特許 7146524 ループ型ヒートパイプ及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-26

(45)【発行日】2022-10-04

(54)【発明の名称】ループ型ヒートパイプ及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F28D 15/04 20060101AFI20220927BHJP

   F28D 15/02 20060101ALI20220927BHJP

【ＦＩ】

F28D15/04 E

F28D15/02 101H

F28D15/02 102A

F28D15/02 106G

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018152494

(22)【出願日】2018-08-13

(65)【公開番号】P2020026931

(43)【公開日】2020-02-20

【審査請求日】2021-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】町田 洋弘

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２５０４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６１４６４８４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００２－０３９６９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １５／００－１５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

作動流体を気化させる蒸発器と、
前記作動流体を液化する凝縮器と、
前記蒸発器と前記凝縮器とを接続する液管と、
前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、前記液管と共にループを形成する蒸気管と、
前記液管内に設けられ、液相の前記作動流体を貯留する多孔質体と、
前記液管内に設けられ、前記凝縮器により液化された前記作動流体を前記多孔質体に誘導するソリッドな支柱と、
を有し、
前記液管は、前記作動流体を注入するための注入口を有し、
前記多孔質体の一方の第１の端部は、前記注入口と前記蒸発器との間に位置し、
前記多孔質体の他方の第２の端部は、前記注入口と前記凝縮器との間に位置し、
前記支柱の一方の第３の端部は、前記第２の端部に繋がり、
前記支柱の他方の第４の端部は、前記第３の端部よりも前記凝縮器側に位置し、
前記支柱の側面に溝が形成されていることを特徴とするループ型ヒートパイプ。

【請求項2】

前記溝は、前記液管に沿って延びることを特徴とする請求項１に記載のループ型ヒートパイプ。

【請求項3】

前記支柱は複数の金属層を積層してなり、
前記溝は前記側面に露出するようにして前記金属層の主面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のループ型ヒートパイプ。

【請求項4】

前記支柱は、前記液管に沿う方向に直交する方向において、複数並べて配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。

【請求項5】

前記多孔質体と前記凝縮器との間で、前記液管の管壁と前記支柱との間に設けられ、前記液管内での前記作動流体の前記多孔質体から前記凝縮器へ向けての移動を遮る遮蔽体を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。

【請求項6】

前記液管の壁面に第２の溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のループ型ヒートパイプ。

【請求項7】

前記第２の溝は、前記液管に沿って延びることを特徴とする請求項６に記載のループ型ヒートパイプ。

【請求項8】

作動流体を気化させる蒸発器と、前記作動流体を液化する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器とを接続する液管と、前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、前記液管と共にループを形成する蒸気管と、を備えたループ型ヒートパイプの製造方法であって、
複数の金属層を積層することにより、前記蒸発器、前記凝縮器、前記液管及び前記蒸気管を形成すると共に、前記作動流体を注入するための注入口を前記液管に形成し、前記液管内にソリッドな支柱を形成する工程と、
前記金属層をエッチングすることにより、前記液管内に、液相の前記作動流体を貯留する多孔質体を形成する工程と、
を有し、
前記多孔質体の一方の第１の端部は、前記注入口と前記蒸発器との間に位置し、
前記多孔質体の他方の第２の端部は、前記注入口と前記凝縮器との間に位置し、
前記支柱の一方の第３の端部は、前記第２の端部に繋がり、
前記支柱の他方の第４の端部は、前記第３の端部よりも前記凝縮器側に位置し、
前記支柱を形成する工程において、前記金属層をエッチングすることにより、前記支柱の側面に露出するようにして前記金属層の主面に溝を形成し、前記支柱は、前記凝縮器により液化された前記作動流体を前記多孔質体に誘導することを特徴とするループ型ヒートパイプの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ループ型ヒートパイプ及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器に搭載されるＣＰＵ（Central Processing Unit）等の発熱部品を冷却するデバイスとして、ヒートパイプが知られている。ヒートパイプは、作動流体の相変化を利用して熱を輸送するデバイスである。

【0003】

ヒートパイプの一例として、発熱部品の熱により作動流体を気化させる蒸発器と、気化した作動流体を冷却して液化する凝縮器とを備え、蒸発器と凝縮器とがループ状の流路を形成する液管と蒸気管で接続されたループ型ヒートパイプが挙げられる。ループ型ヒートパイプでは、作動流体はループ状の流路を一方向に流れる。

【0004】

また、ループ型ヒートパイプの液管内には、多孔質体が設けられており、多孔質体に生じる毛細管力で液管内の作動流体を蒸発器に誘導し、蒸発器から液管に蒸気が逆流することを抑制している。多孔質体には多数の細孔が形成されている。各細孔は、貫通孔が形成された金属層同士を、貫通孔が部分的に重複するように積層することにより形成される（例えば、特許文献１参照）。

【0005】

また、作動流体の流量の変動を吸収するために、液管と蒸発器との間にリザーバタンクを設けたループ型ヒートパイプも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第６１４６４８４号公報

【文献】特開２０１５－１８３８８０号公報

【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、従来のループ型ヒートパイプによっても使用中に液管内の作動流体の流量の変動を十分に吸収することができず、ドライアウトが発生することがある。

【0008】

本発明は、ドライアウトを抑制することができるループ型ヒートパイプ及びそ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】

【0009】

ループ型ヒートパイプの一態様は、作動流体を気化させる蒸発器と、前記作動流体を液化する凝縮器と、前記蒸発器と前記凝縮器とを接続する液管と、前記蒸発器と前記凝縮器とを接続し、前記液管と共にループを形成する蒸気管と、前記液管内に設けられ、液相の前記作動流体を貯留する多孔質体と、前記液管内に設けられ、前記凝縮器により液化された前記作動流体を前記多孔質体に誘導するソリッドな支柱と、を有する。前記液管は、前記作動流体を注入するための注入口を有する。前記多孔質体の一方の第１の端部は、前記注入口と前記蒸発器との間に位置し、前記多孔質体の他方の第２の端部は、前記注入口と前記凝縮器との間に位置し、前記支柱の一方の第３の端部は、前記第２の端部に繋がり、前記支柱の他方の第４の端部は、前記第３の端部よりも前記凝縮器側に位置する。前記支柱の側面に溝が形成されている。

【発明の効果】

【0010】

開示の技術によれば、ドライアウトを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプを示す平面模式図である。

【図2】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの蒸発器及びその周囲の断面図である。

【図3】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する平面模式図である。

【図4】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その１）である。

【図5】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その２）である。

【図6】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その３）である。

【図7】２層目から５層目までの各金属層における多孔質体に含まれる有底孔の配置を例示する平面図である。

【図8】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図（その１）である。

【図9】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図（その２）である。

【図10】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図（その３）である。

【図11】第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図（その４）である。

【図12】第１の実施形態の変形例に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。

【図13】第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その１）である。

【図14】第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その２）である。

【図15】第３の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その１）である。

【図16】第３の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図（その２）である。

【図17】第４の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する平面模式図である。

【図18】第５の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する平面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。

【0013】

（第１の実施形態）
第１の実施形態について説明する。第１の実施形態はループ型ヒートパイプに関する。

【0014】

［ループ型ヒートパイプの構造］
図１は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプを示す平面模式図である。

【0015】

図１に示すように、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプ１００は、蒸発器１１０と、凝縮器１２０と、蒸気管１３０と、液管１４０とを有する。ループ型ヒートパイプ１００は、例えば、スマートフォンやタブレット端末等のモバイル型の電子機器１０２に収容することができる。

【0016】

ループ型ヒートパイプ１００において、蒸発器１１０は、作動流体Ｃを気化させて蒸気Ｃｖを生成する機能を有する。凝縮器１２０は、作動流体Ｃの蒸気Ｃｖを液化させる機能を有する。蒸発器１１０と凝縮器１２０は、蒸気管１３０及び液管１４０により接続されており、蒸気管１３０及び液管１４０によって作動流体Ｃ又は蒸気Ｃｖが流れるループである流路１０１が形成されている。

