TW201905406A

TW201905406A - 熱管

Info

Publication number: TW201905406A
Application number: TW107121530A
Authority: TW
Inventors: 稲垣義勝; 伊藤信一; 高橋和也; 引地秀太
Original assignee: 日商古河電氣工業股份有限公司
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2019-02-01
Also published as: WO2018235936A1; JPWO2018235936A1; US11313627B2; CN212253781U; US20200141659A1; TWI661171B

Abstract

本發明的目的是提供一種熱管，即使在寒冷地區將容器的長度方向沿著略平行於重力的方向配置，也能夠藉由抑制動作流體的凍結，使得就算是薄型的容器也能夠防止其變形，且具有優秀的熱輸送特性。本發明一種熱管，包括：容器，具有兩端部密封的管形狀；毛細構造體，收納於該容器內；以及動作流體，封入該容器內，其中垂直於該容器的長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體與該容器的內面的二個位置相接，且該毛細構造體的兩側面不與該容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該容器的內面形成有金屬燒結體層。

Description

熱管

本發明係有關於具有良好的最大熱輸送量，更具有熱阻抗小、優秀的熱輸送特性的薄型的熱管。

搭載於電子機器中的半導體元件等的電子零件會因為伴隨著高度機能化而來的高密度搭載等，而增大其發熱量，因此冷卻也變得更加重要。作為電子零件的冷卻方法之一，會使用熱管。

又，因為上述電子零件的高密度搭載等使得熱管的設置區域狹窄化，又或者是上述電子零件的薄型化等，有時會要求使用扁平型的熱管。扁平型的熱管有的情況下會為了薄型化而減薄容器的厚度。

另一方面，熱管有時候會在寒冷地區使用。將熱管設置於寒冷地區的話，封入容器內的動作流體可能會凍結，使得熱管無法平順地發揮功能。因此，有一種方案是使用熱管式冷卻器，其將複數的熱管之中的至少一根的動作流體的量設定在其他的熱管的動作流體的量的35～65%，因此當動作流體凍結時，藉由溶解動作流體的量少且熱容量小的熱管的動作流體，來縮短啟動所需要的時間（專利文獻1）。

然而，專利文獻1中，在寒冷地區動作流體仍然容易凍結，動作流體凍結時體積會膨脹，而產生薄型的容器變形、損壞的問題。又，當容器變形的話，配置於熱管的周圍的液晶或電池等會有碰撞到其他構件而造成損傷的問題。又，使用薄型的容器的扁平型熱管中，因為容器內部的間隙狹小，動作流體凍結所造成的體積膨脹，會讓容器的變形、損傷變得更加顯著。又，當扁平型熱管的長度方向略平行於重力方向配置的話，液相的動作流體容易滯留在容器的底部，同樣地，動作流體凍結所造成的體積膨脹，會讓容器的變形、損傷變得更加顯著。

另一方面，為了防止動作流體的凍結而使用不凍液，或者是為了防止動作流體的凍結造成容器的變形、損壞而增加容器的厚度的話，會產生熱管的熱輸送特性下降的問題。

專利文獻1：日本特開平10-274487號公報

有鑑於上述的問題，本發明的目的是提供一種熱管，即使在寒冷地區將容器的長度方向沿著略平行於重力的方向配置，也能夠藉由抑制動作流體的凍結，使得就算是薄型的容器也能夠防止其變形，且具有優秀的熱輸送特性。

本發明的態樣是一種熱管，包括：容器，具有兩端部密封的管形狀；毛細構造體，收納於該容器內；以及動作流體，封入該容器內，其中垂直於該容器的長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體與該容器的內面的二個位置相接，且該毛細構造體的兩側面不與該容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該容器的內面形成有金屬燒結體層。

本發明的態樣是上述熱管中，垂直於該容器的長度方向的剖面的至少一部分被扁平加工。

本發明的態樣是上述熱管中，至少一部分被扁平加工的該剖面中，該毛細構造體具有平坦底邊部與凸形狀的凸狀上邊部，該凸狀上邊部會與相向的內面之中的一側的內面相接，該底邊部會與另一側的內面相接。

本發明的態樣是一種熱管，包括：扁平型容器，具有兩端部密封的管形狀，在垂直於長度方向的剖面具有上下方向彼此相向的一對內面；毛細構造體，收納於該扁平型容器內；以及動作流體，封入該扁平型容器內，其中垂直於該扁平型容器的該長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體與該扁平型容器的該一對內面的兩者相接，且該毛細構造體的兩側面不與該扁平型容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該扁平型容器的內面形成有金屬燒結體層。

上述態樣中，扁平型容器的內面具有與毛細構造體相接的部位以及形成偶金屬燒結體層的部位。

本發明的態樣是上述熱管中，該至少一剖面中，該毛細構造體的剖面具有平坦底邊部與凸形狀的凸狀上邊部，該凸狀上邊部會與相向的該一對內面之中的一側的內面相接，該底邊部會與另一側的內面相接。

