WO2022025259A1 - 熱伝導部材 - Google Patents

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WO2022025259A1
WO2022025259A1 PCT/JP2021/028354 JP2021028354W WO2022025259A1 WO 2022025259 A1 WO2022025259 A1 WO 2022025259A1 JP 2021028354 W JP2021028354 W JP 2021028354W WO 2022025259 A1 WO2022025259 A1 WO 2022025259A1
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WO
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metal plate
pillar portion
wick structure
vertical direction
heat conductive
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/028354
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English (en)
French (fr)
Inventor
征志 高尾
仕▲ゆ▼ 楊
敏彦 小関
雅昭 花野
淳一 石田
Original Assignee
日本電産株式会社
尼得科超▲しゅう▼科技股▲ふん▼有限公司
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Publication date
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Application filed by 日本電産株式会社, 尼得科超▲しゅう▼科技股▲ふん▼有限公司 filed Critical 日本電産株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • the present disclosure relates to heat conductive members.
  • a heat conductive member in which a working fluid is enclosed inside a closed metal container is known.
  • a spacer wick made of a prismatic sintered metal is formed on the inner surface of the heating part and the inner surface of the heat dissipation part inside the container in which the porous sprayed coating is formed on the entire inner wall surface.
  • the spacer wick supports the heating part and the heat radiating part from the inside to prevent the container from being deformed.
  • the container which is a housing, may be deformed when a large force from the inside or the outside is applied. It was
  • An exemplary thermal conductive member of the present disclosure comprises a housing, a working medium, and a wick structure.
  • the housing has a first metal plate, a second metal plate, a joint portion, a pillar portion, and an internal space.
  • the first metal plate and the second metal plate are arranged so as to face each other.
  • the outer peripheral edge of the first metal plate is connected to the second metal plate directly or via an intermediate member when viewed from the vertical direction in which the first metal plate faces the second metal plate.
  • the pillar has at least one of a solid first pillar and a porous second pillar.
  • the internal space is arranged between the first metal plate and the second metal plate to accommodate the wick structure and the working medium.
  • the interior space includes a steam space in which the vapor of the working medium can be present.
  • the steam space is included in the space other than the space occupied by the wick structure and the pillar portion in the internal space. At least one pillar portion supports the first metal plate and the second metal plate.
  • the heat conductive member satisfies at least one of the following two equations. Sa ⁇ Sv Sb ⁇ Sv Sa: The total contact area of the pillar in contact with the first metal plate and the first metal plate as seen from the vertical direction.
  • Sb Sum of the contact areas of the pillars in contact with the second metal plate and the first metal plate as seen from the vertical direction.
  • Sv Area occupied by steam space when viewed from the vertical direction
  • the strength of the housing of the heat conductive member can be ensured.
  • FIG. 1 is a perspective view of a heat conductive member according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the heat conductive member.
  • FIG. 3 is a schematic side sectional view of the heat conductive member.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing an example of a cross section of the first pillar portion.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing another example of the cross section of the first pillar portion.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the first wick structure.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of the second wick structure according to the modified example.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the second wick structure according to the modified example.
  • FIG. 8 is a top view showing another configuration example of the second wick structure according to the modified example.
  • the XYZ coordinate system is shown as a three-dimensional Cartesian coordinate system as appropriate.
  • the Z-axis direction indicates a vertical direction (that is, a vertical direction)
  • the + Z direction is the upper side (opposite the gravity direction)
  • the ⁇ Z direction is the lower side (gravity direction).
  • the Z-axis direction is also the direction in which the first metal plate 11 and the second metal plate 12, which will be described later, face each other.
  • the surface facing the + Z direction is referred to as "upper surface”
  • the surface facing the ⁇ Z direction is referred to as “lower surface”.
  • the end portion in the + Z direction is referred to as an "upper end portion”, and the end portion in the ⁇ Z direction is referred to as a “lower end portion”.
  • the width of the component in the Z-axis direction is called "thickness”.
  • the X-axis direction refers to a direction orthogonal to the Z-axis direction, and one direction and the opposite direction thereof are the + X direction and the ⁇ X direction, respectively. It was
  • the Y-axis direction refers to a direction orthogonal to both the Z-axis direction and the X-axis direction, and one direction and the opposite direction thereof are the + Y direction and the ⁇ Y direction, respectively. It was
  • parallel means not only a state in which they do not intersect at all no matter how long they extend, but also a state in which they are substantially parallel.
  • vertical and orthogonal include not only a state in which they intersect each other at 90 degrees, but also a state in which they are substantially vertical and a state in which they are substantially orthogonal to each other. That is, “parallel”, “vertical”, and “orthogonal” each include a state in which the positional relationship between the two has an angular deviation to the extent that the gist of the invention is not deviated. It was
  • sining refers to a technique of heating a metal powder or a metal powder to a temperature lower than the melting point of the metal to bake and harden the metal particles.
  • sintered body refers to an object obtained by sintering. It was
  • the "solid” member means a member composed of a so-called solid object, and is a member composed of a densely packed and non-porous object. Point to.
  • a “solid” member may be a member that does not have a cavity inside, or a member that has one or more macroscopic cavities inside. It was
  • FIG. 1 is a perspective view of the heat conductive member 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a top view of the heat conductive member 1.
  • FIG. 3 is a schematic side sectional view of the heat conductive member 1. Note that FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the alternate long and short dash line AA of FIG.
  • the heat conductive member 1 is also called a vapor chamber and transports the heat of the heating element H.
  • the thickness of the heat conductive member 1 according to the present embodiment in the Z-axis direction is, for example, 5 mm or more.
  • Examples of the heating element H include a power transistor of an inverter provided in a traction motor for driving a wheel of a vehicle.
  • the power transistor is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor).
  • the heat conductive member 1 is mounted on the traction motor.
  • the calorific value of the IGBT is generally 100 W or more.
  • the use of the heat conductive member 1 is not limited to this example.
  • the size of the heat conductive member 1 is not limited to the above-mentioned example.
  • the heat conductive member 1 includes a heated portion 101 and a heat radiating portion 102 (see FIG. 3). It was
  • the heated portion 101 is, for example, a portion of the heat conductive member 1 in contact with the heating element H, and is heated by the heat transferred from the heating element H.
  • the heating element H is arranged in contact with the lower surface of the heat conductive member 1.
  • the heating element H is arranged at the end of the lower surface of the heat conductive member 1 on the + X direction side.
  • the arrangement of the heating element H is not limited to this example.
  • the heating element H may be arranged at the center of the lower surface of the heat conductive member 1.
  • a plurality of heating elements H may be arranged on the lower surface of the heat conductive member 1. It was
  • the heat radiating unit 102 releases the heat of the operating medium 20, which will be described later, heated by the heated unit 101 to the outside.
  • the heat generated by the heating element H is dissipated from a region of the upper surface of the heat conductive member 1 and the lower surface of the heat conductive member 1 which is separated from the heated portion 101.
  • heat exchange means such as heat dissipation fins and heat sinks may be thermally connected to the heat dissipation unit 102.
  • a cooling device having heat radiation fins such as stacked fins and pin fins may be arranged in the heat radiation unit 102. In that case, the cooling medium is preferably flowed between the radiating fins.
  • an antifreeze liquid such as ethylene glycol or propylene glycol, or a liquid such as pure water can be adopted.
  • a gas such as air may be adopted.
  • the heat conductive member 1 includes a housing 10, a working medium 20, and a wick structure 30.
  • the working medium 20 is pure water in this embodiment, but may be a medium other than water.
  • the working medium 20 is any one of an alcohol compound such as methanol and ethanol, an alternative CFC such as hydrofluorocarbon, a hydrocarbon compound such as propane and isobutane, a fluorinated hydrocarbon compound such as difluoromethane, and ethylene glycol. May be good.
  • the working medium 20 can be appropriately adopted depending on the usage environment of the heat conductive member 1. It was
  • the housing 10 has a first metal plate 11, a second metal plate 12, a joint portion 14, a pillar portion 15, and an internal space 10a. It was
  • the first metal plate 11 and the second metal plate 12 are arranged so as to face each other.
  • the first metal plate 11 and the second metal plate 12 are made of a metal having high thermal conductivity such as copper. Further, it may be formed by plating the surface of a metal other than copper with copper.
  • the metal other than copper includes, for example, any metal such as iron, aluminum, zinc, silver, gold, magnesium, manganese, and titanium, or at least one of the above-mentioned metals. Alloys (copper, geralmin, stainless steel, etc.) can be used. It was
  • the first metal plate 11 and the second metal plate 12 have a rectangular plate shape extending in the horizontal direction when viewed from the Z-axis direction.
  • the heating element H is arranged in contact with the lower surface of the second metal plate 12.
  • the first metal plate 11 covers the upper surface of the second metal plate 12.
  • the first metal plate 11 and the second metal plate 12 of the present embodiment are quadrangular when viewed from the Z-axis direction, but are not limited to this example.
  • the first metal plate 11 and the second metal plate 12 may be polygonal or circular with a plurality of corners when viewed from the Z-axis direction, respectively. It was
  • the first metal plate 11 has a first side wall portion 13a extending downward (—Z direction) from the peripheral edge.
  • the second metal plate 12 has a second side wall portion 13b extending upward (+ Z direction) from the peripheral edge.
  • the lower surface of the first side wall portion 13a is joined to the upper surface of the second side wall portion 13b at the joint portion 14.
  • the lower surface of the first side wall portion 13a and the upper surface of the second metal plate 12 may be joined by omitting the second side wall portion 13b.
  • the upper surface of the second side wall portion 13b and the lower surface of the first metal plate 11 may be joined by omitting the first side wall portion 13a.
  • the outer peripheral edge portion of the first metal plate 11 is connected to the second metal plate 12 directly or via an intermediate member when viewed from the vertical direction in which the first metal plate 11 faces the second metal plate 12.
  • the vertical direction is parallel to the Z-axis direction.
  • the joint portion 14 is located around the wick structure 30 when viewed from the Z-axis direction.
  • the method of joining the first side wall portion 13a and the second side wall portion 13b is not particularly limited. For example, any joining method such as a method of joining by applying heat and pressure, a diffusion joining, or a joining using a brazing material may be used.
  • first metal plate 11 may be directly bonded to the second metal plate 12, or may be bonded to the second metal plate 12 via an intermediate member such as a copper plating layer.
  • the intermediate member is arranged, for example, in a region overlapping the outer peripheral edge portion of the upper surface of the first metal plate 11 when viewed from the Z-axis direction.
  • the joint portion 14 may include a sealing portion.
  • the sealing portion is, for example, a portion where an injection port for injecting the working medium 20 into the housing 10 is sealed by welding in the manufacturing process of the heat conductive member 1. It was
  • the pillar portion 15 is arranged in the internal space 10a.
  • the pillar portion 15 has at least one of a solid first pillar portion 151 and a porous second pillar portion 152.
  • the pillar portion 15 supports the first metal plate 11 side and the second metal plate 12 side of the housing 10 in the Z-axis direction.
  • At least one pillar portion 15 supports the first metal plate 11 and the second metal plate 12.
  • the thickness of the housing 10 is kept constant. Therefore, it is possible to prevent the internal space 10a from becoming narrow due to the deformation of the housing 10 in the Z-axis direction.
  • the details of the pillar portion 15 will be described later. It was
  • the internal space 10a is arranged between the first metal plate 11 and the second metal plate 12 and accommodates the wick structure 30 and the working medium 20.
  • the internal space 10a is formed by being surrounded by the first metal plate 11 and the second metal plate 12.
  • the internal space 10a is a closed space, and is maintained in a decompressed state where the atmospheric pressure is lower than the atmospheric pressure, for example. When the internal space 10a is in a decompressed state, the working medium 20 housed in the internal space 10a is likely to evaporate.
  • the internal space 10a includes a steam space S in which the steam of the working medium 20 can exist.
  • the steam space S is included in the space other than the space occupied by the wick structure 30 and the pillar portion 15 in the internal space 10a. It was
  • the wick structure 30 has a first wick structure 31 and a second wick structure 32.
  • the first wick structure 31 is arranged on the inner surface of the first metal plate 11 on the second metal plate 12 side.
  • the second wick structure 32 is arranged on the inner surface of the second metal plate 12 on the first metal plate 11 side.
  • the first wick structure 31 is fixed to the lower surface of the first metal plate 11, and the second wick structure 32 is fixed to the upper surface of the second metal plate 12.
  • the first wick structure 31 and the second wick structure 32 are porous and have a gap portion (not shown) forming a flow path of the working medium 20. Details of the first wick structure 31 and the second wick structure 32 will be described later. It was
  • the heat conductive member 1 satisfies at least one of the following two equations.
  • Sb ⁇ Sv (Equation 2) Sa: The sum of the contact areas ⁇ Sa of the pillar portion 15 in contact with the first metal plate 11 and the first metal plate 11 as seen from the vertical direction.
  • Sb The sum of the contact areas ⁇ Sb of the pillar portion 15 in contact with the second metal plate 12 and the contact area ⁇ Sb of the second metal plate 12 as seen from the vertical direction.
  • Sv Area occupied by steam space S when viewed from the vertical direction
  • the strength of the housing 10 of the heat conductive member 1 can be secured while securing the steam space S. It was
  • one end portion of the pillar portion 15 is connected to the first metal plate 11, and the other end portion of the pillar portion 15 is connected to the second metal plate 12.
  • the strength of the housing 10 can be improved. For example, even if the internal pressure of the housing 10 increases due to the vaporization of the working medium 20, the deformation of the housing 10 can be suppressed or prevented. In particular, bending, expansion, etc. of the heat conductive member 1 can be effectively suppressed or prevented. It was
  • FIG. 4A is a cross-sectional view showing an example of a cross section of the first pillar portion 151.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view showing another example of the cross section of the first pillar portion 151.
  • 4A and 4B show a cross section of the first pillar portion 151 as seen from the Z-axis direction.
  • the pillar portion 15 has a solid first pillar portion 151 and a porous second pillar portion 152.
  • the number of the first pillar portion 151 and the number of the second pillar portion 152 are 6 respectively.
  • the present invention is not limited to this example, and the number of the first pillar portion 151 and the number of the second pillar portion 152 may be singular or plural other than 6. It was
  • the solid first pillar portion 151 supports the first metal plate 11 and the second metal plate 12.
  • the first pillar portion 151 is arranged in the internal space 10a and is made of a metal having high thermal conductivity such as copper.
  • the first pillar portion 151 is a columnar member having no internal cavity in the present embodiment.
  • the present invention is not limited to this example, and the first pillar portion 151 may be a member having a macroscopic cavity inside to the extent that mechanical strength can be ensured.
  • the first pillar portion 151 may be a non-porous tubular member as shown in FIG. 4B. At this time, preferably, the first pillar portion 151 has a thick tubular shape.
  • the internal macroscopic cavity 151a may be singular or plural as long as the mechanical strength of the first pillar portion 151 can be secured.
  • the upper end portion of the first pillar portion 151 is in contact with the first metal plate 11 and is connected to the first metal plate 11 in the present embodiment.
  • the first pillar portion 151 projects from the lower surface of the first metal plate 11 in the ⁇ Z direction.
  • the first pillar portion 151 and the first metal plate 11 are different parts of a single member.
  • the first pillar portion 151 can be formed by etching or cutting the first metal plate 11.
  • the present invention is not limited to this example, and at least one first pillar portion 151 may be a member different from the first metal plate 11.
