特許 6396533 プレート型熱輸送装置、電子機器及びプレート型熱輸送装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6396533

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】プレート型熱輸送装置、電子機器及びプレート型熱輸送装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/02 20060101AFI20180913BHJP

【ＦＩ】

   F28D15/02 101H

   F28D15/02 L

   F28D15/02 106G

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-86834(P2017-86834)

(22)【出願日】2017年4月26日

【審査請求日】2017年4月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】505205731

【氏名又は名称】レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 厚喜

(72)【発明者】

【氏名】上村 拓郎

(72)【発明者】

【氏名】内野 顕範

【審査官】 久島 弘太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３６６３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２８５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１９６７６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０６３４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０４９６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２９４１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６１５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２００９７４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２８Ｄ １５／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属プレートの一端部から他端部に向かって複数並列して延びた直線部と、前記金属プレートの一端部及び他端部にそれぞれ設けられ、隣接する前記直線部の端部同士を連通させる折返し部とを有し、前記金属プレートの内部で蛇行形状に構成された流路を備え、前記流路に作動液が封入されるプレート型熱輸送装置であって、
前記金属プレートは、少なくとも前記折返し部に対応する部分に設けられた厚肉部と、前記直線部に対応する部分の少なくとも一部の板厚が前記厚肉部の板厚よりも薄い薄肉部と、を有し、
前記流路は、前記厚肉部に対応する位置の断面積が、前記薄肉部に対応する位置の断面積より大きいことを特徴とするプレート型熱輸送装置。

【請求項2】

請求項１に記載のプレート型熱輸送装置において、
前記金属プレートは、一面側は平板状に構成され、他面側は前記厚肉部を設けた部分よりも前記薄肉部を設けた部分が凹んで構成されることで、側面視で凹形状に構成されていることを特徴とするプレート型熱輸送装置。

【請求項3】

請求項２に記載のプレート型熱輸送装置と、該プレート型熱輸送装置及び発熱体を内部に収容した筐体とを備え、
前記プレート型熱輸送装置は、前記一面側が前記筐体の一内面に対向配置され、前記他面側の前記薄肉部に対応する部分に前記発熱体が配置されていることを特徴とする電子機器。

【請求項4】

一端部から他端部に向かって複数並列して延びた直線部と、前記一端部及び前記他端部にそれぞれ設けられ、隣接する前記直線部の端部同士を連通させる折返し部とを有することで蛇行形状に構成されると共に作動液が封入される流路を内部に設けた金属プレートを形成する第１工程と、
前記第１工程で形成した金属プレートの前記直線部に対応する部分の少なくとも一部を板厚方向にプレスして薄肉部を形成する第２工程と、
を有することを特徴とするプレート型熱輸送装置の製造方法。

【請求項5】

請求項４に記載のプレート型熱輸送装置の製造方法において、
前記第２工程では、前記金属プレートの前記直線部に対応する部分の少なくとも一部をプレスして凹ませることで、該直線部に対応する部分の少なくとも一部の板厚を前記折返し部に対応する部分の板厚よりも薄くすることで、前記薄肉部を形成することを特徴とするプレート型熱輸送装置の製造方法。

【請求項6】

請求項５に記載のプレート型熱輸送装置の製造方法において、
前記第１工程では、内部に前記直線部が並列された素材プレートを押出成形によって形成し、該素材プレートの一端部及び他端部に前記折返し部を形成した後、前記一端部及び前記他端部を閉塞することで、前記流路を内部に設けた前記金属プレートを形成することを特徴とするプレート型熱輸送装置の製造方法。

