特許 6199411 電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6199411

(24)【登録日】2017年9月1日

(45)【発行日】2017年9月20日

(54)【発明の名称】電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 23/427 20060101AFI20170911BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20170911BHJP

   F28D 20/00 20060101ALI20170911BHJP

【ＦＩ】

   H01L23/46 A

   H05K7/20 Q

   F28D20/00 G

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-550594(P2015-550594)

(86)(22)【出願日】2014年9月10日

(86)【国際出願番号】JP2014073905

(87)【国際公開番号】WO2015079772

(87)【国際公開日】20150604

【審査請求日】2016年4月28日

(31)【優先権主張番号】特願2013-244198(P2013-244198)

(32)【優先日】2013年11月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】304021831

【氏名又は名称】国立大学法人 千葉大学

(74)【代理人】

【識別番号】100100158

【弁理士】

【氏名又は名称】鮫島 睦

(74)【代理人】

【識別番号】100132252

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 環

(72)【発明者】

【氏名】三浦 忠将

(72)【発明者】

【氏名】山下 是如

(72)【発明者】

【氏名】小倉 裕直

【審査官】 秋山 直人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０５４８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４１７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１１１８９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２３／４２７

Ｆ２８Ｄ ２０／００

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発熱部品と、
前記発熱部品が発する熱を蓄熱する蓄熱デバイスと、を備える電子機器であって、
前記蓄熱デバイスは、前記発熱部品が発する熱を吸熱する蓄熱性材料を収容した反応室を備えており、
前記反応室は、前記発熱部品側の第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを連結する複数の側面と、によって形成されており、
前記反応室内において、前記反応室の内側面周辺である周辺部の熱伝導率が、前記反応室の中央部の熱伝導率と比べて小さくなっており、
前記反応室の内側面と前記蓄熱性材料との間には隙間が形成されていることを特徴とする、電子機器。

【請求項2】

前記反応室は、前記第１面、前記第２面及び複数の前記側面によって、略直方体の形状を有しており、
前記蓄熱性材料は、前記第１面側に位置する第３面から前記第２面に向かって先細となる形状を有しており、前記第３面の形状は、前記第１面の形状と略同じ又はより小さくなっている、請求項１記載の電子機器。

【請求項3】

前記反応室には、前記蓄熱性材料の位置決めを行う位置決め部材が設けられている、請求項１又は２に記載の電子機器。

【請求項4】

前記蓄熱性材料は、前記周辺部に位置する周辺部材の熱伝導率が、前記中央部に位置する中央部材の熱伝導率と比べて小さくなっている、請求項１〜３のいずれか１つに記載の電子機器。

【請求項5】

前記周辺部材は、前記蓄熱性材料の母材と樹脂ビーズとの混合材でできており、
前記蓄熱性材料は、前記中央部材と前記周辺部材とがプレス成形された後、熱処理されることによって形成されている、請求項４記載の電子機器。

【請求項6】

発熱部品と、
前記発熱部品が発する熱を蓄熱する蓄熱デバイスと、を備える電子機器であって、
前記蓄熱デバイスは、前記発熱部品が発する熱を吸熱する蓄熱性材料を収容した反応室を備えており、
前記反応室は、前記発熱部品側の第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを連結する複数の側面と、によって形成されており、
前記第１面の内面には、凹凸構造が形成されており、
前記蓄熱性材料は、前記凹凸構造の隙間より小さく分割されていることを特徴とする、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子機器に関し、より詳細には、発熱部品（又は発熱する電子部品）を備える電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電子機器の高性能化に伴い、１つの電子機器に内蔵される発熱部品の数が増加すると共に、個々の発熱部品に投入されるエネルギー量が増大し、これらの結果、電子機器における発熱量が増大している。

【0003】

冷却ファンを用いた従来の放熱方法では、冷却ファンを駆動するために追加のエネルギーを要しており、より高い放熱能力を得るためには電子機器の電力消費量が更に増すこととなり、好ましくない。そもそも、この方法は、エネルギー損失による発熱に対して、エネルギー投入により放熱するというものであり、効率的でない。加えて、冷却ファンを設置するには比較的大きなスペースを要し、小型の電子機器には不向きである。更に、スマートフォンやタブレット型端末などでは、電子機器の筐体が密閉されており、冷却ファンで気流を起こして外部へ排気することはできない。

