(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外縁が接合された対向する第１シート及び第２シートから構成される筐体と、
前記筐体内に封入された作動液と、
前記第１シート又は前記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、を備えるベーパーチャンバーであって、
前記第１シート及び前記第２シートは、外縁を接合する封止部を有し、
前記封止部は、前記外縁の一部において封止部の幅が他の部分よりも広くなっている幅広封止部を有しており、
前記幅広封止部の一部の部位において、筐体内部側における封止部からの第１シート及び／又は第２シートの立ち上がり角度が前記幅広封止部の他の部位よりも大きい特異形状部が設けられている、ベーパーチャンバー。
【請求項２】
前記筐体の上面視形状は多角形であり、多角形の一辺が幅広封止部となる請求項１に記載のベーパーチャンバー。
【請求項３】
前記筐体の上面視形状は多角形であり、多角形の一辺の一部が幅広封止部となる請求項１に記載のベーパーチャンバー。
【請求項４】
前記封止部は、前記第１シート及び前記第２シートの外縁が溶接、ろう接、又は拡散接合によって接合された部分である請求項１〜３のいずれかに記載のベーパーチャンバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベーパーチャンバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、素子の高集積化、高性能化による発熱量が増加している。また、製品の小型化が進むことで発熱密度が増加するため、放熱対策が重要となっている。この状況はスマートフォンやタブレットなどのモバイル端末でより顕著であり、熱設計が非常に困難になっている。熱対策部材としてはグラファイトシートなどが用いられているが、熱輸送量は充分ではない。【０００３】
熱輸送能力が高い熱対策部材として、面状のヒートパイプであるベーパーチャンバーが挙げられる。ベーパーチャンバーは、全体としての見かけの熱伝導率が、銅やアルミニウム等の金属に対して数倍から数十倍程度に優れている。【０００４】
ベーパーチャンバーを利用した熱対策部材として、例えば、特許文献１には、対向する２枚の板状体により空洞部を有する凸部が中央部に形成されたコンテナと、前記空洞部に封入された作動液とを有し、前記空洞部にウィック構造が備えられ、前記凸部の外周部がレーザー溶接にて封止された平面型ヒートパイプが挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−３５３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された平面型ヒートパイプ（以下、ベーパーチャンバーという）においては、コンテナの周縁部がレーザー光線により溶接されてレーザー溶接部が形成されている。
特許文献１には、レーザー溶接部の溶接幅について記載されている。一方、レーザー溶接部の具体的な形状に関しては何ら記載がされていない。このことから、レーザー溶接部はコンテナの周縁部を一様な溶接幅で封止しているものと推測される。【０００７】
ベーパーチャンバーには通常は作動液として水が筐体（特許文献１におけるコンテナと同じ意味）内に注入される。使用環境における周囲温度が１００℃を超えた場合、筐体内の圧力が１気圧を上回るため、筐体が風船のように膨らんでしまう。そして、筐体内の圧力により筐体の周縁部の封止部の一部が破損してしまうと、気体となった作動液が破損部位からリークしてしまい、ベーパーチャンバーとしての機能が失われてしまう。【０００８】
上記の問題に対して、封止部の太さを広げて、筐体が膨らんだ際の耐久力を向上させることが考えられる。しかし、封止部の太さを広げると、その分だけベーパーチャンバーの動作する有効な領域が狭くなる。
なお、有効な領域を確保しようとするとベーパーチャンバー全体を大きくする必要が生じる。
