JP6939066B2 - 冷却装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷却媒体を用いて冷却対象体を冷却するための冷却装置に関する。

従来より、水冷式の放熱構造が形成された主金属プレートに、プレート状ヒートパイプが形成された従金属プレートが重積された冷却装置（プレート状熱交換器）が知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷却装置では、従金属プレートが発熱体に接しており、従金属プレートは、この発熱体から熱を回収する。主金属プレートには冷却媒体が通流しており、従金属プレートが回収した熱は、この冷却媒体に回収される。このようにして、発熱体が冷却されるようになっている。

特開２００３−３４３９８５号公報

しかしながら、特許文献１に示す冷却装置は、金属プレートで構成されている。このことにより、冷却装置は剛体として形成されているため、配置に制約が生じ、汎用性の向上が困難になっているという問題があった。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、配置の自由度を高めて汎用性を向上させることができる冷却装置を提供することを目的とする。

本発明は、
冷却媒体を用いて冷却対象体を冷却するための冷却装置であって、
前記冷却対象体から熱を受ける受熱フィルム部材と、
前記受熱フィルム部材との間に収納室を画定した第１フィルム部材と、
前記第１フィルム部材の前記受熱フィルム部材の側とは反対側に設けられ、前記第１フィルム部材との間に冷却室を画定した第２フィルム部材と、
前記収納室に収納されたヒートパイプ構成部と、
前記冷却室に前記冷却媒体を流入させる流入口と、
前記冷却室から前記冷却媒体を流出させる流出口と、を備えた、冷却装置、
を提供する。

なお、上述した冷却装置において、
前記受熱フィルム部材と前記第１フィルム部材をヒートシールし、前記収納室を画定する第１ヒートシール部と、
前記第１フィルム部材と前記第２フィルム部材をヒートシールし、前記冷却室を画定する第２ヒートシール部と、を更に備える、
ようにしてもよい。

また、上述した冷却装置において、
平面視において、前記第２ヒートシール部は、前記第１ヒートシール部よりも外側に配置されている、
ようにしてもよい。

また、上述した冷却装置において、
前記流入口および前記流出口は、前記第２ヒートシール部を貫通したパイプ部材によって構成されている、
ようにしてもよい。

また、上述した冷却装置において、
前記ヒートパイプ構成部は、作動液と、前記作動液に毛細管作用を発揮させるウィック部材と、を含む、
ようにしてもよい。

また、上述した冷却装置において、
前記第１フィルム部材は、金属箔と、前記金属箔の両面に設けられた熱融着層と、を有している、
ようにしてもよい。

また、上述した冷却装置において、
第２の冷却対象体から熱を受ける第２の受熱フィルム部材であって、前記第２フィルム部材の前記第１フィルム部材の側とは反対側に設けられ、前記第２フィルム部材との間に第２の収納室を画定した第２の受熱フィルム部材と、
前記第２の収納室に収納された第２のヒートパイプ構成部と、を更に備える、
ようにしてもよい。

また、上述した冷却装置において、
前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材は、金属箔と、前記金属箔の両面に設けられた熱融着層と、を有している、
ようにしてもよい。

本発明によれば、配置の自由度を高めて汎用性を向上させることができる。

図１は、本発明の実施の形態において、冷却装置を示す平面図である。 図２は、図１の冷却装置を示す断面図である。 図３は、本発明の実施の形態による冷却装置の製造方法において、第１フィルム部材と第２フィルム部材とを位置合わせする第１位置合わせ工程を説明するための断面図である。 図４は、本発明の実施の形態による冷却装置の製造方法において、受熱フィルム部材と第１フィルム部材とを接合して、収納室を形成する収納室形成工程を説明するための断面図である。 図５は、本発明の実施の形態による冷却装置の製造方法において、収納室にウィック部材を収納するウィック収納工程を説明するための断面図である。 図６は、本発明の実施の形態による冷却装置の製造方法において、収納室に作動液を注入する注入工程を説明するための断面図である。 図７は、本発明の実施の形態による冷却装置の製造方法において、受熱フィルム部材と第１フィルム部材とを接合して、収納室を密封する収納室密封工程を説明するための断面図である。 図８は、本発明の実施の形態による冷却装置の製造方法において、第１フィルム部材と第２フィルム部材とパイプ部材とを位置合わせする第２位置合わせ工程を説明するための断面図である。 図９は、本発明の実施の形態による冷却装置の製造方法において、第１フィルム部材と第２フィルム部材とを接合して、冷却室を形成する冷却室形成工程を説明するための断面図である。 図１０は、図１に示す冷却装置の第１の変形例を示す平面図である。 図１１は、図１０に示す冷却装置の第１の変形例を示す断面図である。 図１２は、図１に示す冷却装置の第２の変形例を示す断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺及び縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

