JP4035155B1 - ヒートパイプ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

高温下でも確実に封止効果を発揮し続け、従来よりも一段と長寿命化を図ることができる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。また、生産性を向上して一段と低価格化を図り、長寿命化を図ることができるヒートパイプを提供することを目的とする。
本発明のヒートパイプ１では、冷媒注入孔４及び空気排出孔５の周辺領域に対向する蒸気拡散流路44内に、上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60が密着して支柱構造を形成するようにした。これによりヒートパイプ１では、プレス75からの外力を上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60からなる支柱構造で受け止め、当該外力によって上板２又は下板３が破損して内部空間10aが潰れることを防止できる。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明はヒートパイプとその製造方法に関し、特に薄型で、かつ平板状でなるヒートパイプに適用して好適なものである。

ヒートパイプとして、特開２００２−０３９６９３号公報及び特開２００４-０７７１２０号公報等により紹介されたものがある。そのようなヒートパイプは、冷媒循環用孔を有する薄板からなる仕切板等を複数重ね合わせ、その重ね合わせたものの上下に外壁部材を重ねる等して内部に冷媒循環空間を有する冷却部本体（コンテナ）を構成し、その冷却部本体内の冷媒循環空間に例えば水等の冷媒が封入されている。

ここで、冷却部本体内への冷媒の封入は、例えばヒートパイプの側面又は上面若しくは下面に孔を設け、その孔を通じて冷媒を内部に注入し、その注入後、かしめ等により閉塞するという方法で行われていた。

このようなヒートパイプでは、薄い板状の部材でヒートパイプを構成しているので、平坦で薄型のフラット型ヒートパイプを提供できるという利点があり、更に、各冷媒循環用孔の互いに重ね合った部分が冷媒の通る流路となり、毛細管現象によって冷媒が冷媒循環用孔のずれた部分を移動し、熱伝導性が良好である等いくつかの利点がある。

このようなヒートタイプは、同じような金属、外形、容積の金属体と比較して数倍乃至数十倍の熱スプレッド効果を有し、ＣＰＵ（中央処理装置）やＬＥＤ（発光ダイオード）等放熱の重要性が高い装置の放熱に最適であるといえる。
特開２００２−０３９６９３号公報 特開２００４−０７７１２０号公報

ところで、従来においては、冷媒注入孔から冷却部本体内に例えば冷媒として水を注入した後、封止部材によって当該冷媒注入孔を閉塞している。そして、このような封止部材の材質としては、半田が知られているが、この場合、冷却部本体の材質（例えば、銅、銅系材料、或いはアルミニウム、アルミニウム系材料）と封止部材の材質とが異なることになる。すると、冷却部本体の内部空間に封入された冷媒が、当該冷却部本体及び封止部材に接し、局部電池作用が生じる可能性がある。

すなわち、冷媒は、例えばイオン（帯電した不純物）を含まない純粋な水を使用するよう充分に注意しても、ほんの僅かとはいえイオンが含有することは避け難い。これにより冷却部本体内では、必然的に局部電池が構成されて局部電池作用が生じ、それにより腐食が生じる虞がある。そこで、このようなヒートパイプでは、従来においても長寿命化が図られているものの、局部電池作用による腐蝕を防止して従来よりも一段と長寿命化を図ることが望まれている。

また、封止部材として半田を使用した場合には、半田の融点が低いので例えば１８０〜２２０℃程度の高温で封止効果が低減乃至消滅する可能性があるため、高温下でも確実に封止効果を発揮し続けることが望まれている。

ところで、前述の通り、特開２００２−０３９６９３号公報及び特開２００４−０７７１２号公報により紹介されたヒートパイプ等においては、小型化及び薄型化を図るに従ってその分機械的強度が弱くなり、冷媒注入孔を封止部材で閉塞する課程で、冷却部本体がその冷媒注入孔の部分で破損する虞がある。

すなわち、冷却部本体では、仕切板の冷媒循環用孔に対応する位置に冷媒注入孔が配置されると、封止部材を冷媒注入孔に押し込んで閉塞する過程で、封止部材に加わる力で冷媒注入孔の周辺が潰れる等の破損が生じる虞があり、生産性を向上し難いという問題があった。また、使用過程においても、冷媒注入孔の部分で破損する虞が生じる。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、高温下でも確実に封止効果を発揮し続け、従来よりも一段と長寿命化を図ることができる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。また、生産性を向上して一段と低価格化を図り、従来よりも一段と長寿命化を図ることができるヒートパイプを提供することを目的とする。

本発明のヒートパイプは、内部空間に冷媒の循環経路が形成された金属からなる冷却部本体と、前記冷却部本体に形成され、前記内部空間に前記冷媒を注入するための冷媒注入孔と、前記内部空間に前記冷媒を封入するために前記冷媒注入孔を閉塞する封止部材とを備え、前記封止部材が前記冷却部本体と同質の可塑性金属からなることを特徴とする。

本発明のヒートパイプは、前記冷却部本体には、上板及び下板間に設けた１又は複数の中板によって、内部空間に前記循環経路が形成され、前記中板には、前記冷媒注入孔の周辺領域に対応する部分に形成された所定の厚みを有した補強部と、前記冷媒注入孔に対応する部分に形成された冷媒用孔とを備えることを特徴とする。

本発明のヒートパイプは、内部空間に冷媒の循環経路が形成された冷却部本体と、前記冷却部本体に形成され、該冷却部本体の内部空間に前記冷媒が注入されて封止部材により閉塞される冷媒注入孔とを備え、前記冷媒注入孔から前記内部空間に前記冷媒が微小粒子状にされて注入されることを特徴とする。

本発明のヒートパイプは、上板及び下板間に設けた１又は複数の中板によって、内部空間に冷媒の循環経路が形成された金属からなる冷却部本体と、前記冷却部本体に形成され、前記内部空間に前記冷媒を注入するための冷媒注入孔と、前記内部空間に前記冷媒を封入するために前記冷媒注入孔を閉塞する封止部材とを備え、前記封止部材が前記冷却部本体と同質の可塑性金属からなり、前記中板は、前記冷媒注入孔の周辺領域に対応する部分に形成され、所定の厚みを有した補強部と、前記冷媒注入孔に対応する部分に形成された冷媒用孔とを有し、前記冷媒注入孔から前記内部空間に前記冷媒が微小粒子状にされて注入されることを特徴とする。

本発明のヒートパイプは、前記冷媒注入孔を閉塞した前記封止部材が前記冷却部本体の表面から突出していないことを特徴とする。

本発明のヒートパイプは、前記封止部材で前記冷媒注入孔を完全に閉塞する状態になるまでは外部と前記内部空間とを連通させる状態を保ち、前記冷媒注入孔が完全に閉塞する状態になると、前記封止部材で閉塞されるガス抜き溝が前記冷媒注入孔の内周面に形成されていることを特徴とする。

本発明のヒートパイプは、前記循環経路には冷媒が蒸気となって拡散する蒸気拡散流路を備え、前記冷媒注入孔に対応した部分が前記蒸気拡散流路に配置され、前記補強部には、前記蒸気拡散流路内で前記冷媒が蒸気となって拡散する拡散方向に沿ってスリットが形成されていることを特徴とする。

本発明のヒートパイプの製造方法は、金属でなる冷却部本体に形成した冷媒注入孔から、冷媒の循環経路が形成された前記冷却部本体の内部空間に前記冷媒を注入する注入工程と、前記冷却部本体と同質の可塑性金属からなる封止部材を、前記冷媒注入孔に載置する載置工程と、真空下で前記封止部材を加圧することにより該封止部材で前記冷媒注入孔を閉塞する封止工程とを備えることを特徴とする。

