JP6863058B2 - ヒートパイプ及び電子機器 - Google Patents

Description

本明細書開示の発明は、ヒートパイプ及び電子機器に関する。

スマートフォンやタブレット端末等の小型、薄型の電子機器において使用される発熱部品（熱源）に対し、その熱を移動するために、ヒートパイプが用いられることがある。ヒートパイプの内部には作動流体が封入されており、熱源の熱によって蒸気となった作動流体がパイプ内を流動する。そして、熱源から離れた部位（凝縮部）において蒸気が凝縮して再び液化する。パイプ内には、ウィックと呼ばれる多孔質構造が設けられており、液化した作動流体が多孔質構造の毛細管力によって蒸発領域（蒸発部）に戻される。このように、ヒートパイプは、作動流体が相変化を繰り返し、ハイプ内を循環することで熱を移動させることができる。

昨今では、小型、薄型の電子機器へ搭載すべく、シート型ヒートパイプ（例えば、特許文献１参照）や、薄型シート状ヒートパイプ（例えば、特許文献２参照）も提案されるようになってきている。

特開２０１５−５９６９３号公報 特開２００４−２８５５７号公報

ところで、ヒートパイプは、その薄型化に伴い作動流体が移動する流路径が小さくなる。流路径が小さくなると、作動流体、特に気相の作動流体の流動抵抗が増加する。すなわち、流路内で圧力損失が増大する。従来のヒートパイプでは、液相の作動流体と気相の作動流体が、共通の流路内を移動するため、流路径の縮小に伴って作動流体の流動抵抗が増加しやすい。特許文献１や特許文献２も、気相の作動流体が移動する流路にウィックが形成されていたり、毛細管力を発揮する部材が蒸気流路に面した状態で設置されたりしている。このため、液相の作動流体が気相の作動流体の流路に染み出ることが想定され、染み出た液相の作動流体が気相の作動流体の移動を妨げることが懸念される。

１つの側面では、本明細書開示のヒートパイプ及び電子機器は、ヒートパイプの薄型化を図りつつ、効率的な熱輸送を実現することを課題とする。

本明細書開示のヒートパイプは、液相の作動流体を蒸発させる蒸発部と、気相の前記作動流体を凝縮させる凝縮部と、前記蒸発部と前記凝縮部とを接続し、前記凝縮部から前記蒸発部への前記作動流体の輸送が行われる第１の流路と、前記蒸発部から前記凝縮部への前記作動流体の輸送が行われる第２の流路と、を含む熱輸送管とを備え、前記熱輸送管は、前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成され、前記第１の流路の少なくとも一部を構成する第１の凹部と、前記熱輸送管の外壁の少なくとも一部を構成する第１の周壁部と、を含む第１の層と、前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成され、前記第２の流路の少なくとも一部を構成する第２の凹部と、前記熱輸送管の外壁の少なくとも一部を構成する第２の周壁部と、を含む第２の層と、前記第１の流路と前記第２の流路とを仕切る仕切板部を備え、前記第１の層と前記第２の層との間に配置された第３の層と、を含み、前記第１の周壁部は、前記仕切板部の第１の面に接合され、前記第２の周壁部は、前記仕切板部の前記第１の面の裏面となる第２の面に接合され、前記第１の流路と前記第２の流路とは、前記蒸発部及び前記凝縮部において連通状態とされている。

本明細書開示の電子機器は、発熱する電子素子が実装された基板と、前記電子素子から熱を奪い、前記電子素子を冷却するヒートパイプと、を備えた電子機器であって、前記ヒートパイプは、液相の作動流体を蒸発させる蒸発部と、気相の前記作動流体を凝縮させる凝縮部と、前記蒸発部と前記凝縮部とを接続し、前記凝縮部から前記蒸発部への前記作動流体の輸送が行われる第１の流路と、前記蒸発部から前記凝縮部への前記作動流体の輸送が行われる第２の流路と、を含む熱輸送管とを備え、前記熱輸送管は、前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成され、前記第１の流路の少なくとも一部を構成する第１の凹部と、前記熱輸送管の外壁の少なくとも一部を構成する第１の周壁部と、を含む第１の層と、前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成され、前記第２の流路の少なくとも一部を構成する第２の凹部と、前記熱輸送管の外壁の少なくとも一部を構成する第２の周壁部と、を含む第２の層と、前記第１の流路と前記第２の流路とを仕切る仕切板部を備え、前記第１の層と前記第２の層との間に配置された第３の層と、を含み、前記第１の周壁部は、前記仕切板部の第１の面に接合され、前記第２の周壁部は、前記仕切板部の前記第１の面の裏面となる第２の面に接合され、前記第１の流路と前記第２の流路とは、前記蒸発部及び前記凝縮部において連通状態とされている。