図１乃至図１２を用いて、本発明の実施の形態における冷却装置について説明する。本実施の形態における冷却装置は、電気製品等の冷却対象体（発熱体）の筐体の外面に取り付けられて、冷却媒体を用いて冷却対象体の熱を当該筐体から回収して、冷却対象体を冷却するための装置である。本実施の形態における冷却装置は、平面視で矩形状に形成されている。

図１および図２に示すように、冷却装置１は、冷却対象体Ｄから熱を受ける受熱フィルム部材１０と、受熱フィルム部材１０の一方の側に設けられた第１フィルム部材２０と、第１フィルム部材２０の受熱フィルム部材１０の側とは反対側に設けられた第２フィルム部材３０と、を備えている。すなわち、受熱フィルム部材１０と第２フィルム部材３０との間に第１フィルム部材２０が介在されており、図２に示す断面視では、受熱フィルム部材１０の下方に第１フィルム部材２０が設けられ、第１フィルム部材２０の下方に第２フィルム部材３０が設けられている。後述するように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０は、互いにヒートシールされるとともに、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０は、互いにヒートシールされている。受熱フィルム部材１０、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０は、いずれも矩形状に形成されている。

図２に示すように、受熱フィルム部材１０は、金属箔１１と、金属箔１１の一方の面（第１フィルム部材２０の側の面）に設けられた、熱融着層１２と、を有している。すなわち、受熱フィルム部材１０は、金属箔１１と熱融着層１２とが積層された積層体として構成されている。受熱フィルム部材１０は、可撓性を有していることが好適である。例えば、受熱フィルム部材１０の厚さは、可撓性を有するとともに機械的強度を確保するために、３０μｍ〜５００μｍであることが好適である。また、１００μｍ以下にすることにより、受熱フィルム部材１０が、冷却対象体Ｄから収納室４０（後述）内の作動液４５に伝わる熱に対する熱抵抗として作用することを回避することができる。

金属箔１１は、機械的強度を確保するとともに、冷却対象体Ｄから受ける熱をヒートパイプ構成部４４（後述）に効率良く伝導させるための部材である。このような金属箔１１には、熱伝導率が良好な材料が用いられることが好適であるが、例えば、アルミニウム、ステンレス、ニッケルなどを用いることができる。金属箔１１の厚さは、可撓性および機械的強度を確保するとともに、外気が受熱フィルム部材１０を透過して収納室４０に侵入することを防止するために、例えば１０μｍ〜４８０μｍとすることが好適である。

熱融着層１２は、受熱フィルム部材１０を第１フィルム部材２０にヒートシールして接合させるための層である。このような熱融着層１２には、ヒートシール性が良好な熱融着性樹脂材料が用いられることが好適である。例えば、熱融着性樹脂材料としては、ポリエチレンなどを用いることができる。熱融着層１２の厚さは、ヒートシール性を確保するために、１０μｍ〜２００μｍとすることが好適である。

ところで、図２に示すように、受熱フィルム部材１０は、作動液４５が蒸発して蒸気を生成する蒸発部１５を有している。この蒸発部１５は、受熱フィルム部材１０に取り付けられる冷却対象体Ｄから熱を受けて、後述する収納室４０内の作動液４５が蒸発する部分である。このため、蒸発部１５という用語は、冷却対象体Ｄに重なっている部分に限られる概念ではなく、冷却対象体Ｄに重なっていなくても作動液４５が蒸発可能な部分をも含む概念として用いている。ここで、蒸発部１５は、受熱フィルム部材１０の任意の場所に設けることができるが、図２に示す形態では、受熱フィルム部材１０の中央部が冷却対象体Ｄに取り付けられている例が示されており、この場合、当該中央部（更にはその周辺近傍の部分）が、蒸発部１５に相当する。なお、冷却対象体Ｄが、空間である場合（例えば、冷蔵庫の庫内空間）には、受熱フィルム部材１０が冷却対象体Ｄとなる空間に接し、当該空間を画定する壁面に第２フィルム部材３０が取り付けられるようになる。

図２に示すように、第１フィルム部材２０は、金属箔２１と、金属箔２１の両面に設けられた熱融着層２２、２３と、を有している。すなわち、第１フィルム部材２０は、熱融着層２２と金属箔２１と熱融着層２３とが積層された積層体として構成されている。第１フィルム部材２０は、可撓性を有していることが好適である。例えば、第１フィルム部材２０の厚さは、可撓性を有するとともに機械的強度を確保するために、３０μｍ〜５００μｍであることが好適である。また、１００μｍ以下にすることにより、第１フィルム部材２０が、収納室４０内の作動液４５の蒸気から、後述する冷却室４２を流れる冷却媒体Ｃに伝わる熱に対する熱抵抗として作用することを回避することができる。なお、金属箔２１は、上述した受熱フィルム部材１０の金属箔２１と同様の材料を同様の厚さで用いることができる。また、熱融着層２２、２３は、上述した受熱フィルム部材１０の熱融着層１２と同様の材料を同様の厚さで用いることができる。