モバイル端末等におけるベーパーチャンバーには小型化が求められており、ベーパーチャンバーの大きさを大きくすることは現実的には難しい。【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、筐体が膨らんだ際の耐久力が高く、作動液のリークを防止することのできる構造のベーパーチャンバーを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のベーパーチャンバーは、外縁が接合された対向する第１シート及び第２シートから構成される筐体と、前記筐体内に封入された作動液と、上記第１シート又は上記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、を備えるベーパーチャンバーであって、上記第１シート及び上記第２シートは、外縁を接合する封止部を有し、上記封止部は、上記外縁の一部において封止部の幅が他の部分よりも広くなっている幅広封止部を有しており、上記幅広封止部において、筐体内部側における封止部からの第１シート及び／又は第２シートの立ち上がり角度が大きい特異形状部が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、筐体が膨らんだ際の耐久力が高く、作動液のリークを防止することのできる構造のベーパーチャンバーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、ベーパーチャンバーの構造の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、ベーパーチャンバーの一例を模式的に示す上面図である。
【図３】図３は、特異形状部を含む箇所でベーパーチャンバーを切断した断面の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、特異形状部を含まない箇所でベーパーチャンバーを切断した断面の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、特異形状部を含む箇所でベーパーチャンバーを切断した断面の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、特異形状部を含まない箇所でベーパーチャンバーを切断した断面の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、特異形状部の形状をベーパーチャンバーの外縁から見た例を模式的に示す側面図である。
【図８】図８は、ベーパーチャンバーの構造の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、ベーパーチャンバーの筐体の上面視形状、幅広封止部の形成位置及び特異形状部の形成位置が異なる例を模式的に示す上面図である。
【図１０】図１０は、ベーパーチャンバーにおける幅広封止部の形成位置及び特異形状部の形成位置が異なる別の例を模式的に示す上面図である。
【図１１】図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、ベーパーチャンバーにおける特異形状部の形成位置が異なる別の例を模式的に示す上面図である。
【図１２】図１２は、ベーパーチャンバーにおける特異形状部の形成位置が異なる別の例を模式的に示す上面図である。
【図１３】図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、ベーパーチャンバーの外縁から見た特異形状部の形状が異なる別の例を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のベーパーチャンバーについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。
【００１４】
本発明のベーパーチャンバーは、外縁が接合された対向する第１シート及び第２シートから構成される筐体と、前記筐体内に封入された作動液と、上記第１シート又は上記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、を備えるベーパーチャンバーであって、上記第１シート及び上記第２シートは、外縁を接合する封止部を有し、上記封止部は、上記外縁の一部において封止部の幅が他の部分よりも広くなっている幅広封止部を有しており、上記幅広封止部において、筐体内部側における封止部からの第１シート及び／又は第２シートの立ち上がり角度が大きい特異形状部が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
図１は、ベーパーチャンバーの構造の一例を模式的に示す断面図である。
図１には、後に詳しく説明する幅広封止部及び特異形状部が設けられていない部位でベーパーチャンバーを切断した断面図を示している。
【００１６】
図１に示すベーパーチャンバー１は、対向する第１シート１１及び第２シート１２から構成される筐体１０と、筐体１０内に封入された作動液２０と、第１シート１１の第２シート１２に対向する主面１１ａ（第１シート１１の内壁面１１ａ）に設けられたウィック３０と、第２シート１２の第１シート１１に対向する主面１２ａ（第２シート１２の内壁面１２ａ）に設けられた複数の支柱４０とを備えている。筐体１０は、内部に空洞１３を有しており、空洞１３を確保するために、第１シート１１及び第２シート１２が支柱４０によって支持されている。
