(57)【要約】【課題】熱輸送能力を高めることができるベーパーチャンバーを提供する。【解決手段】第一シート１０、及び第一シートに重ねて接合された第二シート２０を有し、第一シートと第二シートとの間には密閉された空間２が形成されており、該空間に作動流体が封入されたベーパーチャンバー１であって、密閉空間には、第一シートと第二シートとの重ね合わせにより、作動流体が凝縮した液が流れる凝縮液流路３と、作動流体が気化した蒸気が流れる複数の蒸気流路４と、複数の蒸気流路を連通する流路である連通蒸気流路５と、が形成されており、連通蒸気流路には、流路内に突起２８が設けられている。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一シート、及び前記第一シートに重ねて接合された第二シートを有し、前記第一シートと前記第二シートとの間には密閉された空間が形成されており、該空間に作動流体が封入されたベーパーチャンバーであって、
前記密閉空間には、前記第一シートと前記第二シートとの重ね合わせにより、前記作動流体が凝縮した液が流れる凝縮液流路と、前記作動流体が気化した蒸気が流れる複数の蒸気流路と、前記複数の蒸気流路を連通する流路である連通蒸気流路と、が形成されており、
前記連通蒸気流路には、流路内に突起が設けられている、ベーパーチャンバー。
【請求項２】
前記凝縮液流路は、前記第一シートの凸条と前記第二シートの凸条とが重なることにより形成されており、
前記連通蒸気流路の前記突起は、前記第一シートの凸条又は前記第二シートの凸条が前記連通蒸気流路内に延びていることにより形成されている、請求項１に記載のベーパーチャンバー。
【請求項３】
前記蒸気流路は前記第一シートの溝と前記第二シートの溝とが重なることにより形成されており、
前記連通蒸気流路の前記突起は前記溝の端部に隣接して配置される請求項１又は２に記載のベーパーチャンバー。
【請求項４】
前記連通蒸気流路は前記第一シートの連通蒸気流路用溝と前記第二シートの連通蒸気流路用溝とが重なることにより形成されており、
前記連通蒸気流路の前記突起は、前記第一シートの連通蒸気流路用溝又は前記第二シートの連通蒸気流路用溝の一方に設けられている、請求項１乃至３のいずれかに記載のベーパーチャンバー。
【請求項５】
前記連通蒸気流路は前記第一シートの連通蒸気流路用溝と前記第二シートの連通蒸気流路用溝とが重なることにより形成されており、
前記連通蒸気流路の前記突起は、前記第一シートの連通蒸気流路用溝及び前記第二シートの連通蒸気流路用溝の両方に設けられている、請求項１乃至３のいずれかに記載のベーパーチャンバー。
【請求項６】
前記凝縮液流路、及び、前記蒸気流路は、前記第一シート又は前記第二シートの一方に設けられた溝と他方に具備された平坦面とが重なることにより形成され、
前記連通蒸気流路は前記第一シートの連通蒸気流路用溝と前記第二シートの連通蒸気流路用溝とが重なることにより形成されている、請求項１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】
本発明は密閉空間に封入された作動流体を相変化を伴いつつ還流することより熱輸送を行うベーパーチャンバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン並びに携帯電話及びタブレット端末等の携帯型端末に備えられているＣＰＵ（中央演算処理装置）からの発熱量は、情報処理能力の向上により増加する傾向にあり冷却技術が重要である。このような冷却のための手段としてヒートパイプがよく知られている。これはパイプ内に封入された作動流体により、熱源における熱を他の部位に輸送することで拡散させ、熱源を冷却するものである。
【０００３】
一方、近年においては特に携帯型端末等で薄型化が顕著であり、従来のヒートパイプよりも薄型の冷却手段が必要となってきた。これに対して例えば特許文献１に記載のようなベーパーチャンバーが提案されている。
【０００４】
ベーパーチャンバーはヒートパイプによる熱輸送の考え方を平板状の部材に展開した機器である。すなわち、ベーパーチャンバーには、対向する平板の間に作動流体が封入されており、この作動流体が相変化を伴いつつ還流することで熱輸送を行い、熱源における熱を輸送及び拡散して熱源を冷却する。
【０００５】
より具体的には、ベーパーチャンバーの対向する平板間には蒸気用流路と凝縮液用流路とが設けられ、ここに作動流体が封入されている。ベーパーチャンバーを熱源に配置すると、熱源の近くにおいて作動流体は熱源からの熱を受けて蒸発し、気体（蒸気）となって蒸気用流路を移動する。これにより熱源からの熱が熱源から離れた位置に円滑に輸送され、その結果熱源が冷却される。
熱源からの熱を輸送した気体状態の作動流体は熱源から離れた位置にまで移動し、周囲に熱を吸収されることで冷却されて凝縮し、液体状態に相変化する。相変化した液体状態の作動流体は凝縮液用流路を通り、熱源の位置にまで戻ってまた熱源からの熱を受けて蒸発して気体状態に変化する。
以上のような作動流体の還流により熱源から発生した熱が熱源から離れた位置に輸送され熱源が冷却される。
【０００６】
特許文献１には、このような蒸気用流路（蒸気通路）と凝縮液用流路（ウィック）とが所定のパターンを有して形成されるベーパーチャンバー（シート型ヒートパイプ）が開示されている。これにより高い熱輸送能力及び薄型化が可能であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−５０６８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年における冷却能力（熱輸送能力）向上の要望はますます高まっており、熱輸送能力を高めることが必要である。
【０００９】
そこで本発明は、熱輸送能力を高めることができるベーパーチャンバーを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は鋭意検討の結果、次のような知見を得た。すなわち、複数の蒸気流路、及びこれら複数の蒸気流路を連通するための連通蒸気流路を設けると、特に蒸気流路と連通蒸気流路との交差部分で蒸気流路の断面積が大きくなり、内表面積が小さくなる。するとこの部位において蒸気が流路内表面に接触する機会が減るため凝縮し難くなり、作動流体の相変化及び円滑な還流ができず、熱輸送能力を高めることができない。
このような知見を得て発明者は蒸気流路と連通蒸気流路との交差部分があっても、作動流体の相変化及び還流を円滑に行ない、熱輸送能力を高めることができる構造を具体化して本発明を完成させた。以下、本発明について説明する。ここではわかり易さのため図面の符号を合わせて記載するが、本発明はこの形態に限定されるものではない。
【００１１】
本発明の１つの態様は、第一シート（１０、１０’）、及び第一シートに重ねて接合された第二シート（２０、２０’）を有し、第一シートと第二シートとの間には密閉された空間（２）が形成されており、該空間に作動流体が封入されたベーパーチャンバー（１、１’、１”）であって、密閉空間には、第一シートと第二シートとの重ね合わせにより、作動流体が凝縮した液が流れる凝縮液流路（３）と、作動流体が気化した蒸気が流れる複数の蒸気流路（４）と、複数の蒸気流路を連通する流路である連通蒸気流路（５）と、が形成されており、連通蒸気流路には、流路内に突起（１８’、２８）が設けられている、ベーパーチャンバーである。
【００１２】
上記ベーパーチャンバーにおいて、凝縮液流路は、第一シートの凸条と第二シートの凸条とが重なることにより形成されており、連通蒸気流路の突起は、第一シートの凸条又は第二シートの凸条が連通蒸気流路内に延びていることにより形成されている形態であってもよい。
【００１３】
上記ベーパーチャンバーにおいて、蒸気流路は第一シートの溝と第二シートの溝とが重なることにより形成されており、連通蒸気流路の突起は溝の端部に隣接して配置される形態であってもよい。
【００１４】
上記ベーパーチャンバーにおいて、連通蒸気流路は第一シートの連通蒸気流路用溝と第二シートの連通蒸気流路用溝とが重なることにより形成されており、連通蒸気流路の突起は、第一シートの連通蒸気流路用溝又は第二シートの連通蒸気流路用溝の一方に設けられている形態であってもよい。
【００１５】
