JP7517382B2 - ベーパーチャンバー、及び電子機器 - Google Patents

Description

本発明は密閉空間に封入された作動流体を相変化を伴いつつ還流することより熱輸送を行うベーパーチャンバーに関する。

パソコン並びに携帯電話及びタブレット端末等の携帯型端末に代表される電子機器に備えられているＣＰＵ（中央演算処理装置）等の電子部品からの発熱量は、情報処理能力の向上により増加する傾向にあり、これを冷却する技術が重要となっている。このような冷却のための手段としてヒートパイプがよく知られている。これはパイプ内に封入された作動流体により、熱源における熱を他の部位に輸送することで拡散させ、熱源を冷却するものである。

一方、近年においてこれら電子機器の薄型化が顕著であり、従来のヒートパイプよりも薄型の冷却手段が必要となってきた。これに対して例えば特許文献１に記載のようなベーパーチャンバーが提案されている。

ベーパーチャンバーはヒートパイプによる熱輸送の考え方を平板状の部材に展開した機器である。すなわち、ベーパーチャンバーでは、対向する平板の間に作動流体が封入されており、この作動流体が相変化を伴いつつ還流することで熱輸送を行い、熱源における熱を輸送及び拡散して熱源を冷却する。

より具体的には、ベーパーチャンバーの対向する平板間には蒸気用流路と凝縮液用流路とが設けられ、ここに作動流体が封入されている。ベーパーチャンバーを熱源に配置すると、熱源の近くにおいて作動流体は熱源からの熱を受けて蒸発し、気体（蒸気）となって蒸気用流路を移動する。これにより熱源からの熱が熱源から離れた位置に円滑に輸送され、その結果熱源が冷却される。
熱源からの熱を輸送した気体状態の作動流体は熱源から離れた位置にまで移動し、周囲に熱を吸収されることで冷却されて凝縮し、液体状態に相変化する。相変化した液体状態の作動流体は凝縮液用流路を通り、熱源の位置にまで戻ってまた熱源からの熱を受けて蒸発して気体状態に変化する。
以上のような循環により熱源から発生した熱が熱源から離れた位置に輸送され熱源が冷却される。

特許文献１には、このような蒸気用流路（蒸気通路）と凝縮液用流路（ウィック）とが形成されたシート型のヒートパイプ（ベーパーチャンバー）が開示されている。

特開２００８－５１４０７号公報

しかしながら、電子機器の薄型化に対応するためにベーパーチャンバーも薄型化すると、冷却能力（熱輸送能力）が十分に得られない問題があった。

そこで本発明は、薄型化しても高い熱輸送能力を得ることができるベーパーチャンバーを提供することを課題とする。またこのベーパーチャンバーを備える電子機器を提供する。

発明者は鋭意検討の結果、ベーパーチャンバーを薄くすると、作動流体が蒸発した部位の近くで蒸気流路が凝縮液により塞がれてしまう状態となり、蒸気の移動が阻害される知見を得た。蒸気の移動が阻害されると作動流体の還流が円滑に行われないため熱輸送能力が低下してしまう。
ベーパーチャンバーの薄型化が進むと蒸気流路の深さが制限され、蒸気流路の断面積を大きくして流路抵抗を下げるためには蒸気流路の幅を広げることになる。結果として薄型のベーパーチャンバーにおいて、蒸気流路は扁平形状となる。このとき蒸気流路が扁平形状となることで伝熱性能が向上して凝縮しやすくなるため、凝縮液による蒸気流路の閉塞が助長されると考えられる。また、扁平形状となると蒸気流路の高さが小さいため凝縮液が蒸気流路の平面方向へ広がりやすくなり、これによっても蒸気流路の閉塞が助長されると考えられる 。
これに対する１つの方法としては、例えば蒸気流路の幅を広げることで、流路断面積を大きく確保して凝縮液による蒸気流路の閉塞を防止することは可能である。しかしながら、１つの蒸気流路の幅を広くすると、蒸気流路に接する凝縮液流路が少なくなるので、蒸気輸送能力に対し凝縮液の供給が足りなくなり、熱輸送能力が低下してしまう。また、蒸気流路内が減圧されたとき、外圧との圧力差を蒸気流路の周囲の金属が支えきれず、蒸気流路がつぶれてしまう可能性が高くなる。さらに、蒸気流路の幅を広げるとベーパーチャンバーを構成する重ね合わせた２枚のシートの接合面積が低下する虞があり耐久性にも問題が生じる可能性がある。
従って、発明者は、熱輸送能力をできるだけ低下させないために蒸気流路の流路断面積を広げることなく、凝縮液による蒸気流路の閉塞を防止する手段が必要であるとの考えに至り次のような着想を得た。図２３（ａ）～図２３（ｃ）に模式図を表した。

図２３（ａ）に示したように幅がＷ、高さがＨである矩形断面を有する１つの蒸気流路を考える。ここで蒸気流路はＷ＞Ｈであり、いわゆる扁平断面の形状を備えた流路である。
作動流体は蒸気流路の内表面で凝縮するとともに、凝縮液は表面張力により球状となるように力が働き、自由表面を形成できる方向に対しては等しい大きさとなる。そうすると、薄幅化によりその高さ（厚さ方向大きさ）が小さくなった蒸気流路では、図２３（ｂ）に示したように、凝縮液は高さ方向についてはＨに制限され、流路の長さ方向及び幅方向には自由表面を作り同じ大きさＷ_１となる。
さらに凝縮液が大きくなり、図２３（ｃ）のように、凝縮液がちょうど蒸気流路を塞いだときには、凝縮液の幅は蒸気流路の幅Ｗと同じであるため、流路の長さ方向における凝縮液の大きさもＷとなる。

従って、発明者は蒸気流路の長さ方向において、少なくとも蒸気流路の幅と同じ大きさ毎に凝縮液を蒸気流路から移動させる（除外する）手段を設けることにより、薄型化しても凝縮液により蒸気流路が閉塞されてしまうことを回避し、作動流体を円滑に還流させることができると着想し、これを具体化することにより本発明を完成させた。以下、本発明について説明する。

本発明の１つの態様は、第一シート、及び第一シートに重ねて接合された第二シートを有し、第一シートと第二シートとの間には密閉された空間が形成されており、該空間に作動流体が封入されたベーパーチャンバーであって、密閉空間には、第一シートと第二シートとの重ね合わせにより、作動流体が凝縮した液が流れる複数の凝縮液流路と、作動流体が気化した蒸気が流れる蒸気流路と、が形成され、蒸気流路と蒸気流路に隣り合う凝縮液流路とは、複数の開口部により連通されており、複数の開口部のピッチが蒸気流路の幅の大きさ以下となる開口部があるベーパーチャンバーである。

本発明のベーパーチャンバーによれば、薄型化されても蒸気流路が凝縮液で閉塞される前に凝縮液が凝縮液流路に入るため、蒸気流路が閉塞されることなく作動流体の円滑な還流が促進され、熱輸送能力を高めることができる。

