(57)【要約】【課題】重力に対する角度依存性が少なく、小型化や薄型化に適した熱輸送装置を提供する。【解決手段】蒸発部７と凝縮部８が気相路及び液相路で繋がれた熱輸送装置において、凝縮部８のウィック部１２ｕ、１２ｄが重力方向に対して直交する軸の回りに対称的な構造を有するように、多数の溝１２ａ、１２ａ、…を水平方向からみて放射状に形成した。水平面あるいは鉛直面に対して、熱輸送装置が任意の角度をもって傾いたとしても、ウィック部１２ｕ、１２ｄ内で液相の作動流体の流れが妨げられない。【選択図】        図５
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【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部と、作動流体の還流のために毛細管力を発生させるウィック部を有する凝縮部と、液相の作動流体が流れる液相路及び気相の作動流体が流れる気相路を備えた熱輸送装置において、
前記凝縮部のウィック部が、重力方向に対して直交する軸の回りに対称的な構造を有する
ことを特徴とする熱輸送装置。
【請求項２】
前記気相路を通って前記凝縮部に到達した作動流体が、前記ウィック部に形成された多数の溝を通されて液化するとともに、前記軸の回りに形成された各溝を経た液相の作動流体が同じ場所に集まってから液相路を経て前記蒸発部に送られる
ことを特徴とする請求項１記載の熱輸送装置。
【請求項３】
前記ウィック部を構成する多数の溝が、液相路の接続部を中心として放射状に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の熱輸送装置。
【請求項４】
前記ウィック部を構成する多数の溝が、液相路の接続部を中心として放射状に形成されている
ことを特徴とする請求項２記載の熱輸送装置。
【請求項５】
前記凝縮部を構成する複数のウィック部が設けられており、各ウィック部が、前記軸に平行な水平面に関して対称的な構造を有する
ことを特徴とする請求項１記載の熱輸送装置。
【請求項６】
前記凝縮部を構成する複数のウィック部が設けられており、各ウィック部が、前記軸に平行な水平面に関して対称的な構造を有する
ことを特徴とする請求項２記載の熱輸送装置。
【請求項７】
前記蒸発部が撮像素子に対して熱的に接触され、前記凝縮部が撮像装置の筐体に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１記載の熱輸送装置。
【請求項８】
前記蒸発部と前記凝縮部とを繋ぐ液相路及び気相路が柔軟性を有する部材で構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の熱輸送装置。
【請求項９】
液相の作動流体が蒸発する蒸発部と、作動流体の還流のために毛細管力を発生させるウィック部を有する凝縮部と、液相の作動流体が流れる液相路及び気相の作動流体が流れる気相路を備えた熱輸送機構が、データ処理用素子に対して放熱又は冷却用に設けられた電子機器において、
前記凝縮部のウィック部が、重力方向に対して直交する軸の回りに対称的な構造を有しており、
前記蒸発部が前記データ処理用素子に対して熱的に接触されている
ことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸発部と凝縮部を備えた熱輸送装置及びこれを用いた電子機器に関するものである。例えば、流体ＭＥＭＳ（Micro‐Electro‐Mechanical Systems）分野でのキャピラリポンプループ（ＣＰＬ：Capillary pumped loops）を用いた、小型化及び薄型化に適した熱輸送の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放熱や冷却用として、例えば、ヒートパイプが使用され、密閉容器に作動液を封入した構成をもち、容器内には、ウィックと称する、作動液の保持や還流の役目をもった構造が設けられている。しかし、その配置スペースが大きいことや、小型化に不向きであること、あるいは、気相及び液相の作動流体が混在し、配管の曲げ等により効率が低下すること等が問題とされ、また、距離や角度の依存性が大きいため、使用範囲が制約されてしまう場合がある。
