TWI633266B - Heat pipe - Google Patents

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佐佐木泰海
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古河電氣工業股份有限公司
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Abstract

目的在於提供熱管，即使為薄型形狀，也具有良好的最大熱傳導量，並具有熱阻小、優良的熱傳導特性。
熱管，具有為了從發熱體吸收熱而與該發熱體熱連接的受熱部，該熱管包括：扁平型容器，具有兩端部被封住的管形狀，並具有在與長邊方向垂直的剖面中於上下方向彼此相對的平坦的內面對；被收納於該扁平型容器內的芯部構造體；被封入在該扁平型容器內的作動流體；在前記扁平型容器的與前記長邊方向垂直的剖面的至少一剖面中，前記芯部構造體由配置於上下方向的第1芯部構造體和第2芯部構造體構成，前記第1芯部構造體分別與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的其中一方的內面及前記第2芯部構造體接觸，且前記第1芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸，前記第2芯部構造體與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的另一方的內面接觸，且前記第2芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸；而且，前記芯部構造體具有：分別並排設置於前記扁平型容器的前記長邊方向的第1芯部、以及與該第1芯部連結並且最大寬幅大於該第1芯部的第2芯部， 上述第2芯部形成於上述受熱部。

Description

熱管
本發明係關於薄型形狀的熱管，具有良好的最大熱傳導量，並具有熱阻小、優良的熱傳導特性。
搭載於電氣．電子機器的半導體元件等的電子零件，因為伴隨著高機能化的高密度搭載，其發熱量增大，其冷卻變得更為重要。熱管被使用作為電子零件的冷卻方法。
另外，由於上記電子零件的高密度搭載等造成的熱管的設置場所的狹小化或上記電子零件的薄型化等，被要求要使用扁平型熱管，例如厚度1.5mm以下的薄型之熱管。如後述的裝置被提出作為薄型的熱管(專利文獻1)，其使用具有本體及從本體延伸之第1突出部的芯部分開第1部分及第2部分，第1突出部分為將受熱部的內部連通於蒸氣流路的第1部分以及連通於液體回流流路的第2部分，受熱部在第1部分和第1突出部跨接的位置與發熱零件熱連接。
在專利文獻1中，能夠將第1突出部和第2部分之間的邊界部配置於遠離發熱零件的位置，因此加大向此方向的壓力損失，防止已蒸發之作動流體的氣泡流向此方向，進而防止作動流體產生逆流，即使配置複數的發熱零件，也能抑制熱傳導效率的降低。
但是，專利文獻1的薄型熱管中，有無法同時提高最大熱傳導量和降低熱阻的問題，亦即，要增大最大熱傳導量則熱阻也增大，要降低熱阻則最大熱傳導量也降低，熱管的薄型化所產生的特別顯著的問題依然存在。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特開2009-204254號公報
有鑑於上述情況，本發明之目的在於提供熱管，即使為薄型形狀，也具有良好的最大熱傳導量，並具有熱阻小、優良的熱傳導特性。
本發明的態樣為熱管，具有為了從發熱體吸收熱而與該發熱體熱連接的受熱部，該熱管包括：扁平型容器，具有兩端部被封住的管形狀，並具有在與長邊方向垂直的剖面中於上下方向彼此相對的平坦的內面對；被收納於該扁平型容器內的芯部構造體；被封入在該扁平型容器內的作動流體；在前記扁平型容器的與前記長邊方向垂直的剖面的至少一剖面中，前記芯部構造體由配置於上下方向的第1芯部構造體和第2芯部構造體構成，前記第1芯部構造體分別與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的其中一方的內面及前記第2芯部構造體接觸，且前記第1芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器 的任一內面都未接觸，前記第2芯部構造體與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的另一方的內面接觸，且前記第2芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸；而且，前記芯部構造體具有：分別並排設置於前記扁平型容器的前記長邊方向的第1芯部、以及與該第1芯部連結並且最大寬幅大於該第1芯部的第2芯部，上述第2芯部形成於上述受熱部。
