JP6442594B1 - 放熱モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】薄型のコンテナの機械的強度を確保しつつ液体流路の圧力損失を低減する。
【解決手段】放熱モジュールは、作動流体を内部に封入し、該封入した作動流体を蒸発させる蒸発部と、該蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と、を有するコンテナ２と、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５のそれぞれに接触し、毛細管力によって凝縮した作動流体を凝縮部から蒸発部に移動させるウィック３と、を備え、一対の内壁面１４，１５、一対の内壁面１４，１５に接触しないウィック３の外側面３ｂ、及び、ウィック３の外側面３ｂと隙間をあけて形成された対向面２０によって囲まれた空間に、凝縮した作動流体の液溜まり流路１８が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、放熱モジュールに関するものである。

下記特許文献１には、放熱モジュールの一形態として、ヒートパイプが開示されている。ヒートパイプは、基本的には空気等の非凝縮性の気体を脱気したコンテナ（容器）の内部に、目的とする温度範囲で蒸発および凝縮する水やアルコール等の流体を作動流体として封入し、さらに液相の作動流体を還流させるための毛細管力を発生するウィックをコンテナの内部に設けたものである。

コンテナに温度差が生じたとき、高温の蒸発部では作動流体が加熱されて蒸発し、コンテナの内部圧力も上昇する。蒸発部で生じた作動流体の蒸気は、温度及び圧力の低い凝縮部に向けて移動し、蒸発部で受けた熱を、蒸気の潜熱として、凝縮部に輸送する。凝縮部において、作動流体の蒸気は、放熱により凝縮する。そして、凝縮した作動流体は、ウィックに浸透し、ウィックの毛細管力により蒸発部に向けて還流する。

特開平１１−１８３０６９号公報

このような放熱モジュールの作動条件は、毛細管力ΔＰ_Ｃに、蒸気の圧力損失をΔＰ_Ｖ、液体の圧力損失をΔＰ_Ｌとして、以下の計算式（１）で表される。
ΔＰ_Ｃ ≧ ΔＰ_Ｖ＋ΔＰ_Ｌ …（１）
この計算式（１）から分かるように、放熱モジュールの最大熱輸送量を大きくするためには、毛細管力を大きくし、蒸気と液体の圧力損失を小さくする必要がある。

近年、スマートフォン、タブレットＰＣ等の携帯機器の薄型化は著しく、その携帯機器に搭載されているＣＰＵ等の熱を放熱するために、薄型の放熱モジュールが求められている。このような薄型の放熱モジュールでは、最大熱輸送量の低下の抑制と、その機械的強度を維持する工夫が必要となる。すなわち、比較的大きな放熱モジュールに関しては、広い蒸気流路と液体流路を確保できるため、蒸気と液体の圧力損失を小さくすることができるが、薄型の放熱モジュールにおいては、これらを広く確保することが難しい。また、薄型の放熱モジュールにおいては、コンテナの肉厚も薄くなり、その機械的強度を確保することが困難になる。

ここで、コンテナの機械的強度を確保するために、コンテナの内部に配置されたウィックを、コンテナの形状を保つための柱として利用する場合がある。このようなウィックは、コンテナの対向する一対の内壁面のそれぞれに接触し、当該一対の内壁面に接触しないウィックの両側面に蒸気流路が形成される。蒸気の圧力損失を小さくするためには蒸気流路の断面の水力等価直径を可能な限り大きくする必要があり、上記構成によれば、柱となるウィックの高さ方向に空間を保つことができるため、蒸気の圧力損失を低減するのに非常に有効である。一方で、液体流路は、ウィックの内部ないしウィックと一対の内壁面との接触面に形成されるため、ウィックの毛細管半径に依存した圧力損失が生じ、液体の圧力損失を低減するのに限界があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、薄型のコンテナの機械的強度を確保しつつ液体流路の圧力損失を低減できる放熱モジュールの提供を目的とする。

（１）本発明の一態様に係る放熱モジュールは、作動流体を内部に封入し、該封入した作動流体を蒸発させる蒸発部と、該蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と、を有するコンテナと、前記コンテナの対向する一対の内壁面のそれぞれに接触し、毛細管力によって前記凝縮した作動流体を前記凝縮部から前記蒸発部に移動させるウィックと、を備え、前記一対の内壁面、前記一対の内壁面に接触しない前記ウィックの側面、及び、前記ウィックの側面と隙間をあけて形成された対向面によって囲まれた空間に、前記凝縮した作動流体の液溜まり流路が形成されている。