【０００３】
ところで、近時における電子デバイス技術及びマイクロマシン技術の発達は、よりコンパクトなデバイスを作成することを可能にしており、半導体製造プロセス等を利用した、所謂ＭＥＭＳ技術が着目されている。そして、このＭＥＭＳ技術を熱輸送装置に用いる研究が行われている。この背景には、小型化で高性能な電子機器に適した熱源の冷却システムが求められていること及び性能向上が著しい電子デバイスにおいて発生する熱を効率良く放熱する必要性等が挙げられる。
【０００４】
ＭＥＭＳ分野において、キャピラリポンプループ（ＣＰＬ）を用いた構成では、蒸発部において冷媒を気化させることにより対象物の熱を奪うとともに、気化した冷媒を凝縮部で液体に戻すといったサイクルが繰り返される（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
蒸発部や凝縮部を備えた気液分離型の構成では、下記に示す方式で熱輸送が行われる。
【０００６】
（１）凝縮部から輸送された液相の作動流体が、液相路を通って蒸発部に到達し、蒸発部で外部からの熱を受けて気化する
（２）気化した作動流体は、気相路を通り凝縮部に向けて高速で移動し、凝縮部で熱を外部に放出し、再び液体に戻る
（３）（１）及び（２）の一連の熱輸送が、閉じられた配管内で繰り返し行われる。
【０００７】
【非特許文献１】
Jeffrey Kirshberg,Dorian Liepmann,Kirk L.Yerkes,「Micro-Cooler for Chip-Level Temperature Control」,Aerospace Power Systems Conference Proceedings,（米国）,Society of Automotive Engineers,Inc.,１９９９年４月,P-341,p.233-238
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＣＰＬ原理を使った装置を用いる構成形態によれば、従来のヒートパイプ等に比して、距離的、角度的な制約が緩和されるが、重力に対する角度依存性については問題が残される。
【０００９】
例えば、カメラ等の装置や携帯型装置等では、その使用状態において装置の姿勢が絶えず変化することを考慮した設計が必要である。つまり、装置内に設けられる熱輸送装置を構成する凝縮器等の構造が、重力方向に対する特定の角度においてしか充分な能力を発揮し得ない場合には、装置の姿勢変化に伴って熱輸送装置が設計上意図しない角度状態になったときに、作動液の流れに支障を来たし、熱輸送効率が低下したり、放熱や冷却の効果が損われてしまう虞がある。
【００１０】
しかしながら、従来の装置にあっては、重力に対する角度依存性を低減させるための充分な配慮がなされていないか、又は有効な手段が講じられていない（例えば、装置の小型化や薄型化の要請に反する等）ことが問題である。
【００１１】
そこで、本発明は、重力に対する角度依存性が少なく、小型化や薄型化に適した熱輸送装置の提供を課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蒸発部と凝縮部が気相路及び液相路で繋がれた熱輸送装置や熱輸送機構を備えた電子機器において、凝縮部のウィック部が、重力方向に対して直交する軸の回りに対称的な構造を有するものである。
【００１３】