本發明之態樣為熱管，相對於前記扁平型容器之剖面的最大寬幅，前記第1芯部的最大寬幅為40%~60%，前記第2芯部的最大寬幅為60%~80%。
上記態樣中，相對於扁平型容器之內部中對於長邊方向垂直相交方向(扁平型容器的剖面)的寬幅，第1芯部的最大寬幅為40%~60%，因此，在對應於第1芯部之位置的扁平型容器的平坦的內面對中，存在與第1芯部構造體和第2芯部構造體都未接觸的部位，該部位為對於扁平型容器的內部空間露出的態樣。另外，相對於扁平型容器之內部中對於長邊方向垂直相交方向(扁平型容器的剖面)的寬幅，第2芯部的最大寬幅為60%~80%，因此，在對應於第2芯部的位置之扁平型容器的平坦的內面對中，存在與第1芯部構造體和第2芯部構造體都未接觸的部位，該部位為對於扁平型容器的內部空間露出的態樣。再者，相較於對應於第2芯部的位置之扁平型容器的平坦的內面的露出區域，對應於第1芯部的位置的扁平型容器的平坦的內面之露出區域較廣。
本發明的態樣為熱管，前記扁平型容器於長邊方向中的前記第2芯部的長度為，前記扁平型容器於長邊方向中 的前記第1芯部的長度和前記扁平型容器於長邊方向中的前記第2芯部的長度之合計的2~50%。
本發明的態樣為熱管，在前記至少一剖面中，前記第1芯部構造體的剖面具有凸形狀的凸狀底邊部和平坦的上邊部，前記第2芯部構造體的剖面具有平坦的底邊部和凸形狀的凸狀上邊部，前記第1芯部構造體的凸狀底邊部與前記第2芯部構造體的凸狀上邊部接觸，前記第1芯部構造體的平坦的上邊部與前記一方的內面接觸，前記第2芯部構造體的平坦的底邊部與前記另一方的內面接觸。
上記態樣中，第1芯部構造體的凸狀底邊部與前記第2芯部構造體的凸狀上邊部互相接觸，因此，在凸狀底邊部和凸狀上邊部當中，除了與對方的凸狀部接觸的部分之外，處於對於扁平型容器的內部空間露出的態樣。
本發明的態樣為熱管，相對於前記扁平型容器之剖面的最大寬幅，前記第2芯部的前記底邊部的最大寬幅為60%~80%。
本發明的態樣為熱管，前記第1芯部配置於前記扁平型容器之長邊方向的一方之端部，前記第2芯部配置於前記扁平型容器之長邊方向的另一方的端部。
本發明的態樣為熱管，前記第1芯部有二個，其中一個配置於前記扁平型容器的長邊方向的一方之端部，另一個配置於前記扁平型容器的長邊方向之另一方的端部，前記第2芯部配置於前記扁平型容器的長邊方向之中央部。
本發明的態樣為熱管，在前記扁平型容器的長邊 方向中前記第1芯部和前記第2芯部之間，更設置第3芯部，其最大寬幅大於前記第1芯部，其最大寬幅小於前記第2芯部。
本發明的態樣為熱管，在前記至少一剖面中，與前記扁平型容器的任一內面都未接觸的前記第1芯部構造體的前記兩側面具有凸形狀，與前記扁平型容器的任一內面都未接觸的前記第2芯部構造體的前記兩側面具有凸形狀。
本發明的態樣為熱管，前記第1芯部及前記第2芯部為金屬燒結體。
本發明的態樣為熱管，前記第2芯部的前記金屬燒結體，由粒徑較前記第1芯部的前記金屬燒結體的還要細的燒結粉所形成。
本發明的態樣為熱管，彼此相對的前記平坦的內面對在上下方向分離1.5mm以下的距離。
上記態樣中，扁平型容器具有彼此相對的平坦的內面對(一方的內面和與該一方的內面相對的另一方的內面)，相對的平坦的內面間之距離為1.5mm以下。
本發明的態樣為熱管，在與前記扁平型容器的前記長手方向垂直的所有的剖面中，前記芯部構造體由配置於上下方向的前記第1芯部構造體和前記第2芯部構造體構成。
本發明的態樣為熱管，在與前記扁平型容器的前記長手方向垂直的所有剖面中，前記第1芯部構造體與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的其中一方的內面及前記第2芯部構造體接觸，前記第1芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸，前記第2芯部構造體與前記扁平 型容器的前記平坦的內面對當中的另一方的內面接觸，且前記第2芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸。
本發明的態樣為熱管，前記受熱部係透過熱傳導性構件與前記發熱體熱連接。
依據本發明的態樣，以具有第1芯部及最大寬幅大於該第1芯部的第2芯部、與發熱體接觸之熱管的部位為受熱部的情況下，藉由第2芯部位於受熱部，即使是薄型形狀，也能發揮最大熱傳導量良好、熱阻降低的熱傳導特性。
依據本發明的態樣，相對於扁平型容器的剖面的最大寬幅，第1芯部的最大寬幅為40%~60%，第2芯部形成於受熱部且最大寬幅為60%~80%並大於第1芯部的最大寬幅，藉此，即使為薄型形狀，能夠有更優良的最大熱傳導量並降低熱阻，發揮優良的熱傳導特性。
