(57)【要約】【課題】外壁を厚くする、または、内部構造に支柱等を立てるといった、熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、高温時の内部圧力に耐えることができる熱輸送デバイス及びこれを備えた電子機器を提供すること。【解決手段】熱輸送デバイス１の外壁３は線膨張係数α1を有するニッケル６と、その内側に貼り合わされた、線膨張係数α1より大きい値の線膨張係数α2を有する銅７とで構成されている。すなわち、外壁３はバイメタルで構成されている。高温状態になると、ニッケル６とその内側に貼り合わされた銅７とが膨張するが、銅７の方がニッケル６より大きく膨張するので、ニッケル６の内側、つまりコンテナ２の内部方向に応力８が生じる。この応力８が、熱輸送デバイス１が加熱されることにより生じる内部圧力Ｐによる、コンテナ２の内部から外部への応力（内部圧力応力）に抗する。【選択図】図３
2010002128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の線膨張係数を有する第１の部材と、前記第１の部材の内側に貼り合わされた、前記第１の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第２の部材とで構成される外壁を含むコンテナと、
前記コンテナ内で相変化することで熱を輸送する作動流体と
を具備する熱輸送デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の熱輸送デバイスであって、
前記コンテナは、次の式で表されるσ（Ｐａ）が−σY＜σ＜σYの範囲を満たす熱輸送デバイス。
【数１】
2010002128.tif 000015
α1（Ｐａ）：前記第１の線膨張係数
α2（Ｐａ）：前記第２の線膨張係数
ｔ（ｍ）：前記コンテナの前記外壁の厚さ
ｎ：前記第１の部材と前記第２の部材との板厚比
前記第１の部材の厚さｈ1（ｍ）はｈ1＝（ｎ／ｎ＋１）ｔと、前記第２の部材の厚さｈ2（ｍ）はｈ2＝（１／ｎ＋１）ｔと表される。
Ｅ1（Ｐａ）：前記第１の部材の縦膨張係数
Ｅ2（Ｐａ）：前記第２の部材の縦膨張係数
Ｔ1（℃）：加熱される前の前記コンテナの温度
Ｔ2（℃）：加熱された後の前記コンテナの温度
Ｐ（Ｐａ）：前記コンテナが加熱されることにより生ずる前記コンテナの内部圧力
ａ（ｍ）：前記外壁の幅  ａ＝０．０１（ｍ）
σY（Ｐａ）：前記第１の部材の耐力と前記第２の部材の耐力とを比べて小さい方の値
【請求項３】
請求項２に記載の熱輸送デバイスであって、
前記第１の部材がニッケルからなり、
前記第２の部材が銅からなり、
前記作動流体は純水からなる熱輸送デバイス。
【請求項４】
請求項３に記載の熱輸送デバイスであって、
前記ニッケルからなる第１の部材の厚さｈ1と前記銅からなる第２の部材の厚さｈ2とが、前記板厚比ｎとしてｎ＝０．５６より表される熱輸送デバイス。
【請求項５】
第１の線膨張係数を有する第１の部材と、前記第１の部材の内側に貼り合わされた、前記第１の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第２の部材とで構成される外壁を含むコンテナと、前記コンテナ内で相変化することで熱を輸送する作動流体とを有する熱輸送デバイスと、
前記熱輸送デバイスに熱的に接続された熱源と
を具備する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動流体の相変化により熱を輸送する熱輸送デバイス及びこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ等の電子機器を冷却するために、その電子機器の発熱部から発生する熱を凝縮部に輸送し放熱する、ヒートパイプ等の冷却デバイスが用いられている。
