(57)【要約】      （修正有）【課題】冷却効果に優れ、小型化、及び薄型化しやすく、局所的な冷却を可能とする冷却部材を提供する。【解決手段】冷却部材１は、金属繊維で構成されている金属繊維シート５と、金属繊維シートを収容する収容体１０と、収容体内に冷媒を導入する冷媒導入手段と、を備える金属繊維シートを冷却する冷却機構６と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属繊維で構成されている金属繊維シートと、
前記金属繊維シートを冷却する冷却機構と、
を有する冷却部材。
【請求項２】
前記冷却機構が、前記金属繊維シートを収容する収容体と、
前記収容体内に冷媒を導入する冷媒導入手段と、
を備える請求項１に記載の冷却部材。
【請求項３】
前記収容体が、銅板、アルミニウム板、銅箔、及びアルミニウム箔からなる群より選ばれる少なくとも一つで構成されている請求項２に記載の冷却部材。
【請求項４】
前記冷却機構が、前記金属繊維シートを支持する支持体を備え、
前記支持体の内部に冷媒の流路となる中空部が設けられている請求項１に記載の冷却部材。
【請求項５】
前記中空部から前記金属繊維シートに向かって、前記冷媒が導出される貫通穴が、前記支持体に設けられている請求項４に記載の冷却部材。
【請求項６】
前記金属繊維シートを覆う蓋体を有する請求項４又は５に記載の冷却部材。
【請求項７】
前記金属繊維が銅繊維である請求項１〜６のいずれか一項に記載の冷却部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷却部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷却部材は、電気機器、電子機器、及び半導体機器等において、発熱に弱い回路等の温度を管理するために幅広く利用されている。電気機器等が使用する電力が多くなると、発熱量が多くなり、電気機器等の温度が高温となりやすい。かかる発熱は、電気機器等の誤作動、及び故障等の原因となる。そのため、一般的な電気機器等は、発生する熱を冷却、及び放熱するための冷却機構として冷却部材を備えている（特許文献１〜３）。
【０００３】
特許文献１は、ＩＣチップ等の半導体デバイスを冷却する冷却装置を開示している。特許文献１に記載の冷却装置は、複数の突出放熱部を備えており、突出放熱部の内部に揮発性の液体を含んだ綿状体が充填されている。かかる冷却装置は、綿状体が充填された突出部を複数有することにより、揮発性の液体の気化熱による冷却効果を高めている。
特許文献２は、ＩＣチップ等の電子部品が装着されるプリント配線板の発熱を放熱する放熱部材を開示している。特許文献２に記載の放熱部材は、熱伝導部と、放熱部とを備えている。特許文献２に記載の放熱部材は、発熱体の熱を熱伝導部に伝熱させ、三次元網目構造の放熱部から放熱している。かかる放熱部材は、三次元網目構造の表面積を広くとることにより、放熱効率を高めることができる。
特許文献３は、ＩＣチップ等の発熱を排熱する金属製のヒートシンクを開示している。特許文献３に記載のヒートシンクは、バルク状の銅の上に線状のコイルが設けられている。かかるヒートシンクは、電子機器のＩＣチップ等で発生する熱をバルク状の銅に伝熱させ、放熱部である線状のコイルから放熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３３５７９７号公報
【特許文献２】特許第２９５１３２７号公報
【特許文献３】特開２００４−３１１７１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載の冷却機構は、放熱部の表面積を単に拡大することによって冷却効率を高めているため、充分な冷却効果を得ることができない。
特許文献１に記載の冷却装置は、突出部を備えているため、相当の厚みを必要とし、省スペース化に適さない。同様に、特許文献２に記載の放熱部材は、三次元網目構造を備えているため、省スペース化に適さない。また、特許文献３に記載のヒートシンクは、バルク状の銅を備えているため重く、軽量化に適さない。小型化、及び薄型化等の省スペース化が求められている電気機器等にあっては、相当の厚みを必要とする特許文献１〜３の冷却機構を採用しにくい。
以上より特許文献１〜３の冷却機構は、冷却効果が不充分であることに加え、小型化、及び薄型化に適していない。
【０００６】
また、電気機器等に使用される基板等においては、半導体デバイス等の発熱体が設けられている部分が相対的に高温となり、その他の部分は相対的に低温となる。このような高温の部分を効率的に冷却するためには、基板全体を冷却するよりも、相対的に温度が高い部分を狙って局所的に冷却する方法が効果的である。そのため局所的な冷却を可能とする冷却部材が求められている。
ところが、特許文献１〜３に記載の冷却機構は、単に、ＩＣチップ等の発熱体を全体的に覆うようにして取り付けられているので、発熱体を局所的に冷却できるとは言い難い。
【０００７】
本発明は上記背景に鑑みてなされたものであり、冷却効果に優れ、小型化、及び薄型化しやすく、局所的な冷却を可能とする冷却部材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】
【０００８】
本発明は、以下の態様を有する。
［１］  金属繊維で構成されている金属繊維シートと、前記金属繊維シートを冷却する冷却機構と、を有する冷却部材。
［２］  前記冷却機構が、前記金属繊維シートを収容する収容体と、前記収容体内に冷媒を導入する冷媒導入手段と、を備える［１］に記載の冷却部材。
［３］  前記収容体が、銅板、アルミニウム板、銅箔、及びアルミニウム箔からなる群より選ばれる少なくとも一つで構成されている［２］に記載の冷却部材。
［４］  前記冷却機構が、前記金属繊維シートを支持する支持体を備え、前記支持体の内部に冷媒の流路となる中空部が設けられている［１］に記載の冷却部材。
［５］  前記中空部から前記金属繊維シートに向かって、前記冷媒が導出される貫通穴が、前記支持体に設けられている［４］に記載の冷却部材。
［６］  前記金属繊維シートを覆う蓋体を有する［４］又は［５］に記載の冷却部材。
［７］  前記金属繊維が銅繊維である［１］〜［６］のいずれか１項に記載の冷却部材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、冷却効果に優れ、小型化、及び薄型化しやすく、局所的な冷却を可能とする冷却部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の冷却部材の一例を示す斜視図である。
【図２】図１の冷却部材のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】第２実施形態の冷却部材の一例を示す斜視図である。
【図４】図３の冷却部材の冷却機構を示す上面図である。
【図５】図３の冷却部材のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】本発明の冷却部材に係る冷却機構を製造する方法の一例を示す図である。
【図７】図６に示す各冷却機構のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】第３実施形態の冷却部材の一例を示す斜視図である。
【図９】図８の冷却部材の支持体を示す上面図である。
【図１０】図８の冷却部材のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】第４実施形態の冷却部材の一例を示す斜視図である。
【図１２】図１１の冷却部材のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。
【図１３】図１１の冷却部材の上面図である。
【図１４】図１１の冷却部材の支持体を示す上面図である。
【図１５】図１３のＸＶ−ＸＶ断面図である。
【図１６】第５実施形態の冷却部材の一例を示す上面図である。
【図１７】図１６の冷却部材のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。
【図１８】図１６の冷却部材の側面図である。
【図１９】第６実施形態の冷却部材の一例を示す上面図である。
【図２０】図１９の冷却部材のＸＸ−ＸＸ断面図である。
【図２１】図１９の冷却部材の側面図である。
【図２２】第７実施形態の冷却部材の一例を示す上面図である。
【図２３】図２２の冷却部材のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ断面図である。
【図２４】図２２の冷却部材の側面図である。
【図２５】第８実施形態の冷却部材の一例を示す上面図である。
【図２６】図２５の冷却部材のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ断面図である。
【図２７】図２５の冷却部材の側面図である。
【図２８】第９実施形態の冷却部材の一例を示す上面図である。
【図２９】図２８の冷却部材のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ断面図である。
【図３０】図２８の冷却部材を製造する方法の一例について説明するための図である。
【図３１】図３０のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ断面図である。
【図３２】第１０実施形態の冷却部材の一例を示す上面図である。
【図３３】図３２の冷却部材のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ断面図である。
【図３４】図３２の冷却部材の側面図である。
【図３５】第１１実施形態の冷却部材の一例を示す上面図である。
【図３６】図３５の冷却部材のＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ断面図である。
【図３７】図３５の冷却部材の側面図である。
【図３８】第１２実施形態の冷却部材の一例を示す上面図である。
【図３９】図３８の冷却部材のＸＸＸＩＸ−ＸＸＸＩＸ断面図である。
【図４０】図３８の冷却部材のＸＸＸＸ−ＸＸＸＸ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の用語の定義は、本明細書、及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「金属繊維」とは、金属を主成分とする繊維を意味する。例えば「銅繊維」とは、銅を主成分とする繊維を意味する。銅を主成分とするとは、不可避的不純物を含め、本発明の効果を妨げない限り、その他の成分を一定量含んでいてもよい状態を意味する。
「熱伝導率（単位：Ｗ／（ｍ・Ｋ））」は、レーザーフラッシュ法（アルバック理工株式会社製、レーザーフラッシュ熱定数測定装置「ＴＣ７０００型」）により測定される値である。
「平均繊維径」とは、顕微鏡で撮像された金属繊維シートの任意の複数の箇所における垂直断面に基づいて、金属繊維の長手方向に垂直な断面積を公知の計算手法で算出し、当該断面積と同一面積を有する真円の直径を算出することにより導かれた面積径の相加平均値である。上記複数の箇所は、例えば、２０箇所とすることができる。
「平均繊維長」とは、顕微鏡でランダムに選択した複数本の繊維について繊維の長手方向の長さを測定した値の相加平均値である。繊維が直線状でない場合には、繊維に沿った曲線の長さとする。上記複数本は、例えば、２０本とすることができる。