第１シート１１及び第２シート１２は、外縁において互いに接合され、封止されている。図１に示すベーパーチャンバー１では、ウィック３０は、第１シート１１の内壁面１１ａに所定の間隔で配置された複数の凸部３１と、凸部３１上に配置されたメッシュ３２とを備えている。
【００１７】
凸部３１は、第１シート１１と一体であってもよく、例えば、第１シート１１の内壁面１１ａをエッチング加工すること等により形成されていてもよい。同様に、支柱４０は、第２シート１２と一体であってもよく、例えば、第２シート１２の内壁面１２ａをエッチング加工すること等により形成されていてもよい。
【００１８】
第１シート１１及び第２シート１２の外縁を接合する部分が封止部５０である。
封止部５０の形状については後に詳しく説明する。
【００１９】
作動液２０は、ウィック３０の中に液相として存在している。また、作動液２０は、空洞１３内においては主に気相（作動液が水の場合は水蒸気）として存在している。
【００２０】
第１シート１１の第２シート１２に対向しない主面（外壁面）には発熱部材７０が配置される。
発熱部材７０の熱により、発熱部材７０の直上においてウィック３０に存在する作動液２０が気化し、発熱部材７０の熱を奪うとともに気化した作動液はメッシュ３２から空洞１３に移動する。
気化した作動液２０は筐体１０内を移動して、筐体１０の外縁付近で凝縮して液相となる。
液相となった作動液２０はウィック３０の有する毛細管力によりウィック３０に吸収され、ウィック３０内を再度発熱部材７０の方に移動して、発熱部材７０の熱を奪うように働く。
作動液が筐体内をこのように循環して移動することにより、ベーパーチャンバーによる発熱部材の冷却が行われる。
【００２１】
図２は、ベーパーチャンバーの一例を模式的に示す上面図である。
図２には、ベーパーチャンバー１を構成する第２シート１２側からの上面図を示しており、第２シート１２を透過させてウィック３０の位置を示している。
なお、図１は、図２に示すＣ−Ｃ断面でベーパーチャンバーを切断して示した断面図であるともいえる。
【００２２】
図２を参照して封止部及び幅広封止部の位置について説明する。
第１シート１１と第２シート１２は、その外縁が封止部５０により封止されている。
図２に示すベーパーチャンバーでは筐体の上面視形状は長方形であり、封止部５０の形状は長方形の外周の辺に沿った形状となっている。
封止部５０を構成する長方形の四辺のうち、短辺である一辺が他の辺よりも広くなっている幅広封止部５２であり、他の三辺が幅広封止部よりも狭い封止部（通常封止部５１、ともいう）である。
【００２３】
第１シート１１及び第２シート１２がいずれも金属材料である場合、封止部５０は溶接されていることが好ましい。
また、封止部による第１シート及び第２シートの接合形態は溶接に限定されるものではなく、封止部はろう接又は拡散接合によって接合された部分であってもよい。
【００２４】
幅広封止部５２は、その接合幅が通常封止部５１に比べて広いことから、筐体が膨らんだ際の耐久力が大きい部位と考えられる。
本発明のベーパーチャンバーでは幅広封止部に特異形状部を設けることによって筐体が膨らんだ際の応力がこの特異形状部に強く加わるようにする。
図２には幅広封止部５２に設ける特異形状部６０の位置を示している。
幅広封止部５２は筐体１０が膨らんだ際の耐久力が大きい部位であることから、筐体１０が膨らんだ際の応力を特異形状部６０で受け止めることによって、筐体１０が膨らんだ際に封止部５０が破損することを防止することができる。
また、幅広封止部は筐体の外縁の一部に設けられているので、筐体の外縁全体に幅広封止部が設けられる場合と比べてベーパーチャンバーが動作する有効領域を広くすることができる。
図２における特異形状部６０は幅広封止部５２に１カ所設けられており、幅広封止部５２を跨ぐように設けられている。また、幅広封止部５２に対して直交する方向に設けられている。なお、特異形状部６０の数及び位置は図２に示す形態に限定されるものではない。
【００２５】
特異形状部は筐体内部側における封止部からの第１シート及び／又は第２シートの立ち上がり角度が大きい部分である。
このことについて図３及び図４を参照して説明する。
図３は、特異形状部を含む箇所でベーパーチャンバーを切断した断面の一例を模式的に示す断面図である。これは図２のＡ−Ａ線断面図に相当する。
図４は、特異形状部を含まない箇所でベーパーチャンバーを切断した断面の一例を模式的に示す断面図である。これは図２のＢ−Ｂ線断面図に相当する。