【請求項7】

請求項５に記載のプレート型熱輸送装置の製造方法において、
前記第１工程では、素材プレートの表面にエッチング加工によって前記流路と同経路を持った溝部を形成した後、該素材プレートの表面に蓋プレートを接合して前記溝部を閉塞することで、前記流路を有する前記金属プレートを形成することを特徴とするプレート型熱輸送装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プレート型熱輸送装置、該プレート型熱輸送装置を備える電子機器、及び該プレート型熱輸送装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、薄い金属プレートの内部に作動液が封入される蛇行形状の流路を設けたプレート型熱輸送装置が開示されている。従来一般的に用いられているヒートパイプは、作動液の相変化を利用して熱輸送を行っている。これに対し、特許文献１のプレート型熱輸送装置は、作動液の熱吸収によって生じる蒸気による潜熱輸送と、液相の作動液の振動による顕熱輸送とを行うことで、高い熱輸送能力を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９−４９６９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、上記特許文献１のようなプレート型熱輸送装置は、金属プレートの内部に蛇行形状の流路を形成する必要があり、薄型化が難しい。このため、プレート型熱輸送装置は、タブレット型ＰＣやスマートフォン、ノート型ＰＣのような電子機器に搭載しようとした場合、電子機器の筐体の薄型化を阻害する要因となり得る。他方、このような電子機器は、その処理負担や演算能力の向上によって発熱量も増大しており、高性能な熱輸送装置の搭載が求められている。

【0005】

本発明は、上記従来技術の課題を考慮してなされたものであり、薄型化と高性能化が可能なプレート型熱輸送装置、該プレート型熱輸送装置を備える電子機器、及び該プレート型熱輸送装置の製造方法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】

【0006】

本開示に係るプレート型熱輸送装置は、金属プレートの一端部から他端部に向かって複数並列して延びた直線部と、前記金属プレートの一端部及び他端部にそれぞれ設けられ、隣接する前記直線部の端部同士を連通させる折返し部とを有し、前記金属プレートの内部で蛇行形状に構成された流路を備え、前記流路に作動液が封入されるプレート型熱輸送装置であって、前記金属プレートは、前記直線部に対応する部分の少なくとも一部の板厚が、前記折返し部に対応する部分の板厚よりも薄い薄肉部を有することを特徴とする。

【0007】

このような構成によれば、当該プレート型熱輸送装置は、蛇行形状の流路に封入された作動液が冷却対象となる発熱体からの熱吸収によって蒸発した蒸気による潜熱輸送と、液相の作動液の振動による顕熱輸送とを生じる。これにより当該プレート型熱輸送装置は、高い熱輸送能力が得られる。しかも当該プレート型熱輸送装置は、流路の直線部に対応する部分の少なくとも一部で金属プレートの板厚を薄くした薄肉部を有する。これにより当該プレート型熱輸送装置は、蛇行形状の流路のうちで圧力損失の影響が大きい折返し部は十分な流路断面積を確保しつつ、圧力損失の影響の小さい直線部に対応する部分はその板厚を薄型化することができる。その結果、当該プレート型熱輸送装置は、高い熱輸送性能を維持しつつ、板厚を可及的に薄型化することができる。

【0008】

当該プレート型熱輸送装置において、前記金属プレートは、一面側は平板状に構成され、他面側は前記折返し部に対応する部分よりも前記薄肉部を設けた部分が凹んで構成されることで、側面視で凹形状に構成された構成であってもよい。そうすると、当該プレート型熱輸送装置は、例えば搭載される電子機器の筐体内で一面を筐体の一内面に対向配置しつつ、凹形状の他面側に発熱体である電子部品等を効率よく配置できる。その結果、当該プレート型熱輸送装置は、搭載される電子機器等の筐体内に効率よく設置でき、筐体の薄型化に一層貢献できる。

【0009】

本開示に係る電子機器は、上記構成のプレート型熱輸送装置と、該プレート型熱輸送装置及び発熱体を内部に収容した筐体とを備え、前記プレート型熱輸送装置は、前記一面側が前記筐体の一内面に対向配置され、前記他面側の前記薄肉部に対応する部分に前記発熱体が配置されていることを特徴とする。これにより当該電子機器は、筐体の薄型化と高い放熱性能とを確保できる。

【0010】

本開示に係るプレート型熱輸送装置の製造方法は、一端部から他端部に向かって複数並列して延びた直線部と、前記一端部及び前記他端部にそれぞれ設けられ、隣接する前記直線部の端部同士を連通させる折返し部とを有することで蛇行形状に構成されると共に作動液が封入される流路を内部に設けた金属プレートを形成する第１工程と、前記第１工程で形成した金属プレートの前記直線部に対応する部分の少なくとも一部を板厚方向にプレスして薄肉部を形成する第２工程とを有することを特徴とする。従って、当該製造方法によれば、高い熱輸送性能と薄型化とが可能なプレート型熱輸送装置を製造できる。