（２）上記（１）に記載された放熱モジュールであって、前記液溜まり流路として、前記対向面が前記コンテナによって形成された第１液溜まり流路を有してもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載された放熱モジュールであって、前記液溜まり流路として、前記対向面が前記ウィックによって形成された第２液溜まり流路を有してもよい。
（４）上記（１）に記載された放熱モジュールであって、前記液溜まり流路として、前記対向面が前記コンテナによって形成された第１液溜まり流路と、前記対向面が前記ウィックによって形成された第２液溜まり流路と、を有し、前記第２液溜まり流路の流路幅は、前記第１液溜まり流路の流路幅よりも大きくてもよい。
（５）上記（１）〜（４）に記載された放熱モジュールであって、前記液溜まり流路は、前記蒸発部以外の領域に形成されていてもよい。
（６）上記（５）に記載された放熱モジュールであって、前記コンテナは、前記ウィックの側面が形成される前記ウィックの外周を囲う周壁面を有し、前記周壁面は、前記蒸発部において、前記ウィックの外周と接触していてもよい。

上記本発明の態様によれば、薄型のコンテナの機械的強度を確保しつつ液体流路の圧力損失を低減できる放熱モジュールを提供できる。

第１実施形態に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 図１に示すベーパーチャンバーの矢視Ａ−Ａ断面図である。 第２実施形態に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 図３に示すベーパーチャンバーの矢視Ｂ−Ｂ断面図である。 第３実施形態に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 図５に示すベーパーチャンバーの矢視Ｃ−Ｃ断面図である。 第４実施形態に係るベーパーチャンバーの平断面図である。 図７に示すベーパーチャンバーの矢視Ｄ−Ｄ断面図である。 別実施形態に係るベーパーチャンバーの断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る放熱モジュールを、図面を参照しながら説明する。図面において、説明の便宜上、いくつかの部分が拡大され又は省略されており、図面に表されている各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
以下の説明では、放熱モジュールの一実施形態として薄型のベーパーチャンバーを例示する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るベーパーチャンバー１の平断面図である。図２は、図１に示すベーパーチャンバー１の矢視Ａ−Ａ断面図である。
ベーパーチャンバー１は、作動流体の潜熱を利用する熱輸送素子である。このベーパーチャンバー１は、図１に示すように、作動流体を内部に封入したコンテナ２と、コンテナ２の内部に配置されたウィック３と、を有する。

作動流体は、周知の相変化物質からなる熱輸送媒体であって、コンテナ２内で液相と気相とに相変化する。例えば、作動流体として、水（純水）やアルコールやアンモニア等を採用できる。なお、作動流体について、液相の場合を「液体」、気相の場合を「蒸気」と記載して説明することがある。また、液相と気相とを特に区別しない場合には作動流体と記載して説明することがある。

コンテナ２は、密閉された中空容器であり、平面方向（図１における紙面上下左右方向）の寸法が、厚み方向（図１における紙面垂直方向）の寸法よりも大きい扁平形状に形成されている。コンテナ２の厚みは、例えば、コンマ数ｍｍ〜３ｍｍ程である。また、コンテナ２は、平面視で略長方形状を有している。このコンテナ２には、封入した作動流体を蒸発させる蒸発部４と、該蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部５とが設定されている。本実施形態では、蒸発部４が、コンテナ２の長手方向の一端部に設定されている。

蒸発部４とは、熱源１００から熱を受ける領域である。なお、蒸発部４は、熱源１００の外形（実装面積）と同じ領域からだけでなく、その外形よりも一回り大きな領域からも熱を受けることがある。一方、凝縮部５とは、蒸発部４の周囲に設定された領域であって、蒸発部４以外の領域である。なお、熱源１００としては、電子機器の電子部品、例えば、ＣＰＵ等が挙げられる。

コンテナ２は、コンテナボディ１０と、図２に示す、トッププレート１１と、ボトムプレート１２と、を有する。コンテナボディ１０は、例えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金等から形成することができる。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、例えば、銅、銅合金、アルミ、アルミ合金、鉄、ステンレス、銅とステンレスの複合材（Cu-SUS）、銅でステンレスを挟み込んだ複合材（Cu-SUS-Cu）、ニッケルとステンレスの複合材（Ni-SUS）、ニッケルでステンレスを挟み込んだ複合材（Ni-SUS-Ni）等から形成することができる。

