JP7222448B2 - 熱拡散デバイス - Google Patents

Description

本発明は、熱拡散デバイスに関する。

近年、素子の高集積化および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およびタブレットなどのモバイル端末の分野において特に顕著である。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ることが多いが、その熱輸送量は十分ではないため、様々な熱対策部材の使用が検討されている。中でも、非常に効果的に熱を拡散させることが可能である熱拡散デバイスとして、面状のヒートパイプであるベーパーチャンバーの使用の検討が進んでいる。

ベーパーチャンバーは、筐体の内部に、作動媒体と、毛細管力によって作動媒体を輸送するウィックとが封入された構造を有する。上記作動媒体は、発熱素子からの熱を吸収する蒸発部において発熱素子からの熱を吸収してベーパーチャンバー内で蒸発した後、ベーパーチャンバー内を移動し、冷却されて液相に戻る。液相に戻った作動媒体は、ウィックの毛細管力によって再び発熱素子側の蒸発部に移動し、発熱素子を冷却する。これを繰り返すことにより、ベーパーチャンバーは外部動力を有することなく自立的に作動し、作動媒体の蒸発潜熱および凝縮潜熱を利用して、二次元的に高速で熱を拡散することができる。

スマートフォンおよびタブレットなどのモバイル端末の薄型化に対応するため、ベーパーチャンバーにも薄型化が求められている。このような薄型のベーパーチャンバーでは、機械的強度および熱輸送効率の確保が難しくなる。

そこで、特許文献１に記載されているように、ベーパーチャンバーを構成する筐体の機械的強度を確保するために、筐体の内部に配置されるウィックを、筐体の形状を保つための支持体として利用することが提案されている。

特許文献１に記載されたベーパーチャンバーでは、筐体の対向する一対の内壁面、上記一対の内壁面に接触しないウィックの側面、および、上記ウィックの側面と隙間をあけて形成された対向面によって囲まれた空間に、凝縮した作動流体の液溜まり流路が形成されている。特許文献１によれば、ウィックと液溜まり流路を組み合わせることによって、ウィックに常に液体が供給される状態を作ることができるため、液体流路の全体としての液体の圧力損失を低減し、その結果、ベーパーチャンバーの最大熱輸送量を大きくすることができるとされている。

特開２０１９－１１３２７０号公報（特許第６４４２５９４号公報）

薄型のベーパーチャンバーでは、ベーパーチャンバーの組み入れ箇所の形状に合わせて、筐体を曲げて配置することも想定される。

しかしながら、筐体を曲げる方向によっては、筐体の内部に配置されているウィックも曲げられる場合がある。その場合、ウィックには、曲げの起点となる部分に大きな応力がかかるため、クラック等の粗大な欠陥が生じやすくなる。その結果、ウィックの毛細管力が保持できなくなり、熱輸送能力が低下するおそれがある。

なお、上記の問題は、ベーパーチャンバーに限らず、ベーパーチャンバーと同様の構成によって熱を拡散させることが可能な熱拡散デバイスに共通する問題である。

本発明は、筐体が曲げられた場合において、ウィックの毛細管力が保持され、高い熱輸送能力を有する熱拡散デバイスを提供することを目的とする。本発明はまた、上記熱拡散デバイスを備える電子機器を提供することを目的とする。

本発明の熱拡散デバイスは、厚さ方向に対向する第１内壁面および第２内壁面を有する筐体と、上記筐体の内部空間に封入された作動媒体と、上記筐体の内部空間に配置されたウィックと、を備える。上記ウィックは、上記筐体の上記第１内壁面および上記第２内壁面を内側から支持する、第１多孔体と第２多孔体とを含む。上記第１多孔体は、上記厚さ方向に垂直な方向に沿って延び、かつ、その延びる方向において第１分断領域を介して分断されている。上記第２多孔体は、上記第１分断領域に嵌まるように、上記第１多孔体と隙間を空けて配置されている。

本発明の電子機器は、本発明の熱拡散デバイスを備える。

本発明によれば、筐体が曲げられた場合において、ウィックの毛細管力が保持され、高い熱輸送能力を有する熱拡散デバイスを提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示すベーパーチャンバーのＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。 図３は、図２に示すベーパーチャンバーのＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図４は、図２に示すベーパーチャンバーのＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 図５は、図４に示すベーパーチャンバーが曲げられた状態を模式的に示す断面図である。 図６は、図５の変形例である。 図７は、図４の変形例である。 図８は、第１シート上に形成された第１多孔体および第３多孔体の一例を模式的に示す平面図である。 図９は、図８中の矢印ＩＸに示す方向から見た第１多孔体の断面図である。 図１０は、図８中の矢印Ｘに示す方向から見た第１多孔体の断面図である。 図１１は、第２シート上に形成された第２多孔体および第４多孔体の一例を模式的に示す平面図である。 図１２は、図１１中の矢印ＸＩＩに示す方向から見た第２多孔体の断面図である。 図１３は、図１１中の矢印ＸＩＩＩに示す方向から見た第２多孔体の断面図である。 図１４は、本発明の第２実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。 図１５は、本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。 図１６は、本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。 図１７は、本発明の第５実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。 図１８は、本発明の第６実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。 図１９は、図１８に示すベーパーチャンバーのＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿った断面図である。

以下、本発明の熱拡散デバイスについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の実施形態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個々の好ましい構成を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または組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。

以下の説明において、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明の熱拡散デバイス」という。

以下では、本発明の熱拡散デバイスの一実施形態として、ベーパーチャンバーを例にとって説明する。本発明の熱拡散デバイスは、ヒートパイプなどの熱拡散デバイスなどにも適用可能である。

以下に示す図面は模式的なものであり、その寸法や縦横比の縮尺などは実際の製品とは異なる場合がある。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すベーパーチャンバーのＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図である。図３は、図２に示すベーパーチャンバーのＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図２に示すベーパーチャンバーのＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。

図１に示すベーパーチャンバー１は、気密状態に密閉された中空の筐体１０を備える。筐体１０は、図３および図４に示すように、厚さ方向Ｚに対向する第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａを有する。図２に示すように、ベーパーチャンバー１は、さらに、筐体１０の内部空間に封入された作動媒体２０と、筐体１０の内部空間に配置されたウィック３０と、を備える。

筐体１０には、図２に示すように、封入した作動媒体２０を蒸発させる蒸発部（ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ ｐｏｒｔｉｏｎ）ＥＰが設定されている。筐体１０には、さらに、蒸発した作動媒体２０を凝縮させる凝縮部（ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｐｏｒｔｉｏｎ）ＣＰが設定されていてもよい。図１に示すように、筐体１０の外壁面には、発熱素子である熱源（ｈｅａｔ ｓｏｕｒｃｅ）ＨＳが配置される。熱源ＨＳとしては、電子機器の電子部品、例えば中央処理装置（ＣＰＵ）等が挙げられる。筐体１０の内部空間のうち、熱源ＨＳの近傍であって熱源ＨＳによって加熱される部分が、蒸発部ＥＰに相当する。一方、蒸発部ＥＰから離れた部分が、凝縮部ＣＰに相当する。また、蒸発した作動媒体２０は凝縮部ＣＰ以外でも凝縮され得る。本実施形態では、蒸発した作動媒体２０を特に凝縮させやすい部分を凝縮部ＣＰとして表現する。

ベーパーチャンバー１は、全体として面状である。すなわち、筐体１０は、全体として面状である。ここで、「面状」とは、板状およびシート状を包含し、幅方向Ｘの寸法（以下、幅という）および長さ方向Ｙの寸法（以下、長さという）が厚さ方向Ｚの寸法（以下、厚さまたは高さという）に対して相当に大きい形状、例えば幅および長さが、厚さの１０倍以上、好ましくは１００倍以上である形状を意味する。

