JP7635360B2 - 熱デバイス - Google Patents

Description

本開示は、熱デバイスに関する。

従来、相変態物質の潜熱を利用した熱デバイスが知られている。たとえば、熱デバイスの一種であるベーパーチャンバーは、内部に封入された作動液の蒸発および凝縮に伴う潜熱を利用して高温部から低温部へ熱を輸送することで、発熱部品から熱を放出する（特許文献１参照）。

実開昭５４－４２９７３号公報

本開示の一態様による熱デバイスは、セラミック製の容器と、流体と、封止部とを有する。容器は、内部空間と、内部空間と繋がる開口部と、内部空間と開口部とを繋ぐ連通路とを有する。流体は、内部空間に位置する。封止部は、開口部を塞ぐ。また、封止部は、芯部と、芯部と繋がる鍔部とを有する。鍔部は、開口部の周囲で容器と接合されている。芯部は、開口部内に位置している。芯部の一部は、開口部の壁面に接触している。

図１は、実施形態に係る放熱デバイスの斜視図である。 図２は、実施形態に係る第１部材をＺ軸負方向側からＺ軸正方向に見た図である。 図３は、実施形態に係る第２部材をＺ軸正方向側からＺ軸負方向に見た図である。 図４は、実施形態に係る中間部材をＺ軸正方向側からＺ軸負方向に見た図である。 図５は、図４に示す中間部材に対して図２に示す第１溝形成領域および図３に示す第２溝形成領域を重畳させた図である。 図６は、実施形態に係る放熱デバイスにおける作動液の流れを説明するための図である。 図７は、実施形態に係る放熱デバイスにおける作動液の流れを説明するための図である。 図８は、連通路の構成例を示す模式的な断面図である。 図９は、封止部の構成を示す模式的な断面図である。 図１０は、図９に示すＸ－Ｘ線矢視における模式的な断面図である。 図１１は、環状体の構成の一例を示す模式的な断面図である。 図１２は、環状体の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。 図１３は、環状体の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。 図１４は、環状体の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。 図１５は、環状体の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。 図１６は、塊状体の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。 図１７は、塊状体の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。 図１８は、連通路の構成の他の一例を示し模式的な断面図である。 図１９は、封止工程の一例を説明するための図である。 図２０は、封止工程の一例を説明するための図である。 図２１は、封止工程の一例を説明するための図である。 図２２は、第１変形例に係る放熱デバイスの構成を示す模式的な断面図である。 図２３は、第２変形例に係る放熱デバイスの構成を示す模式的な断面図である。

以下に、本開示による熱デバイスを実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

また、以下参照する各図面では、説明を分かりやすくするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする直交座標系を示す場合がある。

上述した従来技術では、密閉性を向上させるという点でさらなる改善の余地がある。

本開示による熱デバイスは、セラミック製の容器と、流体と、封止部とを有する。容器は、内部空間と、内部空間と繋がる開口部と、内部空間と開口部とを繋ぐ連通路とを有する。流体は、内部空間に位置する。封止部は、開口部を塞ぐ。封止部は、芯部と、芯部と繋がる鍔部とを有する。鍔部は、開口部の周囲で容器と接合されている。芯部は、開口部内に位置している。芯部の一部は、開口部の壁面に接触している。かかる構成を有する熱デバイスは、密閉性が高い。

鍔部は、金属からなる接合層を介して前記容器と接合されてもよい。かかる構成を有する熱デバイスは、密閉性がさらに高い。

芯部は、本体部と、本体部の全周に亘って位置し、鍔部と繋がる大径部とを有していてもよい。この場合、大径部の厚みは、鍔部の厚みより薄くてもよい。かかる構成とした場合、大径部は、鍔部と比べて弾性変形し難くなり、大径部への応力集中が緩和される。これにより、連通路の開口縁部におけるクラックの発生を抑制することができる。

大径部の先端部は、先細り形状を有していてもよい。これにより、連通路の壁面におけるクラックの発生を抑制することができる。

封止部は、開口部の縁部と離隔していてもよい。これにより、連通路の開口縁部にクラックを生じさせにくくすることができる。

封止部は、上面に凹部または凸部を有していてもよい。たとえば封止部が凸部を有する場合、封止部を熱源に当接させることが容易となる。これにより、封止部を介して熱デバイスの内部に熱を伝え易くなることから、熱デバイスの熱交換効率を高めることができる。

容器は、主面と、前記主面に対して窪んだ窪み面を有していてもよい。この場合、開口部は、窪み面に開口し、鍔部は、窪み面に位置してもよい。かかる構成とすることにより、熱デバイスの厚みを抑えることができる。

以下に示す実施形態では、封止部が、塊状体および環状体の２つの部材を含む場合の例について説明するが、封止部は、必ずしも複数の部材を含むことを要さず、１つの部材からなるものであってもよい。

また、以下では、本開示による熱デバイスの一例として、作動液（流体または相変態物質の一例）の蒸発および凝縮に伴う潜熱を利用して高温部から低温部へ効率良く熱を移動させる放熱デバイス、具体的には、ベーパーチャンバーを挙げて説明する。

まず、実施形態に係る放熱デバイスの全体構成について図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係る放熱デバイスの斜視図である。

図１に示すように、放熱デバイス１は、セラミック製の容器２を有する。容器２は、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０を有する。第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０は、いずれも板状であり、第１部材１０と第２部材２０とで中間部材３０を挟み込むように積層される。

容器２は、作動領域１００および枠領域２００を有する。作動領域１００は、内部空間を有しており、かかる内部空間には、相変態物質としての作動液が封入されている。作動液としては、たとえば、水、炭化水素系化合物、有機液体（たとえばエタノールおよびメタノール等）、アンモニアなどの液体が用いられ得る。

枠領域２００は、作動領域１００を囲む領域である。言い換えれば、枠領域２００は、放熱デバイス１のうち作動領域１００よりも外側の領域である。作動領域１００は概ね中空状であるのに対し、枠領域２００は概ね中実状である。

枠領域２００は、たとえば、第１部材１０と中間部材３０との界面または第２部材２０と中間部材３０との界面から作動液や作動液の蒸気が漏れ出したり、あるいは、外部の雰囲気が上記界面から作動領域１００の内部空間に入り込んだりすることを抑制する（すなわち、密閉性を確保する）ために敢えて幅広に形成された領域である。

容器２は、作動領域１００の内部空間を外部と連通する複数（ここでは、２つ）の連通路１４，１５を有している。連通路１４，１５のうち、たとえば連通路１４は、作動液注入孔として用いられ、連通路１５は気体排出孔として用いられる。この場合、放熱デバイス１の製造工程において、連通路１４から作動領域１００の内部空間に作動液が注入され、これに伴い、作動領域１００の内部空間に存在する気体が連通路１５から外部へ排出される。連通路１４は、第１部材１０の四隅のうち１つの角部の近傍に位置し、連通路１５は、連通路１４と対角線上に位置する角部の近傍に位置する。