コンテナボディ１０をトッププレート１１及びボトムプレート１２よりも熱伝導率の高い材料から形成した場合、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、コンテナ２の変形を防止するため硬度の高い材料であることが好ましい。例えば、コンテナボディ１０を、熱伝導率の高い銅から形成した場合、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、銅とステンレスの複合材（Cu-SUS）、銅でステンレスを挟み込んだ複合材（Cu-SUS-Cu）、ニッケルとステンレスの複合材（Ni-SUS）、ニッケルでステンレスを挟み込んだ複合材（Ni-SUS-Ni）等から形成することが好ましい。

なお、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、同一の材料から形成しても、異なる材料から形成してもよい。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２は、同一の厚みであっても、異なる厚みであってもよい。また、トッププレート１１及びボトムプレート１２のいずれか一方は、コンテナボディ１０と一体で形成されていてもよい。例えば、トッププレート１１及びボトムプレート１２のいずれか一方をプレス成型で溝付き加工等することで、コンテナボディ１０を兼ねる部材を形成し、それに他方を接合することでコンテナ２を形成する構成であってもよい。

コンテナ２の内部には、ウィック３が配置されている。ウィック３は、蒸発部４内において液体が蒸発して蒸気となり、凝縮部５内において当該蒸気が凝縮して液体になった作動流体を、毛細管力によって凝縮部５から蒸発部４に移動（還流）させる液体流路を形成する。本実施形態のウィック３は、例えば、複数の細線を格子状に編み込んだメッシュから形成されている。ウィック３を形成する細線としては、例えば、熱伝導率が高い銅材を好適に用いることができる。この細線は、例えば、直径が数十μｍ〜百数十数μｍの大きさである。

ウィック３は、図１に示すように、コンテナ２の外形を形成する枠状のコンテナボディ１０の周壁面１０ａに沿って、枠状（環状）に形成されている。このウィック３は、図２に示すように、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５に接触している。ウィック３の厚み（全高）は、例えば、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。本実施形態では、ボトムプレート１２の上面が内壁面１４となり、トッププレート１１の下面が内壁面１５となり、例えば、ボトムプレート１２側から熱源１００の熱を受ける構成となっている。

ウィック３の内側面３ａは、図２に示すように、蒸気流路１７を形成している。蒸気流路１７は、一対の内壁面１４，１５、及び、当該一対の内壁面１４，１５に接触しないウィック３の内側面３ａによって囲まれた空間に形成されている。すなわち、この蒸気流路１７は、図１に示すように、ウィック３の内側に形成されており、一定の流路幅で蒸発部４から凝縮部５まで延在している。

一方、ウィック３の外側面３ｂ（側面）は、凝縮した作動流体で満たされた液溜まり流路１８を形成している。液溜まり流路１８は、図２に示すように、一対の内壁面１４，１５、当該一対の内壁面１４，１５に接触しないウィック３の外側面３ｂ、及び、ウィック３の外側面３ｂと隙間Ｄをあけて形成された対向面２０によって囲まれた空間に形成されている。本実施形態の対向面２０は、コンテナ２（コンテナボディ１０）の周壁面１０ａによって形成されている。なお、このウィック３とコンテナ２との間に形成された液溜まり流路１８を、第１液溜まり流路１８Ａと称する場合がある。

液溜まり流路１８（第１液溜まり流路１８Ａ）は、図１に示すように、ウィック３の外側に形成されており、一定の流路幅でウィック３の外周の全周に亘って環状に形成されている。液溜まり流路１８の流路幅は、蒸気流路１７の流路幅よりも小さく、ウィック３の毛細管半径よりも大きい。液溜まり流路１８の流路幅とは、図２に示すように、ウィック３の外側面３ｂと、コンテナ２の周壁面１０ａ（対向面２０）との隙間Ｄであり、隙間Ｄは例えば０．１ｍｍ以上の大きさを有する。

なお、隙間Ｄを大きくしていくと、蒸気流路１７のようになって蒸気が入ってくるため、隙間Ｄは例えば０．２５ｍｍ未満とすることが好ましい。対して、蒸気流路１７では、液溜まりが形成されないように、例えば０．２５ｍｍ以上であって、好ましくは、１．００ｍｍ以上の流路幅とすることが好ましい。液溜まり流路１８は、図１に示すように、蒸発部４以外の領域に形成されている。本実施形態の液溜まり流路１８は、蒸発部４の外側を囲うように配置され、蒸発部４以外の領域（凝縮部５のみ）に形成されている。

