特許 7305512 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】2023-06-30

(45)【発行日】2023-07-10

(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 15/02 20060101AFI20230703BHJP

   F28D 15/04 20060101ALI20230703BHJP

   H01L 23/427 20060101ALI20230703BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20230703BHJP

【ＦＩ】

F28D15/02 101L

F28D15/02 L

F28D15/02 102H

F28D15/04 E

F28D15/04 B

F28D15/04 H

F28D15/02 106Z

H01L23/46 B

H05K7/20 R

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019190325

(22)【出願日】2019-10-17

(65)【公開番号】P2021067370

(43)【公開日】2021-04-30

【審査請求日】2022-06-13

(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】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０８２３０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１５８３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５６５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１９７６３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３２０１４２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｄ １５／０２

Ｆ２８Ｄ １５／０４

Ｈ０１Ｌ ２３／４２７

Ｈ０５Ｋ ７／２０

(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状の流路を形成する蒸気管と、
前記蒸発器の内部及び前記液管の内部に設けられた多孔質体と、
を有し、
前記蒸発器、前記凝縮器、前記液管及び前記蒸気管は第１の主面を有し、
前記蒸発器及び前記液管の前記第１の主面の前記流路の直上又は直下に位置する第１の領域の少なくとも一部に凹部が形成されており、
前記第１の主面の前記流路の管壁の直上又は直下に位置する第２の領域と、前記蒸発器及び前記液管の前記第１の主面の前記多孔質体の直上又は直下に位置する第３の領域とには前記凹部が形成されていないことを特徴とするループ型ヒートパイプ。

【請求項2】

前記蒸発器、前記凝縮器、前記液管及び前記蒸気管は前記第１の主面とは反対側の第２の主面を有し、
前記第２の主面の前記第１の領域の少なくとも一部に前記凹部が形成されており、
前記第２の主面の前記第２の領域と、前記第２の主面の前記第３の領域とには前記凹部が形成されていない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】

前記凹部は、少なくとも前記蒸発器の前記第１の領域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】

前記蒸発器、前記凝縮器、前記液管、前記蒸気管及び前記多孔質体の各々は複数の金属層を積層してな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】

複数の前記凹部が、点状に形成されてい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】

複数の前記凹部が、平面視において当該凹部と重なる前記流路内を前記作動流体が流れる方向から直交した方向に延びる溝状に形成されてい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7】

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状の流路を形成する蒸気管と、前記蒸発器の内部及び前記液管の内部に設けられる多孔質体とを形成する工程において、
前記蒸発器、前記凝縮器、前記液管及び前記蒸気管に第１の主面を設け、前記蒸発器及び前記液管の前記第１の主面の前記流路の直上又は直下に位置する第１の領域の少なくとも一部に凹部を形成する工程を有し、
前記第１の主面の前記流路の管壁の直上又は直下に位置する第２の領域と、前記蒸発器及び前記液管の前記第１の主面の前記多孔質体の直上又は直下に位置する第３の領域とには前記凹部を形成しないことを特徴とするループ型ヒートパイプの製造方法。

【請求項8】

前記凹部を形成する工程は、
前記第１の主面を含む金属層を準備する工程と、
前記金属層の前記第２の領域となる部分と、前記金属層の前記第３の領域となる部分をマスクで覆いながら、前記金属層を前記第１の主面側からハーフエッチングする工程と、
を有することを特徴とする請求項７に記載の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】

本開示は、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】

又、ループ型ヒートパイプの蒸発器や液管内には、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、金属層の一方の面側に形成された有底孔と他方の面側に形成された有底孔とが部分的に連通して形成されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６４００２４０号公報

【文献】特開２０１９－０８２３０９号公報

【文献】特開２０１５－０９４４９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来のループ型ヒートパイプでは、十分な放熱性能が得られない場合がある。

【0007】

本開示は、放熱性能を向上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】

【0008】

本開示の一形態によれば、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状の流路を形成する蒸気管と、前記蒸発器の内部及び前記液管の内部に設けられた多孔質体と、を有し、前記蒸発器、前記凝縮器、前記液管及び前記蒸気管は第１の主面を有し、前記蒸発器及び前記液管の前記第１の主面の前記流路の直上又は直下に位置する第１の領域の少なくとも一部に凹部が形成されており、前記第１の主面の前記流路の管壁の直上又は直下に位置する第２の領域と、前記蒸発器及び前記液管の前記第１の主面の前記多孔質体の直上又は直下に位置する第３の領域とには前記凹部が形成されていないループ型ヒートパイプが提供される。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、放熱性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施の形態に係るループ型ヒートパイプを例示する平面模式図である。

【図2】第１の実施の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の実施の形態における液管を例示する平面図である。

【図4】第１の実施の形態における液管及び液管内の多孔質体を例示する断面図である。

【図5】２層目から５層目までの各金属層における有底孔の配置を例示する平面図である。

【図6】第１の実施の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平面図である。

【図7】第１の実施の形態における蒸発器及び蒸発器内の多孔質体を例示する断面図（その１）である。

【図8】第１の実施の形態における蒸発器及び蒸発器内の多孔質体を例示する断面図（その２）である。

【図9】第１の実施の形態における蒸気管を例示する平面図である。

【図10】第１の実施の形態における蒸気管を例示する断面図である。

【図11】第１の実施の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12】第１の実施の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13】第１の実施の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14】第１の実施の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15】第１の実施の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５）である。

【図16】第１の実施の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６）である。

【図17】第１の実施の形態の変形例における液管を例示する平面図である。

【図18】第１の実施の形態の変形例における液管及び液管内の多孔質体を例示する断面図である。

【図19】第２の実施の形態における液管を例示する平面図である。

【図20】第２の実施の形態における蒸気管を例示する平面図である。

【図21】第２の実施の形態の変形例における液管を例示する平面図である。

【図22】第３の実施の形態における液管を例示する平面図である。

【図23】第３の実施の形態における蒸気管を例示する平面図である。

【図24】第３の実施の形態の変形例における液管を例示する平面図である。

【図25】第４の実施の形態における液管を例示する平面図である。

【図26】第４の実施の形態における蒸気管を例示する平面図である。

【図27】第４の実施の形態の変形例における液管を例示する平面図である。

【図28】凹部の形状を例示する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0012】

〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係るループ型ヒートパイプの構造］
まず、第１の実施の形態に係るループ型ヒートパイプの構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るループ型ヒートパイプを例示する平面模式図である。