なお、放熱デバイス１は、必ずしも複数の連通路１４，１５を有することを要しない。たとえば、放熱デバイス１は、連通路１４，１５のうち一方のみを有する構成であってもよい。

連通路１４および連通路１５は、封止部５によって閉塞される。封止部５によって連通路１４および連通路１５が閉塞されることにより、放熱デバイス１の内部空間が密閉されて作動液が作動領域１００に封止された状態となる。このように、放熱デバイス１は、内部が密閉された密閉容器である。

作動液は、たとえば作動領域１００の内部空間の全体積に対して１０体積％以上９５体積％以下の割合で充填される。好ましくは、上記割合は、３０体積％以上７５体積％以下である。さらに好ましくは、上記割合は、４０体積％以上６５体積％以下である。また、作動領域１００の内部空間のうち作動液以外の残部は、蒸気化した作動液を一部含む真空状態となっている。これにより、高温環境下においても気液平衡を保つことができるためドライアウトしにくく、また、低温環境下においても効率よく熱拡散するため、様々な温度域において熱拡散性を高くすることができる。

第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０は、セラミックからなる。第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０を構成するセラミックとしては、たとえば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ジルコニア（ＺｒＯ_２）、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、コージェライト（Ｍｇ_２Ａｌ_３（ＡｌＳｉ_５Ｏ_１８））、シリコン含浸炭化珪素（ＳｉＳｉＣ）などが用いられ得る。また、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０を構成するセラミックは、単結晶体であってもよい。

金属製の放熱デバイスは、材質や工法上の理由から剛性が得られにくく、薄型化が困難であった。また、金属製の放熱デバイスは、作動液と接触する部分が金属であることから、耐腐食性の点で改善の余地があった。これに対し、実施形態に係る放熱デバイス１は、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０が全てセラミックからなるため、金属製の放熱デバイスと比較して薄型化が容易であり、耐腐食性にも優れる。

図１に示す例において、放熱デバイス１は、第１部材１０を上向きにした姿勢で設置されているが、放熱デバイス１の姿勢は図１の例に限定されない。たとえば、放熱デバイス１は、第１部材１０を下向きにした姿勢で設置されてもよい。また、放熱デバイス１は、図１に示すような横置きに限らず縦置きされてもよい。

セラミック製の容器を有する放熱デバイスは、セラミックが脆性材料であることから、たとえば作動液の相変態によって発生する応力等への耐久性を如何にして確保するかが重要な課題となる。

ここで、特許文献１に記載のベーパーチャンバーは、作動液を注入するための連通路が作動領域に設けられている。作動領域は、内部空間の分だけセラミックの厚さが薄くなっている。このため、作動領域に連通路が設けられた特許文献１に記載のべーバーチャンバーは、応力への耐久性が不足し易く、容器に割れ等が生じるおそれがある。また、容器に割れが生じることで、内部空間に封入されていた作動液のドライアウトが生じて放熱効率が悪化するおそれがある。

これに対し、実施形態に係る放熱デバイス１は、枠領域２００に連通路１４，１５が位置している。枠領域２００は、作動領域１００と異なり中実状である。かかる枠領域２００に連通路１４，１５が位置していることで、作動領域１００に連通路１４，１５が位置する場合と比較して耐久性を高めることができる。このように、実施形態に係る放熱デバイス１によれば、耐久性の向上を図ることができる。

また、実施形態に係る放熱デバイス１によれば、作動領域１００に連通路１４，１５が位置する場合と比較して、作動領域１００の有効スペースを広く確保することができるため、放熱特性を向上させることができる。

また、連通路１４，１５が位置する枠領域２００は、作動領域１００と同質のセラミック製であるため、熱膨張差による応力が発生し難い。このため、実施形態に係る放熱デバイス１は、信頼性が高い。

次に、第１部材１０の構成について図２を参照して説明する。図２は、実施形態に係る第１部材１０をＺ軸負方向側からＺ軸正方向に見た図である。

図２には、第１部材１０の下面、具体的には、中間部材３０の上面（第１面）と対向する面（第３面）を示している。図２に示すように、第１部材１０は、第３面に格子状の第１溝部１１を有する。

第１溝部１１は、第３面に対して凹んだ第１凹部１１ａと、第１凹部１１ａ内に位置する複数の第１凸部１１ｂとを有する。第１凹部１１ａは、第３面の中央部に位置しており、平面視における輪郭はたとえば四角形である。複数の第１凸部１１ｂは、第１凹部１１ａ内において互いに間隔を空けて縦方向および横方向に配列されている。これら第１凹部１１ａおよび複数の第１凸部１１ｂにより、第１溝部１１は格子状を有する。

以下、第１部材１０の第３面のうち、第１溝部１１が位置する領域を「第１溝形成領域１１０」と記載する。第１溝形成領域１１０は、作動領域１００の一部を構成する。また、第１部材１０は、第１溝形成領域１１０を取り囲む矩形枠状の第１枠領域２１０を有する。第１枠領域２１０は、枠領域２００の一部を構成する。

第１枠領域２１０には、第１部材１０を厚み方向（ここでは、Ｚ軸方向）に貫通する複数（ここでは、２つ）の貫通孔１４１ａ，１５１ａが位置している。貫通孔１４１ａは、連通路１４における第１部位１４１の一部を構成し、貫通孔１５１ａは、連通路１５における第１部位１５１の一部を構成する。

第１部材１０の下面（第３面）の反対側に位置する上面（第５面）の中央部には、熱源が配置される。

次に、第２部材２０の構成について図３を参照して説明する。図３は、実施形態に係る第２部材２０をＺ軸正方向側からＺ軸負方向に見た図である。

図３には、第２部材２０の上面、具体的には、中間部材３０の下面（第２面）と対向する面（第４面）を示している。図３に示すように、第２部材２０は、第４面に格子状の第２溝部２１を有する。

第２溝部２１は、第４面に対して凹んだ第２凹部２１ａと、第２凹部２１ａ内に位置する複数の第２凸部２１ｂとを有する。第２凹部２１ａは、第４面の中央部に位置しており、平面視における輪郭はたとえば四角形である。複数の第２凸部２１ｂは、第２凹部２１ａ内において互いに間隔を空けて縦方向および横方向に配列されている。これら第２凹部２１ａおよび複数の第２凸部２１ｂにより、第２溝部２１は格子状を有する。

以下、第２部材２０の第４面のうち、第２溝部２１が位置する領域を「第２溝形成領域１２０」と記載する。第２溝形成領域１２０は、作動領域１００の一部を構成する。また、第２部材２０は、第２溝形成領域１２０を取り囲む矩形枠状の第２枠領域２２０を有する。第２枠領域２２０は、枠領域２００の一部を構成する。