  • the upper end portion of the first pillar portion 151 may be joined to the upper surface of the first metal plate 11 by a joining means such as brazing using a brazing material or ultrasonic welding. It was
  • the lower end of the first pillar portion 151 is in contact with the second metal plate 12, and in the present embodiment, it is fixed to the upper surface of the second metal plate 12 by a joining means such as brazing using a brazing material and ultrasonic welding. It should be noted that this example does not exclude a configuration in which the lower end portion of at least one first pillar portion 151 is in contact with the second metal plate 12 but is not fixed. It was
  • the heat conductive member 1 preferably further satisfies at least one of the following two equations. .. S1 ⁇ (Sv / 19) (Equation 3) S2 ⁇ (Sv / 19) (Equation 4)
  • S1 The sum of the first contact areas ⁇ S1 in which the first pillar portion 151 is in contact with the first metal plate 11 when viewed from the vertical direction.
  • S2 The sum of the second contact areas ⁇ S2 in which the first pillar portion 151 is in contact with the second metal plate 12 when viewed from the vertical direction.
  • Sv Area occupied by steam space S when viewed from the vertical direction
  • At least one of the total S1 of the first contact area ⁇ S1 and the total S2 of the second contact area ⁇ S2 can be seen from the Z-axis direction as the internal space. It can be 5% or less of the area occupied by 10a. Thereby, the strength of the housing 10 can be improved. Further, the accuracy of joining the metal plate connected to the first pillar portion 151 and the first pillar portion 151 can be improved. It was
  • the form of the first pillar portion 151 is not limited to the above-mentioned example.
  • the lower end portion of the first pillar portion 151 protruding from the first metal plate 11 may be in contact with the upper surface of the second wick structure 32. Even in this way, the first pillar portion 151 can support the second metal plate 12 via the second wick structure 32.
  • the second contact area ⁇ S2 may be an area where the first pillar portion 151 is in contact with the second wick structure 32 when viewed from the Z-axis direction.
  • the lower end portion of the first pillar portion 151 is fixed to the upper surface of the second wick structure 32 by means such as brazing and ultrasonic welding. Even in this way, deformation of the housing 10 due to the action of an external force, an increase in internal pressure, or the like can be suppressed or prevented. It was
  • the first pillar portion 151 may protrude from the upper surface of the second metal plate 12. At this time, the upper end portion of the first pillar portion 151 may be in contact with the lower surface of the first metal plate 11 or may be in contact with the lower surface of the first wick structure 31. Even in the latter case, the first pillar portion 151 can support the first metal plate 11 via the first wick structure 31. In the latter case, the first contact area ⁇ S1 may be an area where the upper end portion of the first pillar portion 151 is in contact with the first wick structure 31 when viewed from the Z-axis direction. It was
  • the second pillar portion 152 is porous.
  • the second pillar portion 152 is a porous sintered body, and is formed by sintering particles of a metal having high thermal conductivity such as copper.
  • the second pillar portion 152 has a first member of any one of the first metal plate 11 and the first wick structure 31 and a second member. A second member of any of the metal plate 12 and the second wick structure 32 is supported.
  • the strength of the housing 10 can be improved.
  • the porous second pillar portion 152 is in contact with the first metal plate 11 or the first wick structure 31 and the second metal plate 12 or the second wick structure 32. Therefore, the working medium 20 can easily move from one of the first wick structure 31 side and the second wick structure 32 side to the other. That is, the circulation efficiency of the working medium 20 is improved. Therefore, the heat transfer coefficient from the heated portion 101 of the heat conductive member 1 to the heat radiating portion 102 can be increased. Further, since the second pillar portion 152 is porous, the volume of the porous body through which the liquid working medium 20 permeates increases.
  • the holding amount of the liquid working medium 20 in the heat conductive member 1 can be increased. Therefore, for example, even if a large amount of heat is transferred to the heated portion 101, the working medium 20 can be sufficiently supplied to the heated portion 101. Therefore, the circulation cycle of the working medium 20 can be sufficiently maintained. It was
  • the upper end portion of the second pillar portion 152 is connected to the first wick structure 31.
  • the lower end of the second pillar portion 152 is connected to the second wick structure 32.
  • At least one second pillar portion 152 supports the first wick structure 31 and the second wick structure 32.
  • the second pillar portion 152 supports the first metal plate 11 and the second metal plate 12 via the first wick structure 31 and the second wick structure 32.
  • At least one second pillar portion 152 fluidly connects the gap portion of the first wick structure 31 and the gap portion of the second wick structure 32. Therefore, the working medium 20 can smoothly move between the first wick structure 31 and the second wick structure 32 via at least one second pillar portion 152. It was
  • the second pillar portion 152, the first wick structure 31, and the second wick structure 32 are different parts of a single member.
  • the present invention is not limited to this example, and at least one of the second pillar portion 152 and at least one of the first wick structure 31 and the second wick structure 32 is a different part of a single member. All you need is.
  • the second pillar 152, the second pillar 152 and the first wick structure 31 are different parts of a single member, while the second pillar 152 and the second wick structure are different. 32 may be a separate member.
  • the second pillar 152 and the second wick structure 32 are different parts of a single member, while the second pillar 152 and the first wick structure are different.
  • 31 may be a separate member.
  • the movement of the working medium 20 between at least one second pillar portion 152 and the first wick structure 31 and / or the second wick structure 32 can be further smoothed.
  • the productivity of the heat conductive member 1 can be improved.
  • the above-mentioned example does not exclude the configuration in which at least one second pillar portion 152 is a separate member from both the first wick structure 31 and the second wick structure 32. It was
  • the heat conductive member 1 is described below. Further satisfy at least one of the two equations. (S1 + S3) ⁇ Sv (Equation 5) (S2 + S4) ⁇ Sv (Equation 6)
  • S1 The sum of the first contact areas ⁇ S1 in which the first pillar portion 151 is in contact with the first metal plate 11 when viewed from the vertical direction.
  • S2 The sum of the second contact areas ⁇ S2 in which the first pillar portion 151 is in contact with the second metal plate 12 when viewed from the vertical direction.
  • S3 The sum of the third contact areas ⁇ S3 in which the second pillar portion 152 is in contact with the first member when viewed from the vertical direction.
  • S4 The sum of the fourth contact areas ⁇ S4 in which the second pillar portion 152 is in contact with the second member when viewed from the vertical direction.
  • Sv Area occupied by steam space S when viewed from the vertical direction
  • the third contact area ⁇ S3 is an area where the second pillar portion 152 is in contact with the first metal plate 11 or the first wick structure 31 when viewed from the Z-axis direction.
  • the fourth contact area ⁇ S4 is an area where the second pillar portion 152 is in contact with the second metal plate 12 or the second wick structure 32 when viewed from the Z-axis direction.
  • the third contact area ⁇ S3 is an area where the second pillar portion 152 is in contact with the first wick structure 31 when viewed from the Z-axis direction.
  • the fourth contact area ⁇ S4 is an area where the second pillar portion 152 is in contact with the second wick structure 32 when viewed from the Z-axis direction.
  • the heat conductive member 1 further satisfies at least one of the following two equations.
  • S4 The sum of the fourth contact areas ⁇ S4 in which the second pillar portion 152 is in contact with the second member when viewed from the vertical direction.
  • Sv Area occupied by steam space S when viewed from the vertical direction
  • At least one of the sum S3 of the third contact area ⁇ S3 and the sum S4 of the fourth contact area ⁇ S4 can be seen from the Z-axis direction as the internal space. It can be about 10% to 20% of the area occupied by 10a. Thereby, the circulation efficiency of the working medium 20 in the liquid state can be improved. It was
  • the form of the second pillar portion 152 is not limited to the example of FIG.
  • the second pillar portion 152 is connected to one of the first wick structure 31 and the second wick structure 32, but is not connected to the other. good. It was
  • the second pillar portion 152 may be connected to at least one of the first wick structure 31 and the second wick structure 32.
  • the movement of the working medium 20 between the first wick structure 31 and the second wick structure 32 can be made smoother.
  • the strength of the housing 10 can be further improved. For example, it is possible to improve the effect of suppressing or preventing bending, expansion, etc. of the heat conductive member 1 due to an increase in internal pressure. It was
  • the present invention is not limited to the example of FIG. 3, and at least one second pillar portion 152 may be in contact with the first metal plate 11.
  • the upper end portion of at least one second pillar portion 152 may be in contact with the lower surface of the first metal plate 11 through a through hole arranged in the first wick structure 31.
  • the third contact area ⁇ S3 is the area where the second pillar portion 152 is in contact with the first metal plate 11 when viewed from the Z-axis direction.
  • the upper end portion of the second pillar portion 152 is connected to the first metal plate 11 or the first wick structure 31 by means such as brazing and ultrasonic welding.
  • the upper end portion of the second pillar portion 152 may be fixed in contact with the first metal plate 11 by being press-fitted into the through hole. Further, more preferably, the side surface of the upper end portion of the second pillar portion 152 is in contact with the inner surface surface of the through hole. By doing so, since the side surface of the second pillar portion 152 comes into contact with the first wick structure 31, the working medium 20 can smoothly move between the second pillar portion 152 and the first wick structure 31. It was
  • At least one second pillar portion 152 may be in contact with the second metal plate 12.
  • the lower end of at least one second pillar 152 is in contact with the upper surface of the second metal plate 12 through a through hole arranged in the second wick structure 32.
  • the fourth contact area ⁇ S4 is the area where the second pillar portion 152 is in contact with the second metal plate 12 when viewed from the Z-axis direction.
  • the lower end portion of the second pillar portion 152 is connected to the second metal plate 12 or the second wick structure 32 by means such as brazing and ultrasonic welding.
  • the lower end portion of the second pillar portion 152 may be fixed in contact with the second metal plate 12 by being press-fitted into the through hole.
  • the side surface of the lower end portion of the second pillar portion 152 is in contact with the inner surface surface of the through hole.
  • the heat conductive member 1 preferably has the following two types. Meet at least one of them further. S1> S3 and S1> S4 (Equation 9) S2> S3 and S2> S4 (Equation 10) S1: The sum of the first contact areas ⁇ S1 in which the first pillar portion 151 is in contact with the first metal plate 11 when viewed from the vertical direction. S2: The sum of the second contact areas ⁇ S2 in which the first pillar portion 151 is in contact with the second metal plate 12 when viewed from the vertical direction.
  • S3 The sum of the third contact areas ⁇ S3 in which the second pillar portion 152 is in contact with the first member when viewed from the vertical direction.
  • S4 The sum of the fourth contact areas ⁇ S4 in which the second pillar portion 152 is in contact with the second member when viewed from the vertical direction.
  • the mechanical strength of the solid first pillar portion 151 is higher than the mechanical strength of the porous second pillar portion 152. Therefore, sufficient strength of the housing 10 can be ensured by satisfying at least one of the above formulas 9 and 10. It should be noted that the above example does not exclude the configuration in which the heat conductive member 1 does not satisfy both of the above equations 9 and 10. It was
  • the pillar portion 15 has a first pillar portion 151 for supporting the first metal plate 11 and the second metal plate 12 and a second pillar portion 152, preferably at least one when viewed from the vertical direction.
  • the first pillar portion 151 is arranged closer to the joint portion 14 than the second pillar portion 152.
  • the first pillar portion 151 arranged at the position closest to the joint portion 14 among the plurality of first pillar portions 151 is a plurality of second pillar portions 152. It is arranged closer to the joint portion 14 than the second pillar portion 152 which is arranged at the position closest to the joint portion 14. For example, in FIG.
  • the distance Lx1 in the X direction between the portion of the joint portion 14 on the + X direction side and the first pillar portion 151 arranged at the position closest to this portion is the + X direction side of the joint portion 14. It is narrower than the distance Lx2 in the X direction between the portion and the second pillar portion 152 arranged at the position closest to this portion.
  • the distance Ly1 in the Y direction between the portion of the joint portion 14 on the + Y direction side and the first pillar portion 151 arranged at the position closest to this portion is the portion of the joint portion 14 on the + Y direction side and this portion. It is narrower than the distance Ly2 in the Y direction between the second pillar portion 152 and the second pillar portion 152 arranged at the position closest to the.
  • the strength at the joint portion 14 of the housing 10 can be improved.
  • the first pillar portion 151 is connected to both the first metal plate 11 and the second metal plate 12, even if the internal pressure of the housing 10 becomes higher, the deformation of the joint portion 14 can be suppressed or prevented. Further, in the joint portion 14, it is possible to prevent or prevent the first metal plate 11 from separating from the second metal plate 12. It was
  • the first pillar portion 15 has a first pillar portion 151 that supports the first metal plate 11 and the second metal plate 12, and a second pillar portion 152
  • the first pillar portion 151 is among the plurality of first pillar portions 151.
  • the number of the first pillar portions 151 arranged at the position closest to the joint portion 14 of the above is larger than the number of the second pillar portions 152 arranged at the position closest to the joint portion 14 among the plurality of second pillar portions 152. There are many (see Fig. 2). By doing so, the strength at the joint portion 14 of the housing 10 can be improved.
  • the number of the first pillar portions 151 arranged at the position closest to the joint portion 14 of the plurality of first pillar portions 151 is the largest in the joint portion 14 of the plurality of second pillar portions 152. It does not exclude configurations that are less than or equal to the number of second pillar portions 152 arranged at close positions. It was
  • the first wick structure 31 is a plate-shaped member arranged on the lower surface of the first metal plate 11, and is arranged on the cooling side opposite to the heating element H side.
  • the second wick structure 32 is a plate-shaped member arranged on the upper surface of the second metal plate 12, and is arranged on the heating element H side.
  • the first wick structure 31 and the second wick structure 32 are arranged so as to face each other.
  • the first wick structure 31 and the second wick structure 32 are porous sintered bodies, respectively. By doing so, it can be manufactured more easily than the mesh material, and the manufacturing cost of the heat conductive member 1 can be reduced. It was
  • the heat conductive member 1 satisfies the following formula in the vertical direction.
  • the holding property of the working medium 20 in the second wick structure 32 can be made higher than the holding property of the working medium 20 in the first wick structure 31.
  • By increasing the holding amount of the working medium 20 in the second wick structure 32 it is possible to suppress or prevent the occurrence of so-called dryout even if the amount of heat transferred from the heating element H is large. Therefore, it is possible to prevent the heat transfer performance of the heat conductive member 1 from deteriorating.
  • this example does not exclude the configuration in which W1 ⁇ W2. It was
  • the dryout is a phenomenon in which the working medium 20 in the first wick structure 31 is substantially evaporated and dried in the vicinity of the heated portion 101. If a dryout occurs, the gas-liquid circulation cycle of the working medium 20 is interrupted, so that heat cannot be transferred from the heated portion 101 to the heat radiating portion 102 via the working medium 20, and the heat conductive member 1 Heat transfer performance is significantly reduced. It was
  • the first wick structure 31 arranged on the heat radiation surface side opposite to the heating element H, the condensation of the evaporated working medium 20 is promoted more than in the second wick structure 32. Therefore, it is preferable that the first wick structure 31 has a higher cooling efficiency of the working medium 20 than the second wick structure 32. It was
  • the heat conductive member 1 satisfies the following in the vertical direction. (W1 + W2) ⁇ W3 (Equation 12) W1: Thickness of the first wick structure 31 W2: Thickness of the second wick structure 32 W3: Spacing between the first wick structure 31 and the second wick structure 32
  • the space where the steam of the working medium 20 can move can be made wider between the first wick structure 31 and the second wick structure 32. Therefore, the working medium 20 evaporated from the portion of the second wick structure 32 near the heated portion 101 is more likely to diffuse in the above space, so that the heated portion 101 to the heat radiating portion 102 via the working medium 20 is more likely to diffuse. Heat transport efficiency is improved. Therefore, the heat transfer efficiency of the heat conductive member 1 can be improved. It should be noted that this example does not exclude the configuration in which (W1 + W2) ⁇ W3. It was
