(57)【要約】【課題】発熱体からの熱を、放熱位置に効率よく輸送できると共に、小型かつ薄型の冷却装置を提供する。【解決手段】本発明の冷却装置１は、発熱体２から奪った熱を拡散する熱拡散部３と、熱拡散部３の厚み方向に積層され、熱拡散部３が拡散する熱を輸送する熱輸送部４と、を備え、熱拡散部３は、上部板５と、上部板５と対向する下部板６と、気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路８と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路９と、を備え、熱輸送部４は、上部板１０と、上部板１０と対向する下部板１１と、気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路１３と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路１４と、を備え、熱拡散部３の上部板５および下部板６の一方は、熱輸送部４の下部板１１および上部板１０の一方と共通の部材で形成される。【選択図】図１
2010212623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体から奪った熱を拡散する熱拡散部と、
前記熱拡散部の厚み方向に積層され、前記熱拡散部が拡散する熱を輸送する熱輸送部と、を備え、
前記熱拡散部は、
上部板と、
前記上部板と対向する下部板と、
前記上部板と前記下部板との積層によって形成される冷媒を封入可能な内部空間と、
前記内部空間に形成される気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路と、を備え、
前記熱輸送部は、
上部板と、
前記上部板と対向する下部板と、
前記上部板と前記下部板との積層によって形成される冷媒を封入可能な内部空間と、
前記内部空間に形成される気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路と、を備え、
前記熱拡散部の上部板および下部板の一方は、前記熱輸送部の下部板および上部板の一方と共通の部材で形成される冷却装置。
【請求項２】
前記熱拡散部および前記熱輸送部は、
前記上部板と前記下部板との間に積層される単数又は複数の中間板を更に備え、
前記中間板は、切り欠き部と内部貫通孔を有し、前記切り欠き部は、前記蒸気拡散路を形成し、前記内部貫通孔は、前記毛細管流路を形成する請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記熱拡散部は、第１方向を有する前記蒸気拡散路を備え、
前記熱輸送部は、前記第１方向と異なる第２方向を有する前記蒸気拡散路を備え、
前記第１方向と前記第２方向とは相互に交差する、請求項１または２記載の冷却装置。
【請求項４】
前記熱拡散部は、前記発熱体から奪った熱を前記第１方向に拡散し、
前記熱輸送部は、前記熱拡散部が拡散する熱を、前記第２方向に輸送する請求項３記載の冷却装置。
【請求項５】
前記第１方向と前記第２方向は、相互に略直交する請求項３または４記載の冷却装置。
【請求項６】
前記熱輸送部は、短手方向と長手方向を有する平板状を有し、
前記熱拡散部は、前記熱輸送部の一部の領域と重複する領域において積層され、
前記第１方向は、前記短手方向に沿っており、前記第２方向は、前記長手方向に沿っている請求項３から５のいずれか記載の冷却装置。
【請求項７】
前記熱輸送部は、前記長手方向に沿って、前記内部空間を区分した複数の通路を有する請求項６記載の冷却装置。
【請求項８】
前記複数の通路は、その内壁に形成される前記長手方向に沿った溝と、
前記複数の通路同士を貫通して冷媒が移動可能な連絡路を更に有する請求項７記載の冷却装置。
【請求項９】
前記熱拡散部は、放射状に熱を拡散する請求項１から８のいずれか記載の冷却装置。  
【請求項１０】
前記熱拡散部は、前記熱輸送部の端部もしくは略中央部のいずれかの領域で、前記熱輸送部の厚み方向に積層される請求項１から９のいずれか記載の冷却装置。
【請求項１１】
前記熱拡散部が前記熱輸送部の端部において積層される場合には、前記熱輸送部は、前記熱拡散部が積層される端部から、他の端部に向けて熱を輸送し、
前記熱拡散部が前記熱輸送部の略中央部において積層される場合には、前記熱輸送部は、前記略中央部から一対の端部に向けて熱を輸送する請求項１０記載の冷却装置。
【請求項１２】
前記熱輸送部は、前記長手方向および前記短手方向の少なくとも一方の端部に、輸送される熱を放散する放熱部を更に備える請求項１から１１のいずれか記載の冷却装置。
【請求項１３】
前記熱拡散部および前記熱輸送部が有する前記上部板および前記下部板の少なくとも一方は、前記蒸気拡散路および前記毛細管流路の少なくとも一部と連通する凹部を更に備える請求項１から１２のいずれか記載の冷却装置。
【請求項１４】
前記蒸気拡散路は、気化した冷媒を平面方向および厚み方向に拡散し、前記毛細管流路は、凝縮した冷媒を垂直もしくは垂直・平面方向に還流させる請求項１から１３のいずれか記載の冷却装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか記載の冷却装置と、
前記熱拡散部と熱的に接触する発熱体と、
前記発熱体を実装する電子基板と、
前記電子基板を格納する筐体を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイス、電子部品などの発熱体から受熱した熱を効率的に冷却する機能が一体化された冷却装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器、産業機器および自動車などには、半導体集積回路、ＬＥＤ素子、パワーデバイスなどの電子部品が使用されている。これらの電子部品は、内部を流れる電流によって発熱する発熱体になっている。発熱体の発熱が一定温度以上となると、動作保証ができなくなる問題もあり、他の部品や筐体へ悪影響を及ぼし、結果として電子機器や産業機器そのものの性能劣化を引き起こす可能性がある。
【０００３】
このような発熱体を冷却するために、封入された冷媒の気化と凝縮による冷却効果を有するヒートパイプを利用した冷却装置が提案されている。
【０００４】
ヒートパイプは、内部に封入された冷媒が気化する際に、発熱体から熱を奪って移動する。気化した冷媒は、放熱によって冷却されて凝縮し、凝縮した冷媒は再び還流する。この気化と凝縮の繰り返しによって、ヒートパイプは発熱体を冷却する。
【０００５】
ここで電子機器や産業機器に実装される発熱体は、電子機器や産業機器に内蔵されており、この発熱体からの熱は、発熱体と離隔した部位に放熱される必要がある。
【０００６】
冷却装置は、発熱体の熱を奪い取って拡散する熱拡散機能、拡散された熱を放熱が可能な部位に輸送する熱輸送機能、輸送された熱を放熱する放熱機能を有する。冷却装置は、これら３つの機能を実現する構成を備えて、電子機器や産業機器に含まれる発熱体を冷却する。
【０００７】
このような冷却装置に関するいくつかの技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００８】
特許文献１は、発熱体からの熱を放熱部材に移動して冷却する冷却システムを開示している。特許文献１は、半導体集積回路など単体でも発熱量の大きい発熱体を冷却対象とし、この発熱体からの熱を、受熱部、熱伝導要素、放熱部と伝導して発熱体を冷却する。すなわち、発熱体から熱を奪うと、奪った熱が熱伝導要素で輸送され、輸送された熱が放熱部で伝導される。上述の通りの受熱機能、熱輸送機能、放熱機能が、それぞれ異なる部材で形成され、これらの部材同士が接続されている。
【０００９】
特許文献２は、発熱体からの熱で気化した冷媒を、パイプを通じて別体の部材に移動させ、別体の部材においてはヒートシンクなどの二次冷却部材で冷却する技術を開示する。特許文献１のヒートパイプと異なり、平板形状を有しているが受熱した熱を拡散する機能と拡散された熱を輸送する機能が平板状の本体で一体化されている。
【００１０】
特許文献３は、垂直に配置されたヒートパイプが、熱源からの熱を輸送して放熱する技術を開示している。
【００１１】
特許文献４は、２層に形成されたヒートパイプの端面に、冷却装置を配置して熱拡散と放熱を組み込んだ技術を開示している。
【特許文献１】特許第３２３３８０８号公報
【特許文献２】特開２００４−３７００１号公報
【特許文献３】特開２００３−７５０８３号公報
【特許文献４】特開平６−２１６５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に示されるような熱拡散機能、熱輸送機能、放熱機能が、それぞれ異なる部材で形成されているので、ヒートパイプが大型化および複雑化してしまう問題がある。近年冷却対象となる電子部品は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）や専用ＩＣのような比較的大型の半導体集積回路のみでなく、高輝度ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ）をはじめとする非常に小型の電子部品であることも多い。このような場合に、大型で複雑な形状を有するヒートパイプは、実装面で不利である。
【００１３】
更に、異なる部材で形成されて相互に接続される熱拡散機能、熱輸送機能、放熱機能と、を有する構成のヒートパイプは、熱拡散機能から熱輸送機能への熱移動、熱輸送機能から放熱機能への熱輸送のそれぞれにおいて熱抵抗が高くなり、熱移動の効率が悪い。
【００１４】
特許文献２に示されるヒートパイプは、熱拡散と熱輸送とが一体化されている。しかし、一体化されていても異なる部材間を熱が移動する必要があり、やはり熱拡散機能から熱輸送機能への熱移動の効率が悪い。また、特許文献２のヒートパイプは、ヒートパイプの所定位置に放熱部材としてのフィンが設けられているので、この位置に熱を集中的に輸送する必要がある。しかしながら、熱拡散機能と熱輸送機能とが一体化されているので、発熱体の形状、大きさ、配置位置、発熱量によっては、発熱体の熱が、効率よくフィンの位置に移動しにくい。このため、特許文献２のヒートパイプも、熱拡散、熱輸送、放熱が最適に組み合わされていない。