「占積率」とは、繊維シートの体積に対して繊維が存在する部分の割合で、繊維シートの坪量、厚み、及び繊維の真密度から以下の式により算出される。繊維シートが複数の種類の繊維を含む場合には、各繊維の組成比率を反映した真密度値を採用することで占積率を算出することができる。
（占積率（％））＝（繊維シートの坪量）／（（繊維シートの厚み）×（真密度））×１００。
「シートの厚み」とは、空気による端子落下方式の膜厚計（例えば、ミツトヨ社製「デジマチックインジケータＩＤ−Ｃ１１２Ｘ」等）で、例えば、金属繊維シートの任意の数測定点を測定した場合の相加平均値である。
「均質性」とは、繊維で構成されるシートの電気特性、物理特性、及び透気特性等のシートが有する特性のシート内におけるバラツキが少ないことを意味する。均質性の指標として、例えば、１ｃｍ２当たりのＪＩＳ  Ｚ８１０１に規定する坪量の変動係数（ＣＶ値）を採用することができる。
「空隙率」とは、繊維シートの体積に対して空隙が存在する部分の割合で、繊維シートの坪量、厚み、及び繊維の真密度から以下の式により算出される。繊維シートが複数の種類の繊維を含む場合には、各繊維の組成比率を反映した真密度値を採用することで占積率を算出することができる。
（空隙率（％））＝  （１−（繊維シートの坪量）／（（繊維シートの厚み）×（真密度）））×１００。
【００１２】
［第１実施形態］
以下、本発明を適用した第１実施形態の冷却部材１について説明する。なお、以下の説明で用いる図面において、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。
図１は第１実施形態の冷却部材１を示す斜視図である。図１に示すように、第１実施形態の冷却部材１は、金属繊維シート５と、第１実施形態の冷却機構６とを有している。冷却機構６は、金属繊維シート５を冷却する。第１実施形態の冷却部材１においては、冷却機構６の内部に導入される冷媒が、金属繊維シート５を冷却することができる。
冷媒としては、特に限定されず、電気機器、及び電子機器等の産業分野で使用されている公知の冷媒を挙げることができる。冷媒の一例として、空気、フッ素系不活性液体、及び絶縁性オイル等を挙げることができる。
【００１３】
（金属繊維シート）
金属繊維シート５は、金属繊維単独で構成されていてもよく、金属繊維以外の繊維と併用して構成されていてもよい。
金属繊維を構成する金属成分としては、銅、ステンレス、鉄、アルミニウム、ニッケル、及びクロム等が挙げられるが特に制限されない。前記金属成分は、金、白金、銀、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、及びオスミウム等の貴金属であってもよい。これらの中でも金属繊維を構成する金属成分としては、銅、ステンレス、及びアルミニウムが好ましい。特に、銅繊維は、剛直性と塑性変形性とのバランスに優れるため好ましい。そのため金属繊維シート５は、銅繊維で構成されている銅繊維シートであることが好ましい。
金属以外の成分としては、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレン、及びポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル樹脂、アラミド樹脂、ナイロン、及びアクリル樹脂、並びにこれらの繊維状物等の結着性、及び担持性を有する有機物等が挙げられる。これらの有機物は、例えば金属繊維シート５作製時の形態維持性、及び機能性を補助・向上させるため等に用いることができる。
【００１４】
金属繊維シート５は、金属繊維が結着されていることが好ましい。金属繊維が結着されているとは、金属繊維同士が物理的に固定され、結着部を形成していることを意味する。金属繊維シート５は、金属繊維同士が結着部で直接的に固定されていてもよいし、金属繊維の一部同士が、金属成分以外の成分を介して間接的に固定されていてもよい。
金属繊維が結着されていることにより、金属繊維シート５を構成している金属繊維の間に空隙が形成され得る。かかる空隙は、例えば金属繊維が交絡することにより形成されてもよい。金属繊維シート５が当該空隙を備えることにより、後述する冷媒が金属繊維シート５の内部に導入され、例えば発熱体から金属繊維シート５に伝導した熱を効率的に奪い取りやすくなるため、金属繊維シート５の冷却効率を高めやすくなる。金属繊維シート５の空隙率は、５〜９５％であることが好ましく、５〜６０％であることがより好ましい。
【００１５】
金属繊維シート５の熱伝導率は、５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。金属繊維シート５の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば、第１実施形態の冷却部材１の冷却効率が優れやすくなる。
金属繊維シート５は、結着部で金属繊維が焼結されていることが好ましい。金属繊維が焼結されていることにより、金属繊維シート５の熱伝導性、及び均質性が安定しやすくなる。
【００１６】
金属繊維シート５の構造は、シート状であれば特に制限されず、任意のシート構造をとることができる。例えば、金属繊維シート５のシート構造は、金属繊維がランダムに交絡している不織布であってもよく、規則性を有する織布、又はメッシュ材であってもよい。また、金属繊維シート５の表面は、平らであってもよく、コルゲート加工等が施され、凹凸を有していてもよく、特に制限されない。
【００１７】
図２は、図１の冷却部材１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図２中に示す、金属繊維シート５の鉛直方向の厚みＤ１は、０．５ｍｍ〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。金属繊維シート５の厚みＤ１が０．５ｍｍ以上であれば、冷却部材１の冷却効果が優れやすい。金属繊維シート５の厚みＤ１が５ｍｍ以下であれば、冷却部材１を薄型化しやすくなる。金属繊維シート５の厚みＤ１は、後述するプレス工程で適宜調整することができる。
【００１８】
金属繊維シート５の坪量は、１０ｇ／ｍ２〜１０００ｇ／ｍ２の範囲であることが好ましい。金属繊維シート５の坪量が１０ｇ／ｍ２以上であれば、冷却部材１による冷却効果が優れやすい。金属繊維シート５の坪量が１０００ｇ／ｍ２以下であれば、金属繊維シート５を軽量化しやすくなり、冷却部材１を軽量化しやすい。
【００１９】
金属繊維の平均繊維径は、本発明の効果を損なわない範囲で任意に設定することができる。金属繊維の平均繊維径は、１μｍ〜３０μｍであることが好ましく、２μｍ〜２０μｍであることが好ましい。金属繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、金属繊維の剛直性が低下して、金属繊維シート５を製造する際に所謂ダマが生じやすくなる。ダマが生じることにより、金属繊維シート５の熱伝導性、及び均質性が安定しにくくなる。金属繊維の平均繊維径が３０μｍを超えると、金属繊維の剛直性が繊維交絡の妨げになる恐れがある。
金属繊維の長手方向に垂直な断面の形状は、任意の形状とすることができる。かかる断面の形状は、例えば、円形、楕円形、略四角形、及び不定形等のいずれの形状であってもよい。
【００２０】
金属繊維の平均繊維長は、本発明の効果を損なわない範囲で任意に設定することができる。金属繊維の平均繊維長は、１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であることが好ましく、３ｍｍ〜５ｍｍの範囲であることがさらに好ましい。金属繊維の平均繊維長が１ｍｍ〜１０ｍｍの範囲であれば、冷却部材１の熱伝導性、及び均質性が安定しやすい。
金属繊維のアスペクト比は、３３〜１００００であることが好ましい。アスペクト比が３３未満である場合には、金属繊維の交絡が生じにくく、冷却部材１の強度が低下する恐れがある。アスペクト比が１００００を超えると、金属繊維シート５の均質性が低下し、冷却部材１の熱伝導性が安定しにくくなる恐れがある。
【００２１】
金属繊維シート５の占積率の下限値は、２％以上が好ましく、４％以上がより好ましく、５％以上がさらに好ましい。金属繊維シート５の占積率の上限値は、６５％以下が好ましく、６０％以下がより好ましい。積率が２％未満であると冷媒導入時の圧力損失が抑えられる一方で、繊維量不足により冷却効果が低下する恐れがある。また、占積率が６５％を越えると冷媒導入時の圧力損失が増大する恐れがある。
【００２２】
金属繊維シート５の１ｃｍ２当たりのＪＩＳ  Ｚ８１０１に規定する坪量の変動係数（ＣＶ値）は、１０％以下であることが好ましい。坪量は、単位体積当たりの重量を示す指標であるから、坪量の変動係数が一定の値以下であることは、金属繊維シート５の熱伝導性、及び占積率についても安定した値であるといえる。すなわち、金属繊維シート５の坪量の変動係数が１０％以下であれば、金属繊維シート５に極端なサイズのダマ、及び空隙が存在しにくく、金属繊維シート５の均質性が優れ、冷却部材１の熱伝導率の値が安定しやすい。
【００２３】
金属繊維シート５を製造する方法としては、圧縮成形する乾式法、及び湿式抄造法で抄紙する方法等が挙げられる。乾式法により、金属繊維シート５を得る場合には、カード法、及びエアレイド法等により得られた金属繊維を主体とするウェブを圧縮成形することができる。圧縮成形の際には、金属繊維間の結合を付与するために、バインダーを金属繊維に含浸させてもよい。かかるバインダーとしては、アクリル系接着剤等の公知の有機バインダー、及びコロイダルシリカ等の公知の無機質バインダーを用いることができる。
【００２４】
湿式抄造法により金属繊維シート５を製造する場合には、金属繊維等が水性媒体に分散しているスラリーを用いて、抄紙機にて湿式抄造を行うことができる。上記のスラリーには、填料、分散剤、増粘剤、消泡剤、紙力増強剤、サイズ剤、凝集剤、着色剤、及び定着剤等の公知の添加剤を適宜添加することができる。
湿式抄造により得られる湿体シートには、金属繊維等を互いに交絡させる繊維交絡処理工程を実施してもよい。繊維交絡処理工程としては、湿体シート面に高圧ジェット水流を噴射する方法を採用することができ、この方法により、シート全体に亘って金属繊維又は金属繊維を主体とする繊維同士を交絡させることができる。この工程を経た後に、湿体シートは、ドライヤー工程を経て巻取り等される。
【００２５】
繊維交絡処理工程とドライヤー工程とを経て得られるシートには、金属繊維等を結着させる前にプレス工程を実施することができる。プレス工程を実施することで、金属繊維間に形成されている極端に大きな空隙を減らし、均質性を高めることができる。また、プレス工程の際に、プレス時の圧力を適宜調整することにより、金属繊維シート５の厚みＤ１を調整することができる。例えば、厚み１７０μｍ程度の金属繊維シート５を製造する場合、線圧３００ｋｇ／ｃｍ未満で加圧することにより、金属繊維シート５の均質性を向上させることができる。
【００２６】
金属繊維等を結着させる方法としては、金属繊維シート５を焼結する焼結工程を実施することが好ましい。金属繊維シート５を焼結して結着することで、金属繊維等を確実に結着し、金属繊維間を固定することができ、金属繊維シート５の坪量の変動係数（ＣＶ値）が安定しやすくなる。焼結工程を実施することにより、金属繊維同士の接点が結着し、確実に結着部を設けることができ、金属繊維シート５の均質性、熱伝導性が安定しやすくなる。
