JPWO2018147283A1 - ベーパーチャンバ - Google Patents

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Abstract

コンテナの材料の種類に関わらず、コンテナの歪みが低減され、また、コンテナの溶接部のピンホール発生が防止されたベーパーチャンバを提供する。一方の板状部材と該一方の板状部材と対向する他方の板状部材が積層されて形成された、中空の空洞部を有するコンテナと、前記空洞部に封入された作動流体と、前記空洞部に設けられたウィック構造体と、を有し、前記空洞部の外周部が溶接にて封止されたベーパーチャンバであって、前記一方の板状部材は、前記溶接により形成される溶融部が貫通しており、前記他方の板状部材は、前記溶融部が貫通していないベーパーチャンバ。

Description

本発明は、コンテナの歪みが低減され、また、コンテナの溶接部のピンホール発生が防止されたベーパーチャンバに関するものである。
電気・電子機器に搭載されている半導体素子等の電子部品は、高機能化に伴う高密度搭載等により、発熱量が増大し、近年、その冷却がより重要となっている。電子部品の冷却方法として、ベーパーチャンバ（平面型ヒートパイプ）が使用されることがある。
例えば、アルミニウムや銅等の金属材料からなる平板である表板と裏板の間に、中板をはさみ、治具で固定した状態にてレーザー溶接等で接合し、積層化された平面型ヒートパイプが提案されている（特許文献１）。また、レーザー溶接による表板と裏板の接合は、表板も裏板も板厚方向にレーザー溶融部が貫通するように行われる。
しかし、アルミニウムや銅等は、コンテナの材料として使用される、ステンレス鋼等の他の金属と比較して、レーザー光線の反射率が相対的に高いので、レーザー溶接には相対的に高いエネルギー密度が必要となる。この場合、高いエネルギー密度により発生する熱によって、コンテナに歪みが生じることがあるという問題があった。
また、レーザー溶接に相対的に高いエネルギー密度が必要となる場合、溶融した金属材料が凝固前に抜け落ちて、レーザー溶接部にピンホールが発生する場合があるという問題があった。
特開２００１−３３６８８９号公報
上記事情に鑑み、本発明は、コンテナの材料の種類に関わらず、コンテナの歪みが低減され、また、コンテナの溶接部のピンホール発生が防止されたベーパーチャンバを提供することを目的とする。
本発明の態様は、一方の板状部材と該一方の板状部材と対向する他方の板状部材が積層されて形成された、中空の空洞部を有するコンテナと、前記空洞部に封入された作動流体と、前記空洞部に設けられたウィック構造体と、を有し、前記空洞部の外周部が溶接にて封止されたベーパーチャンバであって、前記一方の板状部材は、前記溶接により形成される溶融部が貫通しており、前記他方の板状部材は、前記溶融部が貫通していないベーパーチャンバである。
上記態様では、コンテナを形成する積層された２枚の板状部材は、その周縁部が溶接によって接合されており、２枚の板状部材のうち、一方の板状部材では、板厚方向に溶融部が貫通しており、他方の板状部材では、板厚方向に溶融部が貫通していない。よって、上記態様では、一方の板状部材側から光線が照射され、一方の板状部材では、板厚方向に光線が貫通し、他方の板状部材では、板厚方向に光線が貫通していない状態で、溶接が行われている。従って、コンテナのうち、一方の板状部材の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）が認められるが、他方の板状部材の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）が認められない。また、上記「溶融部」とは、溶接にあたり、板状部材が光線の照射によって加熱されて溶融し、凝固した部位を意味する。
本発明の態様は、一方の板状部材と、該一方の板状部材と対向する他方の板状部材と、該一方の板状部材と該他方の板状部材との間に設けられたスペーサー部材と、が積層されて形成された、中空の空洞部を有するコンテナと、前記空洞部に封入された作動流体と、前記空洞部に設けられたウィック構造体と、を有し、前記空洞部の外周部が溶接にて封止されたベーパーチャンバであって、前記一方の板状部材は、前記溶接により形成される溶融部が貫通し、前記スペーサー部材は、前記一方の板状部材側の前記溶融部は貫通しておらず、前記他方の板状部材は、前記溶融部が貫通し、前記スペーサー部材は、前記他方の板状部材側の前記溶融部は貫通していないベーパーチャンバである。