第２部材２０における第２溝形成領域１２０の大きさは、第１部材１０における第１溝形成領域１１０の大きさと同一である。また、第２部材２０の第４面における第２溝形成領域１２０の位置は、第１部材１０の第３面における第１溝形成領域１１０の位置と同一である。

このように、第１溝部１１および第２溝部２１の形状を格子状とすることで、放熱デバイス１の内部空間において作動液を効率よく循環させることができる。なお、第１溝部１１および第２溝部２１の形状は、必ずしも格子状であることを要しない。

第２枠領域２２０には、第２部材２０の上面（第４面）に対して凹んだ複数（ここでは、２つ）の凹部１４１ｂ，１５１ｂが位置している。凹部１４１ｂは、連通路１４における第１部位１４１の一部を構成し、凹部１５１ｂは、連通路１５における第１部位１５１の一部を構成する。

また、第２枠領域２２０には、溝部１４２ｂ，１５２ｂが位置している。溝部１４２ｂは、連通路１４における第１部位１４１の延在方向（第１方向、ここではＺ軸方向）と交差する第２方向（ここでは、Ｙ軸方向）に延在する通路であり、その一端は、第１部位１４１における凹部１４１ｂに開口し、他端は、第２溝形成領域１２０に開口している。溝部１５２ｂは、連通路１５における第１部位１５１の延在方向（第１方向、ここではＺ軸方向）と交差する第２方向（ここでは、Ｙ軸方向）に延在する通路であり、その一端は、第１部位１５１における凹部１５１ｂに開口し、他端は、第２溝形成領域１２０に開口している。

次に、中間部材３０の構成について図４を参照して説明する。図４は、実施形態に係る中間部材３０をＺ軸正方向側からＺ軸負方向に見た図である。

図４に示すように、中間部材３０は、矩形枠状の第３枠領域２３０を有する。第３枠領域２３０は、枠領域２００の一部を構成する。また、中間部材３０は、第３枠領域２３０の内方に位置する平面視円形の中央部３２と、中央部３２および第３枠領域２３０の間に位置し、中央部３２および第３枠領域２３０を繋ぐ複数の接続部３３とを有する。図４に示す例において、中央部３２は、中間部材３０の中央に位置する。また、複数の接続部３３は、互いに間隔をあけて、中央部３２から第３枠領域２３０に向かって拡幅しながら放射状に延びる。

中間部材３０は、さらに、複数の蒸気孔３６と複数の還流孔３７とを有する。複数の蒸気孔３６および複数の還流孔３７は、いずれも、中間部材３０の上面（第１面）および下面（第２面）を貫通する。

複数の蒸気孔３６は、作動液の蒸気の流路の一部として機能する。複数の蒸気孔３６は、隣り合う２つの接続部３３の間に位置している。すなわち、複数の蒸気孔３６と複数の接続部３３とは周方向に交互に位置している。複数の蒸気孔３６は、複数の接続部３３と同様、互いに間隔をあけて、中央部３２から第３枠領域２３０に向かって拡幅しながら放射状に延びる。

複数の還流孔３７は、作動液の流路の一部として機能する。還流孔３７は、上述した蒸気孔３６と比較して開口面積が小さい微細な孔である。具体的には、還流孔３７は、還流孔３７を通過する作動液に毛細管現象を発生させることができる程度に小さい。

第３枠領域２３０には、中間部材３０を厚み方向（ここでは、Ｚ軸方向）に貫通する複数（ここでは、２つ）の貫通孔１４１ｃ，１５１ｃが位置している。貫通孔１４１ｃは、連通路１４における第１部位１４１の一部を構成し、貫通孔１５１ｃは、連通路１５における第１部位１５１の一部を構成する。

図５は、図４に示す中間部材３０に対して図２に示す第１溝形成領域１１０および図３に示す第２溝形成領域１２０を重畳させた図である。なお、図５では、理解を容易にするため、連通路１４，１５を省略している。

図５に示すように、第１溝形成領域１１０および第２溝形成領域１２０は、中間部材３０の第３枠領域２３０と重複する。つまり、第１溝形成領域１１０および第２溝形成領域１２０は、中間部材３０において複数の蒸気孔３６および複数の還流孔３７が形成される領域（以下、「孔形成領域」と記載する）よりも外方に広がっている。

このように、第１部材１０の第１溝形成領域１１０および第２部材２０の第２溝形成領域１２０を中間部材３０の孔形成領域よりも広くすることで、第１溝形成領域１１０および第２溝形成領域１２０を孔形成領域と同程度とした場合と比較して、放熱デバイス１の内部空間を外方に広げることができる。

熱源は、放熱デバイス１の中央部に配置される。このため、放熱デバイス１の温度は、熱源から離れるほど、すなわち、放熱デバイス１の外周部に近くなるほど低くなる。また、作動液の蒸気は、低温領域に移動することによって凝縮して液体となる。したがって、放熱デバイス１の内部空間を外方に広げることで、作動液の凝縮がより生じ易くなる。このため、ドライアウトを生じ難くすることができる。

なお、ここでは、第１溝形成領域１１０および第２溝形成領域１２０が中間部材３０の孔形成領域よりも外方に広がっている場合の例を示したが、これに限らず、中間部材３０の孔形成領域が第１溝形成領域１１０および第２溝形成領域１２０よりも外方に広がっていてもよい。

放熱デバイス１の作動領域１００は、第１溝形成領域１１０および第２溝形成領域１２０によって挟まれた内部空間を有しており、かかる内部空間には作動液が封入されている。また、内部空間のうち第１溝形成領域１１０と第２溝形成領域１２０との間には、中間部材３０が介在しており、これにより、作動領域１００は、第１溝形成領域１１０と中間部材３０とによって挟まれる第１空間と、第２溝形成領域１２０と中間部材３０とによって挟まれる第２空間とに仕切られる。これら第１空間と第２空間とは、中間部材３０に形成された蒸気孔３６および還流孔３７によって繋がっている。

次に、実施形態に係る放熱デバイス１における作動液の流れについて図６および図７を参照して説明する。図６および図７は、実施形態に係る放熱デバイス１における作動液の流れを説明するための図である。なお、図６は、図５に示す図から第３枠領域２３０を省略した図であり、図７は、図６におけるＶＩＩ－ＶＩＩ矢視断面図である。また、図６および図７では、蒸気の流れを白抜きの矢印で示し、液体の流れを黒塗りの矢印で示している。

作動液は、熱源により加熱されることで気化して蒸気となる。上述したように、熱源は、第１部材１０（図１，図２参照）の上面（第５面）の中央部に配置される。このため、作動液の蒸気は、第１空間（第１部材１０と中間部材３０とで挟まれた空間）の中央部において発生する。

