(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、
気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、
前記蒸発器、前記凝縮器、前記蒸気管及び前記液管は、第１板状部材と第２板状部材とを接合した構造になっており、
前記第１板状部材は、前記蒸発器となる領域に、前記液管が接続されている側から前記蒸気管が接続されている側へ向かう長さ方向へ延びる複数の第１凸部と、前記長さ方向に交差する幅方向へ延びる複数の第２凸部と、前記第１凸部及び前記第２凸部によって仕切られた複数の第１凹部とを備え、
前記第２板状部材は、前記蒸発器となる領域に、前記長さ方向へ延びる複数の第３凸部及び前記幅方向へ延びる複数の第４凸部の少なくとも一方と、前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２凹部とを備え、
前記第１板状部材と前記第２板状部材とは、前記蒸発器となる領域で、前記第１凹部と前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方とが対向し、前記第１凹部と前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方の両側の前記第２凹部とが連通するように接合されていることを特徴とするループヒートパイプ。
【請求項２】
前記複数の第１凸部は、互いに平行に設けられており、
前記複数の第２凸部は、互いに平行に設けられており、かつ、前記第１凸部に直交するように設けられており、
前記複数の第３凸部を備える場合には、前記複数の第３凸部は、互いに平行に設けられており、かつ、前記第１凸部と平行に設けられており、
前記複数の第４凸部を備える場合には、前記複数の第４凸部は、互いに平行に設けられており、かつ、前記第２凸部と平行に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のループヒートパイプ。
【請求項３】
前記複数の第１凸部は、互いに平行に設けられており、
前記複数の第２凸部は、互いに平行に設けられており、かつ、前記第１凸部に斜めに交差するように設けられており、
前記複数の第３凸部を備える場合には、前記複数の第３凸部は、互いに平行に設けられており、かつ、前記第１凸部と平行に設けられており、
前記複数の第４凸部を備える場合には、前記複数の第４凸部は、互いに平行に設けられており、かつ、前記第２凸部と平行に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のループヒートパイプ。
【請求項４】
前記第１凹部の側面を構成する前記第１凸部及び前記第２凸部は、隣接する前記第１凹部間を連通する第１連通溝を備えることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のループヒートパイプ。
【請求項５】
前記第２板状部材は、前記複数の第３凸部と、前記複数の第４凸部と、前記第３凸部及び前記第４凸部によって仕切られた前記複数の第２凹部とを備え、
前記第２凹部の側面を構成する前記第３凸部及び前記第４凸部は、隣接する前記第２凹部間を連通する第２連通溝を備えることを特徴とする、請求項４に記載のループヒートパイプ。
【請求項６】
前記蒸発器は、前記液管が接続されている側から分岐されて延びており、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となるくし歯状部分と、前記くし歯状部分に対向するように設けられ、前記蒸気管が接続されている側から分岐されて延びており、気相の作動流体が流れるくし歯状の蒸気流路とを備え、
前記第１板状部材は、前記くし歯状部分となる領域に、前記第１凸部、前記第２凸部、前記第１凹部を備え、
前記第２板状部材は、前記くし歯状部分となる領域に、前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方、前記第２凹部を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のループヒートパイプ。
【請求項７】
前記くし歯状部分の分岐されている複数の部分は、それぞれ、前記くし歯状の蒸気流路の分岐されている複数の蒸気流路のうち隣り合う２つの蒸気流路を連通する第３連通溝を備えることを特徴とする、請求項６に記載のループヒートパイプ。
【請求項８】
前記第１板状部材は、前記液管となる領域に、前記長さ方向へ延びる複数の第１液管用凸部と、前記幅方向へ延びる複数の第２液管用凸部と、前記第１液管用凸部及び前記第２液管用凸部によって仕切られた複数の第１液管用凹部とを備え、
前記第２板状部材は、前記液管となる領域に、前記長さ方向へ延びる複数の第３液管用凸部及び前記幅方向へ延びる複数の第４液管用凸部の少なくとも一方と、前記第３液管用凸部及び前記第４液管用凸部の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２液管用凹部とを備え、
前記第１板状部材と前記第２板状部材とは、前記液管となる領域で、前記第１液管用凹部と前記第３液管用凸部及び前記第４液管用凸部の少なくとも一方とが対向し、前記第１液管用凹部と前記第３液管用凸部及び前記第４液管用凸部の少なくとも一方の両側の前記第２液管用凹部とが連通するように接合されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のループヒートパイプ。
【請求項９】
前記液管は、毛細管力を発生させうる液管用溝を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のループヒートパイプ。
【請求項１０】
発熱部品と、
前記発熱部品を冷却するループヒートパイプとを備え、
前記ループヒートパイプが、
液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、
気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、
前記凝縮器と前記蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、
前記蒸発器、前記凝縮器、前記蒸気管及び前記液管は、第１板状部材と第２板状部材とを接合した構造になっており、
前記第１板状部材は、前記蒸発器となる領域に、前記液管が接続されている側から前記蒸気管が接続されている側へ向かう長さ方向へ延びる複数の第１凸部と、前記長さ方向に交差する幅方向へ延びる複数の第２凸部と、前記第１凸部及び前記第２凸部によって仕切られた複数の第１凹部とを備え、
前記第２板状部材は、前記蒸発器となる領域に、前記長さ方向へ延びる複数の第３凸部及び前記幅方向へ延びる複数の第４凸部の少なくとも一方と、前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２凹部とを備え、
前記第１板状部材と前記第２板状部材とは、前記蒸発器となる領域で、前記第１凹部と前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方とが対向し、前記第１凹部と前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方の両側の前記第２凹部とが連通するように接合されていることを特徴とする電子機器。
【請求項１１】
第１板状部材を加工して、蒸発器となる領域に、液管が接続されている側から蒸気管が接続されている側へ向かう長さ方向へ延びる複数の第１凸部と、前記長さ方向に交差する幅方向へ延びる複数の第２凸部と、前記第１凸部及び前記第２凸部によって仕切られた複数の第１凹部とを形成する工程と、
第２板状部材を加工して、前記蒸発器となる領域に、前記長さ方向へ延びる複数の第３凸部及び前記幅方向へ延びる複数の第４凸部の少なくとも一方と、前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２凹部とを形成する工程と、
前記第１板状部材と前記第２板状部材とを、前記蒸発器となる領域で、前記第１凹部と前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方とが対向し、前記第１凹部と前記第３凸部及び前記第４凸部の少なくとも一方の両側の前記第２凹部とが連通するように接合する工程とを含むことを特徴とするループヒートパイプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばスマートフォンやタブレット端末等の小型、薄型のモバイル用途の電子機器（モバイル機器）では、発熱部品を冷却するのに、例えば金属板や熱拡散シートなどのシート状の熱伝導部材が広く使用されている。例えば、金属板としては、銅、アルミ、マグネシウム合金、及び、これらを積層した薄板などが使用されているが、その熱伝導の性能は、材料の熱伝導率によって決まる。また、例えば、熱拡散シートとしては、グラファイトシートが使用されているが、熱伝導率が約５００〜約１５００Ｗ／ｍＫ程度であり、この程度の熱伝導率では発熱部品の発熱量が多くなると、熱移動が充分にできなくなるおそれがある。【０００３】