【0013】

図１を参照するに、ループ型ヒートパイプ１は、蒸発器１０と、凝縮器２０と、蒸気管３０と、液管４０とを有する。ループ型ヒートパイプ１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２に収容することができる。

【0014】

ループ型ヒートパイプ１において、蒸発器１０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２０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１０と凝縮器２０は、蒸気管３０及び液管４０により接続されており、蒸気管３０及び液管４０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５０が形成されている。

【0015】

図２は、第１の実施の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１０には、例えば４つの貫通孔１０ｘが形成されている。蒸発器１０に形成された各貫通孔１０ｘと回路基板１００に形成された各貫通孔１００ｘにボルト１５０を挿入し、回路基板１００の下面側からナット１６０で止めることにより、蒸発器１０と回路基板１００とが固定される。蒸発器１０、凝縮器２０、蒸気管３０及び液管４０は、上面１ａと、上面１ａとは反対側の下面１ｂとを有する。上面１ａは第１の主面の一例であり、下面１ｂは第２の主面の一例である。本開示において平面視とは、上面１ａ又は下面１ｂに垂直な方向から視ることをいう。

【0016】

回路基板１００には、例えば、ＣＰＵ等の発熱部品１２０がバンプ１１０により実装され、発熱部品１２０の上面が蒸発器１０の下面１ｂと密着する。蒸発器１０内の作動流体Ｃは、発熱部品１２０で発生した熱により気化し、蒸気Ｃｖが生成される。

【0017】

図１に示すように、蒸発器１０に生成された蒸気Ｃｖは、蒸気管３０を通って凝縮器２０に導かれ、凝縮器２０において液化する。これにより、発熱部品１２０で発生した熱が凝縮器２０に移動し、発熱部品１２０の温度上昇が抑制される。凝縮器２０で液化した作動流体Ｃは、液管４０を通って蒸発器１０に導かれる。蒸気管３０の幅Ｗ_１は、例えば、８ｍｍ程度とすることができる。又、液管４０の幅Ｗ_２は、例えば、６ｍｍ程度とすることができる。

【0018】

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１２０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。

【0019】

蒸発器１０、凝縮器２０、蒸気管３０、及び液管４０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。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。

【0020】

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。又、金属層の積層数は特に限定されない。

【0021】

液管４０内に多孔質体が設けられている。図３は、第１の実施の形態における液管を例示する平面図であり、図４は、第１の実施の形態における液管及び液管内の多孔質体を例示する断面図である。図４は、図１及び図３のＢ－Ｂ線に沿う断面を示している。図４に示すように、液管４０内には多孔質体６０が設けられている。そして、多孔質体６０の両側面と両側の管壁面６０ｘ（金属層６２～６５の内壁面）との間には作動流体Ｃが流れる流路５０が形成されている。以下に、多孔質体６０について詳説する。

【0022】

図５は、２層目から５層目までの各金属層における有底孔の配置を例示する平面図である。図５において、Ａ－Ａ線で示す部分が図４中の多孔質体６０の断面に相当する。

【0023】

多孔質体６０は、例えば、金属層６２～６５の４層が積層された構造とすることができる。金属層６２～６５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６１～６６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６１～６６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。又、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。

【0024】

なお、図４及び図５において、金属層６１～６６の積層方向をＺ方向、Ｚ方向に垂直な平面内の任意の方向をＸ方向、この平面内においてＸ方向と直交する方向をＹ方向としている（他の図も同様）。

【0025】

多孔質体６０は、１層目（一方の最外層）の金属層６１の下面及び６層目（他方の最外層）の金属層６６の上面と接している。金属層６１や金属層６６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５（ａ）に示すように、多孔質体６０を構成する２層目の金属層６２には、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔６２ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔６２ｙとが、それぞれ複数個形成されている。

【0026】

有底孔６２ｘと有底孔６２ｙとは、平面視でＸ方向に交互に配置されている。又、有底孔６２ｘと有底孔６２ｙ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６２ｘと有底孔６２ｙ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６２ｚを形成している。Ｙ方向に交互に配置された有底孔６２ｘと有底孔６２ｙ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６２ｘと有底孔６２ｙとは、細孔を形成していない。

【0027】

有底孔６２ｘ及び６２ｙ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６２ｘ及び６２ｙの深さは、例えば、金属層６２の厚さの半分程度とすることができる。隣接する有底孔６２ｘ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６２ｙの間隔Ｌ_２は、例えば、１００μｍ～４００μｍ程度とすることができる。

【0028】

有底孔６２ｘ及び６２ｙ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６２ｘ及び６２ｙの内壁は、底面に対して垂直であっても構わない。有底孔６２ｘ及び６２ｙの内壁面の形状は、テーパ形状や垂直に限らない。例えば、有底孔６２ｘ及び６２ｙの内壁面が湾曲面からなる凹形状とすることができる。湾曲面からなる凹形状としては、例えば、断面形状が略半円形や略半楕円形となる凹形状が挙げられる。細孔６２ｚ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。又、細孔６２ｚ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。

【0029】

図４及び図５（ｂ）に示すように、多孔質体６０を構成する３層目の金属層６３には、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔６３ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔６３ｙとが、それぞれ複数個形成されている。

【0030】

金属層６３では、有底孔６３ｘのみがＸ方向に配置された列と、有底孔６３ｙ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６３ｘと有底孔６３ｙ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６３ｚを形成している。

【0031】

但し、細孔６３ｚを形成する隣接する有底孔６３ｘと有底孔６３ｙとは、中心位置がＸ方向にずれている。言い換えれば、細孔６３ｚを形成する有底孔６３ｘと有底孔６３ｙ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６３ｘ及び６３ｙ、細孔６３ｚの形状等は、例えば、有底孔６２ｘ及び６２ｙ、細孔６２ｚの形状等と同様とすることができる。