ベーパーチャンバー１の大きさ、すなわち、筐体１０の大きさは、特に限定されない。ベーパーチャンバー１の幅および長さは、用途に応じて適宜設定することができる。ベーパーチャンバー１の幅および長さは、各々、例えば、５ｍｍ以上５００ｍｍ以下、２０ｍｍ以上３００ｍｍ以下または５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。ベーパーチャンバー１の幅および長さは、同じであっても、異なっていてもよい。

筐体１０は、外縁部が接合された対向する第１シート１１および第２シート１２から構成されることが好ましい。第１シート１１および第２シート１２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、可撓性等を有するものであれば、特に限定されない。第１シート１１および第２シート１２を構成する材料は、好ましくは金属であり、例えば銅、ニッケル、アルミニウム、マグネシウム、チタン、鉄、またはそれらを主成分とする合金等であり、特に好ましくは銅である。第１シート１１および第２シート１２を構成する材料は、同じであっても、異なっていてもよいが、好ましくは同じである。

筐体１０が第１シート１１および第２シート１２から構成される場合、第１シート１１および第２シート１２は、これらの外縁部において互いに接合される。かかる接合の方法は、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、ロウ接、ＴＩＧ溶接（タングステン－不活性ガス溶接）、超音波接合または樹脂封止を用いることができ、好ましくはレーザー溶接、抵抗溶接またはロウ接を用いることができる。

第１シート１１および第２シート１２の厚さは、特に限定されないが、各々、好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以上１００μｍ以下、さらに好ましくは４０μｍ以上６０μｍ以下である。第１シート１１および第２シート１２の厚さは、同じであっても、異なっていてもよい。また、第１シート１１および第２シート１２の各シートの厚さは、全体にわたって同じであってもよく、一部が薄くてもよい。

第１シート１１および第２シート１２の形状は、特に限定されない。例えば、図３および図４に示す例では、第１シート１１は、厚みが一定の平板形状であり、第２シート１２は、外縁部が外縁部以外の部分よりも厚い形状である。

あるいは、第１シート１１は、厚みが一定の平板形状であり、第２シート１２は、厚みが一定で、かつ、外縁部に対して外縁部以外の部分が外側に凸の形状であってもよい。この場合、筐体１０の外縁部に凹みが形成される。そのため、ベーパーチャンバーを搭載する際などに外縁部の凹みを利用することができる。また、外縁部の凹みに他の部品などを配置することができる。

ベーパーチャンバー１全体の厚さは、特に限定されないが、好ましくは５０μｍ以上５００μｍ以下である。

作動媒体２０は、筐体１０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。例えば、作動媒体は水性化合物であり、好ましくは水である。

ウィック３０は、第１多孔体４１と第２多孔体４２と第３多孔体４３と第４多孔体４４とを含む。これらの多孔体は、毛細管力によって作動媒体２０を輸送するウィックとして機能する。さらに、筐体１０の支持体として多孔体を利用することにより、ベーパーチャンバー１の軽量化を図ることができる。

第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４は、各々、筐体１０の第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａを内側から支持している。これらの多孔体を筐体１０の内部空間に配置することにより、筐体１０の機械的強度を確保しつつ、筐体１０外部からの衝撃を吸収することができる。

図３に示す例では、第１多孔体４１は、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａに接しており、同様に、第３多孔体４３は、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａに接している。また、図４に示す例では、第２多孔体４２は、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａに接している。図示されていないが、図４に示す例と同様に、第４多孔体４４は、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａに接している。第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４は、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａのいずれか一方に接していてもよく、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａに接していなくてもよい。

第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４は、例えば、金属多孔体、セラミックス多孔体または樹脂多孔体から構成される。第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４は、例えば、金属多孔質焼結体、セラミックス多孔質焼結体等の焼結体から構成されてもよい。第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４は、銅またはニッケルの金属多孔質焼結体から構成されることが好ましい。第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４を構成する材料は、同じであっても、異なっていてもよいが、好ましくは同じである。

図２に示すように、第１多孔体４１は、厚さ方向Ｚに垂直な方向（本実施形態では長さ方向Ｙ）に沿って延びている。図２および図４に示すように、第１多孔体４１は、その延びる方向において第１分断領域（ｄｉｖｉｄｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ）Ｒ１を介して分断されている。

図２に示すように、第３多孔体４３は、第１多孔体４１が延びる方向（本実施形態では長さ方向Ｙ）に沿って延びている。図２に示すように、第３多孔体４３は、その延びる方向において第２分断領域Ｒ２を介して分断されている。

図２に示すように、隣り合うウィック３０の間には、気相の作動媒体２０が流通する蒸気流路５０が形成されている。

一方、各々のウィック３０において、第１多孔体４１と第３多孔体４３との間には、第１多孔体４１および第３多孔体４３が延びる方向（本実施形態では長さ方向Ｙ）に沿って間隔が設けられることにより液体流路５１が形成されている。液体流路５１は、液相の作動媒体２０が流通する液体流路として利用することができる。第１多孔体４１または第３多孔体４３を挟んで蒸気流路５０と液体流路５１とを交互に配置することにより、熱輸送効率を向上させることができる。

蒸気流路５０の幅は、液体流路５１の幅よりも大きい。蒸気流路５０の幅は、１０００μｍ以上３０００μｍ以下であることが好ましく、１０００μｍ以上２０００μｍ以下であることがより好ましい。液体流路５１の幅は、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。なお、上記断面において、厚さ方向Ｚで蒸気流路５０の幅が異なる場合には、最も広い部分の幅を蒸気流路５０の幅と定義する。同様に、厚さ方向Ｚで液体流路５１の幅が異なる場合には、最も広い部分の幅を液体流路５１の幅と定義する。

図２および図４に示すように、第２多孔体４２は、第１分断領域Ｒ１に嵌まるように、第１多孔体４１と隙間を空けて配置されている。

図２に示すように、第４多孔体４４は、第２分断領域Ｒ２に嵌まるように、第３多孔体４３と隙間を空けて配置されている。

ベーパーチャンバー１において、筐体１０は、１組の隣り合う第１分断領域Ｒ１および第２分断領域Ｒ２を結ぶ曲げ線Ｌ（図２参照）を境に曲げることが可能である。

図５は、図４に示すベーパーチャンバーが曲げられた状態を模式的に示す断面図である。

図５に示すように、第１分断領域Ｒ１に位置する曲げ線Ｌを境に筐体１０が曲げられた場合、曲げの起点となる部分には第１多孔体４１が存在しないため、曲げの応力が第１多孔体４１にかかることがない。したがって、第１多孔体４１に生じるクラック等の粗大な欠陥を防ぐことができる。

その一方で、第１多孔体４１が分断されていると、ウィック３０の毛細管力が低下する。そこで、第１分断領域Ｒ１に嵌まるように第２多孔体４２が配置されることで、ウィック３０の毛細管力を保持することができる。また、第２多孔体４２が配置されることで、筐体１０が曲げられた際に蒸気流路５０が潰れにくくなるため、高い均熱性を維持することができる。

図示されていないが、上記と同様、第２分断領域Ｒ２に位置する曲げ線Ｌを境に筐体１０が曲げられた場合、第３多孔体４３に生じるクラック等の粗大な欠陥を防ぐことができる。さらに、第２分断領域Ｒ２に嵌まるように第４多孔体４４が配置されることで、ウィック３０の毛細管力を保持することができる。また、第４多孔体４４が配置されることで、筐体１０が曲げられた際に蒸気流路５０が潰れにくくなるため、高い均熱性を維持することができる。

以上のように、ベーパーチャンバー１においては、ウィック３０が第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４を含むため、筐体１０が曲げられた場合において、ウィック３０の毛細管力が保持され、高い熱輸送能力が維持される。

