JP2023150314A - 沸騰式冷却器の製造方法および沸騰式冷却器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な工程で沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることが可能な沸騰式冷却器を提供する。【解決手段】この沸騰式冷却器１００の製造方法は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部１０と、沸騰部１０により沸騰された冷媒を凝縮させ、沸騰部１０に戻す凝縮部２０とを備える沸騰式冷却器１００の製造方法であって、凝縮部２０を形成する工程と、沸騰部１０を形成する工程と、を備え、沸騰部１０を形成する工程は、発熱体ＨＳの取付面１１ａと反対側の面１１ｂに設けられ冷媒に接する沸騰面部１３の少なくとも一部を、積層造形により形成する工程を含む。【選択図】図２

Description

この発明は、沸騰式冷却器の製造方法および沸騰式冷却器に関し、特に、冷媒を沸騰させる沸騰部と冷媒を凝縮させ沸騰部に戻す凝縮部とを備える沸騰式冷却器の製造方法および沸騰式冷却器に関する。

従来、冷媒を沸騰させる沸騰部と冷媒を凝縮させ沸騰部に戻す凝縮部とを備える沸騰式冷却器が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１では、冷媒を沸騰させる沸騰部と、冷媒を凝縮させ沸騰部に戻す凝縮部とを備えるサーモサイフォン式冷却器（沸騰式冷却器）が開示されている。沸騰部は、冷却対象物が取り付けられる取付面と、取付面の裏側に配置された沸騰面とを含む。沸騰面には、複数のフィンが形成されている。複数のフィンは、板状の部材をコルゲートフィンに加工し、加工したコルゲートフィンを切り出して沸騰面に接合し、接合したコルゲートフィンの頂部をフライス加工により除去することにより、形成される。

特許６７４４１１０号公報

上記特許文献１に記載されたサーモサイフォン式冷却器では、沸騰面に複数のフィンを形成するため、沸騰伝熱性能の高い沸騰面を得ることが可能である一方、複数のフィンを形成する際に多くの別々の工程が必要であるため、複雑な工程となる。このため、簡単な工程で沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることが望まれている。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、簡単な工程で沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることが可能な沸騰式冷却器の製造方法および沸騰式冷却器を提供することである。

上記目的を達成するために、本願発明者らが鋭意検討した結果、沸騰面部を積層造形により形成することにより、沸騰伝熱性能の高い沸騰面部が得られることを見いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、第１発明による沸騰式冷却器の製造方法は、発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、沸騰部により沸騰された冷媒を凝縮させ、沸騰部に戻す凝縮部とを備える沸騰式冷却器の製造方法であって、凝縮部を形成する工程と、沸騰部を形成する工程と、を備え、沸騰部を形成する工程は、発熱体の取付面と反対側の面に設けられ冷媒に接する沸騰面部の少なくとも一部を、積層造形により形成する工程を含む。

第１発明による沸騰式冷却器の製造方法では、上記のように、発熱体の取付面と反対側の面に設けられ冷媒に接する沸騰面部の少なくとも一部を、積層造形により形成する。これにより、積層造形により沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることができるとともに、積層造形を用いることにより多くの別々の工程を経ることなく簡単な工程で沸騰面部を得ることができる。その結果、簡単な工程で沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることができる。なお、積層造形により沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることができる点については、本願発明者らによる後述する実験において確認済みである。

上記第１発明において、好ましくは、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、沸騰面部の少なくとも一部を金属粉末を用いた積層造形により形成する工程を含む。このように構成すれば、金属粉末を用いた積層造形により、表面に微小な凹凸が存在する沸騰面部を得ることができる。その結果、表面の微小な凹凸により沸騰を促進することができるので、より沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることができる。

この場合、好ましくは、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形としての粉末床溶融結合により形成する工程を含む。このように構成すれば、粉末床溶融結合により、表面に微小な凹凸が存在する沸騰面部を容易に得ることができるので、より沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を容易に得ることができる。

上記第１発明において、好ましくは、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起が複数並ぶように突起を積層造形により形成する工程を含む。このように構成すれば、突起の間に冷媒を満たすことが可能な空間を有する沸騰面部を得ることができる。その結果、突起およびその周囲で冷媒が沸騰した場合に、突起の間の空間に満たされた冷媒を迅速に供給することができるので、冷媒が沸騰した突起およびその周囲が乾くことを抑制することができる。これにより、突起およびその周囲が乾くことに起因して沸騰が阻害される状況を回避することができるので、沸騰面部の沸騰伝熱性能を高めることができる。また、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する複数の突起は、切削加工などの機械加工では形成しにくいが、積層造形であれば、簡単に形成することができる。なお、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起が複数並ぶように突起を積層造形により形成することにより、高い沸騰伝熱性能の沸騰面部を得ることができる点については、本願発明者らによる後述する実験において確認済みである。

この場合、好ましくは、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、沸騰面部に略平行な面内で互いに略直交する第１方向および第２方向において、突起がマトリクス状に複数並ぶように突起を積層造形により形成する工程を含む。このように構成すれば、突起をバランスよく配置した沸騰面部を得ることができる。その結果、突起が偏って配置されないので、突起の間に冷媒を満たすことによる沸騰面部の沸騰伝熱性能を高める効果を、沸騰面部のいずれの位置でも均等に発揮することができる。

上記突起を複数並べた構成において、好ましくは、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、沸騰面部に略平行な面内の第１方向に延びる線状突起が、沸騰面部に略平行な面内で第１方向に略直交する第２方向に複数並び、かつ、線状突起上および第２方向において線状突起の間に突起が複数並ぶように、線状突起および突起を積層造形により形成する工程を含む。このように構成すれば、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起と、線状突起とを組み合わせた沸騰面部を得ることができる。その結果、線状突起により伝熱面積を増やしつつ、突起の間に冷媒を満たすことによる沸騰面部の沸騰伝熱性能を高める効果を得ることができる。

上記突起を複数並べた構成において、好ましくは、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、突起の幅よりも小さいピッチで突起が複数並ぶように突起を積層造形により形成する工程を含む。ここで、突起のピッチが大きくなり過ぎると、沸騰面部に配置可能な突起の数が減少するため、沸騰面部の沸騰伝熱性能が低くなる。そこで、上記のように構成すれば、突起のピッチが大きくなり過ぎることを抑制することができるので、沸騰面部に配置可能な突起の数が減少し過ぎることを抑制することができる。その結果、沸騰面部の沸騰伝熱性能を適切に設定することができる。

