熱輸送デバイスの製造方法及び熱輸送デバイス
【課題】少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法を提供すること。
【解決手段】下板部材１の内面１１に、フレーム部材２の厚みより大きい厚みでなる毛細管部材５が載置される。続いて下板部材１の内面１１上に、フレーム部材２が載置され、また、毛細管部材５上に上板部材３が載置される。毛細管部材５の厚みとフレーム部材２の厚みとの差により、フレーム部材２と上板部材３との間に、押しつぶし量Ｇが設けられる。そして下板部材１とフレーム部材２、及び上板部材３とフレーム部材２とが拡散接合される。このとき毛細管部材５は押しつぶし量Ｇ分圧縮される。毛細管部材５は弾性を有しているので、圧力Ｐの一部が吸収され、その圧力Ｐよりも小さい圧力Ｐ´が、毛細管部材５から下板部材１へ加えられる。この圧力Ｐ´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【解決手段】下板部材１の内面１１に、フレーム部材２の厚みより大きい厚みでなる毛細管部材５が載置される。続いて下板部材１の内面１１上に、フレーム部材２が載置され、また、毛細管部材５上に上板部材３が載置される。毛細管部材５の厚みとフレーム部材２の厚みとの差により、フレーム部材２と上板部材３との間に、押しつぶし量Ｇが設けられる。そして下板部材１とフレーム部材２、及び上板部材３とフレーム部材２とが拡散接合される。このとき毛細管部材５は押しつぶし量Ｇ分圧縮される。毛細管部材５は弾性を有しているので、圧力Ｐの一部が吸収され、その圧力Ｐよりも小さい圧力Ｐ´が、毛細管部材５から下板部材１へ加えられる。この圧力Ｐ´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動流体の相変化により熱を輸送する熱輸送デバイスの製造方法及び熱輸送デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ等の電子機器を冷却するために、その電子機器の発熱部から発生する熱を凝縮部に輸送し放熱する、ヒートパイプ等の冷却デバイスが用いられている。
【０００３】
これらの冷却デバイスは、電子機器の高温の発熱部で発生する熱によって蒸発した作動流体の蒸気が、低温の凝縮部へ移動し、その凝縮部で凝縮して熱を放出するものであり、これにより、冷却対象物が冷却される。
【０００４】
近年においては、電子機器等の小型化、薄型化に伴い、その内部に含まれるＩＣ等の発熱が大きな問題となっている。例えば薄型テレビの更なる薄型化が強く望まれており、これを実現させるためには、上記した電子機器内部の発熱の問題に対処しなければならない。この問題の解決手段として、小型、薄型、高効率の廉価な冷却デバイスが求められている。
【０００５】
特許文献１には、ヒートスプレッダーを構成する上カバー及び下カバーへメッシュを取り付ける拡散接合工程１と、上記メッシュを有している上カバー、下カバー、及び補強部材を接合する拡散接合工程２の、複数の拡散接合工程が記されている。複数の拡散接合工程はそれぞれ別の工程において、それぞれの好適な条件のもとで行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１４０４３５号公報（段落[００２２]−[００２７]、[００３２]、[００３３]、図６Ａ、図６Ｂ、図７、及び図８−図１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数の拡散接合工程が別の工程において行われる場合、各拡散接合工程に費やされる時間、及び各拡散接合工程にかかるコストにより、冷却デバイスの製造に費やされる時間、及び冷却デバイスの製造にかかるコストが増える。これにより、効率の良い冷却デバイスの製造、及び安価な冷却デバイスの製造が難しくなる。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法、及び熱輸送デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る熱輸送デバイスの製造方法は、作動流体の相変化を利用して熱を輸送する熱輸送デバイスの容器を構成する第１の板及び第２の板の間に、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材を挟むように、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板を積層させることを含む。
前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００１０】
熱輸送デバイスの容器を構成するために、第１の板と第２の板とが拡散接合される。この拡散接合工程において、第１の板と、第１の板及び第２の板に挟まれるように積層された毛細管部材とが拡散接合される。従って、複数の拡散接合が同じ工程において行われるので、少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法が実現する。
【００１１】
前記毛細管部材は弾性を有する材料からなってもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記毛細管部材を圧縮しながら、前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００１２】
第１の板及び第２の板は、容器の密封性を目的に、高い接合力により拡散接合される。一方、上記拡散接合工程において、第１の板及び毛細管部材は、容器に含まれる作動流体に毛細管力が適切に作用するような適度な圧力で拡散接合される。つまり、これらの拡散接合にそれぞれ求められる圧力は異なることが多い。毛細管部材が所定の弾性を有していることにより、第１の板及び第２の板が拡散接合されるときの圧力の一部を毛細管部材が吸収するので、その圧力よりも小さい圧力で第１の板と毛細管部材とが拡散接合される。
【００１３】
前記毛細管部材の厚みは、前記第１の板及び前記第２の板により構成される前記容器の内部空間の厚みより大きくてもよい。
【００１４】
これにより上記拡散接合工程において、確実に毛細管部材が圧縮され、第１の板及び第２の板が拡散接合されるときの圧力の一部が確実に吸収される。
【００１５】
前記毛細管部材は、第１のメッシュ層と、前記第１のメッシュ層に積層された、前記第１のメッシュ層に含まれるメッシュよりも目の粗いメッシュからなる第２のメッシュ層とを有してもよい。
【００１６】
前記第２の板は突起部を有してもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記突起部により前記毛細管部材を圧縮しながら、前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００１７】
突起部は、容器の内部空間を補強することができる上、突起部により、確実に毛細管部材を圧縮することができる。
【００１８】
前記熱輸送デバイスは、前記容器の側壁を構成するフレーム部材を有してもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記フレーム部材とが、かつ、前記第２の板と前記フレーム部材とが拡散接合される。
【００１９】
容器の側壁を構成するフレーム部材の厚みと毛細管部材の厚みとの関係により、毛細管部材が圧縮される程度が調節され、毛細管部材に吸収される圧力の程度が調節される。従って、フレーム部材の厚みと毛細管部材の厚みとを適宜設定することで、第１の板と毛細管部材との拡散接合に求められる、所望の圧力を得ることができる。
【００２０】
前記積層工程は、前記第１の板及び前記第２の板の間に前記毛細管部材を挟むように積層された、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板を有するユニットを、凹部を有する治具部の前記凹部に嵌めるように、前記治具部と前記ユニットとを積層してもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記積層方向に前記治具部及び前記ユニットに圧力が加えられることで、前記ユニットの前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００２１】
治具部が有する凹部の深さと毛細管部材の厚みとを適宜設定することで、上記拡散接合工程において、第１の板と毛細管部材との拡散接合に求められる圧力を、ばらつきなく得ることができる。
【００２２】
前記積層工程において、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板をそれぞれ有する複数のユニットの各間に、治具部がそれぞれ積層されるように、前記複数のユニット及び前記複数の治具部が積層されてもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記積層方向に、前記複数のユニット及び前記複数の治具部に圧力が加えられることで、前記複数のユニットの前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００２３】
複数のユニット及び複数の治具部が積層された方向に、複数のユニット及び複数の治具部に圧力が加えられることで、複数の熱輸送デバイスが一度に製造される。これにより製造時間が短縮される。
【００２４】
前記毛細管部材は、第１の部材と、第２の部材とを含んでもよい。
前記第１の部材は、第１のバネ定数を有し前記第１の板に拡散接合される。
前記第２の部材は、前記第１のバネ定数より大きい第２のバネ定数を有し前記第１の部材に積層される。
【００２５】
第１の部材はバネ定数が小さく変形しやすいので、上記の拡散接合工程で毛細管部材が圧縮される際に確実に圧縮され、その応力により第１の板と十分に拡散接合される。また拡散接合工程にて、第１の部材により、例えば寸法公差による第２の部材の変形量のばらつき等が吸収される。これにより拡散接合工程後にて、バネ定数が大きく変形しにくい第２の部材により熱輸送の性能に係わる毛細管部材の機能が十分に発揮される。
【００２６】
前記拡散接合工程は、前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、かつ、前記第２の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合することを含んでもよい。この場合、前記毛細管部材は、第３の部材を含み、前記第３の部材は、前記第２のバネ定数より小さい第３のバネ定数を有し、前記第２の部材に積層され前記第２の板と拡散接合される。
【００２７】
毛細管部材が第１及び第２の板に拡散接合されることで、毛細管部材により熱輸送デバイスの容器の内部空間が補強される。この際、バネ定数が小さい第３の部材と第２の板とが拡散接合されることで、毛細管部材と第２の板とが十分に拡散接合される。
【００２８】
本発明の他の形態に係る熱輸送デバイスの製造方法は、作動流体の相変化を利用して熱を輸送する熱輸送デバイスの容器を構成するための板を曲げることにより、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材を、前記曲げられて形成される前記板の第１の部位及び第２の部位で挟む。
そして、少なくとも前記第１の部位と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の部位の端部と前記第２の部位の端部とが拡散接合されることで、前記容器が形成される。
【００２９】
これにより、１つの板が曲げられて容器が形成されるので、部品数が減り、コストを削減することができる。また、複数の部品により容器が構成される場合において、それら各部品の所定の位置決め精度が必要となるが、本発明では、そのような高い位置決め精度は必要がない。
【００３０】
本発明の一形態に係る熱輸送デバイスは、内面を有する容器と、作動流体と、毛細管部材とを具備する。
前記作動流体は、前記容器に収容され、相変化することで熱を輸送する。
前記毛細管部材は、第１の部材と、第２の部材とを含み、前記作動流体に毛細管力を発生させる。
前記第１の部材は、第１のバネ定数を有し前記内面に拡散接合される。
前記第２の部材は、前記第１のバネ定数より大きい第２のバネ定数を有し前記第１の部材に積層される。
【００３１】
本発明の他の形態に係る熱輸送デバイスは、側壁を有する容器と、作動流体と、毛細管部材とを具備する。
前記容器は、前記側壁を構成するフレーム部材と、前記フレーム部材を挟み込むように前記フレーム部材に接合された第１の板及び第２の板とを有する。
前記作動流体は、前記容器内で、相変化することにより熱を輸送する。
前記毛細管部材は、前記作動流体に毛細管部力を作用させる。
【００３２】
この熱輸送デバイスでは、簡単な構成の部品で容器を構成することができる。また、フレーム部材の厚みにより容器の内部空間の容積が定められるので、フレーム部材の厚みを適宜設定することで、簡単に内部空間の容積を設定することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明によれば、少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法、及び熱輸送デバイスが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法により製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法により製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図５】押しつぶし量と、その押しつぶし量で製造された熱輸送デバイスのリーク不良率を表す表である。
【図６】第１の実施形態により製造された熱輸送デバイスの、下板部材の内面を観察した図である。
【図７】第２の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図８】第３の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法で製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。
【図９】第３の実施形態により製造された熱輸送デバイスの、下板部材の内面を観察した図である。
【図１０】治具を用いた熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図１１】第４の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図１２】第５の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図１３】熱源が気相側に近い側に配置された熱輸送デバイスを示す断面図である。
【図１４】第６の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。
【図１５】図１４に示すＡ−Ａ間の断面図である。
【図１６】第６の実施形態に係る熱輸送デバイスの容器を構成する板部材の展開図である。
【図１７】第６の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を示す図である。
【図１８】変形例に係る熱輸送デバイスを説明するための図であり、板部材の展開図である。
【図１９】第７の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。
【図２０】図１９に示すＡ−Ａ間の断面図である。
【図２１】第７の実施形態に係る熱輸送デバイスの容器を構成する板部材の展開図である。
【図２２】第８の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図２３】各メッシュ部材に加えられる応力と、その応力による変形量（潰れ量）との関係を示す模式的なグラフである。
【図２４】第８の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図２５】図２４で示す上板部材、接合用メッシュ部材、及び第２のメッシュ部材を拡大して示した図である。
【図２６】比較例として挙げる毛細管部材と上板部材との拡散接合を示した拡大図である。
【図２７】金属細線の編み込まれ方が異なるメッシュ部材をそれぞれ示した模式的な図である。
【図２８】図２２に示した毛細管部材の変形例を示した図である。
【図２９】第９の実施形態に係る熱輸送デバイスを説明するための図である。
【図３０】図２９に示す注入口及び注入路を拡大して示した平面図である。
【図３１】第１０の実施形態に係る熱輸送デバイスを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３６】
＜第１の実施形態＞
［熱輸送デバイスの構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法により製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。図２は、その分解斜視図である。図１の断面図は、熱輸送デバイス１００の長手方向における断面図である。以後、断面図の方向は同様である。