【０００３】
これらの冷却デバイスは、電子機器の高温の発熱部で発生する熱によって蒸発した作動流体蒸気が、低温の凝縮部へ移動し、その凝縮部で凝縮して熱を放出するものであり、これにより、冷却対象物が冷却される。
【０００４】
近年においては、電子機器等の高性能化に伴い、その内部に含まれる、小型化されたＩＣ等の発熱が大きな問題となっている。その解決手段として、小型、薄型、高効率の廉価な冷却デバイスが求められている。
【０００５】
ところで、冷却デバイスを電子機器の発熱部に組み付ける場合、発熱部との接触熱抵抗を小さくするために、例えば半田付け等のろう付けが行われる。このとき、ろう付け時の熱により、冷却デバイスの内部にある流体が蒸発、膨張し、その内圧により、冷却デバイスが損壊するという問題がおこる。
【０００６】
この問題を解決するために、冷却デバイスの外面を厚くする、または冷却デバイスが平板状のものならば、内部に支柱等が設けられることで、冷却デバイスの強度を上げるといった、内圧に耐えるための構造が開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１１−２８７５７８号公報（段落[００１５]、図１）
【特許文献２】特開２００１−９１１７２号公報（段落[０００７]、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、冷却デバイスの外面を厚くすると熱伝導性能が下がってしまう。また冷却デバイスの内部に支柱等が設けられる場合、作動流体の移動領域が減り熱交換性能が落ちる。このような内圧に耐えるための構造により、熱輸送特性が悪くなってしまう。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外壁を厚くする、または、内部構造に支柱等を立てるといった、熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、高温時の内部圧力に耐えることができる熱輸送デバイス及びこれを備えた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る熱輸送デバイスは、第１の線膨張係数を有する第１の部材と、前記第１の部材の内側に貼り合わされた、前記第１の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第２の部材とで構成される外壁を含むコンテナと、前記コンテナ内で相変化することで熱を輸送する作動流体とを具備する。
【００１０】
上記外壁が加熱されると、上記第１の部材とその内側に貼り合わされた上記第２の部材との線膨張係数の違いにより、第１の部材の内側、つまりコンテナの内部方向に応力が生じる。この応力が、コンテナが加熱されることにより生じる内部圧力に抗することにより、上記内部圧力によるコンテナの損壊を防ぐことができる。つまり、外壁を厚くする、または、内部構造に支柱等を立てるといった、熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、高温時の内部圧力に耐えることができる。
【００１１】
前記コンテナは、次の式で表されるσ（Ｐａ）が−σY＜σ＜σYの範囲を満たしてもよい。
【００１２】
【数１】
2010002128.tif 000003
【００１３】
α1（Ｐａ）：前記第１の線膨張係数
α2（Ｐａ）：前記第2の線膨張係数
ｔ（ｍ）：前記コンテナの前記外壁の厚さ
ｎ：前記第１の部材と前記第２の部材との板厚比
前記第１の部材の厚さｈ1（ｍ）はｈ1＝（ｎ／ｎ＋１）ｔと、前記第２の部材の厚さｈ2（ｍ）はｈ2＝（１／ｎ＋１）ｔと表される。
Ｅ1（Ｐａ）：前記第１の部材の縦膨張係数
Ｅ2（Ｐａ）：前記第２の部材の縦膨張係数
Ｔ1（℃）：加熱される前の前記コンテナの温度