図１（ａ）はベーパーチャンバー１の斜視図、図１（ｂ）はベーパーチャンバー１の分解斜視図である。 図２（ａ）は第一シート１０の斜視図、図２（ｂ）は第一シート１０の平面図である。 図３は第一シート１０の切断面である。 図４（ａ）、図４（ｂ）は第一シート１０の他の切断面である。 図５は外周液流路部１４を平面視して一部を拡大して表した図である。 図６は他の例の外周液流路部１４を平面視して一部を拡大して表した図である。 図７は液流路溝１４ａの断面形状が半楕円形である例である。 図８（ａ）は内側液流路部１５に注目した切断面、図８（ｂ）は内側液流路部１５を平面視して一部を拡大して表した図である。 図９は蒸気流路溝１６の断面形状が半楕円形である例である。 図１０（ａ）は第二シート２０の斜視図、図１０（ｂ）は第二シート２０の平面図である。 図１１は第二シート２０の切断面である。 図１２は第二シート２０の他の切断面である。 図１３はベーパーチャンバー１の切断面である。 図１４は、図１３の一部を拡大した図である。 図１５は、図１４のＸＶ－ＸＶ矢視断面図である。 図１６（ａ）、図１６（ｂ）は蒸気流路幅が変化する場合の例について説明する図である。 図１７はベーパーチャンバー１の他の切断面である。 図１８はベーパーチャンバー１’の切断面である。 図１９（ａ）、図１９（ｂ）はベーバーチャンバー１’の変形例である。 図２０はベーパーチャンバー１”の切断面である。 電子機器４０を説明する斜視図である。 図２２はベーパーチャンバー１の作動を説明する図である。 図２３（ａ）～図２３（ｃ）は蒸気流路内の凝縮液について説明する図である。

以下、本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし、本発明はこれら形態に限定されるものではない。なお、以下に示す図面では分かりやすさのため部材の大きさや比率を変更または誇張して記載することがある。また、見やすさのため説明上不要な部分の図示や繰り返しとなる符号は省略することがある。

図１（ａ）には１つの形態にかかるベーパーチャンバー１の外観斜視図、図１（ｂ）にはベーパーチャンバー１の分解斜視図を表した。これら図及び以下に示す各図には必要に応じて便宜のため、互いに直交する方向を表す矢印（ｘ、ｙ、ｚ）も表した。ここでｘｙ面内方向は平板状であるベーパーチャンバー１の板面に沿った方向であり、ｚ方向は厚さ方向である。

ベーパーチャンバー１は、図１（ａ）、図１（ｂ）からわかるように第一シート１０及び第二シート２０を有している。そして、後で説明するように、この第一シート１０と第二シート２０とが重ねられて接合（拡散接合、ろう付け等）されていることにより第一シート１０と第二シート２０との間に密閉空間２が形成され（例えば図１３参照）、この密閉空間２に作動流体が封入されている。

本形態で第一シート１０は全体としてシート状の部材である。図２（ａ）には第一シート１０を内面１０ａ側から見た斜視図、図２（ｂ）には第一シート１０を内面１０ａ側から見た平面図をそれぞれ表した。また、図３には図２（ｂ）のＩＩＩ－ＩＩＩで切断したときの第一シート１０の切断面を示した。
第一シート１０は、内面１０ａ、該内面１０ａとは反対側となる外面１０ｂ及び内面１０ａと外面１０ｂとを連結して厚さを形成する側面１０ｃを備え、内面１０ａ側に作動流体が還流する流路のためのパターンが形成されている。後述するようにこの第一シート１０の内面１０ａと第二シート２０の内面２０ａとが対向するようにして重ね合わされることで密閉空間２が形成される。

このような第一シート１０は本体１１及び注入部１２を備えている。本体１１は作動流体が還流する部位を形成するシート状であり、本形態では平面視で角が円弧（いわゆるＲ）にされた長方形である。
注入部１２は第一シート１０と第二シート２０により形成された密閉空間２（例えば図１３参照）に対して作動流体を注入する部位であり、本形態では本体１１の平面視長方形である一辺から突出する平面視四角形のシート状である。本形態では第一シート１０の注入部１２は内面１０ａ側も外面１０ｂ側も平坦面とされている。

このような第一シート１０の厚さは特に限定されることはないが、０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。これにより薄型のベーパーチャンバーとして適用できる場面を多くすることができる。
また、第一シート１０を構成する材料も特に限定されることはないが、熱伝導率が高い金属であることが好ましい。これには例えば銅、銅合金を挙げることができる。

本体１１の内面１０ａ側には、作動流体が還流するための構造が形成されている。具体的には、本体１１の内面１０ａ側には、外周接合部１３、外周液流路部１４、内側液流路部１５、蒸気流路溝１６、及び、蒸気流路連通溝１７が具備されて構成されている。

外周接合部１３は、本体１１の内面１０ａ側に、該本体１１の外周に沿って形成された平坦面である。この外周接合部１３が第二シート２０の外周接合部２３に重なって接合（拡散接合、ろう付け等）されることにより、第一シート１０と第二シート２０との間に密閉空間２が形成され、ここに作動流体が封入される。
図２（ｂ）、図３にＡ_１０で示した外周接合部１３の幅は必要に応じて適宜設定することができるが、０．８ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。この幅が０．８ｍｍより小さくなると第一シートと第二シートとの接合時における位置ずれが生じた際に接合面積が不足する虞がある。また、この幅が３ｍｍより大きくなると、密閉空間の内容積が小さくなり蒸気流路や凝縮液流路が十分確保できなくなる虞がある。

また外周接合部１３のうち、本体１１の四隅には厚さ方向（ｚ方向）に貫通する穴１３ａが設けられている。この穴は第二シート２０との重ね合せの際の位置決め手段として機能する。

外周液流路部１４は、液流路部として機能し、作動流体が凝縮して液化した際に通る凝縮液流路３の一部を構成する部位である。図４（ａ）には図３のうち矢印ＩＶａで示した部分、図４（ｂ）には図２（ｂ）にＩＶｂ－ＩＶｂで切断される部位の切断面を示した。いずれの図にも外周液流路部１４の断面形状が表れている。また、図５には図４（ａ）に矢印Ｖで示した方向から見た外周液流路部１４を平面視した拡大図を表した。

これら図からわかるように、外周液流路部１４は本体１１の内面１０ａのうち、外周接合部１３の内側に沿って形成され、密閉空間２の外周に沿って環状となるように設けられている。また、外周液流路部１４には、本体１１の外周方向に平行に延びる複数の溝である液流路溝１４ａが形成され、複数の液流路溝１４ａが、該液流路溝１４ａが延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で配置されている。従って、図４（ａ）、図４（ｂ）からわかるように外周液流路部１４ではその断面において凹部である液流路溝１４ａと液流路溝１４ａの間である凸部１４ｂとが凹凸を繰り返して形成されている。
ここで液流路溝１４は溝であることから、その断面形状において、底部、及び底部とは向かい合わせとなる反対側の部位に開口を備えている。

また、このように複数の液流路溝１４ａを備えることで、１つ当たりの液流路溝１４ａの深さ及び幅を小さくし、凝縮液流路３（図１４参照）の流路断面積を小さくして大きな毛管力を利用することができる。一方、液流路溝１４ａを複数とすることにより合計した全体としての凝縮液流路３の流路断面積は適する大きさが確保され、必要な流量の凝縮液を流すことができる。

さらに、外周液流路部１４では、図５からわかるように隣り合う液流路溝１４ａは、所定の間隔で液連通開口部１４ｃにより連通している。これにより複数の液流路溝１４ａ間で凝縮液量の均等化が促進され、効率よく凝縮液を流すことができ、円滑な作動流体の還流が可能となる。また、蒸気流路４を形成する蒸気流路溝１６に隣接する凸部１４ｂに設けられた液連通開口部１４ｃは、蒸気流路４と凝縮液流路３とを連通させる。従って、後で説明するように液連通開口部１４ｃを構成することにより蒸気流路４で生じた凝縮液を円滑に凝縮液流路３に移動させることができ、凝縮液による蒸気流路４の閉塞を防止することができる。

