20250207BHJP

   F28D 15/02 20060101ALI20250207BHJP

   F28D 15/04 20060101ALI20250207BHJP

   B23K 26/08 20140101ALI20250207BHJP

   B23K 26/082 20140101ALI20250207BHJP

   B23K 26/352 20140101ALI20250207BHJP

【ＦＩ】

F28F13/02 A

F28F1/10 A

F28F3/04 A

F28D15/02 M

F28D15/04 E

B23K26/08 D

B23K26/08 F

B23K26/352

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2021571201

(86)(22)【出願日】2021-01-13

(86)【国際出願番号】 JP2021000779

(87)【国際公開番号】W WO2021145332

(87)【国際公開日】2021-07-22

【審査請求日】2023-10-26

(31)【優先権主張番号】P 2020004435

(32)【優先日】2020-01-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】松永 啓伍

(72)【発明者】

【氏名】繁松 孝

(72)【発明者】

【氏名】梅野 和行

(72)【発明者】

【氏名】高木 啓史

(72)【発明者】

【氏名】青木 博史

(72)【発明者】

【氏名】稲垣 義勝

(72)【発明者】

【氏名】金子 洋

(72)【発明者】

【氏名】大島 宏文

(72)【発明者】

【氏名】西井 諒介

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５１－１３７６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４２０１１６０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１５２６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０４３４２７３４（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０７９７９９５３（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２２５７１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１９－００９２２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ １３／０２

Ｆ２８Ｆ １／１０

Ｆ２８Ｆ ３／０４

Ｆ２８Ｄ １５／０２

Ｆ２８Ｄ １５／０４

Ｂ２３Ｋ ２６／０８

Ｂ２３Ｋ ２６／３５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向の端部で当該第一方向の所定区間に渡って当該第一方向と交差して広がるポーラス構造を有した表層を備え、導電性の金属材料で作られたバスバーである伝熱部材。

【請求項2】

第一方向の端部で当該第一方向の所定区間に渡って当該第一方向と交差して広がる不規則な凹凸構造を有した表層と、
前記表層に対して前記端部とは反対側に位置した中実層と、
を備え、
前記表層および前記中実層は金属材料で作られた一つの部材の一部である伝熱部材。

【請求項3】

前記表層は、閉孔よりも突起が多く存在する突起層と、当該突起層に対して前記第一方向の反対側に隣接し前記突起よりも前記閉孔が多く存在する閉孔層と、を有した、請求項１または２に記載の伝熱部材。

【請求項4】

前記表層の空隙率は、５０％以上９０％以下である、請求項１～３のうちいずれか一つに記載の伝熱部材。

【請求項5】

前記表層の高さ方向の中央位置よりも外側の空隙率は、５０％以上８０％以下である、請求項１～４のうちいずれか一つに記載の伝熱部材。

【請求項6】

前記伝熱部材の表面より高さ方向外側における前記表層の空隙率は、５０％以上９０％以下である、請求項１～５のうちいずれか一つに記載の伝熱部材。

【請求項7】

前記表層の高さ方向での投影における単位面積あたりの前記表層の表面積増加率は、１１０％以上３００％以下である、請求項１～６のうちいずれか一つに記載の伝熱部材。

【請求項8】

前記表層を有し前記第一方向に突出した凸部を備えた、請求項１～７のうちいずれか一つに記載の伝熱部材。

【請求項9】

前記伝熱部材は、導電性の金属材料によって作られたバスバーである、請求項２に記載の伝熱部材。

【請求項10】

前記伝熱部材は、流体と熱交換する熱交換部材である、請求項２に記載の伝熱部材。

【請求項11】

前記伝熱部材は、沸騰伝熱部材であり、
発熱体から前記表層を介して冷媒へ熱伝達される、請求項２に記載の伝熱部材。

【請求項12】

請求項１～１１のうちいずれか一つに記載の伝熱部材の製造方法であって、
金属材料で作られ表面を有した伝熱部材を準備する第一工程と、
前記表面にレーザ光を照射することにより前記表面から吹き飛ばされた粒子を再付着させることにより、前記表層を形成する第二工程と、
を備えた、伝熱部材の製造方法。

【請求項13】

前記第二工程において、前記レーザ光を出射する出射部と前記伝熱部材とを相対的に移動させることにより前記レーザ光を前記表面上で相対的に掃引する、請求項１２に記載の伝熱部材の製造方法。

【請求項14】

金属材料で作られ表面を有した伝熱部材を準備する第一工程と、
前記表面にレーザ光を照射することにより前記表面から吹き飛ばされた粒子を再付着させることにより、ポーラス構造または不規則な凹凸構造を有した表層を形成する第二工程と、
を備え、
前記第二工程において、
前記レーザ光を出射する出射部と前記伝熱部材とを相対的に移動させることにより前記レーザ光を前記表面上で相対的に掃引するとともに、
前記レーザ光の前記表面に沿った第一方向または当該第一方向の反対方向への第一掃引が、当該第一方向と交差した第二方向に並ぶように、当該第二方向または当該第二方向の反対方向に第一間隔でずれながら複数回行われ、
前記第一間隔が、前記レーザ光のビーム径以下である、伝熱部材の製造方法。

【請求項15】

前記第二工程において、前記第一掃引が前記第二方向に並ぶように複数回行われた後、前記レーザ光の前記表面に沿った前記第一方向と交差した第三方向または当該第三方向の反対方向への第二掃引が、当該第三方向と交差した第四方向に並ぶように複数回行われ、前記第二掃引の前記第四方向における第二間隔が、前記レーザ光のビーム径以下である、請求項１４に記載の伝熱部材の製造方法。

【請求項16】

前記第二工程において、前記第一掃引が前記第二方向に並ぶように複数回行われた後、前記第一掃引に対して前記第二方向に前記第一間隔未満ずれた位置における前記レーザ光の前記表面に沿った前記第一方向への第二掃引が、前記第二方向に並ぶように複数回行われる、請求項１４に記載の伝熱部材の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、伝熱部材および伝熱部材の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属材料の表面にパルスレーザ光を照射することにより周期的な凹部を形成するとともに凹部の周囲に環状隆起部を形成して、表面積を増大させた伝熱部材が、知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１１４３０４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