【0004】

また、ヒートパイプを用いた従来の放熱方法では、熱を速やかに輸送することができるものの、この熱を放熱するにはヒートシンクや放熱板が必要である。そして、ヒートシンク等を設置するには比較的大きなスペースを要し、小型の電子機器には不向きである。ヒートシンク等に代えて、電子機器の筐体等に熱を逃がすことも考えられ得るが、電子機器の小型薄型化により、筐体の表面積が減少しており、高い放熱能力を得ることはできない。更に、スマートフォンなどの高性能モバイル機器ではリチウムイオンバッテリの寿命低下が問題となっているところ、筐体に熱を逃すと、リチウムイオンバッテリの使用環境温度が高くなり、バッテリ容量の経時低下を招き得る。

【0005】

かかる状況下、個々の発熱部品の温度を測定し、温度測定値が所定の閾値を超えた場合に、発熱部品に投入するエネルギー量を制限することが行われているのが実状である。この方法は、発熱部品の発熱量自体を減少させることにより、発熱部品の温度上昇を抑制するものである。しかしながら、この方法では、発熱部品の温度上昇により、発熱部品の機能（例えばＣＰＵのパフォーマンス）が都度妨げられることとなり、電子機器の性能を犠牲にしたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００８−１１１５９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで、本発明者らは、化学反応を利用して熱を蓄熱及び移動させる技術、即ち、ケミカルヒートポンプに着目した。特許文献１で示されるように、ケミカルヒートポンプは、現在、化学プラントや発電所における排熱利用の目的で用いられたり、家庭の給湯・暖房システムや冷凍車などの大型の装置に用いられている。しかしながら、ケミカルヒートポンプを電子機器に適用したものは知られていない。本発明者らは、以前の出願（特願２０１２−１７３０４２）において、発熱部品の温度上昇を抑制し得る新規な手段として、ケミカルヒートポンプを利用するという独自の発想に基づいた電子機器を示している。

【0008】

この電子機器は、発熱部品と、発熱部品が発する熱によって吸熱反応を示す化学蓄熱材を収容した反応室、化学蓄熱材の吸熱反応によって生じる凝縮性成分を凝縮又は蒸発させるための凝縮蒸発室、及び凝縮性成分が反応室と凝縮蒸発室との間を移動可能なように反応室と凝縮蒸発室とを連絡する連絡部を備える蓄熱デバイスと、を備えている。ここで、蓄熱デバイスは、上記ケミカルヒートポンプを含んでいる。

【0009】

この電子機器によれば、発熱部品を備える電子機器において、反応室と凝縮蒸発室とが連絡部によって連絡している蓄熱デバイスを適用し、発熱部品が発する熱によって吸熱反応を示す化学蓄熱材を使用しているので、発熱部品が発熱したときに、化学蓄熱材が反応して発熱部品から熱を奪って蓄熱し、これにより、発熱部品の温度上昇を抑制することができる。

【0010】

ここで、一般に反応室に収容される蓄熱性材料の熱伝導率は、反応室を構成する部材の熱伝導率に比べて小さいので、発熱部品が発する熱を蓄熱性材料で効率よく蓄熱するためには、発熱部品から蓄熱性材料への伝熱が効率よく行われる必要がある。

【0011】

そこで、本発明では、発熱部品から蓄熱性材料への伝熱性を向上させることができる電子機器を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本願の第１発明は、発熱部品と、前記発熱部品が発する熱を蓄熱する蓄熱デバイスと、を備える電子機器であって、前記蓄熱デバイスは、前記発熱部品が発する熱を吸熱する蓄熱性材料を収容した反応室を備えており、前記反応室は、前記発熱部品側の第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを連結する複数の側面と、によって形成されており、前記反応室内において、前記反応室の内側面周辺である周辺部の熱伝導率が、前記反応室の中央部の熱伝導率と比べて小さくなっていることを特徴とする。

【0013】

前記構成によれば、蓄熱性材料から反応室への熱伝導を抑制することができ、その結果、発熱部品から蓄熱性材料への伝熱性を向上させることができる。

【0014】

ここで、発熱部品は、例えば、集積回路、発光素子、電界効果トランジスタ、モーター、コイル、コンバーター、インバーター及びコンデンサーからなる群より選択され得るが、これらに限定されるものではない。

【0015】

また、蓄熱性材料とは、化学反応によって吸熱反応を示す化学蓄熱材や、吸着又は吸収反応によって吸熱反応を示す吸着・吸収蓄熱材を含んでいる。化学蓄熱材には、例えば、硫酸カルシウムや塩化カルシウムなどの水和物や、カルシウムやマグネシウムの水酸化物等が挙げられる。また、吸着・吸収蓄熱材には、例えば、ゼオライト、シリカゲル、メソポーラスシリカ、活性炭等が挙げられる。しかしながら、蓄熱性材料は、上記の例に限定されず、発熱部品が発する熱を吸熱するものであれば良く、任意の適切な蓄熱性材料を使用することができる。

