(57)【要約】【課題】  外力を吸収することができ、設計の自由度を高めることができる熱輸送装置及びこれを搭載した電子機器を提供すること。【解決手段】  本発明に係る熱輸送装置１０は、気相管３及び液相管４が、多数の箇所３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ等で曲げられて構成されているので、蒸発器１と凝縮器２とが互いに弾発することが可能となる。つまり、気相管３及び液相管４がバネの機能を果たし、蒸発器１及び凝縮器２に加わる力を吸収することができる。【選択図】図１
2006125718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体の蒸発作用により発熱体からの熱を吸収する蒸発器と、
前記作動流体の凝縮作用により熱を放熱する凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器との相対的な位置が可変するように弾性的に前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、該蒸発器と凝縮器との間で前記作動流体を流通させる流通管と
を具備することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の熱輸送装置であって、
前記流通管は、
少なくとも３箇所で曲げられるように形成され、前記蒸発器で蒸発した作動流体を前記凝縮器へ流通させる気相管と、
少なくとも３箇所で曲げられるように形成され、前記凝縮器で凝縮した作動流体を前記蒸発器へ流通させる液相管と
を有することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項３】
請求項２に記載の熱輸送装置であって、
前記気相管は、
第１の方向に延設された第１の部分と、
前記第１の方向とはほぼ逆方向の第２の方向に延設された第２の部分と
を有することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項４】
請求項２に記載の熱輸送装置であって、
前記気相管は、
第１の面内で、第１の方向に延設された第１の部分と、
ほぼ前記第１の面内で、前記第１の方向とは異なる第２の方向に延設された第２の部分と、
前記第１の面内とは異なる第２の面内で延設された第３の部分と
を有することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項５】
請求項１に記載の熱輸送装置であって、
前記流通管は、
少なくとも一部がコイル状に形成され、前記蒸発器で蒸発した作動流体を前記凝縮器へ流通させる気相管と、
少なくとも一部がコイル状に形成され、前記凝縮器で凝縮した作動流体を前記蒸発器へ流通させる液相管と
を有することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項６】
請求項１に記載の熱輸送装置であって、
前記流通管は、
金属でかつ外径が１ｍｍ〜２ｍｍでなり、前記蒸発器で蒸発した作動流体を前記凝縮器へ流通させる気相管と、
金属でかつ外径が１ｍｍ〜２ｍｍでなり、前記凝縮器で凝縮した作動流体を前記蒸発器へ流通させる液相管と
を有することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項７】
請求項１に記載の熱輸送装置であって、
前記流通管は、
金属でかつ肉厚が０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍでなり、前記蒸発器で蒸発した作動流体を前記凝縮器へ流通させる気相管と、
金属でかつ肉厚が０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍでなり、前記凝縮器で凝縮した作動流体を前記蒸発器へ流通させる液相管と
を有することを特徴とする熱輸送装置。
【請求項８】
発熱体と、
作動流体の蒸発作用により前記発熱体からの熱を吸収する蒸発器と、
前記作動流体の凝縮作用により熱を放熱する凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器との相対的な位置が可変するように弾性的に前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、該蒸発器と凝縮器との間で前記作動流体を流通させる流通管と
を具備することを特徴とする電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の熱輸送装置であって、