上記第１発明において、好ましくは、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、沸騰面部に略平行な面内の第１方向に延びる線状突起が、沸騰面部に略平行な面内で第１方向に略直交する第２方向に複数並ぶように線状突起を積層造形により形成する工程か、または、開口から底部に向かって徐々に太くなる形状を有する窪みが複数並ぶように窪みを含む積層造形体を積層造形により形成する工程を含む。このように構成すれば、線状突起を複数並べた沸騰面部、または、窪みを複数並べた沸騰面部を得ることができる。線状突起を複数並べた沸騰面部を得る場合、沸騰面部を簡単な形状にすることができる。また、窪みを複数並べた沸騰面部を得る場合、窪みが沸騰による気泡が発生しやすい開口から底部に向かって徐々に太くなる形状を有するので、沸騰面部の沸騰伝熱性能を高めることができる。なお、線状突起が複数並ぶように線状突起を積層造形により形成することまたは窪みが複数並ぶように窪みを含む積層造形体を積層造形により形成することにより、高い沸騰伝熱性能の沸騰面部を得ることができる点については、本願発明者らによる後述する実験において確認済みである。

上記第１発明において、好ましくは、沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、積層造形後にブラスト処理を行わずに沸騰面部を形成する工程を含む。このように構成すれば、積層造形後にブラスト処理を行わないことにより、ブラスト処理により沸騰面部の表面の微小な凹凸が除去されることを回避することができるので、沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることができる。また、ブラスト処理を行う場合に比べて、沸騰式冷却器の製造工程を簡単にすることができる。

第２発明による沸騰式冷却器は、発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、沸騰部により沸騰された冷媒を凝縮させ、沸騰部に戻す凝縮部と、を備え、沸騰部は、発熱体の取付面と、取付面と反対側の面に設けられ、冷媒に接し、少なくとも一部が積層造形により形成された沸騰面部と、を含む。

第２発明による沸騰式冷却器では、上記のように、沸騰部を、取付面と反対側の面に設けられ、冷媒に接し、少なくとも一部が積層造形により形成された沸騰面部を含むように構成する。これにより、積層造形により沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることができるとともに、積層造形により簡単な工程で沸騰面部を得ることができる。その結果、簡単な工程で沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることが可能な沸騰式冷却器を提供することができる。

第３発明による沸騰式冷却器は、発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、沸騰部により沸騰された冷媒を凝縮させ、沸騰部に戻す凝縮部と、を備え、沸騰部は、発熱体の取付面と、取付面と反対側の面に設けられ冷媒に接する沸騰面部と、を含み、沸騰面部は、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起を複数並べて構成されている。

第３発明による沸騰式冷却器では、上記のように、沸騰面部を、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起を複数並べて構成する。これにより、突起の間に冷媒を満たすことができる沸騰面部を得ることができる。その結果、突起およびその周囲で冷媒が沸騰した場合に、突起の間に満たされた冷媒を迅速に供給することができるので、冷媒が沸騰した突起およびその周囲が乾くことを抑制することができる。これにより、突起およびその周囲が乾くことに起因して沸騰が行えない状況を回避することができるので、沸騰面部の沸騰伝熱性能を高めることができる。

上記第３発明において、好ましくは、沸騰面部は、沸騰面部に略平行な面内で互いに略直交する第１方向および第２方向において、複数の突起をマトリクス状に並べて構成されている。このように構成すれば、突起をバランスよく配置した沸騰面部を得ることができる。その結果、突起が偏って配置されないので、突起の間に冷媒を満たすことによる沸騰面部の沸騰伝熱性能を高める効果を、沸騰面部のいずれの位置でも均等に発揮することができる。

上記第３発明において、好ましくは、沸騰面部は、沸騰面部に略平行な面内の第１方向に延びる線状突起を、沸騰面部に略平行な面内で第１方向に略直交する第２方向に複数並べるとともに、線状突起上および第２方向において線状突起の間に突起を複数並べて構成されている。このように構成すれば、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起と、線状突起とを組み合わせた沸騰面部を得ることができる。その結果、線状突起により伝熱面積を増やしつつ、突起の間に冷媒を満たすことによる沸騰面部の沸騰伝熱性能を高める効果を得ることができる。

上記第３発明において、好ましくは、沸騰面部は、突起の幅よりも小さいピッチで突起を複数並べて構成されている。このように構成すれば、ここで、突起のピッチが大きくなり過ぎると、沸騰面部に配置可能な突起の数が減少するため、沸騰面部の沸騰伝熱性能が低くなる。そこで、上記のように構成すれば、突起のピッチが大きくなり過ぎることを抑制することができるので、沸騰面部に配置可能な突起の数が減少し過ぎることを抑制することができる。その結果、沸騰面部の沸騰伝熱性能を適切に設定することができる。

本発明によれば、上記のように、簡単な工程で沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得ることができる。

第１実施形態による沸騰式冷却器を示した模式的な斜視図である。 第１実施形態による沸騰式冷却器を示した模式的な分解斜視図（１）である。 第１実施形態による沸騰式冷却器を示した模式的な分解斜視図（２）である。 沸騰面部の第１例を示した模式的な斜視図である。 図４の沸騰面部の模式的な部分断面図である。 沸騰面部の第２例を示した模式的な斜視図である。 図６の沸騰面部の模式的な部分断面図である。 沸騰面部の第３例を示した模式的な斜視図である。 図８の沸騰面部の模式的な部分断面図である。 沸騰面部の第４例を示した模式的な斜視図である。 図１０の沸騰面部の模式的な部分断面図である。 沸騰面部の第５例を示した模式的な斜視図である。 図１２の沸騰面部の模式的な部分断面図である。 第１実施形態による沸騰式冷却器の取付部の凝縮部への取り付けを説明するための図である。 第１実施形態による沸騰式冷却器の発熱体の取付部への取り付けを説明するための図である。 第１実施形態による沸騰式冷却器に発熱体を取り付けた状態を説明するための図である。 第１実施形態の第１変形例による沸騰式冷却器を示した模式的な分解斜視図である。 第１実施形態の第２変形例による沸騰式冷却器を示した模式的な分解斜視図である。 第２実施形態による沸騰式冷却器を示した模式的な斜視図である。 第２実施形態による沸騰式冷却器の沸騰部を示した模式的な分解斜視図（１）である。 第２実施形態による沸騰式冷却器の沸騰部を示した模式的な分解斜視図（２）である。 第２実施形態による沸騰式冷却器の取付部の蒸発部本体への取り付けを説明するための図である。 第２実施形態による沸騰式冷却器の蒸発部の凝縮部への取り付けを説明するための図である。 第２実施形態による沸騰式冷却器に発熱体を取り付けた状態を説明するための図である。 第２実施形態の第１変形例による沸騰式冷却器の蒸発部を示した模式的な分解斜視図である。 第２実施形態の第２変形例による沸騰式冷却器の蒸発部を示した模式的な分解斜視図である。 実施例１および比較例の沸騰面部の沸騰伝熱性能測定結果を示したグラフである。 実施例２および比較例の沸騰面部の沸騰伝熱性能測定結果を示したグラフである。 実施例３および比較例の沸騰面部の沸騰伝熱性能測定結果を示したグラフである。 実施例４および比較例の沸騰面部の沸騰伝熱性能測定結果を示したグラフである。 実施例１～４の沸騰面部の沸騰伝熱性能測定結果を示したグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１～図１３を参照して、第１実施形態による沸騰式冷却器１００（以下、冷却器１００という）の構成について説明する。冷却器１００は、冷媒の気化と凝縮との相変化（潜熱）を利用して、発熱体ＨＳからの熱を吸収して、外部に放熱する沸騰冷却方式による冷却器である。発熱体ＨＳは、たとえば、ＣＰＵ（中央処理装置）である。発熱体ＨＳは、特に限定されない。冷媒は、たとえば、フルオロカーボン、ハイドロカーボン、または、水である。冷媒は、特に限定されない。