本発明の態様は、前記一方の板状部材の前記溶融部における板厚が、前記他方の板状部材の前記溶融部における板厚よりも薄いベーパーチャンバである。
本発明の態様は、前記他方の板状部材の前記溶融部の厚さが、前記一方の板状部材の前記溶融部における板厚の５０〜４００％であるベーパーチャンバである。
本発明の態様は、前記スペーサー部材の前記一方の板状部材側の前記溶融部の厚さが、前記一方の板状部材の前記溶融部における板厚の５０〜４００％であり、前記スペーサー部材の前記他方の板状部材側の前記溶融部の厚さが、前記他方の板状部材の前記溶融部における板厚の５０〜４００％であるベーパーチャンバである。
本発明の態様は、前記コンテナ表面における前記溶融部の最大幅が、前記溶融部における前記スペーサー部材の幅の２０〜６０％であるベーパーチャンバである。
本発明の態様は、前記他方の板状部材に、前記空洞部を形成する凹部が設けられているベーパーチャンバである。
本発明の態様は、前記他方の板状部材に、前記空洞部を形成する凹部が設けられ、前記一方の板状部材の前記溶融部における板厚が、３０〜３００μｍであり、前記他方の板状部材の前記溶融部における板厚が、１００μｍ以上であるベーパーチャンバである。
本発明の態様は、前記他方の板状部材の前記溶融部の厚さが、前記他方の板状部材の前記溶融部における板厚の１０〜９０％であるベーパーチャンバである。
前記溶接が、レーザー溶接であり、前記溶融部が、レーザー溶融部であるベーパーチャンバである。
本発明の態様は、前記コンテナの材質が、ステンレス鋼、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、スズ、スズ合金、チタン、チタン合金、ニッケル及びニッケル合金からなる群から選択された少なくとも１種の金属であるベーパーチャンバである。
本発明の態様によれば、一方の板状部材側から光線が照射されて空洞部の外周部が溶接にて封止されるにあたり、他方の板状部材では板厚方向に光線が貫通していない状態なので、コンテナの材料の種類に関わらず、光線のエネルギー密度を低減できる。よって、溶接時に発生する熱を抑制できるので、溶接の対象であるコンテナの歪みが低減される。また、光線のエネルギー密度を低減できることから、溶融部にピンホールが発生しやすいコンテナ材料である銅やアルミニウムでもピンホールの発生を防止できるので、優れた接合特性が得られる。
また、他方の板状部材では板厚方向に光線が貫通していないので、溶融状態の金属粉であるスパッタの発生を防止でき、結果、ベーパーチャンバ及び溶接用治具等の汚染を防止できる。また、他方の板状部材では板厚方向に光線が貫通していないので、他方の板状部材に盛り上がった溶接痕である溶接ビートが発生せず、結果、他方の板状部材から溶接ビートを除去する作業を省略できる。さらに、上記の通り、光線のエネルギー密度を低減でき、他方の板状部材から溶接ビートを除去する作業を省略できるので、ベーパーチャンバの生産コストを低減できる。
本発明の態様によれば、一方の板状部材の溶融部における板厚が、他方の板状部材の溶融部における板厚よりも薄い、すなわち、溶融部において、光線照射側に位置する板状部材である一方の板状部材の板厚が他方の板状部材の板厚よりも薄いので、光線のエネルギー密度をより低減でき、結果、コンテナの歪みがさらに低減される。
本発明の態様によれば、他方の板状部材の溶融部の厚さが、他方の板状部材の溶融部における板厚の１０〜９０％であることにより、一方の板状部材と他方の板状部材の接合信頼性と、コンテナの歪み低減及びピンホールの発生防止とを、バランスよく向上させることができる。
本発明の第１実施形態例に係るベーパーチャンバの側面断面の説明図である。 本発明の第２実施形態例に係るベーパーチャンバの側面断面の説明図である。 本発明の第３実施形態例に係るベーパーチャンバの側面断面の説明図である。 本発明の第４実施形態例に係るベーパーチャンバの側面断面の説明図である。 本発明の第５実施形態例に係るベーパーチャンバの側面断面の説明図である。