【００１５】
特許文献３、４に示されるヒートパイプは、受熱機能と熱拡散機能が一体化された平板型ヒートパイプである。このような平板型ヒートパイプは、小型でかつ薄型であるので、様々な機器への実装が容易である。
【００１６】
しかしながら、特許文献３，４に示されるような平板型のヒートパイプは、熱拡散機能、熱輸送機能および放熱機能を、単一の部材で実現しているので、（１）放熱能力が弱くなりがちである（放熱能力が弱いと気化した冷媒の凝縮が遅くなり、ヒートパイプの冷却能力が弱くなる）、（２）熱拡散と熱輸送が一体であるので、熱の拡散方向と輸送方向とを同一にしかできない、（３）熱の拡散方向と輸送方向を区別できないので、放熱部材への熱の誘導が困難である、などの問題を有する。
【００１７】
以上の通り、ヒートパイプが有する機能を分解すると、ヒートパイプは、発熱体から受熱した熱の拡散機能、熱輸送機能、放熱機能を備えている必要がある。これらの機能を全て異なる形態の部材で形成して組み合わせると、ヒートパイプが大型化するデメリットや熱移動効率が損なわれる問題がある。一方、これらの機能が単一部材で構成されると、上述の（１）〜（３）に基づく冷却能力の低下を引き起こす。
【００１８】
加えて、発熱体の位置と放熱位置とは、電子機器や産業機器において異なる位置にあることに、従来技術の冷却装置では対応できなかった。
【００１９】
すなわち、
（Ａ）発熱体の位置と異なる位置にある放熱位置に、熱を効率よく移動させる、
（Ｂ）熱拡散と熱輸送が、機能的に切り分けられつつも、相互間での熱移動の効率低下を最小限に抑える、
（Ｃ）発熱体から放熱位置への熱の移動を、複雑な形状でも実現する、
（Ｄ）電子機器や産業機器の小型化を損なわないように、小型かつ薄型の冷却装置であって、電子機器や産業機器への実装が容易である、
（Ｅ）冷却能力が高い、
との点を備える冷却装置が求められている。
【００２０】
本発明は、発熱体からの熱を、放熱位置に効率よく輸送できると共に、小型かつ薄型の冷却装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題に鑑み、本発明の冷却装置は、発熱体から奪った熱を拡散する熱拡散部と、熱拡散部の厚み方向に積層され、熱拡散が拡散する熱を輸送する熱輸送部と、を備え、熱拡散部は、上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板と下部板との積層によって形成される冷媒を封入可能な内部空間と、内部空間に形成される気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路と、を備え、熱輸送部は、上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板と下部板との積層によって形成される冷媒を封入可能な内部空間と、内部空間に形成される気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路と、を備え、熱拡散部の上部板および下部板の一方は、熱輸送部の下部板および上部板の一方と共通の部材で形成される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の冷却装置は、発熱体の位置と異なる位置にある放熱位置に、発熱体の熱を効率よく移動して、発熱体を冷却できる。特に、発熱体の熱を拡散する熱拡散部と、拡散される熱を輸送する熱輸送部との間で、効率よく熱を移動できる。
【００２３】
更に、熱拡散部と熱輸送部とが異なる方向を主として熱を移動させることで、発熱体から放熱位置への熱の誘導が、フレキシブルに行える。
【００２４】
また、熱拡散部および熱輸送部のそれぞれが、気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流とを行うヒートパイプの構成を有していることで、冷却装置は、発熱体を効率よく冷却できる。
【００２５】
更には、冷却装置は、小型かつ薄型に構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の第１の発明に係る冷却装置は、発熱体から奪った熱を拡散する熱拡散部と、熱拡散部の厚み方向に積層され、熱拡散が拡散する熱を輸送する熱輸送部と、を備え、熱拡散部は、上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板と下部板との積層によって形成される冷媒を封入可能な内部空間と、内部空間に形成される気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路と、を備え、熱輸送部は、上部板と、上部板と対向する下部板と、上部板と下部板との積層によって形成される冷媒を封入可能な内部空間と、内部空間に形成される気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路と、を備え、熱拡散部の上部板および下部板の一方は、熱輸送部の下部板および上部板の一方と共通の部材で形成される。
【００２７】
この構成により、冷却装置は、発熱体の位置と異なるあるいは遠方にある放熱位置に、冷却装置全体を使いながら、効率よく熱を輸送できる。結果として、小型の発熱体であっても、発熱体の熱を、遠方にある放熱位置で冷却できる。
【００２８】
本発明の第２の発明に係る冷却装置では、第１の発明に加えて、熱拡散部および熱輸送部は、上部板と下部板との間に積層される単数又は複数の中間板を更に備え、中間板は、切り欠き部と内部貫通孔を有し、切り欠き部は、蒸気拡散路を形成し、内部貫通孔は、毛細管流路を形成する。
【００２９】
この構成により、熱拡散部および熱輸送部は、薄型かつ平板でありながら、所定の方向に熱を拡散できる。更には、冷媒の気化と凝縮の働きによって、熱拡散部と熱輸送部は、高い効率で、熱を拡散・輸送できる。
【００３０】
本発明の第３の発明に係る冷却装置では、第１または第２の発明に加えて、熱拡散部は、第１方向を有する蒸気拡散路を備え、熱輸送部は、第１方向と異なる第２方向を有する蒸気拡散路を備え、第１方向と第２方向とは相互に交差する。
【００３１】
この構成により、冷却装置は、熱拡散部から熱輸送部への熱伝導の方向転換を利用して、発熱体と異なる位置にある放熱位置に、発熱体の熱を輸送できる。
【００３２】
本発明の第４の発明に係る冷却装置では、第３の発明に加えて、熱拡散部は、発熱体から奪った熱を第１方向に拡散し、熱輸送部は、熱拡散部が拡散する熱を、第２方向に輸送する。
【００３３】
この構成により、冷却装置は、発熱体の熱を様々な方向に誘導できる。
【００３４】
本発明の第５の発明に係る冷却装置では、第４の発明に加えて、第１方向と第２方向は、相互に略直交する。
【００３５】
この構成により、熱拡散部は、熱輸送部へ効率よく熱を伝える。
【００３６】
本発明の第６の発明に係る冷却装置では、第３または第５の発明に加えて、熱輸送部は、短手方向と長手方向を有する平板状を有し、熱拡散部は、熱輸送部の一部の領域と重複する領域において積層され、第１方向は、短手方向に沿っており、第２方向は、長手方向に沿っている。
【００３７】
この構成により、冷却装置は、熱拡散部と熱輸送部との組み合わせを利用して、発熱体の熱を、発熱体と異なるあるいは遠方の位置にある放熱位置に、効率よく輸送できる。
【００３８】
本発明の第７の発明に係る冷却装置では、第６の発明に加えて、熱輸送部は、長手方向に沿って、内部空間を区分した複数の通路を有する。
【００３９】
この構成により、熱拡散部からの熱の伝わり具合に応じて、熱輸送部は、輸送負担を軽減しつつ効率的に熱を輸送できる。
【００４０】
本発明の第８の発明に係る冷却装置では、第７の発明に加えて、複数の通路は、その内壁に形成される長手方向に沿った溝と、複数の通路同士を貫通して冷媒が移動可能な連絡路を更に有する。
【００４１】
この構成により、通路毎に冷媒をやり取りでき、熱輸送部は、冷媒の必要な通路とそうではない通路での冷媒量を、バランスできる。
【００４２】
本発明の第９の発明に係る冷却装置では、第１から第８のいずれかの発明に加えて、熱拡散部は、放射状に熱を拡散する。
【００４３】
この構成により、熱拡散部は、熱輸送部の短手方向に効率よく熱を伝える。
【００４４】
本発明の第１０の発明に係る冷却装置では、第１から第９のいずれかの発明に加えて、熱拡散部は、熱輸送部の端部もしくは略中央部のいずれかの領域で、熱輸送部の厚み方向に積層される。
【００４５】
この構成により、小型、薄型を維持しつつも、効率のよい熱の輸送ができる。
【００４６】
本発明の第１１の発明に係る冷却装置では、第１０の発明に加えて、熱拡散部が熱輸送部の端部において積層される場合には、熱輸送部は、熱拡散部が積層される端部から、他の端部に向けて熱を輸送し、熱拡散部が熱輸送部の略中央部において積層される場合には、熱輸送部は、略中央部から一対の端部に向けて熱を輸送する。
【００４７】
この構成により、冷却装置は、発熱体の熱を、発熱体と異なるあるいは遠方にある放熱位置に、輸送できる。
【００４８】
本発明の第１２の発明に係る冷却装置では、第１から第１１のいずれかの発明に加えて、熱輸送部は、長手方向および短手方向の少なくとも一方の端部に、輸送される熱を放散する放熱部を更に備える。
【００４９】
この構成により、輸送された熱が、発熱体の位置と異なる位置において冷却される。
【００５０】
本発明の第１３の発明に係る冷却装置では、第１から第１２のいずれかの発明に加えて、熱拡散部および熱輸送部が有する上部板および下部板の少なくとも一方は、蒸気拡散路および毛細管流路の少なくとも一部と連通する凹部を更に備える。
【００５１】
本発明の第１４の発明に係る冷却装置では、第１から第１３のいずれかの発明に加えて、蒸気拡散路は、気化した冷媒を平面方向および厚み方向に拡散し、毛細管流路は、凝縮した冷媒を垂直もしくは垂直・平面方向に還流させる。
【００５２】
これらの構成により、気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流が、平面方向のみならず、垂直方向にも行われる。