本明細書開示のヒートパイプ及び電子機器によれば、ヒートパイプの薄型化を図りつつ、効率的な熱輸送を実現することができる。

図１は第１実施形態のヒートパイプを搭載した電子機器を模式的に示す説明図である。 図２は第１実施形態のヒートパイプの斜視図である。 図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は第１実施形態のヒートパイプの内部構造を示す説明図である。 図４は図３のＡ−Ａ線に対応する位置における熱輸送管の断面図である。 図５（Ａ）は液相作動流体保持部の拡大図であり、図５（Ｂ）は蒸発促進部の拡大図である。 図６（Ａ）は第２実施形態における第１の流路を示す説明図であり、図６（Ｂ）は図３のＡ−Ａ線に対応する位置における熱輸送管の断面図である。 図７（Ａ）は第３実施形態における第１の流路を示す説明図であり、図７（Ｂ）は図３のＡ−Ａ線に対応する位置における熱輸送管の断面図である。 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は第４実施形態のヒートパイプの内部構造を示す説明図である。 図９は支柱部の形状の一例を示す説明図である。 図１０は蒸発部に支柱部と多孔質体を設けた例を示す説明図である。 図１１（Ａ）は液相作動流体保持部の他の形態を示す説明図であり、図１１（Ｂ）は蒸発促進部の他の形態を示す説明図である。 図１２は蒸発促進部のさらに他の形態を示す説明図である。 図１３はヒートパイプの他の形態を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては、説明の都合上、実際には存在する構成要素が省略されていたり、寸法が実際よりも誇張されて描かれていたりする場合がある。

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を参照して第１実施形態のヒートパイプ１０及びこれを搭載した電子機器１００について説明する。図１は第１実施形態のヒートパイプを搭載した電子機器を模式的に示す説明図である。図２は第１実施形態のヒートパイプの斜視図である。

本実施形態における電子機器１００は、スマートフォンであるが、これに限定されず、例えば、タブレット端末等、他の電子機器であってもよい。電子機器１００は、筐体１０１内に基板１０２を備えている。基板１０２には、電子素子１０３が実装されている。電子素子１０３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、使用時に発熱する。電子機器１００は、この電子素子１０３から熱を奪い、冷却すべく、ヒートパイプ１０を備える。なお、ヒートパイプ１０は、他の電子素子、発熱素子を冷却するように設置してもよい。

ヒートパイプ１０は、蒸発部１２と凝縮部１３と、これらを接続する熱輸送管１１を備えている。ヒートパイプ１０内には、作動流体が封入されている。本実施形態における作動流体は、水であるが、エタノール等、冷媒として使用することができる、従来公知の作動流体を用いることができる。作動流体は、ヒートパイプ１０内で気相と液相との間で相変化を繰り返し、熱の輸送を行う。

蒸発部１２は、液相の作動流体を蒸発させる部位である。一方、凝縮部１３は、気相の作動流体を凝縮する部位である。蒸発部１２は、電子素子１０３と接触させて配置されることで、液相の作動流体を蒸発させ、蒸気に変換する。凝縮部１３は、電子機器１００における任意の放熱部に設置されることで、気相の作動流体を液相に変換する。凝縮部１３には、放熱効率を高めるための放熱板１４が設けられている。

熱輸送管１１は、作動流体を蒸発部１２と凝縮部１３との間で移動させ、これにより、熱輸送を行う。図１や図２に示すヒートパイプ１０が備える熱輸送管１１は、屈曲しているが、熱輸送管１１の形状は、これに限定されるものではなく、ヒートパイプ１０の設置レイアウトに応じて種々変更することができる。

