JP7173238B2 - ベーパーチャンバー - Google Patents

Description

本発明は、ベーパーチャンバーに関する。

近年、スマートフォンやタブレットなどのモバイル端末において、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。

放熱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。

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。

特開２０１６－３５３４８号公報

特許文献１に記載の平面型ヒートパイプでは、凸部の外周部をレーザー溶接にて封止しているが、レーザー溶接の際に板状体が加熱されることによって、平面型ヒートパイプ全体に反りが発生するという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、加熱を伴う接合によって発生する反りを低減することのできるベーパーチャンバーを提供することを目的とする。

本発明のベーパーチャンバーは、加熱を伴う接合により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、上記筐体内に封入された作動液と、上記第１シート及び／又は上記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、上記第１シート及び／又は上記第２シートの内壁面に設けられた支柱と、を備える。上記支柱は、上記筐体内に空洞を形成するための第１支柱と、上記第１シート及び上記第２シートを接合する際の加熱による上記筐体の反りを抑制するための第２支柱とを備える。上記ベーパーチャンバーを平面視した際の外形形状が、略長方形、又は、複数の略長方形の組み合わせで構成された形状である。上記第２支柱は、上記略長方形のうち長手方向の長さが最も長い最長略長方形の内側に、上記最長略長方形の長手方向に沿って、上記最長略長方形の中心点を通る位置に設けられている。上記最長略長方形の長手方向における上記第２支柱の長さ寸法は、上記最長略長方形の長さ寸法の３０％以上である。

本発明によれば、加熱を伴う接合によって発生する反りを低減することのできるベーパーチャンバーを提供することができる。

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３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、ベーパーチャンバーを構成する第２支柱の一例を模式的に示す断面図である。 図４は、ベーパーチャンバーの平面視外形形状と、第２支柱の位置関係を説明するための上面図である。 図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ及び図５Ｅは、ベーパーチャンバーの別の一例を模式的に示す上面図である。 図６は、ベーパーチャンバーのさらに別の一例を模式的に示す上面図である。 図７は、ベーパーチャンバーのさらに別の一例を模式的に示す上面図である。

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。

本発明のベーパーチャンバーは、加熱を伴う接合により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、上記筐体内に封入された作動液と、上記第１シート及び／又は上記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、上記第１シート及び／又は上記第２シートの内壁面に設けられた支柱と、を備える。上記支柱は、上記筐体内に空洞を形成するための第１支柱と、上記第１シート及び上記第２シートを接合する際の加熱による上記筐体の反りを抑制するための第２支柱とを備える。上記ベーパーチャンバーを平面視した際の外形形状が、略長方形、又は、複数の略長方形の組み合わせで構成された形状である。上記第２支柱は、上記略長方形のうち長手方向の長さが最も長い最長略長方形の内側に、上記最長略長方形の長手方向に沿って、上記最長略長方形の中心点を通る位置に設けられている。上記最長略長方形の長手方向における上記第２支柱の長さ寸法は、上記最長略長方形の長さ寸法の３０％以上である。

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（第１支柱４１及び第２支柱４２）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が第１支柱４１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、加熱を伴う接合によって、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に配置されたメッシュ３２を備えている。

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。
また、支柱４０は、第２シート１２に対して凹部及び／又は凸部を形成するような加工を施すことにより形成されていてもよい。

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。

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。

ベーパーチャンバーには熱源を配置して使用することができる。図１には第１シート１１の第２シート１２に対向しない主面（外壁面）に熱源１２０を配置した場合を示している。なお、熱源１２０を配置する面は、第２シート１２の第１シート１１に対向しない主面であってもよい。
熱源１２０が発する熱により、熱源１２０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、熱源１２０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内を再度熱源１２０の方に移動して、熱源１２０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熱源の冷却が行われる。

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を透過させて第１支柱４１、第２支柱４２及びウィック３０の位置を示している。
なお、図１は、図２に示すＡ－Ａ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。