図２に示すように、厚さ方向Ｚに垂直な断面を見て、第１多孔体４１が延びる方向と直交する方向（本実施形態では幅方向Ｘ）における多孔体の寸法を幅と定義したとき、第２多孔体４２の幅は、第１多孔体４１の幅と同じでもよく、第１多孔体４１の幅よりも小さくてもよいが、第１多孔体４１の幅よりも大きいことが好ましい。この場合、曲げの起点となる部分のウィック３０の幅が周囲のウィック３０幅よりも大きくなるため、筐体１０が曲げられた際に蒸気流路５０がより潰れにくくなる。

第２多孔体４２の幅が第１多孔体４１の幅よりも大きい場合、第２多孔体４２の幅は、第１多孔体４１の幅の１２０％以上３００％以下であることが好ましい。

同様の理由により、第４多孔体４４の幅は、第３多孔体４３の幅と同じでもよく、第３多孔体４３の幅よりも小さくてもよいが、第３多孔体４３の幅よりも大きいことが好ましい。また、第４多孔体４４の幅は、第２多孔体４２の幅と同じでもよく、異なってもよい。

第４多孔体４４の幅が第３多孔体４３の幅よりも大きい場合、第４多孔体４４の幅は、第３多孔体４３の幅の１２０％以上３００％以下であることが好ましい。

ウィック３０の毛細管力を保持する観点からは、図５に示すように、第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌを挟んだ第１多孔体４１と第２多孔体４２との間隔が、０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であることが好ましく、０ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることがより好ましい。上記のとおり、曲げ線Ｌを挟んだ第１多孔体４１と第２多孔体４２との間隔は０ｍｍでもよく、すなわち、曲げ線Ｌを挟んだ第１多孔体４１と第２多孔体４２とが接していてもよい。

同様の理由により、第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌを挟んだ第３多孔体４３と第４多孔体４４との間隔が、０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下であることが好ましく、０ｍｍ以上０．０５ｍｍ以下であることがより好ましい。上記のとおり、曲げ線Ｌを挟んだ第３多孔体４３と第４多孔体４４との間隔は０ｍｍでもよく、すなわち、曲げ線Ｌを挟んだ第３多孔体４３と第４多孔体４４とが接していてもよい。曲げ線Ｌを挟んだ第３多孔体４３と第４多孔体４４との間隔は、曲げ線Ｌを挟んだ第１多孔体４１と第２多孔体４２との間隔と同じでもよく、異なってもよい。

なお、曲げ線Ｌを挟んだ第１多孔体４１と第２多孔体４２との間隔とは、上記断面において、最も広い部分の間隔を意味する。曲げ線Ｌを挟んだ第３多孔体４３と第４多孔体４４との間隔も同様である。

第１分断領域Ｒ１に配置される第２多孔体４２の形状は、第２分断領域Ｒ２に配置される第４多孔体４４の形状と異なってもよいが、同じであることが好ましい。

第１分断領域Ｒ１に嵌まるように第１多孔体４１と隙間を空けて第２多孔体４２が配置される限り、第２多孔体４２の形状は特に限定されないが、図４に示すように、第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第２多孔体４２が鋭角を１点以上有することが好ましい。この場合、第２多孔体４２の鋭角を利用して、筐体１０の曲がる角度を調整することができる。具体的には、鋭角と接していない筐体１０の内壁面に対応する外壁面が内側になるように筐体１０が曲げられることが好ましい。

一方、第１多孔体４１が延びる方向と直交する方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第２多孔体４２は、鋭角を１点以上有してもよく、鋭角を有しなくてもよい。例えば、第２多孔体４２の断面形状は長方形等でもよい。

図４に示す例では、第２多孔体４２の断面形状は、鋭角を２点有する台形である。本実施形態では、第２多孔体４２の鋭角は、どちらも筐体１０の第１内壁面１１ａと接している。そのため、図５に示すように、第２多孔体４２の鋭角と接していない筐体１０の第２内壁面１２ａに対応する外壁面、すなわち、第２シート１２の外壁面が内側になるように筐体１０が曲げられる。

図４に示すように、第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第２多孔体４２が鋭角を１点以上有し、かつ、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌに最も近い第１多孔体４１が配置された筐体１０の外壁面に対する、その第１多孔体４１に最も近い第２多孔体４２が配置された筐体１０の外壁面の曲げ角度θ_１（図５参照）と、その第２多孔体４２の鋭角の角度α_２（図４参照）との関係が、０°＜θ_１≦９０°－α_２を満たすことが好ましい。

図６は、図５の変形例である。
図６に示すように、第２多孔体４２が鋭角を２点有する場合、筐体１０が２段階で曲げられてもよい。図６では、曲げ線Ｌ１およびＬ２を境に筐体１０が曲げられている。

図７は、図４の変形例である。
図７に示すベーパーチャンバー１Ａでは、第２多孔体４２Ａの断面形状は、鋭角を１点有する台形である。

第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第２多孔体４２が鋭角を１点以上有する場合、第２多孔体４２の断面形状は台形以外の形状でもよい。また、上記断面において、第２多孔体４２は鋭角を有しなくてもよく、例えば、第２多孔体４２の断面形状は長方形等でもよい。

第２分断領域Ｒ２に嵌まるように第３多孔体４３と隙間を空けて第４多孔体４４が配置される限り、第４多孔体４４の形状は特に限定されないが、図４に示す例と同様に、第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第４多孔体４４が鋭角を１点以上有することが好ましい。この場合、第４多孔体４４の鋭角を利用して、筐体１０の曲がる角度を調整することができる。

一方、第３多孔体４３が延びる方向と直交する方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第４多孔体４４は、鋭角を１点以上有してもよく、鋭角を有しなくてもよい。例えば、第４多孔体４４の断面形状は長方形等でもよい。

図２に示す例と同様に、第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第４多孔体４４が鋭角を１点以上有し、かつ、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌに最も近い第３多孔体４３が配置された筐体１０の外壁面に対する、その第３多孔体４３に最も近い第４多孔体４４が配置された筐体１０の外壁面の曲げ角度θ_３（図示せず）と、その第４多孔体４４の鋭角の角度α_４（図示せず）との関係が、０°＜θ_３≦９０°－α_４を満たすことが好ましい。角度θ_３は角度θ_１と同じであることが好ましく、角度α_４は角度α_２と同じであることが好ましい。

第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第４多孔体４４が鋭角を２点有する場合、筐体１０が２段階で曲げられてもよい。

第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第４多孔体４４が鋭角を１点以上有する場合、第４多孔体４４の断面形状は台形以外の形状でもよい。また、上記断面において、第４多孔体４４は鋭角を有しなくてもよく、例えば、第４多孔体４４の断面形状は長方形等でもよい。

第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第２多孔体４２が鋭角を１点以上有することに代えて、または、第２多孔体４２が鋭角を１点以上有することに加えて、第１多孔体４１が鋭角を１点以上有してもよい。この場合、第１多孔体４１の鋭角を利用して、筐体１０の曲がる角度を調整することができる。

一方、第１多孔体４１が延びる方向と直交する方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第１多孔体４１は、鋭角を１点以上有してもよく、鋭角を有しなくてもよい。例えば、第１多孔体４１の断面形状は長方形等でもよい。

第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第１多孔体４１が鋭角を１点以上有し、かつ、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌに最も近い第１多孔体４１が配置された筐体１０の外壁面に対する、その第１多孔体４１に最も近い第２多孔体４２が配置された筐体１０の外壁面の曲げ角度θ_１（図５参照）と、その第１多孔体４１の鋭角の角度α_１（図示せず）との関係が、０°＜θ_１≦９０°－α_１を満たすことが好ましい。

第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第１多孔体４１が鋭角を１点以上有し、第２多孔体４２が鋭角を１点以上有し、かつ、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌに最も近い第１多孔体４１が配置された筐体１０の外壁面に対する、その第１多孔体４１に最も近い第２多孔体４２が配置された筐体１０の外壁面の曲げ角度θ_１（図５参照）と、その第１多孔体４１の鋭角の角度α_１（図示せず）と、その第２多孔体４２の鋭角の角度α_２（図４参照）との関係が、０°＜θ_１≦９０°－α_１－α_２を満たすことが好ましい。角度α_２は角度α_１と同じでもよく、異なっていてもよい。