作動液の蒸気は、第１溝形成領域１１０の第１溝部１１を通って放熱デバイス１の面内方向（ＸＹ平面方向）に拡散しつつ（図６に示す白抜きの矢印参照）、複数の蒸気孔３６を通って第２空間（第２部材２０と中間部材３０とで挟まれた空間）へ移動する（図７に示す白塗りの矢印参照）。

第２空間へ移動した蒸気は、温度の低下によって凝縮して液体となる。液体化した作動液は、第２溝部２１の毛細管力により、第２溝形成領域１２０を放熱デバイス１の中央部へ向かって移動する（図６に示す黒塗りの矢印参照）。この過程において、作動液は、還流孔３７に入り込み、還流孔３７の毛細管力によって第１空間へ戻される（図７に示す黒塗りの矢印参照）。以上のサイクルが繰り返されることで、放熱デバイス１は、熱源から熱を移動させることができる。

次に、連通路１４，１５の構成について図８を参照して説明する。図８は、連通路１４の構成例を示す模式的な断面図である。図８では、一例として、連通路１４を図示しているが、連通路１５も、連通路１４と同様の構成を有する。

図８に示すように、連通路１４は、作動領域１００の内部空間を外部と連通する。連通路１４は、容器２の厚み方向（ここでは、Ｚ軸方向）に延在して外部に開口する第１部位１４１と、容器２の面方向（ここでは、Ｙ軸方向）に延在して作動領域１００の内部空間に開口する第２部位１４２とを有する。

第１部位１４１は、第１部材１０の貫通孔１４１ａ、第２部材２０の凹部１４１ｂおよび中間部材３０の貫通孔１４１ｃによって形成される。また、第２部位１４２は、第２部材２０の溝部１４２ｂと中間部材３０の下面３０２（第２面）とによって形成される。なお、図８では、連通路１４の凹部１４１ｂが第２部位１４２の溝部１４２ｂよりも凹んでいる場合の例を示したが、凹部１４１ｂと溝部１４２ｂとは面一であってもよい。

このように、連通路１４は、第１方向（ここでは、Ｚ軸方向）に延在する第１部位１４１と、第１方向と交差する方向（ここでは、Ｙ軸方向）に延在する第２部位１４２とを有する。言い換えれば、連通路１４は、屈曲している。したがって、実施形態に係る放熱デバイス１によれば、作動領域１００において高い圧力が発生した場合であっても封止部５に高い圧力がかかりにくいことから信頼性が高い。

第１部位１４１は、第１部材１０の上面に開口しており、枠領域２００において作動領域１００の第１空間および第２空間に跨がって延在している。そして、第２部位１４２は、枠領域２００において作動領域１００の第２空間側に位置している。

放熱デバイス１では、第１空間および第２空間のうち第１空間側が高圧になる。言い換えれば、第１空間および第２空間のうち第２空間側は相対的に圧力が低い。したがって、第２空間側に第２部位１４２が位置していることで、連通路１４に高い圧力がかかることを抑制することができる。

図１に示すように、連通路１４は、連通路１５との間で作動領域１００を挟むように位置している。２つの連通路１４，１５をこのように配置することで、たとえば２つの連通路１４，１５が横並びで配置される場合と比較して、耐久性が局所的に低くなることを抑制することができる。

なお、連通路１４における第１部位１４１のうち、貫通孔１４１ａは、第１開口を有し、外部に開口する第１通路１４１ａに相当する。また、貫通孔１４１ｃは、貫通孔１４１ａに連続し、前記第１通路よりも径が小さい第２通路１４１ｃに相当する。

次に、封止部５の構成について説明する。図９は、封止部５の構成を示す模式的な断面図である。

図９に示すように、封止部５は、塊状体５１と、環状体５２とを有する。塊状体５１および環状体５２は、封止部５の芯部および鍔部を構成する。塊状体５１および環状体５２は、たとえば金属からなる。塊状体５１および環状体５２を構成する金属としては、たとえばＣｕ（銅）が挙げられる。なお、塊状体５１および環状体５２は、Ｃｕ以外の金属で構成されてもよい。Ｃｕ以外の金属としては、たとえば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｏ等が挙げられる。また、塊状体５１および環状体５２を構成する金属としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｃｏのうち少なくとも２つを含む合金、例えばステンレスであってもよい。なお、塊状体５１および環状体５２を構成する金属としては、Ｃｕを主成分とする金属であることが好ましい。主成分は、たとえば、その材料の５０質量％以上または８０質量％以上を占める材料である。

塊状体５１は、塊状の部材である。たとえば、塊状体５１は概ね球体状である。実施形態において、塊状体５１は、第１部材１０の厚み方向における第１端部（ここでは、塊状体５１の上端部）および第２端部（ここでは、塊状体５１の下端部）に、それぞれ平坦面５１１，５１２を有している。平坦面５１１，５１２は、互いに平行である。平坦面５１１，５１２と垂直な断面で塊状体５１を切った断面視（すなわち、図９に示す断面視）において、平坦面５１１，５１２は、凸状の曲面で繋がっている。このように、実施形態に係る塊状体５１は、第１端部および第２端部に平坦面５１１，５１２を有する球体である。

環状体５２は、貫通孔１４１ａにおける外部側の開口（第１開口の一例）の開口径（第１部材１０の上面における径）よりも径が小さい開口５２０（第２開口の一例）を有し、開口５２０と貫通孔１４１ａの第１開口とが重なるように第１部材１０の上に位置している。

環状体５２は、第１部材１０の上面に位置する第１部位５２１と、貫通孔１４１ａの壁面に位置する第２部位５２２とを有する。第１部位５２１は、薄板状の部位であり、第１部材１０の上面に沿って延在している。第１部位５２１は、たとえばロウ材等の接合材からなる接合層５５によって第１部材１０の上面に接合されている。

第１部位５２１は、平面視において概ねリング状であり、中央部には開口５２０が位置している。第２部位５２２は、開口５２０の縁部から貫通孔１４１ａの深部に向かって延在する部位である。なお、貫通孔１４１ａの深部とは、開口５２０の縁部よりも貫通孔１４１ａのより深い場所であればよく、特定の（ある１つの）部位に限定されるものではない。第２部位５２２は、貫通孔１４１ａの壁面に沿って延在している。なお、第２部位５２２は、必ずしも貫通孔１４１ａの壁面に沿っていることを要しない。また、第２部位５２２は、必ずしも貫通孔１４１ａの壁面と接していることを要さず、第２部位５２２と貫通孔１４１ａの壁面との間に隙間があってもよい。

図１０は、図９に示すＸ－Ｘ線矢視における模式的な断面図である。図１０に示すように、環状体５２が有する第２部位５２２は、第１部材１０と塊状体５１との間に位置している。塊状体５１は、第２部位５２２よりも貫通孔１４１ａの径方向内方に位置し、全周に亘って第２部位５２２と接触している。また、塊状体５１は、第２部位５２２との接触部位において環状体５２と物理的に一体化している。ここで、「物理的に一体化している」とは、塊状体５１と環状体５２とが物理的に隙間なく接合されていることを意味する。また、「物理的に一体化している」とは、拡散接合の割合がゼロまたは少ないことを意味する。