前記発熱体はＣＣＤであることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動流体の蒸発及び凝縮作用によって発熱体から発生する熱を輸送する熱輸送装置及びこの熱輸送装置を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣ（Personal Computer）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放熱部に輸送するデバイスとして、従来からヒートパイプやＣＰＬ（Capillary Pumped Loop）等が用いられている。これらの熱輸送デバイスは、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気相の作動流体が、低温の放熱部へ移動し、その放熱部で凝縮して液体になって熱を放出するものであり、これにより、発熱体が冷却される。
【０００３】
ヒートパイプは、銅等の金属でなるパイプ状のコンテナに冷媒となる作動流体が収容され、パイプ内部に設けられた毛細管力を発生させるウィックによって作動流体にポンプ力を発生させている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
ＣＰＬはヒートパイプの原理を用いた熱輸送装置で、その形状はパイプ状のものに限られない。例えば、ＣＰＬには、蒸発器と凝縮器とが物理的に分離され、蒸発器と凝縮器とが、気相の作動流体が流通する気相管と液相の作動流体が流通する液相管とによって接続された装置がある（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２５１０８０号公報（段落[００３１]、図８）
【特許文献１】特開２００４−０２８４４４号公報（段落[００２５]、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような熱輸送デバイスを電子機器に搭載する場合、電子機器内の各部品の配置構造によっては、ヒートパイプのパイプが曲げられて電子機器内に配置される場合がある。しかしながら、ヒートパイプでは、パイプの曲げによる性能劣化が著しく、また内部にウィックを持つために、曲げの曲率を大きくすることができない。また、パイプの径も数ｍｍ以上が必要であるために、剛性が高くフレキシビリティ（外力に対する変形のしやすさ）を持たせることができない。このような理由から、対象とする発熱部及び放熱部に、意図的もしくは偶発的な相対変位がある場合、熱輸送デバイスあるいは冷却しようとする発熱体に大きな負荷がかかり、どちらか、もしくは双方に性能劣化や破損を引き起こす可能性がある。
【０００６】
一方、熱輸送デバイスにフレキシビリティを持たせるために、デバイスの材料としてゴムやプラスチック等の樹脂材料を用いることも考えられる。しかし、これら作動流体の相変化により熱を輸送するデバイスにおいては、一般に内部は大気圧以下に減圧され、高レベルの気密性を保つ必要がある。このため、現状では、ゴム、プラスチック等の材質は、素材のリーク性能の限界があることから使用できない。したがって、デバイスの材料として、流路を含む構造体はガラス、金属、セラミックスなどの緻密で高剛性な材料が用いられることが望ましい。
【０００７】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外力を吸収することができ、設計の自由度を高めることができる熱輸送装置及びこれを搭載し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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱輸送装置は、作動流体の蒸発作用により発熱体からの熱を吸収する蒸発器と、前記作動流体の凝縮作用により熱を放熱する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との相対的な位置が可変するように弾性的に前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、該蒸発器と凝縮器との間で前記作動流体を流通させる流通管とを具備する。
【０００９】
本発明では、蒸発器と凝縮器との相対的な位置が可変するように弾性的に蒸発器と凝縮器とを接続する流通管が設けられているので、熱輸送装置に加わる外力を吸収することができる。これにより、例えば熱輸送装置が電子機器に搭載される場合に、設計の自由度を高めることができる。また、例えば蒸発器と発熱体とが熱伝導性を有するグリスやシート等を介して接触させる場合、適正な大きさの接触圧が得られないと、接触部分で熱抵抗が大きくなってしまい、熱輸送能力が低下するおそれがある。凝縮器と放熱部材等との接触についても同様のことが言える。しかしながら、本発明によれば、設計の自由度が高いので、そのような熱輸送能力の低下を防止することができる。さらに、従来においてそのような接触不具合による熱抵抗の増加を解消するために、熱輸送装置や発熱体との寸法管理、あるいは両者の相対配置を厳しくしなければならずコストアップの問題があったが、本発明によればそのような問題を回避できる。