【0017】

液管１４０には作動流体Ｃを注入するための注入口１４１が形成されている。注入口１４１は作動流体Ｃの注入に用いられ、作動流体Ｃの注入後に塞がれる。

【0018】

図２は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの蒸発器及びその周囲の断面図である。図１及び図２に示すように、蒸発器１１０には、例えば４つの貫通孔１１０ｘが形成されている。蒸発器１１０に形成された各貫通孔１１０ｘと回路基板１０に形成された各貫通孔１０ｘにボルト１５を挿入し、回路基板１０の下面側からナット１６で止めることにより、蒸発器１１０と回路基板１０とが固定される。

【0019】

回路基板１０には、例えば、ＣＰＵ等の発熱部品１２がバンプ１１により実装され、発熱部品１２の上面が蒸発器１１０の下面と密着する。蒸発器１１０内の作動流体Ｃは、発熱部品１２で発生した熱により気化し、蒸気Ｃｖが生成される。

【0020】

図１に示すように、蒸発器１１０に生成された蒸気Ｃｖは、蒸気管１３０を通って凝縮器１２０に導かれ、凝縮器１２０において液化する。これにより、発熱部品１２で発生した熱が凝縮器１２０に移動し、発熱部品１２の温度上昇が抑制される。凝縮器１２０で液化した作動流体Ｃは、液管１４０を通って蒸発器１１０に導かれる。蒸気管１３０の幅Ｗ_１は、例えば、８ｍｍ程度とすることができる。また、液管１４０の幅Ｗ_２は、例えば、６ｍｍ程度とすることができる。蒸気管１３０の幅Ｗ_１や液管１４０の幅Ｗ_２は、これに限らず、例えば互いに等しくてもよい。

【0021】

作動流体Ｃの種類は特に限定されないが、蒸発潜熱によって発熱部品１２を効率的に冷却するために、蒸気圧が高く、かつ蒸発潜熱が大きい流体を使用することが好ましい。そのような流体としては、例えば、アンモニア、水、フロン、アルコール、及びアセトンを挙げることができる。

【0022】

蒸発器１１０、凝縮器１２０、蒸気管１３０、及び液管１４０は、例えば、金属層が複数積層された構造とすることができる（図４～図６参照）。金属層は、例えば、熱伝導性に優れた銅層であって、固相接合等により互いに直接接合されている。金属層の各々の厚さは、例えば、５０μｍ～２００μｍ程度とすることができる。

【0023】

なお、金属層は銅層には限定されず、ステンレス層やアルミニウム層、マグネシウム合金層等から形成してもよい。また、金属層の積層数は特に限定されない。

【0024】

図３は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する平面模式図である。但し、図３では、一方の最外層となる金属層（図４～図６に示す金属層１５１）の図示が省略されている。

【0025】

図３に示すように、注入口１４１の近傍において、液管１４０内に、その内側の管壁１４２に接触するようにして多孔質体１５０が設けられている。例えば、多孔質体１５０は、管壁１４２に接触して、一体的に形成されている。多孔質体１５０は、液相の作動流体Ｃを貯留する。液管１４０に沿う方向において、多孔質体１５０の一方の端部１５０Ａは、注入口１４１と蒸発器１１０との間に位置し、多孔質体１５０の他方の端部１５０Ｂは、注入口１４１と凝縮器１２０との間に位置する。

【0026】

多孔質体１５０は、液管１４０の外側の管壁１４３から離間しており、多孔質体１５０と管壁１４３との間に連絡流路１８０が形成されている。連絡流路１８０は注入口１４１に連通している。

【0027】

液管１４０の多孔質体１５０の端部１５０Ｂと凝縮器１２０との間には、管壁１４２、管壁１４３、一方の最外層となる金属層（図４～図６に示す金属層１５１）及び他方の最外層となる金属層（図４～図６に示す金属層１５６）により囲まれた空間からなる流路１７０が存在する。流路１７０は流路１０１の一部である。連絡流路１８０は流路１７０に連通しており、注入口１４１から液管１４０に注入された液相の作動流体Ｃが、連絡流路１８０を通じて流路１７０に流れ込む。

【0028】

流路１７０内に、液管１４０に沿って延びるソリッドな支柱１６０が設けられている。支柱１６０は、蒸発器１１０、凝縮器１２０、蒸気管１３０、及び液管１４０と同様に、例えば、金属層が複数積層された構造とすることができる（図４～図６参照）。支柱１６０は、液管１４０の一方の最外層となる金属層（図４～図６に示す金属層１５１）及び他方の最外層となる金属層（図４～図６に示す金属層１５６）に接する。支柱１６０の一方の端部１６０Ａは多孔質体１５０の端部１５０Ｂに繋がり、他方の端部１６０Ｂは凝縮器１２０の近傍に位置する。端部１６０Ｂが凝縮器１２０内に入り込んでいてもよい。

【0029】

ここで、液管１４０、多孔質体１５０、支柱１６０、流路１７０及び連絡流路１８０について詳細に説明する。図４～図６は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。図４は、図３中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当し、図５は、図３中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図に相当し、図６は、図３中のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図に相当する。図７は、２層目から５層目までの各金属層における多孔質体１５０に含まれる有底孔の配置を例示する平面図である。図７においてＩ－Ｉ線で示す部分が、図４中の多孔質体１５０の断面に相当する。なお、図３中の直線状のＩ－Ｉ線のうち、多孔質体１５０の部分での実際のＩ－Ｉ線は図７に示す通りである。また、図６では、多孔質体１５０を構成する有底孔及び細孔の配列を簡略化して示す。

【0030】

液管１４０、多孔質体１５０及び支柱１６０は、例えば、金属層１５１～１５６の６層が積層された構造とすることができる。金属層１５１～１５６は、例えば、熱伝導性に優れた銅層であって、固相接合等により互いに直接接合されている。金属層１５１～１５６の各々の厚さは、例えば、５０μｍ～２００μｍ程度とすることができる。なお、金属層１５１～１５６は銅層には限定されず、ステンレス層やアルミニウム層、マグネシウム合金層等から形成してもよい。また、金属層の積層数は限定されず、５層以下や７層以上の金属層を積層してもよい。

【0031】

なお、図４～図７において、金属層１５１～１５６の積層方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な平面内で液管１４０に沿う方向をＹ方向、この平面内においてＹ方向と直交する方向をＸ方向としている（以降の図も同様）。

【0032】

液管１４０、多孔質体１５０及び支柱１６０において、１層目（一方の最外層）の金属層１５１及び６層目（他方の最外層）の金属層１５６には、孔や溝は形成されていない。これに対して、図４及び図７（ａ）に示すように、２層目の金属層１５２には、多孔質体１５０内で、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５２ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５２ｙとが、それぞれ複数個形成されている。

【0033】

有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、平面視でＸ方向に交互に配置されている。また、有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、平面視でＹ方向に交互に配置されている。Ｘ方向に交互に配置された有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、平面視で部分的に重複しており、重複する部分は連通して細孔１５２ｚを形成している。Ｙ方向に交互に配置された有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、所定間隔を有して形成されており、平面視で重複していない。そのため、Ｙ方向に交互に配置された有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙとは、細孔を形成していない。しかし、これに限らず、Ｙ方向における有底孔１５２ｘと有底孔１５２ｙの配置は、平面視で重複し、細孔を形成してもよい。

【0034】

有底孔１５２ｘ及び１５２ｙは、例えば、直径が１００μｍ～３００μｍ程度の円形とすることができるが、楕円形や多角形等の任意の形状として構わない。有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。隣接する有底孔１５２ｘの間隔Ｌ_１は、例えば、１００μｍ～４００μｍ程度とすることができる。隣接する有底孔１５２ｙの間隔Ｌ_２は、例えば、１００μｍ～４００μｍ程度とすることができる。