そこで、より大きな熱量を効率的に移動・拡散させるために、材料の熱伝導によらず、冷媒の蒸発潜熱を用いた熱移動デバイスであるヒートパイプを利用することが考えられる。例えば、直径約３〜約４ｍｍのヒートパイプは、熱伝導率に換算すると約１５００〜約２５００Ｗ／ｍＫ程度に相当し、シート状の熱伝導部材と比較して大きな値を示す。
しかしながら、効率的な熱輸送には、熱輸送管であるパイプの直径を大きくすることになり、これがヒートパイプを装置に搭載する上での問題となって、モバイル機器への適用は進んでいない。【０００４】
この場合、ヒートパイプのパイプ形状を扁平にすることが考えられるが、扁平にすることで、パイプ内での作動流体の流動が阻害され、熱輸送の能力が低下してしまう。
これに対し、ループヒートパイプは、気相の作動流体と液相の作動流体の流路が独立しており、作動流体が流れる方向が一方向になるため、液相の作動流体と気相の作動流体とが管内を往復するヒートパイプと比較して、作動流体の流動抵抗を小さくすることができ、効率的な熱輸送が可能である。【０００５】
そこで、モバイル機器にループヒートパイプを用いることが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２３６３６２号公報
【特許文献２】特開２００４−１９０９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、モバイル用途の小型、薄型の電子機器の中にループヒートパイプを設ける場合、ループヒートパイプの構成部品を薄型化することになる。
この場合、従来までのように、蒸発器、蒸気管、凝縮器、液管を個別に製造し、これらを溶接などで接続するのでは、薄型化を実現するのは難しい。
また、蒸発器に収納されるウィックには、例えば焼結金属、焼結樹脂、セラミックスなどの多孔質体が用いられているが、蒸発器の薄型化にともない、蒸発器に収納されるウィックも薄くすることになるが、これらの材料からなる多孔質体を薄化する際に、破損や亀裂が生じるおそれがある。【０００８】
そこで、例えば６枚の金属薄板を積層し、拡散接合することによって、蒸発器、凝縮器、蒸気管、液管を作製し、薄型化することが考えられる。
また、さらなる薄型化を実現するために、２枚の金属薄板（板状部材）を用い、これらを接合することで、蒸発器、凝縮器、蒸気管、液管を作製することも考えられる。
この場合、ループヒートパイプにおける作動流体の駆動源である毛細管力を発生させるために、蒸発器となる領域では、金属薄板に微細な幅を持つ溝を形成することが考えられる。そして、毛細管力を大きくするためには、この微細な溝からなる微細流路の断面積ができるだけ小さくなるように、微細な溝のサイズをできるだけ小さくするのが好ましい。【０００９】
しかしながら、金属薄板に微細な溝を形成するのに例えばエッチング加工を行なう場合、例えばレジスト材による開口（溝の幅）の寸法精度やエッチングレートの限界によって、大きな毛細管力を発生しうる微細な溝を形成するのは難しい。
そこで、２つの板状部材を用いて薄型化したループヒートパイプにおいて、蒸発器内で発生する毛細管力を向上させたい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本ループヒートパイプは、液相の作動流体が蒸発する蒸発器と、気相の作動流体が凝縮する凝縮器と、蒸発器と凝縮器とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管と、凝縮器と蒸発器とを接続し、液相の作動流体が流れる液管とを備え、蒸発器、凝縮器、蒸気管及び液管は、第１板状部材と第２板状部材とを接合した構造になっており、第１板状部材は、蒸発器となる領域に、液管が接続されている側から蒸気管が接続されている側へ向かう長さ方向へ延びる複数の第１凸部と、長さ方向に交差する幅方向へ延びる複数の第２凸部と、第１凸部及び第２凸部によって仕切られた複数の第１凹部とを備え、第２板状部材は、蒸発器となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第３凸部及び幅方向へ延びる複数の第４凸部の少なくとも一方と、第３凸部及び第４凸部の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２凹部とを備え、第１板状部材と第２板状部材とは、蒸発器となる領域で、第１凹部と第３凸部及び第４凸部の少なくとも一方とが対向し、第１凹部と第３凸部及び第４凸部の少なくとも一方の両側の第２凹部とが連通するように接合されている。【００１１】
本電子機器は、発熱部品と、発熱部品を冷却するループヒートパイプとを備え、ループヒートパイプは、上述のように構成される。
本ループヒートパイプの製造方法は、第１板状部材を加工して、蒸発器となる領域に、液管が接続されている側から蒸気管が接続されている側へ向かう長さ方向へ延びる複数の第１凸部と、長さ方向に交差する幅方向へ延びる複数の第２凸部と、第１凸部及び第２凸部によって仕切られた複数の第１凹部とを形成する工程と、第２板状部材を加工して、蒸発器となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第３凸部及び幅方向へ延びる複数の第４凸部の少なくとも一方と、第３凸部及び第４凸部の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２凹部とを形成する工程と、第１板状部材と第２板状部材とを、蒸発器となる領域で、第１凹部と第３凸部及び第４凸部の少なくとも一方とが対向し、第１凹部と第３凸部及び第４凸部の少なくとも一方の両側の第２凹部とが連通するように接合する工程とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
したがって、本ループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器によれば、２つの板状部材を用いて薄型化したループヒートパイプにおいて、蒸発器内で発生する毛細管力を向上させることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器に設けられる井桁パターン構造の構成例を示す模式的平面図であり、（Ａ）は第１板状部材に設けられる井桁パターンを示しており、（Ｂ）は第２板状部材に設けられる井桁パターンを示している。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器に設けられる井桁パターン構造の構成例を示す模式図であり、（Ａ）は第１板状部材と第２板状部材とを重ね合わせた状態を示す平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ′に沿う断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器に設けられる井桁パターン構造の変形例の構成を示す模式的平面図であり、第２板状部材に設けられる井桁パターンを示している。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器に設けられる井桁パターン構造の変形例の構成を示す模式的平面図であり、（Ａ）は第１板状部材に設けられる井桁パターンを示しており、（Ｂ）は第２板状部材に設けられる井桁パターンを示しており、（Ｃ）は第１板状部材と第２板状部材とを重ね合わせた状態を示している。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器に設けられる井桁パターン構造の変形例の構成を示す模式的平面図であり、（Ａ）は第１板状部材に設けられる井桁パターンを示しており、（Ｂ）は第２板状部材に設けられる井桁パターンを示しており、（Ｃ）は第１板状部材と第２板状部材とを重ね合わせた状態を示している。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器に設けられる井桁パターン構造の変形例の構成を示す模式的平面図であり、（Ａ）は第２板状部材に設けられる井桁パターンを示しており、（Ｂ）は第１板状部材と第２板状部材とを重ね合わせた状態を示している。
【図７】本実施形態にかかるループヒートパイプを備える電子機器の構成を示す模式図である。
【図８】本実施形態にかかるループヒートパイプを備える電子機器の構成を示す模式図である。
【図９】本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の内部の構成を説明するための模式図である。