以下に、本発明の第１実施形態例に係るベーパーチャンバについて、図面を用いながら説明する。図１に示すように、第１実施形態例に係るベーパーチャンバ１は、中空の空洞部１３を有するコンテナ１０と、空洞部１３に封入された作動流体（図示せず）とを有している。空洞部１３内には、毛細管力を有するウィック構造体（図示せず）が収納されている。コンテナ１０の外面に、冷却対象である発熱体（図示せず）が熱的に接続されることで、発熱体が冷却される。
空洞部１３を有するコンテナ１０は、対向する２枚の板状部材、すなわち、一方の板状部材１１と一方の板状部材１１と対向する他方の板状部材１２が積層されて形成されている。従って、コンテナ１０は、２層構造となっている。一方の板状部材１１と他方の板状部材１２は、相互に、平面視（ベーパーチャンバ１の平面部に対して鉛直方向から視認した態様）において、重なり合う位置にて積層されている。
一方の板状部材１１と他方の板状部材１２は、それぞれ、平板状の部材である。他方の板状部材１２の中央部に、一方の板状部材１１から視て凹部１４が設けられている。すなわち、他方の板状部材１２は、一方の板状部材１１と対向する面に、凹部１４を有している。また、他方の板状部材１２の、一方の板状部材１１と対向しない面について、凹部１４の位置に対応する部位が、凹部１４の周縁部に対応する部位と同一平面上にある。一方で、一方の板状部材１１の中央部には、凹部１４は設けられておらず、平面状となっている。従って、他方の板状部材１２の凹部１４が、コンテナ１０の空洞部１３を形成している。すなわち、他方の板状部材１２の凹部１４内面と一方の板状部材１１内面とで形成されたコンテナ１０の中空部が、空洞部１３となっている。空洞部１３の平面視の形状は、特に限定されず、ベーパーチャンバ１の使用条件等に応じて、適宜選択可能であり、例えば、矩形等が挙げられる。
ベーパーチャンバ１は、空洞部１３の外周部、すなわち、コンテナ１０の周縁部１６がレーザー溶接されることで空洞部１３が封止され、空洞部１３に気密性が付与される。ベーパーチャンバ１では、レーザー溶接されるコンテナ１０の周縁部１６において、一方の板状部材１１の板厚は、他方の板状部材１２の板厚と略同じまたは同じとなっている。ベーパーチャンバ１では、一方の板状部材１１側からコンテナ１０の周縁部１６にレーザー光線１５が照射されることで、一方の板状部材１１と他方の板状部材１２とが接合されている。従って、ベーパーチャンバ１では、空洞部１３を形成する凹部１４が設けられていない板状部材（すなわち、一方の板状部材１１）に、レーザー光線１５が照射される。空洞部１３を形成する凹部１４が設けられている板状部材（すなわち、他方の板状部材１２）には、レーザー光線１５が照射されていない。
図１では、一方の板状部材１１の平面部に対し鉛直方向からレーザー光線１５が照射される。一方の板状部材１１と他方の板状部材１２とがレーザー溶接されることで、レーザー溶融部１７がコンテナ１０の周縁部１６に形成される。コンテナ１０表面におけるレーザー溶融部１７の最大幅Ｗ１は、特に限定されないが、他方の板状部材１２における周縁部１６の幅Ｗ２の２０〜６０％が好ましく、３０〜５０％が特に好ましい。
レーザー光線１５が照射される一方の板状部材１１では、レーザー溶融部１７は、一方の板状部材１１を板厚方向に貫通している。一方で、他方の板状部材１２では、レーザー溶融部１７は、他方の板状部材１２を板厚方向に貫通していない。ベーパーチャンバ１では、レーザー溶接されるコンテナ１０の周縁部１６において、一方の板状部材１１では、レーザー溶融部１７が板厚方向に貫通し、他方の板状部材１２では、レーザー溶融部１７が板厚方向に貫通していない。
上記から、コンテナ１０の一方の板状部材１１の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）が認められるが、他方の板状部材１２の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）は認められない。
