JP7155869B2 - 冷却装置、電子機器及び冷却装置の製造方法 - Google Patents

Description

本願の開示する技術は冷却装置、電子機器及び冷却装置の製造方法に関する。

複数の発熱体の上に固定された一対の蒸発器をバイパス管で接続し、一対の蒸発器の内部圧力に差が生じると、内部圧力の高い蒸発器から内部圧力の低い蒸発器へバイパス管を通じて圧力が開放される冷却システムがある。

国際公開ＷＯ２０１４／１４７８９７号公報

複数の蒸発器をバイパス管で接続した冷却装置では、発熱量の大きい発熱部品から受熱する蒸発器は、発熱量の小さい発熱部品から受熱する蒸発器よりも高圧になる。このため、気相の作動流体が、高圧側の蒸発器から低圧側の蒸発器へバイパス管を通じて移動しようとする。

ここで、２つの蒸発器に対し同程度の量の液相の作動流体が供給されると、発熱量が小さい発熱部品から受熱する蒸発器では、発生する蒸気量が少ないために、蒸発器内で，液相の作動流体が過剰に滞留する。これにより、発熱量の大きい発熱部品から受熱する蒸発器から、発熱量の小さい発熱部品から受熱する蒸発器へ、気相の作動流体が流入できない事態が生じる。さらに，気相の作動流体がバイパス管に滞留することで、２つの蒸発器からの蒸気による熱移動が阻害され，冷却装置の排熱による冷却能力が低下する可能性がある。

本願の開示技術は、１つの側面として、複数の発熱部品の発熱量に応じて，複数の蒸発器で内部圧力に差が生じた場合でも、各蒸発器から排出される作動流体の量を均等化し、複数の蒸発器からの熱移動の効率を高めることが目的である。

本願の開示する技術では、複数の蒸発器を並列で凝縮器と循環流路で接続し、複数の蒸発器を、移動流路で接続する。移動流路は、蒸発器のそれぞれと一体成形されて蒸発器どうしを接続する。蒸発器の内部から連続する毛細管構造部によって液相の作動流体が蒸発器の間で移動し、毛細管構造部以外の空洞部によって気相の作動流体が蒸発器の間で移動する。

本願の開示する技術では、複数の蒸発器で内部圧力に差が生じた場合でも、排出される作動流体の量を均等化し、複数の蒸発器からの熱移動による冷却効率を高めることができる。

図１は第一実施形態の冷却装置を備えた電子機器を示す斜視図である。 図２は第一実施形態の冷却装置を備えた電子機器を示す平面図である。 図３は第一実施形態の冷却装置を電子機器の一部と共に図２のＩＩＩ－ＩＩＩで破断して示す断面図である。 図４は第一実施形態の冷却装置の２枚の板材を分離して示す平面図である。 図５は第一実施形態の冷却装置の板材の一方を示す平面図である。 図６は第一実施形態の冷却装置の板材の一方を示す図５のＶＩ－ＶＩ線断面図である。 図７は第一実施形態の冷却装置の板材の一方を示す図５のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。 図８は第一実施形態の冷却装置の板材の他方を示す平面図である。 図９は第一実施形態の冷却装置の移動流路を示す断面図である。 図１０は第二実施形態の冷却装置の板材の他方を示す平面図である。 図１１は第三実施形態の冷却装置の板材の一方を示す平面図である。 図１２は第三実施形態の冷却装置の板材の一方を示す図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。 図１３は第三実施形態の冷却装置の板材の一方を示す図１１のＸＩＩＩ－ＸＩＩＩ線断面図である。 図１４は第四実施形態の冷却装置の板材の一方を示す平面図である。 図１５は第一実施形態の冷却装置の製造方法の一部を示す説明図である。 図１６は第一実施形態の冷却装置の製造方法の一部を示す説明図である。 図１７は第一変形例の冷却装置を備えた電子機器を示す平面図である。 図１８は第二変形例の冷却装置を備えた電子機器を示す平面図である。

第一実施形態の冷却装置と、この冷却装置を備えた電子機器について、図面に基づいて詳細に説明する。

図１及び図２に示すように、電子機器１０２は、筐体１０４を有している。本実施形態では、筐体１０４は偏平な直方体の箱状の部材である。以下において、単に「長手方向」、「幅方向」、及び「厚み方向」というときは、筐体１０４（電子機器１０２）の長手方向、幅方向及び厚み方向と同じ方向をいい、図面においてそれぞれ矢印Ｌ、矢印Ｗ及び矢印Ｔで示す。

筐体１０４の内部には、基板１０６が収容されている。基板１０６上には、複数の電子部品１０８が搭載されている。本実施形態では２つの電子部品１０８Ａ、１０８Ｂを示している。特に、図１及び図２に示した例では、電子部品１０８Ａ、１０８Ｂは、長手方向（矢印Ｌ方向）に間隔をあけて並べて配置され、幅方向（矢印Ｗ方向）にもずらして配置されている。電子部品１０８は、たとえば、プロセッサ等の集積回路であり、発熱部品の一例であるが、発熱部品は、このような集積回路等の電子部品に限定されない。

冷却装置１１２は、筐体１０４内に備えられている。冷却装置１１２は、電子部品１０８のそれぞれに接触配置される複数の蒸発器１１４を有している。本実施形態では、２つの電子部品１０８Ａ、１０８Ｂに対し、２つの蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂが一対一で対応して配置されている。