【0016】

なお、蓄熱性材料が上記水和物、水酸化物、ゼオライト等である場合、凝縮性成分は水であるが、蓄熱性材料によっては、凝縮性成分は水に限定されるものではない。

【0017】

また、凝縮性成分とは、水に限定されず、アンモニア等、気液変態が可能なものであれば良く、特に、使用環境において両方の状態に変化可能であれば良い。

【0018】

前記第１発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記反応室の内側面と前記蓄熱性材料との間には隙間が形成されている。
（２）前記構成（１）において、前記反応室は、前記第１面、前記第２面及び複数の前記側面によって、略直方体の形状を有しており、前記蓄熱性材料は、前記第１面側に位置する第３面から前記第２面に向かって先細となる形状を有しており、前記第３面の形状は、前記第１面の形状と略同じ又はより小さくなっている、
（３）前記構成（１）又は（２）において、前記反応室には、前記蓄熱性材料の位置決めを行う位置決め部材が設けられている。
（４）前記蓄熱性材料は、前記周辺部に位置する周辺部材の熱伝導率が、前記中央部に位置する中央部材の熱伝導率と比べて小さくなっている。
（５）前記構成（４）において、前記周辺部材は、前記蓄熱性材料の母材と樹脂ビーズとの混合材でできており、前記蓄熱性材料は、前記中央部材と前記周辺部材とがプレス成形された後、熱処理されることによって形成されている。

【0019】

前記構成（１）によれば、反応室の内側面と蓄熱性材料との間の隙間によって、蓄熱性材料から反応室への熱伝導を抑制することができ、その結果、発熱部品から化学蓄熱材への伝熱性を向上させることができる。

【0020】

前記構成（２）によれば、反応室の内側面と蓄熱性材料との間の隙間を、蓄熱性材料を反応室に収容するだけで、形成することができる。

【0021】

前記構成（３）によれば、位置決め部材によって、蓄熱性材料の位置決めができるので、反応室の内側面と蓄熱性材料との間の隙間を、蓄熱性材料を反応室に収容するだけで、形成することができる。

【0022】

前記構成（４）によれば、蓄熱性材料の周辺部材の熱伝導率が、中央部材の熱伝導率よりも小さくなっているので、蓄熱性材料から反応室への熱伝導を抑制することができ、その結果、発熱部品から蓄熱性材料への伝熱性を向上させることができる。

【0023】

前記構成（５）によれば、周辺部材の熱伝導率が中央部材の熱伝導率よりも小さい蓄熱性材料を容易に形成することができる。

【0024】

本願の第２発明は、発熱部品と、前記発熱部品が発する熱を蓄熱する蓄熱デバイスと、を備える電子機器であって、前記蓄熱デバイスは、前記発熱部品が発する熱を吸熱する蓄熱性材料を収容した反応室を備えており、前記反応室は、前記発熱部品側の第１面と、前記第１面に対向する第２面と、前記第１面と前記第２面とを連結する複数の側面と、によって形成されており、前記第１面の内面には、凹凸構造が形成されていることを特徴とする。

【0025】

前記構成によれば、反応室には、発熱部品側の第１面に凹凸構造が形成されているので、第１面と蓄熱性材料との接触面積を増加させることができ、その結果、発熱部品から蓄熱性材料への伝熱性を向上させることができる。

【発明の効果】

【0026】

要するに、本発明によると、発熱部品から蓄熱性材料への伝熱性を向上させることができる電子機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の実施形態に係る電子機器の概略模式上面図である。

【図2】蓄熱デバイス１０部分の概略模式断面図である。

【図3】反応室部分の概略模式断面図である。

【図4】蓄熱デバイスの作製方法を示す概略模式斜視図である。

【図5】蓄熱性材料の変形例を示す、反応室部分の概略模式断面図である。

【図6】蓄熱性材料の変形例を示す、反応室部分の概略模式断面図である。

【図7】蓄熱デバイスの変形例を示す概略模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明の実施形態に係る電子機器について、以下、図面を参照しながら詳述するが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0029】

（電子機器の全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る電子機器１００の概略模式上面図である。図１に示されるように、電子機器１００は、発熱部品１１と、発熱部品１１が発する熱を蓄熱する蓄熱デバイス１０と、を備えている。電子機器１００がスマートフォンである場合、発熱部品１１はパワーマネジメントＩＣである。電子機器１００は、さらに、熱伝導性部材としてリチウムイオンバッテリ１３を備えている。