【００１０】
蒸発器と凝縮器との相対位置が可変する場合の互いの方向または傾きは、どの方向または傾きであってもよい。また、その場合に、いずれか一方向の変位が可変、または、所定の方向での傾きが可変であってもよい。あるいは、いずれか二方向以上の変位が可変、または二方向以上での傾きが可変であってもよい。
【００１１】
流通管は、気相及び液相の作動流体が流通するそれぞれの管で少なくとも構成される。流通管は、ドライアウト防止のための予備管がさらに加えられて構成されていてもよい。ドライアウトとは、熱輸送装置が備える作動流体のほぼ全部、または所定の量より多い量が、発熱体の熱により蒸発してしまい、熱輸送能力が低下してしまうことをいう。
【００１２】
発熱体としては、例えばＩＣチップや抵抗等の電子部品、あるいは放熱フィン（ヒートシンク）等が挙げられるが、これらに限られず発熱するものなら何でもよい。以下、同様である。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記流通管は、少なくとも３箇所で曲げられるように形成され、前記蒸発器で蒸発した作動流体を前記凝縮器へ流通させる気相管と、少なくとも３箇所で曲げられるように形成され、前記凝縮器で凝縮した作動流体を前記蒸発器へ流通させる液相管とを有する。これにより、外力による気相管の弾性変位量を極力大きくすることができ、蒸発器と凝縮器との相対変位量を極力大きくすることが可能となる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記気相管は、第１の方向に延設された第１の部分と、前記第１の方向とはほぼ逆方向の第２の方向に延設された第２の部分とを有する。例えば、気相管が、このような第１の部分と第２の部分とが交互にそれぞれ複数連続して有していれば、ベローズ状の気相管が形成される。これにより、蒸発器と凝縮器との変位量をより大きくすることができ、フレキシブル性を高めることができる。液相管も気相管と同様な構成とすることができる。
【００１５】
気相管及び液相管のうち少なくとも一方が、第１の方向に延設された第１の部分と、前記第１の方向とはほぼ逆方向の第２の方向に延設された第２の部分とを有していてもよい。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記気相管は、第１の面内で、第１の方向に延設された第１の部分と、ほぼ前記第１の面内で、前記第１の方向とは異なる第２の方向に延設された第２の部分と、前記第１の面内とは異なる第２の面内で延設された第３の部分とを有する。すなわち気相管が３次元的に延設されることにより、よりフレキシブル性を高めることができる。特に、気相管の当該各部分の３次元的な配置が適宜設計されることで、蒸発器及び凝縮器の最適な方向または角度での変位を設計できるようになる。液相管も気相管と同様な構成とすることができる。
【００１７】
気相管及び液相管のうち少なくとも一方が、第１の面内で、第１の方向に延設された第１の部分と、ほぼ前記第１の面内で、前記第１の方向とは異なる第２の方向に延設された第２の部分と、前記第１の面内とは異なる第２の面内で延設された第３の部分とを有していてもよい。
【００１８】
本発明の一の形態によれば、前記流通管は、少なくとも一部がコイル状に形成され、前記蒸発器で蒸発した作動流体を前記凝縮器へ流通させる気相管と、少なくとも一部がコイル状に形成され、前記凝縮器で凝縮した作動流体を前記蒸発器へ流通させる液相管とを有する。これにより、気相管及び液相管がコイルバネのように作用し、さらにフレキシブルになる。液相管も気相管と同様な構成とすることができる。
【００１９】
本発明の一の形態によれば、前記流通管は、金属でかつ外径が１ｍｍ〜２ｍｍでなり、前記蒸発器で蒸発した作動流体を前記凝縮器へ流通させる気相管と、金属でかつ外径が１ｍｍ〜２ｍｍでなり、前記凝縮器で凝縮した作動流体を前記蒸発器へ流通させる液相管とを有する。流通管が金属であることにより、作動流体の耐リーク性が向上する。外径が１ｍｍより小さくなると、金属であっても曲げ等の剛性が小さくなり耐リーク性が悪化するからである。外径が２ｍｍより大きくなると、金属であることから高剛性となってしまい、気相管のフレキシブル性が低下する。つまり、本発明では、耐リーク性、及び気相管と液相管の弾発性を適正に確保することができる。このことは、気相管及び液相管の肉厚についても言え、その肉厚は０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍであることが好ましい。なお、肉厚とは、その材料が詰まった部分での壁の厚さである。