本発明のヒートパイプの製造方法は、冷却部本体に形成した冷媒注入孔から、冷媒の循環経路が形成された前記冷却部本体の内部空間に前記冷媒を注入する注入工程と、前記冷媒注入孔に封止部材を載置する載置工程と、真空下で前記封止部材を加圧することにより該封止部材で前記冷媒注入孔を閉塞する封止工程とを備え、前記注入工程では、前記冷媒を微小粒子状にして前記冷媒注入孔から前記内部空間に注入することを特徴とする。

本発明のヒートパイプの製造方法は、所定の厚みを有する補強部を備える１又は複数の中板を上板及び下板間に設け、前記中板によって前記上板及び前記下板間の内部空間に前記循環経路を形成し、前記上板又は前記下板に有する前記冷媒注入孔の周辺領域に対応した部分に、前記中板の前記補強部が設けられた前記冷却部本体を形成する形成工程を、前記注入工程の前に備えることを特徴とする。

本発明のヒートパイプの製造方法は、上板及び下板間に設けた１又は複数の中板によって、内部空間に冷媒の循環経路が形成されており、前記中板には、前記上板又は前記下板に形成された冷媒注入孔の周辺領域に対応した部分に所定の厚みを有する補強部が形成されていると共に、前記冷媒注入孔に対応する部分に冷媒用孔が形成されている金属でなる冷却部本体を用意する準備工程と、前記冷媒注入孔から前記冷却部本体の内部空間に前記冷媒を注入する注入工程と、前記冷却部本体と同質の可塑性金属からなる封止部材を、前記冷媒注入孔に載置する載置工程と、真空下で前記封止部材を加圧することにより該封止部材で前記冷媒注入孔を閉塞する封止工程とを備え、前記注入工程では、前記冷媒を微小粒子状にして前記冷媒注入孔から前記内部空間に注入することを特徴とする。

本発明のヒートパイプの製造方法は、前記封止工程は、前記封止部材で前記冷媒注入孔を完全に閉塞する状態になるまで、前記冷媒注入孔の内周面に形成されたガス抜き溝を介して外部と前記内部空間とが連通した状態が保たれることを特徴とする。

本発明のヒートパイプの製造方法は、前記封止工程は、前記真空下で前記封止部材を加圧することにより該封止部材で前記冷媒注入孔を仮封止した後、前記封止部材を加圧し続けながら加熱することにより該封止部材で前記冷媒注入孔を完全封止することを特徴とする。

請求項１のヒートパイプ及び請求項７のヒートパイプの製造方法によれば、ヒートパイプの内部空間内からガス抜きを確実に行なうことができ、高温下でも確実に封止効果を発揮し続け、従来よりも一段と長寿命化を図ることができるヒートパイプを提供できる。

また、本発明のヒートパイプによれば、従来よりも生産性を向上して一段と低価格化を図り、長寿命化を図ることができるヒートパイプを提供できる。

本発明は、冷媒注入孔を有する冷却部本体の内部空間に冷媒を注入した後、冷却部本体と同質又は類似の可塑性金属からなる封止部材を冷媒注入孔上に載置し、真空下での加圧により当該封止部材で冷媒注入孔を封止する。更には、その封止部材による封止効果を確実に得るために、その加圧を続けながら加熱をすることにより封止部材を圧着させ、これにより冷媒注入孔が完全に封止してヒートパイプが製造され得る。

これによりヒートパイプでは、冷却部本体が金属からなり、かつ封止部材が冷却部本体と同質又は類似の可塑性金属からなることにより、冷却部本体及び封止部材が冷媒に触れたり或いは晒されても、当該冷却部本体と封止部材とによる局部電池作用が生じず、当該局部電池作用による腐食を防止でき、かくして従来よりも一段と長寿命化を図ることができる。

また、冷却部本体及び封止部材の材質として、例えば金、銀、銅、銅系材料、アルミニウム又はアルミニウム系の金属を用いた場合には、その融点が高いので、半田に比して２００〜３００℃程度の高温でも封止効果を維持でき、かくして高温下でも封止効果を確実に発揮し続けることができる。

なお、後述する実施例においては、ヒートパイプとして、平板状の上板及び下板の間に１又は複数の平板状の中板が挟み込まれることにより形成される冷却部本体が用いられている。この冷却部本体には、当該冷却部本体の周辺部側へ蒸気を拡散させる流路（以下、これを蒸気拡散流路と呼ぶ）と、上板及び下板間を上下方向として見たときに、毛細管現象によって当該上下方向や斜め方向へ冷媒が流れる流路（以下、これを毛細管流路と呼ぶ）とからなる循環経路が、１又は複数の中板によって内部に形成されている。因みに、上板の下内面には格子状等でなる凹んだ溝部が形成されているとともに、下板の上内面には格子状等でなる凹んだ溝部が形成されており、これら上板の下内面に形成された凹部（以下、これを上板内面溝部と呼ぶ）と、下板の上内面に形成された凹部（以下、これを下板内面溝部と呼ぶ）とを介して蒸気拡散流路及び毛細管流路が連通されている。

なお、上板内面溝部及び下板内面溝部により区切られた各領域には、先端部を平面状とした突起柱がそれぞれ形成されている。ここで突起柱の先端は、平面状であることから中板に密着し得る。ここで以下の実施例中では上板内面溝部及び下板内面溝部が格子状に形成されるが、それ以外の例えば網目などの形状パターンに形成しても良い。この場合、突起柱は、それに対応してその横断面が正方形、円形、楕円形、多角形、星形の柱状に形成される。

因みに、このヒートパイプは、蒸気拡散流路を例えば４隅の全隅角部を含めて周辺部に向けて放射状に形成することで、冷却部本体全体を万遍なく利用して被冷却装置の熱を効率的に拡散・放熱し得るので、熱伝導効果を高くすることができ、ヒートパイプとして最適であるといえる。ここで蒸気拡散流路の形状は、帯状や台形状、或いは中央部から周辺部に向けて幅寸法が次第に広くなったり、狭くなってもよく、この他種々の形状であっても良い。

中板が複数の場合には、重なり合った蒸気拡散流路用孔が完全に重なるようにしても良いし、蒸気拡散流路用孔が幅方向にずれるようにしても良い。中板が１枚のときは、蒸気拡散流路用孔自体が蒸気拡散流路となる。

また、中板が複数の場合には、これら複数の中板を重ね合わせることにより、重なり合った貫通孔によって、蒸気拡散流路に連通した毛細管流路が形成される。なお、各中板の貫通孔は、各中板毎に異なるパターンで形成されている場合や、全ての中板において同一パターンで形成されている場合もある。また、中板が１枚のときには、貫通孔自体が毛細管流路となる。

すなわち、各中板の各貫通孔の位置、形状、大きさが完全に一致し、各中板の貫通孔の対応するもの同士でそれと同位置、同形状、同大の毛細管流路が構成するように中板を上板及び下板間に設けるようにする態様があり得る。この場合の貫通孔延いては毛細管流路の形状は、例えば矩形（例えば正方形或いは長方形）で、角にアールＲがついていても良い。また、基本的には矩形ではあるが、その一部乃至全部の辺の面（毛細管流路の内周面）が波状、皺状等、表面積が広くなるようにしても良い。というのは、毛細管流路の内周面の表面積が広いと冷却効果が強くなるからである。また、毛細管流路の形状は、六角形でもよいし、円形でもよいし、楕円でもよい。

しかし、上板及び下板間を上下方向として見たときに、当該上下方向と直交する平面方向からの毛細管流路の断面積を、より小さく形成するには、複数の中板を、その貫通孔同士が完全に整合する位置より適宜ずらし、一部のみが重なるようにすると、毛細管流路の実質的な断面積を、中板の各貫通孔の平面方向の断面積に比して小さくすることができる。