図３にも詳細に示すように、蒸発器１１４は、偏平な直方体状の箱状の部材である。蒸発器１１４の内部は空洞であり、後述する出入孔１４０を通じて作動流体が出入りする。液相の作動流体は、蒸発器１１４の内部において受熱することで蒸発し気相となる。

蒸発器１１４の上面には、ヒートシンクブロック１１６が搭載されている。

図１及び図２に示すように、冷却装置１１２はさらに、凝縮器１１８を有している。凝縮器１１８では、気相の作動流体により熱が導入され、この作動流体が凝縮（液化）される。作動流体としては、このように蒸発器１１４における蒸発（気化）と、凝縮器１１８における凝縮（液化）が可能な流体であれば限定されず、たとえば水やフロン類，炭化水素系の冷媒を挙げることができる。

複数の蒸発器１１４と凝縮器１１８とは、蒸発器１１４が並列となるように、循環流路１２０で連結されている。循環流路１２０は、第一流路１２０Ｆと第二流路１２０Ｓとを含んでいる。第一流路１２０Ｆでは、凝縮器１１８で凝縮された液相の作動流体が、矢印Ｆ１で示すように蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂへ流れる。第二流路１２０Ｓでは、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂで蒸発された気相の作動流体が矢印Ｆ２で示すように凝縮器１１８へ流れる。

第一流路１２０Ｆにはポンプ１２２が配置されている。ポンプ１２２の駆動により、液相の作動流体を凝縮器１１８から蒸発器１１４に向けて送る（送液する）ことができる。ポンプ１２２は送液装置の一例である。

２つの蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂは、移動流路１２４によって接続されている。移動流路１２４の内部は蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂそれぞれの内部と連通しており、作動流体が、移動流路１２４を通って、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂ間を相互に移動可能である。以下において、単に「移動方向」というときは、移動流路１２４の内部を作動流体が移動する方向であり、移動流路１２４の延在方向と一致する。

図３及び図４に示すように、本実施形態では、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂ及び移動流路１２４は、２枚の板材１２６Ｕ、１２６Ｌを接合することで形成されている。

図４～図８に詳細に示すように、板材１２６Ｕ、１２６Ｌのそれぞれは、両端のマイクロチャネル部１２８と、これらマイクロチャネル部１２８と連続的に一体化されたパイプ部１３０とを有する構造である。より具体的には、板材１２６Ｕ、１２６Ｌは、平面視で、マイクロチャネル部１２８及びパイプ部１３０が連続した形状の平板部１３２と、この平板部１３２の外縁に立設された外縁部１３４と、有している。板材１２６Ｕ、１２６Ｌを重ね合わせ、外縁部１３４の先端どうしを接合して、流路構造体１２６が形成される。流路構造体１２６では、板材１２６Ｕ、１２６Ｌの平板部１３２の間に間隙ＧＰ（図３参照）が生じている。この間隙ＧＰは、蒸発器１１４Ａから蒸発器１１４Ｂまで移動流路１２４によって連続すると共に、周囲が外縁部１３４で閉じられている。

図５及び図８に示すように、マイクロチャネル部１２８の内寸長Ｌ１は、パイプ部１３０の内寸長Ｌ２よりも長い。この「内寸長」は、マイクロチャネル部１２８あるいはパイプ部１３０を、パイプ部１３０の延在方向と直交する方向（矢印Ｃ１方向）に測った内寸の長さである。

板材１２６Ｕ、１２６Ｌの両方において、パイプ部１３０は、両端のマイクロチャネル部１２８のそれぞれに対し、矢印Ｃ１方向の中央部分から一体的に延出されている。本実施形態では、図１及び図２に示したように、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂが、幅方向（矢印Ｗ方向）で互いにずらして配置されている。パイプ部１３０（移動流路１２４）には複数個所（本実施形態では２箇所）に曲部１３０Ｂが設けられており、２つの蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂにおける長手方向の位置の差が曲部１３０Ｂによって吸収されている。

図５～図７に示すように、板材１２６Ｕにおいて、間隙ＧＰを成す部分（板材１２６Ｌとの対向面）には、上溝１３６が形成されている。上溝１３６は、パイプ部１３０内において、移動方向に沿って形成され、マイクロチャネル部１２８内まで一体的に連続している。また、マイクロチャネル部１２８において、パイプ部１３０が延出されていない部分（長手方向の両側部分）にも、パイプ部１３０と同方向の上溝１３６が形成されている。

図９に示すように、上溝１３６のそれぞれは、所定の溝幅Ｗ１及び溝深さＤ１を有している。この溝幅Ｗ１及び溝深さＤ１は、液相の作動流体が毛細管現象によって移動するように設定された幅であり、たとえば、溝幅Ｗ１は０．３ｍｍ、溝深さＤ１は０．２ｍｍである。上溝１３６の溝深さＤ１は、板材１２６Ｕの厚みＴ１よりも浅い。

これに対し、図８に示すように、板材１２６Ｌにおいて、マイクロチャネル部１２８（蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂの内部を成す部分）には、厚み方向（矢印Ｔ方向、図１及び図３参照）に見て上溝１３６と直交する方向の下溝１３８が形成されている。ただし、下溝１３８は、パイプ部１３０（移動流路１２４を成す部分）には形成されていない。