レーザー溶融部１７が他方の板状部材１２を貫通していないベーパーチャンバ１では、コンテナ１０の材料の種類に関わらず、レーザー光線１５のエネルギー密度を低減できるので、レーザー溶接時に発生する熱を抑制できる。従って、ベーパーチャンバ１では、コンテナ１０の歪みが低減されている。また、レーザー光線１５のエネルギー密度を低減できるので、コンテナ１０の材料が、レーザー溶融部１７にピンホールが発生しやすい銅やアルミニウムでも、ピンホールの発生が防止されている。
また、他方の板状部材１２ではレーザー溶融部１７が貫通されていないことにより、レーザー溶接時に溶融状態の金属粉であるスパッタの発生が防止されるので、ベーパーチャンバ１や溶接用治具等の汚染を防止できる。また、レーザー溶融部１７が貫通されていない他方の板状部材１２では、盛り上がった溶接痕である溶接ビートが発生しないので、他方の板状部材１２から溶接ビートを除去する作業を省略できる。さらに、レーザー光線１５のエネルギー密度を低減でき、他方の板状部材１２から溶接ビートを除去する作業を省略できるので、ベーパーチャンバ１の生産コストを低減できる。
他方の板状部材１２のレーザー溶融部１７における板厚Ｔ２に対する、他方の板状部材１２のレーザー溶融部１７の厚さＴ１２は、レーザー溶融部１７が他方の板状部材１２を板厚方向に貫通していなければ、特に限定されないが、例えば、その下限値は、レーザー溶接の接合信頼性の点からの１０％が好ましく、２０％が特に好ましい。一方で、その上限値は、コンテナ１０の歪みとピンホールの発生を確実に防止する点から９０％が好ましく、８０％が特に好ましい。なお、ベーパーチャンバ１では、レーザー溶融部１７は、他方の板状部材１２の板厚方向の中央部まで達しており、図１では、他方の板状部材１２のレーザー溶融部１７における板厚に対する、他方の板状部材１２のレーザー溶融部１７の厚さは約５０％となっている。
ベーパーチャンバ１の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．３０〜１０ｍｍを挙げることができる。また、空洞部１３の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１０〜４．５ｍｍを挙げることができる。また、一方の板状部材１１及び他方の板状部材１２のレーザー溶融部１７における板厚は、特に限定されないが、例えば、０．１５〜５．０ｍｍの板厚を挙げることができる。
コンテナ１０の材質としては、例えば、ステンレス鋼、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、スズ、スズ合金、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金等を挙げることができる。
空洞部１３に封入する作動流体としては、コンテナ１０の材料との適合性に応じて、適宜選択可能であり、例えば、水、フルオロカーボン類、シクロペンタン、エチレングリコール、これらの混合物等を挙げることができる。ウィック構造体としては、特に限定されないが、例えば、銅粉等の金属粉の焼結体、金属線からなる金属メッシュ、グルーブ、不織布等を挙げることができる。
レーザー光線１５を出射するレーザーとして、例えば、集光径の小さい（例えば、集光径２０〜２００μｍ）レーザー光線を出射できるレーザーを挙げることができる。該レーザーとしては、例えば、ファイバーレーザーを挙げることができる。
次に、本発明の第２実施形態例に係るベーパーチャンバについて、図面を用いながら説明する。本発明の第１実施形態例に係るベーパーチャンバと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
上記の通り、第１実施形態例に係るベーパーチャンバ１では、空洞部１３を形成する凹部１４が設けられていない一方の板状部材１１にレーザー光線１５が照射されるにあたり、レーザー溶接されるコンテナ１０の周縁部１６において、一方の板状部材１１の板厚は他方の板状部材１２の板厚と同じまたは略同じとなっていた。これに代えて、図２に示すように、第２実施形態例に係るベーパーチャンバ２では、レーザー溶接されるコンテナ２０の周縁部２６において、空洞部１３を形成する凹部１４が設けられていない一方の板状部材２１の板厚は他方の板状部材２２の板厚よりも薄くなっている。
