JP2023071099A - 熱伝導部材 - Google Patents

Abstract

【課題】熱輸送効率を維持しつつ、容易に製造可能である熱伝導部材を提供する。
【解決手段】上下に配置された第１金属板１及び第２金属板２を有する筐体１０と、筐体の内部の空間１０１に配置された作動媒体と、空間に配置されて少なくとも一部が第１金属板及び第２金属板の少なくとも一方とウィック構造体と、前記空間に配置される複数の柱部４０と、前記空間を閉鎖する閉鎖部と、を有する。ウィック構造体は、第１方向に延びるとともに第１方向と交差する第２方向に配列される複数のウィック部３１を有し、複数のウィック部の少なくとも１つは、第１方向の一端が第１方向に前記閉鎖部と間隙をあけて対向する熱伝導部材。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱伝導部材に関する。

従来の放熱モジュールは、コンテナを有する。コンテナには、作動液が封入されている。そして、コンテナの内部には、蒸気流路を挟んで並ぶ複数のウィック部と、ウィック部の間に設けられた柱部とを有する。

コンテナは、熱源と接触して配置される。作動液は、蒸発部で熱源によって加熱されて蒸発する。作動液の蒸気は、蒸気流路を流れ、凝縮部で冷却されて凝縮する。そして、凝縮した作動液は、ウィック部に浸透し、蒸発部に還流する（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１８／１１６９５１号

しかしながら、上記のような放熱モジュールは、コンテナ内部の内周の全周に渡ってウィック部が配置されるため、コンテナ内部の脱気及び作動液の注入が困難になる。また、脱気及び作動液の注入が困難であることで、製造に多くの手間と時間を要する。

本発明は、熱輸送効率を維持しつつ、容易に製造可能である熱伝導部材を提供することを目的とする。

本発明の例示的な熱伝導部材は、上下に配置された第１金属板及び第２金属板を有する筐体と、第１金属板と第２金属板の間に形成された空間の内部に配置された作動媒体と、空間に配置されて少なくとも一部が第１金属板及び第２金属板の少なくとも一方と接触するウィック構造体と、空間に配置されて上下方向に延びる複数の柱部と、空間を閉鎖する閉鎖部と、を有する。ウィック構造体は、第１方向に延びるとともに第１方向と交差する第２方向に配列される複数のウィック部を有する。複数のウィック部の少なくとも１つは、第１方向の一端が第１方向に閉鎖部と間隙をあけて対向する。

本発明によると、熱輸送効率を維持しつつ、容易に製造可能である熱伝導部材を提供することができる。

図１は、本発明にかかる熱伝導部材の斜視図である。 図２は、図１に示す熱伝導部材の厚み方向と直交する平面で切断した断面図である。 図３は、図２に示す熱伝導部材のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した概略断面図である。 図４は、図２に示す熱伝導部材をＩＶ－ＩＶ線で切断した概略断面図である。 図５は、閉鎖部５０を拡大した拡大平面図である。 図６は、第１変形例の熱伝導部材の厚み方向と直交する平面で切断した断面図である。 図７は、第２変形例の熱伝導部材の厚み方向と直交する平面で切断した断面図である。 図８は、図７に示す熱伝導部材をＩＩＸ－ＩＩＸ線で切断した断面図である。 図９は、第３変形例の熱伝導部材の厚み方向と直交する平面で切断した断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。熱伝導部材１００は、平面視長方形状である。図面において、筐体１０の厚み方向が重力方向と重なる。

また、熱伝導部材１００を厚み方向から見たときの熱伝導部材１００の長手方向を第１方向Ｄ１、短手方向を第２方向Ｄ２とする。すなわち、第１方向Ｄ１は筐体１０の長辺に沿う方向であり、第２方向Ｄ２は筐体１０の短辺に沿う方向である。ただし、これは、あくまで説明の便宜のために方向を定義したものであり、本発明にかかる熱伝導部材１００の製造時及び使用時の向きを限定するものではない。