Ｔ2（℃）：加熱された後の前記コンテナの温度
Ｐ（Ｐａ）：前記コンテナが加熱されることにより生ずる前記コンテナの内部圧力
ａ（ｍ）：前記外壁の幅  ａ＝０．０１（ｍ）
σY（Ｐａ）：前記第１の部材の耐力と前記第２の部材の耐力とを比べて小さい方の値
【００１４】
上記の式で表されるσが、−σY＜σ＜σYの範囲の中に含まれるので、その範囲の中で上記コンテナの外壁の厚さｔ、または上記第１の部材と上記第２の部材との板厚比ｎを所望の値とさせることができる。例えばσが−σY＜σ＜σYの範囲を満たす中で外壁の厚さｔを小さくして熱輸送デバイスを小型化させることができる。またはσが−σY＜σ＜σYの範囲を満たす中で、上記第１の部材の熱伝導性と上記第２の部材の熱伝導性とを比べ、より大きい熱伝導性を有する部材を厚くさせるように板厚比ｎを設定し、熱輸送デバイスの熱輸送特性を向上させることができる。
【００１５】
前記第１の部材がニッケルからなっていてもよい。前記第２の部材が銅からなっていてもよい。前記作動流体は純水からなってもよい。
【００１６】
前記ニッケルからなる第１の部材の厚さｈ1と前記銅からなる第２の部材の厚さｈ2とが、前記板厚比ｎとしてｎ＝０．５６より表されてもよい。
【００１７】
本発明の一形態に係る電子機器は、第１の線膨張係数を有する第１の部材と、前記第１の部材の内側に貼り合わされた、前記第１の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第２の部材とで構成される外壁を含むコンテナと、前記コンテナ内で相変化することで熱を輸送する作動流体とを有する熱輸送デバイスと、前記熱輸送デバイスに熱的に接続された熱源とを具備する。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、本発明によれば、外壁を厚くする、または、内部構造に支柱等を立てるといった、熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、高温時の内部圧力に耐えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。熱輸送デバイス１は、外壁３より構成されるコンテナ２を含む。コンテナ２の内部構造部４には、相変化することで熱を輸送する図示しない作動流体が気密に封入されている。
【００２１】
図２は、外壁３の一部Ａを示す拡大断面図である。
【００２２】
図２で示すように、外壁３は第１の線膨張係数を有する第１の部材６と、前記第１の部材の内側に貼り合わされた、前記第１の線膨張係数より大きい値の線膨張係数を有する第２の部材７とで構成されている。すなわち、外壁３はバイメタルで構成されている。第１の部材６と第２の部材７とは例えばメッキ処理、または拡散結合等で貼り合わされている。
【００２３】
図３は、加熱時における、上記外壁３の動作を示す図である。ここでは、第１の部材６がニッケル６であるとして、また第２の部材７が銅７であるとして説明する。また上記作動流体は純水であるとして説明する。
【００２４】
例えば、電子機器の内部に含まれる熱源となるＩＣ等に上記熱輸送デバイス１が半田付けされる場合、熱輸送デバイス１は約２７０度の高温にさらされる。この高温状態の中で、上記コンテナ２の内部構造部４に含まれる純水が水蒸気となり、その膨張により内部圧力Ｐ（Ｐａ）が生じる。水蒸気の場合、約２７０度の高温状態での内部圧力Ｐは約５４００ｋＰａである。上記内部圧力Ｐにより外壁３に、内部から外部へ応力（以下、内部圧力応力という。）が生じる。
【００２５】
一方で、上記高温状態になると、上記ニッケル６と上記銅７は膨張する。ニッケル６の線膨張係数α1（Ｐａ）と銅７の線膨張係数α2（Ｐａ）とを比べると、銅７の線膨張係数α2の方が大きい値である。つまり、ニッケル６と比べて銅７の方がより大きく膨張するので、ニッケル６の内側、つまりコンテナ２の内部方向に応力８が生じる。この応力８が、上記内部圧力応力に抗する。