【００５３】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００５４】
なお、本明細書におけるヒートパイプとは、内部空間に封入された冷媒が、発熱体からの熱を受けて気化し、気化した冷媒が冷却されて凝縮することを繰り返すことで、発熱体を冷却する機能を実現する部材、部品、装置、デバイスを意味する。また、本明細書における熱輸送ユニットとは、冷媒の移動によって発熱体からの熱を輸送する機能を有する部材、部品、装置、デバイスを意味する。
【００５５】
（実施の形態１）
（ヒートパイプの概念説明）
本発明の冷却装置は、ヒートパイプの機能や動作を利用しているので、まずヒートパイプの概念について説明する。
【００５６】
ヒートパイプは、内部に冷媒を封入しており、受熱面となる面を、電子部品をはじめとする発熱体に接している。内部の冷媒は、発熱体からの熱を受けて気化し、気化する際に発熱体の熱を奪う。気化した冷媒は、ヒートパイプの中を移動する。この移動によって発熱体の熱が運搬されることになる。移動した気化した冷媒は、放熱面などにおいて（あるいはヒートシンクや冷却ファンなどの二次冷却部材によって）冷却されて凝縮する。凝縮して液体となった冷媒は、ヒートパイプの内部を還流して再び受熱面に移動する。受熱面に移動した冷媒は、再び気化して発熱体の熱を奪う。
【００５７】
このような冷媒の気化と凝縮の繰り返しによって、ヒートパイプは発熱体を冷却する。このため、ヒートパイプは、その内部に気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路と、凝縮した冷媒を還流させる毛細管流路を有することが好適である。
【００５８】
ヒートパイプには、筒状の形状を有して垂直方向に気化した冷媒を拡散させると共に垂直方向に凝縮した冷媒を還流させる構造を有するものや、発熱体と接する受熱部と冷媒を冷却する冷却部とが別体であってパイプで接続される構造を有するものなどがある。
【００５９】
これらの構造を有するヒートパイプは、その体積が大きく（特に垂直方向に体積が大きくなりやすい）、実装する空間が狭小である場合には不適である。このため、平板状で薄型のヒートパイプが望まれることも多い。このため、平板状のヒートパイプも提案されている。しかし、従来技術では平板状のヒートパイプを構成することが難しかったが、複数の薄板を積層しつつ、積層される板に切り欠き部と貫通孔を備えることで、薄い内部空間に蒸気拡散路と毛細管流路とを形成することを、発明者は実現している。
【００６０】
（全体概要）
まず、実施の形態１における冷却装置の全体概要について、図１を用いて説明する。
【００６１】
図１は、本発明の実施の形態１における冷却装置の側面図である。
【００６２】
冷却装置１は、発熱体２から奪った熱を拡散する熱拡散部３と、熱拡散部３の厚み方向に積層されて熱拡散部３が拡散する熱を輸送する熱輸送部４を備える。熱拡散部３および熱輸送部４は、いずれも平板状を有しているが、平板状であることが好適であるだけであって、平板状にのみ限定されるものではない。熱拡散部３、熱輸送部４の厚み、サイズ、形状は、適宜定められればよい。
【００６３】
熱拡散部３は、上部板５と、上部板５と対向する下部板６と、上部板５と下部板６との積層によって形成される冷媒を封入可能な内部空間７と、を備え、更に内部空間７に形成される、気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路８と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路９を備えている。なお、上部板５と下部板６との積層によって内部空間７を形成するために、上部板５と下部板６との外周に突起部などを設けて積層される。突起部によって、積層される上部板５と下部板６とが一定の距離を有するので、内部空間７が形成される。
【００６４】
熱輸送部４も熱拡散部３と同様の構造を有する。すなわち熱輸送部４は、上部板１０と、上部板１０と対向する下部板１１と、上部板１０と下部板１１との積層によって形成される冷媒を封入可能な内部空間１２と、を備え、更に内部空間１２に形成される、気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路１３と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路１４を備えている。なお、上部板１０と下部板１１との積層によって内部空間１２を形成するために、上部板１０と下部板１１との外周に突起部などを設けて積層される。突起部によって、積層される上部板１０と下部板１１とが一定の距離を有するので、内部空間１２が形成される。
【００６５】
内部空間７と内部空間１２とは、冷媒を封入している。発熱体２からの熱によって、この冷媒が気化して拡散し、凝縮して還流することを繰り返す。この冷媒の気化と凝縮との繰り返しによって、熱拡散部３と熱輸送部４とのそれぞれは発熱体２の熱を奪うヒートパイプの機能を有している。
【００６６】
冷却装置１は、発熱体２を次のようにして冷却する。
【００６７】
発熱体２は、熱拡散部３の底面に設置される。発熱体２は、熱拡散部３の底面に直接接触して設置されてもよいし、熱的接合材を介して設置されても良い。熱拡散部３が発熱体２から熱を奪うと、内部空間７に存在する冷媒が気化する。気化した冷媒は、蒸気拡散路８を通って、内部空間７の内部を拡散する。気化した冷媒の拡散によって、熱拡散部３は、発熱体２から奪った熱を拡散する。熱輸送部４は、熱拡散部３が拡散した熱を受け取る。熱輸送部４は、熱拡散部３が拡散した熱を受けると（熱輸送部４は、熱拡散部３の厚み方向に積層されているので、熱輸送部４にとっては、熱拡散部３が発熱体となる）、内部空間１２に封入されている冷媒が気化する。気化した冷媒は、蒸気拡散路１３を通って移動する。この気化した冷媒の移動によって、熱輸送部４は、熱拡散部３から受け取った熱を所定方向に輸送する。輸送された熱は、熱輸送部４の所定部位において冷却されたり、熱輸送部４が備える／接続する放熱部において冷却されたりする。すなわち、冷却装置１では、発熱体２からの熱を、最終的に熱輸送部４が所定の位置に輸送する。
【００６８】
放熱部は、発熱体２の設置位置や熱拡散部３の位置から離れていることも多い。このような場合に、発熱体２の熱を放熱部まで効率的に輸送する必要がある。冷却装置１は、発熱体２から奪った熱を、熱拡散部３、熱輸送部４を経由して、熱輸送部４につながる放熱部に効率的に輸送できる。特に、熱拡散部３および熱輸送部４のいずれも、冷媒の気化と凝縮によって熱を移動するヒートパイプの機能を有しているので、高い効率で熱を移動できる。
【００６９】
（熱拡散部と熱輸送部の接触部分の部材共通化）
また、図１より明らかな通り、熱拡散部３の上部板５と熱輸送部４の下部板１１とは、共通部材で形成されている。熱輸送部４の下部板１１が熱輸送部３の上部板５を兼用している構造である。このように熱拡散部３の上部板５と熱輸送部４の下部板１１とが共通の部材で形成されることで、熱拡散部３と熱輸送部４との間での熱抵抗が小さくなる。冷却装置１は、発熱体２の熱を、熱拡散部３と熱輸送部４という２つの要素の組み合わせによって輸送する。一つの要素によって輸送すると、（１）輸送方向のフレキシビリティがない、（２）要素が大きくなって輸送効率が却って下がる、などの問題が生じる。これに対して、実施の形態１の冷却装置１は、熱拡散部３と熱輸送部４との２つの要素を組み合わせつつ、２つの要素の組み合わせ時に留意が必要となる要素間の熱抵抗を、部材の共通化によって低減している。接触部分である熱拡散部３の上部板５と熱輸送部４の下部板１１とが共通部材であることで、部材間に空気層や空間が生じず、熱抵抗が下がるからである（通常、熱抵抗を上げる要因は、空気層である）。
【００７０】
このように、冷却装置１は、熱拡散部３と熱輸送部４とを厚み方向に積層して組み合わせ、積層によって接触する部分における部材（熱拡散部３の上部板５と熱輸送部４の下部板６）を共通部材で形成することで、発熱体２の熱を、高い効率で放熱部へ移動できる。
【００７１】
なお、図１においては、熱拡散部３の上に熱輸送部４が積層されているので熱拡散部３の上部板５と熱輸送部４の下部板１１とが共通部材で形成されるが、逆方向の積層であれば、熱拡散部３の下部板６と熱輸送部４の上部板１０とが共通部材で形成される。
【００７２】
上部板、下部板における「上」「下」は、便宜上の名称であって、上下を厳密に限定するものではない。
【００７３】
（熱拡散部と熱輸送部の熱移動方向の最適化）
次に、熱拡散部３と熱輸送部４とが異なる方向への熱移動を有する冷却装置１について説明する。実施の形態１の冷却装置１は、熱拡散部３と熱輸送部４とが厚み方向に積層されることで、発熱体の熱を効率よく移動できるが、熱拡散部３と熱輸送部４とのそれぞれの熱移動方向が異なると、発熱体２の熱の移動が、更にフレキシブルになる。
【００７４】
図２は、本発明の実施の形態１における冷却装置の斜視図である。
【００７５】
図２は、発熱体２側から冷却装置１を見た状態を示している。
【００７６】
発熱体２は、熱拡散部３の底面に設置されている。熱拡散部３に熱輸送部４が厚み方向に積層され、更に熱拡散部３の上部板５と熱輸送部４の下部板１１とが共通部材で形成されている。
【００７７】
ここで、熱拡散部３は、所定の第１方向に熱を拡散する。すなわち、熱拡散部３は、第１方向を有する蒸気拡散路８を備える。図２においては、熱拡散部３は、中央から周辺にむけて放射状に伸びる蒸気拡散路８を備えている。放射状であっても、第１方向を有することに変わりは無い。ここで、第１方向を有するとは、第１方向と異なる方向を含んでいても、第１方向への熱の拡散方向（すなわち蒸気拡散路８）を有することをいう。
【００７８】