【0030】

蓄熱デバイス１０は、発熱部品１１が発する熱を吸熱する蓄熱性材料を収容した反応室１と、蓄熱性材料の吸熱によって生じる凝縮性成分を凝縮又は蒸発させるための凝縮蒸発室３と、凝縮性成分が、反応室１と凝縮蒸発室３との間を移動可能なように、反応室１と凝縮蒸発室３とを連絡する連絡部５と、を備えている。反応室１は、発熱部品１１に対して熱的に結合されている。凝縮蒸発室３は、リチウムイオンバッテリ１３に対して熱的に結合されている。熱的に結合する方法としては、例えば、金属フィラー等で熱伝導性を高めた接着剤を用いる方法が挙げられるがそれに限定されるものではない。

【0031】

本実施形態では、発熱部品１１であるパワーマネージメントＩＣが動作して発熱し、ある程度高い温度（使用する蓄熱性材料による）に達すると、発熱部品１１から熱を奪って反応室１の蓄熱性材料の吸熱反応が進行し、この吸熱反応で発生した凝縮性成分は凝縮蒸発室３で凝縮してリチウムイオンバッテリ１３に熱を与え、これにより、発熱部品１１の温度上昇を低減し、好ましくは発熱部品１１の温度を安定化させて、発熱部品１１を耐熱温度以下（例えば８５℃以下）に維持できる。その後、発熱部品１１の動作がより低いレベルに変化ないし停止して、発熱部品１１の温度がある程度低い温度まで低下すると、反応室１で蓄熱性材料の発熱反応が進行すると共に凝縮蒸発室３ではリチウムイオンバッテリ１３から熱を奪って凝縮性成分が蒸発し、これにより、発熱部品１１の温度は若干上昇し、リチウムイオンバッテリ１３の温度は低下し、リチウムイオンバッテリ１３の寿命低下が問題とならない温度以下（例えば４０℃以下）に維持できる。すなわち、蓄熱デバイス１０は、発熱部品１１の高温動作時には発熱部品１１から熱を奪うと共にリチウムイオンバッテリ１３に熱を逃がし、低温動作時には発熱部品１１に熱を与えると共にリチウムイオンバッテリ１３から熱を奪う（冷却する）ようになっている。

【0032】

（蓄熱デバイスの構成）
図２は、蓄熱デバイス１０部分の概略模式断面図である。蓄熱性材料９５は、反応室１に収容されている。蓄熱性材料９５は、例えば固相２ａを成していてよく、反応室１内には、凝縮性成分を含む気相２ｂが存在し得る。反応室１内の圧力は、通常（発熱部品１１が非発熱状態であるとき）の使用温度環境下にて、吸熱反応と発熱反応の平衡圧力に実質的に等しいことが望ましい。

【0033】

他方、凝縮蒸発室３には、凝縮性成分が気相４ａ及び液相４ｂに含まれて存在し得る。本実施形態を限定するものではないが、凝縮蒸発室に予め凝縮させた成分（例えば液体状態の水）を収容しておいてよい。凝縮蒸発室３内の圧力は、使用温度環境下にて、凝縮性成分の飽和蒸気圧（水の場合には飽和水蒸気圧）に実質的に等しいことが望ましい。また、凝縮蒸発室３には、凝縮性成分をトラップするトラップ部材９６が設けられている。

【0034】

トラップ部材９６は、液体を可逆的にトラップできるものであればよい。より詳細には、多孔質材料、例えばセラミックス、ゼオライト、金属等から成る多孔質材料を使用することができるが、これに限定されない。

【0035】

反応室１と凝縮蒸発室３とを連絡する連絡部５は、これらの間を凝縮性成分が移動可能なようになっていればよい。より詳細には、凝縮性成分は気体状態で移動し得、この場合、連絡部５は気体が通過し得るものであればよい。かかる連絡部は、簡便には、管状部材であってよいが、これに限定されない。また、連絡部５には、気体は通過可能であるが、固体及び液体は実質的に通過可能でないフィルタ部材９７が設けられている。

【0036】

フィルタ部材９７は、気体は通過可能であるが、固体および液体は実質的に通過可能でないものであればよい。「固体および液体は実質的に通過可能でない」とは、ケミカルヒートポンプの性能を損なわない程度で、固体および液体を少量通過するものであってもよいことを意味する。フィルタ部材９７は、液体は少量通過させても、固体は通過可能でないことが好ましく、固体および液体の双方が通過可能でないことがより好ましい。

【0037】

より詳細には、フィルタ部材９７は、透湿性（ＪＩＳ Ｌ１０９９（Ｂ法、一般的にはＢ−１法）による）が１０００ｇ／ｍ^２／２４ｈ以上、特に１００００ｇ／ｍ^２／２４ｈ以上であることが好ましく、これによりフィルタ部材９７に起因する圧力損失を十分に小さくすることができる。固体の非通過性については、化学蓄熱材が通過しないものであればよく、使用する化学蓄熱材の寸法に応じて適宜選択可能である。液体の非通過性については、防水性（ＪＩＳ Ｌ１０９２（Ａ法）による）が１０００ｍｍ以上、特に１００００ｍｍ以上であることが好ましい。