焼結工程を経た金属繊維シート５は、さらにプレス工程を経ることが好ましい。焼結工程の後、さらにプレス工程を経ることで、金属繊維シート５の均質性がより向上しやすくなるとともに、金属繊維シート５を薄型化することができる。焼結後のプレス工程によって、厚み方向だけでなく、面方向にも金属繊維等のシフトが生じる。これにより焼結時には空隙であった箇所にも金属繊維等が配置され、均質性が向上し、かかる状態が金属繊維の有する塑性変形特性によって維持される。なお、焼結工程の後に実施されるプレス工程の圧力は、金属繊維シート５の厚みＤ１を考慮して適宜設定することができる。
【００２７】
（第１実施形態の冷却機構）
第１実施形態の冷却機構６は、金属繊維シート５を冷却する。冷却機構６は、収容体１０と、収容体内に冷媒を導入する冷媒導入手段（図示略）とを備えている。収容体１０は、金属繊維シート５を収容している。
【００２８】
収容体１０の形状としては、特に制限されず、任意の構造、及び形状とすることができる。収容体１０は、公知の金属材料、公知のセラミック材料、及び公知の樹脂材料等で構成することができる。金属材料としては、ステンレス、銅、アルミニウム、及びアルミナ等を挙げることができる。セラミック材料としては、ジルコニア、チタン酸バリウム、炭化珪素、窒化珪素、及び窒化アルミニウム等を挙げることができる。樹脂材料としては、ポリメタクリル酸、及びポリシアノアクリル酸（ポリシアノアクリレート）等のポリアクリル酸樹脂；ポリビニルピロリドン樹脂；ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル樹脂；ポリプロピレン樹脂；ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂；ポリイミド樹脂；アラミドを含むポリアミド樹脂；ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂等を挙げることができる。これらの中でも、冷却効率の観点から、収容体１０の材料としては、ステンレス、銅、及びアルミニウム等の熱伝導性が高い金属材料が好ましい。収容体１０がこれらの金属材料で構成される場合、金属繊維シート５を収容した態様で焼結加工を施してもよい。このような手法で第１実施形態の冷却部材１を作製することで、収容体１０と金属繊維シート５とが結着した冷却部材を得ることができる。収容体１０と金属繊維シート５とが結着した冷却部材においては、発熱体からの熱が金属繊維シート５に伝播しやすくなり、冷却部材による冷却効果が優れやすい。例えば、収容体１０は、銅板、アルミニウム板、銅箔、及びアルミニウム箔からなる群より選ばれる少なくとも一つで構成することができる。
また、収容体１０が発熱体と接する少なくとも一つの面は、金属等の熱導電性物質で構成することが好ましい。
【００２９】
第１実施形態の冷却部材１においては、冷却機構６が、収容体１０内に冷媒を導入する冷媒導入手段（図示略）を備えている。これにより、収容体１０内に冷媒が導入され得る。冷媒導入手段としては、特に限定されず、コンプレッサー、及び液体ポンプ等の公知の冷媒導入手段を挙げることができる。
冷媒が収容体１０内に導入されることにより、収容体１０が収容している金属繊維シート５を冷却することができる。金属繊維シート５は銅繊維、又はアルミニウム繊維で構成されているので、冷媒によって効率的に冷却される。
【００３０】
収容体１０が金属である場合には、金属繊維シート５と収容体１０とは、結着していることが好ましい。金属繊維シート５と収容体１０を結着させる方法としては、例えば、図１のような態様で金属繊維シート５に収容体１０を配置し、焼結させることができる。
【００３１】
収容体１０の構造は、冷媒が収容体１０の内部に導入され得る構造である。第１実施形態の冷却部材１においては、収容体１０は、両端が開口端とされている。すなわち、収容体１０は、第１の開口端部１１と、第２の開口端部１２を備えて構成されている。
第１の開口端部１１から収容体１０内に導入された冷媒は、冷却部材１を内部から冷却し、第２の開口端部１２から導出される。第１の開口端部１１と、第２の開口端部１２を備えることにより、冷媒を収容体１０の第１の端部から収容体１０の内部に導入し、第２の開口端部１２から導出することができる。なお、第１実施形態の冷却部材１においては、収容体１０の両端が開口端部とされているが、第１実施形態の冷却部材１はこれに限定されず、いずれか一方の端部のみが開口端部とされていてもよい。
【００３２】
なお、第１実施形態の冷却部材１においては、第１、及び第２の開口端部１１，１２の断面の形状、及び開口面の面積を任意に選択することができる。第１、及び第２の開口端部１１，１２の開口面の面積を適宜選択することにより、冷却部材１による冷却効果を調節することができる。例えば、冷却部材１による冷却効果をより高めたいときには、第１の開口端部１１の開口面の面積を広くすることで、冷媒の導入効率を高めればよい。
【００３３】
第１の開口端部１１の開口面の面積が小さく、冷媒の導入が困難であるとき、又は冷却効率を向上させたいときは、収容体１０内に冷媒を導入する冷媒導入手段として、公知の加圧手段を使用することができる。かかる加圧手段としては、特に制限されず、コンプレッサー、及び加圧ポンプ等の公知の加圧手段が挙げられる。
【００３４】
また、第１実施形態の冷却部材１では、金属繊維シート５の全領域が、収容体１０に収容されているが、金属繊維シート５の一部の領域が収容体１０に収容されていてもよい。この場合、収容体１０に冷媒を導入することにより、収容体１０に収容されている一部の領域の金属繊維シート５を局所的に冷却しやすくすることができる。
また、上述した実施形態の冷却部材１では、収容体１０の両端が開口端とされているが、両端が閉塞端とされていてもよい。この場合、収容体１０の内部に冷媒を導入するための冷媒導入口を収容体１０の任意の箇所に設けなければならない。なお、かかる冷媒導入口を収容体１０に設けた場合においては、収容体１０の内部から冷媒が導出される冷媒導出口をさらに、収容体１０の任意の箇所に設けてもよい。
【００３５】
（第１実施形態の作用効果）
第１実施形態の冷却部材１は、金属繊維シート５が収容体１０の内部に収容されている。かかる冷却部材１の収容体１０内に冷媒が導入されることにより、冷却部材１は、金属繊維シート５の内部で冷媒を継続的に保持することができる。そのため金属繊維シート５が効率的に冷却されやすい。金属繊維シート５が冷却されることにより、金属繊維シート５と接している部分の収容体１０を効果的に冷却することができる。そのため、冷却された部分の収容体１０と当接、又は近接した発熱体等を効果的に冷却できる。
【００３６】
［第２実施形態］
以下、本発明を適用した第２実施形態の冷却部材について図面を用いて詳細に説明するが、本発明の冷却部材は、下記の記載に限定されない。なお、図３，５に示す第２実施形態の冷却部材２において、第１実施形態の冷却部材１と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】
図３は第２実施形態の冷却部材２を示す斜視図である。図３に示すように、第２実施形態の冷却部材２は、金属繊維シート５と、冷却機構７とを有している。第２実施形態の冷却機構７は、金属繊維シート５を冷却する。第２実施形態の冷却部材２においては、冷却機構７に導入される冷媒が、金属繊維シート５を冷却することができる。
【００３８】
図３中に示す冷却部材２においては、金属繊維シート５の鉛直方向の厚みＤ２は、１００μｍ〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。金属繊維シート５の厚みＤ２が１００μｍ以上であれば、冷媒が充分に導入されやすいため、冷却部材２の冷却効果が優れやすい。金属繊維シート５の厚みＤ２が５ｍｍ以下であれば、金属繊維シート５を薄型化しやすくなり、冷却部材２を薄型化しやすい。金属繊維シート５の厚みＤ２は、「［第１実施形態］」の項で述べたようにプレス工程で適宜調整することができる。
【００３９】
第２実施形態の冷却部材２は、使用の目的等に応じて任意の立体的形状とすることができる。かかる立体的形状は、例えば、円柱状、楕円柱状、及び多角柱状等のいずれの形状であってもよい。以下、多角柱状の冷却部材について、本発明の実施形態の一例として説明するが、本発明の冷却部材の形状は、多角柱状のものに限定されない。
【００４０】
（第２実施形態の冷却機構）
図３に示すように、第２実施形態の冷却機構７は、支持体２０を備えている。支持体２０は、金属繊維シート５を支持している。
支持体２０の内部には冷媒の流路となる中空部２２が設けられている。中空部２２に冷媒が流れることより、支持体２０は冷却される。第２実施形態の冷却機構７は、冷却された支持体２０と接触する部分から導出される冷媒によって、金属繊維シート５を冷却することができる。すなわち、発熱体由来の熱が金属繊維シート５に伝播し、金属繊維シートの温度が上昇しても、冷却機構７に導入される冷媒が、支持体２０を介して、金属繊維シート５を冷却することができる。
【００４１】
支持体２０は、「［第１実施形態］」の項で述べた収容体１０と同様の材料で構成することができる。冷却効率の観点から、支持体２０の材料としては、熱伝導性が高い金属材料が好ましい。
【００４２】
図４は、図３の冷却機構７を示す上面図である。図４に示すように、支持体２０の上面には、支持体２０の上面から支持体２０の内部の中空部２２に貫通する貫通穴２４が、複数設けられている。貫通穴２４が支持体２０の上面に設けられていることにより、中空部２２を流れる冷媒が、貫通穴２４から金属繊維シート５に向かって導出される。貫通穴２４の穴径は特に制限されず、任意に設定することができる。貫通穴２４の数は特に制限されず、任意に設定することができる。なお、図４に示す冷却機構７においては、貫通穴２４同士の間隔は規則的であるが、貫通穴２４は不規則的な間隔で支持体２０の上面に設けられてもよい。
【００４３】
図４中の矢印は、支持体２０が有する開口端部２６から中空部２２に導入される冷媒の向きの一例を示す。第２実施形態の冷却機構７においては、支持体２０の開口端部２６から中空部２２に冷媒を導入することができる。
支持体２０の形状、及び構造としては、支持体２０の内部の中空部２２に冷媒を導入することができれば、特に制限されない。開口端部２６の開口面の面積が小さく、冷媒の導入が困難なとき、又は冷却効率を向上させたいときは、冷媒を中空部２２に導入する冷媒導入手段を使用することができる。かかる冷媒導入手段としては、特に制限されず、加圧ポンプ等の公知の加圧手段が挙げられる。
【００４４】
図５は、図３の冷却部材２のＶ−Ｖ断面図である。図５中の矢印は、貫通穴２４から導出される冷媒の向きの一例を示す。開口端部２６から中空部２２に冷媒が導入されると、冷媒は中空部２２を流れる。中空部２２を流れる冷媒は、貫通穴２４から金属繊維シート５に向かって導出される。貫通穴２４から導出された冷媒は、金属繊維シート５を冷却する。金属繊維シート５は金属繊維で構成されているので、冷媒が金属繊維間の空隙に入り込み、当該空隙を通過する過程で、金属繊維シート５が効率的に冷却される。
貫通穴２４が支持体２０に設けられていることにより、冷媒が中空部２２から金属繊維シート５に直接到達することができる。そのため、第２実施形態の冷却機構７は、貫通穴２４から冷媒が導出されることにより、金属繊維シート５を充分に冷却することができる。
なお、金属繊維シート５を冷却した冷媒は、金属繊維シート５から導出されるが、金属繊維シート５から冷媒が導出される部分は、特に限定されず、金属繊維シート５の上面、又は金属繊維シート５の側面から導出されてもよい。
【００４５】
