(57)【要約】本発明のベーパーチャンバーは、外縁領域が接合された対向する第１シート及び第２シートから構成される筐体と、上記筐体内の内部空間に封入された作動液と、上記第１シートの上記第２シートと対向する主面に設けられたウィックと、上記内部空間を維持するため、上記第２シートの上記第１シートと対向する主面に設けられた複数の支柱と、を備えるベーパーチャンバーであって、上記第１シートは、上記筐体の外縁領域の少なくとも一部において、上記第２シートとの接合部に向かって高さ方向に傾斜する傾斜部を有し、上記第１シートと上記第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、上記第１シートの上記傾斜部から続く上記接合部に接する領域における上記第２シートは、上記支柱に接する領域における上記第２シートと高さ方向で重なる位置にある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外縁領域が接合された対向する第１シート及び第２シートから構成される筐体と、
前記筐体内の内部空間に封入された作動液と、
前記第１シートの前記第２シートと対向する主面に設けられたウィックと、
前記内部空間を維持するため、前記第２シートの前記第１シートと対向する主面に設けられた複数の支柱と、を備えるベーパーチャンバーであって、
前記第１シートは、前記筐体の外縁領域の少なくとも一部において、前記第２シートとの接合部に向かって高さ方向に傾斜する傾斜部を有し、
前記第１シートと前記第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、前記第１シートの前記傾斜部から続く前記接合部に接する領域における前記第２シートは、前記支柱に接する領域における前記第２シートと高さ方向で重なる位置にある、ベーパーチャンバー。
【請求項２】
前記第１シートの前記傾斜部から続く前記接合部に接する前記第２シートの厚みが、前記支柱に接していない前記第２シートの厚みと同じである、請求項１に記載のベーパーチャンバー。
【請求項３】
前記第１シートの前記傾斜部から続く前記接合部に接する前記第２シートの厚みが、前記支柱に接する前記第２シートと該支柱との合計厚みと同じである、請求項１に記載のベーパーチャンバー。
【請求項４】
断面視において、前記第１シートの前記傾斜部の角度は、１°以上、１７°以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のベーパーチャンバー。
【請求項５】
前記第１シートは、前記筐体の外縁領域の全体において、前記傾斜部を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のベーパーチャンバー。
【請求項６】
前記第１シートの少なくとも前記傾斜部を外側から支持する支持部材をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のベーパーチャンバー。
【請求項７】
前記ウィックは、前記第１シートの内壁面とは反対側の表面に、メッシュ、不織布又は多孔体を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のベーパーチャンバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーパーチャンバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、素子の高集積化、高性能化による発熱量が増加している。また、製品の小型化が進むことで発熱密度が増加するため、放熱対策が重要となっている。この状況はスマートフォンやタブレットなどのモバイル端末でより顕著であり、熱設計が非常に困難になっている。熱対策部材としてはグラファイトシートなどが用いられているが、熱輸送量は充分ではない。  【０００３】
熱輸送能力が高い熱対策部材として、面状のヒートパイプであるベーパーチャンバーが挙げられる。ベーパーチャンバーは、全体としての見かけの熱伝導率が、銅やアルミニウム等の金属に対して数倍から数十倍程度に優れている。【０００４】
特許文献１〜３に開示されているように、ベーパーチャンバーは、一般的に、筐体の内部に、毛細管力によって作動液を輸送するウィックが設けられ、作動液が封入された構造を有する。上記作動液は、発熱素子からの熱を吸収する蒸発部において発熱素子からの熱を吸収してベーパーチャンバー内で蒸発し、気相となった作動液が凝縮部に移動し、冷却されて液相に戻る。液相に戻った作動液は、ウィックの毛細管力によって再び発熱素子側（蒸発部）に移動し、発熱素子を冷却する。このサイクルを繰り返すことにより、ベーパーチャンバーは外部動力を有することなく自立的に作動し、作動液の蒸発潜熱および凝縮潜熱を利用して、二次元的に高速で熱を拡散することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１５１９１６号
【特許文献２】特開２０１１−８５３１１号公報
【特許文献３】特開２０１６−５０７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図５は、特許文献１に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体の一例を模式的に示す断面図である。
特許文献１に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体においては、図５に示すように、どちらもカップ形状の第１シート１１ａと第２シート１２ａとが接合されている。【０００７】