【００２６】
図３には特異形状部６０の位置を両矢印で示している。特異形状部６０の筐体内部側６１は封止部５０よりも筐体１０側に位置する部位である。特異形状部６０の筐体外部側６２は封止部５０の外側（筐体１０と反対側）に位置する部位である。
封止部５０では第１シート１１と第２シート１２は接合されているので第１シート１１と第２シート１２の間に空間は無いが、特異形状部６０の筐体内部側６１において第１シート１１と第２シート１２の間に空間（空洞１３）が生じる。
図３に示すように、特異形状部６０の筐体内部側６１において封止部５０における第２シート１２と第２シートの境界線（図３に一点鎖線で示す）から第２シート１２が立ち上がる形になるので、この境界線と立ち上がった第２シート１２がなす角度を封止部からの第２シートの立ち上がり角度とする。図３ではこの角度をθαと示している。
図３では、封止部５０から立ち上がった第２シート１２は、大きく立ち上がったのちに少し下がることで、第１シート１１と第２シート１２の間の空間（空洞１３）の厚さが一定になっている。
【００２７】
図４に示す、特異形状部を含まない箇所において図３におけるθαと同様に定められる封止部からの第２シートの立ち上がり角度はθβである。
図３に示すθα、図４に示すθβを比較してθα＞θβとなっている場合に、特異形状部が筐体内部側における封止部からの第２シートの立ち上がり角度が大きい部分であるといえる。
【００２８】
図３及び図４では、封止部からの第２シートの立ち上がり角度の比較により特異形状部について説明したが、封止部からの第１シートの立ち上がり角度（図面では下向きの角度である）を比較して、筐体内部側における封止部からの第１シートの立ち上がり角度が大きい部分として特異形状部を定めてもよい。
また、封止部からの第２シートの立ち上がり角度か、封止部からの第１シートの立ち上がり角度のいずれかが他の部位よりも大きければ、その部位を特異形状部と定めてよい。
また、特異形状部において封止部からの第２シートの立ち上がり角度が他の部位よりも大きく、かつ、封止部からの第１シートの立ち上がり角度が他の部位よりも大きくてもよい。
【００２９】
特異形状部は、筐体内部側における封止部からの第１シート及び／又は第２シートの立ち上がり角度が大きい部分であることから、封止部から第１シート及び／又は第２シートが立ち上がる部分において他の部位よりも体積が大きく、蒸気が溜まりやすくなる部位となる。蒸気が溜まりやすくなる部位であると、筐体が膨らんだ際の応力が強く加わることとなる。すなわち、特異形状部をこのような形状とすることにより意図的に筐体が膨らんだ際の応力が強く加わる部位としている。特異形状部は幅広封止部に設けられており、幅広封止部は筐体が膨らんだ際の耐久力が大きい部位であるので、特異形状部に応力が強く加わったとしても封止部が破損することは防止される。
【００３０】
封止部からの第１シート及び／又は第２シートの立ち上がり角度を測定する方法として樹脂埋めによる観察法が挙げられる。
具体的には、封止部から第１シート及び／又は第２シートが立ち上がる部分を含むように、観察する部位から少しずれた箇所でベーパーチャンバーを切断する。そして、エポキシ樹脂等で樹脂埋めして、観察する部位のところまで研磨して顕微鏡観察する。
この方法によると切断によるダレの影響を低減して封止部からの第１シート及び／又は第２シートの立ち上がり角度を測定することができる。
【００３１】
封止部からの第２シートの立ち上がり角度の比較により特異形状部が定められる場合に、特異形状部を含まない箇所における第２シートの立ち上がり角度は０°であってもよい。
図５は、特異形状部を含む箇所でベーパーチャンバーを切断した断面の別の一例を模式的に示す断面図である。
図６は、特異形状部を含まない箇所でベーパーチャンバーを切断した断面の別の一例を模式的に示す断面図である。
図５では、特異形状部６０における封止部５０からの第２シート１２の立ち上がり角度はθαで表される、ある程度大きい角度である。
一方、図６に示す、特異形状部を含まない箇所において図５におけるθαと同様に定められる封止部５０からの第２シート１２の立ち上がり角度θβは０°である。
このような場合もθα＞θβであり、本発明のベーパーチャンバーに含まれる。
【００３２】
図２及び図３に示すような形状の特異形状部を形成する方法として、封止部を設ける前に、特異形状部を設ける位置の断面形状を他の部位と異なる形状にする方法が挙げられる。
図７は、特異形状部の形状をベーパーチャンバーの外縁から見た例を模式的に示す側面図である。これは図２及び図３において矢印Ｄ方向から見た側面図に相当する。