  • W3 Spacing between the first wick structure 31 and the second wick structure 32
  • the thickness W2 of the second wick structure 32 is set to be twice or more and four times or less the thickness W1 of the first wick structure 31, and the gap between the first wick structure 31 and the second wick structure 32 is set. It is preferable that the length W3 is 5 times or more and 7 times or less the thickness W1 of the first wick structure 31.
  • the heat conductive member 1 satisfies the following.
  • the volume V1 of the vapor space S can be made wider. Therefore, the working medium 20 evaporated from the portion of the second wick structure 32 near the heated portion 101 is more likely to diffuse in the steam space S. Therefore, the heat transfer efficiency from the heated portion 101 to the heat radiating portion 102 via the working medium 20 is improved. Therefore, the heat transfer efficiency of the heat conductive member 1 can be improved. Further, adding the volume of the second pillar portion 152 to the volume V2 has the same effect. It should be noted that this example does not exclude the configuration in which V1 ⁇ V2. It was
  • the above-mentioned steam space S is a space other than the first wick structure 31, the second wick structure 32, and the pillar portion 15 in the internal space 10a.
  • the pillar portion 15 can secure the strength of the housing 10, arranging the pillar portion 15 causes a factor that the steam space S becomes narrow. Even when such a pillar portion 15 is provided, the diffusion of steam in the working medium 20 can be promoted by satisfying the above formula 16. It was
  • the second wick structure 32 has a higher porosity than the first wick structure 31. As a result, the capillary force of the second wick structure 32 becomes larger than the capillary force of the first wick structure 31. It was
  • the ratio of the volume of the space to the total product of the first wick structure 31 and the second wick structure 32 is referred to as a porosity.
  • the unit of porosity is%.
  • the porosity is determined by the following method.
  • the porosity can be obtained by measuring the area of the space from the cross-sectional photographs of the first wick structure 31 and the second wick structure 32 and calculating the ratio of the area of the space to the whole.
  • a scanning electron microscope having a deep depth of field.
  • the method of observing the cross section is not particularly limited as long as it can easily distinguish between the metal portion and the space. It was
  • the thickness of the first wick structure 31 is uniform in the direction perpendicular to the Z-axis direction.
  • the present invention is not limited to this example, and even if the thickness of a part of the first wick structure 31 is thinner than the thickness of the remaining part of the first wick structure 31 in the direction perpendicular to the Z-axis direction. good.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the first wick structure 31. Note that FIG. 5 shows a cross-sectional structure corresponding to the portion B surrounded by the broken line in FIG. As shown in FIG. 5, the first wick structure 31 has a recess 31a.
  • the recess 31a is arranged on the lower surface of the first wick structure 31 and is recessed in the + Z direction. Seen from the Z-axis direction, the recess 31a overlaps with the heating element H, preferably all of the heating element H. In other words, preferably, the outer peripheral edge portion of the recess 31a is arranged outside the heating element H when viewed from the Z-axis direction. It was
  • the thickness W1a of the portion U of the first wick structure 31 in which the recess 31a is arranged is smaller than the thickness W1b of the portion of the first wick structure 31 other than the above-mentioned portion U.
  • the condensation of the working medium 20 is most promoted at the portion U of the first wick structure 31 facing the heating element H in the Z direction.
  • the recess 31a it is possible to suppress the condensation of the working medium 20 in the portion U where the recess 31a of the first wick structure 31 is arranged.
  • the vaporized working medium 20 diffuses to a portion other than the portion U of the first wick structure 31. Therefore, the condensation of the working medium 20 in the portion other than the portion U can be promoted. Therefore, the working medium 20 is condensed in the entire first wick structure 31, and the heat generated by the condensation of the working medium 20 can be efficiently dissipated in the entire first metal plate 11. Therefore, the heat transfer efficiency of the working medium 20 can be improved. It was
  • the thickness W1a of the first wick structure 31 in the portion U is 10% or more smaller than the thickness W2 of the second wick structure 32. This makes it possible to further suppress the condensation of the working medium 20 in the recess 31a. It was
  • the recess 31a may penetrate the first wick structure 31 in the Z direction. That is, the recess 31a may be a through hole, and the portion of the first metal plate 11 that overlaps with the recess 31a when viewed from the Z-axis direction may be exposed to the internal space 10a through the recess 31a. It was
  • the thickness W1a of the portion U in which the recess 31a of the first wick structure 31 is arranged is uniform in the X-axis direction and / or the Y-axis direction.
  • the thickness W1a is not limited to this example and may not be uniform.
  • the bottom surface of the recess 31a may be recessed in a conical shape in the + Z direction.
  • the thickness W1a of the portion U in which the recess 31a of the first wick structure 31 is arranged may become thinner toward the center of the portion U, for example. As a result, it is possible to prevent the condensation from being biased to a predetermined position in the portion U in which the recess 31a of the first wick structure 31 is arranged. It was
  • the first wick structure 31 and the second wick structure 32 are made of a porous sintered body.
  • the present invention is not limited to this example, and the first wick structure 31 may be a mesh member in which a plurality of metal linear members are woven.
  • the second wick structure 32 may be a mesh member in which a plurality of metal linear members are woven.
  • the capillary force of the second wick structure 32 can be reduced to the second wick structure. It is larger than the capillary force of 32 and can be easily formed. It was
  • the first wick structure 31 may be composed of a plurality of grooves formed on the inner surface of the first metal plate 11 on the second metal plate 12 side.
  • the second wick structure 32 may be composed of a plurality of grooves formed on the inner surface of the second metal plate 12 on the side of the first metal plate 11.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a configuration example of the second wick structure 32 according to the modified example.
  • FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of the second wick structure 32 according to the modified example.
  • FIG. 8 is a top view showing another configuration example of the second wick structure 32 according to the modified example. It should be noted that FIGS. 6 to 8 show the second wick structure 32 alone, and the illustration of the pillar insertion hole into which the pillar portion 15 is inserted and the portion connected to the second pillar portion 152 is omitted. That is, in FIGS. 6 to 8, the figure of the through hole through which the pillar portion 15 penetrates is omitted.
  • the second wick structure 32 has a plurality of openings 34.
  • the opening 34 is arranged on the upper surface of the second wick structure 32 and extends in the ⁇ Z direction.
  • the plurality of openings 34 open to the upper surface of the second wick structure 32 (that is, the facing surface facing the first wick structure 31). That is, the second wick structure 32 has a plurality of openings 34 that open to the above-mentioned facing surface facing the first wick structure 31 and extend in the thickness direction thereof. Since the second wick structure 32 has a plurality of openings 34, the vaporized working medium 20 can easily escape to the outside of the second wick structure 32. As a result, the working medium 20 heated and vaporized by the heating element H easily flows to the first wick structure 31 side and is easily condensed. As a result, heat transport efficiency is improved. It was
  • the opening 34 has a through hole 341 and a recess 342. It was
  • the through hole 341 penetrates the second wick structure 32 in the Z direction.
  • the inside of the through hole 341 is directly heated by the heat from the second metal plate 12.
  • the vaporized working medium 20 inside the through hole 341 is heated and expanded, and as a result, a flow of the vaporized working medium 20 from the through hole 341 to the outside is formed. Therefore, the flow of the vaporized working medium 20 in the second wick structure 32 to the outside of the second wick structure 32 is promoted, and the heat transport efficiency is improved.
  • the recess 342 is recessed in the ⁇ Z direction.
  • the recess 342 does not penetrate the second wick structure 32 in the Z direction and has a bottom portion at the lower portion in the Z direction. In this way, the working medium 20 can flow through the portion of the second wick structure 32 between the bottom of the recess 342 and the second metal plate 12. Further, due to the capillary force of this portion, the liquid working medium 20 can flow from the bottom of the recess 342 in the ⁇ Z direction. It was
  • the opening 34 may have one of the through hole 341 and the recess 342. It was
  • the opening 34 has a circular cross section cut along a plane orthogonal to the thickness direction of the second wick structure 32. More specifically, the cross-sectional shape of the through hole 341 and the recess 342 cut along the plane parallel to the XY plane is circular. With this configuration, the working medium 20 of the gas escaping from the opening of the opening 34 spreads in a circle. As a result, the bias when the gas working medium 20 spreads is suppressed, the gas working medium 20 in the second wick structure 32 can easily escape, and the heat transport efficiency can be improved. It was
  • the opening 34 has a cylindrical shape extending in the Z direction. That is, the size of the cross section cut along the plane parallel to the XY plane of the through hole 341 and the recess 342 is the same in the Z direction, respectively.
  • the present invention is not limited to this example, and at least one through hole 341 may have a conical shape extending in the Z direction.
  • the size of the cross section cut along the plane parallel to the XY plane of at least one through hole 341 may decrease from the upper surface of the second wick structure 32 toward the ⁇ Z direction.
  • the size of the cross section cut along the plane parallel to the XY plane of at least one recess 342 may decrease from the upper surface of the second wick structure 32 toward the ⁇ Z direction.
  • the gas working medium 20 spreads along the inner peripheral surface of the opening 35 and escapes.
  • the working medium 20 of the gas in the second wick structure 32 can easily escape to the outside, and the heat transport efficiency can be improved. It was
  • the openings 34 are dispersedly arranged in a plane orthogonal to the thickness direction of the second wick structure 32 when viewed from the Z direction.
  • the openings 34 two-dimensionally dispersed in the XY plane, a large number of openings 34 can be arranged on the upper surface of the second wick structure 32, and more second wick structures 32 can be arranged.
  • the working medium 20 of the gas inside can be released to the outside. This makes it possible to improve the heat transport efficiency. It was
  • the openings 34 adjacent to each other in the X direction and the Y direction are arranged at the same interval. More specifically, in the second wick structure 32, the openings 34 are regularly arranged side by side in the X direction and the Y direction in the XY plane. As a result, the working medium 20 of the gas in the second wick structure 32 can easily escape to the outside, and the heat transport efficiency can be improved.
  • the distance between the openings 34 in the X direction and the distance in the Y direction are the same, but the distance is not limited to this, and both may be different. Also, these examples do not exclude configurations where the arrangement of openings 34 in the XY plane is not regular.
  • the openings 34 are arranged at a uniform density.
  • the density at which the opening 34 is arranged is in the region of the upper surface of the second wick structure 32 that overlaps with the heating element H when viewed from the Z direction. It may be higher.
  • the density at which the openings 34 arranged in the overlapping regions are arranged may be higher than the density at which the openings 34 arranged in the regions other than the overlapping regions are arranged.
  • the density at which the openings 34 are arranged may increase as they approach the overlapping regions. It was
  • the through holes 341 and the recesses 342 are arranged alternately in the X direction and alternately in the Y direction.
  • this configuration it is possible to send the liquid working medium 20 to the overlapping region while letting the gas working medium 20 in the second wick structure 32 escape to the outside. This makes it possible to improve the heat transport efficiency.
  • this example does not exclude a configuration in which at least a part of the through holes 341 and at least a part of the recesses 342 are not arranged alternately in the X direction and / or the Y direction. It was
  • the first wick structure 31, the second wick structure 32, and the second pillar portion 152 are all sintered bodies, and are formed as follows, for example. First, a mixed powder containing micro copper particles, a copper body and a resin is sprayed and applied to the lower surface of the first metal plate 11 and the upper surface of the second metal plate 12 before joining. Next, the first metal plate 11 and the second metal plate 12 are joined by sandwiching the mixed powder formed in a columnar shape. After that, the housing 10 is heated to bake the mixed powder. As a result, the first wick structure 31, the second wick structure 32, and the second pillar portion 152 can be easily integrally formed in the internal space 10a of the housing 10. As a result, the manufacturing cost of the heat conductive member 1 can be suppressed. The first metal plate 11 and the second metal plate 12 may be joined after the first wick structure 31, the second wick structure 32, and the second pillar portion 152 are fired separately.
  • coating means adhering mixed powder to the lower surface of the 1st metal plate 11 and the upper surface of the 2nd metal plate 12.
  • the mixed powder paste may be applied directly. It was
  • Micro copper particles are particles in which a plurality of copper atoms are aggregated or bonded.
  • the microcopper particles are porous and have a particle size of 1 ⁇ m or more and less than 1 mm. It was
  • the copper body is a copper melt obtained by melting and solidifying sub-micro copper particles smaller than the micro copper particles by sintering.
  • Submicro copper particles are particles in which a plurality of copper atoms are aggregated or bonded.
  • the particle size of the sub-micro copper particles before melting is, for example, 0.1 ⁇ m or more and less than 1 ⁇ m. It was
  • the resin is a volatile resin that volatilizes at a temperature below the melting point of the copper constituting the micro copper particles and the copper body.
  • a volatile resin for example, a cellulose resin such as methyl cellulose or ethyl cellulose, an acrylic resin, a butyral resin, an alkyd resin, an epoxy resin, a phenol resin or the like can be used.
  • an acrylic resin having high thermal decomposability. It was
  • the heated portion 101 is heated by the heat generated by the heating element H.
  • the liquid working medium 20 contained in the second wick structure 32 evaporates. It was
  • the evaporated working medium 20 moves the internal space 10a toward the heat radiating portion 102.
  • the evaporated working medium 20 may move to the first wick structure 31 or may move from the heated portion 101 of the heat conductive member 1 to a portion separated in the X-axis direction and / or the Y-axis direction. do. It was
  • the first wick structure 31 has a larger surface area and higher cooling efficiency than the lower surface of the first metal plate 11. Therefore, by providing the first wick structure 31, the cooling efficiency of the evaporated working medium 20 is improved and condensation is promoted. It was
  • a part of the working medium 20 condensed in the first wick structure 31 is dropped and absorbed in the second wick structure 32. Further, the other part of the working medium 20 condensed in the first wick structure 31 moves inside the first wick structure 31 and the second pillar portion 152 and is absorbed by the second wick structure 32. .. Further, the other part of the working medium 20 condensed in the first wick structure 31 is along the side surface of the first pillar portion 151 and / or the inner surface of the first side wall portion 13a and the inner surface of the second side wall portion 13b. And is absorbed by the second wick structure 32. It was
  • the other part of the evaporated working medium 20 is cooled and condensed at a portion of the second wick structure 32 that is separated from the heated portion 101 in the X-axis direction and / or the Y-axis direction.
  • the condensed working medium 20 moves in the second wick structure 32 toward the heated portion 101 due to the capillary phenomenon.
  • the working medium 20 that has moved from the first wick structure 31 to the second wick structure 32 also moves in the second wick structure 32 toward the heated portion 101 due to the capillary phenomenon.
  • the capillary force of the second wick structure 32 is higher than the capillary force of the first wick structure 31. Therefore, the condensed working medium 20 can be moved faster by the heated portion 101 on which the heating element H is arranged via the second wick structure 32. Therefore, the heat transport efficiency by the working medium 20 is improved. It was
  • the first wick structure 31 may be made of a mesh material
  • the second wick structure 32 may be made of a porous sintered body. It was
  • the pillar portion 15 has both the first pillar portion 151 and the second pillar portion 152.
  • the pillar portion 15 may have a configuration in which the pillar portion 15 has the first pillar portion 151 but does not have the second pillar portion 152.
  • the pillar portion 15 may have a configuration in which the second pillar portion 152 is provided but the first pillar portion 151 is not provided. It was
  • the present disclosure can be used for cooling various heating elements.