以下では、水平面内において、互いに略直交する２つの方向を、それぞれＸ方向およびＹ方向とする。水平面（Ｘ－Ｙ平面）と略直交する上下方向を、Ｚ方向とする。なお、Ｚ方向は重力方向と平行で、下方向に重力が作用するものとする。

図１～図３に示すように、冷却器１００は、沸騰部１０と、凝縮部２０とを備える。沸騰部１０は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒を沸騰させる。凝縮部２０は、沸騰部１０により沸騰された冷媒を凝縮させ、沸騰部１０に戻す。第１実施形態では、沸騰部１０と凝縮部２０とは、一体型である。

沸騰部１０は、取付部１１と、収容部１２（図３参照）とを含む。取付部１１は、水平方向に延びる板状である。また、取付部１１の下側（Ｚ２方向側）の面が、発熱体ＨＳの取付面１１ａである。取付部１１において、取付面１１ａと反対側の上側（Ｚ１方向側）の面１１ｂに、沸騰面部１３が設けられている。収容部１２は、液体の冷媒を収容する。収容部１２は、凝縮部２０に形成された孔部２０ａと、取付部１１の面１１ｂとにより区画されている。収容部１２は、下方向（Ｚ２方向）に窪む凹部として設けられている。収容部１２内において、沸騰面部１３は、液体の冷媒に接する。なお、沸騰面部１３の詳細については、後述する。

凝縮部２０は、プレートフィン型の熱交換器により構成されている。凝縮部２０は、冷媒通路２１と、外部通路２２とを含む。冷媒通路２１と外部通路２２とは、仕切板を間に挟んで、交互に配置されている。冷媒通路２１は、冷媒を流通させる流路である。冷媒通路２１は、沸騰部１０の収容部１２に連通している。具体的には、１段目（最もＺ２方向側）の冷媒通路２１が沸騰部１０の収容部１２に連通し、２段目以上の冷媒通路２１も内部で連通している。全ての冷媒通路２１に冷媒が流通される。冷媒通路２１内には、Ｘ方向に延びるコルゲートフィン２１ａ（図３参照）が配置されている。外部通路２２は、外部流体を流通させる流路である。外部流体は、冷媒を冷却させる流体であり、たとえば、空気である。外部流体は、特に限定されない。外部通路２２は、外部に開口している。外部通路２２内には、Ｙ方向に延びるコルゲートフィン２２ａが配置されている。

発熱体ＨＳの熱が取付部１１を介して沸騰面部１３に伝達されると、収容部１２内の液体の冷媒は、加熱されて沸騰する。沸騰により気化した冷媒は、収容部１２に連通する冷媒通路２１内に移動し、外部通路２２を流通する外部流体により冷却されて凝縮する。凝縮により液化した冷媒は、冷媒通路２１内を移動して、収容部１２内に戻る。このように、冷却器１００内に封入された冷媒は、沸騰部１０と凝縮部２０との間で循環される。これにより、発熱体ＨＳが冷却される。

（沸騰面部の構成）
ここで、第１実施形態では、沸騰面部１３は、少なくとも一部が積層造形により形成されている。具体的には、沸騰面部１３は、少なくとも一部が金属粉末を用いた積層造形により形成されている。より具体的には、沸騰面部１３は、少なくとも一部が積層造形としての粉末床溶融結合（ＰＢＦ：Ｐｏｗｄｅｒ Ｂｅｄ Ｆｕｓｉｏｎ）により形成されている。粉末床溶融結合は、金属粉末の層を形成する工程と、形成した金属粉末の層の造形部分に高エネルギービーム（レーザー光、電子ビームなど）を照射して造形部分の金属粉末を焼結（溶融・硬化）する工程とを繰り返すことにより、３次元の積層造形体（沸騰面部１３など）を形成する積層造形である。積層造形により形成された沸騰面部１３の表面には、高エネルギービームによる金属粉末の焼結に由来する微小な凹凸が存在する。なお、積層造形で用いる金属粉末、すなわち、沸騰面部１３の材質は、特に限られないが、たとえば、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）である。アルミニウムの場合、たとえば、Ａｌ－Ｓｉ１０－Ｍｇと呼ばれるシリコン系のアルミニウム合金を用いることができる。

図４～図１３を参照して、沸騰面部１３の構成例を説明する。なお、以下では、沸騰面部１３に略平行な面内において、互いに略直交する２つの方向を、それぞれＡ方向およびＢ方向とする。沸騰面部１３に略平行な面に略直交する方向を、Ｃ方向とする。第１実施形態では、Ｃ方向はＺ方向と一致し、Ｃ１方向はＺ１方向と一致し、Ｃ２方向はＺ２方向と一致する。沸騰面部１３のＣ２方向側の部分が、取付部１１の面１１ｂに接合される。なお、Ａ方向およびＢ方向は、それぞれ特許請求の範囲の「第１方向」および「第２方向」の一例である。

（沸騰面部の第１例）
図４および図５に、第１例を示す。第１例では、沸騰面部１３は、Ａ方向に延びる線状突起１３ａを、Ｂ方向に複数並べて構成されている。複数の線状突起１３ａは、底板１３ｂ上に設けられており、底板１３ｂからＣ１方向側に突出している。また、Ａ方向に延びる線状突起１３ａをＢ方向に複数並べることにより、Ｂ方向における各線状突起１３ａの間には、Ａ方向に延びてＣ２方向側に窪む溝がＢ方向に複数並んでいる。線状突起１３ａは、直方体状である。

線状突起１３ａは、幅Ｗ１と、高さＨ１とを有する。幅Ｗ１は、Ｂ方向における線状突起１３ａの長さである。高さＨ１は、Ｃ方向における線状突起１３ａの長さである。また、線状突起１３ａは、ピッチＰ１で、Ｂ方向に並んで配置されている。ピッチＰ１は、Ｂ方向における隣り合う線状突起１３ａの間の距離である。ピッチＰ１は、Ｂ方向における溝の幅でもある。図４および図５に示す例では、幅Ｗ１と、高さＨ１と、ピッチＰ１とは、同じ長さであるが、特に限定されない。たとえば、幅Ｗ１と、高さＨ１と、ピッチＰ１とは、約２ｍｍである。