従って、本発明によれば、水平面あるいは鉛直面に対して、熱輸送装置が任意の角度をもって傾いたとしても、ウィック部における作動流体の偏りが低減される。よって、重力に対する装置の角度依存性に伴う弊害、即ち、装置姿勢の変化に起因する熱輸送の効率や性能の低下、機能不全等を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＣＰＬ原理を利用した熱輸送装置、あるいは放熱機能や冷却機能を備えた電子機器に関するものであり、例えば、装置サイズの小型化、薄型化の要請に反することなく、効率化を実現したい場合に有効である。特に各種電子機器の放熱や冷却システムへの適用においては、携帯型機器や撮像装置等、使用状態での姿勢変化が顕著である場合に本発明が効果的である。尚、ここで「熱輸送装置」について、狭義には発熱体から出る熱を作動流体等で伝熱するための装置を意味するが、広義には、発熱体や冷却手段あるいは放熱手段、温度制御装置等を含めた装置システム全体を意味するものとする。
【００１５】
図１は、本発明に係る熱輸送装置の基本構成を示す概念図である。
【００１６】
熱輸送装置は、液相の作動流体が蒸発する蒸発部「Ｅ」（エバポレータ）と、気相の作動流体が凝縮する凝縮部「Ｃ」（コンデンサ）を備えている。尚、図には説明の便宜上、蒸発部Ｅと凝縮部Ｃをそれぞれ１つずつ示しているが、本発明の適用において、両者の数が１対１に限定される訳ではないので、ある凝縮部に対して複数の蒸発部を設けたり、ある蒸発部に対して複数の凝縮部を設けるといった、各種形態で実施できることは勿論である。
【００１７】
また、熱輸送装置は蒸発部Ｅと凝縮部Ｃとを繋ぐ流路として、液相の作動流体が流れる液相路「ｌｑ」及び気相の作動流体が流れる気相路「ｖｐ」を備えている（図の例では、各流路が１本ずつ設けられている。）。
【００１８】
液相の作動流体（水等）は液相路ｌｑを通って凝縮部Ｃから蒸発部Ｅへと移動する。また、気相の作動流体（水蒸気等）は気相路ｖｐを通って蒸発部Ｅから凝縮部Ｃへと移動する。
【００１９】
蒸発部Ｅや凝縮部Ｃは、作動流体を還流させるために毛細管力を発生する構造（所謂ウィック）を有しており、例えば、グルーブ、メッシュ、複数のワイヤー、焼結金属等が用いられる。尚、後述する例では、ウィックとしてグルーブ状の形態のものが用いられている。
【００２０】
作動流体としては、例えば、水、エタノール、メタノール、プロパノール（異性体を含む。）、エチルエーテル、エチレングリコール、フロリナート、アンモニア等が使用される。これらの冷媒の中から、熱輸送装置の設計を満足する沸点、抗菌性等の特性を有するものが適宜用いられる。
【００２１】
発熱体や電子デバイスの発熱部等を蒸発部Ｅに対して接続し、放熱又は冷却手段を凝縮部Ｃに対して接続することにより、液相の作動流体が、液相路ｌｑを通って蒸発器Ｅに到達し、ここで発熱体等からの熱を受けて気化する。そして、気相の作動流体が、気相路ｖｐを通って凝縮部Ｃに移動して、ここで熱を放出して液体に戻るというサイクルが形成されることになる。尚、流路途中に輸送ポンプを設けることで輸送量を増加させるようにしても良いが、該ポンプの駆動力を発熱体等からの熱以外のエネルギー源から得る必要がある形態では、輸送ポンプにより電力等が消費される。
【００２２】
前記したように、装置使用時において、その姿勢が一定に保たれると限らない場合には、重力方向に対して特定の角度や方向だけを想定したウィック部の設計では不充分である。特に、液体が滞留する凝縮部Ｃの構造に関して、重力方向に対して角度依存性が大きい場合には、作動流体の流れが阻害されてしまう。例えば、図中に「Ｇ」で示す矢印の向きが重力方向を示し、「Ｈ」で示す両向きの矢印が水平方向を示すものとして、凝縮部Ｃでは、重力方向における作動流体の流れを想定し、例えば、ウィック部の溝や凹凸をＧ方向に沿って形成した場合を考える。装置の姿勢がＧ方向に対して傾いていない状態と、Ｇ方向に対して装置が大きく傾いた状態とでは、明らかに作動流体の流れが相違する。これは、ウィック部の構造が鉛直面内における傾動あるいは回転に関して非対称であるためであり、例えば、Ｇ方向に沿う状態から装置の姿勢を９０゜傾けてＨ方向に沿う状態にしたときに、作動流体の流れが全く停止してしまい、最悪の事態（機能不全）が起きないような設計が必要である。
【００２３】