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Abstract

熱伝導部材の筐体は、互いに対向して配置される第１金属板及び第２金属板と、柱部と、内部空間と、を有する。内部空間は、第１金属板及び第２金属板間に配置されてウィック構造体及び作動媒体を収容する。内部空間は、作動媒体の蒸気が存在し得る蒸気空間を含む。蒸気空間は、内部空間のうち、ウィック構造体及び柱部が占める空間以外の空間に含まれる。少なくとも１つの柱部は、第１金属板及び第２金属板を支持する。鉛直方向から見て、第１金属板と接する柱部と第１金属板との接触面積の総和、及び、第２金属板と接する柱部と第２金属板との接触面積の総和のうちの少なくともどちらかは、鉛直方向から見て蒸気空間が占める面積よりも小さい。

Description

熱伝導部材
本開示は、熱伝導部材に関する。
従来、金属製の密閉容器の内部に作動流体が封入された熱伝導部材が知られている。このような熱伝導部材の１つとして、内壁面の全域に多孔溶射被膜が形成されたコンテナの内部に、角柱状の焼結金属からなるスペーサウィックが加熱部の内面と放熱部の内面とに挟まれたヒートパイプがある。このヒートパイプでは、スペーサウィックが加熱部と放熱部とを内側から支持することで、コンテナが変形しないようにしている。（たとえば、日本国公開公報特開平９－２１０５８２号公報参照）
日本国公開公報：特開平９－２１０５８２号公報
しかしながら、熱輸送効率をより高めるためにはコンテナ内部を広く設けようとすると、内部や外部からの大きな力が作用した場合、筐体であるコンテナが変形してしまう虞がある。　
本開示は、熱伝導部材の筐体の強度を確保することを目的とする。
本開示の例示的な熱伝導部材は、筐体と、作動媒体と、ウィック構造体と、を備える。筐体は、第１金属板と、第２金属板と、接合部と、柱部と、内部空間と、を有する。第１金属板及び第２金属板は、互いに対向して配置される。接合部では、第１金属板が第２金属板と対向する鉛直方向から見て、第１金属板の外周縁部が直接又は中間部材を介して第２金属板に接続される。柱部は、中実な第１柱部及び多孔質の第２柱部のうちの少なくともどちらかを有する。内部空間は第１金属板及び第２金属板間に配置されて、ウィック構造体及び作動媒体を収容する。内部空間は、作動媒体の蒸気が存在し得る蒸気空間を含む。蒸気空間は、内部空間のうち、ウィック構造体及び柱部が占める空間以外の空間に含まれる。少なくとも１つの柱部は、第１金属板及び第２金属板を支持する。熱伝導部材は、下記の２式のうちの少なくともどちらかを満たす。



Ｓａ＜Ｓｖ



Ｓｂ＜Ｓｖ



Ｓａ：第１金属板と接する柱部と第１金属板との鉛直方向から見た接触面積の総和



Ｓｂ：第２金属板と接する柱部と第１金属板との鉛直方向から見た接触面積の総和



Ｓｖ：鉛直方向から見て蒸気空間が占める面積
本開示によると、熱伝導部材の筐体の強度を確保することができる。
図１は、本実施形態に係る熱伝導部材の斜視図である。 図２は、熱伝導部材の上面図である。 図３は、熱伝導部材の模式的な側面断面図である。 図４Ａは、第１柱部の断面の一例を示す断面図である。 図４Ｂは、第１柱部の断面の他の一例を示す断面図である。 図５は、第１ウィック構造体の変形例を示す断面図である。 図６は、変形例に係る第２ウィック構造体の構成例を示す斜視図である。 図７は、変形例に係る第２ウィック構造体の拡大断面図である。 図８は、変形例に係る第２ウィック構造体の他の構成例を示す上面図である。
以下、本開示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。なお、図面においては、適宜、３次元直交座標系としてＸＹＺ座標系を示す。ＸＹＺ座標系において、Ｚ軸方向は、鉛直方向（すなわち上下方向）を示し、＋Ｚ方向が上側（重力方向の反対側）であり、－Ｚ方向が下側（重力方向）である。Ｚ軸方向は、後述する第１金属板１１と第２金属板１２とが対向する方向でもある。以下では、各々の構成要素において、＋Ｚ方向を向く面を「上面」と呼び、－Ｚ方向を向く面を「下面」と呼ぶ。また、各々の構成要素のうち、＋Ｚ方向における端部を「上端部」と呼び、－Ｚ方向における端部を「下端部」と呼ぶ。また、Ｚ軸方向における構成要素の幅を「厚さ」と呼ぶ。　
Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向と直交する方向を指し、その一方向および逆方向を、それぞれ＋Ｘ方向および－Ｘ方向とする。　
Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向およびＸ軸方向の両方向と直交する方向を指し、その一方向および逆方向を、それぞれ＋Ｙ方向および－Ｙ方向とする。　
また、方位、線、及び面のうちのいずれかと他のいずれかとの位置関係において、「平行」は、両者がどこまで延長しても全く交わらない状態のみならず、実質的に平行である状態を含む。また、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者が互いに９０度で交わる状態のみならず、実質的に垂直である状態及び実質的に直交する状態を含む。つまり、「平行」、「垂直」及び「直交」はそれぞれ、両者の位置関係に発明の主旨を逸脱しない程度の角度ずれがある状態を含む。　
なお、これらは単に説明のために用いられる名称であって、実際の位置関係、方向、及び名称などを限定する意図はない。　
また、本明細書において、「焼結」とは、金属の粉末または金属の粉体を、金属の融点よりも低い温度まで加熱して、金属の粒子を焼き固める技術を指す。また、「焼結体」とは、焼結によって得られる物体を指す。　
また、本明細書において、「中実」な部材とは、いわゆるｓｏｌｉｄな物体で構成された部材であることを意味し、中身が密に詰まっており且つ多孔質ではない物体で構成された部材を指す。たとえば、「中実」な部材は、内部に空洞がない部材であってもよいし、単数又は複数の巨視的な空洞を内部に有する部材であってもよい。　
＜１．熱伝導部材の構成＞