図２に示すベーパーチャンバー１では筐体の上面視形状は略長方形であり、封止部５０の形状は略長方形の外周の辺に沿った形状となっている。
第１シート１１及び第２シート１２は、加熱を伴う接合により外縁が接合され、封止部５０が形成されている。

図２に示すベーパーチャンバー１の略中央には、第２支柱４２が設けられている。
ベーパーチャンバー１における第２支柱４２の位置についての詳細は後述する。

第２支柱は、内部が多孔質であってもよく、中空であってもよい。
図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、ベーパーチャンバーを構成する第２支柱の一例を模式的に示す断面図である。
図３Ａに示す第２支柱４２ａは、第２シート１２と一体となっている。
図３Ｂに示す第２支柱４２ｂは、内部が多孔質となっている。
図３Ｃに示す第２支柱４２ｃは、内部が中空となっている。

第２シートと一体となった第２支柱は、例えば、第２シートの一部を切削加工やエッチング等によって除去する際に、第２支柱となる部分を除去しない方法で得ることができる。

内部が多孔質となっている第２支柱を得る方法としては、第２シートの表面で金属粒子や金属繊維を焼結させる方法や、金属粒子や金属粒子の多孔質焼結体を第２シートの表面に溶接する方法等が挙げられる。

内部が中空となっている第２支柱を得る方法としては、平坦な第２シートの表面にリブ加工を施すことによって第２シートの表面に凸部を形成する方法や、図３Ａに示す第２支柱４２ａにレーザー加工等を施して非貫通孔を形成する方法等が挙げられる。
なお、第２支柱以外の支柱についても、第２支柱と同様に、内部が多孔質であってもよく、中空であってもよい。

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。

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。

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。

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。

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突出部と、上記突出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。

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。

例えば、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。

本発明のベーパーチャンバーは、平面視した際の外形形状が、略長方形、又は、複数の略長方形の組み合わせで構成された形状である。
外形形状が複数の略長方形の組み合わせで構成された形状である場合、外形形状を構成する略長方形の数は、５個以下であることが好ましく、３個以下であることがより好ましい。
ベーパーチャンバーの平面視外形形状を構成する略長方形の数を特定する方法については後述する。

本発明のベーパーチャンバーにおいて、第１シート及び／又は第２シートの内壁面に設けられた支柱は、筐体内に空洞を形成するための第１支柱と、第１シート及び第２シートを接合する際の加熱による筐体の反りを抑制するための第２支柱を備える。

第１支柱は、筐体内に空洞を形成するための支柱である。第１支柱の１個あたりの面積は、筐体の平面視面積の０．０５％以下であることが好ましい。
第１支柱全体の面積は、筐体の平面視面積の１％以上であることが好ましく、２０％以下であることが好ましい。

第２支柱は、ベーパーチャンバーを平面視した際の外形形状（以下、平面視外形形状ともいう）を構成する最長略長方形の内側に、該最長略長方形の長手方向に沿って、該最長略長方形の中心点を通る位置に設けられている。略長方形の中心点とは、該略長方形の対角線同士が交わる点である。
なお、最長略長方形とは、ベーパーチャンバーの平面視外形形状を構成する長方形のうち長手方向の長さが最も長いものをいう。

最長略長方形の長手方向における第２支柱の長さ寸法は、最長略長方形の長さ寸法の３０％以上である。最長略長方形の長手方向における第２支柱の長さ寸法は、最長略長方形の長さ寸法の７０％以下であることが好ましい。
最長略長方形の幅方向における第２支柱の幅寸法は、最長略長方形の幅寸法の５％以上であることが好ましく、１０％以下であることが好ましい。
また、第２支柱の１個あたりの面積は、筐体の平面視面積の０．５％以上であることが好ましく、７．０％以下であることが好ましい。