第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第１多孔体４１が鋭角を２点有する場合、筐体１０が２段階で曲げられてもよい。

第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第１多孔体４１が鋭角を１点以上有する場合、第１多孔体４１の断面形状は台形以外の形状でもよい。また、上記断面において、第１多孔体４１は鋭角を有しなくてもよく、例えば、第１多孔体４１の断面形状は長方形等でもよい。

第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第４多孔体４４が鋭角を１点以上有することに代えて、または、第４多孔体４４が鋭角を１点以上有することに加えて、第３多孔体４３が鋭角を１点以上有してもよい。この場合、第３多孔体４３の鋭角を利用して、筐体１０の曲がる角度を調整することができる。

一方、第３多孔体４３が延びる方向と直交する方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第３多孔体４３は、鋭角を１点以上有してもよく、鋭角を有しなくてもよい。例えば、第３多孔体４３の断面形状は長方形等でもよい。

第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第３多孔体４３が鋭角を１点以上有し、かつ、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌに最も近い第３多孔体４３が配置された筐体１０の外壁面に対する、その第３多孔体４３に最も近い第４多孔体４４が配置された筐体１０の外壁面の曲げ角度θ_３（図示せず）と、その第３多孔体４３の鋭角の角度α_３（図示せず）との関係が、０°＜θ_３≦９０°－α_３を満たすことが好ましい。角度θ_３は角度θ_１と同じであることが好ましく、角度α_３は角度α_１と同じであることが好ましい。

第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、第３多孔体４３が鋭角を１点以上有し、第４多孔体４４が鋭角を１点以上有し、かつ、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌに最も近い第３多孔体４３が配置された筐体１０の外壁面に対する、その第３多孔体４３に最も近い第４多孔体４４が配置された筐体１０の外壁面の曲げ角度θ_３（図示せず）と、その第３多孔体４３の鋭角の角度α_３（図示せず）と、その第４多孔体４４の鋭角の角度α_４（図示せず）との関係が、０°＜θ_３≦９０°－α_３－α_４を満たすことが好ましい。角度α_４は角度α_３と同じでもよく、異なっていてもよい。角度θ_３は角度θ_１と同じであることが好ましく、角度α_３は角度α_１と同じであることが好ましく、角度α_４は角度α_２と同じであることが好ましい。

第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第３多孔体４３が鋭角を２点有する場合、筐体１０が２段階で曲げられてもよい。

第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第３多孔体４３が鋭角を１点以上有する場合、第３多孔体４３の断面形状は台形以外の形状でもよい。また、上記断面において、第３多孔体４３は鋭角を有しなくてもよく、例えば、第３多孔体４３の断面形状は長方形等でもよい。

第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌに最も近い第１多孔体４１が配置された筐体１０の外壁面に対する、その第１多孔体４１に最も近い第２多孔体４２が配置された筐体１０の外壁面の曲げ角度θ_１は、１０°以上４５°以下であることが好ましく、１０°以上３０°以下であることがより好ましい。

第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面を見たとき、筐体１０が曲げられた状態において、曲げ線Ｌに最も近い第３多孔体４３が配置された筐体１０の外壁面に対する、その第３多孔体４３に最も近い第４多孔体４４が配置された筐体１０の外壁面の曲げ角度θ_３は、１０°以上４５°以下であることが好ましく、１０°以上３０°以下であることがより好ましい。角度θ_３は角度θ_１と同じであることが好ましい。

上述のとおり、厚さ方向Ｚに垂直な断面を見て、第１多孔体４１が延びる方向と直交する方向における多孔体の寸法を幅と定義したとき、第１多孔体４１の幅および第３多孔体４３の幅は、各々、５０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。これにより、高い毛細管力を得ることができる。第１多孔体４１の幅は、第３多孔体４３の幅と同じでもよく、異なっていてもよい。第１多孔体４１の幅および第３多孔体４３の幅は、厚さ方向Ｚで一定でもよく、一定でなくてもよい。また、厚さ方向Ｚで幅が一定である多孔体と、厚さ方向Ｚで幅が一定でない多孔体とが混在してもよい。

第２多孔体４２の幅および第４多孔体４４の幅は、各々、６０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。第２多孔体４２の幅は、第４多孔体４４の幅と同じでもよく、異なっていてもよい。第２多孔体４２の幅および第４多孔体４４の幅は、厚さ方向Ｚで一定でもよく、一定でなくてもよい。また、厚さ方向Ｚで幅が一定である多孔体と、厚さ方向Ｚで幅が一定でない多孔体とが混在してもよい。

第１多孔体４１の高さおよび第３多孔体４３の高さは、各々、２０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。第１多孔体４１の高さは、第３多孔体４３の高さと同じでもよく、異なっていてもよい。

第２多孔体４２の高さおよび第４多孔体４４の高さは、各々、２０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましい。第２多孔体４２の高さは、第４多孔体４４の高さと同じでもよく、異なっていてもよい。また、第２多孔体４２の高さは、第１多孔体４１の高さと同じでもよく、異なっていてもよい。同様に、第４多孔体４４の高さは、第３多孔体４３の高さと同じでもよく、異なっていてもよい。

次に、以上のように構成されたベーパーチャンバー１の作用について説明する。

蒸発部ＥＰでは、第１多孔体４１および第３多孔体４３の表面に位置する液相の作動媒体２０が、筐体１０の内壁面を介して加熱されて蒸発する。作動媒体２０が蒸発することで、蒸発部ＥＰ近傍における蒸気流路５０内の気体の圧力が高まる。これにより、気相の作動媒体２０が、蒸気流路５０内を凝縮部ＣＰ側に向かって移動する。

凝縮部ＣＰに到達した気相の作動媒体２０は、筐体１０の内壁面を介して熱を奪われて凝縮し、液滴となる。上述のとおり、気相の作動媒体２０は凝縮部ＣＰ以外でも凝縮され得る。作動媒体２０の液滴は、毛細管力によって第１多孔体４１の細孔内および第３多孔体４３の細孔内に浸み込む。また、第１多孔体４１の細孔内および第３多孔体４３の細孔内に浸み込んだ液相の作動媒体２０の一部は、液体流路５１内に流入する。したがって、第１多孔体４１、第３多孔体４３および液体流路５１によって液体流路が形成される。

第１多孔体４１の細孔内と第３多孔体４３の細孔内と液体流路５１内との液相の作動媒体２０は、毛細管力によって蒸発部ＥＰ側に移動する。途中、第１多孔体４１が分断された第１分断領域Ｒ１において、液相の作動媒体２０は、毛細管力によって、凝縮部ＣＰ側の第１多孔体４１から第２多孔体４２を通って、蒸発部ＥＰ側の第１多孔体４１に移動する。同様に、第３多孔体４３が分断された第２分断領域Ｒ２において、液相の作動媒体２０は、毛細管力によって、凝縮部ＣＰ側の第３多孔体４３から第４多孔体４４を通って、蒸発部ＥＰ側の第３多孔体４３に移動する。そして、第１多孔体４１の細孔と第３多孔体４３の細孔と液体流路５１とから蒸発部ＥＰへと、液相の作動媒体２０が供給される。蒸発部ＥＰに到達した液相の作動媒体２０は、再び蒸発部ＥＰにおける第１多孔体４１および第３多孔体４３の表面から蒸発する。

なお、図２に示すように、蒸発部ＥＰ内に液体流路５１が到達していることが好ましい。蒸発部ＥＰ内には、液体流路５１およびウィック３０が含まれてもよいし、液体流路５１が含まれずにウィック３０のみが含まれてもよいし、液体流路５１およびウィック３０が含まれなくてもよい。