また、第２フィルム部材３０は、金属箔３１と、金属箔３１の一方の面（第１フィルム部材２０の側の面）に設けられた熱融着層３２と、を有している。すなわち、第２フィルム部材３０は、金属箔３１と熱融着層３２とが積層された積層体として構成されている。第２フィルム部材３０は、可撓性を有していることが好適である。例えば、第２フィルム部材３０の厚さは、可撓性を有するとともに機械的強度を確保するために、３０μｍ〜５００μｍであることが好適である。なお、金属箔３１は、上述した受熱フィルム部材１０の金属箔３１や第１フィルム部材２０の金属箔３１と同様の材料を同様の厚さで用いることができる。また、熱融着層３２は、上述した受熱フィルム部材１０の熱融着層１２や第１フィルム部材２０の熱融着層２２、２３と同様の材料を同様の厚さで用いることができる。

図２に示すように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０との間には、収納室４０が画定されている。収納室４０の周囲には、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とをヒートシール（接合）する第１ヒートシール部４１が設けられている。第１ヒートシール部４１は、受熱フィルム部材１０の熱融着層１２と、第１フィルム部材２０の熱融着層２２とが溶融して互いに熱融着することで形成されている。図１に示す形態では、平面視で、収納室４０は矩形状に形成されており、第１ヒートシール部４１は、矩形枠状に形成されて、収納室４０の周囲に連続状に形成されている。この第１ヒートシール部４１によって、収納室４０の周縁が画定されて、収納室４０が密封されている。

図２に示すように、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０との間には、冷却室４２が画定されている。冷却室４２の周囲には、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とをヒートシール（接合）する第２ヒートシール部４３が設けられている。第２ヒートシール部４３は、第１フィルム部材２０の熱融着層２３と、第２フィルム部材３０の熱融着層３２とが溶融して互いに熱融着することで形成されている。図１に示す形態では、平面視で、冷却室４２は矩形状に形成されており、第２ヒートシール部４３は、矩形枠状に形成されて、冷却室４２の周囲に連続状に形成されている。この第２ヒートシール部４３によって、冷却室４２の周縁が画定されて、冷却室４２が密封されている。

図１および図２に示すように、平面視において、第２ヒートシール部４３は、第１ヒートシール部４１よりも外側に配置されている。すなわち、冷却室４２の容積は、収納室４０の容積よりも大きくなっている。そして、平面視で、収納室４０の周囲に、第１フィルム部材２０が露出された部分が形成されている。

図２に示すように、収納室４０には、ヒートパイプ構成部４４が収納されている。ヒートパイプ構成部４４は、作動液４５と、作動液４５に毛細管作用を発揮させるウィック部材４６ａと、を含んでいる。このうち作動液４５としては、冷却対象体Ｄの熱を受けて蒸発し、受けた熱を放熱することで凝縮することができれば、任意の液体を用いることができる。例えば、純水、アンモニア、エタノール、メタノール、アセトン等が挙げられる。

ウィック部材４６ａは、収納室４０に収納されている。ウィック部材４６ａは、可撓性を有していることが好適であり、細線状の部材を不定形状に圧接したメッシュ状の構成や、スポンジなどのような多孔質体、微粒子などの構成とすることができる。例えば、グラスウール、不織布、多孔質プラスチックなどを、ウィック部材４６ａとして用いることができる。

収納室４０には、作動液４５の蒸気が通る蒸気流路を形成する蒸気流路形成部材４６ｂが収納されている。この蒸気流路形成部材４６ｂは、細線状の部材を不定形状または定形状に圧接したメッシュ状の構成とすることができる。そして、蒸気流路形成部材４６ｂは、可撓性を有しているが、ウィック部材４６ａよりも剛性を有していることが好ましい。このことにより、収納室４０が減圧された場合であっても、蒸気流路形成部材４６ｂのメッシュの開口が潰されることを抑制し、作動液４５の蒸気の流路断面積を確保することができる。

本実施の形態では、図２に示すように、収納室４０の高さ方向（冷却装置１の厚さ方向）における中間位置に、蒸気流路形成部材４６ｂが配置されている例が示されている。すなわち、蒸気流路形成部材４６ｂの受熱フィルム部材１０の側にウィック部材４６ａが配置されるとともに、蒸気流路形成部材４６ｂの第１フィルム部材２０の側に他のウィック部材４６ａが配置されており、２つのウィック部材４６ａの間に蒸気流路形成部材４６ｂが介在されている。この場合、冷却装置１の姿勢が、冷却装置１の動作の安定化に影響を及ぼすことを抑制できる。