依據本發明的態樣，在扁平型容器的長邊方向中的第2芯部的長度為，在扁平型容器的長邊方向中的第1芯部的長度和第2芯部的長度的合計的2~50%，藉此，能夠更提高最。大熱傳導量並降低熱阻。
依據本發明的態樣，第1芯部構造體的剖面具有凸形狀的凸狀底邊部和平坦的上邊部，第2芯部構造體的剖面具有平坦的底邊部和凸形狀的凸狀上邊部，相對於扁平型容器的剖面的最大寬幅，第2芯部的底邊部或上邊部的最大寬幅為60%~80%，藉此，能夠更提高最大熱傳導量並降低熱阻。
1、2‧‧‧熱管
10‧‧‧扁平型容器
21‧‧‧第1芯部構造體
22‧‧‧第2芯部構造體
31‧‧‧第1芯部
32‧‧‧第2芯部
第1圖(a)為本發明之第1實施形態例的熱管之平面剖面圖、(b)為(a)的a-a剖面圖、(c)為(a)的b-b剖面圖。
第2圖(a)為本發明的第2實施形態例的熱管之平面剖面圖、(b)為(a)的a-a剖面圖、(c)為(a)的b-b剖面圖。
第3圖為本發明的第3實施形態例的熱管的平面剖面圖。
第4圖為本發明的第4實施形態例的熱管之平面剖面圖。
第5圖(a)為本發明的其他實施形態例的熱管之側面圖、(b)為(a)的a-a剖面圖、(c)為(a)的b-b剖面圖。
第6圖(a)為本發明的其他實施形態例的熱管的側面圖、(b)為(a)的a-a剖面圖、(c)為(a)的b-b剖面圖。
第7圖為本發明的其他實施形態例的熱管的說明圖。
第8圖(a)為本發明的其他實施形態例的熱管的側面圖、(b)為(a)的a-a剖面圖、(c)為(a)的b-b剖面圖。
第9圖(a)為本發明的其他實施形態例的熱管的側面圖、(b)為(a)的a-a剖面圖、(c)為(a)的b-b剖面圖。
第10圖(a)為本發明的其他實施形態例的熱管的側面圖、(b)為(a)的a-a剖面圖、(c)為(a)的b-b剖面圖。
以下使用圖式說明本發明的第1實施形態例的熱管。
如第1圖(a)~(c)所示，第1實施形態例的熱管1具備：具有一方的平坦的內面11和與一方的平坦的內面11相對的另 一方的平坦的內面12的管形狀的扁平型容器10；被配置於一方的平坦的內面11之第1芯部構造體21；被配置於另一方的平坦的內面12之第2芯部構造體22；被封入扁平型容器10中的作動流體(未圖示)。
如第1圖(b)、(c)所示，扁平型容器10為密閉的直線狀管材，具有：一方的平坦的內面11、與一方的平坦的內面11相對的另一方的平坦的內面12、形成於一方的平坦的內面11和另一方的平坦的內面12之間的曲面部13、13’，對於長邊方向垂直相交方向(亦即垂直於長邊方向)的剖面形狀為扁平形狀。亦即，扁平型容器10具有在垂直於長邊方向的剖面中於上下方向彼此相對的平坦的內面對。扁平型容器10，其長邊方向的全域為扁平型。另外，扁平型容器10，在任何部位的對於長邊方向垂直相交方向的內部空間的剖面積都是相同的，一方的平坦的內面11形成於對於另一方的平坦的內面12平行方向。而且，一方的平坦的內面11和另一方的平坦的內面12的距離並不特別限定，但在扁平型容器10中為1.5mm以下，尤其為1.0mm以下的薄型形狀。熱管1的熱傳導方向為扁平型容器10的長邊方向。
第1芯部構造體21具有：作為從一方的平坦的內面11突出的凸形狀之凸狀底邊部的第1曲部23以及平坦的上邊部25，平坦的上邊部25和一方的平坦的內面11的一部分區域接觸。熱管1中，平坦的上邊部25固定在一方的平坦的內面11。另外，對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向(扁平型容器10的剖面)，第1芯部構造體21設置其中央部。熱管1中，在 對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向中的第1芯部構造體21的剖面形狀為半橢圓狀。
另外，第2芯部構造體22具有：從另一方的平坦的內面12突出且與凸形狀之凸狀底邊部的第1曲部23相對的作為凸形狀的凸狀上邊部之第2曲部24和平坦的底邊部26，平坦的底邊部26和另一方的平坦的內面12的一部分區域接觸。熱管1中，平坦的底邊部26固定在另一方的平坦的內面12。另外，對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向，第2芯部構造體22設置其中央部。熱管1中，在對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向中的第2芯部構造體22的剖面形狀為半橢圓狀。
熱管1中，扁平型容器10的一方的平坦的內面11當中與第1芯部構造體21的平坦的上邊部25未接觸的區域、扁平型容器10的另一方的平坦的內面12當中與第2芯部構造體22的平坦的底邊部26未接觸的區域、及扁平型容器10的曲面部13、13’都對於扁平型容器10的內部空間露出。