図５に示す構造では、第１シート１１ａ及び第２シート１２ａがどちらも接合部付近で凹んで傾斜しているため、空洞が狭くなっている。空洞は気相となった作動液の経路であるため、接合部付近で空洞が狭くなると、均熱性能が低下してしまう。また、ベーパーチャンバーがたわんだ際には、第１シート１１ａ及び第２シート１２ａが傾斜している部分に応力が集中してしまう。【０００８】
図６は、特許文献２に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体の一例を模式的に示す断面図である。
特許文献２に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体においては、図６に示すように、凹部を有する皿状の第１シート１１ｂと、平板状の第２シート１２ｂとが接合されている。【０００９】
図７は、特許文献３に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体の一例を模式的に示す断面図である。
特許文献３に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体においては、図７に示すように、どちらも２層の第１シート１１ｃと第２シート１２ｃとが接合されている。第１シート１１ｃは平板状である。第２シート１２ｃも平板状であるが、中央部が凸状に塑性変形されている。【００１０】
図６及び図７に示す構造では、筐体を構成するいずれか一方のシートが９０度に曲げられているため、ベーパーチャンバーがたわんだ際には、９０度に曲げられたシートの角部に応力が集中してしまう。【００１１】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、筐体を構成するシート同士の接合部付近まで空洞を確保し、かつ、筐体に応力がかかりにくいベーパーチャンバー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】
【００１２】
本発明のベーパーチャンバーは、外縁領域が接合された対向する第１シート及び第２シートから構成される筐体と、上記筐体内の内部空間に封入された作動液と、上記第１シートの上記第２シートと対向する主面に設けられたウィックと、上記内部空間を維持するため、上記第２シートの上記第１シートと対向する主面に設けられた複数の支柱と、を備えるベーパーチャンバーであって、上記第１シートは、上記筐体の外縁領域の少なくとも一部において、上記第２シートとの接合部に向かって高さ方向に傾斜する傾斜部を有し、上記第１シートと上記第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、上記第１シートの上記傾斜部から続く上記接合部に接する領域における上記第２シートは、上記支柱に接する領域における上記第２シートと高さ方向で重なる位置にある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、筐体を構成するシート同士の接合部付近まで空洞を確保し、かつ、筐体に応力がかかりにくいベーパーチャンバーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、本発明の第２実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、特許文献１に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、特許文献２に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、特許文献３に記載のベーパーチャンバーを構成する筐体の一例を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のベーパーチャンバーについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【００１６】
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
以下の説明において、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明のベーパーチャンバー」という。
【００１７】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーでは、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する第２シートの厚みが、支柱に接していない第２シートの厚みと同じである。
【００１８】
図１は、本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。
図１に示すベーパーチャンバー１は、対向する第１シート１１Ａ及び第２シート１２Ａから構成される筐体１０Ａと、筐体１０Ａ内の内部空間に封入された作動液２０と、第１シート１１Ａの第２シート１２Ａと対向する主面に設けられたウィック３０と、第２シート１２Ａの第１シート１１Ａと対向する主面に設けられた複数の支柱４０とを備えている。筐体１０Ａは、内部に空洞１３を有しており、空洞１３を維持するために、第１シート１１Ａ及び第２シート１２Ａが支柱４０によって支持されている。第１シート１１Ａ及び第２シート１２Ａは、外縁領域において互いに接合され、封止されている。図１に示すベーパーチャンバー１では、ウィック３０は、第１シート１１Ａの内壁面に所定の間隔で配置された複数の凸部３１と、凸部３１上に配置されたメッシュ３２とを備えている。
【００１９】