一方で、熱輸送部４は、第１方向と異なる第２方向に熱を輸送する。すなわち、熱輸送部４は、第２方向を有する蒸気拡散路１３を備える。第２方向は第１方向と異なる方向であり、第１方向と第２方向とは相互に交差する。図２においては、熱輸送部４は、点線で示されるように第２方向を有する蒸気拡散路１３を備える。蒸気拡散路１３は、第２方向を有するので、熱輸送部４は、熱拡散部３から受け取った熱を第２方向に沿って輸送する。例えば、熱拡散部３が熱輸送部４のほぼ中央付近に積層されている場合には、熱輸送部４は、中央付近で受け取った熱拡散部３からの熱を左右の両端に向けて、第２方向に沿って輸送する。このように、第２方向に沿って輸送された熱は熱輸送部４の両端部に到達し、熱輸送部４の両端部において冷却される。
【００７９】
なお、第２方向は第１方向と異なる方向であればよく、熱拡散部３の含む熱の拡散方向（第１方向および第１方向以外の方向を含む）の一部と第２方向が同じになることを除外するものではない。
【００８０】
以上を、冷媒の動きを基に説明する。
【００８１】
熱拡散部３は発熱体２の熱を奪い取る。このとき、発熱体２が熱拡散部３の中央付近に設置されていると、熱を受けた冷媒は、熱拡散部３の中央付近で気化する。気化した冷媒は、放射状に（第１方向を含んでいる）形成された蒸気拡散路８を通じて拡散する。この気化した冷媒の拡散によって発熱体２からの熱が放射状に拡散される。
【００８２】
気化した冷媒は、拡散されることであるいは拡散の途中で、運搬している熱を熱拡散部３の上部板５を通じて熱輸送部４に伝える。このとき、熱拡散部３の上部板５と熱輸送部４の下部板１１とが共通部材であるので、余分な熱抵抗が発生せず、熱拡散部３から熱輸送部４へ、効率よく熱が伝わる。
【００８３】
また、熱拡散部３において、第１方向を含む放射状に拡散する気化した冷媒は、熱輸送部４の短手方向の途中や端部など様々な場所で、熱輸送部４に熱を伝える。このため、熱輸送部４は、熱拡散部３と積層されている領域の大半の位置において、熱拡散部３からの熱を受け取ることができる。この結果、熱輸送部４は、短手方向の大半の領域を用いながら、熱拡散部３から受け取った熱を、第２方向に輸送する。これは、図２において、熱輸送部４に記されている複数の点線の大半に沿って、熱拡散部３からの熱が輸送される状態である。
【００８４】
このように、熱拡散部３は、第１方向を有する蒸気拡散路８を備えて、第１方向に沿って熱を拡散し、熱輸送部４は、第２方向を有する蒸気拡散路１３を備えて、第２方向に沿って熱を輸送する。熱拡散部３から熱輸送部４への熱の移動は、熱拡散部３の上部板５と熱輸送部４の下部板１１とが共通部材であることから、熱拡散部３の上部板５から容易に熱が熱輸送部４へ移動する。熱拡散部３の熱拡散方向と、熱拡散部３と熱輸送部４間の熱抵抗が小さいことが相まって、熱輸送部４は、熱拡散部３全体から熱を受け取りやすくなる。
【００８５】
熱輸送部４は、この熱拡散部３全体から受け取った熱を、第１方向と異なる第２方向に輸送する。このとき、熱拡散部３全体から熱を受け取っており、これは熱輸送部４の短手方向に広がって熱を受け取っていることになるので、熱輸送部４は、短手方向全体に及びながら、第２方向に熱を輸送できる。言い換えると、幅全部を使いながら、長手方向である第２方向に熱を輸送できる。
【００８６】
なお、熱拡散部３では、蒸気拡散路８を拡散した冷媒は、熱輸送部４に熱を伝えることで凝縮し液体の冷媒に戻って、毛細管流路９を還流する。毛細管流路９は、図１，２では詳細を示していないが、毛細管現象によって、凝縮した冷媒を還流させる。還流した冷媒は、熱拡散部３の中央付近に再び溜まり、発熱体２からの熱で気化して、気化した冷媒が蒸気拡散路８を拡散する。
【００８７】
一方、熱輸送部４の蒸気拡散路１３を拡散した冷媒は、拡散の途中および拡散後に冷却されて凝縮する。凝縮した冷媒は、毛細管流路１４を通じて還流する。還流によって凝縮した冷媒は、熱拡散部３との積層部分付近に溜まり、熱拡散部３からの熱で再び気化して拡散する。
【００８８】
このように、熱拡散部３と熱輸送部４とは、冷媒の気化と凝縮の繰り返しによって熱を移動し、結果的に、発熱体２の熱を冷却する。
【００８９】
（熱拡散部と熱輸送部の組み合わせ）
ここで、発熱体２が非常に大きな電子部品である場合には、この電子部品から熱を直接奪い取って輸送すればよい。この場合には、熱輸送部４のみを備える冷却装置で対応できる。すなわち、熱拡散部３と熱輸送部４とを厚み方向に積層して組み合わせる必要はない。
【００９０】
しかしながら、近年ではＬＥＤのような発光素子や小型半導体ＬＳＩなど、非常に小型の発熱体を冷却する要望がある。このような場合に、熱輸送部４のみの冷却装置であると、熱輸送部４は、小型の発熱体が設置された位置から、特定の方向に熱を輸送できるだけである。このため、熱輸送部４全体を利用して熱を輸送できない。小型の発熱体が設置された位置に係る蒸気拡散路１３のみが使用されるからである。
【００９１】
これに対して、実施の形態１の冷却装置１は、発熱体２が図１、２に示されるように小型であっても、まず熱輸送部４の短手方向である第１方向に、発熱体２の熱を拡散する。その上で、短手方向に拡散された熱を、熱輸送部４が第２方向に（この第２方向は、輸送された熱を放熱する放熱部につながる方向である）輸送するので、熱輸送部４は、その全体を用いて小型の発熱体（熱輸送部４の大きさと比較して小型）２の熱を輸送できる。
【００９２】
ここで、熱輸送部４は、短手方向と長手方向を有する平板状であって、熱拡散部３が熱輸送部４の一部の領域と重複する領域において積層されており、第１方向は、短手方向に沿っていて、第２方向は、長手方向に沿っていることが好適である。
【００９３】
このように、実施の形態１の冷却装置１は、熱拡散部３と熱輸送部４とが共通部材を介して厚み方向に積層されていることに加えて、熱拡散部３が熱輸送部４の短手方向である第１方向に熱を拡散し、熱輸送部４が熱輸送部４の長手方向に沿った第２方向に熱を輸送する。結果として、発熱体２が小型であっても、発熱体２の熱を、放熱部が存在する位置あるいは放熱しやすい位置に、冷却装置１全体を活用して輸送できる。
【００９４】
上述のように第１方向と第２方向での熱移動を組み合わせた冷却装置を、図３、図４を用いて説明する。
【００９５】
図３、図４は、本発明の実施の形態１における冷却装置の概念図である。図３（ａ）、図４（ａ）は、冷却装置の側面図を示し、図３（ｂ）、図４（ｂ）は、冷却装置の正面図を示している。
【００９６】
図３に示される冷却装置１では、熱拡散部３は、熱輸送部４の底面であって熱輸送部４の一部の領域と重複する領域において積層されている。更に、熱拡散部３は、熱輸送部４の中央付近に設置される。ここで、熱輸送部４は、短手方向と長手方向を有する平板状であり、第１方向は短手方向に沿っており、第２方向は長手方向に沿っている。また、第１方向と第２方向は相互に交差し、更には相互に略直交している。
【００９７】
図３の冷却装置１では、熱拡散部３は、第１方向に熱を拡散する。例えば、熱拡散部３は、第１方向に沿った蒸気拡散路８を有しており、発熱体２から奪った熱を第１方向に沿って拡散する。矢印３０は、熱拡散部３が熱を拡散する方向を示している。熱拡散部３が拡散した熱は、共通部材である上部板５を介して熱輸送部４に伝わる。このとき、第１方向に熱が拡散されることで、熱輸送部４の短手方向全体に発熱体２の熱が伝わる。
【００９８】
次いで、熱輸送部４は、第２方向に沿って、熱拡散部３から伝わった熱を輸送する。図３においては、熱輸送部４の中央付近から、第２方向にそった左右に熱を輸送する。矢印３１は、熱輸送方向である第２方向を示している。熱輸送部４の両端は、発熱体２からかなり離れているので、移動した気化冷媒は冷却されやすい。このため、熱輸送部４の両端付近は放熱部の機能を有する。放熱によって冷却されると、冷媒は凝縮して毛細管流路１４を介して還流して、再び熱の輸送を行う。
【００９９】
図４に示される冷却装置１では、熱拡散部３は、熱輸送部４の底面であって熱輸送部４の一部の領域と重複する領域において積層されている。更に、熱拡散部３は、熱輸送部４の中央付近に設置される。ここで、熱輸送部４は、短手方向と長手方向を有する平板状であり、第１方向は短手方向に沿っており、第２方向は長手方向に沿っている。また、第１方向と第２方向は相互に交差し、更には相互に略直交している。
【０１００】
図４の冷却装置１では、熱拡散部３は、第１方向を含む放射状に熱を拡散する。例えば、熱拡散部３は、放射状の蒸気拡散路８を有しており、発熱体２から奪った熱を、第１方向を含む放射状に拡散する矢印３２は、熱拡散部３が熱を拡散する放射方向を示している。熱拡散部３が拡散した熱は、共通部材である上部板５を介して熱輸送部４に伝わる。このとき、放射状に熱が拡散されることで、熱輸送部４の短手方向全体に発熱体２の熱が伝わる。図３のように、第１方向のみに熱が拡散する場合よりも、放射状であることで、短手方向全体を含め、熱輸送部４により効率よく熱が伝わる。このため、熱拡散部３は、熱輸送部４に効率的に熱を伝えることができる。
【０１０１】
次いで、熱輸送部４は、第２方向に沿って、熱拡散部３から伝わった熱を輸送する。図４においては、熱輸送部４の中央付近から、第２方向にそった左右に熱を輸送する。矢印３３は、熱輸送方向である第２方向を示している。熱輸送部４の両端は、発熱体２からかなり離れているので、移動した気化冷媒は冷却されやすい。このため、熱輸送部４の両端付近は放熱部の機能を有する。放熱によって冷却されると、冷媒は凝縮して毛細管流路１４を介して還流して、再び熱の輸送を行う。
【０１０２】
このように、図３や図４に示される冷却装置１は、小型の発熱体２からの熱を、第１方向に拡散する熱拡散部３と、第２方向に輸送する熱輸送部４とが、最適に組み合わされることで、小型の発熱体２を効率よく冷却できる。
【０１０３】
なお、熱輸送部４が輸送した熱を放熱するのは、熱輸送部４の端部のように外気と触れやすい部位であったり、外気への放熱を可能にする部材であって熱輸送部４と熱的に接触できる部材であったりある。
【０１０４】
また、放熱部として、熱輸送部４の端部を冷却するファンが備えられていることも好適である。
【０１０５】
次に、各部の詳細について説明する。
【０１０６】
（熱拡散部）
まず、熱拡散部３について説明する。
【０１０７】