本形態では図５で示したように１つの液流路溝１４ａの該溝を挟んで液流路溝１４ａが延びる方向において同じ位置に対向するように液連通開口部１４ｃが配置されている。ただしこれに限定されることはなく、例えば図６に示したように、１つの液流路溝１４ａの該溝を挟んで液流路溝１４ａが延びる方向において異なる位置に液連通開口部１４ｃが配置されてもよい。すなわち、この場合はいわゆる千鳥配列状に液連通開口部１４ｃが配置されている。

以上のような構成を備える外周液流路部１４は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図２（ｂ）、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）にＢ_１０で示した外周液流路部１４の幅は、ベーパーチャンバー全体の大きさ等から適宜設定することができるが、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。この幅が０．３ｍｍより小さいと外側を還流する液の量が十分得られない虞がある。またこの幅が２ｍｍを超えると内側の凝縮液流路や蒸気流路のための空間が十分にとれなくなる虞がある。

液流路溝１４ａについて、図５、図４（ａ）にＣで示した溝幅は２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。また、図４（ａ）、図４（ｂ）にＤで示した溝の深さは５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。これにより還流に必要な液流路の毛管力を十分に発揮することができる。
流路の毛管力をより強く発揮する観点から、Ｃ／Ｄで表される流路断面におけるアスペクト比（縦横比）は、１．０よりも大きい、又は１．０よりも小さいことが好ましい。その中でも製造の観点からＣ＞Ｄであることが好ましく、アスペクト比は１．３より大きいことが好ましい。

本形態では液流路溝１４ａの断面形状は長方形であるがこれに限定されることなく、正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図７には液流路溝が半楕円形である例を示した。この形状によりエッチングを用いて液流路溝を作製することが容易になる。
このなかでも、入隅による角部があることにより表面張力が働きやすく、毛管力によって液の還流が円滑に行われる傾向にあることから、四角形であることが好ましい。

また、複数の液流路溝１４ａにおける隣り合う液流路溝１４ａのピッチは４０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。これにより、凝縮液流路の密度を上げつつ、接合時や組み立て時に変形して流路が潰れることを防止することができる。

図２、図３に戻って内側液流路部１５について説明する。内側液流路部１５も液流路部として機能し、作動流体が凝縮して液化した際に通る凝縮液流路３の一部を構成する部位である。図８（ａ）には図３のうちＶＩＩＩａで示した部分を示した。この図にも内側液流路部１５の断面形状が表れている。また、図８（ｂ）には図８（ａ）に矢印ＶＩＩＩｂで示した方向から見た内側液流路部１５を平面視した拡大図を示した。

これら図からわかるように、内側液流路部１５は本体１１の内面１０ａのうち、環状である外周液流路部１４の環の内側に形成されている。本形態の内側液流路部１５は、図２（ａ）、図２（ｂ）からわかるように、本体１１の平面視長方形で長辺に平行な方向（ｘ方向）に延びる凸条であり、複数（本形態では３つ）の内側液流路部１５が同短辺に平行な方向（ｙ方向）に所定の間隔で配列されている。
各内側液流路部１５には、内側液流路部１５が延びる方向に平行な溝である液流路溝１５ａが形成され、複数の液流路溝１５ａが、該液流路溝１５ａが延びる方向とは異なる方向に所定の間隔で配置されている。従って、図３、図８（ａ）からわかるように内側液流路部１５ではその断面において凹部である液流路溝１５ａと液流路溝１５ａの間である凸部１５ｂとが凹凸を繰り返して形成されている。
ここで液流路溝１５ａは溝であることから、その断面形状において、底部、及び底部とは向かい合わせとなる反対側の部位に開口を備えている。

このように複数の液流路溝１５ａを備えることで、１つ当たりの液流路溝１５ａの深さ及び幅を小さくし、凝縮液流路３（図１４参照）の流路断面積を小さくして大きな毛管力を利用することができる。一方、液流路溝１５ａを複数とすることにより合計した全体としての凝縮液流路３の流路断面積は適する大きさが確保され、必要な流量の凝縮液を流すことができる。

さらに、図８（ｂ）からわかるように隣り合う液流路溝１５ａは、所定の間隔で液連通開口部１５ｃにより連通している。これにより複数の液流路溝１５ａ間で凝縮液量の均等化が促進され、効率よく凝縮液を流すことができるため、作動流体の円滑な還流が可能となる。また、蒸気流路４を形成する蒸気流路溝１６に隣接する凸部１５ｂに設けられた液連通開口部１５ｃは、蒸気流路４と凝縮液流路３とを連通させる。従って、後で説明するように液連通開口部１５ｃを構成することにより蒸気流路４で生じた凝縮液を円滑に凝縮液流路３に移動させることができ、凝縮液による蒸気流路４の閉塞を防止することができる。
この液連通開口部１５ｃについても、液連通開口部１４ｃと同様に、図６に示した例に倣って、いわゆる千鳥配列状に連通開口部が配置されてもよい。

以上のような構成を備える内側液流路部１５は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図２（ｂ）、図３、図８にＧ_１０で示した内側液流路部１５の幅は、１００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。また、複数の内側液流路部１５のピッチは２００μｍ以上４０００μｍ以下であることが好ましい。これにより蒸気流路の流路抵抗を十分に下げ、蒸気の移動と、凝縮液の還流をバランスよく行うことができる。

液流路溝１５ａについて、図８（ａ）、図８（ｂ）にＨで示した溝幅は２０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。また、図８（ａ）にＪで示した溝の深さは５μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。これにより還流に必要な凝縮液流路の毛管力を十分に発揮することができる。
流路の毛管力をより強く発揮する観点から、Ｈ／Ｊで表される流路断面におけるアスペクト比（縦横比）は、１．０よりも大きい、又は１．０よりも小さいことが好ましい。その中でも製造の観点からＨ＞Ｊであることが好ましく、アスペクト比は１．３より大きいことが好ましい。

また、本形態で液流路溝１５ａの断面形状は長方形であるが、これに限らず、正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図７の例に倣って液流路溝１４ａと同様に液流路溝１５ａの断面形状を半楕円形とすることもできる。この形状によりエッチングを用いて液流路溝を作製することが可能である。
この中でも入隅による角部があることにより表面張力が働きやすく、毛管力で液の還流が円滑に行われる傾向にあることから、四角形であることが好ましい。

また、複数の液流路溝１５ａにおける隣り合う液流路溝１５ａのピッチは４０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。液流路の密度を上げつつ、接合時や組み立て時に変形して流路が潰れることを防止することができる。

次に蒸気流路溝１６について説明する。蒸気流路溝１６は作動流体が蒸発して気化した蒸気が通る部位で、蒸気流路４の一部を構成する。図２（ｂ）には平面視した蒸気流路溝１６の形状、図３には蒸気流路溝１６の断面形状がそれぞれ表れている。

これら図からもわかるように、蒸気流路溝１６は本体１１の内面１０ａのうち、環状である外周液流路部１４の環の内側に形成された溝により構成されている。詳しくは本形態の蒸気流路溝１６は、隣り合う内側液流路部１５の間、及び、外周液流路部１４と内側液流路部１５との間に形成され、本体１１の平面視長方形で長辺に平行な方向（ｘ方向）に延びた溝である。そして、複数（本形態では４つ）の蒸気流路溝１６が同短辺に平行な方向（ｙ方向）に配列されている。従って、図３からわかるように第一シート１０は、ｙ方向において、外周液流路部１４及び内側液流路部１５を凸条とし、蒸気流路溝１６を凹条とした凹凸が繰り返された形状を備えている。
ここで蒸気流路溝１６は溝であることから、その断面形状において、底部、及び該底部とは向かい合わせとなる反対側の部位に開口を備えている。