上記寸法の第２支柱が上記位置に設けられていることにより、加熱を伴う接合によって第１シート及び第２シートを接合した際に生じる反りを抑制することができる。

続いて、図４を用いて、最長略長方形について説明する。
図４は、ベーパーチャンバーの平面視外形形状と、第２支柱の位置関係を説明するための上面図である。

図４に示すように、ベーパーチャンバー１の平面視外形形状は、１つの略長方形Ｔ_１で構成されていると考えられるため、略長方形Ｔ_１が最長略長方形となる。
ここで、ベーパーチャンバー１の平面視外形形状は、ベーパーチャンバー１全体の外形形状を指しており、封止部５０によって囲まれる領域のみを指すものではない。
第２支柱４２ａは、略長方形Ｔ_１の内側に、略長方形Ｔ_１の長手方向に沿って、略長方形Ｔ_１の中心点Ｃ_Ｔ１を通過するように設けられている。第２支柱４２ａは略長方形Ｔ_１の長手方向に沿って配置されているため、略長方形Ｔ_１の幅方向の略中央に配置されている。

なお、ベーパーチャンバー１の平面視外形形状は、ベーパーチャンバー１を構成する筐体１０の平面視外形形状に相当する。従って、ベーパーチャンバー１の平面視外形形状が単一の略長方形（最長略長方形）で構成されている場合、略長方形の面積は筐体１０の平面視面積に相当する。

第２支柱４２ａの長手方向における長さ寸法Ｌ_２ａは、略長方形Ｔ_１の長さ寸法Ｌ_Ｔ１の３０％以上である。第２支柱４２ａの長手方向における長さ寸法Ｌ_２ａは、略長方形Ｔ_１の長さ寸法Ｌ_Ｔ１の７０％以下であることが好ましい。
また、第２支柱４２ａの幅方向における幅寸法Ｗ_２ａは、略長方形Ｔ_１の幅寸法Ｗ_Ｔ１の５％以上であることが好ましく、１０％以下であることが好ましい。

第２支柱４２ａが、略長方形の長手方向に沿って、所定の寸法で設けられていることによって、第１シートと第２シートとを加熱によって接合する際に発生する反りを抑制することができる。

本発明のベーパーチャンバーの平面視外形形状は、略長方形に限られず、複数個の略長方形の組み合わせで構成されていてもよい。
ベーパーチャンバーの平面視外形形状が、複数個の略長方形の組み合わせで構成されている場合において、最長略長方形を選択する方法について、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ及び図５Ｅを参照しながら説明する。
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ及び図５Ｅは、ベーパーチャンバーの別の一例を模式的に示す上面図である。
図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、ベーパーチャンバー２の平面視外形形状は、略長方形Ｔ_２、略長方形Ｔ_３及び略長方形Ｔ_４の組み合わせで構成されている。ベーパーチャンバー２の平面視外形形状の全体を１つの略長方形としない理由については、後述する。

ここで、ベーパーチャンバーの平面視外形形状を構成する略長方形の形状及び個数は、略長方形の個数が最小となり、かつ、すべての略長方形の長手方向の長さの合計が最も長くなるような組み合わせとする。
略長方形の長手方向の長さの合計の基準となる長手方向は、各略長方形ごとに異なっていてもよい。また、複数の略長方形によってベーパーチャンバーの平面視外形形状を隙間なく埋める形状とする必要はなく、複数の略長方形が互いに重なっていてもよい。