熱拡散部３は、冷却装置１の１層目に形成される。熱拡散部３は、上部板５、上部板５と対向する下部板６、上部板５と下部板６との間に積層される単数又は複数の中間板１８を備えている。なお、中間板１８は、任意に備えられる。また、熱拡散部３は、上部板５と下部板６の接合により形成される冷媒を封入可能な内部空間７を備え、中間板１８が形成する蒸気拡散路８と毛細管流路９を備える。蒸気拡散路８は、熱によって気化した冷媒を拡散し、毛細管流路９は、冷却されて凝縮した冷媒を還流する。
【０１０８】
また、上部板５は、熱輸送部４の下部板１１と共通の部材で形成される。図１においては、熱輸送部４の下部板１１の一部がそのまま熱拡散部３の上部板５を形成している。熱拡散部３の上部板５が、熱輸送部４の下部板１１と共通の部材で形成されることで、熱拡散部３と熱輸送部４との接続部における熱抵抗が小さくなり、熱拡散部３から熱輸送部４にかけての熱の移動が阻害されにくい。
【０１０９】
熱拡散部３は、内部空間７に冷媒を封入し、気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路８と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路９を備えることで、第１方向に沿って熱を拡散できる。ここで、蒸気拡散路８は、中間板１８に設けられた切り欠き部によって形成され、この切り欠き部が第１方向に沿った形状を有していることで、蒸気拡散路８は、気化した冷媒を第１方向に拡散できる。更に、蒸気拡散路８は、水平方向および垂直方向に気化した冷媒を拡散する。
【０１１０】
毛細管流路９は、中間板１８において蒸気拡散路８が形成される以外の部分で形成される。毛細管流路９は、垂直方向もしくは垂直・平面方向に凝縮した冷媒を還流する。冷媒が気化することで蒸気が生じた領域において気圧が下がるので、気圧の下がった領域に凝縮した冷媒は還流しやすくなる。気化した冷媒は厚みおよび平面方向に拡散するので、気化した冷媒は熱拡散部３の外壁の様々な場所において冷却される。特に、上部板５を介して接している熱輸送部４の接触領域においては、熱輸送部４が封入する凝縮した冷媒が溜まっているので、熱拡散部３内部で気化した冷媒は冷却されやすい。
【０１１１】
毛細管流路９は、毛細管現象によって様々な場所で冷却されて凝縮した冷媒を垂直方向もしくは垂直・平面方向に還流するので、効率的に発熱体２の設置位置に凝縮した冷媒が集まる。
【０１１２】
凝縮した冷媒が確実に発熱体２の設置位置に還流することで、還流した冷媒が再び発熱体２からの受熱に用いられる。このように、気化した冷媒の拡散が効率的であることに加えて、凝縮した冷媒の還流も効率的であることで、熱の拡散効率が向上する（気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流との繰り返しが高速であるので）。このようにして、熱拡散部３は、第１方向に、発熱体２から奪った熱を効率的に拡散する。
【０１１３】
（熱輸送部）
熱輸送部４は、冷却装置１の２層目に形成される。すなわち、熱拡散部３と厚み方向に積層される。更に、熱拡散部３が熱輸送部４の領域の一部と重複するように、熱輸送部４は形成される。
【０１１４】
熱輸送部４は、上部板１０、上部板１０と対向する下部板１１、上部板１０と下部板１１との間に積層される単数又は複数の中間板１９とを備えている。また、熱輸送部４は、上部板１０と下部板１１の接合により形成される冷媒を封入可能な内部空間１２を備え、中間板１９が形成する蒸気拡散路１３と毛細管流路１４とを備える。蒸気拡散路１３は、熱拡散部３から伝導した熱により気化した冷媒を第２方向に拡散し、毛細管流路１４は、冷却されて凝縮した冷媒を還流する。
【０１１５】
また、下部板１１は、熱拡散部３の上部板５と共通の部材である。なお、上部板、下部板との呼称には特段の区別があるわけではなく、上部板と下部板とがそれぞれ逆でもかまわない。これは熱拡散部３においても同様である。であるから、熱拡散部３の下部板６と熱輸送部４の上部板１０とが共通部材で形成される形態の積層であっても良い。
【０１１６】
熱輸送部４は、内部空間１２に封入された冷媒を有し、気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路１３と凝縮した冷媒を還流する毛細管流路１４とを備えることで、第２方向にそって熱を輸送できる。ここで、第２方向は、第１方向と交差する異なる方向を有する。特に好ましくは、第１方向と第２方向とは、相互に略垂直である。
【０１１７】
蒸気拡散路１３は、中間板１９に設けられた切り欠き部によって形成され、この切り欠き部が第２方向に沿った形状を有していることで、蒸気拡散路１３は、気化した冷媒を第２方向に拡散できる。また、毛細管流路１４は、中間板１９において蒸気拡散路１３が形成される以外の部分で形成される。毛細管流路１４は、垂直方向もしくは垂直・平面方向に凝縮した冷媒を還流する。冷媒が還流することで蒸気が生じた領域において気圧が下がるので、気圧の下がった領域に凝縮した冷媒は還流しやすくなる。気化した冷媒は、厚みおよび平面方向に拡散するが、特に第２方向にそって、熱輸送部４の両端部に移動するようになる。熱輸送部４の両端は、放熱しやすい状態にあるので、気化した冷媒は冷却される。冷却されて凝縮された冷媒は、やはり第２方向に沿った毛細管流路１４の領域を利用して、垂直もしくは垂直・平面方向に還流するので、凝縮した冷媒は、熱輸送部４が熱拡散部３と接する領域に集まる。
【０１１８】
このように、熱輸送部４においては、熱拡散部３からの熱の伝導によって、熱拡散部３付近から両端に向けての気化した冷媒の拡散と、両端から熱拡散部３付近に向けての凝縮した冷媒の還流とが、繰り返される。特に、蒸気拡散路１３と毛細管流路１４とが第２方向に沿って形成されるので、気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流とは、第２方向にそって行われる。
【０１１９】
この結果、熱輸送部４は、熱拡散部３から受け取った熱を、第２方向にそって輸送できる。熱は輸送された結果、熱輸送部４の両端部に到達して放熱される。
【０１２０】
例えば、熱輸送部４の両端部には、放熱フィンや冷却ファンなどの放熱部が設けられていれば、両端部に到達した熱はより効率よく冷却される。
【０１２１】
次に、各部材の詳細について図５も参照しながら説明する。
【０１２２】
図５は、本発明の実施の形態１における冷却装置の組み立て図である。図５は、上か冷却装置の分解図、側面図（分解図に表される各部材が接合されて完成する冷却装置の側面図）、正面図を示している。
【０１２３】
（上部板）
上部板５、１０について説明する。なお、上部板５、１０は、使用される対象が熱拡散部３であるか熱輸送部４であるかの違いでしかないので、上部板５と上部板１０とを共通に説明する。
【０１２４】
上部板５、１０は、所定の形状、面積を有している。図５では、上部板５、１０は平板状であるが、平板状以外でも湾曲、屈曲、屈折していてもよい。
【０１２５】
上部板５、１０は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高いあるいは防錆性（耐久性）の高い金属で形成されることが好ましい。また、上部板５、１０は、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよい。
【０１２６】
上部板５は、その一方の面であって、内部空間７側において第１方向に沿った溝を有しており、上部板１０は、その一方の面であって、内部空間１２側において第２方向に沿った溝を有していることも好適である。溝によって、気化した冷媒の拡散（輸送）方向を制御しやすくなるからである。また、凝縮した冷媒が溝から毛細管流路９、１４へ伝わりやすくなり、凝縮した冷媒の還流が促進されるからである。
【０１２７】
また、上部板５は、その一方の面であって、内部空間７側において凹部を有しており、上部板１０は、その一方の面であって、内部空間１２側において凹部を有していることも好適である。凹部が蒸気拡散路８、１３や毛細管流路９、１４と連通して、厚み方向（垂直方向）での気化した冷媒の拡散や凝縮した冷媒の還流を促しやすくするからである。
【０１２８】
また溝が蒸気拡散路８、１３と連通することで、気化した冷媒が上部板５、１０の表面で広い面積によって接しやすくなり、気化した冷媒の放熱が促進されるからである。
【０１２９】
上部板５、１０は、便宜上「上部」との呼称となっているが、物理的に上部の位置に存在しなければならないわけではなく、下部板６、１１と特段に区別されるものでもない。また、上部板５、１０が発熱体２と接する面となっても、発熱体２と対向する面となってもかまわない。
【０１３０】
また、上部板５、１０は、冷媒の注入口を備えている。上部板５、１０、中間板１８，１９、下部板６、１１が積層されて接合されると内部空間７、１２が形成される。この内部空間７、１２は、冷媒を封入する必要があるので、上部板５、１０などの接合後に注入口から冷媒が封入される。注入口は、冷媒が封入されると封止されて内部空間は密封される。
【０１３１】
なお、冷媒は、積層後に注入口から封入されても良く、上部板５、１０、下部板６、１１、中間板１８、１９が積層される際に冷媒が封入されてもよい。また、冷媒の封入は、真空下もしくは減圧下にて行われることが好適である。真空または減圧下で行われることで、内部空間７、１２が真空または減圧された状態となって冷媒が封入される。減圧下であると、冷媒の気化・凝縮温度が低くなり、冷媒の気化・凝縮の繰り返しが活発になるメリットがある。
【０１３２】
上部板５、１０は、中間板１８、１９や下部板６、１１との接合に用いられる突起部４０や接着部を設けていることも好適である。
【０１３３】
（下部板）
次に下部板６、１１について説明する。
【０１３４】
下部板６、１１は、上部板５、１０と対向して単数又は複数の中間板１８、１９を挟む。
【０１３５】
下部板６、１１は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高いあるいは防錆性（耐久性）の高い金属で形成されることが好ましい。また、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよいが、上部板５、１０と対向して熱拡散部３と熱輸送部４を形成するので、上部板５、１０と同一の形状、面積であることが好ましい。