図７には、第１シート１１と第２シート１２が接している部分から第２シート１２の一部が盛り上がって断面が半円筒状になっている箇所を示している。
このように断面が半円筒状になっている部位が特異形状部６０となる。
ベーパーチャンバーの製造時には、第１シート１１と第２シート１２を重ねて、最終過程で封止部５０を形成する。封止部５０を形成する前に第１シート１１と第２シート１２の間に断面が半円筒状になっている箇所を設けておき、図２又は図３に示すような箇所でベーパーチャンバーの外縁に封止部５０を設ける。封止部５０においては第１シート１１と第２シート１２は接合されるが、封止部５０の筐体内部側において封止部形成前に第２シート１２が盛り上がって半円筒状になっていた箇所はその形状が残るので、封止部からの第２シートの立ち上がり角度が大きい部位となる。
すなわち、封止部の形成前において断面が半円筒状になっていた部位が封止部の形成により特異形状部となる。
【００３３】
特異形状部を設ける位置の断面形状は、断面が半円筒状である形状に限定されるものではないが、筐体内部にまで達する筒状であることが好ましい。このような形状であるとこの部分を作動液を筐体内に注入するための注排水経路や筐体内部を減圧するための減圧用の経路として使用することができる。
【００３４】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、幅広封止部の幅（図２で両矢印Ｗ２で示す幅）は特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以下であることが好ましい。
また、幅広封止部以外の封止部である通常封止部の幅（図２で両矢印Ｗ１で示す幅）は特に限定されるものではないが、０．１ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以下であることが好ましい。
また、幅広封止部の幅と通常封止部の幅の比率（幅広封止部の幅／通常封止部の幅）が１．５以上、５以下であることが好ましい。
また、特異形状部の幅（図２で両矢印Ｗ３で示す幅）は特に限定されるものではないが、０．５ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
また、本発明のベーパーチャンバーにおけるウィックは、凸部を有さないものであってもよい。
図８は、ベーパーチャンバーの構造の別の一例を模式的に示す断面図である。
図８に示すベーパーチャンバー１´では、図１に示すベーパーチャンバー１における凸部３１が設けられておらず、筐体１０の内部の空洞１３内にはウィック３０となるメッシュ３２と、支柱４０が存在する。また、図示していないが、筐体１０の内部の空洞１３内には作動液が存在する。
このような形態であってもベーパーチャンバーとして機能することができる。
図８に示すベーパーチャンバー１´において、封止部、幅広封止部、特異形状部の形態は図１に示すベーパーチャンバー１と同様にすることができる。
【００３６】
本発明のベーパーチャンバーにおける筐体の上面視形状、幅広封止部の形成位置及び特異形状部の形成位置の他の例について以下に説明する。
以下のような形態でも本発明のベーパーチャンバーの効果を発揮することができる。
図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、ベーパーチャンバーの筐体の上面視形状、幅広封止部の形成位置及び特異形状部の形成位置が異なる例を模式的に示す上面図である。
図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すベーパーチャンバーは、いずれも筐体の上面視形状は多角形であり、多角形の一辺が幅広封止部となるベーパーチャンバーである。
図９（ａ）に示すベーパーチャンバー２では、筐体の上面視形状が長方形であり、長方形の長辺に幅広封止部５２及び特異形状部６０が形成されている。
図９（ｂ）に示すベーパーチャンバー３では、筐体の上面視形状が、長方形の一つの頂点をＣ面取りした形状の五角形であり、Ｃ面取りによって生じた五角形の一辺に幅広封止部５２及び特異形状部６０が形成されている。
図９（ｃ）に示すベーパーチャンバー４では、筐体の上面視形状が、長方形から小さな長方形を切断して得られた形状の五角形であり、五角形の最も短い一辺に幅広封止部５２及び特異形状部６０が形成されている。
【００３７】
図１０は、ベーパーチャンバーにおける幅広封止部の形成位置及び特異形状部の形成位置が異なる別の例を模式的に示す上面図である。
図１０に示すベーパーチャンバーは、筐体の上面視形状は多角形であり、多角形の一辺の一部が幅広封止部となるベーパーチャンバーである。