【0032】

金属層６２の有底孔６２ｙと、金属層６３の有底孔６３ｘ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６２と金属層６３との界面には、細孔は形成されない。

【0033】

図４及び図５（ｃ）に示すように、多孔質体６０を構成する４層目の金属層６４には、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔６４ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔６４ｙとが、それぞれ複数個形成されている。

【0034】

有底孔６４ｘと有底孔６４ｙとは、平面視でＸ方向に交互に配置されている。又、有底孔６４ｘと有底孔６４ｙ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６４ｘと有底孔６４ｙ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６４ｚを形成している。Ｙ方向に交互に配置された有底孔６４ｘと有底孔６４ｙ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６４ｘと有底孔６４ｙとは、細孔を形成していない。有底孔６４ｘ及び６４ｙ、細孔６４ｚの形状等は、例えば、有底孔６２ｘ及び６２ｙ、細孔６２ｚの形状等と同様とすることができる。

【0035】

金属層６３の有底孔６３ｙと、金属層６４の有底孔６４ｘ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６３と金属層６４との界面には、細孔は形成されない。

【0036】

図４及び図５（ｄ）に示すように、多孔質体６０を構成する５層目の金属層６５には、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔６５ｘと、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔６５ｙとが、それぞれ複数個形成されている。

【0037】

金属層６５では、有底孔６５ｘのみがＸ方向に配置された列と、有底孔６５ｙ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６５ｘと有底孔６５ｙ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６５ｚを形成している。

【0038】

但し、細孔６５ｚを形成する隣接する有底孔６５ｘと有底孔６５ｙとは、中心位置がＸ方向にずれている。言い換えれば、細孔６５ｚを形成する有底孔６５ｘと有底孔６５ｙ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６５ｘ及び６５ｙ、細孔６５ｚの形状等は、例えば、有底孔６２ｘ及び６２ｙ、細孔６２ｚの形状等と同様とすることができる。

【0039】

金属層６４の有底孔６４ｙと、金属層６５の有底孔６５ｘ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６４と金属層６５との界面には、細孔は形成されない。

【0040】

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６０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。

【0041】

多孔質体６０を構成する有底孔の少なくとも一部は、流路５０と連通している。これにより、作動流体Ｃが多孔質体６０内に浸透することができる。又、多孔質体６０は、液管４０の略中央部に設けられているため、支柱としても機能する。これにより、例えば固相接合時の加圧により液管４０が潰れることを防止できる。

【0042】

このように、液管４０には多孔質体６０が設けられており、多孔質体６０は液管４０に沿って蒸発器１０の近傍まで延びている。これにより、多孔質体６０に生じる毛細管力によって、液管４０内の液相の作動流体Ｃが蒸発器１０まで誘導される。

【0043】

その結果、蒸発器１０からのヒートリーク等によって液管４０内を蒸気Ｃｖが逆流しようとしても、多孔質体６０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。

【0044】

なお、液管４０には作動流体Ｃを注入するための注入口（図示せず）が形成されているが、注入口は封止部材により塞がれており、ループ型ヒートパイプ１内は気密に保たれる。

【0045】

図３及び図４に示すように、液管４０の上面１ａ及び下面１ｂは、流路５０の直上又は直下に位置する第１の領域９１と、流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）の直上又は直下に位置する第２の領域９２と、多孔質体６０の直上又は直下に位置する第３の領域９３とを有する。液管４０の上面１ａは１層目の金属層６１の上面６１ａであり、液管４０の下面１ｂは６層目の金属層６６の下面６６ａである。第１の領域９１は、液管４０の上面１ａ又は下面１ｂからの平面視において流路５０と重なる。

【0046】

図３及び図４に示すように、液管４０の上面１ａ、すなわち断面視において金属層６１の上面６１ａに複数の凹部７１が形成されている。複数の凹部７１は、第１の領域９１内に形成されている。言い換えれば、複数の凹部７１は、流路５０の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第１の領域９１内に形成されている。凹部７１は、例えば、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔である。例えば、複数の凹部７１が点状に形成されていてもよい。凹部７１は、例えば、直径が５０μｍ～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。凹部７１の深さは、例えば、金属層６１の厚さの半分程度とすることができる。隣接する凹部７１の間隔は、例えば、１００μｍ～４００μｍ程度とすることができる。複数の凹部７１が規則的に配置されていてもよく、複数の凹部７１が不規則に配置されていてもよい。

【0047】

図４に示すように、液管４０の下面１ｂ、すなわち断面視において金属層６６の下面６６ａに複数の凹部７６が形成されている。複数の凹部７６は、凹部７１と同様に、第１の領域９１内に形成されている（図示無し）。言い換えれば、複数の凹部７６は、流路５０の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第１の領域９１に形成されている。凹部７６は、例えば、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底孔である。例えば、複数の凹部７６が点状に形成されていてもよい。凹部７６は、例えば、直径が５０μｍ～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。凹部７６の深さは、例えば、金属層６６の厚さの半分程度とすることができる。隣接する凹部７６の間隔は、例えば、１００μｍ～４００μｍ程度とすることができる。複数の凹部７６が規則的に配置されていてもよく、複数の凹部７６が不規則に配置されていてもよい。

【0048】

凹部７１及び７６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、凹部７１及び７６の内壁は、底面に対して垂直であっても構わない。

【0049】

図３及び図４に示すように、凹部７１及び７６は、平面視において液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。すなわち、液管４０の流路５０の管壁の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第２の領域９２には、複数の凹部７１は形成されない。また、液管４０の流路５０の管壁の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第２の領域９２には、複数の凹部７６は形成されない。詳細は後述するが、ループ型ヒートパイプ１は、金属層同士の固相接合を通じて製造することができるが、凹部７１及び７６が形成されている部分には、外部からの圧力を十分に作用させにくい。第２の領域９２において圧力が十分に作用しない場合、管壁の金属層同士の接合力が低くなり、十分な気密性を確保しにくくなるおそれがある。なお、上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２は、完全な平坦面である必要はない。例えば、固相接合の際に圧力が十分に作用できる程度の、例えばナノメートルオーダの凹部が第２の領域９２に形成されていてもよい。

