JP7204374B2 - ループ型ヒートパイプ及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ループ型ヒートパイプ及びその製造方法に関する。
電子機器に搭載されるＣＰＵ（Central Processing Unit）等の発熱部品を冷却するデバイスとして、ヒートパイプが知られている。ヒートパイプは、作動流体の相変化を利用して熱を輸送するデバイスである。
ヒートパイプの一例として、発熱部品の熱により作動流体を気化させる蒸発器と、気化した作動流体を冷却して液化する凝縮器とを備え、蒸発器と凝縮器とがループ状の流路を形成する液管と蒸気管で接続されたループ型ヒートパイプが挙げられる。ループ型ヒートパイプでは、作動流体はループ状の流路を一方向に流れる。
また、ループ型ヒートパイプの液管内には、多孔質体が設けられており、多孔質体に生じる毛細管力で液管内の作動流体を蒸発器に誘導し、蒸発器から液管に蒸気が逆流することを抑制している。多孔質体には多数の細孔が形成されている。各細孔は、貫通孔が形成された金属層同士を、貫通孔が部分的に重複するように積層することにより形成される（例えば、特許文献１参照）。
特許第６１４６４８４号公報
しかしながら、ループ型ヒートパイプの使用中に液管内の作動流体が枯渇し、ドライアウトが発生することがある。
本発明は、ドライアウトを抑制することができるループ型ヒートパイプ及びその製造方法を提供することを目的とする。
ループ型ヒートパイプの一態様は、作動流体を気化させる蒸発器と、前記作動流体を液化する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器とを接続する液管と、前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、前記液管と共にループを形成する蒸気管と、前記液管内に設けられ、液相の前記作動流体を貯留する多孔質体と、を有する。前記液管は、互いに積層された複数の金属層から形成され、前記液管は、第１管壁と、前記複数の金属層の積層方向に垂直な方向で前記第１管壁に対向する第２管壁と、を有する。前記第１管壁と前記第２管壁との間にソリッドな支柱が設けられ、前記支柱は、前記第２管壁に対向する第１側面と、前記第１管壁に対向する第２側面と、を有する。前記多孔質体は、前記第１管壁と前記第２側面との間に設けられ、前記多孔質体は、前記第１管壁に接触する第３側面と、前記第２側面に接触する第４側面と、を有する。前記液管は、前記作動流体を注入するための注入口を有し、前記注入口は、前記第２管壁に設けられ、前記第１側面と前記第２管壁との間に連絡流路が設けられ、前記多孔質体の一方の第１の端部は、前記注入口と前記蒸発器との間に位置し、前記多孔質体の他方の第２の端部は、前記注入口と前記凝縮器との間に位置し、前記多孔質体は、前記注入口と前記蒸発器との間の少なくとも一部で、前記液管の内部を充填する。
開示の技術によれば、ドライアウトを抑制することができる。
第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプを示す平面模式図である。 第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの蒸発器及びその周囲の断面図である。 第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの注入口及びその近傍における液管の内部の構成を例示する平面模式図である。 第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その１）である。 第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その２）である。 ２層目から５層目までの各金属層における多孔質体に含まれる有底孔の配置を例示する平面図である。 第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図（その１）である。 第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図（その２）である。 第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図（その３）である。 第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図（その４）である。 第１の実施形態の変形例に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。 第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その１）である。 第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その２）である。 第３の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その１）である。 第３の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その２）である。
以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。
（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。第１の実施形態はループ型ヒートパイプに関する。
［ループ型ヒートパイプの構造］
図１は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプを示す平面模式図である。
図１に示すように、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプ１００は、蒸発器１１０と、凝縮器１２０と、蒸気管１３０と、液管１４０とを有する。ループ型ヒートパイプ１００は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等のモバイル型の電子機器１０２に収容することができる。
ループ型ヒートパイプ１００において、蒸発器１１０は、作動流体Ｃを気化させて蒸気Ｃｖを生成する機能を有する。凝縮器１２０は、作動流体Ｃの蒸気Ｃｖを液化させる機能を有する。蒸発器１１０と凝縮器１２０は、蒸気管１３０及び液管１４０により接続されており、蒸気管１３０及び液管１４０によって作動流体Ｃ又は蒸気Ｃｖが流れるループである流路１０１が形成されている。
液管１４０には作動流体Ｃを注入するための注入口１４１が形成されている。注入口１４１は作動流体Ｃの注入に用いられ、作動流体Ｃの注入後に塞がれる。
図２は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの蒸発器及びその周囲の断面図である。図１及び図２に示すように、蒸発器１１０には、例えば４つの貫通孔１１０ｘが形成されている。蒸発器１１０に形成された各貫通孔１１０ｘと回路基板１０に形成された各貫通孔１０ｘにボルト１５を挿入し、回路基板１０の下面側からナット１６で止めることにより、蒸発器１１０と回路基板１０とが固定される。
回路基板１０には、例えば、ＣＰＵ等の発熱部品１２がバンプ１１により実装され、発熱部品１２の上面が蒸発器１１０の下面と密着する。蒸発器１１０内の作動流体Ｃは、発熱部品１２で発生した熱により気化し、蒸気Ｃｖが生成される。
図１に示すように、蒸発器１１０に生成された蒸気Ｃｖは、蒸気管１３０を通って凝縮器１２０に導かれ、凝縮器１２０において液化する。これにより、発熱部品１２で発生した熱が凝縮器１２０に移動し、発熱部品１２の温度上昇が抑制される。凝縮器１２０で液化した作動流体Ｃは、液管１４０を通って蒸発器１１０に導かれる。蒸気管１３０の幅Ｗ１は、例えば、８ｍｍ程度とすることができる。また、液管１４０の幅Ｗ２は、例えば、６ｍｍ程度とすることができる。蒸気管１３０の幅Ｗ１や液管１４０の幅Ｗ２は、これに限らず、例えば互いに等しくてもよい。
作動流体Ｃの種類は特に限定されないが、蒸発潜熱によって発熱部品１２を効率的に冷却するために、蒸気圧が高く、かつ蒸発潜熱が大きい流体を使用することが好ましい。そのような流体としては、例えば、アンモニア、水、フロン、アルコール、及びアセトンを挙げることができる。