【0035】

有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの内壁は、底面側から開口側に向かって拡幅するテーパ形状とすることができる。しかし、これに限らず、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの内壁は、底面に対して垂直であっても構わない。また、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの内壁は、湾曲する半円形状でも構わない。細孔１５２ｚの短手方向の幅Ｗ_３は、例えば、１０μｍ～５０μｍ程度とすることができる。また、細孔１５２ｚの長手方向の幅Ｗ_４は、例えば、５０μｍ～１５０μｍ程度とすることができる。

【0036】

図４に示すように、金属層１５２には、連絡流路１８０を構成する開口部１５２ｓも形成されている。開口部１５２ｓは、金属層１５２を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔は、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。

【0037】

図５に示すように、金属層１５２には、流路１７０を構成する開口部１５２ｔ及び１５２ｕも形成されている。図５及び図６に示すように、金属層１５２には、支柱１６０を構成するソリッド部１５２ｖが含まれており、開口部１５２ｔはソリッド部１５２ｖの管壁１４２側に形成され、開口部１５２ｕはソリッド部１５２ｖの管壁１４３側に形成されている。開口部１５２ｔ及び１５２ｕは、金属層１５２を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔も、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。

【0038】

図４及び図７（ｂ）に示すように、３層目の金属層１５３には、多孔質体１５０内で、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５３ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５３ｙとが、それぞれ複数個形成されている。

【0039】

金属層１５３では、有底孔１５３ｘのみがＸ方向に配置された列と、有底孔１５３ｙのみがＸ方向に配置された列とが、Ｙ方向に交互に配置されている。Ｙ方向に交互に配置された列において、隣接する列の有底孔１５３ｘと有底孔１５３ｙとは、平面視で部分的に重複しており、重複する部分は連通して細孔１５３ｚを形成している。

【0040】

但し、細孔１５３ｚを形成する隣接する有底孔１５３ｘと有底孔１５３ｙとは、中心位置がＸ方向にずれている。言い換えれば、細孔１５３ｚを形成する有底孔１５３ｘと有底孔１５３ｙとは、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜め方向に交互に配置されている。有底孔１５３ｘ及び１５３ｙ、細孔１５３ｚの形状等は、例えば、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙ、細孔１５２ｚの形状等と同様とすることができる。

【0041】

金属層１５２の有底孔１５２ｙと、金属層１５３の有底孔１５３ｘとは、平面視で重複する位置に形成されている。そのため、金属層１５２と金属層１５３との界面には、細孔は形成されない。しかし、これに限らず、Ｘ方向及びＹ方向において、有底孔１５３ｘと有底孔１５３ｙの配置を適宜変更することで、金属層１５２と金属層１５３との界面には、細孔を形成してもよい。

【0042】

図４に示すように、金属層１５３には、連絡流路１８０を構成する開口部１５３ｓも形成されている。開口部１５３ｓは、金属層１５３を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔は、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。

【0043】

図５に示すように、金属層１５３には、流路１７０を構成する開口部１５３ｔ及び１５３ｕも形成されている。図５及び図６に示すように、金属層１５３には、支柱１６０を構成するソリッド部１５３ｖが含まれており、開口部１５３ｔはソリッド部１５３ｖの管壁１４２側に形成され、開口部１５３ｕはソリッド部１５３ｖの管壁１４３側に形成されている。開口部１５３ｔ及び１５３ｕは、金属層１５３を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔も、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。

【0044】

図４及び図７（ｃ）に示すように、４層目の金属層１５４には、多孔質体１５０内で、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５４ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５４ｙとが、それぞれ複数個形成されている。

【0045】

有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、平面視でＸ方向に交互に配置されている。また、有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、平面視でＹ方向に交互に配置されている。Ｘ方向に交互に配置された有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、平面視で部分的に重複しており、重複する部分は連通して細孔１５４ｚを形成している。Ｙ方向に交互に配置された有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、所定間隔を有して形成されており、平面視で重複していない。そのため、Ｙ方向に交互に配置された有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙとは、細孔を形成していない。しかし、これに限らず、Ｙ方向における有底孔１５４ｘ及び１５４ｙの配置は、平面視で重複して、細孔を形成してもよい。有底孔１５４ｘ及び１５４ｙ、細孔１５４ｚの形状等は、例えば、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙ、細孔１５２ｚの形状等と同様とすることができる。

【0046】

金属層１５３の有底孔１５３ｙと、金属層１５４の有底孔１５４ｘとは、平面視で重複する位置に形成されている。そのため、金属層１５３と金属層１５４との界面には、細孔は形成されない。しかし、これに限らず、Ｘ方向及びＹ方向において、有底孔１５４ｘと有底孔１５４ｙの配置を適宜変更することで、金属層１５３と金属層１５４との界面には、細孔を形成してもよい。

【0047】

図４に示すように、金属層１５４には、連絡流路１８０を構成する開口部１５４ｓも形成されている。開口部１５４ｓは、金属層１５４を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔は、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。

【0048】

図５に示すように、金属層１５４には、流路１７０を構成する開口部１５４ｔ及び１５４ｕも形成されている。図５及び図６に示すように、金属層１５４には、支柱１６０を構成するソリッド部１５４ｖが含まれており、開口部１５４ｔはソリッド部１５４ｖの管壁１４２側に形成され、開口部１５４ｕはソリッド部１５４ｖの管壁１４３側に形成されている。開口部１５４ｔ及び１５４ｕは、金属層１５４を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔も、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。

【0049】

図４及び図７（ｄ）に示すように、５層目の金属層１５５には、多孔質体１５０内で、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５５ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔１５５ｙとが、それぞれ複数個形成されている。

【0050】

金属層１５５では、有底孔１５５ｘのみがＸ方向に配置された列と、有底孔１５５ｙのみがＸ方向に配置された列とが、Ｙ方向に交互に配置されている。Ｙ方向に交互に配置された列において、隣接する列の有底孔１５５ｘと有底孔１５５ｙとは、平面視で部分的に重複しており、重複する部分は連通して細孔１５５ｚを形成している。

【0051】

但し、細孔１５５ｚを形成する隣接する有底孔１５５ｘと有底孔１５５ｙとは、中心位置がＸ方向にずれている。言い換えれば、細孔１５５ｚを形成する有底孔１５５ｘと有底孔１５５ｙとは、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜め方向に交互に配置されている。有底孔１５５ｘ及び１５５ｙ、細孔１５５ｚの形状等は、例えば、有底孔１５２ｘ及び１５２ｙ、細孔１５２ｚの形状等と同様とすることができる。

【0052】

金属層１５４の有底孔１５４ｙと、金属層１５５の有底孔１５５ｘとは、平面視で重複する位置に形成されている。そのため、金属層１５４と金属層１５５との界面には、細孔は形成されない。しかし、これに限らず、Ｘ方向及びＹ方向において、有底孔１５５ｘ及び有底孔１５５ｙの配置を適宜変更することで、金属層１５４と金属層１５５との界面には、細孔を形成してもよい。

【0053】

図４に示すように、金属層１５５には、連絡流路１８０を構成する開口部１５５ｓも形成されている。開口部１５５ｓは、金属層１５５を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔は、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。

【0054】

図５に示すように、金属層１５５には、流路１７０を構成する開口部１５５ｔ及び１５５ｕも形成されている。図５及び図６に示すように、金属層１５５には、支柱１６０を構成するソリッド部１５５ｖが含まれており、開口部１５５ｔはソリッド部１５５ｖの管壁１４２側に形成され、開口部１５５ｕはソリッド部１５４ｖの管壁１４３側に形成されている。開口部１５５ｔ及び１５５ｕは、金属層１５５を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通する貫通孔で形成されている。この貫通孔も、例えば平面視で重複する上面側の有底孔と下面側の有底孔とが繋がって構成される。