本發明的態樣是上述熱管中，該金屬燒結體層的厚度/該容器的厚度的值在30%～130%，（連接該容器且對應該金屬燒結體層的厚度之該毛細構造體的領域的剖面積+該金屬燒結體層的剖面積）/（該毛細構造體的剖面積+該金屬燒結體層的剖面積)的值是45%～95%。

本發明的態樣是上述熱管中，該毛細構造體是金屬燒結體。

本發明的態樣是一種熱管，包括：容器，具有兩端部密封的管形狀；毛細構造體，收納於該容器內；以及動作流體，封入該容器內，其中垂直於該容器的長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體是配置於上下方向的第1毛細構造部與第2毛細構造部構成，該第1毛細構造部與該容器的內面的一個位置相接，且該第1毛細構造部的兩側面不與該容器的任一內面相接，該第2毛細構造部與該容器的內面的另一個位置相接，且該第2毛細構造部的兩側面不與該容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該容器的內面形成有金屬燒結體層。

本發明的態樣是上述熱管中，該第1毛細構造部與該第2毛細構造部相接。

本發明的態樣是上述熱管中，至少一部分被扁平加工的該剖面中，該第1毛細構造部具有凸形狀的凸狀底邊部與上邊部，該第2毛細構造部具有平坦底邊部與凸形狀的凸狀上邊部，該第1毛細構造部的凸狀底邊部會與該第2毛細構造部的凸狀上邊部相接，該第1毛細構造部的上邊部會與相向的內面之中的一側的內面相接，該第2毛細構造部的平坦底邊部會與另一側的內面相接。

本發明的態樣是一種熱管，包括：扁平型容器，具有兩端部密封的管形狀，在垂直於長度方向的剖面具有上下方向彼此相向的一對內面；毛細構造體，收納於該扁平型容器內；以及動作流體，封入該扁平型容器內，其中垂直於該扁平型容器的該長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體是配置於上下方向的第1毛細構造部與第2毛細構造部構成，該第1毛細構造部分別與該扁平型容器的該一對內面中的一側內面以及該第2毛細構造體相接，且該第1毛細構造部的兩側面不與該扁平型容器的任一內面相接，該第2毛細構造部與該扁平型容器的該一對內面中的另一側內面相接，且該第2毛細構造部的兩側面不與該扁平型容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該扁平型容器的內面形成有金屬燒結體層。

上述態樣中，扁平型容器的內面具有與第1毛細構造部或第2毛細構造部相接的部位、以及形成有金屬燒結體層的部位。

本發明的態樣是上述熱管中，該至少一剖面中，該第1毛細構造部的剖面具有凸形狀的凸狀底邊部與平坦上邊部，該第2毛細構造部的剖面具有平坦底邊部與凸形狀的凸狀上邊部，該第1毛細構造部的凸狀底邊部會與該第2毛細構造部的凸狀上邊部相接，該第1毛細構造部的平坦上邊部會與該一側的內面相接，該第2毛細構造部的平坦底邊部會與該另一側的內面相接。

本發明的態樣是上述熱管中，該毛細構造體是金屬燒結體。

根據本發明的態樣，在沒有連接著毛細構造體的該容器的內面形成金屬燒結體層，藉此液相的動作流體更分散到金屬燒結體層，即使在寒冷地區將容器的長度方向沿著略平行於重力的方向配置，也能夠抑制動作流體的凍結。像這樣，因為即使在寒冷地區將容器的長度方向沿著略平行於重力的方向配置也能夠抑制動作流體的凍結，所以即使是薄型的厚度較薄的容器也能夠防止變形。又，因為不需要使用不凍液就能夠使用厚度薄的容器，因此會發揮優秀的熱輸送特性。又，即使將容器的長度方向沿著略平行於重力的方向配置也能夠抑制動作流體的凍結，所以熱管的設置姿勢的自由度會提昇。

以下，使用圖式說明本發明的第1實施型態例的熱管。

如第1圖所示，第1實施型態例的熱管1具備：管形狀的扁平型容器10，具有一側的平坦內面11、與一側的平坦內面11相向的另一側的平坦內面12；毛細構造體21，配置於另一側的平坦內面12；以及動作流體（未圖示），封入扁平型容器10。

扁平型容器10是密閉的直線狀的管材，具有一側的平坦內面11、與一側的平坦內面11相向的另一側的平坦內面12、形成於一側的平坦內面11與另一側的平坦內面12之間的曲面部13、13’。扁平型容器10在長度方向的正交方向上（也就是垂直於長度方向）的剖面形狀是扁平形狀。也就是，扁平型容器10在垂直於長度方向的剖面上具有彼此相向的平坦一對內面。扁平型容器10的長度方向全體形成扁平型。又，扁平型容器10的與長度方向正交的內部空間的剖面積在任一部位都相同，一側的平坦內面11形成略平行於另一側的平坦內面12的方向。又，一側的平坦內面11與另一側的平坦內面12之間的距離並沒有特別限定，扁平型容器10中，會形成1.5mm以下，特別是1.0mm以下的薄型形狀。又，扁平型容器10的厚度並沒有特別限定，例如50～500μm。熱管1的熱輸送方向是扁平型容器10的長度方向。熱管1中，一側的平坦內面11與另一側的平坦內面12之間的距離，在扁平型容器10的長度方向全體上是略相同的。