【図１０】本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる蒸発器の内部の他の構成を説明するための模式図である。
【図１１】ループヒートパイプの構成及び動作を説明するための模式図である。
【図１２】６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプの構成を示す模式図である。
【図１３】６枚の金属薄板を用いたループヒートパイプに備えられる蒸気管、液管、凝縮器に備えられる凝縮管の各流路の構成を説明するための模式図である。
【図１４】２枚の金属薄板を用いたループヒートパイプに備えられる蒸発器においてくし歯状部分に長さ方向の溝のみを設けた場合の構成を説明するための模式図である。
【図１５】本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる液管が溝を備える場合の構成例を示す模式図である。
【図１６】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかるループヒートパイプの具体的な構成例及びその製造方法を説明するための模式図である。
【図１７】本実施形態にかかるループヒートパイプに備えられる液管が溝を備える場合の構成例を示す模式図である。
【図１８】本実施形態のループヒートパイプの蒸発器に熱入力された時の熱源温度を示す図である。
【図１９】本実施形態のループヒートパイプの蒸発器に熱入力された時の熱輸送抵抗を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかるループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器について説明する。
まず、本実施形態にかかるループヒートパイプについて、図１〜図１９を参照しながら説明する。
本実施形態にかかるループヒートパイプは、例えばスマートフォンやタブレット端末等の小型、薄型のモバイル用途の電子機器に備えられ、電子機器に備えられる発熱部品（例えばＬＳＩチップ）が発生した熱を移動させ、熱源である発熱部品を冷却する薄型のループヒートパイプである。
【００１５】
なお、モバイル用途の小型、薄型の電子機器をモバイル機器ともいう。また、発熱部品を電子部品又は発熱素子ともいう。
本実施形態のループヒートパイプは、図７に示すように、液相の作動流体が蒸発する蒸発器２と、気相の作動流体が凝縮する凝縮器３と、蒸発器２と凝縮器３とを接続し、気相の作動流体が流れる蒸気管４と、凝縮器３と蒸発器２とを接続し、液相の作動流体が流れる液管５とを備える。
【００１６】
ここでは、凝縮器３は、凝縮管３Ａと、熱拡散プレート（放熱プレート）３Ｂとを備える。
そして、このように構成されるループヒートパイプ１は、図７、図８に示すように、モバイル機器６に備えられる発熱部品７に蒸発器２が熱的に接続されるようにして、モバイル機器６の内部に収納される。
【００１７】
なお、作動流体は、例えば、水、エタノール、アセトン、メタノール、フロン類などである。
ここでは、蒸発器２は１つの液流入口と１つの蒸気流出口を有し、凝縮器３は１つの蒸気流入口と１つの液流出口を有する。
そして、蒸発器２の蒸気流出口と凝縮器３の蒸気流入口が蒸気管４を介して接続されており、凝縮器３の液流出口と蒸発器２の液流入口が液管５を介して接続されている。
【００１８】
つまり、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３、液管５がループ状に連結されており、これらの内部に封入された作動流体が一方向に流れるようになっている。
ここでは、作動流体は、発熱部品７から蒸発器２に供給される熱で液相から気相へ変化し、熱を伴って蒸気管４を通って凝縮器３へ移動し、凝縮器３における放熱によって気相から液相へ変化し、液管５を通って蒸発器２へ戻るようになっている。
【００１９】
このため、液相の作動流体と気相の作動流体とが管内を往復するヒートパイプと比較して、作動流体の流動抵抗を小さくすることができ、効率的な熱輸送が可能である。
本実施形態では、蒸発器２、凝縮器３、蒸気管４及び液管５は、第１板状部材８と第２板状部材９とを接合した構造になっている［図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）参照］。つまり、蒸発器２、凝縮器３、蒸気管４及び液管５は、上下２枚の板状部材８、９から構成されている。
【００２０】
ここで、第１板状部材８は、図１（Ａ）に示すように、蒸発器２となる領域に、液管５が接続されている側から蒸気管４が接続されている側へ向かう長さ方向へ延びる複数の第１凸部１０と、長さ方向に交差する幅方向へ延びる複数の第２凸部１１と、第１凸部１０及び第２凸部１１によって仕切られた複数の第１凹部１２とを備える。ここでは、複数の第１凹部１２は、板厚よりも小さい深さを有する。
【００２１】
なお、長さ方向を蒸発器２の長さ方向ともいう。また、幅方向を蒸発器２の幅方向ともいう。また、凸部を凸構造又は壁ともいう。また、凹部を凹構造ともいう。
ここでは、第１板状部材８は、金属板（金属薄板）であり、具体的には、銅板（銅薄板）である。
また、第１板状部材８は、蒸発器２となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように設けられた複数の第１凹部１２が点状に並び、これらが第１凸部１０及び第２凸部１１によって仕切られた井桁パターン構造（井桁構造；井桁パターン）１３を有するものとなっている。
【００２２】
ここでは、複数の第１凹部１２は、ハーフエッチングされた部分で、底面と側面で囲まれた空間からなる凹構造を有し、点状に等間隔に並んでいる。
なお、本実施形態では、後述するように、蒸発器２は、くし歯状の蒸気流路１８と、毛細管力を発生するくし歯状部分１９とから構成され（図９参照）、このうち、くし歯状部分１９に井桁パターン構造１３が設けられている。
【００２３】
ここで、第１凹部１２は、表面から板厚方向の途中まで延びており、貫通しておらず、上方のみ開口されている空間となっている。
また、第２板状部材９は、図１（Ｂ）に示すように、蒸発器２となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第３凸部１４と、幅方向へ延びる複数の第４凸部１５と、第３凸部１４及び第４凸部１５によって仕切られた複数の第２凹部１６とを備える。ここでは、複数の第２凹部１６は、板厚よりも小さい深さを有する。
【００２４】
ここでは、第２板状部材９は、金属板（金属薄板）であり、具体的には、銅板（銅薄板）である。
また、第２板状部材９は、蒸発器２となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように設けられた複数の第２凹部１６が並び、これらが第３凸部１４及び第４凸部１５によって仕切られた井桁パターン構造（井桁構造；井桁パターン）１７を有するものとなっている。
【００２５】
ここでは、複数の第２凹部１６は、ハーフエッチングされた部分で、底面と側面で囲まれた空間からなる凹構造を有し、点状に等間隔に並んでいる。
なお、本実施形態では、後述するように、蒸発器２は、くし歯状の蒸気流路１８と、毛細管力を発生するくし歯状部分１９とから構成され（図９参照）、このうち、くし歯状部分１９に井桁パターン構造１７が設けられている。
【００２６】
ここで、第２凹部１６は、表面から板厚方向の途中まで延びており、貫通しておらず、上方のみ開口されている空間となっている。
そして、第１板状部材８と第２板状部材９とは、図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示すように、蒸発器２となる領域で、第１凹部１２と第３凸部１４及び第４凸部１５とが対向し、第１凹部１２と第３凸部１４及び第４凸部１５の両側の第２凹部１６とが連通するように接合されている。
【００２７】
また、第１板状部材８と第２板状部材９とは、蒸発器２となる領域で、第２凹部１６と第１凸部１０及び第２凸部１１とが対向し、第２凹部１６と第１凸部１０及び第２凸部１１の両側の第１凹部１２とが連通するように接合されている。
このように、第１板状部材８と第２板状部材９とは、第１凹部１２及び第２凹部１６が内側になり、第１凹部１２と第２凹部１６の位置（開口位置）が互いにずれて、第１凹部１２と第２凹部１６が互いに異なる位置になるように重ねて、接合されている。
【００２８】
このようにして第１板状部材８と第２板状部材９とを接合することで、上方のみ開口されている第１凹部１２と第２凹部１６とが連通し、その連通した部分（空間）が流路となり、一般的なループヒートパイプの蒸発器の内部に備えられるウィックと同様に機能して、毛細管力が発生し、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となることになる。