図１０に示すベーパーチャンバー５では、筐体の上面視形状が長方形であり、長方形の短辺の一部に幅広封止部５２及び特異形状部６０が形成されている。
幅広封止部５２が形成されている長方形の短辺の一部は通常封止部５１となっている。
【００３８】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、ベーパーチャンバーにおける特異形状部の形成位置が異なる別の例を模式的に示す上面図である。
図１１（ａ）図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）に示すベーパーチャンバーは、いずれも筐体の上面視形状は多角形であり、多角形の一辺が幅広封止部となるベーパーチャンバーである。
図１１（ａ）に示すベーパーチャンバー６では、筐体の上面視形状が長方形であり、長方形の短辺に幅広封止部５２及び特異形状部６０が形成されている。
特異形状部６０は幅広封止部５２に対して斜め方向に設けられている。
図１１（ｂ）に示すベーパーチャンバー７では、筐体の上面視形状が長方形であり、長方形の短辺に幅広封止部５２及び特異形状部６０が形成されている。
特異形状部６０は幅広封止部５２を跨いでおらず、筐体内部側のみに設けられている。
断面図で説明すると、図３に示す特異形状部６０の筐体内部側６１の部分があり、特異形状部６０の筐体外部側６２が無くて筐体外部側では第１シート１１と第２シート１２が図４のように接している状態となっている。
図１１（ｃ）に示すベーパーチャンバー８では、筐体の上面視形状が長方形であり、長方形の短辺に幅広封止部５２が設けられており、特異形状部６０が２カ所設けられている。
特異形状部が複数設けられていることによって、筐体が膨らんだ際の応力を複数の特異形状部で分散して受け止めることができる。
【００３９】
図１２は、ベーパーチャンバーにおける特異形状部の形成位置が異なる別の例を模式的に示す上面図である。
図１２に示すベーパーチャンバー９は、筐体の上面視形状は長方形であり、長方形の二つの短辺がいずれも幅広封止部（幅広封止部５２ａ、５２ｂ）となるベーパーチャンバーである。そして、二カ所の幅広封止部５２ａ、５２ｂにそれぞれ特異形状部６０ａ、６０ｂが設けられている。
幅広封止部と特異形状部が複数設けられていることによって、筐体が膨らんだ際の応力を複数の特異形状部で分散して受け止めることができる。
ただし、筐体の外縁のうち幅広封止部が形成される領域の割合が多くなるとベーパーチャンバーの有効な領域が狭くなってしまうので、幅広封止部の形成割合は少ない方がよい。
【００４０】
図１３（ａ）、図１３（ｂ）及び図１３（ｃ）は、ベーパーチャンバーの外縁から見た特異形状部の形状が異なる別の例を模式的に示す側面図である。
これらの例は図７に示した側面図で説明した特異形状部の形状の変形例である。
図１３（ａ）に示す特異形状部６３では、第１シート１１と第２シート１２が接している部分から第２シート１２の一部が四角形状に盛り上がって断面が四角形の角筒状になっている。
この場合、筐体内部側において封止部からの第２シートの立ち上がり角度が大きくなる。
図１３（ｂ）に示す特異形状部６４では、第１シート１１と第２シート１２が接している部分から第２シート１２の一部及び第１シート１１の一部が四角形状に盛り上がって断面が四角形の角筒状になっている。
この場合、筐体内部側において封止部からの第２シートの立ち上がり角度及び第１シートの立ち上がり角度がいずれも大きくなる。
図１３（ｃ）に示す特異形状部６５では、第１シート１１と第２シート１２が接している部分から第２シート１２の一部及び第１シート１１の一部が三角形状に盛り上がって断面が四角形の角筒状になっている。
この場合、筐体内部側において封止部からの第２シートの立ち上がり角度及び第１シートの立ち上がり角度がいずれも大きくなる。
特異形状部の形状がいずれの形状であっても、本発明のベーパーチャンバーの効果を発揮することができる。
また、特異形状部を設ける位置の断面形状が筐体内部にまで達する筒状であると、この部分を作動液を筐体内に注入するための注排水経路として使用することができる。
【００４１】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、筐体の形状は、特に限定されない。例えば、筐体の上面視形状は、三角形または長方形などの多角形、円形、楕円形、これらを組み合わせた形状などが挙げられる。
【００４２】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、筐体を構成する第１シートと第２シートとは、端部が一致するように重なっていてもよいし、端部がずれて重なっていてもよい。