蒸発器１１０、凝縮器１２０、蒸気管１３０、及び液管１４０は、例えば、金属層が複数積層された構造とすることができる（図４及び図５参照）。金属層は、例えば、熱伝導性に優れた銅層であって、固相接合等により互いに直接接合されている。金属層の各々の厚さは、例えば、５０μｍ～２００μｍ程度とすることができる。
なお、金属層は銅層には限定されず、ステンレス層やアルミニウム層、マグネシウム合金層等から形成してもよい。また、金属層の積層数は特に限定されない。
図３は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの注入口１４１及びその近傍における液管１４０の内部の構成を例示する平面模式図である。但し、図３では、一方の最外層となる金属層（図４及び図５に示す金属層１５１）の図示が省略されている。
図３に示すように、注入口１４１の近傍において、液管１４０内に、その内側の管壁１４２に接触するようにして多孔質体１５０が設けられている。例えば、多孔質体１５０は、管壁１４２に接触して、一体的に形成されている。多孔質体１５０は、液相の作動流体Ｃを貯留する。液管１４０に沿う方向において、多孔質体１５０の一方の端部１５０Ａは、注入口１４１と蒸発器１１０との間に位置し、多孔質体１５０の他方の端部１５０Ｂは、注入口１４１と凝縮器１２０との間に位置する。
注入口１４１より凝縮器１２０側において、多孔質体１５０は、液管１４０の外側の管壁１４３から離間しており、多孔質体１５０と管壁１４３との間に連絡流路１８０が形成されている。連絡流路１８０は注入口１４１に連通している。多孔質体１５０と連絡流路１８０との間には、ソリッドな支柱１６０が設けられている。
液管１４０の多孔質体１５０の端部１５０Ｂと凝縮器１２０との間には、管壁１４２、管壁１４３、一方の最外層となる金属層（図４及び図５に示す金属層１５１）及び他方の最外層となる金属層（図４及び図５に示す金属層１５６）により囲まれた空間からなる流路１７０が存在する。流路１７０は流路１０１の一部である。連絡流路１８０は流路１７０に連通しており、注入口１４１から液管１４０に注入された液相の作動流体Ｃが、連絡流路１８０を通じて流路１７０に流れ込む。
注入口１４１より蒸発器１１０側では、多孔質体１５０は内側の管壁１４２だけでなく、外側の管壁１４３にも接触している。そして、多孔質体１５０は、注入口１４１と蒸発器１１０との間の少なくとも一部で、液管１４０の内部を充填している。
ここで、液管１４０、多孔質体１５０、支柱１６０、流路１７０及び連絡流路１８０について詳細に説明する。図４及び図５は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。図４は、図３中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当し、図５は、図３中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図に相当する。図６は、２層目から５層目までの各金属層における多孔質体１５０に含まれる有底孔の配置を例示する平面図である。図６においてＩ－Ｉ線で示す部分が、図４中の多孔質体１５０の断面に相当する。なお、図３中の直線状のＩ－Ｉ線のうち、多孔質体１５０の部分での実際のＩ－Ｉ線は図６に示す通りである。
液管１４０、多孔質体１５０及び支柱１６０は、例えば、金属層１５１～１５６の６層が積層された構造とすることができる。金属層１５１～１５６は、例えば、熱伝導性に優れた銅層であって、固相接合等により互いに直接接合されている。金属層１５１～１５６の各々の厚さは、例えば、５０μｍ～２００μｍ程度とすることができる。なお、金属層１５１～１５６は銅層には限定されず、ステンレス層やアルミニウム層、マグネシウム合金層等から形成してもよい。また、金属層の積層数は限定されず、５層以下や７層以上の金属層を積層してもよい。
なお、図４～図６において、金属層１５１～１５６の積層方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な平面内で液管１４０に沿う方向をＹ方向、この平面内においてＹ方向と直交する方向をＸ方向としている（以降の図も同様）。
液管１４０、多孔質体１５０及び支柱１６０において、１層目（一方の最外層）の金属層１５１及び６層目（他方の最外層）の金属層１５６には、孔や溝は形成されていない。これに対して、図４及び図６（ａ）に示すように、２層目の金属層１５２には、多孔質体１５０内で、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５２ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５２ｙとが、それぞれ複数個形成されている。
有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、平面視でＸ方向に交互に配置されている。また、有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、平面視でＹ方向に交互に配置されている。Ｘ方向に交互に配置された有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、平面視で部分的に重複しており、重複する部分は連通して細孔１５２ｚを形成している。Ｙ方向に交互に配置された有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、所定間隔を有して形成されており、平面視で重複していない。そのため、Ｙ方向に交互に配置された有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、細孔を形成していない。しかし、これに限らず、Ｙ方向における有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙの配置は、平面視で重複し、細孔を形成してもよい。
有底孔１５２ｘ及び１５２ｙは、例えば、直径が１００μｍ～３００μｍ程度の円形とすることができるが、楕円形や多角形等の任意の形状として構わない。有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。隣接する有底孔１５２ｘの間隔Ｌ１は、例えば、１００μｍ～４００μｍ程度とすることができる。隣接する有底孔１５２ｙの間隔Ｌ２は、例えば、１００μｍ～４００μｍ程度とすることができる。
有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの内壁は、底面側から開口側に向かって拡幅するテーパ形状とすることができる。しかし、これに限らず、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの内壁は、底面に対して垂直であっても構わない。また、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの内壁は、湾曲する半円形状でも構わない。細孔１５２ｚの短手方向の幅Ｗ３は、例えば、１０μｍ～５０μｍ程度とすることができる。また、細孔１５２ｚの長手方向の幅Ｗ４は、例えば、５０μｍ～１５０μｍ程度とすることができる。
図４に示すように、金属層１５２には、連絡流路１８０を構成する開口部１５２ｓも形成されている。開口部１５２ｓは、金属層１５２を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔は、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。
図５に示すように、金属層１５２には、流路１７０を構成する開口部１５２ｔも形成されている。開口部１５２ｔは、金属層１５２を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔も、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。
図４及び図６（ｂ）に示すように、３層目の金属層１５３には、多孔質体１５０内で、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５３ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５３ｙとが、それぞれ複数個形成されている。