図５Ａに示すベーパーチャンバー２では、略長方形Ｔ_２と略長方形Ｔ_３とが、領域Ｘ_１において互いに重複しており、略長方形Ｔ_２と略長方形Ｔ_４とが、領域Ｘ_２において互いに重複している。
図５Ｂ、図５Ｃ及び図５Ｄに示すように、略長方形Ｔ_２、略長方形Ｔ_３及び略長方形Ｔ_４の長手方向の長さは、それぞれ、Ｌ_Ｔ２、Ｌ_Ｔ３、Ｌ_Ｔ４であり、Ｌ_Ｔ２が最も長い。従って、略長方形Ｔ_２が最長略長方形となる。そのため、ベーパーチャンバー２では、略長方形Ｔ_２の長手方向に沿って、略長方形Ｔ_２の中心点Ｃ_Ｔ２を通る位置に第２支柱４２ｂが設けられている。
第２支柱４２ｂの長手方向における長さ寸法Ｌ_２ｂは、略長方形Ｔ_２の長さ寸法Ｌ_Ｔ２の３０％以上である。第２支柱４２ｂの長手方向における長さ寸法Ｌ_２ｂは、略長方形Ｔ_２の長さ寸法Ｌ_Ｔ２の７０％以下であることが好ましい。
また、第２支柱４２ｂの幅方向における幅寸法Ｗ_２ｂは、略長方形Ｔ_２の幅寸法Ｗ_Ｔ２の５％以上であることが好ましく、１０％以下であることが好ましい。

本明細書において、略長方形の長手方向とは、対向する２辺間の距離が長い方向を指す。正方形の場合、対抗する２辺間の距離が等しいが、いずれの方向も長手方向とする。
従って、略長方形には正方形を含むものとする。

本明細書において、ベーパーチャンバーの平面視外形形状は、略長方形又は複数の略長方形の組み合わせで構成されている。
ここで、ベーパーチャンバーの平面視外形形状を構成する略長方形の数は３以下であることが好ましく、２以下であることがより好ましい。
ベーパーチャンバーの平面視外形形状を構成する略長方形の数が４以上になると、ベーパーチャンバーの形状自体が複雑化し、製造コストが高くなる。

本明細書において、ベーパーチャンバーの平面視外形形状が切り欠き（欠損部）を有する場合には、切り欠きが存在しないと仮定した際の略長方形の面積と、切り欠きの面積により、該切り欠きを考慮するかどうかを決定する。
具体的には、切り欠きが存在しないと仮定した場合の略長方形の面積に対する切り欠きの面積の割合が１０％以下である場合、切り欠きが存在しないとして該略長方形を認定する。従って、ベーパーチャンバーの平面視外形形状全体が１つの最長略長方形となる。
一方、切り欠きが存在しないと仮定した場合の略長方形の面積に対する切り欠きの面積の割合が１０％を超える場合、該略長方形を複数個の略長方形に分割する。
なお、分割した略長方形の面積が、ベーパーチャンバーの平面視外形形状の面積の１０％以下となる場合、該略長方形を、ベーパーチャンバーの平面視外形形状を構成する長方形から除外する。

図５Ｅに示すように、ベーパーチャンバー２では、切り欠きが存在しないと仮定した場合の略長方形Ｔ_５の面積に対する切り欠きＴ_６の面積の割合が１０％を超えている（図５Ｅでは約１１％）。従って、ベーパーチャンバー２の平面視外形形状は、１つの略長方形Ｔ_５ではなく、３つの略長方形Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４の組み合わせで構成されていると認定する。
もし、図５Ｅに示したベーパーチャンバー２において、切り欠きが存在しないと仮定した場合の略長方形Ｔ_５の面積に対する切り欠きＴ_６の面積の割合が１０％以下である場合、略長方形Ｔ_５を最長略長方形とする。

本発明のベーパーチャンバーにおいて、支柱は、ベーパーチャンバーを平面視した際に、第２支柱に対して略線対称となるように、かつ、第２支柱とは接触しないように配置された偶数個の第３支柱を備えていてもよい。
なお、第３支柱の１個あたりの面積は、筐体の平面視面積の０．５％以上であることが好ましく、２．０％以下であることが好ましい。
第３支柱が備えられていると、幅方向に対する反りを抑制することができる。
第３支柱が第２支柱と接触していると、筐体内における作動液の流れが妨げられて、冷却効率が低下することがある。