そして、第１凹部１２に対向する第３凸部１４及び第４凸部１５、さらには、第２凹部１６に対向する第１凸部１０及び第２凸部１１によって、第１凹部１２と第２凹部１６とを連通する流路の断面積を小さくすることができ、蒸発器２で発生する毛細管力を大きくすることができる。
【００２９】
特に、第１板状部材８と第２板状部材９とは、第１板状部材８の第１凹部１２の中央部に、第２板状部材９の第３凸部１４と第４凸部１５とが交差する部分が位置し、かつ、第２板状部材９の第２凹部１６の中央部に、第１板状部材８の第１凸部１０と第２凸部１１とが交差する部分が位置するように、接合されていることが好ましい。
これにより、第１凹部１２と第２凹部１６とを連通する流路の断面積を均一に小さくすることができ、蒸発器２で発生する毛細管力をより大きくすることができる。
【００３０】
なお、第１凸部１０、第２凸部１１、第３凸部１４、第４凸部１５の本数、間隔、形状等はここで例示しているものに限られるものではない。また、第１凹部１２、第２凹部１６の個数、間隔、形状、開口面積等もここで例示しているものに限られるものではない。
なお、上述の構成に限られるものではなく、第２板状部材９は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、蒸発器２となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第３凸部１４及び幅方向へ延びる複数の第４凸部１５の少なくとも一方と、第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２凹部１６とを備えるものとすれば良い。
【００３１】
この場合、第１板状部材８と第２板状部材９とは、蒸発器２となる領域で、第１凹部１２と第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも一方とが対向し、第１凹部１２と第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも一方の両側の第２凹部１６とが連通するように接合されているものとすれば良い。
本実施形態では、図１（Ａ）に示すように、複数の第１凸部１０は、互いに平行に設けられている。また、複数の第２凸部１１は、互いに平行に設けられており、かつ、第１凸部１０に直交するように設けられている。また、図１（Ｂ）、図２（Ａ）に示すように、複数の第３凸部１４は、互いに平行に設けられており、かつ、第１凸部１０と平行に設けられている。また、複数の第４凸部１５は、互いに平行に設けられており、かつ、第２凸部１１と平行に設けられている。この場合、複数の第４凸部１５は、第３凸部１４に直交するように設けられていることになる。
【００３２】
なお、上述のように第３凸部１４及び第４凸部１５の一方のみを備える場合もある［図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照］。複数の第３凸部１４のみを備える場合、複数の第３凸部１４が、互いに平行に設けられており、かつ、第１凸部１０と平行に設けられているものとすれば良い。また、複数の第４凸部１５のみを備える場合、複数の第４凸部１５が、互いに平行に設けられており、かつ、第２凸部１１と平行に設けられているものとすれば良い。
【００３３】
なお、上述の構成に限られるものではなく、例えば図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すように、複数の第１凸部１０が、互いに平行に設けられており、複数の第２凸部１１が、互いに平行に設けられており、かつ、第１凸部１０に斜めに交差するように（一定の角度を有するように）設けられており、複数の第３凸部１４が、互いに平行に設けられており、かつ、第１凸部１０と平行に設けられており、複数の第４凸部１５が、互いに平行に設けられており、かつ、第２凸部１１と平行に設けられているものとしても良い。この場合、第４凸部１５は、第３凸部１４に斜めに交差するように設けられていることになる。
【００３４】
なお、上述のように第３凸部１４及び第４凸部１５の一方のみを備える場合もある［図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照］。複数の第３凸部１４のみを備える場合、複数の第３凸部１４が、互いに平行に設けられており、かつ、第１凸部１０と平行に設けられているものとすれば良い。また、複数の第４凸部１５のみを備える場合、複数の第４凸部１５が、互いに平行に設けられており、かつ、第２凸部１１と平行に設けられているものとすれば良い。
【００３５】
また、本実施形態では、図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すように、複数の第１凸部１０の間隔、複数の第２凸部１１の間隔、複数の第３凸部１４の間隔、複数の第４凸部１５の間隔は、同一である。ここでは、複数の第１凸部１０の間隔、複数の第２凸部１１の間隔、複数の第３凸部１４の間隔、複数の第４凸部１５の間隔は、エッチング加工によって形成できる限界のサイズの微細な溝（即ち、最も毛細管力を発生させうるサイズの微細な溝）に相当する間隔になっている。
【００３６】
なお、上述のように第３凸部１４及び第４凸部１５の一方のみを備える場合もある［図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照］。この場合、複数の第１凸部１０の間隔、複数の第２凸部１１の間隔、複数の第３凸部１４及び複数の第４凸部１５の少なくとも一方の間隔が、同一であれば良い。
また、本実施形態では、第１凹部１２と第２凹部１６とが、同じサイズ（同じ開口面積）である。
【００３７】
このように、本実施形態では、第１凹部１２と第２凹部１６とが同じサイズであり、第１凹部１２及び第２凹部１６が等間隔に配置されているため、第１板状部材８と第２板状部材９とをずらして接合する際に、第１凹部１２と第２凹部１６の位置合わせが容易となり、第１凹部１２と第２凹部１６を連通する流路を確実に確保することが可能となる。
また、本実施形態では、第１板状部材８は、第１凹部１２の側面を構成する第１凸部１０及び第２凸部１１と第１凹部１２の底面とが同じ材料からなる。また、第２板状部材９は、第２凹部１６の側面を構成する第３凸部１４及び第４凸部１５と第２凹部１６の底面とが同じ材料からなる。
【００３８】
なお、上述のように第３凸部１４及び第４凸部１５の一方のみを備える場合もある［図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照］。この場合、第２板状部材９は、第２凹部１６の側面を構成する第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも一方と第２凹部１６の底面とが同じ材料からなるものとすれば良い。
なお、ここでは、上述のようにハーフエッチングによって第１凹部１２及び第２凹部１６を形成しているため、同じ材料になっているが、これに限られるものではない。
【００３９】
例えば、第１板状部材８は、第１凹部１２の側面を構成する第１凸部１０及び第２凸部１１と第１凹部１２の底面とが異なる材料からなるものであっても良い。同様に、第２板状部材９は、第２凹部１６の側面を構成する第３凸部１４及び第４凸部１５と第２凹部１６の底面とが異なる材料からなるものであっても良い。例えば、板状部材に金網状の部材を取り付けたようなものであっても良い。
【００４０】
なお、上述の構成に限られるものではなく、例えば図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示すように、第１凹部１２の側面を構成する第１凸部１０及び第２凸部１１は、隣接する第１凹部１２間を連通する第１連通溝２０を備えるものとしても良い。
ここで、第１連通溝２０は、第１凹部１２の側面を構成する第１凸部１０及び第２凸部１１の少なくとも１箇所に設けられていれば良い。例えば、第１凹部１２の側面が４つの側凸部によって規定されている場合、少なくとも１つの側凸部に第１連通溝２０が設けられていれば良い。
【００４１】
また、第１連通溝２０は、第１凹部１２の側面を構成する第１凸部１０及び第２凸部１１の一部を除去することによって形成すれば良い。
また、第２板状部材９を、複数の第３凸部１４と、複数の第４凸部１５と、第３凸部１４及び第４凸部１５によって仕切られている複数の第２凹部１６とを備えるものとする場合、第２凹部１６の側面を構成する第３凸部１４及び第４凸部１５は、隣接する第２凹部１６間を連通する第２連通溝２１を備えるものとしても良い。
【００４２】
ここで、第２連通溝２１は、第２凹部１６の側面を構成する第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも１箇所に設けられていれば良い。例えば、第２凹部１６の側面が４つの側凸部によって規定されている場合、少なくとも１つの側凸部に第２連通溝２１が設けられていれば良い。