金属層１５３では、有底孔１５３ｘのみがＸ方向に配置された列と、有底孔１５３ｙのみがＸ方向に配置された列とが、Ｙ方向に交互に配置されている。Ｙ方向に交互に配置された列において、隣接する列の有底孔１５３ｘと有底孔１５３ｙとは、平面視で部分的に重複しており、重複する部分は連通して細孔１５３ｚを形成している。
但し、細孔１５３ｚを形成する隣接する有底孔１５３ｘと有底孔１５３ｙとは、中心位置がＸ方向にずれている。言い換えれば、細孔１５３ｚを形成する有底孔１５３ｘと有底孔１５３ｙとは、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜め方向に交互に配置されている。有底孔１５３ｘ及び１５３ｙ、細孔１５３ｚの形状等は、例えば、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙ、細孔１５２ｚの形状等と同様とすることができる。
金属層１５２の有底孔１５２ｙと、金属層１５３の有底孔１５３ｘとは、平面視で重複する位置に形成されている。そのため、金属層１５２と金属層１５３との界面には、細孔は形成されない。しかし、これに限らず、Ｘ方向及びＹ方向において、有底孔１５３ｘと有底孔１５３ｙの配置を適宜変更することで、金属層１５２と金属層１５３との界面には、細孔を形成してもよい。
図４に示すように、金属層１５３には、連絡流路１８０を構成する開口部１５３ｓも形成されている。開口部１５３ｓは、金属層１５３を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔は、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。
図５に示すように、金属層１５３には、流路１７０を構成する開口部１５３ｔも形成されている。開口部１５３ｔは、金属層１５３を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔も、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。
図４及び図６（ｃ）に示すように、４層目の金属層１５４には、多孔質体１５０内で、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５４ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５４ｙとが、それぞれ複数個形成されている。
有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、平面視でＸ方向に交互に配置されている。また、有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、平面視でＹ方向に交互に配置されている。Ｘ方向に交互に配置された有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、平面視で部分的に重複しており、重複する部分は連通して細孔１５４ｚを形成している。Ｙ方向に交互に配置された有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、所定間隔を有して形成されており、平面視で重複していない。そのため、Ｙ方向に交互に配置された有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、細孔を形成していない。しかし、これに限らず、Ｙ方向における有底孔１５４ｘ及び１５４ｙの配置は、平面視で重複して、細孔を形成してもよい。有底孔１５４ｘ及び１５４ｙ、細孔１５４ｚの形状等は、例えば、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙ、細孔１５２ｚの形状等と同様とすることができる。
金属層１５３の有底孔１５３ｙと、金属層１５４の有底孔１５４ｘとは、平面視で重複する位置に形成されている。そのため、金属層１５３と金属層１５４との界面には、細孔は形成されない。しかし、これに限らず、Ｘ方向及びＹ方向において、有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙの配置を適宜変更することで、金属層１５３と金属層１５４との界面には、細孔を形成してもよい。
図４に示すように、金属層１５４には、連絡流路１８０を構成する開口部１５４ｓも形成されている。開口部１５４ｓは、金属層１５４を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔は、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。
図５に示すように、金属層１５４には、流路１７０を構成する開口部１５４ｔも形成されている。開口部１５４ｔは、金属層１５４を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔も、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。
図４及び図６（ｄ）に示すように、５層目の金属層１５５には、多孔質体１５０内で、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５５ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５５ｙとが、それぞれ複数個形成されている。
金属層１５５では、有底孔１５５ｘのみがＸ方向に配置された列と、有底孔１５５ｙのみがＸ方向に配置された列とが、Ｙ方向に交互に配置されている。Ｙ方向に交互に配置された列において、隣接する列の有底孔１５５ｘと有底孔１５５ｙとは、平面視で部分的に重複しており、重複する部分は連通して細孔１５５ｚを形成している。
但し、細孔１５５ｚを形成する隣接する有底孔１５５ｘと有底孔１５５ｙとは、中心位置がＸ方向にずれている。言い換えれば、細孔１５５ｚを形成する有底孔１５５ｘと有底孔１５５ｙとは、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜め方向に交互に配置されている。有底孔１５５ｘ及び１５５ｙ、細孔１５５ｚの形状等は、例えば、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙ、細孔１５２ｚの形状等と同様とすることができる。
金属層１５４の有底孔１５４ｙと、金属層１５５の有底孔１５５ｘとは、平面視で重複する位置に形成されている。そのため、金属層１５４と金属層１５５との界面には、細孔は形成されない。しかし、これに限らず、Ｘ方向及びＹ方向において、有底孔１５５ｘ及び有底孔１５５ｙの配置を適宜変更することで、金属層１５４と金属層１５５との界面には、細孔を形成してもよい。
図４に示すように、金属層１５５には、連絡流路１８０を構成する開口部１５５ｓも形成されている。開口部１５５ｓは、金属層１５５を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔は、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。
図５に示すように、金属層１５５には、流路１７０を構成する開口部１５５ｔも形成されている。開口部１５５ｔは、金属層１５５を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔も、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。
各金属層に形成された細孔同士は互いに連通しており、互いに連通する細孔は多孔質体１５０内に三次元的に広がっている。そのため、作動流体Ｃは、毛細管力により、互いに連通する細孔内を三次元的に広がる。
また、図４に示すように、開口部１５２ｓ～１５５ｓは平面視で重複する位置に形成されており、開口部１５２ｓ～１５５ｓから連絡流路１８０が構成されている。連絡流路１８０と多孔質体１５０との間の部分では、金属層１５２～１５５に孔や溝が形成されておらず、このような孔や溝が形成されていない部分が重なり合うことでソリッドな支柱１６０が形成されている。