また、本明細書において平行、と表現する場合、数学的に厳密に平行である場合のみを指すものではなく、例えば本発明における効果を奏する程度に平行である場合を含む。

＜熱伝導部材１００＞
図１は、本発明の例示的な実施形態に係る熱伝導部材１００の斜視図である。図２は、図１に示す熱伝導部材１００の厚み方向と直交する平面で切断した断面図である。図３は、図２に示す熱伝導部材１００のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した概略断面図である。図４は、図２に示す熱伝導部材１００をＩＶ－ＩＶ線で切断した概略断面図である。なお、図３において、黒矢印は、作動媒体２０が気化して生成される作動蒸気２０Ｇ（以下、作動蒸気２０Ｇと称する）の流れを示し、白抜き矢印は、液状の作動媒体２０（以下、作動液２０Ｌと称する）の流れを示す。

熱伝導部材１００は、筐体１０と、作動媒体２０と、ウィック構造体３０と、柱部４００と、閉鎖部５０と、を有する。筐体１０は、内部に空間１０１を有する。作動媒体２０は、空間１０１の内部に配置される。すなわち、作動媒体２０は、後述する第１金属板１と第２金属板２との間に形成された空間１０１の内部に配置される。

熱伝導部材１００は、発熱体Ｈｔと接触して配置され、発熱体Ｈｔから熱が伝達される。熱伝導部材１００では、発熱体Ｈｔから伝達された熱によって、空間１０１内の作動媒体２０が状態変化される。作動媒体２０は、空間１０１内を移動し、移動に伴って熱伝導部材１００の外部に熱を放出する。その結果として、発熱体Ｈｔの温度上昇が抑制される。つまり、熱伝導部材１００は、作動媒体２０が状態変化するときの潜熱を利用して、熱を運搬するとともに外部に放出する。

＜筐体１０＞
筐体１０は厚み方向から見て、長方形状である。筐体１０は、第１金属板１と、第１金属板１の上方に配置される第２金属板２と、を有する。すなわち、筐体１０は、上下に配置された第１金属板１及び第２金属板２を有する。

＜第１金属板１及び第２金属板２＞
第１金属板１及び第２金属板２は、例えば、銅等の熱伝導性の高い金属又はこれらの合金で形成された板材である。例えば、銅よりも弾性係数（例えば、ヤング率）が高い金属の表面に銅メッキを施して第１金属板１及び第２金属板２を形成してもよい。

また、銅以外の一定以上の熱伝導度を有する金属を用いてもよい。銅以外の金属としては、例えば、鉄、アルミニウム、亜鉛、銀、金、マグネシウム、マンガン、及びチタンなどのいずれかの金属、又は、上述のいずれかの金属を含む合金（真鍮、ジェラルミン、ステンレス鋼など）を挙げることができるが、これに限定されない。銅よりも弾性係数（例えば、ヤング率）が高い金属を採用することで、筐体１０の剛性を高めることができる。

第１金属板１は、厚み方向から見て、長方形の板材である。第１金属板１の長手方向は、第１方向Ｄ１である。本実施形態の第１金属板１は、長方形状であるが、この形状に限定されず、例えば、平面視において多角形、円形、楕円形等であってもよい。

第２金属板２は、第１金属板１の上部に配置される。第２金属板２は、厚み方向から見て、長方形の板材である。第２金属板２の長手方向は、第１方向Ｄ１である。本実施形態の第２金属板２は、長方形状であるが、この形状に限定されず、例えば、平面視において多角形、円形、楕円形等であってもよい。第２金属板２は、下面２１の外周部から下方に延びる側壁部２２を有する。側壁部２２は厚み方向に延びる筒体である。第２金属板２と側壁部２２とを単一の部材として形成してもよく、別部材により形成してろうづけ、溶接等の接合方法で接合してもよい。

筐体１０において、第１金属板１の上面１１の外周部と側壁部２２の下面２２１とが接合される。これにより、第１金属板１の上面１１、第２金属板２の下面２１及び側壁部２２で囲まれた空間１０１が形成される。なお、第１金属板１が上面１１の外周部から上方に延びる側壁部を有し、第２金属板２の側壁部２２と接合して空間１０１を形成してもよい。

＜作動媒体２０＞
作動媒体２０は、温度によって、作動液２０Ｌ又は作動蒸気２０Ｇに状態変化する。このとき、空間１０１は、作動液２０Ｌ又は作動蒸気２０Ｇが外部に漏れない程度及び外部の異物が内部に進入しない程度の密閉度で形成される。さらに説明すると、第１金属板１の上面１１と第２金属板２の側壁部２２の下面２２１とは、上述した程度の密閉度を確保できる接合方法で、接合される。第１金属板１の上面１１と第２金属板２の側壁部２２の下面２２１との接合方法は、加熱及び加圧することで接合する接合方法、拡散接合、ロウ材を用いた接合等を挙げることができるが、これに限定されない。