【００３７】
熱輸送デバイス１００は、容器４と、容器４内に設けられた毛細管部材５とを含む。容器４は、下板部材１、フレーム部材２及び上板部材３により構成される。フレーム部材２により、容器４における側壁が構成される。容器４の内部には、相変化により熱を輸送する図示しない作動流体が封入されており、この作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材５が形成されている。毛細管部材５は、第１のメッシュ層６と、第１のメッシュ層６に積層された第２のメッシュ層７とを含む。第２のメッシュ層７は、第１のメッシュ層６に含まれるメッシュよりも目の粗いメッシュからなる。
【００３８】
作動流体としては、純水やエタノール等が用いられる。
【００３９】
容器４を構成する下板部材１、フレーム部材２及び上板部材３の材料としては、典型的には銅が用いられる。その他に、例えばニッケル、アルミニウム、又はステンレス等が用いられてもよい。下板部材１及び上板部材３の厚みは、典型的には０．１ｍｍ〜０．８ｍｍである。フレーム部材２の幅ａは典型的には２ｍｍである。
【００４０】
フレーム部材２の厚みについては、後に説明するように、毛細管部材５の厚みとの関係で適宜設定される。ここで典型的な例として挙げる材料及び数値等は、これに限られるという意味ではなく、それは以後も同様である。
【００４１】
図２に示すように、第１のメッシュ層６及び第２のメッシュ層７は、金属細線による網目状のメッシュを有するメッシュ部材８が、１枚又は複数枚積層されて形成されている。各メッシュ部材８の厚みは、典型的には０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍである。
【００４２】
毛細管部材５として、メッシュ層以外のものが用いられてもよい。例えば複数のワイヤーが束になったものなどが挙げられる。作動流体に毛細管力を作用させるものであり、かつ所定の弾性を有しているものであればどのようなものでもよい。本実施形態では、第１のメッシュ層６として、２〜５枚のメッシュ部材８が積層され、第１のメッシュ層６の上に第２のメッシュ層７として、１枚のメッシュ部材８が積層されている。複数のメッシュ部材８は、例えばろう付け、接着剤を用いた接合、めっき処理等により積層される。
【００４３】
熱輸送デバイス１００が動作していないときは、作動流体は、第１のメッシュ層６及び第２のメッシュ層７のうち、主に毛細管力の強い第１のメッシュ層６の方に引き寄せられて保持されている。
【００４４】
［熱輸送デバイスの動作］
熱輸送デバイス１００の動作について説明する。熱輸送デバイス１００の吸熱部Ｖ（図１参照）において、例えば回路デバイス等の熱源９から熱を受け、液相の作動流体が蒸発する。気相になった作動流体は容器４内を放熱部Ｗへ移動し、放熱部Ｗにおいて熱を放出し、凝縮する。放熱部Ｗで液相になった作動流体は容器４内を吸熱部Ｖへ移動し、熱源９からの熱を受けて再び蒸発する。このサイクルが繰り返されることで、熱源９が冷却される。本実施形態に係る熱輸送デバイス１００においては、主に第２のメッシュ層７を通って、気相の作動流体が移動する。また第１のメッシュ層６による毛細管力を受けて、液相の作動流体が移動する。
【００４５】
なお図１では、熱源９は、熱輸送デバイス１００の液相側に近い側、つまり第１のメッシュ層６に近い側に配置される例を示した。しかし、熱輸送デバイス１００は、薄板形状で形成されているので、図１３に示すように、例えば熱輸送デバイス１００の気相側に近い側、つまり第２のメッシュ層７側に近い側に配置されても、高い熱輸送性能を発揮することができる。
【００４６】
［熱輸送デバイス１００の製造方法］
図３は熱輸送デバイス１００の製造方法を説明するための図である。ここで、第１のメッシュ層６及びその上に積層される第２のメッシュ層７からなる毛細管部材５の厚みをｔ1とする。また、下板部材１及び上板部材３とフレーム部材２とが拡散接合されることで構成される容器４の内部空間の厚み、つまりフレーム部材２の厚みをｔ2とする。図３に示すように、毛細管部材５の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2とを比べると、毛細管部材５の厚みｔ1の方が大きい。毛細管部材５の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2との差は、典型的には０ｍｍ〜０．２ｍｍである。
【００４７】
図４は、その熱輸送デバイス１００の製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【００４８】
図４（Ａ）に示すように、下板部材１の、容器４における内部空間側の面を、下板部材１の内面１１とする。この内面１１に、毛細管部材５が載置される。
【００４９】
図４（Ｂ）に示すように、下板部材１の内面１１上にフレーム部材２が載置され、また、毛細管部材５上に上板部材３が載置される。つまり、下板部材１及び上板部材３の間に、毛細管部材５が挟まれるように、下板部材１、毛細管部材５及び上板部材３が積層される。
【００５０】
上述したように毛細管部材５の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2とでは、毛細管部材５の厚みｔ1の方が大きい。従って図４（Ｂ）に示すように、上板部材３は毛細管部材５に載置されることになり、上板部材３とフレーム部材２とは間隔がある。上板部材３の、容器４における内部空間側の面を上板部材３の内面３１とし、フレーム部材２の上板部材３と対向する面を対向面２１とする。また上板部材３の内面３１とフレーム部材２の対向面２１との間隔をＧとする。
【００５１】
本実施形態では、毛細管部材５の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2との差を０ｍｍ〜０．２ｍｍとするので、上板部材３の内面３１とフレーム部材２の対向面２１との間隔Ｇは０ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲である。上板部材３及びフレーム部材２は拡散接合されるので、その拡散接合に求められる圧力により、間隔Ｇは押しつぶされることになる。以後、間隔Ｇを、押しつぶし量Ｇと言う。
【００５２】
図４（Ｃ）に示すように、上板部材３側から圧力Ｐが加えられ、下板部材１とフレーム部材２、及び上板部材３とフレーム部材２とが拡散接合される。このとき、毛細管部材５は押しつぶし量Ｇ分圧縮される。毛細管部材５は弾性を有しているので、圧力Ｐの一部が吸収され、その圧力Ｐよりも小さい圧力Ｐ´が、毛細管部材５から下板部材１へ加えられる。この圧力Ｐ´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【００５３】
例えば小さな穴等で容器４内の気密性が破られるリーク不良を防ぐために、下板部材１とフレーム部材２、及び上板部材３とフレーム部材２とは、高い接合力（圧力Ｐ）で拡散接合される。下板部材１及び第１のメッシュ層６は、作動流体に毛細管力が適切に作用するような適度な圧力（圧力Ｐ´）で拡散接合される。
【００５４】
また、圧力Ｐ´の反作用により、上板部材３にも、圧縮された毛細管部材５から、圧力Ｐよりも小さい圧力Ｐ´´が加えられる。この圧力Ｐ´´により、上板部材３の内面３１と毛細管部材５とが拡散接合される。本実施形態では、上板部材３側から圧力Ｐが加えられるが、下板部材１側から圧力Ｐが加えられてもよい。
【００５５】
押しつぶし量Ｇが０ｍｍの場合は、毛細管部材の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2との差が０ｍｍとなり、ｔ1＝ｔ2となる。しかしながら、押しつぶし量Ｇが０ｍｍの場合でも、図４（Ｂ）において毛細管部材５に載置された上板部材３は、毛細管部材５及びフレーム部材２に載置される。図４（Ｃ）における拡散接合工程は高温状態で行われるので、上板部材３も高温になりわずかに変形する。この変形によって、毛細管部材５が圧縮される。
【００５６】
図５は、押しつぶし量Ｇと、その押しつぶし量Ｇで製造された熱輸送デバイス１００のリーク不良率を表す表である。図５の表に示すように、押しつぶし量Ｇが例えば０ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲で、リーク不良率０％が確認された。
【００５７】
図６（Ａ）は、押しつぶし量Ｇを０．１０ｍｍとして製造された熱輸送デバイス１００の、下板部材１の内面１１を観察した写真である。図６（Ｂ）も同様で、こちらは押しつぶし量Ｇを０ｍｍとして製造された熱輸送デバイス１００の下板部材１の内面１１である。
【００５８】
図６（Ａ）（Ｂ）共に、下板部材１の内面１１には、ほぼ等間隔に並んだ窪みが見える（丸で囲ったＫ）。この窪みは、下板部材１の内面１１と第１のメッシュ層６との拡散接合によりできた窪みである。つまり、押しつぶし量０ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲で、図４（Ｃ）の拡散接合工程において、下板部材１の内面１１と第１のメッシュ層６とが確実に拡散接合されることが分かる。
【００５９】
以上により、本実施形態に係る熱輸送デバイス１００の製造方法では、熱輸送デバイス１００の容器４を構成するために下板部材１とフレーム部材２、及びフレーム部材２と上板部材３とが拡散接合される。この拡散接合工程において、下板部材１と、下板部材１及び上板部材３に挟まれるように積層された毛細管部材５とが拡散接合される。従って、複数の拡散接合が同じ工程において行われるので、少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法が実現する。
【００６０】
複数の拡散接合が別の工程で行われる場合、各拡散接合ごとに熱輸送デバイスが高温状態にさらされる。このことは、熱輸送デバイスの製造における歩留まり低下の原因となる。例えば、下板部材１の内面１１及び毛細管部材５が拡散接合された（拡散接合α）後、別の工程で、下板部材１とフレーム部材２、及びフレーム部材２と上板部材３とが拡散接合され容器４が構成される（拡散接合β）。この場合、下板部材１、フレーム部材２及び上板部材３が、拡散接合αにおいて一度高温にさらされているので、拡散接合βにおいて形成される容器４に小さな穴が開くといった不良が多く発生する。しかしながら、本実施形態に係る熱輸送デバイス１００の製造方法では、上記のような歩留まりの低下を防ぐことができ、コストを抑えることができる。
【００６１】
また、容器４の側壁を構成するフレーム部材２の厚みｔ2と毛細管部材５の厚みｔ1との関係により、毛細管部材５が圧縮される程度が調節され、毛細管部材５に吸収される圧力Ｐの一部が調節される。従って、フレーム部材２の厚みｔ2と毛細管部材５の厚みｔ1とを適宜設定することで、下板部材１の内面１１と毛細管部材５との拡散接合に求められる、所望の圧力Ｐ´を得ることができる。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について説明する。これ以降の説明では、第１の実施形態で説明した熱輸送デバイス１００の製造方法における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
【００６３】
［熱輸送デバイスの構成］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。熱輸送デバイス２００は、第１の実施形態に係る熱輸送デバイス１００において、上板部材３及びフレーム部材２に代えて上板部材２０３を有する。この上板部材２０３と下板部材１とで熱輸送デバイス２００の容器２０４が構成される。
【００６４】
上板部材２０３は、ベッセル状の形状を有し、毛細管部材５上に載置される上板部２０３ａと、容器２０４の側壁を構成する側壁部２０３ｂと、下板部材１と拡散接合される接合部２０３ｃとを有する。
【００６５】
容器２０４の内部空間側から見た側壁部２０３ｂの高さ（以後、側壁部２０３ｂの高さと言う）をｔ3とすると、容器２０４の内部空間の厚みはｔ3となる。側壁部２０３ｂの高さｔ3と、毛細管部材５の厚みｔ1とを比べると、毛細管部材５の厚みｔ1の方が大きい。
【００６６】
［熱輸送デバイス２００の製造方法］
図７（Ａ）に示すように、下板部材１の内面１１に、毛細管部材５が載置される。
【００６７】
図７（Ｂ）に示すように、毛細管部材５上に上板部材２０３が載置される。側壁部２０３ｂの高さｔ3よりも、毛細管部材５の厚みｔ1の方が大きいので、上板部材２０３は毛細管部材５に載置されることになり、上板部材２０３と下板部材１とは間隔がある。上板部材２０３の接合部２０３ｃにおける下板部材１と対向する面を対向面２３１とし、この対向面２３１と下板部材１の内面１１との間隔を押しつぶし量Ｇとする。
【００６８】
図７（Ｃ）に示すように、上板部材２０３側から圧力Ｐが加えられ、下板部材１と上板部材２０３が拡散接合される。このとき、毛細管部材５は押しつぶし量Ｇ分圧縮され、圧力Ｐの一部が吸収される。毛細管部材５から圧力Ｐより小さい圧力Ｐ´が下板部材１へ加えられ、この圧力Ｐ´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【００６９】
以上により、本実施形態に係る熱輸送デバイス２００の製造方法では、側壁部２０３ｂの高さｔ3と毛細管部材５の厚みｔ1とを適宜設定することで、第１の実施形態に係る熱輸送デバイス１００の製造方法と同様な効果を得ることができる。また上板部材２０３を、例えばプレス加工、又は鋳造加工等の金型加工を用いて製造することで、熱輸送デバイス２００の製造におけるコストを抑えることができる。また、上板部材２０３が接合部２０３ｃを有しているので、上板部材２０３及び下板部材１の接合面積を充分に取ることができる。これにより、上板部材２０３及び下板部材１が拡散接合されることで形成される容器２０４の気密性が高められる。
【００７０】
＜第３の実施形態＞
図８は、第３の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法で製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。図８の断面図は、熱輸送デバイス３００の短手方向の断面図である。また、これ以降の説明では、毛細管部材５を簡略化して図示する。
【００７１】
熱輸送デバイス３００は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイス２００において、上板部材２０３に代えて上板部材３０３を有する。上板部材３０３と下板部材１とで熱輸送デバイス３００の容器３０４が構成される。
【００７２】
上板部材３０３は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイス２００が有する上板部材２０３と同様に、上板部３０３ａと、側壁部３０３ｂと、接合部３０３ｃとを有している。上板部３０３ａが突起部３１３を有している点で、上板部材２０３と異なる。
【００７３】
突起部３１３は、熱輸送デバイス３００の容器３０４における内部空間側に突起している。突起部３１３は、熱輸送デバイス３００の長手方向に沿って長い形状を有し、上板部材３０３の上板部３０３ａに設けられる。
【００７４】
本実施形態の熱輸送デバイス３００の製造時においては、毛細管部材５は、突起部３１３により圧縮され押しつぶされた状態で、上板部材３０３と下板部材１とが拡散接合される。また、この拡散接合工程により、毛細管部材５と下板部材１とが拡散接合される。
【００７５】
図９は、本実施形態により製造された熱輸送デバイス３００の、下板部材１の内面１１を観察した写真である。
【００７６】
突起部３１３により毛細管部材５が圧縮される。その圧縮された部分に対応する下板部材１の内面１１上の領域（破線の丸で囲った領域）を中心に、下板部材１の内面１１と毛細管部材５との拡散接合による窪みが見える（丸で囲ったＫ）。本実施形態では、突起部３１３は、熱輸送デバイス３００の長手方向に沿って、２ヶ所設けられている。図９に示すように、内面１１上に略等間隔で並ぶ窪みが２本確認できる（Ｌ１及びＬ２）。
【００７７】
以上により、本実施形態に係る熱輸送デバイス３００では、上板部材３０３が突起部３１３を有しているので、この突起部３１３により、容器３０４の内部空間を補強することができる上、確実に毛細管部材５を圧縮することができる。また突起部３１３により、毛細管部材５の厚みｔ1が容器３０４の内部空間の厚みより小さい範囲でも、毛細管部材５の圧縮が可能となる。例えば、毛細管部材５を液相の作動流体の流路に設け、気相の作動流体の流路には設けないといった、所望の設計が可能となる（図８参照）。
【００７８】
また、突起部３１３は金型加工や、例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等のエッチング技術により形成することができ、熱輸送デバイス３００の製造におけるコストを抑えることができる。
【００７９】
本実施形態では突起部３１３は熱輸送デバイス３００の長手方向に沿って長い形状を有しているが、これに限られない。上板部３０３ａの所望の位置に、所望の数の突起部３１３を設けてもよい。これにより、例えば、気相の作動流体の流路の容積が大きくなり、熱輸送デバイス３００の熱輸送効率が上がる等の効果を実現することができる。