このようなヒートパイプ１０は、層状に配置した複数の板状の部材を拡散接合することによって形成されている。

つぎに、図３（ａ）乃至図５を参照して、ヒートパイプ１０につき、より詳細に説明する。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は第１実施形態のヒートパイプの内部構造を示す説明図である。図４は図３のＡ−Ａ線に対応する位置における熱輸送管の断面図である。図５（Ａ）は液相作動流体保持部の拡大図であり、図５（Ｂ）は蒸発促進部の拡大図である。

ヒートパイプ１０は、上述のように層状に配置した複数の板状の部材を拡散接合することで形成されている。ここで、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、拡散接合前の各層を示している。なお、図１及び図２に描かれたヒートパイプ１０における熱輸送管１１は、屈曲形状を有していたが、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）では、説明の都合上、熱輸送管１１を形成する部分を直線的に描いている。このように、各図間で形状が異なっているが、共通する構成要素については、図面中、共通の参照番号を付している。

拡散接合される前のヒートパイプ１０は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、第１の層１５、第２の層１７及び第３の層１９を備える。

第１の層１５は、流路形成部１５１を備えている。流路形成部１５１には、凝縮部１３から蒸発部１２へ向かって液相の作動流体を流す凹状の第１の流路１５１ａが形成されている。流路形成部１５１の一端部には、凹状の液相作動流体貯留部１５２が設けられている。液相作動流体貯留部１５２は、蒸発部１２の一部となる。また、液相作動流体貯留部１５２は、第１の流路１５１ａと連続している。流路形成部１５１の他端部は、液相の作動流体が流れ始める出発端部１５３となっている。出発端部１５３は、凝縮部１３の一部となる。第１の流路１５１ａには、矢示１６のように液相の作動流体が流れる。

第１の層１５は、ハーフエッチング加工されることにより、凹状となる第１の流路１５１ａ及び液相作動流体貯留部１５２と、これらを囲う周壁部１５ａを備えている。周壁部１５ａには、第１の流路１５１ａと外部とを連通する作動流体注入部１５１ａ１が形成されている。この作動流体注入部１５１ａ１もハーフエッチング加工により形成されている。なお、作動流体注入部１５１ａ１は、作動流体注入後、カシメによって、その入口が閉じられる。

第２の層１７は、流路形成部１７１を備えている。流路形成部１７１には、蒸発部１２から凝縮部１３へ向かって気相の作動流体を流す凹状の第２の流路１７１ａが形成されている。流路形成部１７１の一端部には、凹状の蒸発促進部１７２が設けられている。蒸発促進部１７２は、蒸発部１２の一部となる。また、蒸発促進部１７２は、第２の流路１７１ａと連続している。流路形成部１７１の他端部は、気相の作動流体の流れの終端となる終着端部１７３となっている。終着端部１７３は、凝縮部１３の一部となる。第２の流路１７１ａには、矢示１８のように気相の作動流体が流れる。

図５（Ｂ）を参照すると、蒸発部１２の一部となる蒸発促進部１７２には、複数のフィンが設けられることによって形成された作動流体吸い上げ部１７２ａが設けられている。作動流体吸い上げ部１７２ａは、複数のフィンの間隔を密にすることで、毛細管力を発揮することができるようにされている。作動流体吸い上げ部１７２ａは、その毛細管力により、液相の作動流体を吸い上げ、保持することができる。また、複数のフィンを設けることで、表面積を拡大し、作動流体への伝熱効率を向上させることができる。

蒸発促進部１７２には、複数の作動流体吸い上げ部１７２ａが設けられている。隣接する作動流体吸い上げ部１７２ａの間にはグルーブ１７２ｂが形成されている。作動流体吸い上げ部１７２ａの間隔、すなわち、グルーブ１７２ｂの幅は、作動流体吸い上げ部１７２ａにおけるフィンの間隔よりも広い間隔に設定されている。このようなグルーブ１７２ｂは、蒸発部１２において液相から気相へ変化し、蒸気となった作動冷媒が通過し易くなるように設けられている。蒸発部１２において発生した蒸気は、グルーブ１７２ｂを通じて、スムーズに第２の流路１７１ａに流入することができる。