【００２６】
図４は、上記ニッケル６とその内側に貼り合わされた上記銅７との線膨張係数の違いにより生じる応力８から、上記内部圧力応力を減算して得られる値σ（Ｐａ）を示すグラフである。外壁３の厚さｔ（ｍ）（図１参照）を複数とり、それに対応するσのグラフを複数示している。上記複数のｔの値は、ｔ＝０．８×１０-3（ｍ）からｔ＝１．９×１０-3（ｍ）の範囲で、０．１×１０-3（ｍ）ごとに増えている。それらに対応して、それぞれのｔに対応するグラフがとる値も順次増えている。
【００２７】
横軸は、ニッケル６と銅７との板厚比ｎである。このｎと上記外壁３の厚さｔより、ニッケル６の厚さｈ1（ｍ）はｈ1＝（ｎ／ｎ＋１）ｔと、銅７の厚さｈ2（ｍ）はｈ2＝（１／ｎ＋１）ｔと表される。縦軸はσ（Ｐａ）である。
【００２８】
上記σが０より小さい範囲では、上記内部圧力応力が上記応力８よりも大きい。しかしながら、ニッケル６の耐力と銅７の耐力とを比べて小さい方の値をσY（Ｐａ）として、上記σが−σY＜σの範囲であれば上記外壁３は損壊することなく内部圧力Ｐに耐えることができる。上記σが０より大きい範囲では、上記応力８が上記内部圧力応力よりも大きいので、上記内部圧力Ｐによるコンテナ２への影響を大きく軽減できる。一方で、σが上記σY（Ｐａ）より大きくなると、外壁３は損壊する場合がある。つまり図４が示すように、σが−σY＜σ＜σYの範囲を満たす中であれば上記熱輸送デバイス１は、コンテナ２が加熱されることにより生じる内部圧力Ｐに耐えつつ、適正に動作することができる。本例では上記σYは銅７の耐力である。
【００２９】
σについて詳しく説明する。
【００３０】
図５（Ａ）は、四辺を固定された銅７の断面図であり、図５（Ｂ）は、その平面図である。銅７の厚さはｈ2であり、幅ａ（ｍ）＝０．０１、及び長さｂ（ｍ）＝１（単位長さ）である。銅７には上記内部圧力Ｐと同じ強さの力が働いている。
【００３１】
ここで、上記銅７の最大たわみωmax（ｍ）と最大曲げ応力σmax（Ｐａ）とは、次のように表される。Ｅ2（Ｐａ）は銅７の縦膨張係数である。γは銅７のたわみ係数でありγ＝０．０３である。またβは銅７の最大応力係数であり、β＝０．５である。
【００３２】
【数２】
2010002128.tif 000004
【００３３】
ここで、銅７の縦膨張係数Ｅ2の値Ｅ2＝１．１×１０11（ＰＡ）と、銅７の耐力σYの値σY＝７．０×１０7（Ｐａ）とを用いて、上記Ｐが５４００ｋＰａの場合、銅７がＰに耐えることができる銅７の厚さｈ2を求めと、ｈ2は次のように表される。
【００３４】
【数３】
2010002128.tif 000005
【００３５】
銅７の厚さｈ2が１．９６（ｍｍ）より大きいと、銅７は上記水蒸気による内部圧力Ｐに耐えることができる。よって、上記コンテナ２を厚さが１．９６（ｍｍ）より大きい銅７で構成すれば、上記内部圧力Ｐに耐えることができる。しかしこの場合においてはコンテナ２の小型化という目的は得られない。
【００３６】
図６は、銅７が加熱され、銅７の温度がＴ1℃からＴ2℃になった場合の、銅７の伸びを示す図である。ｌは加熱される前の銅７の長さである。ｌ’は加熱された後の銅７の長さである。λは加熱による銅７の伸びであり、λ＝ｌα2（Ｔ2―Ｔ1）と表される。
【００３７】
上記銅７の伸びλが生成されないように、銅７の長さを固定しておくと、銅７の内部に圧縮応力σCが生じる。この圧縮応力σCを求める。
【００３８】
まず銅７の単位歪ｅを求める。ここでは、１＋α2（Ｔ2―Ｔ1）は１に限りなく近い。
【００３９】
【数４】
2010002128.tif 000006
【００４０】
上記単位歪ｅより、上記圧縮応力σCは次のように表される。
【００４１】
【数５】