具体的には、例えば中板が２枚の場合にあっては、当該２枚の中板の貫通孔の大きさ、形状、配置ピッチを同じにしつつ、その配置位置をその配置ピッチの２分の１だけ所定方向（例えば、横方向（貫通孔が四辺状のとき一辺方向））にずらすと、毛細管流路の実質的な断面積を、各中板の貫通孔の断面積の約２分の１に小さくすることができることができる。更に、２枚の中板の貫通孔の配置位置を上記一方向と交差する方向（例えば縦方向（貫通孔の一辺方向と直交した他辺方向））にもずらすと、毛細管流路の実質的な断面積を、中板の各貫通孔の断面積の約４分の１に小さくすることができる。なお、各中板において貫通孔をずらして配置した場合には、冷媒が上下方向のみならず、当該上下方向から斜め方向に傾いて流れるような毛細管流路が形成されることになる。

冷却部本体や、当該冷却部本体を構成する上板、下板及び中板と、冷媒注入孔を閉塞する封止部材の材質とは、熱伝導性、機械的強度等の面から銅、或いは銅合金等の銅系金属が最適であるが、必ずしもそれに限定されず、例えば、材料費が安い等の利点を有するアルミニウムやアルミニウム合金等、アルミニウムを含むアルミニウム系金属を用いても良いし、鉄、鉄合金、ステンレス等の鉄系金属、金、銀を用いても良い。

なお、冷却部本体を銅或いは銅合金等の銅系金属により形成した場合、冷却部本体の外表面は、銅或いは銅系金属による封止部材の表面を含め、ニッケルメッキされるのが普通である。

そして、冷媒は、潜熱の大きな水（純水、蒸留水等）が最適であると言えるが、必ずしも水に限定されず、例えば エタノール、メタノール、アセトン等が好適である。

冷媒注入孔は、置いた封止部材により塞がれる開口部と、その内周面に形成されたガス抜き溝とで構成するようにすれば、封止部材による閉塞作業を行なう際に、そのガス抜き溝を通じて冷却部本体内のガス抜きを行なうことができる。

すなわち、このヒートパイプでは、封止部材で冷媒注入孔を封止する際に、ガス抜き溝を介して真空脱気を行なえ、仮に冷却部本体を腐食させる有害成分が内部空間に存在していても、内部空間の空気がガス抜き溝を通じて抜かれることから、当該空気と共に内部空間から有害成分を確実に除去できる。また、冷却部本体の内面に付着した不純物を予め除去しておくことで、封止後の当該内面からのアウトガスを抑制し、内部腐食による寿命低下を防止し得るヒートパイプを提供できる。

そして、このヒートパイプでは、可塑性金属からなる封止部材を加熱・加圧することで、当該封止部材が塑性変形しながら圧着して封止栓となる。従って、このヒートパイプでは、封止部材によりガス抜き溝も確実に閉塞することができ、これにより冷媒注入孔を完全に遮断できるので、冷媒が冷却部本体の内部空間に封入され、冷媒の漏れを確実に防止できる。

なお、ノズルにて冷媒を内部空間に注入する冷媒注入孔とは別に、例えば同程度の大きさの空気排出孔を冷却部本体に設けても良く、この場合、冷媒注入孔を通じて冷媒を注入する際に内部空間の空気が空気排出孔を通じて抜け、よりスムーズに冷媒の注入を行なえる。

冷媒の供給は通常のノズルを使用しても良いが、インクジェットノズル等を用いて冷媒を微細な冷媒粒子にし霧状にして冷却部本体内に注入するようにしても良い。

これにより、大きな水滴が冷媒注入孔の周辺に着いて冷媒の表面張力によって冷媒注入孔が水滴で覆われるような状態を防止でき、かくして当該水滴の発生を防止するために内部空間を減圧する減圧作業を省くことができる。その際、ノズルを冷却部本体に非接触に保ちながら供給を行なうようにすると良い。

なお、冷却部本体に空気排出孔を設けなくても、冷媒注入孔からの冷媒の注入は可能であるが、空気排出孔を設けたほうが一段とスムーズな冷媒注入が可能となるので、より好ましいといえる。なお、冷媒注入孔の他に空気排出孔を冷却部本体に設けた場合、上述した封止部材による閉塞は、冷媒注入孔に対してのみならず、空気排出孔に対しても行なうことができる。

因みに、冷媒を霧状にして供給するノズルとしては、インクジェットノズルや、冷媒を小さな微粒子状にできるマイクロディスペンサー、更に冷媒を超微粒子状にできるナノリットルレベルディスペンサーを用いても良い。

ところで、ヒートパイプは、被冷却装置の小型化、薄型化に伴って冷却部本体自体の小型化、薄型化の要請が強まっているが、その要請に応えようとすると、強度が弱くなるので、冷却部本体の冷媒注入孔を銅等の金属体で閉塞する過程や、使用過程で破損し易くなる。

これに対して本願発明のヒートパイプでは、冷却部本体の内部空間に設けた中板において、冷媒注入孔の周辺領域と対応する部分に所定の厚みを有する補強部を設けることにより、当該冷媒注入孔の周辺領域における機械的強度を向上させ、生産過程や使用過程での破損を防止でき、かくして従来よりも生産性を向上して一段と低価格化を図り、長寿命化を図ることができる。

中板を複数設けた場合には、全部の中板について補強部を設けることにより、当該補強部が積層して密着し、これら補強部により支柱構造が形成され、冷媒注入孔の周辺領域での機械的強度を一段と向上させることができる。なお、一部の中板についてのみ補強部を設けるようにしても良い。

また、冷媒注入孔の周辺領域と対応する部分に補強部を設けた場合には、冷媒注入孔に対応する部分に、当該冷媒注入孔と連通する冷媒用孔を補強部に形成することが好ましい。これにより内部空間に冷媒注入孔を介して冷媒を注入した際には、冷媒用孔及びスリットによって冷媒を中板や下板まで満遍なくいき渡らせることができる。

さらに、冷媒注入孔に対応した部分が、中板が形成する中空構造の蒸気拡散流路上に配置される場合には、冷媒が蒸気となって蒸気拡散流路を通過するときの拡散方向に沿ってスリットを形成するようにしても良い。これにより、蒸気拡散流路を拡散する蒸気となった冷媒は、補強部によって妨げられることなく周辺部まで拡散し得、放熱効果を維持できる。なお、スリットは、中板の全ての補強部に形成するようにしても良いが、一部の中板の補強部にのみ形成するようにしても良い。

以下、本発明を図示実施例に従って詳細に説明する。

図１は、実施例によるヒートパイプ１の上外面の外観構成を示すものである。このヒートパイプ１は、銅或いは銅合金等の熱伝導性の高い高熱伝導材料たる銅系金属で成形された上板２及び下板３を備え、上板２の上外面2aに冷媒注入孔４及び空気排出孔５が穿接されている。この実施例の場合、冷媒注入孔４は、対向する１対の隅角部のうち一方の隅角部近傍に設けられているとともに、空気排出孔５は、当該一方の隅角部と対角線上に対向する他方の隅角部近傍に設けられている。

これら冷媒注入孔４及び空気排出孔５は、当該空気排出孔５で内部空間（後述する）と外部とを連通させたまま、冷媒注入孔４から内部空間に水等でなる冷媒が注入された後、上板２及び下板３と同質の銅系金属からなる封止部材８を塑性変形させて封止されている。

このヒートパイプ１は、図１のヒートパイプ１のＡ−Ａ’部分における断面構成を示す図２Ａと、図１のヒートパイプ１のＢ−Ｂ’部分における断面構成を示す図２Ｂとのように、下板３の下外面の中央部に例えばＩＣ（半導体集積装置）やＬＳＩ（大規模集積回路装置）、ＣＰＵ等の発熱体たる被冷却装置HEが装着され得る。

実際上、このヒートパイプ１は、下板３の上に第２中板7a、第１中板6a、第２中板7b及び第１中板6bが順に積層された後、さらに当該第１中板6bの上に上板２が積層され、図示しない各位置決め孔に基づき位置決めされて直接接合されることにより一体化され、冷却部本体10を形成するようになされている。