上記ベーパーチャンバーにおいて、連通蒸気流路は第一シートの連通蒸気流路用溝と第二シートの連通蒸気流路用溝とが重なることにより形成されており、連通蒸気流路の突起は、第一シートの連通蒸気流路用溝及び第二シートの連通蒸気流路用溝の両方に設けられている形態であってもよい。
【００１６】
上記ベーパーチャンバーにおいて、凝縮液流路、及び、蒸気流路は、第一シート又は第二シートの一方に設けられた溝と他方に具備された平坦面とが重なることにより形成され、連通蒸気流路は第一シートの連通蒸気流路用溝と第二シートの連通蒸気流路用溝とが重なることにより形成されている形態としてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のベーパーチャンバーによれば、複数の蒸気流路、及びこれら複数の蒸気流路を連通するための連通蒸気流路を設けても、連通蒸気流路において内表面積を大きくすることができる。これにより、蒸気が流路内表面に接触する機会が増えるため、凝縮し易くなって、作動流体の相変化及び円滑な還流が可能となり、熱輸送能力を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１（ａ）はベーパーチャンバー１の斜視図、図１（ｂ）はベーパーチャンバー１の分解斜視図である。
【図２】図２（ａ）は第一シート１０の斜視図、図２（ｂ）は第一シート１０の平面図である。
【図３】図３は第一シート１０の切断面である。
【図４】図４（ａ）、図４（ｂ）は第一シート１０の他の切断面である。
【図５】図５は外周液流路部１４を平面視して一部を拡大して表した図である。
【図６】図６は他の例の外周液流路部１４を平面視して一部を拡大して表した図である。
【図７】液流路溝１４ａの断面形状が半円である例である。
【図８】図８（ａ）は内側液流路部１５に注目した切断面、図８（ｂ）は内側液流路部１５を平面視して一部を拡大して表した図である。
【図９】図９は蒸気流路溝１６の断面形状が半円である例である。
【図１０】図１０（ａ）は第二シート２０の斜視図、図１０（ｂ）は第二シート２０の平面図である。
【図１１】図１１は第二シート２０の切断面である。
【図１２】図１２（ａ）は第二シート２０のうち蒸気流路連通溝２７の部位における切断面、図１２（ｂ）は他の切断面である。
【図１３】図１３はベーパーチャンバー１の切断面である。
【図１４】図１４は、図１３の一部を拡大した図である。
【図１５】図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、図１４の一部をさらに拡大した図である。
【図１６】図１６（ａ）はベーパーチャンバー１のうち連通蒸気流路５の部位における切断面、図１６（ｂ）は他の切断面である。
【図１７】図１７は作動流体の流れを説明する図である。
【図１８】図１８（ａ）はベーパーチャンバー１’の第二シート２０’の平面図、図１８（ｂ）はベーパーチャンバー１’の第一シート１０’の平面図である。
【図１９】図１９（ａ）はベーパーチャンバー１’のうち連通蒸気流路５の部位における切断面、図１９（ｂ）はベーパーチャンバー１’の他の切断面である。
【図２０】図２０（ａ）はベーパーチャンバー１”の第二シート２０の平面図、図２０（ｂ）はベーパーチャンバー１”の第一シート１０’の平面図である。
【図２１】図２１はベーパーチャンバー１”のうち連通蒸気流路５における切断面である。
【図２２】図２２（ａ）、図２２（ｂ）はベーパーチャンバー１”のうち連通蒸気流路５における他の切断面である。
【図２３】図２３（ａ）はベーパーチャンバー１’’’の第二シート２０’’’の平面図、図２３（ｂ）はベーパーチャンバー１’’’の第一シート１０’の平面図である。
【図２４】図２４はベーパーチャンバー１’’’の蒸気流路４が表れる１つの切断面である。
【図２５】図２５（ａ）はベーパーチャンバー１’’’のうち連通蒸気流路５の部位における切断面、図２５（ｂ）はベーパーチャンバー１’’’の連通蒸気流路５の部位における他の切断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。なお、以下に示す図面では分かりやすさのため部材の大きさや比率を変更または誇張して記載することがある。また、見やすさのため説明上不要な部分の図示や繰り返しとなる符号は省略することがある。
【００２０】
図１（ａ）には第１の形態にかかるベーパーチャンバー１の外観斜視図、図１（ｂ）にはベーパーチャンバー１の分解斜視図を表した。これら図及び以下に示す各図には必要に応じて便宜のため、方向を表す矢印（ｘ、ｙ、ｚ）も表した。ここでｘｙ面内方向は平板状であるベーパーチャンバー１の板面方向であり、ｚ方向は厚さ方向である。
【００２１】
ベーパーチャンバー１は、図１（ａ）、図１（ｂ）からわかるように第一シート１０及び第二シート２０を有している。そして、後で説明するように、この第一シート１０と第二シート２０とが重ねられて接合（拡散接合、ろう付け等）されていることにより第一シート１０と第二シート２０との間に密閉空間２が形成され（例えば図１３参照）、この密閉空間２に作動流体が封入されている。
【００２２】
本形態で第一シート１０は全体としてシート状の部材である。図２（ａ）には第一シート１０を内面１０ａ側から見た斜視図、図２（ｂ）には第一シート１０を内面１０ａ側から見た平面図をそれぞれ表した。また、図３には図２（ｂ）に示したＩＩＩ−ＩＩＩで切断したときの第一シート１０の切断面を示した。
第一シート１０は、内面１０ａ、該内面１０ａとは反対側となる外面１０ｂ及び内面１０ａと外面１０ｂとを連結して厚さを形成する側面１０ｃを備え、内面１０ａ側に作動流体が還流する流路のためのパターンが形成されている。後述するようにこの第一シート１０の内面１０ａと第二シート２０の内面２０ａとが対向するようにして重ね合わされることで密閉空間２が形成される。
【００２３】
このような第一シート１０は本体１１及び注入部１２を備えている。本体１１は作動流体が還流する部位を形成するシート状であり、本形態では平面視で角が円弧状（いわゆるＲ）にされた長方形である。
注入部１２は第一シート１０と第二シート２０により形成された密閉空間２（例えば図１３参照）に対して作動流体を注入する部位であり、本形態では本体１１の平面視長方形である一辺から突出する平面視四角形のシート状である。本形態では第一シート１０の注入部１２は内面１０ａ側も外面１０ｂ側も平坦面とされている。
【００２４】
このような第一シート１０の厚さは特に限定されることはないが、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。これにより薄型のベーパーチャンバーとして適用できる場面を多くすることができる。
また、第一シート１０を構成する材料も特に限定されることはないが、熱伝導率が高い金属であることが好ましい。これには例えば銅、銅合金を挙げることができる。
【００２５】
本体１１の内面１０ａ側には、作動流体が還流するための構造が形成されている。具体的には、本体１１の内面１０ａ側には、外周接合部１３、外周液流路部１４、内側液流路部１５、蒸気流路溝１６、及び、蒸気流路連通溝１７が具備されている。
【００２６】
外周接合部１３は、本体１１の内面１０ａ側に、該本体１１の外周に沿って形成された平坦面である。この外周接合部１３が第二シート２０の外周接合部２３に重なって接合（拡散接合、ろう付け等）されることにより、第一シート１０と第二シート２０との間に密閉空間２が形成され、ここに作動流体が封入される。
図２（ｂ）、図３にＡで示した外周接合部１３の幅は必要に応じて適宜設定することができるが、０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。この幅が０．８ｍｍより小さくなると第一シートと第二シートとの接合時における位置ずれが生じた際に接合面積が不足する虞がある。また、この幅が３ｍｍより大きくなると、密閉空間の内容積が小さくなり蒸気流路や凝縮液流路が十分確保できなくなる虞がある。
【００２７】
また外周接合部１３のうち、本体１１の四隅には厚さ方向（ｚ方向）に貫通する穴１３ａが設けられている。この穴１３ａは第二シート２０との重ね合せの際の位置決め手段として機能する。
【００２８】