なお、作動流体吸い上げ部１７２ａに含まれるフィンは、それぞれ熱輸送管１１に向かって直線的に延在している。

第２の層１７は、ハーフエッチング加工されることにより、凹状となる第２の流路１７１ａ、作動流体吸い上げ部１７２ａ及びグルーブ１７２ｂと、これらを囲う周壁部１７ａを備えている。

なお、ヒートパイプ１０が電子機器１００に設置されるとき、蒸発促進部１７２が設けられた側が電子素子１０３に接触した状態とされる。

第３の層１９は、仕切板部１９１を備えている。第３の層１９の一端部には、液相作動流体保持部１９２が設けられている。液相作動流体保持部１９２は、蒸発部１２の一部となる。液相作動流体保持部１９２は、蒸発部１２において、第１の流路１５１ａと連続する部分（液相作動流体貯留部１５２）と第２の流路１７１ａと連続する部分（蒸発促進部１７２）との間に設けられている。これにより、液相作動流体保持部１９２は、液相作動流体貯留部１５２と蒸発促進部１７２を介して、第１の流路１５１ａと第２の流路１７１ａとを連通させている。第３の層１９の他端部には、第１の流路１５１ａの出発端部１５３と第２の流路１７１ａの終着端部１７３とを連通させる連通孔１９３が設けられている。

図４に示すように、仕切板部１９１は、第１の層１５乃至第３の層１９が接合されたときに、熱輸送管１１の内部において、第１の流路１５１ａと第２の流路１７１ａとを仕切る。また、第３の層１９は、液相作動流体保持部１９２を備えることで、蒸発部１２において第１の流路１５１ａと第２の流路１７１ａとを連通状態としている。さらに、第３の層１９は、連通孔１９３を備えることで、凝縮部１３において第１の流路１５１ａと第２の流路１７１ａとを連通状態としている。これにより、作動流体が循環する経路が形成されている。

図５（Ａ）を参照すると、液相作動流体保持部１９２には、横リブ部１９２ａと縦リブ部１９２ｂが格子状に配置されており、横リブ部１９２ａと縦リブ部１９２ｂとに囲まれた複数のスリット１９２ｃが形成されている。スリット１９２ｃは、液相の作動流体を保持することができる。

このようなスリット１９２ｃや、連通孔１９３は、エッチング加工によって形成されている。

これらの第１の層１５、第２の層１７及び第３の層１９は、第３の層１９を第１の層１５と第２の層１７との間に配置し、第１の層１５と第２の層１７をそれぞれ図３（Ａ）及び図３（Ｃ）に表れた面を対向させるようにして、接合される。これらの層の接合には、拡散接合が用いられる。

ここで、本実施形態のヒートパイプ１０の製造方法の一例を、各部の寸法の一例を交えつつ説明する。

図３（Ａ）に示す第１の層１５は、厚さ０．２ｍｍの銅薄板を加工することで形成される。具体的に、凹状の第１の流路１５１ａと液相作動流体貯留部１５２の形状に合わせてレジストでパターニングした後、露出した銅をエッチング加工する。ここで、第１の流路１５１ａの幅は、４ｍｍとし、その深さが、０．１５ｍｍとなるようにハーフエッチング加工とする。作動流体注入部１５１ａ１も同様に形成する。

図３（Ｃ）に示す第２の層１７は、厚さ０．２ｍｍの銅薄板を加工することで形成される。具体的に、作動流体吸い上げ部１７２ａ、グルーブ１７２ｂを備えた蒸発促進部１７２と第２の流路１７１ａの形状に合わせてレジストでパターニングした後、露出した銅をエッチング加工する。ここで、第１の流路１５１ａの幅は、４ｍｍとし、その深さが、０．１５ｍｍとなるようにハーフエッチング加工とする。

図３（Ｂ）に示す第３の層１９は、厚さ０．２ｍｍの銅薄板を加工することで形成される。スリット１９２ｃや連通孔１９３は、エッチング加工で形成される。

このようにして各々加工された第１の層１５乃至第３の層１９を積層し、拡散接合する。そして、作動流体注入部１５１ａ１から内部を真空排気後、内部に作動液体としての水を注入する。これにより、厚さ０．６ｍｍの薄型のヒートパイプ１０を完成させることができる。