【００２０】
本発明に係る電子機器は、発熱体と、作動流体の蒸発作用により前記発熱体からの熱を吸収する蒸発器と、前記作動流体の凝縮作用により熱を放熱する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器との相対的な位置が可変するように弾性的に前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、該蒸発器と凝縮器との間で前記作動流体を流通させる流通管とを具備する。
【００２１】
本発明では、蒸発器と凝縮器との相対的な位置が可変するように弾性的に蒸発器と凝縮器とを接続する流通管が設けられているので、熱輸送装置に加わる外力を吸収することができる。これにより、熱輸送装置が電子機器に搭載される場合に、設計の自由度を高めることができる。電子機器としては、コンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）、電子辞書、カメラ、ディスプレイ装置、オーディオ機器、携帯電話、その他の電化製品等が挙げられる。以下、同様である。
【００２２】
本発明の一の形態によれば、前記発熱体はＣＣＤ（Charge Coupled Device）である。本発明では、蒸発器と凝縮器との相対位置のフレキシビリティを確保できるので、ＣＣＤにかかる外力を吸収することができる。発熱体が、半導体を用いた素子である場合、一般的に、温度が高くなるとノイズが増える傾向にある。半導体素子の中でもＣＣＤは、画像を生成する素子であるため特にその作用が顕著に表れ、本発明が適用されると非常に効果的である。さらに、ＣＣＤの場合、そのＣＣＤに光を導くためのレンズ等の光学系が配置されるため、ＣＣＤと光学系との配置の誤差の許容範囲が非常に厳しいものである。しかしながら、本発明によれば、フレキシブル性が高いため、容易にＣＣＤと光学系とを所定の配置に合わせ込むことができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明によれば、熱輸送装置にかかる外力を吸収することができ、設計の自由度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。図２は、図１に示す熱輸送装置１０の断面図である。
【００２６】
この熱輸送装置１０は、内部に収容された作動流体を蒸発させて図示しない発熱体の熱を吸収する蒸発器１と、蒸発した作動流体を凝縮して熱を放出する凝縮器２とを備えている。蒸発器１と凝縮器２との間には、蒸発器１で蒸発した作動流体を凝縮器２に流通させる気相管３と、凝縮器２で凝縮した作動流体を蒸発器１に流通させる液相管４とが接続されている。作動流体としては、例えば純水、エタノール等が用いられている。
【００２７】
図２に示すように、蒸発器１は、矩形の上部基板１１と下部基板１２とで構成されている。上部基板１１はガラスでなり、例えばパイレックス（登録商標）ガラスが用いられている。一方、下部基板１２はシリコンでなる。上部基板１１及び下部基板１２には、それぞれの基板１１及び１２が互いに対面する側に、作動流体の流路となる溝１１ａ、１２ｂが設けられ、さらに下部基板１２には、ドライアウト防止のために作動流体が貯溜されるリザーバ１２ａが設けられている。これらの溝１１ａ、１２ｂ及びリザーバ１２ａは、例えば半導体製造におけるフォトリソグラフィ技術、または、切削加工等によって作製される。蒸発器１や凝縮器２は、ガラス及びシリコン以外の材料、例えば銅、ステンレス等の金属材料を用いても、本実施の形態に係る気相管３及び液相管４が備えられていることにより、後述する効果と同様の効果を得ることができる。
【００２８】
凝縮器２は、蒸発器１と同様に、矩形の上部基板１３と下部基板１４とで構成されている。上部基板１３はガラスでなり、例えばパイレックス（登録商標）ガラスが用いられている。一方、下部基板１４はシリコンでなる。上部基板１３及び下部基板１４には、それぞれの基板１３及び１４が互いに対面する側に、作動流体の流路となる溝１３ａ、１４ａが設けられ、これらの溝１３ａ、１４ａは、例えばフォトリソグラフィ技術、または、切削加工等によって作製される。また、凝縮器２の上部基板１３には、作動流体の注入孔１３ｂが形成されている。この注入孔１３ｂは、例えば銅やアルミニウム等の金属でなる図示しない蓋により覆われ、凝縮器２の内部が気密状態とされている。
【００２９】
各上部基板１１及び１３のそれぞれの側部には、上記気相管３の一端３ｘ及び他端３ｙを接続する穴状の接続部１１ｂ及び１３ｃがそれぞれ設けられている。気相管３や液相管４は、例えばアルミニウム、銅、またはステンレス等の金属でなる。気相管３と接続部１１ｂ及び１３ｃは、例えば陽極接合、半田接合等によって接合される。液相管４も気相管３と同様に穴状の接続部１１ｂ及び１３ｃに接続されている。各接続部１１ｂ及び１３ｃは、各溝１１ａ、１４ａ等にそれぞれ連通しており、これにより、気相管３及び液相管４を介して、蒸発器１及び凝縮器２との間で作動流体が循環することができるようになっている。