【００８０】
＜第４の実施形態＞
図１０は、治具を用いた熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。
【００８１】
熱輸送デバイス４００は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイス２００とほぼ同様の構成である。ベッセル状の形状を有する上板部材４０３の側壁部４０３ｂが、容器４０４の厚み方向に対して傾斜している点で、熱輸送デバイス２００の構成と異なる。本実施形態では、上板部材４０３の上板部４０３ａ、側壁部４０３ｂ及び接合部４０３ｃは、ほぼ同じ厚みからなる。
【００８２】
上板部材４０３、下板部材１、及びこれらに挟まれた毛細管部材５により熱輸送デバイスユニット４５０が構成される。
【００８３】
治具部６００は、熱輸送デバイスユニット４５０の上板部材４０３を載置する載置面６１０を有する。治具部６００の載置面６１０は、上板部材４０３の上板部４０３ａを載置する下段面６１０ａと、接合部４０３ｃを載置する上段面６１０ｂとを含む。下段面６１０ａ及び上段面６１０ｂは、段差を介して繋がっており、この段差と下段面６１０ａと上段面６１０ｂとで、治具部６００の凹部が形成される。
【００８４】
治具部６００の凹部の深さとなる、下段面６１０ａから上段面６１０ｂまでの高さをｔ4とする。高さｔ4と毛細管部材５の厚みｔ1とを比べると、毛細管部材５の厚みｔ1の方が、０ｍｍ〜０．２ｍｍ大きい。
【００８５】
治具部６００の材料としては、典型的にはカーボン又はステンレスが用いられる。
【００８６】
［熱輸送デバイス４００の製造方法］
図１１は、熱輸送デバイス４００の製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【００８７】
図１１（Ａ）に示すように、上板部材４０３、毛細管部材５及び下板部材１が順に、治具部６００の載置面６１０上に積層される。上板部材４０３の接合部４０３ｃと下板部材１との間には、押しつぶし量Ｇが設けられる。この押しつぶし量Ｇは、高さｔ4及び接合部４０３ｃの厚みを足したもの（高さＸ）と、毛細管部材５の厚みｔ1及び上板部４０３ａの厚みを足したもの（高さＹ）との差である。
【００８８】
本実施形態では、上板部４０３ａと接合部４０３ｃとが、ほぼ同じ厚みからなる。従って、上記押しつぶし量Ｇは、高さｔ4と毛細管部材５の厚みｔ1との差にほぼ等しくなる。
【００８９】
図１１（Ｂ）に示すように、熱輸送デバイスユニット４５０及び治具部６００が積層された方向で、熱輸送デバイスユニット４５０の上板部材４０３と下板部材１との拡散接合に求められる圧力Ｐがかけられる。このとき、弾性を有する毛細管部材５から下板部材１に加えられる圧力Ｐ´´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【００９０】
例えば上板部材４０３を金型加工等で複数形成した場合、形成における誤差等で、複数の上板部材４０３の各側壁部４０３ｂの高さが均等にならず、ばらつく場合が考えられる。
【００９１】
しかしながら、本実施形態においては、上板部材４０３の接合部４０３ｃが、治具部６００の上段面６１０ｂに押さえつけられながら、下板部材１と拡散接合される。従って、各側壁部４０３ｂの高さのばらつきに関わらず、高さｔ4と毛細管部材５の厚みｔ1との差により、押しつぶし量Ｇが定められる。これにより、図１１（Ｂ）に示す拡散接合工程において、毛細管部材５がばらつきなく押しつぶし量Ｇ分圧縮されるので、下板部材１と毛細管部材５との拡散接合に求められる圧力Ｐ´´を、ばらつきなく得ることができる。
【００９２】
本実施形態では、上板部材４０３の上板部４０３ａと接合部４０３ｃとがほぼ同じ厚みからなるが、これに限られない。上板部材４０３の形状に基づいて、高さｔ4と毛細管部材５の厚みｔ1とを適宜設定し、所望の押しつぶし量Ｇを設けることができる。
【００９３】
＜第５の実施形態＞
図１２は、複数の治具を用いた熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。治具部７００及び熱輸送デバイス５００は、第４の実施形態に係る治具部６００及び熱輸送デバイス４００とほぼ同様の構成である。
【００９４】
図１２（Ａ）に示すように、治具部７００の載置面７１０上に、上板部材５０３、毛細管部材５及び下板部材１が順に積層される。さらに、その下板部材１上に治具部７００が積層され、その治具部７００の載置面７１０上には、また上板部材５０３、毛細管部材５及び下板部材１が順に積層される。このようにして複数の熱輸送デバイスユニット５５０と複数の治具部７００とが積層される。各熱輸送デバイスユニット５５０の、上板部材５０３の接合部５０３ｃと下板部材１との間には、押しつぶし量Ｇが設けられる。
【００９５】
図１２（Ｂ）に示すように、複数の熱輸送デバイスユニット５５０及び複数の治具部７００が積層された方向で、各熱輸送デバイスユニット５５０の上板部材５０３と下板部材１との拡散接合に求められる圧力Ｐがかけられる。このとき、弾性を有する毛細管部材５から下板部材１に加えられる圧力Ｐ´´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【００９６】
以上により、本実施形態の熱輸送デバイス５００の製造方法では、複数の熱輸送デバイスユニット５５０及び複数の治具部７００が積層された方向に、複数の熱輸送デバイスユニット５５０及び複数の治具部７００に圧力Ｐが加えられることで、複数の熱輸送デバイス５００が一度に製造される。つまり熱輸送デバイス５００の製造におけるバッチ処理が可能となる。
【００９７】
拡散接合は真空環境下で大きな荷重により行われるので、１回の拡散接合工程にかかるコストは大きい。また、拡散接合工程は、高温状態で熱輸送デバイスの容器が接合された後に、そのまま真空環境下で熱輸送デバイスが冷却されるというプロセスを含むので、費やされる時間も多い。しかしながら、本実施形態における熱輸送デバイス５００の製造方法によれば、上記したバッチ処理が可能となるので、コストが抑えられ、また製造時間も短縮される。これにより、さらに効率のよい、安価な熱輸送デバイスの製造方法が実現する。
【００９８】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
【００９９】
上記各実施形態では、容器が、上板部材、下板部材等により形成されるとして説明した。一方、第６実施形態では、容器が、１つの板部材が曲げられることで形成される。従って、その点を中心に説明する。
【０１００】
図１４は、第６の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。図１５は、図１４に示すＡ−Ａ間の断面図である。図１６は、熱輸送デバイスの容器を構成する板部材の展開図である。
【０１０１】
図１４に示すように、熱輸送デバイス１１０は、一方向（Ｙ軸方向）に長い矩形の薄板形状を有する容器５１を備えている。この容器５１は、１つの板部材５２が曲げられることで形成される。
【０１０２】
板部材５２は、典型的には、無酸素銅、タフピッチ銅、あるいは銅合金で構成される。しかしこれに限られず、板部材５２は、銅以外の金属で構成されてもよく、その他、熱伝導率の高い材料が用いられてもよい。
【０１０３】
図１４及び図１５に示すように、容器５１は、長手方向（Ｙ軸方向）に沿う方向での側部５１ｃが、湾曲した形状とされている。すなわち、容器５１は、図１６に示す板部材５２が、板部材５２の略中央で曲げられて形成されることから、側部５１ｃが湾曲した形状とされている。以降では、側部５１ｃを湾曲部５１ｃと呼ぶ場合がある。
【０１０４】
容器５１は、側部５１ｃ（湾曲部５１ｃ）とは反対側の側部５１ｄと、短手方向に沿う方向での側部５１ｅ、５１ｆとに接合部５３を有している。接合部５３は、それぞれの側部５１ｄ、５１ｅ、５１ｆから突出するように設けられている。この接合部５３において、曲げられた板部材５２が接合される。接合部５３は、図１６に示す板部材５２の、接合領域５２ａ（斜線で示す領域）に相当する。接合領域５２ａは、板部材５２の縁部５２ｂから所定の距離ｄ、の範囲内の領域とされる。
【０１０５】
容器５１の内部には、毛細管部材５が設けられている。毛細管部材５は、上述のように、１つまたは複数のメッシュ部材８を含む。毛細管部材５の厚みは、容器５１の内部空間の厚み程度（内部空間の厚みよりわずかに大きくてもよいし、小さくてもよい。）に設定することができる。
【０１０６】
［熱輸送デバイス１１０の製造方法］
図１７は、熱輸送デバイスの製造方法を示す図である。
【０１０７】
図１７（Ａ）に示すように、まず、板部材５２が用意される。そして、板部材５２の略中央において、板部材５２が曲げられる。
【０１０８】
板部材５２が所定の角度まで曲げられると、図１７（Ｂ）に示すように、曲げられた板部材５２の間に、毛細管部材５が入れられる。なお、毛細管部材５は、板部材５２の曲げが開始される前に、板部材５２上の所定の位置に配置されていてもよい。
【０１０９】
板部材５２の間に、毛細管部材５が入れられると、図１７（Ｃ）に示すように、毛細管部材５を挟み込むように、板部材５２がさらに曲げられる。そして、曲げられた板部材５２の接合部５３（接合領域５２ａ）が拡散接合により接合されることにより、毛細管部材５が板部材５２の上板部５２ｃ及び下板部５２ｄに拡散接合により接合される。
【０１１０】
この熱輸送デバイス１１０の場合、容器５１が１つの板部材５２により形成されるので、部品数が減り、コストを削減することができる。また、２つ以上の部材で容器５１が形成される場合、これらの部材の位置を合わせる必要があるが、本実施形態では、部材の位置を合わせる必要がない。従って、熱輸送デバイス１１０を容易に製造することができる。
【０１１１】
［変形例］
図１８は、上記熱輸送デバイス１１０の変形例を説明するための図であり、板部材の展開図である。
【０１１２】
図１８に示すように、板部材５２は、板部材５２の中央において、長手方向（Ｙ軸方向）に沿うように、溝５４を有している。溝５４は、例えば、プレス加工や、エッチング加工により形成されるが、溝５４の形成方法は、特に限定されない。
【０１１３】
板部材５２に溝５４が設けられることで、板部材５２を曲げ易くすることができる。これにより、さらに容易に、熱輸送デバイス１１０を製造することができる。なお、板部材５２は長手方向で（Ｙ方向を軸として）折り曲げる構造を示したが、短辺（短手方向）で（Ｘ方向を軸として）折り曲げるようにしてもよい。
【０１１４】
＜第７の実施形態＞
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。なお、第７の実施形態では、上述の第６の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１１５】
図１９は、第７の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。図２０は、図１９に示すＡ−Ａ間の断面図である。図２１は、熱輸送デバイスの容器を構成する板部材の展開図である。
【０１１６】
図１９及び図２０に示すように、熱輸送デバイス１２０は、一方向（Ｙ軸方向）に長い矩形の薄板形状を有する容器６１を備えている。
【０１１７】
この容器６１は、図２１に示す板部材６２が中央から折り返されて形成される。板部材６２は、板部材６２の中央において、板部材６２の長手方向に沿うように、２つの開口６５が設けられている。このように開口６５が設けられることにより、板部材６２の左側の板と右側の板とが、３つの領域６６で接続されたような形状となっている。
【０１１８】
容器６１は、長手方向（Ｙ軸方向）に沿う方向での側部６１ｃ、６１ｄと、短手方向（ｘ軸方向）に沿う方向での側部６１ｅ、６１ｆとに接合部６３を有している。この接合部６３において、上板と下板とが拡散接合により接合されて、容器６１が形成される。接合部６３は、図２１に示す板部材６２の、斜線で示す接合領域６２ａ、６２ｂに相当する。
【０１１９】
このように上板と下板とが接合された結果、側部６１ｃから突出した３つの突出部６４が形成される。
【０１２０】
熱輸送デバイス１２０では、板部材６２に開口６５が設けられるため、板部材６２を容易に曲げることができる。これにより、さらに容易に熱輸送デバイス１２０を製造することができる。
【０１２１】
板部材６２の、開口６５及び縁部６２ｃとの間の領域６６と、２つの開口６５の間の領域６６とに、例えば、プレス加工により形成された溝が設けられていてもよい。これによりさらに容易に、板部材６２を折り曲げることができる。
【０１２２】
＜第８の実施形態＞
［熱輸送デバイスの構成］
図２２は、本発明の第８の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。本実施形態に係る熱輸送デバイス８００は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイス２００において、毛細管部材５に代えて、厚みがｔ1でなる毛細管部材８０５を有するものである。
【０１２３】
毛細管部材８０５は、第１のメッシュ部材８６０と、第１のメッシュ部材８６０に積層された第２のメッシュ部材８７０と、第２のメッシュ部材８７０に積層された接合用メッシュ部材８５０とを有する。本実施形態に係る熱輸送デバイス８００では、気相の作動流体は主に第１のメッシュ部材８６０を通って移動し、液相の作動流体は主に第２のメッシュ部材８７０を通って移動する。
【０１２４】
第２のメッシュ部材８７０のバネ定数と、接合用メッシュ部材８５０のバネ定数とを比べると、第２のメッシュ部材８７０のバネ定数の方が大きい。第１のメッシュ部材８６０のバネ定数も、接合用メッシュ部材８５０のバネ定数より大きく設定されている。第１のメッシュ部材８６０のバネ定数及び第２のメッシュ部材８７０のバネ定数は、同じでもよいし、異なってもよい。しかしながら、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０の各バネ定数が異なる場合、その差は、第２のメッシュ部材８７０及び接合用メッシュ部材８５０の各ばね定数の差と比べて小さいものである。本実施形態では、第１のメッシュ部材８６０のバネ定数及び第２のメッシュ部材８７０のバネ定数は、ほぼ等しいものとする。
【０１２５】
ここで、バネ定数について説明する。本実施形態の説明において述べるバネ定数とは、各メッシュ部材の厚み方向についてのバネ定数である。図２３は、バネ定数が異なる接合用メッシュ部材８５０と、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０とに厚み方向で応力が加えられた際の、応力とその応力による厚み方向の変形量（潰れ量）との関係を示す模式的なグラフである。
【０１２６】
図２３に示すグラフでは、バネ定数の小さい接合用メッシュ部材８５０についての応力と変形量との関係を破線で示している。一方、バネ定数の大きい第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０についての応力と変形量との関係を実線で示している。グラフに「変形量の差」として示されているように、接合用メッシュ部材８５０と、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０とに、同じ応力σが加えられた場合では、接合用メッシュ部材８５０の変形量の方が大きい。つまり、バネ定数の小さい接合用メッシュ部材８５０の方が、バネ定数の大きい第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０よりも変形しやすい。
【０１２７】
バネ定数とメッシュ部材の形状について説明する。複数の金属細線が編み込まれてなるメッシュ部材において、編み込まれた金属細線の網目の大きさが同じ場合、金属細線の太さ（径）が大きい方が、バネ定数は大きい。金属細線の径が同じ場合では、網目が小さい方がバネ定数は大きい。このように、編み込まれる金属細線の網目の大きさ及び径を適宜設定することで、所望のバネ定数を有するメッシュ部材が得られる。この他、用いられる金属細線の材料等を適宜設定することで、メッシュ部材のバネ定数が適宜設定されてもよい。
【０１２８】
本実施形態では、バネ定数が小さい接合用メッシュ部材８５０は、金属細線の網目の大きさが、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０として編み込まれる金属細線の網目よりも小さい。しかしながら、接合用メッシュ部材８５０では、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０に用いられる金属細線よりも径の小さい金属細線が用いられる。これにより、接合用メッシュ部材８５０のバネ定数は、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０より小さく設定されている。
【０１２９】
［熱輸送デバイス８００の製造方法］
図２４（Ａ）に示すように、下板部材１の内面１１上に、毛細管部材８０５の第１のメッシュ部材８６０が載置される。また、毛細管部材８０５の接合用メッシュ部材８５０上に上板部材２０３が載置される。下板部材１及び上板部材２０３の間には、押しつぶし量Ｇが設けられる。
【０１３０】