本実施形態のヒートパイプ１０は、液相の作動流体が流れる第１の流路１５１ａと、気相の作動流体が流れる第２の流路１７１ａとが仕切板部１９１で仕切られている。このため、気相の作動流体である蒸気と、液相の作動流体とが同一の流路内で対向することがなく、作動流体の流動抵抗が増大することがない。

また、本実施形態のヒートパイプ１０は、蒸発部１２に液相作動流体貯留部１５２、液相作動流体保持部１９２や作動流体吸い上げ部１７２ａを備える。これらの部分に液相の作動流体が保持されることで、電子機器１００の姿勢にかかわらず、蒸発部１２におけるドライアウトを抑制することができる。例えば、凝縮部１３が重力方向に対して蒸発部１２よりも下方に位置するような姿勢、いわゆるトップヒート姿勢となっても適切な熱輸送を行うことができる。

なお、液相作動流体貯留部１５２、液相作動流体保持部１９２や作動流体吸い上げ部１７２ａは、いずれも単独でも液相の作動流体を保持する機能を有するため、必ずしも、これらの部分を全て備えていなければならないわけではない。従って、これらの部分を単独で、又は、任意に組み合わせて採用することができる。

本実施形態のヒートパイプ１０は、蒸発促進部１７２にグルーブ１７２ｂを備える。これにより、気相となった作動流体を速やかに第２の流路１７１ａに送り込むことができ、作動流体のスムーズな循環を促すことができる。

また、本実施形態のヒートパイプ１０、作動流体を循環させて冷却をするため、銅や、アルミニウム、マグネシウム合金等の単なる金属板、フィルムやシート状の熱拡散材料を用いた場合と比較して効率的に熱輸送することができる。

ヒートパイプ１０は、非常に薄型に形成することができ、電子機器１００の小型、薄型化に資することができる。

（第２実施形態）
つぎに、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照しつつ、第２実施形態について説明する。図６（Ａ）は第２実施形態における第１の流路を示す説明図であり、図６（Ｂ）は図３のＡ−Ａ線に対応する位置における熱輸送管の断面図である。なお、第１実施形態と共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

第２実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１の流路１５１ａ及び液相作動流体貯留部１５２に多孔質体２０を敷き詰めた熱輸送管１１１を備える点である。多孔質体２０は、液相の作動流体を保持することができる。本実施形態における多孔質体２０は、線径０．０５ｍｍの銅線を金網状にしたメッシュ材料である。多孔質体２０は、ランダムに開口しており、開口部の平均的な直径は０．１ｍｍ程度とされている。

多孔質体２０は、外部表面に空孔が露出し、かつ、ほとんどすべての空孔が連通した構造であることが望ましい。また、空孔の直径は、０．５ｍｍ以下であることが望ましい。多孔質体２０は、本実施形態のように、金網状の金属製メッシュを積層してなる構造、あるいは、パンチングによりメッシュ状にした金属製シート材を積層してなる構造体であってもよい。また、焼結金属や微細なセラミックスからなる多孔質体、あるいは３Ｄプリンタを使用して製造される金属製の多孔体であってもよい。さらに、金属製の繊維質から製造される不織布であってもよい。また、多孔質体２０は、従来、ヒートパイプにおいてウィックとして用いられた素材を採用してもよい。

このような多孔質体２０を備えることで、液相の作動流体が第１の流路１５１ａや液相作動流体貯留部１５２に留まり、電子機器１００の姿勢変化に対応し、より効果的にドライアウトを抑制することができる。

なお、多孔質体２０は、第１の流路１５１ａにのみ敷き詰めてもよい。この場合であっても、液相の作動流体が第１の流路１５１ａに留まり、電子機器１００の姿勢変化に対応し、ドライアウトを抑制することができる。