第1芯部構造體21，第1曲部23與第2芯部構造體22的第2曲部24接觸。熱管1中，第1曲部23的底部和第2曲部24的頂部互相接觸。另外，第1曲部23的底部和第2曲部24的頂部均為被壓接的狀態。因此，第1曲部23的底部和第2曲部24的頂部為被壓縮壓扁的狀態。藉此，能夠更提高第1芯部構造體21及第2芯部構造體22的毛細管壓力，使得液相的作動流體更順暢地回流。
另外，如第1圖(b)所示，在扁平型容器10的一方的端部中，形成由第1芯部構造體21和第2芯部構造體22構成的第 1芯部31。就扁平型容器10的內部空間而言，相對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向的寬幅的最大值，第1芯部31中形成最大寬幅的平坦的上邊部25及平坦的底邊部26的上記寬幅為40%~60%的比率。就熱管1的第1芯部31而言，對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向的剖面形狀，在扁平型容器10的長邊方向的任何部位都是大致相同的形狀及尺寸。因此，在第1芯部31中，於扁平型容器10的長邊方向中，平坦的上邊部25及平坦的底邊部26的上記寬幅大致均一。
相對於此，如第1圖(c)所示，在扁平型容器10的另一方的端部中，形成由第1芯部構造體21和第2芯部構造體22構成的第2芯部32。因此，由第1芯部構造體21和第2芯部構造體22構成的芯部構造體具有第1芯部31和第2芯部32。就扁平型容器10的內部空間而言，相對於對扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向的寬幅的最大值，在第2芯部32中，在第2芯部32中形成最大寬幅的平坦的上邊部25及平坦的底邊部26的上記寬幅為60%~80%的比率。而且，第2芯部32中的平坦的上邊部25及平坦的底邊部26的上記寬幅為一定大於第1芯部31中的平坦的上邊部25及平坦的底邊部26的上記寬幅的態樣。就熱管1的第2芯部32而言，對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向的剖面形狀，扁平型容器10的長邊方向的任何部位都是大致相同的形狀及尺寸。因此，在第2的芯部32中，在扁平型容器10的長邊方向中，平坦的上邊部25及平坦的底邊部26的上記寬幅為大致均一。
再者，如第1圖(a)所示，在熱管1中，扁平型容器 10的一方的端部和另一方的端部之間的部位(亦即扁平型容器10的中央部)，和扁平型容器10的一方的端部一樣，形成由第1芯部構造體21和第2芯部構造體22構成的第1芯部31。
在熱管1中，使第2芯部32具有熱管1之受熱部的功能，使第1芯部31具有熱管1的放熱部的功能。為了具有受熱部的功能，使發熱體(未圖示)與扁平型容器10的特定部位熱連接。使發熱體與扁平型容器10的特定部位熱連接時，可以因應需要，在該所定部位和發熱體之間設置金屬製的受熱板、導熱性橡膠、熱橡膠等的熱傳導構件。另外，為了具有放熱部的功能，可以使例如放熱鰭片或散熱片等的熱交換裝置(未圖示)與扁平型容器10的特定部位熱連接。
熱管1中，第2芯部32的上記寬幅的尺寸大於第1芯部31的上記寬幅，且相對於扁平型容器10的上記寬幅，第2芯部32中具有60%~80%的上述寬幅，在第1芯部31中具有40%~60%的上述寬幅，藉此，即使是薄型形狀，也能夠發揮優良的最大熱傳導量並降低熱阻的良好熱傳導特性。
如第1圖(a)所示，在熱管1中，第1芯部構造體21和第2芯部構造體22(在第1圖(a)中未圖示)都從扁平型容器10的一方的端部朝向另一方的端部的方向(亦即對於扁平型容器10的長邊方向平行方向)直線狀延伸。第1芯部構造體21和第2芯部構造體22(在第1圖(a)中未圖示)，第2芯部32的對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向的寬幅都大於第1芯部31的上述寬幅，在第1芯部31和第2芯部32的邊界部形成階差部33。再者，第1芯部31和第2芯部32的邊界部也可以不是上記階差，而 是上述寬幅漸漸變化的態樣。
在扁平型容器10的長邊方向中的第2芯部32的長度不特別限定，但就平衡地改善最大熱傳導量的增大和熱阻的降低的觀點而言，為相對於扁平型容器10之長邊方向中的第1芯部31的長度和第2芯部32的長度的合計之2~50%為佳。另外，第2芯部32中的平坦的上邊部25及平坦的底邊部26在扁平型容器10的長邊方向中的長度不特別限定，但就平衡地改善最大熱傳導量的增大和熱阻的降低的觀點而言，為與受熱部熱連接的發熱體的上記長度的1.0~5.0倍為佳。另外，第2芯部32中的平坦的上邊部25及平坦的底邊部26對於扁平型容器10的長邊方向垂直相交方向的寬幅不特別限定，但就平衡地改善最大熱傳導量的增大和熱阻的降低的觀點而言，為與受熱部熱連接的發熱體的上述寬幅的0.50~1.5倍為佳。