本実施形態にかかる熱伝導部材１００の空間１０１の内部は、例えば大気圧よりも気圧が低い減圧状態に維持される。空間１０１が減圧状態であることにより、空間１０１に収容される作動媒体２０の沸点が降下し、作動媒体２０の状態変化が発生しやすくなる。作動媒体２０の状態変化による熱の輸送の詳細については、後述する。

＜ウィック構造体３０＞
ウィック構造体３０は、筐体１０の空間１０１に配置される。ウィック構造体３０は、多孔質の焼結体である。ウィック構造体３０を多孔質の焼結体とすることで、作動媒体２０が流動する空隙（不図示）が形成されるため、作動媒体２０が流動しやすくなる。これにより、熱輸送効率が高くなる。なお、ウィック構造体３０は、多孔質体に限定されず、メッシュで形成してもよい。ウィック構造体３０としては、作動液２０Ｌに対して、毛細管力を作用させることができる空隙を有する構造を広く採用することができる。

ウィック構造体３０は、第１金属板１の上面１１及び第２金属板２の下面２１に接触して配置され、空間１０１に臨む。なお、本明細書において、空間１０１に「臨む」とは、空間１０１と「向かい合う」ことを指す。ウィック構造体３０は、第１金属板１の上面１１及び第２金属板２の下面２１の一方と接触する構成であってもよい。このように構成することで、ウィック構造体３０は、空間１０１の変形を抑制する柱部４０を補助する。なお、ウィック構造体３０は、空間１０１に配置されて少なくとも一部が第１金属板１及び第２金属板２の少なくとも一方と接触する。

ウィック構造体３０は、３個のウィック部３１を有する。ウィック部３１は、第１方向Ｄ１に延びる長尺状である。ウィック部３１は、空間１０１の第２方向Ｄ２に並んで配置される。すなわち、ウィック構造体３０は、第１方向Ｄ１に延びるとともに第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に配列される複数のウィック部３１を有する。

ウィック部３１同士の間の部分が、作動蒸気２０Ｇが流動する蒸気流動領域１０２である。また、３個のウィック部３１の第１方向Ｄ１の閉鎖部５０と反対側の端部は、後述する発熱体Ｈｔが接触する被加熱領域１０４に配置される。

ウィック部３１は、３個に限定されず、４個以上であってもよい。ウィック部３１の少なくとも１つの第１方向Ｄ１の端部は、閉鎖部５０と間隙１０３を介して第１方向Ｄ１に対向する。すなわち、複数のウィック部３１の少なくとも１つは、第１方向Ｄ１の一端が第１方向Ｄ１に閉鎖部５０と間隙をあけて対向する。間隙１０３には、複数のフィン６０が配置される。フィン６０の詳細については、後述する。

空間１０１の閉鎖部５０と隣接する部分に間隙１０３が形成されるため、空間１０１の内部の空気を吸引するときの空気及び作動媒体２０を注入するときの作動媒体の流体抵抗を減らすことができる。これにより、空間１０１の内部の空気の吸引、及び、作動媒体２０の充填を円滑かつ確実に行うことができる。

＜柱部４０＞
柱部４０は、第１方向Ｄ１に延びる断面略矩形の板状である。図２、図３に示すとおり、複数の柱部４０は、空間１０１の蒸気流動領域１０２に配置される。すなわち、複数の柱部４０は、空間１０１に配置されて上下方向に延びる。そして、柱部４０は、第１方向Ｄ１に隙間をあけて並んで配置される。換言すると、複数の柱部４０は、ウィック部３１同士の間に配置され、第１方向Ｄ１に間隙をあけて並んで配置される。

このように隙間を有することで、作動蒸気２０Ｇが隙間を通過できるため、作動蒸気２０Ｇの流動が促進される。これにより、熱伝導部材１００の熱伝導効率が高くなる。

柱部４０は、第２金属板２と単一の部材で形成される。柱部４０は、例えば、第２金属板２をエッチング又は切削することにより形成される。柱部４０の下端部は、第１金属板
１の上面１１にろう材を用いて接合される。なお、柱部４０は、ろう材による接合以外にも溶接等により第１金属板１と接合されてもよい。また、柱部４０を第１金属板１及び第２金属板２とは別体とし、第１金属板１及び第２金属板２と接合してもよい。