（第３実施形態）
つぎに、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）を参照しつつ、第３実施形態について説明する。図７（Ａ）は第３実施形態における第１の流路を示す説明図であり、図７（Ｂ）は図３のＡ−Ａ線に対応する位置における熱輸送管の断面図である。なお、第１実施形態、第２実施形態と共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、第３の層１９に流路拡張部１９１ａが設けられた熱輸送管１１２を備えている点である。流路拡張部１９１ａは、第３の層１９の第２の層１７と対向する側の面に、０．１５ｍｍの深さのハーフエッチング加工することで、形成されている。図４を参照すると、第１実施形態において気相の作動流体が流通する第２の流路１７１ａの深さはｈ１（＝０．１５ｍｍ）である。これに対し、第３実施形態では、第３の層１９に流路拡張部１９１ａの深さが加算され、合計の深さはｈ２（＝０．３０ｍｍ）となっている。これにより、気相の作動流体が流通する流路の断面積が拡大され、その流路における圧力損失を小さくすることができる。

なお、第３実施形態は第１実施形態と異なり、第１の流路１５１ａに多孔質体２０を備えているが、これは、第２実施形態と共通する。多孔質体２０を備えない第１実施形態に流路拡張部１９１ａを設けた形態としてもよい。

（第４実施形態）
つぎに、図８（Ａ）乃至図９を参照しつつ、第４実施形態について説明する。図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は第４実施形態のヒートパイプの内部構造を示す説明図である。図９は支柱部の形状の一例を示す説明図である。なお、第１実施形態、第２実施形態と共通する構成要素については、図面中、同一の参照番号を付し、その詳細な説明は省略する。

第４実施形態が第１実施形態と異なる点は、まず、第１実施形態の第１の層１５に代えて第１の層３５を接合している点である。第１の層３５は、第１の流路１５１ａ及び液相作動流体貯留部１５２内に複数の円柱状の支柱部３５５を備える。また、出発端部１５３側に、放熱板３５４を備えている点である。

また、第４実施形態は、第１実施形態の第２の層１７に代えて第２の層３７を接合している点で第１実施形態と異なっている。第２の層３７は、第２の流路１７１ａ内にその長手方向に沿って延在している壁状の支柱部３７５を備えている。また、第４実施形態は、終着端部１７３側に放熱板３７４を備えている点でも第１実施形態と異なっている。

このように支柱部３５５や支柱部３７５を備えることで、ヒートパイプの強度を向上させることができる。また、ヒートパイプは、その製造工程において高い圧力で各層が押し付けられる拡散接合が行われるが、この際、支柱部３５５、３７５を備えることで、第１の流路１５１ａ、液相作動流体貯留部１５２や第２の流路１７１ａに凹状の形状を維持しやすくなる。すなわち、流路が潰れることを抑制することができる。

なお、支柱部の形状は、支柱部３５５や支柱部３７５の形状に限定されない。支柱部３５５と支柱部３７５を入れ替えて設置してもよいし、第１の流路１５１ａ、第２の流路１７１ａともに、同一形状の支柱部を採用してもよい。また、支柱部の形状は、できるだけ、作動流体の流れを阻害しないように、図９に示すような雨滴状の支柱部３５６としてもよい。

また、第４実施形態では、第１の層３５が放熱板３５４を備え、第２の層３７が放熱板３７４を備えている。これにより、凝縮部の両面を平面とすることができ、放熱部への接触面積が確保しやすくなり、放熱効率を高めることができる。

第４実施形態では、放熱板３５４と放熱板３７４によって放熱板１４を挟み込む態様となる。そこで、第１実施形態における第３の層１９に代えて用いられた第３の層３９に連通孔１９３に通じる作動流体注入部１４ａをエッチング加工によって形成している。エッチング加工された作動流体注入部１４ａの上下に放熱板３５４と放熱板３７４が位置し、拡散接合されることで、作動流体注入部１４ａを天板部及び底板部を備えた流路とすることができる。なお、作動流体注入部１４ａは、作動流体注入後、カシメによって、その入口が閉じられる。

（変形例）
つぎに、図１０乃至図１３を参照しつつ、各部の変形例について説明する。図１０は蒸発部に支柱部と多孔質体を設けた例を示す説明図である。図１１（Ａ）は液相作動流体保持部の他の形態を示す説明図であり、図１１（Ｂ）は蒸発促進部の他の形態を示す説明図である。図１２は蒸発促進部のさらに他の形態を示す説明図である。図１３はヒートパイプの他の形態を示す説明図である。