塊状体５１は、第２部位５２２を貫通孔１４１ａの壁面に向けて押圧している。言い換えれば、塊状体５１は、第２部位５２２を介して貫通孔１４１ａを押圧している。上述したように、第２部位５２２は、必ずしも貫通孔１４１ａの壁面と接触していなくてもよい。この場合であっても、第１部位５２１と第１部材１０の上面とが接合材によって接合されているため、放熱デバイス１の密閉性が損なわれることはない。

このように、実施形態に係る封止部５は、塊状体５１と環状体５２とで貫通孔１４１ａを塞ぐことにより、放熱デバイス１を封止している。かかる構成によれば、たとえば塊状体５１のみを用いて貫通孔１４１ａを塞ぐ場合、すなわち、金属とセラミックスとの間で封止を行う場合と比較して、第１部材１０にクラックが生じることを抑制しつつ、貫通孔１４１ａを塞ぐことができる。

また、実施形態に係る封止部５は、環状体５２のうち貫通孔１４１ａの内部に位置する第２部位５２２と塊状体５１とで貫通孔１４１ａを塞いでいる。かかる構成によれば、塊状体５１と第２部位５２２とが互いに互いを押圧するように作用することで、放熱デバイス１の密閉性を向上させることができる。

また、実施形態に係る封止部５において、塊状体５１は、貫通孔１４１ａに入り込んでいる。かかる構成とすることにより、たとえば貫通孔１４１ａの壁面に作動液が付着することを抑制することができる。

また、実施形態に係る放熱デバイス１において、第２通路としての貫通孔１４１ｃは、塊状体５１の下方に位置している。言い換えれば、放熱デバイス１を平面視した場合に、貫通孔１４１ｃは、塊状体５１と重複する位置に設けられている。そして、実施形態に係る封止部５において、塊状体５１は、貫通孔１４１ｃを塞いでいる。具体的には、塊状体５１は、平坦面５１１を有しており、かかる平坦面５１１において貫通孔１４１ｃの開口部を塞いでいる。かかる構成とすることにより、連通路１４（貫通孔１４１ａ）への作動液の浸入をより確実に抑制することができる。また、放熱デバイス１の密閉性をさらに向上させることができる。

また、ここでは図示を省略するが、中間部材３０の上面（第１面）には、塊状体５１の平坦面５１１と対向する位置に複数の凹凸が位置していてもよい。かかる場合、塊状体５１の水平方向（放熱デバイス１の厚み方向と直交する方向）への位置ずれを抑制することができる。

実施形態に係る放熱デバイス１において、貫通孔１４１ｃは、セラミックからなる中間部材３０に設けられている。かかる構成によれば、塊状体５１を連通路１４に圧入した際に、塊状体５１が中間部材３０に接触した場合であっても、当該接触箇所に貫通孔１４１ｃが設けられていない場合と比較して、中間部材３０の割れを抑制することができる。

また、実施形態に係る放熱デバイス１は、セラミック製の密閉容器である。すなわち、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０は、セラミックからなる。

セラミックスは、金属と比較して概ねヤング率が大きい、言い換えれば、剛性が高い。金属製である封止部５の塊状体５１（金属塊）は、熱によって連通路１４（貫通孔１４１ａ）を押し広げる方向に変形する。仮に放熱デバイスが金属製である場合、塊状体５１が連通路１４を押し広げる方向に変形すると、この変形に伴って貫通孔１４１ａも拡径方向に変形し易い。これに対し、セラミック製である放熱デバイス１は、塊状体５１が貫通孔１４１ａを押し広げる方向に変形したとしても、金属製の放熱デバイスと比較して、貫通孔１４１ａが変形しにくい。したがって、セラミック製の放熱デバイス１は、金属製の放熱デバイスと比較して、温度変化（特に、温度上昇）に対する密閉性の確保が容易である。

また、別の観点によれば、セラミックは、たとえばＷ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｚｒ（ジルコニウム）等の一部の金属を除く大多数の金属と比較して熱膨張係数が小さい。すなわち、セラミック製である放熱デバイス１は、金属製の放熱デバイスと比較して熱変形しにくい。このため、セラミック製の放熱デバイス１は、金属製の放熱デバイスと比較して、塊状体５１が環状体５２を介して貫通孔１４１ａを押圧している状態が維持されやすい。したがって、セラミック製の放熱デバイス１によれば、金属製の放熱デバイスと比較して、熱サイクルに対する密閉性の確保が容易である。また、セラミック製の放熱デバイス１によれば、金属製の放熱デバイスと比較して、酸や高温水蒸気に晒されても腐食されにくく、また、高温でも酸化しにくい。

なお、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０を構成するセラミックの例については、上述したようにアルミナ、ジルコニアおよび炭化珪素等が挙げられる。これらのセラミックのうち、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０を構成するセラミックとしては、安価であり、環境への害が少なく、加工性に優れるという点でアルミナが用いられることが好ましい。

実施形態に係る放熱デバイス１の内部は、第１部材１０の上面（第５面）に熱源が配置されていない状態では減圧状態（真空を含む）である。一方、第１部材１０の上面に熱源が配置されると、作動液が気化して体積膨張することにより、放熱デバイス１の内部は加圧状態となる。このように、放熱デバイス１の内部の圧力状態は、熱源の有無に応じて減圧状態と加圧状態との間で交互に変化する。

これに対し、実施形態に係る封止部５は、塊状体５１によって環状体５２を連通路１４の壁面に向けて押圧しているため、減圧状態における密閉性および加圧状態における密閉性の双方を確保することが容易である。

また、図８および図９に示すように、連通路１４の貫通孔１４１ａは、第１部材１０の上面から下面（第３面）に向かって拡径するテーパ形状を有する。かかる構成とすることにより、放熱デバイス１の内部が加圧状態となった場合であっても、塊状体５１が連通路１４からより抜けにくくなるため、加圧状態における密閉性をより確実に確保することができる。

なお、本例に限らず、連通路１４の貫通孔１４１ａは、第１部材１０の上面から下面（第３面）に向かって縮径するテーパ形状を有していてもよい。この場合、塊状体５１を貫通孔１４１ａ内に圧入する際に、貫通孔１４１ａにかかる応力を第１部材１０の厚み方向にも分散させることができるため、塊状体５１の圧入時に貫通孔１４１ａにクラックが生じ難くすることができる。

実施形態に係る封止部５において、環状体５２は第１部位５２１を有しており、第１部位５２１は、貫通孔１４１ａの周囲において第１部材１０の上面に接合されている。かかる構成によれば、貫通孔１４１ａの周囲から亀裂が発生したり進展したりすることを抑制することができる。