柱部４０は、第１金属板１及び第２金属板２を支持する。柱部４０が、第１金属板１及び第２金属板２を支持することにより、第１金属板１の上面１１と第２金属板２の下面２１との厚み方向の距離が、一定に保たれる。また、作動媒体２０の状態変化により、空間１０１内の圧力が変化した場合、外部からの力が付与された場合等であっても、筐体１０の空間１０１の変形が抑制される。

本実施形態の熱伝導部材１００において、ウィック構造体３０が、第１金属板１の上面１１及び第２金属板２の下面２１に接触する。これにより、ウィック構造体３０は、柱部４０を補強する役割も果たす。

＜作動媒体２０＞
作動媒体２０は、筐体１０の空間１０１に配置される。発熱体Ｈｔから熱伝導部材１００に伝達された熱によって加熱され、一定の温度（沸点）以上に昇温されると、液体から気体に状態変化する。本実施形態にかかる熱伝導部材１００では、作動媒体２０として、水を用いるが、これに限定されない。例えば、アルコール化合物、代替フロン、炭化水素化合物、フッ素化炭化水素化合物およびグリコール化合物等を挙げることができる。作動媒体２０は、発熱体Ｈｔからの熱が伝達されていないときに液体であり、発熱体Ｈｔの加熱により蒸発（気化）する材料を広く採用することができる。

図１、図２等に示すとおり、第１金属板１の下面側に発熱体Ｈｔが配置される。なお、発熱体Ｈｔは、第１金属板１と直接接触してもよいし、伝熱グリス等の伝熱体を介して配置されてもよい。発熱体Ｈｔからの熱は、第１金属板１に伝達される。空間１０１の内部に配置された作動媒体２０は、第１金属板１に伝達された発熱体からの熱で液体から気体（蒸気）に状態変化する。つまり、作動媒体２０は、空間１０１の減圧度合、発熱体Ｈｔの発熱量、外部に放出可能な熱量等の条件に基づいて決定される。

＜閉鎖部５０＞
図５は、閉鎖部５０を拡大した拡大平面図である。図２、図５に示すように、閉鎖部５０は、筐体１０の第１方向Ｄ１の一方の端部、換言すると、筐体１０の短辺の一方に設けられる。すなわち、閉鎖部５０は、筐体１０の一方の短辺を構成する部分に設けられる。閉鎖部５０は、連通部５１の一部を押し潰して形成される。連通部５１は、第１金属板１と単一の部材で形成される第１連通部と、第２金属板２と単一の部材で形成される第２連通部とを有する。第１連通部と第２連通部とは、厚み方向に重ねて配置される。第１連通部と第２連通部とを重ねて配置することで、連通孔５１０が形成される。熱伝導部材１００では、連通孔５１０を介して、空間１０１内部の空気が吸引され、作動媒体２０が注入される。

そして、連通部５１を押し潰すことで、閉鎖部５０が形成される。閉鎖部５０によって、連通孔５１０が閉じられる。これにより、空間１０１が密閉される。すなわち、閉鎖部５０は、空間１０１を閉鎖する。なお、本実施形態において、閉鎖部５０は、連通部５１の一部を押し潰して形成しているが、これに限定されない。例えば、連通部５１を別の部材で埋めて閉鎖した閉鎖部であってもよい。閉鎖部を形成する方法として、連通部５１における空気、作動媒体の流動を抑制できる閉鎖方法を広く採用することができる。

＜フィン６０＞
図５に示すように、複数のフィン６０は、間隙１０３に配置される。フィン６０は第１方向Ｄ１に延びる板状である。各フィン６０は、第１金属板１の上面１１及び第２金属板２の下面２１と接触する。すなわち、閉鎖部５０とウィック部３１との間隙１０３には、第１金属板１及び第２金属板２の両方と接触する複数のフィン６０を有する。そして、複数のフィン６０は、第２方向Ｄ２に間隔をあけて配列される。すなわち、複数のフィン６０は、第１方向Ｄ１に延びるとともに第２方向Ｄ２に配列され、フィン６０の配列間隔は、ウィック部３１の配列間隔よりも狭い。また、複数のフィン６０は、第１方向Ｄ１に複数個（ここでは、２個）間隔をあけて並ぶ第１列部６０１と、第１方向Ｄ１に第１列部６０１よりも、１個少ない個数（ここでは、１個）配置される第２列部６０２とを有する。

