JP6451860B2 - ループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、ループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器に関する。

例えばスマートフォンやタブレット端末等の小型、薄型のモバイル用途の電子機器では、発熱部品を冷却するのに、例えば金属板や熱拡散シートなどのシート状の熱伝導部材が広く使用されている。例えば、金属板としては、銅、アルミ、マグネシウム合金、及び、これらを積層した薄板などが使用されているが、その熱伝導は材料の物性値の制約を受ける。また、例えば、熱拡散シートとしては、グラファイトシートが使用されているが、熱伝導率が約５００〜約１５００Ｗ／ｍＫ程度であり、この程度の熱伝導率では発熱部品の発熱量が多くなると対応できなくなるおそれがある。

そこで、より大きな熱量を効率的に移動・拡散させるために、気液２相流による潜熱輸送を用いた熱移動デバイスであるヒートパイプを利用することが考えられる。例えば、直径約３〜約４ｍｍのヒートパイプでは、熱伝導率が約１５００〜約２５００Ｗ／ｍＫ程度に相当し、シート状の熱伝導部材と比較して大きな値を示す。
しかしながら、効率的な熱輸送には、熱輸送管であるパイプの直径を大きくすることが有効であり、これが実装上の障害となって、モバイル用途の電子機器への適用は進んでいない。

この場合、ヒートパイプのパイプ形状を扁平にすることが考えられるが、扁平にすることで、パイプ内での作動流体の流動が阻害され、熱輸送の能力が低下し、熱伝導率は約５００〜約１０００Ｗ／ｍＫ相当程度にまで低下してしまう。
これに対し、ループヒートパイプは、気相の作動流体と液相の作動流体の流路が独立しており、作動流体が流れる方向が一方向になるため、液相の作動流体と気相の作動流体とが管内を往復するヒートパイプと比較して、作動流体の流動抵抗を小さくすることができ、効率的な熱輸送が可能である。

そこで、モバイル用途の電子機器にループヒートパイプを用いることが考えられる。

特開２００３−１８５３６９号公報 特開２００４−０６３６８４号公報

ところで、モバイル用途の小型、薄型の電子機器の中にループヒートパイプを設ける場合、ループヒートパイプの構成部品を薄型化することになる。
しかしながら、ループヒートパイプを薄型化すると、ループヒートパイプの構成部品である蒸発器の中で温度と圧力が不均一になる事態が生じてしまい、蒸発器からの気相の作動流体の排出が均一とならず、ループヒートパイプの起動（即ち、蒸発器から凝縮器までの熱移動）に時間がかかってしまうことがわかった。

そこで、薄型化したループヒートパイプにおいて、熱移動のための起動時間を短縮できるようにしたい。

本ループヒートパイプは、液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、蒸発器と凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、凝縮器と蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、蒸発器は、液管が接続されている液流入口と、蒸気管が接続されている蒸気流出口と、液流入口の側に設けられ、液流入口の側から蒸気流出口の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分と、液流入口側部分に連なり、長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる複数の部分と、複数の部分の間に設けられ、長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路と、蒸気流出口の側に設けられ、幅方向へ延び、複数の蒸気流路に連なり、気相の作動流体が流れる蒸気流出口側蒸気流路とを備え、複数の部分は、それぞれ、複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第１溝を備え、複数の部分は、それぞれ、長さ方向へ延びる第２溝を備え、第１溝及び第２溝は、毛細管力を発生させうる溝である。
また、本ループヒートパイプは、液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、蒸発器と凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、凝縮器と蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、蒸発器は、液管が接続されている液流入口と、蒸気管が接続されている蒸気流出口と、液流入口の側に設けられ、液流入口の側から蒸気流出口の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分と、液流入口側部分に連なり、長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる複数の部分と、複数の部分の間に設けられ、長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路と、蒸気流出口の側に設けられ、幅方向へ延び、複数の蒸気流路に連なり、気相の作動流体が流れる蒸気流出口側蒸気流路とを備え、複数の部分は、それぞれ、複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第１溝を備え、複数の部分は、それぞれ、長さ方向へ延びる第２溝を備え、液流入口側部分は、幅方向へ向けて延びる第３溝と、液流入口に連なる領域及び複数の部分のそれぞれが連なる領域に設けられ、長さ方向へ向けて延びる第４溝とを備え、第１溝、第２溝、第３溝及び第４溝は、毛細管力を発生させうる溝であり、蒸発器は、第１溝と、第３溝と、第１溝及び第３溝よりも幅が広く、複数の蒸気流路及び蒸気流出口側蒸気流路の一部となる第１幅広溝とを有する第１板状部材と、第２溝と、第４溝と、第２溝及び第４溝よりも幅が広く、複数の蒸気流路及び蒸気流出口側蒸気流路の一部となる第２幅広溝とを有する第２板状部材とを、第１溝、第３溝及び第１幅広溝を有する側と第２溝、第４溝及び第２幅広溝を有する側とを対向させて、接合した構造になっている。
また、本ループヒートパイプは、液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、蒸発器と凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、凝縮器と蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、蒸発器は、液管が接続されている液流入口と、蒸気管が接続されている蒸気流出口と、液流入口の側に設けられ、液流入口の側から蒸気流出口の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分と、液流入口側部分に連なり、長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる複数の部分と、複数の部分の間に設けられ、長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路と、蒸気流出口の側に設けられ、幅方向へ延び、複数の蒸気流路に連なり、気相の作動流体が流れる蒸気流出口側蒸気流路とを備え、複数の部分は、それぞれ、複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第１溝を備え、蒸発器は、第１溝、及び、第１溝よりも幅が広く、複数の蒸気流路及び蒸気流出口側蒸気流路の一部となる第１幅広溝を有する第１板状部材と、複数の孔を有する部分、及び、複数の蒸気流路及び蒸気流出口側蒸気流路の一部となる開口部を有する複数の第３板状部材とを接合した構造になっており、複数の部分及び液流入口側部分は、複数の孔を有する部分が孔の少なくとも一部が重なって連通するように積層されて構成されるウィックを備える。

本電子機器は、発熱部品と、発熱部品を冷却するループヒートパイプとを備え、ループヒートパイプが、液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、蒸発器と凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、凝縮器と蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、蒸発器は、液管が接続されている液流入口と、蒸気管が接続されている蒸気流出口と、液流入口の側に設けられ、液流入口の側から蒸気流出口の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分と、液流入口側部分に連なり、長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる複数の部分と、複数の部分の間に設けられ、長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路と、蒸気流出口の側に設けられ、幅方向へ延び、複数の蒸気流路に連なり、気相の作動流体が流れる蒸気流出口側蒸気流路とを備え、複数の部分は、それぞれ、複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第１溝を備え、複数の部分は、それぞれ、長さ方向へ延びる第２溝を備え、第１溝及び第２溝は、毛細管力を発生させうる溝である。
本ループヒートパイプの製造方法は、第１板状部材の蒸発器となる領域を加工して、蒸発器となる領域の液流入口の側から蒸気流出口の側へ向かう長さ方向へ延びる複数の部分となる領域に、長さ方向に交差する幅方向へ延び、複数の部分となる領域の間に設けられる複数の蒸気流路となる領域のうち隣り合う２つの蒸気流路となる領域が連通するように、毛細管力を発生させうる第１溝を形成し、液流入口側部分となる領域に、幅方向へ向けて延び、毛細管力を発生させうる第３溝を形成し、複数の蒸気流路となる領域及び蒸気流出口側蒸気流路となる領域に、第１溝及び前記第３溝よりも幅が広い第１幅広溝を形成する工程と、第２板状部材の蒸発器となる領域を加工して、複数の部分となる領域に、長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２溝を形成し、液流入口側部分となる領域に含まれる液流入口に連なる領域及び複数の部分のそれぞれが連なる領域に、長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第４溝を形成し、複数の蒸気流路となる領域及び蒸気流出口側蒸気流路となる領域に、第２溝及び第４溝よりも幅が広い第２幅広溝を形成する工程と、第１板状部材と第２板状部材とを、第１溝、第３溝及び第１幅広溝を有する側と第２溝、第４溝及び第２幅広溝を有する側とを対向させて、接合する工程とを含む。