毛細構造體21具有曲部22與平坦底邊部23，曲部22是從另一側的平坦內面12突出的凸形狀的凸狀上邊部，底邊部23會與另一側的平坦內面12的一部分領域相接。熱管1中，底邊部23會固定於另一側的平坦內面12。又，在與扁平型容器10的長度方向正交的方向（扁平型容器10的剖面）上，毛細構造體21設置於略中央部。熱管1中，與扁平型容器10的長度方向正交的方向上的毛細構造體21的剖面形狀是略半橢圓形。

熱管1中，扁平型容器10的另一側平坦內面12之中沒有與毛細構造體21的底邊部23相接的領域、扁平型容器10的一側的平坦內面11之中沒有與毛細構造體21的曲部22相接的領域、以及扁平型容器10的曲面部13、13’、都形成了金屬燒結體層20。也就是說，扁平型容器10的內面之中，沒有與毛細構造體21相接的領域會被金屬燒結體層20覆蓋。金屬燒結體層20的內面（表面）會露出到扁平型容器10的內部空間。

毛細構造體21的曲部22會與扁平型容器10的一側的平坦內面11相接。熱管1中，曲部22的頂部與一側的平坦內面11相接。又，曲部22的頂部形成壓接於一側的平坦內面11的狀態。因此，曲部22的頂部形成被壓縮變形的狀態。藉此，毛細構造體21的毛細管壓力進一步上升，能夠使液相的動作流體更平滑地回流。

毛細構造體21從扁平型容器10的一側的端部延伸到另一側的端部。毛細構造體21的與扁平型容器10的長度方向正交的方向的最大寬度無論是在扁平型容器10的一側的端部、中央部、或是在另一側的端部，雖然沒有特別限定，但在熱管1當中，從一側的端部至另一側的端部為止都是略相同的最大寬度。

金屬燒結體層20從扁平型容器10的一側的端部延伸到另一側的端部為止。因此，金屬燒結體層20形成於扁平型容器10的長度方向的全體。又，金屬燒結體層20的厚度雖沒有特別限定，但例如0.30mm以下。扁平型容器10的剖面上的金屬燒結體層20的厚度/扁平型容器10的厚度雖沒有特別限定，但從確實地防止液相的動作流體滯留的觀點來看，30%以上為佳，40%以上更佳，60%以上特佳。另一方面，上述比值的上限值並沒有特別限定，但從氣相的動作流體的流通性的觀點來看，130%以下為佳。又，上面剖面中，（與扁平型容器10相接且對應於金屬燒結體層20的厚度之毛細構造體21的領域（第1圖符號a的領域）的剖面積+金屬燒結體層20的剖面積）（毛細構造體21的剖面積+金屬燒結體層20的剖面積）的比值並沒有特別限定，但從確實地防止液相的動作流體滯留的觀點來看，45%以上為佳，60%以上更佳，70%以上特佳。另一方面，上述比值的上限值並沒有特別限定，但從氣相的動作流體的流通性的觀點來看，95%以下為佳。

熱管1的扁平型容器10的內面可以形成凹凸狀的細溝。扁平型容器10的內面形成有凹凸狀的細溝的情況下，扁平型容器10的厚度是指在細溝的底部（凹部的底部）的厚度，金屬燒結體層20的厚度是指在細溝的底部（凹部的底部）的厚度。

如第1圖所示，扁平型容器10的內部空間中，沒有配置毛細構造體21的部位會形成氣相的動作流體的蒸氣流路24。也就是，一側的平坦內面11之中的不與毛細構造體21相接的領域（也就是，一側的平坦內面11的金屬燒結體層20表面）、毛細構造體21的曲部22表面、另一側的平坦內面12之中的不與毛細構造體21相接的領域（也就是，另一側的平坦內面12的金屬燒結體層20表面）、扁平型容器10的曲面部13、13’（也就是，曲面部13、13’的金屬燒結體層20表面）會形成蒸氣流路24。因此，蒸氣流路24相對於扁平型容器10的長度方向平行延伸。又，蒸氣流路24設置於毛細構造體21的兩側。

扁平型容器10的材質並沒有特別限制，例如從熱傳導率優秀的觀點來看是銅、銅合金，從輕量性的觀點來看是鋁、鋁合金，從改善強度的點來看能夠使用不鏽鋼。此外，因應使用狀況，也可以使用錫、錫合金、鈦、鈦合金、鎳和鎳合金等。毛細構造體21的材質並沒有特別限定，例如能夠使用銅粉及不鏽鋼粉等的金屬粉、碳粉、銅粉與碳粉的混合粉、上述粉體的奈米粒子、組合了金屬網與金屬粉的複合金屬等的燒結體。燒結體的製造能夠藉由燒結上述粉體與複合金屬來結合粉體，藉由燒結，會形成具有毛細管壓力的多孔質構造。金屬燒結體層20的材質是含有金屬粉的粉體的燒結體的話，並沒有特別限定，例如能夠使用銅粉及不鏽鋼粉等的金屬粉、銅粉與碳粉的混合粉、上述粉體的奈米粒子等的燒結體。