このような構成を備える蒸気流路溝１６は、さらに次のような構成を備えていることが好ましい。
図２（ｂ）、図３にＭ_１０で示した蒸気流路溝１６の幅は、少なくとも上記した液流路溝１４ａ、１５ａの幅Ｃ、幅Ｈより大きく形成され、１００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。また、蒸気流路溝１６のピッチは、内側液流路部１５のピッチにより決まるのが通常である。
一方、図３にＮ_１０で示した蒸気流路溝１６の深さは、少なくとも上記した液流路溝１４ａ、１５ａの深さＤ、深さＪより大きく形成され、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
このように、蒸気流路溝の流路断面積を液流路溝よりも大きくすることにより、作動流体の性質上、凝縮液よりも体積が大きくなる蒸気を円滑に還流することができる。

ここで蒸気流路溝１６は、後で説明するように第二シート２０と組み合わされて蒸気流路４が形成されたときに、蒸気流路４の幅が高さ（厚さ方向大きさ）よりも大きい扁平形状となるように構成されていることが好ましい。そのため、Ｍ_１０／Ｎ_１０で示されるアスペクト比は好ましくは４．０以上、より好ましくは８．０以上である。

本形態では蒸気流路溝１６の断面形状は長方形であるが、これに限らず正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が円形、底部が半楕円形等であってもよい。図９に蒸気流路溝１６が半楕円形である例を表した。この形状によりエッチングを用いて蒸気流路溝を作製することが容易になる。

蒸気流路連通溝１７は、複数の蒸気流路溝１６を連通させる溝である。これにより、複数の蒸気流路溝１６の蒸気の均等化が図られたり、蒸気がより広い範囲に運ばれ、多くの液流路溝１４ａ、１５ａによる凝縮液流路３を効率よく利用できるようになったりする。これにより、作動流体の還流をより円滑にすることが可能となる。

本形態の蒸気流路連通溝１７は、図２（ａ）、図２（ｂ）からわかるように、内側液流路部１５が延びる方向の両端部及び蒸気流路溝１６が延びる方向の両端部と、外周液流路部１４との間に形成されている。図４（ｂ）には蒸気流路連通溝１７の連通方向に直交する断面が表れている。なお、蒸気流路連通溝１７と蒸気流路１６との境界は必ずしも形状による境界が形成されるわけではないので、図２（ａ）、図２（ｂ）にはわかりやすさのため、当該境界を点線で表した。

蒸気流路連通溝１７は、隣り合う蒸気流路溝１６を連通させるように形成されていればよく、その形状は特に限定されることはないが、例えば次のような構成を備えることができる。
図２（ｂ）、図４（ｂ）にＰ_１０で示した蒸気流路連通溝１７の幅は、１００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましい。
また、図４（ｂ）にＱ_１０で示した蒸気流路連通溝１７の深さは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、その中でも蒸気流路溝１６の深さＮ_１０と同じであることが好ましい。これにより製造が容易になる。

本形態で蒸気流路連通溝１７の断面形状は長方形であるが、これに限らず、正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図９の蒸気流路溝１６の例に倣って蒸気流路連通溝１７を半楕円形の断面とすることができる。この形状によりエッチングを用いて蒸気流路連通溝を作製することが容易となる。

次に第二シート２０について説明する。本形態で第二シート２０も全体としてシート状の部材である。図１０（ａ）には第二シート２０を内面２０ａ側から見た斜視図、図１０（ｂ）には第二シート２０を内面２０ａ側から見た平面図をそれぞれ表した。また、図１１には図１０（ｂ）にＸＩ－ＸＩで切断したときの第二シート２０の切断面を示した。また、図１２には図１０（ｂ）にＸＩＩ－ＸＩＩで切断したときの第二シート２０の切断面を示した。
第二シート２０は、内面２０ａ、該内面２０ａとは反対側となる外面２０ｂ及び内面２０ａと外面２０ｂとを連結し厚さを形成する側面２０ｃを備え、内面２０ａ側に作動流体が還流するパターンが形成されている。後述するようにこの第二シート２０の内面２０ａと上記した第一シート１０の内面１０ａとが対向するようにして重ね合わされることで密閉空間が形成される。

このような第二シート２０は本体２１及び注入部２２を備えている。本体２１は作動流体が還流する部位を形成するシート状の部位であり、本形態では平面視で角が円弧（いわゆるＲ）とされた長方形である。
注入部２２は第一シート１０と第二シート２０とにより形成された密閉空間２（図１３参照）に対して作動流体を注入する部位であり、本形態では本体２１の平面視長方形である一辺から突出する平面視四角形のシート状である。本形態では第二シート２０の注入部２２には内面２０ａ側に注入溝２２ａが形成されており、第二シート２０の側面２０ｃから本体２１の内側（密閉空間２となるべき部位）に連通している。
このような第二シート２０の厚さ及び構成する材料は第一シート１０と同様に考えることができる。

本体２１の内面２０ａ側には、作動流体が還流するための構造が形成されている。具体的には、本体２１の内面２０ａ側には、外周接合部２３、外周液流路部２４、内側液流路部２５、蒸気流路溝２６、及び、蒸気流路連通溝２７が具備されている。

外周接合部２３は、本体２１の内面２０ａ側に、該本体２１の外周に沿って形成された面である。この外周接合部２３が第一シート１０の外周接合部１３に重なって接合（拡散接合やろう付け等）されることにより、第一シート１０と第二シート２０との間に密閉空間２を形成し、ここに作動流体が封入される。
図１０（ｂ）、図１１、図１２にＡ_２０で示した外周接合部２３の幅は上記した本体１１の外周接合部１３の幅Ａ_１０と同じであることが好ましい。

また外周接合部２３のうち、本体２１の四隅には厚さ方向（ｚ方向）に貫通する穴２３ａが設けられている。この穴２３ａは第一シート１０との重ね合せの際の位置決め手段として機能する。

外周液流路部２４は、液流路部であり、作動流体が凝縮して液化した際に通る凝縮液流路３の一部を構成する部位である。

外周液流路部２４は本体２１の内面２０ａのうち、外周接合部２３の内側に沿って形成され、密閉空間２の外周に沿って環状を成すように形成されている。本形態において第二シート２０の外周液流路部２４は、図１１、図１２からわかるように第一シート１０との接合前において平坦面であり外周接合部２３と面一である。これにより上記した第一シート１０の複数の液流路溝１４ａのうち少なくとも一部の液流路溝１４ａの開口を閉鎖して凝縮液流路３を形成する。第一シート１０と第二シート２０との組み合わせに関する詳しい態様は後で説明する。
なお、このように第二シート２０では外周接合部２３と外周液流路部２４とが面一であるため、構造的には両者を区別する境界線は存在しない。しかし、わかり易さのため、図１０（ｂ）では点線により両者の境界を表している。

外周液流路部２４は、次のような構成を備えていることが好ましい。
図１０（ｂ）、図１１、図１２に示した外周液流路部２４の幅Ｂ_２０は特に限定されることはなく、第一シート１０の外周液流路部１４の幅Ｂ_１０と同じでもよいし、小さくてもよい。本形態では幅Ｂ_１０と幅Ｂ_２０とは同じである。
幅Ｂ_２０を幅Ｂ_１０より小さくすると、後で図２０に示す例のように外周液流路部１４のうち少なくとも一部において、液流路溝１４ａの開口が外周液流路部２４により閉鎖されずに開口し、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑な凝縮液の還流をさせることができる。