収納室４０の圧力は、冷却対象体Ｄから熱を受けていない状態（例えば、室温時）では、大気圧よりも低くなっており、収納室４０が真空状態であることが好適である。このことにより、収納室４０内の作動液４５の蒸発温度を下げて、冷却対象体Ｄから熱を受けた作動液４５を効率良く蒸発させることができる。収納室４０の圧力としては、作動液４５を効率良く蒸発させるとともに、収納室４０の真空破壊を防止することが可能な程度の圧力であることが好適である。なお、本明細書においては、「真空状態」という用語は、空気等が全く存在しない状態を意味しているのではなく、圧力が大気圧よりも低い状態を表わす用語として用いる。

図２に示すように、冷却室４２には、冷却室４２に冷却媒体Ｃを流入させる流入口４７と、冷却室４２から冷却媒体Ｃを流出させる流出口４８と、が設けられている。このことにより、冷却室４２は、流入口４７から流出口４８に向かって冷却媒体Ｃが通流するように構成されている。ここで、冷却室４２は、収納室４０に第１フィルム部材２０を介して併設されている。すなわち、収納室４０に収納されたヒートパイプ構成部４４に対して、冷却室４２が併設されるように構成されている。なお、図１および図２に示す形態では、流入口４７および流出口４８は、それぞれ１つずつ設けられている例が示されているが、流入口４７および流出口４８の個数は、それぞれ任意である。また、冷却媒体Ｃとしては、水等の液体や、空気等の気体など、任意の流体を用いることができる。

流入口４７は、第２ヒートシール部４３を貫通した円筒状の流入口パイプ部材４７ａによって構成されている。また、流入口パイプ部材４７ａには、第１フィルム部材２０の熱融着層２３がヒートシールされているとともに、第２フィルム部材３０の熱融着層３２がヒートシールされている。このことにより、流入口パイプ部材４７ａが第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０に密着し、流入口パイプ部材４７ａと第１フィルム部材２０との間に、冷却媒体Ｃが漏出するような隙間が形成されないとともに、流入口パイプ部材４７ａと第２フィルム部材３０との間に、冷却媒体Ｃが漏出するような隙間が形成されないようになっている。

流出口４８は、第２ヒートシール部４３を貫通した円筒状の流出口パイプ部材４８ａによって構成されている。また、流出口パイプ部材４８ａには、第１フィルム部材２０の熱融着層２３がヒートシールされているとともに、第２フィルム部材３０の熱融着層３２がヒートシールされている。このことにより、流出口パイプ部材４８ａが第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０に密着し、流出口パイプ部材４８ａと第１フィルム部材２０との間に、冷却媒体Ｃが漏出するような隙間が形成されないとともに、流出口パイプ部材４８ａと第２フィルム部材３０との間に、冷却媒体Ｃが漏出するような隙間が形成されないようになっている。

流入口パイプ部材４７ａおよび流出口パイプ部材４８ａは、冷却媒体Ｃを通流させることができれば、任意の材料により形成することができる。好適には、硬質のプラスチック材料（例えば、ポリプロピレン）を用いることができる。また、流入口パイプ部材４７ａおよび流出口パイプ部材４８ａの直径は、各パイプ部材４７ａ、４８ａと熱融着層２３、３２との密着性を確保することができるとともに、冷却装置１の厚さが厚くなることを抑制することが可能な程度の直径であることが好適である。なお、各パイプ部材４７ａ、４８ａは、可撓性を有するように形成されていてもよい。

次に、このような構成からなる冷却装置１の製造方法について説明する。ここでは、まず、ヒートパイプ構成部４４が収納される収納室４０が形成され、その後、冷却媒体Ｃが通流する冷却室４２が形成される場合の製造方法について説明する。

まず、第１位置合わせ工程として、図３に示すように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とが位置合わせされる。

続いて、収納室形成工程として、図４に示すように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とがヒートシールされる。ここでは、第１ヒートシール部４１の一部が形成され、第１ヒートシール部４１が形成されない部分には、収納室４０の開口部４９が形成される。例えば、収納室形成工程では、図１に示すように矩形枠状に形成される第１ヒートシール部４１のうちの３辺でヒートシールが行われて、残りの１辺でヒートシールが行われないようにしてもよい。この残りの１辺に、開口部４９が形成される。

次に、ウィック収納工程として、図５に示すように、収納室４０にウィック部材４６ａおよび蒸気流路形成部材４６ｂが収納される。この場合、収納室４０の開口部４９から、ウィック部材４６ａおよび蒸気流路形成部材４６ｂが収納室４０に収納される。