そこで、本発明では、凝縮部がその構成上、特定の方向性をもたないように、該凝縮部のウィック部に関して、重力方向に対して直交する軸の回りに対称的又はほぼ対称的な構造を採用する（水平軸回りに回転対称性をもつこと）。
【００２４】
気相路を通って凝縮部Ｃに到達した作動流体は、ウィック部に形成された多数の溝を通されて液化する。装置の姿勢が変化し、作動流体が上記軸の回りに形成されるいずれかの溝を通った後、同じ場所に集まってから液相路へと送られる構成を用いれば、装置姿勢の変化に影響されずに、作動流体の流路を確保することができる。
【００２５】
図２は、ウィック部を構成する溝の形成方法を示す概略図である。
【００２６】
（Ａ）図は、ウィック部を構成する多数の溝が、○印内に「Ｚ」を付した部分中心として放射状に形成された例を示す。尚、このＺ部を通り、紙面に垂直な方向に延びる軸が、上記した「重力方向に対して直交する軸」に相当し、Ｚ部は、凝縮部と液相路とを接続する部分を示す（つまり、作動流体は、Ｚ部に向かって集結する。）。
【００２７】
（Ｂ）図は、（Ａ）図に対して、Ｚ部を中心とする同心円状の溝が付加されることで、クモの巣状をした形態を示す。尚、図中の「・」は、放射状の溝と円形状の溝とが交点で連通していることを意味する。本例では、作動流体が、放射状又は円形状の溝を通ってＺ部に向かって集結する。
【００２８】
この他には、Ｚ部を中心とするスパイラル状の溝を形成した渦巻き型の形態や、これに放射状の溝を組み合わせた形態、あるいは、溝ではなく、Ｚ部を中心とする微小な凹凸を対称的に配置する等、要は、重力方向に対して特定の方向が現れないように構成すれば良い。尚、このことは３次元への拡張においても同様であるが、特定の方向性をもたない唯一の形状が球であり、同一体積では最小の表面積となるため、放熱面積が小さくなってしまうことを考慮すると、方向性だけをもって単純に形状が決まる訳ではないことが分かる。
【００２９】
尚、液相路ｌｑや気相路ｖｐについては、各流路間での熱伝達、あるいは、気相路及び液相路を含む流路と、外部との熱の授受を抑制するために、断熱手段を設けることが好ましい。つまり、気相路及び液相路を流れる作動流体について、それぞれの流路において相変化が起きないようにすることで、作動流体を安定して流路に流すことができ、高い熱輸送効率を得ることができる。また、流路については、その径や断面積等を一定にしても良いし、流路に沿って径や断面積等を徐々に変化させるようにしても構わない。
【００３０】
図３乃至図９は、データ処理用素子（計算用デバイスや、画像処理用デバイス、撮像用デバイス等を含む。）に対して熱輸送機構が設けられた電子機器１に本発明を適用した例として、撮像装置の構成例を示すものである。
【００３１】
図３は鉛直方向からみた撮像装置を部分的に切り欠いて概略的に示したものであり、レンズ部２及び光学ブロック３を備えた電子機器１の筐体１ａ内に熱輸送装置４が設けられている。
【００３２】
撮像手段（あるいは撮像系）５は、対物レンズやレンズ鏡胴を含むレンズ部（あるいはレンズブロック）２と、装置本体の筐体１ａ内に設けられた光学ブロック３を有しており、光学ブロック３の撮像部６には、撮像素子（固体撮像素子等）が設けられている。例えば、ＣＣＤ（電荷結合素子）型、ＭＯＳ型、ＣＭＯＳ型等のエリアイメージセンサが使用される。
【００３３】
熱輸送装置４は、固体撮像素子の冷却を目的として設けられており、ＭＥＭＳ技術を用いた小型化、省スペース化に適した構成を備えている。例えば、熱輸送装置４が蒸発部（エバポレータ部）７と凝縮部（コンデンサ部）８を有し、撮像部６に付設された蒸発部７が撮像素子と熱的に接触され、凝縮部８が光学ブロック３から離れた筐体部（例えば、フロントパネル）の内面に取り付けられている。つまり、光学ブロック３への熱的な影響を及ぼさないように、凝縮部８の熱が筐体部に放熱される。尚、蒸発部７と凝縮部８とは、例えば、気相路や液相路を構成する接続手段９、９、…（可撓性材料を用いた配管部材等）によって繋がっている。