又，作為封入扁平型容器10中的動作流體能夠因應與扁平型容器10的材料的適合性而適當地選擇，例如，能夠舉出水，替代氟里昂，全氟化碳，環戊烷等。

接著，說明本發明的第1實施型態例的熱管1的熱輸送的機制。當熱管1的受熱部受到來自與其熱連接的發熱體（未圖示）的熱時，動作流體會在受熱部從液相變化成氣相。這個氣相的動作流體在扁平型容器10的長部方向上從受熱部通過蒸氣流路24流到散熱部，藉此來自發熱體的熱從受熱部輸送到散熱部。從受熱部輸送到散熱部的來自發熱體的熱會在設置有熱交換手段的散熱部，因為氣相的動作流體相變化成液相而作為潛熱放出。在散熱部放出的潛熱會藉由設置於散熱部的熱交換手段（未圖示）而從散熱部放出到熱管1的外部環境。在散熱部相變化成液相的動作流體會被吸入毛細構造體21，藉由毛細構造體21的毛細管力而從散熱部被送回受熱部。

第1實施型態例的熱管1中，沒有與毛細構造體21相接的扁平型容器10的內面形成有金屬燒結體層20，藉此液相的動作流體會因為金屬燒結體層20的毛細管力而分散，也就是藉由金屬燒結體層20能夠防止液相的動作流體的滯留，因此即使在寒冷地區將容器的長度方向沿著略平行於重力的方向配置，也能夠抑制動作流體的凍結。像這樣，因為即使在寒冷地區將容器的長度方向沿著略平行於重力的方向配置也能夠抑制動作流體的凍結，所以即使是薄型的厚度較薄的扁平型容器10也能夠防止其變形或損壞。又，第1實施型態例的熱管1中，因為不需要使用不凍液來作為動作流體就能夠使用厚度薄的扁平型容器10，因此會發揮優秀的熱輸送特性。又，即使將扁平型容器10的長度方向沿著略平行於重力的方向配置也能夠抑制動作流體的凍結，所以熱管1的設置姿勢的自由度會提昇。

接著，使用圖式說明本發明的第2實施型態例的熱管。另外，與第1實施型態例的熱管相同的構成要素會使用相同的符號。

第1實施型態例的熱管中，毛細構造體21具有曲部與底邊部，曲部與扁平型容器的一側的平坦內面相接，底邊部與另一側的平坦內面相接，然而取而代之地，如第2圖所示，第2實施型態例的熱管2中，毛細構造體21具有配設於一側的平坦內面11的第1毛細構造部21-1、配設於另一平坦內面12的第2毛細構造部21-2。

第1毛細構造部21-1具有第1曲部22-1及平坦上邊部23-1，第1曲部22-1是從一側的平坦內面11突出的凸形狀的凸狀底邊部，平坦上邊部23-1會與一側的平坦內面11的一部分領域相接。熱管2中，平坦上邊部23-1固定於一側的平坦內面11。又，在與扁平型容器10的長度方向正交的方向（扁平型容器10的剖面）上，第1毛細構造部21-1設置於略中央部。熱管2中，與扁平型容器10的長度方向正交的方向上的第1毛細構造部21-1的剖面形狀是略半橢圓形。

又，第2毛細構造部21-2具有第2曲部22-2及平坦底邊部23-2，第2曲部22-2是從另一側的平坦內面12突出且與凸形狀的凸狀底邊部之第1曲部22-1相向的凸形狀的凸狀上邊部，平坦底邊部23-2會與另一側的平坦內面12的一部分領域相接。熱管2中，平坦底邊部23-2固定於另一側的平坦內面12。又，在與扁平型容器10的長度方向正交的方向（扁平型容器10的剖面）上，第2毛細構造部21-2設置於略中央部。熱管2中，與扁平型容器10的長度方向正交的方向上的第2毛細構造部21-2的剖面形狀是略半橢圓形。

熱管2中，扁平型容器10的一側的平坦內面11之中沒有與第1毛細構造體21-1的平坦上邊部23-1相接的領域、扁平型容器10的另一側的平坦內面12之中沒有與第2毛細構造體21-2的平坦底邊部23-2相接的領域、以及扁平型容器10的曲面部13、13’、都形成了金屬燒結體層20。也就是說，扁平型容器10的內面之中，沒有與毛細構造體21相接的領域會被金屬燒結體層20覆蓋。金屬燒結體層20的內面（表面）會露出到扁平型容器10的內部空間。

第1毛細構造部21-1的第1曲部22-1會與第2毛細構造部21-2的第2曲部22-2相接。熱管2中，第1曲部22-1的底部與第2曲部22-2的頂部彼此相接。又，第1曲部22-1的底部與第2曲部22-2的頂部都形成壓接的狀態。因此，第1曲部22-1的底部與第2曲部22-2的頂部形成被壓縮變形的狀態。藉此，第1毛細構造部21-1與第2毛細構造部21-2的毛細管壓力進一步上升，能夠使液相的動作流體更平滑地回流。