【０１３６】
下部板６は、その一方の面であって、内部空間７側において第１方向に沿った溝を有しており、下部板１１は、その一方の面であって、内部空間１２側において第２方向に沿った溝を有していることも好適である。溝によって、気化した冷媒の拡散（輸送）方向を制御しやすくなるからである。また、凝縮した冷媒が溝から毛細管流路９、１４へ伝わりやすくなり、凝縮した冷媒の還流が促進されるからである。あるいは、下部板６は、その一方の面であって、内部空間７側において凹部を有しており、下部板１１は、その一方の面であって、内部空間１２側において凹部を有していることも好適である。凹部が蒸気拡散路８、１３や毛細管流路９、１４と連通して、厚み方向（垂直方向）での気化した冷媒の拡散や凝縮した冷媒の還流を促しやすくするからである。
【０１３７】
また溝が蒸気拡散路８、１３と連通することで、気化した冷媒が下部板６、１１の表面で広い面積によって接しやすくなり、気化した冷媒の放熱が促進される。
【０１３８】
なお、溝は、スリット状の溝以外でも、凹部であってもよい。
【０１３９】
下部板６、１１は、便宜上「下部」との呼称となっているが、物理的に下部の位置に存在しなければならないわけではなく、上部板５、１０と特段に区別されるものでもない。
【０１４０】
下部板６、１１は、中間板１８、１９と接合される突起部や接着部を備えていることも好適である。また、下部板６、１１が、発熱体２と接しても接しなくてもよい。
【０１４１】
（内部空間）
内部空間７、１２について説明する。
【０１４２】
上部板５と下部板６の接合によって、内部空間７が形成される。上部板５と下部板６の側面が側壁４２で囲われることで、封止される内部空間７が形成される。側壁４２は、積層される板部材と突起部との接合によって形成される。この内部空間７は、熱拡散部３の中に形成される。
【０１４３】
一方、上部板１０と下部板１１との接合によって、内部空間１２が形成される。内部空間７と同じく、上部板１０と下部板１１の側面が側壁で囲われることで、封止される内部空間１２が形成される。側壁は、積層される板部材と突起部との接合によって形成される。この内部空間１２は、熱輸送部４の中に形成される。
【０１４４】
内部空間７、１２は、周囲が封止密閉されているので、冷媒を封入可能である。上部板５、１０や下部板６、１１の一部において冷媒の注入口が設けられ、注入口より内部空間７、１２に冷媒が注入される。
【０１４５】
熱拡散部３に設けられる内部空間７は、中間板１８によって形成される蒸気拡散路８と毛細管流路９とを備える。この蒸気拡散路８と毛細管流路９とによって、熱が第１方向に拡散される。同様に、熱輸送部４に設けられる内部空間１２は、中間板１９によって形成される蒸気拡散路１３と毛細管流路１４とを備える。この蒸気拡散路１３と毛細管流路１４とによって、熱が第２方向に沿って拡散される。
【０１４６】
（中間板と熱拡散部の内部構造）
次に、熱拡散部３の内部構造について図６も用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態１における熱拡散部が備える中間板の正面図である。熱拡散部３は、上部板５と下部板６との間に、図６を一例とする中間板１８を積層することで、蒸気拡散路８と毛細管流路９を形成する。
【０１４７】
中間板１８は、単数又は複数の板材である。図５においては、４枚の中間板１８が、上部板５と下部板６との間で積層されている。
【０１４８】
中間板１８は、金属、樹脂などで形成されるが、銅、アルミニウム、銀、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレスなどの熱伝導率の高いあるいは防錆性（耐久性）の高い金属で形成されることが好ましい。また、方形、菱形、円形、楕円形、多角形など種々の形を有していてよいが、上部板５および下部板６に挟まれて熱拡散部３を形成するので、上部板５および下部板６と同一の形状であることが好ましい。中間板１８は、上部板５および下部板６と接合される際に用いられる突起や接着部を有していても良い。
【０１４９】
更に、中間板１８は、切り欠き部５０と内部貫通孔５１を有している。
【０１５０】
この切り欠き部５０は、蒸気拡散路８を形成する。図６の中間板１８は、放射状の切り欠き部５０を備えているので、熱拡散部３は、放射状に気化した冷媒を拡散する蒸気拡散路８を備える（放射状であっても、第１方向に沿ったベクトルを含むことには変わりは無い。第１方向とは、要は熱輸送部４の短手方向に広がる方向を持っていることである）。この放射状の蒸気拡散路８によって、熱拡散部３は、放射状に熱を拡散できる。
【０１５１】
内部貫通孔５１は、毛細管流路９を形成する。熱拡散部３が単数の中間板１８を備える場合には、単数の中間板１８にある内部貫通孔５１が、そのまま毛細管流路９を形成する。
【０１５２】
これに対して、熱拡散部３が複数の中間板１８を備える場合には、複数の中間板１８のそれぞれに設けられた内部貫通孔５１の一部のみが重なって、内部貫通孔５１の平面方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路９が形成される。このように熱拡散部３が複数の中間板１８を備える場合には、内部貫通孔５１そのものの断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流９が形成されるので、毛細管流路９は、より効率的に凝縮した冷媒を還流できる。毛細管の断面積が小さいことで、毛細管現象による液体の移動が促進されるからである。
【０１５３】
なお、中間板１８のそれぞれには、複数の内部貫通孔５１が設けられるのが好適である。複数の内部貫通孔５１が、複数の流路を有する毛細管流路９を形成できるからである。
【０１５４】
内部貫通孔５１は、中間板１８表面から裏面にかけて貫通しており、その形状は円形でも楕円形でも方形でもよい。あるいはスリット形状でもよい。
【０１５５】
内部貫通孔５１は、掘削、プレス、ウェットエッチング、ドライエッチングなどで形成されれば良い。
【０１５６】
熱拡散部３が複数の中間板１８を備える場合には、内部貫通孔５１は、複数の中間板１８のそれぞれに設けられる。ここで、複数の中間板１８は、その内部貫通孔５１の一部同士のみがそれぞれ重なるように積層されるので、内部貫通孔５１の位置は、隣接する中間板１８毎にずれていることが適当である。例えば、ある中間板１８における内部貫通孔５１の位置と、この中間板１８と隣接する別の中間板１８における内部貫通孔５１の位置は、内部貫通孔５１の断面の一部ずつが重なるようにずれている。このように、隣接する中間板１８毎に内部貫通孔５１の位置がずれていることで、複数の中間板１８が積層された場合に、内部貫通孔５１の平面方向の断面積よりも小さい断面積を有する毛細管流路９が形成される。
【０１５７】
毛細管流路９は、複数の中間板１８が積層される際に、内部貫通孔５１の一部同士が重なり合って、内部貫通孔５１の平面方向の断面積よりも小さい断面積を有する。このような内部貫通孔５１の断面積よりも小さな断面積を持つ孔が、熱拡散部３の垂直方向に積層され、垂直方向の孔同士が接続することで、垂直方向の流路が形成される。また、垂直方向において階段状の孔となるので、垂直方向であると同時に平面方向にも流れうる流路が形成される。結果として垂直・平面方向に形成される流路は、凝縮した冷媒を、垂直方向もしくは垂直・平面方向に還流させる。加えて、毛細管流路９は、上部板５や下部板６に設けられる凹部と連通するので、凹部において冷却されて凝縮された冷媒が、凹部から毛細管流路９に伝わって、そのまま毛細管流路９を通って還流する。このように、凹部と毛細管流路９とが連通していることで、凝縮した冷媒の還流が促進される。
【０１５８】
なお、内部貫通孔５１の一部のみが重なるようにして、内部貫通孔５１よりも小さな断面積を有する毛細管流路９が形成される場合には、毛細管流路９を直接加工するよりも、容易に製造できるメリットもある。
【０１５９】
なお、毛細管流路９は、凝縮した冷媒を還流するが、気化した冷媒を通すこともありえる。
【０１６０】
また、毛細管流路９、凹部の角部、切り欠き部４１の角部は、面取りされていたり、Ｒが設けられていたりすることも好適である。毛細管流路９の断面は、六角形、円形、楕円形、方形、多角形など様々な断面形状を有していて良い。毛細管流路９の断面形状は、内部貫通孔５１の形状と、内部貫通孔５１同士の重ね合わせ方により定まる。
【０１６１】
なお、図６では放射状に熱を拡散する構造を有する熱拡散部３の内部構造を説明したが、熱拡散部３の内部構造は、放射状でなくとも、第１方向に沿った直線状に熱を拡散する構造であってもよい。
【０１６２】
このような、直線状に熱を拡散する構造の熱拡散部３については、熱輸送部の内部構造において同時に説明する。
【０１６３】
（中間板と熱輸送部の内部構造）
次に、図７、図８を用いて熱輸送部４の内部構造について説明する。
【０１６４】
図７、図８は、本発明の実施の形態１における熱輸送部４が備える中間板の正面図である。中間板１９は、熱拡散部３に用いられる中間板１８と同様の素材、形状、構造を有していれば良い。
【０１６５】
図７、図８に示されるように、熱輸送部４は、ある方向（第２方向）に沿った直線状の蒸気拡散路１３と毛細管流路１４とを備える。
【０１６６】
図７に示される中間板１９は、第２方向に沿って略等幅を有する切り欠き部５２を備える。複数の切り欠き部５２が設けられ、切り欠き部同士の間は、板部材が残されており、この残された板部材に内部貫通孔５３が設けられる。この構造により、第２方向に沿った蒸気拡散路１３と毛細管流路１４が形成される。図７に示される中間板１９を備える熱輸送部４は、端部から端部に向けて（あるいは中央付近から両端部に向けて）気化した冷媒を拡散できる。また、蒸気拡散路１３と並んで毛細管流路１４が形成されるので、凝縮した冷媒は第２方向に沿って還流しやすくなる。
【０１６７】