【００３４】
図４は、光学ブロックに取り付けられた熱輸送装置の構成例を概略的に示したものである。尚、図中に示す矢印は上下（鉛直）方向を示しており、「Ｕ」で示す向きが上方、「Ｄ」で示す向きが下方である（このことは、後述する図５、図７、図９において同じである。）。
【００３５】
光学ブロック３は、筐体１ａへの取付部１０と、筒状部１１を有しており、該筒状部１１の後端部（取付部１０とは反対側の端部）に撮像部６が設けられている。
【００３６】
熱輸送装置４の蒸発部７は、厚みの薄い矩形板状をしており、その長手方向が水平方向に沿う状態で撮像部６に、ネジ等の締結手段を用いて取り付けられている。また、凝縮部８は、光学ブロック３の脇に配置されて筐体１ａにネジ等の締結手段を用いて取り付けられている。
【００３７】
蒸発部７と凝縮部８とを繋ぐ接続手段９には、例えば、チューブ又はパイプ等の配管部材が用いられる。
【００３８】
尚、本例では、蒸発部及び凝縮部をそれぞれ１つずつ設けた構成を示しており、凝縮部８を、光学ブロック３の傍らに配置しているが、これに限らず、例えば、複数の凝縮部を設け、光学ブロック３（の取付部１０）の上下左右の所定位置において各凝縮部を筐体部にそれぞれ取り付けるといった、各種形態での実施が可能である。
【００３９】
図５乃至図９は熱輸送装置４の構成例を示したものである。尚、図５は撮像系の光軸に沿う方向からみたときの蒸発部及び凝縮部を示し、図６は鉛直方向に沿う方向からみた蒸発部及び凝縮部の要部を示している。また、図７は凝縮部の要部（筐体への取付部等を除いた部分）を示しており、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面（水平断面）図、図９は図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面（垂直断面）図である。
【００４０】
先ず、凝縮部８について説明する。
【００４１】
本例では、図５及び図７に示すように、複数のウィック部１２ｕ、１２ｄが設けられており、放射状の溝と渦巻き状の流路とを組み合わせた構成を備えている。そして、ウィック部１２ｕ、１２ｄは水平面に関して互いに対称的な構造を有している。
【００４２】
各ウィック部には、多数の溝１２ａ、１２ａ、…が放射状に形成されており、重力方向に対する角度依存性をもたないように構成される。
【００４３】
ウィック部１２ｕと１２ｄとの間には、気相路の流入口１３ｕ、１３ｄが２箇所形成されており、これらの流入口から入ってきた気相の作動流体が流路をそれぞれ通ってウィック部１２ｕ、１２ｄの各溝１２ａへと到達する。つまり、流路は２つの対称的な流路１４ｕ、１４ｄからなり、これらは、各ウィック部のうち、溝１２ａ、１２ａ、…が形成された部分の周囲を取り巻くように形成され、渦巻きの一部をなす形状をしている。例えば、流入口１３ｕ、１３ｄのうち、上方に位置する流入口１３ｕから入り込んだ気相の作動流体は、いきなり溝１２ａの形成部分に侵入するのではなく、流路１４ｕ内を時計回り方向に進み、ウィック部１２ｕの周囲を約一周してから、ウィック部１２ｕの各溝１２ａに達する。同様に、下方に位置する流入口１３ｄから入り込んだ気相の作動流体は、流路１４ｄ内を反時計回り方向に進み、ウィック部１２ｄの周囲を約一周してから、ウィック部１２ｄの各溝１２ａに達する。
【００４４】
流路１４ｕ、１４ｄについては、流入口１３ｕ、１３ｄからみた場合に、最初のコーナー部となる場所のやや手前で互いに連通しているので、一方の流入口から入った作動流体が、分岐部１５において２つに分かれ、流路１４ｕ又は１４ｄを流れていく。よって、仮に一方のウィック部が何らかの原因で機能不全に陥ったとしても、正常に機能する、他方のウィック部へと作動流体を流すことができる。尚、流路の分岐部１５に近いところには、作動液の注入口１６が形成されており、ここから凝縮部内に作動液が減圧の雰囲気中で供給されるようになっている。
【００４５】