また、図５に示すように、平面視で、開口部１５２ｔ～１５５ｔはＸ方向で交互にずれるようにして形成されている。すなわち、Ｘ方向において開口部１５３ｔ及び１５５ｔが開口部１５２ｔ及び１５４ｔよりも大きく形成され、管壁１４２及び１４３の両側で開口部１５３ｔ及び１５５ｔの側面が開口部１５２ｔ及び１５４ｔの側面よりも後退して凹んでいる。このように、開口部１５３ｔ及び１５５ｔの側面のＸ方向の位置と開口部１５２ｔ及び１５４ｔの側面のＸ方向の位置にずれがあり、金属層１５３に溝１９３が形成され、金属層１５５に溝１９５が形成されている。例えば、溝１９３及び１９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ように形成されている。
このように、液管１４０の壁面（管壁１４２及び管壁１４３の壁面）には溝１９３及び１９５が設けられており、液管１４０の流路１７０内の液相の作動流体Ｃは、溝１９３及び１９５に生じる毛細管力によって凝縮器１２０から蒸発器１１０に向かって誘導される。
また、注入口１４１の近傍にて流路１７０と蒸発器１１０との間に多孔質体１５０が設けられている。従って、注入口１４１から液管１４０内に注入された液相の作動流体Ｃは多孔質体１５０により、吸収されて貯留される。また、ループ型ヒートパイプ１００が動作を開始した後では、溝１９３及び１９５により蒸発器１１０に向かって誘導されてきた液相の作動流体Ｃが、蒸発器１１０に達する前に多孔質体１５０により吸収されて、貯留される。
蒸発器１１０に付与される熱量が大きくなると、蒸発器１１０が蒸気Ｃｖを生成する速度が、凝縮器１２０が蒸気Ｃｖを液化して液相の作動流体Ｃを生成する速度を上回ることがある。このような場合、流路１７０内の液相の作動流体Ｃの量が減少していく。しかし、第１の実施形態では、流路１７０よりも蒸発器１１０側に位置する多孔質体１５０が液相の作動流体Ｃを貯留しているため、流路１７０内の液相の作動流体Ｃの量が減少したとしても、多孔質体１５０から蒸発器１１０に液相の作動流体Ｃを供給し続けることができる。つまり、第１の実施形態によれば、液管１４０内の作動流体Ｃの枯渇に伴うドライアウトを抑制することができる。
また、ループ型ヒートパイプ１００の使用時等において、凝縮器１２０が蒸発器１１０の鉛直下方に位置すると、作動流体Ｃを凝縮器１２０側に移動させる重力が作用する。しかし、第１の実施形態では、多孔質体１５０が作動流体Ｃを貯留しているため、多孔質体１５０から蒸発器１１０に液相の作動流体Ｃを供給し続け、ドライアウトを抑制することができる。
また、蒸発器１１０からのヒートリーク等によって液管１４０内を蒸気Ｃｖが逆流しようとしても、多孔質体１５０から液相の作動流体Ｃに作用する毛細管力で蒸気Ｃｖを押し戻すことができ、蒸気Ｃｖの逆流を防止することが可能となる。特に、多孔質体１５０の一部が蒸発器１１０の近傍で液管１４０の内部を充填している場合、蒸気Ｃｖの逆流を防止する効果が高い。
更に、多孔質体１５０は蒸発器１１０内にも設けられている。蒸発器１１０内の多孔質体１５０のうち、液管１４０寄りの部分には液相の作動流体Ｃが浸透する。この際、多孔質体１５０から作動流体Ｃに作用する毛細管力が、ループ型ヒートパイプ１００内で作動流体Ｃを循環させるポンピング力となる。
しかも、この毛細管力は蒸発器１１０内の蒸気Ｃｖに対抗するため、蒸気Ｃｖが液管１４０に逆流するのを抑制することが可能となる。
なお、液管１４０には作動流体Ｃを注入するための注入口１４１が形成されているが、注入口１４１は塞がれており、ループ型ヒートパイプ１００内は気密に保たれる。
［ループ型ヒートパイプの製造方法］
次に、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造方法について、多孔質体の製造工程を中心に説明する。図７～図１０は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図である。図７～図８は、図４に対応する断面を示し、図９～図１０は、図５に対応する断面を示している。
まず、図７（ａ）及び図９（ａ）に示す工程では、図１の平面形状に形成された金属シート１５２ｂを準備する。そして、金属シート１５２ｂの上面にレジスト層３１０を形成し、金属シート１５２ｂの下面にレジスト層３２０を形成する。金属シート１５２ｂは、最終的に金属層１５２となる部材であり、例えば、銅、ステンレス、アルミニウム、マグネシウム合金等から形成することができる。金属シート１５２ｂの厚さは、例えば、５０μｍ～２００μｍ程度とすることができる。レジスト層３１０及び３２０としては、例えば、感光性のドライフィルムレジスト等を用いることができる。
次に、図７（ｂ）及び図９（ｂ）に示す工程では、金属シート１５２ｂの多孔質体１５０を形成する領域において、レジスト層３１０を露光及び現像して、金属シート１５２ｂの上面を選択的に露出する開口部３１０ｘを形成する。また、レジスト層３２０を露光及び現像して、金属シート１５２ｂの下面を選択的に露出する開口部３２０ｘを形成する。開口部３１０ｘ及び３２０ｘの形状及び配置は、図９（ａ）に示した有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの形状及び配置に対応するように形成する。
レジスト層３１０の露光及び現像の際には、図７（ｂ）に示すように、連絡流路１８０を形成する領域において、金属シート１５２ｂの上面を選択的に露出する開口部３１０ｙも形成し、図９（ｂ）に示すように、流路１７０を形成する領域において、金属シート１５２ｂの上面を選択的に露出する開口部３１０ｚも形成する。また、レジスト層３２０の露光及び現像の際には、図７（ｂ）に示すように、連絡流路１８０を形成する領域において、金属シート１５２ｂの下面を選択的に露出する開口部３２０ｙも形成し、図９（ｂ）に示すように、流路１７０を形成する領域において、金属シート１５２ｂの下面を選択的に露出する開口部３２０ｚも形成する。
次に、図７（ｃ）及び図９（ｃ）に示す工程では、開口部３１０ｘ、３１０ｙ及び３１０ｚ内に露出する金属シート１５２ｂを金属シート１５２ｂの上面側からハーフエッチングすると共に、開口部３２０ｘ、３２０ｙ及び３２０ｚ内に露出する金属シート１５２ｂを金属シート１５２ｂの下面側からハーフエッチングする。これにより、金属シート１５２ｂの上面側に有底孔１５２ｘが形成され、下面側に有底孔１５２ｙが形成されると共に、金属シート１５２ｂを貫通する開口部１５２ｓ及び１５２ｔが形成される。また、表裏でＸ方向に交互に配置された開口部３１０ｘと開口部３２０ｘとは、平面視で部分的に重複しているため、重複する部分が連通して細孔１５２ｚが形成される。金属シート１５２ｂのハーフエッチングには、例えば、塩化第二鉄溶液を用いることができる。
次に、図７（ｄ）及び図９（ｄ）に示す工程では、レジスト層３１０及び３２０を剥離液により剥離する。これにより、金属層１５２が完成する。
次に、図８（ａ）及び図１０（ａ）に示す工程では、孔や溝が形成されていないベタ状の金属層１５１及び１５６を準備する。また、金属層１５２と同様の方法により、金属層１５３、１５４、及び１５５を形成する。金属層１５３、１５４、及び１５５に形成される有底孔、細孔及び開口部の位置は、例えば、図６に示した通りである。
次に、図８（ｂ）及び図１０（ｂ）に示す工程では、図８（ａ）及び図１０（ａ）に示す順番で各金属層を積層し、加圧及び加熱により固相接合を行う。これにより、隣接する金属層同士が直接接合され、蒸発器１１０、凝縮器１２０、蒸気管１３０、及び液管１４０が形成され、蒸発器１１０及び液管１４０に多孔質体１５０が形成され、液管１４０に支柱１６０が形成される。また、多孔質体１５０の端部１５０Ｂの凝縮器１２０側に、作動流体Ｃを多孔質体１５０に誘導する空間からなる微細な流路１７０が形成されると共に、液管１４０の外側の管壁１４３と支柱１６０との間に連絡流路１８０が形成される。
その後、真空ポンプ等を用いて液管１４０内を排気した後、注入口１４１から液管１４０内に作動流体Ｃを注入する。液管１４０内に注入された作動流体Ｃは、多孔質体１５０に浸み込むと共に、連絡流路１８０を通じて流路１７０に流れ込む。このとき、多孔質体１５０と連絡流路１８０との間にソリッドな支柱１６０が設けられているため、多孔質体１５０が連絡流路１８０に面している場合よりも、作動流体Ｃは流路１７０まで流れやすい。作動流体Ｃの注入後には、注入口１４１を塞ぐ。
