(57)【要約】【課題】本明細書は、低温時の始動特性を高めた自励振動式ヒートパイプを提供する。【解決手段】本明細書が開示する自励振動式ヒートパイプは、密閉された管の途中に、一方側の空間の圧力変動を他方側の空間に伝達する伝達する圧力伝達手段を備える。そして、圧力伝達手段の一方側と他方側で異なる熱輸送特性を持たせる。一方側のヒートパイプ（第１ヒートパイプ）は他方側のヒートパイプ（第２ヒートパイプ）よりも熱輸送量は小さいが低温時の応答性は優るように構成する。第１ヒートパイプは低温環境において第２ヒートパイプよりも早く始動する。そして、第１ヒートパイプの振動が圧力伝達手段で第２ヒートパイプに伝達される。伝達された圧力振動が第２ヒートパイプの自励振動を誘発し、第２ヒートパイプ単体の場合よりも早く自励振動が始動する。圧力伝達手段は管の折り返し部分に設けられており、組み立て性がよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉されているとともに複数回折り返されている管を有する自励振動式ヒートパイプであり、
折り返し部分のいずれかに、管内の空間を分割するとともに、一方側の空間の圧力変動を他方側の空間に伝達する圧力伝達手段が備えられており、
圧力伝達手段の一方側の空間と他方側の空間で熱輸送特性が異なることを特徴とする自励振動式ヒートパイプ。
【請求項２】
両端が開口している平行に並んだ複数の流路が形成されているボディと、
複数の流路の一端側を覆う第１閉塞部材であって、隣接する２本の流路の組の夫々について２本の流路の端部を連通させる第１閉塞部材と、
複数の流路の他端側を覆う第２閉塞部材であって、第１閉塞部材が連通する２本の流路と互い違いになるように、隣接する別の２本の流路の組の夫々について別の２本の流路の端部を連通させる第２閉塞部材と、
を備えており、
圧力伝達手段が、いずれかの流路の内部に備えられているとともに、第１又は第２閉塞部材の内面に面していることを特徴とする請求項１に記載の自励振動式ヒートパイプ。
【請求項３】
両端が開口している平行に並んだ複数の流路が形成されているボディと、
複数の流路の一端側を覆う第１閉塞部材であって、隣接する２本の流路の組の夫々について２本の流路の端部を連通させる第１閉塞部材と、
複数の流路の他端側を覆う第２閉塞部材であって、第１閉塞部材が連通する２本の流路と互い違いになるように、隣接する別の２本の流路の組の夫々について別の２本の流路の端部を連通させる第２閉塞部材と、
を備えており、
圧力伝達手段が、第１又は第２閉塞部材に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自励振動式ヒートパイプ。
【請求項４】
圧力伝達手段が、放熱側の折り返し部分に設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自励振動式ヒートパイプ。
【請求項５】
圧力伝達手段は、ピストン、ダイアフラム、あるいは、流路を塞ぐ弾性体のいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自励振動式ヒートパイプ。
【請求項６】
圧力伝達手段が、ピストンと、当該ピストンを分割された管内の一方側の空間へ向けて付勢するスプリングで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の自励振動式ヒートパイプ。
【請求項７】
圧力伝達手段の一方側と他方側で、管断面積、管の単位体積当たりの作動液の量、作動液の種類、熱流束の少なくとも一つが異なることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自励振動式ヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自励振動式ヒートパイプに関する。
【背景技術】
【０００２】