【００３０】
図１及び図２に示すように、気相管３は、その一端３ｘから蒸発器１の側面から水平方向に突出し、符号３ａの部分で直角に下方に曲げられ、符号３ｂの部分でさらに直角に水平方向に曲げられている。さらに気相管３は、符号３ｃの部分で直角に下方に曲げられ、符号３ｂ−３ｃの部分で流通する作動流体の流通方向とは逆方向に当該作動流体に流通するように、符号３ｄの部分で直角に水平に曲げられている。さらに気相管３は、符号３ｅの部分で直角に下方に曲げられ、符号３ｆの部分で水平に曲げられて凝縮器２に他端３ｙが接続されている。液相管４も、気相管３と同様に、符号４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ及び４ｆで曲げられて気相管３と対称的な構成を有している。
【００３１】
以上のように構成された熱輸送装置１０の動作について説明する。ここでは、蒸発器１の下部基板１３の下面側に、図示しないＩＣチップ等の発熱体が接触して設けられている場合について説明する。
【００３２】
発熱体が発する熱は下部基板１２に伝えられ、この熱によりリザーバ１２ａやその他下部基板１２に設けられた図示しない貯溜部にある作動流体の一部が蒸発する。蒸発した作動流体は、気相管３を流通し、凝縮器２内の流路に流入する。凝縮器２内に流入した作動流体は、溝１４ａ等を流通することにより、熱を上部基板１３や下部基板１４に伝えて凝縮する。上部基板１３や下部基板１４に伝達された熱は、凝縮器２の外部に放出される。凝縮した作動流体は、液相管４を流通し、蒸発器１内の流路に流入し、例えば溝１１ａ等で作動流体に発生する毛細管力によって作動流体は元の位置に戻る。このように、発熱体の熱を凝縮器２側へ輸送し、以上のような動作が繰り返されることで、発熱体が発する熱を凝縮器２の外部に放出して発熱体を冷却することができる。
【００３３】
本実施の形態に係る熱輸送装置では、上述したように、気相管３及び液相管４が、多数の箇所で曲げられて構成されているので、蒸発器１と凝縮器２とが互いに弾発することが可能となる。つまり、図３に示すように、気相管３及び液相管４がバネの機能を果たし、蒸発器１及び凝縮器２に加わる力を吸収することができる。
【００３４】
図３では、例えばこの熱輸送装置１０の蒸発器１に下向きの力が加えられた場合に、図中、一点鎖線で示すように、蒸発器１、気相管３及び液相管４は下方に撓むようになる。その下向きの押圧力が解除されると、蒸発器１、気相管３及び液相管４は、気相管３及び液相管４のバネ力により実線で示す元の位置に戻る。このような気相管３等の曲げの部分は３箇所以上あることが好ましい。３箇所以上とすることで、外力による気相管３及び液相管４の弾性変位量を極力大きくすることができ、バネの機能を果たすようになる。
【００３５】
また、図４に示すように、気相管３または液相管４の外径ａが１ｍｍ〜２ｍｍで、肉厚ｂが０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍに構成されることが好ましい。このようにすることにより、作動流体の耐リーク性及び管３、４の弾発性を適正に確保することができる。また、管３及び４の材質についても、ヤング率が小さな物が使用されることで、剛性値を小さくすることができる。
【００３６】
さらに、気相管３等は、例えば、Ｘ−Ｚ平面内に延設された３ａ−３ｃの部分及び３ｃ−３ｄの部分等と、そのＸ−Ｚ平面に垂直方向であるＹ方向に延設された３ｘ−３ａの部分及び３ｆ−３ｙの部分等とを有している。つまり、気相管３等は、Ｘ、Ｙ，Ｚ方向で３次元的に延設されている。これにより、さらにフレキシブル性を高めることができる。特に、本実施の形態では、３ｃ−３ｃの部分及び３ｄ−３ｆの部分が形成されることにより、気相管３等にＺ方向の弾性を持たせることができる。つまり、このような気相管３等の形状に限らず、気相管３等の各部分の３次元的な配置が適宜設計されることで、蒸発器１及び凝縮器２の最適な方向または角度での変位を設計できるようになる。
【００３７】
図５は、上記熱輸送装置１０が実際に使用され電子機器内に組み込まれるときの斜視図を示している。例えば、電子機器の製造過程において、作業者が手作業で熱輸送装置１０を電子機器内に組み込む場面を想定する。図に示すように、発熱体１６と、例えばヒートシンク等の放熱部材１７とが図示しない電子機器内に配置されている。これら発熱体１６及び放熱部材１７は、例えば、電子機器に固定で搭載されているものとする。
【００３８】
最初に、作業者は熱伝導性のシートあるいは熱伝導性のグリス１８を介して、凝縮器２を放熱部材１７に取り付ける。このとき、熱伝導性をよくするため、例えば電子機器に固定の板バネ２２によって、凝縮器２と放熱部材１７とが押し付けあうように固定される。