如第1圖(a)~(c)所示，扁平型容器10的內部空間當中，未配置第1芯部構造體21和第2芯部構造體22的部位為、氣相的作動流體之蒸氣流路34。亦即，由一方的平坦的內面11當中與第1芯部構造體21未接觸的區域、第1曲部23表面、另一方的平坦的內面12當中與第2芯部構造體22未接觸的區域、第2曲部24表面、扁平型容器10的曲面部13、13’形成蒸氣流路34。因此，蒸氣流路34在對於扁平型容器10的長邊方向平行方向直線狀延伸，以階差部33為界，第1芯部31側的蒸氣流路34的寬幅大於第2芯部32側的蒸氣流路34之態樣。另外，蒸氣流路34設置於第1芯部構造體21和第2芯部構造體22的兩側。
扁平型容器10的材質不特別限定，例如從熱傳導 率優良的點而言可以使用銅、從輕量性的點而言可以使用鋁、從強度改善的點而言可以使用不銹鋼。第1芯部構造體21和第2芯部構造體22的材質不特別限定，可以使用銅粉及不銹鋼粉等的金屬粉、碳粉、銅粉和碳粉的混合粉、上記粉體的奈米粒子、金屬網和金屬粉組合成的複合金屬等的燒結體。燒結體可以將上記粉體或複合金屬燒結使粉體接合而製造，藉由燒結形成具有毛細管壓力的多孔質構造。基於使第2芯部32的毛細管力較第1芯部31的毛細管力更提高，使液相的作動流體順暢地回流到受熱部的點而言，第2芯部32的金屬燒結體由粒徑小於第1芯部31的金屬燒結體的燒結粉形成為佳。
另外，可以因應和扁平型容器10之材料的適合性，適當選擇被封入扁平型容器10的作動流體，例如：水、代替氟龍、過氟化合物、環戊烷等。
繼之，說明本發明的第1實施形態例之熱管1的熱傳導機制。熱管1，於受熱部從熱連接的發熱體受熱時，作動流體在受熱部相變化從液相變為氣相。此氣相的作動流體，在扁平型容器10的長邊方向上，在蒸氣流路34中從受熱部流向放熱部，來自發熱體的熱從受熱部被送往放熱部。從受熱部送往放熱部的來自發熱體的熱，於設置了熱交換裝置的放熱部，藉由氣相的作動流體相變化為液相，放出為潛熱。在放熱部被放出的潛熱，藉由設置於放熱部的上記熱交換裝置，從放熱部放出到熱管1的外部環境。在放熱部相變化為液相的作動流體，被引入第1芯部構造體21及第2芯部構造體22，藉由第1芯部構造體21及第2芯部構造體22的毛細管壓力，從放熱部送回受熱 部。
繼之，使用圖式，說明本發明的第2實施形態例的熱管。再者，針對與第1實施形態例的熱管相同的構成要素，使用相同符號說明。
如第2圖(a)~(c)所示，第2實施形態例的熱管2中，不在熱管1中之扁平型容器10的長邊方向之一方的端部和中央部配置第1芯部31，不在另一方的端部配置第2芯部32，而在扁平型容器10的長邊方向的中央部配置第2芯部32，在扁平型容器10的長邊方向的兩端部分別配置第1芯部31。亦即，配置2個第1芯部31。因此，在熱管2中，使扁平型容器10的長邊方向的中央部具有受熱部的功能，使扁平型容器10的長邊方向的一方的端部及另一方的端部具有放熱部的功能。在第2芯部32的兩端部設置第1芯部31，因此，存在2個第1芯部31和第2芯部32的邊界部，因此，形成2個階差部33。
熱管2也能發揮最大熱傳導量良好、熱阻降低的優良的熱傳導特性。另外，在熱管2中能夠設置複數(圖中為2個)放熱部，因此能夠更提升發熱體的冷卻效率。
繼之，使用圖式，說明本發明的第3實施形態例的熱管。再者，針對與第1、第2實施形態例實施形態例的熱管相同的構成要素，使用相同符號說明。
第1實施形態例的熱管1中，於扁平型容器10的長邊方向的兩端面的部位未設置第1芯部構造體21及第2芯部構造體22，上記兩端面的全區域對於扁平型容器10的內部空間露出，但如第3圖所示，第3實施形態例的熱管3有別於此，第1芯 部構造體21及第2芯部構造體22延伸到扁平型容器10的長邊方向的兩端面14。因此，第1芯部構造體21及第2芯部構造體22於扁平型容器10的長邊方向的兩端面，與扁平型容器10的長邊方向的兩端面14接觸。
熱管3也能發揮最大熱傳導量良好、熱阻降低的優良的熱傳導特性。
繼之，使用圖式，說明本發明的第4實施形態例的熱管。再者，針對與第1~第3實施形態例實施形態例的熱管相同的構成要素，使用相同符號說明。
第2實施形態例的熱管2中，在扁平型容器10的長邊方向的兩端面之部位未設置第1芯部構造體21及第2芯部構造體22，上記兩端面的全區域對於扁平型容器10的內部空間露出，但如第4圖所示，第4實施形態例的熱管4有別於此，第1芯部構造體21及第2芯部構造體22延伸到扁平型容器10的長邊方向的兩端面14。因此，第1芯部構造體21及第2芯部構造體22於扁平型容器10的長邊方向的兩端面，與扁平型容器10的長邊方向的兩端面14接觸。