このような切り欠き部５２の形状により、熱輸送部４は、一方の端部から他方の端部へ向けて、気化した冷媒を拡散できる。結果として、熱輸送部４は、第２方向に沿って熱を輸送できる。また切り欠き部５２以外の中間板１９の部材が残っている領域では内部貫通孔５３が備えられ、内部貫通孔５３によって毛細管流路１４が形成される。毛細管流路１４は、蒸気拡散路１３と平行して形成されるので、毛細管流路１４は、蒸気拡散路１３と同じく端部から端部に向けて凝縮した冷媒を還流させる。このため、端部から端部（第２方向）に向けて、気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流とが行われるので、第２方向に沿った熱の輸送が効率的に行われる。
【０１６８】
また、図７に示される熱輸送部４は、複数の蒸気拡散路１３と複数の毛細管流路１４とが交互に配置されていることで気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流との効率を上げることができる。
【０１６９】
図８は、図７と同様に第２方向に沿った熱の輸送を行う中間板１９を示している。図８の中間板１９は、第２方向に沿って、端部から他方の端部に向けて末広がりとなる切り欠き部５２を備えている。すなわち、第２方向にそって、一方の端部での切り欠き部５２の幅よりも、他方の端部での切り欠き部５２の幅が広い。この切り欠き部５２の形状により、熱輸送部４は、一方の端部から他方の端部に向けて気化した冷媒を拡散しやすい蒸気拡散路１３を有することができる。切り欠き部５２以外に部材として残っている領域に、内部貫通孔５３が形成されるので、末広がりとなる蒸気拡散路１３と線対称の形状で、毛細管流路１４が形成される。このような毛細管流路１４は、第２方向に沿って凝縮した冷媒を還流しやすい。また、図７に示される略等幅の蒸気拡散路１３の場合よりも、末広がりの蒸気拡散路１３は、気化して体積の増加する冷媒の拡散領域を、末広がりに確保できるので、熱拡散のスピードを高めることができる。このように、一方の端部から他方の端部に向けて熱を輸送する場合には、図８に示される熱輸送部４が適している。
【０１７０】
また、図７、図８に示される熱輸送部４は、一方の端部から他方の端部に向けて蒸気拡散路１３と毛細管流路１４とが形成されているが、熱輸送部４の途中（例えば略中央）から両方の端部に向けて蒸気拡散路１３と毛細管流路１４とが形成されてもよい。あるいは、図７、図８に示される部材が２枚繋ぎ合わされて略中央から両端に向けて（この場合にも第２方向に沿った熱輸送が行われる）熱を輸送する熱輸送部４が形成されてもよい。
【０１７１】
なお、熱輸送部４の毛細管流路１４は、熱拡散部３の毛細管流路９について説明したのと同様である。すなわち、単数の中間板１９に穿たれた内部貫通孔５３により形成されるか、複数の中間板１９のそれぞれに穿たれた内部貫通孔５３の一部領域同士が重なることで形成される。このような毛細管流路１４は、平面方向および厚み方向に凝縮した冷媒を還流する。また、上部板１０および下部板１１の少なくとも一方の内側に設けられた凹部が毛細管流路１４や蒸気拡散路１３と連通する。この連通によって、気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流とが促進されて、平面方向および厚み方向での気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流とが実現される。
【０１７２】
なお、図７、図８では、熱輸送部４に用いられる中間板１９を説明したが、熱拡散部３の中間板１８として、図７、図８に示される形状が用いられてもよい。第１方向に沿って略等幅もしくは末広がりの蒸気拡散路８と毛細管流路９が形成されれば、熱拡散部３は、第１方向に沿って熱を拡散できる。このとき、図７、図８に示される中間板が２枚組み合わされることで、熱拡散部３は、中央部から両端部に向けて（第１方向に沿って）熱を拡散する構造を有しても良い。
【０１７３】
以上のように、端部から端部に向けて略等幅もしくは末広がりの蒸気拡散路と毛細管流路とを備えることで、熱拡散部３と熱輸送部４とは、第１方向あるいは第２方向に沿った熱の拡散と輸送を行える。
【０１７４】
なお、熱拡散部３と熱輸送部４とに用いられる上部板、下部板、中間板のそれぞれが平板状を有している場合には、形成される熱拡散部３と熱輸送部４とは、平板形状を有する。上部板、下部板、中間板のそれぞれが湾曲形状を有している場合には、熱拡散部３と熱輸送部４は、湾曲形状を有する。
【０１７５】
また、熱拡散部３と共通の技術や構成が、熱輸送部４には用いられる。
【０１７６】
（製造工程）
ここで、熱拡散部３、熱輸送部４、およびこれらを含む冷却装置１の製造工程について説明する。
【０１７７】
上部板、下部板、中間板が積層されて接合されることで熱拡散部３や熱輸送部４が製造される。
【０１７８】
上部板、下部板および複数の中間板のそれぞれが所定の位置関係に合わせられる。加えて、複数の中間板は、複数の中間板のそれぞれに設けられた内部貫通孔のそれぞれの一部のみが重なるような位置関係にあわせられる。
【０１７９】
上部板、下部板および複数の中間板の少なくとも一つは、接合突起を有している。
【０１８０】
上部板、下部板、複数の中間板は、位置あわせされた上で積層され、ヒートプレスによって直接接合されて一体化される。このとき、各部材は、接合突起によって直接接合される。このとき、熱拡散部３を形成する部材と熱輸送部を形成する部材の全てが一度に積層・接合されることで、冷却装置１は、少ない工程で製造される。
【０１８１】
ここで、直接接合とは、接合しようとする２つの部材の面を密着させた状態で加圧しつつ熱処理を加えることであって、面部の間に働く原子間力によって原子同士を強固に接合させることであり、接着剤を用いることなく、２つの部材の面同士を一体化しうる。このとき、接合突起が強固な接合を実現する。すなわち、接合突起がつぶれて、接触面積が増加することで、熱的接合を実現するので、接合突起の接合における役割は高い。
【０１８２】
ヒートプレスにおける直接接合の条件として、プレス圧力は、４０ｋｇ／ｃｍ２〜１５０ｋｇ／ｃｍ２の範囲内であり、温度は２５０〜４００℃の範囲内であることが好ましい。
【０１８３】
次に、上部板や下部板の一部に空けられた注入口を通じて、冷媒が注入される。その後、注入口が封止されて熱拡散部３や熱輸送部４が完成する。なお、冷媒の封入は真空または減圧下で行われる。真空または減圧下で行われることで、熱拡散部３や熱輸送部４の内部空間が真空または減圧された状態となって冷媒が封入される。減圧下であると、冷媒の気化・凝縮温度が低くなり、冷媒の気化・凝縮の繰り返しが活発になるメリットがある。
【０１８４】
以上のように実施の形態１における冷却装置は、発熱体２から奪った熱を熱拡散部３が拡散しつつ熱輸送部４に伝え、熱輸送部４は、受け取った熱を放熱領域に向けて輸送する。更に、熱輸送部４の端部が、放熱しやすい構造や形状を有していたり、放熱できる要素（放熱板、フィン、ヒートシンクなど）に熱的に接触していたりすることで、熱輸送部４が輸送した熱が放散される。この熱の放散によって、発熱体２は、冷却される。特に、発熱体２と熱を放散できる部位との位置が離れている場合でも、冷却装置１は、発熱体２を冷却できる。
【０１８５】
このような構成を有することで、小型の発熱体であっても、冷却装置全体を活用して、効率よく冷却できる。
【０１８６】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。
【０１８７】
実施の形態２における冷却装置は、内部空間が複数の通路に区分される熱輸送部を備える。
【０１８８】
図９は、本発明の実施の形態２における熱輸送部の斜視図である。熱輸送部６０の内部を見やすいように、熱輸送部６０の端部が開放されている状態として表されている。
【０１８９】
熱輸送部６０は、上部板１０と下部板１１との接合により形成される内部空間１２を有しており、内部空間１２を第２方向に沿って区分した複数の通路６１を備えている。複数の通路６１は、第２方向に沿って並んでいる。熱輸送部６０が短手方向と長手方向を有する平板状を有している場合には、第２方向は長手方向である。
【０１９０】
複数の通路６１は、内部空間１２において、上部板１０と下部板１１とを接続する境界６２によって形成される。このとき、境界６２が複数であることで、形成される通路６１の数も増加する。
【０１９１】
上部板１０と下部板１１との接合により内部空間１２が形成されるが、このとき境界６２となる位置において接合突起などを備えておくことで、上部板１０と下部板１１との接合時に、境界６２が形成される。この境界６２によって、通路６１が形成される。
【０１９２】
内部空間１２が複数の通路６１に区分されることで、熱拡散部３から伝わる熱は、通路６１毎に輸送される。熱拡散部３は、発熱体から奪った熱を第１方向に沿って（例えば放射状に）拡散する。熱拡散部３が拡散する熱は、熱拡散部３の上部板５を介して熱輸送部４に伝わる。このとき、熱拡散部３からの熱は、拡散の途中において徐々に熱輸送部４に伝わる。このため、熱拡散部３からの熱は、熱輸送部４の短手方向の様々な場所において、熱輸送部４に伝わる。
【０１９３】
熱輸送部４の内部空間１２が、実施の形態１のように単一空間である場合には、熱輸送部４の短手方向の様々な場所において伝わった熱を、熱輸送部は、蒸気拡散路１３を用いて輸送する。このとき、内部空間１２全体で熱が輸送されるので、熱輸送における負担が大きくなり、熱輸送の効率が下がることもありうる。
【０１９４】
一方、図９に示される熱輸送部６０は、内部空間１２を短手方向に区分された複数の通路６１を有しているので通路６１毎に熱輸送が行われる。このため、通路６１毎に熱輸送の負担が分散されることになり、熱輸送部４全体においては、熱輸送の負担が軽減される。例えば、熱輸送部６０の短手方向のそれぞれの位置において熱拡散部３からの熱が伝わる場合には、複数の通路６１のそれぞれが受け取った熱を輸送する。複数の通路６１の内で、中央付近の通路６１は、中央付近で伝わった熱を輸送し、複数の通路６１の内で、端部付近の通路６１は、端部付近で伝わった熱を輸送する。
【０１９５】
このため、熱輸送部６０は、効率よく熱を輸送できる。
【０１９６】