まず、図１０を参照すると、第１の流路１５１ａや液相作動流体貯留部１５２に支柱部３５５を設け、さらにその周囲に多孔質体２０を敷き詰めている。支柱部３５５を設け、仮に、その周囲に多孔質体２０を敷き詰めないと、支柱部３５５は、第１の流路１５１ａ等を流通する液相の作動流体の流通抵抗を増加させる可能性がある。そこで、多孔質体２０を敷き詰めておけば、液相の作動流体は、支柱部３５５に衝突することなく多孔質体２０内を移動することができる。

次に図１１（Ａ）を参照すると、液相作動流体保持部１９２の全域に亘って縦リブ部１９２ｄが設けられている。これにより、仕切板部１９１が延在する方向と一致する方向に延びるスリット１９２ｅが形成されている。

また、図１１（Ｂ）を参照すると、第１実施形態の作動流体吸い上げ部１７２ａに代えて作動流体吸い上げ部１７２ｃが設けられている。作動流体吸い上げ部１７２ｃでは、フィンが延在する方向が、第２の流路１７１ａに向かう方向と直行する方向となっている。なお、図１１（Ｂ）に示す例では、第２の流路１７１ａに円柱状の支柱部３７６が設けられている。

また、図１２を参照すると、作動流体吸い上げ部１７２ｄが設けられている。作動流体吸い上げ部１７２ｄでは、フィンが延在する方向が、第２の流路１７１ａに向かう方向に対して斜めとなる方向となっている。

このように、スリットやフィンが延在する方向は、適宜変更することができる。

なお、上記実施形態では、いずれも第１の層乃至第３の層を同一素材の薄板を用いて成形し、これを拡散接合している。ここで、薄板材料は銅に限らず、ステンレス（ＳＵＳ）や、その他の合金材料等のエッチング等によるパターン形成および拡散接合に適するものであれば採用することができる。そして、例えば、仕切板部１９１の熱伝導率は、熱輸送管１１の熱伝導率よりも低い設定とすることもできる。すなわち、熱輸送管１１を形成することとなる第１の層１５及び第２の層１７に銅薄板を用い、仕切板部１９１を備える第３の層１９にステンレス薄板を用いることができる。これにより、第１の流路１５１ａと第２の流路１７１ａと断熱効果を高めることができる。すなわち、第２の流路１７１ａを流通する気相の作動流体の熱が第１の流路１５１ａを流通する液相の作動流体に伝わりにくく、温度の低い液相の作動流体を蒸発部１２に供給し、蒸発部１２における冷却効率を高めることができる。

また、本明細書開示のヒートパイプ、エッチングパターンにより熱輸送管における流路の形状を自在に設計できる。このため、図１や図２に示すように、熱輸送管１１を屈曲形状にすることができる。また、図１３に示すヒートパイプ５０のように、蒸発部５２を２か所に設け、共通する凝縮部５３を設けるようにしてもよい。蒸発部５２と凝縮部５３とは、それぞれ熱輸送管５１で接続されている。凝縮部５３には、放熱板５４が設けられている。ただし、凝縮部５３には、蒸発部５２毎に連通孔５９３が設けられている。これにより、２つの熱源に対する熱輸送を行うことができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

１０ ヒートパイプ
１１、１１１、１１２ 熱輸送管
１２ 蒸発部
１３ 凝縮部
１４、３５４、３７４ 放熱板
１５、３５ 第１の層
１５ａ 周壁部
１５１ 流路形成部
１５１ａ 第１の流路
１５２ 液相作動流体貯留部
１５３ 出発端部
１７、３７ 第２の層
１７ａ 周壁部
１７１ 流路形成部
１７１ａ 第２の流路
１７２ 蒸発促進部
１７２ａ 作動流体吸い上げ部
１７２ｂ グルーブ
１７３ 終着端部
１９、３９ 第３の層
１９１ 仕切板部
１９１ａ 流路拡張部
１９２ 液相作動流体保持部
１９２ａ 横リブ部
１９２ｂ 縦リブ部
１９２ｃ スリット
１９３、５９３ 連通孔
１００ 電子機器
１０２ 基板
１０３ 電子素子
２０ 多孔質体
３５５、３５６、３７５ 支柱部

Claims (8)