なお、本実施形態では、第２列部６０２は、フィン６０を１つ有する構成であるが、これに限定されない。第１列部６０１のフィン６０の個数をｎ個としたとき、第２列部６０２のフィン６０の個数は（ｎ－１）個である。

すなわち、複数のフィン６０は、第１方向Ｄ１にｎ（ｎ＞１の整数）個並び、第２方向Ｄ２に配列される複数の第１列部６０１と、隣合う第１列部５０１の間に配置されて第１方向Ｄ１に（ｎ‐１）個並んだ複数の第２列部６０２と、を構成する。

そして、第１列部６０１は、第２方向Ｄ２に間隔をあけて配列され、第２列部６０２は第１列部６０１の間に配置される。第２列部６０２のフィン６０は、第１列部６０１のフィン６０に対して、第１方向Ｄ１にずれて配置される。

このように、フィン６０を配置することで、連通部５１から空間１０１の空気を吸引するときに、フィン６０の隙間を空気が移動できる。これにより、空気が吸引されやすく、空間１０１内部の空気を効率よく吸引することができる。また、連通部５１から作動液２０Ｌを流入させるとき、フィン６０によって作動液２０Ｌが閉鎖部５０と対向するウィック部３１にガイドされる。作動液２０Ｌは、ウィック部３１の毛細管力によって移動する。そのため、作動液２０Ｌを注入する速度を上げることができる。これにより、熱伝導部材１００の製造に要する時間を減らすことができる。

熱伝導部材１００は、以上示した構造を有する。

＜熱伝導部材１００の動作＞
図１～図３に示すとおり、熱伝導部材１００は、被加熱領域１０４と、放熱領域１０５とを有する。被加熱領域１０４の下方に、発熱体Ｈｔが配置される。放熱領域１０５は、被加熱領域１０４と第１方向Ｄ１に隣接する。すなわち、筐体１０は、第１金属板１及び第２金属板２の少なくとも一方が発熱体Ｈｔと接触する被加熱領域１０４を有し、被加熱領域１０４は、閉鎖部５０から第１方向Ｄ１に離れた領域である。

熱伝導部材１００において、発熱体Ｈｔからの熱が伝達される領域が、被加熱領域１０４であり、被加熱領域１０４に隣接する領域が放熱領域１０５である。そのため、被加熱領域１０４と放熱領域１０５との位置は、図１～図３等に限定されない。

このように構成することで、第１方向Ｄ１に延びるウィック部３１を複数個備えることで、ウィック部３１内を作動液２０Ｌの流動によって、長手方向の作動蒸気２０Ｇの移動を促進することができる。これにより、移動しにくい長手方向への作動蒸気２０Ｇの移動を促進できるため、熱伝導部材１００の熱伝導効率を高めることができる。

以下に、熱伝導部材１００の動作の詳細について説明する。

図２に示すとおり、熱伝導部材１００の被加熱領域１０４に発熱体Ｈｔからの熱が伝達される。被加熱領域１０４に伝達された熱によって、空間１０１内の作動液２０Ｌは加熱されて蒸発（気化）し、作動蒸気２０Ｇに状態変化する。

作動蒸気２０Ｇの一部は、ウィック構造体３０に接触して冷却され、凝縮する。ウィック構造体３０は、第１金属板１の上面１１及び第２金属板２の下面２１よりも表面積が大きく冷却効率が高い。このため、ウィック構造体３０を設けることにより、作動蒸気２０Ｇの冷却効率が向上して凝縮が促進される。

ウィック構造体３０で凝縮した作動液２０Ｌは、ウィック構造体３０に吸収される。また、蒸気流動領域１０２でも、作動蒸気２０Ｇが冷却されて凝縮し、作動液２０Ｌに状態変化する。蒸気流動領域１０２で状態変化した作動液２０Ｌもウィック構造体３０に吸収される。

作動液２０Ｌは、毛細管現象によってウィック構造体３０中を被加熱領域１０４に向かって移動する。上記のように作動媒体２０が状態変化を伴いながら移動することにより、発熱体Ｈｔ側から冷却側への熱輸送が連続的に行われる。