【0055】

各金属層に形成された細孔同士は互いに連通しており、互いに連通する細孔は多孔質体１５０内に三次元的に広がっている。そのため、作動流体Ｃは、毛細管力により、互いに連通する細孔内を三次元的に広がる。

【0056】

また、図４に示すように、開口部１５２ｓ～１５５ｓは平面視で重複する位置に形成されており、開口部１５２ｓ～１５５ｓから連絡流路１８０が構成されている。

【0057】

また、図５に示すように、平面視で、開口部１５２ｔ～１５５ｔはＸ方向で交互にずれるようにして形成されている。すなわち、Ｘ方向において開口部１５３ｔ及び１５５ｔが開口部１５２ｔ及び１５４ｔよりも大きく形成され、管壁１４２及び支柱１６０の両側で開口部１５３ｔ及び１５５ｔの側面が開口部１５２ｔ及び１５４ｔの側面よりも後退して凹んでいる。このように、開口部１５３ｔ及び１５５ｔの側面のＸ方向の位置と開口部１５２ｔ及び１５４ｔの側面のＸ方向の位置にずれがあり、金属層１５３に溝１９３ｔが形成され、金属層１５５に溝１９５ｔが形成されている。例えば、溝１９３ｔ及び１９５ｔは、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ように形成されている。

【0058】

同様に、図５に示すように、平面視で、開口部１５２ｕ～１５５ｕはＸ方向で交互にずれるようにして形成されている。すなわち、Ｘ方向において開口部１５３ｕ及び１５５ｕが開口部１５２ｕ及び１５４ｕよりも大きく形成され、管壁１４３及び支柱１６０の両側で開口部１５３ｕ及び１５５ｕの側面が開口部１５２ｕ及び１５４ｕの側面よりも後退して凹んでいる。このように、開口部１５３ｕ及び１５５ｕの側面のＸ方向の位置と開口部１５２ｕ及び１５４ｕの側面のＸ方向の位置にずれがあり、金属層１５３に溝１９３ｕが形成され、金属層１５５に溝１９５ｕが形成されている。例えば、溝１９３ｕ及び１９５ｕは、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ように形成されている。

【0059】

このように、液管１４０の壁面及び支柱１６０の側面には溝１９３ｔ、１９３ｕ、１９５ｔ及び１９５ｕが設けられており、液管１４０の流路１７０内の液相の作動流体Ｃは、溝１９３ｔ、１９３ｕ、１９５ｔ及び１９５ｕに生じる毛細管力によって凝縮器１２０から蒸発器１１０に向かって誘導される。

【0060】

また、注入口１４１の近傍にて流路１７０と蒸発器１１０との間に多孔質体１５０が設けられている。従って、注入口１４１から液管１４０内に注入された液相の作動流体Ｃは多孔質体１５０により、吸収されて貯留される。また、ループ型ヒートパイプ１００が動作を開始した後では、溝１９３ｔ、１９３ｕ、１９５ｔ及び１９５ｕにより蒸発器１１０に向かって誘導されてきた液相の作動流体Ｃが、蒸発器１１０に達する前に多孔質体１５０により吸収されて、貯留される。

【0061】

蒸発器１１０に付与される熱量が大きくなると、蒸発器１１０が蒸気Ｃｖを生成する速度が、凝縮器１２０が蒸気Ｃｖを液化して液相の作動流体Ｃを生成する速度を上回ることがある。このような場合、流路１７０内の液相の作動流体Ｃの量が減少していく。しかし、第１の実施形態では、流路１７０よりも蒸発器１１０側に位置する多孔質体１５０が液相の作動流体Ｃを貯留しているため、流路１７０内の液相の作動流体Ｃの量が減少したとしても、多孔質体１５０から蒸発器１１０に液相の作動流体Ｃを供給し続けることができる。つまり、第１の実施形態によれば、液管１４０内の作動流体Ｃの枯渇に伴うドライアウトを抑制することができる。

【0062】

また、ループ型ヒートパイプ１００の使用時等において、凝縮器１２０が蒸発器１１０の鉛直下方に位置すると、作動流体Ｃを凝縮器１２０側に移動させる重力が作用する。しかし、第１の実施形態では、多孔質体１５０が作動流体Ｃを貯留しているため、多孔質体１５０から蒸発器１１０に液相の作動流体Ｃを供給し続け、ドライアウトを抑制することができる。

【0063】

ソリッドな支柱１６０に代えて多孔質体の支柱を用いても、液管１４０の流路１７０内の液相の作動流体Ｃを凝縮器１２０から蒸発器１１０に向かって誘導することは可能である。しかし、ソリッドな支柱１６０は、次のような点で多孔質体の支柱よりも有利である。

【0064】

第一に、ソリッドな支柱１６０は多孔質体の支柱より狭い幅で形成することができる。例えば、ソリッドな支柱１６０は１００μｍ程度の幅で容易に形成することができるが、多孔質体の支柱を１００μｍ程度の幅で形成することは、構造上、困難である。流路１７０の幅及び高さが同一であれば、その内部に設けられる支柱が大きいほど、流路１７０内で作動流体Ｃが通流できる領域が狭くなる。そして、作動流体Ｃの通流方向に垂直な断面の面積が小さいほど、流路１７０内の圧力損失が大きくなる。従って、狭い幅で形成することが可能なソリッドな支柱１６０は、圧力損失の低減の点で、多孔質体の支柱よりも有利である。

【0065】

第二に、材料が同一であれば、ソリッドな支柱１６０は多孔質体の支柱よりも大きな機械的強度を有する。例えば、銅から形成されたソリッドな支柱１６０と多孔質体の支柱とを比較した場合、ソリッドな支柱１６０は多孔質体の支柱よりも著しく高い強度を有する。従って、機械的強度の点でソリッドな支柱１６０は多孔質体の支柱よりも有利である。

【0066】

また、蒸発器１１０からのヒートリーク等によって液管１４０内を蒸気Ｃｖが逆流しようとしても、多孔質体１５０から液相の作動流体Ｃに作用する毛細管力で蒸気Ｃｖを押し戻すことができ、蒸気Ｃｖの逆流を防止することが可能となる。図３では、多孔質体１５０が管壁１４３から離間しているが、蒸発器１１０の近傍で多孔質体１５０が管壁１４３に接触し、多孔質体１５０の一部が液管１４０の内部を充填している場合、蒸気Ｃｖの逆流を防止する効果が特に高い。

【0067】

更に、多孔質体１５０は蒸発器１１０内にも設けられている。蒸発器１１０内の多孔質体１５０のうち、液管１４０寄りの部分には液相の作動流体Ｃが浸透する。この際、多孔質体１５０から作動流体Ｃに作用する毛細管力が、ループ型ヒートパイプ１００内で作動流体Ｃを循環させるポンピング力となる。

【0068】

しかも、この毛細管力は蒸発器１１０内の蒸気Ｃｖに対抗するため、蒸気Ｃｖが液管１４０に逆流するのを抑制することが可能となる。

【0069】

なお、液管１４０には作動流体Ｃを注入するための注入口１４１が形成されているが、注入口１４１は塞がれており、ループ型ヒートパイプ１００内は気密に保たれる。

【0070】

［ループ型ヒートパイプの製造方法］
次に、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造方法について、多孔質体の製造工程を中心に説明する。図８～図１１は、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプの製造工程を例示する図である。図８～図９は、図４に対応する断面を示し、図１０～図１１は、図５に対応する断面を示している。

【0071】

まず、図８（ａ）及び図１０（ａ）に示す工程では、図１の平面形状に形成された金属シート１５２ｂを準備する。そして、金属シート１５２ｂの上面にレジスト層３１０を形成し、金属シート１５２ｂの下面にレジスト層３２０を形成する。金属シート１５２ｂは、最終的に金属層１５２となる部材であり、例えば、銅、ステンレス、アルミニウム、マグネシウム合金等から形成することができる。金属シート１５２ｂの厚さは、例えば、５０μｍ～２００μｍ程度とすることができる。レジスト層３１０及び３２０としては、例えば、感光性のドライフィルムレジスト等を用いることができる。