続いて、注入工程として、図６に示すように、収納室４０に作動液４５が注入される。この場合、収納室４０の開口部４９から、作動液４５が収納室４０に注入される。

次に、収納室密封工程として、図７に示すように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とが、開口部４９が形成されている部分においてヒートシールされる。このことにより、矩形枠状の第１ヒートシール部４１が形成され、収納室４０の周囲に連続状に第１ヒートシール部４１が形成される。このため、収納室４０が密封される。収納室密封工程では、収納室４０を減圧しながら、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とがヒートシールされる。このことにより、収納室４０は、真空状態で密封される。

次に、第２位置合わせ工程として、図８に示すように、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とが位置合わせされる。この際、流入口パイプ部材４７ａおよび流出口パイプ部材４８ａが、第２フィルム部材３０上の所望の位置に配置される。

続いて、冷却室形成工程として、図９に示すように、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とが、ヒートシールされる。このことにより、矩形枠状の第２ヒートシール部４３が形成され、冷却室４２の周囲に連続状に第２ヒートシール部４３が形成される。このため、冷却室４２が密封される。また、冷却室形成工程では、流入口パイプ部材４７ａおよび流出口パイプ部材４８ａが、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０に、それぞれヒートシールされる。このことにより、流入口パイプ部材４７ａが第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０に密着するとともに、流出口パイプ部材４８ａが、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０に密着する。

このようにして、本実施の形態による冷却装置１が得られる。

上述のようにして得られた冷却装置１は、冷却対象体Ｄの筐体の外面に取り付けられる。この場合、受熱フィルム部材１０は、図２に示すように筐体の外面に密着させ、第１フィルム部材２０のうち受熱フィルム部材１０の外側の部分と第２フィルム部材３０とは、外気に曝される。冷却装置１を筐体の外面に取り付ける方法としては、例えば、伝熱性接着剤が挙げられる。なお、冷却装置１の姿勢は、図２に示すように水平姿勢でもよいが、これに限られることはなく、垂直姿勢でも、傾斜姿勢でもよい。

次に、冷却装置１の作動方法、すなわち、冷却対象体Ｄの冷却方法について説明する。ここでは、冷却装置１が水平姿勢である場合について説明する。このため、受熱フィルム部材１０が鉛直上方に配置され、第２フィルム部材３０が鉛直下方に配置され、収納室４０に封入された作動液４５は、その表面張力でウィック部材４６ａに付着する。

この状態で冷却対象体Ｄが発熱すると、ウィック部材４６ａに付着した作動液４５のうち、受熱フィルム部材１０の蒸発部１５の近傍に存在する作動液４５が、冷却対象体Ｄから熱を受ける。受けた熱は潜熱として吸収されて作動液４５が蒸発（気化）し、作動液４５の蒸気が生成される。生成された蒸気は、主として収納室４０の蒸気流路形成部材４６ｂによって形成された蒸気流路内を拡散し、比較的温度の低い収納室４０の下部、すなわち、第１フィルム部材２０の上面に向かって輸送される（図２の実線矢印参照）。

第１フィルム部材２０の上面の近傍に達した作動液４５の蒸気は、第１フィルム部材２０に放熱して冷却される。一方、冷却室４２には、流入口パイプ部材４７ａから冷却媒体Ｃが流入し、流入した冷却媒体Ｃは、冷却室４２を流入口パイプ部材４７ａから流出口パイプ部材４８ａに向かって流れ、流出口パイプ部材４８ａから流出される。このため、第１フィルム部材２０が受けた熱は、冷却室４２を通流する冷却媒体Ｃに伝達され、熱を受けた冷却媒体Ｃは、流出口パイプ部材４８ａから流出される。このようにして、熱が冷却装置１の外部に放出される。

作動液４５の蒸気は、第１フィルム部材２０に放熱することにより、冷却対象体Ｄから受けた潜熱を失って凝縮する。第１フィルム部材２０の上面の近傍において液状になった作動液４５は、その表面張力によって再びウィック部材４６ａに付着する。

受熱フィルム部材１０の蒸発部１５の近傍では、冷却対象体Ｄからの熱を受けて、ウィック部材４６ａに付着した作動液４５が蒸発し続けているため、ウィック部材４６ａに付着した作動液４５は、蒸発部１５に向かって輸送される。この際、ウィック部材４６ａの毛細管作用により、作動液４５は、蒸発部１５に向かう推進力を得て、スムースに輸送される。

受熱フィルム部材１０の蒸発部１５の近傍において、冷却対象体Ｄから熱を受けた作動液４５は、再び蒸発する。このようにして、作動液４５が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながら収納室４０内を還流して冷却対象体Ｄの熱を移動させて放出する。この結果、冷却対象体Ｄが冷却される。