板材１２６Ｕ、１２６Ｌが接合されて基板１０６上に搭載された状態では、板材１２６Ｌが下側、すなわち基板１０６に近い側に位置し、板材１２６Ｕが上側、すなわち基板１０６から遠い側に位置する。そして、パイプ部１３０においては、上側の板材１２６Ｕの上溝１３６と、下側の板材１２６Ｌの平板部１３２との間に、上溝１３６が存在していない部分である空洞部１３３が設けられている。

２つの蒸発器１１４はこのように移動流路１２４によって接続されており、発熱部品の発熱量の差によって，蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂの内圧に差が生じた場合は、高圧側の蒸発器１１４から低圧側の蒸発器１１４へ気相の作動流体が移動し、逆方向へ液相の作動流体が移動する。移動流路１２４は上記したように上溝１３６を有するので、液相の作動流体は主に上溝１３６を流れて低圧側の蒸発器１１４から高圧側の蒸発器１１４へ移動する。これに対し、気相の作動流体は移動流路１２４において上溝１３６が形成されていない部分（空洞部１３３）を流れ、高圧側の蒸発器１１４から低圧側の蒸発器１１４へ移動する。

板材１２６Ｕ、１２６Ｌは、同材質であってもよいが、板材１２６Ｌが板材１２６Ｕよりも高い熱伝導率を有する材料で形成されていてもよい。同材質とする場合は、たとえば銅やステンレスを用いることができる。また、異材質の場合は、たとえば板材１２６Ｌとして銅を、板材１２６Ｕとしてアルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス等を用いれば、板材１２６Ｌの熱伝導率が板材１２６Ｕの熱伝導率よりも高い構造を実現できる。板材１２６Ｕ、１２６Ｌのそれぞれの材質は、単一種の純金属であってもよいが、合金であってもよい。

板材１２６Ｕ、１２６Ｌを接合する方法は特に限定されず、たとえば、接着や熱融着を適用することが可能であり、本実施形態では、拡散接合を適用することが可能である。たとえば、上記した銅、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス等を用いた構造では、拡散接合によって板材１２６Ｕ、１２６Ｌを接合できる。

図３～図６に示すように、板材１２６Ｕのマイクロチャネル部１２８には、２つの出入孔１４０が板厚方向に貫通して形成されている。これらの出入孔１４０は、ヒートシンクブロック１１６に形成された連通孔１４２を通じて、循環流路１２０と連通している。

次に、本実施形態の作用を説明する。

ポンプ１２２の駆動により、図２に矢印Ｆ１で示すように、凝縮器１１８から、液相の作動流体が第一流路１２０Ｆを通って分岐され、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂに流入する。

電子部品１０８Ａ、１０８Ｂの熱は、それぞれ蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂに伝わる。蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂの内部では、この熱により、液相の作動流体が蒸発し気相となる。蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂ内で生じた気相の作動流体は、第二流路１２０Ｓから凝縮器１１８に流れ、凝縮器１１８において放熱されて凝縮される。そして、凝縮器１１８内で生じた液相の作動流体が第一流路１２０Ｆから再度蒸発器１１４に流れる。このような作動流体の循環により、電子部品１０８の熱が凝縮器１１８で放熱され、電子部品１０８が冷却される。

ここで、電子部品１０８Ａ、１０８Ｂの発熱量に差がある場合を考える。ここでは一例として、電子部品１０８Ａの発熱量が、電子部品１０８Ｂの発熱量よりも多いとする。この場合、電子部品１０８Ａの熱を受けた蒸発器１１４Ａの内圧が、電子部品１０８Ｂの熱を受けた蒸発器１１４Ｂの内圧よりも高くなることがある。そして、蒸発器１１４Ａ内の気相の作動流体が、移動流路１２４の空洞部１３３を通って蒸発器１１４Ｂ内へ移動すると共に、蒸発器１１４Ｂ内の液相の作動流体が、移動流路１２４の上溝１３６を通って蒸発器１１４Ａ内へ移動する。移動流路１２４は上溝１３６を備えており、液相の作動流体が毛細管現象により、蒸発器１１４Ｂから蒸発器１１４Ａへ移動しやすくなる。実質的に、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂを接続する移動流路１２４がヒートパイプとして動作する。すなわち、蒸発器１１４Ａから蒸発器１１４Ｂへの気相の作動流体の移動と、蒸発器１１４Ｂから蒸発器１１４Ａへの液相の作動流体の移動（蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂの間での相が異なる作動流体の相互移動）が実現される。

本実施形態ではこのように、相対的に高圧の蒸発器１１４Ａから低圧の蒸発器１１４Ｂへ気相の作動流体の移動（熱移動）が生じ、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂに流入する熱量の差が低減される。そして、蒸発器１１４Ｂからも気相の作動流体が第二流路１２０Ｓに排出される。すなわち、発熱量の小さい電子部品１０８Ｂから受熱した蒸発器１１４Ｂにおいても、気相の作動流体を第二流路１２０Ｓへ排出することができる。しかも、本実施形態では、第二流路１２０Ｓとは異なる位置で移動流路１２４が蒸発器１１４Ｂに接続されている。蒸発器１１４Ａから排出される作動流体と蒸発器１１４Ｂから排出される作動流体とが対向せず、気相の作動流体の逆流や停滞が抑制されるので、蒸発器１１４Ｂからの作動流体の排出に抵抗が作用しない。

移動流路１２４（パイプ部１３０）は、蒸発器１１４（マイクロチャネル部１２８）と一体成形されているので、移動流路１２４と蒸発器１１４との間で、熱抵抗が局所的に高くなる部分がなく、効率的に熱を伝えることができる。