【００４３】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シート及び第２シートを構成する材料は、ベーパーチャンバーとして用いるのに適した特性、例えば熱伝導性、強度、柔軟性などを有するものであれば、特に限定されない。第１シート及び第２シートを構成する材料は、好ましくは金属材料であり、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、マグネシウム、チタン、鉄など、またはそれらを主成分とする合金などが挙げられる。第１シート及び第２シートを構成する材料は、銅であることが特に好ましい。
【００４４】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シートを構成する材料と、第２シートを構成する材料は異なっていてもよい。例えば、強度の高い材料を第１シートに用いることにより、筐体にかかる応力を分散させることができる。また、両者の材料を異なるものとすることにより、一方のシートで一の機能を得、他方のシートで他の機能を得ることができる。上記の機能としては、特に限定されないが、例えば、熱伝導機能、電磁波シールド機能等が挙げられる。
【００４５】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シート及び第２シートの厚みは特に限定されないが、第１シート及び第２シートが薄すぎると、筐体の強度が低下して変形が起こりやすくなる。そのため、第１シート及び第２シートの厚みは、それぞれ２０μｍ以上であることが好ましく、３０μｍ以上であることがより好ましい。一方、第１シート及び第２シートが厚すぎると、ベーパーチャンバー全体の薄型化が困難になる。そのため、第１シート及び第２シートの厚みは、それぞれ２００μｍ以下であることが好ましく、１５０μｍ以下であることがより好ましく、１００μｍ以下であることがさらに好ましい。第１シート及び第２シートの厚みは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
なお、ウィックを構成する凸部が第１シートと一体である場合、第１シートの厚みは、凸部に接していない部分の厚みとする。また、支柱が第２シートと一体である場合、第２シートの厚みは、支柱に接していない部分の厚みとする。
【００４６】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シートの厚みは、一定であってもよいし、厚い部分と薄い部分が存在していてもよい。同様に、第２シートの厚みは、一定であってもよいし、厚い部分と薄い部分が存在していてもよい。また、支柱に接していない部分の第２シートは、筐体の内側に凹んでいてもよい。
【００４７】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、作動液は、筐体内の環境下において気−液の相変化を生じ得るものであれば特に限定されず、例えば、水、アルコール類、代替フロン等を用いることができる。作動液は、水性化合物であることが好ましく、水であることがより好ましい。
【００４８】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、ウィックは、毛細管力により作動液を移動させることができる毛細管構造を有する限り、特に限定されない。ウィックの毛細管構造は、従来のベーパーチャンバーに用いられている公知の構造であってもよい。毛細管構造としては、細孔、溝、突起などの凹凸を有する微細構造、例えば、多孔構造、繊維構造、溝構造、網目構造などが挙げられる。
【００４９】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、ウィックは、筐体の内部に、蒸発部から凝縮部まで連続して設けられることが好ましい。ウィックの少なくとも一部は、筐体と一体であってもよい。
【００５０】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、ウィックは、第１シートの内壁面とは反対側の表面に、メッシュ、不織布又は多孔体を備えていてもよい。例えば、ウィックは、第１シートの内壁面に所定の間隔で配置された複数の凸部と、上記凸部上に配置されたメッシュ、不織布又は多孔体とから構成されていてもよいし、第１シートの内壁面に直接配置されたメッシュ、不織布又は多孔体から構成されていてもよい。