【0072】

次に、図８（ｂ）及び図１０（ｂ）に示す工程では、金属シート１５２ｂの多孔質体１５０を形成する領域において、レジスト層３１０を露光及び現像して、金属シート１５２ｂの上面を選択的に露出する開口部３１０ｘを形成する。また、レジスト層３２０を露光及び現像して、金属シート１５２ｂの下面を選択的に露出する開口部３２０ｘを形成する。開口部３１０ｘ及び３２０ｘの形状及び配置は、図７（ａ）に示した有底孔１５２ｘ及び１５２ｙの形状及び配置に対応するように形成する。

【0073】

レジスト層３１０の露光及び現像の際には、図８（ｂ）に示すように、連絡流路１８０を形成する領域において、金属シート１５２ｂの上面を選択的に露出する開口部３１０ｙも形成し、図１０（ｂ）に示すように、流路１７０を形成する領域において、金属シート１５２ｂの上面を選択的に露出する開口部３１０ｚも形成する。また、レジスト層３２０の露光及び現像の際には、図８（ｂ）に示すように、連絡流路１８０を形成する領域において、金属シート１５２ｂの下面を選択的に露出する開口部３２０ｙも形成し、図１０（ｂ）に示すように、流路１７０を形成する領域において、金属シート１５２ｂの下面を選択的に露出する開口部３２０ｚも形成する。

【0074】

次に、図８（ｃ）及び図１０（ｃ）に示す工程では、開口部３１０ｘ、３１０ｙ及び３１０ｚ内に露出する金属シート１５２ｂを金属シート１５２ｂの上面側からハーフエッチングすると共に、開口部３２０ｘ、３２０ｙ及び３２０ｚ内に露出する金属シート１５２ｂを金属シート１５２ｂの下面側からハーフエッチングする。これにより、金属シート１５２ｂの上面側に有底孔１５２ｘが形成され、下面側に有底孔１５２ｙが形成されると共に、金属シート１５２ｂを貫通する開口部１５２ｓ、１５２ｔ及び１５２ｕが形成される。また、表裏でＸ方向に交互に配置された開口部３１０ｘと開口部３２０ｘとは、平面視で部分的に重複しているため、重複する部分が連通して細孔１５２ｚが形成される。金属シート１５２ｂのハーフエッチングには、例えば、塩化第二鉄溶液を用いることができる。

【0075】

次に、図８（ｄ）及び図１０（ｄ）に示す工程では、レジスト層３１０及び３２０を剥離液により剥離する。これにより、金属層１５２が完成する。

【0076】

次に、図９（ａ）及び図１１（ａ）に示す工程では、孔や溝が形成されていないベタ状の金属層１５１及び１５６を準備する。また、金属層１５２と同様の方法により、金属層１５３、１５４、及び１５５を形成する。金属層１５３、１５４、及び１５５に形成される有底孔、細孔及び開口部の位置は、例えば、図７に示した通りである。

【0077】

次に、図９（ｂ）及び図１１（ｂ）に示す工程では、図９（ａ）及び図１１（ａ）に示す順番で各金属層を積層し、加圧及び加熱により固相接合を行う。これにより、隣接する金属層同士が直接接合され、蒸発器１１０、凝縮器１２０、蒸気管１３０、及び液管１４０が形成され、蒸発器１１０及び液管１４０に多孔質体１５０が形成される。また、多孔質体１５０の端部１５０Ｂの凝縮器１２０側に、作動流体Ｃを多孔質体１５０に誘導する空間からなる微細な流路１７０が形成されると共に、液管１４０の外側の管壁１４３と多孔質体１５０との間に連絡流路１８０が形成される。更に、流路１７０内には、端部１６０Ａが端部１５０Ｂに繋がるソリッドな支柱１６０が形成される。

【0078】

その後、真空ポンプ等を用いて液管１４０内を排気した後、注入口１４１から液管１４０内に作動流体Ｃを注入する。液管１４０内に注入された作動流体Ｃは、多孔質体１５０に浸み込むと共に、連絡流路１８０を通じて流路１７０に流れ込む。作動流体Ｃの注入後には、注入口１４１を塞ぐ。

【0079】

ここで、固相接合とは、接合対象物同士を溶融させることなく固相（固体）状態のまま加熱して軟化させ、更に加圧して塑性変形を与えて接合する方法である。なお、固相接合によって隣接する金属層同士を良好に接合できるように、金属層１５１～１５６の全ての材料を同一にすることが好ましい。

【0080】

このようにして、ループ型ヒートパイプ１００を製造することができる。

【0081】

このように、各金属層の両面側から形成した有底孔を部分的に連通させて各金属層内に細孔を設ける構造とすることで、貫通孔が形成された金属層同士を貫通孔が部分的に重複するように積層する従来の細孔の形成方法よりも優れた安定性を得ることができる。すなわち、金属層同士を積層する際の位置ずれや、金属層を複数積層する際の加熱処理の際の金属層の膨張及び収縮による位置ずれが生じることがなく、一定の大きさの細孔を金属層内に形成できる。

【0082】

これにより、細孔の大きさがばらついて細孔により発現する毛細管力が低下することを防止可能となり、蒸発器１１０から液管１４０に蒸気Ｃｖが逆流することを抑制する効果を安定的に得ることができる。

【0083】

また、金属層同士を積層する部分では、隣接する有底孔全体を重複させる構造とすることで、金属層同士が接する面積を大きくできるため、強固な接合が可能となる。

【0084】

更に、この製造方法によれば、多孔質体１５０を構成する有底孔及び細孔と流路１７０及び連絡流路１８０を構成する貫通孔とを並行して形成することができる。

【0085】

（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態の変形例は、連絡流路１８０の構成の点で第１の実施形態と相違する。図１２は、第１の実施形態の変形例に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。図１２は、図３中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当する。

【0086】

第１の実施形態の変形例に係るループ型ヒートパイプは、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプ１００と同様に、液管１４０、多孔質体１５０、支柱１６０、流路１７０及び連絡流路１８０を有する。

【0087】

但し、図１２に示すように、平面視で、開口部１５２ｓ～１５５ｓがＸ方向で交互にずれるようにして形成されている。すなわち、Ｘ方向において開口部１５３ｓ及び１５５ｓが開口部１５２ｓ及び１５４ｓよりも大きく形成され、管壁１４３側で開口部１５３ｓ及び１５５ｓの側面が開口部１５２ｓ及び１５４ｓの側面よりも後退して凹んでいる。このように、開口部１５３ｓ及び１５５ｓの側面のＸ方向の位置と開口部１５２ｓ及び１５４ｓの側面のＸ方向の位置にずれがあり、金属層１５３に溝２９３が形成され、金属層１５５に溝２９５が形成されている。例えば、溝２９３及び２９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、連絡流路１８０と略平行に延びる）ように形成されている。

【0088】

他の構成は第１の実施形態と同様である。

【0089】

このような変形例によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、連絡流路１８０の壁面に溝２９３及び２９５が形成されているため、溝２９３及び２９５によって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。従って、注入口１４１から注入された作動流体Ｃをより速やかに流路１７０に導くことができる。

【0090】

例えば、溝２９３は次のようにして有底孔１５３ｘ及び１５３ｙと並行して形成することができる。すなわち、最終的に金属層１５３となる金属シートの上面及び下面に形成するレジスト層に、溝２９３に倣う平面形状の開口部を形成し、この金属シートのハーフエッチングを行う。このようにして有底孔１５３ｘ及び１５３ｙと並行して溝２９３を形成することができる。溝２９３と同様に、例えば、溝２９５は有底孔１５５ｘ及び１５５ｙと並行して形成することができる。