また、蒸発部ＥＰ内には、曲げ線Ｌが配置されないことが好ましい。すなわち、蒸発部ＥＰ内には、第２多孔体４２および第４多孔体４４が配置されないことが好ましい。

蒸発して気相となった作動媒体２０は、再び蒸気流路５０を通って凝縮部ＣＰ側へと移動する。このように、ベーパーチャンバー１は、作動媒体２０の気－液の相変化を繰り返し利用して、蒸発部ＥＰ側で回収した熱を凝縮部ＣＰ側に繰り返し輸送することができる。

第１多孔体４１および第３多孔体４３の孔径は、各々、５０μｍ以下であることが好ましい。孔径を小さくすることで、高い毛細管力を得ることができる。第１多孔体４１および第３多孔体４３の孔径は、同じでもよく、異なっていてもよい。なお、孔の形状は特に限定されない。

第２多孔体４２および第４多孔体４４の孔径は、各々、５０μｍ以下であることが好ましい。孔径を小さくすることで、高い毛細管力を得ることができる。第２多孔体４２および第４多孔体４４の孔径は、同じでもよく、異なっていてもよい。また、第２多孔体４２の孔径は、第１多孔体４１の孔径と同じでもよく、異なっていてもよい。同様に、第４多孔体４４の孔径は、第３多孔体４３の孔径と同じでもよく、異なっていてもよい。なお、孔の形状は特に限定されない。

図２に示すように、少なくとも１組の隣り合うウィック３０の蒸発部ＥＰ側の端部同士が接続され、液体流路５１同士が連通していてもよい。また、少なくとも１組の隣り合うウィック３０の蒸発部ＥＰと反対側の端部同士、例えば、凝縮部ＣＰ側の端部同士が接続され、液体流路５１同士が連通していてもよい。

上記のとおり、ベーパーチャンバー１では、ウィック３０間に蒸気流路５０および液体流路５１が形成される。中でも、図２に示すように、蒸発部ＥＰにおける流路の密度が、蒸発部ＥＰから離れた部分における流路の密度、例えば、凝縮部ＣＰにおける流路の密度よりも高いことが好ましい。これにより、最大熱輸送量を向上させることができる。

ベーパーチャンバー１は、例えば、以下の方法により製造される。以下の例では、第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４は、銅などの金属多孔質焼結体から構成される。なお、ベーパーチャンバー１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。

まず、第１シート１１の表面のうち、第１内壁面１１ａとなる表面に、第１多孔体４１および第３多孔体４３を形成するための銅ペーストなどの金属ペーストを塗布する。金属ペーストを塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷などの印刷が挙げられる。

金属ペーストが塗布された第１シート１１を加熱することにより、金属ペーストが金属多孔質焼結体になる。その結果、第１シート１１上に第１多孔体４１および第３多孔体４３が形成される。

図８は、第１シート上に形成された第１多孔体および第３多孔体の一例を模式的に示す平面図である。図９は、図８中の矢印ＩＸに示す方向から見た第１多孔体の断面図である。図１０は、図８中の矢印Ｘに示す方向から見た第１多孔体の断面図である。

図８に示す例では、印刷などの方法により、長さ方向Ｙに沿って金属ペーストが第１シート１１上に塗布される。その結果、長さ方向Ｙに沿って第１多孔体４１および第３多孔体４３が第１シート１１上に形成される。第１多孔体４１には第１分断領域Ｒ１が形成され、第３多孔体４３には第２分断領域Ｒ２が形成される。図９に示すように、金属ペーストの塗布方向に垂直な方向から見た断面においては、第１多孔体４１の断面形状が長方形となる。同様に、第３多孔体４３の断面形状も長方形となる。一方、図１０に示すように、金属ペーストの塗布方向に平行な方向から見た断面においては、第１多孔体４１の断面形状が台形となる。同様に、第３多孔体４３の断面形状も台形となる。

別途、第２シート１２の表面のうち、第２内壁面１２ａとなる表面に、第２多孔体４２および第４多孔体４４を形成するための銅ペーストなどの金属ペーストを塗布する。金属ペーストを塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷などの印刷が挙げられる。第２多孔体４２および第４多孔体４４を形成するための金属ペーストは、第１多孔体４１および第３多孔体４３を形成するための金属ペーストと同じでもよく、異なっていてもよい。

金属ペーストが塗布された第２シート１２を加熱することにより、金属ペーストが金属多孔質焼結体になる。その結果、第２シート１２上に第２多孔体４２および第４多孔体４４が形成される。

図１１は、第２シート上に形成された第２多孔体および第４多孔体の一例を模式的に示す平面図である。図１２は、図１１中の矢印ＸＩＩに示す方向から見た第２多孔体の断面図である。図１３は、図１１中の矢印ＸＩＩＩに示す方向から見た第２多孔体の断面図である。

図１１に示す例では、印刷などの方法により、幅方向Ｘに沿って金属ペーストが第２シート１２上に塗布される。その結果、幅方向Ｘに沿って第２多孔体４２および第４多孔体４４が第２シート１２上に形成される。図１２に示すように、金属ペーストの塗布方向に平行な方向から見た断面においては、第２多孔体４２の断面形状が台形となる。同様に、第４多孔体４４の断面形状も台形となる。一方、図１３に示すように、金属ペーストの塗布方向に垂直な方向から見た断面においては、第２多孔体４２の断面形状が長方形となる。同様に、第４多孔体４４の断面形状も長方形となる。

なお、第１シート１１および第２シート１２を加熱する順序は特に限定されず、例えば、第１シート１１と第２シート１２とを接合した後でもよい。

その後、第１多孔体４１の第１分断領域Ｒ１に第２多孔体４２が嵌まり、第３多孔体４３の第２分断領域Ｒ２に第４多孔体４４が嵌まるように、第１シート１１と第２シート１２とを重ね合わせ、外縁部を接合する。この際、液相の作動媒体２０を封入するための封入口を形成しておく。これにより、内部空間を有する筐体１０が作製される。

筐体１０の封入口から液相の作動媒体２０を注入した後、封入口を塞ぐ。

以上の工程を経て、ベーパーチャンバー１が製造される。

ベーパーチャンバー１は、上記以外の方法により製造されてもよい。例えば、第２多孔体４２および第４多孔体４４を形成するための金属ペーストを塗布する方向は、第１多孔体４１および第３多孔体４３を形成するための金属ペーストを塗布する方向と同じでもよい。また、第１多孔体４１および第３多孔体４３を形成するための金属ペーストを第１シート１１上に塗布し、第２多孔体４２および第４多孔体４４を形成するための金属ペーストも第１シート１１上に塗布してもよい。あるいは、第１多孔体４１および第３多孔体４３を形成するための金属ペーストを第２シート１２上に塗布し、第２多孔体４２および第４多孔体４４を形成するための金属ペーストも第２シート１２上に塗布してもよい。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るベーパーチャンバーでは、第１分断領域には、第１多孔体が延びる方向に複数の第２多孔体が配置され、第２分断領域には、第３多孔体が延びる方向に複数の第４多孔体が配置されている。

図１４は、本発明の第２実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。

図１４に示すベーパーチャンバー２では、第１分断領域Ｒ１には、第１多孔体４１が延びる方向に複数の第２多孔体４２が配置されている。図示されていないが、第２分断領域Ｒ２には、第３多孔体４３が延びる方向に複数の第４多孔体４４が配置されている。図１４に示す例では、第１分断領域Ｒ１に５つの第２多孔体４２が配置されているが、第１分断領域Ｒ１には、２つ以上の第２多孔体４２が配置されていればよい。同様に、第２分断領域Ｒ２には、２つ以上の第４多孔体４４が配置されていればよい。

第１分断領域Ｒ１に複数の第２多孔体４２が配置され、第２分断領域Ｒ２に複数の第４多孔体４４が配置されることで、各々の第２多孔体４２または第４多孔体４４が配置されている箇所で筐体１０を曲げることができる。そのため、第１実施形態で説明した曲げ角度θ_１およびθ_３よりも大きな角度で筐体１０を曲げることができる。