また、第２連通溝２１は、第２凹部１６の側面を構成する第３凸部１４及び第４凸部１５の一部を除去することによって形成すれば良い。
【００４３】
この場合、蒸発器２のくし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａに挟まれるくし歯状部分１９Ａに設けられる井桁パターン１３、１７に、隣接する２つの蒸気流路同士を連通する第１連通溝２０及び第２連通溝２１が設けられることになる。
このように、第１連通溝２０及び第２連通溝２１を設けることで、隣り合う蒸気流路同士を連通させることができ（図９参照）、蒸気流路間の圧力差がなくなり、蒸気発生に伴う蒸発器２内の圧力分布がなくなって、熱源である発熱部品７からの熱によって発生した気相の作動流体が均一に蒸気管４に排出されることになる。これにより、ループヒートパイプ１の起動時間を短縮することが可能となる。
【００４４】
ところで、本実施形態では、蒸発器２は、図９に示すように、液管５が接続されている液流入口２２と、蒸気管４が接続されている蒸気流出口２３と、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となるくし歯状部分１９と、気相の作動流体が流れるくし歯状の蒸気流路１８とを備える。
ここで、くし歯状部分１９は、液管５が接続されている側から分岐されて延びており、分岐されている複数の部分（分岐部分；リブ状部分）１９Ａを備える。つまり、くし歯状部分１９は、液流入口２２から内部へ向けてくし歯状に延びた部分であり、液管５につながっている。
【００４５】
また、くし歯状の蒸気流路１８は、くし歯状部分１９に対向するように設けられ、蒸気管４が接続されている側から分岐されて延びており、分岐されている複数の蒸気流路１８Ａを備える。つまり、くし歯状の蒸気流路１８は、蒸気流出口２３から内部へ向けてくし歯状に延びた蒸気流路であり、蒸気管４につながっている。
なお、蒸気流路１８は、蒸発器２の内部を流れる気相の作動流体を蒸気管４へ排出する流路であるため、蒸気排出流路ともいう。
【００４６】
ここでは、くし歯状部分１９の分岐されている複数の部分１９Ａの間に、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａが設けられている。つまり、くし歯状部分１９の分岐されている複数の部分１９Ａと、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａとが、面内方向に交互に配置されており、これにより、蒸発器２の薄型化が図られている。
【００４７】
そして、第１板状部材８は、くし歯状部分１９となる領域に、第１凸部１０、第２凸部１１、第１凹部１２を備える［図１（Ａ）、図２（Ａ）参照］。また、第２板状部材９は、くし歯状部分１９となる領域に、第３凸部１４、第４凸部１５、第２凹部１６を備える［図１（Ｂ）、図２（Ａ）参照］。
なお、上述のように第３凸部１４及び第４凸部１５の一方のみを備える場合もある［図３（Ａ）、図３（Ｂ）参照］。この場合、第２板状部材９は、くし歯状部分１９となる領域に、第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも一方、第２凹部１６を備えるものとすれば良い。
【００４８】
ここでは、第１板状部材８に備えられる第１凸部１０は、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａに（即ち、蒸気が流れる方向に）平行に設けられている。また、第１板状部材８に備えられる第２凸部１１は、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａに直交するように設けられている。
また、第２板状部材９に備えられる第３凸部１４は、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａに平行に設けられている。また、第２板状部材９に備えられる第４凸部１５は、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａに直交するように設けられている。
【００４９】
なお、第１板状部材８に備えられる第２凸部１１は、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａに斜めに交差するように設けられていても良い［図４（Ａ）、図４（Ｃ）参照］。また、第２板状部材９に備えられる第４凸部１５は、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａに斜めに交差するように設けられていても良い［図４（Ｂ）、図４（Ｃ）参照］。
【００５０】
また、第１板状部材８は、くし歯状の蒸気流路１８となる領域に、複数の第１凸部１０の間隔よりも広い複数の幅広溝を備え、第２板状部材９は、くし歯状の蒸気流路１８となる領域に、複数の第３凸部１４の間隔よりも広い複数の幅広溝を備え、第１板状部材８及び第２板状部材９に備えられる幅広溝によって蒸気流路１８が構成されることが好ましい。
【００５１】
ここで、第１板状部材８及び第２板状部材９に備えられる幅広溝は、気相の作動流体が流れ、気相の作動流体を蒸気管４へ排出する流路を構成しうるサイズの溝であれば良く、グルーブともいう。
このように、くし歯状の蒸気流路１８は、分岐されている複数の蒸気流路１８Ａのそれぞれの流路幅が複数の第１凸部１０（又は第３凸部１４）の間隔よりも広くなっていることが好ましい。これにより、圧損を小さくすることが可能となる。
【００５２】
また、くし歯状部分１９の分岐されている複数の部分１９Ａ（図９参照）は、それぞれ、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａのうち隣り合う２つの蒸気流路１８Ａを連通する第３連通溝３０を備えることが好ましい。
この場合、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、第３連通溝３０は、第１板状部材８及び第２板状部材９の少なくとも一方に設けられていれば良い。なお、図６（Ａ）、図６（Ｂ）では、第２板状部材９に第３連通溝３０を設ける場合を例示している。
【００５３】
また、この場合、蒸発器２のくし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａに挟まれるくし歯状部分１９Ａに設けられる井桁パターン１７（１３）に、隣接する２つの蒸気流路同士を連通する第３連通溝３０が設けられることになる。
このように、隣り合う蒸気流路１２同士（図９参照）を、第３連通溝１４によって連通させることで、蒸気流路１２間の圧力差がなくなり、蒸気発生に伴う蒸発器２内の圧力分布がなくなって、熱源である発熱部品７からの熱によって発生した気相の作動流体が均一に蒸気管４に排出されることになる。これにより、ループヒートパイプ１の起動時間を短縮することが可能となる。
【００５４】
なお、くし歯状部分１９の分岐されている複数の部分１９Ａの本数、間隔、形状は、上述の例示しているものに限られるものではない。また、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａの本数、間隔、形状は、上述の例示しているものに限られるものではない。また、蒸発器２は、くし歯状部分１９やくし歯状の蒸気流路１８を備えないものとしても良い。つまり、蒸発器２は、例えば図１０に示すように、毛細管力を発生する部分、即ち、液相の作動流体が浸透し、気相の作動流体となる部分１９Ｘと、気相の作動流体が流れる蒸気流路１８Ｘとを備えるものとして構成しても良い。
【００５５】
ところで、上述のように構成しているのは、以下の理由による。
ループヒートパイプ１は、図１１に示すように、蒸発器２、凝縮器３、蒸発器２と凝縮器３とを連結する蒸気管４及び液管５を備え、これらの内部には作動流体が一定圧力で封入されている。
作動流体は、外部に設けられた発熱部品７から蒸発器２に供給される熱で液相から気相へと変化し、熱を伴って蒸気管４を通って凝縮器３に移動する。凝縮器３における放熱によって、作動流体は気相から液相へ変化し、液管５を通って蒸発器２に戻る。
【００５６】
蒸発器２の内部には、微細孔（細孔）をもつウィックと呼ばれる部材（図示せず）が収納されており、ウィックに作動流体が浸透する際に、微細孔において毛細管力が発生し、これが流体移動のためのポンピング力となる。
蒸発器２が、発熱部品７が発生した熱によって加熱されると、ウィック内に浸透した液相の作動流体が、ウィックの表面で蒸発して気相の作動流体が発生する。
【００５７】
この蒸発器２内における相変化に発熱部品７が発生した熱が使われるため、発熱部品７から熱が奪われることになる。
そして、蒸発器２で発生した気相の作動流体は蒸気管４を通って凝縮器３へ移動し、凝縮器３で液相の作動流体に変化する。
液相の作動流体は、液管５を通って蒸発器２へ移動する。
【００５８】