図５に示すように、支持体２０の内部には、仕切部２３が設けられている。支持体２０の内部に仕切部２３を設けることにより、冷媒の流路となる複数の中空部２２が支持体２０の内部に形成される。
図４に示すように、貫通穴２４は、仕切部２３の向きに沿って支持体２０の上面に設けられている。そのため、中空部２２を流れる冷媒は、仕切部２３によって流れる向きが誘導され、貫通穴２４から効率的に導出される。よって、中空部２２を流れる冷媒は金属繊維シート５を効果的に冷却することができる。このように、第２実施形態の冷却部材２の支持体２０においては、冷媒が中空部２２を流れることにより、冷媒の流動方向を制御することができる。
【００４６】
第２実施形態の冷却部材２に係る冷却機構を製造する方法としては、特に制限されない。金属材料、樹脂材料等を切削加工等して製造してもよいし、金型等を利用してもよいし、注型物を利用した下記の方法で製造してもよい。
図６は、第２実施形態の冷却部材２に係る冷却機構の製造方法の一例をステップＳ１からステップＳ６の順に示す図である。図７は、図６に示す各冷却機構のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【００４７】
ステップＳ１では、第１の基板３１上に粘着性を有する有機型枠層２７を粘着させる。
第１の基板３１の材料としては、後述する注型物によって溶解等の変化を生じなければ、特に制限されない。第１の基板３１の材料の具体例として、ステンレス、銅、アルミニウム、及びアルミナ等の金属材料；ポリメタクリル酸、及びポリシアノアクリル酸（ポリシアノアクリレート）等のポリアクリル酸樹脂；ポリビニルピロリドン樹脂；ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル樹脂；ポリプロピレン樹脂；ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂；ポリイミド樹脂；アラミドを含むポリアミド樹脂；ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂等を挙げることができる。
有機型枠層２７は、有機層状物から形成される。有機層状物の材料としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂；ポリメタクリル酸、及びポリシアノアクリル酸（ポリシアノアクリレート）等のポリアクリル酸樹脂；ポリビニルピロリドン樹脂；ポリエチレンテレフタラート等のポリエステル樹脂；ポリプロピレン樹脂；ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂；ポリイミド樹脂；アラミドを含むポリアミド樹脂；ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール樹脂；デンプン；マンナン；パルプ系材料；非パルプ系材料；セルロース等が挙げられる。
【００４８】
ステップＳ２では、第１の基板３１上に注型材料を注入するための貫通パターン２８を有機型枠層２７に形成する。貫通パターン２８は、有機型枠層２７にレーザーを照射することにより形成することができる。レーザーの他にも、打ち抜き型、ナイフ、ハサミ、超音波カッター、カッター、及びウォータージェット等を用いることができる。なお、貫通パターン２８の形状は任意に設定することができる。
【００４９】
ステップＳ３では、ステップＳ２で形成した貫通パターン２８に注型材料２９を注入し、硬化させる。図６に示すように、貫通パターン２８に注型材料２９を注入することで、貫通パターン２８の形状に合わせて、注型材料２９を第１の基板３１上で硬化させることができる。貫通パターン２８に注入された注入材料２９は、硬化することで、注型物２３１となる。
注型材料としては、シリコン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂、及びＡＢＳ樹脂等を挙げることができる。注型材料を型枠に充填する方法としては特に制限されず、例えばブレードによる充填方法が挙げられる。
【００５０】
ステップＳ４では、第１の基板３１から有機型枠層２７を除去する。図６に示すように、有機型枠層２７を第１の基板３１から除去すると、第１の基板３１上に注型物２３１が形成される。有機型枠層２７の除去方法としては特に制限されないが、有機型枠層２７が水解性を有している場合には、水洗により除去することができる。
【００５１】
ステップＳ５では、別途、上述のステップＳ１〜Ｓ４を繰り返し、注型物２３２が設けられている第２の基板３２を準備する。ステップＳ５では、第２の基板３２に貫通穴２４を設ける。第２の基板３２上に貫通穴２４を設ける方法としては、特に制限されず、レーザー、打ち抜き型、ナイフ、ハサミ、及びカッター等が挙げられる。
【００５２】
ステップＳ６では、第１の基板３１と、第２の基板３２とを、注型物同士で貼り合わせる。貼り合わせる際には、密着性を向上させることを目的として、注型物の貼合面にプライマー処理、及びコロナ処理等の表面改質を施すことができる。
図７のステップＳ６で示すように、第１の基板３１と、第２の基板３２とを、注型物同士で貼りあわせることにより、内部に中空部が設けられている板状の支持体を製造することができる。このとき、注型物２３１と注型物２３２とが張り合わされることで、仕切部２３が形成される。以上説明した注型物を利用する方法で製造することにより、金型等を使用せずとも小型化、薄型化、及び省スペース化に適した冷却機構を得ることができる。
【００５３】
図７のステップＳ６で示す仕切部２３の高さＨは、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍとすることが好ましい。仕切部２３の高さＨが前記下限値以上であれば、冷媒を導入しやすくなる。仕切部２３の高さＨが前記上限値以下であれば、冷却部材２を薄型化しやすい。仕切部２３の高さＨは、有機型枠層２７の厚み等を調節することにより、任意の高さに設定することができる。
【００５４】
第２実施形態の冷却部材２は、上述した金属繊維シート５、及び支持体２０の他に、公知の冷却部材が有している公知の構成をその他の構成として有することができる。その他の構成の一例として、冷却部材２を発熱体等の冷却対象に装着するための装着部、及び冷媒を開口端部２６から導入するための補助部材等を挙げることができる。
なお、図３，５に示す冷却部材２においては、金属繊維シート５の下面が支持体２０に覆われており、金属繊維シート５の側面と上面は、開放面とされている。しかし、第２実施形態の冷却部材は、金属繊維シート５の側面、及び上面が開放面とされている形態に限定されず、金属繊維シート５の側面や上面が開放面とされていない形態であってもよい。金属繊維シート５の側面や上面が開放面とされていない形態においては、金属繊維シート５の閉塞面から冷媒が導出されないため、金属繊維シート５の開放面へ効率的に導出される。
【００５５】
（第２実施形態の作用効果）
以上説明した第２実施形態の冷却部材２では、中空部２２に冷媒が流れることにより支持体２０、及び金属繊維シート５等が冷却される。また、冷却部材２は、仕切部２３を有しているので、中空部２２に導入された冷媒が仕切部２３によって形成された流路に誘導されやすい。そのため、中空部２２を流れる冷媒が貫通穴２４から効率的に導出され、金属繊維シート５を効率的に冷却することができる。よって冷却部材２は、冷却効率に優れる金属繊維シート５で、冷却対象の発熱体等を冷却することができるので、冷却効果が優れやすい。
また、第２実施形態の冷却部材２は、金属繊維シート５の内部に形成される空隙の大きさを調節することにより、冷却効率を調整することができるので、冷却効率を損なうことなく、冷却部材２を薄型化しやすく、軽量化しやすい。
さらに、第２実施形態の冷却部材２は、貫通穴２４の穴径を調節することにより、金属繊維シート５の面内で局所的に冷却効率を調整することができる。そのため、冷却部材２は、貫通穴２４の穴径を調節することで、冷媒の流量を制御でき、任意の箇所の冷却効果を高めることができる。よって冷却部材２によれば、局所的に冷却された部分の金属繊維シート５で、発熱体等を局所的に冷却できる。
【００５６】
［第３実施形態］
以下、本発明を適用した第３実施形態の冷却部材３について説明する。なお、図８，１０に示す第３実施形態の冷却部材３において、第１実施形態の冷却部材１、及び第２実施形態の冷却部材２と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
図８は第３実施形態の冷却部材３を示す斜視図である。図８に示すように、第３実施形態の冷却部材３は、金属繊維シート５と、冷却機構８とを有している。第３実施形態の冷却機構８は、金属繊維シート５を冷却する。第３実施形態の冷却部材３においては、冷却機構８に導入される冷媒が、金属繊維シート５を冷却することができる。
【００５７】
（第３実施形態の冷却機構）
図８に示すように、第３実施形態の冷却機構８は、支持体２０と蓋体２５とを備えている。第３実施形態の冷却部材３においては、蓋体２５は金属繊維シート５の上面を覆っている。
蓋体２５の形状としては、図８に示すような板状に制限されず、任意の構造、及び形状とすることができる。蓋体２５は、公知の金属等の熱伝導性材料で構成することができる。かかる熱伝導性材料としては、例えばステンレス、銅、及びアルミニウム等を挙げることができる。冷却効率の観点から、蓋体２５の材料としては、熱伝導性が高い金属材料が好ましい。例えば、蓋体２５は、銅板又は銅箔等で構成することができる。例えば、発熱体と蓋体２５が当接された場合、発熱体から蓋体２５、及び金属繊維シート５に熱が伝播する。このとき、金属繊維シート５の内部に保持されつつ通過する冷媒により、伝播した熱と冷媒との間で熱交換が行われる。このように蓋体２５は、発熱体から熱を奪いやすい素材、すなわち、主として冷媒と熱交換を行う金属繊維シート５に熱を伝播しやすい素材が適している。
【００５８】
図９は、図８の冷却部材３の支持体２０を示す上面図である。図９に示すように、支持体２０の上面には、貫通穴２４ａ，２４ｂがそれぞれ複数設けられている。貫通穴２４ａが支持体２０の上面に設けられていることにより、中空部２２ａを流れる冷媒が貫通穴２４ａより導出される。貫通穴２４ａ，２４ｂの穴径は特に制限されず、任意に設定することができる。貫通穴２４ａ，２４ｂの数は特に制限されず、任意に設定することができる。なお、図９に示す支持体２０においては、貫通穴２４ａ，２４ｂ同士の間隔は規則的であるが、貫通穴２４ａ，２４ｂは、それぞれ不規則的な間隔で支持体２０の上面に設けられてもよい。
【００５９】
図９中の矢印は、支持体２０が有する開口端部２６から中空部２２ａに導入される冷媒の向きの一例と、中空部２２ｂから導出される冷媒の向きの一例とを示す。第３実施形態の冷却機構８においては、開口端部２６から中空部２２ａに冷媒が導入される。
開口端部２６の開口面の面積が小さく、冷媒の導出が困難なとき、又は冷却効率を向上させたいときは、冷媒を中空部２２ｂから導出する冷媒導出手段を使用することができる。かかる冷媒導出手段としては、特に制限されず、減圧ポンプ等の公知の減圧手段が挙げられる。
【００６０】
図１０は、図８の冷却部材３のＸ−Ｘ断面図である。図１０中の矢印は、冷却部材３の内部を流れる冷媒の向きの一例を示す。冷却部材３の中空部２２ａに冷媒が導入されると、冷媒は中空部２２ａを流れる。中空部２２ａを流れる冷媒は、貫通穴２４ａから導出される。貫通穴２４ａから導出された冷媒は、金属繊維シート５を冷却することができる。
【００６１】