外周液流路部１４は、液流路部として機能し、作動流体が凝縮して液化した際に通る凝縮液流路３（図１５等参照）の一部を構成する部位である。図４（ａ）には図３のうち矢印ＩＶａで示した部分、図４（ｂ）には図２（ｂ）に示したＩＶｂ−ＩＶｂで切断される部位の切断面を示した。いずれの図にも外周液流路部１４の断面形状が表れている。また、図５には図４（ａ）に矢印Ｖで示した方向から見た外周液流路部１４を平面視した拡大図を表した。
【００２９】
これら図からわかるように、外周液流路部１４は本体１１の内面１０ａのうち、外周接合部１３の内側で密閉空間２の外周部に沿って形成されている。また、外周液流路部１４には、本体１１の外周方向に平行に延びる複数の溝である液流路溝１４ａが形成され、複数の液流路溝１４ａが、該液流路溝１４ａが延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で配置されている。従って、図４（ａ）、図４（ｂ）からわかるように外周液流路部１４ではその断面において凹部である液流路溝１４ａが凹条を形成し、液流路溝１４ａの間である凸部１４ｂが凸条を形成して、これらにより凹凸を繰り返された形状である。
ここで液流路溝１４は溝であることから、その断面形状において、底部、及び底部とは向かい合わせとなる反対側の部位に開口を備えている。
【００３０】
また、このように複数の液流路溝１４ａを備えることで、１つ当たりの液流路溝１４ａの深さ及び幅を小さくし、凝縮液流路３（図１５等参照）の流路断面積を小さくして大きな毛管力を利用することができる。一方、液流路溝１４ａを複数とすることにより合計した全体としての凝縮液流路３の流路断面積は適する大きさが確保され、必要な流量の凝縮液を流すことができる。
【００３１】
さらに、外周液流路部１４では、図５からわかるように隣り合う液流路溝１４ａは、所定の間隔で液連通開口部１４ｃにより連通している。これにより複数の液流路溝１４ａ間で凝縮液量の均等化が促進され、効率よく凝縮液を流すことができ、円滑な作動流体の還流が可能となる。
本形態では図５に示したように１つの液流路溝１４ａの該溝を挟んで幅方向（液流路溝１４ａが延びる方向に直交する方向）の同じ位置に対向するように液連通開口部１４ｃが配置されている。ただしこれに限定されることはなく、例えば図６に示したように、１つの液流路溝１４ａの該溝を挟んで幅方向（液流路溝１４ａが延びる方向に直交する方向）で異なる位置に液連通開口部１４ｃが配置されてもよい。すなわち、この例ではいわゆる千鳥配列状に液連通開口部１４ｃが配置されている。
【００３２】
以上のような構成を備える外周液流路部１４は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図２（ｂ）、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）にＢで示した外周液流路部１４の幅は、ベーパーチャンバー全体の大きさ等から適宜設定することができるが、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。この幅が０．３ｍｍより小さいと外側を還流する液の量が十分得られない虞がある。またこの幅が２ｍｍを超えると内側の液流路や蒸気流路のための空間が十分にとれなくなる虞がある。
そして当該幅Ｂは第二シートの外周液流路部２４の幅Ｓ（図１１参照）よりも大きいことが好ましい。これにより、後述するように、外周液流路部１４のうち少なくとも一部において、液流路溝１４ａの開口が蒸気流路４に突出して配置され、ここから凝縮液が入りやすくなるため、より円滑に凝縮液を還流させることができる。
【００３３】
液流路溝１４ａについて、図４（ａ）、図５にＣで示した溝幅は２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。また、図４（ａ）、図４（ｂ）にＤで示した溝の深さは５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。これにより還流に必要な液流路の毛管力を十分に発揮することができる。
流路の毛管力をより強く発揮する観点から、Ｃ／Ｄで表される流路断面におけるアスペクト比（縦横比）は、１．０よりも大きい、又は１．０よりも小さいことが好ましい。その中でも製造の観点からＣ＞Ｄであることが好ましく、アスペクト比は１．３より大きいことが好ましい。
【００３４】
本形態では、液流路溝１４ａの断面形状は長方形であるがこれに限定されることなく、正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図７には液流路溝１４ａが半楕円形である例を示した。この形状によりエッチングを用いて液流路溝を作製することが可能である。
このなかでも、入隅による角部があることにより表面張力が働きやすく、毛管力によって液の還流が円滑に行われる傾向にあることから、四角形であることが好ましい。
【００３５】
また、複数の液流路溝１４ａにおける隣り合う液流路溝１４ａのピッチは４０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。これにより、凝縮液流路の密度を上げつつ、接合時や組み立て時に変形して流路が潰れることを防止することができる。
【００３６】
液連通開口部１４ｃについて、図５にＥで示した液流路溝１４ａが延びる方向に沿った液連通開口部１４ｃの大きさは２０μｍ以上１８０μｍ以下であることが好ましい。
また、図５にＦで示した液流路溝１４ａが延びる方向における隣り合う液連通開口部１４ｃのピッチは３００μｍ以上２７００μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
図２、図３に戻って内側液流路部１５について説明する。内側液流路部１５も液流路部として機能し、作動流体が凝縮して液化した際に通る凝縮液流路３の一部を構成する部位である。図８（ａ）には図３のうちＶＩＩＩａで示した部分を示した。この図にも内側液流路部１５の断面形状が表れている。また、図８（ｂ）には図８（ａ）に矢印ＶＩＩＩｂで示した方向から見た内側液流路部１５を平面視した拡大図を示した。
【００３８】
これら図からわかるように、内側液流路部１５は本体１１の内面１０ａのうち、外周液流路部１４の環状である環の内側に形成されている。本形態の内側液流路部１５は、図２（ａ）、図２（ｂ）からわかるように、本体１１の平面視長方形で長辺に平行な方向（ｘ方向）に延び、複数（本形態では３つ）の内側液流路部１５が同短辺に平行な方向（ｙ方向）に所定の間隔で配列されている。
各内側液流路部１５には、内側液流路部１５が延びる方向に平行な溝である液流路溝１５ａが形成され、複数の液流路溝１５ａが、該液流路溝１５ａが延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で配置されている。従って、図３、図８（ａ）からわかるように内側液流路部１５ではその断面において凹部である液流路溝１５ａが凹条を形成し、液流路溝１５ａの間である凸部１５ｂが凸条を形成して、これらが凹凸を繰り返して構成されている。
ここで液流路溝１５は溝であることから、その断面形状において、底部、及び底部とは向かい合わせとなる反対側の部位に開口を備えている。
【００３９】
このように複数の液流路溝１５ａを備えることで、１つ当たりの液流路溝１５ａの深さ及び幅を小さくし、凝縮液流路３（図１５等参照）の流路断面積を小さくして大きな毛管力を利用することができる。一方、液流路溝１５ａを複数とすることにより合計した全体としての凝縮液流路３の流路断面積は適する大きさが確保され、必要な流量の凝縮液を流すことができる。
【００４０】
さらに、図８（ｂ）からわかるように隣り合う液流路溝１５ａは、所定の間隔で液連通開口部１５ｃにより連通している。これにより複数の液流路溝１５ａ間で凝縮液量の均等化が促進され、効率よく凝縮液を流すことができるため、円滑な作動流体の還流が可能となる。
この連通開口部１５ｃについても、連通開口部１４ｃと同様に、図６に示した例に倣って、いわゆる千鳥配列状に連通開口部が配置されてもよい。
【００４１】