図８及び図９に示すように、凝縮部８は２枚の基板を接合して構成される。
【００４６】
例えば、第１基板８Ａがシリコン基板とされ、第２基板８Ｂがガラス基板とされ、両者が陽極接合等で一体化された構造を有する。
【００４７】
第１基板８Ａには、ウィック部１２ｕ、１２ｄの溝１２ａ、１２ａ、…や、流路１４ｕ、１４ｄ等を構成する溝１７、１７が所定の深さをもって形成される。尚、基板の材質については、シリコンに限らず、例えば、Cｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ等の金属、あるいは、導電性ポリマや、セラミックスであって、かつ金属と同等の熱伝導率を有する材料等を用いることができる。また、ウィック部の溝や流路の溝については、例えば、サンドブラスト、ＲＩＥ（ドライエッチング）、ウェットエッチング、ＵＶ（紫外）光エッチング、レーザエッチング、プロトン光エッチング、電子線描画エッチング又はマイクロモールディング等で形成される。ウィック部１２ｕ、１２ｄの各溝１２ａについては一定幅をもって形成されているが、これに限らず作動流体の流れる方向に沿って溝幅を連続的に変化させる形態を採用しても良い。
【００４８】
第２基板２Ｂには、ウィック部１２ｕ、１２ｄを構成する凹部１８、１８や流路１４ｕ、１４ｄを構成する溝１９、１９が形成されている。そして、液相路と接続されて流路の出口となる接続部２０、２０がウィック部１２ｕ、１２ｄのそれぞれに形成されるとともに、各接続部は第１基板８Ａ側に突出されている。これは、円筒状をした接続部２０と、その周囲の基板８Ａ側の凸部（隣接する溝１２ａの間の部分）との間に生じる隙間を狭くして、作動流体（液相）の流れが途切れないようにするためである。
【００４９】
各接続部２０は各ウィック部の中央に位置され、その流路（貫通孔）２０ａの中心軸からみた場合に、この軸を中心にして多数の溝１２ａ、１２ａ、…が放射状に配置される。尚、接続部２０の径（外径）は、該接続部先端の周囲におけるウィック部の溝ピッチに比べて大きくされ、作動流体（液相）の円滑な流れが保証されるように考慮されている。
【００５０】
第２基板８Ｂの使用材料については、その熱伝導率があまりに高いと、基板での熱拡散によって熱輸送効率に悪影響を及ぼす虞があるので、例えば、ガラスや、ポリイミド、ポリ四ふっ化エチレン、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）等の合成樹脂が用いられる。また、基板に形成される凹部や溝については、例えば、サンドブラスト、ＲＩＥ（ドライエッチング）、ウェットエッチング、ＵＶ（紫外）光エッチング、レーザエッチング、プロトン光エッチング、電子線描画エッチング又はマイクロモールディング等で形成される。
【００５１】
尚、凝縮部８の製造においては、第２基板８Ｂの片面に、凹部や溝等をサンドブラストによって加工する。また、第１基板８Ａの片面に、ウィック部の溝や流路の溝等をドライエッチングやサンドブラスト等によって形成する。そして、必要に応じて表面処理等を行った後、各基板の加工面同士を位置合わせして両者を接合する（陽極接合や、樹脂を用いた接着接合、熱圧着等の圧着接合、レーザ溶接等の溶接接合等。）。凝縮部８と蒸発部７とをチューブ等で接続した状態で、注入口１６（や後述の注入口２６）から作動流体が減圧の雰囲気中で供給された後、各注入口が閉じられる。
【００５２】
次に、蒸発部７について説明する。
【００５３】
図５に示すように、蒸発部７はウィック部２１を有しており、この部分が撮像素子２２（図には一点鎖線の矩形枠で概略的に示す。該素子が紙面の裏側に位置されるものと考えれば良い。）と熱的に接しており、撮像素子２２の熱によって作動流体が気化する。尚、図中の点「ＨＰ」は、撮像素子２２の発熱集中部を表しており、該素子の中心から離れた右下隅に位置している（信号読出部が特に熱くなるため。）。
【００５４】