図１に示すベーパーチャンバー１では、第１シート１１Ａは、筐体１０Ａの外縁領域の全体において、第２シート１２Ａとの接合部Ｘに向かって、第１シート１１Ａと第２シート１２Ａが対向する方向（高さ方向）に傾斜する傾斜部Ｙを有している。具体的には、第１シート１１Ａは、ウィック３０を配置するための底部Ｚから第２シート１２Ａとの接合部Ｘに向かって、空洞１３が広がるように高さ方向に傾斜する傾斜部Ｙを有している。図１中、第１シート１１Ａの底部Ｚの延長線と傾斜部Ｙとの間の角度を、第１シート１１Ａの傾斜部Ｙの角度θという。なお、底部Ｚの延長線とは、第１シート１１Ａの第２シート１２Ａと対向しない主面の展延する方向と同一方向である。また、第１シート１１Ａが第２シート１２Ａと対向しない主面において微妙な凹凸を有している場合にあっては、第１シート１１Ａの第２シート１２Ａと対向しない主面をベーパーチャンバー１の構成には含まれない平面に接地させて、当該平面と傾斜部Ｙとの間の角度によって傾斜部Ｙの角度θを得ることができる。
【００２０】
一方、第２シート１２Ａは、筐体１０Ａの外縁領域の全体において、第１シート１１Ａとの接合部に向かって高さ方向に実質的に傾斜していない。また、第１シート１１Ａの傾斜部Ｙから続く接合部Ｘに接する第２シート１２Ａの厚みは、支柱４０に接していない第２シート１２Ａの厚みと同じである。したがって、第１シート１１Ａの傾斜部Ｙから続く接合部Ｘに接する領域における第２シート１２Ａの外壁面の高さは、支柱４０に接する領域における第２シート１２Ａの外壁面の高さと一致している。
【００２１】
本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーにおいては、第１シートと第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートと高さ方向で重なる位置にあることを特徴としている。
【００２２】
本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーでは、図１に示すベーパーチャンバー１のように、第１シートと第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートの外壁面の高さが、支柱に接する領域における第２シートの外壁面の高さと一致していることが理想的であるが、高さ方向に沿って、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートの少なくとも一部と重なる位置にあればよい。
【００２３】
第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートと高さ方向で重なる位置にあると、図５に示す構造とは異なり、接合部付近まで気相の作動液が存在する第２シート側の空洞を広く確保することができるため、均熱性能を高くすることができる。さらに、接合部が平坦になりやすいため、気密性を高くすることができる。また、第１シートと第２シートとの間の距離が等しい場合、すなわち断面視した空洞の高さが等しい場合、図５に示す構造より第１シートが大きな傾斜部を有するため、気相の作動液が冷却されて液相となった際、傾斜部に沿ってウィックに戻りやすくなる。
【００２４】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るベーパーチャンバーでは、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する第２シートの厚みが、支柱に接する第２シートと該支柱との合計厚みと同じである。
【００２５】
図２は、本発明の第２実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。
図２に示すベーパーチャンバー２は、対向する第１シート１１Ｂ及び第２シート１２Ｂから構成される筐体１０Ｂと、筐体１０Ｂ内の内部空間に封入された作動液２０と、第１シート１１Ｂの第２シート１２Ｂと対向する主面に設けられたウィック３０と、第２シート１２Ｂの第１シート１１Ｂと対向する主面に設けられた複数の支柱４０とを備えている。筐体１０Ｂは、内部に空洞１３を有しており、空洞１３を維持するために、第１シート１１Ｂ及び第２シート１２Ｂが支柱４０によって支持されている。第１シート１１Ｂ及び第２シート１２Ｂは、外縁領域において互いに接合され、封止されている。図２に示すベーパーチャンバー２では、ウィック３０は、第１シート１１Ｂの内壁面に所定の間隔で配置された複数の凸部３１と、凸部３１上に配置されたメッシュ３２とを備えている。
【００２６】
図２に示すベーパーチャンバー２では、第１シート１１Ｂは、筐体１０Ｂの外縁領域の全体において、第２シート１２Ｂとの接合部Ｘに向かって高さ方向に傾斜する傾斜部Ｙを有している。具体的には、第１シート１１Ｂは、ウィック３０を配置するための底部Ｚから第２シート１２Ｂとの接合部Ｘに向かって、空洞１３が広がるように高さ方向に傾斜する傾斜部Ｙを有している。図２中、第１シート１１Ｂの底部Ｚの延長線と傾斜部Ｙとの間の角度を、第１シート１１Ｂの傾斜部Ｙの角度θという。なお、底部Ｚの延長線とは、第１シート１１Ｂの第２シート１２Ｂと対向しない主面の展延する方向と同一方向である。また、第１シート１１Ｂが第２シート１２Ｂと対向しない主面において微妙な凹凸を有している場合にあっては、第１シート１１Ｂの第２シート１２Ｂと対向しない主面をベーパーチャンバー２の構成には含まれない平面に接地させて、当該平面と傾斜部Ｙとの間の角度によって傾斜部Ｙの角度θを得ることができる。
【００２７】