自励振動式ヒートパイプは、閉じた細管を複数回折り返し（複数回往復させ）、内部に揮発性の高い液体（作動液）を封入したデバイスである。平行に並ぶ細管の一方の端部付近（折り返しの部分付近）に発熱源を取り付ける。発熱源を取り付けた側を受熱部（あるいは蒸発部）と称し、平行に並ぶ細管の他方の端部を放熱部（凝縮部）と称する。作動液は、受熱部にて発熱源の熱によって蒸発する。蒸発は細管の複数の箇所（複数の折り返し部分付近）で生じるので、細管全体では気相と液相が交互に存在する状態となる。作動液の蒸発により、受熱部の圧力が高まる。受熱部の圧力が高まることで液相と気相の作動液が放熱部へ移動する。気相の作動液は放熱部にて凝縮し液体に戻る。こうして、作動液の相変化に起因する圧力変化により作動液が受熱部と放熱部の間を移動する。すなわち作動液が自励的に振動する。自励振動式ヒートパイプは、この蒸発と凝縮に伴う潜熱と作動液が有する顕熱の双方によって熱が移送されるので、熱輸送の効率が高い。また、自励振動式ヒートパイプは、構造が簡単で小型化が容易であるため、パワーデバイスやＣＰＵなどの半導体デバイスの冷却装置として用いられることが多い。
【０００３】
自励振動式ヒートパイプの特性は、管の断面積や管の単位体積当たりの作動液の量、あるいは、作動液の種類に依存するが、一般的な傾向として、熱輸送量（冷却能力）と低温時の応答性（低温時の始動性）はトレードオフの関係にある。その理由は、極めて単純化して言えば、熱輸送量が大きいということは熱容量が大きいということであり、作動液を蒸発させる（作動液を移動させる）のに大きなエネルギを必要とするからである。
【０００４】
そこで、低温時の特性を高めるために、様々な提案がなされている。特許文献１では、ヒートパイプの管にポンプを接続し、低温時にはポンプで積極的に作動液に振動を与えて自励振動を誘発する。
【０００５】
また、特許文献２では、熱輸送特性の異なる２つのヒートパイプを一つの筐体に収める。２つのヒートパイプには、それぞれ融点の異なる作動液が封止されている。融点の低い作動液が封止されたヒートパイプは、外気温度が低くても作動する。外気温度が高くなると、あるいは、熱源の温度が高くなると、高融点作動液が封止されたヒートパイプが作動を開始し、熱輸送量が増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−３１９０４６号公報
【特許文献２】特開２００９−２６００５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のヒートパイプはアクチュエータを備え、低温時には、能動的に自励振動を誘発する。特許文献５のヒートパイプは、実質的には特性の異なる２つのヒートパイプを備えることに相当する。
【０００８】
本願の発明者の一部は、電源等の能動的な駆動力を必要とすることなく、低温時の特性を高めたヒートパイプを考案した（特願２０１３−００４３９７、２０１３年１月１５日出願、本願出願時は未公開）。本明細書は、特願２０１３−００４３９７が開示する新規なヒートパイプを低コストで実現する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
特願２０１３−００４３９７が開示する自励振動式ヒートパイプは、次の通りである。そのヒートパイプは、密閉された管の途中に気体と液体は通さないが圧力変動は伝達する圧力伝達手段を備える。即ち、密閉された管の内部空間が、圧力伝達手段を隔てて一方側の空間と他方側の空間に区画される。そして、その一方側の空間と他方側の空間で異なる熱輸送特性を持たせる。そのような自励振動式ヒートパイプは、別言すれば、熱輸送特性の異なる第１ヒートパイプと第２ヒートパイプを、気体と液体は通さないが圧力変動は伝達する圧力伝達手段で連結したデバイスである。熱輸送特性とは、低温での始動性の良さを含む。別言すれば、上記の自励振動式ヒートパイプは、ヒートパイプ管内の空間が長さ方向で２つに分割されているとともに、分割された空間の一方で生じた圧力変動を他方の空間に伝達する圧力伝達手段を備えている。前述したように、熱輸送量（冷却能力）と低温時の応答性（低温時の始動性）はトレードオフの関係にあり、第１ヒートパイプは第２ヒートパイプよりも熱輸送量は小さいが低温時の応答性は優るように構成する（第１ヒートパイプの特性と第２ヒートパイプの特性は逆でもよい）。第１ヒートパイプは低温環境において第２ヒートパイプよりも早く始動する。そして、第１ヒートパイプの振動が圧力伝達手段で第２ヒートパイプに伝達される。伝達された圧力変動が第２ヒートパイプの自励振動を誘発し、第２ヒートパイプは、それと同等の単体ヒートパイプよりも早く自励振動が始動する。この自励振動式ヒートパイプは、能動的なアクチュエータを備えることなく、熱容量の大きい第２ヒートパイプが従来のヒートパイプよりも早く始動する。