なお、上述した冷却装置１の作動方法の説明では、冷却装置１が水平姿勢である場合について説明した。しかしながら、冷却装置１が垂直姿勢や傾斜姿勢でも、ウィック部材４６ａの毛細管作用によって、水平姿勢の場合と同様にして冷却対象体Ｄを冷却することができる。すなわち、冷却装置１の収納室４０にはウィック部材４６ａが収納されているため、蒸気から凝縮した液状の作動液４５は、ウィック部材４６ａの毛細管作用によって、蒸発部１５に向かう任意の方向に輸送することができる。このため、作動液４５が、収納室４０内を還流することができ、冷却対象体Ｄの熱を移動させて放出させることができる。

このように本実施の形態によれば、ヒートパイプ構成部４４を収納した収納室４０が、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０とによって画定されている。また、冷却媒体Ｃが通流する冷却室４２が、第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とによって画定されている。このことにより、冷却装置１を、可撓性を有する部材で構成することができる。このため、冷却装置１を平坦な面だけではなく、湾曲した面にも密着させて取り付けることができ、冷却装置１の配置の自由度を高めて汎用性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、上述したように、受熱フィルム部材１０と第１フィルム部材２０と第２フィルム部材３０とによって冷却装置１が構成されている。この場合、受熱フィルム部材１０、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０自体の厚さを薄くすることができ、冷却装置１の全容積に対する収納室４０の容積および冷却室４２の容積の比率を高めることができる。また、冷却装置１の全体厚さを薄くすることができるとともに、冷却装置１の軽量化を図ることもできる。

また、本実施の形態によれば、ヒートパイプ構成部４４を収納した収納室４０は、冷却室４２の側において、第１フィルム部材２０によって画定され、冷却媒体Ｃが通流する冷却室４２は、収納室４０の側において、第１フィルム部材２０によって画定されている。すなわち、収納室４０と冷却室４２との間に介在されている部材は、第１フィルム部材２０だけになっている。このことにより、収納室４０と冷却室４２との間の熱抵抗を低減することができ、冷却対象体Ｄの熱を効率良く回収することができる。また、冷却装置１の構成を簡素化することができ、冷却装置１の製造工程が複雑化することを防止できる。

また、本実施の形態によれば、ヒートパイプ構成部４４を収納した収納室４０が、第１ヒートシール部４１によって画定され、冷却媒体Ｃが通流する冷却室４２が、第２ヒートシール部４３によって画定されている。このことにより、収納室４０および冷却室４２を簡便な方法で形成することができ、製造コストを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、第２ヒートシール部４３が、平面視において、第１ヒートシール部４１よりも外側に配置されている。このことにより、第１ヒートシール部４１と、第２ヒートシール部４３とを、別々の工程で形成することができる。このため、第１ヒートシール部４１および第２ヒートシール部４３の信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、冷却室４２に冷却媒体Ｃを流入する流入口４７が、流入口パイプ部材４７ａによって構成されるとともに、冷却室４２から冷却媒体Ｃを流出する流出口４８が、流出口パイプ部材４８ａによって構成されている。このことにより、流入口４７および流出口４８の構成を簡素化することができる。また、流入口４７および流出口４８を起点として、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０に亀裂が発生することを防止できる。

また、本実施の形態によれば、ヒートパイプ構成部４４は、作動液４５と、作動液４５に毛細管作用を発揮させるウィック部材４６ａと、を含んでいる。このことにより、収納室４０において、作動液４５が、相変化、すなわち蒸発と凝縮とを繰り返しながら収納室４０内を還流して冷却対象体Ｄの熱を移動させて放出させることができる。このため、冷却対象体Ｄの熱を効率良く回収することができ、熱輸送効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第１フィルム部材２０は、金属箔２１と、金属箔２１の両面に設けられた熱融着層２２、２３と、を有している。このことにより、第１フィルム部材２０は、一方の側に設けられた受熱フィルム部材１０とヒートシールすることができるとともに、他方の側に設けられた第２フィルム部材３０とヒートシールすることができる。このため、収納室４０と冷却室４２との間に介在されている部材を、第１フィルム部材２０だけで構成することができる。この結果、冷却装置１の構成を簡素化することができ、冷却装置１の製造工程が複雑化することを防止できる。

なお、上述した本実施の形態においては、ヒートパイプ構成部４４が収納される収納室４０が形成され、その後に、冷却媒体Ｃが通流する冷却室４２が形成される場合の製造方法の例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、冷却室４２が形成された後に、収納室４０を形成するようにしてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、受熱フィルム部材１０が、金属箔１１と熱融着層１２とを有している例について説明した。しかしながら、受熱フィルム部材１０の構成は、これに限られることはなく、熱伝導性、可撓性および機械的強度等を満足することができれば、任意である。第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０についても同様である。