（沸騰面部の第２例）
図６および図７に、第２例を示す。第２例では、沸騰面部１３は、基端（Ｃ２方向側）から先端（Ｃ１方向側）に向かって徐々に太くなる形状を有する突起１３ｃを複数並べて構成されている。具体的には、沸騰面部１３は、Ａ方向およびＢ方向において、複数の突起１３ｃをマトリクス状に並べて構成されている。複数の突起１３ｃは、底板１３ｂ上に設けられており、底板１３ｂからＣ１方向側に突出している。また、Ａ方向およびＢ方向において突起１３ｃをマトリクス状に複数並べることにより、突起１３ｃの間には、冷媒を満たすことが可能な空間が形成されている。突起１３ｃは、Ｃ２方向側からＣ１方向側に向かって徐々に太くなる正四角錐台状である。突起１３ｃは、Ｃ２方向側の上底部と、Ｃ１方向側の下底部と、上底部と下底部とを接続する４つのテーパ面とを有する。

突起１３ｃは、幅Ｗ２と、高さＨ２とを有する。幅Ｗ２は、Ａ方向およびＢ方向における突起１３ｃの下底部の長さである。高さＨ２は、Ｃ方向における突起１３ｃの長さである。また、突起１３ｃの各テーパ面（側面）は、Ａ－Ｂ平面に対して傾斜角度θ２だけ傾斜している。また、突起１３ｃは、ピッチＰ２で、Ａ方向およびＢ方向に並んで配置されている。ピッチＰ２は、Ａ方向およびＢ方向における隣り合う突起１３ｃの間の距離である。図６および図７に示す例では、幅Ｗ２と、高さＨ２とは、同じ長さであるが、特に限定されない。また、図６および図７に示す例では、ピッチＰ２は、幅Ｗ２よりも小さい。図６および図７に示す沸騰面部１３は、突起１３ｃの幅Ｗ２よりも小さいピッチでＰ２で突起１３ｃを複数並べて構成されている。しかしながら、ピッチＰ２は、特に限定されない。たとえば、幅Ｗ２および高さＨ２は、約０．５ｍｍであり、ピッチＰ２は、約０．４ｍｍであり、傾斜角度θ２は、約７０度である。

（沸騰面部の第３例）
図８および図９に、第３例を示す。第３例では、沸騰面部１３は、Ａ方向に延びる線状突起１３ｄを、Ｂ方向に複数並べるとともに、線状突起１３ｄ上およびＢ方向において線状突起１３ｄの間（すなわち、溝）に突起１３ｃを複数並べて構成されている。複数の線状突起１３ｄは、底板１３ｂ上に設けられており、底板１３ｂからＣ１方向側に突出している。また、Ａ方向に延びる線状突起１３ｄをＢ方向に複数並べることにより、Ｂ方向における各線状突起１３ｄの間には、Ａ方向に延びてＣ２方向側に窪む溝がＢ方向に複数並んでいる。線状突起１３ｄは、Ｃ２方向側の部分にテーパ面１３ｄａを有する角柱状である。テーパ面１３ｄａは、溝に配置された突起１３ｃに対応して設けられている。具体的には、テーパ面１３ｄａは、溝に配置されてテーパ面１３ｄａに最も近い突起１３ｃにＢ方向に対向する位置に、この突起１３ｃのテーパ面と反対側に傾斜するように設けられている。突起１３ｃは、線状突起１３ｄ上および溝（底板１３ｂ上）のいずれにおいてもＡ方向およびＢ方向にマトリクス状に並べて配置されている。

線状突起１３ｄは、幅Ｗ３と、高さＨ３とを有する。幅Ｗ３は、Ｂ方向における線状突起１３ｄの長さである。高さＨ３は、Ｃ方向における線状突起１３ｄの長さである。また、線状突起１３ｄは、ピッチＰ３で、Ｂ方向に並んで配置されている。ピッチＰ３は、Ｂ方向における隣り合う線状突起１３ｄの間の距離である。ピッチＰ３は、Ｂ方向における溝の幅でもある。図８および図９に示す例では、幅Ｗ３よりも高さＨ３が小さく、高さＨ３よりもピッチＰ３が大きいが、特に限定されない。また、線状突起１３ｄの各テーパ面１３ｄａは、Ａ－Ｂ平面に対して傾斜角度θ３だけ傾斜している。傾斜角度θ３は、傾斜角度θ２と同じ値である。たとえば、幅Ｗ３は、約２．０ｍｍであり、高さＨ３は、約１．５ｍｍであり、ピッチＰ３は、約２．０ｍｍであり、傾斜角度θ３は、約７０度である。

（沸騰面部の第４例）
図１０および図１１に、第４例を示す。第４例では、沸騰面部１３は、開口（Ｃ１方向側）から底部（Ｃ２方向側）に向かって徐々に太くなる形状を有する窪み１３ｅを複数並べて構成されている。具体的には、沸騰面部１３は、Ａ方向およびＢ方向において、複数の窪み１３ｅをマトリクス状に並べて構成されている。複数の窪み１３ｅは、板状の本体１３ｆにおいてＣ２方向側に窪んでいる。窪み１３ｅは、Ｃ１方向側からＣ２方向側に向かって徐々に太くなる正四角錐台状である。窪み１３ｅは、Ｃ２方向側の底部と、Ｃ１方向側の開口と、底部と開口とを接続する４つのテーパ面とを有する。窪み１３ｅのような形状では、気泡が発生しやすく（沸騰の起点になりやすく）、沸騰伝熱性能が向上する。また、図６～図９に示す突起１３ｃの間の空間の断面形状が、窪み１３ｅの断面形状と同様の形状になっている。

窪み１３ｅは、幅Ｗ４と、高さＨ４とを有する。幅Ｗ４は、Ａ方向およびＢ方向における窪み１３ｅの開口の長さである。高さＨ４は、Ｃ方向における窪み１３ｅの長さである。また、窪み１３ｅの各テーパ面（側面）は、Ａ－Ｂ平面に対して傾斜角度θ４だけ傾斜している。また、窪み１３ｅは、ピッチＰ４で、Ａ方向およびＢ方向に並んで配置されている。ピッチＰ４は、Ａ方向およびＢ方向における隣り合う窪み１３ｅの間の距離である。図１０および図１１に示す例では、ピッチＰ４と、高さＨ４とは、同じ長さであるが、特に限定されない。また、図１０および図１１に示す例では、幅Ｗ４は、ピッチＰ４および高さＨ４よりも小さいが、特に限定されない。たとえば、幅Ｗ４は、約０．４ｍｍであり、高さＨ４は、約０．５ｍｍであり、ピッチＰ４は、約０．５ｍｍであり、傾斜角度θ４は、約７０度である。

（沸騰面部の第５例）
図１２および図１３に、第５例を示す。第５例の沸騰面部１３は、上記第２例の沸騰面部１３の底板１２ｂをなくしたものである。第５例の沸騰面部１３は、底板１２ｂが設けられていないことを除いて、上記第２例の沸騰面部１３と同様の構成である。すなわち、第５例の沸騰面部１３は、基端（Ｃ２方向側）から先端（Ｃ１方向側）に向かって徐々に太くなる形状を有する突起１３ｃを複数並べて構成されている。具体的には、沸騰面部１３は、Ａ方向およびＢ方向において、複数の突起１３ｃをマトリクス状に並べて構成されている。なお、第５例の突起１３ｃは取付部１１の面１１ｂに直接積層造形により接合されている。