【００１０】
なお、圧力伝達手段は、典型的には、ピストンあるいはダイアフラム（振動板）でよい。また、第１ヒートパイプと第２ヒートパイプ（即ち、圧力伝達手段の一方側と他方側）の熱輸送特性を異ならしめるのは、管断面積、管の単位体積当たりの作動液の量、作動液の種類、熱流束の少なくとも一つを相違させることで達成できる。圧力伝達手段は、弾性体であってもよい。
【００１１】
自励振動式ヒートパイプは、密閉された管が複数回折り返されている。本明細書が開示する技術は、上記した新規の自励振動式ヒートパイプにおいて、圧力伝達手段をいずれかの折り返し部分に設ける。圧力伝達手段を折り返し部分に設けることによって、ヒートパイプの組み立て性が向上する。
【００１２】
複数回折り返されている管は、多くの場合、次の３種類の部品で構成される。一つは、両端が開口している平行に並んだ複数の流路が形成されているボディである。ボディは、押出成形で成形される多孔管であってもよいし（その場合、一つひとつの孔が流路に相当する）、複数のパイプを束ねたものであってもよい。残りの２つは、複数の流路の一端側と他端側を夫々覆う（即ち、ボディの一端側と他端側を覆う）第１および第２閉塞部材である。複数の流路の一端側を覆う第１閉塞部材は、隣接する２本の流路の組の夫々について２本の流路の端部を連通させる。複数の流路の他端側を覆う第２閉塞部材は、第１閉塞部材が連通する２本の流路と互い違いになるように、隣接する別の２本の流路の組の夫々について別の２本の流路の端部を連通させる。ボディ内の複数の流路を第１及び第２閉塞部材が一つに繋げたものが、上記の複数回折り返された管に相当する。
【００１３】
そこで、本明細書が開示する自励振動式ヒートパイプの一つの実施態様では、圧力伝達手段が、いずれかの流路の内部に備えられているとともに、第１又は第２閉塞部材の内面に面している。あるいは、別の実施態様では、圧力伝達手段が、第１又は第２閉塞部材に設けられている。前者の実施形態は、流路の端から圧力伝達手段を組み込んだ後に第１又は第２閉塞部材を取り付ければよい。後者の実施形態では、複数の流路に第１又は第２閉塞部材を組み付ける際に圧力伝達手段の組み付けも完了する。いずれの実施形態も、流路の中央付近まで圧力伝達手段を入れ込む必要がなく、製造が容易である。また、流路を一旦制作してしまえば、圧力伝達手段を組み付けるための付加的な加工が不必要である。なお、以下では、説明を簡便にするため、便宜上、「自励振動式ヒートパイプ」と単純に「ヒートパイプ」と称することがある。
【００１４】
ヒートパイプは平行に並んだ流路の両端の夫々に折り返し部分が並ぶ。一方の折り返し部分には熱源が取り付けられ、他方の折り返し部分で熱源の熱が放出される。熱源が取り付けられる方の折り返し部分は受熱部（あるいは蒸発部）と呼ばれ、他方の折り返し部分は放熱部（あるいは凝縮部）と呼ばれる。圧力伝達手段は、放熱部側の折り返し部分に設けるとよい。作動液は放熱部にて液相となり、圧力伝達手段が液相の中で振動することになる。液相の方が気相よりも密度が高いので、圧力伝達手段が振動することにより伝達されるエネルギが気相と比べて大きい。即ち、放熱部に圧力伝達手段を設けることによって、受熱部に配置する場合と比較して圧力伝達の効率が高い。
【００１５】
本明細書が開示する技術の詳細とさらなる改良は以下の「発明を実施するための形態」にて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施例のヒートパイプの構造を示す断面図である。
【図２】ヒートパイプの熱抵抗と熱流速の関係を説明するグラフである。
【図３】第２実施例のヒートパイプの構造を示す断面図である。