【0050】

図３及び図４に示すように、凹部７１及び７６は、平面視において多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。すなわち、液管４０の多孔質体６０の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第３の領域９３には、複数の凹部７１は形成されない。また、液管４０の多孔質体６０の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第３の領域９３には、複数の凹部７６は形成されない。第３の領域９３において圧力が十分に作用しない場合、多孔質体６０の金属層同士の接合力が低くなり、細孔の大きさがばらついて所望の毛細管力を確保しにくくなるおそれがある。なお、上面１ａ及び下面１ｂの第３の領域９３は、完全な平坦面である必要はない。例えば、固相接合の際に圧力が十分に作用できる程度の、例えばナノメートルオーダの凹部が第３の領域９３に形成されていてもよい。

【0051】

蒸発器１０内には液管４０と同様の多孔質体６０が設けられている。図６は、蒸発器１０及びその周囲の平面図である。図７及び図８は、蒸発器１０及び蒸発器１０内に設けられる多孔質体６０を例示する断面図である。図７は、図６のＥ－Ｅ線に沿う断面を示し、図８は、図６のＦ－Ｆ線に沿う断面を示している。図６に示すＸ方向は、液管４０の側から蒸気管３０の側へ向かう長さ方向を示し、Ｙ方向は、液管４０の側から蒸気管３０の側へ向かう長さ方向に直交する長さ方向を示す。

【0052】

図６に示す蒸発器１０内の多孔質体６０は、連結部６０ｖと突起部６０ｗを備えている。

【0053】

連結部６０ｖは、平面視において、Ｘ方向の最も液管４０側（蒸発器１０に液管４０が接続されている側）に設けられ、Ｙ方向に延びている。連結部６０ｖの液管４０側の面の一部は、蒸発器１０の管壁に接し、残りの一部は、液管４０の流路内に設けられた多孔質体４０ｔとつながっている。又、連結部６０ｖの蒸気管３０側の面の一部は、突起部６０ｗと連結しており、残りの一部は空間８０に接している。

【0054】

突起部６０ｗは、平面視において、連結部６０ｖから蒸気管３０側に複数突起している。

【0055】

各々の突起部６０ｗは所定間隔でＹ方向に並置されており、各々の突起部６０ｗの蒸気管３０側の端部は、蒸発器１０の管壁から離間している。そして、各々の突起部６０ｗの蒸気管３０側の端部は互いに連結されていない。一方で、各々の突起部６０ｗの液管４０側の端部は、連結部６０ｖを介して連結されている。言い換えれば、蒸発器１０内の多孔質体６０は、平面視において、連結部６０ｖと複数の突起部６０ｗとを有する櫛歯状に形成されている。

【0056】

蒸発器１０内において、多孔質体６０が設けられていない領域には空間８０が形成されている。空間８０は、蒸気管３０の流路５０とつながっている。空間８０には作動流体Ｃの蒸気Ｃｖが流れる。蒸発器１０内の空間８０は流路５０でもある。

【0057】

液管４０側から作動流体Ｃが蒸発器１０に導かれ、多孔質体６０に浸透する。蒸発器１０内で多孔質体６０に浸透した作動流体Ｃは発熱部品１２０で発生した熱により気化して蒸気Ｃｖが生成され、蒸気Ｃｖは蒸発器１０内の空間８０を通って蒸気管３０へ流れる。なお、図６及び図８において、突起部６０ｗ（櫛歯）の数を７つとしたのは一例であり、突起部６０ｗ（櫛歯）の数は適宜決定することができる。突起部６０ｗと空間８０との接触面積が増えれば作動流体Ｃが蒸発しやすくなり、圧力損失を低減できる。

【0058】

蒸発器１０内に設けられる多孔質体６０は、液管４０内に設けられる多孔質体６０と原則的に同様である。例えば、金属層６２～６５に形成される有底孔及び細孔の位置は、図４、図５と同様とすることができる。

【0059】

このように、蒸発器１０には多孔質体６０が設けられている。蒸発器１０内の多孔質体６０のうち、液管４０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６０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１内で作動流体Ｃを循環させるポンピング力となる。

【0060】

しかも、この毛細管力は蒸発器１０内の蒸気Ｃｖに対抗するため、蒸気Ｃｖが液管４０に逆流するのを抑制することが可能となる。

【0061】

また、図６～図８に示すように、蒸発器１０の空間８０と重なる第１の領域９１内でも、上面１ａに複数の凹部７１が形成され、下面１ｂに複数の凹部７６が形成されている。上記のように、空間８０には作動流体Ｃの蒸気Ｃｖが流れ、蒸発器１０内の空間８０は流路５０でもある。凹部７１及び７６は、平面視において蒸発器１０の空間８０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ蒸発器１０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。言い換えれば、複数の凹部７１は、空間８０の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第１の領域９１に形成されている。また、複数の凹部７６は、空間８０の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第１の領域９１に形成されている。そして、蒸発器１０の空間８０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第２の領域９２及び第３の領域９３には、複数の凹部７１は形成されない。また、蒸発器１０の空間８０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第２の領域９２及び第３の領域９３には、複数の凹部７６は形成されない。

【0062】

図９は、第１の実施の形態における蒸気管３０を例示する平面図であり、図１０は、第１の実施の形態における蒸気管３０を例示する断面図である。図１０は、図１及び図９のＤ－Ｄ線に沿う断面を示している。図１０に示すように、蒸気管３０内には多孔質体６０が設けられておらず、両側の管壁面６０ｘ（金属層６２～６５の内壁面）の間に作動流体Ｃの蒸気Ｃｖが流れる流路５０が形成されている。