以上のような構成を備える内側液流路部１５は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図２（ｂ）、図３、図８にＧで示した内側液流路部１５の幅は、１００μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。そして当該幅Ｇは第二シート２０の内側液流路部２５の幅Ｔ（図１１（ａ）参照）よりも大きいことが好ましい。これにより、後述するように、内側液流路部１５のうち少なくとも一部において、液流路溝１５ａの開口を蒸気流路４に突出して配置させることができ、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑な凝縮液の還流をさせることができる。
また、複数の内側液流路部１５のピッチは２００μｍ以上４０００μｍ以下であることが好ましい。これにより蒸気流路の流路抵抗を十分に下げ、蒸気の移動と、凝縮液の還流をバランスよく行うことができる。
【００４２】
液流路溝１５ａについて、図８（ａ）、図８（ｂ）にＨで示した溝幅は２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。また、図８（ａ）にＪで示した溝の深さは５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。これにより還流に必要な凝縮液流路の毛管力を十分に発揮することができる。
流路の毛管力をより強く発揮する観点から、Ｈ／Ｊで表される流路断面におけるアスペクト比（縦横比）は、１．０よりも大きい、又は１．０よりも小さいことが好ましい。その中でも製造の観点からＨ＞Ｊであることが好ましく、アスペクト比は１．３より大きいことが好ましい。
【００４３】
本形態で液流路溝１５ａの断面形状は長方形であるが、これに限らず、正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図７の例に倣って半楕円形とすることもできる。この形状によりエッチングを用いて液流路溝を作製することが可能である。
この中でも入隅による角部があることにより表面張力が働きやすく、毛管力で液の還流が円滑に行われる傾向にあることから、四角形であることが好ましい。
【００４４】
また、複数の液流路溝１５ａにおける隣り合う液流路溝１５ａのピッチは４０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。液流路の密度を上げつつ、接合時や組み立て時に変形して流路が潰れることを防止することができる。
【００４５】
液連通開口部１５ｃについて、図８（ｂ）にＫで示した液流路溝１５ａが延びる方向に沿った液連通開口部１５ｃの大きさは２０μｍ以上１８０μｍ以下であることが好ましい。
また、図８（ｂ）にＬで示した、液流路溝１５ａが延びる方向における隣り合う液連通開口部１５ｃのピッチは３００μｍ以上２７００μｍ以下であることが好ましい。
【００４６】
次に蒸気流路溝１６について説明する。蒸気流路溝１６は作動流体が蒸発して気化した蒸気が通る部位で、蒸気流路４（図１３等参照）の一部を構成する。図２（ｂ）には平面視した蒸気流路溝１６の形状、図３には蒸気流路溝１６の断面形状がそれぞれ表れている。
【００４７】
これら図からもわかるように、蒸気流路溝１６は本体１１の内面１０ａのうち、外周液流路部１４の環状である環の内側に形成された溝により構成されている。詳しくは本形態の蒸気流路溝１６は、隣り合う内側液流路部１５の間、及び、外周液流路部１４と内側液流路部１５との間に形成され、本体１１の平面視長方形で長辺に平行な方向（ｘ方向）に延びた溝である。そして、複数（本形態では４つ）の蒸気流路溝１６が同短辺に平行な方向（ｙ方向）に配列されている。従って、図３からわかるように第一シート１０は、ｙ方向において、外周液流路部１４及び内側液流路部１５が凸となって凸条をなし、蒸気流路溝１６が凹となって凹条をなして、これら凹凸が繰り返された形状を備えている。
ここで蒸気流路溝１６は溝であることから、その断面形状において、底部、及び底部とは向かい合わせとなる反対側の部位に開口を備えている。
【００４８】
このような構成を備える蒸気流路溝１６は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図２（ｂ）、図３にＭで示した蒸気流路溝１６の幅は、少なくとも上記した液流路溝１４ａ、１５ａの幅Ｃ、幅Ｈより大きく形成され、１００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。また、蒸気流路溝１６のピッチは、内側液流路部１５のピッチにより決まるのが通常である。
一方、図３にＮで示した蒸気流路溝１６の深さは、少なくとも上記した液流路溝１４ａ、１５ａの深さＤ、深さＪより大きく形成され、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
このように、蒸気流路溝の流路断面積を液流路溝よりも大きくすることにより、作動流体の性質上、凝縮液よりも体積が大きくなる蒸気を円滑に還流することができる。
【００４９】
本形態では蒸気流路溝１６の断面形状は長方形であるが、これに限らず正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図９に蒸気流路溝１６が半円形である例を表した。この形状によりエッチングを用いて蒸気流路溝を作製することが可能である。
蒸気流路は蒸気の流動抵抗を小さくすることにより円滑に還流させることができるので、かかる観点から流路断面の形状を決定することもできる。
【００５０】
本形態では隣り合う内側液流路部１５の間に１つの蒸気流路溝１６が形成された例を説明したが、これに限らず、隣り合う内側液流路部の間に２つ以上の蒸気流路溝が並べて配置される形態であってもよい。
【００５１】
蒸気流路連通溝１７は、連通蒸気流路用溝として機能し、複数の蒸気流路４を連通させる蒸気流路である連通蒸気流路５（図１６等参照）の一部を形成する溝である。これにより、複数の蒸気流路溝１６の蒸気の均等化が図られたり、蒸気がより広い範囲に運ばれ、多くの液流路溝１４ａ、１５ａを効率よく利用できるようになったりするため、作動流体の還流をより円滑にすることが可能となる。
【００５２】
本形態の蒸気流路連通溝１７は、図２（ａ）、図２（ｂ）からわかるように、内側液流路部１５、及び蒸気流路溝１６が延びる方向の両端部と、外周液流路部１４との間に形成されている。また、図４（ｂ）には蒸気流路連通溝１７の連通方向に直交する断面が表れている。
図２（ａ）、図２（ｂ）には見易さのために蒸気流路連通溝１７と蒸気流路溝１６との境界を点線で示したが、これは必ずしも実際には存在しない線である。
【００５３】
蒸気流路連通溝１７は、その形状は特に限定されることはないが、例えば次のような構成を備えることができる。
図２（ｂ）、図４（ｂ）にＰで示した蒸気流路連通溝１７の幅は、１００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
また、図４（ｂ）にＱで示した蒸気流路連通溝１７の深さは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、その中でも蒸気流路溝１６の深さＮと同じであることが好ましい。これにより製造が容易になる。
【００５４】
本形態で蒸気流路連通溝１７の断面形状は長方形であるが、これに限らず正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図９の例に倣って半円形とすることができる。この形状によりエッチングを用いて蒸気流路連通溝を作製することが可能である。
蒸気流路連通溝は蒸気の流動抵抗を小さくすることにより円滑な還流させることができるので、かかる観点から流路断面の形状を決定することもできる。
【００５５】
次に第二シート２０について説明する。本形態で第二シート２０も全体としてシート状の部材である。図１０（ａ）には第二シート２０を内面２０ａ側から見た斜視図、図１０（ｂ）には第二シート２０を内面２０ａ側から見た平面図をそれぞれ表した。また、図１１には図１０（ｂ）に示したＸＩ−ＸＩで切断したときの第二シート２０の切断面を示した。また、図１２（ａ）には図１０（ｂ）に示したＸＩＩａ−ＸＩＩａで切断したときの第二シート２０の切断面、図１２（ｂ）には図１０（ｂ）にＸＩＩｂ−ＸＩＩｂで切断したときの第二シート２０の切断面を示した。