次に内側液流路部２５について説明する。内側液流路部２５も液流路部であり、凝縮液流路３を構成する１つの部位である。

内側液流路部２５は、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１１、図１２からわかるように、本体２１の内面２０ａのうち、外周液流路部２４の環状である環の内側に形成されている。本形態の内側液流路部２５は、本体２１の平面視長方形で長辺に平行な方向（ｘ方向）に延びる凸条であり、複数（本形態では３つ）の内側液流路部２５が同短辺に平行な方向（ｙ方向）に所定の間隔で配列されている。
本形態で各内側液流路部２５は、その内面２０ａ側の表面が第一シート１０との接合前において平坦面となるように形成されている。これにより上記した第一シート１０の複数の液流路溝１５ａのうち少なくとも一部の液流路溝１５ａの開口を閉鎖して凝縮液流路３を形成する。

図１０（ｂ）、図１１に示した内側液流路部２５の幅Ｇ_２０は特に限定されることはなく、第一シート１０の内側液流路部１５の幅Ｇ_１０と同じでもよいし、小さくてもよい。
本形態では幅Ｇ_１０と幅Ｇ_２０とは同じである。
幅Ｇ_２０を幅Ｇ_１０より小さくすると、後で図２０に示す例のように内側液流路部１５のうち少なくとも一部において、液流路溝１５ａの開口が内側液流路部２５により閉鎖されずに開口し、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑な凝縮液の還流をさせることができる。

次に蒸気流路溝２６について説明する。蒸気流路溝２６は作動流体が蒸発して気化した蒸気が通る部位であり、蒸気流路４の一部を構成する。図１０（ｂ）には平面視した蒸気流路溝２６の形状、図１１には蒸気流路溝２６の断面形状がそれぞれ表れている。

これら図からもわかるように、蒸気流路溝２６は本体２１の内面２０ａのうち、環状である外周液流路部２４の環の内側に形成された溝により構成されている。詳しくは本形態の蒸気流路溝２６は、隣り合う内側液流路部２５の間、及び、外周液流路部２４と内側液流路部２５との間に形成され、本体２１の平面視長方形で長辺に平行な方向（ｘ方向）に延びた溝である。そして、複数（本形態では４つ）の蒸気流路溝２６が同短辺に平行な方向（ｙ方向）に配列されている。従って、図１１からわかるように第二シート２０は、ｙ方向において、外周液流路部２４及び内側液流路部２５を凸とする凸条が形成され、蒸気流路溝２６を凹とする凹条が形成されて、これらの凹凸が繰り返された形状を備えている。
ここで蒸気流路溝２６は溝であることから、その断面形状において、底部、及び該底部とは向かい合わせとなる反対側の部位に開口を備えている。

蒸気流路溝２６は、第一シート１０と組み合わされた際に該第一シート１０の蒸気流路溝１６と厚さ方向に重なる位置に配置されていることが好ましい。これにより蒸気流路溝１６と蒸気流路溝２６とで蒸気流路４を形成することができる。
図１０（ｂ）、図１１にＭ_２０で示した蒸気流路溝２６の幅は特に限定されることはなく、第一シート１０の蒸気流路溝１６の幅Ｍ_１０と同じでもよいし、大きくしてもよい。本形態では幅Ｍ_１０と幅Ｍ_２０とは同じである。
幅Ｍ２０を幅Ｍ１０より大きくすると、後で図２０に示す例のように内側液流路部１５のうち少なくとも一部において、液流路溝１５ａの開口が内側液流路部２５により閉鎖されずに開口し、ここから凝縮液が入りやすいため、より円滑な凝縮液の還流をさせることができる。
一方、図１１にＮ_２０で示した蒸気流路溝２６の深さは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。

ここで蒸気流路溝２６は、後で説明するように第一シート１０と組み合わされて蒸気流路４が形成されたときに、蒸気流路４の幅が高さ（厚さ方向大きさ）よりも大きい扁平形状となるように構成されていることが好ましい。そのため、Ｍ_２０／Ｎ_２０で示されるアスペクト比は好ましくは４．０以上、より好ましくは８．０以上である。

本形態で蒸気流路溝２６の断面形状は長方形であるが、正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図９の蒸気流路溝１６の例に倣って蒸気流路溝２６を半楕円形断面にすることができる。この形状によりエッチングを用いて蒸気流路溝を作製することが容易になる。

蒸気流路連通溝２７は、複数の蒸気流路溝２６を連通させる溝であり、蒸気流路４の一部を構成する。これにより、複数の蒸気流路４の蒸気の均等化が図られたり、蒸気がより広い範囲に運ばれ、多くの凝縮液流路３を効率よく利用できるようになったりするため、作動流体の還流をより円滑にすることが可能となる。

本形態の蒸気流路連通溝２７は、図１０（ｂ）、図１１からわかるように、内側液流路部２５が延びる方向の両端部及び蒸気流路溝２６が延びる方向の両端部と、外周液流路部２４との間に形成されている。また、図１１には蒸気流路連通溝２７の連通方向に直交する断面が表れている。

図１０（ｂ）、図１２にＰ_２０で示した蒸気流路連通溝２７の幅は特に限定されることはなく、第一シート１０の蒸気流路連通溝１７の幅Ｐ_１０と同じであってもいし、幅Ｐ_１０よりも大きくてもよい。
幅Ｐ_２０を幅Ｐ_１０よりも大きくしたときには、第一シート１０の外周液流路部１４のうち少なくとも一部において、液流路溝１４ａの開口が蒸気流路４の一部を形成するように配置されるため凝縮液が入りやすくなり、より円滑に凝縮液を還流させることができる。

幅Ｐ_２０の大きさは、５０μｍ以上２００μｍ以下の範囲であることが好ましく、図１２にＱ_２０で示した蒸気流路連通溝２７の深さは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。

本形態で蒸気流路連通溝２７の断面形状は長方形であるが、これに限らず正方形、台形等の四角形、三角形、半円形、半楕円形、底部が半円形、底部が半楕円形等であってもよい。図９の蒸気流路溝１６の例に倣って蒸気流路連通溝２７の断面形状を半楕円形とすることもできる。この形状によりエッチングを用いて蒸気流路連通溝を作製することが容易になる。

次に、第一シート１０と第二シート２０とが組み合わされてベーパーチャンバー１とされたときの構造について説明する。この説明により、第一シート１０及び第二シート２０が有する各構成の配置、大きさ、形状等がさらに理解される。
図１３には、図１（ａ）にＸＩＩＩ－ＸＩＩＩで示したｙ方向に沿ってベーパーチャンバー１を厚さ方向に切断した切断面を表した。この図は第一シート１０における図３に表した図と、第二シート２０における図１１に表した図とが組み合わされてこの部位におけるベーパーチャンバー１の切断面が表されたものである。
図１４には図１３にＸＩＶで示した部位を拡大した図、図１５には図１４のＸＶ－ＸＶに沿った矢視断面図をそれぞれ表した。また、図１７には、図１（ａ）にＸＶＩ－ＸＶＩで示したｘ方向に沿ってベーパーチャンバー１の厚さ方向に切断した切断面を表した。この図は、第一シート１０における図４（ｂ）に表した図と、第二シート２０における図１２に表した図とが組み合わされてこの部位におけるベーパーチャンバー１の切断面が表されたものである。