図２４（Ｂ）に示すように、上板部材２０３側から圧力Ｐが加えられ、下板部材１と上板部材２０３が拡散接合される。この際、押しつぶし量Ｇ分圧縮された毛細管部材８０５からの圧力Ｐ´及びＰ´´により、毛細管部材８０５と、下板部材１及び上板部材２０３とがそれぞれ拡散接合される。
【０１３１】
図２４（Ｂ）に示す拡散接合工程での、毛細管部材８０５と上板部材２０３との拡散接合について詳しく説明する。図２５は、図２４で示す上板部材２０３、接合用メッシュ部材８５０、及び第２のメッシュ部材８７０を拡大して示した図である。図２６は、比較例として挙げる毛細管部材８９５と上板部材２０３との拡散接合を示した拡大図である。毛細管部材８９５は、第２のメッシュ部材８７０上に接合用メッシュ部材８５０が積層されていないものである。従って、図２６では、上板部材２０３と第２のメッシュ部材８７０とが拡大されて図示されている。以降の説明では、毛細管部材８９５の第２のメッシュ部材８７０を第２のメッシュ部材８７０´として説明する。
【０１３２】
図２５には、接合用メッシュ部材８５０として編み込まれる複数の金属細線８５５及び第２のメッシュ部材８７０として編み込まれる複数の金属細線８７５（８７５ａ及び８７５ｂ）が図示されている。金属細線８５５及び８７５は、図２５で示すＸ方向で編み込まれている。同様に図２６にも、第２のメッシュ部材８７０´として編み込まれる複数の金属細線８７５´（８７５ａ´及び８７５ｂ´）が図示されている。図２５及び図２６では、金属細線８５５、８７５及び８７５´に、Ｘ方向と異なる方向で編み合わされる金属細線は省略されている。
【０１３３】
図２５（Ａ）には、上板部材２０３に拡散接合される前の接合用メッシュ部材８５０及び第２のメッシュ部材８７０が図示されている。図２５（Ａ）に示すように、編み込まれる各金属細線８５５及び８７５は、熱輸送デバイス８００の厚み方向（図２５で示すＺ方向）における位置で、寸法公差によるばらつきがある。同様に、第２のメッシュ部材８７０´の金属細線８７５´にも、寸法公差によるばらつきがある。
【０１３４】
上記のばらつきを有する第２のメッシュ部材８７０´が上板部材２０３と拡散接合される場合、図２６（Ａ）に示すように、金属細線８７５ａ´は上板部材２０３と拡散接合されるが、金属細線８７５ｂ´は上板部材２０３と拡散接合されない。この状態では、毛細管部材８９５及び上板部材２０３の拡散接合は十分とはいえない。
【０１３５】
金属細線８７５ｂ´を上板部材２０３に拡散接合させるために、拡散接合工程における圧力を大きくした場合、図２６（Ｂ）に示すように、金属細線８７５ａ´が、金属細線８７５ｂ´と比べて大きく変形してしまう。このような金属細線８７５ａ´及び８７５ｂ´の変形量の違いが発生すると、液相の作動流体に毛細管力を発生させる等の熱輸送の性能に係わる機能が十分に発揮されない可能性がある。
【０１３６】
一方で、接合用メッシュ部材８５０を有する本実施形態に係る毛細管部材８０５が上板部材２０３と拡散接合される場合、図２５（Ｂ）に示すように接合用メッシュ部材８５０及び第２のメッシュ部材８７０が上板部材２０３に拡散接合される。バネ定数が小さい接合用メッシュ部材８５０は、拡散接合工程において十分に変形し、上板部材２０３と十分に拡散接合される。バネ定数が大きく変形しにくい第２のメッシュ部材８７０は、金属細線８７５ａが上板部材２０３と拡散接合される。金属細線８７５ｂは上板部材２０３とは拡散接合されないが、金属細線８５５と拡散接合される。
【０１３７】
以上により、本実施形態では、バネ定数が小さい接合用メッシュ部材８５０が、拡散接合工程において、十分に圧縮され、その応力により上板部材２０３と十分に拡散接合される。また、接合用メッシュ部材８５０により、第２のメッシュ部材８７０の寸法公差による変形量のばらつきを吸収することができる。従って、図２５（Ｂ）に示すように、上板部材２０３に拡散接合される金属細線８７５ａが、金属細線８７５ｂと比べて大きく変形してしまうのを防ぐことができる。これにより、第２のメッシュ部材８７０は上板部材２０３に十分に接合されると共に、上記した熱輸送の性能に係わる機能を十分に発揮することができる。例えば、熱輸送デバイス８００を高い熱流束密度に対応させる場合に、本実施形態における効果は大きいものとなる。
【０１３８】
本実施形態では、第２のメッシュ部材８７０の寸法公差について説明した。しかしながら、例えば、上板部材２０３の厚みや、側壁部２０３ｂの高さ（図２２で示すｔ3）等のばらつきが原因となって第２のメッシュ部材８７０の変形量のばらつきが発生してしまうことも考えられる。こういった場合でも、接合用メッシュ部材８５０により、第２のメッシュ部材８７０の変形量のばらつきが吸収される。
【０１３９】
図２７（Ａ）及び（Ｂ）は、金属細線の編み込まれ方が異なるメッシュ部材をそれぞれ示した模式的な図である。図２７（Ａ）及び（Ｂ）には、同じ金属細線が、同じ網目の大きさで編み込まれてなるメッシュ部材Ｍ及びＮがそれぞれ図示されている。図２７（Ａ）で示すメッシュ部材Ｍは、その厚みｍが金属細線の径ｒのほぼ３倍になるように形成されている。図２７（Ｂ）に示すメッシュ部材Ｎは、その厚みｎが金属細線の径ｒのほぼ２倍になるように形成されている。つまり、メッシュ部材Ｎの方が、メッシュ部材Ｍよりも、メッシュ部材の厚み方向（図２７で示すＺ方向）においてきつく編み込まれているので、メッシュ部材Ｎの方がメッシュ部材Ｍよりもバネ定数が大きい。このように、金属細線の編み込まれ方により、バネ定数が適宜設定されてもよい。
【０１４０】
本実施形態の毛細管部材８０５は、メッシュ部材が積層されてなる。しかしながら、第１の実施形態で説明したように、作動流体に毛細管力を作用させるものであり、かつ所定の弾性を有しているものであればどのようなものでもよい。そのようなものとして、上記で挙げたものの他に、例えばエッチング技術により、すだれ形状、又は格子状に形成されたものや、溝が形成されたもの等が挙げられる。また、毛細管部材として、金属粉体の焼結構造を有するものが用いられてもよい。この場合、毛細管部材の上板部材に接合される側に、バネ定数が小さく変形しやすい部材を配置すれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、上記で挙げたものは、本発明の各実施形態において毛細管部材として用いることが可能である。
【０１４１】
［変形例］
図２８は、毛細管部材８０５の変形例を示した図である。この毛細管部材８０５には、第１のメッシュ部材８６０の第２のメッシュ部材８７０が積層されている側の反対側に、接合用メッシュ部材８４０が積層されたものである。接合用メッシュ部材８４０のバネ定数は、第１のメッシュ部材８６０のバネ定数よりも小さい。つまり、接合用メッシュ部材８４０は、第１のメッシュ部材８６０と比べて変形しやすい。
【０１４２】
毛細管部材８０５が上板部材２０３及び下板部材１にそれぞれ拡散接合されることで、熱輸送デバイス８００の容器２０４の内部空間が補強される。この際、第１のメッシュ部材８６０に積層された接合用メッシュ部材８４０と下板部材１とが拡散接合されることで、毛細管部材８０５と下板部材１とが十分に拡散接合される。
【０１４３】
第１のメッシュ部材８６０は、気相の作動流体の流路となる部材である。従って、拡散接合工程において第１のメッシュ部材８６０が大きく変形すると、気相の作動流体が移動する時の流路抵抗が大きくなってしまう可能性がある。また、第１のメッシュ部材８６０が大きく変形してしまうことで、熱輸送デバイス８００の容器２０４内を作動流体が循環する際の圧力損失が大きくなってしまう可能性もある。しかしながら、バネ定数が大きく変形しにくい第１のメッシュ部材８６０が用いられることで、上記した問題が発生することを防ぐことができる。
【０１４４】
＜第９の実施形態＞
図２９は、本発明の第９の実施形態に係る熱輸送デバイスを説明するための図である。本実施形態に係る熱輸送デバイス９００は、第１の実施形態に係る熱輸送デバイス１００において、下板部材１の内面１１に、以下で説明する注入口９００ａ及び注入路９００ｂが形成されたものである。
【０１４５】
注入口９００ａ及び注入路９００ｂは、熱輸送デバイス９００の製造過程において、容器４内に作動流体を注入するために形成される。注入口９００ａ及び注入路９００ｂは、下板部材１の長手方向（図２９で示すＸ方向）における端部であり、内面１１においてフレーム部材２と拡散接合される領域に形成される。
【０１４６】
図３０は、注入口９００ａ及び注入路９００ｂを拡大して示した平面図である。注入口９００ａは、下板部材１を貫通するように形成されている。注入路９００ｂは、注入口９００ａと連通するように内面１１上に形成された溝であり、注入口９００ａが設けられた側と反対側の端部で容器４の内部に連通している。図３０に示すように、注入路９００ｂは、例えばＬ字状に形成される。
【０１４７】
注入路９００ｂは、例えばエンドミル加工、レーザ加工、プレス加工、または、半導体製造におけるフォトリソグラフィ及びハーフエッチング等の微細加工により形成されればよい。プレス加工によればバリが出ないという特徴がある。レーザ加工及びエンドミル加工の場合は、型が不要であり、自由な形状の溝を形成することができる。
【０１４８】
注入口９００ａ及び注入路９００ｂは、熱輸送デバイス９００の製造工程において、容器４内に作動流体が注入された後に、例えばかしめ加工により封止される。
【０１４９】
＜第１０の実施形態＞
図３０は、本発明の第１０の実施形態に係る熱輸送デバイスを説明するための図である。図２９で示す熱輸送デバイス９００では、下板部材１に注入口９００ａ及び９００ｂが形成されている。本実施形態に係る熱輸送デバイス９１０では、図３０に示すように、上板部材３に注入口９１０ａが形成され、フレーム部材２に注入路９１０ｂとなる溝が形成されている。
【０１５０】
注入口９１０ａは、上板部材３の長手方向（図３０で示すＸ方向）における端部に、上板部材３を貫通するように形成されている。注入路９１０ｂは、フレーム部材２において上板部材３と拡散接合される領域に形成される。注入路９１０ｂは注入口９１０ａと連通するように形成され、注入路９１０ｂの注入口９１０ａと連通する側の反対側の端部は、容器４の内部と連通している。本実施形態では、注入口９１０ａは上板部材３に形成されるが、注入口９１０ａが下板部材１に形成され、注入路９１０ｂがフレーム部材２において下板部材１と拡散接合される領域に形成されてもよい。
【０１５１】
注入路９１０ｂが、仮にプレス加工によりフレーム部材２に形成されるとすると、注入路９１０ｂが形成される側とは反対側のフレーム部材２の面に凸が形成されてしまう。その場合、フレーム部材２と下板部材１とを接合することができない。従って、本実施形態の場合、注入路９１０ｂはレーザ加工またはエンドミル加工により形成されればよい。
【０１５２】
上記した本発明に係る各実施形態において、上板部材、下板部材、フレーム部材、又は毛細管部材の加工や切断等に、ワイヤー放電加工（ワイヤーカット）が用いられてもよい。ワイヤー放電加工とは、例えば真鍮、タングステン又はモリブデン等のワイヤーに電圧を加え、加工したい部材とワイヤーとの間で放電を発生させることにより、部材を加工する加工方法である。ワイヤー放電加工が用いられることにより、精度の高い微細加工が実現される。また部材の加工時間を短縮することができる。
【０１５３】
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。
【０１５４】
例えば、第５の実施形態におけるバッチ処理を、第１、第２、第３、及び第４の実施形態における熱輸送デバイスの製造方法に用いてもよい。第５の実施形態で用いられる治具部７００の形状を、下板部材及び上板部材に対応した形状にすれば、他の実施形態におけるバッチ処理が可能となる。
【符号の説明】
【０１５５】
１…下板部材
２…フレーム部材
３、２０３、３０３、４０３、５０３…上板部材
４、５１、６１、２０４、３０４、４０４…容器
５、８０５…毛細管部材
６…第１のメッシュ層
７…第２のメッシュ層
８…メッシュ部材
９…熱源
１１…下板部材の内面
２１…側壁部の対向面
３１…上板部材の内面
５２、６２…板部材
１００、１１０、１２０、２００、３００、４００、５００、８００、９００、９１０…熱輸送デバイス
２０３ａ、３０３ａ、４０３ａ…上板部
２０３ｂ、３０３ｂ、４０３ｂ…側壁部
２０３ｃ、３０３ｃ、４０３ｃ、５０３ｃ…接合部
２３１…接合部の対向面
３１３…突起部
４５０、５５０…熱輸送デバイスユニット
６００、７００…治具部
６１０、７１０…載置面
６１０ａ…下段面
６１０ｂ…上段面
８４０、８５０…接合用メッシュ部材
８６０…第１のメッシュ部材
８７０…第２のメッシュ部材
９００ａ、９１０ａ…注入口
９００ｂ、９１０ｂ…注入路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動流体の相変化により熱を輸送する熱輸送デバイスの製造方法及び熱輸送デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータ等の電子機器を冷却するために、その電子機器の発熱部から発生する熱を凝縮部に輸送し放熱する、ヒートパイプ等の冷却デバイスが用いられている。
【０００３】
これらの冷却デバイスは、電子機器の高温の発熱部で発生する熱によって蒸発した作動流体の蒸気が、低温の凝縮部へ移動し、その凝縮部で凝縮して熱を放出するものであり、これにより、冷却対象物が冷却される。
【０００４】
近年においては、電子機器等の小型化、薄型化に伴い、その内部に含まれるＩＣ等の発熱が大きな問題となっている。例えば薄型テレビの更なる薄型化が強く望まれており、これを実現させるためには、上記した電子機器内部の発熱の問題に対処しなければならない。この問題の解決手段として、小型、薄型、高効率の廉価な冷却デバイスが求められている。
【０００５】
特許文献１には、ヒートスプレッダーを構成する上カバー及び下カバーへメッシュを取り付ける拡散接合工程１と、上記メッシュを有している上カバー、下カバー、及び補強部材を接合する拡散接合工程２の、複数の拡散接合工程が記されている。複数の拡散接合工程はそれぞれ別の工程において、それぞれの好適な条件のもとで行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１４０４３５号公報（段落[００２２]−[００２７]、[００３２]、[００３３]、図６Ａ、図６Ｂ、図７、及び図８−図１３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、複数の拡散接合工程が別の工程において行われる場合、各拡散接合工程に費やされる時間、及び各拡散接合工程にかかるコストにより、冷却デバイスの製造に費やされる時間、及び冷却デバイスの製造にかかるコストが増える。これにより、効率の良い冷却デバイスの製造、及び安価な冷却デバイスの製造が難しくなる。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法、及び熱輸送デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る熱輸送デバイスの製造方法は、作動流体の相変化を利用して熱を輸送する熱輸送デバイスの容器を構成する第１の板及び第２の板の間に、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材を挟むように、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板を積層させることを含む。
前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００１０】
熱輸送デバイスの容器を構成するために、第１の板と第２の板とが拡散接合される。この拡散接合工程において、第１の板と、第１の板及び第２の板に挟まれるように積層された毛細管部材とが拡散接合される。従って、複数の拡散接合が同じ工程において行われるので、少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法が実現する。
【００１１】
前記毛細管部材は弾性を有する材料からなってもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記毛細管部材を圧縮しながら、前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００１２】
第１の板及び第２の板は、容器の密封性を目的に、高い接合力により拡散接合される。一方、上記拡散接合工程において、第１の板及び毛細管部材は、容器に含まれる作動流体に毛細管力が適切に作用するような適度な圧力で拡散接合される。つまり、これらの拡散接合にそれぞれ求められる圧力は異なることが多い。毛細管部材が所定の弾性を有していることにより、第１の板及び第２の板が拡散接合されるときの圧力の一部を毛細管部材が吸収するので、その圧力よりも小さい圧力で第１の板と毛細管部材とが拡散接合される。
【００１３】
前記毛細管部材の厚みは、前記第１の板及び前記第２の板により構成される前記容器の内部空間の厚みより大きくてもよい。
【００１４】
これにより上記拡散接合工程において、確実に毛細管部材が圧縮され、第１の板及び第２の板が拡散接合されるときの圧力の一部が確実に吸収される。
【００１５】