上述したとおり、熱伝導部材１００は発熱体Ｈｔで発生した熱を運搬して、発熱体Ｈｔの熱を放熱する。なお、放熱領域１０５には放熱性を向上させるために、放熱フィンやヒートシンク等の熱交換手段（図示せず）が熱的に接続して配置されてもよい。その場合、熱交換手段に冷却媒体を流してもよい。冷却媒体は、例えば水であってもよいし、油であってもよく、空気でもよい。熱伝導部材１００は、例えば、スマートフォン、タブレットＰＣ、ノートパソコン等の機器に配置される。この場合、発熱体Ｈｔとして、例えば、ＣＰＵ、カメラユニット、バッテリー、ディスプレイパネル等を挙げることができる。

＜第１変形例＞
図６は、第１変形例の熱伝導部材１００ａの厚み方向と直交する平面で切断した断面図である。図６に示す熱伝導部材１００ａでは、ウィック構造体３０ａが接続ウィック部３２を有する。熱伝導部材１００ａのこれ以外の点は、図２等に示す熱伝導部材１００と同じである。そのため、熱伝導部材１００ａの熱伝導部材１００と実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、実質上同じ部分の詳細な説明は省略する。

図６に示すように、ウィック構造体３０ａは、接続ウィック部３２を有する。接続ウィック部３２は、第２方向Ｄ２に延びる。接続ウィック部３２は、ウィック部３１同士を接続する。すなわち、ウィック構造体３０ａは、第２方向Ｄ２に沿って延びウィック部３１同士を接続する接続ウィック部３２を有する。接続ウィック部３２は、閉鎖部５０から第１方向Ｄ１に離れて配置される。なお、本実施形態の熱伝導部材１００において、接続ウィック部３２は、空間１０１において、閉鎖部５０と第１方向Ｄ１の反対側の端部に配置される。すなわち、接続ウィック部３２は、ウィック部３１の第１方向Ｄ１の他端と接続する。さらに説明すると、接続ウィック部３２は、被加熱領域１０４に設けられる。

このように接続ウィック部３２を有することで、第２方向Ｄ２の両端のウィック部３１内部を移動してきた作動液２０Ｌが接続ウィック部３２によって被加熱領域１０４の中央部に向かって移動する。これにより、効率よく作動液２０Ｌを被加熱領域１０４に送ることができる。その結果、熱伝導部材１００ａの熱伝導効率を高めることができる。

なお、接続ウィック部３２は、ウィック部３１の第１方向Ｄ１の端部を接続しているが、これに限定されない。例えば、端部よりもずれた位置に設けられてもよい。

＜第２変形例＞
図７は、第２変形例の熱伝導部材１００ｂの厚み方向と直交する平面で切断した断面図である。図８は、図７に示す熱伝導部材１００ｂをＩＩＸ－ＩＩＸ線で切断した断面図である。図８に示す熱伝導部材１００ｂでは、ウィック構造体３０ｂの接続ウィック部３２ｂが、図６に示す熱伝導部材１００ａの接続ウィック部３２と異なる。熱伝導部材１００ｂのこれ以外の点は、図６に示す熱伝導部材１００ａと同じである。そのため、熱伝導部材１００ｂの熱伝導部材１００ａと実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、実質上同じ部分の詳細な説明は省略する。

図７に示すように、ウィック構造体３０ｂは、接続ウィック部３２ｂを有する。接続ウィック部３２ｂは、空間１０１において、第１方向Ｄ１の中央部に設けられる。接続ウィック部３２ｂは、ウィック部３１の第１方向Ｄ１の閉鎖部５０側の端部より、閉鎖部５０から離れた位置に形成されている。すなわち、接続ウィック部３２ｂは、ウィック部３１の第１方向Ｄ１の一端に対して第１方向Ｄ１の他端側に離れて配置される。

図８に示すように、接続ウィック部３２ｂは、第１金属板１の上面１１と接触するとともに、第２金属板２の下面２１と間隔１０６をあけて厚み方向に対向する。すなわち、接続ウィック部３２ｂは、第１金属板１及び第２金属板２の少なくとも一方と接触する。