したがって、本ループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器によれば、薄型化したループヒートパイプにおいて、熱移動のための起動時間を短縮できるという利点がある。

本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプを備える電子機器の構成を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプを備える電子機器の構成を示す模式図である。 ループヒートパイプの構成及び動作を説明するための模式図である。 ６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプの構成を示す模式図である。 ６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプに備えられる蒸気管、液管、凝縮器に備えられる凝縮管の各流路の構成を説明するための模式図である。 ６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプに備えられる蒸発器の内部に設けられるウィックの構成を説明するための模式図である。 ６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプに備えられる蒸発器の内部における作動流体の移動について説明するための模式図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプに備えられる蒸発器に熱が入力された時の赤外線サーモグラフィ画像を示す図である。 ６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプが起動する時のループヒートパイプの各部の温度プロファイルを示す図である。 ６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプが起動する時のループヒートパイプの各部の温度プロファイルを求める際の温度測定部位を示す図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる液管が溝を備える場合の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる液管が溝を備える場合の構成例を示す模式図であって、液管の幅方向に沿う断面図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる液管が溝を備える場合の構成例を示す模式図であって、図１９のＡ−Ａ′線で示す位置の液管の長さ方向に沿う断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかるループヒートパイプの具体的な構成例及びその製造方法を説明するための模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる液管が溝を備える場合の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかる２枚の金属薄板を用いたループヒートパイプが起動する時のループヒートパイプの凝縮器の入口の温度プロファイルを示す図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。 本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の構成例を示す模式図である。

以下、図面により、本発明の実施の形態にかかるループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器について説明する。
まず、本実施形態にかかるループヒートパイプについて、図１〜図２５を参照しながら説明する。
本実施形態にかかるループヒートパイプは、例えばスマートフォンやタブレット端末等の小型、薄型のモバイル用途の電子機器に備えられ、電子機器に備えられる発熱部品（例えばＬＳＩチップ）が発生した熱を移動させ、熱源である発熱部品を冷却する薄型のループヒートパイプである。なお、モバイル用途の小型、薄型の電子機器をモバイル機器ともいう。また、発熱部品を電子部品又は発熱素子ともいう。

本実施形態のループヒートパイプは、図２に示すように、液相の作動流体が蒸発する蒸発器２と、気相の作動流体が凝縮する凝縮器３と、蒸発器２と凝縮器３とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管４と、凝縮器３と蒸発器２とを接続し、液相の作動流体が流れる液管５とを備える。ここでは、凝縮器３は、凝縮管３Ａと、熱拡散プレート（放熱プレート）３Ｂとを備える。そして、このように構成されるループヒートパイプ１は、図２、図３に示すように、モバイル機器６に備えられる発熱部品７に蒸発器２が熱的に接続されるようにして、モバイル機器６の内部に収納される。なお、作動流体は、例えば、水、エタノール、アセトン、メタノール、フロン類などである。

ここでは、蒸発器２は１つの液流入口と１つの蒸気流出口を有し、凝縮器３は１つの蒸気流入口と１つの液流出口を有する。そして、蒸発器２の蒸気流出口と凝縮器３の蒸気流入口が蒸気管４を介して接続されており、凝縮器３の液流出口と蒸発器２の液流入口が液管５を介して接続されている。つまり、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３、液管５がループ状に連結されており、これらの内部に封入された作動流体が一方向に流れるようになっている。ここでは、作動流体は、発熱部品７から蒸発器２に供給される熱で液相から気相へ変化し、熱を伴って蒸気管４を通って凝縮器３へ移動し、凝縮器３における放熱によって気相から液相へ変化し、液管５を通って蒸発器２へ戻るようになっている。このため、液相の作動流体と気相の作動流体とが管内を往復するヒートパイプと比較して、作動流体の流動抵抗を小さくすることができ、効率的な熱輸送が可能である。

また、蒸発器２は、図７に示すように、液管５が接続されている液流入口８と、蒸気管４が接続されている蒸気流出口９と、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分１０及び複数の部分１１と、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３とを備える。
ここで、液流入口側部分１０は、液流入口８の側に設けられ、液流入口８の側から蒸気流出口９の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる部分である。なお、長さ方向を蒸発器２の長さ方向ともいう。また、幅方向を蒸発器２の幅方向ともいう。また、液流入口側部分１０には、構造体が設けられているため、液流入口側構造体ともいう。

また、複数の部分１１は、液流入口側部分１０に連なり、長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる部分である。ここでは、複数の部分１１は、くし歯状の部分、即ち、くし歯状の複数の部分である。なお、複数の部分１１には、構造体が設けられているため、複数の構造体ともいう。
また、複数の蒸気流路１２は、複数の部分１１の間に設けられ、長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れるようになっている。つまり、複数の蒸気流路１２と複数の部分１１が、面内方向に交互に配置されており、これにより、蒸発器２の薄型化が図られている。なお、蒸気流路１２は、蒸発器２の内部を流れる気相の作動流体を蒸気管４へ排出する流路であるため、蒸気排出流路ともいう。

また、蒸気流出口側蒸気流路１３は、蒸気流出口９の側に設けられ、幅方向へ延び、複数の蒸気流路１２に連なり、気相の作動流体が流れるようになっている。
特に、図１に示すように、複数の部分１１は、それぞれ、複数の蒸気流路１２のうち隣り合う２つの蒸気流路１２を連通する第１溝１４を備える。このように、隣り合う蒸気流路１２同士が、第１溝１４によって連通しているため、蒸気流路１２間の圧力差がなくなり、蒸気発生に伴う蒸発器２内の圧力分布がなくなって、熱源である発熱部品７からの熱によって発生した気相の作動流体が均一に蒸気管４に排出されることになる。これにより、ループヒートパイプ１の起動時間を短縮することができる。

具体的には、蒸発器２を、第１溝１４と、第１溝１４よりも幅が広く、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３の一部となる幅広溝１５とを有する第１板状部材１６を備えるものとすれば良い。ここでは、第１板状部材１６は、金属板（金属薄板）であり、具体的には、銅板（銅薄板）である。また、第１板状部材１６は、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように設けられた第１溝１４及び幅広溝１５を有するものとする。ここでは、第１溝１４として、幅方向へ延びる複数の溝が、互いに平行に長さ方向に並べて設けられている。また、ここでは、第１溝１４は、複数の蒸気流路１２が延びる方向に対して直交する方向に延び、複数の蒸気流路１２が延びる方向と第１溝１４が延びる方向とが交差するように設けられている。

ところで、上述のように構成しているのは、以下の理由による。
ループヒートパイプ１は、図４に示すように、蒸発器２、凝縮器３、蒸発器２と凝縮器３とを連結する蒸気管４及び液管５を備え、これらの内部には作動流体が一定圧力で封入されている。
作動流体は、外部に設けられた発熱部品７から蒸発器２に供給される熱で液相から気相へと変化し、熱を伴って蒸気管４を通って凝縮器３に移動する。凝縮器３における放熱によって、作動流体は気相から液相へ変化し、液管５を通って蒸発器２に戻る。