最長略長方形の幅方向における第３支柱の１個あたりの長さ寸法は、最長略長方形の幅寸法の１０％以上であることが好ましく、２０％以下であることが好ましい。
最長略長方形の長手方向における第３支柱の１個あたりの幅寸法は、最長略長方形の長さ寸法の２．５％以上であることが好ましく、１０％以下であることが好ましい。

第３支柱は、筐体の外縁と接触していないことが好ましい。
第３支柱が筐体の外縁と接触していると、筐体内における作動液の流れが妨げられて、冷却効率が低下することがある。

第３支柱は、最長略長方形の幅方向に沿って設けられていてもよく、最長略長方形の長手方向に沿って設けられていてもよいが、幅方向に沿って設けられていることが好ましい。
第３支柱がどの方向に沿って設けられているかについては、第３支柱の長手方向の長さと幅方向の長さを比較して、長さの長い方向に沿っていると考える。

第３支柱を備えたベーパーチャンバーの一例について、図６を参照しながら説明する。
図６は、ベーパーチャンバーのさらに別の一例を模式的に示す上面図である。
図６に示すベーパーチャンバー３は、平面視形状が略長方形である。
ベーパーチャンバー３を構成する最長略長方形は、略長方形Ｔ_７である。
第２支柱４２は、略長方形Ｔ_７の長手方向に沿って、略長方形Ｔ_７の中心点Ｃ_Ｔ７を通るように設けられている。従って、第２支柱４２は、略長方形Ｔ_７の幅方向の略中央に設けられている。
第３支柱４３は、第２支柱４２に対して略線対称となるように、かつ、第２支柱４２と接触しないように、偶数個（図６では２個）配置されている。

第３支柱４３の１個あたりの面積は、筐体の平面視面積の０．５％以上、２．０％以下であることが好ましい。
また、第３支柱は、略長方形の幅方向に沿って配置されていることが好ましい。

略長方形Ｔ_７の幅方向における第３支柱４３の１個あたりの長さ寸法Ｌ_３ａは、略長方形Ｔ_７の幅寸法Ｗ_Ｔ７の１０％以上、２０％以下（図６では、約１０．７％）であることが好ましい。また、略長方形Ｔ_７の長手方向における第３支柱の１個あたりの幅寸法Ｗ_３ａは、略長方形Ｔ_７の長さ寸法Ｌ_Ｔ７の２．５％以上、１０％以下（図６では、約３．０％）であることが好ましい。
第３支柱４３の幅寸法Ｗ_３ａと長さ寸法Ｌ_３ａとを比較すると、長さ寸法Ｌ_３ａが幅寸法Ｗ_３ａよりも長い。従って、第３支柱４３は、最長略長方形である略長方形Ｔ_７の幅方向に沿って配置されているといえる。

ベーパーチャンバーの平面視外形形状が複数の略長方形の組み合わせで構成されている場合、最長略長方形以外の略長方形の内側に、該略長方形の長手方向に沿って、該略長方形の中心点を通る位置に、第４支柱がさらに設けられていてもよい。
略長方形の長手方向における第４支柱の長さ寸法は、該略長方形の長さ寸法の３０％以上、７０％以下であることが好ましい。また、略長方形の幅方向における第４支柱の幅寸法は、該略長方形の幅寸法の５％以上、１０％以下であることが好ましい。