【００５１】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、ウィックが第１シートの内壁面に複数の凸部を備える場合、凸部間に作動液を保持することができるため、ベーパーチャンバーの熱輸送能力を向上させることができる。
本明細書において、凸部とは、周囲よりも相対的に高さが高い部分をいい、内壁面から突出した部分に加え、内壁面に形成された凹部、例えば溝などにより相対的に高さが高くなっている部分も含む。
【００５２】
凸部の形状は、特に限定されないが、例えば、円柱形状、角柱形状、円錐台形状、角錐台形状などが挙げられる。また、凸部の形状は、壁状であってもよく、すなわち、隣接する凸部の間に溝が形成されるような形状であってもよい。
【００５３】
本発明のベーパーチャンバーにおいて、支柱は、第１シート及び第２シートを内側から支持している。支柱を筐体の内部に配置することにより、筐体の内部が減圧された場合、筐体外部からの外圧が加えられた場合などに筐体が変形することを抑制することができる。なお、支柱は、直接第１シート又は第２シートに接して支持してもよいし、他の部材、例えばウィックなどを介して支持してもよい。
【００５４】
支柱の形状は、特に限定されないが、例えば、円柱形状、角柱形状、円錐台形状、角錐台形状などが挙げられる。
【００５５】
支柱の配置は、特に限定されないが、好ましくは均等に、例えば支柱間の距離が一定となるように格子点状に配置される。支柱を均等に配置することにより、ベーパーチャンバー全体にわたって均一な強度を確保することができる。
【００５６】
本発明のベーパーチャンバーは、上記実施形態に限定されるものではなく、ベーパーチャンバーの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【００５７】
例えば、本発明のベーパーチャンバーは、第２シートの内壁面にウィックを備えていてもよい。この場合、支柱は、第２シートに直接接触せず、上記ウィックを介して第２シートを支持してもよい。
【００５８】
本発明のベーパーチャンバーは、上記のように熱輸送能力および熱拡散能力が高いので、放熱デバイスとして好適に用いられる。
【００５９】
また、本発明のベーパーチャンバーは、小型化、特に薄型化に有利であるため、小型化が要求される機器、例えば電子機器における利用に適している。
【００６０】
本発明のベーパーチャンバーを製造する方法は、上記の構成を得られる方法であれば特に限定されない。例えば、ウィックを配置した第１シートと支柱を配置した第２シートとを重ね合わせ、特異形状部となる部位を形成し、作動液を注入し、第１シートと第２シートを接合することによりベーパーチャンバーを得ることができる。
第１シートと第２シートの接合時に、幅広封止部を設ける。
幅広封止部を設ける位置に特異形状部が位置するようにする。
第１シート及び第２シートの接合方法は、特に限定されないが、例えば、レーザー溶接、抵抗溶接、拡散接合、ろう接、ＴＩＧ溶接（タングステン−不活性ガス溶接）、超音波接合、樹脂封止などが挙げられる。これらのなかでは、レーザー溶接、ろう接又は拡散接合が好ましい。
【符号の説明】
【００６１】
１、１´、２、３、４、５、６、７、８、９  ベーパーチャンバー
１０  筐体
１１  第１シート
１１ａ  第１シートの第２シートに対向する主面（第１シートの内壁面）
１２  第２シート
１２ａ  第２シートの第１シートに対向する主面（第２シートの内壁面）
１３  空洞
２０  作動液
３０  ウィック
３１  凸部
３２  メッシュ
４０  支柱
５０  封止部
５１  通常封止部
５２、５２ａ、５２ｂ  幅広封止部
６０、６０ａ、６０ｂ、６３、６４、６５  特異形状部
６１  特異形状部の筐体内部側
６２  特異形状部の筐体外部側
７０  発熱部材
【要約】
本発明のベーパーチャンバーは、外縁が接合された対向する第１シート及び第２シートから構成される筐体と、前記筐体内に封入された作動液と、上記第１シート又は上記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、を備えるベーパーチャンバーであって、上記第１シート及び上記第２シートは、外縁を接合する封止部を有し、上記封止部は、上記外縁の一部において封止部の幅が他の部分よりも広くなっている幅広封止部を有しており、上記幅広封止部において、筐体内部側における封止部からの第１シート及び／又は第２シートの立ち上がり角度が大きい特異形状部が設けられている。【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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