続いて、上記構成のベーパーチャンバー１による熱輸送サイクルについて説明する。
ベーパーチャンバー１は、熱源１００で生じた熱を受け取ることによって、蒸発部４内の液体が蒸発する。蒸発部４では、ウィック３に浸透している液体が蒸発する。蒸発部４で生じた蒸気は、蒸発部４よりも圧力および温度が低い凝縮部５へ向けて、蒸気流路１７内を流動する。凝縮部５では、蒸気流路１７を介して凝縮部５に到達した蒸気が冷却されて凝縮する。凝縮部５で生じた液体は、ウィック３に浸透し、凝縮部５から蒸発部４へ還流される。

ウィック３は、図１に示すように、凝縮部５から蒸発部４まで延在しており、液体を凝縮部５から蒸発部４へ還流させる。また、ウィック３は、凝縮部５から蒸発部４にかけて、図２に示すように、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５と接触しているため、コンテナ２を支える柱（補強部材）となり、薄型のベーパーチャンバー１の機械的強度を確保する。

ところで、蒸気流路１７は、一対の内壁面１４，１５、及び、当該一対の内壁面１４，１５に接触しないウィック３の内側面３ａによって囲まれた空間に形成されており、コンテナ２の高さ方向の空間を保てるため、流路断面の水力等価直径を可能な限り大きくし、蒸気の圧力損失を低減することができる。本実施形態のベーパーチャンバー１では、この蒸気流路１７と同様な構成で、液溜まり流路１８が形成されている。

液溜まり流路１８は、一対の内壁面１４，１５、当該一対の内壁面１４，１５に接触しないウィック３の外側面３ｂ、及び、ウィック３の外側面３ｂと隙間Ｄをあけて形成されたコンテナ２の周壁面１０ａ（対向面２０）によって囲まれた空間に形成されている。隙間Ｄは、蒸気流路１７の流路幅より小さく、ウィック３の毛細管半径よりも大きい。この液溜まり流路１８は、ウィック３が一対の内壁面１４，１５に接触していることによって、蒸気の浸入が妨げられるため、液体が流れる、若しくは、液体が溜まった状態となる。

ウィック３は、通常、大きい毛細管力を得る目的で、ウィック３の毛細管半径は小さくされるため、液体の圧力損失は高くなる。このため、本実施形態では、ウィック３の他に、コンテナ２の高さ方向に空間を保て且つウィック３の毛細管半径に依存しない圧力損失の小さい液溜まり流路１８を組み合わせることによって、ウィック３に常に液体が供給される状態を作ることができる。これにより、液体流路の全体としての液体の圧力損失を低減し、その結果、ベーパーチャンバー１の最大熱輸送量を大きくすることが可能となる。

また、本実施形態では、図１に示すように、液溜まり流路１８は、蒸発部４以外の領域に形成されている。この構成によれば、液溜まり流路１８が蒸発部４から熱を受けないようにすることができ、液溜まり流路１８において液体が蒸発して気泡などが生じないようにすることができるため、上述した液体が溜まった状態を維持できる。これにより、ウィック３に常に液体が供給される状態を良好に維持することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、作動流体を内部に封入し、該封入した作動流体を蒸発させる蒸発部４と、該蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部５と、を有するコンテナ２と、コンテナ２の対向する一対の内壁面１４，１５のそれぞれに接触し、毛細管力によって凝縮した作動流体を凝縮部５から蒸発部４に移動させるウィック３と、を備え、一対の内壁面１４，１５、一対の内壁面１４，１５に接触しないウィック３の外側面３ｂ、及び、ウィック３の外側面３ｂと隙間をあけて形成された対向面２０によって囲まれた空間に、凝縮した作動流体の液溜まり流路１８が形成されている、という構成を採用することによって、薄型のコンテナ２の機械的強度を確保しつつ液体流路の圧力損失を低減できるベーパーチャンバー１が得られる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図３は、第２実施形態に係るベーパーチャンバー１Ａの平断面図である。図４は、図３に示すベーパーチャンバー１Ａの矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
第２実施形態のベーパーチャンバー１Ａは、図３に示すように、ウィック３の内部に液溜まり流路１８（第２液溜まり流路１８Ｂ）が形成されている点で、上記実施形態と異なる。