図１（ａ）、図１（ｂ）、及び図１３～図１７よりわかるように、第一シート１０と第二シート２０とが重ねられるように配置され接合されることでベーパーチャンバー１とされている。このとき第一シート１０の内面１０ａと第二シート２０の内面２０ａとが向かい合うように配置されており、第一シート１０の本体１１と第二シートの本体２１とが重なり、第一シート１０の注入部１２と第二シート２０の注入部２２とが重なっている。本形態では、第一シート１０と第二シート２０との相対的な位置関係は、第一シート１０の穴１３ａと第二シート２０の穴２３ａと位置を合わせることで適切になるように構成されている。

このような第一シート１０と第二シート２０との積層体により、本体１１及び本体２１に具備される各構成が図１３～図１７に表れるように配置される。具体的には次の通りである。

第一シート１０の外周接合部１３と第二シート２０の外周接合部２３とが重なるように配置されており、拡散接合やろう付け等の接合手段により両者が接合されている。これにより、第一シート１０と第二シート２０との間に密閉空間２が形成されている。

本形態のベーパーチャンバー１は、薄型である場合に特にその効果が大きい。かかる観点から図１、図１３にＴ_０で示したベーパーチャンバー１の厚さは１ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．２ｍｍ以下である。０．３ｍｍ以下とすることにより、ベーパーチャンバー１を設置する電子機器において、ベーパーチャンバーを配置するスペースを形成するための加工をすることなく電子機器にベーパーチャンバーを設置することができることが多くなる。そして本形態によれば、このような薄いベーパーチャンバーであっても作動流体の円滑な還流ができる。

第一シート１０の外周液流路部１４と第二シート２０の外周液流路部２４とが重なるように配置されている。これにより外周液流路部１４の液流路溝１４ａ及び外周液流路部２４により作動流体が凝縮して液化した状態である凝縮液が流れる凝縮液流路３が形成される。
同様に、第一シート１０の凸条である内側液流路部１５と第二シート２０の凸条である内側液流路部２５とが重なるように配置されている。これにより内側液流路部１５の液流路溝１５ａ及び内側液流路部２５により凝縮液が流れる凝縮液流路３が形成される。

ここで、図１５にも表れているように、凝縮液流路３には液連通開口部１４ｃ、及び液連通開口部１５ｃが形成されている。これにより複数の凝縮液流路３が連通し、凝縮液の均等化が図られて効率よく凝縮液の移動が行われる。また、蒸気流路４に隣接し、蒸気流路４と凝縮液流路３を連通する液連通開口部１４ｃ、１５ｃについては、蒸気流路４で生じた凝縮液を円滑に凝縮液流路３に移動させ、蒸気流路４が凝縮液で閉塞されることを防止することができる。

しかしながら、上記したようにベーパーチャンバーの高い熱輸送能力を保ちつつ薄型化をした場合には、単に液連通開口部１４ｃ、１５ｃを設けただけでは凝縮液による蒸気流路の閉塞を防ぐことはできなかった。これに対して具体的に次の構成を備える。ここでは内側液流路部１５、２５による凝縮液流路３、蒸気流路４、及び液連通開口部１５ｃの関係について説明するが、外周液流路部１４、２４による凝縮液流路３、蒸気流路４、及び液連通開口部１４ｃの関係についても同様に考えることができる。ただし、必ずしも全ての凝縮液流路、蒸気流路、及び液連通開口部が下記構造を備えている必要はない。

液連通開口部１５ｃは、図１５に示した流路長手方向のピッチＰ_Ａが、蒸気流路４の幅（ｙ方向大きさ）Ｗ_Ｂ以下とされている。すなわちＰ_Ａ≦Ｗ_Ｂである。これにより図２３に表して説明したように凝縮液が蒸気流路を閉塞する前に凝縮液を凝縮液流路に導くことができ、凝縮液を蒸気流路から排出することが可能となる。従って蒸気流路の閉塞が防止されて作動流体の円滑な還流が維持される。
このようにピッチＰ_Ａが幅Ｗ_Ｂ以下となる液連通開口部１５ｃは、全ての液連通開口部１５ｃを対象とする必要はなく、少なくとも蒸気流路に隣接し、蒸気流路と凝縮液流路とを連通する液連通開口部に対してこのように構成すればよい。そしてその中でも蒸気流路に隣接し、蒸気流路と凝縮液流路とを連通する液連通開口部のうちの少なくとも９０％以上においてＰ_Ａ≦Ｗ_Ｂが成立することが好ましい。また、このような関係が成立する部位を蒸気流路が凝縮液により閉塞し易い部位に限って設けてもよい。

さらに円滑に蒸気流路が閉塞する前に凝縮液を凝縮液流路へ移動させる観点から、併せて次のような構成を備えてもよい。
ピッチＰ_Ａが幅Ｗ_Ｂの１／２以下としてもよい。すなわち２Ｐ_Ａ≦Ｗ_Ｂである。これにより、さらに蒸気流路からの凝縮液の排出が円滑に行われ、より確実に蒸気流路の閉塞を防止することができる。
１つの蒸気流路の幅方向両側に液連通開口部が存在するとともに、当該両側の液連通開口部がＰ_Ａ≦Ｗ_Ｂとなるように構成してもよい。これによってもさらに蒸気流路からの凝縮液の排出が円滑に行われ、より確実に蒸気流路の閉塞を防止することができる。このとき、当該両側の液連通開口部でピッチ、及び／又は、ピッチ方向における液連通開口部の位置がずれているとさらに凝縮液の排出効果が高い。さらにこれによりベーパーチャンバーの強度が上がってつぶれ難くなる。
図１５にＬ_Ａで示した液連通開口部１５ｃの長さは０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることができる。これにより凝縮液流路３の毛管力の大きさと、液連通開口部１５ｃの上記連通機能とのバランスを良好にすることが可能である。同様の観点から、Ｌ_Ａ／Ｐ_Ａで表される開口長さ比を０．２以上０．５以下、好ましくは０．４以下としてもよい。Ｌ_Ａ／Ｐ_Ａが０．５より大きくなると特に薄型のベーパーチャンバーでは強度が低下して蒸気流路や凝縮液流路が潰れるおそれがある。
図１４に示した凝縮液流路３の高さＨ_Ａは、本形態では液流路溝１５ａの深さに準じるが、０．００５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下であることが好ましい。これにより還流に必要な凝縮液流路の毛管力を十分に発揮することができる。なお、本形態では液流路溝を第一シートのみに形成したが、第二シートにも液流路溝を形成して両方の液流路溝を重ねることにより凝縮液流路が形成されてもよい。その場合は、両方の液流路溝の深さの合計に基づいて凝縮液流路の高さＨ_Ａが決まる。
図１４に示した蒸気流路４の高さＨ_Ｂは、本形態では蒸気流路溝１６の深さと蒸気流路溝２６との合計に準じるが、２０μｍ以上６００μｍ以下であることが好ましい。

また、蒸気流路が延びる方向における形態の変化に対しては、次のように考えることができる。

蒸気流路が延びる方向で液連通開口部のピッチＰ_Ａが異なる場合には、その中で最も大きいピッチＰ_Ａが蒸気流路の幅Ｗ_Ｂ以下であることが最も好ましい。ただし、これに限らず、上記したように蒸気流路が凝縮液により閉塞し易い部位として、熱源が配置されて蒸発部となる部位と蒸発部から離隔した凝縮部となる部位との間となる部位があり、この部位でＰ_Ａ≦Ｗ_Ｂとなるように構成されていてもよい。
また、１つの蒸気流路に隣接し、蒸気流路と凝縮液流路とを連通する液連通開口部のうち少なくとも９０％の液連通開口部でＰ_Ａ≦Ｗ_Ｂとすることが好ましい。