一方、第２シート１２Ｂは、筐体１０Ｂの外縁領域の全体において、第１シート１１Ｂとの接合部に向かって高さ方向に実質的に傾斜していない。また、第１シート１１Ｂの傾斜部Ｙから続く接合部Ｘに接する第２シート１２Ｂの厚みは、支柱４０に接する第２シート１２Ｂと支柱４０との合計厚みと同じである。したがって、第１シート１１Ｂの傾斜部Ｙから続く接合部Ｘに接する領域における第２シート１２Ｂの外壁面の高さは、支柱４０に接する領域における第２シート１２Ｂの外壁面の高さと一致している。
【００２８】
本発明の第２実施形態に係るベーパーチャンバーにおいても、本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーと同様、第１シートと第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートと高さ方向で重なる位置にあることを特徴としている。
【００２９】
本発明の第２実施形態に係るベーパーチャンバーでは、図２に示すベーパーチャンバー２のように、第１シートと第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートの外壁面の高さが、支柱に接する領域における第２シートの外壁面の高さと一致していることが理想的であるが、高さ方向に沿って、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートの少なくとも一部と重なる位置にあればよい。
【００３０】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーでは、本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係るベーパーチャンバーのように第１シートが筐体の外縁領域の全体において傾斜部を有しているのではなく、第１シートが筐体の外縁領域の一部において傾斜部を有している。本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーでは、筐体の外縁領域の一部において、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートと高さ方向で重なる位置にあれば、筐体の外縁領域の他の部分において、第１シートが傾斜部を有していなくてもよいし、あるいは、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートと高さ方向で重なる位置にない部分が存在してもよい。
【００３１】
図３は、本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。
図３に示すベーパーチャンバー３は、対向する第１シート１１Ｃ及び第２シート１２Ｃから構成される筐体１０Ｃと、筐体１０Ｃ内の内部空間に封入された作動液２０と、第１シート１１Ｃの第２シート１２Ｃと対向する主面に設けられたウィック３０と、第２シート１２Ｃの第１シート１１Ｃと対向する主面に設けられた複数の支柱４０とを備えている。筐体１０Ｃは、内部に空洞１３を有しており、空洞１３を維持するために、第１シート１１Ｃ及び第２シート１２Ｃが支柱４０によって支持されている。第１シート１１Ｃ及び第２シート１２Ｃは、外縁領域において互いに接合され、封止されている。図３に示すベーパーチャンバー３では、ウィック３０は、第１シート１１Ｃの内壁面に所定の間隔で配置された複数の凸部３１と、凸部３１上に配置されたメッシュ３２とを備えている。
【００３２】
図３に示すベーパーチャンバー３では、第１シート１１Ｃは、筐体１０Ｃの外縁領域の一部（図３では図面左側の外縁領域）において、第２シート１２Ｃとの接合部Ｘに向かって高さ方向に傾斜する傾斜部Ｙを有している。具体的には、第１シート１１Ｃは、ウィック３０を配置するための底部Ｚから第２シート１２Ｃとの接合部Ｘに向かって、空洞１３が広がるように高さ方向に傾斜する傾斜部Ｙを有している。図３中、第１シート１１Ｃの底部Ｚの延長線と傾斜部Ｙとの間の角度を、第１シート１１Ｃの傾斜部Ｙの角度θという。なお、底部Ｚの延長線とは、第１シート１１Ｃの第２シート１２Ｃと対向しない主面の展延する方向と同一方向である。また、第１シート１１Ｃが第２シート１２Ｃと対向しない主面において微妙な凹凸を有している場合にあっては、第１シート１１Ｃの第２シート１２Ｃと対向しない主面をベーパーチャンバー３の構成には含まれない平面に接地させて、当該平面と傾斜部Ｙとの間の角度によって傾斜部Ｙの角度θを得ることができる。
【００３３】
一方、第２シート１２Ｃは、筐体１０Ｃの外縁領域のうち、第１シート１１Ｃの傾斜部Ｙから続く接合部Ｘに接する部分において、第１シート１１Ｃとの接合部に向かって高さ方向に実質的に傾斜していない。また、第１シート１１Ｃの傾斜部Ｙから続く接合部Ｘに接する第２シート１２Ｃの厚みは、支柱４０に接していない第２シート１２Ａの厚みと同じである。したがって、第１シート１１Ｃの傾斜部Ｙから続く接合部Ｘに接する領域における第２シート１２Ｃの外壁面の高さは、支柱４０に接する領域における第２シート１２Ｃの外壁面の高さと一致している。筐体１０Ｃの外縁領域の他の部分（図３では図面右側の外縁領域）においては、第２シート１２Ｃの外壁面の高さが一致していない部分が存在する。
【００３４】
本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーにおいても、本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーと同様、第１シートと第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートと高さ方向で重なる位置にあることを特徴としている。