実施形態に係る封止部５において、環状体５２が有する開口５２０の径は、貫通孔１４１ａの径よりも小さい。言い換えれば、環状体５２が有する第１部位５２１は、貫通孔１４１ａの開口縁部（すなわち、第１開口の縁部）よりも貫通孔１４１ａの径方向内方に延在している。かかる構成とすることにより、貫通孔１４１ａの周囲、特に、貫通孔１４１ａの開口縁から亀裂が発生したり進展したりすることを抑制することができる。

実施形態に係る封止部５において、環状体５２は、接合層５５を介して第１部材１０の上面と接合されている。かかる構成とすることにより、第１部材１０の上面と封止部５との密閉性を高めることができる。

実施形態に係る封止部５において、塊状体５１と環状体５２とを比較した場合、第１部材１０の上面からの突出量（突出高さ）は、環状体５２よりも塊状体５１の方が多い（高い）。すなわち、塊状体５１は、環状体５２よりも第１部材１０の上面から突出している。かかる構成とすることにより、塊状体５１の上面に熱源が配置された場合に、塊状体５１を熱源に当接させることが容易となる。金属からなる塊状体５１を熱源に当接させることで、塊状体５１を介して放熱デバイス１の内部に熱を伝え易くなることから、放熱デバイス１の熱交換効率を高めることができる。

なお、実施形態に係る放熱デバイス１において、容器２にかかっている応力は、容器２の破壊強度を超えていないことが好ましい。また、塊状体５１によって容器２にかかっている残留応力のうち、環状体５２に接していない領域の残留応力は、環状体５２に接している領域の残留応力よりも大きいことが好ましい。

図１１は、環状体５２の構成の一例を示す模式的な断面図である。図１１に示すように、環状体５２のうち、第２部位５２２の厚みＴ２は、第１部位５２１の厚みＴ１より薄くてもよい。塊状体５１は、環状体５２を押圧する方向に応力をかけている。この応力は、連通路１４の開口縁部１０１に集中することで、連通路１４の開口縁部１０１にクラックを生じさせるおそれがある。これに対し、第２部位５２２の厚みＴ２を第１部位５２１の厚みＴ１より薄くした場合、第２部位５２２の弾性変形量が相対的に少なくなることで、応力集中が緩和されることから、連通路１４の開口縁部１０１におけるクラックの発生を抑制することができる。

また、連通路１４の開口縁部１０１と環状体５２とは離隔していてもよい。たとえば、図１１に示すように、連通路１４の開口縁部１０１は、断面視においてＲ状に面取りされた形状であってもよい。言い換えれば、開口縁部１０１は、断面視において凸状に湾曲していてもよい。これにより、連通路１４の開口縁部１０１と環状体５２の角部との間に隙間を形成することができる。すなわち、連通路１４の開口縁部１０１と環状体５２とを離隔させることができる。

このように、連通路１４の開口縁部１０１と環状体５２とを離隔させることで、第１部材１０と環状体５２との熱膨張差による応力が連通路１４の開口縁部１０１に伝わり難くなるため、連通路１４の開口縁部１０１にクラックを生じさせにくくすることができる。

図１２および図１３は、環状体５２の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。図１２に示すように、環状体５２は、連通路１４の開口縁部１０１と対向する第１部位５２１と第２部位５２２との角部に凹部５２７を有していてもよい。凹部５２７は、周状に延在しており、連通路１４の開口縁部１０１から離れる方向に凹んでいる。かかる場合であっても、連通路１４の開口縁部１０１と環状体５２とを離隔させることができる。また、図１３に示すように、環状体５２は、連通路１４の開口縁部１０１と対向する第１部位５２１と第２部位５２２との角部５２３が、連通路１４の開口縁部１０１よりも連通路１４の径方向内方に位置していてもよい。かかる場合であっても、連通路１４の開口縁部１０１と環状体５２とを離隔させることができる。

図１１に示すように、第２部位５２２の先端部５２５は、先細り形状を有していてもよい。言い換えれば、第２部位５２２の先端部５２５は、先端に向かって厚みが薄くなる形状であってもよい。このように、第２部位５２２の先端部５２５を先細り形状とすることで、塊状体５１によって貫通孔１４１ａの壁面を拡径する応力集中が緩和されることから、貫通孔１４１ａの壁面におけるクラックの発生を抑制することができる。

図１１に示すように、第２部位５２２における先端部５２５の最先端は、貫通孔１４１ａの壁面側に寄っていてもよい。環状体５２の第２部位５２２が貫通孔１４１ａに接触している場合において、第２部位５２２の最先端が貫通孔１４１ａの壁面側に寄っているならば、第２部位５２２と貫通孔１４１ａの壁面との接触面積が大きいため、放熱デバイス１の密閉性が高い。

図１４および図１５は、環状体５２の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。図１４および図１５に示すように、第２部位５２２における先端部５２５の最先端は、塊状体５１側に寄っていてもよい。この場合、第２部位５２２と塊状体５１との接触面積が大きいため、放熱デバイス１の密閉性が高い。なお、第２部位５２２の先端部５２５は、図１１～図１４に示すように、断面視において凸状に湾曲していてもよいし、図１５に示すように、断面視において凹状に湾曲していてもよい。

図１６および図１７は、塊状体５１の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。図１６に示すように、塊状体５１は、第２端部（ここでは、塊状体５１の下端部）が貫通孔１４１ｃに入り込んでいてもよい。かかる構成とすることにより、貫通孔１４１ａへの作動液の浸入をより確実に抑制することができる。また、放熱デバイス１の密閉性をさらに向上させることができる。また、図１７に示すように、塊状体５１は、中間部材３０の上面（第１面）から離隔していてもよい。この場合、塊状体５１は、第１端部（ここでは、塊状体５１の上端部）および第２端部（ここでは、塊状体５１の下端部）のうち、第１端部にのみ平坦面５１２を有していてもよい。

図１８は、連通路１４の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。図１８に示すように、連通路１４は、作動領域１００に位置していてもよい。この場合、連通路１４は、上述した貫通孔１４１ａ（たとえば図８参照）に相当する部分のみからなっていてもよい。図１８では、塊状体５１が第２部材２０の上面から浮いた状態となっているが、塊状体５１は、第２部材２０の上面に接していてもよい。

次に、実施形態に係る放熱デバイス１の製造方法の一例について説明する。まず、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０の原料を用い、ドクターブレード法またはロールコンパクション法等にてグリーンシートを形成し、複数のグリーンシートを積層することによって積層体を得る。