また、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に模式的に示した蒸気流路４のように蒸気流路が延在する方向において幅が異なる場合には次のように考えることができる。ここで図１６（ａ）は蒸気流路４の延在方向に沿って幅が小さくなる例である。ここでは傾斜状に徐々に幅が小さくなる例を示したが、階段（ステップ）状に幅が小さくなるような構成も考えられる。一方、図１６（ｂ）は延在方向において一度幅が小さくなり途中で幅がまた大きくなるように変化する例である。この例でも傾斜状に徐々に幅が変化する例を示したが、階段（ステップ）状に幅が変化するような構成も考えられる。

このように蒸気流路がその延在方向で幅が異なる場合（図１６（ａ）、図１６（ｂ）では最大幅をＷ_Ｂ１、最小幅をＷ_Ｂ２とした。）には、液連通開口部のピッチＰ_Ａが最小幅Ｗ_Ｂ２以下であること、すなわちＰ_Ａ≦Ｗ_Ｂ２であることが最も好ましい。

また、図１６（ａ）に模式的に表したように、１つの蒸気流路４を挟んで一方の液連通開口部１５ｃのピッチと他方の液連通開口部１５ｃのピッチとが異なる場合、図１６（ａ）にＷ_Ｂ３で示したように、液連通開口部１５ｃが対向して存在する位置における蒸気流路４の幅が、ピッチＰ_Ａ以上であるように構成してもよい。ここでピッチＰ_Ａは大きい方のピッチを用いる。またこのような部位が複数ある場合には、そのうちの最も狭い部位の蒸気流路の幅を用いる。

一方、蒸気流路の延在方向における液連通開口部のピッチの変化と、蒸気流路の延在方向における該蒸気流路の幅の変化と、が複合的に生じるように構成されている場合には、当該蒸気流路における液連通開口部の平均ピッチをＰ_Ａｍとし、蒸気流路の平均幅をＷ_Ｂｍとしたときに、Ｐ_Ａｍ≦Ｗ_Ｂｍとなるようにしてもよい。
または、蒸気流路と凝縮液流路とを連通する液連通開口部のうち少なくとも９０％の液連通開口部でＰ_Ａ≦Ｗ_Ｂｍとなるように構成することもできる。

また、１つの蒸気流路が延在する方向において、連続して並ぶ１０個の液連通開口部を抽出し、この１０個のうち少なくとも９個（９０％に相当）の液連通開口部のピッチＰ_Ａ１０が、この１０個の液連通開口部が存在する範囲における蒸気流路の平均幅Ｗ_Ｂ１０以下となるように構成してもよい。

第一シート１０の蒸気流路溝１６の開口と第二シート２０の蒸気流路溝２６の開口とが向かい合うように重なって流路を形成し、これが蒸気が流れる蒸気流路４となる。
ここで、蒸気流路４はベーパーチャンバー１の薄型化に伴い、その断面形状が扁平形状とされている。これにより薄型化されても流路内の表面積を確保することが可能とされ、熱輸送能力を高い水準に維持することが可能となる。より具体的には、図１４に表した蒸気流路４の幅Ｗ_Ｂ、高さＨ_Ｂにおいて、Ｗ_Ｂ／Ｈ_Ｂで表される比が２．０以上であることが好ましい。さらに高い熱輸送能力を確保する観点から、当該比は４．０以上がさらに好ましい。

ベーパーチャンバー１では、このように薄型で熱輸送能力が高い形状であっても上記した液連通開口部と蒸気流路との関係を有していることにより、蒸気流路が凝縮液で閉塞することなく作動流体の還流が可能となる。

また、熱輸送能力をさらに高める観点から蒸気流路について、「流路断面積／当該断面における濡れ縁長さ」の値が０．０３ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることができる。このように、ベーパーチャンバー１ではさらに伝熱性能を高めても作動流体の円滑な還流が可能である。

図１７からわかるように、第一シート１０の蒸気流路連通溝１７の開口と第二シート２０の蒸気流路連通溝２７の開口とが向かい合うように重なり流路を形成し、これが蒸気が流れる蒸気流路４となる。この蒸気流路４により全ての蒸気流路が連通する。

一方、注入部１２、２２についても図１に表れているように、その内面１０ａ、２０ａ同士が向かい合うように重なり、第二シート２０の注入溝２２ａの底部とは反対側の開口が第一シート１０の注入部１２の内面１０ａより塞がれ、外部と本体１１、２１間の密閉空間２（凝縮液流路３及び蒸気流路４）とを連通する注入流路５が形成されている。
ただし、注入流路５から密閉空間２に対して作動流体を注入した後は、注入流路５は閉鎖されるので、最終的な形態のベーパーチャンバー１では外部と密閉空間２とは連通していない。

ベーパーチャンバー１の密閉空間２には、作動流体が封入されている。作動流体の種類は特に限定されることはないが、純水、エタノール、メタノール、アセトン等、通常のベーパーチャンバーに用いられる作動流体を用いることができる。

以上のようなベーパーチャンバーは例えば次のように作製することができる。
第一シート１０及び第二シート２０の外周形状を有する金属シートに対して、液流路溝１４ａ、１５ａ、蒸気流路溝１６、２６、及び蒸気流路連通溝１７、２７をハーフエッチングにより形成する。ここでハーフエッチングとは、エッチングにより厚さ方向を貫通させることなく厚さ方向の途中までエッチングによる材料の除去を行い、溝や窪みを形成することである。
次いで、第一シート１０及び第二シート２０の内面１０ａ、２０ａを向かい合わせるように重ね、位置決め手段としての穴１３ａ、２３ａを用いて位置決めし、仮止めを行う。仮止めの方法は特に限定されることはないが、抵抗溶接、超音波溶接、及び接着剤による接着等を挙げることができる。
そして仮止め後に拡散接合を行い恒久的に第一シート１０と第二シート２０とを接合する。なお、拡散接合の代わりにろう付けにより接合してもよい。

接合の後、形成された注入流路５から真空引きを行い、密閉空間２を減圧する。その後、減圧された密閉空間２に対して注入流路５から作動流体を注入して密閉空間２に作動流体が入れられる。そして注入部１２、２２に対してレーザーによる溶融を利用したり、かしめたりして注入流路５を閉鎖する。これにより密閉空間２の内側に作動流体が安定的に保持される。

図１８、図２０には変形例にかかるベーパーチャンバー１’、１”を示した。これらの図はいずれも図１３に相当する図である。
図１８に示したベーパーチャンバー１’では蒸気流路４が楕円形に形成されている。このような形状にすると、凝縮液流路へ凝縮液を引き込む際に楕円の両端にも毛管力が働くため、凝縮液が速やかに移動及び排出することができる。またこの形態では蒸気流路溝をエッチングにより作製しやすい。
さらにベーパーチャンバー１’の変形にかかる図１９（ａ）に示したように重ね合わせる蒸気流路溝１６、２６の幅を代えて段差を形成したり、図１９（ｂ）に示したように重ね合わせる蒸気流路溝１６、２６を幅方向の位置をずらして段差を形成したりすることで、さらに楕円の両端の毛管力を強めることができる。これら図１９（ａ）、図１９（ｂ）に示した形態は、蒸気流路４が楕円形ではないが、２つの半楕円形の蒸気流路溝が組み合わさって１つの蒸気流路を形成している。