【００３５】
本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーでは、図３に示すベーパーチャンバー３のように、第１シートと第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートの外壁面の高さが、支柱に接する領域における第２シートの外壁面の高さと一致していることが理想的であるが、高さ方向に沿って、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する領域における第２シートが、支柱に接する領域における第２シートの少なくとも一部と重なる位置にあればよい。
【００３６】
本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーにおいては、本発明の第１実施形態のように、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する第２シートの厚みが、支柱に接していない第２シートの厚みと同じであってもよいし、本発明の第２実施形態のように、第１シートの傾斜部から続く接合部に接する第２シートの厚みが、支柱に接する第２シートと該支柱との合計厚みと同じであってもよい。
【００３７】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、筐体の形状は、特に限定されない。例えば、筐体の平面形状（図１〜図３において図面上側から見た形状）は、三角形または矩形などの多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状などが挙げられる。
【００３８】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、筐体を構成する第１シートと第２シートとは、端部が一致するように重なっていてもよいし、端部がずれて重なっていてもよい。
【００３９】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シート及び第２シートを構成する材料は、ベーパーチャンバーとして用いるのに適した特性、例えば熱伝導性、強度、柔軟性などを有するものであれば、特に限定されない。第１シート及び第２シートを構成する材料は、好ましくは金属であり、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、マグネシウム、チタン、鉄など、またはそれらを主成分とする合金などが挙げられる。第１シート及び第２シートを構成する材料は、銅であることが特に好ましい。
【００４０】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シートを構成する材料と、第２シートを構成する材料は異なっていてもよい。例えば、強度の高い材料を第１シートに用いることにより、筐体にかかる応力を分散させることができる。また、両者の材料を異なるものとすることにより、一方のシートで一の機能を得、他方のシートで他の機能を得ることができる。上記の機能としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導機能、電磁波シールド機能等が挙げられる。
【００４１】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シート及び第２シートの厚みは特に限定されないが、第１シート及び第２シートが薄すぎると、筐体の強度が低下して変形が起こりやすくなる。そのため、第１シート及び第２シートの厚みは、それぞれ２０μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましい。一方、第１シート及び第２シートが厚すぎると、ベーパーチャンバー全体の薄型化が困難になる。そのため、第１シート及び第２シートの厚みは、それぞれ２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましい。第１シート及び第２シートの厚みは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
なお、ウィックを構成する凸部が第１シートと一体である場合、第１シートの厚みは、凸部に接していない部分の厚みとする。また、支柱が第２シートと一体である場合、第２シートの厚みは、支柱に接していない部分の厚みとする。
【００４２】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シートの厚みは、一定であってもよいし、厚い部分と薄い部分が存在していてもよい。同様に、第２シートの厚みは、一定であってもよいし、厚い部分と薄い部分が存在していてもよい。また、支柱に接していない部分の第２シートは、筐体の内側に凹んでいてもよい。
【００４３】
本発明のベーパーチャンバーでは、断面視において、第１シートの傾斜部の角度（図１、図２及び図３中、θで示す角度）は、１°以上、１７°以下であることが好ましい。
第１シートの傾斜部の角度が小さすぎると、気相の作動液の還流が悪化するため、ベーパーチャンバーの温度が上昇しやすくなる。一方、第１シートの傾斜部の角度が大きすぎると、接合部にかかる応力が大きくなるため、第１シートと第２シートの接合部が剥がれてしまい、リークが生じやすくなる。第１シートの傾斜部の角度を１°以上、１７°以下にすることにより、ベーパーチャンバーの温度上昇を抑えつつ、接合部にかかる応力を緩和させることができる。