（沸騰式冷却器の製造方法）
図１４～図１６を参照して、第１実施形態による冷却器１００の製造方法を説明する。

図１４に示すように、冷却器１００の製造方法は、凝縮部２０を形成する工程を備える。凝縮部２０を形成する工程は、冷媒通路２１となる冷媒通路構成部２１ｂと、外部通路２２となる外部通路構成部２２ｂとを接合することにより、凝縮部２０を形成する工程を含む。図１５に示すように、冷却器１００の製造方法は、沸騰部１０を形成する工程を備える。沸騰部１０を形成する工程は、沸騰面部１３を形成する工程と、凝縮部２０に取付部１１を接合する工程とを含む。

ここで、第１実施形態では、沸騰面部１３を形成する工程は、沸騰面部１３の少なくとも一部を積層造形により形成する工程である。具体的には、沸騰面部１３を形成する工程は、沸騰面部１３の少なくとも一部を金属粉末を用いた積層造形により形成する工程を含む。より具体的には、沸騰面部１３を形成する工程は、沸騰面部１３の少なくとも一部を積層造形としての粉末床溶融結合により形成する工程を含む。すなわち、沸騰面部１３を形成する工程は、金属粉末の層を形成する工程と、形成した金属粉末の層の造形部分に高エネルギービームを照射して造形部分の金属粉末を焼結する工程とを繰り返すことにより、沸騰面部１３の少なくとも一部を形成する工程を含む。この際、積層造形体としての沸騰面部１３の表面には、高エネルギービームによる金属粉末の焼結に由来する微小な凹凸が形成される。

また、沸騰面部１３を形成する工程は、上記第１例の場合、Ａ方向に延びる線状突起１３ａが、Ｂ方向に複数並ぶように線状突起１３ａを積層造形により形成する工程を含む。また、沸騰面部１３を形成する工程は、上記第２、第３および第５例の場合、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起１３ｃが複数並ぶように突起１３ｃを積層造形により形成する工程を含む。また、沸騰面部１３を形成する工程は、上記第２および第５例の場合、Ａ方向およびＢ方向において、突起１３ｃがマトリクス状に複数並ぶように突起１３ｃを積層造形により形成する工程を含む。なお、上記第１、第２および第３例の場合には、底板１３ｂも積層造形により形成され、上記第５例の場合には、底板１３ｂが形成されない。また、沸騰面部１３を形成する工程は、上記第２および第５例の場合、突起１３ｃの幅よりも小さいピッチで突起１３ｃが複数並ぶように突起１３ｃを積層造形により形成する工程を含む。

また、沸騰面部１３を形成する工程は、上記第３例の場合、Ａ方向に延びる線状突起１３ｄが、Ｂ方向に複数並び、かつ、線状突起１３ｄ上およびＢ方向において線状突起１３ｄの間に突起１３ｃを複数並ぶように、線状突起１３ｄおよび突起１３ｃを積層造形により形成する工程を含む。また、沸騰面部１３を形成する工程は、上記第４例の場合、開口から底部に向かって徐々に太くなる形状を有する窪み１３ｅが複数並ぶように窪み１３ｅを含む積層造形体を積層造形により形成する工程を含む。なお、上記第１～第５例では、沸騰面部１３の全体が、積層造形により形成されている。

また、第１実施形態では、沸騰面部１３を形成する工程は、積層造形後にブラスト処理を行わずに沸騰面部１３を形成する工程を含む。すなわち、沸騰面部１３は、ブラスト処理による表面加工処理が行われることなく、積層造形により形成された表面状態で、冷却器１００に用いられる。すなわち、沸騰面部１３は、高エネルギービームによる金属粉末の焼結に由来する微小な凹凸が存在する状態で、冷却器１００に用いられる。なお、沸騰面部１３に対して、熱処理が行われてもよい。

また、沸騰面部１３を形成する工程は、取付部１１の発熱体ＨＳの取付面１１ａと反対側の面１１ｂに、沸騰面部１３を接合する工程を含む。沸騰面部１３を面１１ｂに接合する工程は、特に限定されないが、沸騰面部１３を面１１ｂに直接積層造形することによって接合する工程、または、積層造形により形成した積層造形体としての沸騰面部１３を、ろう付け、溶接、または、摩擦攪拌接合などの接合方法により、面１１ｂに接合する工程を含む。上記第１～第４例の場合、いずれの方法で沸騰面部１３を面１１ｂに接合してもよい。上記第５例の場合、沸騰面部１３を積層造形により面１１ｂに直接接合する。沸騰面部１３を面１１ｂに接合した後、凝縮部２０に取付部１１を接合する工程が行われる。

凝縮部２０に取付部１１を接合する工程は、凝縮部２０に取付部１１を溶接により接合する工程を含む。この際、たとえば、取付部１１が凝縮部２０に接する４辺が溶接される。また、凝縮部２０に取付部１１が溶接により接合されることにより、収容部１２が形成される。これにより、沸騰部１０が形成され、冷却器１００が完成される。そして、図１６に示すように、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

積層造形により沸騰伝熱性能の高い沸騰面部１３を得ることができるとともに、積層造形を用いることにより多くの別々の工程を経ることなく簡単な工程で沸騰面部１３を得ることができる。その結果、簡単な工程で沸騰伝熱性能の高い沸騰面部１３を得ることができる。

また、第１実施形態では、金属粉末を用いた積層造形により、表面に微小な凹凸が存在する沸騰面部１３を得ることができる。その結果、表面の微小な凹凸により沸騰を促進することができるので、より沸騰伝熱性能の高い沸騰面部１３を得ることができる。

また、第１実施形態では、粉末床溶融結合により、表面に微小な凹凸が存在する沸騰面部１３を容易に得ることができるので、より沸騰伝熱性能の高い沸騰面部１３を容易に得ることができる。

また、第１実施形態では、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起１３ｃが複数並ぶように突起１３ｃを積層造形により形成することにより、突起１３ｃの間に冷媒を満たすことが可能な空間を有する沸騰面部１３を得ることができる。その結果、突起１３ｃおよびその周囲で冷媒が沸騰した場合に、突起１３ｃの間の空間に満たされた冷媒を迅速に供給することができるので、冷媒が沸騰した突起１３ｃおよびその周囲が乾くことを抑制することができる。これにより、突起１３ｃおよびその周囲が乾くことに起因して沸騰が阻害される状況を回避することができるので、沸騰面部１３の沸騰伝熱性能を高めることができる。また、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する複数の突起１３ｃは、切削加工などの機械加工では形成しにくいが、積層造形であれば、簡単に形成することができる。

また、第１実施形態では、沸騰面部１３に略平行な面内で互いに略直交するＡ方向およびＢ方向において、突起１３ｃがマトリクス状に複数並ぶように突起１３ｃを積層造形により形成することにより、突起１３ｃをバランスよく配置した沸騰面部１３を得ることができる。その結果、突起１３ｃが偏って配置されないので、突起１３ｃの間に冷媒を満たすことによる沸騰面部１３の沸騰伝熱性能を高める効果を、沸騰面部１３のいずれの位置でも均等に発揮することができる。