また、上述した本実施の形態においては、流入口４７が、第２ヒートシール部４３を貫通した流入口パイプ部材４７ａによって構成されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、流入口４７は、第１フィルム部材２０または第２フィルム部材３０に設けられた開口（図示せず）であってもよい。流出口４８についても同様である。

また、上述した本実施の形態においては、第２ヒートシール部４３が、平面視において、第１ヒートシール部４１よりも外側に配置されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、例えば、第１の変形例として図１０および図１１に示すように、第２ヒートシール部４３は、平面視において、第１ヒートシール部４１に重なって配置されていてもよい。この場合、第１フィルム部材２０が、収納室４０内の作動液４５から熱を受ける領域を増やすことができ、作動液４５の放熱効率を向上させることができる。また、受熱フィルム部材１０、第１フィルム部材２０および第２フィルム部材３０を一度にヒートシールして、第１ヒートシール部４１と第２ヒートシール部４３とを同時に形成することができ、冷却装置１の製造工程を簡略化することができる。

また、上述した本実施の形態においては、冷却室４２の一方の側に、ヒートパイプ構成部４４が収納された収納室４０が併設されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、例えば、第２の変形例として図１２に示すように、冷却室４２の他方の側に、第２のヒートパイプ構成部７２が収納された第２の収納室７０が併設されるようにしてもよい。

すなわち、図１２に示す第２の変形例においては、第２フィルム部材３０の第１フィルム部材２０の側とは反対側に第２の受熱フィルム部材６０が設けられている。図１２に示す断面視では、第２フィルム部材３０の下方に第２の受熱フィルム部材６０が設けられている。第２の受熱フィルム部材６０は、矩形状に形成されており、第２フィルム部材３０とヒートシールされている。

第２の受熱フィルム部材６０は、受熱フィルム部材１０と同様に、金属箔６１と、金属箔６１の一方の面（第２フィルム部材３０の側の面）に設けられた、熱融着層６２と、を有している。すなわち、第２の受熱フィルム部材６０は、金属箔６１と熱融着層６２とが積層された積層体として構成され、受熱フィルム部材１０と同様の構成を有している。図１２に示す第２の変形例では、第２フィルム部材３０は、金属箔３１と、金属箔３１の両面に設けられた熱融着層３２、３３とを有し、第１フィルム部材２０と同様の構成を有している。

また、第２の受熱フィルム部材６０は、作動液４５が蒸発して蒸気を生成する蒸発部６５を有している。この蒸発部６５は、受熱フィルム部材１０の蒸発部１５と同様に、第２の受熱フィルム部材６０に取り付けられる第２の冷却対象体Ｄ’から熱を受けて、第２の収納室７０内の作動液４５が蒸発する部分である。ここで、蒸発部６５は、第２の受熱フィルム部材６０の任意の場所に設けることができるが、図１２に示す形態では、第２の受熱フィルム部材６０の中央部が第２の冷却対象体Ｄ’に取り付けられている例が示されており、この場合、当該中央部（更にはその周辺近傍の部分）が、蒸発部６５に相当する。

第２フィルム部材３０と第２の受熱フィルム部材６０との間には、第２の収納室７０が画定されている。第２の収納室７０の周囲には、第２フィルム部材３０と第２の受熱フィルム部材６０とをヒートシールする第３ヒートシール部７１が設けられている。第３ヒートシール部７１は、第２フィルム部材３０の熱融着層３３と、第２の受熱フィルム部材６０の熱融着層６２とが溶融して互いに熱融着することで形成されている。図１２に示す形態では、平面視で、第２の収納室７０は矩形状に形成されており、第３ヒートシール部７１は、矩形枠状に形成されて、第２の収納室７０の周囲に連続状に形成されている。この第３ヒートシール部７１によって、第２の収納室７０の周縁が画定されて、第２の収納室７０が密封されている。

第３ヒートシール部７１は、平面視において、第１ヒートシール部４１に重なって配置されている。言い換えると、第２ヒートシール部４３が、平面視において、第１ヒートシール部４１および第３ヒートシール部７１よりも外側に配置されている。冷却室４２の容積は、第２の収納室７０の容積よりも大きくなっており、第２の収納室７０の容積は、収納室４０の容積に等しくなっている。そして、平面視で、第２の収納室７０の周囲に、第２フィルム部材３０が露出された部分が形成されている。なお、第３ヒートシール部７１の平面配置は、図１２に示す形態に限られることはなく、第２ヒートシール部４３に重なるように配置してもよく、あるいは、第１ヒートシール部４１および第２ヒートシール部４３のいずれにも重ならないように配置してもよい。