このような作動流体の循環が繰り返されることで、発熱部品７が発生した熱の移動が連続して行われる。
ループヒートパイプ１内では、蒸発器２における受熱によって発生した気相の作動流体（蒸気）が、蒸気管４を通過して凝縮器３へと至る。
このとき、凝縮器３の液管５側から蒸発器２にかけては、理想的には液相の作動流体（作動液）が存在し、蒸発器２内のウィックには作動液が浸透している状態になっている。
【００５９】
そして、ウィックの微細孔内において毛細管力が働き、この毛細管力が支えとなって蒸発器２から液管５の方向への蒸気の侵入（逆流）を防いでいる。
ウィックに作動液が浸み込む際に発生する毛細管力は、ループヒートパイプ１における冷媒の駆動源として使用される。
ループヒートパイプ１による流体の移動、即ち、蒸発器２で潜熱を奪い、凝縮器３で液化した作動流体が再び蒸発器２に戻るためには、以下の条件が必要である。
ΔＰｃａｐ≧ΔＰｔｏｔａｌ・・・（１）
ここで、ΔＰｃａｐは、蒸発器２で発生する毛細管圧力、ΔＰｔｏｔａｌは、ループヒートパイプ１の流路のすべての圧力損失である。
【００６０】
上記式（１）から、ループヒートパイプ１の駆動源である蒸発器２での毛細管力ΔＰｃａｐを高めることで、ループヒートパイプ１の熱輸送能力が向上する。
ところで、図７、図８に示すように、このようなループヒートパイプ１をモバイル機器６に適用する場合、ループヒートパイプ１を、熱源である発熱部品７と接触する蒸発器２、蒸気管４、凝縮管３Ａと熱拡散プレート３Ｂを備える凝縮器３及び液管５から構成されるものとし、蒸発器２に接触する発熱部品７の熱を、モバイル機器６内の比較的低温の領域に輸送することで、発熱部品７の熱を拡散させることができる。
【００６１】
しかしながら、ループヒートパイプ１をモバイル機器６に適用する場合、ループヒートパイプ１の構成部品を薄型化する必要がある。
例えば、ループヒートパイプ１の構成部品である蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５を個別に製造し、これらを溶接などで接続したのでは、薄型化を実現することは難しい。
【００６２】
また、例えば、蒸発器２に収納されるウィックには、例えば焼結金属、焼結樹脂、セラミックスなどの多孔質体が用いられているが、蒸発器２の薄型化にともない、蒸発器２に収納されるウィックも薄くすることになるが、これらの材料からなる多孔質体を薄化する際に、破損や亀裂が生じるおそれがある。
そこで、複数の金属薄板を積層し、拡散接合することによって、蒸発器２、凝縮器３、蒸気管４、液管５を作製し、薄型化することが考えられる。
【００６３】
例えば、図１２に示すように、６枚の金属薄板、即ち、２枚の表面シート２４、２５と４枚の内層シート２６をエッチング加工によってパターニングし、これらを積層し、一括で拡散接合することによって、蒸発器２、凝縮器３、蒸気管４、液管５を同時に形成し、モバイル機器６に収納できる薄型のループヒートパイプ１を実現することが考えられる。
この場合、金属薄板２４〜２６としては、厚さ約０．１ｍｍの銅薄板を用いれば良い。
【００６４】
また、図１３に示すように、４枚の内層シート２６にエッチングによって開口部を設け、これらの開口部を有する４枚の内層シート２６の上下を２枚の表面シート２４、２５で挟んで積層することで、４枚の内層シート２６の開口部によって形成された空間の上下が閉じられて、蒸気管４、液管５、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａの流路が形成されるようにすれば良い。
【００６５】
また、蒸発器２の内部に設けられ、流体駆動のための毛細管力を発生させる構造であるウィックは、４枚の内層シート２６のそれぞれに、エッチングによって、複数の微細な孔を設けることによって形成すれば良い。
また、さらに薄型のループヒートパイプ１を実現するために、２枚の金属薄板を用い、これらを接合することで、蒸発器２、凝縮器３、蒸気管４、液管５を作製することも考えられる。
【００６６】
この場合、２枚の金属薄板をハーフエッチングし、即ち、板厚よりも小さい深さを有する凹部や溝をパターニングし、これらを貼り合わせることで、流路を形成すれば良い。
この場合、蒸発器２となる領域では、毛細管力を発生させるために、例えば図１４に示すように、エッチング加工（例えばハーフエッチング加工）によって、金属薄板に微細な溝２７や幅広溝２８を形成することが考えられる。
【００６７】
一般に、均等な孔をもつ多孔質体（ウィック）に、作動流体が染み込むことを想定すると、このときに、蒸発器２において発生する毛細管圧力ΔＰｃａｐは、次式（２）で表される。
【００６８】
【数１】
0006597892.tif 000002
【００６９】
ここで、ｒｗｉｃｋは多孔質体における細孔半径であり、σは作動流体の表面張力であり、θは多孔質体の材料と作動流体の間の接触角である。
上記式（２）から、毛細管力を大きくする一つの条件として、多孔質体の細孔半径ｒｗｉｃｋを小さくすることが挙げられる。
上述のような２枚の金属薄板を用いたループヒートパイプ１では、上記式（２）の細孔半径ｒｗｉｃｋは、蒸発器部分にエッチング加工によって形成される微細な溝のサイズ（例えば幅）に相当し、溝によってできる微細流路の断面積に相関する。
【００７０】
毛細管力を大きくするためには、微細流路の断面積ができるだけ小さくなるように、微細な溝のサイズをできるだけ小さくするのが好ましい。
しかしながら、金属薄板に微細な溝を形成するのに例えばエッチング加工を行なう場合、例えばレジスト材による開口の寸法精度やエッチングレートの限界によって、大きな毛細管力を発生しうる微細な溝を形成するのは難しい。
【００７１】
そこで、２つの板状部材を用いて薄型化したループヒートパイプ１において、蒸発器２内で発生する毛細管力を向上させるべく、上述のように構成している。これにより、低コストで提供でき、かつ、薄型化を実現できる２つの板状部材８、９を用いたループヒートパイプ１において、蒸発器２で発生する毛細管力を向上させることができる。
ところで、上述のように、第１板状部材８及び第２板状部材９の２つの板状部材によって構成されるループヒートパイプ１は、以下のようにして製造することができる。
【００７２】
まず、第１板状部材８を加工（例えばハーフエッチング加工）して、蒸発器２となる領域に、液管５が接続されている側から蒸気管４が接続されている側へ向かう長さ方向へ延びる複数の第１凸部１０と、長さ方向に交差する幅方向へ延びる複数の第２凸部１１と、第１凸部１０及び第２凸部１１によって仕切られた複数の第１凹部１２とを形成する［例えば図１（Ａ）、図４（Ａ）、図５（Ａ）参照］。
【００７３】
また、第２板状部材９を加工（例えばハーフエッチング加工）して、蒸発器２となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第３凸部１４及び幅方向へ延びる複数の第４凸部１５の少なくとも一方と、第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２凹部１６とを形成する［例えば図１（Ｂ）、図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）参照］。
【００７４】
そして、第１板状部材８と第２板状部材９とを、蒸発器２となる領域で、第１凹部１２と第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも一方とが対向し、第１凹部１２と第３凸部１４及び第４凸部１５の少なくとも一方の両側の第２凹部１６とが連通するように接合する。
このようにして、ループヒートパイプ１を製造することができる［例えば図２（Ａ）、図４（Ｃ）、図５（Ｃ）、図６（Ｂ）参照］。
【００７５】
具体的には、第１板状部材８及び第２板状部材９としての２枚の金属薄板（２枚の表面シート）の一方の蒸発器２となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように、第１凸部１０及び第２凸部１１によって仕切られた第１凹部１２及びくし歯状の蒸気流路１８となる幅広溝を設けるとともに、２枚の金属薄板の他方の蒸発器２となる領域に、例えばハーフエッチングなどの加工によって板厚よりも小さい深さになるように、第３凸部１４及び第４凸部１５によって仕切られた第２凹部１６及びくし歯状の蒸気流路１８となる幅広溝を設け、さらに、２枚の金属薄板のそれぞれの蒸気管４となる領域、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａとなる領域、液管５となる領域には、それぞれ、蒸気管４、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａ、液管５の各流路を構成する凹部を設け、これらの２枚の金属薄板を、溝及び凹部が設けられている面同士が接触するように対向させ、拡散接合して、薄型のループヒートパイプ１を構成すれば良い。