熱管4也能發揮最大熱傳導量良好、熱阻降低的優良的熱傳導特性。
繼之，說明本發明的熱管的製造方法例。前記製造方法不特別限定，不過，例如第1實施形態例的熱管，沿著圓形狀之管材的長邊方向，將具有特定形狀之缺口部的芯棒***，將成為芯部構造體的粉末狀的金屬材料填充在形成於管材之內壁面和缺口部外面之間的空隙部。再者，芯棒的缺口部 中，形成對應於第1芯部的位置的小缺口的缺口部和對應於第2芯部的位置的大缺口的缺口部。繼之，加熱處理，形成第1芯部構造體的前驅體及第2芯部構造體的前驅體。之後，將芯棒從小缺口的缺口部側拔出，將管材扁平加工，藉以製造具有第1芯部構造體及第2芯部構造體的熱管。
另外，第2實施形態例的熱管可以用相同於第1實施形態例的熱管的方法製造，不過也可以不用第1實施形態例的熱管所使用的上記芯棒，而將形成對應於第1芯部的位置的小缺口的缺口部和對應於第2芯部的位置的大缺口的缺口部的第1芯棒，從圓形狀的管材的一方的端部***到達長邊方向中央部，將形成對應於第1芯部的位置的小缺口的缺口部的第2芯棒，從圓形狀的管材的另一方的端部***。填充粉末狀的金屬材料及加熱處理之後，在管材的一方的端部側，將第1芯棒從小缺口的缺口部側拔出，並將第2芯棒容另一方的端部側拔出，藉此製造第2實施形態例的熱管。
繼之，說明本發明的其他實施形態例。上記各實施形態例的熱管中，在相對於扁平型容器的長邊方向垂直相交方向的寬幅狹窄的第1芯部之隣接位置，配置上述寬幅寬的第2芯部，但也可以不是這樣，而在第1芯部和第2芯部之間設置上述寬幅較第1芯部寬且上述寬幅較第2芯部狹窄的第3芯部。另外，第3芯部的上述寬幅可以均一，也可以從第1芯部朝向第2芯部漸漸變寬的態樣。
第1實施形態例的熱管中，在扁平型容器的中央部，和扁平型容器的一方的端部一樣，形成上述寬幅狹窄的第 1芯部，但也可以不是這樣，而是和扁平型容器的另一方的端部一樣，形成上述寬幅寬的第2芯部。另外，上記各實施形態例的熱管中，第1芯部、第2芯部各自在扁平型容器的長邊方向上，對於扁平型容器的長邊方向垂直相交方向中的底邊部的寬幅為大致均一，但也可以不是這樣，而是該寬幅不是大致均一，只要是在上記數值範圍內，可以為例如漸漸變寬的態樣或重複變大和變小的態樣等。
另外，上記各實施形態例的熱管中，容器的長邊方向的全域為扁平型，但也可以不是這樣，而是長邊方向的一部份區域為扁平型。
另外，上記各實施形態例的熱管中，第1芯部構造體及第2芯部構造體的剖面形狀為半橢圓狀，但該形狀不特別限定，可以為例如矩形狀。上記各實施形態例的熱管中，第1芯部構造體及第2芯部構造體都設置在對於扁平型容器的長邊方向垂直相交方向的中央部，但第1芯部構造體及第2芯部構造體的位置不特別限定，亦可為中央部以外(例如端部)，第1芯部構造體和第2芯部構造體可以設置在彼此相異的位置(例如第1芯部構造體和第2芯部構造體當中的任一方在中央部，另一方在端部)。上記各實施形態例的熱管中，凸狀底邊部的底部和凸狀上邊部的頂部為彼此壓接的狀態，但也可以不是這樣，而是彼此接觸且未壓接的狀態。
另外，上記各實施形態例的熱管中，凸狀底邊部的底部和凸狀上邊部的頂部彼此壓接，但也可以不是這樣，可以是第1芯部的凸狀底邊部的底部和凸狀上邊部的頂部彼此接 觸，第2芯部的凸狀底邊部的底部和凸狀上邊部的頂部彼此未接觸的狀態、或者要求高毛細管壓力的第2芯部的凸狀底邊部的底部和凸狀上邊部的頂部彼此接觸，第1芯部的凸狀底邊部的底部和凸狀上邊部的頂部彼此未接觸的狀態。
在此情況下，可以為例如，第5圖(a)~(c)所示，以扁平型容器10的長邊方向的中央部為界，扁平型容器10的厚度有所不同，在扁平型容器10的厚度較厚一方的端部(如第5圖(b)所示，與放熱鰭片101熱連接)，第1芯部31中的第1芯部構造體21的第1曲部23和第2芯部構造體22的第2曲部24彼此未接觸，在扁平型容器10的厚度較薄一方的端部(如第5圖(c)所示，與發熱體102熱連接)，第2芯部32中的第1芯部構造體21的第1曲部23和第2芯部構造體22的第2曲部24彼此接觸的態樣。
另外，第6圖(a)~(c)所示，可以為以扁平型容器10的長邊方向的中央部為界，扁平型容器10的厚度有所不同，在扁平型容器10的厚度較厚一方的端部(如第6圖(c)所示，與發熱體102熱連接)，第2芯部32中的第1芯部構造體21的第1曲部23和第2芯部構造體22的第2曲部24彼此未接觸，在扁平型容器10的厚度較薄一方的端部(如第6圖(b)所示，與放熱鰭片101熱連接)，第1芯部31中的第1芯部構造體21的第1曲部23和第2芯部構造體22的第2曲部24彼此接觸的態樣。
上記各實施形態例的熱管中，扁平型容器為管材，其剖面形狀為具有上下相對的平坦的內面對的略楕圓形狀，但扁平型容器的剖面形狀不特別限定，可以為例如有角的矩形。