ベーパーチャンバ２では、レーザー溶接されるコンテナ２０の周縁部２６において、相対的に板厚の薄い一方の板状部材２１では、レーザー溶融部１７が板厚方向に貫通し、相対的に板厚の厚い他方の板状部材２２では、レーザー溶融部１７が板厚方向に貫通していない。従って、ベーパーチャンバ２でも、コンテナ２０の一方の板状部材２１の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）が認められるが、他方の板状部材２２の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）は認められない。
ベーパーチャンバ２の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１３〜１０ｍｍを挙げることができる。また、空洞部１３の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．０７〜９．９ｍｍを挙げることができる。相対的に板厚の薄い一方の板状部材２１のレーザー溶融部１７における板厚は、特に限定されないが、例えば、３０〜３００μｍを挙げることができる。相対的に板厚の厚い他方の板状部材２２のレーザー溶融部１７における板厚の下限値は、例えば、１００μｍであり、上限値は、特に限定されないが、例えば、９．９７ｍｍを挙げることができる。
他方の板状部材２２のレーザー溶融部１７の厚さＴ１２は、特に限定されないが、一方の板状部材２１のレーザー溶融部１７における板厚Ｔ１の、５０〜４００％が好ましく、１００〜２００％が特に好ましい。コンテナ２０表面におけるレーザー溶融部１７の最大幅Ｗ１は、特に限定されないが、他方の板状部材１２における周縁部２６の幅Ｗ２の２０〜６０％が好ましく、３０〜５０％が特に好ましい。
ベーパーチャンバ２でも、第１実施形態例に係るベーパーチャンバと同様に、コンテナ２０の材料の種類に関わらず、レーザー光線１５のエネルギー密度を低減できるので、レーザー溶接時に発生する熱を抑制でき、コンテナ２０の歪みが低減されている。また、コンテナ２０の材料が、レーザー溶融部１７にピンホールが発生しやすい銅やアルミニウムでも、ピンホールの発生が防止される。また、ベーパーチャンバ２でも、スパッタの発生が防止されるので、ベーパーチャンバ２や溶接用治具等の汚染を防止でき、他方の板状部材２２に溶接ビートが発生しないので、溶接ビートの除去作業を省略できる。
また、ベーパーチャンバ２では、レーザー溶融部１７において、レーザー照射側に位置する一方の板状部材２１の板厚が他方の板状部材２２の板厚よりも薄いので、レーザー光線１５のエネルギー密度をより低減でき、コンテナ２０の歪みがさらに低減される。
次に、本発明の第３実施形態例に係るベーパーチャンバについて、図面を用いながら説明する。本発明の第１、第２実施形態例に係るベーパーチャンバと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
第１、第２実施形態例に係るベーパーチャンバでは、コンテナ１０、２０は２層構造となっており、他方の板状部材１２、２２の中央部に、一方の板状部材１１、２１から視て凹部１４が設けられていた。これに代えて、図３に示すように、第３実施形態例に係るベーパーチャンバ３では、一方の板状部材３１と、一方の板状部材３１と対向する他方の板状部材３２との間にスペーサー部材３３がさらに設けられて、コンテナ３０が形成されている。従って、コンテナ３０は、３層構造となっている。一方の板状部材３１とスペーサー部材３３と他方の板状部材３２は、相互に、平面視において、重なり合う位置にて積層されている。
スペーサー部材３３は、枠状部材である。一方の板状部材３１と他方の板状部材３２は、それぞれ、平板状の部材である。他方の板状部材３２の中央部に、一方の板状部材３１から視て凹部は設けられていない。従って、スペーサー部材３３が、コンテナ３０の空洞部１３を形成している。すなわち、他方の板状部材３２の内面と一方の板状部材３１の内面とスペーサー部材３３の内面とで形成されたコンテナ３０の中空部が、空洞部１３となっている。
ベーパーチャンバ３では、レーザー溶接されるコンテナ３０の周縁部１６において、一方の板状部材３１の板厚は、他方の板状部材３２の板厚と略同じまたは同じとなっている。ベーパーチャンバ３では、一方の板状部材３１側からコンテナ３０の周縁部１６にレーザー光線１５が照射されることで、一方の板状部材３１とスペーサー部材３３とが接合されている。また、他方の板状部材３２側からコンテナ３０の周縁部１６にレーザー光線１５が照射されることで、他方の板状部材３２とスペーサー部材３３とが接合されている。