上記の説明から分かるように、本実施形態では、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂの間で内部圧力に差が生じても、これらの蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂから排出される気相の作動流体の量を均等化できる。これにより、蒸発器１１４Ｂからの熱移動による冷却能力の低下を抑制でき、冷却装置１１２の全体として、冷却効率を高めることができる。

次に、第二実施形態について説明する。第二実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、第二実施形態の電子機器及び冷却装置の全体的構造は第一実施形態の電子機器１０２及び冷却装置１１２と同様の構造を採りうるので、図示を省略する。

第二実施形態の冷却装置では、図１０に示すように、移動流路１２４において、板材１２６Ｕと板材１２６Ｌの間に、支柱２１４が設けられている。図１０に示す例では、支柱２１４のそれぞれは、板材１２６Ｌと一体形成されており、先端が板材１２６Ｕ（上溝１３６を含む）に接触する構造である。支柱２１４により、板材１２６Ｕが支持され、板材１２６Ｌと板材１２６Ｕの間隔が維持される。

なお、支柱２１４の数は、１つであっても板材１２６Ｕを支持することが可能である。複数の支柱２１４を設ける構造では、広い範囲にわたって板材１２６Ｕを支持できる。

複数の支柱２１４を設ける構造において、支柱２１４の位置、本数、間隔等は特に限定されない。図１０に示す例では、支柱２１４は、パイプ部１３０の延在方向に一定間隔をあけて複数設けられており、板材１２６Ｕを偏りなく支持できる。

支柱２１４の先端は、必ずしも板材１２６Ｕに常に接触している必要はない。すなわち、支柱２１４の先端が隙間をあけて板材１２６Ｕに対向していても、板材１２６Ｕが下がる（板材１２６Ｌに接近する）と支柱２１４の先端に接触するので、板材１２６Ｕが支持される。さらには、支柱２１４が板材１２６Ｕから下方（板材１２６Ｌ）に向けて延出されている構造でもよい。支柱２１４のそれぞれの形状についても限定されず、円柱状、円筒状、角柱状、等の形状を採り得る。

次に、第三実施形態について説明する。第三実施形態において、第一実施形態と同様の要素、部材等については同一符号を付して詳細な説明を省略する。また、第三実施形態の電子機器及び冷却装置の全体的構造は第一実施形態の電子機器１０２及び冷却装置１１２と同様の構造を採りうるので、図示を省略する。

図１１～図１３に示すように、第三実施形態の冷却装置では、板材１２６Ｕにおいて、第一実施形態の上溝１３６（図５、図９等参照）に代えて、多孔質体３１４が設けられている。多孔質体３１４は、液相の作動流体が毛細管現象によって移動するように設定された多数の空孔を有する部材である。これらの空孔は、多孔質体３１４の表面に露出すると共に、液相の作動流体が移動するように相互に連続している。この多孔質体３１４が、マイクロチャネル部１２８からパイプ部１３０へ連続して板材１２６Ｕに設けられており、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂの内部と移動流路１２４との間で液相の作動流体が移動する。また、上側の板材１２６Ｕの多孔質体３１４と、下側の板材１２６Ｌの平板部１３２との間の空洞部（第一実施形態の空洞部１３３参照）を、気相の作動流体が移動する。

多孔質体３１４の空孔の孔径は、たとえば、０．５ｍｍ程度あるいはそれ以下とされる。多孔質体３１４としては、たとえば、金網状の金属メッシュを積層した構造体や、金属板に穴あけ加工（パンチング）によって空孔を形成したシート材を積層した構造体、金属製の繊維により形成された不織布を用いることができる。さらに、上記した空孔が形成された焼結金属や、セラミックの構造体を用いることができる。あるいは、いわゆる３Ｄプリンタによって、上記した空孔を有する金属製や樹脂製の構造体を形成してもよい。

なお、第三実施形態においても、第二実施形態と同様の支柱２１４を有する構造を採り得る。

上記各実施形態では、蒸発器１１４のそれぞれに、作動流体の出入を可能とする出入孔１４０（図３～図６、図１１、図１２等参照）が設けられている。この出入孔１４０を、ヒートシンクブロック１１６の連通孔１４２と連通させることで、蒸発器１１４への作動流体の出入が可能になっている。蒸発器１１４に対し、作動流体の出入りを可能とするためのあらたな部材、たとえば作動流体が流れるチューブやパイプを設ける必要がなく、蒸発器１１４の構造を簡素化できる。

複数の蒸発器１１４と、これらの蒸発器１１４どうしを接続する移動流路１２４とは、２枚の板材１２６Ｕ、１２６Ｌを、間に間隙ＧＰを有して接合することで形成される。このように、２枚の板材１２６Ｕ、１２６Ｌを用いることで、蒸発器１１４と移動流路１２４とが一体的に連続する構造の部材（流路構造体１２６）を容易に形成できる。

毛細管構造部の例である上溝１３６及び多孔質体３１４は、板材１２６Ｕではなく、板材１２６Ｌに設けられていてもよいし、両方の板材１２６Ｕ、１２６Ｌに設けられていてもよい。毛細管構造部は、液相の作動流体を毛細管現象によって流す部位であるので、一方の板材に設けられていればよく、両方の板材に毛細管構造部を設ける構造と比較して、構造を簡素化できると共に、成形が容易である。