図１は、本実施形態に係る熱伝導部材１の斜視図である。図２は、熱伝導部材１の上面図である。図３は、熱伝導部材１の模式的な側面断面図である。なお、図３は、図１の一点鎖線Ａ－Ａに沿う断面図である。熱伝導部材１は、ベーパーチャンバーとも呼ばれ、発熱体Ｈの熱を輸送する。本実施形態に係る熱伝導部材１のＺ軸方向の厚さは、例えば５ｍｍ以上である。発熱体Ｈとしては、例えば、車両の車輪を駆動するためのトラクションモータに備えられるインバータのパワートランジスタが挙げられる。当該パワートランジスタは、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。この場合、熱伝導部材１は、トラクションモータに搭載される。ＩＧＢＴの発熱量は、一般的に１００Ｗ以上である。但し、熱伝導部材１の用途は、この例示に限定されない。また、熱伝導部材１のサイズも上述の例示に限定されない。　
熱伝導部材１は、被加熱部１０１と、放熱部１０２と、を備える（図３参照）。　
被加熱部１０１は、例えば熱伝導部材１のうちの発熱体Ｈと接する部分であり、発熱体Ｈから伝達される熱によって加熱される。本実施形態では、発熱体Ｈは、熱伝導部材１の下面に接して配置される。なお、図３で示す構成では、発熱体Ｈは、熱伝導部材１の下面の＋Ｘ方向側の端部に配置される。但し、発熱体Ｈの配置は、この例示に限定されない。たとえば、発熱体Ｈは、熱伝導部材１の下面中央部に配置されてもよい。また、複数の発熱体Ｈが、熱伝導部材１の下面に配置されてもよい。　
放熱部１０２は、被加熱部１０１で加熱された後述の作動媒体２０が有する熱を外部に放出する。たとえば、発熱体Ｈにより発生した熱は、熱伝導部材１の上面及び熱伝導部材１の下面のうちの被加熱部１０１から離れた領域より放熱される。なお、放熱部１０２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）が熱的に接続されてもよい。或いは、放熱部１０２に、スタックドフィンやピンフィンなどの放熱フィンを有する冷却装置が配置されてもよい。その場合、好ましくは、放熱フィン間に冷却媒体が流される。冷却媒体には、例えばエチレングリコール又はプロピレングリコールなどの不凍液、純水などの液体を採用できる。或いは、空気などの気体が採用されてもよい。　
熱伝導部材１は、筐体１０と、作動媒体２０と、ウィック構造体３０と、を備える。なお、作動媒体２０は、本実施形態では純水であるが、水以外の媒体であってもよい。たとえば、作動媒体２０は、メタノール及びエタノールなどのアルコール化合物、ハイドロフルオロカーボンなどの代替フロン、プロパン及びイソブタンなどの炭化水素化合物、ジフルオロメタンなどのフッ化炭化水素化合物、エチレングリコールなどのいずれかであってもよい。作動媒体２０は、熱伝導部材１の使用環境に応じて適宜採用できる。　
筐体１０は、第１金属板１１と、第２金属板１２と、接合部１４と、柱部１５と、内部空間１０ａと、を有する。　
第１金属板１１及び第２金属板１２は、互いに対向して配置される。第１金属板１１及び第２金属板１２は、例えば、銅等の熱伝導性の高い金属から成る。また、銅以外の金属の表面に銅メッキを施して形成されてもよい。銅以外の金属としては、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、上述の少なくとも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）を用いることができる。　
第１金属板１１及び第２金属板１２は、Ｚ軸方向から見て、水平方向に拡がる矩形の板状である。本実施形態では、第２金属板１２の下面に、発熱体Ｈが接触して配置される。第１金属板１１は、第２金属板１２の上面を覆う。なお、本実施形態の第１金属板１１及び第２金属板１２は、Ｚ軸方向から見て四角形であるが、この例示に限定されない。例えば、第１金属板１１及び第２金属板１２はそれぞれ、Ｚ軸方向から見て、複数の角を有する多角形、または円形であってもよい。　
第１金属板１１は、周縁から下方（－Ｚ方向）に延びる第１側壁部１３ａを有する。第２金属板１２は、周縁から上方（＋Ｚ方向）に延びる第２側壁部１３ｂを有する。第１側壁部１３ａの下面は、第２側壁部１３ｂの上面と接合部１４で接合される。なお、第２側壁部１３ｂを省いて、第１側壁部１３ａの下面と第２金属板１２の上面とを接合してもよい。または、第１側壁部１３ａを省いて、第２側壁部１３ｂの上面と第１金属板１１の下面とを接合してもよい。　
接合部１４では、第１金属板１１が第２金属板１２と対向する鉛直方向から見て、第１金属板１１の外周縁部が直接又は中間部材を介して第２金属板１２に接続される。なお、前述の如く、鉛直方向は、Ｚ軸方向と平行である。接合部１４は、Ｚ軸方向から見て、ウィック構造体３０の周囲に位置する。第１側壁部１３ａと第２側壁部１３ｂとの接合方法は、特に限定されない。例えば、熱と圧力を加えて接合する方法、拡散接合、ろう材を用いた接合、などのいずれの接合方法であってもよい。また、第１金属板１１は、直接に第２金属板１２と接合されてもよいし、銅メッキ層などの中間部材を介して第２金属板１２と接合されてもよい。後者において、中間部材は、例えば、Ｚ軸方向から見て第１金属板１１の上面の外周縁部と重なる領域に配置される。　
なお、接合部１４は、封止部を含んでいてもよい。封止部は、例えば、熱伝導部材１の製造過程において、作動媒体２０を筐体１０内に注入するための注入口を溶接によって封止した箇所である。　
柱部１５は、内部空間１０ａに配置される。柱部１５は、中実な第１柱部１５１及び多孔質な第２柱部１５２のうち少なくともどちらかを有する。柱部１５は、Ｚ軸方向において、筐体１０の第１金属板１１側と第２金属板１２側とを支持する。少なくとも１つの柱部１５は、第１金属板１１及び第２金属板１２を支持する。これにより、筐体１０の厚さが一定に保たれる。従って、筐体１０のＺ軸方向の変形によって内部空間１０ａが、狭くなることを抑制できる。なお、柱部１５の詳細は後に説明する。　
内部空間１０ａは、第１金属板１１及び第２金属板１２間に配置されて、ウィック構造体３０及び作動媒体２０を収容する。内部空間１０ａは、第１金属板１１及び第２金属板１２で囲まれて形成される。内部空間１０ａは、密閉空間であり、例えば大気圧よりも気圧が低い減圧状態に維持される。内部空間１０ａが減圧状態であることにより、内部空間１０ａに収容される作動媒体２０が蒸発しやすくなる。内部空間１０ａは、作動媒体２０の蒸気が存在し得る蒸気空間Ｓを含む。蒸気空間Ｓは、内部空間１０ａのうち、ウィック構造体３０及び柱部１５が占める空間以外の空間に含まれる。　
次に、ウィック構造体３０は、第１ウィック構造体３１と、第２ウィック構造体３２と、を有する。第１ウィック構造体３１は、第１金属板１１の第２金属板１２側の内面に配置される。第２ウィック構造体３２は、第２金属板１２の第１金属板１１側の内面に配置される。本実施形態では、第１ウィック構造体３１は第１金属板１１の下面に固定され、第２ウィック構造体３２は第２金属板１２の上面に固定される。第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２は、多孔質であり、作動媒体２０の流路を形成する空隙部（不図示）を有する。第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２の詳細は、後に説明する。　
熱伝導部材１は、下記の２式のうちの少なくともどちらかを満たす。



Ｓａ＜Ｓｖ　　　（式１）



Ｓｂ＜Ｓｖ　　　（式２）



Ｓａ：第１金属板１１と接する柱部１５と第１金属板１１との鉛直方向から見た接触面積ΔＳａの総和



Ｓｂ：第２金属板１２と接する柱部１５と第２金属板１２との鉛直方向から見た接触面積ΔＳｂの総和



Ｓｖ：鉛直方向から見て蒸気空間Ｓが占める面積　
上記の数式１，２のうちの少なくともどちらかを満たすことで、蒸気空間Ｓを確保しつつ、熱伝導部材１の筐体１０の強度を確保できる。　
また、好ましくは、少なくとも１つの柱部１５において、柱部１５の一方端部は第１金属板１１に接続され、柱部１５の他方端部は第２金属板１２に接続される。こうすれば、少なくとも１つの柱部１５が第１金属板１１及び第２金属板１２の両方に接続されるので、筐体１０の強度を向上できる。たとえば、作動媒体２０の気化によって筐体１０の内圧が高くなっても、筐体１０の変形を抑制又は防止できる。特に、熱伝導部材１の曲がり、膨張などを効果的に抑制又は防止できる。　
＜１－２．柱部＞



次に、図１から図４Ｂを参照して、柱部１５の構成を説明する。図４Ａは、第１柱部１５１の断面の一例を示す断面図である。図４Ｂは、第１柱部１５１の断面の他の一例を示す断面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、Ｚ軸方向から見た第１柱部１５１の断面を示す。　
柱部１５は、中実な第１柱部１５１と、多孔質の第２柱部１５２と、を有する。なお、図１では、第１柱部１５１の数、及び第２柱部１５２の数はそれぞれ６個である。但し、この例示に限定されず、第１柱部１５１の数、及び第２柱部１５２の数はそれぞれ、単数であってもよいし、６以外の複数であってもよい。　
＜１－２－１．第１柱部＞



中実な第１柱部１５１は、第１金属板１１及び第２金属板１２を支持する。第１柱部１５１は、内部空間１０ａに配置され、銅等の熱伝導性の高い金属から成る。なお、第１柱部１５１は、本実施形態では図４Ａに示すように、内部に空洞がない柱状の部材である。但し、この例示に限定されず、第１柱部１５１は、機械的強度を確保できる程度に巨視的な空洞を内部に有する部材であってもよい。例えば、第１柱部１５１は、図４Ｂに示すように多孔質でない筒状の部材であってもよい。この際、好ましくは、第１柱部１５１は、肉厚な筒状とされる。また、内部の巨視的な空洞１５１ａは、第１柱部１５１の機械的強度を確保できる限りにおいて、単数であってもよいし、複数であってもよい。　
図３に示すように、第１柱部１５１の上端部は、第１金属板１１に接し、本実施形態では第１金属板１１に接続される。言い換えると、第１柱部１５１は、第１金属板１１の下面から－Ｚ方向に突出する。第１柱部１５１及び第１金属板１１は、単一の部材の異なる一部である。この場合、第１柱部１５１は、第１金属板１１をエッチング又は切削して形成することができる。但し、この例示に限定されず、少なくとも１つの第１柱部１５１は、第１金属板１１とは別部材であってもよい。たとえば、第１柱部１５１の上端部は、ろう材を用いたロウ付け、超音波溶接などの接合手段によって、第１金属板１１の上面に接合されてもよい。　
第１柱部１５１の下端部は、第２金属板１２と接し、本実施形態ではろう材を用いたロウ付け、超音波溶接などの接合手段によって第２金属板１２の上面に固定される。なお、この例示は、少なくとも１つの第１柱部１５１において、その下端部が、第２金属板１２と接する一方で固定されない構成を排除しない。　
柱部１５が第１金属板１１及び第２金属板１２を支持する第１柱部１５１を少なくとも有する場合、好ましくは、熱伝導部材１は、下記の２式のうちの少なくともどちらかをさらに満たす。



Ｓ１≦（Ｓｖ／１９）　　　（式３）



Ｓ２≦（Ｓｖ／１９）　　　（式４）



Ｓ１：鉛直方向から見て、第１柱部１５１が第１金属板１１と接する第１接触面積ΔＳ１の総和



Ｓ２：鉛直方向から見て、第１柱部１５１が第２金属板１２と接する第２接触面積ΔＳ２の総和



Ｓｖ：鉛直方向から見て蒸気空間Ｓが占める面積　
上記の数式３，４のうちの少なくともどちらかを満たすことにより、第１接触面積ΔＳ１の総和Ｓ１及び第２接触面積ΔＳ２の総和Ｓ２のうちの少なくともいずれかを、Ｚ軸方向から見て内部空間１０ａが占める面積の５％以下にすることができる。これにより、筐体１０の強度を向上できる。また、第１柱部１５１と接続される金属板と第１柱部１５１との接合精度を向上できる。　
なお、第１柱部１５１の形態は、上述の例示に限定されない。たとえば、少なくとも１つの第１柱部１５１において、第１金属板１１から突出する第１柱部１５１の下端部は、第２ウィック構造体３２の上面と接してもよい。このようにしても、第１柱部１５１は、第２ウィック構造体３２を介して第２金属板１２を支持できる。なお、この構成において、第２接触面積ΔＳ２は、Ｚ軸方向から見て、第１柱部１５１が第２ウィック構造体３２と接する面積であってもよい。この際、好ましくは、第１柱部１５１の下端部は、ロウ付け、超音波溶接などの手段により第２ウィック構造体３２の上面に固定される。このようにしても、外力の作用、内圧の上昇などに起因する筐体１０の変形を抑制又は防止できる。　
また、少なくとも１つの第１柱部１５１において、第１柱部１５１は、第２金属板１２の上面から突出してもよい。この際、さらに、第１柱部１５１の上端部は、第１金属板１１の下面と接してもよいし、第１ウィック構造体３１の下面と接してもよい。後者の場合であっても、第１柱部１５１は、第１ウィック構造体３１を介して第１金属板１１を支持できる。なお、後者の場合、第１接触面積ΔＳ１は、Ｚ軸方向から見て、第１柱部１５１の上端部が第１ウィック構造体３１と接する面積であってもよい。　
＜１－２－２．第２柱部の構成＞