【0011】

当該製造方法において、前記第２工程では、前記金属プレートの前記直線部に対応する部分の少なくとも一部をプレスして凹ませることで、該直線部に対応する部分の少なくとも一部の板厚を前記折返し部に対応する部分の板厚よりも薄くすることで、前記薄肉部を形成してもよい。これにより当該製造方法は、低コスト且つ簡素な設備で薄肉部を持ったプレート型熱輸送装置を製造できる。

【0012】

当該製造方法において、前記第１工程では、内部に前記直線部が並列された素材プレートを押出成形によって形成し、該素材プレートの一端部及び他端部に前記折返し部を形成した後、前記一端部及び前記他端部を閉塞することで、前記流路を内部に設けた前記金属プレートを形成してもよい。このように当該製造方法は、素材プレートの成形に押出成形を用いることでプレート型熱輸送装置を低コストで製造できる。

【0013】

当該製造方法において、前記第１工程では、素材プレートの表面にエッチング加工によって前記流路と同経路を持った溝部を形成した後、該素材プレートの表面に蓋プレートを接合して前記溝部を閉塞することで、前記流路を有する前記金属プレートを形成してもよい。このように当該製造方法は、素材プレートの成形にエッチング加工を用いているため、流路（溝部）を一層高精度に微細加工することができ、プレート型熱輸送装置の一層の薄型化が可能となる。

【0014】

本開示に係るプレート型熱輸送装置の製造方法は、素材プレートの表面にエッチング加工によって蛇行形状の溝部を形成した後、前記素材プレートの表面に蓋プレートを接合して前記溝部を閉塞することで、蛇行形状に構成されると共に作動液が封入される流路を内部に設けた金属プレートを形成することを特徴とする。従って、当該製造方法によれば、プレート型熱輸送装置を一層薄型に成形することができる。

【発明の効果】

【0015】

本開示によれば、プレート型熱輸送装置の薄型化と高性能化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本開示に係るプレート型熱輸送装置を模式的に示した斜視図である。

【図2A】図２Ａは、図１に示す熱輸送装置の側面図である。

【図2B】図２Ｂは、図２Ａ中のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う断面図である。

【図3】図３は、図２Ｂ中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】図４は、図２Ｂ中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【図5】図５は、図１に示す熱輸送装置を搭載した電子機器の内部構造を模式的に示す断面図である。

【図6】図６は、プレート型熱輸送装置の製造方法の一手順を示すフローチャートである。

【図7】図７は、素材プレートの構成を模式的に示す平面断面図である。

【図8】図８は、図７に示す素材プレートの両端部の一部の壁部を切除した状態を示す平面断面図である。

【図9A】図９Ａは、プレス機に素材プレートをセットした状態を模式的に示す側面図である。

【図9B】図９Ｂは、図９Ａに示す状態から素材プレートをプレス成形し、金属プレートを形成した状態を示す側面図である。

【図10】図１０は、プレート型熱輸送装置の製造方法の別の一手順を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、素材プレートの表面にマスクを施した状態を模式的に示した平面図である。

【図12】図１２は、エッチング加工によって溝部を形成した素材プレートに蓋プレートを接合する状態を模式的に示した平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係るプレート型熱輸送装置及びその製造方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

【0018】

図１は、本開示に係るプレート型熱輸送装置１０（以下、単に「熱輸送装置１０」ともいう）を模式的に示した斜視図である。図２Ａは、図１に示す熱輸送装置１０の側面図であり、図２Ｂは、図２Ａ中のＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿う断面図である。

【0019】

図１〜図２Ｂに示すように、熱輸送装置１０は、金属プレート１２を備え、この金属プレート１２の内部に作動液Ｆが封入される流路１４を有する。

【0020】

金属プレート１２は、アルミニウムや銅のような熱伝導率が高い金属によって形成されたプレートである。金属プレート１２は、長手方向両端部にそれぞれ厚肉部１６を有し、厚肉部１６，１６間に薄肉部１８を有する。