2010002128.tif 000007
【００４２】
次に張り合わされた銅７とニッケル６とが加熱され、それらの温度がＴ1℃からＴ2℃になった場合の、ニッケル６の内部に生じる圧縮応力σNと銅７の内部に生じる圧縮応力σCとを求める。
【００４３】
ニッケル６の断面積をＡ1、銅７の断面積をＡ2とすると、上記σNと上記σCとは次のように表される。Ｅ1（Ｐａ）はニッケル６の縦膨張係数である。
【００４４】
【数６】
2010002128.tif 000008
【００４５】
よって、ニッケル６に生じるモーメントＭ1（Ｎ・ｍ）と銅７に生じるモーメントＭ2（Ｎ・ｍ）と、及びその和は次のように表される。ｈ1（ｍ）はニッケル６の厚さであり、ｈ2（ｍ）は銅７の厚さである。ニッケル６と銅７との板厚比をｎとすると、このｎと、貼り合わされたニッケル６と銅７の全体の厚さｔより、ｈ1はｈ1＝（ｎ／ｎ＋１）ｔとｈ2はｈ2＝（１／ｎ＋１）ｔと表される。
【００４６】
【数７】
2010002128.tif 000009
【００４７】
上記モーメントＭ1と上記モーメントＭ2との和を表す式より、ニッケル６と銅７が貼り合わされた場合の全体の内部応力σN+Cは次の式で表される。Ｚは貼り合わされたニッケル６と銅７の全体の断面係数である。ＺはＺ＝ｂｔ2／６と表される。上記のようにｂ＝１（ｍ）である。
【００４８】
【数８】
2010002128.tif 000010
【００４９】
上記貼り合わされたニッケル６と銅７は、銅７を内側として、コンテナ２に含まれる外壁３を構成する。貼り合わされたニッケル６と銅７が上記外壁３として拘束されるので、上記全体の内部応力σN+Cの２倍の応力が、ニッケル６の内側、つまりコンテナ２の内部方向に生じる。この生じた上記全体の内部応力σN+Cの２倍の応力が、上記応力８である。
上記応力８をσ8とすると、σ8は次の式で表される。
【００５０】
【数９】
2010002128.tif 000011
【００５１】
上記σ8を表す式を、上記σNを表す式、上記σCを表す式、上記ｈ1及び上記ｈ2で整理すると、上記σ8を表す式は次のように整理される。
【００５２】
【数１０】
2010002128.tif 000012
【００５３】
上記内部圧力応力をσ9とするとσ9は次の式で表される。
【００５４】
【数１１】
2010002128.tif 000013
【００５５】
上記σは、上記ニッケル６とその内側に貼り合わされた上記銅７との線膨張係数の違いにより生じる応力８から、上記内部圧力応力を減算して得られる値である。よって、上記σ8を表す式と上記σ9を表す式より、σは次式で表される。
【００５６】
【数１２】
2010002128.tif 000014
【００５７】
上記σを表す式において、Ｅ1、Ｅ2、Ｐ及びａは固定値である。よって、上記半田付けによるコンテナ２の加熱される前の温度Ｔ1と加熱された後の温度Ｔ2とを想定し定めることにより、上記σを表す式は、コンテナ２の外壁３の厚さｔと、ニッケル６と銅７との板厚比ｎとに依存することになる。このことにより、上記σが−σY＜σ＜σYの範囲を満たす中で上記外壁３の厚さｔ、または上記板厚比ｎを所望の値とさせることができる。本例の図４のグラフにおいては、Ｔ1は２０℃とまたＴ2は２７０℃と想定している。
【００５８】
図４のグラフが示すように、板厚比ｎがｎ＝０．５６で上記σの値は大きくなる。外壁３の厚さｔがｔ＝０．９の場合に対応するσのグラフの、上記ｎ＝０．５６でのσの値は、−σY＜σ＜σYの範囲を満たしている。また、ｔ≧０．９の場合に対応するグラフ（０．９≦ｔ≦１．９の場合に対応するグラフ）は、上記σが−σY＜σ＜σYの範囲を満たすｎの値が存在する。つまりコンテナ２の外壁３の厚さｔは、ｔ≧０．９の場合に（０．９≦ｔ≦１．９の場合に）、板厚比ｎの値を所期の値にすることで、上記σが−σY＜σ＜σYの範囲を満たす。