第４支柱が設けられたベーパーチャンバーの一例について、図７を参照しながら説明する。
図７は、ベーパーチャンバーのさらに別の一例を模式的に示す上面図である。
図７に示すベーパーチャンバー４は、図５Ａに示すベーパーチャンバー２に第４支柱を追加したものに相当する。
図７に示すように、ベーパーチャンバー４は、第２支柱４２ｂ及び第４支柱４４を備える。
ベーパーチャンバー４では、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ及び図５Ｅに示したベーパーチャンバー２と同様に、平面視外形形状が、略長方形Ｔ_２、略長方形Ｔ_３及び略長方形Ｔ_４の組み合わせで構成されている。従って、最長略長方形が略長方形Ｔ_２である点も、ベーパーチャンバー２と同様である。これに加えて、ベーパーチャンバー４では、最長略長方形ではない略長方形Ｔ_３の内側に、略長方形Ｔ_３の長手方向に沿って、略長方形Ｔ_３の中心点Ｃ_Ｔ３を通る位置に、第４支柱４４が設けられている。

第４支柱は第２支柱と接触していてもよいが、接触していないことが好ましい。

［ベーパーチャンバーの製造方法］
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、第１支柱及び第２支柱を含む支柱を配置した第２シートとを重ね合わせ、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シート及び第２シートの接合方法は、加熱を伴う接合であればよく、例えば、レーザー溶接、抵抗溶接、拡散接合、はんだ接合、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。

以下、本発明のベーパーチャンバーをより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。

（比較例１）
（ベーパーチャンバーの作製）
平面視寸法が幅６０ｍｍ×長さ１００ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの銅箔を第１シートとして準備した。
また、平面視寸法が幅６０ｍｍ×長さ１００ｍｍ、厚さ０．０８ｍｍの銅箔を第２シートとして準備した。
第１シートを過硫酸ソーダでエッチングして第１支柱となる凸部を形成した後、第１シートと第２シートとでメッシュを挟持するように貼り合わせ、外縁部をレーザー溶接することにより、第１シートと第２シートとを貼り合わせた筐体を得た。溶接後、パイプにより作動液を注入した。

（反りの確認）
レーザー距離計により表面凹凸を確認して数値化し、最凸部と最凹部との高低差を算出して、ベーパーチャンバーの反りとした。

（熱特性の確認）
比較例１に係るベーパーチャンバーを外気温２５℃の状態でセラミックヒータと接触させ、ベーパーチャンバーの熱源直上の温度と、熱源から最も遠い位置の温度との差ΔＴを求めた。

（比較例２～３、実施例１～２）
第２シートのエッチングパターンを変更して、第１支柱に加えて第２支柱を形成したほかは、比較例１と同様の手順で第１シートと第２シートを溶接して、図４に示すベーパーチャンバー１と同様の位置に第２支柱を有する、比較例２～３及び実施例１～２に係るベーパーチャンバーを作製した。
ベーパーチャンバーの平面視外形形状を構成する略長方形の長手方向における、第２支柱の長さ寸法の割合、略長方形の幅方向における第２支柱の幅寸法の割合、並びに、筐体の平面視面積に対する第２支柱の１個あたりの面積割合を表１に示す。
なお、第２支柱の高さは、第１支柱と同じく１５０μｍであった。
第２支柱の長さ寸法及び幅寸法の割合［％］はそれぞれ、ベーパーチャンバーの平面視外形形状が、幅６０ｍｍ×長さ１００ｍｍの長方形であるとして算出した。

（実施例３）
第２シートのエッチングパターンを変更して、第１支柱に加えて第２支柱及び第３支柱を形成したほかは、比較例１と同様の手順で第１シートと第２シートを溶接して、図６に示すベーパーチャンバー３と同様の位置に第２支柱及び第３支柱を有する、実施例３に係るベーパーチャンバーを作製した。
ベーパーチャンバーの平面視外形形状を構成する略長方形の長手方向における、第２支柱の長さ寸法の割合及び第３支柱の幅寸法の割合、略長方形の幅方向における第２支柱の幅寸法及び第３支柱の長さ寸法の割合、並びに、筐体の平面視面積に対する第２支柱及び第３支柱の１個あたりの面積割合を表１に示す。
なお、第２支柱及び第３支柱の高さは、第１支柱と同じく１５０μｍであった。
第２支柱及び第３支柱の長さ寸法及び幅寸法の割合［％］はそれぞれ、ベーパーチャンバーの平面視外形形状が、幅６０ｍｍ×長さ１００ｍｍの長方形であるとして算出した。