蒸発器２の内部には、微細孔（細孔）をもつウィックと呼ばれる部材（図示せず）が収納されており、ウィックに作動流体が浸透する際に、微細孔において毛細管力が発生し、これが流体移動のためのポンピング力となる。
蒸発器２が、発熱部品７が発生した熱によって加熱されると、ウィック内に浸透した液相の作動流体が、ウィックの表面で蒸発して気相の作動流体が発生する。この蒸発器２内における相変化に発熱部品７が発生した熱が使われるため、発熱部品７から熱が奪われることになる。そして、蒸発器２で発生した気相の作動流体は蒸気管４を通って凝縮器３へ移動し、凝縮器３で液相の作動流体に変化する。このような作動流体の循環が繰り返されることで、発熱部品７が発生した熱の移動が連続して行われる。

ループヒートパイプ１は、蒸発器２における受熱によって発生した気相の作動流体（蒸気）が、蒸気管４を通過して凝縮器３へと至る。このとき、凝縮器３の液管５側から蒸発器２にかけては、理想的には液相の作動流体（作動液）が存在し、蒸発器２内のウィックには作動液が浸透している状態になっている。そして、ウィックの微細孔内に毛細管力が働くことで、蒸発器２から液管５の方向への蒸気の侵入を防いでおり、ウィックにおける毛細管力が逆止弁として作用している。

ところで、図２に示すように、このようなループヒートパイプ１をモバイル機器６に適用する場合、ループヒートパイプ１を、熱源である発熱部品７と接触する蒸発器２、蒸気管４、凝縮管３Ａと熱拡散プレート３Ｂを備える凝縮器３及び液管５から構成されるものとし、蒸発器２に接触する発熱部品７の熱を、モバイル機器６内の比較的低温の領域に輸送することで、モバイル機器における熱の集中を防止することができる。

しかしながら、ループヒートパイプ１をモバイル機器６に適用する場合、ループヒートパイプ１の構成部品を薄型化する必要がある。
例えば、ループヒートパイプ１の構成部品である蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５を個別に製造し、これらをろう付けや溶接などで接続したのでは、薄型化を実現することは難しい。

そこで、複数の金属薄板（例えば銅板）をエッチング加工によってパターニングし、これらを拡散接合することで、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５を一括形成し、モバイル機器６に収納できる薄型のループヒートパイプ１を実現することが考えられる。
例えば、図５に示すように、６枚の金属薄板、即ち、２枚の表面シート１７、１８と４枚の内層シート１９を積層し、拡散接合して、薄型のループヒートパイプ１の構成することができる。

この場合、図６に示すように、４枚の内層シート１９にエッチングによって開口部を設け、これらの開口部を有する４枚の内層シート１９の上下を２枚の表面シート１７、１８で挟んで積層することで、４枚の内層シート１９の開口部によって形成された空間の上下が閉じられて、蒸気管４、液管５、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａの流路が形成されることになる。

また、図７に示すように、蒸発器２の内部に設けられ、流体駆動のための毛細管力を発生させる構造であるウィック２０は、４枚の内層シート１９のそれぞれに、エッチングによって、例えば直径約０．２ｍｍ程度の複数の微細な孔を設け、各内層シート１９に設けられた孔が、上下に隣接する内層シート１９間で位置がずれて、少なくとも一部が重なり、連通して、微細なチャネルが３次元的に延びるようにすることによって形成されることになる。このようなウィック２０を設けることで、作動流体との接触面積、即ち、蒸発面積を増加させることができる。なお、詳細はＰＣＴ／ＪＰ２０１３／０８３５０４参照。

また、蒸発器２の内部には、蒸気管４側へ蒸気を排出するための蒸気排出流路（蒸気流路）１２を設ける必要がある。そこで、上述のようにして薄型のループヒートパイプ１を実現する場合、蒸発器２の内部に設けられるウィック２０を、図７に示すようにパターニングして設けることが考えられる。この場合、ウィック２０は、蒸発器２の液管５が接続されている側の部分（連結部分）２０Ａと、この部分２０Ａから分岐した複数の分岐部分（リブ状部分）２０Ｂとを備えるものとなる。そして、蒸発器２の内部のウィック２０が設けられている部分が液流入口側部分１０及び複数の部分１１となり、ウィック２０が設けられていない部分が複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３となる。このように、上述のようにして薄型のループヒートパイプ１を実現する場合、蒸発器２の内部に、作動流体が流れる方向に沿って延びる複数の部分１１としてのウィック２０のくし歯状の複数の部分と、作動流体が流れる方向に沿って延びる蒸気流路としての蒸気排出流路１２とを、同一面内で作動流体が流れる方向に直交する方向に交互に配置することが考えられる。例えば、４層の内層シート１９を、それぞれ、液流入口側部分１０及び複数の部分１１となる複数の孔を有する部分と、蒸気排出流路１２、１３となる開口部とを有するものとし、これらを積層させて、拡散接合することによって、ウィック２０及び蒸気排出流路１２、１３を有する蒸発器２を形成することができる。

この場合、液管５側から蒸発器２に流入する作動液は、図８に示すように、ウィック２０の内部へと染み込み、熱源からの熱によって作動液が蒸発して気体になると、蒸気はウィック２０の間に設けられた蒸気排出流路１２、１３を通って蒸気管４へと排出されることになる。なお、図８では、ウィック２０を７つの分岐部分（くし歯状部分）２０Ｂを備えるものとし、これらの分岐部分２０Ｂの間に６つの蒸気排出流路１２（図８中、符号（１）〜（６）を付している）を備える蒸発器２における作動流体の移動を例示している。また、図８では、作動液の流れを破線で示しており、蒸気の流れを実線で示している。

ここで、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）は、蒸発器２に熱が入力された場合の赤外線サーモグラフィ画像を示している。なお、図９（Ａ）〜図９（Ｃ）では、薄い領域が高温であり、濃い領域が低温であることを示している。実際の赤外線サーモグラフィ画像では、薄い領域は白い領域であり、濃い領域は赤い領域である。これらの赤外線サーモグラフィ画像における温度分布から蒸発器２の内部における作動流体の挙動を推測することができる。

ここでは、蒸発器２の下部に熱源（発熱源）が配置されており、熱源から蒸発器２への熱の入力の直後には、蒸発器２を構成する金属薄板（ここでは銅板）の熱伝導によって、蒸発器全体が温められるため、薄く（白く）表示される。
そして、蒸発器２内の作動液が蒸発しはじめると、まず、図９（Ａ）に示すように、蒸気は、図９（Ａ）中、符号（１）で示す蒸気排出流路１２を蒸気管４へ向かって流れ、このとき熱が奪われることで、図９（Ａ）中、符号（１）で示す蒸気排出流路１２の領域が周囲よりも低温になり、濃く(赤く)なる。

次に、図９（Ｂ）に示すように、蒸気は、図９（Ｂ）中、符号（３）で示す蒸気排出流路１２から蒸気管４へ排出され、図９（Ｂ）中、符号（１）、（３）で示す蒸気排出流路１２の部分が周囲よりも低温になり、濃く（赤く）なる。
次に、図９（Ｃ）に示すように、蒸気は、図９（Ｃ）中、符号（２）で示す蒸気排出流路１２から排出され、図９（Ｃ）中、符号（１）、（３）、（２）で示す蒸気排出流路１２の領域が周囲よりも低温になり、濃く（赤く）なる。その後、図９（Ｃ）中、符号（５）で示す蒸気排出流路１２から蒸気が排出され、図９（Ｃ）中、符号（１）、（３）、（２）、（５）で示す蒸気排出流路１２の領域が周囲よりも低温になり、濃く（赤く）なる。

このように、上述のようにして薄型のループヒートパイプ１を実現するのに、蒸発器２の内部に設けられるウィックを、図７に示すようにパターニングして設けると、蒸気の排出は、図８中、符号（１）で示す蒸気排出流路１２、符号（３）で示す蒸気排出流路１２、符号（２）で示す蒸気排出流路１２、符号（５）で示す蒸気排出流路１２、符号（４）で示す蒸気排出流路１２、符号（６）で示す蒸気排出流路１２の順に時間差を持って行なわれることになる。