第３実施形態の冷却部材３においては、金属繊維シート５の上面を蓋体２５が覆っているので、金属繊維シート５の空隙に入り込んだ冷媒は、金属繊維シート５の上面から冷却部材３の外部に導出されにくい。そのため、第３実施形態の冷却部材３は、第２実施形態の冷却部材２と比較して、冷媒の流動方向を制御しやすく、かつ蓋体２５に発熱体が当接等された場合に、発熱体から熱を奪いやすい。すなわち、発熱体から奪った熱を効率的に、金属繊維シート５に伝播することができるため、冷却効果を高めることができる。
金属繊維シート５を冷却した冷媒は、貫通穴２４ｂから中空部２２ｂに導入され、中空部２２ｂを流れ、開口端部２６から導出される。
【００６２】
第３実施形態の冷却部材３は、上述した金属繊維シート５、支持体２０、及び蓋体２５の他に、公知の冷却部材が有している公知の構成をその他の構成として有することができる。その他の構成の一例として、冷却部材３を冷却対象に装着するための装着部、及び冷媒を開口端部２６から導入するための補助部材等を挙げることができる。
【００６３】
なお、図８，１０に示す冷却部材３においては、金属繊維シート５の側面は、開放面とされている。しかし、第３実施形態の冷却部材３は、金属繊維シート５の側面が開放面とされている形態に限定されず、金属繊維シート５の側面が開放面とされていない形態であってもよい。金属繊維シート５の側面が開放面とされていない形態においては、冷媒が中空部２２ｂから効率的に導出される。
【００６４】
例えば、図８に示す冷却部材３においては、金属繊維シート５、蓋体２５の代わりに、「［第１実施形態］」の項で述べた第１実施形態の冷却部材１が支持体２０と積層されていてもよい。この場合においては、冷却部材１が有する収容体１０の下側の面に貫通孔を設けることにより、中空部２２ａから導入される冷媒が、貫通穴２４ａと、収容体１０の下側の面に設けた貫通孔とを経由して流れ、収容体１０の内部に収容される金属繊維シートを冷却できるようにしてもよい。
【００６５】
（第３実施形態の作用効果）
以上説明した第３実施形態の冷却部材３は、蓋体２５を有しているので、冷媒の流動方向を制御しやすく、かつ蓋体２５に発熱体が当接等された場合に、発熱体から熱を奪いやすい。すなわち、第３実施形態の冷却部材３は、発熱体から奪った熱を効率的に、金属繊維シート５に伝播することができるため、冷却効率が飛躍的に上昇し、冷却効果に優れている。
第３実施形態の冷却部材３は、貫通穴２４ａ，２４ｂの穴径を調節することにより、金属繊維シート５の面内で局所的に冷却効率を調整することができる。そのため、冷却部材３は、貫通穴２４ａ，２４ｂの穴径を調節することで、冷媒の流量を制御でき、任意の箇所の冷却効果を高めることができる。よって冷却部材３によれば、局所的に冷却された部分の金属繊維シート５で、発熱体等を局所的に冷却できる。
また、第３実施形態の冷却部材３は、金属繊維シート５の内部に形成される空隙の大きさを調節することにより、冷却効率を調整することができるので、冷却効率を損なうことなく、冷却部材３を薄型化しやすく、軽量化しやすい。
【００６６】
［第４実施形態］
以下、本発明を適用した第４実施形態の冷却部材４について説明する。なお、図１１，１３，１５に示す第４実施形態の冷却部材４、又は冷却機構９において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、又は第３実施形態の冷却部材３と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
図１１は第４実施形態の冷却部材４を示す斜視図である。図１１に示すように、第４実施形態の冷却部材４は、金属繊維シート５と、冷却機構９とを有している。第４実施形態の冷却機構９は、金属繊維シート５を冷却する。第４実施形態の冷却部材４においては、冷却機構９を経由して導入される冷媒が、金属繊維シート５を冷却することができる。
【００６７】
（第４実施形態の冷却機構）
図１１に示すように、第４実施形態の冷却機構９は、支持体２１と蓋体２５とを備えている。支持体２１の内部には冷媒の流路となる中空部が設けられている。支持体２１の第１の端面４０には、当該中空部に冷媒を導入するための冷媒導入口４１が設けられている。また、支持体２１の第２の端面４２には、当該中空部から冷媒を導出するための冷媒導出口４３が設けられている。
【００６８】
図１２は、図１１の冷却部材４のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図である。図１２中の矢印は、冷却部材４に導入される冷媒の向きの一例と、冷却部材４から導出される冷媒の向きの一例とを示す。図１２に示すように、冷却部材４の支持体２１の内部には、冷媒の流路となる中空部２２３と、中空部２２４とが設けられている。中空部２２３と、中空部２２４とは、仕切部２３３によってそれぞれ形成されている。かかる仕切部２３３は、図６，７に示す注型物を利用した製造方法によって製造することができる。具体的には、図６，７に示すステップＳ２において、貫通パターンを仕切部２３３の形状となるように形成し、貫通パターンに注型材料を注入する等して製造することができる。注型物を利用する方法の他にも、金属材料、及び樹脂材料等を切削加工等して製造してもよいし、金型等を利用してもよい。
【００６９】
図１３は、図１１の冷却部材４の上面図である。図１１の冷却部材４においては、蓋体２５が金属繊維シート５の上面を覆っている。図１３に示すように、蓋体２５の上面にはＩＣチップ、及びＬＥＤ等の半導体デバイス（素子）を装着する複数の装着部２５１〜２５６が設けられている。これらの装着部２５１〜２５６のうち、装着部２５１と、装着部２５３とにそれぞれ発熱体５１と、発熱体５３とが配置されている。
【００７０】
図１３中の点線は、支持体２１の内部に設けられている中空部２２３、及び中空部２２４を示している。冷却部材４に冷媒が導入されると、中空部２２３は、冷媒導入口４１から導入される冷媒の流路となり、中空部２２４は、冷媒導出口４３から導出される冷媒の流路となる。
図１３に示すように、中空部２２３は、装着部２５１〜２５６の位置に応じて、複数に分岐している。複数に分岐した中空部２２３の各端部は、装着部２５１〜２５６の各々の下部に位置している。そのため、冷却部材４に冷媒が導入されると、冷媒の流れは、各装着部２５１〜２５６の位置に応じて誘導されて、複数に分岐する。
冷媒の流路となる中空部２２３の流路面の面積は、特に制限されず、任意に設定することができる。例えば、冷媒による冷却効率を相対的に高めたいときは、流路面の面積を大きくすればよいし、冷却効率を相対的に低く設定したいときは、流路面の面積を小さくすればよい。
【００７１】
図１４は、図１１の冷却部材４の支持体２１を示す上面図である。図１４に示すように支持体２１の上面には、支持体２１の上面から中空部２２３に貫通する貫通穴２４１〜２４６が設けられている。これらの各貫通穴２４１〜２４６は、各装着部２５１〜２５６の位置に応じて支持体２１の上面に設けられている。
また、図１４に示すように、支持体２１の上面には、支持体２１の上面から中空部２２４に貫通する貫通穴２４７が複数設けられている。これらの複数の貫通穴２４７は、各貫通穴２４１〜２４６の周囲に位置する支持体２１の上面に設けられている。
【００７２】
図１５は、図１３のＸＶ−ＸＶ断面図である。中空部２２３内で複数に分岐した冷媒の流れは、各貫通穴２４１〜２４６の位置に誘導され、各貫通穴２４１〜２４６から導出される。例えば図１５に示すように、貫通穴２４３から導出された冷媒は、発熱体５３から蓋体２５を介して金属繊維シート５に伝播した熱を効率的に奪い取ることができる。貫通穴２４３は、装着部２５３の位置に応じて支持体２１に設けられている。そのため、局所的に冷却効率が高められた金属繊維シート５の一部分と近接している装着部２５３も同様に、局所的に冷却され得る。よって、第４実施形態の冷却部材４は、貫通穴２４３から導出される冷媒により、装着部２５３を局所的に冷却し、装着部２５３に配置された発熱体５３を局所的に冷却することができる。
このように、各貫通穴２４１〜２４６から導出された冷媒は、各貫通穴２４１〜２４６の周囲の金属繊維シート５を介して、各装着部２５１〜２５６を局所的に冷却し、各装着部２５１〜２５６に装着される発熱体を局所的に冷却することができる。
【００７３】
図１５に示すように、第４実施形態の冷却部材４においては、第３実施形態の冷却部材３と同様に、金属繊維シート５の上面を蓋体２５が覆っている。さらに、第４実施形態の冷却部材４においては、金属繊維シート５の側面を支持体２１が覆っている。そのため、金属繊維シート５の空隙に入り込んだ冷媒は、金属繊維シート５の上面、及び側面のいずれからも冷却部材４の外部に導出されない。そのため、第４実施形態の冷却部材４は、第３実施形態の冷却部材３より確実に、冷媒の流れを制御することができ、金属繊維シート５の所望の箇所の冷却効果を飛躍的に高めることができる。
【００７４】
図１３に示したように、中空部２２４は、貫通穴２４７の位置に応じて複数に分岐している。これらの複数に分岐した各中空部は、冷媒導出口４３の付近で合流している。発熱体５３を冷却した冷媒は、貫通穴２４３の周囲に設けられている貫通穴２４７から中空部２２４に導入され、冷媒導出口４３から導出される。
【００７５】
貫通穴２４１〜２４６、及び貫通穴２４７の穴径は、特に制限されず、任意に設定することができる。例えば、より局所的な冷却を冷却部材４で実現するためには、冷媒の導出穴となる貫通穴２４１〜２４６の穴径を小さくすればよいし、より高い冷却効率を冷却部材４で実現するためには、貫通穴２４１〜２４６の穴径を大きくすればよい。
なお、第４実施形態の冷却部材４は、上述した金属繊維シート５、支持体２１、蓋体２５、及び装着部２５１〜２５６の他に、公知の冷却部材が有している公知の構成をその他の構成として有することができる。
【００７６】
（第４実施形態の作用効果）
以上説明した第４実施形態の冷却部材４は、各装着部２５１〜２５６の位置に応じて複数に分岐した中空部２２３を有する。そのため、冷却部材４は、冷媒導入口４１から導入される冷媒を、各装着部２５１〜２５６の位置に効率的に誘導することができる。また、上述したように各装着部２５１〜２５６の位置に誘導された冷媒は、各貫通穴２４１〜２４６の周囲の金属繊維シート５を局所的に冷却することができる。金属繊維シートが局所的に冷却されることによって、各装着部２５１〜２５６が設けられている部分の蓋体２５も局所的に冷却されるので、各装着部２５１〜２５６に配置される発熱体を局所的に冷却することができる。
また、第４実施形態の冷却部材４は、中空部２２３の形状、及び貫通穴２４１〜２４６の穴径を適宜選択することで、冷却効率を調節し、各装着部２５１〜２５６に配置される発熱体を選択的に冷却することができる。従って、第４実施形態の冷却部材４は、各装着部に装着された発熱体の発熱状態に合わせて、冷却対象の発熱体を任意に選択し、局所的に冷却することができる。例えば、電気機器等に使用される基板等においては、同一基板上に実装された種類、及び材質等の異なる各素子は、許容される耐熱温度の上限が異なることがある。この場合、許容される温度がより低い素子を他の素子よりも優先的に冷やすことが求められる。このような場合、最も許容温度が低い素子に合わせて、基板全体を冷却するよりも、例えば素子ごとに局所冷却を実施した方が効率的である。
また、第４実施形態の冷却部材４は、第２実施形態の冷却部材２、及び第３実施形態の冷却部材３と同様に、薄型化、及び軽量化を図ることができる。
【００７７】
［第５実施形態］