ここで、固相接合とは、接合対象物同士を溶融させることなく固相（固体）状態のまま加熱して軟化させ、更に加圧して塑性変形を与えて接合する方法である。なお、固相接合によって隣接する金属層同士を良好に接合できるように、金属層１５１～１５６の全ての材料を同一にすることが好ましい。
このようにして、ループ型ヒートパイプ１００を製造することができる。
このように、各金属層の両面側から形成した有底孔を部分的に連通させて各金属層内に細孔を設ける構造とすることで、貫通孔が形成された金属層同士を貫通孔が部分的に重複するように積層する従来の細孔の形成方法よりも優れた安定性を得ることができる。すなわち、金属層同士を積層する際の位置ずれや、金属層を複数積層する際の加熱処理の際の金属層の膨張及び収縮による位置ずれが生じることがなく、一定の大きさの細孔を金属層内に形成できる。
これにより、細孔の大きさがばらついて細孔により発現する毛細管力が低下することを防止可能となり、蒸発器１１０から液管１４０に蒸気Ｃｖが逆流することを抑制する効果を安定的に得ることができる。
また、金属層同士を積層する部分では、隣接する有底孔全体を重複させる構造とすることで、金属層同士が接する面積を大きくできるため、強固な接合が可能となる。
更に、この製造方法によれば、多孔質体１５０を構成する有底孔及び細孔と流路１７０及び連絡流路１８０を構成する貫通孔とを並行して形成することができる。
（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態の変形例は、連絡流路１８０の構成の点で第１の実施形態と相違する。図１１は、第１の実施形態の変形例に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。図１１は、図３中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当する。
第１の実施形態の変形例に係るループ型ヒートパイプは、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプ１００と同様に、液管１４０、多孔質体１５０、支柱１６０、流路１７０及び連絡流路１８０を有する。
但し、図１１に示すように、平面視で、開口部１５２ｓ～１５５ｓがＸ方向で交互にずれるようにして形成されている。すなわち、Ｘ方向において開口部１５３ｓ及び１５５ｓが開口部１５２ｓ及び１５４ｓよりも大きく形成され、管壁１４３及び支柱１６０の両側で開口部１５３ｓ及び１５５ｓの側面が開口部１５２ｓ及び１５４ｓの側面よりも後退して凹んでいる。このように、開口部１５３ｓ及び１５５ｓの側面のＸ方向の位置と開口部１５２ｓ及び１５４ｓの側面のＸ方向の位置にずれがあり、金属層１５３に溝２９３が形成され、金属層１５５に溝２９５が形成されている。例えば、溝２９３及び２９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、連絡流路１８０と略平行に延びる）ように形成されている。
他の構成は第１の実施形態と同様である。
このような変形例によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、連絡流路１８０の壁面に溝２９３及び２９５が形成されているため、溝２９３及び２９５によって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。従って、注入口１４１から注入された作動流体Ｃをより速やかに流路１７０に導くことができる。
例えば、溝２９３は次のようにして有底孔１５３ｘ及び１５３ｙと並行して形成することができる。すなわち、最終的に金属層１５３となる金属シートの上面及び下面に形成するレジスト層に、溝２９３に倣う平面形状の開口部を形成し、この金属シートのハーフエッチングを行う。このようにして有底孔１５３ｘ及び１５３ｙと並行して溝２９３を形成することができる。溝２９３と同様に、例えば、溝２９５は有底孔１５５ｘ及び１５５ｙと並行して形成することができる。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、流路１７０及び連絡流路１８０の構成の点で第１の実施形態と相違する。図１２及び図１３は、第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。図１２は、図３中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当し、図１３は、図３中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図に相当する。
第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプは、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプ１００と同様に、液管１４０、多孔質体１５０、支柱１６０、流路１７０及び連絡流路１８０を有する。
但し、図１２に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、開口部１５２ｓの縁に、有底孔１５２ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９２が形成されている。つまり、金属層１５２の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９２が形成されている。溝４９２の深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１２に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、開口部１５３ｓの縁に、有底孔１５３ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９３が形成されている。つまり、金属層１５３の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９３が形成されている。溝４９３の深さは、例えば、金属層１５３の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１２に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、開口部１５４ｓの縁に、有底孔１５４ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９４が形成されている。つまり、金属層１５４の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９４が形成されている。溝４９４の深さは、例えば、金属層１５４の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１２に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、開口部１５５ｓの縁に、有底孔１５５ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９５が形成されている。つまり、金属層１５５の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９５が形成されている。溝４９５の深さは、例えば、金属層１５５の厚さの半分程度とすることができる。
溝４９２～４９５は、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有する。また、図１２では多孔質体１５０に含まれる有底孔の断面形状をテーパ形状としているが、これら有底孔も、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有することができる。
開口部１５２ｓ～１５５ｓは平面視で重複する位置に形成されている。また、例えば、溝４９２～４９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、連絡流路１８０と略平行に延びる）ように形成されている。