【0091】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、流路１７０及び連絡流路１８０の構成の点で第１の実施形態と相違する。図１３及び図１４は、第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。図１３は、図３中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当し、図１４は、図３中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図に相当する。

【0092】

第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプは、第１の実施形態に係るループ型ヒートパイプ１００と同様に、液管１４０、多孔質体１５０、支柱１６０、流路１７０及び連絡流路１８０を有する。

【0093】

但し、図１３に示すように、管壁１４３側において、開口部１５２ｓの縁に、有底孔１５２ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９２が形成されている。つまり、金属層１５２の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９２が形成されている。溝４９２の深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。

【0094】

また、図１３に示すように、管壁１４３側において、開口部１５３ｓの縁に、有底孔１５３ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９３が形成されている。つまり、金属層１５３の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９３が形成されている。溝４９３の深さは、例えば、金属層１５３の厚さの半分程度とすることができる。

【0095】

また、図１３に示すように、管壁１４３側において、開口部１５４ｓの縁に、有底孔１５４ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９４が形成されている。つまり、金属層１５４の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９４が形成されている。溝４９４の深さは、例えば、金属層１５４の厚さの半分程度とすることができる。

【0096】

また、図１３に示すように、管壁１４３側において、開口部１５５ｓの縁に、有底孔１５５ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９５が形成されている。つまり、金属層１５５の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９５が形成されている。溝４９５の深さは、例えば、金属層１５５の厚さの半分程度とすることができる。

【0097】

溝４９２～４９５は、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有する。また、図１３では多孔質体１５０に含まれる有底孔の断面形状をテーパ形状としているが、これら多孔質体１５０に含まれる有底孔も、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有することができる。

【0098】

開口部１５２ｓ～１５５ｓは平面視で重複する位置に形成されている。また、例えば、溝４９２～４９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、連絡流路１８０と略平行に延びる）ように形成されている。

【0099】

更に、第２の実施形態では、図１４に示すように、多孔質体１５０の端部１５０Ｂと凝縮器１２０との間で、支柱１６０の側面及び液管１４０の壁面に形成される溝が第１の実施形態と相違する。

【0100】

すなわち、図１４に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、開口部１５２ｔの縁に、有底孔１５２ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９２ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、開口部１５２ｕの縁に、有底孔１５２ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９２ｕが形成されている。つまり、金属層１５２の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９２ｔ及び３９２ｕが形成されている。溝３９２ｔ及び３９２ｕの深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。

【0101】

また、図１４に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、開口部１５３ｔの縁に、有底孔１５３ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９３ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、開口部１５３ｕの縁に、有底孔１５３ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９３ｕが形成されている。つまり、金属層１５３の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９３ｔ及び３９３ｕが形成されている。溝３９３ｔ及び３９３ｕの深さは、例えば、金属層１５３の厚さの半分程度とすることができる。

【0102】

また、図１４に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、開口部１５４ｔの縁に、有底孔１５４ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９４ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、開口部１５４ｕの縁に、有底孔１５４ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９４ｕが形成されている。つまり、金属層１５４の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９４ｔ及び３９４ｕが形成されている。溝３９４ｔ及び３９４ｕの深さは、例えば、金属層１５４の厚さの半分程度とすることができる。

【0103】

また、図１４に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、開口部１５５ｔの縁に、有底孔１５５ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９５ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、開口部１５５ｕの縁に、有底孔１５５ｘと同様に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９５ｕが形成されている。つまり、金属層１５５の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９５ｔ及び３９５ｕが形成されている。溝３９５ｔ及び３９５ｕの深さは、例えば、金属層１５５の厚さの半分程度とすることができる。

【0104】

溝３９２ｔ～３９５ｔ及び３９２ｕ～３９５ｕは、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有する。また、これに限らず、図１３の多孔質体１５０に含まれる有底孔の断面形状のようにテーパ形状でもよい。

【0105】

開口部１５２ｔ～１５５ｔは平面視で重複する位置に形成され、開口部１５２ｕ～１５５ｕは平面視で重複する位置に形成されている。また、例えば、溝３９２ｔ～３９５ｔ及び３９２ｕ～３９５ｕは、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ように形成されている。

【0106】

他の構成は第１の実施形態と同様である。

【0107】

第２の実施形態によっても第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、流路１７０の壁面及び支柱１６０の側面に溝３９２ｔ～３９５ｔ及び３９２ｕ～３９５ｕが形成されているため、溝３９２ｔ～３９５ｔ及び３９２ｕ～３９５ｕによって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。溝の数が第１の実施形態より多いため、熱輸送性能をより一層向上することができる。

【0108】

また、連絡流路１８０の壁面に溝４９２～４９５が形成されているため、溝４９２～４９５によって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。溝の数が第１の実施形態の第１の参考例より多いため、注入口１４１から注入された作動流体Ｃをより速やかに流路１７０に導くことができる。

【0109】

例えば、溝３９２ｔ、３９２ｕ及び４９２は次のようにして有底孔１５２ｘと並行して形成することができる。すなわち、金属シート１５２ｂに形成するレジスト層３１０に形成する開口部３１０ｚ（図１０（ｂ）参照）及び開口部３１０ｙ（図８（ｂ）参照）の平面形状を、溝３９２ｔ、３９２ｕ、４９２の形状に倣ったものとする。そして、金属シート１５２ｂのハーフエッチングを行う。このようにして有底孔１５２ｘと並行して溝３９２ｔ、３９２ｕ及び４９２を形成することができる。溝３９２ｔ、３９２ｕ及び４９２と同様に、例えば、溝３９３ｔ～３９５ｔ、３９３ｕ～３９５ｕ及び４９３～４９５は有底孔１５３ｘ～１５５ｘと並行して形成することができる。

【0110】

なお、第１の実施形態と同様に、連絡流路１８０の壁面に溝４９２～４９５が形成されていなくてもよい。また、第１の実施形態の変形例と同様に、溝４９２～４９５に代えて、連絡流路１８０の壁面に溝２９３及び２９５が形成されていてもよい。

【0111】

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、流路１７０及び連絡流路１８０の構成の点で第１の実施形態と相違する。図１５及び図１６は、第３の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する断面図である。図１５は、図３中のＩ－Ｉ線に沿った断面図に相当し、図１６は、図３中のＩＩ－ＩＩ線に沿った断面図に相当する。

【0112】

第３の実施形態に係るループ型ヒートパイプは、第２の実施形態に係るループ型ヒートパイプ１００と同様に、液管１４０、多孔質体１５０、支柱１６０、流路１７０及び連絡流路１８０を有する。

【0113】

但し、図１５に示すように、管壁１４３側において、開口部１５２ｓの縁に、溝４９２だけでなく、有底孔１５２ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９２が形成されている。つまり、金属層１５２の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９２が形成されている。溝６９２の深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。

【0114】

また、図１５に示すように、管壁１４３側において、開口部１５３ｓの縁に、溝４９３だけでなく、有底孔１５３ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９３が形成されている。つまり、金属層１５３の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９３が形成されている。溝６９３の深さは、例えば、金属層１５３の厚さの半分程度とすることができる。

【0115】

また、図１５に示すように、管壁１４３側において、開口部１５４ｓの縁に、溝４９４だけでなく、有底孔１５４ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９４が形成されている。つまり、金属層１５４の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９４が形成されている。溝６９４の深さは、例えば、金属層１５４の厚さの半分程度とすることができる。

【0116】

また、図１５に示すように、管壁１４３側において、開口部１５５ｓの縁に、溝４９５だけでなく、有底孔１５５ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９５が形成されている。つまり、金属層１５５の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９５が形成されている。溝６９５の深さは、例えば、金属層１５５の厚さの半分程度とすることができる。