第２実施形態のウィック３は、コンテナ２の周壁面１０ａに沿って枠状に配置された第１ウィック部３１と、第１ウィック部３１の凝縮部５における枠内側から延伸し、その先端部３２ａが蒸発部４に挿入された第２ウィック部３２と、を有する。第２ウィック部３２の基端部３２ｂは、第１ウィック部３１の枠内側に接続されており、第１ウィック部３１及び第２ウィック部３２は、一体で形成されている。

第２ウィック部３２の内部には、基端部３２ｂから先端部３２ａ（蒸発部４の手前まで）にかけて液溜まり流路１８となるスリットが形成されている。当該スリットは、スリットの短手方向で対向するウィック３の内向き側面３ｃ（側面）を含む。液溜まり流路１８は、図４に示すように、一対の内壁面１４，１５、当該一対の内壁面１４，１５に接触しないウィック３の内向き側面３ｃ、及び、ウィック３の内向き側面３ｃと隙間Ｄ２をあけて形成された対向面２０によって囲まれた空間に形成されている。

ウィック３の内向き側面３ｃと対向する対向面２０は、同じウィック３の短手方向反対側の内向き側面３ｃによって形成されている。なお、このウィック３とウィック３との間に形成された液溜まり流路１８を、第２液溜まり流路１８Ｂと称する場合がある。第２液溜まり流路１８Ｂは、図３に示すように、ウィック３の内部に形成されており、一定の流路幅で第２ウィック部３２の長手方向に沿って形成されている。

図４に示すように、第２液溜まり流路１８Ｂの流路幅は、第１液溜まり流路１８Ａの流路幅よりも大きくすることが好ましい。第２液溜まり流路１８Ｂの流路幅とは、ウィック３の内向き側面３ｃと、当該内向き側面３ｃに対向するウィック３の内向き側面３ｃ（対向面２０）との隙間Ｄ２であり、第１液溜まり流路１８Ａの流路幅を規定する隙間Ｄ１に対し、Ｄ２＞Ｄ１の関係を有する。

上記構成の第２実施形態によれば、コンテナ２の中央部にウィック３（第２ウィック部３２）が配置されているため、コンテナ２の幅が大きくなっても、コンテナ２の中央部をウィック３で支えることができ、コンテナ２の変形を防ぐことが可能となる。また、第２ウィック部３２によって、コンテナ２の内部に形成される蒸気流路１７の流路幅を最適幅に保つことができる。

第２ウィック部３２には、スリットによって第２液溜まり流路１８Ｂが形成されている。この構成によれば、第１ウィック部３１だけでなく、コンテナ２の中央部においても、コンテナ２の高さ方向に空間を保て且つウィック３の毛細管半径に依存しない圧力損失の小さい第２液溜まり流路１８Ｂを形成し、第２ウィック部３２内に常に液体が供給される状態を作ることができる。これにより、液体流路全体としての液体の圧力損失を低減し、ベーパーチャンバー１Ａの最大熱輸送量を大きくすることが可能となる。

また、第２実施形態では、液溜まり流路１８として、対向面２０がコンテナ２によって形成された第１液溜まり流路１８Ａと、対向面２０がウィック３によって形成された第２液溜まり流路１８Ｂと、を有し、第２液溜まり流路１８Ｂの流路幅は、第１液溜まり流路１８Ａの流路幅よりも大きくなっている。ウィック３は、コンテナ２よりも表面が粗い（凸凹している）ため、対向面２０がウィック３によって形成される場合の方が、対向面２０がコンテナ２によって形成される場合よりも、液体流路における流路抵抗が大きくなる。このため、第２液溜まり流路１８Ｂの流路幅を、第１液溜まり流路１８Ａの流路幅よりも大きくすることが好ましい。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図５は、第３実施形態に係るベーパーチャンバー１Ｂの平断面図である。図６は、図５に示すベーパーチャンバー１Ｂの矢視Ｃ−Ｃ断面図である。
第３実施形態のベーパーチャンバー１Ｂは、図５に示すように、ウィック３の内部に柱部４２が形成されている点で、上記実施形態と異なる。

第３実施形態のコンテナボディ１０は、コンテナ２の外形を形成する枠部４１と、枠部４１によって囲まれた領域に配置された柱部４２と、を有する。柱部４２は、コンテナ２の短手方向の中央部に配置され、コンテナ２の長手方向に延在している。柱部４２は、同じくコンテナ２の短手方向の中央部に配置された第２ウィック部３２の内部に配置されており、柱部４２の側壁面４２ａと第２ウィック部３２の内向き側面３ｃとの間には、一定幅の隙間（液溜まり流路１８）が形成されている。