また、第１実施形態では、沸騰面部１３に略平行な面内のＡ方向に延びる線状突起１３ｄが、沸騰面部１３に略平行な面内でＡ方向に略直交するＢ方向に複数並び、かつ、線状突起１３ｄ上およびＢ方向において線状突起１３ｄの間に突起１３ｃが複数並ぶように、線状突起１３ｄおよび突起１３ｃを積層造形により形成することにより、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起１３ｃと、線状突起１３ｄとを組み合わせた沸騰面部１３を得ることができる。その結果、線状突起１３ｄにより伝熱面積を増やしつつ、突起１３ｃの間に冷媒を満たすことによる沸騰面部１３の沸騰伝熱性能を高める効果を得ることができる。

また、第１実施形態では、突起１３ｃの幅Ｗ２よりも小さいピッチＰ２で突起１３ｃを複数並べている。ここで、突起１３ｃのピッチＰ２が大きくなり過ぎると、沸騰面部１３に配置可能な突起１３ｃの数が減少するため、沸騰面部１３の沸騰伝熱性能が低くなる。そこで、上記のように構成すれば、突起１３ｃのピッチＰ２が大きくなり過ぎることを抑制することができるので、沸騰面部１３に配置可能な突起１３ｃの数が減少し過ぎることを抑制することができる。その結果、沸騰面部１３の沸騰伝熱性能を適切に設定することができる。

また、第１実施形態では、線状突起１３ａを複数並べた沸騰面部１３を得る場合、沸騰面部１３を簡単な形状にすることができる。また、窪み１３ｅを複数並べた沸騰面部１３を得る場合、窪み１３ｅが沸騰による気泡が発生しやすい開口から底部に向かって徐々に太くなる形状を有するので、沸騰面部１３の沸騰伝熱性能を高めることができる。

また、第１実施形態では、積層造形後にブラスト処理を行わずに沸騰面部１３を形成することにより、ブラスト処理により沸騰面部１３の表面の微小な凹凸が除去されることを回避することができるので、沸騰伝熱性能の高い沸騰面部１３を得ることができる。また、積層造形後にブラスト処理を行う場合に比べて、沸騰式冷却器１００の製造工程を簡単にすることができる。

（第１実施形態の第１変形例）
図１７を参照して、上記第１実施形態の第１変形例を説明する。この第１変形例では、凝縮部２０に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、凝縮部２０に取付部１１がろう付けにより接合される例を説明する。

図１７に示すように、凝縮部２０に取付部１１を接合する工程は、凝縮部２０に取付部１１をろう付けにより接合する工程を含む。この場合、凝縮部２０と取付部１１との間に、心材と、心材の両面に設けられたろう材とを有するブレージングシート３０が設けられる。ブレージングシート３０を介して、凝縮部２０に取付部１１がろう付けされる。また、図１７に示す例では、上記第１実施形態の孔部２０ａに代えて、取付部１１に凹部１１ｃが設けられている。凝縮部２０に取付部１１がろう付けされた場合、凹部１１ｃにより収容部１２が形成される。これにより、沸騰部１０が形成され、冷却器１００が完成される。そして、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。

（第１実施形態の第２変形例）
図１８を参照して、上記第１実施形態の第２変形例を説明する。この第２変形例では、凝縮部２０に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、凝縮部２０に取付部１１がねじ止めにより接合される例を説明する。

図１８に示すように、凝縮部２０に取付部１１を接合する工程は、凝縮部２０に取付部１１をねじ止めにより接合する工程を含む。この場合、取付部１１にねじ４０の挿通孔が設けられるとともに、凝縮部２０にねじ４０の螺合孔が設けられる。また、凝縮部２０と取付部１１との間に、Ｏリングなどのシール部材５０が設けられる。シール部材５０を間に挟んだ状態で、ねじ４０により、凝縮部２０に取付部１１がねじ止めされる。これにより、収容部１２が形成されて沸騰部１０が形成され、冷却器１００が完成される。また、ねじ止めの場合にも、シール部材５０により、収容部１２内に冷媒を密閉することができる。そして、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。

［第２実施形態］
次に、図１９～図２１を参照して、本発明の第２実施形態による沸騰式冷却器２００（以下、冷却器２００という）の構成について説明する。第２実施形態では、沸騰部１０と凝縮部２０とが一体型である上記第１実施形態とは異なり、沸騰部２１０と凝縮部２２０とが分離型である例について説明する。なお、上記第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。

図１９～図２１に示すように、冷却器２００は、沸騰部２１０と、凝縮部２２０と、接続部２６０とを備える。沸騰部２１０は、発熱体ＨＳとの熱交換により冷媒を沸騰させる。凝縮部２２０は、沸騰部２１０により沸騰された冷媒を凝縮させ、沸騰部２１０に戻す。接続部２６０は、沸騰部２１０と凝縮部２２０とを接続して連通させる接続管である。第２実施形態では、沸騰部２１０と凝縮部２２０とは、分離型である。

沸騰部２１０は、取付部１１と、収容部２１２（図２１参照）とを含む。収容部２１２は、液体の冷媒を収容する。収容部２１２は、沸騰部２１０の本体２１４に形成された凹部２１４ａと、取付部１１の面１１ｂとにより区画されている。収容部２１２は、箱状の空間として設けられている。収容部２１２内において、沸騰面部１３は、液体の冷媒に接する。なお、沸騰面部１３は、上記第１実施形態と同様であるので、詳細な説明はしないが、積層造形により形成されている。

凝縮部２２０は、プレートフィン型の熱交換器により構成されている。凝縮部２２０は、冷媒通路２２１と、外部通路２２２とを含む。冷媒通路２２１と外部通路２２２とは、仕切板を間に挟んで、交互に配置されている。冷媒通路２２１は、冷媒を流通させる流路である。冷媒通路２２１は、接続部２６０を介して、沸騰部１０の収容部２１２に連通している。冷媒通路２２１内には、Ｘ方向に延びるコルゲートフィンが配置されている。外部通路２２２は、外部流体を流通させる流路である。外部通路２２２は、外部に開口している。外部通路２２２内には、Ｙ方向に延びるコルゲートフィン２２２ａが配置されている。

発熱体ＨＳの熱が取付部１１を介して沸騰面部１３に伝達されると、収容部２１２内の液体の冷媒は、加熱されて沸騰する。沸騰により気化した冷媒は、接続部２６０を介して収容部２１２に連通する冷媒通路２２１内に移動し、外部通路２２２を流通する外部流体により冷却されて凝縮する。凝縮により液化した冷媒は、冷媒通路２２１内および接続部２６０内を移動して、収容部２１２内に戻る。このように、冷却器２００内に封入された冷媒は、沸騰部２１０と凝縮部２２０との間で循環される。これにより、発熱体ＨＳが冷却される。