【００４４】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、作動液は、筐体内の環境下において気−液の相変化を生じ得るものであれば特に限定されず、例えば、水、アルコール類、代替フロン等を用いることができる。作動液は、水性化合物であることが好ましく、水であることがより好ましい。
【００４５】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、ウィックは、毛管圧力により作動液を移動させることができる毛細管構造を有する限り、特に限定されない。ウィックの毛細管構造は、従来のベーパーチャンバーに用いられている公知の構造であってもよい。毛細管構造としては、細孔、溝、突起などの凹凸を有する微細構造、例えば、多孔構造、繊維構造、溝構造、網目構造などが挙げられる。
【００４６】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、ウィックは、筐体の内部に、蒸発部から凝縮部まで連続して設けられることが好ましい。ウィックの少なくとも一部は、筐体と一体であってもよい。
【００４７】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、ウィックは、第１シートの内壁面とは反対側の表面に、メッシュ、不織布又は多孔体を備えていてもよい。例えば、ウィックは、第１シートの内壁面に所定の間隔で配置された複数の凸部と、上記凸部上に配置されたメッシュ、不織布又は多孔体とを備えていてもよいし、第１シートの内壁面に直接配置されたメッシュ、不織布又は多孔体を備えていてもよい。
上述のように、本発明のベーパーチャンバーでは、第１シートが傾斜部を有しているため、ウィックを構成するメッシュ、不織布又は多孔体の位置がずれた場合であっても、傾斜部に沿って元の位置に戻りやすいため、ウィックの位置ずれを防止することができる。
【００４８】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、ウィックが第１シートの内壁面に複数の凸部を備える場合、凸部間に作動液を保持することができるため、ベーパーチャンバーの熱輸送能力を向上させることができる。
本明細書において、凸部とは、周囲よりも相対的に高さが高い部分をいい、内壁面から突出した部分に加え、内壁面に形成された凹部、例えば溝などにより相対的に高さが高くなっている部分も含む。
【００４９】
凸部の形状は、特に限定されないが、例えば、円柱形状、角柱形状、円錐台形状、角錐台形状などが挙げられる。また、凸部の形状は、壁状であってもよく、すなわち、隣接する凸部の間に溝が形成されるような形状であってもよい。
【００５０】
凸部は、第１シートと一体であってもよく、例えば、第１シートの内壁面をエッチング加工すること等により形成されていてもよい。
【００５１】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、支柱は、第１シート及び第２シートを内側から支持している。支柱を筐体の内部に配置することにより、筐体の内部が減圧された場合、筐体外部からの外圧が加えられた場合などに筐体が変形することを抑制することができる。なお、支柱は、直接第１シート又は第２シートに接して支持してもよいし、他の部材、例えばウィックなどを介して支持してもよい。
【００５２】
支柱の形状は、特に限定されないが、例えば、円柱形状、角柱形状、円錐台形状、角錐台形状などが挙げられる。
【００５３】
支柱の配置は、特に限定されないが、好ましくは均等に、例えば支柱間の距離が一定となるように格子点状に配置される。支柱を均等に配置することにより、ベーパーチャンバー全体にわたって均一な強度を確保することができる。
【００５４】
支柱は、第２シートと一体であってもよく、例えば、第２シートの内壁面をエッチング加工すること等により形成されていてもよい。
【００５５】
本発明のベーパーチャンバーを製造する方法は、上記の構成を得られる方法であれば特に限定されない。例えば、ウィックを配置した第１シートと支柱を配置した第２シートとを重ね合わせ、作動液を封入するための開口部を残して接合し、開口部から作動液を筐体内に入れ、次いで、開口部を封止することにより得ることができる。
【００５６】
第１シート及び第２シートの接合方法は、特に限定されないが、例えば、レーザー溶接、抵抗溶接、拡散接合、ロウ接、ＴＩＧ溶接（タングステン−不活性ガス溶接）、超音波接合、樹脂封止などが挙げられる。これらのなかでは、レーザー溶接、抵抗溶接またはロウ接が好ましい。
【００５７】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーは、第１シートの少なくとも傾斜部を外側から支持する支持部材をさらに備えている。
【００５８】
本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーでは、例えば、図１、図２又は図３に示すベーパーチャンバーが支持部材を備えている。
【００５９】
図４は、本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。
図４に示すベーパーチャンバー４は、筐体１０Ａと、作動液２０と、ウィック３０と、複数の支柱４０と、支持部材５０とを備えている。図４に示すベーパーチャンバー４では、図１に示すベーパーチャンバー１が支持部材５０を備えていると言える。
【００６０】
図４に示すベーパーチャンバー４では、支持部材５０は、第１シート１１Ａの接合部Ｘ及び傾斜部Ｙを外側から支持する枠体である。
【００６１】