この蒸気排出の順番は、蒸発器２内での作動液の蒸発に伴う蒸気排出流路１２内での温度及び圧力の変動に起因していると考えられる。
ところで、熱源からの熱により蒸発器２内で作動液が蒸発し、蒸気が蒸気管４を通過し、凝縮器３まで進行する際に、ループヒートパイプ１の各部の温度上昇が観察される。
そして、蒸発器２に熱が入力された時から凝縮器３の入口の温度が上昇するまでの時間、即ち、蒸発器２に熱が入力された時から蒸発器２の温度が上昇した後、熱が輸送されて温度が低下するまでの時間を、ループヒートパイプ１の起動時間と見なすことができる。

ここで、図１０は、ループヒートパイプ１が起動する時のループヒートパイプ１の各部の温度プロファイルを示している。
図１０中、実線Ａは、図１１中、ＥＶＰで示す箇所の温度、即ち、ループヒートパイプ１の蒸発器２の温度ＥＶＰを測定した結果を示している。また、図１０中、実線Ｂは、図１１中、ＥＶＰ−ＯＵＴで示す箇所の温度、即ち、蒸発器２の出口（蒸気流出口）の温度ＥＶＰ−ＯＵＴを測定した結果を示している。また、図１０中、実線Ｃは、図１１中、Ｖ１で示す箇所の温度、即ち、蒸気管４の蒸発器２の側の温度Ｖ１を測定した結果を示している。また、図１０中、実線Ｄは、図１１中、Ｖ２で示す箇所の温度、即ち、蒸気管４の中間部分の温度Ｖ２を測定した結果を示している。また、図１０中、実線Ｅは、図１１中、Ｖ３で示す箇所の温度、即ち、蒸気管４の凝縮器３の側の温度Ｖ３を測定した結果を示している。また、図１０中、実線Ｆは、図１１中、ＣＮＤ−ＩＮで示す箇所の温度、即ち、凝縮器３の入口（蒸気流入口）の温度ＣＮＤ−ＩＮを測定した結果を示している。

上述のようにして薄型のループヒートパイプ１を実現するのに、蒸発器２の内部に設けられるウィック２０を、図７に示すようにパターニングして設けると、蒸発器２内に温度及び圧力の分布が生じてしまい、蒸気の排出が不均一になるため、図１０に示すように、ループヒートパイプ１の起動時間が約１９０秒程度になり、ループヒートパイプ１の起動（即ち、蒸発器２から凝縮器３までの熱移動）に時間かかってしまうことがわかった。

そこで、蒸発器２を薄型化したループヒートパイプ１において、起動時間を短縮し、できるだけ早く熱移動が開始されるようにすべく、上述のように、蒸発器２において、図１に示すように、複数の部分１１が、それぞれ、複数の蒸気流路１２のうち隣り合う２つの蒸気流路１２を連通する第１溝１４を備えるものとしている。
このように、隣り合う蒸気流路１２同士が、第１溝１４によって連通しているため、蒸気流路１２間に圧力差がなくなり、蒸気発生に伴う蒸発器２内の圧力分布がなくなって、熱源からの熱によって発生した気相の作動流体（蒸気）が均一に蒸気管４に排出されることになる。これにより、ループヒートパイプ１の起動時間を短縮することができる。

この場合、蒸発器２の内部に、図７に示すようにパターニングされたウィック２０を設けた上述の薄型のループヒートパイプ１に備えられる蒸発器２において、図１に示すように、複数の部分１１を、それぞれ、複数の蒸気流路１２のうち隣り合う２つの蒸気流路１２を連通する第１溝１４を備えるものとすることになる。
具体的には、上述のように、６枚の金属薄板、即ち、２枚の表面シート１７、１８と４枚の内層シート１９を積層し、拡散接合して、薄型のループヒートパイプ１を構成する場合（図５〜図７参照）、２枚の表面シート１７、１８の少なくとも一方の蒸発器２の複数の部分１１となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように、第１溝１４として、幅方向へ延びる複数の溝を、互いに平行に長さ方向に並べて設け、さらに、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３となる領域に第１幅広溝１５を設ければ良い。なお、金属薄板の枚数、第１溝１４や第１幅広溝１５の本数、間隔、形状はここで例示しているものに限られるものではない。

この場合、蒸発器２は、第１溝１４、及び、第１溝１４よりも幅が広く、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３の一部となる第１幅広溝１５を有する第１板状部材１６（ここでは２枚の表面シート１７、１８の一方）と、複数の孔を有する部分、及び、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３の一部となる開口部を有する複数の第３板状部材（ここでは４枚の内層シート１９）とを接合した構造を有するものとなる。そして、複数の部分１１及び液流入口側流路１０は、複数の孔を有する部分が孔の少なくとも一部が重なって連通するように積層されて構成されるウィック２０（図７参照）を備えるものとなる。なお、ここでは、複数の第３板状部材は、金属板（金属薄板）であり、具体的には、銅板（銅薄板）である。

ところで、上述のように、複数の部分１１を、第１溝１４を備えるものとする場合、この第１溝１４を、毛細管力を発生させうる溝としても良い。この場合、図１２に示すように、複数の部分１１を、それぞれ、長さ方向へ延びる第２溝２１を備えるものとし、この第２溝２１も、毛細管力を発生させうる溝とするのが好ましい。このような第２溝２１を設けることで、長さ方向へ向けて液相の作動流体が流れやすくすることができる。つまり、上述の毛細管力を発生させうる第１溝１４を設けると、液相の作動流体は幅方向へ向けて広がりやすくなり、長さ方向へ向けて流れにくくなるため、毛細管力を発生させうる第２溝２１を設けることで、長さ方向へ向けて液相の作動流体が流れやすくすることができる。

この場合、蒸発器２を、上述の第１板状部材１６（図１参照；図５の表面シート１７、１８の一方）及び第３板状部材（図５の４枚の内層シート１９）に加え、第２溝２１と、第２溝２１よりも幅が広く、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３の一部となる第２幅広溝２２とを有する第２板状部材２３も備えるものとし、第１溝１４及び第２溝２１を、毛細管力を発生させうる溝とすれば良い。ここでは、第２板状部材２３は、金属板（金属薄板）であり、具体的には、銅板（銅薄板）である。また、第２板状部材２３は、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように設けられた第２溝２１及び第２幅広溝２２を有するものとする。ここでは、第２溝２１として、長さ方向へ延びる複数の溝が、互いに平行に幅方向に並べて設けられている。また、第１溝１４と第２溝２１は直交するように設けられている。なお、第２溝２１や第２幅広溝２２の本数、間隔、形状はここで例示しているものに限られるものではない。

具体的には、上述のように、６枚の金属薄板、即ち、２枚の表面シート１７、１８と４枚の内層シート１９を積層し、拡散接合して、薄型のループヒートパイプ１を構成する場合（図５〜図７参照）、図１に示すように、２枚の表面シート１７、１８の一方（ここでは第１板状部材１６）の蒸発器２の複数の部分１１となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように、第１溝１４として、幅方向へ延び、毛細管力を発生させうる複数の溝を、互いに平行に長さ方向に並べて設け、さらに、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３となる領域に第１幅広溝１５を設けるとともに、図１２に示すように、２枚の表面シート１７、１８の他方（ここでは第２板状部材２３）の蒸発器２の複数の部分１１となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように、第２溝２１として、長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる複数の溝を、互いに平行に幅方向に並べて設け、さらに、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３となる領域に第２幅広溝２２を設ければ良い。