レーザー光線１５が照射される一方の板状部材３１と他方の板状部材３２では、レーザー溶融部１７は、一方の板状部材３１と他方の板状部材３２を板厚方向に貫通している。一方で、スペーサー部材３３では、一方の板状部材３１側から照射されたレーザー光線１５は、スペーサー部材３３の厚さ方向に貫通していない。また、スペーサー部材３３では、他方の板状部材３２側から照射されたレーザー光線１５は、スペーサー部材３３の厚さ方向に貫通していない。すなわち、ベーパーチャンバ３では、レーザー溶接されるコンテナ３０の周縁部１６において、一方の板状部材３１と他方の板状部材３２では、レーザー溶融部１７が板厚方向に貫通し、スペーサー部材３３では、レーザー溶融部１７が厚さ方向に貫通していない。
また、ベーパーチャンバ３では、一方の板状部材３１側のレーザー溶融部１７は、他方の板状部材３２側のレーザー溶融部１７と、対向していない位置に設けられている。
上記から、コンテナ３０の一方の板状部材３１と他方の板状部材３２の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）が認められる。
スペーサー部材３３の一方の板状部材３１側におけるレーザー溶融部１７の厚さＴ３１は、特に限定されないが、一方の板状部材３１のレーザー溶融部における板厚Ｔ１の５０〜４００％が好ましく、１００〜２００％が特に好ましい。また、スペーサー部材３３の他方の板状部材３２側におけるレーザー溶融部１７の厚さＴ３２は、特に限定されないが、他方の板状部材３２のレーザー溶融部１７における板厚Ｔ２の５０〜４００％が好ましく、１００〜２００％が特に好ましい。
コンテナ３０表面におけるレーザー溶融部１７の最大幅Ｗ１３は、特に限定されないが、レーザー溶融部１７におけるスペーサー部材３３の枠自体の幅（すなわち、レーザー溶融部１７におけるスペーサー部材３３の幅）Ｗ３の２０〜６０％が好ましく、３０〜５０％が特に好ましい。
一方の板状部材３１の厚さと他方の板状部材３２の厚さは、特に限定されず、例えば、０．０５〜０．１５ｍｍである。スペーサー部材３３の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．５〜２．０ｍｍが好ましく、０．６〜０．８ｍｍが特に好ましい。スペーサー部材３３の枠自体の幅は、特に限定されないが、例えば、０．５〜４．０ｍｍが好ましく、１．５〜３．０ｍｍが特に好ましい。
ベーパーチャンバ３でも、第１、第２実施形態例に係るベーパーチャンバと同様に、コンテナ３０の材料の種類に関わらず、レーザー光線１５のエネルギー密度を低減できるので、レーザー溶接時に発生する熱を抑制でき、コンテナ３０の歪みが低減されている。また、コンテナ３０の材料が、レーザー溶融部１７にピンホールが発生しやすい銅やアルミニウムでも、ピンホールの発生が防止される。また、ベーパーチャンバ３でも、スパッタの発生が防止される。
次に、本発明の第４実施形態例に係るベーパーチャンバについて、図面を用いながら説明する。本発明の第１〜第３実施形態例に係るベーパーチャンバと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
第３実施形態例に係るベーパーチャンバ３では、一方の板状部材３１側のレーザー溶融部１７は、他方の板状部材３２側のレーザー溶融部１７と、対向していない位置に設けられていた。スペーサー部材３３に形成されるレーザー溶融部１７の位置は、特に限定されず、これに代えて、図４に示すように、第４実施形態例に係るベーパーチャンバ４では、一方の板状部材３１側のレーザー溶融部１７は、他方の板状部材３２側のレーザー溶融部１７と、対向している位置に設けられてもよい。
また、一方の板状部材３１側のレーザー溶融部１７は、他方の板状部材３２側のレーザー溶融部１７と接していてもよく、接していなくてもよい。ベーパーチャンバ４では、一方の板状部材３１側のレーザー溶融部１７は、他方の板状部材３２側のレーザー溶融部１７と接している態様となっている。