前記毛細管部材は、第１のメッシュ層と、前記第１のメッシュ層に積層された、前記第１のメッシュ層に含まれるメッシュよりも目の粗いメッシュからなる第２のメッシュ層とを有してもよい。
【００１６】
前記第２の板は突起部を有してもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記突起部により前記毛細管部材を圧縮しながら、前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００１７】
突起部は、容器の内部空間を補強することができる上、突起部により、確実に毛細管部材を圧縮することができる。
【００１８】
前記熱輸送デバイスは、前記容器の側壁を構成するフレーム部材を有してもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記フレーム部材とが、かつ、前記第２の板と前記フレーム部材とが拡散接合される。
【００１９】
容器の側壁を構成するフレーム部材の厚みと毛細管部材の厚みとの関係により、毛細管部材が圧縮される程度が調節され、毛細管部材に吸収される圧力の程度が調節される。従って、フレーム部材の厚みと毛細管部材の厚みとを適宜設定することで、第１の板と毛細管部材との拡散接合に求められる、所望の圧力を得ることができる。
【００２０】
前記積層工程は、前記第１の板及び前記第２の板の間に前記毛細管部材を挟むように積層された、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板を有するユニットを、凹部を有する治具部の前記凹部に嵌めるように、前記治具部と前記ユニットとを積層してもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記積層方向に前記治具部及び前記ユニットに圧力が加えられることで、前記ユニットの前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００２１】
治具部が有する凹部の深さと毛細管部材の厚みとを適宜設定することで、上記拡散接合工程において、第１の板と毛細管部材との拡散接合に求められる圧力を、ばらつきなく得ることができる。
【００２２】
前記積層工程において、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板をそれぞれ有する複数のユニットの各間に、治具部がそれぞれ積層されるように、前記複数のユニット及び前記複数の治具部が積層されてもよい。その場合、前記拡散接合工程において、前記積層方向に、前記複数のユニット及び前記複数の治具部に圧力が加えられることで、前記複数のユニットの前記第１の板と前記第２の板とが拡散接合される。
【００２３】
複数のユニット及び複数の治具部が積層された方向に、複数のユニット及び複数の治具部に圧力が加えられることで、複数の熱輸送デバイスが一度に製造される。これにより製造時間が短縮される。
【００２４】
前記毛細管部材は、第１の部材と、第２の部材とを含んでもよい。
前記第１の部材は、第１のバネ定数を有し前記第１の板に拡散接合される。
前記第２の部材は、前記第１のバネ定数より大きい第２のバネ定数を有し前記第１の部材に積層される。
【００２５】
第１の部材はバネ定数が小さく変形しやすいので、上記の拡散接合工程で毛細管部材が圧縮される際に確実に圧縮され、その応力により第１の板と十分に拡散接合される。また拡散接合工程にて、第１の部材により、例えば寸法公差による第２の部材の変形量のばらつき等が吸収される。これにより拡散接合工程後にて、バネ定数が大きく変形しにくい第２の部材により熱輸送の性能に係わる毛細管部材の機能が十分に発揮される。
【００２６】
前記拡散接合工程は、前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、かつ、前記第２の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合することを含んでもよい。この場合、前記毛細管部材は、第３の部材を含み、前記第３の部材は、前記第２のバネ定数より小さい第３のバネ定数を有し、前記第２の部材に積層され前記第２の板と拡散接合される。
【００２７】
毛細管部材が第１及び第２の板に拡散接合されることで、毛細管部材により熱輸送デバイスの容器の内部空間が補強される。この際、バネ定数が小さい第３の部材と第２の板とが拡散接合されることで、毛細管部材と第２の板とが十分に拡散接合される。
【００２８】
本発明の他の形態に係る熱輸送デバイスの製造方法は、作動流体の相変化を利用して熱を輸送する熱輸送デバイスの容器を構成するための板を曲げることにより、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材を、前記曲げられて形成される前記板の第１の部位及び第２の部位で挟む。
そして、少なくとも前記第１の部位と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の部位の端部と前記第２の部位の端部とが拡散接合されることで、前記容器が形成される。
【００２９】
これにより、１つの板が曲げられて容器が形成されるので、部品数が減り、コストを削減することができる。また、複数の部品により容器が構成される場合において、それら各部品の所定の位置決め精度が必要となるが、本発明では、そのような高い位置決め精度は必要がない。
【００３０】
本発明の一形態に係る熱輸送デバイスは、内面を有する容器と、作動流体と、毛細管部材とを具備する。
前記作動流体は、前記容器に収容され、相変化することで熱を輸送する。
前記毛細管部材は、第１の部材と、第２の部材とを含み、前記作動流体に毛細管力を発生させる。
前記第１の部材は、第１のバネ定数を有し前記内面に拡散接合される。
前記第２の部材は、前記第１のバネ定数より大きい第２のバネ定数を有し前記第１の部材に積層される。
【００３１】
本発明の他の形態に係る熱輸送デバイスは、側壁を有する容器と、作動流体と、毛細管部材とを具備する。
前記容器は、前記側壁を構成するフレーム部材と、前記フレーム部材を挟み込むように前記フレーム部材に接合された第１の板及び第２の板とを有する。
前記作動流体は、前記容器内で、相変化することにより熱を輸送する。
前記毛細管部材は、前記作動流体に毛細管部力を作用させる。
【００３２】
この熱輸送デバイスでは、簡単な構成の部品で容器を構成することができる。また、フレーム部材の厚みにより容器の内部空間の容積が定められるので、フレーム部材の厚みを適宜設定することで、簡単に内部空間の容積を設定することができる。
【発明の効果】
【００３３】
以上のように、本発明によれば、少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法、及び熱輸送デバイスが実現する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法により製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法により製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図４】第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図５】押しつぶし量と、その押しつぶし量で製造された熱輸送デバイスのリーク不良率を表す表である。
【図６】第１の実施形態により製造された熱輸送デバイスの、下板部材の内面を観察した図である。
【図７】第２の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図８】第３の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法で製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。
【図９】第３の実施形態により製造された熱輸送デバイスの、下板部材の内面を観察した図である。
【図１０】治具を用いた熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図１１】第４の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図１２】第５の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図１３】熱源が気相側に近い側に配置された熱輸送デバイスを示す断面図である。
【図１４】第６の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。
【図１５】図１４に示すＡ−Ａ間の断面図である。
【図１６】第６の実施形態に係る熱輸送デバイスの容器を構成する板部材の展開図である。
【図１７】第６の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を示す図である。
【図１８】変形例に係る熱輸送デバイスを説明するための図であり、板部材の展開図である。
【図１９】第７の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。
【図２０】図１９に示すＡ−Ａ間の断面図である。
【図２１】第７の実施形態に係る熱輸送デバイスの容器を構成する板部材の展開図である。
【図２２】第８の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。
【図２３】各メッシュ部材に加えられる応力と、その応力による変形量（潰れ量）との関係を示す模式的なグラフである。
【図２４】第８の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【図２５】図２４で示す上板部材、接合用メッシュ部材、及び第２のメッシュ部材を拡大して示した図である。
【図２６】比較例として挙げる毛細管部材と上板部材との拡散接合を示した拡大図である。
【図２７】金属細線の編み込まれ方が異なるメッシュ部材をそれぞれ示した模式的な図である。
【図２８】図２２に示した毛細管部材の変形例を示した図である。
【図２９】第９の実施形態に係る熱輸送デバイスを説明するための図である。
【図３０】図２９に示す注入口及び注入路を拡大して示した平面図である。
【図３１】第１０の実施形態に係る熱輸送デバイスを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３６】
＜第１の実施形態＞
［熱輸送デバイスの構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法により製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。図２は、その分解斜視図である。図１の断面図は、熱輸送デバイス１００の長手方向における断面図である。以後、断面図の方向は同様である。
【００３７】
熱輸送デバイス１００は、容器４と、容器４内に設けられた毛細管部材５とを含む。容器４は、下板部材１、フレーム部材２及び上板部材３により構成される。フレーム部材２により、容器４における側壁が構成される。容器４の内部には、相変化により熱を輸送する図示しない作動流体が封入されており、この作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材５が形成されている。毛細管部材５は、第１のメッシュ層６と、第１のメッシュ層６に積層された第２のメッシュ層７とを含む。第２のメッシュ層７は、第１のメッシュ層６に含まれるメッシュよりも目の粗いメッシュからなる。
【００３８】
作動流体としては、純水やエタノール等が用いられる。
【００３９】
容器４を構成する下板部材１、フレーム部材２及び上板部材３の材料としては、典型的には銅が用いられる。その他に、例えばニッケル、アルミニウム、又はステンレス等が用いられてもよい。下板部材１及び上板部材３の厚みは、典型的には０．１ｍｍ〜０．８ｍｍである。フレーム部材２の幅ａは典型的には２ｍｍである。
【００４０】
フレーム部材２の厚みについては、後に説明するように、毛細管部材５の厚みとの関係で適宜設定される。ここで典型的な例として挙げる材料及び数値等は、これに限られるという意味ではなく、それは以後も同様である。
【００４１】
図２に示すように、第１のメッシュ層６及び第２のメッシュ層７は、金属細線による網目状のメッシュを有するメッシュ部材８が、１枚又は複数枚積層されて形成されている。各メッシュ部材８の厚みは、典型的には０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍである。
【００４２】
毛細管部材５として、メッシュ層以外のものが用いられてもよい。例えば複数のワイヤーが束になったものなどが挙げられる。作動流体に毛細管力を作用させるものであり、かつ所定の弾性を有しているものであればどのようなものでもよい。本実施形態では、第１のメッシュ層６として、２〜５枚のメッシュ部材８が積層され、第１のメッシュ層６の上に第２のメッシュ層７として、１枚のメッシュ部材８が積層されている。複数のメッシュ部材８は、例えばろう付け、接着剤を用いた接合、めっき処理等により積層される。
【００４３】
熱輸送デバイス１００が動作していないときは、作動流体は、第１のメッシュ層６及び第２のメッシュ層７のうち、主に毛細管力の強い第１のメッシュ層６の方に引き寄せられて保持されている。
【００４４】
［熱輸送デバイスの動作］
熱輸送デバイス１００の動作について説明する。熱輸送デバイス１００の吸熱部Ｖ（図１参照）において、例えば回路デバイス等の熱源９から熱を受け、液相の作動流体が蒸発する。気相になった作動流体は容器４内を放熱部Ｗへ移動し、放熱部Ｗにおいて熱を放出し、凝縮する。放熱部Ｗで液相になった作動流体は容器４内を吸熱部Ｖへ移動し、熱源９からの熱を受けて再び蒸発する。このサイクルが繰り返されることで、熱源９が冷却される。本実施形態に係る熱輸送デバイス１００においては、主に第２のメッシュ層７を通って、気相の作動流体が移動する。また第１のメッシュ層６による毛細管力を受けて、液相の作動流体が移動する。
【００４５】
なお図１では、熱源９は、熱輸送デバイス１００の液相側に近い側、つまり第１のメッシュ層６に近い側に配置される例を示した。しかし、熱輸送デバイス１００は、薄板形状で形成されているので、図１３に示すように、例えば熱輸送デバイス１００の気相側に近い側、つまり第２のメッシュ層７側に近い側に配置されても、高い熱輸送性能を発揮することができる。
【００４６】
［熱輸送デバイス１００の製造方法］
図３は熱輸送デバイス１００の製造方法を説明するための図である。ここで、第１のメッシュ層６及びその上に積層される第２のメッシュ層７からなる毛細管部材５の厚みをｔ1とする。また、下板部材１及び上板部材３とフレーム部材２とが拡散接合されることで構成される容器４の内部空間の厚み、つまりフレーム部材２の厚みをｔ2とする。図３に示すように、毛細管部材５の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2とを比べると、毛細管部材５の厚みｔ1の方が大きい。毛細管部材５の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2との差は、典型的には０ｍｍ〜０．２ｍｍである。
【００４７】
図４は、その熱輸送デバイス１００の製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【００４８】
図４（Ａ）に示すように、下板部材１の、容器４における内部空間側の面を、下板部材１の内面１１とする。この内面１１に、毛細管部材５が載置される。
【００４９】
図４（Ｂ）に示すように、下板部材１の内面１１上にフレーム部材２が載置され、また、毛細管部材５上に上板部材３が載置される。つまり、下板部材１及び上板部材３の間に、毛細管部材５が挟まれるように、下板部材１、毛細管部材５及び上板部材３が積層される。
【００５０】
上述したように毛細管部材５の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2とでは、毛細管部材５の厚みｔ1の方が大きい。従って図４（Ｂ）に示すように、上板部材３は毛細管部材５に載置されることになり、上板部材３とフレーム部材２とは間隔がある。上板部材３の、容器４における内部空間側の面を上板部材３の内面３１とし、フレーム部材２の上板部材３と対向する面を対向面２１とする。また上板部材３の内面３１とフレーム部材２の対向面２１との間隔をＧとする。
【００５１】
本実施形態では、毛細管部材５の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2との差を０ｍｍ〜０．２ｍｍとするので、上板部材３の内面３１とフレーム部材２の対向面２１との間隔Ｇは０ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲である。上板部材３及びフレーム部材２は拡散接合されるので、その拡散接合に求められる圧力により、間隔Ｇは押しつぶされることになる。以後、間隔Ｇを、押しつぶし量Ｇと言う。
【００５２】