撮像素子２２の光軸方向からみてほぼ矩形状をしたウィック部２１には流出口が２箇所設けられている。つまり、図５においてウィック部２１の長手方向における左端部に、流出口２３、２３が所定の間隔をおいて形成されている。
【００５５】
また、流出口２３、２３の上下には、液相の作動流体の流入口２４、２４がそれぞれ設けられており、ウィック部２１の上下において直線状に延びる流路２５、２５を通って作動流体がウィック部２１内へと送られるようになっている。尚、作動流体は図５の右側からウィック部２１に入り、左方へと進んで流出口２３、２３に到達する。また、図示は省略するが、ウィック部２１には、毛細管力を発生するために多数の溝（上下方向に延びる溝等）が形成されている。例えば、ウィック部２１のほぼ右半部２１Ｒには、形成ピッチの小さい、微細な溝が形成され、左半部２１Ｌには形成ピッチのやや大きな溝が形成されており、発生する毛細管力により作動流体が還流する。尚、ウィック部に係る内部構造の如何は問わないので、例えば、溝ピッチを所定方向に沿って連続的又は段階的に変化させるといった、各種形態での実施が可能である。
【００５６】
ウィック部２１の右側には、作動液の注入口２６が形成されており、ここからウィック部内に作動液が減圧の雰囲気中で供給されるようになっている。
【００５７】
液相路及び気相路については、複数本のチューブが用いられている。
【００５８】
図５に二点鎖線で示すように、液相路を構成する２本のチューブ２７、２７は、それらの一端部が蒸発部７の流入口２４、２４にそれぞれ接続され、他端部が凝縮部８の接続部２０、２０の流出口にそれぞれ接続される。
【００５９】
また、気相路を構成する２本のチューブ２８、２８は、それらの一端部が蒸発部７の流出口２３、２３にそれぞれ接続され、他端部が凝縮部８の流入口１３ｕ、１３ｄにそれぞれ接続されている。
【００６０】
尚、各チューブ２７、２８の一端部は、接続部材２９を用いて蒸発部７に取り付けられている。
【００６１】
このように、蒸発部７のウィック部２１に対して、凝縮部８には複数のウィック部１２ｕ、１２ｄが設けられており、複数系統の液相路及び気相路を用いて両者が接続されている。
【００６２】
蒸発部７と凝縮部８とを配管部材で繋ぐ場合には柔軟性や可撓性に富む材料の使用が好ましく、本例では、各チューブ２７、２８がフレキシブルな樹脂材料等を用いて構成されているので、熱輸送装置４の実装時において、配管により撮像素子等への応力がかからないようにすることができる。つまり、撮像素子のチップに係る高精度のアライメント（調整）後において、位置ずれ等が生じることに起因する撮像系への悪影響を回避することができる。
【００６３】
次に、熱輸送装置４の動作について説明する。
【００６４】
凝縮部８からチューブ２７、２７を通って蒸発部７に向かって流れる液相の作動流体は、ウィック部２１に形成された微細な溝による毛細管力で浸透し、この毛細管力でウィック部２１内全体に広がっていく。この液相の作動流体は、撮像素子２２からの熱によって気化される。
【００６５】
気化した作動流体は、チューブ２８、２８を通って凝縮部８に流入する。即ち、気相路を通って凝縮部８に到達した作動流体は、流路１４ｕ、１４ｄを通った後、各ウィック部１２ｕ、１２ｄに形成された多数の放射状溝１２ａ、１２ａ、…を通される。ここで、気相の作動流体が潜熱を放出し、作動流体が相変化して液相に戻る。作動流体から奪われた熱は、上記したように、筐体部に熱伝達されて外部に放熱される。
【００６６】
そして、各溝１２ａ、１２ａ、…を経た液相の作動流体が同じ場所、つまり、接続部２０、２０の付近に集まってから液相路へと送られる。作動流体は、チューブ２８、２８をそれぞれ通って蒸発部７のウィック部２１に向かって流れていく。
【００６７】
これらの一連の熱輸送サイクル４が、熱輸送装置４内で繰り返し行われる。
【００６８】
しかして、上記の熱輸送装置によれば、下記に示す利点が得られる。
【００６９】