（反り及び熱特性の対比）
ベーパーチャンバーの反りについては、比較例１の反りを１．００とした際の割合であり、０に近いほど、反りが抑制されていることを意味する。従って、割合が０．９未満のものを「○」、０．９以上のものを「×」と評価した。
また、熱特性についても、比較例１におけるΔＴを１．００とした際の割合であり、１．００に近いほど、熱源から最も遠い位置の温度が低く、熱特性が良好であることを示す。従って、割合が０．９以上のものを「○」、０．９未満のものを「×」と評価した。
反り及び熱特性の対比結果を表１に示した。

表１の結果より、本発明のベーパーチャンバーは、加熱を伴う接合によって発生する反りを低減させることができることがわかった。また、略長方形の長手方向における第２支柱の長さ寸法が略長方形の長さ寸法の３０％未満の場合には、反りを抑制する効果がほとんどみられず、７０％を超える場合には、熱特性が悪化することを確認した。

１、２、３、４ ベーパーチャンバー
１０ 筐体
１１ 第１シート
１１ａ 第１シートの内壁面
１２ 第２シート
１２ａ 第２シートの内壁面
１３ 空洞
２０ 作動液
３０ ウィック
３２ メッシュ
４０ 支柱
４１ 第１支柱
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ 第２支柱
４３ 第３支柱
４４ 第４支柱
５０ 封止部
１２０ 熱源
Ｃ_Ｔ１、Ｃ_Ｔ２、Ｃ_Ｔ３、Ｃ_Ｔ７ 略長方形の中心点
Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４、Ｔ_５、Ｔ_７ 略長方形
Ｔ_６ 切り欠き
Ｌ_Ｔ１、Ｌ_Ｔ２、Ｌ_Ｔ３、Ｌ_Ｔ４、Ｌ_Ｔ７ 略長方形の長手方向の長さ寸法
Ｌ_２ａ、Ｌ_２ｂ 第２支柱の長手方向の長さ寸法
Ｌ_３ａ 第３支柱の長手方向の長さ寸法
Ｗ_Ｔ１、Ｗ_Ｔ２、Ｗ_Ｔ７ 略長方形の幅方向の幅寸法
Ｗ_２ａ、Ｗ_２ｂ 第２支柱の幅方向の幅寸法
Ｗ_３ａ 第３支柱の幅方向の幅寸法
Ｘ_１ 略長方形Ｔ_２と略長方形Ｔ_３とが重複する領域
Ｘ_２ 略長方形Ｔ_２と略長方形Ｔ_４とが重複する領域

Claims (7)