扁平型容器10的剖面上的金屬燒結體層20的厚度/扁平型容器10的厚度雖沒有特別限定，但從確實地防止液相的動作流體滯留的觀點來看，30%以上為佳，40%以上更佳，60%以上特佳。另一方面，上述比值的上限值並沒有特別限定，但從氣相的動作流體的流通性的觀點來看，130%以下為佳。又，上面剖面中，（與扁平型容器10相接且對應於金屬燒結體層20的厚度之毛細構造體21的領域（第2圖符號a的領域）的剖面積+金屬燒結體層20的剖面積）（毛細構造體21的剖面積+金屬燒結體層20的剖面積）的比值並沒有特別限定，但從確實地防止液相的動作流體滯留的觀點來看，45%以上為佳，60%以上更佳，70%以上特佳。另一方面，上述比值的上限值並沒有特別限定，但從氣相的動作流體的流通性的觀點來看，95%以下為佳。

熱管2的扁平型容器10的內面可以形成凹凸狀的細溝。扁平型容器10的內面形成有凹凸狀的細溝的情況下，扁平型容器10的厚度是指在細溝的底部（凹部的底部）的厚度，金屬燒結體層20的厚度是指在細溝的底部（凹部的底部）的厚度。

即使是第2實施型態例的熱管2，藉由在沒有連接毛細構造體21的扁平型容器10的內面形成金屬燒結體層20，液相的動作流體會因為金屬燒結體層20的毛細管力而分散，也就是藉由金屬燒結體層20能夠防止液相的動作流體的滯留，因此即使在寒冷地區也能夠抑制動作流體的凍結。

接著，使用圖式說明本發明的第3實施型態例的熱管。另外，與第1、第2實施型態例的熱管相同的構成要素會使用相同的符號。

第1實施型態例的熱管的容器的剖面形狀是具有相向的一側的平坦內面與另一側的平坦內面的扁平型，但取而代之，如第3圖所示，第3實施型態例的熱管3中，容器10的剖面形狀形成平坦部與半橢圓狀的部位所組成的扁平形狀。

也就是，熱管3中，垂直於容器10的長度方向的剖面之一部分的領域被扁平加工。該剖面之中，扁平加工的領域形成另一側的平坦內面，沒有扁平加工的領域形成與另一側的平坦內面相向的略半橢圓形狀的一側的內面。

毛細構造體21具有曲部與平坦底邊部，曲部是從另一側的平坦內面突出的凸形狀的凸狀上邊部，平坦底邊部會與扁平加工的另一側的平坦內面的一部分領域相接。熱管3中，平坦底邊部會固定於另一側的平坦內面。又，在與扁平型容器10的長度方向正交的方向（扁平型容器10的剖面）上，毛細構造體21設置於略中央部。熱管3中，與扁平型容器10的長度方向正交的方向上的毛細構造體21的剖面形狀是略半橢圓形。

又，毛細構造體21的曲部會與容器10的略半橢圓形狀之一側內面相接。即使是熱管3，曲部的頂部會與一側的內面相接。

即使是熱管3，容器10的另一側平坦內面之中沒有與毛細構造體21的平坦底邊部相接的領域、略半橢圓形狀的一側的內面之中沒有與毛細構造體21的曲部相接的領域都形成了金屬燒結體層20。也就是說，容器10的內面之中，沒有與毛細構造體21相接的領域會被金屬燒結體層20覆蓋。金屬燒結體層20的內面（表面）會露出到容器10的內部空間。

即使是第3實施型態例的熱管3，沒有與毛細構造體21相接的容器10的內面上形成了金屬燒結體層20，藉此液相的動作流體會因為金屬燒結體20的毛細管力而分散，因此即使在寒冷地區也能夠抑制液相的動作流體的凍結。

接著，使用圖式說明本發明的第4實施型態例的熱管。另外，與第1～第3實施型態例的熱管相同的構成要素會使用相同的符號。

第2實施型態例的熱管的容器的剖面形狀是具有相向的一側的平坦內面與另一側的平坦內面的扁平型，但取而代之，如第4圖所示，第4實施型態例的熱管4中，容器10的剖面形狀形成平坦部與半橢圓狀的部位所組成的扁平形狀。

也就是，熱管4中，垂直於容器10的長度方向的剖面之一部分的領域被扁平加工。該剖面之中，扁平加工的領域形成另一側的平坦內面，沒有扁平加工的領域形成與另一側的平坦內面相向的略半橢圓形狀的一側的內面。

第1毛細構造部21-1具有第1曲部及上邊部，第1曲部是從略半橢圓形狀的一側的內面11突出的凸形狀的凸狀底邊部，上邊部會與略半橢圓形狀的一側的內面11的一部分領域相接。即使是熱管4，上邊部固定於一側的內面。又，在與容器10的長度方向正交的方向（容器10的剖面）上，第1毛細構造部21-1設置於略中央部。

又，第2毛細構造部21-2具有第2曲部及平坦底邊部，第2曲部是從扁平加工的另一側的平坦內面突出且與凸形狀的凸狀底邊部之第1曲部相向的凸形狀的凸狀上邊部，平坦底邊部會與另一側的平坦內面的一部分領域相接。即使是熱管4中，平坦底邊部固定於另一側的平坦內面。又，在與容器10的長度方向正交的方向上，第2毛細構造部21-2設置於略中央部。即使是熱管4，與容器10的長度方向正交的方向上的第2毛細構造部21-2的剖面形狀是略半橢圓形。