接続ウィック部３２ｂと第１金属板２の下面２１との間隔１０６は、作動蒸気２０Ｇが流動する、蒸気流動領域１０２の一部を構成する。このように構成することで、接続ウィック部３２ｂのウィック部３１を連結する部分において、空間１０１に間隔を形成することができるため、蒸気の流路を確保することができる。これにより、熱伝導部材１００ｂの熱伝導効率を高めることができる。また、接続ウィック部３２ｂが配置されている部分において蒸気を移動させることができるため、接続ウィック部３２ｂの位置の自由度を高めることができ、熱伝導部材１００ｂの形状の自由度を高めることができる。また、閉鎖部５０とウィック部３１との間に間隙１０３を有することで、蒸気が流動しやすい。これにより、熱伝導部材１００ｂの熱交換効率を高めることができる。

なお、本実施形態において、接続ウィック部３２ｂは、第２金属板２の下面２１との間に間隔１０６を有するが、これに限定されない。例えば、第１金属板１の上面１１との間に間隔をあけて配置されてもよい。さらには、第１金属板１の上面１１及び第２金属板２の下面２１の両方に間隔をあけて配置されてもよい。

＜第３変形例＞
図９は、第３変形例の熱伝導部材１００ｃの厚み方向と直交する平面で切断した断面図である。図９に示す熱伝導部材１００ｃでは、柱部４０ｃの形状が、図６等に示す柱部４０ａと異なる。熱伝導部材１００ｃのこれ以外の点は、図６等に示す熱伝導部材１００ａと同じである。そのため、熱伝導部材１００ｃの熱伝導部材１００ａと実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、実質上同じ部分の詳細な説明は省略する。

図９に示すように、柱部４０ｃは、円柱形である。つまり、複数の柱部４０ｃの少なくとも一部は、厚み方向から見た形状が円形の棒状である。なお、柱部４０ｃは、厚み方向から見て楕円形の棒状であってもよく、多角形の棒状であってもよい。

図９に示す熱伝導部材１００ｃでは、第１方向Ｄ１に第１の間隔Ｌ１で並んで配置されるとともに、第２方向Ｄ２に第２の間隔Ｌ２で並んで配置される。熱伝導部材１００ｃでは、第１の間隔Ｌ１と第２の間隔Ｌ２とは、等しいが異なる長さであってもよい。また、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２と一定の角度傾いた方向にそれぞれ、並んで配置されてもよい。さらには、直角以外で交差する方向にそれぞれ一定の間隔で並んで配置されてもよい。

図９では、交差する２方向のそれぞれに等間隔で並んでいるが、これに限定されない。柱部４０ｃは、蒸気流動領域１０２に複数個、分散して配置されてもよい。すなわち、柱部４０ｃは、厚み方向と直交する平面において分散して配置されてもよい。なお、分散とは、平面に規則的に又は不規則に配置される状態を示す。このように、柱部４０ｃを配置することで、空間１０１の厚み方向の剛性を維持することができるとともに、蒸気流動領域１０２において、蒸気が移動しやすい。これにより、熱伝導部材１００ｃの熱交換効率を高めることができる。

そして、複数の柱部４０ｃは、ウィック部３１の第２方向Ｄ２の一方の面と接触する柱部４０ｃを有する。また、複数の柱部４０ｃは、ウィック部３１の第２方向Ｄ２の他方の面と接触する柱部４０ｃを有する。すなわち、柱部４０ｃは、ウィック部の端面の少なくとも一部と接触する。

また、複数の柱部４０ｃには、接続ウィック部３２の第１方向Ｄ１の閉鎖部５０側の面と接触する柱部４０ｃ１を有する。なお、接続ウィック部３２の第１方向Ｄ１の閉鎖部５０と反対側の面と接触してもよい。すなわち、前記接続ウィック部の第１方向Ｄ１の少なくとも一方の端面は、柱部４０ｃ１と接触する。

このように構成することで、ウィック構造体３０ａの第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の位置決めができる。これにより、筐体１０を構成する第１金属板１にウィック構造体３０ａを保持するための凹部を形成しなくてもよく、熱伝導部材の製造工程を少なくすることができる。また、柱部４０ｃで押さえられてウィック構造体３０ａが移動しにくいため、蒸気流動領域１０２の変形を抑制できる。その結果、作動蒸気２０Ｇの移動が制限されにくく、熱伝導部材１００ｃの熱伝導効率を高めることができる。

以上、本発明の実施形態を説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で上述の実施形態に種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態で説明した事項は、矛盾を生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。