【００５９】
ｔ＝１．９の場合に対応するグラフを参照する。このグラフでは、上記板厚比ｎの値がほぼ０で、σの値が−σY＜σ＜σYの範囲を満たしている。ニッケル６の厚さｈ1はｈ1＝（ｎ／ｎ＋１）ｔと、銅７の厚さｈ2はｈ2＝（１／ｎ＋１）ｔと表されるので、ｎがほぼ０の場合、ニッケル６の厚さｈ1はほぼ０と、銅７の厚さｈ2はほぼｔつまり１．９となる。よって、銅７の厚さｈ2がほぼ１．９であれば、貼り合わせるニッケルがほぼ０でも、上記８が上記内部圧力応力と抗する。このことは、上記した銅７の厚さｈ2が１．９６（ｍｍ）より大きい場合と同様に、上記水蒸気による内部圧力Ｐに耐えることができることを意味するが、この場合もコンテナ２の小型化という目的は得られない。
【００６０】
例えば外壁３の厚さｔを上記１．９６（ｍｍ）より小さいｔ＝１とすると、板厚比ｎを所期の値とすることで上記σが−σY＜σ＜σYの範囲を満たす。つまり、外壁を厚くするといった熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、上記熱輸送デバイス１は高温時の内部圧力Ｐに耐えることができる。このことにより、上記熱輸送デバイス１の、小型化、薄型化、及び軽量化が達成できる。
【００６１】
ｔ＝１の場合、図４が示すグラフより、板厚比ｎが０．１２＜ｎ＜０．４３及び０．６９＜ｎ＜２．３３の範囲で、上記σが−σY＜σ＜σYの範囲を満たす。ニッケル６の熱伝導性と銅７の熱伝導性とを比べると、銅７の熱伝導性の方が大きい。よって、外壁３の厚さｔ＝１で、ニッケル６の厚さｈ1が小さく、また銅７の厚さｈ2が大きくなるように板厚比ｎを設定する。ニッケル６の厚さｈ1はｈ1＝（ｎ／ｎ＋１）ｔと、銅７の厚さｈ2はｈ2＝（１／ｎ＋１）ｔと表されるので、板厚比ｎを小さくとれば、ニッケル６の厚さｈ1は小さくなり、また銅７の厚さｈ2は大きくなる。つまり板厚比ｎを０．１２＜ｎ＜０．４３を満たす範囲の中からとればよく、典型的にはｎ＝０．２がよい。このことにより、より大きい熱伝導性を有する銅７を厚くさせるように板厚比ｎを設定することで、熱輸送デバイスの熱輸送特性を向上させることができる。
【００６２】
また、コンテナ２の内部構造部４に、支柱等を立てるといった熱輸送特性を悪化させるような構造を採用することなく、上記熱輸送デバイス１は高温時の内部圧力に耐えることができる。このことにより、例えば作動流体の移動領域を大きくとることができ、上記熱輸送デバイス１の熱輸送特性を向上させることができる。
【００６３】
本例では、上記コンテナ２は外壁３により構成されるが、例えばＩＣ等に半田付けされる部分のみが上記外壁３である場合等、コンテナ２の外壁の所望の位置に外壁３を含ませるように適宜設計されてもよい。
【００６４】
図７は、上記第１の部材６と上記第２の部材７との組み合わせとして用いられる材質の例を示す表である。本例で用いられたニッケル６と銅７の代わりとして図４の表が示す材質が用いられてもよいが、これらに限られるわけではない。
【００６５】
コンテナ２の内部構造部４に含まれる作動流体としては、例えば純水、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール。代替フロン、アンモニウム等が用いられる。しかし、これらに限られない。
【００６６】
図７に示す上記第１の部材６と上記第２の部材７との組み合わせ及び用いられる作動流体の特性と、上記σを表す式より、σが−σY＜σ＜σYの範囲を満たす中で上記外壁３の厚さｔ、または上記板厚比ｎを所望の値とさせればよい。
【００６７】