【0063】

図９及び図１０に示すように、蒸気管３０の平面視において流路５０と重なる第１の領域９１内でも、上面１ａに複数の凹部７１が形成され、下面１ｂに複数の凹部７６が形成されている。凹部７１及び７６は、平面視において蒸気管３０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ蒸気管３０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。言い換えれば、複数の凹部７１は、蒸気管３０の流路５０の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第１の領域９１に形成されている。また、複数の凹部７６は、蒸気管３０の流路５０の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第１の領域９１に形成されている。そして、蒸気管３０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第２の領域９２には、複数の凹部７１は形成されない。また、蒸気管３０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第２の領域９２には、複数の凹部７６は形成されない。

【0064】

蒸気管３０と同様に、凝縮器２０内には、多孔質体６０は設けられておらず、両側の管壁面６０ｘ（金属層６２～６５の内壁面）の間に作動流体Ｃの蒸気Ｃｖまたは、蒸気Ｃｖが液化した作動流体Ｃが流れる流路５０が形成されている。凝縮器２０の平面視において流路５０と重なる第１の領域９１内でも、上面１ａに複数の凹部７１が形成され、下面１ｂに複数の凹部７６が形成されている。凹部７１及び７６は、平面視において凝縮器２０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ凝縮器２０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。言い換えれば、複数の凹部７１は、凝縮器２０の流路５０の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第１の領域９１に形成されている。また、複数の凹部７６は、凝縮器２０の流路５０の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第１の領域９１に形成されている。そして、凝縮器２０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第２の領域９２には、複数の凹部７１は形成されない。また、凝縮器２０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第２の領域９２には、複数の凹部７６は形成されない。

【0065】

［第１の実施の形態に係るループ型ヒートパイプの製造方法］
次に、第１の実施の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１１～図１６は、第１の実施の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１１、図１３及び図１５は、図４に対応する断面を示し、図１２、図１４及び図１６は、図１０に対応する断面を示している。

【0066】

まず、図１１（ａ）及び図１２（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６２０を準備する。そして、金属シート６２０の上面にレジスト層４１０を形成し、金属シート６２０の下面にレジスト層４２０を形成する。金属シート６２０は、最終的に金属層６２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６２０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４１０及び４２０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。

【0067】

次に、図１１（ｂ）及び図１２（ｂ）に示す工程では、金属シート６２０の多孔質体６０を形成する領域（蒸発器１０となる領域及び液管４０となる領域）において、レジスト層４１０を露光及び現像して、金属シート６２０の上面を選択的に露出する開口部４１０ｘを形成する。又、レジスト層４２０を露光及び現像して、金属シート６２０の下面を選択的に露出する開口部４２０ｘを形成する。開口部４１０ｘ及び４２０ｘの形状及び配置は、図５（ａ）に示した有底孔６２ｘ及び６２ｙの形状及び配置に対応するように形成する。

【0068】

レジスト層４１０の露光及び現像の際には、金属シート６２０の流路５０を形成する領域において、金属シート６２０の上面を選択的に露出する開口部４１０ｙも形成する。また、レジスト層４２０の露光及び現像の際には、流路５０を形成する領域において、金属シート６２０の下面を選択的に露出する開口部４２０ｙも形成する。開口部４１０ｙ及び４２０ｙの形状及び配置は、図４及び図１０に示した流路５０の形状及び配置に対応するように形成する。

【0069】

次に、図１１（ｃ）及び図１２（ｃ）に示す工程では、開口部４１０ｘ及び４１０ｙ内に露出する金属シート６２０を金属シート６２０の上面側からハーフエッチングすると共に、開口部４２０ｘ及び４２０ｙ内に露出する金属シート６２０を金属シート６２０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６２０の上面側に有底孔６２ｘが形成され、下面側に有底孔６２ｙが形成されると共に、金属シート６２０を貫通する開口部６２０ｘが形成される。又、表裏でＸ方向に交互に配置された開口部４１０ｘと開口部４２０ｘ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６２ｚが形成される。金属シート６２０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。

【0070】

次に、図１１（ｄ）及び図１２（ｄ）に示す工程では、レジスト層４１０及び４２０を剥離液により剥離する。これにより、金属層６２が完成する。

【0071】

また、図１３（ａ）及び図１４（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６１０を準備する。そして、金属シート６１０の上面にレジスト層３１０を形成し、金属シート６１０の下面にレジスト層３２０を形成する。金属シート６１０は、最終的に金属層６１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６１０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１３（ｂ）及び図１４（ｂ）に示す工程では、金属シート６１０の凹部７１を形成する領域（第１の領域９１）において、レジスト層３１０を露光及び現像して、金属シート６１０の上面を選択的に露出する開口部３１０ｚを形成する。開口部３１０ｚの形状及び配置は、図３及び図９に示した凹部７１の形状及び配置に対応するように形成する。開口部３１０ｚが形成されたレジスト層３１０はマスクの一例である。

【0073】

次に、図１３（ｃ）及び図１４（ｃ）に示す工程では、開口部３１０ｚ内に露出する金属シート６１０を金属シート６１０の上面側からハーフエッチングする。これにより、金属シート６１０の上面側に有底孔からなる凹部７１が形成される。金属シート６１０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。

【0074】

次に、図１３（ｄ）及び図１４（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６１が完成する。

【0075】

次に、図１５（ａ）及び図１６（ａ）に示す工程では、金属層６１と同様の方法により、金属層６６を形成し、金属層６２と同様の方法により、金属層６３、６４、及び６５を形成する。金属層６３、６４、及び６５に形成される有底孔及び細孔の位置は、例えば、図５に示した通りである。

【0076】

次に、図１５（ｂ）及び図１６（ｂ）に示す工程では、図１５（ａ）及び図１６（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１０、凝縮器２０、蒸気管３０、及び液管４０を有するループ型ヒートパイプ１が完成し、蒸発器１０及び液管４０に多孔質体６０が形成される。また、蒸発器１０に空間８０が形成され、凝縮器２０、蒸気管３０及び液管４０に流路５０が形成される。その後、真空ポンプ等を用いて液管４０内を排気した後、図示しない注入口から液管４０内に作動流体Ｃを注入し、その後注入口を封止する。