次に、第２柱部１５２の詳細な構成を説明する。第２柱部１５２は、多孔質である。本実施形態では、第２柱部１５２は、多孔質の焼結体であり、銅等の熱伝導性の高い金属の粒子を焼結することで形成される。柱部１５が第２柱部１５２を少なくとも有する場合、鉛直方向において、第２柱部１５２は、第１金属板１１及び第１ウィック構造体３１のうちのいずれかの第１部材と、第２金属板１２及び第２ウィック構造体３２のうちのいずれかの第２部材と、を支持する。　
第２柱部１５２が両者を支持することにより、筐体１０の強度を向上できる。また、多孔質な第２柱部１５２が、第１金属板１１又は第１ウィック構造体３１と、第２金属板１２又は第２ウィック構造体３２と、に接する。そのため、作動媒体２０が第１ウィック構造体３１側及び第２ウィック構造体３２側の一方から他方に移動し易くなる。つまり、作動媒体２０の循環効率が向上する。従って、熱伝導部材１の被加熱部１０１から放熱部１０２への熱伝達率を高めることができる。さらに、第２柱部１５２は多孔質であるので、液体の作動媒体２０が浸透する多孔質体の体積が増加する。そのため、熱伝導部材１における液体の作動媒体２０の保持量を増やすことができる。従って、たとえば被加熱部１０１に大量の熱が伝達されても、被加熱部１０１に作動媒体２０を十分に供給できる。よって、作動媒体２０の循環サイクルを十分に維持できる。　
また、本実施形態では、第２柱部１５２の上端部は、第１ウィック構造体３１に接続される。第２柱部１５２の下端部は、第２ウィック構造体３２に接続される。少なくとも１つの第２柱部１５２は、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２を支持する。こうすれば、第２柱部１５２は、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２を介して第１金属板１１及び第２金属板１２を支持する。これにより、第２柱部１５２が筐体１０を補強してＺ軸方向の変形を抑制する効果を向上できる。たとえば、熱伝導部材１の曲がり、膨張などを抑制又は防止する効果を向上できる。また、少なくとも１つの第２柱部１５２は、第１ウィック構造体３１の空隙部と第２ウィック構造体３２の空隙部とを流体的に繋ぐ。従って、作動媒体２０は、少なくとも１つの第２柱部１５２を介して第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２間をスムーズに移動できる。　
また、本実施形態では図３に示すように、第２柱部１５２、第１ウィック構造体３１、及び第２ウィック構造体３２は、単一の部材のそれぞれ異なる一部である。但し、この例示に限定されず、少なくとも１つの第２柱部１５２と、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２のうちの少なくともどちらかとは、単一の部材のそれぞれ異なる一部であればよい。例えば、少なくとも１つの第２柱部１５２において、第２柱部１５２及び第１ウィック構造体３１は単一の部材のそれぞれ異なる一部である一方で、第２柱部１５２及び第２ウィック構造体３２は別部材であってもよい。或いは、少なくとも１つの第２柱部１５２において、第２柱部１５２及び第２ウィック構造体３２は単一の部材のそれぞれ異なる一部である一方で、第２柱部１５２及び第１ウィック構造体３１は別部材であってもよい。こうすれば、少なくとも１つの第２柱部１５２と第１ウィック構造体３１及び／又は第２ウィック構造体３２との間における作動媒体２０の移動をさらにスムーズにすることができる。また、熱伝導部材１の部品数を低減できるので、熱伝導部材１の生産性を向上できる。但し、上述の例示は、少なくとも１つの第２柱部１５２が第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２の両方と別部材である構成を排除しない。　
ここで、柱部１５が第１金属板１１及び第２金属板１２を支持する第１柱部１５１と、第２柱部１５２と、を有する場合、好ましくは、熱伝導部材１は、下記の２式のうちの少なくともどちらかをさらに満たす。



（Ｓ１＋Ｓ３）＜Ｓｖ　　　（式５）



（Ｓ２＋Ｓ４）＜Ｓｖ　　　（式６）



Ｓ１：鉛直方向から見て、第１柱部１５１が第１金属板１１と接する第１接触面積ΔＳ１の総和



Ｓ２：鉛直方向から見て、第１柱部１５１が第２金属板１２と接する第２接触面積ΔＳ２の総和



Ｓ３：鉛直方向から見て、第２柱部１５２が上記の第１部材と接する第３接触面積ΔＳ３の総和



Ｓ４：鉛直方向から見て、第２柱部１５２が上記の第２部材と接する第４接触面積ΔＳ４の総和



Ｓｖ：鉛直方向から見て蒸気空間Ｓが占める面積　
なお、第３接触面積ΔＳ３は、Ｚ軸方向から見て、第２柱部１５２が第１金属板１１又は第１ウィック構造体３１と接する面積である。第４接触面積ΔＳ４は、Ｚ軸方向から見て、第２柱部１５２が第２金属板１２又は第２ウィック構造体３２と接する面積である。本実施形態では、第３接触面積ΔＳ３は、Ｚ軸方向から見て、第２柱部１５２が第１ウィック構造体３１と接する面積である。第４接触面積ΔＳ４は、Ｚ軸方向から見て、第２柱部１５２が第２ウィック構造体３２と接する面積である。上記の数式５，６のうちの少なくともどちらかを満たすことで、蒸気空間Ｓをより十分に確保しつつ、熱伝導部材１の筐体１０の強度をさらに向上できる。　
また、好ましくは、熱伝導部材１は、下記の２式のうちの少なくともどちらかをさらに満たす。



（Ｓｖ／９）≦Ｓ３≦（Ｓｖ／４）　　　（式７）



（Ｓｖ／９）≦Ｓ４≦（Ｓｖ／４）　　　（式８）



Ｓ３：鉛直方向から見て、第２柱部１５２が上記の第１部材と接する第３接触面積ΔＳ３の総和



Ｓ４：鉛直方向から見て、第２柱部１５２が上記の第２部材と接する第４接触面積ΔＳ４の総和



Ｓｖ：鉛直方向から見て蒸気空間Ｓが占める面積　
上記の数式７，８のうちの少なくともどちらかを満たすことで、第３接触面積ΔＳ３の総和Ｓ３及び第４接触面積ΔＳ４の総和Ｓ４のうちの少なくともいずれかを、Ｚ軸方向から見て内部空間１０ａが占める面積の１０％から２０％程度にすることができる。これにより、液体状態の作動媒体２０の循環効率を向上できる。　
なお、第２柱部１５２の形態は、図３の例示に限定されない。例えば、少なくとも１つの第２柱部１５２において、第２柱部１５２は、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２のうちの一方に接続されるが、他方には接続されなくてもよい。　
つまり、少なくとも１つの第２柱部１５２において、第２柱部１５２は、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２のうちの少なくとも一方に接続されればよい。こうすれば、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２間における作動媒体２０の移動をよりスムーズにすることができる。また、少なくとも１つの第２柱部１５２が、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２の両方に接続される場合、筐体１０の強度をさらに向上できる。たとえば、内圧の上昇に起因する熱伝導部材１の曲がり、膨張などを抑制又は防止する効果を向上できる。　
また、図３の例示に限定されず、少なくとも１つの第２柱部１５２は、第１金属板１１に接してもよい。例えば、少なくとも１つの第２柱部１５２の上端部は、第１ウィック構造体３１に配置された貫通孔を通じて、第１金属板１１の下面に接してもよい。この場合、第３接触面積ΔＳ３は、Ｚ軸方向から見て、第２柱部１５２が第１金属板１１と接する面積である。この際に、好ましくは、第２柱部１５２の上端部は、ロウ付け、超音波溶接などの手段によって第１金属板１１又は第１ウィック構造体３１に接続される。或いは、第２柱部１５２の上端部は、貫通孔に圧入されることで、第１金属板１１と接した状態で固定されてもよい。また、さらに好ましくは、第２柱部１５２の上端部の側面は、貫通孔の内側面と接する。こうすれば、第２柱部１５２の側面が第１ウィック構造体３１と接するので、作動媒体２０が第２柱部１５２及び第１ウィック構造体３１間をスムーズに移動できる。　
また、少なくとも１つの第２柱部１５２は、第２金属板１２に接してもよい。例えば、少なくとも１つの第２柱部１５２の下端部は、第２ウィック構造体３２に配置された貫通孔を通じて、第２金属板１２の上面に接する。この場合、第４接触面積ΔＳ４は、Ｚ軸方向から見て、第２柱部１５２が第２金属板１２と接する面積である。この際に、好ましくは、第２柱部１５２の下端部は、ロウ付け、超音波溶接などの手段によって第２金属板１２又は第２ウィック構造体３２に接続される。或いは、第２柱部１５２の下端部は、貫通孔に圧入されることで、第２金属板１２と接した状態で固定されてもよい。また、さらに好ましくは、第２柱部１５２の下端部の側面は、貫通孔の内側面と接する。こうすれば、第２柱部１５２の下端部の側面が第２ウィック構造体３２と接するので、作動媒体２０が第２柱部１５２及び第２ウィック構造体３２間をスムーズに移動できる。　
＜１－２－３．第１柱部及び第２柱部＞



柱部１５が第１金属板１１及び第２金属板１２を支持する第１柱部１５１と、第２柱部１５２と、を有する場合、好ましくは、熱伝導部材１は、下記の２式のうちの少なくともどちらかをさらに満たす。



Ｓ１＞Ｓ３、且つ、Ｓ１＞Ｓ４　　　（式９）



Ｓ２＞Ｓ３、且つ、Ｓ２＞Ｓ４　　　（式１０）



Ｓ１：鉛直方向から見て、第１柱部１５１が第１金属板１１と接する第１接触面積ΔＳ１の総和



Ｓ２：鉛直方向から見て、第１柱部１５１が第２金属板１２と接する第２接触面積ΔＳ２の総和



Ｓ３：鉛直方向から見て、第２柱部１５２が上記の第１部材と接する第３接触面積ΔＳ３の総和



Ｓ４：鉛直方向から見て、第２柱部１５２が上記の第２部材と接する第４接触面積ΔＳ４の総和　
中実な第１柱部１５１の機械的強度は、多孔質な第２柱部１５２の機械的強度よりも高い。従って、上記の数式９，１０のうちの少なくともどちらかを満たすことにより、筐体１０の十分な強度を確保することができる。なお、上述の例示は、熱伝導部材１が上記の数式９，１０の両方を満たさない構成を排除しない。　
また、柱部１５が第１金属板１１及び第２金属板１２を支持する第１柱部１５１と、第２柱部１５２と、を有する場合、好ましくは、鉛直方向から見て、少なくとも１つの第１柱部１５１は、第２柱部１５２よりも接合部１４の近くに配置される。本実施形態では図１及び図２に示すように、複数の第１柱部１５１のうちの接合部１４に最も近い位置に配置される第１柱部１５１は、複数の第２柱部１５２のうちの接合部１４に最も近い位置に配置される第２柱部１５２よりも接合部１４の近くに配置される。例えば、図２において、接合部１４の＋Ｘ方向側の部分とこの部分に最も近い位置に配置された第１柱部１５１との間のＸ方向における間隔Ｌｘ１は、接合部１４の＋Ｘ方向側の部分とこの部分に最も近い位置に配置された第２柱部１５２との間のＸ方向における間隔Ｌｘ２よりも狭い。また、接合部１４の＋Ｙ方向側の部分とこの部分に最も近い位置に配置された第１柱部１５１との間のＹ方向における間隔Ｌｙ１は、接合部１４の＋Ｙ方向側の部分とこの部分に最も近い位置に配置された第２柱部１５２との間のＹ方向における間隔Ｌｙ２よりも狭い。こうすれば、筐体１０の接合部１４における強度を向上できる。特に、第１柱部１５１が第１金属板１１及び第２金属板１２の両方に接続される場合、筐体１０の内圧がより高くなっても、接合部１４の変形を抑制又は防止できる。また、接合部１４において、第１金属板１１が第２金属板１２から離れることを抑制又は防止できる。　
また、柱部１５が第１金属板１１及び第２金属板１２を支持する第１柱部１５１と、第２柱部１５２と、を有する場合、好ましくは、複数の第１柱部１５１のうちの接合部１４に最も近い位置に配置される第１柱部１５１の数は、複数の第２柱部１５２のうちの接合部１４に最も近い位置に配置される第２柱部１５２の数よりも多い（図２参照）。こうすれば、筐体１０の接合部１４における強度を向上できる。特に、第１柱部１５１が第１金属板１１及び第２金属板１２の両方に接続される場合、筐体１０の内圧がより高くなっても、接合部１４の変形を抑制又は防止できる。また、接合部１４において、第１金属板１１が第２金属板１２から離れることを抑制又は防止できる。但し、この例示は、複数の第１柱部１５１のうちの接合部１４に最も近い位置に配置される第１柱部１５１の数が複数の第２柱部１５２のうちの接合部１４に最も近い位置に配置される第２柱部１５２の数以下である構成を排除しない。　
＜１－３．第１ウィック構造体及び第２ウィック構造体の構成＞



次に、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２の構成を説明する。第１ウィック構造体３１は、第１金属板１１の下面に配置される板状の部材であり、発熱体Ｈ側と反対側の冷却側に配置される。第２ウィック構造体３２は、第２金属板１２の上面に配置される板状の部材であり、発熱体Ｈ側に配置される。第１ウィック構造体３１と第２ウィック構造体３２とは対向して配置される。　
本実施形態では、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２は、それぞれ多孔質の焼結体である。こうすれば、メッシュ材よりも容易に製造可能であり、熱伝導部材１の製造コストを下げることができる。　
好ましくは、熱伝導部材１は、鉛直方向において、下記の式を満たす。