以下、本発明を適用した第５実施形態の冷却部材５０について説明する。なお、図１６〜１８に示す第５実施形態の冷却部材５０において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、第３実施形態の冷却部材３、及び第４実施形態の冷却部材４と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
図１６は、第５実施形態の冷却部材５０の上面図である。図１７は、第５実施形態の冷却部材５０のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ断面図である。図１８は、第５実施形態の冷却部材５０の側面図である。
図１７，１８に示すように、第５実施形態の冷却部材５０は、金属繊維シート５と、冷却機構９３とを有している。
冷却機構９３は、第１の金属層９１と第２の金属層５２と図示略の冷媒導入手段とを有している。
図１７に示すように、第１の金属層９１は、金属繊維シート５の第１の面Ａと接する層である。冷却部材５０においては、第１の面Ａは、金属繊維シート５の上面である。第２の金属層５２は、金属繊維シート５の第２の面Ｂと接する層である。冷却部材５０においては、第２の面Ｂは、金属繊維シート５の下面であり、第１の面Ａと対向する平行な面である。このように、金属繊維シート５は第１の金属層９１と第２の金属層５２との間に挟まれている。
【００７９】
第１の金属層９１及び第２の金属層５２は、金属板でも金属箔でもよい。金属板又は金属箔の材料の種類としては、特に限定されない。金属板又は金属箔の材料の詳細及び好ましい態様は、金属繊維シート５の材料について説明した内容と同様である。
第１の金属層９１の材料と第２の金属層５２の材料は、互いに異なってもよく、同一でもよい。
【００８０】
第１の金属層９１及び第２の金属層５２の厚さは、特に限定されない。冷却部材５０の柔軟性の点から、第１の金属層９１の厚さは１８〜５００μｍが好ましく、第２の金属層５２の厚さは１００〜５０００μｍが好ましい。
第１の金属層９１及び第２の金属層５２のそれぞれの厚みが前記各下限値以上であると、冷却部材５０の耐久性が向上する。第１の金属層９１及び第２の金属層５２のそれぞれの厚みが前記各上限値以下であると、冷却部材５０が柔軟性に優れる。
第１の金属層９１の厚さと第２の金属層５２の厚さは、互いに異なってもよく、同一でもよい。
【００８１】
冷却部材５０においては、第１の金属層９１が金属箔であり、第２の金属層５２が金属板である。この場合、金属箔（第１の金属層９１）としては銅箔又はアルミニウム箔が好ましく、銅箔がより好ましい。そして金属板（第２の金属層５２）としては、銅板又はアルミニウム板が好ましく、銅板がより好ましい。
冷却部材５０においては、第１の金属層９１（金属箔）の厚みは、第２の金属層５２（金属板）の厚みより厚い。この場合、冷却部材５０の耐久性、柔軟性及び加工のしやすさを考慮すると、第１の金属層９１（金属箔）の厚みは、１８〜５００μｍが好ましい。そして、第２の金属層５２（金属板）の厚みは、１００〜５００μｍが好ましい。
このように、第１の金属層９１は金属箔であり、第２の金属層は金属板であると、冷却部材５０は柔軟性にさらに優れ、冷却部材５０の加工がさらに容易となる。
冷却部材５０においては、第１の金属層９１と第２の金属層５２とは互いに平行であるが、本発明は第１の金属層９１と第２の金属層５２とが互いに平行である形態に限定されない。
【００８２】
図示略の冷媒導入手段は、金属繊維シート５に直接冷媒を導入できる形態であれば特に限定されない。かかる冷媒導入手段の具体例としては、第１実施形態で説明した冷媒導入手段と同様のものが挙げられる。
このように、冷却機構９３は第１の金属層９１と第２の金属層５２と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート５の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート５を冷却できる。
【００８３】
以上説明したように冷却部材５０においては、金属繊維シート５が第１の金属層９１と第２の金属層５２との間に挟まれている。そのため、冷却部材５０は、金属繊維シート５と第１の金属層９１と第２の金属層５２とを有する積層体であるともいえる。金属繊維シート５はシート状の柔軟な材料であるため、かかる積層体は加工性に優れる。よって、相対的にサイズが大きい冷却部材５０（積層体）をあらかじめ準備することで、冷却部材５０は、任意の形状の冷却部材及び任意のサイズの冷却部材の前駆体（母材料）として使用できる。すなわち、冷却部材５０は、相対的にサイズが大きい場合には、ベース材料として使用できる。
かかるベース材料は、例えば、後述の第６実施形態で説明するように、加工により金属層の表面に複数の溝部を形成し、金属層の表面を任意に変形して使用してもよく、後述の第１０実施形態のように、相対的に細分化された冷却部材の製造に使用してもよい。すなわち、かかるベース材料は、任意の形状及びサイズの冷却部材の製造用の積層体として使用可能である。
【００８４】
（第５実施形態の作用効果）
第５実施形態の冷却部材５０は金属繊維シート５と冷却機構９３とを有するため、冷却効果に優れる。第５実施形態の冷却部材５０は、任意の形状の冷却部材及び任意のサイズの冷却部材の前駆体として使用可能である。
【００８５】
［第６実施形態］
以下、本発明を適用した第６実施形態の冷却部材５４について説明する。なお、図１９〜２１に示す第６実施形態の冷却部材５４において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、第３実施形態の冷却部材３、第４実施形態の冷却部材４、及び第５実施形態の冷却部材５０と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８６】
図１９は、第６実施形態の冷却部材５４の上面図である。図２０は、第６実施形態の冷却部材５４のＸＸ−ＸＸ断面図である。図２１は、第６実施形態の冷却部材５４の側面図である。
図２０に示すように、第６実施形態の冷却部材５４は、金属繊維シート５と、冷却機構５５とを有している。
冷却機構５５は、第１の金属層５６と第２の金属層５２と図示略の冷媒導入手段とを有している。冷却部材５４においては、第１の金属層５６の表面には複数の溝部５７が形成されている。溝部５７の形状は特に限定されない。また、溝部の数は１つでもよく複数でもよい。そして、溝部５７が形成される第１の金属層５６の表面上の位置は、特に限定されず、例えば、所望する冷媒の流路の位置に合わせて形成できる。
【００８７】
図２０に示すように、冷却部材５４においては、金属繊維シート５が複数の溝部５７によって、領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に区切られている。複数に区切られている金属繊維シート５の領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、それぞれ冷媒の流路として機能する。
冷却機構５５は第１の金属層５６と第２の金属層５２と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート５の各領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート５を効果的に冷却できる。なお、領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の各流路は、完全に遮断されていてもよいし、溝部５７により流路が狭められている程度でもよい。
【００８８】
冷却部材５４は、例えば、図１６の冷却部材５０の上面の第１の金属層９１の表面を加圧して任意の形状に溝部５７を１以上形成することで製造できる。
溝部５７を形成する際には、冷却部材５０の上面の第１の金属層９１の表面に外力を与えることで、第１の金属層５６と金属繊維シート５と第２の金属層５２とをこの順で固着して接合してもよい。第１の金属層９１の表面に外力を与える方法としては、加圧でもよく、打ち込みでもよく、任意の成型方法を適用できる。
溝部５７を形成する前に、冷却部材５０を所望の大きさに切断し、サイズを調整した後に溝部５７を形成してもよい。
【００８９】
（第６実施形態の作用効果）
領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３間の金属繊維シート５は結着されているため、相対的に空隙の数が少なく、空隙の大きさも小さくなる。そのため、金属繊維シート５の各領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に導入される冷媒が、溝部５７で固着されている部分の金属繊維シート５を通過しにくくなる。その結果、冷却部材５４によれば、第５実施形態の冷却部材５０と比較して、金属繊維シート５の各領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の冷却効果がさらに高くなる。さらに、金属繊維シート５の各領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の空隙に冷媒を導入することで、金属繊維シート５の各領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３を局所的に冷却できる。そのため、各領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と接する部分の第１の金属層５６又は第２の金属層５２と当接又は近接する冷却対象物を選択的にかつ局所的に冷却できる。
【００９０】
このように、冷却部材５４によれば、金属繊維シート５の各領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３と接する部分の第１の金属層５６及び第２の金属層５２を局所的に冷却できる。例えば、複数の領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のうち、すべての各領域に同時に冷媒を導入してもよく、複数の領域Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のうちいずれか少なくとも１つに選択的に冷媒を導入してもよい。
溝部５７が形成される位置は適宜変更可能である。そして溝部５７が形成される位置を変更することで、局所的に冷却される金属繊維シート５、第１の金属層５６及び第２の金属層５２の位置を変更できる。このように、冷却部材５４は設計の自由度が高く、多様な形状の冷却対象物の表面への適用が容易である点も特徴の一つである。
【００９１】
［第７実施形態］
以下、本発明を適用した第７実施形態の冷却部材５８について説明する。なお、図２２〜２４に示す第７実施形態の冷却部材５８において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、第３実施形態の冷却部材３、第４実施形態の冷却部材４、第５実施形態の冷却部材５０、及び第６実施形態の冷却部材５４と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９２】
図２２は、第７実施形態の冷却部材５８の上面図である。図２３は、第７実施形態の冷却部材５８のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ断面図である。図２４は、第７実施形態の冷却部材５８の側面図である。