図４（Ｃ）に示すように、上板部材３側から圧力Ｐが加えられ、下板部材１とフレーム部材２、及び上板部材３とフレーム部材２とが拡散接合される。このとき、毛細管部材５は押しつぶし量Ｇ分圧縮される。毛細管部材５は弾性を有しているので、圧力Ｐの一部が吸収され、その圧力Ｐよりも小さい圧力Ｐ´が、毛細管部材５から下板部材１へ加えられる。この圧力Ｐ´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【００５３】
例えば小さな穴等で容器４内の気密性が破られるリーク不良を防ぐために、下板部材１とフレーム部材２、及び上板部材３とフレーム部材２とは、高い接合力（圧力Ｐ）で拡散接合される。下板部材１及び第１のメッシュ層６は、作動流体に毛細管力が適切に作用するような適度な圧力（圧力Ｐ´）で拡散接合される。
【００５４】
また、圧力Ｐ´の反作用により、上板部材３にも、圧縮された毛細管部材５から、圧力Ｐよりも小さい圧力Ｐ´´が加えられる。この圧力Ｐ´´により、上板部材３の内面３１と毛細管部材５とが拡散接合される。本実施形態では、上板部材３側から圧力Ｐが加えられるが、下板部材１側から圧力Ｐが加えられてもよい。
【００５５】
押しつぶし量Ｇが０ｍｍの場合は、毛細管部材の厚みｔ1とフレーム部材２の厚みｔ2との差が０ｍｍとなり、ｔ1＝ｔ2となる。しかしながら、押しつぶし量Ｇが０ｍｍの場合でも、図４（Ｂ）において毛細管部材５に載置された上板部材３は、毛細管部材５及びフレーム部材２に載置される。図４（Ｃ）における拡散接合工程は高温状態で行われるので、上板部材３も高温になりわずかに変形する。この変形によって、毛細管部材５が圧縮される。
【００５６】
図５は、押しつぶし量Ｇと、その押しつぶし量Ｇで製造された熱輸送デバイス１００のリーク不良率を表す表である。図５の表に示すように、押しつぶし量Ｇが例えば０ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲で、リーク不良率０％が確認された。
【００５７】
図６（Ａ）は、押しつぶし量Ｇを０．１０ｍｍとして製造された熱輸送デバイス１００の、下板部材１の内面１１を観察した写真である。図６（Ｂ）も同様で、こちらは押しつぶし量Ｇを０ｍｍとして製造された熱輸送デバイス１００の下板部材１の内面１１である。
【００５８】
図６（Ａ）（Ｂ）共に、下板部材１の内面１１には、ほぼ等間隔に並んだ窪みが見える（丸で囲ったＫ）。この窪みは、下板部材１の内面１１と第１のメッシュ層６との拡散接合によりできた窪みである。つまり、押しつぶし量０ｍｍ〜０．１０ｍｍの範囲で、図４（Ｃ）の拡散接合工程において、下板部材１の内面１１と第１のメッシュ層６とが確実に拡散接合されることが分かる。
【００５９】
以上により、本実施形態に係る熱輸送デバイス１００の製造方法では、熱輸送デバイス１００の容器４を構成するために下板部材１とフレーム部材２、及びフレーム部材２と上板部材３とが拡散接合される。この拡散接合工程において、下板部材１と、下板部材１及び上板部材３に挟まれるように積層された毛細管部材５とが拡散接合される。従って、複数の拡散接合が同じ工程において行われるので、少ない工程により効率的に製造される、安価な熱輸送デバイスの製造方法が実現する。
【００６０】
複数の拡散接合が別の工程で行われる場合、各拡散接合ごとに熱輸送デバイスが高温状態にさらされる。このことは、熱輸送デバイスの製造における歩留まり低下の原因となる。例えば、下板部材１の内面１１及び毛細管部材５が拡散接合された（拡散接合α）後、別の工程で、下板部材１とフレーム部材２、及びフレーム部材２と上板部材３とが拡散接合され容器４が構成される（拡散接合β）。この場合、下板部材１、フレーム部材２及び上板部材３が、拡散接合αにおいて一度高温にさらされているので、拡散接合βにおいて形成される容器４に小さな穴が開くといった不良が多く発生する。しかしながら、本実施形態に係る熱輸送デバイス１００の製造方法では、上記のような歩留まりの低下を防ぐことができ、コストを抑えることができる。
【００６１】
また、容器４の側壁を構成するフレーム部材２の厚みｔ2と毛細管部材５の厚みｔ1との関係により、毛細管部材５が圧縮される程度が調節され、毛細管部材５に吸収される圧力Ｐの一部が調節される。従って、フレーム部材２の厚みｔ2と毛細管部材５の厚みｔ1とを適宜設定することで、下板部材１の内面１１と毛細管部材５との拡散接合に求められる、所望の圧力Ｐ´を得ることができる。
【００６２】
＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について説明する。これ以降の説明では、第１の実施形態で説明した熱輸送デバイス１００の製造方法における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
【００６３】
［熱輸送デバイスの構成］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。熱輸送デバイス２００は、第１の実施形態に係る熱輸送デバイス１００において、上板部材３及びフレーム部材２に代えて上板部材２０３を有する。この上板部材２０３と下板部材１とで熱輸送デバイス２００の容器２０４が構成される。
【００６４】
上板部材２０３は、ベッセル状の形状を有し、毛細管部材５上に載置される上板部２０３ａと、容器２０４の側壁を構成する側壁部２０３ｂと、下板部材１と拡散接合される接合部２０３ｃとを有する。
【００６５】
容器２０４の内部空間側から見た側壁部２０３ｂの高さ（以後、側壁部２０３ｂの高さと言う）をｔ3とすると、容器２０４の内部空間の厚みはｔ3となる。側壁部２０３ｂの高さｔ3と、毛細管部材５の厚みｔ1とを比べると、毛細管部材５の厚みｔ1の方が大きい。
【００６６】
［熱輸送デバイス２００の製造方法］
図７（Ａ）に示すように、下板部材１の内面１１に、毛細管部材５が載置される。
【００６７】
図７（Ｂ）に示すように、毛細管部材５上に上板部材２０３が載置される。側壁部２０３ｂの高さｔ3よりも、毛細管部材５の厚みｔ1の方が大きいので、上板部材２０３は毛細管部材５に載置されることになり、上板部材２０３と下板部材１とは間隔がある。上板部材２０３の接合部２０３ｃにおける下板部材１と対向する面を対向面２３１とし、この対向面２３１と下板部材１の内面１１との間隔を押しつぶし量Ｇとする。
【００６８】
図７（Ｃ）に示すように、上板部材２０３側から圧力Ｐが加えられ、下板部材１と上板部材２０３が拡散接合される。このとき、毛細管部材５は押しつぶし量Ｇ分圧縮され、圧力Ｐの一部が吸収される。毛細管部材５から圧力Ｐより小さい圧力Ｐ´が下板部材１へ加えられ、この圧力Ｐ´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【００６９】
以上により、本実施形態に係る熱輸送デバイス２００の製造方法では、側壁部２０３ｂの高さｔ3と毛細管部材５の厚みｔ1とを適宜設定することで、第１の実施形態に係る熱輸送デバイス１００の製造方法と同様な効果を得ることができる。また上板部材２０３を、例えばプレス加工、又は鋳造加工等の金型加工を用いて製造することで、熱輸送デバイス２００の製造におけるコストを抑えることができる。また、上板部材２０３が接合部２０３ｃを有しているので、上板部材２０３及び下板部材１の接合面積を充分に取ることができる。これにより、上板部材２０３及び下板部材１が拡散接合されることで形成される容器２０４の気密性が高められる。
【００７０】
＜第３の実施形態＞
図８は、第３の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法で製造された、熱輸送デバイスを示す模式的な断面図である。図８の断面図は、熱輸送デバイス３００の短手方向の断面図である。また、これ以降の説明では、毛細管部材５を簡略化して図示する。
【００７１】
熱輸送デバイス３００は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイス２００において、上板部材２０３に代えて上板部材３０３を有する。上板部材３０３と下板部材１とで熱輸送デバイス３００の容器３０４が構成される。
【００７２】
上板部材３０３は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイス２００が有する上板部材２０３と同様に、上板部３０３ａと、側壁部３０３ｂと、接合部３０３ｃとを有している。上板部３０３ａが突起部３１３を有している点で、上板部材２０３と異なる。
【００７３】
突起部３１３は、熱輸送デバイス３００の容器３０４における内部空間側に突起している。突起部３１３は、熱輸送デバイス３００の長手方向に沿って長い形状を有し、上板部材３０３の上板部３０３ａに設けられる。
【００７４】
本実施形態の熱輸送デバイス３００の製造時においては、毛細管部材５は、突起部３１３により圧縮され押しつぶされた状態で、上板部材３０３と下板部材１とが拡散接合される。また、この拡散接合工程により、毛細管部材５と下板部材１とが拡散接合される。
【００７５】
図９は、本実施形態により製造された熱輸送デバイス３００の、下板部材１の内面１１を観察した写真である。
【００７６】
突起部３１３により毛細管部材５が圧縮される。その圧縮された部分に対応する下板部材１の内面１１上の領域（破線の丸で囲った領域）を中心に、下板部材１の内面１１と毛細管部材５との拡散接合による窪みが見える（丸で囲ったＫ）。本実施形態では、突起部３１３は、熱輸送デバイス３００の長手方向に沿って、２ヶ所設けられている。図９に示すように、内面１１上に略等間隔で並ぶ窪みが２本確認できる（Ｌ１及びＬ２）。
【００７７】
以上により、本実施形態に係る熱輸送デバイス３００では、上板部材３０３が突起部３１３を有しているので、この突起部３１３により、容器３０４の内部空間を補強することができる上、確実に毛細管部材５を圧縮することができる。また突起部３１３により、毛細管部材５の厚みｔ1が容器３０４の内部空間の厚みより小さい範囲でも、毛細管部材５の圧縮が可能となる。例えば、毛細管部材５を液相の作動流体の流路に設け、気相の作動流体の流路には設けないといった、所望の設計が可能となる（図８参照）。
【００７８】
また、突起部３１３は金型加工や、例えばＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等のエッチング技術により形成することができ、熱輸送デバイス３００の製造におけるコストを抑えることができる。
【００７９】
本実施形態では突起部３１３は熱輸送デバイス３００の長手方向に沿って長い形状を有しているが、これに限られない。上板部３０３ａの所望の位置に、所望の数の突起部３１３を設けてもよい。これにより、例えば、気相の作動流体の流路の容積が大きくなり、熱輸送デバイス３００の熱輸送効率が上がる等の効果を実現することができる。
【００８０】
＜第４の実施形態＞
図１０は、治具を用いた熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。
【００８１】
熱輸送デバイス４００は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイス２００とほぼ同様の構成である。ベッセル状の形状を有する上板部材４０３の側壁部４０３ｂが、容器４０４の厚み方向に対して傾斜している点で、熱輸送デバイス２００の構成と異なる。本実施形態では、上板部材４０３の上板部４０３ａ、側壁部４０３ｂ及び接合部４０３ｃは、ほぼ同じ厚みからなる。
【００８２】
上板部材４０３、下板部材１、及びこれらに挟まれた毛細管部材５により熱輸送デバイスユニット４５０が構成される。
【００８３】
治具部６００は、熱輸送デバイスユニット４５０の上板部材４０３を載置する載置面６１０を有する。治具部６００の載置面６１０は、上板部材４０３の上板部４０３ａを載置する下段面６１０ａと、接合部４０３ｃを載置する上段面６１０ｂとを含む。下段面６１０ａ及び上段面６１０ｂは、段差を介して繋がっており、この段差と下段面６１０ａと上段面６１０ｂとで、治具部６００の凹部が形成される。
【００８４】
治具部６００の凹部の深さとなる、下段面６１０ａから上段面６１０ｂまでの高さをｔ4とする。高さｔ4と毛細管部材５の厚みｔ1とを比べると、毛細管部材５の厚みｔ1の方が、０ｍｍ〜０．２ｍｍ大きい。
【００８５】
治具部６００の材料としては、典型的にはカーボン又はステンレスが用いられる。
【００８６】
［熱輸送デバイス４００の製造方法］
図１１は、熱輸送デバイス４００の製造方法を順に示す模式的な断面図である。
【００８７】
図１１（Ａ）に示すように、上板部材４０３、毛細管部材５及び下板部材１が順に、治具部６００の載置面６１０上に積層される。上板部材４０３の接合部４０３ｃと下板部材１との間には、押しつぶし量Ｇが設けられる。この押しつぶし量Ｇは、高さｔ4及び接合部４０３ｃの厚みを足したもの（高さＸ）と、毛細管部材５の厚みｔ1及び上板部４０３ａの厚みを足したもの（高さＹ）との差である。
【００８８】
本実施形態では、上板部４０３ａと接合部４０３ｃとが、ほぼ同じ厚みからなる。従って、上記押しつぶし量Ｇは、高さｔ4と毛細管部材５の厚みｔ1との差にほぼ等しくなる。
【００８９】
図１１（Ｂ）に示すように、熱輸送デバイスユニット４５０及び治具部６００が積層された方向で、熱輸送デバイスユニット４５０の上板部材４０３と下板部材１との拡散接合に求められる圧力Ｐがかけられる。このとき、弾性を有する毛細管部材５から下板部材１に加えられる圧力Ｐ´´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【００９０】
例えば上板部材４０３を金型加工等で複数形成した場合、形成における誤差等で、複数の上板部材４０３の各側壁部４０３ｂの高さが均等にならず、ばらつく場合が考えられる。
【００９１】
しかしながら、本実施形態においては、上板部材４０３の接合部４０３ｃが、治具部６００の上段面６１０ｂに押さえつけられながら、下板部材１と拡散接合される。従って、各側壁部４０３ｂの高さのばらつきに関わらず、高さｔ4と毛細管部材５の厚みｔ1との差により、押しつぶし量Ｇが定められる。これにより、図１１（Ｂ）に示す拡散接合工程において、毛細管部材５がばらつきなく押しつぶし量Ｇ分圧縮されるので、下板部材１と毛細管部材５との拡散接合に求められる圧力Ｐ´´を、ばらつきなく得ることができる。
【００９２】
本実施形態では、上板部材４０３の上板部４０３ａと接合部４０３ｃとがほぼ同じ厚みからなるが、これに限られない。上板部材４０３の形状に基づいて、高さｔ4と毛細管部材５の厚みｔ1とを適宜設定し、所望の押しつぶし量Ｇを設けることができる。
【００９３】
＜第５の実施形態＞
図１２は、複数の治具を用いた熱輸送デバイスの製造方法を順に示す模式的な断面図である。治具部７００及び熱輸送デバイス５００は、第４の実施形態に係る治具部６００及び熱輸送デバイス４００とほぼ同様の構成である。
【００９４】
図１２（Ａ）に示すように、治具部７００の載置面７１０上に、上板部材５０３、毛細管部材５及び下板部材１が順に積層される。さらに、その下板部材１上に治具部７００が積層され、その治具部７００の載置面７１０上には、また上板部材５０３、毛細管部材５及び下板部材１が順に積層される。このようにして複数の熱輸送デバイスユニット５５０と複数の治具部７００とが積層される。各熱輸送デバイスユニット５５０の、上板部材５０３の接合部５０３ｃと下板部材１との間には、押しつぶし量Ｇが設けられる。
【００９５】
図１２（Ｂ）に示すように、複数の熱輸送デバイスユニット５５０及び複数の治具部７００が積層された方向で、各熱輸送デバイスユニット５５０の上板部材５０３と下板部材１との拡散接合に求められる圧力Ｐがかけられる。このとき、弾性を有する毛細管部材５から下板部材１に加えられる圧力Ｐ´´により、下板部材１の内面１１と毛細管部材５とが拡散接合される。
【００９６】
以上により、本実施形態の熱輸送デバイス５００の製造方法では、複数の熱輸送デバイスユニット５５０及び複数の治具部７００が積層された方向に、複数の熱輸送デバイスユニット５５０及び複数の治具部７００に圧力Ｐが加えられることで、複数の熱輸送デバイス５００が一度に製造される。つまり熱輸送デバイス５００の製造におけるバッチ処理が可能となる。
【００９７】
拡散接合は真空環境下で大きな荷重により行われるので、１回の拡散接合工程にかかるコストは大きい。また、拡散接合工程は、高温状態で熱輸送デバイスの容器が接合された後に、そのまま真空環境下で熱輸送デバイスが冷却されるというプロセスを含むので、費やされる時間も多い。しかしながら、本実施形態における熱輸送デバイス５００の製造方法によれば、上記したバッチ処理が可能となるので、コストが抑えられ、また製造時間も短縮される。これにより、さらに効率のよい、安価な熱輸送デバイスの製造方法が実現する。
【００９８】
＜第６の実施形態＞
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。
【００９９】
上記各実施形態では、容器が、上板部材、下板部材等により形成されるとして説明した。一方、第６実施形態では、容器が、１つの板部材が曲げられることで形成される。従って、その点を中心に説明する。
【０１００】
図１４は、第６の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。図１５は、図１４に示すＡ−Ａ間の断面図である。図１６は、熱輸送デバイスの容器を構成する板部材の展開図である。
【０１０１】