この種の伝熱部材では、より熱伝導性を高めることが可能な、新規な構造の伝熱部材およびその製造方法が得られれば、有益である。

【0005】

そこで、本発明の課題の一つは、例えば、より熱伝導性を高めることが可能な新規な構成を有した伝熱部材、および当該伝熱部材の製造方法を得ること、である。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の伝熱部材は、例えば、第一方向の端部で当該第一方向の所定区間に渡って当該第一方向と交差して広がるポーラス構造を有した表層を備え、金属材料で作られる。

【0007】

前記伝熱部材にあっては、前記表層は、閉孔よりも突起が多く存在する突起層と、当該突起層に対して前記第一方向の反対側に隣接し前記突起よりも前記閉孔が多く存在する閉孔層と、を有してもよい。

【0008】

本発明の伝熱部材は、例えば、第一方向の端部で当該第一方向の所定区間に渡って当該第一方向と交差して広がる表層を備え、前記表層は、閉孔よりも突起が多く存在する突起層と、当該突起層に対して前記第一方向の反対側に隣接し前記突起よりも前記閉孔が多く存在する閉孔層と、を有した、金属材料で作られる。

【0009】

前記伝熱部材にあっては、前記表層の空隙率は、５０％以上９０％以下であってもよい。

【0010】

本発明の伝熱部材は、例えば、第一方向の端部で当該第一方向と交差して広がり空隙率が５０％以上９０％以下である表層を備え、金属材料で作られる。

【0011】

前記伝熱部材にあっては、前記表層の高さ方向の中央位置よりも外側の空隙率は、５０％以上８０％以下であってもよい。

【0012】

前記伝熱部材にあっては、前記伝熱部材の表面より高さ方向外側における前記表層の空隙率は、５０％以上９０％以下であってもよい。

【0013】

前記伝熱部材にあっては、前記表層の高さ方向での投影における単位面積あたりの前記表層の表面積増加率は、１１０％以上３００％以下であってもよい。

【0014】

前記伝熱部材は、前記表層を有し前記第一方向に突出した凸部を備えてもよい。

【0015】

前記伝熱部材は、導電性の金属材料によって作られたバスバーであってもよい。

【0016】

前記伝熱部材は、流体と熱交換する熱交換部材であってもよい。

【0017】

前記伝熱部材は、沸騰伝熱部材であり、発熱体から前記表層を介して冷媒へ熱伝達されてもよい。

【0018】

また、本発明の伝熱部材の製造方法は、例えば、金属材料で作られ表面を有した伝熱部材を準備する第一工程と、前記表面にレーザ光を照射することにより前記表面から吹き飛ばされた粒子を再付着させることにより、ポーラス構造を有した表層を形成する第二工程と、を備える。

【0019】

前記伝熱部材の製造方法にあっては、前記第二工程において、前記レーザ光を出射する出射部と前記伝熱部材とを相対的に移動させることにより前記レーザ光を前記表面上で相対的に掃引してもよい。

【0020】

前記伝熱部材の製造方法にあっては、前記第二工程において、前記レーザ光の前記表面に沿った第一方向または当該第一方向の反対方向への第一掃引が、当該第一方向と交差した第二方向に並ぶように、当該第二方向または当該第二方向の反対方向に第一間隔でずれながら複数回行われ、前記第一間隔が、前記レーザ光のビーム径以下であってもよい。

【0021】

前記伝熱部材の製造方法にあっては、前記第二工程において、前記第一掃引が前記第二方向に並ぶように複数回行われた後、前記レーザ光の前記表面に沿った前記第一方向と交差した第三方向または当該第三方向の反対方向への第二掃引が、当該第三方向と交差した第四方向に並ぶように複数回行われ、前記第二掃引の前記第四方向における第二間隔が、前記レーザ光のビーム径以下であってもよい。

【0022】

前記伝熱部材の製造方法にあっては、前記第二工程において、前記第一掃引が前記第二方向に並ぶように複数回行われた後、前記第一掃引に対して前記第二方向に前記第一間隔未満ずれた位置における前記レーザ光の前記表面に沿った前記第一方向への第二掃引が、前記第二方向に並ぶように複数回行われてもよい。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、例えば、より熱伝導性を高めることが可能な新規な構成を有した伝熱部材、および当該伝熱部材の製造方法を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、第１実施形態の伝熱部材の例示的かつ模式的な平面図である。

【図2】図２は、図１のII－II断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態の伝熱部材の製造方法を示すフローチャートである。

【図4】図４は、第１実施形態の加工システムの例示的な模式図である。

【図5】図５は、第１実施形態の伝熱部材の製造方法におけるレーザ光の掃引方法の一例を示す例示的かつ模式的な平面図である。

【図6】図６は、第１実施形態の伝熱部材の製造方法におけるレーザ光の掃引方法の別の一例を示す例示的かつ模式的な平面図である。

【図7】図７は、第１実施形態の伝熱部材の表層における表面積増加率と熱抵抗との関係を示す例示的なグラフである。

【図8】図８は、図１のII－II断面図であって、表層のうち中央位置よりも端部側の領域を示す例示的かつ模式的な図である。

【図9】図９は、図１のII－II断面図であって、表層のうち伝熱部材の表面よりも端部側の領域を示す例示的かつ模式的な図である。

【図10】図１０は、第２実施形態の伝熱部材としてのバスバーの例示的かつ模式的な平面図である。

【図11】図１１は、図１０のXI－XI断面図である。

【図12】図１２は、第３実施形態の伝熱部材としての熱交換部材の一部の例示的かつ模式的な平面図である。

【図13】図１３は、第４実施形態の伝熱部材としての熱交換部材の一部の例示的かつ模式的な平面図である。

【図14】図１４は、第５実施形態の伝熱部材としての沸騰伝熱部材を有した沸騰冷却装置の例示的かつ模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