（沸騰式冷却器の製造方法）
図２２～図２４を参照して、第２実施形態による冷却器２００の製造方法を説明する。

図２２に示すように、冷却器２００の製造方法は、沸騰部２１０を形成する工程を備える。沸騰部２１０を形成する工程は、沸騰面部１３を形成する工程と、本体２１４に取付部１１を接合する工程とを含む。沸騰面部１３を形成する工程は、上記第１実施形態と同様であるので、詳細な説明はしないが、沸騰面部１３の少なくとも一部を積層造形により形成する工程である。

本体２１４に取付部１１を接合する工程は、本体２１４に取付部１１を溶接により接合する工程を含む。この際、たとえば、取付部１１が本体２１４に接する４辺が溶接される。また、本体２１４に取付部１１が溶接により接合されることにより、収容部２１２が形成される。これにより、沸騰部２１０が形成される。図２３に示すように、冷却器２００の製造方法は、凝縮部２２０を形成する工程を備える。凝縮部２２０を形成する工程は、冷媒通路２２１となる冷媒通路構成部２２１ｂと、外部通路２２２となる外部通路構成部２２２ｂとを接合することにより、凝縮部２２０を形成する工程を含む。また、冷却器２００の製造方法は、沸騰部２１０と凝縮部２２０とを接続部２６０を介して接合する工程を備える。その後、冷却器２００が完成される。そして、図２４に示すように、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。

第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態による沸騰式冷却器２００の製造方法では、発熱体ＨＳの取付面１１ａと反対側の面１１ｂに設けられ冷媒に接する沸騰面部１３の少なくとも一部を、積層造形により形成することにより、上記第１実施形態と同様に、簡単な工程で沸騰伝熱性能の高い沸騰面部１３を得ることができる。

第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

（第２実施形態の第１変形例）
図２５を参照して、上記第２実施形態の第１変形例を説明する。この第１変形例では、本体２１４に取付部１１が溶接により接合された上記第２実施形態と異なり、本体２１４に取付部１１がろう付けにより接合される例を説明する。

図２５に示すように、本体２１４に取付部１１を接合する工程は、本体２１４に取付部１１をろう付けにより接合する工程を含む。この場合、本体２１４と取付部１１との間に、心材と、心材の両面に設けられたろう材とを有するブレージングシート２３０が設けられる。ブレージングシート２３０を介して、本体２１４に取付部１１がろう付けされる。本体２１４に取付部１１がろう付けされると、収容部２１２が形成される。これにより、沸騰部２１０が形成され、冷却器２００が完成される。そして、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。

（第２実施形態の第２変形例）
図２６を参照して、上記第１実施形態の第２変形例を説明する。この第２変形例では、本体２１４に取付部１１が溶接により接合された上記第１実施形態と異なり、本体２１４に取付部１１がねじ止めにより接合される例を説明する。

図２６に示すように、本体２１４に取付部１１を接合する工程は、本体２１４に取付部１１をねじ止めにより接合する工程を含む。この場合、取付部１１にねじ２４０の挿通孔が設けられるとともに、本体２１４にねじ２４０の螺合孔が設けられる。また、本体２１４と取付部１１との間に、Ｏリングなどのシール部材２５０が設けられる。シール部材２５０を間に挟んだ状態で、ねじ２４０により、本体２１４に取付部１１がねじ止めされる。これにより、収容部２１２が形成されて沸騰部２１０が形成され、冷却器２００が完成される。また、ねじ止めの場合にも、シール部材２５０により、収容部２１２内に冷媒を密閉することができる。そして、取付部１１の取付面１１ａに、発熱体ＨＳが取り付けられる。

［実施例］
図２７～図３１を参照して、沸騰面部の沸騰伝熱性能の測定結果について説明する。

図２７～図３１において、実施例１～４は、それぞれ積層造形により形成された上記第１～第４例の形状の沸騰面部を備える試験用の冷却器である。実施例１～４の沸騰面部の突起、線状突起および窪みの寸法は、上記第１実施形態に記載された値とした。実施例１～４の沸騰面部は、粉末床溶融結合により形成されている。比較例は、押出成形により形成された上記第１例と同様の形状の沸騰面部を備える試験用の冷却器である。実施例１～４および比較例の沸騰面部の材質は、共通（アルミニウム）とした。冷媒は、ハイドロフルオロカーボンとした。

実施例１～４および比較例の冷却器について、試験用の発熱体により加熱した状況での沸騰伝熱性能の測定を行った。その際、凝縮部の外部通路に対して所定風量で送風した。収容部内の冷媒温度と、取付面の最大温度とを測定し、沸騰伝熱性能の指標として、収容部内の冷媒温度と取付面の最大温度との温度差ΔＴを取得した。温度差ΔＴが小さいほど、沸騰の熱伝達係数が高く、沸騰面部の沸騰伝熱性能（冷却性能）が高いことを表す。また、発熱体の発熱（熱流束）を段階的に変えて、各熱流束における温度差ΔＴを取得した。

図２７～図３０に、実施例１～４の個別の測定結果のグラフを示す。図３１に、実施例１～４の測定結果をまとめたグラフを示す。図２７～図３１の各グラフでは、横軸が発熱体の熱流束［Ｗ／ｃｍ^２］を示し、縦軸が温度差ΔＴ［Ｋ］を示す。

図２７～図３０のグラフから明らかなように、実施例１～４の沸騰面部によれば、比較例の積層造形を行っていない従来の沸騰面部に比べて、温度差ΔＴが低くなり、沸騰伝熱性能（冷却性能）が高くなっている。また、実施例１の沸騰面部および比較例の沸騰面部に着目すると、形状が同様であるにもかかわらず、実施例１の沸騰面部の方が沸騰伝熱性能が高くなっている。これは、積層造形（粉末床溶融結合）により沸騰面部の表面に形成された微小な凹凸が沸騰促進に寄与しているためであると推測される。具体的には、沸騰面部の表面の凹凸が気泡の発生点（沸騰の起点）として機能するため、沸騰伝熱性能が高くなったと推測される。測定結果から、積層造形によれば、沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得られると考えられる。

また、図３１のグラフから分かるように、熱流束が低い領域では、実施例１～４のいずれの沸騰面部も、温度差ΔＴがそれ程変わらず、沸騰伝熱性能がそれ程変わらない。一方、熱流束が高い領域では、実施例２～４の沸騰面部の方が、実施例１の沸騰面部に比べて、温度差ΔＴが低くなり、沸騰伝熱性能（冷却性能）が高くなっている。これは、熱流束が高い領域では、実施例２～４の沸騰面部の形状の効果が発揮されたためであると推測される。

すなわち、実施例２および３については、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起を複数並べた効果が発揮されたためであると推測される。具体的には、実施例２および３の沸騰面部は、突起の間の空間に冷媒を満たすことが可能な形状である。このため、突起およびその周囲で冷媒が沸騰した場合、突起の間の空間に満たされた冷媒が迅速に供給されるので、突起およびその周囲が乾きにくく、沸騰伝熱性能が高くなったと推測される。また、実施例４については、気泡が発生しやすい、開口から底部に向かって徐々に太くなる形状を有する窪みを複数並べた効果が発揮されたためであると推測される。また、熱流束が低い領域では、これらの形状の効果の影響がそれ程強く発揮されない状況であるため、沸騰伝熱性能がそれ程変わらなかったと推測される。測定結果から、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起を複数並べた沸騰面部、および、開口から底部に向かって徐々に太くなる形状を有する窪みを複数並べた沸騰面部によれば、より沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得られると考えられる。