再者，上記各實施形態例的熱管中，管材的扁平型容器為直線狀，但管材的長邊方向的形狀不特別限定，可以為例如第7圖所示，彎曲加工為L字狀等的扁平型容器10，分別使放熱鰭片101等的熱交換裝置與一方的端部熱連接，使發熱體102與另一方的端部熱連接。
另外，如第8圖、第9圖所示，厚度均一的扁平型容器10之形狀可以為，在扁平型容器10的長邊方向的中央部具有階狀的部位15的形狀。在此情況下，與發熱體102熱連接的扁平型容器10的端部中的第2芯部32的第1芯部構造體21的第1曲部23和第2芯部構造體22的第2曲部24可以如第8圖(c)所示般彼此接觸，也可以如第9圖(c)所示般未接觸。同樣地，與放熱鰭片101等的熱交換裝置熱連接的扁平型容器10的端部中的第1芯部31的第1芯部構造體21的第1曲部23和第2芯部構造體22的第2曲部24，可以如第8圖(b)所示般未接觸，也可以如第9圖(b)所示般接觸。
另外，上記第1、第2實施形態例的熱管中，第1芯部構造體的剖面和第2芯部構造體的剖面的大小約略相同(亦即，平坦的上邊部的寬幅和平坦的底邊部的寬幅約略相同)，但也可以不是這樣，可以如第10圖(a)~(c)所示，使第1芯部構造體21的剖面和第2芯部構造體22的剖面為大小相異，亦即，平坦的上邊部25的寬幅和平坦的底邊部26的寬幅相異的態樣。在此情況下，若為第2芯部32的最大寬幅大於第1芯部31的最大寬幅的態樣，則如第10圖(b)、(c)所示，可以為第1芯部構造體21的剖面大於第2芯部構造體22的剖面的態樣，亦即，平 坦的上邊部25的寬幅大於平坦的底邊部26的寬幅的態樣，亦可為第2芯部構造體22的剖面大於第1芯部構造體21的剖面的態樣，亦即，平坦的底邊部26的寬幅大於平坦的上邊部25的寬幅的態樣。在此態樣中，基於更確實確保蒸氣流路34，同時提高第1芯部構造體21及第2芯部構造體22和作動流體的接觸面積的點，更提高熱管的熱輸送特性。
另外，上記第1、第2實施形態例的熱管中，扁平型容器之一方的平坦的內面和另一方的平坦的內面的距離(亦即扁平型容器的厚度)為均一，但也可以不是這樣，不是均一亦可，可以為例如對應於第1芯部的位置的扁平型容器的厚度和對應於第2芯部的位置的扁平型容器的厚度相異的態樣(例如，對應於第2芯部的位置的扁平型容器的厚度薄於對應於第1芯部的位置的扁平型容器的厚度的態樣)。
上記第2實施形態例的熱管中，在中央部配置1個第2芯部，但第2芯部的設置數不特別限定，亦可為複數。在此情況下，在隣接的第2芯部之間配置第1芯部及/或第3芯部。
【實施例】
繼之，說明本發明的實施例，但本發明只要不超出其主旨，不限定於這些例子。
使用與第1實施形態例的熱管相同構造之物作為實施例。不過，第1芯部和第2芯部的最大寬幅改變如下記表1。使用將長度200mm、ψ 8mm的管材扁平加工為1mm之物作為容器。使用10mm×20mm、15W之物作為發熱體。使該發熱體與形成第2芯部的容器(熱管)的另一方的端部接觸，在距離形成第1 芯部的容器(熱管)的一方的端部15mm的部位設置熱電對，計測△T。
△T為0℃以上且5℃以下評價為「A」、△T為超過5℃且在8℃以下評價為「B」、△T為超過8℃且在10℃以下評價為「C」，△T超過10℃評價為「D」。
評價結果顯示於下表1。
依據表1，相對於對扁平型容器的長邊方向垂直相交方向(剖面)的最大寬幅，第1芯部的最大寬幅為40%~60%、第2芯部的最大寬幅為60%~80%，則得到評價B以上，具有良好的最大熱傳導量、熱阻降低之良好熱傳導特性。尤其，相對於對扁平型容器的長邊方向垂直相交方向(剖面)的最大寬幅，第1芯部的最大寬幅為45%~55%、第2芯部的最大寬幅為65%~75%，則得到評價A的極優的熱傳導特性。
【產業上的利用可能性】
本發明的熱管即使為薄型形狀，也具有良好的最大熱傳導量，並具有熱阻小、優良的熱傳導特性，因此，在例如冷卻薄型電子零件的領域或冷卻高密度搭載的電子零件的領域等的利用價值高。

Claims (14)

  1. 一種熱管，具有為了從發熱體吸收熱而與該發熱體熱連接的受熱部，該熱管包括：扁平型容器，具有兩端部被封住的管形狀，並具有在垂直於長邊方向的剖面中於上下方向彼此相對的平坦的內面對；被收納於該扁平型容器內的芯部構造體；被封入在該扁平型容器內的作動流體；在前記扁平型容器的與前記長邊方向垂直的剖面的至少一剖面中，前記芯部構造體由配置於上下方向的第1芯部構造體和第2芯部構造體構成，前記第1芯部構造體分別與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的其中一方的內面及前記第2芯部構造體接觸，且前記第1芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸，前記第2芯部構造體與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的另一方的內面接觸，且前記第2芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸；而且，前記芯部構造體具有：分別並排設置於前記扁平型容器的前記長邊方向的第1芯部、以及與該第1芯部連結並且最大寬幅大於該第1芯部的第2芯部，上述第2芯部形成於上述受熱部；相對於前記扁平型容器之剖面的最大寬幅，前記第1芯部的最大寬幅為40%~60%，前記第2芯部的最大寬幅為60%~80%。