1. 加熱を伴う接合により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シート及び／又は前記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、
   前記第１シート及び／又は前記第２シートの内壁面に設けられた支柱と、を備えるベーパーチャンバーであって、
   前記支柱は、前記筐体内に空洞を形成するための第１支柱と、前記第１シート及び前記第２シートを接合する際の加熱による前記筐体の反りを抑制するための第２支柱とを備え、
   前記ベーパーチャンバーを平面視した際の外形形状が、略長方形、又は、複数の略長方形の組み合わせで構成された形状であり、
   前記第２支柱は、前記略長方形のうち長手方向の長さが最も長い最長略長方形の内側に、前記最長略長方形の長手方向に沿って、前記最長略長方形の中心点を通る位置に設けられており、
   前記最長略長方形の長手方向における前記第２支柱の長さ寸法は、前記最長略長方形の長さ寸法の３０％以上であり、
   前記ベーパーチャンバーを平面視した際に、前記第２支柱を通り、前記最長略長方形の長手方向に沿った直線上において、前記筐体の外縁から前記第２支柱までの間に設けられる前記第１支柱の数は、前記第２支柱を通り、前記最長略長方形の幅方向に沿った直線上において、前記筐体の外縁から前記第２支柱までの間に設けられる前記第１支柱の数よりも少ない、ことを特徴とするベーパーチャンバー。
2. 加熱を伴う接合により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シート及び／又は前記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、
   前記第１シート及び／又は前記第２シートの内壁面に設けられた支柱と、を備えるベーパーチャンバーであって、
   前記支柱は、前記筐体内に空洞を形成するための第１支柱と、前記第１シート及び前記第２シートを接合する際の加熱による前記筐体の反りを抑制するための第２支柱とを備え、
   前記ベーパーチャンバーを平面視した際の外形形状が、略長方形、又は、複数の略長方形の組み合わせで構成された形状であり、
   前記第２支柱は、前記略長方形のうち長手方向の長さが最も長い最長略長方形の内側に、前記最長略長方形の長手方向に沿って、前記最長略長方形の中心点を通る位置に設けられており、
   前記最長略長方形の長手方向における前記第２支柱の長さ寸法は、前記最長略長方形の長さ寸法の３０％以上であり、
   前記支柱は、さらに、前記ベーパーチャンバーを平面視した際に、前記第２支柱に対して略線対称となるように、かつ、前記第２支柱とは接触しないように配置された偶数個の第３支柱を備える、ことを特徴とするベーパーチャンバー。
3. 前記第３支柱は、前記最長略長方形の幅方向に沿って設けられている、請求項２に記載のベーパーチャンバー。
4. 加熱を伴う接合により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シート及び／又は前記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、
   前記第１シート及び／又は前記第２シートの内壁面に設けられた支柱と、を備えるベーパーチャンバーであって、
   前記支柱は、前記筐体内に空洞を形成するための第１支柱と、前記第１シート及び前記第２シートを接合する際の加熱による前記筐体の反りを抑制するための第２支柱とを備え、
   前記ベーパーチャンバーを平面視した際の外形形状が、略長方形、又は、複数の略長方形の組み合わせで構成された形状であり、
   前記第２支柱は、前記略長方形のうち長手方向の長さが最も長い最長略長方形の内側に、前記最長略長方形の長手方向に沿って、前記最長略長方形の中心点を通る位置に設けられており、
   前記最長略長方形の長手方向における前記第２支柱の長さ寸法は、前記最長略長方形の長さ寸法の３０％以上であり、
   前記第２支柱の少なくとも一部が、多孔質である、ことを特徴とするベーパーチャンバー。
5. 加熱を伴う接合により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シート及び／又は前記第２シートの内壁面に設けられたウィックと、
   前記第１シート及び／又は前記第２シートの内壁面に設けられた支柱と、を備えるベーパーチャンバーであって、
   前記支柱は、前記筐体内に空洞を形成するための第１支柱と、前記第１シート及び前記第２シートを接合する際の加熱による前記筐体の反りを抑制するための第２支柱とを備え、
   前記ベーパーチャンバーを平面視した際の外形形状が、略長方形、又は、複数の略長方形の組み合わせで構成された形状であり、
   前記第２支柱は、前記略長方形のうち長手方向の長さが最も長い最長略長方形の内側に、前記最長略長方形の長手方向に沿って、前記最長略長方形の中心点を通る位置に設けられており、
   前記最長略長方形の長手方向における前記第２支柱の長さ寸法は、前記最長略長方形の長さ寸法の３０％以上であり、
   前記第２支柱の少なくとも一部が、中空状である、ことを特徴とするベーパーチャンバー。
6. 前記最長略長方形の長手方向における前記第２支柱の長さ寸法は、前記最長略長方形の長さ寸法の７０％以下である、請求項１～５のいずれかに記載のベーパーチャンバー。
7. 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ている請求項１～６のいずれかに記載のベーパーチャンバー。
   
   

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