【0038】

具体的には、例えば、ポリテトラフルオロエチレンを延伸加工したフィルム（微細孔フィルター）を使用することができ、これは、必要に応じてポリウレタンポリマーと複合化されていてもよい。かかるフィルムは、例えば、商品名「ゴアテックス」（登録商標）として市販で入手可能である。また、撥水加工した繊維生地にポリウレタンコーティングを施したものを使用することもできる。かかるポリウレタンコーティング生地は、例えば、東レ株式会社より、商品名「エントラントＧＩＩ」（登録商標）ＸＴ等として市販で入手可能である。

【0039】

しかしながら、これらの例に限定されず、フィルタ部材９７には、液体状態での会合した水分子クラスタよりも小さく、かつ、水蒸気状態で単独で存在する水分子よりも大きい寸法の孔を有する任意の適切な構造体を適用することができる。

【0040】

連絡部５は、バルブ（図示せず）を備えていても、いなくてもよい。連絡部５がバルブを備えない場合、デバイス構成が簡単になり、凝縮性成分の移動ひいては蓄熱デバイス１０の作動は、反応室１における反応の進行及び／又は凝縮蒸発室３における相変化の進行（代表的には、反応室１及び／又は凝縮蒸発室３における温度）に依存する。連絡部５がバルブを備える場合、凝縮性成分の移動ひいては蓄熱デバイス１０の作動は、バルブの開閉によって制御でき、熱の移動、発熱及び冷却のタイミングを管理できるので、より綿密な電子機器内部の熱設計ができるようになる。

【0041】

かかる蓄熱デバイス１０は、物質の出入りのない閉じた系となっているが、熱の出入りは、少なくとも反応室１において、好ましくは反応室１及び凝縮蒸発室３において可能なように構成される。具体的には、反応室１及び好ましくは凝縮蒸発室３は、それぞれ少なくとも一部が熱伝導性材料から構成され得る。熱伝導性材料は、特に限定されないが、例えば金属（銅など）、酸化物（アルミナなど）、窒化物（窒化アルミニウムなど）、カーボンなどの熱の良導体であってよい。

【0042】

反応室１は、発熱部品１１側の第１面１ａと、第１面１ａに対向する第２面１ｂと、第１面１ａと第２面１ｂとを連結する４つの側面１ｃと、によって形成され、略直方体の形状を有している。

【0043】

図３は、反応室１部分の概略模式断面図である。図３に示されるように、反応室１の第１面１ａには、蓄熱性材料９５の位置決めを行う位置決め部材６が設けられており、蓄熱性材料９５は、第１面１ａに当接して、第１面１ａ上で位置決めされるようになっている。その結果、蓄熱性材料９５と側面１ｃとの間には、所定の隙間ｄ１が形成されている。そして、隙間部分は空気の熱伝達率を有することから、蓄熱性材料９５の熱伝達率より小さくなっている。すなわち、反応室１の側面１ｃ周辺である周辺部の熱伝導率が、反応室１の中央部に位置する化学蓄熱材９５熱伝導率と比べて小さくなっている。なお、隙間ｄ１の寸法は、０．１ｍｍ程度である。

【0044】

（蓄熱デバイスの作製方法）
図４は、蓄熱デバイス１０の作製方法を示す概略模式斜視図である。以下、図４を用いて、蓄熱デバイス１０の作製方法の一例について説明する。

【0045】

まず、図４（ａ）に示されるように、２枚の金属板９１ａ、９１ｂを用意する。これらの金属板９１ａ、９１ｂは、好ましくは耐食性金属、例えばステンレス鋼でできていることが好ましいが、これに限定されるものではない。金属板９１ａ、９１ｂの厚さは、例えば０．０１ｍｍ以上、特に、０．０５〜１．０ｍｍとすることができる。金属板９１ａ、９１ｂの材質及び厚さは、互いに同じであってもよく、また異なっていてもよい。