第二シート２０は、内面２０ａ、該内面２０ａとは反対側となる外面２０ｂ及び内面２０ａと外面２０ｂとを連結して厚さを形成する側面２０ｃを備え、内面２０ａ側に作動流体が還流するパターンが形成されている。後述するようにこの第二シート２０の内面２０ａと上記した第一シート１０の内面１０ａとが対向するようにして重ね合わされることで密閉空間２が形成される。
【００５６】
このような第二シート２０は本体２１及び注入部２２を備えている。本体２１は作動流体が還流する部位を形成するシート状の部位であり、本形態では平面視で角が円弧状（いわゆるＲ）とされた長方形である。
注入部２２は第一シート１０と第二シート２０とにより形成された密閉空間２（図１３等参照）に対して作動流体を注入する部位であり、本形態では本体２１の平面視長方形である一辺から突出する平面視四角形のシート状である。本形態では第二シート２０の注入部２２には内面２０ａ側に注入溝２２ａが形成されており、第二シート２０の側面２０ｃから本体２１の内側（密閉空間２となるべき部位）とが連通している。
このような第二シート２０の厚さ及び構成する材料は第一シート１０と同様に考えることができる。
【００５７】
本体２１の内面２０ａ側には、作動流体が還流するための構造が形成されている。具体的には、本体２１の内面１０ａ側には、外周接合部２３、外周液流路部２４、内側液流路部２５、蒸気流路溝２６、及び、蒸気流路連通溝２７が具備されている。
【００５８】
外周接合部２３は、本体２１の内面２０ａ側に、該本体２１の外周に沿って形成された平坦面である。この外周接合部２３が第一シート１０の外周接合部１３に重なって接合（拡散接合やろう付け）されることにより、第一シート１０と第二シート２０との間に密閉空間２を形成し、ここに作動流体が封入される。
図１０（ｂ）、図１１にＲで示した外周接合部２３の幅は上記した本体１１の外周接合部１３の幅Ａと同じであることが好ましい。
【００５９】
また外周接合部２３のうち、本体２１の四隅には厚さ方向（ｚ方向）に貫通する穴２３ａが設けられている。この穴２３ａは第一シート１０との重ね合せの際の位置決め手段として機能する。
【００６０】
外周液流路部２４は、液流路部であり、作動流体が凝縮して液化した際に通る凝縮液流路３の一部を構成する部位である。
【００６１】
外周液流路部２４は本体２１の内面２０ａのうち、外周接合部２３の内側に沿って形成されている。本形態において第二シート２０の外周液流路部２４は、図１１、図１２（ａ）、図１２（ｂ）からわかるように平坦面であり外周接合部２３と面一である。これにより上記した第一シート１０の複数の液流路溝１４ａのうち少なくとも一部の液流路溝１４ａの開口を閉鎖して凝縮液流路３を形成する。第一シート１０と第二シート２０との組み合わせに関する詳しい態様は後で説明する。
なお、このように第二シート２０では外周接合部２３と外周液流路部２４とが面一な平坦面であるため、構造的には両者を区別する境界線は存在しない。しかし、わかり易さのため、図１０（ａ）、図１０（ｂ）では点線により両者の境界を表している。
【００６２】
外周液流路部２４は、次のような構成を備えていることが好ましい。
図１０（ｂ）、図１１にＳで示した外周液流路部２４の幅は、第一シート１０の外周液流路部１４の幅Ｂよりも小さいことが好ましい。これにより、後述するように、外周液流路部１４のうち少なくとも一部において、液流路溝１４ａの開口が外周液流路部２４により閉鎖されずに開口し、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑な凝縮液の還流をさせることができる。
かかる観点から、幅Ｓの大きさは、図４（ａ）に示した、第一シート１０の外周液流路部１４の幅Ｂとの関係で、Ｂ／２≦Ｓ≦Ｂ１であることが好ましい。ここでＢ１は、外周液流路部１４に配置された液流路溝１４ａのうち、最も蒸気流路溝１６側の液流路溝１４ａの幅の半分である位置と、外周液流路部１４の外周接合部１３側端部と、の距離を意味する。幅ＳがＢ／２より小さいと開口の閉鎖をすることができる液流路溝１４ａが少なくなるため、凝縮液流路３における毛管力が不足する虞がある。また、幅ＳがＢ１より大きくなると蒸気流路４に露出される液流路溝１４ａの開口が少なくなり、凝縮液の液流路溝１４ａへの流入が不足する虞がある。
【００６３】
次に内側液流路部２５について説明する。内側液流路部２５も液流路部であり、凝縮液流路３を構成する１つの部位である。
【００６４】
内側液流路部２５は、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１１からわかるように、本体２１の内面２０ａのうち、外周液流路部２４の環状である環の内側に形成されている。本形態の内側液流路部２５は、本体２１の平面視長方形で長辺に平行な方向（ｘ方向）に延び、複数（本形態では３つ）の内側液流路部２５が同短辺に平行な方向（ｙ方向）に所定の間隔で配列されている。
本形態で各内側液流路部２５は、その内面２０ａ側の表面が平坦面により形成されている。これにより上記した第一シート１０の複数の液流路溝１５ａのうち少なくとも一部の液流路溝１５ａの開口を閉鎖して凝縮液流路３を形成する。
【００６５】
図１０（ｂ）、図１１にＴで示した内側液流路部２５の幅は、第一シート１０の内側液流路部１５の幅Ｇよりも小さいことが好ましい。これにより、後述するように、内側液流路部１５のうち少なくとも一部において、液流路溝１５ａの開口が内側液流路部２５により閉鎖されず、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑に凝縮液の還流をさせることができる。
かかる観点から、幅Ｔの大きさは、図８（ａ）に示した、第一シート１０の内側液流路部１５の幅Ｇとの関係で、Ｇ２≦Ｔ≦Ｇ１であることが好ましい。
ここでＧ１は、図８（ａ）に示したように、複数の液流路溝１５ａのうち、蒸気流路溝１６側から１つめの液流路溝１５ａの幅の半分となる位置間の距離である。
またＧ２は、図８（ａ）に示したように、複数の液流路溝１５ａのうち、蒸気流路溝１６側から２つめの液流路溝１５ａの蒸気流路溝１６側端部間の距離である。
幅ＴがＧ２より小さいと開口の閉鎖をすることができる液流路溝１５ａが少なくなるため、凝縮液流路３における毛管力が不足する虞がある。また、幅ＴがＧ１より大きくなると蒸気流路４に露出される液流路溝１５ａの開口が少なくなり、凝縮液の液流路溝１５ａへの流入が不足する虞がある。
【００６６】
次に蒸気流路溝２６について説明する。蒸気流路溝２６は作動流体が蒸発して気化した蒸気が通る部位であり、蒸気流路４の一部を構成する。図１０（ｂ）には平面視した蒸気流路溝２６の形状、図１１には蒸気流路溝２６の断面形状がそれぞれ表れている。
【００６７】
これら図からもわかるように、蒸気流路溝２６は本体２１の内面２０ａのうち、外周液流路部２４の環状である環の内側に形成された溝により構成されている。詳しくは本形態の蒸気流路溝２６は、隣り合う内側液流路部２５の間、及び、外周液流路部２４と内側液流路部２５との間に形成され、本体２１の平面視長方形で長辺に平行な方向（ｘ方向）に延びた溝である。そして、複数（本形態では４つ）の蒸気流路溝２６が同短辺に平行な方向（ｙ方向）に配列されている。従って、図１１からわかるように第二シート２０は、ｙ方向において、外周液流路部２４及び内側液流路部２５を凸とする凸条が形成され、蒸気流路溝２６を凹とする凹条が形成されて、これらの凹凸が繰り返された形状を備えている。
ここで蒸気流路溝２６は溝であることから、その断面形状において、底部、及び底部とは向かい合わせとなる反対側の部位に開口を備えている。
【００６８】
蒸気流路溝２６は、第一シート１０と組み合わされた際に該第一シート１０の蒸気流路溝１６と厚さ方向に重なる位置に配置されていることが好ましい。これにより蒸気流路溝１６と蒸気流路溝２６とで蒸気流路４を形成することができる。
【００６９】
図１０（ｂ）、図１１にＵで示した蒸気流路溝２６の幅は、第一シート１０の蒸気流路溝１６の幅Ｍよりも大きいことが好ましい。これにより、後述するように、第一シート１０の内側液流路部１５のうち少なくとも一部において、液流路溝１５ａの開口が蒸気流路４に露出されるため凝縮液が入りやすくなり、より円滑に凝縮液の還流をさせることができる。