図１２に示すように、第２の収納室７０に、第２のヒートパイプ構成部７２が収納されている。この第２のヒートパイプ構成部７２は、収納室４０に収納されたヒートパイプ構成部４４と同様の構成を有している。また、第２の収納室７０の圧力は、収納室４０と同様に大気圧よりも低くなっている。

図１２に示す第２の変形例によれば、上述した冷却対象体Ｄの熱は、ヒートパイプ構成部４４を介して冷却媒体Ｃに回収されるが、これと同様にして、第２の冷却対象体Ｄ’の熱は、第２のヒートパイプ構成部７２を介して冷却媒体Ｃに回収することができる。このため、冷却対象体Ｄと、第２の冷却対象体Ｄ’とを同時に冷却することができる。そして、２つの冷却対象体Ｄ、Ｄ’を冷却することができる冷却装置１を、受熱フィルム部材１０、第１フィルム部材２０、第２フィルム部材３０および第２の受熱フィルム部材６０によって構成することができる。このことにより、冷却装置１を、可撓性を有する部材で構成することができる。このため、冷却装置１を平坦な面だけではなく、湾曲した面にも密着させて取り付けることができ、冷却装置１の配置の自由度を高めて汎用性を向上させることができる。

また、上述した本実施の形態においては、収納室４０において２つのウィック部材４６ａの間に蒸気流路形成部材４６ｂが介在されている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、収納室４０におけるウィック部材４６ａと蒸気流路形成部材４６ｂの個数や配置は、任意である。更に言えば、ウィック部材４６ａ内のメッシュや多孔質体等の微小な開口を通って、作動液４５の蒸気が拡散することができれば、蒸気流路形成部材４６ｂは、収納室４０に収納されていなくてもよい。

本発明は上記実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

１ 冷却装置
１０ 受熱フィルム部材
１１ 金属箔
１２ 熱融着層
１５ 蒸発部
２０ 第１フィルム部材
２１ 金属箔
２２、２３ 熱融着層
３０ 第２フィルム部材
３１ 金属箔
３２、３３ 熱融着層
４０ 収納室
４１ 第１ヒートシール部
４２ 冷却室
４３ 第２ヒートシール部
４４ ヒートパイプ構成部
４５ 作動液
４６ａ ウィック部材
４７ 流入口
４７ａ 流入口パイプ部材
４８ 流出口
４８ａ 流出口パイプ部材
４９ 開口部
６０ 第２の受熱フィルム部材
６１ 金属箔
６２ 熱融着層
６５ 蒸発部
７０ 第２の収納室
７１ 第３ヒートシール部
７２ 第２のヒートパイプ構成部
Ｃ 冷却媒体
Ｄ 冷却対象体
Ｄ’ 第２の冷却対象体

Claims (6)

1. 冷却媒体を用いて冷却対象体を冷却するための冷却装置であって、
   前記冷却対象体から熱を受ける受熱フィルム部材と、
   前記受熱フィルム部材との間に収納室を画定した第１フィルム部材と、
   前記第１フィルム部材の前記受熱フィルム部材の側とは反対側に設けられ、前記第１フィルム部材との間に冷却室を画定した第２フィルム部材と、
   前記収納室に収納されたヒートパイプ構成部と、
   前記冷却室に前記冷却媒体を流入させる流入口と、
   前記冷却室から前記冷却媒体を流出させる流出口と、
   前記受熱フィルム部材と前記第１フィルム部材をヒートシールし、前記収納室を画定する第１ヒートシール部と、
   前記第１フィルム部材と前記第２フィルム部材をヒートシールし、前記冷却室を画定する第２ヒートシール部と、を備え、
   平面視において、前記第２ヒートシール部は、前記第１ヒートシール部よりも外側に配置されている、冷却装置。
2. 前記流入口および前記流出口は、前記第２ヒートシール部を貫通したパイプ部材によって構成されている、請求項１に記載の冷却装置。
3. 前記ヒートパイプ構成部は、作動液と、前記作動液に毛細管作用を発揮させるウィック部材と、を含む、請求項１または２に記載の冷却装置。
4. 前記第１フィルム部材は、金属箔と、前記金属箔の両面に設けられた熱融着層と、を有している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却装置。
5. 第２の冷却対象体から熱を受ける第２の受熱フィルム部材であって、前記第２フィルム部材の前記第１フィルム部材の側とは反対側に設けられ、前記第２フィルム部材との間に第２の収納室を画定した第２の受熱フィルム部材と、
   前記第２の収納室に収納された第２のヒートパイプ構成部と、を更に備えた、請求項１〜４のいずれか一項に記載の冷却装置。
6. 前記第１フィルム部材および前記第２フィルム部材は、金属箔と、前記金属箔の両面に設けられた熱融着層と、を有している、請求項５に記載の冷却装置。

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