【0026】

以下に示される実施形態は、同様の構成を備えている。よって、各実施形態の構成によれば、当該同様の構成に基づく同様の作用および効果が得られる。また、以下では、それら同様の構成には同様の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される場合がある。

【0027】

本明細書において、序数は、部品や部位等を区別するために便宜上付与されており、優先順位や順番を示すものではない。

【0028】

また、各図において、Ｘ方向を矢印Ｘで表し、Ｙ方向を矢印Ｙで表し、Ｚ方向を矢印Ｚで表す。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、互いに交差するとともに互いに直交している。なお、Ｘ方向は、延び方向、あるいは掃引方向とも称され、Ｙ方向は、延び方向、あるいは掃引方向とも称され、Ｚ方向は、厚さ方向あるいは高さ方向とも称されうる。

【0029】

［第１実施形態］
図１は、本実施形態の伝熱部材１０の平面図、図２は、図１のII－II断面図である。

【0030】

伝熱部材１０は、例えば、銅や、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金のような、熱伝導率の高い金属材料によって作られる。

【0031】

［表層の構造］
図１に示されるように、伝熱部材１０は、平面状の面１０ａを有しており、面１０ａの少なくとも一部には、ポーラス構造を有した表層２０が設けられている。面１０ａは、表面の一例である。表層２０は、レーザ光の照射によって形成される。表層２０の加工については後述する。

【0032】

図２に示されるように、表層２０は、伝熱部材１０のＺ方向の端部において、Ｚ方向における略一定の厚さ（深さ）で、言い換えるとＺ方向の所定区間に渡り、Ｘ方向およびＹ方向に、言い換えるとＺ方向と交差しかつ直交する方向に、広がっている。Ｚ方向は、第一方向の一例である。

【0033】

表層２０は、複数の突起２０ｐと複数の閉孔２０ｈと含むポーラス構造を有している。表層２０は、例えば、Ｚ方向（の反対方向）に見た場合の所定範囲において、Ｚ方向に最も高く突出している先端２０ｔと、当該先端２０ｔからＺ方向の反対方向に最も離れた閉孔２０ｂと、の間の、Ｚ方向と交差しかつ直交して広がった層と定義されうる。

【0034】

表層２０は、二つの層に大別することができる。一つは、閉孔２０ｂよりも突起２０ｐがより多く存在する第一層Ｌ１であり、もう一つは、突起２０ｐよりも閉孔２０ｂがより多く存在する第二層Ｌ２である。第一層Ｌ１は、所定の高さ（厚さ）でＺ方向と交差しかつ直交して広がっており、第二層Ｌ２は、所定の深さ（厚さ）でＺ方向と交差しかつ直交して広がっている。第一層Ｌ１および第二層Ｌ２は、互いにＺ方向に隣接している。また、第一層Ｌ１は、第二層Ｌ２よりも外側に位置している。第一層Ｌ１は、突起層の一例であり、第二層Ｌ２は、閉孔層の一例である。

【0035】

表層２０の空隙率は、当該表層２０（計測対象部位）の断面における、空隙領域の材料領域に対する比率である。空隙率は、例えば、表層２０の複数の断面画像に対する画像処理により、空隙領域の材料領域に対する面積比として算出することができる。例えば、図２に示されるＺ方向に沿いＹ方向と交差する断面画像においては、計測対象部位ＰのＸ方向の長さＬｘ、計測対象部位ＰのＺ方向の長さＬｚ（深さ）の矩形の２次元領域について、黒の空隙領域の面積をグレーの材料領域の面積で除した面積比を算出する。そして、計測対象部位Ｐ内の異なる複数箇所（例えば、４箇所）の断面画像において面積比を算出し、当該複数箇所の面積比の平均値を、空隙率として算出することができる。ここで、計測対象部位Ｐの長さＬｚは、例えば、計測対象部位ＰのＺ方向に沿う複数の断面画像において、Ｚ方向に最も高く突出している先端２０ｔと、当該先端２０ｔからＺ方向の反対方向に最も離れた閉孔２０ｂと、の間の、Ｚ方向長さとすることができる。計測対象部位ＰのＸ方向の長さＬｘは、レーザ加工が施された範囲内で適宜に設定することができる。また、上述した第一層Ｌ１や第二層Ｌ２などの層毎の空隙率も、画像処理の対象となる矩形の２次元領域の範囲を変更することにより、同様に算出することができる。なお、断面の方向や、位置、数等は、適宜に設定することができる。また、空隙率は、法線方向が互いに異なる複数の断面における面積比の平均値として算出してもよい。また、平均をとる断面数は、少なくとも２以上であれば良いが、位置や方向による加工状態のばらつきが低ければ１でもよいし、より計測精度を高めるため３以上としてもよい。また、空隙率は、同様のレーザ加工を施した複数のサンプルについて、算出するのが好ましい。なお、本実施形態では、空隙率は、断面から二次元的に算出しているが、平均をとる断面数が多い場合や、位置による形状のばらつきが比較的少ない場合にあっては、空隙の容積の材料の体積に対する比率、すなわち三次元的な空隙率とほぼ同じであると考えることができる。

【0036】

表層２０の空隙率は、例えば、４サンプルにおいて、（１）７６．７％、（２）８０．０％、（３）７３．７％、（４）８１．４％であり、平均７７．９％であった。これらの調査結果を含む発明者らによる鋭意研究の結果、表層２０の空隙率は、好適には、５０％以上でありかつ９０％以下であり、さらに好適には、６０％以上でありかつ８５％以下であることが判明した。図２から明らかとなるように、第一層Ｌ１の空隙率は、第二層Ｌ２の空隙率よりも大きい。

【0037】

また、図２から明らかとなるように、表層２０は、不規則な凹凸を有しており、特許文献１のような周期的な凹凸は有していない。

【0038】

［レーザ光の照射による表層の加工］
図３は、伝熱部材の製造方法を示すフローチャートである。図３に示されるように、本実施形態では、まず、プレス加工や切削加工等により伝熱部材１０を成形するなどして準備し（Ｓ１、第一工程）、その後、伝熱部材１０の面１０ａにレーザ光Ｌを照射することにより当該面１０ａに表層２０を加工する（Ｓ２、第二工程）。なお、第一工程Ｓ１（準備工程）は、他の場所で成形された伝熱部材１０を搬入する工程であってもよい。