【0021】

厚肉部１６は、金属プレート１２を形成する前の中間体である素材プレート２０（図９Ａ参照）の板厚を残した部分である。厚肉部１６は、例えば２ｍｍ程度の板厚である。薄肉部１８は、厚肉部１６よりも薄い板厚で構成された部分である。薄肉部１８は、例えば１．３ｍｍ程度の板厚である。詳細は後述するが、薄肉部１８はプレスによって金属プレート１２を潰して形成される。

【0022】

本開示の熱輸送装置１０は、後述するタブレット型ＰＣのような携帯型の電子機器２２（図５参照）に搭載されるため、厚肉部１６及び薄肉部１８を上記板厚で構成している。厚肉部１６及び薄肉部１８の板厚は、適宜変更可能である。

【0023】

本開示の熱輸送装置１０は、金属プレート１２の一面１２ａ側が平板状に構成される一方、他面１２ｂ側の一部を幅方向（図１中で短手方向）に亘って板厚方向に凹ませることで薄肉部１８を形成している。これにより、熱輸送装置１０（金属プレート１２）は、図２Ａに示す側面視で凹形状或いは扁平なＵ字形状に構成されている。熱輸送装置１０は、薄肉部１８の幅寸法を金属プレート１２の幅寸法よりも小さく構成し、容器状に構成されてもよい。

【0024】

流路１４は、金属プレート１２の内部でトンネル状の細孔を蛇行させた蛇行流路である。流路１４は、複数の直線部（直線流路）１４ａと、複数の折返し部（折返し流路）１４ｂとを有する。

【0025】

直線部１４ａは、金属プレート１２の長手方向で一端部１２ｃから他端部１２ｄに向かって延びた細孔である。直線部１４ａは、一端部１２ｃから他端部１２ｄに向かう方向と直交する方向、つまり金属プレート１２の幅方向に沿って複数本（図２Ｂでは９本）が並列されている。

【0026】

折返し部１４ｂは、隣接する直線部１４ａ，１４ａの端部同士を連通させる略Ｕ字状の細孔である。折返し部１４ｂは、隣接する２本の直線部１４ａ，１４ａの端部同士を連通させるものであり、３本以上の直線部１４ａの端部同士を一度に連通するものではない。従って、図２Ｂに示すように、全ての直線部１４ａの両端部がそれぞれ隣接する直線部１４ａと順に連通され、流路１４は１本の蛇行した細孔として形成されている。

【0027】

流路１４は、その両端部が閉塞されており、内部に作動液Ｆが封入される。作動液Ｆとしては、代替フロン、フロン、アセトン又はブタン等が用いられる。本開示では、作動液Ｆは代替フロンを用いている。図２Ｂ中に２点鎖線で図示したように、流路１４の一端部には、作動液Ｆの入口ポートとなる細管２４が連通している。細管２４は、作動液Ｆの流路１４への充填が完了した後、閉塞される。

【0028】

図２Ａ及び図２Ｂに示すように、折返し部１４ｂは厚肉部１６に対応する位置に配置され、直線部１４ａは大部分が薄肉部１８に対応する位置に配置されると共に一部が厚肉部１６に対応する位置に配置されている。換言すれば、金属プレート１２は、直線部１４ａに対応する部分の少なくとも一部の板厚が折返し部１４ｂに対応する部分の板厚よりも薄く形成され、この薄い部分が薄肉部１８となっている。薄肉部１８は、折返し部１４ｂに対応する位置には設けず、直線部１４ａの範囲内に設けることが望ましい。

【0029】

図３は、図２Ｂ中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図２Ｂ中のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。

【0030】

流路１４は、厚肉部１６に対応する位置（図３参照）の断面積が、薄肉部１８に対応する位置（図４参照）の断面積より大きい。流路１４は、圧力損失の大きい折返し部１４ｂが厚肉部１６に対応する位置に設けられて大きな断面積を有する。これにより流路１４は、折返し部１４ｂでの圧力損失によって作動液Ｆによる熱輸送性能が低下することを防止できる。一方、直線部１４ａは、折返し部１４ｂに比べて圧力損失が小さい。このため、直線部１４ａは、薄肉部１８によって潰されて断面積が小さくなっていても作動液Ｆによる熱輸送性能への影響は少ない。