【0077】

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６１～６６の全ての材料を同一にすることが好ましい。

【0078】

第１の実施の形態では、蒸発器１０、凝縮器２０、蒸気管３０及び液管４０の第１の領域９１内で、上面１ａに複数の凹部７１が形成され、下面１ｂに複数の凹部７６が形成されている。従って、上面１ａ及び下面１ｂが、凹部７１及び７６が形成されていない平坦面である場合と比較して、外気との接触面積が大きく、放熱効率を向上することができる。

【0079】

また、凹部７１及び７６は、平面視で第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されていない。従って、ループ型ヒートパイプ１の製造において、各金属層を積層し、加圧及び加熱により固相接合を行う際に、第２の領域９２及び第３の領域９３のいずれにおいても、外部からの圧力を金属層の積層体に十分に作用させることができる。このため、管壁に十分な気密性を確保し、多孔質体に所望の毛細管力を確保することができる。

【0080】

〈第１の実施の形態の変形例〉
第１の実施の形態の変形例では、液管内で多孔質体が管壁に接するように設けられている例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0081】

図１７は、第１の実施の形態の変形例における液管４０を例示する平面図であり、図１８は、第１の実施の形態の変形例における液管４０及び液管４０内の多孔質体を例示する断面図である。図１８は、図１及び図１７のＢ－Ｂ線に沿う断面を示している。図１７及び図１８に示すように、液管４０内には多孔質体６０が２箇所に設けられている。一方の多孔質体６０は、液管４０の一方の管壁と連続して形成され、他方の多孔質体６０は、液管４０の他方の管壁と連続して形成されている。そして、一方の多孔質体６０の他方の多孔質体６０に対向する面と、他方の多孔質体６０の一方の多孔質体６０に対向する面との間には作動流体Ｃが流れる流路５０が形成されている。

【0082】

図１７及び図１８に示すように、２つの第３の領域９３が２つの第２の領域９２の間に位置し、２つの第３の領域９３の間に第１の領域９１が位置する。そして、第１の領域９１内で、液管４０の上面１ａに複数の凹部７１が形成され、液管４０の下面１ｂに複数の凹部７６が形成されている。凹部７１及び７６は、平面視において液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。言い換えれば、複数の凹部７１は、液管４０の流路５０の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第１の領域９１に形成されている。また、複数の凹部７６は、液管４０の流路５０の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第１の領域９１に形成されている。そして、液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０の直上に位置する金属層６１の上面６１ａの第２の領域９２及び第３の領域９３には、複数の凹部７１は形成されない。また、液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０の直下に位置する金属層６６の下面６６ａの第２の領域９２及び第３の領域９３には、複数の凹部７６は形成されない。

【0083】

他の構成は第１の実施の形態と同様である。

【0084】

変形例によっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0085】

なお、第１の実施の形態及びその変形例において、凹部７１及び７６の直径及び深さは均一でなくてもよい。例えば、第３の領域９３に近く位置する凹部７１及び７６ほど、すなわち多孔質体６０に近く位置する凹部７１及び７６ほど直径及び深さが小さくなっていてもよい。第３の領域９３に近く位置する凹部７１及び７６ほど直径及び深さが小さい場合、第３の領域９３の第１の領域９１との境界近傍において、より確実に多孔質体６０を構成する金属層に外部からの圧力を作用させやすくなる。

【0086】

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態は、主に、凹部の形態の点で第１の実施の形態と相違する。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0087】

図１９は、第２の実施の形態における液管４０を例示する平面図である。第２の実施の形態では、複数の凹部７１に代えて、第１の領域９１内で、液管４０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に複数の凹部７２が形成されている。凹部７２は、例えば、当該凹部７２と重なる流路５０内を作動流体Ｃが流れる方向（Ｙ方向）から直交した方向（Ｘ方向）に延びる溝状に形成されている。Ｘ方向とＹ方向が交差するときの角度は、適宜設定することができる。凹部７２は、例えば、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底溝である。凹部７２の幅は、例えば、５０μｍ～３００μｍ程度である。凹部７２の深さは、例えば、金属層６１の厚さの半分程度とすることができる。隣接する凹部７２の間隔は、例えば、５０μｍ～３００μｍ程度とすることができる。凹部７２の間隔は均一でもよく、不均一でもよい。

【0088】

図示は省略するが、複数の凹部７６に代えて、第１の領域９１内で、液管４０の下面１ｂ（金属層６１の下面６６ａ）に、凹部７２と同様の形態の複数の凹部が形成されている。すなわち、これら凹部は、例えば、当該凹部と重なる流路５０内を作動流体Ｃが流れる方向（Ｙ方向）から直交した方向（Ｘ方向）に延びる溝状に形成されており、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底溝である。以下、凹部７２と、第２の実施の形態において下面１ｂに形成された凹部とを総称して凹部７２等という場合がある。

【0089】

凹部７２等の内壁は、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、凹部７２等の内壁は、底面に対して垂直であっても構わない。

【0090】

図１９に示すように、凹部７２等は、液管４０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７２等は、平面視において液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0091】

蒸発器１０においても、凹部７１及び７６に代えて、凹部７２等が形成されていてもよい。凹部７２等は、蒸発器１０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７２等は、平面視において蒸発器１０の空間８０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ蒸発器１０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0092】

図２０は、第２の実施の形態における蒸気管３０を例示する平面図である。蒸気管３０の平面視において流路５０と重なる第１の領域９１内でも、複数の凹部７１に代えて、蒸気管３０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に複数の凹部７２が形成されている。また、図示は省略するが、複数の凹部７６に代えて、蒸気管３０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）に、凹部７２と同様の形態の複数の凹部が形成されている。凹部７２等は、蒸気管３０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２には形成されない。すなわち、凹部７２等は、平面視において蒸気管３０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ蒸気管３０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0093】

凝縮器２０においても、凹部７１及び７６に代えて、凝縮器２０の平面視において流路５０と重なる第１の領域９１内で、凹部７２等が形成されていてもよい。凹部７２等は、凝縮器２０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２には形成されない。すなわち、凹部７２等は、平面視において凝縮器２０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ凝縮器２０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0094】

他の構成は第１の実施の形態と同様である。

【0095】

第２の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0096】

〈第２の実施の形態の変形例〉
第２の実施の形態の変形例では、液管内で多孔質体が管壁に接するように設けられている例を示す。なお、第２の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0097】