【0039】

図４は、表層２０を加工する加工システム１００の模式図である。図４に示されるように、加工システム１００は、レーザ装置１１０と、光学ヘッド１２０と、レーザ装置１１０と光学ヘッド１２０とを接続する光ファイバ１３０と、保持部材１４０とを備えている。

【0040】

レーザ装置１１０は、例えば数ｋＷのパワーのレーザ光を出力できるように構成されている。例えば、レーザ装置１１０は、内部に複数の半導体レーザ素子を備え、当該複数の半導体レーザ素子の合計の出力として数ｋＷのパワーのマルチモードのレーザ光を出力できるように構成することとしてもよい。また、レーザ装置１１０は、ファイバレーザ、ＹＡＧレーザ、ディスクレーザ等様々なレーザ光源を備えていてもよい。レーザ装置１１０は、連続波発振により、レーザ光の連続光を出射する。すなわち、レーザ装置１１０は、ＣＷ（continuous wave）レーザである。

【0041】

光ファイバ１３０は、レーザ装置１１０から出力されたレーザ光を導波し、光学ヘッド１２０に入力させる。

【0042】

保持部材１４０は、加工対象Ｗとしての伝熱部材１０を保持する。

【0043】

光学ヘッド１２０は、レーザ装置１１０から光ファイバ１３０を経由して入力されたレーザ光Ｌを、加工対象Ｗに向けて出射する光学装置である。光学ヘッド１２０は、出射部の一例である。

【0044】

光学ヘッド１２０は、コリメートレンズ１２１と集光レンズ１２２とを備えている。コリメートレンズ１２１は、入力されたレーザ光を平行光にするための光学系である。集光レンズ１２２は、平行光化されたレーザ光を集光し、レーザ光Ｌとして加工対象Ｗに照射するための光学系である。光学ヘッド１２０は、レーザ光ＬをＺ方向の反対方向に出射する。レーザ光Ｌは、加工対象Ｗの表面に照射される。表面は、被照射面とも称されうる。

【0045】

光学ヘッド１２０、保持部材１４０、および加工対象Ｗは、ケース２００内に収容されており、ケース２００内（加工室Ｒ内）、すなわち加工対象Ｗの周囲の雰囲気が、管理されている。例えば、本実施形態では、レーザ光Ｌの照射により加工対象Ｗの面１０ａから分離した材料の粒子が、再び面１０ａ上に付着して積層されるよう、面１０ａの照射位置近傍へ向けて、ガスがガスノズル等によって吹き付けられている。ガスの流量や、流速、方向、吹き付け位置などは、適宜に調整されうる。ガスは、例えば窒素ガスのような不活性ガスである。

【0046】

加工システム１００は、光学ヘッド１２０と加工対象Ｗすなわち加工対象Ｗを保持する保持部材１４０との相対位置を変更可能に構成されている。これにより、加工対象Ｗの面１０ａ上で、レーザ光Ｌの照射位置が移動する。これにより、レーザ光Ｌは、面１０ａ上を掃引される。言い換えると、面１０ａにおけるレーザ光Ｌのスポット（照射位置）は、面１０ａ上を移動する。

【0047】

面１０ａ上におけるレーザ光Ｌの照射位置の移動、すなわち光学ヘッド１２０と加工対象Ｗとの相対移動は、光学ヘッド１２０の単独、加工対象Ｗ（保持部材１４０）の単独、あるいは光学ヘッド１２０および加工対象Ｗの双方を移動する移動機構（不図示）により、実現されうる。

【0048】

［掃引方法］
図５は、加工対象Ｗの面１０ａにおけるレーザ光Ｌのスポット（不図示）の掃引方法の一例を示し、図６は、加工対象Ｗの面１０ａにおけるレーザ光Ｌのスポットの掃引方法の別の一例を示す。なお、図５，６は、面１０ａの加工領域の一部を拡大して示した図である。

【0049】

図５の場合、まずは、図中に破線の矢印で示されるように、レーザ光Ｌの面１０ａに沿ったＸ方向およびＸ方向の反対方向への交互の掃引（ｓ１）が、Ｙ方向に並ぶように複数回実行される。Ｘ方向およびＸ方向の反対方向への掃引は、第一掃引ｓ１の一例であり、Ｘ方向は、第一方向の一例であり、Ｙ方向は、第二方向の一例である。第一掃引ｓ１のそれぞれの掃引位置は、例えば、Ｙ方向またはＹ方向の反対方向に間隔ｐｓ１でずれている。また、間隔ｐｓ１は、レーザ光Ｌのスポット径（ビーム径、不図示）以下となるよう、設定されている。間隔ｐｓ１は、第一間隔の一例である。なお、ここでは、Ｘ方向への第一掃引ｓ１と、Ｘ方向の反対方向への第一掃引ｓ１とが交互に実行される例が示されたが、これには限定されず、例えば、Ｘ方向への第一掃引ｓ１のみが実行されてもよいし、Ｘ方向の反対方向への第一掃引ｓ１のみが実行されてもよいし、Ｘ方向への第一掃引ｓ１が複数回実行された後にＸ方向の反対方向への第一掃引ｓ１が複数回実行されてもよい。