上記第１の部材６と上記第２の部材７は、ろう付け、すなわち溶着により張り合わされてもよいし、材質によっては接着剤を用いて張り合わされてもよい。あるいは、上記したメッキ処理や、拡散結合等により張り合わされてもよい。本例で示したニッケル６と銅７の場合、それらをメッキ処理により張り合わせることで、上記熱輸送デバイス１を低コストで製造できる。また、例えば上記コンテナ２を組み立てる過程において、上記第１の部材６と上記第２の部材７とを張り合わせることで、より低コストで上記の熱輸送デバイス１を製造できる。
【００６８】
本例では、電子機器の内部に含まれるＩＣ等に、上記熱輸送デバイス１が半田付けされる場合を述べたが、上記熱輸送デバイス１が半田付けされた後に、例えば他のデバイスが同じ基盤内に半田付けされる場合にも、同様の効果が得られる。
【００６９】
図８は、図１で示した熱輸送デバイス１の具体的な一実施の形態を示す斜視図である。図９はその熱輸送デバイス１に熱源が接続された状態の、当該熱輸送デバイス１と接続された熱源とを示す断面図であり、図８におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００７０】
図９に示すように、熱輸送デバイス１はベッセル状の下部基板５００と、下部基板５００と対向して設けられた上部基板２００と、下部基板５００と上部基板２００との間で積層された、作動流体の流路を構成する複数の液相流路基板６００とを備えている。下部基板５００と上部基板２００とが、例えば拡散結合、またはその他の方法により接合され、コンテナ２が構成される。
【００７１】
上部基板２００及び下部基板５００のうち少なくとも一方が、上述したバイメタルにより構成されていればよい。液相流路基板６００は、典型的には、無酸素銅、タフピッチ銅、あるいは銅合金で構成される。しかしこれに限られず、液相流路基板６００は、銅以外の金属で構成されてもよく、その他熱伝導率の高い材料が用いられてもよい。
【００７２】
図１０は液相流路基板６００を示す斜視図である。
【００７３】
液相流路基板６００は、毛細管力を発生させる複数の孔９が設けられている。複数の液相流路基板６００が積層され、上記コンテナ２内に収容される。積層された複数の液相流路基板６００に設けられた孔９により、液相の作動流体を毛細管力により流通させる液相流路６１０が形成される。（図９参照）。
【００７４】
複数の液相流路基板６００は、コンテナ２内の上部基板２００側で空間が確保されるように積層されている。その空間が気相の作動流体が流通する気相流路４１０となる。（図９参照）。
【００７５】
複数の孔９は、図１０に示したような基板に孔が空けられることで形成される形態に限られず、メッシュ構造による複数の孔であってもよい。
【００７６】
液相流路基板６００は、典型的には４〜２０枚程度積層されるが、これに限られない。複数の液相流路基板６００の厚さは、典型的にはそれぞれ０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍとされるが、これに限られない。
【００７７】
複数の液相流路基板６００は、ろう付け、すなわち溶着により接合されてもよいし、材質によっては接着剤を用いて接合されてもよい。あるいは、メッキ処理や、拡散結合等により接合されてもよい。
【００７８】
以上のように構成された熱輸送デバイス１の動作について、図９を参照しつつ説明する。
【００７９】
図９に示すように、下部基板５００の一方の端部にＩＣ等の熱源５０が接しており、その場合においては、熱輸送デバイス１はその熱源５０が接している端部を吸熱部Ｖと、他方の端部を放熱部Ｗとする。液相作動流体は吸熱部Ｖにおいて、熱源５０からの熱を吸収し、蒸発する。
【００８０】
液相作動流体から相変化した気相作動流体は、液相流路６１０から気相流路４１０へと移る。気相作動流体は気相流路４１０内を、吸熱部Ｖから放熱部Ｗへと向かうように流通し、放熱部Ｗにおいて熱を放出し、凝縮する。放熱部Ｗにおいて気相作動流体から相変化した液相作動流体は、複数の孔９の毛細管力により液相流路６１０を介して吸熱部Ｖに流通する。そこで再び熱源５０から熱を吸収して、気相作動流体へ相変化する。このような動作が繰り返されることにより、熱源５０の熱が熱輸送デバイス１により輸送される。