図２１は、第２の実施の形態の変形例における液管４０を例示する平面図である。図２１に示すように、第１の実施の形態の変形例と同様に、２つの第３の領域９３が２つの第２の領域９２の間に位置し、２つの第３の領域９３の間に第１の領域９１が位置する。そして、第１の領域９１内で、液管４０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に複数の凹部７２が形成されている。また、図示は省略するが、液管４０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）には、凹部７２と同様の形態の複数の凹部が形成されている。凹部７２等は、液管４０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７２等は、平面視において液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0098】

他の構成は第２の実施の形態と同様である。

【0099】

変形例によっても第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0100】

なお、第２の実施の形態及びその変形例において、凹部７２等の幅及び深さは均一でなくてもよい。例えば、第３の領域９３に近く位置する部分ほど、すなわち多孔質体６０に近く位置する部分ほど幅及び深さが小さくなっていてもよい。第３の領域９３に近く位置する部分ほど幅及び深さが小さい場合、第３の領域９３の第１の領域９１との境界近傍において、より確実に多孔質体６０を構成する金属層に外部からの圧力を作用させやすくなる。

【0101】

〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態は、主に、凹部の形態の点で第１の実施の形態等と相違する。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0102】

図２２は、第３の実施の形態における液管４０を例示する平面図である。第３の実施の形態では、複数の凹部７１に代えて、第１の領域９１内で、液管４０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に凹部７３が形成されている。凹部７３は、平面視で互いに交差する複数の凹部７３Ａと複数の凹部７３Ｂとを含む。凹部７３Ａは、例えば、当該凹部７３Ａと重なる流路５０内を作動流体Ｃが流れる方向（Ｙ方向）から直交した方向（Ｘ方向）に延びる溝状に形成されている。凹部７３Ｂは、例えば、当該凹部７３Ａと重なる流路５０内を作動流体Ｃが流れる方向（Ｙ方向）と平行に延びる溝状に形成されている。凹部７３は、例えば、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底溝である。凹部７３Ａ及び７３Ｂの幅は、例えば、５０μｍ～３００μｍ程度である。凹部７３Ａ及び７３Ｂの深さは、例えば、金属層６１の厚さの半分程度とすることができる。隣接する凹部７３Ａの間隔及び隣接する凹部７３Ｂの間隔は、例えば、５０μｍ～３００μｍ程度とすることができる。凹部７３Ａの間隔は均一でもよく、不均一でもよい。凹部７３Ｂの間隔は均一でもよく、不均一でもよい。

【0103】

図示は省略するが、複数の凹部７６に代えて、第１の領域９１内で、液管４０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）に、凹部７３と同様の形態の凹部が形成されている。すなわち、この凹部は、例えば、平面視で互いに交差する複数の凹部を含み、これら複数の凹部は溝状に形成されており、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底溝である。以下、凹部７３と、第３の実施の形態において下面１ｂに形成された凹部とを総称して凹部７３等という場合がある。

【0104】

凹部７３等の内壁は、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、凹部７３等の内壁は、底面に対して垂直であっても構わない。

【0105】

図２２に示すように、凹部７３等は、液管４０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７３等は、平面視において液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0106】

蒸発器１０においても、凹部７１及び７６に代えて、凹部７３等が形成されていてもよい。凹部７３等は、蒸発器１０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７３等は、平面視において蒸発器１０の空間８０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ蒸発器１０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0107】

図２３は、第３の実施の形態における蒸気管３０を例示する平面図である。蒸気管３０の平面視において流路５０と重なる第１の領域９１内でも、複数の凹部７１に代えて、蒸気管３０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に凹部７３が形成されている。また、図示は省略するが、複数の凹部７６に代えて、蒸気管３０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）に、凹部７３と同様の形態の凹部が形成されている。凹部７３等は、蒸気管３０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２には形成されない。すなわち、凹部７３等は、平面視において蒸気管３０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ蒸気管３０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0108】

凝縮器２０においても、凹部７１及び７６に代えて、凝縮器２０の平面視において流路５０と重なる第１の領域９１内で、凹部７３等が形成されていてもよい。凹部７３等は、凝縮器２０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７３等は、平面視において凝縮器２０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ凝縮器２０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0109】

他の構成は第１の実施の形態と同様である。

【0110】

第３の実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0111】

〈第３の実施の形態の変形例〉
第３の実施の形態の変形例では、液管内で多孔質体が管壁に接するように設けられている例を示す。なお、第３の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0112】

図２４は、第３の実施の形態の変形例における液管４０を例示する平面図である。図２４に示すように、第１の実施の形態の変形例と同様に、２つの第３の領域９３が２つの第２の領域９２の間に位置し、２つの第３の領域９３の間に第１の領域９１が位置する。そして、第１の領域９１内で、液管４０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に凹部７３が形成されている。また、図示は省略するが、液管４０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）には、凹部７３と同様の形態の凹部が形成されている。凹部７３等は、液管４０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７３等は、平面視において液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0113】

他の構成は第３の実施の形態と同様である。

【0114】

変形例によっても第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0115】

なお、第３の実施の形態及びその変形例において、凹部７３等の幅及び深さは均一でなくてもよい。例えば、第３の領域９３に近く位置する部分ほど、すなわち多孔質体６０に近く位置する部分ほど幅及び深さが小さくなっていてもよい。第３の領域９３に近く位置する部分ほど幅及び深さが小さい場合、第３の領域９３の第１の領域９１との境界近傍において、より確実に多孔質体６０を構成する金属層に外部からの圧力を作用させやすくなる。

【0116】

〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態は、主に、凹部の形態の点で第３の実施の形態と相違する。なお、第４の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0117】

図２５は、第４の実施の形態における液管４０を例示する平面図である。第４の実施の形態では、凹部７３に代えて、第１の領域９１内で、液管４０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に凹部７４が形成されている。凹部７４は、平面視で互いに交差する複数の凹部７４Ａと複数の凹部７４Ｂとを含む。凹部７４は、平面視で凹部７３を反時計周りに４５度回転させた形態を有し、凹部７４Ａは回転前の凹部７３Ａに相当し、凹部７４Ｂは回転前の凹部７３Ｂに相当する。