【0050】

次に、図中に実線の矢印で示されるように、レーザ光Ｌの面１０ａに沿ったＹ方向およびＹ方向の反対方向への交互の掃引（ｓ２）が、Ｘ方向に並ぶように複数回実行される。Ｙ方向およびＹ方向の反対方向への掃引は、第二掃引ｓ２の一例であり、Ｙ方向は、第三方向の一例であり、Ｘ方向は、第四方向の一例である。第二掃引ｓ２のそれぞれの掃引位置は、例えば、Ｘ方向またはＸ方向の反対方向に間隔ｐｓ２でずれている。また、間隔ｐｓ２は、レーザ光Ｌのスポット径（ビーム径、不図示）以下となるよう、設定される。間隔ｐｓ２は、第二間隔の一例である。間隔ｐｓ２は、間隔ｐｓ１と同じであってもよいし、異なってもよい。なお、ここでは、Ｙ方向への第二掃引ｓ２と、Ｙ方向の反対方向への第二掃引ｓ２とが交互に実行される例が示されたが、これには限定されず、例えば、Ｙ方向への第二掃引ｓ２のみが実行されてもよいし、Ｙ方向の反対方向への第二掃引ｓ２のみが実行されてもよいし、Ｙ方向への第二掃引ｓ２が複数回実行された後にＹ方向の反対方向への第二掃引ｓ２が複数回実行されてもよい。また、第三方向は、第一方向と交差していればよく、Ｙ方向には限定されない、言い換えると、Ｙ方向に対して傾斜した方向であってもよい。

【0051】

他方、図６の場合、まずは、図中に破線の矢印で示されるように、レーザ光Ｌの面１０ａに沿ったＸ方向およびＸ方向の反対方向への交互の掃引（ｓ１）が、Ｙ方向に並ぶように複数回実行される。Ｘ方向およびＸ方向の反対方向への掃引は、第一掃引ｓ１の一例であり、第一掃引については、図５の場合と同様であるため、説明を割愛する。

【0052】

次に、図中に実線の矢印で示されるように、レーザ光Ｌの面１０ａに沿ったＸ方向およびＸ方向の反対方向への交互の掃引（ｓ２）が、Ｙ方向に並ぶように複数回実行される。ここでのＸ方向およびＸ方向の反対方向への掃引は、第二掃引ｓ２の一例である。第一掃引ｓ１と第二掃引ｓ２とは、平行である。また、第二掃引ｓ２のＹ方向の位置は、第一掃引ｓ１のＹ方向の位置に対して、それぞれ間隔ｐｓ１未満ずれた位置において、実行される。また、第二掃引ｓ２のそれぞれの掃引位置は、例えば、Ｙ方向またはＹ方向の反対方向に間隔ｐｓ２でずれている。間隔ｐｓ２は、レーザ光Ｌのスポット径（ビーム径、不図示）以下となるよう、設定される。間隔ｐｓ２は、間隔ｐｓ１と同じであってもよいし、異なってもよい。なお、ここでは、Ｘ方向への第二掃引ｓ２と、Ｘ方向の反対方向への第二掃引ｓ２とが交互に実行される例が示されたが、これには限定されず、例えば、Ｘ方向への第二掃引ｓ２のみが実行されてもよいし、Ｘ方向の反対方向への第二掃引ｓ２のみが実行されてもよいし、Ｘ方向への第二掃引ｓ２が複数回実行された後にＸ方向の反対方向への第二掃引ｓ２が複数回実行されてもよい。

【0053】

本実施形態の表層２０は、加工対象Ｗの面１０ａに対するＣＷレーザであるレーザ光Ｌの照射により、溶融金属が吹き飛ばされることにより凹部（空隙）が形成されるとともに、吹き飛ばされた溶融金属が再付着することにより凸部が形成されることによって、得られる。この結果、本実施形態の表層２０では、互いに隣接した凹部が二次元的および三次元的に連通するとともに、凹部の外側（Ｚ方向）の開口が比較的狭まった、複雑かつ不規則な凹凸構造（多孔質金属層）が得られるため、表層２０において材料部分の表面積が大幅に増大する。このような構成によれば、例えばパルスレーザの照射によって材料の表面に凹部や凸部が規則的に配置された比較的単純な凹凸構造を有した従来構造に比べて、より大きな表面積が得られ、ひいては熱抵抗を低減でき、放熱性や熱交換性を向上できることが判明した。

【0054】

［表面積増加率と熱抵抗］
図７は、複数のサンプルにおける表層２０の表面積増加率と熱抵抗との関係を示すグラフである。どの条件においても未加工銅板の熱抵抗０．２６と比較して低下している。表面積増加率は、Ｚ方向における投影面積の単位面積（例えば、１［ｃｍ^２］）あたりの、レーザ加工により表層２０の表面積が増加した比率である。レーザ加工前（未加工あるいは無加工）とレーザ加工後とで表面積が変化しない場合は、表面積増加率が１００％であり、レーザ加工によりレーザ加工前に対して表面積が少しでも増加すると表面積増加率は１００％よりも大きな値となる。表面積増加率が大きいほど、凹凸によって表面積がより増大していることを示す。表層２０の表面積は、例えば、ＫＥＹＥＮＣＥ社のＶＲ－３０００などの計測装置によって計測された三次元的な表面形状から算出することができる。表面積増加率は、所定範囲（例えば、Ｚ方向の反対方向に見た平面視で２０［ｍｍ］×２０［ｍｍ］の範囲）について、計測装置から得られた表面積を、当該所定範囲が平面である場合の面積（例えば、２０［ｍｍ］×２０［ｍｍ］の範囲の場合、４００［ｍｍ^２］）で除算することにより、得られる。

【0055】

発明者らは、図７に示されるように、本実施形態の表層２０では、表面積増加率と熱抵抗との相関関係が、表面積増加率の値Ｒｂを境に、変化していることを見出した。すなわち、本実施形態の表層２０においては、表面積増加率が値Ｒｂよりも小さい範囲では、表面積増加率が大きいほど熱抵抗が小さいが、表面積増加率が値Ｒｂよりも大きい範囲では、表面積増加率が大きいほど熱抵抗が大きいことが判明した。これは、上述したように、本実施形態の表層２０においては、面１０ａから分離して再付着した粒子により図２に示されるような閉孔２０ｈが形成されるが、表面積増加率が大きい表層２０ほど、当該表層２０における閉孔２０ｈの体積比率、すなわち熱伝導率のより低い気体の体積比率が大きくなるためであると、推察される。