【図４】第３実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図５】第４実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図６】第５実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図７】第６実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図８】第７実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図９】第８実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図１０】第９実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図１１】第１０実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図１２】第１１実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【図１３】第１２実施例のヒートパイプの構造を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１実施例）図１に、第１実施例のヒートパイプ２の断面図を示す。ヒートパイプ２は、複数回折り返された１本の閉じた管を備えるが、図１は、全ての折り返し部分を横断する断面を示す。別言すれば、図１は、複数折り返された１本の閉じた管の一端から他端までの流路全体を横断する断面に相当する。
【００１８】
ヒートパイプ２は、平板型のボディ３の内部に密封された管５を有するデバイスである。管５の内部には、少量の作動液が充填されている。作動液は、揮発性の高い液体であり、例えば、代替フロンである。
【００１９】
ボディ３は、アルミニウムや銅など、熱伝導率の高い金属で作られている。ボディ３には、両端が開口している平行な複数の流路４ａ〜４ｈが形成されている。その複数の流路４ａ〜４ｈは、その両端が第１閉塞部材１２及び第２閉塞部材１３で閉じられている。第１閉塞部材１２及び第２閉塞部材１３も、ボディ３と同様にアルミニウムなど熱伝導率の高い金属で作られている。第１閉塞部材１２と第２閉塞部材１３は、ロウ付け、圧入、接合、その他の方法でボディ３に固定される。
【００２０】
図１において複数の流路４ａ〜４ｈの上方の開口を覆う第１閉塞部材１２は、隣接する２本の流路の組（流路４ａと４ｂ、４ｃと４ｄ、４ｅと４ｆ、４ｇと４ｈ）の夫々について、２本の流路の端部を連通させる。図４の上側の開口において、流路４ａと４ｂが連通する部分が折り返し部分９ａに相当する。同様に、図４の上側の開口において、流路４ｃと４ｄが連通する部分、流路４ｅと４ｆが連通する部分、流路４ｇと４ｈが連通する部分が折り返し部分９ａに相当する。
【００２１】
図１において複数の流路４ａ〜４ｈの下方の開口を覆う第２閉塞部材１３は、第１閉塞部材１２が連通する２本の流路の組とは互い違いとなるように、図１の下方の開口において隣接する２本の流路の組（流路４ｂと４ｃ、４ｄと４ｅ、４ｆと４ｇ）の夫々について、２本の流路の端部を連通させる。図４の下側の開口において、流路４ｂと４ｃが連通する部分が折り返し部分９ｂに相当する。同様に、図４の下側の開口において、流路４ｄと４ｅが連通する部分、流路４ｆと４ｇが連通する部分が折り返し部分９ｂに相当する。このように平行に配置された複数の流路４ａ〜４ｈは、その両端が互い違いに隣接する流路と連通し、その結果、１本の閉じた管５が形成される。なお、管の両端は第２閉塞部材１３の側にてキャップ１４で閉じられる。管５は、内部に作動液を入れた後、キャップ１４で密封される。
【００２２】
ヒートパイプ２は、図１の下側の折り返し部分９ｂが並んだ領域に相当するボディ３の表面に発熱源が取り付けられる。図１の下側の折り返し部分９ｂが並んだ領域が受熱部Ｈｖ（蒸発部）に相当する。受熱部とは反対側で折り返し部分９ａが並ぶ領域が、放熱部Ｈｒ（凝縮部）に相当する。
【００２３】
受熱部Ｈｖに発熱源が取り付けられる。発熱源の熱により、受熱部Ｈｖで作動液が蒸発する。受熱部Ｈｖには管５の折り返し部分９ｂが複数含まれており、その複数の折り返し部分の夫々で作動液が蒸発する。放熱部Ｈｒの作動液は液体のままである。そうすると、管５の内部で作動液は液相と気相が混在した状態となる。受熱部Ｈｖで作動液が気体となると、受熱部Ｈｖの圧力が高まり、作動液全体が放熱部Ｈｒへ移動する。放熱部Ｈｒへ移動した気相の作動液は凝縮し液相に戻る。その際、凝縮熱を放出する。また、気相の作動液の移動に伴い、受熱部Ｈｖ付近の液相の作動液も放熱部Ｈｒへ移動し、そこで熱を放出する。こうして、気化と凝縮の潜熱と、液相の作動液が有する顕熱の双方で熱が輸送される。放熱部Ｈｒで熱を放出した作動液は、受熱部Ｈｖから新たに送られる温度の高い作動液に押しやられ、受熱部Ｈｖへと移動する。こうして、作動液は、管５の内部で自励的に振動する。なお、発熱源に制限はないが、典型的には半導体チップなどの電子デバイスである。