また、図３１のグラフから分かるように、熱流束が高い領域では、実施例２の沸騰面部の方が、実施例３の沸騰面部に比べて、温度差ΔＴが低くなり、沸騰伝熱性能（冷却性能）が高くなっている。これは、線状突起を設けずに突起を設けた実施例２の沸騰面部の方が、線状突起と突起との両方を設けた実施例３の沸騰面部に比べて、上記冷媒が迅速に供給される効果がより発揮されたためであると推測される。測定結果から、線状突起を設けずに突起を複数並べた沸騰面部によれば、より一層沸騰伝熱性能の高い沸騰面部を得られると考えられる。

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべ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。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

たとえば、上記第１および第２実施形態では、沸騰面部が水平な水平型の沸騰式冷却器の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、沸騰式冷却器は、沸騰面部が垂直な垂直型であってもよい。また、上記第１および第２実施形態の沸騰式冷却器は、あくまでも一例であり、沸騰式冷却器の各部の形状や配置などは特に限定されない。

また、上記第１および第２実施形態では、沸騰面部を積層造形としての粉末床溶融結合により形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、沸騰面部を粉末床溶融結合以外の積層造形により形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、突起がマトリクス状に複数並ぶように突起を積層造形により形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、突起が千鳥格子状（ジグザグ状）に複数並ぶように突起を積層造形により形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、突起の幅よりも小さいピッチで突起が複数並ぶように突起を積層造形により形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、突起の幅以上のピッチで突起が複数並ぶように突起を積層造形により形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、沸騰面部を形成する工程が積層造形後にブラスト処理を行わずに沸騰面部を形成する工程を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、沸騰面部を形成する工程が積層造形後にブラスト処理を行って沸騰面部を形成する工程を含んでいてもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起を複数並べた沸騰面部を積層造形により形成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起を複数並べた沸騰面部を、機械加工または機械加工と積層造形との組み合わせにより、形成してもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起が、正四角錐台状である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起が、正四角錐台以外の錐台（他の角錐台や円錐台など）状であってもよい。

また、上記第１および第２実施形態では、沸騰面部の全体が積層造形により形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、沸騰面部の少なくとも一部が積層造形により形成されていればよい。たとえば、積層造形以外の方法で形成した底板上に、突起を積層造形により形成することにより、沸騰面部を形成してもよい。

１０、２１０ 沸騰部
１１ａ 取付面
１１ｂ 取付面と反対側の面
１３ 沸騰面部
１３ａ、１３ｄ 線状突起
１３ｃ 突起
１３ｅ 窪み
２０、２２０ 凝縮部
１００、２００ 冷却器（沸騰式冷却器）
ＨＳ 発熱体

Claims (14)

1. 発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、前記沸騰部により沸騰された前記冷媒を凝縮させ、前記沸騰部に戻す凝縮部とを備える沸騰式冷却器の製造方法であって、
   前記凝縮部を形成する工程と、
   前記沸騰部を形成する工程と、を備え、
   前記沸騰部を形成する工程は、前記発熱体の取付面と反対側の面に設けられ前記冷媒に接する沸騰面部の少なくとも一部を、積層造形により形成する工程を含む、沸騰式冷却器の製造方法。
2. 前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、前記沸騰面部の少なくとも一部を金属粉末を用いた積層造形により形成する工程を含む、請求項１に記載の沸騰式冷却器の製造方法。
3. 前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形としての粉末床溶融結合により形成する工程を含む、請求項２に記載の沸騰式冷却器の製造方法。
4. 前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起が複数並ぶように前記突起を積層造形により形成する工程を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器の製造方法。
5. 前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、前記沸騰面部に略平行な面内で互いに略直交する第１方向および第２方向において、前記突起がマトリクス状に複数並ぶように前記突起を積層造形により形成する工程を含む、請求項４に記載の沸騰式冷却器の製造方法。
6. 前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、前記沸騰面部に略平行な面内の第１方向に延びる線状突起が、前記沸騰面部に略平行な面内で前記第１方向に略直交する第２方向に複数並び、かつ、前記線状突起上および前記第２方向において前記線状突起の間に前記突起が複数並ぶように、前記線状突起および前記突起を積層造形により形成する工程を含む、請求項４に記載の沸騰式冷却器の製造方法。
7. 前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、前記突起の幅よりも小さいピッチで前記突起が複数並ぶように前記突起を積層造形により形成する工程を含む、請求項４～６のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器の製造方法。
8. 前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、前記沸騰面部に略平行な面内の第１方向に延びる線状突起が、前記沸騰面部に略平行な面内で前記第１方向に略直交する第２方向に複数並ぶように前記線状突起を積層造形により形成する工程か、または、開口から底部に向かって徐々に太くなる形状を有する窪みが複数並ぶように前記窪みを含む積層造形体を積層造形により形成する工程を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器の製造方法。
9. 前記沸騰面部の少なくとも一部を積層造形により形成する工程は、積層造形後にブラスト処理を行わずに前記沸騰面部を形成する工程を含む、請求項１～８のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器の製造方法。
10. 発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、
    前記沸騰部により沸騰された前記冷媒を凝縮させ、前記沸騰部に戻す凝縮部と、を備え、
    前記沸騰部は、前記発熱体の取付面と、前記取付面と反対側の面に設けられ、前記冷媒に接し、少なくとも一部が積層造形により形成された沸騰面部と、を含む、沸騰式冷却器。
11. 発熱体との熱交換により冷媒を沸騰させる沸騰部と、
    前記沸騰部により沸騰された前記冷媒を凝縮させ、前記沸騰部に戻す凝縮部と、を備え、
    前記沸騰部は、前記発熱体の取付面と、前記取付面と反対側の面に設けられ前記冷媒に接する沸騰面部と、を含み、
    前記沸騰面部は、基端から先端に向かって徐々に太くなる形状を有する突起を複数並べて構成されている、沸騰式冷却器。
12. 前記沸騰面部は、前記沸騰面部に略平行な面内で互いに略直交する第１方向および第２方向において、複数の前記突起をマトリクス状に並べて構成されている、請求項１１に記載の沸騰式冷却器。
13. 前記沸騰面部は、前記沸騰面部に略平行な面内の第１方向に延びる線状突起を、前記沸騰面部に略平行な面内で前記第１方向に略直交する第２方向に複数並べるとともに、前記線状突起上および前記第２方向において前記線状突起の間に前記突起を複数並べて構成されている、請求項１１に記載の沸騰式冷却器。
14. 前記沸騰面部は、前記突起の幅よりも小さいピッチで前記突起を複数並べて構成されている、請求項１１～１３のいずれか１項に記載の沸騰式冷却器。

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