ところで、ここでは、蒸発器２の液流入口側部分１０及び複数の部分１１を、上述のように構成されるウィック２０（図７参照）を備えるものとして構成しているが、これに限られるものではなく、蒸発器２の液流入口側部分１０及び複数の部分１１は、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる部分であれば良く、例えば、蒸発器２の液流入口側部分１０及び複数の部分１１を、上述のように構成されるウィック２０を備えないものとして構成しても良い。

この場合、図１３、図１４に示すように、蒸発器２の複数の部分１１を、それぞれ、複数の蒸気流路１２のうち隣り合う２つの蒸気流路１２を連通する第１溝１４と、長さ方向へ延びる第２溝２１とを備えるものとし、さらに、蒸発器２の液流入口側部分１０を、幅方向へ向けて延びる第３溝２４と、液流入口８に連なる領域及び複数の部分１１のそれぞれが連なる領域に設けられ、長さ方向へ向けて延びる第４溝２５とを備えるものとすれば良い。また、第１溝１４、第２溝２１、第３溝２４及び第４溝２５を、毛細管力を発生させうる溝とすれば良い。なお、第３溝２４や第４溝２５の本数、間隔、形状はここで例示しているものに限られるものではない。

この場合、図１３に示すように、上述の第１板状部材１６に、第１溝１４及び第１幅広溝１５に加え、第３溝２４も設ければ良い。つまり、上述の第１板状部材１６を、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように設けられた第１溝１４、第１幅広溝１５及び第３溝２４を有するものとすれば良い。ここでは、第３溝２４として、幅方向へ延びる複数の溝が、互いに平行に長さ方向に並べて設けられている。また、ここでは、第１板状部材１６には、第１溝１４及び第３溝２４と第１幅広溝１５の長さ方向に延びる部分（複数の蒸気流路１２の一部となる部分）とが、これらが延びる方向が直交するように設けられることになる。また、ここでは、第１板状部材１６には、第１溝１４及び第３溝２４と第１幅広溝１５の幅方向に延びる部分（蒸気流出口側蒸気流路１３の一部となる部分）が、これらが延びる方向が平行になるように設けられることになる。

また、図１４に示すように、上述の第２板状部材２３に、第２溝２１及び第２幅広溝２２に加え、第４溝２５も設ければ良い。つまり、上述の第２板状部材２３を、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように設けられた第２溝２１、第２幅広溝２２及び第４溝２５を有するものとすれば良い。ここでは、第４溝２５として、液流入口８に連なる領域及び複数の部分１１のそれぞれが連なる領域に、長さ方向へ延びる複数の溝が、互いに平行に幅方向に並べて設けられている。また、ここでは、第２板状部材２３には、第２溝２１及び第４溝２５と第２幅広溝２２の長さ方向に延びる部分（複数の蒸気流路１２の一部となる部分）が、これらが延びる方向が平行になるように設けられることになる。つまり、第２板状部材２３には、その幅方向に沿って、複数の第２溝２１及び複数の第４溝２５と第２幅広溝２２の長さ方向に延びる部分（複数の蒸気流路１２の一部となる部分）とが交互に設けられることになる。また、ここでは、第２板状部材２３には、第２溝２１及び第４溝２５と第２幅広溝２２の幅方向に延びる部分（蒸気流出口側蒸気流路１３の一部となる部分）が、これらが延びる方向が直交するように設けられることになる。

なお、ここでは、第１溝１４、第２溝２１、第３溝２４及び第４溝２５は、毛細管力を発生させうるサイズの微細な溝であるため、これらの溝を微細溝ともいう。一方、第１幅広溝１５及び第２幅広溝２２は、気相の作動流体が流れ、気相の作動流体を蒸気管４へ排出する流路を構成しうるサイズの溝であれば良く、グルーブともいう。
また、ここでは、図１３、図１４に示すように、第１板状部材１６及び第２板状部材２３の蒸発器２の入口、即ち、液流入口８となる領域にも溝２６、２７を設けているが、例えば図１５、図１６に示すように、これらの溝は設けなくても良い。また、ここでは、図１３に示すように、第１板状部材１６の蒸発器２の入口、即ち、液流入口８となる領域には、幅方向へ延びる複数の溝２６を設けているが、これに限られるものではなく、例えば図１７に示すように、長さ方向へ延びる複数の溝２８を設けても良い。

そして、蒸発器２を、第１溝１４、第３溝２４、第１溝１４及び第３溝２４よりも幅が広く、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３の一部となる第１幅広溝１５を有する第１板状部材１６と、第２溝２１、第４溝２５、第２溝２１及び第４溝２５よりも幅が広く、複数の蒸気流路１２及び蒸気流出口側蒸気流路１３の一部となる第２幅広溝２２とを有する第２板状部材２３とを、第１溝１４、第３溝２４及び第１幅広溝１５を有する側と第２溝２１、第４溝２５及び第２幅広溝２２を有する側とを対向させて、接合した構造になっているものとすれば良い。このように、蒸発器２を、第１板状部材１６及び第２板状部材２３の２つの板状部材によって構成することで、コストを低減することが可能となる。つまり、ループヒートパイプ１の薄型化、起動時間の短縮化、低コスト化を実現することが可能となる。

この場合、蒸発器２の複数の部分１１では、毛細管力を発生させうる第１溝１４と毛細管力を発生させうる第２溝２１とが交差（ここでは直交）するように設けられ、これらが連通し、微細なチャネルを構成することなる。また、蒸発器２の液流入口側部分１０では、毛細管力を発生させうる第３溝２４と毛細管力を発生させうる第４溝２５とが交差（ここでは直交）するように設けられ、これらが連通し、微細なチャネルを構成することになる。

これにより、蒸発器２の液流入口側部分１０及び複数の部分１１では、これらに設けられた各溝１４、２４、２１、２５が、一般的なループヒートパイプの蒸発器の内部に備えられるウィックと同様に機能して、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となることになる。
特に、第２溝２１及び第４溝２５は、蒸発器２の長さ方向、即ち、液相の作動流体が流れる方向に沿って延びている。このため、液管５から蒸発器２に流入した液相の作動流体が、第２溝２１及び第４溝２５に流入すると、毛細管力が発生し、この毛細管力によって、蒸発器２の長さ方向に沿って蒸気管４が接続されている側へ向けて流されることになる。また、第１溝１４及び第３溝２４は、蒸発器２の幅方向に沿って延びている。このため、液管５から蒸発器２に流入した液相の作動流体が、第１溝１４及び第３溝２４に流入すると、毛細管力が発生し、この毛細管力によって、蒸発器２の幅方向にポンピング力が生じ、蒸発器２の幅方向に沿って流されることになる。このように、第１溝１４、第２溝２１、第３溝２４及び第４溝２５によって、液相の作動流体は面内に広がるように流されることになる。また、複数の蒸気流路１２のうち隣り合う２つの蒸気流路１２は、第１溝１４によって連通しているため、複数の蒸気流路１２間の圧力差がなくなり、気相の作動流体が均一に蒸気管４に排出され、ループヒートパイプ１の起動時間を短縮することができる。

また、蒸発器２の複数の蒸気流路１２は、それぞれ、第１幅広溝１５の長さ方向へ延びる部分及び第２幅広溝２２の長さ方向に延びる部分によって構成されることになる。また、蒸発器２の蒸気流出口側蒸気流路１３は、第１幅広溝１５の幅方向へ延びる部分及び第２幅広溝２２の幅方向へ延びる部分によって構成されることになる。
具体的には、第１板状部材１６及び第２板状部材２３としての２枚の金属薄板（２枚の表面シート）の一方の蒸発器２となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように、第１溝１４、第１幅広溝１５及び第３溝２４を設けるとともに、２枚の金属薄板の他方の蒸発器２となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように、第２溝２１、第２幅広溝２２及び第４溝２５を設け、さらに、２枚の金属薄板のそれぞれの蒸気管４となる領域、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａとなる領域、液管５となる領域には、それぞれ、蒸気管４、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａ、液管５の各流路を構成する凹部を設け、これらの２枚の金属薄板を、各溝及び各凹部が設けられている面同士が接触するように対向させ、拡散接合して、薄型のループヒートパイプ１を構成すれば良い。