一方、図１１にＶで示した蒸気流路溝２６の深さは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００７０】
本形態で蒸気流路溝２６の断面形状は長方形であるが、これに限らず正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図９の例に倣って半円形にすることができる。この形状によりエッチングを用いて蒸気流路溝を作製することが可能である。
蒸気流路は蒸気の流動抵抗を小さくすることにより作動流体を円滑に還流させることができるので、かかる観点から流路断面の形状を決定することもできる。
【００７１】
本形態では隣り合う内側液流路部２５の間に１つの蒸気流路溝２６が形成された例を説明したが、これに限らず、隣り合う内側液流路部の間に２つ以上の蒸気流路溝が並べて配置される形態であってもよい。
【００７２】
蒸気流路連通溝２７は、連通蒸気流路用溝として機能し、複数の蒸気流路４を連通させる蒸気流路である連通蒸気流路５（図１６等参照）を形成するための溝である。これにより、複数の蒸気流路４の蒸気の均等化が図られたり、蒸気がより広い範囲に運ばれ、多くの凝縮液流路３を効率よく利用できるようになったりするため、作動流体の還流をより円滑にすることが可能となる。
【００７３】
本形態の蒸気流路連通溝２７は、図１０（ｂ）からわかるように、内側液流路部２５、及び蒸気流路溝２６が延びる方向の両端部と、外周液流路部２４との間に形成されている。図１２（ａ）には図１０（ｂ）に示したＸＩＩａ−ＸＩＩａで切断した切断面、図１２（ｂ）には図１０（ｂ）に示したＸＩＩｂ−ＸＩＩｂで切断した切断面をそれぞれ表した。
【００７４】
これら図からわかるように、蒸気流路連通溝２７には該溝が延びる方向（ｙ方向）に、所定の間隔で溝の底面から突出する複数の突起２８が設けられている。これにより連通蒸気流路において、内表面積を増やすことができ、突起２８で蒸気が流路内表面に接触する機会ができるため凝縮し易くなり、作動流体の相変化及び円滑な還流を促進し、熱輸送能力を高めることができる。
【００７５】
本形態の突起２８は、図１０（ｂ）、図１２（ｂ）からもわかるように、第二シート２０の内側液流路部２５が蒸気流路連通溝２７内にまで延在し、外周液流路部２４に連結した形態とすることで突起２８が形成されている。これによれば、上記した効果の他、第二シート２０の強度を高めることができ、ベーパーチャンバー１の変形を抑制することもできる。
ただし、図１０（ｂ）に表れているように、突起２８のうち注入部２２の注入溝２２ａに隣接する（溝２２ａの延長上に存する）突起２８については該注入溝２２ａに達しないように間隔が設けられている。注入溝２２ａの端部を塞ぐことを防止して作動流体の注入を阻害しないように構成されている。
【００７６】
図１０（ｂ）にＷで示した蒸気流路連通溝２７の幅は特に限定されることはないが、第一シート１０の蒸気流路連通溝１７の幅Ｐと同じとすることができる。
一方、図１２（ａ）にＸで示した蒸気流路連通溝２７の深さは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００７７】
本形態で蒸気流路連通溝２７の断面形状は長方形であるが、これに限らず、正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図９の例に倣って半円形とすることができる。この形状によりエッチングを用いて蒸気流路連通溝を作製することが可能である。
蒸気流路は蒸気の流動抵抗を小さくすることにより円滑な還流させることができるので、かかる観点から流路断面の形状を決定することもできる。
【００７８】
本形態で突起２８は、内側液流路部２５が延在して外周液流路部２４に達する形態であるため、その大きさはこれら他の部位の形態により決まる。
【００７９】
次に、第一シート１０と第二シート２０とが組み合わされてベーパーチャンバー１とされたときの構造について説明する。この説明により、第一シート１０及び第二シート２０が有する各構成要素の配置、大きさ、形状等がさらに理解される。
図１３には、図１にＸＩＩＩ−ＸＩＩＩで示したｙ方向に沿ってベーパーチャンバー１を厚さ方向に切断した切断面を表した。この図は第一シート１０における図３に表した図と、第二シート２０における図１１に表した図とが組み合わされてこの部位におけるベーパーチャンバー１の切断面が表されたものである。
図１４には図１３にＸＩＶで示した部位を拡大した図、図１５（ａ）には図１４のうち内側液流路部１５と内側液流路部２５とが重なった部分をさらに拡大した図、図１５（ｂ）には図１４のうち外周液流路部１４と外周液流路部２４とが重なった部分をさらに拡大した図をそれぞれ表した。
【００８０】
図１６には、図１にＸＶＩａ−ＸＶＩａで示したｙ方向に沿ってベーパーチャンバー１を厚さ方向に切断した切断面を表した。この図は第一シート１０における蒸気流路連通溝１７と第二シート２０における蒸気流路連通溝２７とが重ねられて連通蒸気流路５が形成された部位における切断面で、突起２８が配列された方向における切断面である。
図１６（ｂ）には、図１（ａ）、図１６（ａ）にＸＶＩｂ−ＸＶＩｂで示したｘ方向に沿ってベーパーチャンバー１の厚さ方向に切断した切断面を表した。この図は第一シート１０における蒸気流路連通溝１７と第二シート２０における蒸気流路連通溝２７とが重ねられて連通蒸気流路５が形成された部位における切断面で、連通蒸気流路５の突起２８が配置される方向に直交する方向で、いわゆる流路横断面方向における切断面のうち突起２８が配置された部位である。
【００８１】
図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図１３〜図１６よりわかるように、第一シート１０と第二シート２０とが重ねられるように配置され、接合されることでベーパーチャンバー１とされている。このとき第一シート１０の内面１０ａと第二シート２０の内面２０ａとが向かい合うように配置されており、第一シート１０の本体１１と第二シート２０の本体２１とが重なり、第一シート１０の注入部１２と第二シート２０の注入部２１とが重なっている。本形態では、第一シート１０と第二シート２０との相対的な位置関係は、第一シート１０の穴１３ａと第二シート２０の穴２３ａと位置を合わせることで適切になるように構成されている。
【００８２】
このような第一シート１０と第二シート２０との積層体により、本体１１及び本体２１に具備される各構成が図１３〜図１６に表れるように配置される。具体的には次の通りである。
【００８３】
第一シート１０の外周接合部１３と第二シート２０の外周接合部２３とが重なるように配置されており、拡散接合等の接合手段により両者が接合されている。これにより、第一シート１０と第二シート２０との間に密閉空間２が形成されている。
【００８４】
第一シート１０の外周液流路部１４と第二シート２０の外周液流路部２４とが重なるように配置されている。これにより外周液流路部１４の液流路溝１４ａ及び外周液流路部２４により作動流体が凝縮して液化した状態である凝縮液が流れる凝縮液流路３が形成される。
ここで、図１３〜図１５よりわかるように、本形態では、第一シート１０の外周液流路部１４の幅Ｂの方が、第二シート２０の外周液流路部２４の幅Ｓよりも大きく形成されている。これにより、外周液流路部１４に設けられた複数の液流路溝１４ａのうち蒸気流路４側となる液流路溝１４ａについては第二シート２０の外周液流路部２４が重ならないため、開口が塞がらない。従って、この部位では図１４、図１５（ｂ）にαで示したように第二シート２０に対向するような開口が形成され、蒸気流路４に連通している。
このように凝縮液流路３の少なくとも一部が蒸気流路に突出するように配置されることにより、凝縮液が凝縮液流路である液流路溝１４ａ内に流入し易くなり作動流体の還流がより円滑になる。
【００８５】
一方、液流路溝１４ａのうちその開口が外周液流路部２４により塞がれた溝については、断面においてその四方が壁となるため毛管力が強く働き、円滑な液の流動が行われる。
【００８６】