第１分断領域Ｒ１に配置される第２多孔体４２の数は、第２分断領域Ｒ２に配置される第４多孔体４４の数と異なってもよいが、同じであることが好ましい。第１分断領域Ｒ１に配置される第２多孔体４２の形状は、第２分断領域Ｒ２に配置される第４多孔体４４の形状と異なってもよいが、同じであることが好ましい。

第１多孔体４１が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第２多孔体４２の形状は、それぞれ同じでもよく、異なるものが含まれてもよい。同様に、第３多孔体４３が延びる方向および厚さ方向Ｚに沿った断面において、第４多孔体４４の形状は、それぞれ同じでもよく、異なるものが含まれてもよい。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーでは、第１多孔体は、複数の第１分断領域を有し、第３多孔体は、複数の第２分断領域を有する。１組の隣り合う第１分断領域および第２分断領域を結ぶ曲げ線のうち、少なくとも１本の曲げ線を境に曲げられる筐体の向きは、別の曲げ線を境に曲げられる筐体の向きと同じである。

図１５は、本発明の第３実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。

図１５に示すベーパーチャンバー３では、第１多孔体４１は、複数の第１分断領域Ｒ１を有する。図示されていないが、第３多孔体４３は、複数の第２分断領域Ｒ２を有する。図１５に示す例では、第１多孔体４１は、２つの第１分断領域Ｒ１を有しているが、３つ以上の第１分断領域Ｒ１を有してもよい。同様に、第３多孔体４３は、２つの第２分断領域Ｒ２を有してもよく、３つ以上の第２分断領域Ｒ２を有してもよい。

１組の隣り合う第１分断領域Ｒ１および第２分断領域Ｒ２を結ぶ曲げ線Ｌ１およびＬ２のうち、１本の曲げ線Ｌ１を境に曲げられる筐体１０の向きは、別の曲げ線Ｌ２を境に曲げられる筐体１０の向きと同じである。

第１多孔体４１が複数の第１分断領域Ｒ１を有し、第３多孔体４３が複数の第２分断領域Ｒ２を有することで、曲げ部と直線部とを組み合わせることができる。そのため、空間の形状に合わせて筐体１０を曲げることができる。

第１多孔体４１が３つ以上の第１分断領域Ｒ１を有し、第３多孔体４３が３つ以上の第２分断領域Ｒ２を有する場合、１組の隣り合う第１分断領域Ｒ１および第２分断領域Ｒ２を結ぶ曲げ線のうち、少なくとも１本の曲げ線Ｌ１を境に曲げられる筐体１０の向きが、別の曲げ線Ｌ２を境に曲げられる筐体１０の向きと同じであればよい。

第１多孔体４１が有する第１分断領域の数は、第３多孔体４３が有する第２分断領域Ｒ２の数と異なってもよいが、同じであることが好ましい。

それぞれの第１分断領域Ｒ１に配置される第２多孔体４２の数は、同じでもよく、異なっていてもよい。同様に、それぞれの第２分断領域Ｒ２に配置される第４多孔体４４の数は、同じでもよく、異なっていてもよい。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーでは、第１多孔体は、複数の第１分断領域を有し、第３多孔体は、複数の第２分断領域を有する。１組の隣り合う第１分断領域および第２分断領域を結ぶ曲げ線のうち、少なくとも１本の曲げ線を境に曲げられる筐体の向きは、別の曲げ線を境に曲げられる筐体の向きと異なる。

図１６は、本発明の第４実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。

図１６に示すベーパーチャンバー４では、第１多孔体４１は、複数の第１分断領域Ｒ１を有する。図示されていないが、第３多孔体４３は、複数の第２分断領域Ｒ２を有する。図１６に示す例では、第１多孔体４１は、２つの第１分断領域Ｒ１を有しているが、３つ以上の第１分断領域Ｒ１を有してもよい。同様に、第３多孔体４３は、２つの第２分断領域Ｒ２を有してもよく、３つ以上の第２分断領域Ｒ２を有してもよい。

１組の隣り合う第１分断領域Ｒ１および第２分断領域Ｒ２を結ぶ曲げ線Ｌ１およびＬ２のうち、１本の曲げ線Ｌ１を境に曲げられる筐体１０の向きは、別の曲げ線Ｌ２を境に曲げられる筐体１０の向きと異なる。

第１多孔体４１が複数の第１分断領域Ｒ１を有し、第３多孔体４３が複数の第２分断領域Ｒ２を有することで、曲げ部と直線部とを組み合わせることができる。そのため、第３実施形態と同様、空間の形状に合わせて筐体１０を曲げることができる。

第１多孔体４１が３つ以上の第１分断領域Ｒ１を有し、第３多孔体４３が３つ以上の第２分断領域Ｒ２を有する場合、１組の隣り合う第１分断領域Ｒ１および第２分断領域Ｒ２を結ぶ曲げ線のうち、少なくとも１本の曲げ線Ｌ１を境に曲げられる筐体１０の向きが、別の曲げ線Ｌ２を境に曲げられる筐体１０の向きと異なっていればよい。

第１多孔体４１が有する第１分断領域の数は、第３多孔体４３が有する第２分断領域Ｒ２の数と異なってもよいが、同じであることが好ましい。

それぞれの第１分断領域Ｒ１に配置される第２多孔体４２の数は、同じでもよく、異なっていてもよい。同様に、それぞれの第２分断領域Ｒ２に配置される第４多孔体４４の数は、同じでもよく、異なっていてもよい。

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係るベーパーチャンバーでは、厚さ方向に垂直な断面を見たとき、１組の隣り合う第１分断領域および第２分断領域を結ぶ曲げ線は、筐体の輪郭線に対して傾斜している。

図１７は、本発明の第５実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。

図１７に示すベーパーチャンバー５では、厚さ方向Ｚに垂直な断面を見たとき、１組の隣り合う第１分断領域Ｒ１および第２分断領域Ｒ２を結ぶ曲げ線Ｌは、筐体１０の輪郭線に対して傾斜している。

１組の隣り合う第１分断領域Ｒ１および第２分断領域Ｒ２を結ぶ曲げ線Ｌが筐体１０の輪郭線に対して傾斜していることで、空間の形状に合わせて筐体１０を曲げることができる。

［第６実施形態］
第６実施形態では、ウィックが第１多孔体と第２多孔体とを含み、第３多孔体と第４多孔体とを含まない点が第１実施形態～第５実施形態と異なる。

図１８は、本発明の第６実施形態に係るベーパーチャンバーの一例を模式的に示す断面図である。図１９は、図１８に示すベーパーチャンバーのＸＩＸ－ＸＩＸ線に沿った断面図である。

図１８に示すベーパーチャンバー６では、ウィック３０Ａは、第１多孔体４１と第２多孔体４２とを含む。図２に示すベーパーチャンバー１と異なり、ウィック３０Ａは、第３多孔体４３と第４多孔体４４とを含まない。そのため、ベーパーチャンバー６では、液体流路５１は形成されないが、第１多孔体４１および第２多孔体４２によって液体流路が形成される。

図１８に示すように、第１多孔体４１は、厚さ方向Ｚに垂直な方向（本実施形態では長さ方向Ｙ）に沿って延びている。図１８に示すように、第１多孔体４１は、その延びる方向において第１分断領域Ｒ１を介して分断されている。

図１８および図１９に示すように、隣り合うウィック３０の間には、蒸気流路５０が形成されている。

図１８に示すように、第２多孔体４２は、第１分断領域Ｒ１に嵌まるように、第１多孔体４１と隙間を空けて配置されている。

ベーパーチャンバー６において、筐体１０は、第１分断領域Ｒ１を含む曲げ線Ｌ（図１８参照）を境に曲げることが可能である。

以上のように、ウィック３０Ａが第３多孔体４３と第４多孔体４４とを含まず、第１多孔体４１と第２多孔体４２とを含むベーパーチャンバー６においても、ベーパーチャンバー１と同様の効果が期待できる。