因みにここで直接接合とは、接合しようとする第１及び第２の面部を密着させた状態で加圧しつつ、熱処理を加えることで、第１及び第２の面部間に働く原子間力により原子同士を強固に接合させることであり、これにより接着剤等を用いることなく第１及び第２の面部を一体化し得るものである。

冷却部本体10の内部空間10aには、第１中板6a，6bと、第２中板7a，7bとが順次交互に積層されることによって、図２Ａに示すように、被冷却装置HEが設けられた部分と対向する領域及びその周辺領域（以下、これら合わせて被冷却装置周辺領域と呼ぶ）33aから周辺部12へ放射状に延びた蒸気拡散流路44と、図２Ｂに示すように微細な毛細管流路42とが形成される。なお、図２Ａは冷却部本体10内が毛細管流路42と蒸気拡散流路44とに区分されている領域部分での断面図であり、図２Ｂは冷却部本体10内が毛細管流路42で埋めつくされている領域部分での断面図である。

この冷却部本体10の内部空間10a内には水でなる冷媒Ｗが減圧化で所定量封入されており、これにより冷媒Ｗの沸点を下げ、被冷却装置HEからの僅かな熱により冷媒Ｗが蒸気となって蒸気拡散流路44及び毛細管流路42を循環し得るようになされている。

次に、本実施例における上板２、第１中板6a，6b、第２中板7a，7b及び下板３の各詳細構成を示し、先ず始めに蒸気拡散流路44及び毛細管流路42について以下簡単に説明する。図３Ａは上板２の上外面2aの構成を示し、図３Ｂは上板２の下内面2bの構成を示すものである。また、図４Ａは下板３の下外面3aの構成を示し、図４Ｂは下板３の上内面3bの構成を示すものである。図５は、上板２及び下板３間に挟み込まれる第１中板6a，6bの構成を示し、図６は、第１中板6a，6bと同様に、上板２及び下板３間に挟み込まれる第２中板7a，7bの構成を示すものである。

上板２は、図３Ｂに示すように、厚さが例えば５００μｍ程度でほぼ正方形状からなる本体部21を有する。本体部21の下内面2bには、額縁状の周辺部12を除いて、格子状に凹んだ上板内面溝部23が形成されている。上板２は、上板内面溝部23によって格子状に区切られた各領域に、先端部を平面状とした突起柱24がそれぞれ設けられている。

下板３は、図４Ｂに示すように、上板２と同様に厚さが例えば５００μｍ程度でほぼ正方形状からなる板状の本体部11を有する。本体部11の上内面3bには、額縁状の周辺部12を除いて、格子状に凹んだ下板内面溝部14が形成されている。下板３は、下板内面溝部14によって格子状に区切られた各領域に、先端部を平面状とした突起柱15がそれぞれ設けられている。

また、図５に示すような第１中板6a,6bの本体部31と、図６に示すような第２中板7a, 7bの本体部32とは、上板２及び下板３と同じ銅系金属からなり、厚さが例えば70〜200μｍ程度で、下板３の本体部11と同じほぼ正方形状に形成されている。

ここで、第１中板6a, 6bについては同一寸法及び同一形状であることから、以下、第１中板6a, 6bのうち第１中板6aについてのみ着目して説明する。図５に示すように、第１中板6aの本体部31には、蒸気拡散流路用孔34と、毛細管形成領域36とが形成されている。毛細管形成領域36は、被冷却装置周辺領域33aと、隣接する蒸気拡散流路用孔34間の領域であって、被冷却装置周辺領域33a以外の領域33bとから構成されている。なお、被冷却装置周辺領域33aは、本体部31を下板３の本体部11に積層したときに当該下板３に設けた被冷却装置HEと対向する領域である。蒸気拡散流路用孔34は、帯状に形成されており、被冷却装置周辺領域33aから四隅を含めて放射状に延びるように穿設されている。

毛細管形成領域36には、毛細管流路42（図２Ａ及び図２Ｂ）を形成するための複数の貫通孔37が第１のパターン（後述する）で穿設されている。実際上、この毛細管形成領域36では、格子状の仕切り壁38を有し、この仕切り壁38によって区切られた各領域が貫通孔37となっている。

貫通孔37は、図７に示すように、四辺状からなり、第１のパターンとして、所定間隔で規則的に配置されているとともに、各四辺が本体部32の外郭たる周辺部12の四辺とそれぞれ平行となるように配置されている（図５）。因みに、この実施例の場合、貫通孔37の幅は例えば280μｍ程度に選定されているとともに、仕切り壁38の幅は例えば70μｍ程度に選定されている。

一方、図６に示した第２中板7a, 7bは、第１中板6a, 6bと同一寸法で形成されている。なお、ここでは、以下、第２中板7a, 7bのうち第２中板7aについてのみ着目して説明する。第２中板7aは、図６に示すように、毛細管形成領域36と蒸気拡散流路用孔34とが第１中板6a, 6bと同様に設けられているが、毛細管形成領域36に穿設した複数の貫通孔40が、上述した第１のパターンと異なる第２のパターン（後述する）で穿設されている。第２中板7aの毛細管形成領域36では、格子状の仕切り壁41が形成され、この仕切り壁41によって区切られた各領域が貫通孔40となっている。図７に示すように、この貫通孔40は、四辺状からなり、第２のパターンとして、第１のパターンと同様に所定間隔で規則的に配置され、かつ各四辺が本体部32の周辺部12の四辺とそれぞれ平行となるように配置され、かつ第１中板6aの各貫通孔37と所定距離だけずらして配置されている。

この実施例においては、例えば第１中板6aと第２中板7aを位置決めして積層させたときに、第１中板6aの貫通孔37が、第２中板7aにおける貫通孔40の一方の辺のＸ方向に、辺の２分の１だけずれるとともに、当該一方のＸ方向と直交する他方の辺のＹ方向に、辺の２分の１だけずれるように配置されている。これにより、第１中板6aの１つ貫通孔37には、第２中板7aの互いに隣接する４つの貫通孔40が重なり合うことにより、４つの毛細管流路42が形成され得るようになされている。これにより、貫通孔37には、各貫通孔37，40よりもはるかに小さく、かつ細かく区切られ表面積の小さい毛細管流路42を多く形成し得るようになされている。

かくしてヒートパイプ１には、第２中板7a，7bと第１中板6a，6bとが順次交互に積層されることにより、図８に示すように、貫通孔37，40がずれて毛細管流路42が形成されるとともに、蒸気拡散流路用孔34が重なり合って蒸気拡散流路44が形成される。また、これら蒸気拡散流路44及び毛細管流路42は、上板内面溝部23及び下板内面溝部14を介して連通されている（図２Ａ及び図２Ｂ）。

これにより、このヒートパイプ１では、蒸気拡散流路44及び毛細管流路42が設けられた箇所となる図１のＡ−Ａ´での側断面構成を示す図９Ａのように、被冷却装置周辺領域33aの各毛細管流路42内に冷媒Ｗが常に存在していることから、各毛細管流路42内の冷媒Ｗが被冷却装置周辺領域33aの突起部分から伝わった熱を速やかに、かつ確実に吸熱して蒸発を開始し、周辺部12にまで延びる蒸気拡散流路44と上板内面溝部23と下板内面溝部14によって冷媒Ｗが拡散する。

すなわち、冷媒Ｗは、第１中板6aの正面構成を示した図１０に示すように、下板３に設けられた被冷却装置HEを中心に冷媒Ｗが蒸気拡散流路44と上板内面溝部23と下板内面溝部14に沿って放射状に均等に拡散して周辺部12まで拡散する。

そして、このヒートパイプ１では、毛細管流路42で埋め尽くされた箇所となる図１のＢ−Ｂ´での側断面構成を示す図９Ｂのように、上板内面溝部23や下板内面溝部14、周辺部12等において放熱凝縮して液化した冷媒Ｗが、上板内面溝部23及び下板内面溝部14から毛細管流路42に入り込み、当該毛細管流路42などを通って再び被冷却装置周辺領域33aまで戻ることができる。これにより、冷媒Ｗは、第１中板6aの正面構成を示した図１１のように、放射状に配置された領域33bの毛細管流路42を通って被冷却装置HEの周辺から当該被冷却装置HEを均等に冷却できる。