第一シート１０の内側液流路部１５と第二シート２０の内側液流路部２５とが重なるように配置されている。これにより内側液流路部１５の液流路溝１５ａ及び内側液流路部２５により凝縮液が流れる凝縮液流路３が形成される。
ここで、図１３〜図１５よりわかるように、本形態では、第一シート１０の内側液流路部１５の幅Ｇの方が、第二シート２０の内側液流路部２５の幅Ｔよりも大きく形成されている。これにより、内側液流路部１５に設けられた複数の液流路溝１５ａのうち蒸気流路４側となる液流路溝１５ａについては第二シート２０の内側液流路部２５が重ならないため、開口が塞がらない。従って、この部位では図１４、図１５（ａ）にβで示したように第二シート２０に対向するような開口が形成され、蒸気流路４に連通している。
このように凝縮液流路の少なくとも一部が蒸気流路に突出するように配置されることにより、凝縮液が凝縮液流路３である液流路溝１５ａ内に流入し易くなり作動流体の還流がより円滑になる。
【００８７】
一方、液流路溝１５ａのうちその開口が内側液流路部２５により塞がれた溝については、断面においてその四方が壁となるため毛管力が強く働き、円滑な液の流動が行われる。
【００８８】
第一シート１０の蒸気流路溝１６の開口と第二シート２０の蒸気流路溝２６の開口とが向かい合うように重なって流路を形成し、これが蒸気が流れる蒸気流路４となる。
ここで、図１３、図１４よりわかるように、本形態では、第二シート２０の蒸気流路溝２６の幅Ｕの方が、第一シート１０の蒸気流路溝１６の幅Ｍよりも大きく形成されている。これにより、上記したように凝縮液流路の少なくとも一部が蒸気流路の突出するように配置され、凝縮液が凝縮液流路３である液流路溝１５ａの開口から該液流路溝１５ａに流入し、作動流体の還流がより円滑になる。
【００８９】
図１６からわかるように、第一シート１０の蒸気流路連通溝１７の開口と第二シート２０の蒸気流路連通溝２７の開口とが向かい合うように重なり流路を形成し、これが連通蒸気流路５となる。
ここで、本形態では連通蒸気流路５に突起２８が設けられている。これにより連通蒸気流路５において内表面積を大きくすることができる。そのため、連通蒸気流路５において蒸気が流路内表面に接触する機会が増え凝縮しやすくなり、作動流体の相変化及び円滑な還流が可能となるため、熱輸送能力を高めることができる。
【００９０】
一方、注入部１２、注入部２２についても図１に表れているように、その内面１０ａ、及び内面２０ａ同士が向かい合うように重なり、第二シート２０の注入溝２２ａの底部とは反対側の開口が第一シート１０の注入部１２の内面１０ａより塞がれる。これにより、外部と本体１１、２１間の密閉空間２（凝縮液流路３及び蒸気流路４）とを連通する注入流路６が形成されている。
ただし、注入流路６から密閉空間２に対して作動流体を注入した後は、注入流路６は閉鎖されるので、最終的な形態のベーパーチャンバー１では外部と密閉空間２とは連通していない。
【００９１】
ベーパーチャンバー１の密閉空間２には、作動流体が封入されている。作動流体の種類は特に限定されることはないが、純水、エタノール、メタノール、アセトン等、通常のベーパーチャンバーに用いられる作動流体を用いることができる。
【００９２】
以上のようなベーパーチャンバーは例えば次のように作製することができる。
第一シート１０及び第二シート２０の外周形状を有する金属シートに対して、液流路溝１４ａ、１５ａ、蒸気流路溝１６、２６、及び蒸気流路連通溝１７、２７をハーフエッチングにより形成する。
次いで、第一シート１０及び第二シート２０の内面１０ａと内面２０ａとを向かい合わせるように重ね、位置決め手段としての穴１３ａ及び穴２３ａを用いて位置決めし、仮止めを行う。仮止めの方法は特に限定されることはないが、抵抗溶接、超音波溶接、及び接着剤による接着等を挙げることができる。
そして仮止め後に拡散接合を行い恒久的に第一シート１０と第二シート２０とを接合する。なお、拡散接合の代わりにろう付けにより接合してもよい。
【００９３】
接合の後、形成された注入流路６から真空引きを行い、密閉空間２を減圧する。その後、減圧された密閉空間２に対して注入流路６から作動流体を注入して密閉空間２に作動流体が入れられる。そして注入部１２、注入部２２に対してレーザーによる溶融を利用したり、かしめたりして注入流路６を閉鎖する。これにより密閉空間２の内側に作動流体が安定的に保持される。
【００９４】
次にベーパーチャンバー１の作用について説明する。
ベーパーチャンバー１は携帯端末等の筐体内に設置され、ＣＰＵ等の冷却すべき対象物に取り付けられる。この冷却対象物はベーパーチャンバー１の外面１０ｂ又は外面２０ｂに直接、又は、熱伝導性の高い粘着剤、シート、テープ等を介して取り付けられる。外面１０ａ、外面１０ｂのうちどの位置に冷却対象物が取り付けられるかは特に限定されることはなく、携帯端末等において他の部材の配置との関係により適宜設定される。本形態では図１（ａ）に点線で示したように、冷却すべき熱源である冷却対象物３０を第一シート１０の外面１０ａのうち、本体１１のｘｙ方向中央に配置した。従って図１（ａ）において冷却対象物３０は死角となって見えない位置なので点線で表している。
図１７には作動流体の流れを説明する図を表した。説明のし易さのため、この図では第二シート２０は省略し、第一シート１０の内面１０ａが見えるように表示している。
【００９５】
冷却対象物３０が発熱すると、その熱が第一シート１０内を熱伝導により伝わり、密閉空間２内における冷却対象物３０に近い位置に存在する凝縮液が熱を受ける。この熱を受けた凝縮液は熱を吸収し蒸発し気化する。これにより冷却対象物３０が冷却される。
【００９６】
気化した作動流体は蒸気となって図１７に実線の直線矢印で示したように蒸気流路４内を流れて移動する。この流れは冷却対象物３０から離隔する方向に生じるため、蒸気は冷却対象物３０から離れる方向に移動する。
蒸気流路４内の蒸気は熱源である冷却対象物３０から離れ、比較的温度が低いベーパーチャンバー１の外周部である連通蒸気流路５に移動し、当該移動の際に順次第一シート１０及び第二シート２０に熱を奪われながら冷却される。蒸気から熱を奪った第一シート１０及び第二シート２０はその外面１０ｂ、２０ｂに接触した携帯端末の筐体等に熱を伝え、最終的に熱が外気に放出される。
【００９７】
蒸気流路４及び連通蒸気流路５を移動しつつ熱を奪われた作動流体は凝縮して液化する。この凝縮液は蒸気流路４や連通蒸気流路５の壁面に付着する。
ここで、本形態では図１６に表れているように連通蒸気流路５に突起２８が設けられて内表面積が大きくされているので、連通蒸気流路５に達した蒸気は凝縮しやすい。従って凝縮、作動流体の還流が円滑に行われて熱輸送量を高めることができる。
さらに本形態では突起２８が内側液流路部２５を延在するように形成されているので、突起表面で生じた凝縮液がそのまま凝縮液流路３に流れ込むこともでき、これによっても円滑な還流が図られる。
【００９８】
このように蒸気が凝縮して液化する一方で蒸気流路４及び連通蒸気流路５には連続して蒸気が流れてくるので、凝縮液は図１４に矢印Ｚ２で示したように蒸気で押し込まれるように、凝縮液流路３に移動する。本形態の凝縮液流路３は、図５、図８（ｂ）に現れているように液連通開口部１４ｃ、１５ｃを備えているので、凝縮液はこの液連通開口部１４ｃ、１５ｃを通って複数の凝縮液流路３に分配される。
さらに本形態のベーパーチャンバー１では、凝縮液流路３の一部が蒸気流路４に突出するように設けられているので、凝縮液は図１４に矢印Ｚ３で示したように厚さ方向からも蒸気で押し込まれるように、凝縮液流路３に移動する。従って、凝縮液が凝縮液流路３に入りやすく、円滑に作動流体の還流が可能である。
【００９９】
凝縮液流路３に入った凝縮液は、凝縮液流路による毛管現象、及び、蒸気からの押圧により、図１７に点線の直線矢印で表したように熱源である冷却対象物３０に近づくように移動する。
特に、蒸気流路４に突出していない一部の凝縮液流路３については、第二シート２０により液流路溝１４ａ、１５ａの開口が塞がれているので断面においてその四方が壁となり、毛管力を高めることができる。これにより、さらに円滑な凝縮液の移動が可能とされている。
そして再度熱源である冷却対象物３０からの熱により気化して上記を繰り返す。
【０１００】
以上のように、ベーパーチャンバー１によれば、特に連通蒸気流路５において突起２８により流路内表面積が高められており、凝縮が円滑に行われ、熱輸送量を高めることができる。