図２３に示すように、第７実施形態の冷却部材５８は、金属繊維シート５と、冷却機構５９とを有している。
【００９３】
冷却機構５９は、第１の金属層６０と第２の金属層６１と図示略の冷媒導入手段とを有している。図２２，２３に示すように、冷却部材５８は、両端に固定部６２を有している。固定部６２では第１の金属層６０と金属繊維シート５と第２の金属層６１とが固定されている。
冷却部材５８においては、第１の金属層６０と金属繊維シート５と第２の金属層６１とがこの順に巻かれて折りたたまれるようにして固定部６２が形成されている。両端の固定部６２によって区切られている部分の金属繊維シート５は、冷媒の流路として機能する。
冷却機構５９は第１の金属層６０と第２の金属層６１と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート５の両端の固定部６２によって区切られている部分の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート５を効果的に冷却できる。
【００９４】
冷却部材５８は、例えば、図１６の冷却部材５０の両端に固定部６２を形成することで製造できる。固定部６２を形成する際には、図１６の冷却部材５０の両端の第１の金属層５６と金属繊維シート５と第２の金属層５２とを一体的にまとめて端部から内側に巻き込み、折りたたむようにして端部を止めてもよい。このように、図１６の冷却部材５０の両端をかしめることで固定部６２を形成できる。
固定部６２を形成する前に、冷却部材５０を所望の大きさに切断し、サイズを調整した後に固定部６２を形成してもよい。
【００９５】
（第７実施形態の作用効果）
冷却部材５８においては、金属繊維シート５の両端の固定部６２によって、冷却部材５８の側面が閉塞面とされているため、冷却部材５８の側面から冷媒が導出されにくくなる。よって、第５実施形態の冷却部材５０と比較して、金属繊維シート５の冷却効果がさらに高くなり、冷却部材５８の冷却効果がさらに高くなる。
【００９６】
［第８実施形態］
以下、本発明を適用した第８実施形態の冷却部材６３について説明する。なお、図２５〜２７に示す第８実施形態の冷却部材６３において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、第３実施形態の冷却部材３、第４実施形態の冷却部材４、第５実施形態の冷却部材５０、第６実施形態の冷却部材５４、及び第７実施形態の冷却部材５８と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９７】
図２５は、第８実施形態の冷却部材６３の上面図である。図２６は、第８実施形態の冷却部材６３のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ断面図である。図２７は、第８実施形態の冷却部材６３の側面図である。
図２６に示すように、第８実施形態の冷却部材６３は、金属繊維シート５と、冷却機構６４とを有している。
【００９８】
図２６に示すように、冷却機構６４は、第１の金属層６５と第２の金属層６６と図示略の冷媒導入手段とを有している。そして冷却部材６３は、両端に圧着部６７を有している。圧着部６７では第１の金属層６５と金属繊維シート５と第２の金属層６６とが一体的に圧着されて固定されている。
冷却部材６３においては、第１の金属層６５と金属繊維シート５と第２の金属層６６とがこの順に巻かれて折りたたまれ、さらに、これらが折りたたまれた状態で固定されるようにして圧着部６７が形成されている。冷却部材６３においては、両端の圧着部６７によって区切られている部分の金属繊維シート５が、冷媒の流路として機能する。
冷却機構６４は第１の金属層６５と第２の金属層６６と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート５の両端の圧着部６７によって区切られている部分の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート５を効果的に冷却できる。
【００９９】
冷却部材６３は、例えば、図１６の冷却部材５０の両端に圧着部６７を形成することで製造できる。圧着部６７を形成する際には、まず、図１６の冷却部材５０の両端の第１の金属層５６と金属繊維シート５と第２の金属層５２とを一体的にまとめて端部から内側に巻き込み折りたたむ。次いで、折りたたむことで重ね合わされた第１の金属層５６と金属繊維シート５と第２の金属層５２を一体的に押しつぶすようにして、圧着する。このように、図１６の冷却部材５０の両端をかしめた後に、圧着することで圧着部６７を形成してもよい。
圧着部６７を形成する前に、冷却部材５０を所望の大きさに切断し、サイズを調整した後に圧着部６７を形成してもよい。
【０１００】
（第８実施形態の作用効果）
冷却部材６３においては、金属繊維シート５の両端の圧着部６７によって、冷却部材６３の側面が閉塞面とされているため、冷却部材６３の側面から冷媒が導出されにくくなる。よって、第５実施形態の冷却部材５０と比較して、金属繊維シート５の冷却効果がさらに高くなり、冷却部材６３の冷却効果がさらに高くなる。
【０１０１】
［第９実施形態］
以下、本発明を適用した第９実施形態の冷却部材６８について説明する。なお、図２８，２９に示す第９実施形態の冷却部材６８において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、第３実施形態の冷却部材３、第４実施形態の冷却部材４、第５実施形態の冷却部材５０、第６実施形態の冷却部材５４、第７実施形態の冷却部材５８、及び第８実施形態の冷却部材６３と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１０２】
図２８は、第９実施形態の冷却部材６８の上面図である。図２９は、第９実施形態の冷却部材６８のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ断面図である。
図２９に示すように、第９実施形態の冷却部材６８は、金属繊維シート５と、冷却機構６９とを有している。
【０１０３】
冷却機構６９は、第１の金属層６５と第２の金属層６６と複数の区画部７０と図示略の冷媒導入手段とを有している。図２８，２９に示すように、冷却部材６８は、両端に圧着部６７を有し、複数の区画部７０によって、金属繊維シート５及び第１の金属層６５が複数に分割されている。
具体例には、金属繊維シート５は複数の区画部７０によって複数の領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７に分割されている。複数に分割されている金属繊維シート５の領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７は、それぞれ冷媒の流路として機能する。
冷却機構６９は、第１の金属層６５と第２の金属層６６と複数の区画部７０と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート５の各領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート５を効果的に冷却できる。
【０１０４】
複数に分割されている金属繊維シート５の領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７のそれぞれは、金属繊維の集合体である金属繊維体であるともいえる。金属繊維体を構成する金属繊維は、金属繊維シート５を構成する金属繊維と同様である。そして、金属繊維体の物性値等の物理的特性及び化学的特性は、金属繊維シート５の物理的特性及び化学的特性と同一である。このように、冷却部材６８において、冷媒の流路として機能する構成は、必ずしもシート状の形態に限定されない。
【０１０５】
複数の区画部７０は、第２の金属層６６に設けられている。区画部７０は、金属繊維シート５を複数に分割できる形態であれば特に限定されない。区画部７０は、例えば、樹脂材料で構成できる。樹脂材料の具体例としては、上述の注型材料の樹脂の具体例と同様のものが挙げられる。区画部７０の形状及び数は、特に限定されない。
【０１０６】
冷却部材６８の製造方法の一例について説明する。図３０は、冷却部材６８を製造する方法の一例について説明するための図である。図３１は、図３０のＸＸＸＩ−ＸＸＸＩ断面図である。冷却部材６８は、例えば、下記の方法で製造できる。
まず、図２５に示す冷却部材６３の両端の圧着部６７の間に挟まれている部分の第１の金属層６５及び金属繊維シート５を切断し、貫通パターン７１を第２の金属層６６の上側に形成する（図３０及び図３１を参照。）。次いで、貫通パターン７１に樹脂等を注入し、硬化させることで、区画部７０を第２の金属層６６に設ける。
【０１０７】
（第９実施形態の作用効果）
冷却部材６８においては、Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７間が複数の区画部７０によって区切られ、それぞれの間に閉塞面が形成されている。そのため、各領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７の空隙に冷媒を導入した際に、各領域の側面から冷媒が導出されにくくなる。その結果、第５実施形態の冷却部材５０と比較して、各領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７の金属繊維シート５の冷却効果がさらに高くなり、冷却部材６８の冷却効果がさらに高くなる。
さらに、領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７間が複数の区画部７０によって区切られている。そのため、冷却部材６８においては、金属繊維シート５の各領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７の空隙に冷媒を導入することで、金属繊維シート５の各領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７を局所的に冷却できる。
【０１０８】
このように冷却部材６８によれば、金属繊維シート５の各領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７と接する部分の第１の金属層６５及び第２の金属層６６を局所的に冷却できる。例えば、複数の領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７のうち、すべての各領域に同時に冷媒を導入してもよく、複数の領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７のうちいずれか少なくとも１つ以上に選択的に冷媒を導入してもよい。これにより、複数の領域Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６，Ｃ７から冷媒の流路を選択することで、第１の金属層６５及び第２の金属層６６及び金属繊維シート５が冷却される位置を変更できる。その結果、冷却部材６８によれば、第１の金属層６５及び第２の金属層６６に当接又は近接する冷却対象物を選択的にかつ局所的に冷却できる。
第２の金属層６６に区画部７０が設けられる位置は、適宜変更可能である。区画部７０が設けられる位置を変更することで、局所的に冷却される金属繊維シート５、第１の金属層６５及び第２の金属層６６の位置を変更できる。
【０１０９】
［第１０実施形態］