この液溜まり流路１８は、図６に示すように、一対の内壁面１４，１５、当該一対の内壁面１４，１５に接触しないウィック３の内向き側面３ｃ、及び、ウィック３の内向き側面３ｃと隙間Ｄ３をあけて形成された対向面２０によって囲まれた空間に形成されている。対向面２０は、コンテナ２（柱部４２）の側壁面４２ａによって形成されているので、この液溜まり流路１８は、ウィック３とコンテナ２との間に形成された第１液溜まり流路１８Ａである。よって、隙間Ｄ３は、ウィック３の外側面３ｂとコンテナ２（枠部４１）の周壁面４１ａとの間に形成される第１液溜まり流路１８Ａを形成する隙間Ｄ１と同じ大きさとなっている。

上記構成の第３実施形態によれば、第２ウィック部３２の内部に柱部４２を配置しているため、コンテナ２の強度をより高めることができる。また、第２ウィック部３２と柱部４２との間にも液溜まり流路１８（第１液溜まり流路１８Ａ）を形成しているため、上記実施形態と同様に、液体の圧力損失を低減し、ベーパーチャンバー１Ｂの最大熱輸送量を大きくすることが可能となる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図７は、第４実施形態に係るベーパーチャンバー１Ｃの平断面図である。図８は、図７に示すベーパーチャンバー１Ｃの矢視Ｄ−Ｄ断面図である。
第４実施形態のベーパーチャンバー１Ｃは、図７に示すように、複数の第２ウィック部３２及び柱部４２を備えると共に、ウィック３の外側面３ｂの一部（３ｂ１）がコンテナ２の周壁面４１ａの一部（４１ａ１）に接触している点で、上記実施形態と異なる。

第４実施形態のコンテナボディ１０は、枠部４１によって囲まれた領域に配置された複数の柱部４２を有する。複数の柱部４２は、コンテナ２の短手方向において間隔をあけて配置され、それぞれがコンテナ２の長手方向に延在している。柱部４２は、第２ウィック部３２の内部に配置され、柱部４２と第２ウィック部３２との間には、上述した液溜まり流路１８（第１液溜まり流路１８Ａ）が形成されている。

第４実施形態の蒸発部４は、コンテナ２の長手方向の一端部且つコンテナ２の短手方向の中央部であって、枠部４１と第１ウィック部３１に跨った領域に設定されている。第４実施形態の第１ウィック部３１には、切欠き３１ａが形成されており、切欠き３１ａによって分断された先端部が、第２ウィック部３２の先端部３２ａと同様に、蒸発部４に挿入されるようになっている。

コンテナ２は、ウィック３の外側面３ｂが形成されるウィック３の外周を囲う周壁面４１ａを有し、周壁面４１ａは、蒸発部４において、ウィック３の外周と接触している。具体的には、第１ウィック部３１の切欠き３１ａが形成されたウィック３の一辺を形成する外側面３ｂ１が、当該外側面３ｂ１と対向するコンテナ２の周壁面４１ａ１と接触している。なお、第１ウィック部３１の外側面３ｂ１以外の外側面３ｂ（ウィック３の残りの三辺）は、コンテナ２の周壁面４１ａと接触しておらず、両者の間には上述した液溜まり流路１８（第１液溜まり流路１８Ａ）が形成されている。

上記構成の第４実施形態によれば、複数の第２ウィック部３２及び柱部４２を有するため、コンテナ２のサイズをさらに大きくしなければならない場合であっても、コンテナ２の強度を確保することができる。また、第２ウィック部３２と柱部４２との間にも液溜まり流路１８（第１液溜まり流路１８Ａ）を形成しているため、上記実施形態と同様に、液体の圧力損失を低減し、ベーパーチャンバー１Ｂの最大熱輸送量を大きくすることが可能となる。