【0056】

このような知見に基づき、表層２０は、熱抵抗が閾値Ｔｈ以下となる表面積増加率の範囲、すなわち下限値Ｒｍｉｎ以上、上限値Ｒｍａｘ以下となる形状を有するのが好適であり、具体的には、１１０％以上でありかつ３００％以下であるのが好適であり、２００％以上でありかつ２３０％以下であるのがさらに好適であることが判明した。

【0057】

［空隙率（図２とは異なる範囲）］
空隙率は、当該空隙率の算出対象となる範囲が異なる場合についても、上述した断面画像の画像処理において、対象となる矩形の２次元領域を変更することにより、同様に算出することができる。

【0058】

図８は、図２と同位置での伝熱部材１０の断面を示す。ただし、図８には、表層２０のうちＺ方向の中央位置ＣＦよりもＺ方向の端部側（表面側、外側）の領域Ｌｕが示されている。中央位置ＣＦは、Ｚ方向（の反対方向）に見た場合の所定範囲において、表層２０の先端２０ｔと最深の閉孔２０ｂとの間のＺ方向の中央に位置した、Ｚ方向と交差しかつ直交する面の位置である。

【0059】

中間位置ＣＦよりも外側（Ｚ方向の前方）における表層２０の空隙率は、例えば、４サンプルにおいて、（１）６７．５％、（２）６６．０％、（３）６５．６％、（４）６８．１％であり、平均６６．８％であった。これらの調査結果を含む発明者らによる鋭意研究の結果、表層２０の空隙率は、好適には、５０％以上でありかつ８０％以下であり、さらに好適には、６０％以上でありかつ７０％以下であることが判明した。

【0060】

また、図９は、図２と同位置での伝熱部材１０の断面を示す。ただし、図９には、表層２０のうち、当該表層２０を加工していない領域の面１０ａ（あるいは加工する前の面１０ａ）よりもＺ方向の端部側（表面側、外側）の領域Ｌｐが示されている。

【0061】

面１０ａよりも外側（Ｚ方向の前方）における表層２０の空隙率は、例えば、４サンプルにおいて、（１）７６．０％、（２）７３．０％、（３）７１．９％、（４）７６．８％であり、平均７４．５％であった。これらの調査結果を含む発明者らによる鋭意研究の結果、表層２０の空隙率は、好適には、５０％以上でありかつ９０％以下であり、さらに好適には、６０％以上でありかつ８０％以下であることが判明した。面１０ａよりも外側（Ｚ方向の前方）における表層２０の体積材料比率は（１－空隙率）となる。この場合の体積材料比率は、再堆積した材料の比率であると言うことができる。

【0062】

以上、説明したように、本実施形態では、伝熱部材１０は、金属材料で作られており、表層２０を備えている。表層２０は、Ｚ方向（第一方向）の端部で当該Ｚ方向の所定区間に渡って当該Ｚ方向と交差して広がるポーラス構造を有している。

【0063】

このような構成によれば、例えば、単に表面にポーラス状の凹凸が設けられたに過ぎない伝熱部材よりも表面積が大きくなりやすく、熱伝導性をより高めやすい。

【0064】

また、本実施形態では、例えば、表層２０は、閉孔２０ｈよりも突起２０ｐが多く存在する第一層Ｌ１（突起層）と、当該第一層Ｌ１に対してＺ方向（第一方向）の反対側に隣接し突起２０ｐよりも閉孔２０ｈが多く存在する第二層Ｌ２（閉孔層）と、を有している。

【0065】

本実施形態のように、レーザ光Ｌの照射によって面１０ａから分離した材料の粒子が当該面１０ａ上に再付着して堆積する場合に、このような構成が得られる。当該構成によれば、例えば、単に表面にポーラス状の凹凸が設けられたに過ぎない伝熱部材よりも表面積が大きくなりやすく、熱伝導性をより高めやすい。

【0066】

また、本実施形態では、例えば、表層２０の空隙率は、５０％以上９０％以下である。

【0067】

また、本実施形態では、例えば、表層２０のＺ方向（高さ方向）の中央位置ＣＦよりも外側の空隙率は、５０％以上８０％以下である。

【0068】

さらに、本実施形態では、例えば、伝熱部材１０の面１０ａよりＺ方向（高さ方向）の外側における表層２０の空隙率は、５０％以上９０％以下である。

【0069】

発明者らの研究により、空隙率がこのような範囲内であれば、熱伝導性をより高めやすいことが判明した。

【0070】

また、本実施形態では、例えば、表面積増加率、すなわち、表層２０のＺ方向（高さ方向）での投影における単位面積あたりの当該表層２０の比率は、１１０％以上３００％以下である。

【0071】

発明者らの研究により、表面積増加率がこのような範囲内であれば、熱伝導性をより高めやすいことが判明した。

【0072】

また、本実施形態の伝熱部材１０の製造方法は、例えば、伝熱部材１０を準備する工程Ｓ１（第一工程）と、伝熱部材１０の面１０ａにレーザ光Ｌを照射することにより面１０ａから吹き飛ばされた粒子を再付着させることにより、ポーラス構造を有した表層２０を形成する工程Ｓ２（第二工程）と、を備えている。

【0073】

上記第二工程により、ポーラス構造を有し熱伝導性の高い表層２０を形成することができ、これにより、伝熱部材１０の面１０ａに、より熱伝導性の高い表層２０を構成することができる。

【0074】

また、本実施形態では、例えば、工程Ｓ２（第二工程）において、レーザ光Ｌを出射する光学ヘッド１２０（出射部）と加工対象Ｗ（伝熱部材１０）とを相対的に移動させることによりレーザ光Ｌを面１０ａ上で相対的に掃引する。

【0075】

このような構成によれば、例えば、パルスレーザ光を照射する場合に比べて、表層２０をより迅速に形成することができる。また、レーザ光Ｌの連続光を照射することにより、パルスレーザ光を照射した場合に比べて、規則的な凹凸が形成され難くなり、その分、表面積が大きくなりやすく、熱伝導性をより高めやすい。