次に、本願発明の冷却部本体10における冷媒注入孔４及び空気排出孔５の周辺領域の構成について以下説明する。なお、冷媒注入孔４と空気排出孔５とは同一構成でなることから説明の便宜上、以下冷媒注入孔４について着目して説明する。

図１２Ａは、上板２の下内面2bに形成された冷媒注入孔４の近傍領域の一部詳細構成を示す正面図と、正面図におけるＣ―Ｃ´部分での断面図とである。上板２の下内面2bは、冷媒流入孔４を取り囲むようにして当該冷媒注入孔４の周辺領域に円形状に形成された上板補強部50が設けられている。この上板補強部50は、上板内面溝部23よりも厚みを有し、上板内面溝部23間に設けた突起柱24及び周辺部12の厚みと同じ厚みに選定されている。

この実施例の場合、冷媒注入孔４は、中心にある円柱状の開口部4aの直径が例えば５００〜１０００μm程度の微細孔であり、内周面にガス抜き溝4bが形成され、さらにこれら開口部4a及びガス抜き溝4b上に球状の封止部材８を安定しておけるように凹部4cが形成されている。

この実施例の場合、ガス抜き溝4bは、冷媒注入孔４の正面構成を示す図１５Ａのように、開口部4aの直径よりも小さい直径でなる半円状からなり、開口部4aの内周面に等間隔で４つ配置された構成を有する。

図１２Ｂ及び図１２Ｄは、第１中板6a，6bに形成された中板補強部52の近傍領域の一部詳細構成を示す正面図である。この第１中板6aの中板補強部52は、円形状で上板補強部50と同一形状からなり、当該上板補強部50と対向する位置に形成されている。この実施例の場合、中板補強部52は、蒸気拡散流路用孔34に形成されることから、仕切り壁38に一体成形され、当該蒸気拡散流路用孔34の隅角部を区分けしている。また、この中板補強部52は、仕切り壁38及び周辺部12の厚みと同じ厚みに選定され、上板２の冷媒注入孔４の開口部4aと対向する位置に冷媒用孔53が穿設されている。

図１２Ｃ及び図１２Ｅは、第２中板7a，7bに形成されたスリット付補強部55の近傍領域の一部詳細構成を示す正面図である。この第２中板7a，7bのスリット付補強部55は仕切り壁41と一体成形されており、第１中板6a，6bの中板補強部52とは蒸気拡散流路用孔34と連通したスリット56が形成されている以外同一構成を有する。冷媒用孔57は、上板２の冷媒注入孔４における開口部4aと対向する位置に穿設され、スリット56と連通した構成を有する。

実際上、スリット付補強部55は、蒸気拡散流路用孔34における蒸気が拡散する拡散方向（この場合、第２中板7a，7bの中心点から隅角部に向う方向）Ｄに沿ってスリット56が形成され、蒸気拡散流路用孔34と連通して蒸気が隅角部まで拡散し得るようになされている。なお、このスリット56は、例えば、直線状に形成されており、その幅が０．３ｍｍ程度に選定されている。

図１２Ｆは、下板３の上内面3bに形成された下板補強部60の近傍領域の一部詳細構成を示す正面図である。下板３の上内面3bは、中板補強部52及びスリット付補強部55と対向する領域に、円形状に形成された下板補強部60が設けられている。この下板補強部60には、下板内面溝部14よりも厚みを有し、下板内面溝部14間に設けた突起柱15及び周辺部12の厚みと同じ厚みに選定されている。この下板補強部60には、下板内面溝部14と連通するスリット対向溝61及び中央凹部62が形成されている。スリット対向溝61は、例えば幅が３００μm程度であり、スリット56と対向するように下板補強部60に直線状に形成されている。中央凹部62は上板２の冷媒注入孔４の開口部4aに対向する部分に円形状に形成されている。

ここで図１３は、下板３の上に第２中板7a、第１中板6a、第２中板7b及び第１中板6bを順に積層した後、さらに当該第１中板6b上に上板２を積層したときの、上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60の詳細構成を示す断面図である。

上板２の冷媒注入孔４の周辺領域下方では、上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60が密着することにより支柱構造を形成して機械的強度を向上させ得るようになされている。

また、ノズル70から冷媒注入孔４へ１滴ずつ高速（例えば１秒当たり１０００滴）で連続的に滴下された冷媒粒子W1は、上板２の開口部4a、第１中板6bの冷媒用孔53及び第２中板7bの冷媒用孔57等を通過して、下板３のスリット対向溝61及び中央凹部62にまで到達するとともに、各スリット56を介して冷却部本体10の内部空間10a（図２Ａ）全域にゆき渡るように構成されている。

次にヒートパイプ１の製造方法について以下説明する。図１４Ａ〜図１４Ｅと、図１６Ａ及び図１６Ｂは、ヒートパイプ１についての製造方法の一例を示すもので、図１４Ａに示したように、先ず下板３上に、第２中板7a、第１中板6a、第２中板7b、第１中板6b及び上板２の順に下から順に積層してゆく。

第１中板6a，6b及び第２中板7a，7bには、上面から突出した接合用突起72が周辺部12に沿って額縁状に形成されている。また、下板３には、本体部11の上内面3bから突出した接合用突起73が周辺部12に沿って額縁状に形成されている。

次いで、第２中板7a、第１中板6a、第２中板7b、第１中板6b及び上板２を最適な位置で重ね合わせて下板３に積層させたままこれら上板２と、下板３と、第１中板6a, 6bと、第２中板7a, 7bとを、融点以下の温度で加熱しつつ、さらに加圧し、接合用突起72，73を介して直接接合させる。

このようにして上板２と、下板３と、第１中板6a, 6bと、第２中板7a, 7bとは、図１４Ｂに示すように、直接接合されることにより一体化した冷却部本体10を形成し得る。このとき、冷却部本体10は、上板２に形成された冷媒注入孔４及び空気排出孔５を介してのみ内部空間10aと外部とが連通した状態になる。

因みに、これら第１中板6a, 6b、第２中板7a, 7b及び下板３には、被冷却装置HEと対向する中央部分の四辺外郭位置にもそれぞれ突起74が設けられ、周辺部12のみならず、被冷却装置周辺領域33aの外郭位置等においても突起74が直接接合して一体化が図られる。このように冷却部本体10では、被冷却装置周辺領域33a等にも支柱構造を設けて機械的強度を向上させて、被冷却装置HEから発生する熱で冷媒が熱膨張して略中央部が外方へ膨らもうとする現象（以下、これをポップコーン現象と呼ぶ）により冷却部本体10自身が破壊されることを防止している。

そして冷却部本体10の内部空間10aには、第１中板6a, 6b及び第２中板7a, 7bの各蒸気拡散流路用孔34が重なり合うことにより蒸気拡散流路44が形成され、かつ各毛細管形成領域36が重なりあることにより毛細管流路42が複数形成され、これにより蒸気拡散流路44及び毛細管流路42からなる循環経路が構成され得る（図９Ａ及び図９Ｂ）。

このとき冷媒注入孔４及び空気排出孔５の周辺領域下方には、上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60が密着することにより支柱構造が形成され得る。

次いで、ヒートパイプ１の製造方法を順に示す図１４Ｃのように、冷却部本体10の内部空間10aには、冷媒注入孔４からノズル70を用いて冷媒Ｗ１（例えば水）が大気圧下で所定量注入される。この際、空気排出孔５は、冷媒供給時における空気の排出口となり、内部空間10aへの冷媒の注入をスムーズに行なわせ得るようになされている。なお、冷媒は、例えば水の場合、封入量が貫通孔37，40の総体積と同等相当とするのが好ましく、ヒートパイプ１の高寿命化のために、特にイオン汚染の無い超純水が好ましい。また、この際、空気排出孔５にて真空引きをすれば、より円滑に冷媒の注入ができる。