つづいて、得られた積層体に対してレーザ加工や金型による打ち抜きを施すことにより、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０の各成形体を得る。たとえば、積層体に対してレーザ加工を施すことにより、貫通孔１４１ｃ，１５１ｃ、複数の蒸気孔３６および複数の還流孔３７が形成された中間部材３０の成形体を得ることができる。また、得られた積層体に対してレーザ加工を施すことにより、貫通孔１４１ａ，１５１ａおよび第１溝形成領域１１０が形成された第１部材１０の成形体が得られる。また、得られた積層体に対してレーザ加工を施すことにより、凹部１４１ｂ，１５１ｂ、溝部１４２ｂ，１５２ｂおよび第２溝形成領域１２０が形成された第２部材２０の成形体が得られる。

つづいて、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０の各成形体を、第２部材２０、中間部材３０および第１部材１０の順番で積層して焼成することにより、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０が一体化した容器２の焼結体が得られる。このように、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０は一体成形される。したがって、接着剤等が不要であることから、信頼性の高い放熱デバイス１を得ることができる。

なお、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０の各成形体を得る方法としては、上述した方法に限らず、たとえば、グリーンシートに加工を施した後、グリーンシートを積層することによって各成形体を得るものであってもよい。また、上述した例では、第１部材１０、第２部材２０および中間部材３０の各成形体を個別に作製した後、これらを積層することによって容器２の成形体を得ることとしたが、たとえば加工されたグリーンシートを順次積層することによって容器２の成形体を得ることとしてもよい。

つづいて、たとえば連通路１４，１５のうちの一方から焼結体の内部に作動液を注入する。焼結体の内部に存在する気体は、作動液の注入に伴って連通路１４，１５のうちの他方から外部へ排出される。

つづいて、真空ポンプ等の減圧装置を用い、連通路１４，１５を介して焼結体の内部を真空引きする。なお、焼結体の内部は真空状態であることが望ましいが、厳密に真空状態であることを要さず、たとえば真空状態に近い減圧状態であってもよい。

つづいて、焼結体の内部が真空引きされた状態で連通路１４，１５を封止する。この封止工程の一例について図１９～図２１を参照して説明する。図１９～図２１は、封止工程の一例を説明するための図である。

まず、図１９に示す圧入前環状体５２Ｘと、図２０に示す圧入前塊状体５１Ｘとを用意する。圧入前環状体５２Ｘは、たとえば薄板状の金属であり、中央部に開口５２０Ｘを有する。このような圧入前環状体５２Ｘとしては、たとえば金属製のワッシャを用いることができる。また、圧入前塊状体５１Ｘは、たとえば球体状の金属である。圧入前塊状体５１Ｘの径は、開口５２０Ｘの径よりも大きく、連通路１４の径よりも小さい。

図１９に示すように、圧入前環状体５２Ｘを接合層５５を介して第１部材１０の上面に接合する。なお、圧入前環状体５２Ｘは、開口５２０Ｘの中心が連通路１４における貫通孔１４１ａの中心と一致するように第１部材１０の上面に載置される。開口５２０Ｘの径は、貫通孔１４１ａの径よりも小さく、開口５２０Ｘ側に位置する圧入前環状体５２Ｘの一部は、連通路１４の開口縁部よりも連通路１４の径方向内方に延在している。圧入前環状体５２Ｘのうち、連通路１４の開口縁部よりも連通路１４の径方向内方に延在している部分には、接合層５５が位置していない。

つづいて、図２０に示すように、圧入前環状体５２Ｘの開口５２０Ｘ上に圧入前塊状体５１Ｘを載置する。そして、図２１に示すように、たとえばプレス装置３００を用いて、圧入前塊状体５１Ｘに上方から圧入前塊状体５１Ｘを押圧する。これにより、圧入前塊状体５１Ｘは、貫通孔１４１ａに圧入される。圧入前環状体５２Ｘは、圧入前塊状体５１Ｘの圧入に伴って、開口５２０Ｘの周辺が貫通孔１４１ａの内部に向かって折り曲げられるように変形する。これにより、圧入前環状体５２Ｘは、第１部位５２１および第２部位５２２を有する環状体５２となる。また、圧入前塊状体５１Ｘは、プレス装置３００のプレス面に上端部が押圧されることで、平坦面５１２を有する塊状体５１となる。また、圧入前塊状体５１Ｘは、中間部材３０の上面に接触するまで圧入された場合、平坦面５１１を有する塊状体５１となる。

圧入前塊状体５１Ｘは、貫通孔１４１ａに圧入される際、圧入前環状体５２Ｘに対して応力を加えながら、圧入前環状体５２Ｘと擦れ合う。これにより、圧入前塊状体５１Ｘは、圧入前環状体５２Ｘと隙間なく接合される。すなわち、塊状体５１と環状体５２とが物理的に一体化する。このようにして、連通路１４，１５は、封止部５によって封止されて、放熱デバイス１が得られる。

（実施例）
第１部材、第２部材および第３部材にアルミナを用い、環状体および環状体にＣｕ（銅）を用いて、上述した製造方法により放熱デバイスを製造した。製造した放熱デバイス（以下、「実施例に係る放熱デバイス」と記載する）の寸法は、以下の通りである。
外寸（幅×長さ×厚み）：５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．５ｍｍ
溝形成領域よりも外方に位置する枠領域の幅：１０ｍｍ
貫通孔の開口径：１．７ｍｍ
圧入前環状体の寸法（外径×内径×厚み）：８ｍｍ×０．９ｍｍ×０．２ｍｍ
圧入前塊状体の外径：１．２ｍｍ

そして、実施例に係る放熱デバイスの密閉性について試験を行った。具体的には、実施例に係る放熱デバイスを真空中に所定時間（数日間）放置し、その前後における重量の変化の有無を確認した。この結果、実施例に係る放熱デバイスには、真空中に放置する前と放置した後とで重量の変化が見られなかった。これは、放熱デバイスの内部空間に位置する作動液が放熱デバイスの外部に漏洩しなかったことを意味している。この結果から、実施例に係る放熱デバイスの密閉性が確保されていることが確認された。

（第１変形例）
図２２は、第１変形例に係る放熱デバイス１の構成を示す模式的な断面図である。図２２に示すように、放熱デバイス１の容器２は、第１部材１０の上面１１１（第５面）に窪み面１１２を有していてもよい。この場合、貫通孔１４１ａ（開口部の一例）は、窪み面１１２に開口していてもよい。また、鍔部の一部である環状体５２の第１部位５２１は、窪み面１１２に位置していてもよい。かかる構成とすることで、放熱デバイス１を薄型化することができる。また、この場合、封止部５の平坦面５１２（封止部５のうち窪み面１１２から最も突出した面）は、第１部材１０の上面１１１より低くてもよい。かかる構成とすることにより、放熱デバイス１のさらなる薄型化を図ることができる。

（第２変形例）
上述した実施形態では、封止部５が塊状体５１および環状体５２の２つの部材を含む場合の例について説明したが、封止部５は、単一の部材であってもよい。この場合の例について図２３を参照して説明する。図２３は、第２変形例に係る放熱デバイス１の構成を示す模式的な断面図である。