【0117】

溝６９２と溝４９３とが繋がって溝８９２が形成され、溝６９３と溝４９４とが繋がって溝８９３が形成され、溝６９４と溝４９５とが繋がって溝８９４が形成されている。

【0118】

更に、図１５に示すように、管壁１４３側において、溝４９２と繋がるようにして、金属層１５１に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝６９１が形成されている。つまり、金属層１５１の下面に、連絡流路１８０に繋がるように溝６９１が形成されている。溝６９１の深さは、例えば、金属層１５１の厚さの半分程度とすることができる。溝６９１と溝４９２とが繋がって溝８９１が形成されている。

【0119】

更に、図１５に示すように、管壁１４３側において、溝６９５と繋がるようにして、金属層１５６に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝４９６が形成されている。つまり、金属層１５６の上面に、連絡流路１８０に繋がるように溝４９６が形成されている。溝４９６の深さは、例えば、金属層１５６の厚さの半分程度とすることができる。溝６９５と溝４９６とが繋がって溝８９５が形成されている。

【0120】

溝６９１～６９５及び４９６は、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有する。また、図１５では多孔質体１５０に含まれる有底孔の断面形状をテーパ形状としているが、これら多孔質体１５０に含まれる有底孔も、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有することができる。

【0121】

第２の実施形態と同様に、開口部１５２ｓ～１５５ｓは平面視で重複する位置に形成されている。また、例えば、溝８９１～８９５は、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、連絡流路１８０と略平行に延びる）ように形成されている。

【0122】

更に、第３の実施形態では、図１６に示すように、多孔質体１５０の端部１５０Ｂと凝縮器１２０との間で、支柱１６０の側面及び液管１４０の壁面に形成される溝が第２の実施形態と相違する。

【0123】

すなわち、図１６に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、開口部１５２ｔの縁に、溝３９２ｔだけでなく、有底孔１５２ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９２ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、開口部１５２ｕの縁に、溝３９２ｕだけでなく、有底孔１５２ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９２ｕが形成されている。つまり、金属層１５２の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９２ｔ及び５９２ｕが形成されている。溝５９２ｔ及び５９２ｕの深さは、例えば、金属層１５２の厚さの半分程度とすることができる。

【0124】

また、図１６に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、開口部１５３ｔの縁に、溝３９３ｔだけでなく、有底孔１５３ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９３ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、開口部１５３ｕの縁に、溝３９３ｕだけでなく、有底孔１５３ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９３ｕが形成されている。つまり、金属層１５３の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９３ｔ及び５９３ｕが形成されている。溝５９３ｔ及び５９３ｕの深さは、例えば、金属層１５３の厚さの半分程度とすることができる。

【0125】

また、図１６に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、開口部１５４ｔの縁に、溝３９４ｔだけでなく、有底孔１５４ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９４ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、開口部１５４ｕの縁に、溝３９４ｕだけでなく、有底孔１５４ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９４ｕが形成されている。つまり、金属層１５４の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９４ｔ及び５９４ｕが形成されている。溝５９４ｔ及び５９４ｕの深さは、例えば、金属層１５４の厚さの半分程度とすることができる。

【0126】

また、図１６に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、開口部１５５ｔの縁に、溝３９５ｔだけでなく、有底孔１５５ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９５ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、開口部１５５ｕの縁に、溝３９５ｕだけでなく、有底孔１５５ｙと同様に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９５ｕが形成されている。つまり、金属層１５５の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９５ｔ及び５９５ｕが形成されている。溝５９５の深さは、例えば、金属層１５５の厚さの半分程度とすることができる。

【0127】

溝５９２ｔと溝３９３ｔとが繋がって溝７９２ｔが形成され、溝５９３ｔと溝３９４ｔとが繋がって溝７９３ｔが形成され、溝５９４ｔと溝３９５ｔとが繋がって溝７９４ｔが形成されている。また、溝５９２ｕと溝３９３ｕとが繋がって溝７９２ｕが形成され、溝５９３ｕと溝３９４ｕとが繋がって溝７９３ｕが形成され、溝５９４ｕと溝３９５ｕとが繋がって溝７９４ｕが形成されている。

【0128】

更に、図１６に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、溝３９２ｔと繋がるようにして、金属層１５１に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９１ｔが形成されている。また、管壁１４３及び支柱１６０の両側において、溝３９２ｕと繋がるようにして、金属層１５１に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝５９１ｕが形成されている。つまり、金属層１５１の下面に、流路１７０に繋がるように溝５９１ｔ及び５９１ｕが形成されている。溝５９１ｔ及び５９１ｕの深さは、例えば、金属層１５１の厚さの半分程度とすることができる。溝５９１ｔと溝３９２ｔとが繋がって溝７９１ｔが形成され、溝５９１ｕと溝３９２ｕとが繋がって溝７９１ｕが形成されている。

【0129】

更に、図１６に示すように、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、溝５９５ｔと繋がるようにして、金属層１５６に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９６ｔが形成されている。また、管壁１４２及び支柱１６０の両側において、溝５９５ｕと繋がるようにして、金属層１５６に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む溝３９６ｕが形成されている。つまり、金属層１５６の上面に、流路１７０に繋がるように溝３９６ｔ及び３９６ｕが形成されている。溝３９６ｔ及び３９６ｕの深さは、例えば、金属層１５６の厚さの半分程度とすることができる。溝５９５ｔと溝３９６ｔとが繋がって溝７９５ｔが形成され、溝５９５ｕと溝３９６ｕとが繋がって溝７９５ｕが形成されている。

【0130】

溝５９１ｔ～５９５ｔ、５９１ｕ～５９５ｕ、３９６ｔ及び３９６ｕは、湾曲面からなる凹形状の内壁面を有する。また、これに限らず、図１５の多孔質体１５０に含まれる有底孔の断面形状のようにテーパ形状でもよい。

【0131】

第２の実施形態と同様に、開口部１５２ｔ～１５５ｔは平面視で重複する位置に形成され、開口部１５２ｕ～１５５ｕは平面視で重複する位置に形成されている。また、例えば、溝７９１ｔ～７９５ｔ及び７９１ｕ～７９５ｕは、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ように形成されている。

【0132】

他の構成は第２の実施形態と同様である。

【0133】

第３の実施形態によっても第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、流路１７０の壁面及び支柱１６０の側面に溝７９１ｔ～７９５ｔ及び７９１ｕ～７９５ｕが形成されているため、溝７９１ｔ～７９５ｔ及び７９１ｕ～７９５ｕによって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。溝の数が第２の実施形態より多いため、熱輸送性能をより一層向上することができる。

【0134】

また、連絡流路１８０の壁面に溝８９１～８９５が形成されているため、溝８９１～８９５によって液相の作動流体Ｃの流動が促進される。溝の数が第２の実施形態より多いため、注入口１４１から注入された作動流体Ｃをより速やかに流路１７０に導くことができる。

【0135】

例えば、溝５９２ｔ、５９２ｕ及び６９２は次のようにして有底孔１５２ｙと並行して形成することができる。すなわち、金属シート１５２ｂに形成するレジスト層３２０に形成する開口部３２０ｚ（図１０（ｂ）参照）及び開口部３２０ｙ（図８（ｂ）参照）の平面形状を、溝５９２ｔ、５９２ｕ、６９２の形状に倣ったものとする。そして、金属シート１５２ｂのハーフエッチングを行う。このようにして有底孔１５２ｙと並行して溝５９２ｔ、５９２ｕ及び６９２を形成することができる。溝５９２ｔ、５９２ｕ及び６９２と同様に、例えば、溝５９３ｔ～５９５ｔ、５９３ｕ～５９５ｕ及び６９３～６９５は有底孔１５３ｙ～１５５ｙと並行して形成することができる。

【0136】

また、金属層１５１及び１５６の溝５９１ｔ、５９１ｕ、６９１、３９６ｔ、３９６ｕ及び４９６も、金属層１５１及び１５６の溝５９１ｔ、５９１ｕ、６９１、３９６ｔ、３９６ｕ及び４９６の形成予定領域に開口部を備えたレジスト層を用いてハーフエッチングすることにより形成することができる。