【0046】

次に、図４（ｂ）に示されるように、一方の金属板９１ａに反応室１及び凝縮蒸発室３に対応する２つの凸部９３ａ１、９３ａ２を形成する。凸部９３ａ１、９３ａ２の寸法は、反応室１及び凝縮蒸発室３に対して所望される寸法に応じて適宜決定され、凸部９３ａ１、９３ａ２の高さは、例えば、０．１〜１０ｍｍ、特に０．３〜１．０ｍｍとでき、互いに同じであってもよく、また異なっていてもよい。そして、他方の金属板９１ｂには、連絡部５に対応する凹部９３ｂを形成する。凹部９３ｂの寸法は、反応室１と凝縮蒸発室３との間を連絡する連絡部５を形成し、その内部を凝縮性成分が移動し得るものであればよく、凹部９３ｂの深さは、例えば０．１〜１０ｍｍ、特に０．３〜１．０ｍｍとできる。なお、これら金属板９１ａ、９１ｂへの凹凸形状の形成は、任意の適切な方法を適用してよく、例えば、絞り加工、プレス成形などの方法を利用できる。

【0047】

そして、凸部９３ａ１に、蓄熱性材料９５を配置する。蓄熱性材料９５は、一般的に固体又は固形状であり、例えば、粒状、シート状等である。ここで、蓄熱性材料９５はあらかじめ成形体となっていることが好ましい。具体的には、蓄熱性材料９５は、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系、ポリエチレン系といった樹脂材料とコンポジットされ、型プレスなどの方法で成形される。なお、蓄熱性材料９５は、あらかじめ上記のように成形又は梱包されていることが好ましいが、このことは必須ではない。

【0048】

凸部９３ａ２に、液体をトラップ可能なトラップ部材９６を配置する。トラップ部材９６は、例えば多孔質材料でできている。

【0049】

他方、金属板９１ｂの凹部９３ｂに、気体は通過可能であるが、固体及び液体は実質的に通過可能ではないフィルタ部材９７を配置する。

【0050】

その後、図４（ｃ）に示されるように、これらの金属板９１ａ、９１ｂを凸部９３ａと凹部９３ｂとが一緒になって内部空間を形成するように重ね合わせる。これにより、金属板９１ａ、９１ｂの外周平坦面が互いに密接することになる。

【0051】

そして、図４（ｄ）に示されるように、重ね合わされた金属板９１ａ、９１ｂの外周部９９を気密封止する。気密封止は、蓄熱デバイス１０内部に所望される圧力、一般的には（使用する蓄熱性材料にもよるが）減圧下、例えば０．１Ｐａ〜１００ｋＰａ、特に１．０Ｐａ〜１０ｋＰａ（絶対圧）にて実施することが好ましい。気密封止には、任意の適切な方法を適用してよく、例えば、レーザー溶接、アーク溶接、抵抗溶接、ガス溶接、ろう付けなどの方法が利用できる。気密封止後、外周部のうち不要な縁部は、適宜、打ち抜き加工等によって除去してもよい。

【0052】

以上のように、蓄熱デバイス１０は作製される。ただし、上記の作製方法は例示であり、本発明に係る蓄熱デバイスは、任意の適切な方法により作製してもよい。

【0053】

そして、以上のように作製された蓄熱デバイス１０は、電子機器１００に組み込まれる。

【0054】

前記構成の電子機器１００によれば、次のような効果を発揮できる。

【0055】

（１）反応室１内において、反応室１の側面１ｃ周辺である周辺部の熱伝導率が、反応室１の中央部の熱伝導率と比べて小さくなっているので、蓄熱性材料９５から反応室１への熱伝導を抑制することができ、その結果、発熱部品１１から化学蓄熱材９５への伝熱性を向上させることができる。

【0056】

（２）反応室１の側面１ｃと蓄熱性材料９５との間には隙間ｄ１が形成されているので、隙間ｄ１によって、蓄熱性材料９５から反応室１への熱伝導を抑制することができ、その結果、発熱部品１１から蓄熱性材料９５への伝熱性を向上させることができる。なお、隙間ｄ１の寸法は０．１ｍｍ以上あれば、蓄熱性材料９５から反応室１への熱伝導を抑制することができる。一方、隙間ｄ１の寸法を大きくすればするほど、反応室１に収容される蓄熱性材料９５の量が少なくなる。以上より、蓄熱性材料９５の総蓄熱量、すなわち、蓄熱性材料９５の量をできるだけ確保することを考慮すると、反応室の１の側面１ｃと蓄熱性材料９５との間には、０．１ｍｍ程度の隙間ｄ１を形成することが好ましい。

【0057】

（３）反応室１には、蓄熱性材料９５の位置決めを行う位置決め部材６が設けられており、位置決め部材６によって、蓄熱性材料９５の位置決めができるので、反応室の側面１ｃと蓄熱性材料９５との間の隙間ｄ１を、蓄熱性材料９５を反応室１に収容するだけで、形成することができる。