本発明の第６実施形態に係るベーパーチャンバーは、ウィックが第３多孔体と第４多孔体とを含まない点を除いて、本発明の第１実施形態と同様の構成を有する。

本発明の第６実施形態に係るベーパーチャンバーでは、本発明の第２実施形態と同様に、第１分断領域には、第１多孔体が延びる方向に複数の第２多孔体が配置されていてもよい。

本発明の第６実施形態に係るベーパーチャンバーでは、本発明の第３実施形態と同様に、第１多孔体は、複数の第１分断領域を有し、それぞれの第１分断領域を含む曲げ線のうち、少なくとも１本の曲げ線を境に曲げられる筐体の向きは、別の曲げ線を境に曲げられる筐体の向きと同じであってもよい。

本発明の第６実施形態に係るベーパーチャンバーでは、本発明の第４実施形態と同様に、第１多孔体は、複数の第１分断領域を有し、それぞれの第１分断領域を含む曲げ線のうち、少なくとも１本の曲げ線を境に曲げられる筐体の向きは、別の曲げ線を境に曲げられる筐体の向きと異なっていてもよい。

本発明の第６実施形態に係るベーパーチャンバーでは、本発明の第５実施形態と同様に、厚さ方向に垂直な断面を見たとき、第１分断領域を含む曲げ線は、筐体の輪郭線に対して傾斜していてもよい。

［その他の実施形態］
本発明の熱拡散デバイスは、上記実施形態に限定されるものではなく、熱拡散デバイスの構成、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。

本発明の熱拡散デバイスにおいて、厚さ方向Ｚから見た筐体１０の平面形状は特に限定されず、例えば、三角形または矩形などの多角形、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。また、筐体１０の平面形状は、Ｌ字型、Ｃ字型（コの字型）などであってもよい。また、筐体１０の内部に貫通口を有していてもよい。筐体１０の平面形状は、熱拡散デバイスの用途、熱拡散デバイスの組み入れ箇所の形状、近傍に存在する他の部品に応じた形状であってもよい。

上記実施形態では、第１多孔体４１および第２多孔体４２を含むウィック３０は、厚さ方向Ｚからの筐体１０の平面視で、筐体１０の内部空間の全体に配置される例を示したが、局所的に配置されてもよい。例えば、厚さ方向Ｚからの筐体１０の平面視で、筐体１０の内部空間の縁端に沿ってのみウィック３０が配置されてもよいし、筐体１０の短手方向の中央部付近にのみウィック３０が配置されてもよい。

本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体１０が第１シート１１および第２シート１２から構成される場合、第１シート１１と第２シート１２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。

本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体１０が第１シート１１および第２シート１２から構成される場合、第１シート１１を構成する材料と、第２シート１２を構成する材料と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１１に用いることにより、筐体１０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。

本発明の熱拡散デバイスでは、第１多孔体４１が延びる方向に垂直な断面において、第１多孔体４１は、厚さ方向Ｚで幅が一定であってもよく、厚さ方向Ｚで幅が一定でなくてもよい。例えば、第１多孔体４１が延びる方向に垂直な断面において、第１多孔体４１は、第１内壁面１１ａ側の端部の幅よりも第２内壁面１２ａ側の端部の幅が狭くてもよい。この場合、幅が一定である部分が含まれてもよい。

本発明の熱拡散デバイスでは、ウィック３０が第３多孔体４３と第４多孔体４４とを含む場合、第３多孔体４３が延びる方向に垂直な断面において、第３多孔体４３は、厚さ方向Ｚで幅が一定であってもよく、厚さ方向Ｚで幅が一定でなくてもよい。例えば、第３多孔体４３が延びる方向に垂直な断面において、第３多孔体４３は、第１内壁面１１ａ側の端部の幅よりも第２内壁面１２ａ側の端部の幅が狭くてもよい。この場合、幅が一定である部分が含まれてもよい。

本発明の熱拡散デバイスにおいて、筐体１０は、複数の蒸発部ＥＰを有してもよい。

本発明の熱拡散デバイスでは、図２に示すベーパーチャンバー１と異なり、幅方向Ｘおよび長さ方向Ｙに対して斜めの方向に沿って延びるウィック３０が存在してもよい。例えば、ウィック３０は、蒸発部ＥＰから放射状に延びてもよい。

本発明の熱拡散デバイスでは、蒸気流路５０内に、筐体１０の第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａを内側から支持する複数の支柱が配置されていてもよい。

蒸気流路５０内に複数の支柱が配置される場合、支柱間は、蒸気流路５０が分断される。支柱は、筐体１０の第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａを内側から支持する。液体流路５１の本数が少ない場合には、蒸気流路５０内に支柱を配置することによって筐体１０を支持することが可能である。

蒸気流路５０内に複数の支柱が配置される場合、全ての蒸気流路５０内に支柱が配置されることが好ましいが、支柱が配置されない蒸気流路５０が存在してもよい。

支柱は、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａの両方に接していてもよく、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａのいずれか一方に接していてもよく、第１内壁面１１ａおよび第２内壁面１２ａの両方に接していなくてもよい。

支柱を形成する材料は、特に限定されないが、例えば、樹脂、金属、セラミックス、またはそれらの混合物、積層物等が挙げられる。また、支柱は、筐体１０と一体であってもよく、例えば、第１シート１１または第２シート１２の内壁面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。

支柱の形状は、筐体１０を支持できる形状であれば特に限定されないが、支柱の高さ方向に垂直な断面の形状としては、例えば、矩形等の多角形、円形、楕円形等が挙げられる。

支柱の高さは、特に限定されず、ウィック３０の高さと同じでもよく、異なっていてもよい。

支柱の高さは、一の熱拡散デバイスにおいて、同じであってもよく、異なっていてもよい。例えば、ある領域における支柱の高さと、別の領域における支柱の高さが異なっていてもよい。

支柱の幅は、熱拡散デバイスの筐体の変形を抑制できる強度を与えるものであれば特に限定されないが、支柱の端部の高さ方向に垂直な断面の円相当径は、例えば１００μｍ以上２０００μｍ以下であり、好ましくは３００μｍ以上１０００μｍ以下である。支柱の円相当径を大きくすることにより、熱拡散デバイスの筐体の変形をより抑制することができる。一方、支柱の円相当径を小さくすることにより、作動媒体の蒸気が移動するための空間をより広く確保することができる。

支柱の配置は、特に限定されないが、好ましくは所定の領域において均等に、より好ましくは全体にわたって均等に、例えば支柱間の距離が一定となるように配置される。支柱を均等に配置することにより、熱拡散デバイス全体にわたって均一な強度を確保することができる。

本発明の熱拡散デバイスは、第１多孔体４１、第２多孔体４２、第３多孔体４３および第４多孔体４４以外のウィックをさらに備えてもよい。例えば、本発明の熱拡散デバイスは、第１内壁面に沿って配置されたウィック、および、第２内壁面に沿って配置されたウィックのうち、少なくとも一方のウィックをさらに備えてもよい。

第１内壁面に沿って配置されたウィックおよび第２内壁面に沿って配置されたウィックは、毛細管力により作動媒体を移動させることができる毛細管構造を有するウィックであれば特に限定されない。ウィックの毛細管構造は、従来の熱拡散デバイスにおいて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。

第１内壁面に沿って配置されたウィックおよび第２内壁面に沿って配置されたウィックの材料は特に限定されず、例えば、エッチング加工または金属加工により形成される金属多孔膜、メッシュ、不織布、焼結体、多孔体などが用いられる。ウィックの材料となるメッシュは、例えば、金属メッシュ、樹脂メッシュ、もしくは表面コートしたそれらのメッシュから構成されるものであってよく、好ましくは銅メッシュ、ステンレス（ＳＵＳ）メッシュまたはポリエステルメッシュから構成される。ウィックの材料となる焼結体は、例えば、金属多孔質焼結体、セラミックス多孔質焼結体から構成されるものであってよく、好ましくは銅またはニッケルの多孔質焼結体から構成される。ウィックの材料となる多孔体は、例えば、金属多孔体、セラミックス多孔体、樹脂多孔体から構成されるもの等であってもよい。