更に、第２の実施形態では、図１３に示すように、多孔質体１５０の端部１５０Ｂと凝縮器１２０との間で、液管１４０の壁面に形成される溝が第１の実施形態と相違する。
すなわち、図１３に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、開口部１５２ｔの縁に、有底孔１５２ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９２が形成されている。つまり、金属層１５２の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９２が形成されている。溝３９２の深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１３に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、開口部１５３ｔの縁に、有底孔１５３ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９３が形成されている。つまり、金属層１５３の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９３が形成されている。溝３９３の深さは、例えば、金属層１５３の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１３に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、開口部１５４ｔの縁に、有底孔１５４ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９４が形成されている。つまり、金属層１５４の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９４が形成されている。溝３９４の深さは、例えば、金属層１５４の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１３に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、開口部１５５ｔの縁に、有底孔１５５ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９５が形成されている。つまり、金属層１５５の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９５が形成されている。溝３９５の深さは、例えば、金属層１５５の厚さの半分程度とすることができる。
溝３９２～３９５は、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有する。また、これに限らず、図１２の多孔質体１５０に含まれる有底孔の断面形状のようにテーパ形状でもよい。
開口部１５２ｔ～１５５ｔは平面視で重複する位置に形成されている。また、例えば、溝３９２～３９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ように形成されている。
他の構成は第１の実施形態と同様である。
第２の実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、流路１７０の壁面に溝３９２～３９５が形成されているため、溝３９２～３９５によって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。溝の数が第１の実施形態より多いため、熱輸送性能をより一層向上することができる。
また、連絡流路１８０の壁面に溝４９２～４９５が形成されているため、溝４９２～４９５によって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。溝の数が第１の実施形態の第１の参考例より多いため、注入口１４１から注入された作動流体Ｃをより速やかに流路１７０に導くことができる。
例えば、溝３９２及び４９２は次のようにして有底孔１５２ｘと並行して形成することができる。すなわち、金属シート１５２ｂに形成するレジスト層３１０に形成する開口部３１０ｚ（図９（ｂ）参照）及び開口部３１０ｙ（図７（ｂ）参照）の平面形状を、溝３９２、４９２の形状に倣ったものとする。そして、金属シート１５２ｂのハーフエッチングを行う。このようにして有底孔１５２ｘと並行して溝３９２及び４９２を形成することができる。溝３９２及び４９２と同様に、例えば、溝３９３～３９５及び４９３～４９５は有底孔１５３ｘ～１５５ｘと並行して形成することができる。
なお、第１の実施形態と同様に、連絡流路１８０の壁面に溝４９２～４９５が形成されていなくてもよい。また、第１の実施形態の変形例と同様に、溝４９２～４９５に代えて、連絡流路１８０の壁面に溝２９３及び２９５が形成されていてもよい。
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、流路１７０及び連絡流路１８０の構成の点で第１の実施形態と相違する。図１４及び図１５は、第３の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。図１４は、図３中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当し、図１５は、図３中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図に相当する。
第３の実施形態に係るループ型ヒートパイプは、第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプ１００と同様に、液管１４０、多孔質体１５０、支柱１６０、流路１７０及び連絡流路１８０を有する。
但し、図１４に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、開口部１５２ｓの縁に、溝４９２だけでなく、有底孔１５２ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９２が形成されている。つまり、金属層１５２の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９２が形成されている。溝６９２の深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１４に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、開口部１５３ｓの縁に、溝４９３だけでなく、有底孔１５３ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９３が形成されている。つまり、金属層１５３の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９３が形成されている。溝６９３の深さは、例えば、金属層１５３の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１４に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、開口部１５４ｓの縁に、溝４９４だけでなく、有底孔１５４ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９４が形成されている。つまり、金属層１５４の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９４が形成されている。溝６９４の深さは、例えば、金属層１５４の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１４に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、開口部１５５ｓの縁に、溝４９５だけでなく、有底孔１５５ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９５が形成されている。つまり、金属層１５５の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９５が形成されている。溝６９５の深さは、例えば、金属層１５５の厚さの半分程度とすることができる。