【0058】

（４）凝縮蒸発室３にトラップ部材９６が配置されていることによって、電子機器１００が上下及び／又は左右に回転等した場合であっても、凝縮蒸発室３において凝縮した凝縮性成分（液体）が凝縮蒸発室３から連絡部５を通じて反応室１へ移動をすること防止できる。

【0059】

（５）連絡部５にフィルタ部材９７が配置されていることによって、電子機器１００が上下及び／又は左右に回転等した場合であっても、反応室１内の蓄熱性材料９５が反応室１から連絡部５を通じて凝縮蒸発室３へ移動することを防止でき、また、凝縮蒸発室３において凝縮された凝縮性成分（液体）が凝縮蒸発室３から連絡部５を通じて反応室１へ移動することを防止できる。

【0060】

（蓄熱性材料の変形例１）
図５は、反応室１部分の概略模式断面図であり、蓄熱性材料９５が図３とは異なる形態を備えている。図５に示されるように、反応室１の第１面１ａに当接する蓄熱性材料９５の第３面９５ｃの面積が、第３面９５ｃに対向し、反応室１の第２面１ｂ側である蓄熱性材料９５の第４面９５ｄの面積より大きくなっている。そして、蓄熱性材料９５は、第３面９５ｃを一方の底面とし、第４面９５ｄを他方の底面とする、錐台の形状を有している。そして、蓄熱性材料９５を反応室１に収納できるよう、蓄熱性材料９５の第３面９５ｃの形状は、反応室１の第１面１ａの形状と略同じ又はより小さくなっている。その結果、蓄熱性材料９５と反応室１の側面１ｃとの間には、所定の隙間ｄ２が形成されることになる。そして、隙間ｄ２部分は空気の熱伝達率を有することから、蓄熱性材料９５の熱伝達率より小さくなっている。すなわち、反応室１の側面１ｃ周辺である周辺部の熱伝導率が、反応室１の中央部に位置する化学蓄熱材９５熱伝導率と比べて小さくなっている。

【0061】

上記構成によれば、蓄熱性材料９５は、第３面９５ｃから反応室１の第２面１ｂに向かって先細となる形状を有しており、第３面９５ｃの形状が、第１面１ａの形状と略同じ又はより小さくなっている。一方、反応室１は、第１面１ａ、第２面１ｂ及び４つの側面１ｃによって形成され、略直方体の形状を有している。その結果、反応室１の側面１ｃと蓄熱性材料９５との間の隙間ｄ２を、蓄熱性材料９５を反応室１に収容するだけで、形成することができる。なお、上記構成では、蓄熱性材料９５は、第３面９５ｃを一方の底面とし、第４面９５ｄを他方の底面とする、錐台の形状を有しているが、蓄熱性材料９５は、第３面９５ｃから反応室１の第２面１ｂに向かって先細となる形状であれば、上記構成に示すような錐台（角錐台及び円錐台を含む）の形状を有しても良く、また、第４面を有しない円錐、角錐の形状を有しても良い。

【0062】

（蓄熱性材料の変形例２）
図６は、反応室１部分の概略模式断面図であり、蓄熱性材料９５が図３及び図５とは異なる形態を備えている。図６に示されるように、蓄熱性材料９５は、熱伝導率の異なる２つの部材を備えており、反応室１の側面１ｃ周辺に位置する周辺部材９５ｅの熱伝導率が、反応室１の中央部に位置する中央部材９５ｆの熱伝導率と比べて小さくなっている。

【0063】

（熱伝導率の異なる２つの部材を備える蓄熱性材料の作製方法）
以下、図６に示されるような蓄熱性材料９５の作製方法の一例について説明する。

【0064】

まず、蓄熱性材料の母材、例えば、硫酸カルシウム、塩化カルシウム又はゼオライトあるいはそれらの混合と、樹脂ビーズ、例えば、アクリルビーズ、ウレタンビーズ又はセルロースビーズあるいはそれらの混合と、を体積比で１：１となるように秤量し、乾式混合する。その後、混合して得られた材料と、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系又はポリエチレン系の樹脂材料とを混合させて、第１の蓄熱性材料を得る。

【0065】

次に、蓄熱性材料の母材、例えば、硫酸カルシウム、塩化カルシウム又はゼオライトあるいはそれらの混合と、エポキシ系、アクリル系、ポリイミド系又はポリエチレン系の樹脂材料とを混合させて第２の蓄熱性材料を得る。

【0066】

そして、第１の蓄熱性材料をドーナツ状の金型にてプレス等の方法で成形する。次に、第１の蓄熱性材料で成形されたドーナツ状の中心部分、すなわち空間部分に、第２の蓄熱性材料を加え、プレス等の方法で成形する。その結果、中央部に第２の蓄熱性材料が位置し、周辺部に第１の蓄熱性材料が位置する成形体が形成される。