【0076】

また、本実施形態では、例えば、工程Ｓ２（第二工程）において、レーザ光Ｌの面１０ａに沿ったＸ方向（第一方向）または当該Ｘ方向の反対方向（第一方向の反対方向）への第一掃引ｓ１が、当該Ｘ方向と交差したＹ方向（第二方向）に並ぶように、当該Ｙ方向または当該Ｙ方向の反対方向に間隔ｐｓ１（第一間隔）でずれながら複数回行われ、間隔ｐｓ１が、レーザ光Ｌのビーム径以下である。

【0077】

このような構成によれば、例えば、面１０ａ上に、平面的に隙間無く広がった表層２０を形成することができる。また、第一掃引ｓ１の境界部分に比較的広い間隔で規則的な凸条が形成され、これにより表面積が増大し難くなるのを回避することができる。

【0078】

また、本実施形態では、例えば、工程Ｓ２（第二工程）において、第一掃引ｓ１がＹ方向に並ぶように複数回行われた後、レーザ光Ｌの面１０ａに沿ったＸ方向と交差したＹ方向（第三方向）または当該Ｙ方向の反対方向への第二掃引ｓ２が、当該Ｙ方向と交差したＸ方向（第四方向）に並ぶように複数回行われ、第二掃引ｓ２のＸ方向における間隔ｐｓ２（第二間隔）が、レーザ光Ｌのビーム径以下である。

【0079】

このような構成によれば、例えば、面１０ａ上に、平面的に隙間無く広がった表層２０を形成することができる。また、第一掃引ｓ１の境界部分および第二掃引ｓ２の境界部分に比較的広い間隔で規則的な凸条が形成され、これにより表面積が増大し難くなるのを回避することができる。

【0080】

また、本実施形態では、工程Ｓ２（第二工程）において、第一掃引ｓ１がＹ方向に並ぶように複数回行われた後、第一掃引ｓ１に対してＹ方向（第二方向）に間隔ｐｓ１未満ずれた位置におけるレーザ光Ｌの面１０ａに沿ったＸ方向（第一方向）の第二掃引ｓ２が、Ｙ方向（第二方向）に並ぶように複数回行われる。

【0081】

このような構成によれば、例えば、面１０ａ上に、平面的に隙間無く広がった表層２０を形成することができる。また、第一掃引ｓ１の境界部分に比較的広い間隔で規則的な凸条が形成され、これにより表面積が増大し難くなるのを回避することができる。

【0082】

本実施形態の伝熱部材１０は、ポーラス構造による表面積の大きな表層を有しており、真空中であっても、当該表層からの放射による高い放熱性を得ることができる。このため、例えば、宇宙基地や、宇宙ステーション、ロケット、宇宙探査機、人工衛星のような、真空であるとともに温度変化の大きい宇宙環境で使用される宇宙構造物への適用に好適である。宇宙構造物の材料としては、例えば、ステンレススチールや、チタン、チタン合金、モリブデン、タンタル等があげられる。また、従来の宇宙構造物の表面に塗布されていた放熱性を高めるための塗料等が不要となる分、例えば、宇宙構造物の製造の手間やコストを抑制できるという利点も得られる。

【0083】

［第２実施形態］
図１０は、第２実施形態の伝熱部材としてのバスバー１０Ａの平面図であり、図１１は、図１０のXI－XI断面図である。

【0084】

バスバー１０Ａは、導電性の金属材料で作られている。長手方向の端部１０ｂには、それぞれ、他の電気部品の端子と機械的かつ電気的に接続するための貫通穴１０ｃが設けられている。

【0085】

バスバー１０Ａは、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金のような、電気抵抗率の小さい金属材料によって作られるのが好適である。電気抵抗率が小さいという観点からは、バスバー１０Ａは、銅によって作られるのが好適である。

【0086】

バスバー１０Ａは、扁平な帯状かつ板状の形状を有している。バスバー１０Ａは、Ｙ方向に略一定の幅およびＺ方向に略一定の厚さ（高さ）で、Ｘ方向に延びている。

【0087】

バスバー１０Ａは、Ｚ方向およびＺ方向の反対方向の端部において、二つの面１０ａ，１０ｄを有している。面１０ａ，１０ｄは、Ｚ方向と交差しかつ直交して広がっている。本実施形態では、面１０ａ，１０ｄは、Ｚ方向と直交し、Ｘ方向およびＹ方向に延びている。面１０ａ，１０ｄは、表面の一例である。

【0088】

バスバー１０Ａの面１０ａの、貫通穴１０ｃの近傍には、第一実施形態と同様の構成を有した表層２０が設けられている。貫通穴１０ｃは、他の導体との接続部分であるため、通電により導体自体の抵抗により発熱する。さらに、貫通穴１０ｃの近傍において、他の導体との間の接触抵抗等により発熱することがある。すなわち、貫通穴１０ｃの近傍は、発熱部位とも称されうる。この点、本実施形態によれば、貫通穴１０ｃの近傍領域において、当該貫通穴１０ｃから隙間をあけて離れた位置に、表層２０が設けられているため、接触抵抗に基づくバスバー１０Ａあるいは当該バスバー１０Ａと接続される導体の温度の過度な上昇を、抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、表層２０により、伝熱部材としてのバスバー１０Ａの温度上昇を抑制することができる。

【0089】

また、図１１に示されるように、表層２０は、面１０ａから突出した突出部１０ｅに設けられている。突出部１０ｅは、凸部の一例である。このような構成によれば、例えば、表層２０の凹部あるいは閉孔２０ｈによりバスバー１０Ａの断面積が小さくなり電気抵抗が増大するのを、抑制することができる。

【0090】

［第３実施形態および第４実施形態］
図１２は、第３実施形態の伝熱部材としての熱交換部材１０Ｂの平面図であり、図１３は、第４実施形態の伝熱部材としての熱交換部材１０Ｃの平面図である。