本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーにおいては、支持部材が第１シートの少なくとも傾斜部を外側から支持する限り、支持部材の形状は特に限定されないが、第１シートの傾斜部との隙間を埋める形状であることが好ましい。
【００６２】
本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーにおいて、支持部材は、枠体であってもよいし、板状体であってもよい。
支持部材が枠体である場合、支持部材は、第１シートの傾斜部のみを支持してもよいし、第１シートの接合部及び傾斜部を支持してもよい。
支持部材が板状体である場合、支持部材は、第１シートの底部及び傾斜部を支持することが好ましく、第１シートの底部及び傾斜部に加えて接合部を支持してもよい。
【００６３】
本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーにおいて、支持部材を構成する材料は、第１シート及び第２シートを構成する材料よりも熱伝導率の低い材料であることが好ましい。この場合、ベーパーチャンバーの外側に配置される部材へ熱が伝わりにくくなる。
【００６４】
本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーにおいて、支持部材を構成する材料としては、例えば、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ３０４など）、アルミニウム、樹脂などが挙げられる。
【００６５】
［その他の実施形態］
本発明のベーパーチャンバーは、上記実施形態に限定されるものではなく、ベーパーチャンバーの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００６６】
例えば、本発明のベーパーチャンバーは、第２シートの第１シートと対向する主面にウィックを備えていてもよい。この場合、支柱は、第２シートに直接接触せず、上記ウィックを介して第２シートを支持してもよい。
【００６７】
本発明のベーパーチャンバーは、上記のように熱輸送能力および熱拡散能力が高いので、放熱デバイスとして好適に用いられる。
【００６８】
また、本発明のベーパーチャンバーは、小型化、特に薄型化に有利であるため、小型化が要求される機器、例えば電子機器における利用に適している。
【符号の説明】
【００６９】
１，２，３，４  ベーパーチャンバー
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  筐体
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ  第１シート
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ  第２シート
１３  空洞
２０  作動液
３０  ウィック
３１  凸部
３２  メッシュ
４０  支柱
５０  支持部材
Ｘ  接合部
Ｙ  傾斜部
Ｚ  底部
θ  第１シートの傾斜部の角度
【図１】
2020026908.tif 000003
【図２】
2020026908.tif 000004
【図３】
2020026908.tif 000005
【図４】
2020026908.tif 000006
【図５】
2020026908.tif 000007
【図６】
2020026908.tif 000008
【図７】
2020026908.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月4日(2020.3.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外縁領域が接合された対向する第１シート及び第２シートから構成される筐体と、
前記筐体内の内部空間に封入された作動液と、
前記第１シートの前記第２シートと対向する主面に設けられたウィックと、
前記内部空間を維持するため、前記第２シートの前記第１シートと対向する主面に設けられた複数の支柱と、を備えるベーパーチャンバーであって、
前記第１シートは、前記筐体の外縁領域の少なくとも一部において、前記第２シートとの接合部に向かって高さ方向に傾斜する傾斜部を有し、
前記第１シートと前記第２シートが対向する方向に直交する方向に断面視して、前記第１シートの前記傾斜部から続く前記接合部に接する領域における前記第２シートは、前記支柱に接する領域における前記第２シートと高さ方向で重なる位置にあり、
前記第１シートの前記傾斜部から続く前記接合部に接する前記第２シートの厚みが、前記支柱に接する前記第２シートと該支柱との合計厚みと同じである、ベーパーチャンバー。
【請求項２】
断面視において、前記第１シートの前記傾斜部の角度は、１°以上、１７°以下である、請求項１に記載のベーパーチャンバー。
【請求項３】
前記第１シートは、前記筐体の外縁領域の全体において、前記傾斜部を有する、請求項１又は２に記載のベーパーチャンバー。
【請求項４】
前記第１シートの少なくとも前記傾斜部を外側から支持する支持部材をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載のベーパーチャンバー。
【請求項５】
前記ウィックは、前記第１シートの内壁面とは反対側の表面に、メッシュ、不織布又は多孔体を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のベーパーチャンバー。
【国際調査報告】
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