この場合、第１板状部材１６及び第２板状部材２３の２つの板状部材を接合することで、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５が一体形成されることになる。つまり、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５は、同一の材料（ここでは銅）からなることになる。
ここでは、第１板状部材１６及び第２板状部材２３の凝縮管３Ａとなる領域に設けられる凹部は、外気との熱交換の効率を上げ、凝縮による液化が十分に行なえるように、蛇行させて設けられている。また、ここでは、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５のそれぞれの形状にパターニングする際に、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａとなる領域の周囲に平板状に板状部材を残すことで、この部分が凝縮器３に備えられる熱拡散プレート３Ｂとして機能するようにしている。

上述のように、第１板状部材１６及び第２板状部材２３の２つの板状部材によって構成されるループヒートパイプ１は、以下のようにして製造することができる。
まず、第１板状部材１６の蒸発器２となる領域をハーフエッチングして、蒸発器２となる領域の液流入口８の側から蒸気流出口９の側へ向かう長さ方向へ延びる複数の部分１１となる領域に、長さ方向に交差する幅方向へ延び、複数の部分１１となる領域の間に設けられる複数の蒸気流路１２となる領域のうち隣り合う２つの蒸気流路１２となる領域が連通するように、毛細管力を発生させうる第１溝１４を形成し、液流入口側部分１０となる領域に、幅方向へ向けて延び、毛細管力を発生させうる第３溝２４を形成し、複数の蒸気流路１２となる領域及び蒸気流出口側蒸気流路１３となる領域に、第１溝１４及び第３溝２４よりも幅が広い第１幅広溝１５を形成する（例えば図１３、図１５、図１７参照）。

また、第２板状部材２３の蒸発器２となる領域をハーフエッチングして、複数の部分１１となる領域に、長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２溝２１を形成し、液流入口側部分１０となる領域に含まれる液流入口８に連なる領域及び複数の部分１１のそれぞれが連なる領域に、長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第４溝２５を形成し、複数の蒸気流路１２となる領域及び蒸気流出口側蒸気流路１３となる領域に、第２溝２１及び第４溝２５よりも幅が広い第２幅広溝２２を形成する（例えば図１４、図１６参照）。

そして、第１板状部材１６と第２板状部材２３とを、第１溝１４、第３溝２４及び第１幅広溝１５を有する側と第２溝２１、第４溝２５及び第２幅広溝２２を有する側とを対向させて、接合する。
このようにして、ループヒートパイプ１を製造することができる。
なお、上述のループヒートパイプ１では、蒸気管４、凝縮管３Ａ及び液管５には溝は設けられていないが、これに限られるものではない。

例えば、図１８〜図２０に示すように、液管５を、毛細管力を発生させうる液管用溝２９を有するものとしても良い。
例えば、図１８に示すように、液管５を、液管５の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる液管用溝２９Ａを備えるものとすれば良い。
この場合、第１板状部材１６の液管５となる領域に、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝２９Ａを設けるとともに、第２板状部材２３の液管５となる領域に、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝２９Ａを設け、液管５を、第１板状部材１６と第２板状部材２３とを、第１液管用溝２９Ａを有する側と第２液管用溝２９Ａを有する側とを対向させて、接合した構造を備えるものとすれば良い。

また、上述のループヒートパイプの製造方法における第１板状部材１６をハーフエッチングする工程において、第１板状部材１６の液管５となる領域をハーフエッチングして、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝２９Ａを形成し、第２板状部材２３をハーフエッチングする工程において、第２板状部材２３の液管５となる領域をハーフエッチングして、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝２９Ａを形成し、第１板状部材１６と第２板状部材２３とを接合する工程において、第１板状部材１６と第２板状部材２３とを、第１溝１４、第３溝２４、第１幅広溝１５及び第１液管用溝２９Ａを有する側と第２溝２１、第４溝２５、第２幅広溝２２及び第２液管用溝２９Ａを有する側とを対向させて、接合するようにすれば良い。

また、例えば、図１９、図２０に示すように、液管５を、液管５の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝２９Ａと、液管５の幅方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝２９Ｂとを備えるものとしても良い。
この場合、図１９に示すように、第１板状部材１６の液管５となる領域に、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝２９Ａを設けるとともに、図２０に示すように、第２板状部材２３の液管５となる領域に、液管５となる領域の幅方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝２９Ｂを設け、液管５を、第１板状部材１６と第２板状部材２３とを、第１液管用溝２９Ａを有する側と第２液管用溝２９Ｂを有する側とを対向させて、接合した構造を備えるものとすれば良い。

また、上述のループヒートパイプの製造方法における第１板状部材１６をハーフエッチングする工程において、第１板状部材１６の液管５となる領域をハーフエッチングして、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝２９Ａを形成し、第２板状部材２３をハーフエッチングする工程において、第２板状部材２３の液管５となる領域をハーフエッチングして、液管５となる領域の幅方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝２９Ｂを形成し、第１板状部材１６と第２板状部材２３とを接合する工程において、第１板状部材１６と第２板状部材２３とを、第１溝１４、第３溝２４、第１幅広溝１５及び第１液管用溝２９Ａを有する側と第２溝２１、第４溝２５、第２幅広溝２２及び第２液管用溝２９Ｂを有する側とを対向させて、接合するようにすれば良い。

また、例えば、液管５を、液管用溝２９に代えて、ウィックを備えるものとしても良い。この場合、上述の蒸発器２に設けられるウィック２０と同様の構成のウィックを液管５にも設ければ良い。
なお、液管用溝２９やウィックは、液管５の全体にわたって設けられていても良いし、液管５の一部分に設けられていても良い。また、液管用溝２９の本数、間隔、形状はここで例示しているものに限られるものではない。

このようにして、液管５にも、毛細管力を発生させうる液管用溝２９やウィックを設けるのは、モバイル機器が縦向きになり、熱源である発熱部品７の位置が上側になる場合があり、このような場合であっても、毛細管力が作用することで、液相の作動流体が液管５の内部を流れ、蒸発器２へ流入するようにし、ループヒートパイプ１が安定して動作するようにするためである。

以下、具体的な構成例及びその製造方法について説明する。
まず、厚さ約３ｍｍの１枚の銅薄板を用い、これを、図２１（Ａ）に示すような形状になるように、レジストでパターニングし、エッチング加工する。ここで、蒸気管４、及び、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａの幅は約８ｍｍ、液管５の幅は約６ｍｍである。また、蒸気管４、凝縮管３Ａ及び液管５の各流路は、銅薄板を深さ約０．１５ｍｍまでハーフエッチングして形成する。また、蒸発器２の内部は、図２１（Ａ）に示すようなパターンが形成されるようにハーフエッチングして形成する。ここで、第１溝１４及び第３溝２４（例えば図１３、図１５、図１７参照）である微細溝の幅は約０．１ｍｍであり、深さは約０．１２ｍｍである。また、第１幅広溝１５（例えば図１３、図１５、図１７参照）であるグルーブの幅は約１ｍｍであり、深さは約０．１５ｍｍである。なお、図２１（Ａ）では、第１溝１４及び第３溝２４が設けられる領域に模様を付している。