第１内壁面に沿って配置されたウィックおよび第２内壁面に沿って配置されたウィックの大きさおよび形状は、特に限定されないが、例えば、筐体の内部において蒸発部から凝縮部まで連続して設置できる大きさおよび形状を有することが好ましい。

第１内壁面に沿って配置されたウィックおよび第２内壁面に沿って配置されたウィックの厚さは、特に限定されないが、各々、例えば２μｍ以上２００μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以上４０μｍ以下である。第１内壁面に沿って配置されたウィックおよび第２内壁面に沿って配置されたウィックの厚さは、部分的に異なっていてもよい。第１内壁面に沿って配置されたウィックの厚さは、第２内壁面に沿って配置されたウィックの厚さと同じでもよく、異なっていてもよい。

本発明の熱拡散デバイスは、放熱を目的として電子機器に搭載され得る。したがって、本発明の熱拡散デバイスを備える電子機器も本発明の１つである。本発明の電子機器としては、例えばスマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン、ゲーム機器、ウェアラブルデバイス等が挙げられる。本発明の熱拡散デバイスは上記のとおり、外部動力を必要とせず自立的に作動し、作動媒体の蒸発潜熱および凝縮潜熱を利用して、二次元的に高速で熱を拡散することができる。そのため、本発明の熱拡散デバイスを備える電子機器により、電子機器内部の限られたスペースにおいて、放熱を効果的に実現することができる。

本発明の熱拡散デバイスは、携帯情報端末等の分野において、広範な用途に使用できる。例えば、ＣＰＵ等の熱源の温度を下げ、電子機器の使用時間を延ばすために使用することができ、スマートフォン、タブレット端末、ノートパソコン等に使用することができる。

１、１Ａ、２、３、４、５、６ ベーパーチャンバー（熱拡散デバイス）
１０ 筐体
１１ 第１シート
１１ａ 第１内壁面
１２ 第２シート
１２ａ 第２内壁面
２０ 作動媒体
３０、３０Ａ ウィック
４１ 第１多孔体
４２、４２Ａ 第２多孔体
４３ 第３多孔体
４４ 第４多孔体
５０ 蒸気流路
５１ 液体流路
ＣＰ 凝縮部
ＥＰ 蒸発部
ＨＳ 熱源
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２ 曲げ線
Ｒ１ 第１分断領域
Ｒ２ 第２分断領域
Ｘ 幅方向
Ｙ 長さ方向
Ｚ 厚さ方向
α_２ 第２多孔体の鋭角の角度
θ_１ 曲げ線に最も近い第１多孔体が配置された筐体の外壁面に対する、その第１多孔体に最も近い第２多孔体が配置された筐体の外壁面の曲げ角度

Claims (14)

1. 厚さ方向に対向する第１内壁面および第２内壁面を有する筐体と、
   前記筐体の内部空間に封入された作動媒体と、
   前記筐体の内部空間に配置されたウィックと、を備え、
   前記ウィックは、前記筐体の前記第１内壁面および前記第２内壁面を内側から支持する、第１多孔体と第２多孔体とを含み、
   前記第１多孔体は、前記厚さ方向に垂直な方向に沿って延び、かつ、その延びる方向において第１分断領域を介して分断され、
   前記第２多孔体は、前記第１分断領域に嵌まるように、前記第１多孔体と隙間を空けて配置されている、熱拡散デバイス。
2. 前記ウィックは、前記筐体の前記第１内壁面および前記第２内壁面を内側から支持する、第３多孔体と第４多孔体とをさらに含み、
   前記第３多孔体は、前記第１多孔体が延びる方向に沿って延び、かつ、その延びる方向において第２分断領域を介して分断され、
   前記第１多孔体と前記第３多孔体との間には、前記第１多孔体および前記第３多孔体が延びる方向に沿って液体流路が形成され、
   前記第４多孔体は、前記第２分断領域に嵌まるように、前記第３多孔体と隙間を空けて配置されている、請求項１に記載の熱拡散デバイス。
3. 前記厚さ方向に垂直な断面を見て、前記第１多孔体が延びる方向と直交する方向における多孔体の寸法を幅と定義したとき、前記第２多孔体の幅は前記第１多孔体の幅よりも大きい、請求項１または２に記載の熱拡散デバイス。
4. 前記第１多孔体が延びる方向および前記厚さ方向に沿った断面を見たとき、前記第２多孔体が鋭角を１点以上有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
5. 前記第１多孔体が延びる方向および前記厚さ方向に沿った断面を見たとき、前記第１多孔体が鋭角を１点以上有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
6. 前記第１分断領域を含む曲げ線を境に前記筐体が曲げられており、
   前記第１多孔体が延びる方向および前記厚さ方向に沿った断面を見たとき、前記筐体が曲げられた状態において、前記曲げ線を挟んだ前記第１多孔体と前記第２多孔体との間隔が、０ｍｍ以上０．１ｍｍ以下である、請求項１～５のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
7. 前記第１分断領域を含む曲げ線を境に前記筐体が曲げられており、
   前記第１多孔体が延びる方向および前記厚さ方向に沿った断面を見たとき、前記第２多孔体が鋭角を１点以上有し、かつ、前記筐体が曲げられた状態において、前記曲げ線に最も近い前記第１多孔体が配置された前記筐体の外壁面に対する、その第１多孔体に最も近い前記第２多孔体が配置された前記筐体の外壁面の曲げ角度θ_１と、その第２多孔体の鋭角の角度α_２との関係が、０°＜θ_１≦９０°－α_２を満たす、請求項１～６のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
8. 前記第１分断領域を含む曲げ線を境に前記筐体が曲げられており、
   前記第１多孔体が延びる方向および前記厚さ方向に沿った断面を見たとき、前記第１多孔体が鋭角を１点以上有し、かつ、前記筐体が曲げられた状態において、前記曲げ線に最も近い前記第１多孔体が配置された前記筐体の外壁面に対する、その第１多孔体に最も近い前記第２多孔体が配置された前記筐体の外壁面の曲げ角度θ_１と、その第１多孔体の鋭角の角度α_１との関係が、０°＜θ_１≦９０°－α_１を満たす、請求項１～６のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
9. 前記第１分断領域を含む曲げ線を境に前記筐体が曲げられており、
   前記第１多孔体が延びる方向および前記厚さ方向に沿った断面を見たとき、前記筐体が曲げられた状態において、前記曲げ線に最も近い前記第１多孔体が配置された前記筐体の外壁面に対する、その第１多孔体に最も近い前記第２多孔体が配置された前記筐体の外壁面の曲げ角度θ_１は、１０°以上４５°以下である、請求項１～８のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
10. 前記第１分断領域には、前記第１多孔体が延びる方向に複数の前記第２多孔体が配置されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
11. 前記第１多孔体は、複数の前記第１分断領域を有し、
    それぞれの前記第１分断領域を含む曲げ線のうち、少なくとも１本の曲げ線を境に曲げられる前記筐体の向きは、別の曲げ線を境に曲げられる前記筐体の向きと同じである、請求項１～１０のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
12. 前記第１多孔体は、複数の前記第１分断領域を有し、
    それぞれの前記第１分断領域を含む曲げ線のうち、少なくとも１本の曲げ線を境に曲げられる前記筐体の向きは、別の曲げ線を境に曲げられる前記筐体の向きと異なる、請求項１～１０のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
13. 前記厚さ方向に垂直な断面を見たとき、前記第１分断領域を含む曲げ線は、前記筐体の輪郭線に対して傾斜している、請求項１～１２のいずれか１項に記載の熱拡散デバイス。
14. 請求項１～１３のいずれか１項に記載の熱拡散デバイスを備える、電子機器。

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