図１４に示すように、熱輸送デバイス１１０は、一方向（Ｙ軸方向）に長い矩形の薄板形状を有する容器５１を備えている。この容器５１は、１つの板部材５２が曲げられることで形成される。
【０１０２】
板部材５２は、典型的には、無酸素銅、タフピッチ銅、あるいは銅合金で構成される。しかしこれに限られず、板部材５２は、銅以外の金属で構成されてもよく、その他、熱伝導率の高い材料が用いられてもよい。
【０１０３】
図１４及び図１５に示すように、容器５１は、長手方向（Ｙ軸方向）に沿う方向での側部５１ｃが、湾曲した形状とされている。すなわち、容器５１は、図１６に示す板部材５２が、板部材５２の略中央で曲げられて形成されることから、側部５１ｃが湾曲した形状とされている。以降では、側部５１ｃを湾曲部５１ｃと呼ぶ場合がある。
【０１０４】
容器５１は、側部５１ｃ（湾曲部５１ｃ）とは反対側の側部５１ｄと、短手方向に沿う方向での側部５１ｅ、５１ｆとに接合部５３を有している。接合部５３は、それぞれの側部５１ｄ、５１ｅ、５１ｆから突出するように設けられている。この接合部５３において、曲げられた板部材５２が接合される。接合部５３は、図１６に示す板部材５２の、接合領域５２ａ（斜線で示す領域）に相当する。接合領域５２ａは、板部材５２の縁部５２ｂから所定の距離ｄ、の範囲内の領域とされる。
【０１０５】
容器５１の内部には、毛細管部材５が設けられている。毛細管部材５は、上述のように、１つまたは複数のメッシュ部材８を含む。毛細管部材５の厚みは、容器５１の内部空間の厚み程度（内部空間の厚みよりわずかに大きくてもよいし、小さくてもよい。）に設定することができる。
【０１０６】
［熱輸送デバイス１１０の製造方法］
図１７は、熱輸送デバイスの製造方法を示す図である。
【０１０７】
図１７（Ａ）に示すように、まず、板部材５２が用意される。そして、板部材５２の略中央において、板部材５２が曲げられる。
【０１０８】
板部材５２が所定の角度まで曲げられると、図１７（Ｂ）に示すように、曲げられた板部材５２の間に、毛細管部材５が入れられる。なお、毛細管部材５は、板部材５２の曲げが開始される前に、板部材５２上の所定の位置に配置されていてもよい。
【０１０９】
板部材５２の間に、毛細管部材５が入れられると、図１７（Ｃ）に示すように、毛細管部材５を挟み込むように、板部材５２がさらに曲げられる。そして、曲げられた板部材５２の接合部５３（接合領域５２ａ）が拡散接合により接合されることにより、毛細管部材５が板部材５２の上板部５２ｃ及び下板部５２ｄに拡散接合により接合される。
【０１１０】
この熱輸送デバイス１１０の場合、容器５１が１つの板部材５２により形成されるので、部品数が減り、コストを削減することができる。また、２つ以上の部材で容器５１が形成される場合、これらの部材の位置を合わせる必要があるが、本実施形態では、部材の位置を合わせる必要がない。従って、熱輸送デバイス１１０を容易に製造することができる。
【０１１１】
［変形例］
図１８は、上記熱輸送デバイス１１０の変形例を説明するための図であり、板部材の展開図である。
【０１１２】
図１８に示すように、板部材５２は、板部材５２の中央において、長手方向（Ｙ軸方向）に沿うように、溝５４を有している。溝５４は、例えば、プレス加工や、エッチング加工により形成されるが、溝５４の形成方法は、特に限定されない。
【０１１３】
板部材５２に溝５４が設けられることで、板部材５２を曲げ易くすることができる。これにより、さらに容易に、熱輸送デバイス１１０を製造することができる。なお、板部材５２は長手方向で（Ｙ方向を軸として）折り曲げる構造を示したが、短辺（短手方向）で（Ｘ方向を軸として）折り曲げるようにしてもよい。
【０１１４】
＜第７の実施形態＞
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。なお、第７の実施形態では、上述の第６の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１１５】
図１９は、第７の実施形態に係る熱輸送デバイスを示す斜視図である。図２０は、図１９に示すＡ−Ａ間の断面図である。図２１は、熱輸送デバイスの容器を構成する板部材の展開図である。
【０１１６】
図１９及び図２０に示すように、熱輸送デバイス１２０は、一方向（Ｙ軸方向）に長い矩形の薄板形状を有する容器６１を備えている。
【０１１７】
この容器６１は、図２１に示す板部材６２が中央から折り返されて形成される。板部材６２は、板部材６２の中央において、板部材６２の長手方向に沿うように、２つの開口６５が設けられている。このように開口６５が設けられることにより、板部材６２の左側の板と右側の板とが、３つの領域６６で接続されたような形状となっている。
【０１１８】
容器６１は、長手方向（Ｙ軸方向）に沿う方向での側部６１ｃ、６１ｄと、短手方向（ｘ軸方向）に沿う方向での側部６１ｅ、６１ｆとに接合部６３を有している。この接合部６３において、上板と下板とが拡散接合により接合されて、容器６１が形成される。接合部６３は、図２１に示す板部材６２の、斜線で示す接合領域６２ａ、６２ｂに相当する。
【０１１９】
このように上板と下板とが接合された結果、側部６１ｃから突出した３つの突出部６４が形成される。
【０１２０】
熱輸送デバイス１２０では、板部材６２に開口６５が設けられるため、板部材６２を容易に曲げることができる。これにより、さらに容易に熱輸送デバイス１２０を製造することができる。
【０１２１】
板部材６２の、開口６５及び縁部６２ｃとの間の領域６６と、２つの開口６５の間の領域６６とに、例えば、プレス加工により形成された溝が設けられていてもよい。これによりさらに容易に、板部材６２を折り曲げることができる。
【０１２２】
＜第８の実施形態＞
［熱輸送デバイスの構成］
図２２は、本発明の第８の実施形態に係る熱輸送デバイスの製造方法を説明するための図である。本実施形態に係る熱輸送デバイス８００は、第２の実施形態に係る熱輸送デバイス２００において、毛細管部材５に代えて、厚みがｔ1でなる毛細管部材８０５を有するものである。
【０１２３】
毛細管部材８０５は、第１のメッシュ部材８６０と、第１のメッシュ部材８６０に積層された第２のメッシュ部材８７０と、第２のメッシュ部材８７０に積層された接合用メッシュ部材８５０とを有する。本実施形態に係る熱輸送デバイス８００では、気相の作動流体は主に第１のメッシュ部材８６０を通って移動し、液相の作動流体は主に第２のメッシュ部材８７０を通って移動する。
【０１２４】
第２のメッシュ部材８７０のバネ定数と、接合用メッシュ部材８５０のバネ定数とを比べると、第２のメッシュ部材８７０のバネ定数の方が大きい。第１のメッシュ部材８６０のバネ定数も、接合用メッシュ部材８５０のバネ定数より大きく設定されている。第１のメッシュ部材８６０のバネ定数及び第２のメッシュ部材８７０のバネ定数は、同じでもよいし、異なってもよい。しかしながら、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０の各バネ定数が異なる場合、その差は、第２のメッシュ部材８７０及び接合用メッシュ部材８５０の各ばね定数の差と比べて小さいものである。本実施形態では、第１のメッシュ部材８６０のバネ定数及び第２のメッシュ部材８７０のバネ定数は、ほぼ等しいものとする。
【０１２５】
ここで、バネ定数について説明する。本実施形態の説明において述べるバネ定数とは、各メッシュ部材の厚み方向についてのバネ定数である。図２３は、バネ定数が異なる接合用メッシュ部材８５０と、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０とに厚み方向で応力が加えられた際の、応力とその応力による厚み方向の変形量（潰れ量）との関係を示す模式的なグラフである。
【０１２６】
図２３に示すグラフでは、バネ定数の小さい接合用メッシュ部材８５０についての応力と変形量との関係を破線で示している。一方、バネ定数の大きい第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０についての応力と変形量との関係を実線で示している。グラフに「変形量の差」として示されているように、接合用メッシュ部材８５０と、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０とに、同じ応力σが加えられた場合では、接合用メッシュ部材８５０の変形量の方が大きい。つまり、バネ定数の小さい接合用メッシュ部材８５０の方が、バネ定数の大きい第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０よりも変形しやすい。
【０１２７】
バネ定数とメッシュ部材の形状について説明する。複数の金属細線が編み込まれてなるメッシュ部材において、編み込まれた金属細線の網目の大きさが同じ場合、金属細線の太さ（径）が大きい方が、バネ定数は大きい。金属細線の径が同じ場合では、網目が小さい方がバネ定数は大きい。このように、編み込まれる金属細線の網目の大きさ及び径を適宜設定することで、所望のバネ定数を有するメッシュ部材が得られる。この他、用いられる金属細線の材料等を適宜設定することで、メッシュ部材のバネ定数が適宜設定されてもよい。
【０１２８】
本実施形態では、バネ定数が小さい接合用メッシュ部材８５０は、金属細線の網目の大きさが、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０として編み込まれる金属細線の網目よりも小さい。しかしながら、接合用メッシュ部材８５０では、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０に用いられる金属細線よりも径の小さい金属細線が用いられる。これにより、接合用メッシュ部材８５０のバネ定数は、第１のメッシュ部材８６０及び第２のメッシュ部材８７０より小さく設定されている。
【０１２９】
［熱輸送デバイス８００の製造方法］
図２４（Ａ）に示すように、下板部材１の内面１１上に、毛細管部材８０５の第１のメッシュ部材８６０が載置される。また、毛細管部材８０５の接合用メッシュ部材８５０上に上板部材２０３が載置される。下板部材１及び上板部材２０３の間には、押しつぶし量Ｇが設けられる。
【０１３０】
図２４（Ｂ）に示すように、上板部材２０３側から圧力Ｐが加えられ、下板部材１と上板部材２０３が拡散接合される。この際、押しつぶし量Ｇ分圧縮された毛細管部材８０５からの圧力Ｐ´及びＰ´´により、毛細管部材８０５と、下板部材１及び上板部材２０３とがそれぞれ拡散接合される。
【０１３１】
図２４（Ｂ）に示す拡散接合工程での、毛細管部材８０５と上板部材２０３との拡散接合について詳しく説明する。図２５は、図２４で示す上板部材２０３、接合用メッシュ部材８５０、及び第２のメッシュ部材８７０を拡大して示した図である。図２６は、比較例として挙げる毛細管部材８９５と上板部材２０３との拡散接合を示した拡大図である。毛細管部材８９５は、第２のメッシュ部材８７０上に接合用メッシュ部材８５０が積層されていないものである。従って、図２６では、上板部材２０３と第２のメッシュ部材８７０とが拡大されて図示されている。以降の説明では、毛細管部材８９５の第２のメッシュ部材８７０を第２のメッシュ部材８７０´として説明する。
【０１３２】
図２５には、接合用メッシュ部材８５０として編み込まれる複数の金属細線８５５及び第２のメッシュ部材８７０として編み込まれる複数の金属細線８７５（８７５ａ及び８７５ｂ）が図示されている。金属細線８５５及び８７５は、図２５で示すＸ方向で編み込まれている。同様に図２６にも、第２のメッシュ部材８７０´として編み込まれる複数の金属細線８７５´（８７５ａ´及び８７５ｂ´）が図示されている。図２５及び図２６では、金属細線８５５、８７５及び８７５´に、Ｘ方向と異なる方向で編み合わされる金属細線は省略されている。
【０１３３】
図２５（Ａ）には、上板部材２０３に拡散接合される前の接合用メッシュ部材８５０及び第２のメッシュ部材８７０が図示されている。図２５（Ａ）に示すように、編み込まれる各金属細線８５５及び８７５は、熱輸送デバイス８００の厚み方向（図２５で示すＺ方向）における位置で、寸法公差によるばらつきがある。同様に、第２のメッシュ部材８７０´の金属細線８７５´にも、寸法公差によるばらつきがある。
【０１３４】
上記のばらつきを有する第２のメッシュ部材８７０´が上板部材２０３と拡散接合される場合、図２６（Ａ）に示すように、金属細線８７５ａ´は上板部材２０３と拡散接合されるが、金属細線８７５ｂ´は上板部材２０３と拡散接合されない。この状態では、毛細管部材８９５及び上板部材２０３の拡散接合は十分とはいえない。
【０１３５】
金属細線８７５ｂ´を上板部材２０３に拡散接合させるために、拡散接合工程における圧力を大きくした場合、図２６（Ｂ）に示すように、金属細線８７５ａ´が、金属細線８７５ｂ´と比べて大きく変形してしまう。このような金属細線８７５ａ´及び８７５ｂ´の変形量の違いが発生すると、液相の作動流体に毛細管力を発生させる等の熱輸送の性能に係わる機能が十分に発揮されない可能性がある。
【０１３６】
一方で、接合用メッシュ部材８５０を有する本実施形態に係る毛細管部材８０５が上板部材２０３と拡散接合される場合、図２５（Ｂ）に示すように接合用メッシュ部材８５０及び第２のメッシュ部材８７０が上板部材２０３に拡散接合される。バネ定数が小さい接合用メッシュ部材８５０は、拡散接合工程において十分に変形し、上板部材２０３と十分に拡散接合される。バネ定数が大きく変形しにくい第２のメッシュ部材８７０は、金属細線８７５ａが上板部材２０３と拡散接合される。金属細線８７５ｂは上板部材２０３とは拡散接合されないが、金属細線８５５と拡散接合される。
【０１３７】
以上により、本実施形態では、バネ定数が小さい接合用メッシュ部材８５０が、拡散接合工程において、十分に圧縮され、その応力により上板部材２０３と十分に拡散接合される。また、接合用メッシュ部材８５０により、第２のメッシュ部材８７０の寸法公差による変形量のばらつきを吸収することができる。従って、図２５（Ｂ）に示すように、上板部材２０３に拡散接合される金属細線８７５ａが、金属細線８７５ｂと比べて大きく変形してしまうのを防ぐことができる。これにより、第２のメッシュ部材８７０は上板部材２０３に十分に接合されると共に、上記した熱輸送の性能に係わる機能を十分に発揮することができる。例えば、熱輸送デバイス８００を高い熱流束密度に対応させる場合に、本実施形態における効果は大きいものとなる。
【０１３８】
本実施形態では、第２のメッシュ部材８７０の寸法公差について説明した。しかしながら、例えば、上板部材２０３の厚みや、側壁部２０３ｂの高さ（図２２で示すｔ3）等のばらつきが原因となって第２のメッシュ部材８７０の変形量のばらつきが発生してしまうことも考えられる。こういった場合でも、接合用メッシュ部材８５０により、第２のメッシュ部材８７０の変形量のばらつきが吸収される。
【０１３９】
図２７（Ａ）及び（Ｂ）は、金属細線の編み込まれ方が異なるメッシュ部材をそれぞれ示した模式的な図である。図２７（Ａ）及び（Ｂ）には、同じ金属細線が、同じ網目の大きさで編み込まれてなるメッシュ部材Ｍ及びＮがそれぞれ図示されている。図２７（Ａ）で示すメッシュ部材Ｍは、その厚みｍが金属細線の径ｒのほぼ３倍になるように形成されている。図２７（Ｂ）に示すメッシュ部材Ｎは、その厚みｎが金属細線の径ｒのほぼ２倍になるように形成されている。つまり、メッシュ部材Ｎの方が、メッシュ部材Ｍよりも、メッシュ部材の厚み方向（図２７で示すＺ方向）においてきつく編み込まれているので、メッシュ部材Ｎの方がメッシュ部材Ｍよりもバネ定数が大きい。このように、金属細線の編み込まれ方により、バネ定数が適宜設定されてもよい。
【０１４０】
本実施形態の毛細管部材８０５は、メッシュ部材が積層されてなる。しかしながら、第１の実施形態で説明したように、作動流体に毛細管力を作用させるものであり、かつ所定の弾性を有しているものであればどのようなものでもよい。そのようなものとして、上記で挙げたものの他に、例えばエッチング技術により、すだれ形状、又は格子状に形成されたものや、溝が形成されたもの等が挙げられる。また、毛細管部材として、金属粉体の焼結構造を有するものが用いられてもよい。この場合、毛細管部材の上板部材に接合される側に、バネ定数が小さく変形しやすい部材を配置すれば、本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、上記で挙げたものは、本発明の各実施形態において毛細管部材として用いることが可能である。
【０１４１】
［変形例］
図２８は、毛細管部材８０５の変形例を示した図である。この毛細管部材８０５には、第１のメッシュ部材８６０の第２のメッシュ部材８７０が積層されている側の反対側に、接合用メッシュ部材８４０が積層されたものである。接合用メッシュ部材８４０のバネ定数は、第１のメッシュ部材８６０のバネ定数よりも小さい。つまり、接合用メッシュ部材８４０は、第１のメッシュ部材８６０と比べて変形しやすい。
【０１４２】
毛細管部材８０５が上板部材２０３及び下板部材１にそれぞれ拡散接合されることで、熱輸送デバイス８００の容器２０４の内部空間が補強される。この際、第１のメッシュ部材８６０に積層された接合用メッシュ部材８４０と下板部材１とが拡散接合されることで、毛細管部材８０５と下板部材１とが十分に拡散接合される。
【０１４３】