【0067】

そして、このようにして得られた成形体を熱処理する。熱処理は、樹脂ビーズであるアクリルビーズ等が蒸発する任意の適当な条件で行われるが、例えば、２６０℃において２時間の加熱が挙げられる。上記の条件で熱処理された成形体では、第１の蓄熱性材料に含まれていたアクリルビーズ等が蒸発し、第１の蓄熱性材料が形成していた周辺部に空孔（ポア）が形成される。その結果、周辺部の熱伝導率は低下し、周辺部の熱伝導率が中央部の熱伝導率と比べて小さい蓄熱性材料が作製される。

【0068】

上記構成によれば、次のような効果を発揮できる。
（１）蓄熱性材料９５の周辺部材９５ｅの熱伝導率が、中央部材９５ｆの熱伝導率よりも小さくなっているので、蓄熱性材料９５から反応室１への熱伝導を抑制することができ、その結果、発熱部品１１から化学蓄熱材９５への伝熱性を向上させることができる。

【0069】

（２）周辺部材９５ｅは、蓄熱性材料の母材と樹脂ビーズとの混合材でできており、蓄熱性材料９５は、中央部材９５ｆと周辺部材９５ｅとがプレス成形された後、熱処理されることによって形成されているので、周辺部材９５ｅの熱伝導率が中央部材９５ｆの熱伝導率よりも小さい蓄熱性材料９５を容易に形成することができる。

【0070】

（蓄熱デバイスの変形例）
図７は、蓄熱デバイス１０の変形例を示す概略模式断面図である。図７に示されるように、反応室１の第１面１ａの内面には、凹凸構造１ａ１が形成されている。凹凸構造１ａ１は、例えば凸部及び／又は凹部が規則的に配置されていても、ランダムに配置されていても良い。凹凸構造１ａ１は、任意の適切な方法によって形成されることができる。凹凸構造１ａ１は、熱伝導性材料からできていることが好ましく、例えば、金属（銅等）、酸化物（アルミナ等）、窒化物（窒化アルミニウム等）、カーボン等の熱の良導体からできている。凹凸構造１ａ１は、例えば金属等の表面に対するディンプル加工や波状加工、切削加工、鋳型成形、溶接等によって形成されても良い。なお、第１面１ａに凹凸構造１ａ１が形成される場合には、蓄熱性材料９５は、凹凸構造１ａ１の隙間ｄ３に容易に入り込むことができるよう、粒状となっており、その粒径は凹凸構造１ａ１の隙間ｄ３以下であることが好ましい。

【0071】

上記構成によれば、反応室１には、発熱部品側の第１面１ａの内面に凹凸構造１ａ１が形成されているので、第１面１ａと蓄熱性材料９５との接触面積を増加させることができ、その結果、発熱部品１１から蓄熱性材料９５への伝熱性を向上させることができる。

【0072】

上記実施形態によれば、蓄熱デバイス１０は、反応室１、凝縮蒸発室３及び連絡部５を備えているが、蓄熱デバイスは、蓄熱性材料を収容した少なくとも１つの反応室を備えていれば良い。この場合、発熱部品が発する熱を、反応室に収容された蓄熱性材料へ伝達し、蓄熱性材料が反応により吸熱することによって、発熱部品の温度上昇を抑制することができる。

【0073】

本実施形態の電子機器１００は、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレット型端末、ラップトップ型パソコン、携帯型ゲーム機、携帯型音楽プレーヤー、デジタルカメラ等のモバイル型電子機器として好適に利用されることができる。

【0074】

特許請求の範囲に記載された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、各種変形及び変更を行うことも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明では、発熱部品から蓄熱性材料への伝熱性を向上させることができる電子機器を提供できるので、産業上の利用価値が大である。

【0076】

本願は、２０１３年１１月２６日付けで出願された特願２０１３−２４４１９８に基づく優先権を主張し、その記載内容の全てが、参照することにより本明細書に援用される。

【符号の説明】

【0077】

１ 反応室
２ａ 固相（蓄熱性材料を含む）
２ｂ 気相（凝縮性成分を含む）
３ 凝縮蒸発室
４ａ 気相（凝縮性成分を含む）
４ｂ 液相（凝縮性成分を含む）
５ 連絡部
６ 位置決め部材
１０ 蓄熱デバイス
１１ 発熱部品
１３ リチウムイオンバッテリ
９１ａ 金属板 ９１ｂ 金属板
９３ａ１ 凸部 ９３ａ２ 凸部
９３ｂ 凹部
９５ 蓄熱性材料 ９６ トラップ部材 ９７ フィルタ部材
１００ 電子機器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】