毛細管構造部として、溝部（上溝１３６はその一例である）を設けた構造では、溝部を移動流路１２４（板材１２６Ｕのパイプ部１３０）と一体化して形成できる。また、溝部が、移動流路１２４から蒸発器１１４へ一体的に連続している構造を実現できる。

上位実施形態では、溝部が蒸発器１１４の内部にも形成されている。これにより、蒸発器１１４では、溝部が形成されない構造と比較して、液相の作動流体との接触面積が広くなっている。このため、電子部品１０８の熱を蒸発器１１４から効率的に作動流体に伝えて、作動流体の蒸発を促進することが可能である。

しかも、蒸発器１１４の内部では、板材１２６Ｕの上溝１３６だけでなく、板材１２６Ｌにも下溝１３８が形成されている。したがって、蒸発器１１４の内部に下溝１３８が形成されない構造と比較して、さらに効率的に、蒸発器１１４から作動流体に熱を伝えることができる。しかも、下溝１３８は、上溝１３６と交差（本実施形態では直交）している。液相の作動流体は溝部にそって濡れ広がりやすいので、２つの溝部が交差する方向に形成されていると、異なる２方向で液相の作動流体が蒸発器１１４の内部を広がりやすい構造を実現できる。

毛細管構造部として、第一実施形態の上溝１３６（溝部）に代えて、第三実施形態の多孔質体３１４を設けた構造では、板材１２６Ｕと多孔質体３１４（毛細管構造部）とが別体であるので、多孔質体３１４として、各種の物性を有する材料や部材を選択できる。

なお、毛細管構造部を、両方の板材１２６Ｕ、１２６Ｌに設けた構造であっても、毛細管構造部が設けられることなく、蒸発器１１４の間で気相の作動流体が移動する空洞部１３３を設けることが可能である。また、毛細管構造部としては、溝部（上溝１３６）と多孔質体３１４とが排他的に選択されるものではなく、溝部と多孔質体とを併用することも可能である。ただし、溝部及び多孔質体のいずれを用いた構造であっても、２つの蒸発器１１４のそれぞれの内部から移動流路１２４の内部まで一体的に毛細管構造部が連続していることが、作動流体の流れの抵抗を低減する観点から好ましい。

図１４には、第四実施形態に係る板材１２６Ｕが示されている。第四実施形態では、上記の観点から、作動流体の流れ方向と直交するＣ１方向において、上溝１３６が形成された部分と多孔質体３１４が備えられた部分とが存在している。そして、作動流体が流れる矢印Ｆ３方向では、上溝１３６と多孔質体３１４の両方が、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂ（マイクロチャネル部１２８）から移動流路１２４（パイプ部１３０）にわたって連続している（分割あるいは分断されていない）構造である。

毛細管構造部としては、上記した溝部や多孔質体３１４に限定されない。要するに、液相の作動流体が毛細管現象によって濡れ広がることで移動すればよい。たとえば、板材１２６Ｕの下面に、多孔質体３１４の空孔と同様の孔部が形成された構造や、蒸発器１１４の間で連続する微細な凹凸が設けられた構造でもよい。

板材１２６Ｕ、１２６Ｌは同材質であってもよいが、上記実施形態では、一例として、板材１２６Ｌは板材１２６Ｕよりも高い熱伝導率の材料で形成されている。これにより、電子部品１０８に近い位置に高い熱伝導率の板材が位置することになるので、効率的に電子部品１０８の熱が蒸発器１１４に伝わる。

上記各実施形態において、循環流路１２０は、第一流路１２０Ｆと第二流路１２０Ｓとを有する構造である。液相の作動流体を凝縮器１１８から蒸発器１１４に流す第一流路１２０Ｆと、気相の作動流体を蒸発器１１４から凝縮器１１８に流す第二流路１２０Ｓと、が分離されている。このため、凝縮器１１８と蒸発器１１４と液相の作動流体と気相の作動流体とを分離して、効率的に循環させることができる。

気相の作動流体が流れる第二流路１２０Ｓの流路断面積は、液相の作動流体が流れる第一流路１２０Ｆの流路断面積よりも大きい。したがって、気相の作動流体をスムーズに蒸発器１１４から凝縮器１１８に流すことができる。

液相の作動流体が流れる第一流路１２０Ｆにはポンプ１２２が設けられている。ポンプ１２２の駆動により、液相の作動流体を凝縮器１１８から蒸発器へ送ることができ、循環流路１２０における作動流体の循環を促進できる。

次に、冷却装置の製造方法について説明する。以下では、第一実施形態の冷却装置と、第三実施形態の冷却装置の製造方法を説明するが、たとえば、第二実施形態の冷却装置においても、実施質的には、第一実施形態の冷却装置の製造方法と同様の製造方法により製造できる。

第一実施形態の冷却装置１１２を製造する場合、まず、所定厚さ（たとえば０．３ｍｍ）の銅板を用いて、エッチング加工等により、図５に示す形状の板材１２６Ｕを成形する。具体的には、たとえば、銅板に対し、レジストによりパターニングした後、銅板の露出部分をハーフエッチング加工することで、上溝１３６及び出入孔１４０を有する板材１２６Ｕを形成する。さらに、所定厚さ（たとえば３ｍｍ）の銅板を用いて、図８に示す形状の板材１２６Ｌに対しエッチング加工を行い、下溝１３８を有する板材１２６Ｌを成形する。