【0118】

図示は省略するが、第３の実施の形態で液管４０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）に形成されている凹部に代えて、第１の領域９１内で、液管４０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）に、凹部７４と同様の形態の凹部が形成されている。すなわち、この凹部は、例えば、平面視で互いに交差する複数の凹部を含み、これら複数の凹部は溝状に形成されており、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む有底溝である。以下、凹部７４と、第４の実施の形態において液管４０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）に形成された凹部とを総称して凹部７４等という場合がある。

【0119】

凹部７４等の内壁は、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、凹部７４等の内壁は、底面に対して垂直であっても構わない。

【0120】

図２５に示すように、凹部７４等は、液管４０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７４等は、平面視において液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0121】

蒸発器１０においても、凹部７３等に代えて、凹部７４等が形成されていてもよい。凹部７４等は、蒸発器１０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７３等は、平面視において蒸発器１０の空間８０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ蒸発器１０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0122】

図２６は、第４の実施の形態における蒸気管３０を例示する平面図である。第４の実施の形態では、蒸気管３０の平面視において流路５０と重なる第１の領域９１内でも、凹部７３に代えて、蒸気管３０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に凹部７４が形成されている。また、図示は省略するが、第３の実施の形態で形成されている凹部に代えて、蒸気管３０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）に、凹部７４と同様の形態の凹部が形成されている。凹部７４等は、蒸気管３０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２には形成されない。すなわち、凹部７４等は、平面視において蒸気管３０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ蒸気管３０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0123】

凝縮器２０においても、凹部７３等に代えて、凝縮器２０の平面視において流路５０と重なる第１の領域９１内で、凹部７４等が形成されていてもよい。凹部７４等は、凝縮器２０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７４等は、平面視において凝縮器２０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）と重ならないようにして、それぞれ凝縮器２０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0124】

他の構成は第３の実施の形態と同様である。

【0125】

第４の実施の形態によっても第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0126】

〈第４の実施の形態の変形例〉
第４の実施の形態の変形例では、液管内で多孔質体が管壁に接するように設けられている例を示す。なお、第４の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0127】

図２７は、第４の実施の形態の変形例における液管４０を例示する平面図である。図２７に示すように、第１の実施の形態の変形例と同様に、２つの第３の領域９３が２つの第２の領域９２の間に位置し、２つの第３の領域９３の間に第１の領域９１が位置する。そして、第１の領域９１内で、液管４０の上面１ａ（金属層６１の上面６１ａ）に凹部７４が形成されている。また、図示は省略するが、液管４０の下面１ｂ（金属層６６の下面６６ａ）には、凹部７４と同様の形態の凹部が形成されている。凹部７４等は、液管４０の上面１ａ及び下面１ｂの第２の領域９２及び第３の領域９３には形成されない。すなわち、凹部７４等は、平面視において液管４０の流路５０の管壁（金属層６２ｗ～６５ｗ）及び多孔質体６０と重ならないようにして、それぞれ液管４０の上面１ａ及び下面１ｂに形成されている。

【0128】

他の構成は第４の実施の形態と同様である。

【0129】

変形例によっても第４の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0130】

なお、第４の実施の形態及びその変形例において、凹部７４等の幅及び深さは均一でなくてもよい。例えば、第３の領域９３に近く位置する部分ほど、すなわち多孔質体６０に近く位置する部分ほど幅及び深さが小さくなっていてもよい。第３の領域９３に近く位置する部分ほど幅及び深さが小さい場合、第３の領域９３の第１の領域９１との境界近傍において、より確実に多孔質体６０を構成する金属層に外部からの圧力を作用させやすくなる。

【0131】

なお、凹部の断面形状は、図４、図７、図８、図１０等に示すような角部を有する形状に限定されない。図２８は、凹部の形状を例示する断面図である。例えば、図２８（ａ）に示すように、凹部７１に代えて、内壁面が湾曲面からなる凹形状の凹部７５が金属層６１に形成されていてもよい。また、凹部７６に代えて、内壁面が湾曲面からなる凹形状の凹部７７が金属層６６に形成されていてもよい。内壁面が湾曲面からなる凹形状としては、例えば、断面形状が略半円形や略半楕円形となる凹形状が挙げられる。溝状の凹部についても、長手方向に垂直な断面の形状が、略半円形や略半楕円形となっていてもよい。

【0132】

液管４０内のどの部位に多孔質体６０を位置させるかは特に限定されない。ただし、液管４０の管壁から間隔をおいて多孔質体６０を設けることが好ましい。これは、管壁と多孔質体６０との間に作動流体Ｃが流れる微細な流路５０が形成され、作動流体Ｃが液管４０内を流れやすくなるためである。

【0133】

多孔質体６０の構成に関し、多孔質体６０の最外層にも有底孔が形成されていてもよい。例えば、１層目の金属層６１に、下面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む複数の有底孔が形成されていてもよく、６層目の金属層６６に、上面側から厚さ方向の略中央部にかけて窪む複数の有底孔が形成されていてもよい。

【0134】

多孔質体６０の構成に関し、隣接する金属層の界面にも細孔が形成されていてもよい。例えば、金属層６２～６５において、隣接する金属層間で有底孔が平面視で部分的に重複することで細孔が形成されていてもよい。

【0135】

また、多孔質体６０を構成する細孔は、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構成された細孔に限定されない。例えば、多孔質体６０を構成する細孔が、厚さ方向に貫通する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して構成された細孔であってもよい。

【0136】

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】

【0137】

１ ループ型ヒートパイプ
１０ 蒸発器
２０ 凝縮器
３０ 蒸気管
４０ 液管
５０ 流路
６０ 多孔質体
６１～６６ 金属層
７１、７２、７３、７３Ａ、７３Ｂ、７４、７４Ａ、７４Ｂ、７５、７６、７７ 凹部
９１ 第１の領域
９２ 第２の領域
９３ 第３の領域

【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】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】