【0031】

なお、上記した通り、本開示の薄肉部１８はプレスによって金属プレート１２を潰して形成している。このため、隣接する直線部１４ａ，１４ａ間を仕切る壁部２６は、実際には図４のように金属プレート１２の板厚方向に沿った向きではなく、板厚方向からある程度傾いた向きとなり、直線部１４ａの流路断面は平行四辺形に近い形状となる可能性が高い。

【0032】

このような熱輸送装置１０は、例えば直線部１４ａや他端部１２ｄ側の折返し部１４ｂに対応する位置の金属プレート１２外面に、発熱体が当接配置される。これにより熱輸送装置１０は、発熱体からの熱を吸熱し、この熱を作動液Ｆを介して一端部１２ｃ側へと輸送し、一端部１２ｃ側の折返し部１４ｂに対応する位置及びその付近の金属プレート１２外面から外部に放熱する。その結果、熱輸送装置１０は、発熱体を冷却することができる。なお、熱輸送装置１０は、発熱体からの熱吸収によって流路１４内に封入された作動液Ｆが蒸発した蒸気による潜熱輸送と、液相の作動液Ｆの振動による顕熱輸送とを生じることで高い熱輸送能力を発生できるヒートレーン（プレート型ヒートパイプ）である。

【0033】

図５は、図１に示す熱輸送装置１０を搭載した電子機器２２の内部構造を模式的に示す断面図である。

【0034】

図５に示すように、電子機器２２は、扁平薄型の容器である筐体３０の開口面にディスプレイ３２を設けた構成である。電子機器２２は、タブレット型ＰＣを例示するが、スマートフォンやノート型ＰＣ等でもよい。筐体３０は、例えばアルミニウムやマグネシウム等の金属で形成されている。ディスプレイ３２は、例えばタッチパネル式の液晶ディスプレイである。

【0035】

電子機器２２は、熱輸送装置１０と、基板３４と、ＣＰＵ３５と、ＤＣＤＣコンバータ３６と、放熱フィン３７と、送風ファン３８とを筐体３０の内部に備える。

【0036】

ＣＰＵ３５は中央演算装置であり、電子機器２２に搭載される電子部品のうちで最大級の発熱を伴う。ＤＣＤＣコンバータ３６は直流の電圧を変換するものであり、ＣＰＵ３５に比べて物理的な高さ寸法が大きく構成されると共に、大きな発熱を伴う。ＣＰＵ３５及びＤＣＤＣコンバータ３６は、それぞれ高い熱伝導率を持ったサーマルラバーシート３９を介して熱輸送装置１０の薄肉部１８の外面に当接配置されている。筐体３０の内部には、さらに図示しないメモリ等の各種電子部品が収納されている。

【0037】

放熱フィン３７は、アルミニウムや銅のような熱伝導率の高い金属で形成されている。放熱フィン３７は、例えば熱輸送装置１０の一端部１２ｃ側の厚肉部１６の外面に当接配置される。放熱フィン３７は、他端部１２ｄ側の厚肉部１６の外面や薄肉部１８の外面に当接配置されてもよい。送風ファン３８は、筐体３０内の空気を吸引して放熱フィン３７に向かって送風する。送風ファン３８から放熱フィン３７を通過した冷却風Ｗは、筐体３０の側壁に形成された排気口３０ａを通って外部に放出される。

【0038】

熱輸送装置１０は、筐体３０の一内面３０ｂに平板状の一面１２ａが対向配置され、或いは一面１２ａが一内面３０ｂに当接配置される。従って、電子機器２２では、ＣＰＵ３５やＤＣＤＣコンバータ３６のような発熱体で発生した熱Ｈは、熱輸送装置１０の流路１４内に封入された作動液Ｆによって一端部１２ｃ側へと高効率に輸送される。この搬送された熱Ｈは、放熱フィン３７に伝達され、送風ファン３８からの冷却風Ｗによって排気口３０ａから筐体３０の外部へと排出される。また、熱Ｈの一部は、一面１２ａから一内面３０ｂを介して外部に放出される。この際、電子機器２２では、熱輸送装置１０の薄肉部１８に対応した位置にＣＰＵ３５やＤＣＤＣコンバータ３６のような発熱体を配置できる。このため、熱輸送装置１０は、電子機器２２の筐体３０の薄型化を阻害することを防止できる。