Ｗ１＜Ｗ２　　　（式１１）



Ｗ１：第１ウィック構造体３１の厚さ



Ｗ２：第２ウィック構造体３２の厚さ　
熱伝導部材１の被加熱部１０１において、発熱体Ｈ側に配置される第２ウィック構造体３２では、第１ウィック構造体３１よりも液状の作動媒体２０の蒸発が促進される。このため、上記の数式１１を満たすことにより、第２ウィック構造体３２での作動媒体２０の保持性を第１ウィック構造体３１の作動媒体２０の保持性よりも高くできる。第２ウィック構造体３２での作動媒体２０の保持量をより多くすることにより、発熱体Ｈから伝達される熱量が多くても、いわゆるドライアウトの発生を抑制又は防止できる。従って、熱伝導部材１の熱伝達性能が低下を防止できる。但し、この例示は、Ｗ１≧Ｗ２である構成を排除しない。　
なお、ドライアウトは、被加熱部１０１付近において第１ウィック構造体３１内の作動媒体２０がほぼ蒸発して乾いてしまう現象である。仮に、ドライアウトが発生すると、作動媒体２０の気ー液循環サイクルが途切れてしまうため、作動媒体２０を介して被加熱部１０１から放熱部１０２への熱輸送ができなくなり、熱伝導部材１の熱伝達性能が大幅に低下する。　
一方、発熱体Ｈとは反対側の放熱面側に配置される第１ウィック構造体３１では、第２ウィック構造体３２よりも蒸発した作動媒体２０の凝縮が促進される。このため、第１ウィック構造体３１は、第２ウィック構造体３２と比べて作動媒体２０の冷却効率が高いことが好ましい。　
また、好ましくは、熱伝導部材１は、鉛直方向において、下記を満たす。



（Ｗ１＋Ｗ２）＜Ｗ３　　　　　（式１２）



Ｗ１：第１ウィック構造体３１の厚さ



Ｗ２：第２ウィック構造体３２の厚さ



Ｗ３：第１ウィック構造体３１と第２ウィック構造体３２との間の間隔　
上記の数式１２の条件を満たすことにより、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２間において、作動媒体２０の蒸気が移動し得る空間をより広くすることができる。従って、第２ウィック構造体３２の被加熱部１０１付近の部分から蒸発した作動媒体２０が上記の空間内により拡散し易くなるので、作動媒体２０を介した被加熱部１０１から放熱部１０２への熱輸送効率が向上する。よって、熱伝導部材１の熱伝達効率を向上できる。なお、この例示は、（Ｗ１＋Ｗ２）≧Ｗ３である構成を排除しない。　
より好ましくは、熱伝導部材１は、鉛直方向において、下記を満たす。



（４×Ｗ１）≧Ｗ２≧（２×Ｗ１）　　　　　（式１３）



（７×Ｗ１）≧Ｗ３≧（５×Ｗ１）　　　　　（式１４）



（Ｗ３＋Ｗ２＋Ｗ１）＝（１０×Ｗ１）　　　　　（式１５）



Ｗ１：第１ウィック構造体３１の厚さ



Ｗ２：第２ウィック構造体３２の厚さ



Ｗ３：第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２間の間隔　
すなわち、第２ウィック構造体３２の厚さＷ２を第１ウィック構造体３１の厚さＷ１の２倍以上且つ４倍以下とし、第１ウィック構造体３１と第２ウィック構造体３２との隙間の長さＷ３を第１ウィック構造体３１の厚さＷ１の５倍以上且つ７倍以下とすることが好ましい。上記の数式１３から数式１５を全て満たすことにより、作動媒体２０の蒸気が移動し得る空間と、第２ウィック構造体３２での作動媒体２０の保持性との両方をバランス良く確保できる。従って、ドライアウトの発生を抑制しつつ、作動媒体２０を介した被加熱部１０１から放熱部１０２への熱輸送効率を向上させることができる。なお、この例示は、上記の数式１３から数式１５を満たさない構成を排除しない。　
また、好ましくは、熱伝導部材１は、以下を満たす。



Ｖ１＞Ｖ２　　　　　（式１６）



Ｖ１：蒸気空間Ｓの体積



Ｖ２：ウィック構造体３０の体積　
上記の数式１６の条件を満たすことにより、蒸気空間Ｓの体積Ｖ１をより広くすることができる。そのため、第２ウィック構造体３２の被加熱部１０１付近の部分から蒸発した作動媒体２０が蒸気空間Ｓ内により拡散し易くなる。従って、作動媒体２０を介した被加熱部１０１から放熱部１０２への熱輸送効率が向上する。よって、熱伝導部材１の熱伝達効率を向上できる。また、体積Ｖ２に第２柱部１５２の体積を加えても同様の効果を有する。なお、この例示は、Ｖ１≦Ｖ２である構成を排除しない。　
詳細には、上述の蒸気空間Ｓは、内部空間１０ａにおける第１ウィック構造体３１、第２ウィック構造体３２、及び柱部１５以外の空間である。柱部１５は、筐体１０の強度を確保することができるが、配置することにより蒸気空間Ｓが狭くなる要因となる。そのような柱部１５を設ける場合でも上記の数式１６を満たすことで作動媒体２０の蒸気の拡散を促進できる。　
また、第２ウィック構造体３２は、第１ウィック構造体３１よりも空隙率が高い。これにより、第２ウィック構造体３２の毛細管力が、第１ウィック構造体３１の毛細管力よりも大きくなる。　
ここで、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２の全体積に対する空間の体積の割合を、空隙率と呼ぶ。空隙率の単位は％である。空隙率は以下の方法によって求められる。例えば、第１ウィック構造体３１、第２ウィック構造体３２の断面写真から、空間の面積を測定し、空間の面積が全体に占める割合を算出することにより、空隙率を求めることができる。第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２の断面の観察においては、被写界深度の深い走査型電子顕微鏡を用いることが好ましい。なお、断面の観察の方法は、金属部分と空間とを容易に判別できる方法であればよく、特に限定されない。　
なお、本実施形態では、Ｚ軸方向と垂直な方向において、第１ウィック構造体３１の厚さは均一である。但し、この例示に限定されず、Ｚ軸方向と垂直な方向において、第１ウィック構造体３１の一部の厚さは、第１ウィック構造体３１の残りの一部の厚さよりも薄くてもよい。図５は、第１ウィック構造体３１の変形例を示す断面図である。なお、図５は、図３の破線で囲まれた部分Ｂに対応する断面構造を示す。図５に示すように、第１ウィック構造体３１は、凹部３１ａを有する。凹部３１ａは、第１ウィック構造体３１の下面に配置され、＋Ｚ方向に凹む。Ｚ軸方向から見て、凹部３１ａは、発熱体Ｈと重なり、好ましくは発熱体Ｈの全てと重なる。言い換えると、好ましくは、Ｚ軸方向から見て、凹部３１ａの外周縁部は、発熱体Ｈよりも外側に配置される。　
このとき、第１ウィック構造体３１のうちの凹部３１ａが配置された部分Ｕの厚さＷ１ａは、第１ウィック構造体３１のうちの上記の部分Ｕ以外の部分の厚さＷ１ｂよりも小さい。部分Ｕにおいて、第１ウィック構造体３１の厚さを小さくすることにより、冷却効率は低下する。これにより、第１ウィック構造体３１の部分Ｕ以外の部分における冷却効率は、部分Ｕにおける冷却効率よりも高くなる。　
通常、作動媒体２０の凝縮は、発熱体ＨとＺ方向に対向する第１ウィック構造体３１の部分Ｕで最も促進される。ここで、凹部３１ａを設けることにより、第１ウィック構造体３１の凹部３１ａが配置された部分Ｕにおける作動媒体２０の凝縮を抑制できる。これにより、気化した作動媒体２０が、第１ウィック構造体３１の部分Ｕ以外の部分に拡散する。そのため、部分Ｕ以外の部分における作動媒体２０の凝縮を促進できる。従って、第１ウィック構造体３１全体で作動媒体２０を凝縮し、作動媒体２０の凝縮により発生する熱を、第１金属板１１全体で効率よく放熱できる。よって、作動媒体２０による熱輸送効率を向上できる。　
好ましくは、部分Ｕにおける第１ウィック構造体３１の厚さＷ１ａは、第２ウィック構造体３２の厚さＷ２よりも１０％以上小さい。これにより、凹部３１ａにおける作動媒体２０の凝縮をより抑制できる。　
さらに、凹部３１ａは、第１ウィック構造体３１をＺ方向に貫通してもよい。つまり、凹部３１ａは、貫通孔であってもよく、第１金属板１１のうちのＺ軸方向から見て凹部３１ａと重なる部分は、凹部３１ａを通じて内部空間１０ａに露出してもよい。　
また、図５では、第１ウィック構造体３１の凹部３１ａが配置された部分Ｕの厚さＷ１ａは、Ｘ軸方向及び／又はＹ軸方向において均一である。但し、この例示に限定されず、上記の厚さＷ１ａは均一でなくてもよい。例えば、凹部３１ａの底面は、＋Ｚ方向に向かって錐状に凹んでいてもよい。言い換えると、第１ウィック構造体３１の凹部３１ａが配置された部分Ｕの厚さＷ１ａは、例えばこの部分Ｕの中央に向かうにつれて薄くなってもよい。これにより、第１ウィック構造体３１のうちの凹部３１ａが配置された部分Ｕ内の所定位置に凝縮が偏ることを抑制できる。　
また、本実施形態では、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２を多孔質の焼結体で構成している。但し、この例示に限定されず、第１ウィック構造体３１は、複数の金属線状部材が編み込まれたメッシュ部材であってもよい。及び／又は、第２ウィック構造体３２は、複数の金属線状部材が編み込まれたメッシュ部材であってもよい。たとえば、第２ウィック構造体３２をメッシュ材で構成し、第１ウィック構造体３１を多孔質の焼結体で構成することにより、第２ウィック構造体３２の毛細管力を、第２ウィック構造体３２の毛細管力よりも大きく容易に形成することができる。　
或いは、第１ウィック構造体３１は、第１金属板１１の第２金属板１２側の内面に形成された複数の溝部により構成されてもよい。及び／又は、第２ウィック構造体３２は、第２金属板１２の第１金属板１１側の内面に形成された複数の溝部により構成されてもよい。これにより、メッシュ材及び焼結体で構成する場合と比べて、複数の溝部で構成される第１ウィック構造体３１及び／又は第２ウィック構造体３２を薄く形成できる。従って、第１ウィック構造体３１及び第２ウィック構造体３２間の間隔をより広くすることができる。また、Ｚ軸方向において、上記の間隔を狭めずに筐体１０を薄型化できる。　
＜１－４．第２ウィック構造体の変形例＞