【００２４】
管５の途中、放熱部Ｈｒの一つの折り返し部分９ａに圧力伝達部８が設けられている。圧力伝達部８は、流路に沿って所定のストロークだけスライドするピストン７で構成されている。流路４ｃの端部は所定の長さまで拡径されており、その拡径部分にピストン７が挿入されている。ピストン７は、拡径部分と非拡径部分の境界に相当する段差と第１閉塞部材１２の間で自由に動くことができる。ただし、ピストン７と管５の内壁の間には封止オイルが充填されており、ピストン７の一方側の空間と他方側の空間で液体と気体は通過することができない。なお、図１では、理解を助けるために、ピストン７と管５の内壁との間に意図的に隙間を描いている点に留意されたい。後の図３〜図５でも同様である。
【００２５】
ピストン７を境にして管５の一方側で圧力変動が生じると、ピストン７がその圧力変動に応じて往復する。ピストン７の往復運動が、管５の他方側に圧力変動をもたらす。即ち、圧力伝達部８は、ピストン７の一方側の空間と他方側の空間で気体と液体は通さないが圧力変動は伝達する。以下では、管５においてピストン７の一方側の空間を第１ヒートパイプ５ａと称し、他方側の空間を第２ヒートパイプ５ｂと称する。別言すれば、ヒートパイプ２は、管５の内部空間が長さ方向で２分割されており、その分割位置に、ピストン７（圧力伝達部８）が設けられている。ピストン７は、分割された空間の一方で生じた圧力変動を他方の空間へ伝達する。なお、第１ヒートパイプ５ａ、第２ヒートパイプ５ｂのいずれにも作動液が入れられている。
【００２６】
第１ヒートパイプ５ａと第２ヒートパイプ５ｂでは、熱輸送特性が異なる。具体的には、作動液の量が異なる。本実施例では、第１ヒートパイプ５ａの作動液の量が第２ヒートパイプ５ｂの作動液の量よりも少ない。それゆえ、第１ヒートパイプ５ａは第２ヒートパイプ５ｂに比べて、少量の熱でも作動を開始する。別言すれば、第１ヒートパイプ５ａは第２ヒートパイプ５ｂと比較して低温での始動開始が早い。
【００２７】
作動液の量の相違による熱輸送特性を、図２を参照して具体的に説明する。図２は、ヒートパイプの特性を模式的に表したグラフである。図２のグラフは、縦軸にヒートパイプの熱抵抗をとり、横軸にヒートパイプの熱流速をとっている。熱抵抗とは、熱の伝え難さを表す単位であり、単位時間当たり単位発熱量当たりの温度上昇量に相当する。また、熱流速とは、単位時間当たりに単位面積を通過する熱量に相当する。図２のグラフの右下の領域ほど、ヒートパイプの性能、即ち冷却能力が高いことを示している。グラフＧ１は第１ヒートパイプ５ａの特性を示しており、グラフＧ２は第２ヒートパイプ５ｂの特性を示している。第２ヒートパイプ５ｂは、第１ヒートパイプ５ａと比較して、熱流速が大きい領域において熱抵抗が低い。即ち、冷却能力は第１ヒートパイプ５ａよりも第２ヒートパイプ５ｂの方が高い。ただし、外気温度が低い場合、あるいは、発熱源の発熱量が小さい場合には、もともと熱流速が大きくならない。即ち、外気温度が低い場合、あるいは、発熱源の発熱量が小さい場合とは、グラフの左側の領域に相当する。グラフの左側の領域では、第２ヒートパイプ５ｂよりも第１ヒートパイプ５ａの方が、熱抵抗が小さい。このことは、外気温度が低い場合、あるいは、発熱源の発熱量が小さい場合には、第１ヒートパイプ５ａが第２ヒートパイプ５ｂよりも動作し易いこと、すなわち始動性がよいことを示している。即ち、第１ヒートパイプ５ａは第２ヒートパイプ５ｂよりも低温時の始動性は優れているが、発熱源の発熱量が大きくなった場合の熱輸送量は第１ヒートパイプ５ａよりも第２ヒートパイプ５ｂの方が大きい。
【００２８】
圧力伝達部８の機能を説明する。前述したように、ヒートパイプ２では、第１ヒートパイプ５ａが第２ヒートパイプ５ｂよりも先に始動する。すなわち、第１ヒートパイプ５ａ内で先に作動液の気化が始まり、自励振動が始まる。自励振動による圧力変化は、圧力伝達部８を通じて第２ヒートパイプ５ｂの内部に伝達される。第２ヒートパイプ５ｂ内では、第１ヒートパイプ５ａからの圧力変動が作動液に刺激を与えることになり、自励振動が誘発される。こうして、第２ヒートパイプ５ｂと同等の単体ヒートパイプでは通常では自励振動が開始しない領域であっても、第１ヒートパイプ５ａからの刺激により第２ヒートパイプ５ｂは動作を開始する。ヒートパイプ２は、第１ヒートパイプ５ａ及び第２ヒートパイプ５ｂと同等の２つのヒートパイプを個別に備えるよりも、低温時の始動性が良い。