次に、厚さ約３ｍｍの１枚の銅薄板を用い、これを、図２１（Ｂ）に示すような形状になるように、レジストでパターニングし、エッチング加工する。ここでは、図２１（Ａ）に示すような形状に加工したものに対し、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５が対称な位置に配置されるように加工する。ここで、蒸気管４、及び、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａの幅は約８ｍｍ、液管５の幅は約６ｍｍである。また、蒸気管４、凝縮管３Ａ及び液管５の各流路は、銅薄板を深さ約０．１５ｍｍまでハーフエッチングして形成する。また、蒸発器２の内部は、図２１（Ｂ）に示すようなパターンが形成されるようにハーフエッチングして形成する。ここで、第２溝２１及び第４溝２５（例えば図１４、図１６参照）である微細溝の幅は約０．１ｍｍであり、深さは約０．１２ｍｍである。また、第２幅広溝２２（例えば図１４、図１６参照）であるグルーブの幅は約１ｍｍであり、深さは約０．１５ｍｍである。なお、図２１（Ｂ）では、第２溝２１及び第４溝２５が設けられる領域に模様を付している。

そして、図２１（Ａ）に示すように加工された銅薄板と、図２１（Ｂ）に示すように加工された銅薄板とを拡散接合し、液注入口から内部を真空排気した後、配管内に作動液として水（あるいはエタノールやフロン）を注入することで、ループヒートパイプ１を作製することができる。
なお、このようにして作製されるループヒートパイプ１において、図２２に示すように、液管５の内部にも毛細管力を発生させうる液管用溝２９を形成する場合、それぞれの銅薄板の液管５となる領域に液管用溝２９をハーフエッチングによって形成すれば良い。この場合、両方の銅薄板の液管５となる領域に液管５の長さ方向に延びる液管用溝２９Ａを形成しても良いし、一方の銅薄板の液管５となる領域に液管５の長さ方向に延びる液管用溝２９Ａを形成し、他方の銅薄板の液管５となる領域に液管５の幅方向に延びる液管用溝２９Ｂを形成しても良い。ここで、液管用溝２９の幅は約０．１ｍｍとし、深さは約０．１２ｍｍとすれば良い。なお、図２２では、第１溝１４及び第３溝２４が設けられる領域、及び、液管用溝２９が設けられる領域に模様を付している。

また、ループヒートパイプ１の形状、配管パターンは、上述のものに限られるものではない。また、ここでは、金属薄板として銅薄板を用いているが、金属薄板を拡散接合することによって一括形成できれば良く、金属薄板の材料は、銅に限られるものではなく、エッチング等によるパターン形成及び拡散接合に適するものであれば良い。また、ループヒートパイプ１の各寸法は、上述のものに限られるものではなく、要求される熱輸送量と熱輸送距離、配管高さ及び配管幅によって適宜最適化すれば良い。

上述のようにして作製されたループヒートパイプ１では、複数の蒸気流路１２のうち隣り合う蒸気流路１２同士が、第１溝１４である微細溝によって連通しているため、蒸気発生に伴う蒸発器２内の圧力分布がなくなり、気相の作動流体が均一に蒸気管４に排出され、ループヒートパイプ１の起動時間を短縮することができる。
ここで、図２３は、上述の実施形態及び比較例のループヒートパイプ１における起動時の凝縮器３の入口温度のプロファイルを示している。

ここで、図２３中、実線Ａは、上述の実施形態のループヒートパイプ１、即ち、上述のようにして２枚の金属薄板によって構成し、蒸発器２に第１溝１４、第２溝２１、第３溝２４及び第４溝２５を設けたループヒートパイプ１の凝縮器３の入口温度のプロファイルを示している。また、図２３中、実線Ｂは、比較例のループヒートパイプ、即ち、６枚の金属薄板によって構成し、蒸発器にウィックを設け、第１溝、第２溝、第３溝及び第４溝を設けていないループヒートパイプの凝縮器の入口温度のプロファイルを示している。

図２３に示すように、比較例のループヒートパイプでは、蒸発器に熱が入った時（ｔ＝０秒）から、凝縮器の入口の温度が上昇するまでの時間は、約１９０秒程度であるのに対し、上述の実施形態のループヒートパイプ１では、約１２０秒程度に短縮されている。このように、上述の実施形態のループヒートパイプ１によれば、比較例のループヒートパイプと比較して、起動時間を短縮することができる。このようにしてループヒートパイプ１の起動時間を短縮することで、熱源となる例えばＣＰＵのようなＬＳＩチップ（発熱部品）の熱を短時間で移動させることが可能となり、ＬＳＩチップの急な昇温による熱暴走の防止や過昇温防止のためのＬＳＩチップの機能制限を遅らせる効果がある。この結果、モバイル機器６の使用者にとって、快適な操作や使用感を実現できることになる。

したがって、本実施形態にかかるループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器によれば、蒸発器２を薄型化したループヒートパイプ１において、熱移動のための起動時間を短縮できるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、第１溝１４を、複数の蒸気流路１２が延びる方向に対して直交する方向に延び、複数の蒸気流路１２が延びる方向と第１溝１４が延びる方向とが交差するように設けているが（例えば図１３参照）、これに限られるものではなく、第１溝１４は、複数の蒸気流路１２のうち隣り合う２つの蒸気流路１２を連通するように設けられていれば良い。例えば図２４に示すように、第１溝１４を、複数の蒸気流路１２が延びる方向に対して斜め方向に延び、複数の蒸気流路１２が延びる方向と第１溝１４が延びる方向とが交差するように設けられていても良い。

また、上述の実施形態では、複数の部分１１のそれぞれに設けられる第１溝として、幅方向へ延びる複数の溝１４を、互いに平行に長さ方向に並べて設けているが（例えば図１３参照）、必ずしも長さ方向の全長にわたって設けなくても良く、例えば図２５に示すように、長さ方向の一部に、長さ方向へ延びる複数の溝１４Ｘを、互いに平行に幅方向に並べて設けても良い。つまり、複数の部分１１のそれぞれに設けられる第１溝として、幅方向へ延びる複数の溝１４と、長さ方向へ延びる複数の溝１４Ｘを設けても良い。ここでは、幅方向へ延びる複数の溝１４と、長さ方向へ延びる複数の溝１４Ｘは、互いに直交するように設けられている。

なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能であり、適宜組み合わせることも可能である。

１ ループヒートパイプ
２ 蒸発器
３ 凝縮器
３Ａ 凝縮管
３Ｂ 熱拡散プレート
４ 蒸気管
５ 液管
６ モバイル機器（電子機器）
７ 発熱部品
８ 液流入口
９ 蒸気流出口
１０ 液流入口側部分
１１ 複数の部分（くし歯状の部分）
１２ 蒸気流路
１３ 蒸気流出口側蒸気流路
１４、１４Ｘ 第１溝
１５ 幅広溝
１６ 第１板状部材
１７、１８ 表面シート
１９ 内層シート
２０ ウィック
２０Ａ 液管が接続されている側の部分（連結部分）
２０Ｂ 分岐部分（リブ状部分）
２１ 第２溝
２２ 第２幅広溝
２３ 第２板状部材
２４ 第３溝
２５ 第４溝
２６、２７、２８ 溝
２９ 液管用溝
２９Ａ 液管の長さ方向へ延びる液管用溝（第１液管用溝；第２液管用溝）
２９Ｂ 液管の幅方向へ延びる液管用溝（第２液管用溝）

Claims (9)