そして、図１５に矢印Ｐ１で示すように、板材１２６Ｕと板材１２６Ｌとを、上溝１３６と下溝１３８とが対向する向きで厚み方向に貼り合わせ、外縁部１３４の先端を接合する。これにより、図１６に示すように、全体としての厚みＴ２が０．０６ｍｍの流路構造体１２６を形成する。板材１２６Ｕ、１２６Ｌの平板部１３２の間の間隙ＧＰが、マイクロチャネル部１２８とパイプ部１３０として連続すると共に、周囲が外縁部１３４で閉じられた状態となる。

また、上記の流路構造体１２６とは別に、循環流路１２０が接続された複数（本実施形態では２つ）のヒートシンクブロック１１６を形成する。そして、ヒートシンクブロック１１６Ａにそれぞれ蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂを対応付けて、ロウ付け等により接合する。さらに、循環流路１２０に凝縮器１１８やポンプ１２２を取り付けることで、第一実施形態の冷却装置１１２が得られる。

第三実施形態の冷却装置を製造する場合も、まず、所定厚さ（たとえば０．４ｍｍ）の銅板を用いて、図１０に示す形状の板材１２６Ｕをエッチング加工等により成形する。具体的には、たとえば、銅板に対し、レジストによりパターニングした後、銅板の露出部分をエッチングする。ただし、板材１２６Ｕに上溝１３６は形成せず、外縁部１３４の内側に、外縁部１３４で囲われた凹部を形成する。そして、多孔質体３１４、たとえば、繊維径０．０３ｍｍのステンレス製の不織布を、凹部に、外縁部１３４と同じ高さ（たとえば０．０３ｍｍ）で配置することで、多孔質体３１４を有する板材１２６Ｕを形成する。さらに、所定厚さ（たとえば３ｍｍ）の銅板を用いて、図８に示す形状の板材１２６Ｌに対しエッチング加工を行い、下溝１３８を有する板材１２６Ｌを成形する。

そして、板材１２６Ｕと板材１２６Ｌとを、多孔質体３１４と下溝１３８とが対向する向きで厚み方向に貼り合わせ、外縁部１３４の先端を接合して、流路構造体１２６を形成する。板材１２６Ｕ、１２６Ｌの平板部１３２の間の間隙ＧＰが、マイクロチャネル部１２８とパイプ部１３０として連続すると共に、周囲が外縁部１３４で閉じられた状態となる。

以降は、第一実施形態の冷却装置１１２の製造方法と同様に、ヒートシンクブロック１１６にそれぞれ蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂを対応付けて、ロウ付け等により接合する。さらに循環流路１２０に凝縮器１１８やポンプ１２２を取り付けることで、第三実施形態の冷却装置が得られる。

なお、第二実施形態の冷却装置のように、支柱２１４を有する構造では、たとえば、板材１２６Ｕをエッチング加工により形成する際に、支柱２１４も同時に形成すればよい。

上記した冷却装置１１２の製造方法では、一方の板材１２６Ｕに、毛細管構造部の一例である上溝１３６又は多孔質体３１４を設け、この板材１２６Ｕと、他方の板材１２６Ｌとを、間隙ＧＰを有して厚み方向に接合している。これにより、内部に微細な構造部分である毛細管構造部を備えた移動流路１２４を、蒸発器１１４Ａ、１１４Ｂと一体で容易に形成できる。

上記各実施形態では、蒸発器１１４が２つの構造を例示したが、以下の各変形例に示すように、蒸発器１１４は３つ以上であってもよい。たとえば、冷却対象である電子部品の数に合わせて、蒸発器１１４の数を設定できる。以下の各変形例において、蒸発器１１４及び移動流路１２４の具体的構造は、各実施形態のいずれの構造も採り得る。

図１７には、第一変形例の冷却装置４１２を備えた電子装置４０２が示されている。第一変形例の冷却装置４１２では、３つの電子部品１０８Ｃ、１０８Ｄ、１０８Ｅに対応して配置された３つの蒸発器１１４Ｃ、１１４Ｄ、１１４Ｅを有している。これら３つの蒸発器１１４Ｃ、１１４Ｄ、１１４Ｅは、筐体１０４の長手方向（矢印Ｌ方向）に所定の間隔をあけて配置され、筐体１０４の幅方向（矢印Ｗ方向）には互いにずれた位置に配置されている。

第一変形例では、隣り合う蒸発器１１４どうしが、移動流路１２４で接続されている。具体的には、蒸発器１１４Ｃと蒸発器１１４Ｄとが移動流路１２４Ｃで接続され、蒸発器１１４Ｄと蒸発器１１４Ｅとが移動流路１２４Ｄで接続されている。したがって、第一変形例では、蒸発器１１４Ｃ、１１４Ｄの間で内部圧力に差が生じると、移動流路１２４Ｃによって蒸発器１１４Ｃ、１１４Ｄ間で作動流体の相互移動が実現される。また、蒸発器１１４Ｄ、１１４Ｅの間で内部圧力に差が生じると、移動流路１２４Ｄによって蒸発器１１４Ｄ、１１４Ｅ間で作動流体の相互移動が実現される。