【００２９】
圧力伝達部８（ピストン７）は、複数回折り返されている管５（流路）の一方の折り返し部分９ａに配置されている。図１に良く示されているように、ピストン７は、第１閉塞部材１２の取り付けに先立って流路４ｃの一端から挿入される。ピストン７を挿入後、第１閉塞部材１２を取り付けると、圧力伝達部８が完成する。このように圧力伝達部８は折り返し部分９ａに設けられているので組み立て性に優れている。なお、図１によく示されているようにピストン７（圧力伝達部８）は第１閉塞部材１２の内面に面している。
【００３０】
（第２実施例）第２実施例を説明する。図３は、第２実施例のヒートパイプ１０２の断面図である。このヒートパイプ１０２は、折り返し部分１０９ａ〜１０９ｃが第１及び第２閉塞部材１１２、１１３に形成されており、そのうちの一つ１０９ｃに圧力伝達部８（ピストン７）が組み込まれている点が第１実施例のヒートパイプ２と異なる点である。より詳しくは、ヒートパイプ１０２は次の構成を有する。ヒートパイプ１０２のボディ１０３には、両端が開口している平行に並ぶ複数の流路４ａ〜４ｈが形成されている。ボディ１０３の両側の開口群は、夫々、第１閉塞部材１１２と第２閉塞部材１１３で閉じられている。複数の流路４ａ〜４ｈの一端側を覆う第１閉塞部材１１２は、隣接する２本の流路の組（流路４ａと４ｂ、４ｃと４ｄ、４ｅと４ｆ、４ｇと４ｈ）の夫々について２本の流路の端部を連通させる。複数の流路の他端側を覆う第２閉塞部材１１３は、第１閉塞部材１１２が連通する２本の流路と互い違いになるように、隣接する別の２本の流路の組（４ｂと４ｃ、４ｄと４ｅ、４ｆと４ｇ）の夫々について別の２本の流路の端部を連通させる。第１閉塞部材１１２には隣接する流路を連通する折り返し部分１０９ａ、１０９ｃが形成されている。同様に、第２閉塞部材１１３にも隣接する流路を連通する折り返し部分１０９ｂが形成されている。第１閉塞部材１１２の一つの折り返し部分１０９ｃは、他の折り返し部分１０９ａよりも深く作られている。そして、圧力伝達部８（ピストン７）が、その、他よりも深い折り返し部分１０９ｃに設けられている。この構成は、圧力伝達部８が第１閉塞部材１１２に既に組み込まれているので、第１実施例のヒートパイプ２よりもさらに組み立て性に優れている。
【００３１】
以下、他の実施例を、図４から図１３を参照して説明する。いずれの実施例でも、１本の管５を２つの空間に分割する圧力伝達部８が、放熱部側の折り返し部分に設けられている。図４から図１３は、圧力伝達部８が設けられた折り返し部分の部分拡大断面図を示す。図４から図１３で描かれていない部分は、第１実施例（図１）あるいは第２実施例（図３）のヒートパイプと同じ構造である。
【００３２】
（第３実施例）図４に、第３実施例のヒートパイプ１０２ａの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ１０２ａの圧力伝達部８は、ピストン７とスプリング３１で構成される。ピストン７は、第１閉塞部材１１２の内面に面している。スプリング３１は、ピストン７を、分割された空間（ヒートパイプ５ａ及び５ｂ）の一方へ向けて付勢する。スプリング３１とピストン７の固有振動数が、第１ヒートパイプ５ａにおける気相の振動周波数と略一致するようにスプリング３１の剛性を選定する。そうすると、第１ヒートパイプ５ａにおける気相の作動液の振動によってピストン７の振動が誘起され易くなる。即ち、第２ヒートパイプ５ｂが作動を開始し易くなる。
【００３３】
（第４実施例）図５に、第４実施例のヒートパイプ１０２ｂの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ１０２ｂの圧力伝達部８も、第３実施例のヒートパイプ１０２ａと同様に、ピストン７とスプリング３１で構成される。第３実施例との相違は、ピストン７とスプリング３１で構成される圧力伝達部８が、第１閉塞部材１１２の中に設けられている点である。
【００３４】