【００３９】
次に、作業者は、シート１８を介して蒸発器１を発熱体１６に取り付ける。発熱体１６や放熱部材１７は電子機器に固定なので、発熱体１６と放熱部材１７との距離は決まっている。その距離と、熱輸送装置１０の蒸発器１と凝縮器２との距離に寸法誤差がなければ問題はない。しかし、その寸法誤差がある場合に、蒸発器１と発熱体１６とをシート１８を介して接触させると、仮に管３、４に弾性がない場合は、弾性がある場合に比べ蒸発器１や発熱体１６等に大きな力がかかってしまう。管３、４に弾性があることにより、そのような組み込み時の外力を吸収することができる。つまり、熱輸送装置１０や電子機器の設計の自由度が向上する。
【００４０】
また、蒸発器１と発熱体１６とがシート１８を介して接触させる場合、適正な大きさの接触圧が得られないと、接触部分で熱抵抗が大きくなってしまい、熱輸送装置１０の熱輸送能力が低下するおそれがある。しかしながら、本実施の形態によれば、板バネ２１及び２２により大きなバネ力で蒸発器１及び凝縮器２を押し付けても、管３、４の弾性力により外力を吸収するので発熱体１６に与える力は小さい。したがって、蒸発器１と発熱体１６とを適正な接触圧で接触させることができ、熱輸送能力の低下を防止することができる。
【００４１】
また、シート１８を用いる場合、シート１８は柔らかいものであるため、上記寸法誤差が生じやすいが、本実施の形態に係る熱輸送装置１０によればそのような問題を解消することができる。
【００４２】
また、特に、発熱体１６が半導体を用いた素子である場合、一般的に、温度が高くなるとノイズが増える傾向にある。半導体素子の中でも特にＣＣＤは、画像を生成する素子であるため特にその作用が顕著に表れるので、熱輸送装置１０を用いると非常に効果的である。さらに、ＣＣＤの場合、そのＣＣＤに光を導くためのレンズ等の光学系が配置されるが、そのＣＣＤと光学系との配置の誤差の許容範囲が非常に厳しいものである。しかしながら、本実施の形態によれば、フレキシブル性が高いため、容易にＣＣＤと光学系とを所定の配置に合わせ込むことができる。
【００４３】
さらに、多くの光学素子では、フォーカス動作を行わせるために、１ｍｍ以下程度の小さなストロークではあるが、能動的な移動をＣＣＤに行わせる必要がある。この場合に、ＣＣＤに取り付けられた熱輸送装置１０の蒸発器１及び凝縮器２が、そのフォーカス方向に相対的に可変するようにフレキシブルであれば、ＣＣＤに悪影響を及ぼすことはない。
【００４４】
電子機器がカメラである場合、発熱体としては、ＣＣＤだけでなく、半導体レーザー、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、反射型液晶パネル、透過型液晶パネルなどの光学デバイスへの適用が可能である。
【００４５】
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。以下の各実施の形態において、上記第１の実施の形態に係る熱輸送装置１０の部材や機能等について同様のものは説明を簡略または省略し、異なる点を中心に説明する。
【００４６】
この熱輸送装置２０は、蒸発器１及び凝縮器２の間に、それぞれ直線状の気相管３３及び液相管３４が接続されている。このように気相管３３及び液相管３４が直線状に形成されていても、例えばこれらの管３３及び３４が、図４に示したような外径ａ、肉厚ｂを有するものであれば、熱輸送装置２０に弾性を持たせることができる。気相管３３及び３４の相対変位量は、上記第１の実施の形態に係る熱輸送装置１０のそれに比べ少ないが、図６に示す矢印方向の変位量をある程度確保することができる。
【００４７】
図７は、本発明の第３の実施の形態に係る熱輸送装置を示す側面図である。この熱輸送装置３０には、例えば２本の気相管４３ａ及び４３ｂ、これら気相管４３ａ及び４３ｂを挟むように外側に２本の液相管４４ａ及び４４ｂが備えられている。例えば、この熱輸送装置の幅は５０ｍｍ、蒸発器１の底面（例えば発熱体が取り付けられる面）から凝縮器２の上面までの距離は４２ｍｍである。この熱輸送装置３０に、図４で示した外径ａ及び肉厚ｂの管を用いた場合、±０．１５ｍｍの変位に対して、蒸発器１に加わる力Ｆ（図７参照）は、２５ｇ程度あった。このように気相管及び液相管がそれぞれ複数設けられることにより、上記熱輸送装置１０に比べ剛性は高くなってしまう。しかし、作動流体が流通可能な流路が増えることから作動流体のドライアウトを防止することができる。
【００４８】
図８は、本発明の第４の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。この熱輸送装置４０の気相管５３及び液相管５４は、その一部がコイル状（符号５３ａ及び５４ａ）に形成されている。これにより、気相管５３及び液相管５４がコイルバネのように作用し、さらにフレキシブルになる。