【0039】

次に、熱輸送装置１０の製造方法の一例を説明する。図６は、プレート型熱輸送装置１０の製造方法の一手順を示すフローチャートである。図７は、素材プレート２０の構成を模式的に示す平面断面図である。図８は、図７に示す素材プレート２０の両端部の一部の壁部２６を切除した状態を示す平面断面図である。

【0040】

先ず、図６中のステップＳ１において、金属プレート１２の成形前の中間体となる素材プレート２０を押出成形によって形成する。図７に示すように、成形された素材プレート２０は、壁部２６によって互いに仕切られた直線細孔４０を図２Ｂに示す金属プレート１２と同数（図７では９本）有する。つまり素材プレート２０は、その長手方向に貫通した直線細孔４０が幅方向に並列されたプレートである。

【0041】

ステップＳ２では、図８に示すように素材プレート２０の直線細孔４０を形成する壁部２６の両端部をそれぞれ１枚置きに切除する。壁部２６の切除部Ｃは、一端部１２ｃ側と他端部１２ｄ側とでそれぞれ互い違いになるように設定される。この際、切除部Ｃは、最終的に金属プレート１２の厚肉部１６となる部分に収まる範囲に設けられる。

【0042】

ステップＳ３では、素材プレート２０の両端部１２ｃ，１２ｄをそれぞれ封止して流路１４を形成する。すなわち、素材プレート２０の両端部１２ｃ，１２ｄについて、封止後に流路１４の折返し部１４ｂとなる部分を確保可能な位置、例えば図８中の１点鎖線Ａで示す位置よりそれぞれ外側となる部分を板厚方向に潰して封止する。これにより、素材プレート２０は、図２Ｂに示す流路１４と同様な流路１４を持った平板となる。

【0043】

ステップＳ４では、流路１４を形成した素材プレート２０をプレス機４２で成形して薄肉部１８を形成する。

【0044】

図９Ａは、プレス機４２に素材プレート２０をセットした状態を模式的に示す側面図である。図９Ｂは、図９Ａに示す状態から素材プレート２０をプレス成形し、金属プレート１２を形成した状態を示す側面図である。

【0045】

図９Ａに示すように、素材プレート２０をプレスする際は、先ず、プレス機４２の下型４２ａの表面４２ｃに素材プレート２０を載置する。下型４２ａの表面４２ｃは、素材プレート２０の全面を載置可能な平板状に構成されている。この際、素材プレート２０は、一面１２ａが下型４２ａの表面４２ｃに当接する向きで配置される。

【0046】

続いて、図９Ｂに示すように、プレス機４２の上型４２ｂを下降させ、上型４２ｂと下型４２ａの間で素材プレート２０を押し潰す。なお、上型４２ｂは、素材プレート２０に形成された流路１４の直線部１４ａに対応する位置のみを押し潰すことができる一方、折返し部１４ｂに対応する位置を避けた形状となっている。これにより、素材プレート２０は、薄肉部１８を厚肉部１６，１６間に設けた金属プレート１２となる。

【0047】

最終的には、ステップＳ５において金属プレート１２の流路１４内に作動液Ｆを充填することで、当該熱輸送装置１０の製造が完了する。

【0048】

次に、熱輸送装置１０の製造方法の変形例を説明する。図１０は、プレート型熱輸送装置１０の製造方法の別の一手順を示すフローチャートである。

【0049】

上記した図６に示した製造方法は、金属プレート１２を成形する前段階の素材プレート２０を押出成形によって形成している。これに対し、図１０に示す製造方法は、金属プレート１２を成形する前段階の素材プレート５０をエッチング加工によって形成する。

【0050】

すなわち、図１０中のステップＳ１１，Ｓ１２において、金属プレート１２の成形前の中間体となる素材プレート５０をエッチング加工を利用して形成する。

【0051】

先ず、ステップＳ１１では、図１１に示すように平板状の素材プレート５０の表面５０ａにマスク５２を設ける。マスク５２は、図１１中に網掛け模様を施した部分である。マスク５２は、素材プレート５０のエッチング加工を施さない部分を覆うマスキングシールやマスキング塗料である。従って、マスク５２は、図２Ｂに示す流路１４の経路以外の部分に設けられる。換言すれば、最終的な金属プレート１２で流路１４となる部分である非マスク領域Ｒにはマスク５２を設けない。