（第５実施例）図６に、第５実施例のヒートパイプ１０２ｃの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ１０２ｃは、ダイヤフラム４７で構成される圧力伝達部８を備える。ダイヤフラム４７は、第１ヒートパイプ５ａと第２ヒートパイプ５ｂの間で圧力の変動は伝達するが、気体も液体も通さない。ダイヤフラム４７は、例えばシリコンシートで形成される。ダイヤフラム４７は、ボディ１０３の端部に取り付けられており、第１閉塞部材１１２の内面に面している。このヒートパイプ１０２ｃも、他のヒートパイプと同じ利点を有する。
【００３５】
（第６実施例）図７に、第６実施例のヒートパイプ１０２ｄの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ１０２ｄの圧力伝達部８は、ダイヤフラム４７と、ダイヤフラム４７の周囲を支持する枠４８で構成されている。圧力伝達部８は、第１閉塞部材１１２の中に組み込まれている。圧力伝達部８は、柔らかいダイヤフラム４７が硬い枠４８で支持されているので、第１閉塞部材１１２に組み付け易い。典型的には、枠４８は、第１閉塞部材１１２の折り返し部分１０９ｃに圧入あるいは接合によって取り付けられる。このように枠４８とダイヤフラム４７で構成される圧力伝達部８を有するヒートパイプ１０２ｄは、さらに組み立て性が良い。
【００３６】
（第７実施例）図８に、第７実施例のヒートパイプ１０２ｅの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ１０２ｅの圧力伝達部８も、第６実施例のヒートパイプ１０２ｄと同様に、ダイヤフラム４７とそれを支持する枠４８で構成されている。ただし、ダイヤフラム４７の向きが、第６実施例のヒートパイプ１０２ｄの場合と異なる。第６実施例のヒートパイプ１０２ｄでは、ダイヤフラム４７は、ボディ１０３に形成された複数の流路の延設方向と同じ方向を向いていた。第７実施例のヒートパイプ１０２ｅでは、ダイヤフラム４７は、ボディ１０３に形成された複数の流路の延設方向に対して直角の方向を向いている。別言すれば、ダイヤフラム４７は、隣接する流路を連通する折り返し部分であって平行な流路同士を連通する流路の湾曲部（屈曲部）に配置されている。このヒートパイプ１０２ｅは、第６実施例のヒートパイプ１０２ｄよりも面積の大きいダイヤフラムを採用することができる。
【００３７】
また、ヒートパイプ１０２ｅの圧力伝達部８は、ボディ１０３の端部に取り付けられている。それゆえ、第１閉塞部材１１２の形状が単純となる。圧力伝達部８は、第１閉塞部材１１２の中に組み込まれている。圧力伝達部８は、柔らかいダイヤフラム４７が硬い枠４８で支持されているので、第１閉塞部材１１２に組み付け易い。典型的には、枠４８は、第１閉塞部材１１２の折り返し部分１０９ｃに圧入あるいは接合によって取り付けられる。このヒートパイプ１０２ｅも圧力伝達部８の組み立て性がよい。
【００３８】
（第８実施例）図９に、第８実施例のヒートパイプ１０２ｆの部分拡大断面図を示す。ヒートパイプ１０２ｆの圧力伝達部８も、第７実施例のヒートパイプ１０２ｅと同様に、ダイヤフラム４７とそれを支持する枠４８で構成されている。ヒートパイプ１０２ｆでは、圧力伝達部８が第１閉塞部材１１２の中に組み込まれている点が、第７実施例のヒートパイプ１０２ｅと異なる点である。
【００３９】
なお、第５〜第８実施例のヒートパイプ１０２ｃ〜１０２ｆにおいて、ダイヤフラム４７の固有振動数は、第１ヒートパイプ５ａの気相の作動液の固有周波数に略一致させるとよい。
【００４０】
（第９〜第１２実施例）図１０〜図１３に、第９〜第１２実施例のヒートパイプ１０２ｇ〜１０２ｋの部分拡大断面図を示す。これらのヒートパイプは、弾性体５７（１５７）の圧力伝達部８を備える。弾性体は、典型的には、ゴム、あるいは、内部に液体が封入された薄膜の袋である。弾性体５７（１５７）は、流路を塞いでおり、気体と液体は通さない。なお、図１０では、理解を助けるために、弾性体５７（１５７）と管５の内壁との間に意図的に隙間を描いている点に留意されたい。後の図１１〜図１３でも同様である。但し、一方のヒートパイプ５ａに面している部位が圧力変動を受けると、その部位が振動するとともに、他方のヒートパイプ５ｂに面している部分が振動する。それゆえ、弾性体５７（１５７）も、一方のヒートパイプ５ａから他方のヒートパイプ５ｂへ圧力変動を伝達することができる。