第1毛細構造部21-1的第1曲部會與第2毛細構造部的第2曲部相接。即使是熱管4中，第1曲部的底部與第2曲部的頂部彼此相接。

即使是熱管4，容器10的略半橢圓形的一側內面之中沒有與第1毛細構造部21-1的上邊部相接的領域、容器10的另一側平坦內面之中沒有與第2毛細構造部21-2的平坦底邊部相接的領域都形成了金屬燒結體層20。也就是說，容器10的內面之中，沒有與毛細構造體21相接的領域會被金屬燒結體層20覆蓋。金屬燒結體層20的內面（表面）會露出到容器10的內部空間。

即使是第4實施型態例的熱管4，沒有與毛細構造體21相接的容器10的內面上形成了金屬燒結體層20，藉此液相的動作流體會因為金屬燒結體層20的毛細管力而分散，因此即使在寒冷地區也能夠抑制液相的動作流體的凍結。

接著，使用圖式說明本發明的第5實施型態例的熱管。另外，與第1～第4實施型態例的熱管相同的構成要素會使用相同的符號。

第2實施型態例的熱管的容器的剖面形狀是扁平型，但取而代之，如第5圖所示，第5實施型態例的熱管5中，容器10的剖面形狀形成圓形狀。也就是說，熱管5的容器10與上述第1～第4實施型態例的熱管的容器不同，形成沒有扁平加工的形狀。即使是第5實施型態例的熱管5，與上述第1～第4實施型態例的熱管同樣地，沒有與毛細構造體21相接的容器10的內面上形成了金屬燒結體層20，藉此液相的動作流體會因為金屬燒結體層20的毛細管力而分散，因此即使在寒冷地區也能夠抑制液相的動作流體的凍結。

接著，使用圖式說明本發明的第6實施型態例的熱管。另外，與第1～第5實施型態例的熱管相同的構成要素會使用相同的符號。

容器的剖面形狀是平坦部與半橢圓狀的部位構成的扁平形狀之第4實施型態例的熱管中，第1毛細構造部21-1與第2毛細構造部21-2相接，但取而代之地，如第6圖所示，第6實施型態例的熱管6中，形成第1毛細構造體21-1不與第2毛細構造部21-2相接的態樣。

熱管6中，形成第1毛細構造體21-1的凸形狀的凸狀底邊部之第1曲部不與第2毛細構造部的凸形狀的凸狀上邊部的第2曲部相接的態樣。

即使是第6實施型態例的熱管6，沒有與毛細構造體21相接的容器10的內面上形成了金屬燒結體層20，藉此液相的動作流體會因為金屬燒結體層20的毛細管力而分散，因此即使在寒冷地區也能夠抑制液相的動作流體的凍結。

接著，說明本發明的熱管的製造方法例。在此，以第1實施型態例的熱管的製造方法為例來說明。上述的製造方法並沒有特別限定，但例如第1實施型態例的熱管會沿著圓形的管材的長度方向插入具有既定形狀的切口部的芯棒。形成於管材的內面與切口部外面之間的空隙部，會填充作為毛細構造體的材料（例如粉末狀的金屬材料）。又，管材的內面與芯棒之間的間隙會填充作為金屬燒結體層的材料（例如，粉末狀的金屬材料）。接著，進行加熱處理，形成毛細構造體與金屬燒結體層的前驅體。之後，將芯棒從管材中拔出，並且扁平加工管材，藉此製造出具有毛細構造體與金屬燒結體層的熱管。

接著，說明本發明的其他實施型態例的熱管。上述的第1、第2實施型態例的熱管中，扁平型容器的長度方向全域形成扁平型，但取而代之地，也可以將長度方向的一部分形成扁平型。又，第1實施型態例的熱管的毛細構造體、第2實施型態例的熱管的第1毛細構造部及第2毛細構造體都形成略半橢圓狀，但形狀並沒有特別限定，也可以是例如略三角形、略矩形。

上述各實施型態例的熱管中，容器的剖面中，容器的內面之中沒有與毛細構造體相接的領域的全體會被金屬燒結體層覆蓋，但取而代之地，也可以是容器的內面之中沒有與毛細構造體相接的領域的一部分設置金屬燒結體層。上述各實施型態例的熱管中，金屬燒結體層從容器的一側的端部延伸到另一側的端部，但取而代之地，也可以設置於長度方向的一部分領域。特別是，液相的動作流體滯留於重力方向，因此可以在液相的動作流體容易滯留的部份，也就是成為重力方向下方側的部份，設置毛細構造體與金屬燒結體層。上述各實施型態例的熱管中，毛細構造體的曲部的頂部形成被壓接的狀態，但也可以形成沒有被壓接的狀態。

上述第1、第2實施型態例的熱管中，一側的平坦內面與另一側的平坦內面之間的距離在扁平型容器的長度方向全體都略相同，但取而代之地，也可以使用一種扁平型容器，其在長度方向的一部分，一側的平坦內面與另一側的平坦內面之間的距離與其他處不同。