ベーパーチャンバ４でも、第１〜第３実施形態例に係るベーパーチャンバと同様に、コンテナ３０の材料の種類に関わらず、レーザー光線１５のエネルギー密度を低減できるので、レーザー溶接時に発生する熱を抑制でき、コンテナ３０の歪みが低減されている。また、コンテナ３０の材料が、レーザー溶融部１７にピンホールが発生しやすい銅やアルミニウムでも、ピンホールの発生が防止される。また、ベーパーチャンバ４でも、スパッタの発生が防止される。
次に、本発明の第５実施形態例に係るベーパーチャンバについて、図面を用いながら説明する。本発明の第１〜第４実施形態例に係るベーパーチャンバと同じ構成要素については同じ符号を用いて説明する。
第１実施形態例に係るベーパーチャンバ１では、空洞部１３を形成する凹部１４が設けられていない一方の板状部材１１にレーザー光線１５が照射され、レーザー溶接されるコンテナ１０の周縁部１６において、一方の板状部材１１の板厚は他方の板状部材１２の板厚と同じまたは略同じとなっていた。これに代えて、図５に示すように、第５実施形態例に係るベーパーチャンバ５では、レーザー溶接されるコンテナ１０の周縁部１６において、空洞部１３を形成する凹部１４が設けられていない一方の板状部材１１の板厚は、凹部１４が設けられている他方の板状部材１２の板厚よりも厚くなっている。また、ベーパーチャンバ５では、凹部１４が設けられている他方の板状部材１２側からレーザー光線１５が照射される。
ベーパーチャンバ５では、レーザー溶接されるコンテナ１０の周縁部１６において、相対的に板厚の薄い他方の板状部材１２では、レーザー溶融部１７が板厚方向に貫通し、相対的に板厚の厚い一方の板状部材１１では、レーザー溶融部１７が板厚方向に貫通していない。すなわち、ベーパーチャンバ５では、他方の板状部材１２が相対的に板厚の薄いことから、ベーパーチャンバ１、２における一方の板状部材に対応し、ベーパーチャンバ５の一方の板状部材１２が、ベーパーチャンバ１、２における他方の板状部材に対応することとなる。従って、ベーパーチャンバ５では、コンテナ１０の他方の板状部材１２の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）が認められるが、一方の板状部材１１の外観には、溶接痕（例えば、溶接ビート等）は認められない。
ベーパーチャンバ５の厚さは、特に限定されないが、例えば、０．３ｍｍ程度を挙げることができる。また、相対的に板厚の薄い他方の板状部材１２のレーザー溶融部１７における板厚は、特に限定されないが、例えば、０．１ｍｍ程度を挙げることができる。また、相対的に板厚の厚い一方の板状部材１１のレーザー溶融部１７における板厚は、特に限定されないが、例えば、０．２ｍｍ程度を挙げることができる。
一方の板状部材１１のレーザー溶融部１７の厚さＴ１２は、特に限定されないが、他方の板状部材１２のレーザー溶融部１７における板厚Ｔ２の、５０〜４００％が好ましく、１００〜２００％が特に好ましい。コンテナ１０表面におけるレーザー溶融部１７の最大幅Ｗ１は、特に限定されないが、他方の板状部材１２における周縁部１６の幅Ｗ２の２０〜６０％が好ましく、３０〜５０％が特に好ましい。
ベーパーチャンバ５でも、第１〜第４実施形態例に係るベーパーチャンバと同様に、コンテナ１０の材料の種類に関わらず、レーザー光線１５のエネルギー密度を低減できるので、レーザー溶接時に発生する熱を抑制でき、コンテナ１０の歪みが低減されている。また、コンテナ１０の材料が、レーザー溶融部１７にピンホールが発生しやすい銅やアルミニウムでも、ピンホールの発生が防止される。また、ベーパーチャンバ５でも、スパッタの発生が防止される。
次に、本発明のベーパーチャンバの他の実施形態例について説明する。上記第１、第２、第５実施形態例に係るベーパーチャンバでは、一方の板状部材の中央部には空洞部を構成する凹部は設けられていなかったが、必要に応じて、他方の板状部材だけではなく一方の板状部材にも凹部を設けてもよく、他方の板状部材ではなく一方の板状部材に凹部を設けてもよい。また、上記第１、第２、第５実施形態例に係るベーパーチャンバでは、他方の板状部材の中央部に設けられた凹部がコンテナの空洞部を形成していたが、これに代えて、中央部が外側に向かって突出して凸状に塑性変形されている他方の板状部材を用いてもよい。この場合、凸部の内部が、空洞部となる。