各種発熱体の冷却に利用することができる。

１ 第１金属板
２ 第２金属板
１０ 筐体
１１ 上面
２０ 作動媒体
２０Ｇ 作動蒸気
２０Ｌ 作動液
２１ 下面
２２ 側壁部
３０ ウィック構造体
３０ａ ウィック構造体
３０ｂ ウィック構造体
３１ ウィック部
３２ 接続ウィック部
３２ｂ 接続ウィック部
４０ 柱部
４０ｃ 柱部
５０ 閉鎖部
５１ 連通部
６０ フィン
１００ 熱伝導部材
１００ａ 熱伝導部材
１００ｂ 熱伝導部材
１００ｃ 熱伝導部材
１０１ 空間
１０２ 蒸気流動領域
１０３ 間隙
１０４ 被加熱領域
１０５ 放熱領域
２２１ 下面
４００ 柱部
５１０ 連通孔
６０１ 第１列部
６０２ 第２列部

Claims (12)

1. 上下に配置された第１金属板及び第２金属板を有する筐体と、
   前記第１金属板と前記第２金属板との間に形成された空間の内部に配置された作動媒体と、
   前記空間に配置されて少なくとも一部が前記第１金属板及び前記第２金属板の少なくとも一方と接触するウィック構造体と、
   前記空間に配置されて上下方向に延びる複数の柱部と、
   前記空間を閉鎖する閉鎖部と、を有し、
   前記ウィック構造体は、
   第１方向に延びるとともに前記第１方向と交差する第２方向に配列される複数のウィック部を有し、
   前記複数のウィック部の少なくとも１つは、前記第１方向の一端が前記第１方向に前記閉鎖部と間隙をあけて対向する熱伝導部材。
2. 前記ウィック構造体は、
   前記第２方向に沿って延び前記ウィック部同士を接続する接続ウィック部を有し、
   前記接続ウィック部は、前記ウィック部の前記第１方向の一端に対して前記第１方向の他端側に離れて配置される請求項１に記載の熱伝導部材。
3. 前記接続ウィック部は、前記第１金属板及び第２金属板の少なくとも一方と接触する請求項２に記載の熱伝導部材。
4. 前記接続ウィック部は、前記ウィック部の前記第１方向の他端と接続する請求項２又は請求項３に記載の熱伝導部材。
5. 前記閉鎖部と前記ウィック部との前記間隙には、前記第１金属板及び前記第２金属板の両方と接触する複数のフィンを有し、
   前記複数のフィンは、前記第１方向に延びるとともに前記第２方向に配列され、
   前記複数のフィンの配列間隔は、前記ウィック部の配列間隔よりも狭い請求項１から請求項４のいずれかに記載の熱伝導部材。
6. 複数の前記フィンは、
   前記第１方向にｎ（ｎ＞１の整数）個並び、前記第２方向に配列される複数の第１列部と、
   隣合う前記第１列部の間に配置されて前記第１方向に（ｎ‐１）個並んだ複数の第２列部と、を構成し、
   前記第２列部のフィンは、前記第１列部のフィンに対して前記第１方向にずれて配置される請求項５に記載の熱伝導部材。
7. 前記柱部は、前記ウィック部の端面の少なくとも一部と接触する請求項１から請求項６のいずれかに記載の熱伝導部材。
8. 前記柱部は、少なくとも前記第１方向に隙間をあけて並んで配置される請求項１から請求項７のいずれかに記載の熱伝導部材。
9. 前記柱部は、厚み方向と直交する平面において分散して配置される請求項１から請求項８のいずれかに記載の熱伝導部材。
10. 前記柱部は、前記第１方向に第１の間隔で並んで配置されるととともに、前記第２方向に第２の間隔で並んで配置される請求項９に記載の熱伝導部材。
11. 前記筐体の厚み方向から見て、前記筐体は、長方形状であり、
    前記閉鎖部は、前記筐体の一方の短辺を構成する部分に設けられ、
    前記第１方向は前記筐体の長辺に沿う方向であり、前記第２方向は前記筐体の短辺に沿う方向である請求項１から請求項１０のいずれかに記載の熱伝導部材。
12. 前記筐体は、前記第１金属板及び前記第２金属板の少なくとも一方に発熱体が接触する被加熱領域を有し、
    前記被加熱領域は、前記閉鎖部から前記第１方向に離れた領域である請求項１１に記載の熱伝導部材。

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