接著，說明本發明的實施例，但本發明在不超出其旨趣的範圍內，並不限定於這些例子。

實施例1～10及比較例1中，作為熱管，使用了第2圖所示的第2實施型態例的熱管。然而，比較例1中，使用沒有設置金屬燒結體層的熱管。作為容器，實施例1～10及比較例中，都是使用了將長度200mm×外徑10mm的剖面為圓形的管材扁平加工成1.3mm之物。作為封入容器的動作流體會使用水。另外，實施例2與實施例6是在金屬燒結體層的材質這點不同的熱管。實施例1與實施例5是在金屬燒結體層的材質這點不同的熱管，實施例1與實施例3是在毛細構造體的剖面上最大寬度這點不同的熱管。將上述的熱管的長度方向設置於鉛直方向，以-20℃×23分→65℃×23分進行加熱循環實驗，將目視看見容器形狀產生變形的比例，作為熱循環OK率（%）來量測。

熱特性評價，如以下測量。發熱體會使用10mm×20mm，60W之物。將這個發熱體接觸與實施例1～10及比較例1相同構造的容器（熱管）的另一側的端部，從距離容器（熱管）的一側的端部15mm的部位設置熱電對，量測ΔT並用以下4個階段來評價。ΔT在0℃以上5℃以下為「A」；ΔT超過5℃在8℃以下為「B」；ΔT超過8℃在10℃以下為「C」；ΔT超過10℃為「D」。

實施例及比較例的具體的實驗條件及實驗結果顯示於下表1。

表1

根據表1，設置金屬燒結體層的實施例1～10的熱管中，在寒冷的環境下即使熱循環50次也能夠確實地抑制容器形狀的變形，獲得優秀的熱循環OK率。金屬燒結體層的厚度/容器的厚度的比率是60%～120%，（連接扁平型容器且對應金屬燒結體層的厚度之毛細構造體的領域（第2圖的符號a的領域）的剖面積+金屬燒結體層的剖面積）/（毛細構造體的剖面積+金屬燒結體層的剖面積)的比率是73%~92%的實施例2、6、8～10，即使熱循環數100次也能夠抑制容器形狀的變形，獲得更優秀的熱循環OK率。又，金屬燒結體層的厚度/容器的厚度的比率是80%～120%，（連接扁平型容器且對應金屬燒結體層的厚度之毛細構造體的領域的剖面積+金屬燒結體層的剖面積）/（毛細構造體的剖面積+金屬燒結體層的剖面積)的比率是78%~92%的實施例8～10，即使熱循環數200次也能夠抑制容器形狀的變形，獲得特別優秀的熱循環OK率。

又，根據表1，設置金屬燒結體層的實施例1～10的熱管中，發揮了ΔT超過5℃的優秀的熱輸送特性。特別是，金屬燒結體層的厚度/容器的厚度的比率是40%，（連接扁平型容器且對應金屬燒結體層的厚度之毛細構造體的領域（第2圖的符號a的領域）的剖面積+金屬燒結體層的剖面積）/（毛細構造體的剖面積+金屬燒結體層的剖面積)的比率是49%的實施例1、3、5、以及金屬燒結體層的厚度/容器的厚度的比率是120%，（連接扁平型容器且對應金屬燒結體層的厚度之毛細構造體的領域（第2圖的符號a的領域）的剖面積+金屬燒結體層的剖面積）/（毛細構造體的剖面積+金屬燒結體層的剖面積)的比率是92%的實施例10中，發揮了ΔT超過10℃的更優秀的熱輸送特性。

另一方面，沒有設置金屬燒結體層的比較例1的熱管中，熱循環數50次時熱循環OK率變為0，無法抑制寒冷環境下的容器形狀的變形。

又，比較例1中，ΔT在0℃以上5℃以下，相較於實施例1～10，無法獲得優秀的熱輸送特性。 [產業上的利用可能性]

本發明的熱管即使在寒冷環境下將容器的長度方向略平行於重力方向設置，也能夠藉由抑制動作流體的凍結，防止薄型形狀的容器的變形，又，也因為發揮了優秀的熱輸送特性，例如在寒冷地區使用的技術領域中有高使用價值。

1、2、3、4、5、6‧‧‧熱管

10‧‧‧容器

11‧‧‧平坦內面

12‧‧‧平坦內面

13、13’‧‧‧曲面部

20‧‧‧金屬燒結體層

21‧‧‧毛細構造體

22‧‧‧曲部

23‧‧‧平坦底邊部

23-1‧‧‧平坦上邊部

23-2‧‧‧平坦底邊部

24‧‧‧蒸氣流路

第1圖係本發明的第1實施型態例的熱管的剖面圖。第2圖係本發明的第2實施型態例的熱管的剖面圖。第3圖係本發明的第3實施型態例的熱管的剖面圖。第4圖係本發明的第4實施型態例的熱管的剖面圖。第5圖係本發明的第5實施型態例的熱管的剖面圖。第6圖係本發明的第6實施型態例的熱管的剖面圖。