【００４１】
第９実施例のヒートパイプ１０２ｇ（図１０）は、ボディ１０３の端部に球形の弾性体５７が配置され、その弾性体５７は第１閉塞部材１１２に面している。第１閉塞部材１１２には、球形の弾性体５７を受け止める窪み１１２ａが設けられている。
【００４２】
第１０実施例のヒートパイプ１０２ｈ（図１１）は、ボディ１０３の端部に扁平な弾性体１５７が配置され、その弾性体１５７は第１閉塞部材１１２に面している。弾性体１５７は扁平であるので、流路に安定的に支持される。それゆえ、第９実施例の窪み１１２ａが不要である。また、弾性体１５７は、折れ曲がり部分に沿って流路の内壁に面接触しており、気体と液体の封止性が高い。
【００４３】
第１１実施例のヒートパイプ１０２ｊ（図１２）は、第９実施例のヒートパイプ１０２ｇと同様に、球形の弾性体５７を備える。ヒートパイプ１０２ｊは、弾性体５７（圧力伝達部８）がボディ１０３ではなく第１閉塞部材１１２の中に組み込まれている点で第９実施例のヒートパイプ１０２ｇと異なっている。
【００４４】
第１２実施例のヒートパイプ１０２ｋ（図１３）は、第１０実施例のヒートパイプ１０２ｈと同様に、扁平な弾性体１５７を備える。ヒートパイプ１０２ｋは、弾性体１５７（圧力伝達部８）がボディ１０３ではなく第１閉塞部材１１２の中に組み込まれている点で第１０実施例のヒートパイプ１０２ｈと異なっている。
【００４５】
実施例で説明した技術に関する留意点を述べる。本明細書が開示するヒートパイプは、低温環境化で始動性のよい第１ヒートパイプと、始動性は第１ヒートパイプには劣るが熱輸送量が大きい第２ヒートパイプを圧力伝達手段で連結したデバイスである。このヒートパイプでは、第１ヒートパイプの自励振動が第２ヒートパイプの始動の刺激となり、第２ヒートパイプが始動し易くなる。本明細書が開示する技術は、自励式ヒートパイプの特徴である「自励振動」を積極的に活用し、アクチュエータを要することなく、低温時の始動特性を従来のヒートパイプよりも高めることができる。
【００４６】
圧力伝達部８は、複数回折り返されている管５の放熱部側の折り返し部分に配置されている。それゆえ、圧力伝達部８の組み付け性が良い。
【００４７】
平行な流路４ａ〜４ｈを有するボディ３（１０３）は、押し出し成形で作られる多孔管を利用してもよいし、また、複数のパイプを束ねたものであってもよい。平行な流路４ａ〜４ｈは、途中で湾曲していてもよい。本明細書が開示するヒートパイプは、アクチュエータが不要なだけでなく、その製造が容易であるという利点を有する。
【００４８】
第１実施例では第１ヒートパイプと第２ヒートパイプで作動液の量を異なるものとした。第１ヒートパイプと第２ヒートパイプは、熱輸送特性が異なればよく、その特性は、作動液の量に限られない。例えば、第１ヒートパイプと第２ヒートパイプで管の断面積を異なるものとしてもよい。作動液の量や断面積のほかに、第１ヒートパイプと第２ヒートパイプでは、作動液の種類や熱流速などを変えることによって熱輸送特性を異ならしめてもよい。また、実施例のヒートパイプのボディ３はいずれも平板型であった。ヒートパイプ全体の形状は平板に限られず、円柱形や角柱形であってもよい。あるいは、Ｌ字状の板であってもよい。
【００４９】
実施例のヒートパイプでは、第１ヒートパイプの冷却能力が第２ヒートパイプの冷却能力よりも高い。冷却能力の高い第１ヒートパイプの占める空間（典型的には長さ）が、第２ヒートパイプの占める空間よりも大きいことが望ましい。
【００５０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００５１】
２、１０２、１０２ａ−１０２ｋ：ヒートパイプ
３：ボディ
４ａ〜４ｈ：流路
５：管
５ａ：第１ヒートパイプ
５ｂ：第２ヒートパイプ
７：ピストン
８：圧力伝達部
９、１０９：折り返し部
１２、１１２：第１閉塞部材
１３、１１３：第２閉塞部材
１４：キャップ
３１：スプリング
４７：ダイヤフラム
４８：枠
５７、１５７：弾性体
Ｈｒ：放熱部
Ｈｖ：受熱部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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