次に、例えば球状体でなる封止部材８を予め所定数用意しておき、ヒートパイプ１の製造方法を順に示す図１４Ｄのように、冷媒注入孔４及び空気排出孔５上に封止部材８を載置する。ここで冷媒注入孔４及び空気排出孔５は、図１５Ａに示すように、開口部4aの内周面に複数のガス抜き溝4bが形成されていることから、球状体の封止部材８が載置されても、図１５Ｂに示すように、ガス抜き溝4bによって冷却部本体10の内部空間10aと外部とが連通した状態に維持され、冷却部本体10の内部空間10a内のガス抜きを行なえ得るようになされている。

そして、ヒートパイプ１の製造方法を順に示す図１４Ｅのように、この状態のまま常温下でガス抜き溝4bを通じて減圧による真空脱気を、例えば10分程度行なう。この工程では、ガス抜き溝4bを介して真空脱気を行なうことで、内部空間10a内の空気がガス抜き溝4bを通じて抜かれ、当該空気と共に内部空間10a内から有害成分を除去し、アウトガスが減少し得る。なお、図１４Ｅ中の矢印は脱気（ガス抜き）の方向を示すものである。

その後、ヒートパイプ１の製造方法を順に示す図１６Ａのように、常温状態のまま、数分間プレス75によって封止部材８を上から加圧して低温加圧変形させる。このようにして低温真空加圧処理することにより封止部材８で冷媒注入孔４及び空気排出孔５を仮封止する。このとき冷媒注入孔４及び空気排出孔５が封止部材８で閉塞される。

ここで冷媒注入孔４及び空気排出孔５の周辺領域に対向する部分には、上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60が密着することにより、支柱構造が形成されていることから、プレス75により封止部材８を加圧する際、当該プレス75からの外力を支柱構造が受け止め、内部空間10aが潰れることなく、プレス75によって封止部材８を必要な外力で確実に加圧できる。

因みに、常温より高い温度にして封止部材８を加圧した場合には、冷媒の蒸気、例えば水蒸気が外部にリークし易くなるため好ましくない。従って真空脱気が行なわれる温度としては、25℃程度の常温が好ましい。

次に、低温真空加圧処理が終わると、例えば10分間程度、高温下で真空度を例えば0.5ＫＰａとした後、さらにプレス75によって封止部材８を上から加圧する。これにより封止部材８が高温加圧変形し、冷媒注入孔４及び空気排出孔５内に深く侵入して封止部材８でさらに強固に圧着され閉塞した状態になる。

すなわち、封止部材８は、主として加圧により塑性変形するとともに、補助的に（従として）加熱により塑性変形し、ガス抜き溝4bを含め冷媒注入孔４及び空気排出孔５閉塞し得る。かくして、図１５Ｃ及び図１６Ｂに示すように、球状体であった封止部材８は、塑性変形により冷媒注入孔４及び空気排出孔５の形となって、当該冷媒注入孔４及び空気排出孔５に圧着して実質的に封止栓となり、冷却部本体10の内部空間10aを封止する。このようにして冷媒注入孔４及び空気排出孔５を封止部材８で閉塞し終えると、加温停止、真空引き停止及びプレス75による加圧解除を行ない、当該加圧、加熱、真空引き処理を終える。

なお、そのとき封止部材８の外表面は、冷却部本体10の外表面と略同一平面上に形成することが好ましい。というのは、ヒートパイプ１の外表面の平坦性を保ち、これによりヒートパイプ１自身とそれに取り付けられる例えばフィン等のラジエターとの密着性を良くし、その間の熱伝導性を支障なく高めることができるからである。

その後、冷却部本体10の外表面は防錆等のため、ニッケルメッキされる。ここで仮に半田からなる封止部材を用いて冷媒注入孔４及び空気排出孔５を閉塞した場合には、半田に対して良好なニッケルメッキをすることは困難を伴うので、冷媒注入孔４及び空気排出孔５を閉塞した部分が良好にニッケルメッキされにくいという不都合が生じる。

これに対して本願発明では、冷却部本体10と同じ銅系金属でなる封止部材８を用いて冷媒注入孔４及び空気排出孔５を閉塞するので、そのような不都合は生ぜず、冷媒注入孔４及び空気排出孔５を閉塞した部分も良好にニッケルメッキできる。

因みに、このようなヒートパイプ１の製造方法（冷媒封入方法）によれば、真空下に複数のヒートパイプ１を並べ、各ヒートパイプ１の冷媒注入孔４及び空気排出孔５上に封止部材８を載置し、これら複数のヒートパイプ１に対して一度にガス抜きや、封止部材８の加圧及び加熱をし、全ての封止部材８を塑性変形させて一斉に冷媒を密封することができる。かくして冷媒注入孔４毎に個別に行われる従来のカシメ作業や溶接、接着等の面倒な作業を行なう封止方法に比較してヒートパイプ１の量産性を高めることができ、また量産性を高めることでヒートパイプ１の低価格化を図ることもできる。

なお、このヒートパイプ１では、内部空間10aを減圧状態（冷媒が水の場合、例えば０．５ＫＰａ程度）としたことで、冷媒の沸点が下がり、例えば50℃以下の常温よりも少し高い温度（例えば30℃〜35℃程度）でも冷媒が蒸気になり易くなる。これによりこのヒートパイプ１では、被冷却装置HEからの僅かな熱でも冷媒の循環現象を連続的に、かつ容易に繰り返すことができるように形成されている。

以上の構成において、ヒートパイプ１では、銅系金属からなる冷却部本体10と同質の可塑性金属でなる封止部材８を用いて、冷媒注入孔４及び空気排出孔５を閉塞するようにしたことにより、冷却部本体10及び封止部材８が冷媒に触れたり、或いは晒されても、当該冷却部本体10と封止部材８とによる局部電池作用が生じず、その結果、当該局部電池作用による腐食を防止できるので、その分従来よりも一段と長寿命化を図ることができる。

また、冷却部本体10及び封止部材８の材質として可塑性金属を用いた場合には、その融点が高いので、２００〜３００℃程度の高温でも封止効果を確実に発揮し続けることができる。

因みに、封止部材８として半田を使用した場合には、半田が有害な物質である鉛を含むので、鉛による封止に必要となる管理等のコストがかかるが、本発明では封止部材８の材質として銅系金属を用いたので、当該鉛に必要な管理等が不要となり、その分だけコスト低減を図ることができる。

また、銅系金属は熱伝導率が高く、熱拡散性を高くすることができるので、冷却部本体10を銅系金属で形成することが好ましいと言えるが、冷却部本体10を銅系金属で形成した場合には、防錆等のためその冷却部本体10の外表面をニッケルでメッキすることが普通に行われる。ここで冷却部本体10の冷媒注入孔４を半田で閉塞した場合には、ニッケルメッキのための前処理で半田が侵され、その半田の表面に密着力の弱いメッキ膜が生じ、その後に形成されるニッケルメッキ膜の下地との密着性が弱まるという問題が生じる。

これに対して本願発明のヒートパイプ１では、冷却部本体10を銅系金属で形成し、また冷媒注入孔４を閉塞する封止部材８も銅系金属でなることから、良好なニッケルメッキを外郭全体に対して確実に施すことができる。

また、このヒートパイプ１では、球状体の封止部材８が冷媒注入孔４及び空気排出孔５の形状に合わせて塑性変形して封止栓となることから、ヒートパイプ１の上外面から封止部材８が突出し難くなり、封止によりヒートパイプ１の外面の平坦性を損なうことを防止でき、かくして携帯機器や小型機器への実装の自由度を向上できる。