【００７６】
ここでは、第１板状部材８及び第２板状部材９の凝縮管３Ａとなる領域に設けられる凹部は、外気との熱交換の効率を上げ、凝縮による液化が十分に行なえるように、蛇行させて設けられている。また、ここでは、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５のそれぞれの形状にパターニングする際に、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａとなる領域の周囲に平板状に板状部材を残すことで、この部分が凝縮器３に備えられる熱拡散プレート３Ｂとして機能するようにしている。
【００７７】
なお、上述のループヒートパイプ１では、蒸気管４、凝縮管３Ａ及び液管５には溝は設けられていないが、これに限られるものではない。
例えば、上述の蒸発器２に設けられている井桁パターン構造１３、１７（例えば図１〜図４参照）と同様の構造を、液管５にも設けても良い。
つまり、第１板状部材８の液管５となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第１液管用凸部と、幅方向へ延びる複数の第２液管用凸部と、第１液管用凸部及び第２液管用凸部によって仕切られた複数の第１液管用凹部とを設けるとともに、第２板状部材９の液管５となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第３液管用凸部及び幅方向へ延びる複数の第４液管用凸部の少なくとも一方と、第３液管用凸部及び第４液管用凸部の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２液管用凹部とを設け、第１板状部材８と第２板状部材９とを、液管５となる領域で、第１液管用凹部と第３液管用凸部及び第４液管用凸部の少なくとも一方とが対向し、第１液管用凹部と第３液管用凸部及び第４液管用凸部の少なくとも一方の両側の第２液管用凹部とが連通するように接合されているものとしても良い。
【００７８】
この場合、上述のループヒートパイプの製造方法における第１板状部材８を加工する工程において、第１板状部材８の液管５となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第１液管用凸部と、幅方向へ延びる複数の第２液管用凸部と、第１液管用凸部及び第２液管用凸部によって仕切られた複数の第１液管用凹部とを形成し、第２板状部材９を加工する工程において、第１板状部材８の液管５となる領域に、長さ方向へ延びる複数の第３液管用凸部及び幅方向へ延びる複数の第４液管用凸部の少なくとも一方と、第３液管用凸部及び第４液管用凸部の少なくとも一方によって仕切られた複数の第２液管用凹部とを形成し、第１板状部材８と第２板状部材９とを接合する工程において、液管５となる領域で、第１液管用凹部と第３液管用凸部及び第４液管用凸部の少なくとも一方とが対向し、第１液管用凹部と第３液管用凸部及び第４液管用凸部の少なくとも一方の両側の第２液管用凹部とが連通するように、第１板状部材８と第２板状部材９とを接合するようにすれば良い。
【００７９】
また、例えば、図１５に示すように、液管５を、毛細管力を発生させうる液管用溝２９を有するものとしても良い。なお、図１５では、液管５の長さ方向へ延びる液管用溝２９を例示している。
例えば、液管５を、液管用溝２９として、液管５の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる液管用溝を備えるものとすれば良い。
【００８０】
この場合、第１板状部材８の液管５となる領域に、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる液管用溝（第１液管用溝）２９を設けるとともに、第２板状部材９の液管５となる領域に、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる液管用溝（第２液管用溝）２９を設け、第１板状部材８と第２板状部材９とを、液管５となる領域で、第１液管用溝２９を有する側と第２液管用溝２９を有する側とを対向させて接合されているものとすれば良い。この場合、第１液管用溝２９と第２液管用溝２９は、互いに対向し、かつ、同一方向に設けられることになる。
【００８１】
また、上述のループヒートパイプの製造方法における第１板状部材８を加工（例えばハーフエッチング加工）する工程において、第１板状部材８の液管５となる領域を加工して、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝２９を形成し、第２板状部材９を加工（例えばハーフエッチング加工）する工程において、第２板状部材９の液管５となる領域を加工して、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝２９を形成し、第１板状部材８と第２板状部材９とを接合する工程において、第１板状部材８と第２板状部材９とを、液管５となる領域で、第１液管用溝２９を有する側と第２液管用溝２９を有する側とを対向させて接合するようにすれば良い。
【００８２】
また、例えば、液管５を、液管用溝２９として、液管５の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる液管用溝（第１液管用溝）と、液管５の幅方向へ延び、毛細管力を発生させうる液管用溝（第２液管用溝）とを備えるものとしても良い。
この場合、第１板状部材８の液管５となる領域に、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝２９を設けるとともに、第２板状部材９の液管５となる領域に、液管５となる領域の幅方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝２９を設け、第１板状部材８と第２板状部材９とを、液管５となる領域で、第１液管用溝２９を有する側と第２液管用溝２９を有する側とを対向させて接合されているものとすれば良い。この場合、第１液管用溝２９と第２液管用溝２９は、互いに対向し、かつ、一定の角度を有して交差（例えば直交）するように設けられることになる。
【００８３】
また、上述のループヒートパイプの製造方法における第１板状部材８を加工（例えばハーフエッチング加工）する工程において、第１板状部材８の液管５となる領域を加工して、液管５となる領域の長さ方向へ延び、毛細管力を発生させうる第１液管用溝２９を形成し、第２板状部材９を加工（例えばハーフエッチング加工）する工程において、第２板状部材９の液管５となる領域を加工して、液管５となる領域の幅方向へ延び、毛細管力を発生させうる第２液管用溝２９を形成し、第１板状部材８と第２板状部材９とを接合する工程において、第１板状部材８と第２板状部材９とを、液管５となる領域で、第１液管用溝２９を有する側と第２液管用溝２９を有する側とを対向させて接合するようにすれば良い。
【００８４】
なお、井桁パターン構造１３、１７や液管用溝２９は、液管５の全体にわたって設けられていても良いし、液管５の一部分に設けられていても良い。また、井桁パターン構造１３、１７や液管用溝２９の本数、間隔、形状はここで例示しているものに限られるものではない。
このようにして、液管５にも、井桁パターン構造１３、１７や毛細管力を発生させうる液管用溝２９を設けるのは、モバイル機器が縦向きになり、熱源である発熱部品７の位置が上側になる場合があり、このような場合であっても、毛細管力が作用することで、液相の作動流体が液管５の内部を流れ、蒸発器２へ流入するようにし、ループヒートパイプ１が安定して動作するようにするためである。
【００８５】
以下、具体的な構成例及びその製造方法について説明する。
まず、厚さ約０．２５ｍｍの第１の銅薄板８を用い、これを、図１６（Ａ）に示すような形状になるように、レジストでパターニングした後に、露出した銅をエッチング加工する。
ここで、蒸気管４、及び、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａの幅は約７ｍｍ、液管５の幅は約６ｍｍである。
【００８６】
また、蒸気管４、凝縮管３Ａ及び液管５の各流路は、銅薄板を深さ約０．１５ｍｍまでエッチング加工（ハーフエッチング加工）して形成する。
また、蒸発器２の内部は、図９に示すように、くし歯状部分１９とくし歯状の蒸気流路１８とが形成され、くし歯状部分１９に例えば図１（Ａ）に示すような井桁パターン１３が形成されるようにエッチング加工（ハーフエッチング加工）して形成する。
【００８７】
ここで、井桁パターン１３を構成する複数の第１凸部１０の間隔及び複数の第２溝１１の間隔は約０．２４ｍｍであり、深さは約０．１２ｍｍである。また、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａを構成する幅広溝であるグルーブの幅は約１ｍｍであり、深さは約０．１５ｍｍである。なお、図１６（Ａ）では、井桁パターン１３が設けられる領域に模様を付している。