また、第４実施形態では、コンテナ２は、ウィック３の外側面３ｂが形成されるウィック３の外周を囲う周壁面４１ａを有し、周壁面４１ａは、蒸発部４において、ウィック３の外周と接触している。この構成によれば、枠状の第１ウィック部３１の周囲に形成される液溜まり流路１８（第１液溜まり流路１８Ａ）を蒸発部４以外の領域に形成し、蒸発部４において形成しないようにすることができ、当該液溜まり流路１８において液体が蒸発して気泡などが生じないようにしつつ、液体の圧力損失を低減することが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態を記載し説明してきたが、これらは本発明の例示的なものであり、限定するものとして考慮されるべきではないことを理解すべきである。追加、省略、置換、およびその他の変更は、本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。従って、本発明は、前述の説明によって限定されていると見なされるべきではなく、特許請求の範囲によって制限されている。

例えば、図９に示す別実施形態を採用することができる。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図９は、別実施形態に係るベーパーチャンバー１Ｄの断面図である。
ベーパーチャンバー１Ｄは、上述した第４実施形態の図８に示すコンテナボディ１０（枠部４１及び柱部４２）を、トッププレート１１と一体で形成したものである。この例では、トッププレート１１をプレス成型で溝付き加工等することで、コンテナボディ１０の枠部４１及び柱部４２を兼ねる部材を形成し、それにボトムプレート１２を接合することでコンテナ２を形成している。この構成においても、枠部４１の周壁面４１ａとウィック３の外側面３ｂとの間、及び、柱部４２の側壁面４２ａとウィック３の内向き側面３ｃとの間に、上述した液溜まり流路１８を形成することができる。

また、例えば、上記実施形態では、ウィックをメッシュから形成する構成について説明したが、ウィックは、ファイバー、金属粉、フェルト、コンテナに形成されたグルーブ（溝）、もしくはそれらを組み合わせたものから形成されていてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、放熱モジュールとして、ベーパーチャンバーを例示したが、上記構成を放熱モジュールの別形態であるヒートパイプに適用してもよい。

また、本実施形態の放熱モジュールの用途は特に限定されないが、例示として、スマートフォン、タブレット型端末、携帯電話、パーソナルコンピュータ、サーバー、コピー機、ゲーム機、複合機、プロジェクター、電子機器、燃料電池、人工衛星等が挙げられる。

１…ベーパーチャンバー（放熱モジュール）、１Ａ…ベーパーチャンバー、１Ｂ…ベーパーチャンバー、１Ｃ…ベーパーチャンバー、１Ｄ…ベーパーチャンバー、２…コンテナ、３…ウィック、３ａ…内側面（側面）、３ｂ…外側面（側面）、３ｃ…内向き側面（側面）、４…蒸発部、５…凝縮部、１０ａ…周壁面、１４…内壁面、１５…内壁面、１７…蒸気流路、１８…液溜まり流路、１８Ａ…第１液溜まり流路、１８Ｂ…第２液溜まり流路、２０…対向面、４１ａ…周壁面、１００…熱源、Ｄ…隙間、Ｄ１…隙間、Ｄ２…隙間、Ｄ３…隙間

Claims (6)

1. 作動流体を内部に封入し、該封入した作動流体を蒸発させる蒸発部と、該蒸発した作動流体を凝縮させる凝縮部と、を有するコンテナと、
   前記コンテナの対向する一対の内壁面のそれぞれに接触し、毛細管力によって前記凝縮した作動流体を前記凝縮部から前記蒸発部に移動させるウィックと、を備え、
   前記一対の内壁面、前記一対の内壁面に接触しない前記ウィックの側面、及び、前記ウィックの側面と隙間をあけて形成された対向面によって囲まれた空間に、前記凝縮した作動流体の液溜まり流路が形成されている、ことを特徴とする放熱モジュール。
2. 前記液溜まり流路として、前記対向面が前記コンテナによって形成された第１液溜まり流路を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱モジュール。
3. 前記液溜まり流路として、前記対向面が前記ウィックによって形成された第２液溜まり流路を有する、ことを特徴とする請求項１または２に記載の放熱モジュール。
4. 前記液溜まり流路として、
   前記対向面が前記コンテナによって形成された第１液溜まり流路と、
   前記対向面が前記ウィックによって形成された第２液溜まり流路と、を有し、
   前記第２液溜まり流路の流路幅は、前記第１液溜まり流路の流路幅よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の放熱モジュール。
5. 前記液溜まり流路は、前記蒸発部以外の領域に形成されている、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の放熱モジュール。
6. 前記コンテナは、前記ウィックの側面が形成される前記ウィックの外周を囲う周壁面を有し、
   前記周壁面は、前記蒸発部において、前記ウィックの外周と接触している、ことを特徴とする請求項５に記載の放熱モジュール。

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