・凝縮部が重力に対する角度依存性の少ない構成を備えているので、装置の姿勢に左右されにくい。例えば、図７において、矢印Ｕ、Ｄの方向に対して凝縮部８が傾いた状態になっても、ウィック部２１内の作動流体の流れが阻害されない。よって、効率を低下させることなく熱輸送を行うことができる。
【００７０】
・熱輸送装置を電子機器に組み込む場合の設置姿勢について自由度を高めることができ、３次元的配置での熱輸送に適している。例えば、重力方向に対する設置角度を自由に選ぶことができ（角度の許容範囲を広げることができる。）、必要な熱輸送効率を確保することができる。
【００７１】
・使用状態における機器の姿勢を重力に対して所定方向、例えば、水平状態に保つ必要がない。よって、撮像装置のように、使用時の姿勢変化が大きい場合でも、熱源（撮像素子等）の冷却を効率良く行うことができる。
【００７２】
尚、上記した構成では、凝縮部８を２枚の基板で構成した例を示したが、これに限らず３以上の基板等を用いた多層層構造を用いても構わない。また、凝縮部に放熱フィン等の放熱手段を設ける等、各種形態での実施が可能である。そして、撮像素子に限らず、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）やグラフィックチップ、ドライバＩＣ等の放熱機構や冷却機構に本発明を幅広く応用できることは勿論である。
【００７３】
【発明の効果】
以上に記載したところから明らかなように、請求項１に係る発明によれば、熱輸送装置が任意の角度をもって傾いたとしても、ウィック部における作動流体が偏りが低減される。よって、重力に対する装置の角度依存性に伴う弊害を防止することができる。
【００７４】
請求項２に係る発明によれば、作動流体がウィック部に形成された多数の溝を通されて液化するとともに、各溝を経た液相の作動流体が１ヶ所に集められるので、装置の姿勢変化を受け難くなる。
【００７５】
請求項３、４に係る発明によれば、ウィック部の溝を水平方向からみて放射状に形成することで、重力方向に対して作動液の流れが特定な方向のみに限られないようにすることができる。
【００７６】
請求項５、６に係る発明によれば、鉛直方向において複数のウィック部で作動流体をそれぞれ凝縮させることができ、効率の向上や安全面で有利である。
【００７７】
請求項７、９に係る発明によれば、撮像装置等の電子機器への適用において、装置の姿勢変化が顕著な場合でも、熱輸送効率や性能低下を抑えることができ、データ処理用素子（撮像素子等）の性能等への影響や熱ノイズ等を低減することができる。
【００７８】
請求項８に係る発明によれば、液相路及び気相路を構成する部材（配管部材）に柔軟性をもたせることによって、不要な応力等に起因する弊害を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る基本構成を示す概念図である。
【図２】ウィック部の溝形成に係る説明図である。
【図３】図４乃至図９とともに、撮像装置への適用例について説明するものであり、本図は装置の一部を切り欠いて示す概略図である。
【図４】光学ブロックに取り付けられた熱輸送装置の構成例を示す図である。
【図５】図６乃至図９とともに、熱輸送装置の構成例を示すものであり、本図は蒸発部及び凝縮部を示す図である。
【図６】蒸発部及び凝縮部との接続について説明するための図である。
【図７】図８及び図９とともに、凝縮部の要部を示す図であり、本図は凝縮部を構成する基板に直交する方向からみた図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図７のＩＸ−ＩＸ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１…電子機器、１ａ…筐体、４…熱輸送装置、７…蒸発部、８…凝縮部、１２ｕ、１２ｄ…ウィック部、１２ａ…溝、２０…接続部、２２…撮像素子
【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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