以下、本発明を適用した第１０実施形態の冷却部材７２について説明する。なお、図３２〜３４に示す第１０実施形態の冷却部材７２において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、第３実施形態の冷却部材３、第４実施形態の冷却部材４、第５実施形態の冷却部材５０、第６実施形態の冷却部材５４、第７実施形態の冷却部材５８、第８実施形態の冷却部材６３、及び第９実施形態の冷却部材６８と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１０】
図３２は、第１０実施形態の冷却部材７２の上面図である。図３３は、第１０実施形態の冷却部材７２のＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩ断面図である。図３４は、第１０実施形態の冷却部材７２の側面図である。
図３３に示すように、第１０実施形態の冷却部材７２は、金属繊維シート５と、冷却機構７３とを有している。
【０１１１】
冷却機構７３は、第１の金属層７４と第２の金属層７５と図示略の冷媒導入手段とを有している。図３２，３３に示すように、冷却部材７２は両端に接合部７６を有している。
冷却部材７２においては、第１の金属層７４と第２の金属層７５とが、両端の接合部７６で接するように積層され、重ね合わされている。冷却部材７２においては、両端の接合部７６によって区切られている部分の金属繊維シート５が、冷媒の流路として機能する。
冷却機構７３は第１の金属層７４と第２の金属層７５と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート５の両端の接合部７６によって区切られている部分の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート５を効果的に冷却できる。なお、冷却部材７２においても、冷媒の流路として機能する構成は、必ずしもシート状の形態に限定されない。すなわち、冷却部材７２において、冷媒の流路として機能する構成は、角柱状の金属繊維体の形態でもよい。
【０１１２】
第１の金属層７４の厚みは、１８〜５００μｍが好ましく、３０〜４００μｍがより好ましく、５０〜２００μｍがさらに好ましい。第１の金属層７４の厚みが前記下限値以上であると、冷却部材７２の製造が容易である。第１の金属層７４の厚みが前記上限値以下であると、冷却部材７２の柔軟性がさらに優れる。
第２の金属層７５の幅Ｗは、２〜２０ｍｍが好ましく、３〜１２ｍｍがより好ましく、５〜１０ｍｍがさらに好ましい。幅Ｗが前記下限値以上であると、冷却部材７２を組み合わせて任意の形態の冷却体を形成しやすくなる。幅Ｗが前記上限値以下であると、電気機器及び電子機器の小型化及び薄型化がさらに容易となる。
第２の金属層７５の厚みは特に限定されない。例えば、１００〜５０００μｍとすることができる。
【０１１３】
冷却部材７２は、例えば、第１の金属層７４及び第２の金属層７５のそれぞれの母材料を所望の大きさに切断し、金属繊維シート５を所望の大きさに切断し、第１の金属層７４及び第２の金属層７５の間に金属繊維シート５を配置した状態で、第１の金属層７４及び第２の金属層７５を両端で接合することで製造できる。
冷却部材７２においては、第９実施形態の冷却部材６８と同様に、金属繊維シート５を複数の領域に区切る区画部を第２の金属層７５に設けてもよい。
【０１１４】
（第１０実施形態の作用効果）
冷却部材７２においては、第８実施形態の冷却部材６３と比較して幅の長さが相対的に短いため、小型化及び薄型化が求められる電気機器及び電子機器に好適に適用できる。
特に、金属繊維シート５は柔軟な材料であるため、冷却部材７２は柔軟性に優れる。よって、冷却部材７２は、曲面、凹凸面等の平面以外の面にも適用しやすく、多様な形状の冷却対象物の表面への適用が容易である。冷却部材７２を複数用いることにより、冷却したい部分を局所的に冷却することもできる。
【０１１５】
［第１１実施形態］
以下、本発明を適用した第１１実施形態の冷却部材７７について説明する。なお、図３５〜３７に示す第１１実施形態の冷却部材７７において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、第３実施形態の冷却部材３、第４実施形態の冷却部材４、第５実施形態の冷却部材５０、第６実施形態の冷却部材５４、第７実施形態の冷却部材５８、第８実施形態の冷却部材６３、第９実施形態の冷却部材６８、及び第１０実施形態の冷却部材７２と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１６】
図３５は、第１１実施形態の冷却部材７７の上面図である。図３６は、第１１実施形態の冷却部材７７のＸＸＸＶＩ−ＸＸＸＶＩ断面図である。図３７は、第１１実施形態の冷却部材７７の側面図である。
図３６に示すように、第１１実施形態の冷却部材７７は、金属繊維シート５と、冷却機構７８とを有している。
【０１１７】
冷却機構７８は、樹脂層７９と金属層８０と図示略の冷媒導入手段とを有している。
樹脂層７９は金属繊維シート５の上面を覆うように、金属繊維シート５と接して金属繊維シート５の上面に設けられている。金属層８０は、金属繊維シート５の下面と接して金属繊維シート５の下面に設けられている。
樹脂層７９の材料は、柔軟性が確保されるものであれば特に限定されない。樹脂層７９の厚みは、柔軟性の点から、０．５〜５ｍｍが好ましく、０．８〜４ｍｍがより好ましく、１〜３ｍｍがさらに好ましい。樹脂層７９の厚みが前記下限値以上であると、冷却部材７７の製造が容易である。樹脂層７９の厚みが前記上限値以下であると、冷却部材７７の柔軟性がさらに優れる。
樹脂層７９の幅は、上述の第２の金属層７５の幅Ｗと同様であり、その好ましい態様も同様である。
【０１１８】
冷却部材７７の両端においては、樹脂層７９と金属層８０とが接合されている。冷却部材７７においては、樹脂層７９と金属層８０と間の部分の金属繊維シート５が、冷媒の流路として機能する。
冷却機構７８は樹脂層７９と金属層８０と図示略の冷媒導入手段とを有するため、金属繊維シート５の空隙に冷媒を導入することで金属繊維シート５を効果的に冷却できる。なお、冷却部材７７においても、冷媒の流路として機能する構成は、必ずしもシート状の形態に限定されない。すなわち、冷却部材７７において、冷媒の流路として機能する構成は、角柱状の金属繊維体の形態でもよい。
【０１１９】
冷却部材７７は、例えば、樹脂層７９及び金属層８０のそれぞれの母材料を所望の大きさに切断し、金属繊維シート５を所望の大きさに切断し、金属層８０上に金属繊維シート５を配置した状態で、金属繊維シート５の上面に樹脂層７９をかぶせるように設けることで製造できる。
【０１２０】
（第１１実施形態の作用効果）
冷却部材７７においては、第８実施形態の冷却部材６３と比較して幅の長さが相対的に短いため、小型化及び薄型化が求められる電気機器及び電子機器に好適に適用できる。
そして、金属繊維シート５及び樹脂層７９は柔軟な材料であるため、冷却部材７７は冷却部材７２と比較して柔軟性にさらに優れる。よって、冷却部材７７は冷却部材７２よりも曲面、凹凸面等の平面以外の面に適用しやすく、多様な形状の冷却対象物の表面への適用がさらに容易である。
【０１２１】
［第１２実施形態］
以下、本発明を適用した第１２実施形態の冷却部材８１について説明する。なお、図３８〜４０に示す第１２実施形態の冷却部材８１において、第１実施形態の冷却部材１、第２実施形態の冷却部材２、第３実施形態の冷却部材３、第４実施形態の冷却部材４、第５実施形態の冷却部材５０、第６実施形態の冷却部材５４、第７実施形態の冷却部材５８、第８実施形態の冷却部材６３、第９実施形態の冷却部材６８、第１０実施形態の冷却部材７２、及び第１１実施形態の冷却部材７７と同一の構成には、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１２２】
図３８は、第１２実施形態の冷却部材８１の上面図である。図３９は、第１２実施形態の冷却部材８１のＸＸＸＩＸ−ＸＸＸＩＸ断面図である。図４０は、第１２実施形態の冷却部材８１のＸＸＸＸ−ＸＸＸＸ断面図である。
図３９，４０に示すように、第１２実施形態の冷却部材８１は、金属繊維シート５と、冷却機構８２とを有している。
【０１２３】
冷却機構８２は、第１の金属層７４と第２の金属層７５とポート部８３と図示略の冷媒導入手段とを有している。図３８，４０に示すように、冷却部材８１は、両端に接合部７６を有している。冷却部材８１においては、第１の金属層７４と第２の金属層７５と間の部分の金属繊維シート５は、冷媒の流路として機能する。冷却部材８１においても、冷媒の流路として機能する構成は、必ずしもシート状の形態に限定されない。すなわち、冷却部材８１において、冷媒の流路として機能する構成は、角柱状の金属繊維体の形態でもよい。
【０１２４】
図３９に示すように、ポート部８３は固定部８４と導入管８５とを有している。固定部８４は、金属繊維シート５の一端面Ｅと導入管８５の一端の開口面Ｆとが接するように固定するための部材である。導入管８５は金属繊維シート５の空隙に冷媒を導入するための部材である。固定部８４及び導入管８５の材料は、特に限定されない。
冷却部材８１においては、導入管８５の開口面Ｇから冷媒を導入することで、金属繊維シート５の空隙に冷媒を導入できる。導入管の開口面Ｇ側にホース等を接続して、冷媒を導入してもよい。
【０１２５】
（第１２実施形態の作用効果）
冷却部材８１においては、冷却機構８２がポート部８３を有するため、金属繊維シート５の空隙に冷媒を容易にかつ効果的に導入できる。
複数の冷却部材８１を使用する場合、複数の冷却部材８１の導入管８５同士をホース等で接続すれば、任意の形状の冷却部材を提供でき、設計の自由度が向上する。そのため、冷却部材８１によれば、多様な形状の冷却対象物の表面への適用が容易となる。
【０１２６】
以上、本発明の冷却部材のいくつかの実施形態を説明したが、これは例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述の実施形態の冷却部材は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の置換、及び変更等を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明の冷却部材は、パワー半導体、電源、ＤＣ−ＤＣコンバータ、インバータ回路、及び太陽電池等の基板用の冷却部材として、並びに発熱体を有する産業機械部品の冷却用部材として等、幅広い産業上の用途で利用可能である。
【符号の説明】
【０１２８】
１，２，３，４，５０，５４，５８，６３，６８，７２，７７，８１  冷却部材
５  金属繊維シート
６，７，８，９，９３，５５，５９，６４，６９，７３，７８，８２  冷却機構
１０  収容体
１１，１２  開口端部
２０，２１  支持体
２２，２２ａ，２２ｂ，２２３，２２４  中空部
２３，２３３  仕切部
２３１，２３２  注型物
２４，２４ａ，２４ｂ、２４１〜２４７  貫通穴
２５  蓋体
２５１〜２５６  装着部
２６  開口端部
２７  有機型枠層
２８  貫通パターン
２９  注型材料
３１，３２  基板
４０，４２  端面
４１  冷媒導入口
４３  冷媒導出口
５１，５３  発熱体
Ｄ１，Ｄ２  金属繊維シートの厚み
Ｈ  仕切部の高さ
【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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