すなわち、このヒートパイプ１では、例えばＣＰＵやＬＥＤ（発光ダイオード）等の放熱を必要とする電子部品等を一方の側に取り付け、他方の側にフィンその他のラジエター（熱放散器）を取り付ける場合、封止部材８の外表面が冷却部本体10の外表面から突出していないので、電子部品やラジエター等との密着性が向上し、その間の熱伝導性を良好にすることができ、延いては、電子部品等で発生した熱を有効に放熱できる。

さらに、このヒートパイプ１では、冷媒注入孔４及び空気排出孔５の開口部4aの内周面にガス抜き溝4bを別途設けるようにした。これにより封止栓となる封止部材８が冷媒注入孔４及び空気排出孔５上に載置されたときや、封止部材８が溶融し始めて封止が僅かに進行したときでも、冷媒注入孔４及び空気排出孔５封止部材８によって閉塞されず、ヒートパイプ１の内部空間10a内からガス抜きを確実に行なうことができる。

そして、このヒートパイプ１では、真空下で封止部材８を加圧することにより、冷媒注入孔４を当該封止部材８で仮封止した後、封止部材８を更に加圧し続けながら加熱するようにしたことにより、可塑性金属からなる封止部材８が塑性変形し、ガス抜き溝4bの形状に併せて変形することから、封止部材８によりガス抜き溝4bも確実に閉塞させることができ、かくして内部空間10aに封入された冷媒Ｗが漏れ出ることを防止できる。

また、ヒートパイプ１では、冷媒注入孔４及び空気排出孔５の周辺領域と対応する部分において、上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60が密着して支柱構造が形成されるようにしたことにより、冷媒注入孔４及び空気排出孔５の周辺領域での機械的強度を向上させ、上板２の外方から封止部材８へ加わるプレス75による外力により内部空間10aが潰れる等の製造過程での破損を防止し、生産性を向上させ、その結果生産コストを低減できる。また、製造後における使用過程においては、上板２や下板３から加わる各種外力により冷媒注入孔４及び空気排出孔５の周辺領域で内部空間10aが潰れることを防止し、ヒートパイプ１の長寿命化を図ることができる。

特にこの実施例の場合には、ヒートパイプ１の小型化及び薄型化を図りつつ、効率良く放熱効果を得るために、内部空間10aに循環経路として蒸気拡散流路44と毛細管流路42とが形成されている。そして、このうち蒸気拡散流路44は、冷却部本体10の周辺部12まで熱を拡散させて効率良く放熱すべく、中心部から最も離れた四辺の隅角部に延びるように配置されている。

一方、冷媒注入孔４及び空気排出孔５は、ヒートパイプ１内部全体への冷媒の供給を円滑に行ない易くするため、ヒートパイプ１の一方の隅角部に冷媒注入孔４が配置され、当該一方の隅角部と対角線上に対向する他方の隅角部に空気排出孔５が配置されている。かくして、中空構造となる蒸気拡散流路44上には冷媒注入孔４及び空気排出孔５が配置される。このため、冷媒注入孔４及び空気排出孔５に対向する領域を中空構造としたままでは、これら冷媒注入孔４及び空気排出孔５の上に封止部材８を載置してプレス処理を行なうと、プレス75からの外力を上板２のみで受け止めることになるので、当該上板２が破損する虞がある。

これに対して本願発明のヒートパイプ１では、冷媒注入孔４及び空気排出孔５の周辺領域に対向する蒸気拡散流路44内に上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60が密着して支柱構造を形成していることにより、当該プレス75からの外力を支柱構造で受け止め、当該外力によって上板２又は下板３が破損して内部空間10aが潰れることを防止できる。

また、上板補強部50、中板補強部52、スリット付補強部55及び下板補強部60には、上板２の冷媒注入孔４に対応する部分に、当該冷媒注入孔４と連通する冷媒用孔53，57がそれぞれ形成されており、内部空間10aに冷媒注入孔４を介して冷媒Ｗを注入する際、これら冷媒用孔53，57からスリット56等を介して冷媒Ｗを冷却部本体10内の隅々まで満遍なくいき渡らせることができる。

さらに、この場合、スリット付補強部55は、蒸気拡散流路44内を拡散する冷媒Ｗの拡散方向Ｄに沿ってスリット56が形成されていることにより、当該スリット56を通じて冷媒Ｗを冷却部本体10の隅角部まで導くことができ、内部空間10aの隅々まで拡散させ効率良く放熱を行なうことができる。

以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能であり、冷却部本体10と類似の可塑性金属からなる封止部材を適用するようにしても良く、この場合であっても上述した同様の効果を得ることができる。

また、図１７に示すように、例えばインクジェットノズル80を用いて冷媒を冷却部本体10内に供給した場合、冷却部本体10としては、空気排出孔を有しないものを用いることができる。この実施例では内部空間10aの循環経路の形状、構造の図示、説明を省略する。

具体的には、インクジェットノズル80により冷媒（例えば純水）を、例えば直径５０μｍ〜３００μｍの極めて微細な冷媒粒子（水粒子）W2にし、１秒当たり約１０００滴を１滴ずつ連続的に打ち込む。このようにすると微細な粒子状の冷媒粒子W2は、１直線上に規則的に並んで冷却部本体10の内部空間10aへ供給される。この場合、１滴１滴は微量であっても、例えば１秒当たり約１０００滴を連続的に高速で打ち込むので、冷媒供給効率は極めて高い。

このように、インクジェットノズル80を用いた場合には、冷媒を極めて微細な冷媒粒子W2にし、１滴ずつ高速に打ち込むことにより供給することができるので、上述した空気排出孔にて行われる真空抜き作業を省略することができ、かくして当該作業を省く分だけ製造コストの低減を図ることができる。また、この場合には、例えば１〜５ｍｇ程度のごく少量冷媒の充填量の制御でも、インクジェットノズルへの吐出数をデジタル制御する機構にすることで、１滴単位の正確さで簡単にしかも高速で充填することができる。

図１８及び図１９は、他の実施例によるスリット付補強部81，85を示す平面図であり、上述した実施例のスリット付補強部55とはスリット56の形状が異なるものである。図１８に示すように、スリット付補強部81は、円形状でなる冷媒用孔82の中心からスリット付補強部81の外周に向ってスリット83の幅寸法が次第に幅広になるように形成されている。また、図１９に示すように、スリット付補強部85は、冷媒用孔86の中心からスリット付補強部85の外周に向ってスリット87の幅寸法が次第に幅狭になるように形成されている。これらスリット付補強部81，85でも上述した実施例のスリット付補強部55と同様の効果を得ることができる。なお、スリット56，81，85の幅は、中板毎に不均一にするようにしても良い。

また、上述した実施例においては、円柱状の開口部4aの内周面に半円状のガス抜き溝4bを４つ設けた形状でなる冷媒注入孔４及び空気排出孔５を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、冷媒注入孔又は空気排出孔の正面構成をあらわした図２０Ａと、側断面構成をあらわした図２０Ｂとに示すように、上端の径が大きく、下に行くほど徐々に小さくなり、下端において径が最小になる逆台形円錐状でなる冷媒注入孔90a及び空気排出孔90bを適用しても良い。封止部材８による封止の様子をあらわした図２０Ｃに示すように、この場合であっても、球状体の封止部材８が冷媒注入孔90a及び空気排出孔90bの形状に合わせて塑性変形して平坦状になり、かつ内部空間を確実に封止することができる。

また、他の実施例による冷媒注入孔及び空気排出孔としては、冷媒注入孔又は空気排出孔の正面構成をあらわした図２１Ａと、側断面構成をあらわした図２１Ｂとに示すように、大径の短円柱形状からなる上部92と、小径の短円柱形状からなる下部93とを有し、上部92及び下部93が段部94を介して一体形成された冷媒注入孔91a及び空気排出孔91bを適用するようにしても良い。

この場合においては、封止部材８による封止の様子をあらわした図２１Ｃに示すように、封止部材８が塑性変形して下部93を完全に埋めたとき、封止部材８の残余部分が大径の上部92内に納まり、これにより封止部材８がヒートパイプ１の上外面から突出することを防止し平坦状にできる。なお、図２０Ａ及び図２０Ｂと、図２１Ａ及び図２１Ｂとに示すいずれの例においても、上述した実施例と同様の効果を得ることができる。