溝６９２と溝４９３とが繋がって溝８９２が形成され、溝６９３と溝４９４とが繋がって溝８９３が形成され、溝６９４と溝４９５とが繋がって溝８９４が形成されている。
更に、図１４に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、溝４９２と繋がるようにして、金属層１５１に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９１が形成されている。つまり、金属層１５１の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９１が形成されている。溝６９１の深さは、例えば、金属層１５１の厚さの半分程度とすることができる。溝６９１と溝４９２とが繋がって溝８９１が形成されている。
更に、図１４に示すように、支柱１６０及び管壁１４３の両側において、溝６９５と繋がるようにして、金属層１５６に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９６が形成されている。つまり、金属層１５６の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９６が形成されている。溝４９６の深さは、例えば、金属層１５６の厚さの半分程度とすることができる。溝６９５と溝４９６とが繋がって溝８９５が形成されている。
溝６９１～６９５及び４９６は、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有する。また、図１４では多孔質体１５０に含まれる有底孔の断面形状をテーパ形状としているが、これら多孔質体１５０に含まれる有底孔も、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有することができる。
第２の実施形態と同様に、開口部１５２ｓ～１５５ｓは平面視で重複する位置に形成されている。また、例えば、溝８９１～８９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、連絡流路１８０と略平行に延びる）ように形成されている。
更に、第３の実施形態では、図１５に示すように、多孔質体１５０の端部１５０Ｂと凝縮器１２０との間で、液管１４０の壁面に形成される溝が第２の実施形態と相違する。
すなわち、図１５に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、開口部１５２ｔの縁に、溝３９２だけでなく、有底孔１５２ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９２が形成されている。つまり、金属層１５２の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９２が形成されている。溝５９２の深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１５に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、開口部１５３ｔの縁に、溝３９３だけでなく、有底孔１５３ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９３が形成されている。つまり、金属層１５３の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９３が形成されている。溝５９３の深さは、例えば、金属層１５３の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１５に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、開口部１５４ｔの縁に、溝３９４だけでなく、有底孔１５４ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９４が形成されている。つまり、金属層１５４の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９４が形成されている。溝５９４の深さは、例えば、金属層１５４の厚さの半分程度とすることができる。
また、図１５に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、開口部１５５ｔの縁に、溝３９５だけでなく、有底孔１５５ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９５が形成されている。つまり、金属層１５５の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９５が形成されている。溝５９５の深さは、例えば、金属層１５５の厚さの半分程度とすることができる。
溝５９２と溝３９３とが繋がって溝７９２が形成され、溝５９３と溝３９４とが繋がって溝７９３が形成され、溝５９４と溝３９５とが繋がって溝７９４が形成されている。
更に、図１５に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、溝３９２と繋がるようにして、金属層１５１に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９１が形成されている。つまり、金属層１５１の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９１が形成されている。溝５９１の深さは、例えば、金属層１５１の厚さの半分程度とすることができる。溝５９１と溝３９２とが繋がって溝７９１が形成されている。
更に、図１５に示すように、管壁１４２及び１４３の両側において、溝５９５と繋がるようにして、金属層１５６に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９６が形成されている。つまり、金属層１５６の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９６が形成されている。溝３９６の深さは、例えば、金属層１５６の厚さの半分程度とすることができる。溝５９５と溝３９６とが繋がって溝７９５が形成されている。
溝５９１～５９５及び３９６は、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有する。また、これに限らず、図１４の多孔質体１５０に含まれる有底孔の断面形状のようにテーパ形状でもよい。
第２の実施形態と同様に、開口部１５２ｔ～１５５ｔは平面視で重複する位置に形成されている。また、例えば、溝７９１～７９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ように形成されている。
他の構成は第２の実施形態と同様である。
第３の実施形態によっても第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、流路１７０の壁面に溝７９１～７９５が形成されているため、溝７９１～７９５によって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。溝の数が第２の実施形態より多いため、熱輸送性能をより一層向上することができる。
また、連絡流路１８０の壁面に溝８９１～８９５が形成されているため、溝８９１～８９５によって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。溝の数が第２の実施形態より多いため、注入口１４１から注入された作動流体Ｃをより速やかに流路１７０に導くことができる。
例えば、溝５９２及び６９２は次のようにして有底孔１５２ｙと並行して形成することができる。すなわち、金属シート１５２ｂに形成するレジスト層３２０に形成する開口部３２０ｚ（図９（ｂ）参照）及び開口部３２０ｙ（図７（ｂ）参照）の平面形状を、溝５９２、６９２の形状に倣ったものとする。そして、金属シート１５２ｂのハーフエッチングを行う。このようにして有底孔１５２ｙと並行して溝５９２及び６９２を形成することができる。溝５９２及び６９２と同様に、例えば、溝５９３～５９５及び６９３～６９５は有底孔１５３ｙ～１５５ｙと並行して形成することができる。