また、凝縮液流路３が開口して蒸気流路４に突出するように構成すれば、凝縮液流路への凝縮液の入流が円滑に行われるため、作動流体の還流が良好であり、さらに熱輸送量を高めることができる。
【０１０１】
以下には、他の形態のベーパーチャンバーについて説明する。なお、他の形態を示す各図では、上記第１の形態で説明した構成と同様の考えで構成できるものについては同じ符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
図１８及び図１９に第２の形態にかかるベーパーチャンバー１’を説明する図を示した。図１８（ａ）には第二シート２０’を内面側からみた図、図１８（ｂ）には第一シート１０’を内面から見た図を示した。また、図１９（ａ）は、図１８（ａ）、図１８（ｂ）にＸＩＸａ−ＸＩＸａで示した部位におけるベーパーチャンバー１’の切断面である。この切断面はベーパーチャンバー１’における連通蒸気流路５が延びる方向で、突起１８’が配列される方向の切断面である。
図１９（ｂ）は、図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）にＸＩＸｂ−ＸＩＸｂで示した部位におけるベーパーチャンバー１’の切断面である。
【０１０３】
本形態のベーパーチャンバー１’では、第一シート１０’及び第二シート２０’を有しており、それぞれ次のような形態を備えている。
【０１０４】
第一シート１０’は連通蒸気流路用溝である蒸気流路連通溝１７’に該溝の底面から突出するように突起１８’が設けられている。これにより上記した突起２８と同様、連通蒸気流路５の内表面積を大きくすることができ、作動流体の凝縮の機会を増やして円滑な還流が可能となる。
本形態の突起１８’は、蒸気流路連通溝１７’のうち、第一シート１０’の蒸気流路溝１６が延びる方向（ｘ方向）の端面に隣接する位置（蒸気流路溝１６の延長上）に配置されている。これにより、蒸気流路溝１６（蒸気流路４）を移動してきた蒸気が直接突起１８’に衝突するように接触するため、効率よく凝縮が進行する。
【０１０５】
突起１８’の大きさは特に限定されることはなく、適宜設定することができるが、例えば次のようにすることができる。
第一シート１０’の蒸気流路連通溝１７’において、突起１８’が存在しなかった場合の当該蒸気流路連通溝１７’の容積（蒸気流路連通溝１７’の幅×深さ×長さで算出できる。）をＶ１（μｍ３）とし、突起１８’の体積の合計をＶ２（μｍ３）としたとき、Ｖ１／Ｖ２が次の範囲にあることが好ましい。
１／２４＜Ｖ２／Ｖ１＜１／２
これが１／２４以下であると突起としての機能が低くなりすぎるとともに、微小であるため製造の観点からも困難となる。一方、１／２以上であると蒸気流路４が狭くなりすぎ、蒸気流路を連通させるという機能が低くなる虞がある。
また、本形態の突起１８’の形態は直方体であるがこれに限らず、半球、錐、柱状等であってもよい。
【０１０６】
第二シート２０’では連通蒸気流路用溝である蒸気流路連通溝２７’に突起は配置されておらず、これにより連通蒸気流路５を形成する。
【０１０７】
図２０〜図２２に第３の形態にかかるベーパーチャンバー１”を説明する図を示した。図２０（ａ）には第二シート２０を内面側からみた図、図２０（ｂ）には第一シート１０’を内面から見た図を示した。また図２１は、図２０（ａ）、図２０（ｂ）にＸＸＩ−ＸＸＩで示した部位におけるベーパーチャンバー１”の切断面である。図２２（ａ）は図２０（ａ）、図２０（ｂ）、図２１にＸＸＩＩａ−ＸＸＩＩａで示した部位におけるベーパーチャンバー１”の切断面、図２２（ｂ）は図２０（ａ）、図２０（ｂ）、図２１にＸＸＩＩｂ−ＸＸＩＩｂで示した部位におけるベーパーチャンバー１”の切断面である。
【０１０８】
本形態のベーパーチャンバー１”では、第２の形態で示した第一シート１０’と第１の形態で説明した第二シート２０とを組み合わせた例である。
これによれば、連通蒸気流路５に突起１８’と突起２８とが交互に配列される態様となり、さらに連通蒸気流路５の内表面積を大きくすることができ、作動流体の凝縮を円滑にし、熱輸送量を高めることが可能である。
【０１０９】
図２３〜図２５に第４の形態にかかるベーパーチャンバー１’’’を説明する図を示した。図２３（ａ）には第二シート２０’’’を内面側からみた図、図２３（ｂ）には第一シート１０’を内面側から見た図を示した。
図２４は、図２３（ａ）、図２３（ｂ）にＸＸＩＶ−ＸＸＩＶで示した部位におけるベーパーチャンバー１’’’の切断面である。この切断面はベーパーチャンバー１’’’における蒸気流路４の横断面が表れる切断面である。
図２５（ａ）は、図２３（ａ）、図２３（ｂ）にＸＸＶａ−ＸＸＶａで示した部位におけるベーパーチャンバー１’’’の切断面である。この切断面はベーパーチャンバー１’’’における連通蒸気流路５が延びる方向で、突起１８’が配列される方向の切断面である。
図２５（ｂ）は、図２３（ａ）、図２３（ｂ）、図２４（ａ）にＸＸＶｂ−ＸＸＶｂで示した部位におけるベーパーチャンバー１’’’の切断面である。
【０１１０】
本形態のベーパーチャンバー１’’’では、第一シート１０’及び第二シート２０’’’を有して構成されている。第一シート１０’は上記したベーパーチャンバー１’の第一シート１０’と同じ形状である。
【０１１１】
第二シート２０’’’では連通蒸気流路用溝である蒸気流路連通溝２７’’’に突起は配置されておらず、これにより連通蒸気流路５を形成する。
さらに、第二シート２０’’’では蒸気流路溝が形成されておらず、図２４からわかるように、内面側が平坦な面から形成されている。ただし、図２３（ａ）で点線で示したように蒸気流路４を形成する面である蒸気流路形成面２６’’’として機能する。図２３（ａ）では実際には面一であるため境界線は現れないが、機能が異なる部分を区別して見やすいようにその境界を点線で表している。
【０１１２】
このようなベーバーチャンバー１’’’でも上記と同様の効果を有するものとなる。ここで、図２５（ｂ）にδで示した、蒸気流路４の端面と、突起１８’の端部との距離は、１００μｍ以上であることが好ましい。これにより第一シート１０’と第二シート２０’’’との接合の際に位置ずれやつぶれが発生しても蒸気流路４と連通蒸気流路５との連通を確保することができる。
【符号の説明】
【０１１３】
１、１’、１”、１’’’  ベーパーチャンバー
２  密閉空間
３  凝縮液流路
４  蒸気流路
５  連通蒸気流路
１０、１０’  第一シート
１０ａ  内面
１０ｂ  外面
１０ｃ  側面
１１  本体
１２  注入部
１３  外周接合部
１４  外周液流路部
１４ａ  液流路溝
１４ｃ  液連通開口
１５  内側液流路部
１５ａ  液流路溝
１５ｃ  液連通開口
１６  蒸気流路溝
１７、１７’  蒸気流路連通溝（連通蒸気流路用溝）
１８’  突起
２０、２０’、２０’’’  第二シート
２０ａ  内面
２０ｂ  外面
２０ｃ  側面
２１  本体
２２  注入部
２３  外周接合部
２４  外周液流路部
２５  内側液流路部
２６  蒸気流路溝
２７、２７’  蒸気流路連通溝（連通蒸気流路用溝）
２８  突起
【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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【図１４】
2019105416.tif 000016
【図１５】
2019105416.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2019105416.tif 000019
【図１８】
2019105416.tif 000020
【図１９】
2019105416.tif 000021
【図２０】
2019105416.tif 000022
【図２１】
2019105416.tif 000023
【図２２】
2019105416.tif 000024
【図２３】
2019105416.tif 000025
【図２４】
2019105416.tif 000026
【図２５】
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