【0091】

伝熱部材としての熱交換部材１０Ｂ，１０Ｃは、いずれも、流体Ｆとの間で熱交換する部材である。流体Ｆは、気体でもよいし、液体でもよいし、例えば、混相流のような、他の流体であってもよい。熱交換部材１０Ｂ，１０ＣのＺ方向の端部に位置する面１０ａ上には、それぞれ、複数の表層２０が設けられている。表層２０は、それぞれ、第１実施形態または第２実施形態と同様の構成を有している。すなわち、表層２０は、第１実施形態のように、面１０ａ上に、面１０ａからの突出高さが比較的低い状態で設けられてもよいし、第２実施形態のように、面１０ａからＺ方向に突出した状態に設けられてもよい。流体Ｆは表層２０を通過するときに乱流となり、効果的に熱交換される。表層２０の間の平坦部では層流となり、流路の抵抗を下げることに寄与する。

【0092】

熱交換部材１０Ｂにおいて、表層２０は、流体Ｆの流れる方向に沿って延びている。この例において、表層２０は、平面視において、流体Ｆの流れの向き（Ｘ方向）に沿って延びる長方形状あるいは長円形状の形状を有しているが、発熱量と流量に応じて好適に設計されうるため、これには限定されず、例えば、翼型形状のような他の形状を有してもよい。

【0093】

また、熱交換部材１０Ｃにおいて、表層２０は、例えば平面視で格子点状に離散的に配置されており、流体Ｆは、表層２０の間を通過する。この例において、熱交換部材１０Ｃの表層２０は、平面視において、流体Ｆの流れの向き（Ｘ方向）およびその反対方向（Ｘ方向の反対方向）に突出した角部を有した菱形状の形状を有しているが、発熱量と流量に応じて好適に設計されうるため、これには限定されず、例えば、円形状のような他の形状を有してもよい。

【0094】

このように、伝熱部材としての熱交換部材１０Ｂ，１０Ｃにおいて、表層２０が設けられることにより、表層２０が無い場合に比べて、熱交換部材１０Ｂ，１０Ｃと流体Ｆとの間での熱交換における熱流束が増大する。その結果、例えば、水冷ヒートシンクのような、発熱体の温度を下げる用途に用いることができ、放熱フィンや放熱ピンを用いた場合と比較して、小型化や製造コストの面で効果が得られる。

【0095】

［第５実施形態］
図１４は、伝熱部材としての沸騰伝熱部材１０Ｄを有した沸騰冷却装置３０の断面図である。

【0096】

図１４において、沸騰冷却装置３０は、受熱部３２と放熱部３３とを有したチャンバ３１を備えている。チャンバ３１は、中空状の形状を有し、チャンバ３１内には、液相状態の冷媒３４が収容されている。受熱部３２は、放熱部３３の鉛直下方に位置され、受熱部３２と放熱部３３とは中間開口３５を介して連通している。冷媒３４は、略真空状態のチャンバ３１内に封入されている。また、放熱部３３内には、冷却流体配管３６が設けられている。

【0097】

受熱部３２の底部には、開口３２ａが設けられており、当該開口３２ａは、伝熱部材としての沸騰伝熱部材１０Ｄによって、気密および液密状態で塞がれている。沸騰伝熱部材１０Ｄは、ヒートスプレッダ３７を介して発熱体Ｈと熱的に接続されている。

【0098】

沸騰伝熱部材１０Ｄの面１０ａには、第１実施形態と同様の表層２０が設けられている。表層２０は、チャンバ３１内に露出されており、冷媒３４と接触している。

【0099】

上述した沸騰冷却装置３０において、発熱体Ｈからの熱が、ヒートスプレッダ３７および沸騰伝熱部材１０Ｄの表層２０を介して冷媒３４に伝達される。冷媒３４は、沸騰伝熱部材１０Ｄの表層２０に触れている部分において、沸騰して気泡となり、液相の冷媒３４中に放出される。気泡は、液相の冷媒３４中を上昇して放熱部３３に至り、放熱部３３において冷却流体配管３６内を流れる冷却流体に放熱して再液化し、受熱部３２に戻る。このような動作を繰り返すことによって、発熱体Ｈからの熱が、冷媒３４を介して放熱部３３に輸送され、放熱部３３から放熱される。本実施形態によれば、表層２０により、沸騰伝熱部材１０Ｄから冷媒３４への伝熱における熱流束が増大し、ひいては、沸騰冷却装置３０の効率が向上する。

【0100】

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成や、形状、等のスペック（構造や、種類、方向、型式、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0101】

本発明は、伝熱部材および伝熱部材の製造方法に適用することができる。

【符号の説明】

【0102】

１０…伝熱部材
１０Ａ…バスバー（伝熱部材）
１０Ｂ…熱交換部材（伝熱部材）
１０Ｃ…熱交換部材（伝熱部材）
１０Ｄ…沸騰伝熱部材（伝熱部材）
１０ａ…面（表面）
１０ｂ…端部
１０ｃ…貫通穴
１０ｄ…面
１０ｅ…突出部
２０…表層
２０ｂ…閉孔
２０ｈ…閉孔
２０ｐ…突起
２０ｔ…先端
３０…沸騰冷却装置
３１…チャンバ
３２…受熱部
３２ａ…開口
３３…放熱部
３４…冷媒
３５…中間開口
３６…冷却流体配管
３７…ヒートスプレッダ
１００…加工システム
１１０…レーザ装置
１２０…光学ヘッド
１２１…コリメートレンズ
１２２…集光レンズ
１３０…光ファイバ
１４０…保持部材
２００…ケース
Ｌ…レーザ光
Ｌ１…第一層（突起層）
Ｌ２…第二層（閉孔層）
Ｌｘ，Ｌｚ…長さ
Ｐ…計測対象部位
ｐｓ１…間隔
ｐｓ２…間隔
Ｓ１…工程
Ｓ２…工程
ｓ１…第一掃引
ｓ２…第二掃引
Ｒ…加工室
Ｗ…加工対象
Ｘ…方向（延び方向、掃引方向、第一方向、第四方向）
Ｙ…方向（延び方向、掃引方向、第二方向、第三方向）
Ｚ…方向（厚さ方向、高さ方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】