第１のメッシュ部材８６０は、気相の作動流体の流路となる部材である。従って、拡散接合工程において第１のメッシュ部材８６０が大きく変形すると、気相の作動流体が移動する時の流路抵抗が大きくなってしまう可能性がある。また、第１のメッシュ部材８６０が大きく変形してしまうことで、熱輸送デバイス８００の容器２０４内を作動流体が循環する際の圧力損失が大きくなってしまう可能性もある。しかしながら、バネ定数が大きく変形しにくい第１のメッシュ部材８６０が用いられることで、上記した問題が発生することを防ぐことができる。
【０１４４】
＜第９の実施形態＞
図２９は、本発明の第９の実施形態に係る熱輸送デバイスを説明するための図である。本実施形態に係る熱輸送デバイス９００は、第１の実施形態に係る熱輸送デバイス１００において、下板部材１の内面１１に、以下で説明する注入口９００ａ及び注入路９００ｂが形成されたものである。
【０１４５】
注入口９００ａ及び注入路９００ｂは、熱輸送デバイス９００の製造過程において、容器４内に作動流体を注入するために形成される。注入口９００ａ及び注入路９００ｂは、下板部材１の長手方向（図２９で示すＸ方向）における端部であり、内面１１においてフレーム部材２と拡散接合される領域に形成される。
【０１４６】
図３０は、注入口９００ａ及び注入路９００ｂを拡大して示した平面図である。注入口９００ａは、下板部材１を貫通するように形成されている。注入路９００ｂは、注入口９００ａと連通するように内面１１上に形成された溝であり、注入口９００ａが設けられた側と反対側の端部で容器４の内部に連通している。図３０に示すように、注入路９００ｂは、例えばＬ字状に形成される。
【０１４７】
注入路９００ｂは、例えばエンドミル加工、レーザ加工、プレス加工、または、半導体製造におけるフォトリソグラフィ及びハーフエッチング等の微細加工により形成されればよい。プレス加工によればバリが出ないという特徴がある。レーザ加工及びエンドミル加工の場合は、型が不要であり、自由な形状の溝を形成することができる。
【０１４８】
注入口９００ａ及び注入路９００ｂは、熱輸送デバイス９００の製造工程において、容器４内に作動流体が注入された後に、例えばかしめ加工により封止される。
【０１４９】
＜第１０の実施形態＞
図３０は、本発明の第１０の実施形態に係る熱輸送デバイスを説明するための図である。図２９で示す熱輸送デバイス９００では、下板部材１に注入口９００ａ及び９００ｂが形成されている。本実施形態に係る熱輸送デバイス９１０では、図３０に示すように、上板部材３に注入口９１０ａが形成され、フレーム部材２に注入路９１０ｂとなる溝が形成されている。
【０１５０】
注入口９１０ａは、上板部材３の長手方向（図３０で示すＸ方向）における端部に、上板部材３を貫通するように形成されている。注入路９１０ｂは、フレーム部材２において上板部材３と拡散接合される領域に形成される。注入路９１０ｂは注入口９１０ａと連通するように形成され、注入路９１０ｂの注入口９１０ａと連通する側の反対側の端部は、容器４の内部と連通している。本実施形態では、注入口９１０ａは上板部材３に形成されるが、注入口９１０ａが下板部材１に形成され、注入路９１０ｂがフレーム部材２において下板部材１と拡散接合される領域に形成されてもよい。
【０１５１】
注入路９１０ｂが、仮にプレス加工によりフレーム部材２に形成されるとすると、注入路９１０ｂが形成される側とは反対側のフレーム部材２の面に凸が形成されてしまう。その場合、フレーム部材２と下板部材１とを接合することができない。従って、本実施形態の場合、注入路９１０ｂはレーザ加工またはエンドミル加工により形成されればよい。
【０１５２】
上記した本発明に係る各実施形態において、上板部材、下板部材、フレーム部材、又は毛細管部材の加工や切断等に、ワイヤー放電加工（ワイヤーカット）が用いられてもよい。ワイヤー放電加工とは、例えば真鍮、タングステン又はモリブデン等のワイヤーに電圧を加え、加工したい部材とワイヤーとの間で放電を発生させることにより、部材を加工する加工方法である。ワイヤー放電加工が用いられることにより、精度の高い微細加工が実現される。また部材の加工時間を短縮することができる。
【０１５３】
本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更され得る。
【０１５４】
例えば、第５の実施形態におけるバッチ処理を、第１、第２、第３、及び第４の実施形態における熱輸送デバイスの製造方法に用いてもよい。第５の実施形態で用いられる治具部７００の形状を、下板部材及び上板部材に対応した形状にすれば、他の実施形態におけるバッチ処理が可能となる。
【符号の説明】
【０１５５】
１…下板部材
２…フレーム部材
３、２０３、３０３、４０３、５０３…上板部材
４、５１、６１、２０４、３０４、４０４…容器
５、８０５…毛細管部材
６…第１のメッシュ層
７…第２のメッシュ層
８…メッシュ部材
９…熱源
１１…下板部材の内面
２１…側壁部の対向面
３１…上板部材の内面
５２、６２…板部材
１００、１１０、１２０、２００、３００、４００、５００、８００、９００、９１０…熱輸送デバイス
２０３ａ、３０３ａ、４０３ａ…上板部
２０３ｂ、３０３ｂ、４０３ｂ…側壁部
２０３ｃ、３０３ｃ、４０３ｃ、５０３ｃ…接合部
２３１…接合部の対向面
３１３…突起部
４５０、５５０…熱輸送デバイスユニット
６００、７００…治具部
６１０、７１０…載置面
６１０ａ…下段面
６１０ｂ…上段面
８４０、８５０…接合用メッシュ部材
８６０…第１のメッシュ部材
８７０…第２のメッシュ部材
９００ａ、９１０ａ…注入口
９００ｂ、９１０ｂ…注入路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体の相変化を利用して熱を輸送する熱輸送デバイスの容器を構成する第１の板及び第２の板の間に、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材を挟むように、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板を積層させ、
前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記毛細管部材の厚みは、前記第１の板及び前記第２の板により構成される前記容器の内部空間の厚みより大きい
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記毛細管部材は弾性を有する材料からなり、
前記拡散接合工程は、前記毛細管部材を圧縮しながら、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記毛細管部材は、
第１のメッシュ層と、
前記第１のメッシュ層に積層された、前記第１のメッシュ層に含まれるメッシュよりも目の粗いメッシュからなる第２のメッシュ層とを有する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記第２の板は突起部を有し、
前記拡散接合工程は、前記突起部により前記毛細管部材を圧縮しながら、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記熱輸送デバイスは、前記容器の側壁を構成するフレーム部材を有し、
前記拡散接合工程は、前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記フレーム部材とを、かつ、前記第２の板と前記フレーム部材とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記積層工程は、前記第１の板及び前記第２の板の間に前記毛細管部材を挟むように積層された、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板を有するユニットを、凹部を有する治具部の前記凹部に嵌めるように、前記治具部と前記ユニットとを積層し、
前記拡散接合工程は、前記積層方向に前記治具部及び前記ユニットに圧力を加えることで、前記ユニットの前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記積層工程は、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板をそれぞれ有する複数のユニットの各間に、治具部がそれぞれ積層されるように、前記複数のユニット及び前記複数の治具部を積層させ、
前記拡散接合工程は、前記積層方向に前記複数のユニット及び前記複数の治具部に圧力を加えることで、前記複数のユニットの前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記毛細管部材は、
第１のバネ定数を有し前記第１の板に拡散接合される第１の部材と、
前記第１のバネ定数より大きい第２のバネ定数を有し前記第１の部材に積層される第２の部材とを含む
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記拡散接合工程は、前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、かつ、前記第２の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合し、
前記毛細管部材は、第３の部材を含み、前記第３の部材は、前記第２のバネ定数より小さい第３のバネ定数を有し、前記第２の部材に積層され前記第２の板と拡散接合される
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項１１】
作動流体の相変化を利用して熱を輸送する熱輸送デバイスの容器を構成するための板を曲げることにより、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材を、前記曲げられて形成される前記板の第１の部位及び第２の部位で挟み、
前記第１の部位と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の部位の端部と前記第２の部位の端部とを拡散接合することで、前記容器を形成する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項１２】
内面を有する容器と、
前記容器に収容され、相変化することで熱を輸送する作動流体と、
第１のバネ定数を有し前記内面に拡散接合される第１の部材と、前記第１のバネ定数より大きい第２のバネ定数を有し前記第１の部材に積層される第２の部材とを含み、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材と
を具備する熱輸送デバイス。
【請求項１３】
側壁を有する容器であって、前記側壁を構成するフレーム部材と、前記フレーム部材を挟み込むように前記フレーム部材に接合された第１の板及び第２の板とを有する容器と、
前記容器内で、相変化することにより熱を輸送する作動流体と、
前記作動流体に毛細管部力を作用させる毛細管部材と
を具備する熱輸送デバイス。
【請求項１】
作動流体の相変化を利用して熱を輸送する熱輸送デバイスの容器を構成する第１の板及び第２の板の間に、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材を挟むように、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板を積層させ、
前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記毛細管部材の厚みは、前記第１の板及び前記第２の板により構成される前記容器の内部空間の厚みより大きい
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記毛細管部材は弾性を有する材料からなり、
前記拡散接合工程は、前記毛細管部材を圧縮しながら、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記毛細管部材は、
第１のメッシュ層と、
前記第１のメッシュ層に積層された、前記第１のメッシュ層に含まれるメッシュよりも目の粗いメッシュからなる第２のメッシュ層とを有する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記第２の板は突起部を有し、
前記拡散接合工程は、前記突起部により前記毛細管部材を圧縮しながら、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記熱輸送デバイスは、前記容器の側壁を構成するフレーム部材を有し、
前記拡散接合工程は、前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記フレーム部材とを、かつ、前記第２の板と前記フレーム部材とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記積層工程は、前記第１の板及び前記第２の板の間に前記毛細管部材を挟むように積層された、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板を有するユニットを、凹部を有する治具部の前記凹部に嵌めるように、前記治具部と前記ユニットとを積層し、
前記拡散接合工程は、前記積層方向に前記治具部及び前記ユニットに圧力を加えることで、前記ユニットの前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項８】
請求項１に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記積層工程は、前記第１の板、前記毛細管部材及び前記第２の板をそれぞれ有する複数のユニットの各間に、治具部がそれぞれ積層されるように、前記複数のユニット及び前記複数の治具部を積層させ、
前記拡散接合工程は、前記積層方向に前記複数のユニット及び前記複数の治具部に圧力を加えることで、前記複数のユニットの前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項９】
請求項３に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記毛細管部材は、
第１のバネ定数を有し前記第１の板に拡散接合される第１の部材と、
前記第１のバネ定数より大きい第２のバネ定数を有し前記第１の部材に積層される第２の部材とを含む
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の熱輸送デバイスの製造方法であって、
前記拡散接合工程は、前記第１の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、かつ、前記第２の板と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の板と前記第２の板とを拡散接合し、
前記毛細管部材は、第３の部材を含み、前記第３の部材は、前記第２のバネ定数より小さい第３のバネ定数を有し、前記第２の部材に積層され前記第２の板と拡散接合される
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項１１】
作動流体の相変化を利用して熱を輸送する熱輸送デバイスの容器を構成するための板を曲げることにより、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材を、前記曲げられて形成される前記板の第１の部位及び第２の部位で挟み、
前記第１の部位と前記毛細管部材とが拡散接合されるように、前記第１の部位の端部と前記第２の部位の端部とを拡散接合することで、前記容器を形成する
熱輸送デバイスの製造方法。
【請求項１２】
内面を有する容器と、
前記容器に収容され、相変化することで熱を輸送する作動流体と、
第１のバネ定数を有し前記内面に拡散接合される第１の部材と、前記第１のバネ定数より大きい第２のバネ定数を有し前記第１の部材に積層される第２の部材とを含み、前記作動流体に毛細管力を作用させる毛細管部材と
を具備する熱輸送デバイス。
【請求項１３】
側壁を有する容器であって、前記側壁を構成するフレーム部材と、前記フレーム部材を挟み込むように前記フレーム部材に接合された第１の板及び第２の板とを有する容器と、
前記容器内で、相変化することにより熱を輸送する作動流体と、
前記作動流体に毛細管部力を作用させる毛細管部材と
を具備する熱輸送デバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図６】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図６】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１６９３７９（Ｐ２０１０−１６９３７９Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２７３７４（Ｐ２００９−１２７３７４）
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
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