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，在前記扁平型容器的長邊方向中的前記第2芯部的長度為，在前記扁平型容器的長邊方向中的前記第1芯部的長度和前記扁平型容器於長邊方向中的前記第2芯部的長度之合計的2~50%。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，在前記至少一剖面中，前記第1芯部構造體的剖面具有凸形狀的凸狀底邊部和平坦的上邊部，前記第2芯部構造體的剖面具有平坦的底邊部和凸形狀的凸狀上邊部，前記第1芯部構造體的凸狀底邊部與前記第2芯部構造體的凸狀上邊部接觸，前記第1芯部構造體的平坦的上邊部與前記一方的內面接觸，前記第2芯部構造體的平坦的底邊部與前記另一方的內面接觸。
  4. 如申請專利範圍第3項所記載的熱管，相對於前記扁平型容器之剖面的最大寬幅，前記第2芯部的前記底邊部或前記上邊部的最大寬幅為60%~80%。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，前記第1芯部配置於前記扁平型容器之長邊方向的一方之端部，前記第2芯部配置於前記扁平型容器之長邊方向的另一方的端部。
  6. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，前記第1芯部有二個，其中一個配置於前記扁平型容器的長邊方向的一方之端部，另一個配置於前記扁平型容器的長邊方向之另一方的端部，前記第2芯部配置於前記扁平型容器的長邊方向之中央部。
  7. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，在前記扁平型容器 的長邊方向中前記第1芯部和前記第2芯部之間，更設置第3芯部，其最大寬幅大於前記第1芯部，其最大寬幅小於前記第2芯部。
  8. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，在前記至少一剖面中，與前記扁平型容器的任一內面都未接觸的前記第1芯部構造體的前記兩側面具有凸形狀，與前記扁平型容器的任一內面都未接觸的前記第2芯部構造體的前記兩側面具有凸形狀。
  9. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，前記第1芯部及前記第2芯部為金屬燒結體。
  10. 如申請專利範圍第9項所記載的熱管，前記第2芯部的前記金屬燒結體，由粒徑較前記第1芯部的前記金屬燒結體的還要細的燒結粉所形成。
  11. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，彼此相對的前記平坦的內面對在上下方向分離1.5mm以下的距離。
  12. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，在與前記扁平型容器的前記長手方向垂直的所有的剖面中，前記芯部構造體由配置於上下方向的前記第1芯部構造體和前記第2芯部構造體構成。
  13. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，在與前記扁平型容器的前記長手方向垂直的所有剖面中，前記第1芯部構造體與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的其中一方的內面及前記第2芯部構造體接觸，前記第1芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸，前記第2 芯部構造體與前記扁平型容器的前記平坦的內面對當中的另一方的內面接觸，且前記第2芯部構造體的兩側面與前記扁平型容器的任一內面都未接觸。
  14. 如申請專利範圍第1項所記載的熱管，前記受熱部係透過熱傳導性構件與前記發熱體熱連接。
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