1. 液相の作動流体を蒸発させる蒸発部と、
   気相の前記作動流体を凝縮させる凝縮部と、
   前記蒸発部と前記凝縮部とを接続し、前記凝縮部から前記蒸発部への前記作動流体の輸送が行われる第１の流路と、前記蒸発部から前記凝縮部への前記作動流体の輸送が行われる第２の流路と、を含む熱輸送管とを備え、
   前記熱輸送管は、
   前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成され、前記第１の流路の少なくとも一部を構成する第１の凹部と、前記熱輸送管の外壁の少なくとも一部を構成する第１の周壁部と、を含む第１の層と、
   前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成され、前記第２の流路の少なくとも一部を構成する第２の凹部と、前記熱輸送管の外壁の少なくとも一部を構成する第２の周壁部と、を含む第２の層と、
   前記第１の流路と前記第２の流路とを仕切る仕切板部を備え、前記第１の層と前記第２の層との間に配置された第３の層と、を含み、
   前記第１の周壁部は、前記仕切板部の第１の面に接合され、前記第２の周壁部は、前記仕切板部の前記第１の面の裏面となる第２の面に接合され、
   前記第１の流路と前記第２の流路とは、前記蒸発部及び前記凝縮部において連通状態とされたヒートパイプ。
2. 前記第１の流路に、前記液相の作動流体を保持する多孔質体を備えた請求項１に記載のヒートパイプ。
3. 前記仕切板部の前記第２の流路に面する側に、流路拡張部を備えた請求項１又は２に記載のヒートパイプ。
4. 前記蒸発部は、
   前記第１の層を前記熱輸送管の延伸方向に沿って延長させた部分に形成され、前記第１の凹部に連通する第３の凹部と、
   前記第２の層を前記熱輸送管の延伸方向に沿って延長させた部分に形成され、前記第２の凹部に連通する第４の凹部と、
   前記第４の凹部内に設けられ、前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成された複数のフィンと、
   前記第３の層を前記熱輸送管の延伸方向に沿って延長させた部分に形成され、前記複数のフィンの延伸方向と交差する方向に延伸する複数のスリットと、
   を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
5. 前記フィンの間隔を密に設定した作動流体吸い上げ部と、当該作動流体吸い上げ部の間に、前記作動流体吸い上げ部における前記フィンの間隔よりも広い間隔に設定されたグルーブをさらに備えた請求項４に記載のヒートパイプ。
6. 前記蒸発部において、前記第１の流路と連続する部分と前記第２の流路と連続する部分との間に、液相作動流体保持部を備える請求項１乃至５のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
7. 前記仕切板部の熱伝導率は、前記熱輸送管の熱伝導率よりも低い請求項１乃至６のいずれか１項に記載のヒートパイプ。
8. 発熱する電子素子が実装された基板と、
   前記電子素子から熱を奪い、前記電子素子を冷却するヒートパイプと、を備えた電子機器であって、
   前記ヒートパイプは、
   液相の作動流体を蒸発させる蒸発部と、
   気相の前記作動流体を凝縮させる凝縮部と、
   前記蒸発部と前記凝縮部とを接続し、前記凝縮部から前記蒸発部への前記作動流体の輸送が行われる第１の流路と、前記蒸発部から前記凝縮部への前記作動流体の輸送が行われる第２の流路と、を含む熱輸送管とを備え、
   前記熱輸送管は、
   前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成され、前記第１の流路の少なくとも一部を構成する第１の凹部と、前記熱輸送管の外壁の少なくとも一部を構成する第１の周壁部と、を含む第１の層と、
   前記熱輸送管の延伸方向に沿って形成され、前記第２の流路の少なくとも一部を構成する第２の凹部と、前記熱輸送管の外壁の少なくとも一部を構成する第２の周壁部と、を含む第２の層と、
   前記第１の流路と前記第２の流路とを仕切る仕切板部を備え、前記第１の層と前記第２の層との間に配置された第３の層と、を含み、
   前記第１の周壁部は、前記仕切板部の第１の面に接合され、前記第２の周壁部は、前記仕切板部の前記第１の面の裏面となる第２の面に接合され、
   前記第１の流路と前記第２の流路とは、前記蒸発部及び前記凝縮部において連通状態とされた電子機器。

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