あるいは、熱拡散部３からの熱が、熱輸送部６０の短手方向に満遍なく伝わるのではなく、位置毎に偏って伝わることもある。例えば、熱輸送部６０の短手方向における中央付近にはほとんど熱が伝わらず、短手方向における端部付近にのみ熱が伝わることがある。熱輸送部６０は、内部空間１２に封入している冷媒の気化と還流によって熱を輸送するので、内部空間１２が通路６１に区分されない単一空間であると中央付近の冷媒が活用されず、拡散領域も長手方向にばらつく。この結果、熱輸送部６０は、高い効率で熱を輸送できない。
【０１９７】
これに対して、図９に示されるように、内部空間１２が複数の通路６１に区分されていると、熱の伝わった位置にある通路６１が、冷媒の気化と凝縮によって熱を輸送すればよい。このため、熱輸送に用いられる体積は小さく長手方向にばらつくことも無いので、熱輸送部６０は、効率的に熱を輸送できる。
【０１９８】
熱輸送部６０は第２方向に熱を輸送するので、複数の通路６１は、その内壁に第２方向に沿った溝６３を備えていることも好適である。第２方向に沿った溝６３が備えられていることで、通路６１における気化した冷媒の拡散と凝縮した冷媒の還流が、第２方向に沿いやすくなる。このため、熱輸送部６０は、第２方向に沿って、熱を効率的に輸送できる。
【０１９９】
また、通路６１同士を冷媒が移動可能な連絡路が設けられていてもよい。冷媒は通路６１毎に封入されているが、輸送するべき熱量によって、必要となる冷媒の量も変わるので、連絡路を介して、必要な冷媒量を通路６１毎にやり取りできるからである。
【０２００】
図１０は、本発明の実施の形態２における熱輸送部の模式図である。図１０に示される熱輸送部６０は、内部空間１２が複数の通路６１に区分されており、複数の通路６１同士を貫通して冷媒を移動可能にする連絡路６４を備えている。
【０２０１】
例えば、熱拡散部３からの熱が、熱輸送部６０の短手方向の中央付近ではほとんど伝わらず、短手方向の端部付近で伝わる場合には、端部付近に位置する通路６１は、熱輸送のために多くの冷媒を必要とし、中央付近の通路６１は、多くの冷媒を必要としない。
【０２０２】
この場合には、連絡路６４を通じて、中央付近の通路６１から端部付近の通路６１へ冷媒が移動できる。より多くの冷媒を必要とする端部付近の通路６１は、他の通路６１から得られた冷媒をも用いて、熱の輸送を行える。
【０２０３】
なお、複数の通路６１のそれぞれは、上部板１０と下部板１１とに挟まれて積層される中間板を備え、中間板が切り欠き部と内部貫通孔を有することで、複数の通路６１毎に蒸気拡散路と毛細管流路とを備える。複数の通路６１毎に蒸気拡散路と毛細管流路とを備えることで、気化した冷媒が蒸気拡散路を拡散し、凝縮した冷媒が毛細管流路を還流する。この冷媒の拡散と還流によって通路６１は、熱を輸送する。
【０２０４】
なお、熱輸送部６０における通路６１の個数はいくつでも良く、製造上の容易性や耐久性などの面から決定されればよい。例えば、通路６１の幅や個数は、熱拡散部３との接触位置で定まってもよい。更に、通路６１を形成する境界６２は、熱輸送部６０の強度確保をも実現できる。
【０２０５】
また、溝６３は、通路６１の内部において設けられればよいので、上部板１０および下部板１１において設けられるだけでなく、境界６２において設けられてもよい。境界６２や側壁において溝６３が設けられる場合には、積層される複数の板部材の端面が削られていることで、複数の板部材同士が積層されると溝６３がそのまま形成されるようにすればよい。
【０２０６】
このように、実施の形態２における冷却装置は、熱拡散部３から伝わった熱を、効率的に熱輸送部６０によって輸送できる。
【０２０７】
（実施の形態３）
次に実施の形態３について説明する。実施の形態３では、熱輸送部４、６０が輸送した熱を放散する放熱部を備える装置（あるいはシステム）および冷却装置を含む電子機器と、を説明する。
【０２０８】
図１１は、本発明の実施の形態３における電子機器の内面図である。
【０２０９】
電子機器２００は、発熱体となる電子部品２０１が実装される基板と筐体２０２を有している。また、電子部品２０１に熱的に接触するよう冷却装置２０６が実装されている。なお、この冷却装置２０６は、実施の形態１〜２で説明した冷却装置のいずれかの構成を有する。
【０２１０】
冷却装置２０６の端部には、冷却ファン２０３が備えられている。電子部品２０１は、冷却装置２０６の端部に配置されている。すなわち、冷却装置２０６は、端部に熱拡散部を備えており、熱拡散部と厚み方向で積層される熱輸送部も備えている。熱輸送部は、一方の端部から他方の端部に向けて熱を輸送する。熱輸送部は、短手方向と長手方向とを有する平板状の部材であり、熱拡散部は、熱輸送部の短手方向に熱を拡散しつつ熱を熱輸送部に伝える。
【０２１１】
熱輸送部は、熱拡散部から伝導された熱を、電子部品２０１の配置位置と逆側の端部に輸送する。冷却ファン２０７は、輸送された熱を送風によって冷却する。このとき電子部品２０１は、例えばＬＥＤなどの小型の発光素子である。熱拡散部は、電子部品２０１から奪った熱を、熱輸送部の短手方向（第１方向）に広げるように拡散する。熱拡散部は、拡散した熱を熱輸送部に伝導する。このとき、熱拡散部の上部板と熱輸送部の下部板とが共通の部材で形成されていることで、熱拡散部は、熱輸送部へ効率的に熱を輸送できる。
【０２１２】
熱拡散部から伝わった熱を、熱輸送部は、端部であって冷却ファン２０７側の端部に輸送する。熱輸送部が輸送した熱は、冷却ファン２０７によって冷却される。冷却されることで、熱輸送部を移動した気化した冷媒は、凝縮して還流する。この凝縮と還流の繰り返しによって、熱輸送部は、熱拡散部からの熱を再び輸送できる。
【０２１３】
同様に、熱拡散部も、拡散した熱を熱輸送部に伝えることで、気化した冷媒が凝縮して還流する。この結果、再び発熱体から熱を奪い取って、第１方向に沿って熱を拡散する。
【０２１４】
このように、冷却装置２０６が実装された電子機器は、発熱体である電子部品２０１を冷却できるので、電子部品２０１の過度な発熱や過度な発熱による不具合を防止できる。
【０２１５】
電子機器の一例を図１２に示す。図１２は、本発明の実施の形態３における電子機器の斜視図である。電子機器２００は、カーテレビやパーソナルモニターなどの薄型、小型が要求される電子機器である。
【０２１６】
電子機器２００は、ディスプレイ２０３、発光素子２０４、スピーカ２０５を備えている。この電子機器２００の内部に冷却装置２０６が格納されており、発熱体の冷却を実現する。
【０２１７】
このような冷却装置２０６が使用されることにより、電子機器の小型化や薄型化を阻害せずに、発熱体の冷却が実現できる。すなわち冷却装置２０６は、発熱体からの熱を高速に輸送して冷却でき、発熱体の発熱を抑えることができる。
【０２１８】
このように考えると、冷却装置２０６は、ノートブックパソコン、携帯端末、コンピュータ端末などに実装されている放熱フィンや液冷装置などに置き換えられたり、自動車や産業機器のライト、エンジン、制御コンピュータ部に実装されている放熱フレームや冷却装置などに、好適に置き換えられたりすることが可能である。冷却装置２０６は、従来用いられている放熱フィンや放熱フレームよりも高い冷却能力を有するので、当然に小型化できる。更には発熱体へのフレキシブルな対応も可能であって、種々の電子部品を冷却対象にできる。結果として、冷却装置２０６は、広い適用範囲を有する。
【０２１９】
なお、実施の形態１〜３で説明された冷却装置や電子機器は、本発明の趣旨を説明する一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変形や改造を含む。また、冷却装置は、平板状であっても、湾曲状であっても、厚みのある立体状であってもよい。形状や外観が特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０２２０】
【図１】本発明の実施の形態１における冷却装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における冷却装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１における冷却装置の概念図である。
【図４】本発明の実施の形態１における冷却装置の概念図である。
【図５】本発明の実施の形態１における冷却装置の組み立て図である。
【図６】本発明の実施の形態１における熱拡散部が備える中間板の正面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における熱輸送部４が備える中間板の正面図である。
【図８】本発明の実施の形態１における熱輸送部４が備える中間板の正面図である。
【図９】本発明の実施の形態２における熱輸送部の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態２における熱輸送部の模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における電子機器の内面図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における電子機器の斜視図である。
【符号の説明】
【０２２１】
１    冷却装置
２    発熱体
３    熱拡散部
４    熱輸送部
５、１０    上部板
６、１１    下部板
７、１２    内部空間
８、１３    蒸気拡散路
９、１４    毛細管流路
１８、１９    中間板
【図１】
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【図２】
2010212623.tif 000004
【図３】
2010212623.tif 000005
【図４】
2010212623.tif 000006
【図５】
2010212623.tif 000007
【図６】
2010212623.tif 000008
【図７】
2010212623.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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