【００８１】
図９で矢印で示した各動作の領域は、ある程度の目安あるいは基準を示すものであり、熱源５０の熱量によりそれらの各動作領域が多少シフトしたりするので、各動作が領域ごとに明確に分けられるわけではない。
【００８２】
なお放熱部Ｗに、図示しないヒートシンク等の放熱のための部材が熱的に接続される場合がある。この場合、熱輸送デバイス１により輸送された熱がヒートシンクに伝達され、ヒートシンクから放熱される。
【００８３】
図９において、上部基板２００の一端に一点鎖線で示す熱源５０が接続されてもよい。また上部基板２００の一端と、それと同じ側の下部基板５００の一端との両方に熱源５０が接続されてもよい。
【００８４】
図１１は上記熱輸送デバイス１を備えた電子機器として、ノート型のＰＣ（Personal Computer）を示す斜視図である。ＰＣ１０の筐体１１内には、回路基板１２が配置され、例えば回路基板１２にはＣＰＵ（Central Processing Unit）１３が搭載されている。このＣＰＵ１３に熱輸送デバイス１が熱的に接続され、熱輸送デバイス１には図示しないヒートシンクが熱的に接続される。
【００８５】
本発明に係る実施の形態は、以上説明した実施の形態に限られず、他の種々の実施形態が考えられる。
【００８６】
熱輸送デバイス１の平面形状の平面形状は四角形とした。しかし、その平面形状は、円形、楕円、多角形あるいは、他の任意の形状であってよい。
【００８７】
図１１の電子機器としてＰＣを例に挙げた。しかし、これに限られず、電子機器としては、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ／ビジュアル機器、プロジェクタ、携帯電話、ゲーム機器、カーナビゲーション機器、ロボット機器、レーザ発生装置、その他の電化製品等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。
【図２】外壁の一部を示す拡大断面図である。
【図３】加熱時における、外壁の動作を示す図である。
【図４】ニッケルとその内側に貼り合わされた銅との線膨張係数の違いにより生じる応力から、内部圧力応力を減算して得られる値σ（Ｐａ）を示すグラフである。
【図５】四辺を固定された銅の断面図（Ａ）及び平面図（Ｂ）である。
【図６】銅が加熱され、銅の温度がＴ1℃からＴ2℃になった場合の、銅の伸びを示す図である。
【図７】第１の部材と第２の部材との組み合わせとして用いられる材質の例を示す表である。
【図８】図１で示した熱輸送デバイスの具体的な一実施の形態を示す斜視図である。
【図９】その熱輸送デバイスに熱源が接続された状態の、当該熱輸送デバイスと接続された熱源とを示す断面図である。
【図１０】液相流路基板を示す斜視図である。
【図１１】熱輸送デバイスを備えた電子機器として、ノート型のＰＣを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８９】
１    熱輸送デバイス
２    コンテナ
３    外壁
４    内部構造部
６    第１の部材、ニッケル
７    第２の部材、銅
８    応力
９    孔
１０    ＰＣ
１１    筐体
１２    回路基板
１３    ＣＰＵ
５０    熱源
２００    上部基板
４１０    気相流路
５００    下部基板
６００    液相流路基板
６１０    液相流路
【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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