図２３に示すように、放熱デバイス１が備える封止部５は、芯部５０１と、芯部５０１と繋がる鍔部５０２とを有する。芯部５０１は、封止部５のうち、開口部１１５の内部に位置する部分であり、鍔部５０２は、開口部１１５の外部に位置する部分である。芯部５０１および鍔部５０２の境界部分は、開口部１１５の縁部１１６である。すなわち、図２３において、開口部１１５の縁部１１６よりも下側に位置する部分が芯部５０１であり、上側に位置する部分が鍔部５０２である。

鍔部５０２は、開口部１１５の周囲で容器２と接合されている。具体的には、鍔部５０２は、開口部１１５の周囲に位置する容器２の上面１１１に対して接合層５５を介して接合されている。

芯部５０１の一部は、開口部１１５の壁面に接触している。具体的には、芯部５０１は、本体部５０５と、本体部５０５の全周に亘って位置し、鍔部５０２と繋がる大径部５０６とを有する。大径部５０６は、全周に亘って鍔部５０２と繋がっている。

上述した実施形態では、貫通孔１４１ａ，１５１ａが、テーパ形状を有する場合の例について説明したが、貫通孔１４１ａ，１５１ａの形状は、テーパ状に限定されない。たとえば、貫通孔１４１ａ，１５１ａの形状は、径が略一定なストレート状であってもよい。

また、上述した実施形態では、塊状体５１が略球体状である場合の例について説明したが、塊状体５１は、必ずしも球体状であることを要しない。たとえば、塊状体５１は、楔状、すなわち、塊状体５１は、放熱デバイス１の外部に露出する第１端部（ここでは、塊状体５１の上端部）から連通路１４の内部に位置する第２端部（ここでは、塊状体５１の下端部）に向かって漸次幅狭となる形状を有していてもよい。

上述してきたように、実施形態に係る熱デバイス（一例として、放熱デバイス１）は、相変態物質（一例として、作動液）の潜熱を利用した熱デバイスである。実施形態に係る熱デバイスは、セラミック製の容器（一例として、容器２）と、封止部（一例として、封止部５）とを有する。セラミック製の容器は、相変態物質が封入された相変態領域（一例として、作動領域１００）と、相変態領域を外部と連通する連通路（一例として、連通路１４，１５）とを有する。封止部は、連通路を塞ぐ。また、封止部は、金属製の環状体（一例として、環状体５２）と、塊状体（一例として、塊状体５１）とを有する。環状体は、連通路よりも径が小さい開口を有し、開口が連通路と重なるように容器の上に位置する。塊状体は、環状体よりも連通路の径方向内方に位置し、全周に亘って環状体と接触するとともに接触部位において環状体と一体化している。

したがって、実施形態に係る熱デバイスによれば、密閉性を向上させることができる。

本開示による熱デバイスは、放熱デバイスに限定されない。たとえば、本開示による熱デバイスは、蓄熱材（相変態物質の一例）の相変態に伴う潜熱を熱エネルギーとして蓄える蓄熱デバイスであってもよい。この場合、蓄熱材は固液相変態を行うものや固固相変態を行うものが用いられる。このように、相変態物質は、必ずしも気液相変態を行うものであることを要しない。言い換えれば、相変態物質は、必ずしも液体であることを要さず、固体であってもよい。

今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。実に、上記した実施形態は多様な形態で具現され得る。また、上記の実施形態は、添付の請求の範囲およびその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

１ 放熱デバイス
５ 封止部
１０ 第１部材
１１ 第１溝部
１１ａ 第１凹部
１１ｂ 第１凸部
１４，１５ 連通路
２０ 第２部材
２１ 第２溝部
２１ａ 第２凹部
２１ｂ 第２凸部
３０ 中間部材
３６ 蒸気孔
３７ 還流孔
５１ 塊状体
５２ 環状体
１００ 作動領域
１４１ 第１部位
１４１ａ 貫通孔、第１通路
１４１ｂ 凹部
１４１ｃ 貫通孔、第２通路
１４２ 第２部位
１４２ａ 個別通路
２００ 枠領域
５０１ 芯部
５０２ 鍔部
５２０ 開口

Claims (11)

1. 内部空間と、上面と、下面と、前記上面と前記下面とを繋ぐ側面と、前記内部空間と繋がり、前記上面および前記下面の少なくとも一方に位置する開口部と、前記内部空間と前記開口部とを繋ぐ連通路とを有するセラミック製の容器と、
   前記内部空間に位置する流体と、
   前記開口部を塞ぐ封止部と、
   を有し、
   前記封止部は、芯部と、前記芯部と繋がる鍔部とを有し、
   前記鍔部は、前記開口部の周囲で前記容器の前記上面および前記下面の少なくとも一方と接合されており、
   前記芯部は、少なくとも一部が前記開口部内に位置しており、
   前記芯部の一部は、前記開口部の壁面に接触している、熱デバイス。
2. 前記鍔部は、金属からなる接合層を介して前記容器と接合される、請求項１に記載の熱デバイス。
3. 前記芯部は、
   本体部と、
   前記本体部の全周に亘って位置し、前記鍔部と繋がる大径部と
   を有し、
   前記大径部の厚みは、前記鍔部の厚みよりも薄い、請求項２に記載の熱デバイス。
4. 前記大径部の先端部は、先細り形状を有する、請求項３に記載の熱デバイス。
5. 前記封止部は、前記開口部の縁部と離隔している、請求項１～４のいずれか一つに記載の熱デバイス。
6. 前記封止部は、前記上面および前記下面の少なくとも一方に凹部および凸部の少なくとも一方を有する、請求項１～５のいずれか一つに記載の熱デバイス。
7. 前記容器は、主面と、前記主面に対して窪んだ窪み面を有し、
   前記開口部は、前記窪み面に開口し、
   前記鍔部は、前記窪み面に位置する、請求項１～６のいずれか一つに記載の熱デバイス。
8. 前記容器は、
   第１面と前記第１面の反対側に位置する第２面とを貫通する複数の還流孔を有する平板状の中間部材と、
   前記中間部材の前記第１面と対向する第３面に第１溝部を有する第１部材と、
   前記中間部材の前記第２面と対向する第４面に第２溝部を有する第２部材と
   を有する、請求項１～７のいずれか一つに記載の熱デバイス。
9. 前記連通路は、
   前記開口部に繋がる第１通路と、
   前記第１通路に繋がり、前記内部空間側に位置する第２通路と
   を有し、
   前記第２通路の径は、前記第１通路の径よりも小さく、
   前記第２通路は、前記芯部によって塞がれている、請求項１～８のいずれか一つに記載の熱デバイス。
10. 前記芯部の一部は、前記第２通路に入り込んでいる、請求項９に記載の熱デバイス。
11. 前記連通路は、断面視した場合、テーパ状の部分を有する、請求項１～１０のいずれか一つに記載の熱デバイス。

Images