【0137】

なお、第１の実施形態と同様に、連絡流路１８０の壁面に溝４９２～４９５が形成されていなくてもよい。また、第１の実施形態の変形例と同様に、溝４９２～４９５に代えて、連絡流路１８０の壁面に溝２９３及び２９５が形成されていてもよい。

【0138】

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、流路１７０の構成の点で第１の実施形態と相違する。図１７は、第４の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する平面模式図である。但し、図１７では、図３と同様に、一方の最外層となる金属層（図４～図６に示す金属層１５１）の図示が省略されている。

【0139】

第４の実施形態に係るループ型ヒートパイプは、液管１４０内で端部１６０Ａと端部１６０Ｂとの間に二つの遮蔽体４５０を有する。遮蔽体４５０は、例えば、多孔質体１５０と同様に、金属層１５２～１５５に形成された有底孔及び細孔から構成されている。遮蔽体４５０は、管壁１４２と支柱１６０との間及び管壁１４３と支柱１６０との間に設けられ、端部１６０Ａと端部１６０Ｂとの間の一部で、液管１４０の内部を充填している。

【0140】

第４の実施形態では、遮蔽体４５０が、多孔質体１５０が吸収しきれなかった作動流体Ｃを吸収して貯留し、液管１４０内での液相の作動流体Ｃの多孔質体１５０から凝縮器１２０へ向けての移動を遮る。従って、ドライアウトをより確実に抑制することができる。また、遮蔽体４５０は厚さ方向（Ｚ方向）での機械的強度の向上にも寄与する。

【0141】

遮蔽体４５０は、多孔質体１５０と並行して形成することができる。第１の実施形態では、金属層１５２～１５５に含まれるソリッド部１５２ｖ～１５５ｖが端部１６０Ａに対応する部分で金属層１５２～１５５の他の部位に繋がっているだけなので、ソリッド部１５２ｖ～１５５ｖが変形するおそれがある。これに対し、第４の実施形態では、遮蔽体４５０となる部分が管壁１４２、１４３となる部分とソリッド部１５２ｖ～１５５ｖとを繋ぐため、ソリッド部１５２ｖ～１５５ｖの形状安定性が向上する。

【0142】

なお、第４の実施形態では、液管１４０内に遮蔽体４５０が二つ設けられているが、遮蔽体の数は限定されず、１であっても３以上であってもよい。また、液管１４０内の遮蔽体４５０の位置も特に限定されない。

【0143】

（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。第５の実施形態は、流路１７０の構成の点で第１の実施形態と相違する。図１８は、第５の実施形態に係るループ型ヒートパイプの内部の構成を例示する平面模式図である。但し、図１８では、図３と同様に、一方の最外層となる金属層（図４～図６に示す金属層１５１）の図示が省略されている。また、図１８には、液管１４０の部分を中心に拡大して示す。

【0144】

第５の実施形態に係るループ型ヒートパイプでは、流路１７０内に、支柱１６０に加えて、液管１４０に沿って延びるソリッドな支柱１６１及び１６２が設けられている。支柱１６１及び１６２は、例えば、金属層１５１～１５６が複数積層された構造とすることができる。支柱１６１及び１６２は、支柱１６０と同様に、液管１４０の一方の最外層となる金属層１５１及び他方の最外層となる金属層１５６に接する。支柱１６１は支柱１６０の管壁１４２側に設けられ、支柱１６２は支柱１６０の管壁１４３側に設けられている。支柱１６１の一方の端部１６１Ａは多孔質体１５０の端部１５０Ｂに繋がり、他方の端部１６１Ｂは支柱１６０の端部１６０Ｂより多孔質体１５０側に位置する。支柱１６２の一方の端部１６２Ａは多孔質体１５０の端部１５０Ｂに繋がり、他方の端部１６２Ｂは支柱１６１の端部１６１Ｂより多孔質体１５０側に位置する。つまり、Ｙ方向において、支柱１６１は支柱１６０より短く、支柱１６２は支柱１６１より短い。このように、第５の実施形態では、Ｘ方向において三つの支柱１６０～１６２が並べて配置されている。

【0145】

支柱１６１及び１６２の各側面には、支柱１６０の側面に形成された溝１９３ｔ、１９５ｔ、１９３ｕ及び１９５ｕと同様に、例えば、液管１４０に沿って延びる（Ｙ方向において、流路１７０と略平行に延びる）ように溝が形成されている。

【0146】

他の構成は第１の実施形態と同様である。

【0147】

第５の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、支柱１６１及び１６２が設けられているため、液相の作動流体Ｃの流動をより一層促進することができる。また、作動流体Ｃの相に着目すると、液管１４０内では凝縮器１２０に近い領域ほど圧力損失が高くなりやすい。第５の実施形態では、凝縮器１２０に近い領域ほど支柱の数が少なく、作動流体Ｃの通流方向に垂直な断面の面積が大きくなっている。従って、支柱を設けることによる圧力損失の上昇を低く抑えることができる。

【0148】

なお、支柱１６１及び１６２の側面に、第２又は第３の実施形態において支柱１６０の側面に形成されている溝が形成されていてもよい。また、第４の実施形態と同様に、遮蔽体４５０が液管１４０内に設けられていてもよい。

【0149】

なお、いずれの実施形態においても、液管１４０内の多孔質体１５０は、内側の管壁１４２に接触している必要はなく、管壁１４２から離間していてもよい。また、注入口１４１と蒸発器１１０との間の一部で、多孔質体１５０が液管１４０の内部を充填していてもよい。例えば、多孔質体１５０が外側の管壁１４３に接触していてもよい。

【0150】

また、液管１４０の、端部１５０Ｂよりも凝縮器１２０側に、凝縮器１２０により液化された作動流体Ｃを蒸発器１１０に向けて誘導する多孔質体が、多孔質体１５０から離間して設けられていてもよい。このような多孔質体は、例えば、管壁１４２及び１４３の近傍に設けることができる。

【0151】

また、多孔質体１５０の領域において、金属層１５１や金属層１５６に有底孔を形成してもよい。また、流路１７０の領域において、多孔質体１５０に貯留された作動流体Ｃを流路１７０側に浸み出させない範囲で、流路１７０に露出する金属層１５１や金属層１５６に有底孔を形成してもよい。金属層１５１や金属層１５６にも有底孔を形成することで、更に熱輸送性能をより一層向上することができる。

【0152】

また、多孔質体１５０と連絡流路１８０との間にソリッドな支柱が設けられていてもよい。

【0153】

また、多孔質体１５０を構成する孔が有底孔である必要はなく、多孔質体１５０に貫通孔が含まれていてもよい。

【0154】

また、注入口１４１の位置は、特に限定されず、例えば、図３に示す平面形状がＬ字型の液管１４０において、その屈曲部よりも凝縮器１２０側に注入口１４１が設けられていてもよい。

【0155】

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0156】

１００ ループ型ヒートパイプ
１１０ 蒸発器
１２０ 凝縮器
１３０ 蒸気管
１４０ 液管
１４１ 注入口
１４２、１４３ 管壁
１５０ 多孔質体
１５０Ａ、１５０Ｂ 端部
１６０、１６１、１６２ 支柱
１６０Ａ、１６０Ｂ、１６１Ａ、１６１Ｂ、１６２Ａ、１６２Ｂ 端部
１７０ 流路
１８０ 連絡流路
１９３ｔ、１９３ｕ、１９５ｔ、１９５ｕ、２９３、２９５、３９２ｔ～３９６ｔ、３９２ｕ～３９６ｕ、４９２～４９６、５９１ｔ～５９５ｔ、５９１ｕ～５９５ｕ、６９１～６９５、７９１ｔ～７９５ｔ、７９１ｕ～７９５ｕ、８９１～８９５ 溝
４５０ 遮蔽体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】