【0052】

次いで、マスク５２を設けた素材プレート５０に所定のエッチング加工を施す。本開示の熱輸送装置１０は、例えばアルミニウムで金属プレート１２を形成する。そこでエッチング加工は、例えば塩化第二鉄液を用いて実施する。これにより、図１２に示すように素材プレート５０は、その表面５０ａに開口した溝部５４が形成される。溝部５４は、流路１４と同経路を有する蛇行形状の溝部である。

【0053】

ステップＳ１２では、図１２に示すように素材プレート５０の表面５０ａを蓋プレート５６で閉塞する。蓋プレート５６は、例えば素材プレート５０と同材質の薄板である。蓋プレート５６は、例えば拡散接合によって素材プレート５０と接合される。素材プレート５０は、表面５０ａに蓋プレート５６が接合されることで溝部５４が閉塞される。その結果、溝部５４は流路１４となる。

【0054】

なお、ステップＳ１３，Ｓ１４は、図６中のステップＳ４，Ｓ５と同様である。すなわちステップＳ１３では流路１４を形成した素材プレート５０をプレス機４２で成形して薄肉部１８を形成し、金属プレート１２を形成する。またステップＳ１４ではステップＳ１３で形成した金属プレート１２の流路１４に作動液Ｆを充填することで、当該熱輸送装置１０の製造を完了する。

【0055】

以上のように、本開示に係るプレート型熱輸送装置１０は、金属プレート１２の一端部１２ｃから他端部１２ｄに向かって複数並列して延びた直線部１４ａと、金属プレート１２の一端部１２ｃ及び他端部１２ｄにそれぞれ設けられ、隣接する直線部１４ａの端部同士を連通させる折返し部１４ｂとを有し、金属プレート１２の内部で蛇行形状に構成された流路１４を備え、流路１４に作動液Ｆが封入される。当該熱輸送装置１０において、金属プレート１２は、直線部１４ａに対応する部分の少なくとも一部の板厚が、折返し部１４ｂに対応する部分の板厚よりも薄い薄肉部１８を有する。

【0056】

従って、当該熱輸送装置１０は、蛇行形状の流路１４に封入された作動液Ｆが冷却対象となる発熱体（ＣＰＵ３５等）からの熱吸収によって蒸発した蒸気による潜熱輸送と、液相の作動液Ｆの振動による顕熱輸送とを生じる。これにより当該熱輸送装置１０は、高い熱輸送能力が得られる。しかも当該熱輸送装置１０は、流路１４の直線部１４ａに対応する部分の少なくとも一部で金属プレート１２の板厚を薄くした薄肉部１８を有する。これにより当該熱輸送装置１０は、蛇行形状の流路１４のうちで圧力損失の影響が大きい折返し部１４ｂは十分な流路断面積を確保しつつ、圧力損失の影響の小さい直線部１４ａに対応する部分はその板厚を薄型化することができる。その結果、当該熱輸送装置１０は、高い熱輸送性能を維持しつつ、板厚を可及的に薄型化することができる。このため、当該熱輸送装置１０は、搭載される電子機器２２等の筐体３０の薄型化に貢献できる。

【0057】

当該熱輸送装置１０において、金属プレート１２は、一面１２ａ側は平板状に構成され、他面１２ｂ側は折返し部１４ｂに対応する部分よりも薄肉部１８を設けた部分が凹んで構成されることで、側面視で凹形状に構成されている。これにより当該熱輸送装置１０は、例えば搭載される電子機器２２の筐体３０内で一面１２ａを筐体３０の一内面３０ｂに対向配置しつつ、凹形状の他面１２ｂ側に発熱体であるＣＰＵ３５等を効率よく配置できる。その結果、当該熱輸送装置１０は、搭載される電子機器２２等の筐体３０内に効率よく設置でき、筐体３０の薄型化に一層貢献できる。