図１８には、第二変形例の冷却装置５１２を備えた電子装置５０２が示されている。第二変形例の冷却装置５１２では、３つの電子部品１０８Ｆ、１０８Ｇ、１０８Ｈに対応して配置された３つの蒸発器１１４Ｆ、１１４Ｇ、１１４Ｈを有している。これら３つの蒸発器１１４Ｆ、１１４Ｇ、１１４Ｈは、筐体１０４の長手方向（矢印Ｌ方向）に所定の間隔をあけて（又はずれて）配置されている。また、筐体１０４の幅方向（矢印Ｗ方向）では、蒸発器１１４Ｆと蒸発器１１４Ｈが同位置で、蒸発器１１４Ｇがずれた位置に配置されている。

第二変形例では、移動流路１２４が、接合点１２４Ｊから三叉状に延出されて、蒸発器１１４Ｆ、１１４Ｇ、１１４Ｈに接続されている。すなわち、３つの蒸発器１１４Ｆ、１１４Ｇ、１１４Ｈが、移動流路１２４によって相互に接続された構造である。したがって、第二変形例では、３つの蒸発器１１４Ｆ、１１４Ｇ、１１４Ｈのうち、相対的に内部圧力が最も高い蒸発器１１４から最も低い蒸発器１１４への気相の作動流体の移動と、逆方向への液相の作動流体の移動とが生じる。たとえば、蒸発器１１４Ｆの内部圧力が最も高く、蒸発器１１４Ｈの内部圧力が最も低い場合は、蒸発器１１４Ｆから蒸発器１１４Ｈへの気相の作動流体の移動と、その逆方向への液相の作動流体の移動とが生じる。また、中間の内部圧力である蒸発器１１４Ｇについては、他の蒸発器１１４Ｆ、１１４Ｈとの差圧に応じて、気相の作動流体及び液相の作動流体が移動する。

上記各実施形態（変形例を含む）において、移動流路１２４（パイプ部１３０）および蒸発器１１４（マイクロチャネル部１２８）の具体的な形状や寸法は、上記したものに限定されない。たとえば、冷却装置１１２に求められる冷却能力、具体的には蒸発器１１４から凝縮器１１８への熱輸送量や熱輸送距離、冷却装置１１２の全体での配管構造や電子部品１０８の各種部材の配置構造、凝縮器１１８の放熱性能等に応じて最適化できる。

上記各実施形態では、毛細管構造部と空洞部とが１つの移動流路１２４（パイプ部１３０）に設けられている例を挙げているが、毛細管構造部と空洞部とがそれぞれ別々のパイプに設けられ、これらのパイプ全体として移動流路をなす構造としてもよい。

本願の電子機器１０２としては、たとえば、サーバやコンピュータを挙げることができ、さらには、入力された信号を変換して出力する信号変換装置や、電気信号や光信号を中継する信号中継装置等を挙げることができる。

以上、本願の開示する技術の実施形態について説明したが、本願の開示する技術は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

本明細書は、以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
受熱により液相の作動流体が蒸発する複数の蒸発器と、
放熱により気相の前記作動流体が凝縮する凝縮器と、
複数の前記蒸発器を並列で前記凝縮器と接続し前記作動流体が前記蒸発器と前記凝縮器との間で循環する循環流路と、
複数の前記蒸発器のそれぞれと一体成形されて前記蒸発器どうしを接続し、前記蒸発器の内部から連続する毛細管構造部によって液相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動し、前記毛細管構造部以外の空洞部によって気相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動する移動流路と、
を有する冷却装置。
（付記２）
前記蒸発器に、前記循環流路と連通し前記作動流体の出入りを可能にする出入孔が設けられる付記１に記載の冷却装置。
（付記３）
複数の前記蒸発器と前記蒸発器どうしを接続する前記移動流路とが、２枚の板材を間に間隙を有して厚み方向に接合し形成されている付記１又は付記２に記載の冷却装置。
（付記４）
前記毛細管構造部が、２枚の前記板材の少なくとも一方に設けられる付記３に記載の冷却装置。
（付記５）
前記毛細管構造部が、前記板材に形成され複数の前記蒸発器の内部から前記移動流路の内部へ連続する溝部を含む付記４に記載の冷却装置。
（付記６）
前記溝部が２枚の前記板材の一方に設けられ、
２枚の前記板材の他方における複数の前記蒸発器の内部には前記溝部と交差する方向の第二溝部が設けられる付記５に記載の冷却装置。
（付記７）
前記毛細管構造部が、前記板材に配置され複数の前記蒸発器の内部から前記移動流路の内部へ連続する多孔質体を含む付記４に記載の冷却装置。
（付記８）
前記間隙に、２枚の前記板材の一方から他方へ延在する支柱が設けられる付記３～付記７のいずれか１つに記載の冷却装置。
（付記９）
前記支柱が、前記移動流路の長手方向に沿って複数設けられる付記８に記載の冷却装置。
（付記１０）
２枚の前記板材のうち発熱部品に近い位置に配置される板材が、前記発熱部品から遠い位置に配置される前記板材よりも高い熱伝導率を有する付記３～付記９のいずれか１つに記載の冷却装置。
（付記１１）
前記循環流路が、
前記凝縮器から複数の前記蒸発器のそれぞれへ前記液相の前記作動流体が流れる第一流路と、
複数の前記蒸発器のそれぞれから前記凝縮器へ前記気相の前記作動流体が流れる第二流路と、
を含む付記１～付記１０のいずれか１つに記載の冷却装置。
（付記１２）
前記第二流路の流路断面積が前記第一流路の流路断面積よりも大きい付記１１に記載の冷却装置。
（付記１３）
前記第一流路に設けられる送液装置を有する付記１１又は付記１２に記載の冷却装置。
（付記１４）
複数の発熱部品と、
複数の前記発熱部品からの受熱により液相の作動流体が蒸発する複数の蒸発器と、放熱により気相の前記作動流体が凝縮する凝縮器と、複数の前記蒸発器を並列で前記凝縮器と接続し前記作動流体が循環する循環流路と、複数の前記蒸発器のそれぞれと一体成形されて前記蒸発器どうしを接続し、前記蒸発器の内部から連続する毛細管構造部によって液相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動し、前記毛細管構造部以外の空洞部によって気相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動する移動流路と、を有する冷却装置と、
を有する電子機器。
（付記１５）
受熱により液相の作動流体が蒸発する複数の蒸発器と、
放熱により気相の前記作動流体が凝縮する凝縮器と、
複数の前記蒸発器を並列で前記凝縮器と接続し前記作動流体が循環する循環流路と、
２枚の板材を接合し形成され、複数の前記蒸発器のそれぞれと一体成形されて前記蒸発器どうしを接続し、前記蒸発器の内部から連続する毛細管構造部によって液相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動し、前記毛細管構造部以外の空洞部によって気相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動する移動流路と、
を有する冷却装置の製造方法であって、
一方の前記板材に前記毛細管構造部を設け、他方の前記板材との間の前記毛細管構造部を位置させると共に間隙を有して厚み方向に接合することで前記移動流路を形成する冷却装置の製造方法。