Claims

一種熱管，包括：容器，具有兩端部密封的管形狀；毛細構造體，收納於該容器內；以及動作流體，封入該容器內，其中垂直於該容器的長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體與該容器的內面的二個位置相接，且該毛細構造體的兩側面不與該容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該容器的內面形成有金屬燒結體層。
如申請專利範圍第1項所述之熱管，其中垂直於該容器的長度方向的剖面的至少一部分被扁平加工。
如申請專利範圍第2項所述之熱管，其中至少一部分被扁平加工的該剖面中，該毛細構造體具有平坦底邊部與凸形狀的凸狀上邊部，該凸狀上邊部會與相向的內面之中的一側的內面相接，該底邊部會與另一側的內面相接。
一種熱管，包括：扁平型容器，具有兩端部密封的管形狀，在垂直於長度方向的剖面具有上下方向彼此相向的一對內面；毛細構造體，收納於該扁平型容器內；以及動作流體，封入該扁平型容器內，其中垂直於該扁平型容器的該長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體與該扁平型容器的該一對內面的兩者相接，且該毛細構造體的兩側面不與該扁平型容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該扁平型容器的內面形成有金屬燒結體層。
如申請專利範圍第4項所述之熱管，其中該至少一剖面中，該毛細構造體的剖面具有平坦底邊部與凸形狀的凸狀上邊部，該凸狀上邊部會與相向的該一對內面之中的一側的內面相接，該底邊部會與另一側的內面相接。
如申請專利範圍第1至5項中任一者所述之熱管，其中該金屬燒結體層的厚度/該容器的厚度的值在30%～130%，（連接該容器且對應該金屬燒結體層的厚度之該毛細構造體的領域的剖面積+該金屬燒結體層的剖面積）/（該毛細構造體的剖面積+該金屬燒結體層的剖面積)的值是45%～95%。
如申請專利範圍第1至6項中任一者所述之熱管，其中該毛細構造體是金屬燒結體。
一種熱管，包括：容器，具有兩端部密封的管形狀；毛細構造體，收納於該容器內；以及動作流體，封入該容器內，其中垂直於該容器的長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體是配置於上下方向的第1毛細構造部與第2毛細構造部構成，該第1毛細構造部與該容器的內面的一個位置相接，且該第1毛細構造部的兩側面不與該容器的任一內面相接，該第2毛細構造部與該容器的內面的另一個位置相接，且該第2毛細構造部的兩側面不與該容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該容器的內面形成有金屬燒結體層。
如申請專利範圍第8項所述之熱管，其中該第1毛細構造部與該第2毛細構造部相接。
如申請專利範圍第8或9項所述之熱管，其中垂直於該容器的長度方向的剖面的至少一部分被扁平加工。
如申請專利範圍第10項所述之熱管，其中至少一部分被扁平加工的該剖面中，該第1毛細構造部具有凸形狀的凸狀底邊部與上邊部，該第2毛細構造部具有平坦底邊部與凸形狀的凸狀上邊部，該第1毛細構造部的凸狀底邊部會與該第2毛細構造部的凸狀上邊部相接，該第1毛細構造部的上邊部會與相向的內面之中的一側的內面相接，該第2毛細構造部的平坦底邊部會與另一側的內面相接。
一種熱管，包括：扁平型容器，具有兩端部密封的管形狀，在垂直於長度方向的剖面具有上下方向彼此相向的一對內面；毛細構造體，收納於該扁平型容器內；以及動作流體，封入該扁平型容器內，其中垂直於該扁平型容器的該長度方向的剖面中的至少一剖面中，該毛細構造體是配置於上下方向的第1毛細構造部與第2毛細構造部構成，該第1毛細構造部分別與該扁平型容器的該一對內面中的一側內面以及該第2毛細構造體相接，且該第1毛細構造部的兩側面不與該扁平型容器的任一內面相接，該第2毛細構造部與該扁平型容器的該一對內面中的另一側內面相接，且該第2毛細構造部的兩側面不與該扁平型容器的任一內面相接，沒有與該毛細構造體相接的該扁平型容器的內面形成有金屬燒結體層。
如申請專利範圍第12項所述之熱管，其中該至少一剖面中，該第1毛細構造部的剖面具有凸形狀的凸狀底邊部與平坦上邊部，該第2毛細構造部的剖面具有平坦底邊部與凸形狀的凸狀上邊部，該第1毛細構造部的凸狀底邊部會與該第2毛細構造部的凸狀上邊部相接，該第1毛細構造部的平坦上邊部會與該一側的內面相接，該第2毛細構造部的平坦底邊部會與該另一側的內面相接。
如申請專利範圍第8至13項中任一者所述之熱管，其中該金屬燒結體層的厚度/該容器的厚度的值在30%～130%，（連接該容器且對應該金屬燒結體層的厚度之該毛細構造體的領域的剖面積+該金屬燒結體層的剖面積）/（該毛細構造體的剖面積+該金屬燒結體層的剖面積)的值是45%～95%。
如申請專利範圍第8至14項中任一者所述之熱管，其中該毛細構造體是金屬燒結體。