また、金属層１５１及び１５６の溝５９１、６９１、３９６及び４９６も、金属層１５１及び１５６の溝５９１、６９１、３９６及び４９６の形成予定領域に開口部を備えたレジスト層を用いてハーフエッチングすることにより形成することができる。
なお、いずれの実施形態においても、液管１４０内の多孔質体１５０は、内側の管壁１４２に接触している必要はなく、管壁１４２から離間していてもよい。また、注入口１４１と蒸発器１１０との間で、多孔質体１５０が液管１４０の内部を充填していなくてもよい。例えば、多孔質体１５０が外側の管壁１４３に接触せずに、管壁１４３から離間していてもよい。
また、流路１７０内に多孔質体１５０の端部１５０Ｂに繋がり、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ソリッドな支柱が設けられていてもよい。ソリッドな支柱を含むことにより、厚さ方向（Ｚ方向）の機械的強度を向上することができる。また、支柱の側面に溝が形成されていてもよい。このような溝は、溝１９３及び１９５等と同様に、液相の作動流体Ｃの流動を促進する。更に、多孔質体１５０が吸収しきれなかった作動流体Ｃを吸収し、液管１４０内での液相の作動流体Ｃの蒸発器１１０側から凝縮器１２０側への移動を遮る遮蔽体が液管１４０内に設けられていてもよい。遮蔽体としては、例えば、多孔質体１５０と同様に、金属層１５２～１５５に形成された有底孔及び細孔を備えた多孔質体を用いることができる。
また、液管１４０の、端部１５０Ｂよりも凝縮器１２０側に、凝縮器１２０により液化された作動流体Ｃを蒸発器１１０に向けて誘導する多孔質体が、多孔質体１５０から離間して設けられていてもよい。このような多孔質体は、例えば、管壁１４２及び１４３の近傍に設けることができる。
また、多孔質体１５０の領域において、金属層１５１や金属層１５６に有底孔を形成してもよい。また、流路１７０の領域において、多孔質体１５０に貯留された作動流体Ｃを流路１７０側に浸み出させない範囲で、流路１７０に露出する金属層１５１や金属層１５６に有底孔を形成してもよい。金属層１５１や金属層１５６にも有底孔を形成することで、更に熱輸送性能をより一層向上することができる。
また、多孔質体１５０と連絡流路１８０との間に支柱１６０が設けられている必要はなく、多孔質体１５０が連絡流路１８０に面していてもよい。
また、多孔質体１５０を構成する孔が有底孔である必要はなく、多孔質体１５０に貫通孔が含まれていてもよい。
また、注入口１４１の位置は、多孔質体１５０の端部１５０Ａと端部１５０Ｂとの間であればよく、例えば、図３に示す平面形状がＬ字型の液管１４０において、その屈曲部よりも凝縮器１２０側に注入口１４１が設けられていてもよい。
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
１００ ループ型ヒートパイプ
１１０ 蒸発器
１２０ 凝縮器
１３０ 蒸気管
１４０ 液管
１４１ 注入口
１４２、１４３ 管壁
１５０ 多孔質体
１５０Ａ、１５０Ｂ 端部
１６０ 支柱
１７０ 流路
１８０ 連絡流路
１９３、１９５、２９３、２９５、３９２～３９６、４９２～４９６、５９１～５９５、６９１～６９５、７９１～７９５、８９１～８９５ 溝

Claims (7)

  1. 作動流体を気化させる蒸発器と、
    前記作動流体を液化する凝縮器と、
    前記蒸発器と前記凝縮器とを接続する液管と、
    前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、前記液管と共にループを形成する蒸気管と、
    前記液管内に設けられ、液相の前記作動流体を貯留する多孔質体と、
    を有し、
    前記液管は、互いに積層された複数の金属層から形成され、
    前記液管は、
    第１管壁と、
    前記複数の金属層の積層方向に垂直な方向で前記第１管壁に対向する第２管壁と、
    を有し、
    前記第１管壁と前記第２管壁との間にソリッドな支柱が設けられ、
    前記支柱は、
    前記第２管壁に対向する第１側面と、
    前記第１管壁に対向する第２側面と、
    を有し、
    前記多孔質体は、前記第１管壁と前記第２側面との間に設けられ、
    前記多孔質体は、
    前記第１管壁に接触する第３側面と、
    前記第２側面に接触する第４側面と、
    を有し、
    前記液管は、前記作動流体を注入するための注入口を有し、
    前記注入口は、前記第２管壁に設けられ、
    前記第１側面と前記第２管壁との間に連絡流路が設けられ、
    前記多孔質体の一方の第１の端部は、前記注入口と前記蒸発器との間に位置し、
    前記多孔質体の他方の第２の端部は、前記注入口と前記凝縮器との間に位置し、
    前記多孔質体は、前記注入口と前記蒸発器との間の少なくとも一部で、前記液管の内部を充填することを特徴とするループ型ヒートパイプ。
  2. 前記第２の端部よりも前記凝縮器側において、前記液管の前記第１管壁及び前記第２管壁の少なくとも一方の壁面に溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のループ型ヒートパイプ。
  3. 前記溝は、前記液管に沿って延びることを特徴とする請求項２に記載のループ型ヒートパイプ。
  4. 前記液管は、前記第２の端部よりも前記凝縮器側に設けられた空間からなる流路を有し、
    前記連絡流路は、前記注入口と前記流路とを繋ぐことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
  5. 前記多孔質体の前記注入口と前記蒸発器との間で前記液管の内部を充填する部分は、前記第１管壁及び前記第２管壁に接触することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
  6. 前記多孔質体を構成する部分の前記複数の金属層の各々に、一方の面側から窪む第１の有底孔と、他方の面側から窪む第２の有底孔と、前記第１の有底孔と前記第２の有底孔とが部分的に連通して形成された細孔と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。
  7. 作動流体を気化させる蒸発器と、前記作動流体を液化する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器とを接続する液管と、前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、前記液管と共にループを形成する蒸気管と、を備えたループ型ヒートパイプの製造方法であって、
    複数の金属層を積層することにより、前記蒸発器、前記凝縮器、前記液管及び前記蒸気管を形成すると共に、前記作動流体を注入するための注入口を前記液管に形成し、前記液管内に液相の前記作動流体を貯留する多孔質体を形成する工程を有し、
    前記液管は、
    第１管壁と、
    前記複数の金属層の積層方向に垂直な方向で前記第１管壁に対向する第２管壁と、
    を有し、
    前記第１管壁と前記第２管壁との間にソリッドな支柱が設けられ、
    前記支柱は、
    前記第２管壁に対向する第１側面と、
    前記第１管壁に対向する第２側面と、
    を有し、
    前記多孔質体は、前記第１管壁と前記第２側面との間に設けられ、
    前記多孔質体は、
    前記第１管壁に接触する第３側面と、
    前記第２側面に接触する第４側面と、
    を有し、
    前記注入口は、前記第２管壁に設けられ、
    前記第１側面と前記第２管壁との間に連絡流路が設けられ、
    前記多孔質体の一方の第１の端部は、前記注入口と前記蒸発器との間に位置し、
    前記多孔質体の他方の第２の端部は、前記注入口と前記凝縮器との間に位置し、
    前記多孔質体は、前記注入口と前記蒸発器との間の少なくとも一部で、前記液管の内部を充填することを特徴とするループ型ヒートパイプの製造方法。
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