本発明のヒートパイプの外観構成を示す斜視図である。 図１のＡ―Ａ´におけるヒートパイプの断面構成を示す断面図である。 図１のＢ―Ｂ´におけるヒートパイプの断面構成を示す断面図である。 上板の上外面の正面構成を示す概略図である。 上板の下内面の正面構成を示す概略図である。 下板の下外面の正面構成を示す概略図である。 下板の上内面の正面構成を示す概略図である。 第１中板の正面構成を示す概略図である。 第２中板の正面構成を示す概略図である。 第１中板の貫通孔と第２中板の貫通孔との配置の様子を示す概略図である。 第１中板及び第２中板によって形成された蒸気拡散流路及び毛細管流路の構成を示す概略図である。 冷媒の循環現象の様子（１）を示す詳細側断面図である。 冷媒の循環現象の様子（２）を示す詳細側断面図である。 冷媒が中心部分から周辺部へ拡散する様子を示す概略図である 冷媒が周辺部から中心部分に戻る様子を示す概略図である。 上板の下内面に形成された冷媒注入孔の近傍領域の一部詳細構成を示す正面図と、正面図におけるＣ―Ｃ´部分での断面図である。 第１中板に形成された中板補強部の近傍領域の一部詳細構成（１）を示す正面図である。 第２中板に形成されたスリット付補強部の近傍領域の一部詳細構成（１）を示す正面図である。 第１中板に形成された中板補強部の近傍領域の一部詳細構成（２）を示す正面図である。 第２中板に形成されたスリット付補強部の近傍領域の一部詳細構成（２）を示す正面図である。 下板の上内面に形成された下板補強部の近傍領域の一部詳細構成を示す正面図である。 上板補強部、中板補強部、スリット付補強部及び下板補強部の詳細構成を示す断面図である。 ヒートパイプについての製造方法の一例（１）を示す断面図である。 ヒートパイプについての製造方法の一例（２）を示す断面図である。 ヒートパイプについての製造方法の一例（３）を示す断面図である。 ヒートパイプについての製造方法の一例（４）を示す断面図である。 ヒートパイプについての製造方法の一例（５）を示す断面図である。 冷媒注入孔の正面構成を示す概略図である。 冷媒注入孔上に封止部材を載置したときの様子を示す概略図である。 冷媒注入孔が封止部材で閉塞されたときの様子を示す概略図である。 ヒートパイプについての製造方法の一例（６）を示す断面図である。 ヒートパイプについての製造方法の一例（７）を示す断面図である。 インクジェットノズルを用いて冷媒を冷却部本体内に供給するときの様子を示す概略図である。 他の実施例によるスリット付補強部の構成（１）を示す概略図である。 他の実施例によるスリット付補強部の構成（２）を示す概略図である。 他の実施例による冷媒注入孔及び空気排出孔の正面構成（１）を示す概略図である。 他の実施例による冷媒注入孔及び空気排出孔の側断面構成（１）を示す断面図である。 他の実施例による冷媒注入孔及び空気排出孔が封止部材により閉塞されたときの様子（１）を示す断面図である。 他の実施例による冷媒注入孔及び空気排出孔の正面構成（２）を示す概略図である。 他の実施例による冷媒注入孔及び空気排出孔の側断面構成（２）を示す断面図である。 他の実施例による冷媒注入孔及び空気排出孔が封止部材により閉塞されたときの様子（２）を示す断面図である。

符号の説明

１ ヒートパイプ
２ 上板
３ 下板
４ 冷媒注入孔
4a 開口部
4b ガス抜き溝
4c 凹部
6a、6b 第１中板
7a、7b 第２中板
８ 封止部材
10 冷却部本体
34 蒸気拡散流路用孔
37 貫通孔
42 毛細管流路
44 蒸気拡散流路
52 中板補強部
53 冷媒用孔
55 スリット付補強部
56 スリット

Claims (11)

1. 内部空間に冷媒の循環経路が形成された金属からなる冷却部本体と、
   前記冷却部本体に形成され、前記内部空間に前記冷媒を注入するための冷媒注入孔と、
   前記内部空間に前記冷媒を封入するために前記冷媒注入孔を閉塞する封止部材とを備え、
   前記封止部材が前記冷却部本体と同質の可塑性金属からなり、
   前記封止部材で前記冷媒注入孔を完全に閉塞する状態になるまでは外部と前記内部空間とを連通させる状態を保ち、前記冷媒注入孔が完全に閉塞する状態になると、前記封止部材で閉塞されるガス抜き溝が前記冷媒注入孔の内周面に形成されている
   ことを特徴とするヒートパイプ。
2. 前記冷却部本体には、上板及び下板間に設けた１又は複数の中板によって、内部空間に前記循環経路が形成され、
   前記中板には、前記冷媒注入孔の周辺領域に対応する部分に形成された所定の厚みを有した補強部と、前記冷媒注入孔に対応する部分に形成された冷媒用孔と
   を備えることを特徴とする請求項１記載のヒートパイプ。
3. 前記冷媒注入孔から前記内部空間に前記冷媒が微小粒子状にされて注入される
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のヒートパイプ。
4. 前記冷媒注入孔を閉塞した前記封止部材が前記冷却部本体の表面から突出していない
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のヒートパイプ。
5. 前記循環経路には冷媒が蒸気となって拡散する蒸気拡散流路を備え、前記冷媒注入孔に対応した部分が前記蒸気拡散流路に配置され、
   前記補強部には、前記蒸気拡散流路内で前記冷媒が蒸気となって拡散する拡散方向に沿ってスリットが形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載のヒートパイプ。
6. 前記封止部材が球状体でなる
   ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項記載のヒートパイプ。
7. 金属でなる冷却部本体に形成した冷媒注入孔から、冷媒の循環経路が形成された前記冷却部本体の内部空間に前記冷媒を注入する注入工程と、
   前記冷却部本体と同質の可塑性金属からなる封止部材を、前記冷媒注入孔に載置する載置工程と、
   真空下で前記封止部材を加圧することにより該封止部材で前記冷媒注入孔を閉塞する封止工程とを備え、
   前記封止工程は、前記封止部材で前記冷媒注入孔を完全に閉塞する状態になるまで、前記冷媒注入孔の内周面に形成されたガス抜き溝を介して外部と前記内部空間とが連通した状態が保たれる
   ことを特徴とするヒートパイプの製造方法。
8. 前記注入工程では、前記冷媒を微小粒子状にして前記冷媒注入孔から前記内部空間に注入する
   ことを特徴とする請求項７記載のヒートパイプの製造方法。
9. 所定の厚みを有する補強部を備える１又は複数の中板を、上板及び下板間に設け、前記中板によって前記上板及び前記下板間の内部空間に前記循環経路を形成し、前記上板又は前記下板に有する前記冷媒注入孔の周辺領域に対応した部分に、前記中板の前記補強部が設けられた前記冷却部本体を形成する形成工程を、前記注入工程の前に備える
   ことを特徴とする請求項７又は８記載のヒートパイプの製造方法。
10. 前記封止工程は、前記真空下で前記封止部材を加圧することにより該封止部材で前記冷媒注入孔を仮封止した後、前記封止部材を加圧し続けながら加熱することにより該封止部材で前記冷媒注入孔を完全封止する
    ことを特徴とする請求項７〜９のうちいずれか１項記載のヒートパイプの製造方法。
11. 前記載置工程では、前記冷媒注入孔の中心にある開口部と、該開口部の内周面の前記ガス抜き溝とにより形成された凹部に、前記封止部材が安定して置かれ、
    前記封止工程では、プレスにより前記封止部材を加圧する
    ことを特徴とする請求項７〜１０のうちいずれか１項記載のヒートパイプの製造方法。