また、上記第１、第２実施形態例に係るベーパーチャンバでは、一方の板状部材のレーザー溶融部における板厚は、他方の板状部材のレーザー溶融部における板厚以下となっていたが、これに代えて、一方の板状部材のレーザー溶融部における板厚が、他方の板状部材の該板厚よりも厚い態様としてもよい。
また、上記各実施形態例に係るベーパーチャンバでは、溶接手段はレーザー溶接であったが、溶接手段は特に限定されず、例えば、シーム溶接、抵抗溶接等でもよい。
本発明のベーパーチャンバは、コンテナの材料の種類に関わらず、コンテナの歪みが低減されるので、冷却対象の発熱体を面状に均一に冷却する分野で利用価値が高い。
１、２、３、４、５ ベーパーチャンバ
１０、２０、３０ コンテナ
１１、２１、３１ 一方の板状部材
１２、２２、３２ 他方の板状部材
１３ 空洞部
１４ 凹部
１７ レーザー溶融部

Claims (11)

  1. 一方の板状部材と該一方の板状部材と対向する他方の板状部材が積層されて形成された、中空の空洞部を有するコンテナと、前記空洞部に封入された作動流体と、前記空洞部に設けられたウィック構造体と、を有し、前記空洞部の外周部が溶接にて封止されたベーパーチャンバであって、
    前記一方の板状部材は、前記溶接により形成される溶融部が貫通しており、前記他方の板状部材は、前記溶融部が貫通していないベーパーチャンバ。
  2. 一方の板状部材と、該一方の板状部材と対向する他方の板状部材と、該一方の板状部材と該他方の板状部材との間に設けられたスペーサー部材と、が積層されて形成された、中空の空洞部を有するコンテナと、
    前記空洞部に封入された作動流体と、
    前記空洞部に設けられたウィック構造体と、を有し、
    前記空洞部の外周部が溶接にて封止されたベーパーチャンバであって、
    前記一方の板状部材は、前記溶接により形成される溶融部が貫通し、前記スペーサー部材は、前記一方の板状部材側の前記溶融部は貫通しておらず、
    前記他方の板状部材は、前記溶融部が貫通し、前記スペーサー部材は、前記他方の板状部材側の前記溶融部は貫通していないベーパーチャンバ。
  3. 前記一方の板状部材の前記溶融部における板厚が、前記他方の板状部材の前記溶融部における板厚よりも薄い請求項１または２に記載のベーパーチャンバ。
  4. 前記他方の板状部材の前記溶融部の厚さが、前記一方の板状部材の前記溶融部における板厚の５０〜４００％である請求項３に記載のベーパーチャンバ。
  5. 前記スペーサー部材の前記一方の板状部材側の前記溶融部の厚さが、前記一方の板状部材の前記溶融部における板厚の５０〜４００％であり、前記スペーサー部材の前記他方の板状部材側の前記溶融部の厚さが、前記他方の板状部材の前記溶融部における板厚の５０〜４００％である請求項２に記載のベーパーチャンバ。
  6. 前記コンテナ表面における前記溶融部の最大幅が、前記溶融部における前記スペーサー部材の幅の２０〜６０％である請求項２に記載のベーパーチャンバ。
  7. 前記他方の板状部材に、前記空洞部を形成する凹部が設けられている請求項１に記載のベーパーチャンバ。
  8. 前記他方の板状部材に、前記空洞部を形成する凹部が設けられ、前記一方の板状部材の前記溶融部における板厚が、３０〜３００μｍであり、前記他方の板状部材の前記溶融部における板厚が、１００μｍ以上である請求項３に記載のベーパーチャンバ。
  9. 前記他方の板状部材の前記溶融部の厚さが、前記他方の板状部材の前記溶融部における板厚の１０〜９０％である請求項１に記載のベーパーチャンバ。
  10. 前記溶接が、レーザー溶接であり、前記溶融部が、レーザー溶融部である請求項１乃至９のいずれか１項に記載のベーパーチャンバ。
  11. 前記コンテナの材質が、ステンレス鋼、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、スズ、スズ合金、チタン、チタン合金、ニッケル及びニッケル合金からなる群から選択された少なくとも１種の金属である請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のベーパーチャンバ。
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