【００８８】
次に、厚さ約３ｍｍの第２の銅薄板９を用い、これを、図１６（Ｂ）に示すような形状になるように、レジストでパターニングした後に、露出した銅をエッチング加工する。
ここでは、図１６（Ａ）に示すような形状に加工したものに対し、蒸発器２、蒸気管４、凝縮器３及び液管５が対称な位置に配置されるように加工する。
ここで、蒸気管４、及び、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａの幅は約７ｍｍ、液管５の幅は約６ｍｍである。
【００８９】
また、蒸気管４、凝縮管３Ａ及び液管５の各流路は、銅薄板を深さ約０．１５ｍｍまでエッチング加工（ハーフエッチング加工）して形成する。
また、蒸発器２の内部は、図９に示すように、くし歯状部分１９とくし歯状の蒸気流路１８とが形成され、くし歯状部分１９に例えば図１（Ｂ）に示すような井桁パターン１７が形成されるようにエッチング加工（ハーフエッチング加工）して形成する。
【００９０】
ここで、井桁パターン１７を構成する複数の第３凸部１４の間隔及び複数の第４凸部１５の間隔は約０．２４ｍｍであり、深さは約０．１２ｍｍである。また、くし歯状の蒸気流路１８の分岐されている複数の蒸気流路１８Ａを構成する幅広溝であるグルーブの幅は約１ｍｍであり、深さは約０．１５ｍｍである。なお、図１６（Ｂ）では、井桁パターン１７が設けられる領域に模様を付している。
【００９１】
そして、図１６（Ａ）に示すようにエッチング加工された銅薄板８と、図１６（Ｂ）に示すようにエッチング加工された銅薄板９とを拡散接合し、液注入口から内部を真空排気した後、配管内に作動液として水（あるいはエタノールやフロン）を注入することで、厚さ約０．５ｍｍの薄型のループヒートパイプ１を作製することができる。
なお、このようにして作製されるループヒートパイプ１において、例えば、第１の銅薄板８及び第２の銅薄板９の厚さを約０．３ｍｍとし、蒸気管４、及び、凝縮器３に備えられる凝縮管３Ａの幅は約８ｍｍとし、厚さ約０．６ｍｍの薄型のループヒートパイプ１としても良い。
【００９２】
また、上述のようにして作製されるループヒートパイプ１において、第１の銅薄板８及び第２の銅薄板９の蒸発器２となる領域に設けられるパターンを、例えば図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６（Ａ）に示すようなパターンが形成されるようにエッチング加工（ハーフエッチング加工）しても良い。この場合も、上述の場合と同様の寸法にすれば良い。
【００９３】
また、上述のようにして作製されるループヒートパイプ１において、図１７に示すように、液管５の内部にも蒸発器２の内部に設けられている構造（井桁パターン構造１３、１７）と同様の構造を形成する場合、それぞれの銅薄板８、９の液管５となる領域に、上述の井桁パターン１３、１７をエッチング加工（ハーフエッチング加工）によって形成すれば良い。なお、図１７では、井桁パターン１３、１７が設けられる領域に模様を付している。
【００９４】
また、上述のようにして作製されるループヒートパイプ１において、液管５の内部にも毛細管力を発生させうる液管用溝２９を形成する場合（図１５参照）、それぞれの銅薄板の液管５となる領域に液管用溝２９をエッチング加工（ハーフエッチング加工）によって形成すれば良い。
この場合、両方の銅薄板８、９の液管５となる領域に液管５の長さ方向に延びる液管用溝２９を形成しても良いし、一方の銅薄板の液管５となる領域に液管５の長さ方向に延びる液管用溝２９を形成し、他方の銅薄板の液管５となる領域に液管５の幅方向に延びる液管用溝２９を形成しても良い。
【００９５】
ここで、液管用溝２９の幅は約０．１ｍｍとし、深さは約０．１２ｍｍとすれば良い。
なお、ループヒートパイプ１の形状、配管パターンは、上述のものに限られるものではない。また、ここでは、金属薄板として銅薄板を用いているが、金属薄板を拡散接合することによって一括形成できれば良く、金属薄板の材料は、銅に限られるものではなく、例えばステンレスや合金材料等のエッチング等によるパターン形成及び拡散接合に適するものであれば良い。また、ループヒートパイプ１の各寸法は、上述のものに限られるものではなく、要求される熱輸送量と熱輸送距離、配管高さ及び配管幅によって適宜最適化すれば良い。
【００９６】
上述のようにして作製されたループヒートパイプ１では、各金属薄板（銅薄板）８、９に形成された井桁パターン１３、１７をずらして接合した蒸発器２を用いるため、例えば溝加工のみの蒸発器（図１４参照）と比較して、流体が通過する流路断面積を半分以下にする設計が可能になる。これにより、２倍以上の毛細管力が発生することになる。
なお、溝加工のみの蒸発器とは、各金属薄板に蒸発器の長さ方向へ延びる溝を形成したものである（図１４参照）。ここでは、各溝幅は、上述の実施形態の井桁パターン構造１３、１７を構成する各凸部の間隔と同一になっている。
【００９７】
ここで、図１８は、上述の実施形態のように井桁パターン構造１３、１７が設けられた蒸発器２（図１参照）を有するループヒートパイプ１、及び、溝加工のみの蒸発器（図１４参照）を有するループヒートパイプにおける蒸発器温度（熱源温度）と入力電力（蒸発器に入力される熱量）との関係を示す図である。
なお、図１８では、蒸発器温度（熱源温度）として、ループヒートパイプの蒸発器に流入した熱が凝縮器に移動した時の熱源部分の飽和温度を示している。また、図１８中、実線Ａは、上述の実施形態のように井桁パターン構造１３、１７が設けられた蒸発器２（図１参照）を有するループヒートパイプ１における蒸発器温度（熱源温度）を示している。また、図１８中、実線Ｂは、溝加工のみの蒸発器（図１４参照）を有するループヒートパイプにおける蒸発器温度（熱源温度）を示している。
【００９８】
図１８に示すように、上述の実施形態のように井桁パターン構造１３、１７が設けられた蒸発器２（図１参照）を有するループヒートパイプ１では、蒸発器２の毛細管力の向上によって、ループヒートパイプ１の起動性能が向上し、溝加工のみの蒸発器（図１４参照）を有するループヒートパイプよりも蒸発器温度（熱源温度）が低温化することがわかる。
【００９９】
また、図１９は、上述の実施形態のように井桁パターン構造１３、１７が設けられた蒸発器２（図１参照）を有するループヒートパイプ１、及び、溝加工のみの蒸発器（図１４参照）を有するループヒートパイプにおける熱輸送抵抗と入力電力（蒸発器に入力される熱量）との関係を示す図である。
なお、熱輸送抵抗は、蒸発器から凝縮器までの熱輸送の効率を表している。また、図１９中、実線Ａは、上述の実施形態のように井桁パターン構造１３、１７が設けられた蒸発器２（図１参照）を有するループヒートパイプ１における熱輸送抵抗を示している。また、図１９中、実線Ｂは、溝加工のみの蒸発器（図１４参照）を有するループヒートパイプにおける熱輸送抵抗を示している。
【０１００】
図１９に示すように、上述の実施形態のように井桁パターン構造１３、１７が設けられた蒸発器２（図１参照）を有するループヒートパイプ１では、溝加工のみの蒸発器（図１４参照）を有するループヒートパイプと比較して、熱輸送抵抗が小さいため、効率的な熱輸送が可能であることがわかる。
したがって、本実施形態にかかるループヒートパイプ及びその製造方法並びに電子機器によれば、２つの板状部材８、９を用いて薄型化したループヒートパイプ１において、蒸発器２内で発生する毛細管力を向上させることができるという利点がある。
【０１０１】
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能であり、適宜組み合わせることも可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  ループヒートパイプ
２  蒸発器
３  凝縮器
３Ａ  凝縮管
３Ｂ  熱拡散プレート
４  蒸気管
５  液管
６  モバイル機器（電子機器）
７  発熱部品
８  第１板状部材
９  第２板状部材
１０  第１凸部
１１  第２凸部
１２  第１凹部
１３  井桁パターン構造（井桁パターン）
１４  第３凸部
１５  第４凸部
１６  第２凹部
１７  井桁パターン構造（井桁パターン）
１８  くし歯状の蒸気流路
１８Ａ  複数の蒸気流路
１８Ｘ  蒸気流路
１９  くし歯状部分
１９Ａ  複数の部分
１９Ｘ  毛細管力を発生する部分
２０  第１連通溝
２１  第２連通溝
２２  液流入口
２３  蒸気流出口
２４、２５  表面シート
２６  内層シート
２７  微細な溝
２８  幅広溝
２９  液管用溝（第１液管用溝；第２液管用溝）
３０  第３連通溝
【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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