【0058】

本開示に係るプレート型熱輸送装置１０の製造方法は、一端部１２ｃから他端部１２ｄに向かって複数並列して延びた直線部１４ａと、一端部１２ｃ及び他端部１２ｄにそれぞれ設けられ、隣接する直線部１４ａの端部同士を連通させる折返し部１４ｂとを有することで蛇行形状に構成されると共に作動液Ｆが封入される流路１４を内部に設けた金属プレート１２を形成する第１工程（図６中のステップＳ１〜Ｓ３、図１０中のステップＳ１１〜Ｓ１２）と、第１工程で形成した金属プレート１２の直線部１４ａに対応する部分の少なくとも一部を板厚方向にプレスして薄肉部１８を形成する第２工程（図６中のステップＳ４、図１０中のステップＳ１３）とを有する。従って、当該製造方法によれば、高い熱輸送性能と薄型化とが可能な熱輸送装置１０を低コスト且つ簡素な設備で製造できる。

【0059】

この場合、図６に示す製造方法において、第１工程では、内部に直線部１４ａが並列された素材プレート２０を押出成形によって形成し、素材プレート２０の一端部１２ｃ及び他端部１２ｄに折返し部１４ｂを形成した後、一端部１２ｃ及び他端部１２ｄを閉塞することで、流路１４を内部に設けた金属プレート１２を形成する。このように当該製造方法は素材プレート２０の成形に押出成形を用いているため、熱輸送装置１０を低コストで製造できる。

【0060】

一方、図１０に示す製造方法において、第１工程では、素材プレート５０の表面５０ａにエッチング加工によって流路１４と同経路を持った溝部５４を形成した後、素材プレート５０の表面５０ａに蓋プレート５６を接合して溝部５４を閉塞することで、流路１４を有する金属プレート１２を形成する。このように当該製造方法は素材プレート５０の成形にエッチング加工を用いているため、流路１４（溝部５４）を一層高精度に微細加工することができる。その結果、当該製造方法は、機械加工である押出成形を用いる製造方法に比べ、熱輸送装置１０の一層の薄型化が可能となる。また当該製造方法は、エッチング加工で流路１４を形成するため、流路１４の形状自由度が向上し、製造される熱輸送装置１０の用途も拡大できる。この場合、図１０に示す製造方法はエッチング加工によって熱輸送装置１０を可及的に薄型化できるため、薄肉部１８の形成工程（図１０中のステップＳ１３）を省略しても熱輸送装置１０の十分な薄型化が可能となる。

【0061】

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

【0062】

上記実施形態では、側面視で凹形状に構成されたプレート型熱輸送装置１０を例示したが、薄肉部１８の設置位置や設置形状は適宜変更可能である。例えばプレート型熱輸送装置１０は、一面１２ａ及び他面１２ｂをそれぞれ凹ませて側面視でＨ形状に構成されてもよい。

【符号の説明】

【0063】

１０ プレート型熱輸送装置
１２ 金属プレート
１２ａ 一面
１２ｂ 他面
１２ｃ 一端部
１２ｄ 他端部
１４ 流路
１４ａ 直線部
１４ｂ 折返し部
１６ 厚肉部
１８ 薄肉部
２０，５０ 素材プレート
２２ 電子機器
２６ 壁部
３０ 筐体
３０ｂ 一内面
３２ ディスプレイ
３５ ＣＰＵ
３６ ＤＣＤＣコンバータ
４２ プレス機
４２ａ 下型
４２ｂ 上型
５４ 溝部
５６ 蓋プレート
Ｆ 作動液

【要約】

【課題】薄型化と高性能化が可能なプレート型熱輸送装置、該プレート型熱輸送装置を備える電子機器、及び該プレート型熱輸送装置の製造方法を提供する。
【解決手段】プレート型熱輸送装置１０は、金属プレート１２の一端部１２ｃから他端部１２ｄに向かって複数並列して延びた直線部１４ａと、金属プレート１２の一端部１２ｃ及び他端部１２ｄにそれぞれ設けられ、隣接する直線部１４ａの端部同士を連通させる折返し部１４ｂとを有し、金属プレート１２の内部で蛇行形状に構成された流路１４を備え、流路１４に作動液Ｆが封入される。当該熱輸送装置１０において、金属プレート１２は、直線部１４ａに対応する部分の少なくとも一部の板厚が、折返し部１４ｂに対応する部分の板厚よりも薄い薄肉部１８を有する。
【選択図】図２Ａ

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】

【図12】