１０２ 電子機器
１０８ 電子部品（発熱部品の一例）
１１２ 冷却装置
１１４ 蒸発器
１１６ ヒートシンクブロック
１１８ 凝縮器
１２０ 循環流路
１２０Ｆ 第一流路
１２０Ｓ 第二流路
１２２ ポンプ（送液装置の一例）
１２４ 移動流路
１２６Ｌ、１２６Ｕ 板材
１２８ マイクロチャネル部
１３０ パイプ部
１３３ 空洞部
１３６ 上溝（溝部、毛細管構造部の一例）
１３８ 下溝（第二溝部の一例）
２１４ 支柱
３１４ 多孔質体（毛細管構造部の一例）
４０２ 電子装置
４１２ 冷却装置
５０２ 電子装置
５１２ 冷却装置

Claims (8)

1. 受熱により液相の作動流体が蒸発する複数の蒸発器と、
   放熱により気相の前記作動流体が凝縮する凝縮器と、
   複数の前記蒸発器を並列で前記凝縮器と接続し前記作動流体が前記蒸発器と前記凝縮器との間で循環する循環流路と、
   複数の前記蒸発器のそれぞれと一体成形されて前記蒸発器どうしを接続し、前記蒸発器の内部から連続する毛細管構造部によって液相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動し、前記毛細管構造部以外の空洞部によって気相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動する移動流路と、
   を有する冷却装置。
2. 複数の前記蒸発器と前記蒸発器どうしを接続する前記移動流路とが、２枚の板材を間に間隙を有して厚み方向に接合し形成されている請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記毛細管構造部が、２枚の前記板材の少なくとも一方に設けられる請求項２に記載の冷却装置。
4. 前記毛細管構造部が、前記板材に形成され複数の前記蒸発器の内部から前記移動流路の内部へ連続する溝部を含む請求項３に記載の冷却装置。
5. 前記溝部が２枚の前記板材の一方に設けられ、
   ２枚の前記板材の他方における複数の前記蒸発器の内部には前記溝部と交差する方向の第二溝部が設けられる請求項４に記載の冷却装置。
6. 前記毛細管構造部が、前記板材に配置され複数の前記蒸発器の内部から前記移動流路の内部へ連続する多孔質体を含む請求項３に記載の冷却装置。
7. 複数の発熱部品と、
   複数の前記発熱部品からの受熱により液相の作動流体が蒸発する複数の蒸発器と、放熱により気相の前記作動流体が凝縮する凝縮器と、複数の前記蒸発器を並列で前記凝縮器と接続し前記作動流体が循環する循環流路と、複数の前記蒸発器のそれぞれと一体成形されて前記蒸発器どうしを接続し、前記蒸発器の内部から連続する毛細管構造部によって液相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動し、前記毛細管構造部以外の空洞部によって気相の前記作動流体が前記蒸発器の間で移動する移動流路と、を有する冷却装置と、
   を有する電子機器。
8. 受熱により液相の作動流体が蒸発する複数の蒸発器と、
   放熱により気相の前記作動流体が凝縮する凝縮器と、
   前記複数の蒸発器を並列で前記凝縮器と接続し前記作動流体が循環する循環流路と、
   第１の板材と第２の板材とを接合して形成され、前記複数の蒸発器のそれぞれと一体成形されて前記複数の蒸発器を相互に接続し、前記複数の蒸発器の内部から連続する毛細管構造部によって液相の前記作動流体が前記複数の蒸発器の間で移動し、前記毛細管構造部以外の空洞部によって気相の前記作動流体が前記複数の蒸発器の間で移動する移動流路と、
   を有する冷却装置の製造方法であって、
   前記第１の板材に前記毛細管構造部を設け、前記第１の板材と前記第２の板材との間に前記毛細管構造部を位置させると共に前記第１の板材と前記第２の板材との間で前記毛細管構造部以外の間隙を前記空洞部として前記第１の板材と前記第２の板材とを厚み方向に接合することで前記移動流路を形成する冷却装置の製造方法。

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