図２０に示したベーパーチャンバー１”では第二シート２０の外周液流路部２４、及び内側液流路部２５の幅が、第一シート１０の外周液流路部１４、及び内側液流路部１５の幅よりも小さくなるように形成されている。これによれば、最も蒸気流路４に近い凝縮液流路において、該凝縮液流路の開口が蒸気流路４に露出しているので、ここからも凝縮液が凝縮液流路３に入り易く、作動流体の還流をさらに円滑にすることができる。
これらいずれのベーパーチャンバー１’、１”も、蒸気流路４の断面形状においてその高さ方向（ｚ方向）位置で幅（ｙ方向大きさ）が異なる。このような場合には、当該蒸気流路の最大幅を蒸気流路の幅とし、これに基づいて液連通開口部のピッチを決めればよい。

次にベーパーチャンバー１の作用について説明する。図２１には電子機器の一形態である携帯型端末４０の内側にベーパーチャンバー１が配置された状態を模式的に表した。ここではベーパーチャンバー１は携帯型端末４０の筐体４１の内側に配置されているため点線で表している。このような携帯型端末４０は、各種電子部品を内包する筐体４１及び筐体４１の開口部を通して外部に画像が見えるように露出したディスプレイユニット４２を備えて構成されている。そしてこれら電子部品の１つとして、ベーパーチャンバー１により冷却すべき電子部品３０が筐体４１内に配置されている。

ベーパーチャンバー１は携帯型端末等の筐体内に設置され、ＣＰＵ等の冷却すべき対象物である電子部品３０に取り付けられる。電子部品３０はベーパーチャンバー１の外面１０ｂ又は外面２０ｂに直接、又は、熱伝導性の高い粘着剤、シート、テープ等を介して取り付けられる。外面１０ｂ、外面２０ｂのうちどの位置に電子部品３０が取り付けられるかは特に限定されることはなく、携帯型端末等において他の部材の配置との関係により適宜設定される。本形態では図１（ａ）に点線で示したように、冷却すべき熱源である電子部品３０を第一シート１０の外面１０ｂのうち、本体１１のｘｙ方向中央に配置した。従って図１（ａ）において電子部品３０は死角となって見えない位置なので点線で表している。
図２２には作動流体の流れを説明する図を表した。説明のし易さのため、この図では第二シート２０は省略し、第一シート１０の内面１０ａが見えるように表示している。

電子部品３０が発熱すると、その熱が第一シート１０内を熱伝導により伝わり、密閉空間２内における電子部品３０に近い位置に存在する凝縮液が熱を受ける。この熱を受けた凝縮液は熱を吸収し蒸発し気化する。これにより電子部品３０が冷却される。

気化した作動流体は蒸気となって図２２に実線の直線矢印で示したように蒸気流路４内を流れて移動する。この流れは電子部品３０から離隔する方向に生じるため、蒸気は電子部品３０から離れる方向に移動する。
蒸気流路４内の蒸気は熱源である電子部品３０から離れ、比較的温度が低いベーパーチャンバー１の外周部に移動し、当該移動の際に順次第一シート１０及び第二シート２０に熱を奪われながら冷却される。蒸気から熱を奪った第一シート１０及び第二シート２０はその外面１０ｂ、２０ｂに接触した携帯型端末装置の筐体等に熱を伝え、最終的に熱は外気に放出される。

蒸気流路４を移動しつつ熱を奪われた作動流体は凝縮して液化する。この凝縮液は蒸気流路４の壁面に付着する。一方で蒸気流路４には連続して蒸気が流れているので、凝縮液は蒸気で押し込まれるように、液連通開口部等から凝縮液流路３に移動する。本形態の凝縮液流路３は液連通開口部１４ｃ、１５ｃを備えているので、凝縮液はこの液連通開口部１４ｃ、１５ｃを通って複数の凝縮液流路３に分配される。

凝縮液流路３に入った凝縮液は、凝縮液流路による毛管現象、及び、蒸気からの押圧により、図２２に点線の直線矢印で表したように熱源である電子部品３０に近づくように移動する。そして再度熱源である電子部品３０からの熱により気化して上記を繰り返す。

以上のように、ベーパーチャンバー１によれば、凝縮液流路において高い毛管力で凝縮液の還流が良好となり、熱輸送量を高めることができる。
薄型で蒸気流路の熱性能が高いベーパーチャンバーは、気化した蒸気が熱源である電子部品３０からあまり離れていない時点で凝縮を開始してしまい、蒸気流路を塞いでしまう虞がある。これに対してベーパーチャンバー１では、蒸気流路と、該蒸気流路に隣接する液連通開口部との間に上記した関係を具備している。これにより、薄型で蒸気流路の熱性能が高くても凝縮液が蒸気流路を塞いでしまう前に凝縮液を凝縮液流路に移動させることができ、蒸気流路の閉塞を防止するので作動流体の適切で円滑な還流が可能となる。

１ ベーパーチャンバー
２ 密閉空間
３ 凝縮液流路
４ 蒸気流路
１０ 第一シート
１０ａ 内面
１０ｂ 外面
１０ｃ 側面
１１ 本体
１２ 注入部
１３ 外周接合部
１４ 外周液流路部
１４ａ 液流路溝
１４ｃ 液連通開口部
１５ 内側液流路部
１５ａ 液流路溝
１５ｃ 液連通開口部
１６ 蒸気流路溝
１７ 蒸気流路連通溝
２０ 第二シート
２０ａ 内面
２０ｂ 外面
２０ｃ 側面
２１ 本体
２２ 注入部
２３ 外周接合部
２４ 外周液流路部
２５ 内側液流路部
２６ 蒸気流路溝
２７ 蒸気流路連通溝

Claims (5)

1. 作動流体が封入された密閉空間を有するベーパーチャンバーであって、
   第一シートと、前記第一シートに重ねられた第二シートを有し、
   前記密閉空間には、前記作動流体の液体が流れる凝縮液流路と、前記凝縮液流路に隣接し、前記作動流体の気体が流れる蒸気流路と、が形成され、
   前記蒸気流路は幅方向における流路断面が楕円形であり、前記楕円形の少なくとも一方の端部で前記蒸気流路内に厚さ方向において段差が形成されており、
   前記蒸気流路は前記端部において隣接する前記凝縮液流路と連通している、
   ベーパーチャンバー。
2. ２つの前記蒸気流路の間には複数の前記凝縮液流路が設けられ、前記凝縮液流路のうち、前記蒸気流路に隣接した前記凝縮液流路は、前記蒸気流路にその全部が露出している、請求項１に記載のベーパーチャンバー。
3. 前記第一シートの前記第二シート側の面および前記第二シートの前記第一シート側の面には、それぞれ、蒸気流路溝が形成され、
   前記第一シートの前記蒸気流路溝と前記第二シートの前記蒸気流路溝とは、重なり合うように配置されることで前記蒸気流路が形成され、
   前記第一シートの前記蒸気流路溝の幅と前記第二シートの前記蒸気流路溝の幅とが異なることにより、前記蒸気流路の前記段差が形成されている、
   請求項１又は２に記載のベーパーチャンバー。
4. 前記第一シートの前記第二シート側の面および前記第二シートの前記第一シート側の面には、それぞれ、蒸気流路溝が形成され、
   前記第一シートの前記蒸気流路溝と前記第二シートの前記蒸気流路溝とは、重なり合うように配置されることで前記蒸気流路が形成され、
   前記第一シートの前記蒸気流路溝と前記第二シートの前記蒸気流路溝の幅方向の位置がずれていることにより、前記蒸気流路の前記段差が形成されている、
   請求項１又は２に記載のベーパーチャンバー。
5. 前記蒸気流路は、幅方向に沿った断面視において左右非対称の形状である、請求項１、２または４に記載のベーパーチャンバー。

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