1. 液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、
   気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、
   前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、
   前記凝縮器と前記蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、
   前記蒸発器は、
   前記液管が接続されている液流入口と、
   前記蒸気管が接続されている蒸気流出口と、
   前記液流入口の側に設けられ、前記液流入口の側から前記蒸気流出口の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分と、
   前記液流入口側部分に連なり、前記長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる複数の部分と、
   前記複数の部分の間に設けられ、前記長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路と、
   前記蒸気流出口の側に設けられ、前記幅方向へ延び、前記複数の蒸気流路に連なり、気相の作動流体が流れる蒸気流出口側蒸気流路とを備え、
   前記複数の部分は、それぞれ、前記複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第１溝を備え、
   前記複数の部分は、それぞれ、前記長さ方向へ延びる第２溝を備え、
   前記第１溝及び前記第２溝は、毛細管力を発生させうる溝であることを特徴とするループヒートパイプ。
2. 液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、
   気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、
   前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、
   前記凝縮器と前記蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、
   前記蒸発器は、
   前記液管が接続されている液流入口と、
   前記蒸気管が接続されている蒸気流出口と、
   前記液流入口の側に設けられ、前記液流入口の側から前記蒸気流出口の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分と、
   前記液流入口側部分に連なり、前記長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる複数の部分と、
   前記複数の部分の間に設けられ、前記長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路と、
   前記蒸気流出口の側に設けられ、前記幅方向へ延び、前記複数の蒸気流路に連なり、気相の作動流体が流れる蒸気流出口側蒸気流路とを備え、
   前記複数の部分は、それぞれ、前記複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第１溝を備え、
   前記複数の部分は、それぞれ、前記長さ方向へ延びる第２溝を備え、
   前記液流入口側部分は、前記幅方向へ向けて延びる第３溝と、前記液流入口に連なる領域及び前記複数の部分のそれぞれが連なる領域に設けられ、前記長さ方向へ向けて延びる第４溝とを備え、
   前記第１溝、前記第２溝、前記第３溝及び前記第４溝は、毛細管力を発生させうる溝であり、
   前記蒸発器は、前記第１溝と、前記第３溝と、前記第１溝及び前記第３溝よりも幅が広く、前記複数の蒸気流路及び前記蒸気流出口側蒸気流路の一部となる第１幅広溝とを有する第１板状部材と、前記第２溝と、前記第４溝と、前記第２溝及び前記第４溝よりも幅が広く、前記複数の蒸気流路及び前記蒸気流出口側蒸気流路の一部となる第２幅広溝とを有する第２板状部材とを、前記第１溝、前記第３溝及び前記第１幅広溝を有する側と前記第２溝、前記第４溝及び前記第２幅広溝を有する側とを対向させて、接合した構造になっていることを特徴とするループヒートパイプ。
3. 液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、
   気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、
   前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、
   前記凝縮器と前記蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、
   前記蒸発器は、
   前記液管が接続されている液流入口と、
   前記蒸気管が接続されている蒸気流出口と、
   前記液流入口の側に設けられ、前記液流入口の側から前記蒸気流出口の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分と、
   前記液流入口側部分に連なり、前記長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる複数の部分と、
   前記複数の部分の間に設けられ、前記長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路と、
   前記蒸気流出口の側に設けられ、前記幅方向へ延び、前記複数の蒸気流路に連なり、気相の作動流体が流れる蒸気流出口側蒸気流路とを備え、
   前記複数の部分は、それぞれ、前記複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第１溝を備え、
   前記蒸発器は、前記第１溝、及び、前記第１溝よりも幅が広く、前記複数の蒸気流路及び前記蒸気流出口側蒸気流路の一部となる第１幅広溝を有する第１板状部材と、複数の孔を有する部分、及び、前記複数の蒸気流路及び蒸気流出口側蒸気流路の一部となる開口部を有する複数の第３板状部材とを接合した構造になっており、
   前記複数の部分及び前記液流入口側部分は、前記複数の孔を有する部分が前記孔の少なくとも一部が重なって連通するように積層されて構成されるウィックを備えることを特徴とするループヒートパイプ。
4. 前記蒸発器は、前記第１溝、及び、前記第１溝よりも幅が広く、前記複数の蒸気流路及び前記蒸気流出口側蒸気流路の一部となる第１幅広溝を有する第１板状部材と、前記第２溝と、前記第２溝よりも幅が広く、前記複数の蒸気流路及び前記蒸気流出口側蒸気流路の一部となる第２幅広溝とを有する第２板状部材と、複数の孔を有する部分、及び、前記複数の蒸気流路及び蒸気流出口側蒸気流路の一部となる開口部を有する複数の第３板状部材とを接合した構造になっており、
   前記複数の部分及び前記液流入口側部分は、前記複数の孔を有する部分が前記孔の少なくとも一部が重なって連通するように積層されて構成されるウィックを備えることを特徴とする、請求項１に記載のループヒートパイプ。
5. 前記液管は、毛細管力を発生させうる液管用溝を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のループヒートパイプ。
6. 前記第１板状部材は、前記液管となる領域に、前記液管となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝を有し、
   前記第２板状部材は、前記液管となる領域に、前記液管となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝を有し、
   前記液管は、前記第１板状部材と前記第２板状部材とを、前記第１液管用溝を有する側と前記第２液管用溝を有する側とを対向させて、接合した構造を備えることを特徴とする、請求項２に記載のループヒートパイプ。
7. 前記第１板状部材は、前記液管となる領域に、前記液管となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝を有し、
   前記第２板状部材は、前記液管となる領域に、前記液管となる領域の幅方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝を有し、
   前記液管は、前記第１板状部材と前記第２板状部材とを、前記第１液管用溝を有する側と前記第２液管用溝を有する側とを対向させて、接合した構造を備えることを特徴とする、請求項２に記載のループヒートパイプ。
8. 発熱部品と、
   前記発熱部品を冷却するループヒートパイプとを備え、
   前記ループヒートパイプが、
   液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、
   気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、
   前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、
   前記凝縮器と前記蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、
   前記蒸発器は、
   前記液管が接続されている液流入口と、
   前記蒸気管が接続されている蒸気流出口と、
   前記液流入口の側に設けられ、前記液流入口の側から前記蒸気流出口の側へ向かう長さ方向に交差する幅方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる液流入口側部分と、
   前記液流入口側部分に連なり、前記長さ方向へ延び、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる複数の部分と、
   前記複数の部分の間に設けられ、前記長さ方向へ延び、気相の作動流体が流れる複数の蒸気流路と、
   前記蒸気流出口の側に設けられ、前記幅方向へ延び、前記複数の蒸気流路に連なり、気相の作動流体が流れる蒸気流出口側蒸気流路とを備え、
   前記複数の部分は、それぞれ、前記複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第１溝を備え、
   前記複数の部分は、それぞれ、前記長さ方向へ延びる第２溝を備え、
   前記第１溝及び前記第２溝は、毛細管力を発生させうる溝であることを特徴とする電子機器。
9. 第１板状部材の蒸発器となる領域を加工して、前記蒸発器となる領域の液流入口の側から蒸気流出口の側へ向かう長さ方向へ延びる複数の部分となる領域に、前記長さ方向に交差する幅方向へ延び、前記複数の部分となる領域の間に設けられる複数の蒸気流路となる領域のうち隣り合う２つの蒸気流路となる領域が連通するように、毛細管力を発生させうる第１溝を形成し、液流入口側部分となる領域に、前記幅方向へ向けて延び、毛細管力を発生させうる第３溝を形成し、前記複数の蒸気流路となる領域及び蒸気流出口側蒸気流路となる領域に、前記第１溝及び前記第３溝よりも幅が広い第１幅広溝を形成する工程と、
   第２板状部材の前記蒸発器となる領域を加工して、前記複数の部分となる領域に、前記長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２溝を形成し、前記液流入口側部分となる領域に含まれる前記液流入口に連なる領域及び前記複数の部分のそれぞれが連なる領域に、前記長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第４溝を形成し、前記複数の蒸気流路となる領域及び前記蒸気流出口側蒸気流路となる領域に、前記第２溝及び前記第４溝よりも幅が広い第２幅広溝を形成する工程と、
   前記第１板状部材と前記第２板状部材とを、前記第１溝、前記第３溝及び前記第１幅広溝を有する側と前記第２溝、前記第４溝及び前記第２幅広溝を有する側とを対向させて、接合する工程とを含むことを特徴とするループヒートパイプの製造方法。