【００４９】
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。この熱輸送装置５０の気相管６３及び液相管６４は、その一部がそれぞれベローズ状（符号６３ａ及び６４ａ）に形成されている。具体的には、気相管６３等の作動流体の流通する向きが交互に逆向きになる部分が、Ｙ−Ｚ平面（蒸発器１及び凝縮器２の上面１ａ及び２ａにほぼ垂直な面）上に沿って設けられている。このような構成により、気相管６３及び液相管６４はベローズの作用を得ることができ、Ｙ方向で、蒸発器１と凝縮器２との相対変位を最も大きくすることができる。
【００５０】
図１０、図１１及び図１２は、それぞれ図９に示す熱輸送装置５０の変形例を示す。図１０に示す形態では、蒸発器１及び凝縮器２の高さがほぼ同じとされ、蒸発器１及び凝縮器２の上面１ａ及び２ａにほぼ垂直な面内で、管６５（紙面に垂直な方向に同じ形状の気相管と液相管とがある。）がベローズ状に形成されている。この場合、蒸発器１と凝縮器２とが配列される方向で蒸発器１及び凝縮器２の相対変位を最も大きくすることができる。
【００５１】
図１１に示す形態では、蒸発器１及び凝縮器２の高さがほぼ同じとされ、蒸発器１及び凝縮器２の上面１ａ及び２ａにほぼ平行な面内で、気相管６６及び液相管６７がベローズ状に形成されている。この場合、蒸発器１と凝縮器２とが配列される方向で蒸発器１及び凝縮器２の相対変位を最も大きくすることができる。また、この形態によれば、蒸発器１、凝縮器２、気相管６６及び液相管６７のすべての部材がほぼ同じ高さに位置するように構成される。つまり、熱輸送装置を扁平にすることができる。
【００５２】
図１２に示す熱輸送装置も、図１１と同様に、扁平にすることができる。また、この場合、蒸発器１と凝縮器２とが配列される方向にほぼ直交する方向で蒸発器１及び凝縮器２の相対変位を最も大きくすることができる。
【００５３】
図１３は、図８に示した熱輸送装置４０の変形例を示す側面図である。この形態では、蒸発器１の下面１ｂと、凝縮器２の上面２ｂとの間にコイル状の管３５（紙面に垂直な方向に同じ形状の気相管と液相管とがある。）が接続されている。蒸発器１の上面１ａには、発熱体１６が取り付けられる。これにより、上下方向で蒸発器１及び凝縮器２の相対変位を最も大きくすることができる。
【００５４】
本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、種々の変形が可能である。
【００５５】
上記実施の形態では、蒸発器１や凝縮器２は矩形としたが、形状は何でもよく、例えば円形、楕円形、多角形と矩形との組み合わせでもよい。
【００５６】
また、図９に示した、管６３及び６４のベローズ状の部分は、Ｙ−Ｚ平面上で形成されるようにしたが、これに加え、さらに別の平面状、例えばＺ−Ｘ平面上でもベローズ状の部分が形成されるようにしてもよい。これにより、蒸発器１と凝縮器２とを２方向で変位させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す熱輸送装置１０の断面図である。
【図３】熱輸送装置の変位作用を示す側面図である。
【図４】気相管等の寸法を説明するための斜視図である。
【図５】熱輸送装置が電子機器内に組み込まれるときの斜視図を示している。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る熱輸送装置を示す側面図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る熱輸送装置を示す斜視図である。
【図１０】図９に示す熱輸送装置の変形例を示す平面図である。
【図１１】図９に示す熱輸送装置の別の変形例を示す平面図である。
【図１２】図９に示す熱輸送装置のさらに別の変形例を示す平面図である。
【図１３】図８に示した熱輸送装置の変形例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００５８】
ａ…外径
ｂ…肉厚
１…蒸発器
２…凝縮器
３、３３、３５、４３ａ、４３ｂ、５３、６３、６５、６６、…気相管
４、３４、４４ａ、４４ｂ、５４、６４、６７、６９…液相管
１０、２０、３０、４０、５０…熱輸送装置
１６…発熱体
【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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【図１２】
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【図１３】
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