次に、図６から図８を参照して、第２ウィック構造体３２の変形例を説明する。図６は、変形例に係る第２ウィック構造体３２の構成例を示す斜視図である。図７は、変形例に係る第２ウィック構造体３２の拡大断面図である。図８は、変形例に係る第２ウィック構造体３２の他の構成例を示す上面図である。なお、図６から図８は、第２ウィック構造体３２単体を示しており、柱部１５が挿入される柱挿入孔及び第２柱部１５２と接続される部分の図示を省略している。つまり、図６から図８では、柱部１５が貫通する貫通孔の図を省略する。　
図６に示すとおり、第２ウィック構造体３２は、複数の開口部３４を有する。開口部３４は、第２ウィック構造体３２の上面に配置され、―Ｚ方向に延びる。複数の開口部３４は、第２ウィック構造体３２の上面（つまり、第１ウィック構造体３１と対向する対向面）に開口する。すなわち、第２ウィック構造体３２は、第１ウィック構造体３１と対向する上記の対向面に開口するとともにその厚さ方向に延びる複数の開口部３４を有する。第２ウィック構造体３２が複数の開口部３４を有することで、気化した作動媒体２０が第２ウィック構造体３２の外部に逃げやすくなる。これにより、発熱体Ｈにより加熱されて気化した作動媒体２０が、第１ウィック構造体３１側に流れ易くなるとともに、凝縮し易くなる。その結果、熱輸送効率が向上する。　
図６及び図７に示すように、開口部３４は、貫通孔３４１と、凹部３４２とを有する。　
貫通孔３４１は、第２ウィック構造体３２をＺ方向に貫通する。貫通孔３４１の内部は、第２金属板１２からの熱により、直接加熱される。これにより、貫通孔３４１内部の気化した作動媒体２０が加熱されて膨張し、その結果、貫通孔３４１から外部への気化した作動媒体２０の流れが形成される。そのため、第２ウィック構造体３２内の気化した作動媒体２０の第２ウィック構造体３２の外部への流れが促進され、熱輸送効率が向上する。　
凹部３４２は、－Ｚ方向に凹む。凹部３４２は、第２ウィック構造体３２をＺ方向に貫通せず、Ｚ方向の下部に底部を有する。こうすれば、作動媒体２０は、第２ウィック構造体３２のうちの凹部３４２の底部と第２金属板１２との間の部分を流れることができる。また、この部分の毛細管力によって、液体の作動媒体２０は、凹部３４２の底部から－Ｚ方向に流れることができる。　
上述の構成により、液体の作動媒体２０を、被加熱部１０１に向けて効率よく流すことができる。従って、作動媒体２０の熱輸送効率を向上できる。なお、図６の例示に限定されず、開口部３４は、貫通孔３４１及び凹部３４２のうちの一方を有してもよい。　
図６に示すように、開口部３４は、第２ウィック構造体３２の厚さ方向と直交する面で切断した断面が円形である。より詳しく説明すると、貫通孔３４１及び凹部３４２のＸＹ面と平行な面で切断した断面形状が円形である。このように構成することで、開口部３４の開口から逃げる気体の作動媒体２０が、円形に拡がる。これにより、気体の作動媒体２０が拡がるときの偏りを抑制され、第２ウィック構造体３２内の気体の作動媒体２０が逃げやすくなり、熱輸送効率を向上できる。　
また、開口部３４は、本実施形態では、Ｚ方向に延びる円柱形状である。つまり、貫通孔３４１及び凹部３４２のＸＹ平面と平行な面で切断した断面のサイズはそれぞれ、Ｚ方向において同じである。但し、この例示に限定されず、少なくとも１つの貫通孔３４１は、Ｚ方向に延びる円錐形状であってもよい。たとえば、少なくとも１つの貫通孔３４１のＸＹ平面と平行な面で切断した断面のサイズは、第２ウィック構造体３２の上面からーＺ方向に向かうにつれて小さくなってもよい。同様に、少なくとも１つの凹部３４２のＸＹ平面と平行な面で切断した断面のサイズは、第２ウィック構造体３２の上面からーＺ方向に向かうにつれて小さくなってもよい。このように構成することで、気体の作動媒体２０は、開口部３５の内周面に沿って広がって逃げる。これにより、第２ウィック構造体３２内の気体の作動媒体２０が外部に逃げやすくなり、熱輸送効率を向上できる。　
また、図６に示すように、開口部３４は、Ｚ方向から見て、第２ウィック構造体３２の厚さ方向と直交する平面内に分散して配置される。開口部３４をＸＹ面内において２次元的に分散して配置することで、第２ウィック構造体３２の上面に多数の開口部３４を配置することができ、より多くの第２ウィック構造体３２内の気体の作動媒体２０を外部に逃がすことができる。これにより、熱輸送効率を高めることができる。　
また、好ましくは、Ｘ方向及びＹ方向に隣り合う開口部３４は、同じの間隔で配置される。より詳しくは、第２ウィック構造体３２において、開口部３４は、ＸＹ面内においてＸ方向及びＹ方向にそれぞれ規則的に並んで配置される。これにより、第２ウィック構造体３２内の気体の作動媒体２０が外部に逃げやすくなり、熱輸送効率を向上できる。なお、図６に示す第２ウィック構造体３２では、開口部３４のＸ方向の間隔とＹ方向の間隔とが同じであるが、これに限定されず、両者は異なっていてもよい。また、これらの例示は、ＸＹ面内における開口部３４の配置が規則的でない構成を排除しない。
また、図６では、第２ウィック構造体３２の上面において、開口部３４は、均一な密度で配置される。但し、この例示に限定されず、たとえば図８に示すように、開口部３４が配置される密度は、第２ウィック構造体３２の上面のうちのＺ方向から見て発熱体Ｈと重なる領域において高くなってもよい。たとえば、上記の重なる領域に配置される開口部３４が配置される密度は、上記の重なる領域以外の領域に配置される開口部３４が配置される密度よりも高くてもよい。また、開口部３４が配置される密度は、上記の重なる領域に近づくにつれて高くなってもよい。　
また、本実施形態にかかる第２ウィック構造体３２では、貫通孔３４１と凹部３４２が、Ｘ方向に交互に、かつ、Ｙ方向に交互に配置されている。このように構成することで、第２ウィック構造体３２内の気体の作動媒体２０を外部に逃がしつつ、液体の作動媒体２０を重なり領域に送ることが可能である。これにより、熱輸送効率を高めることができる。但し、この例示は、Ｘ方向及び／又はＹ方向において、少なくとも一部の貫通孔３４１及び少なくとも一部の凹部３４２が交互に配置されない構成を排除しない。　
＜１－５．焼結体の形成＞



本実施形態では、第１ウィック構造体３１、第２ウィック構造体３２、及び第２柱部１５２は、いずれも焼結体であり、例えば以下のように形成される。まず、マイクロ銅粒子、銅体及び樹脂を含む混合粉末を接合前の第１金属板１１の下面及び第２金属板１２の上面に吹き付け塗布する。次に、柱状に成形した混合粉末を挟んで第１金属板１１及び第２金属板１２を接合する。その後、筐体１０を加熱して混合粉末を焼成する。これにより、筐体１０の内部空間１０ａに、第１ウィック構造体３１と、第２ウィック構造体３２と、第２柱部１５２と、を、容易に一体に形成できる。これにより、熱伝導部材１の製造コストを抑制することができる。なお、第１ウィック構造体３１、第２ウィック構造体３２、及び第２柱部１５２を別々に焼成した後に、第１金属板１１及び第２金属板１２を接合してもよい。　
なお、本明細書において、「塗布」とは、第１金属板１１の下面及び第２金属板１２の上面に混合粉末を付着させることを指す。吹き付け塗布する方法以外に、混合粉末のペーストを直接塗布してもよい。　
マイクロ銅粒子は、複数の銅原子が凝集又は結合した粒子である。例えば、マイクロ銅粒子は多孔質であり、その粒径は１μｍ以上且つ１ｍｍ未満である。　
銅体は、マイクロ銅粒子よりも小さいサブマイクロ銅粒子が焼結により溶融して固まった銅溶融体である。サブマイクロ銅粒子は、複数の銅原子が凝集又は結合した粒子である。溶融前のサブマイクロ銅粒子の粒径は、例えば０．１μｍ以上且つ１μｍ未満である。　
樹脂は、マイクロ銅粒子および銅体を構成する銅の融点以下の温度で揮発する揮発性の樹脂である。このような揮発性の樹脂としては、例えば、メチルセルロース、エチルセルロースなどのセルロース樹脂、アクリル樹脂、ブチラール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを用いることができる。これらの中では、熱分解性の高いアクリル樹脂を用いることが好ましい。　
＜２．熱伝導部材の動作＞



次に、図３を参照して、熱伝導部材１の動作を説明する。なお、図３において、作動媒体２０が蒸発して生成される蒸気の流れを熱伝導部材１内の黒矢印で示し、液状の作動媒体２０の流れを熱伝導部材１内の白抜き矢印で示す。　
上記の構成の熱伝導部材１では、発熱体Ｈで発生した熱により、被加熱部１０１が加熱される。被加熱部１０１の温度が上昇すると、第２ウィック構造体３２に含まれた液状の作動媒体２０が蒸発する。　
蒸発した作動媒体２０は、内部空間１０ａを放熱部１０２側に移動する。例えば、蒸発した作動媒体２０は、第１ウィック構造体３１へと移動したり、熱伝導部材１の被加熱部１０１からＸ方軸向及び／又はＹ軸方向に離れた部分へと移動したりする。　
蒸発した作動媒体２０の一部は、第１ウィック構造体３１に接触して冷却され、凝縮する。第１ウィック構造体３１は、第１金属板１１の下面よりも表面積が大きく冷却効率が高い。このため、第１ウィック構造体３１を設けることにより、蒸発した作動媒体２０の冷却効率が向上して凝縮が促進される。　
第１ウィック構造体３１で凝縮した作動媒体２０の一部は、滴下して第２ウィック構造体３２に吸収される。また、第１ウィック構造体３１で凝縮した作動媒体２０の他の一部は、第１ウィック構造体３１及び第２柱部１５２の内部を移動して、第２ウィック構造体３２に吸収される。また、第１ウィック構造体３１で凝縮した作動媒体２０の他の一部は、第１柱部１５１の側面、及び／又は、第１側壁部１３ａの内面並びに第２側壁部１３ｂの内面に沿って移動して、第２ウィック構造体３２に吸収される。　
また、蒸発した作動媒体２０の他の一部は、第２ウィック構造体３２のうちの被加熱部１０１からＸ軸方向及び／又はＹ軸方向に離れた部分で冷却されて凝縮する。凝縮した作動媒体２０は、毛細管現象によって第２ウィック構造体３２中を被加熱部１０１に向かって移動する。また、第１ウィック構造体３１から第２ウィック構造体３２に移動した作動媒体２０も、毛細管現象によって第２ウィック構造体３２中を被加熱部１０１に向かって移動する。
ここで、好ましくは、第２ウィック構造体３２の毛細管力は、第１ウィック構造体３１の毛細管力よりも高い。そのため、凝縮した作動媒体２０を第２ウィック構造体３２を介して発熱体Ｈが配置される被加熱部１０１により早く移動させることができる。従って、作動媒体２０による熱輸送効率が向上する。　
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、被加熱部１０１側から放熱部１０２側への熱輸送が連続的に行われる。　
＜３．その他＞



以上、本開示の実施形態を説明した。なお、発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本開示は、発明の主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、矛盾が生じない範囲で適宜任意に組み合わせることができる。　
例えば、第１ウィック構造体３１をメッシュ材で構成し、第２ウィック構造体３２を多孔質の焼結体で構成してもよい。　
また、上述の実施形態では、柱部１５は、第１柱部１５１及び第２柱部１５２の両方を有する。この例示に限定されず、柱部１５は、第１柱部１５１を有する一方で、第２柱部１５２を有さない構成であってもよい。また、柱部１５は、第２柱部１５２を有する一方で、第１柱部１５１を有さない構成であってもよい。　
本開示は、各種発熱体の冷却に利用することができる。
１・・・熱伝導部材、１０・・・筐体、１０ａ・・・内部空間、１０ｂ・・・第１筐体部、１０ｃ・・・第２筐体部、１１・・・第１金属板、１２・・・第２金属板、１３ａ・・・第１側壁部、１３ｂ・・・第２側壁部、１４・・・接合部、１５・・・柱部、１５１・・・第１柱部、１５１ａ・・・空洞、１５２・・・第２柱部、２０・・・作動媒体、３０・・・ウィック構造体、３１・・・第１ウィック構造体、３１ａ・・・凹部、３２・・・第２ウィック構造体、３４・・・開口部、３４・・・貫通孔、３４２・・・凹部、Ｈ・・・発熱体、Ｓ・・・蒸気空間、ΔＳ１・・・第１接触面積、ΔＳ２・・・第２接触面積、ΔＳ３・・・第３接触面積、ΔＳ４・・・第４接触面積

Claims (19)

  1. 筐体と、作動媒体と、ウィック構造体と、を備え、



    前記筐体は、



    互いに対向して配置される第１金属板及び第２金属板と、



    前記第１金属板が前記第２金属板と対向する鉛直方向から見て、前記第１金属板の外周縁部が直接又は中間部材を介して前記第２金属板に接続される接合部と、



    前記第１金属板及び前記第２金属板間に配置されて前記ウィック構造体及び前記作動媒体を収容する内部空間と、



    前記内部空間に配置される柱部と、を有し、



    前記内部空間は、前記作動媒体の蒸気が存在し得る蒸気空間を含み、



    前記蒸気空間は、前記内部空間のうち、前記ウィック構造体及び前記柱部が占める空間以外の空間に含まれ、



    少なくとも１つの前記柱部は、前記第１金属板及び前記第２金属板を支持し、



    下記の２式のうちの少なくともどちらかを満たす、熱伝導部材。



    Ｓａ＜Ｓｖ　　　（式１）



    Ｓｂ＜Ｓｖ　　　（式２）



    Ｓａ：前記第１金属板と接する前記柱部と前記第１金属板との前記鉛直方向から見た接触面積の総和



    Ｓｂ：前記第２金属板と接する前記柱部と前記第２金属板との前記鉛直方向から見た接触面積の総和



    Ｓｖ：前記鉛直方向から見て前記蒸気空間が占める面積
  2. 前記少なくとも１つの前記柱部において、前記柱部の一方端部は前記第１金属板に接続され、前記柱部の他方端部は前記第２金属板に接続される、請求項１に記載の熱伝導部材。
  3. 前記柱部は、中実な第１柱部及び多孔質な第２柱部のうち少なくともどちらかを有する、請求項１又は請求項２に記載の熱伝導部材。
  4. 前記柱部は、前記第１金属板及び前記第２金属板を支持する前記第１柱部を少なくとも有し、



    下記の２式のうちの少なくともどちらかをさらに満たす、請求項３に記載の熱伝導部材。



    Ｓ１≦（Ｓｖ／１９）　　　（式３）



    Ｓ２≦（Ｓｖ／１９）　　　（式４）



    Ｓ１：前記鉛直方向から見て、前記第１柱部が前記第１金属板と接する面積の総和



    Ｓ２：前記鉛直方向から見て、前記第１柱部が前記第２金属板と接する面積の総和



    Ｓｖ：前記鉛直方向から見て前記蒸気空間が占める面積
  5. 前記ウィック構造体は、



    前記第１金属板の第２金属板側の内面に配置される第１ウィック構造体と、



    前記第２金属板の第１金属板側の内面に配置される第２ウィック構造体と、を有し、



    前記柱部は、前記第２柱部を少なくとも有し、



    前記鉛直方向において、前記第２柱部は、前記第１金属板及び前記第１ウィック構造体のうちのいずれかの第１部材と、前記第２金属板及び前記第２ウィック構造体のうちのいずれかの第２部材と、を支持する、請求項３又は請求項４に記載の熱伝導部材。
  6. 前記柱部は、前記第１金属板及び前記第２金属板を支持する前記第１柱部と、前記第２柱部と、を有し、



    下記の２式のうちの少なくともどちらかをさらに満たす、請求項５に記載の熱伝導部材。



    （Ｓ１＋Ｓ３）＜Ｓｖ　　　（式５）



    （Ｓ２＋Ｓ４）＜Ｓｖ　　　（式６）



    Ｓ１：前記鉛直方向から見て、前記第１柱部が前記第１金属板と接する面積の総和



    Ｓ２：前記鉛直方向から見て、前記第１柱部が前記第２金属板と接する面積の総和



    Ｓ３：前記鉛直方向から見て、前記第２柱部が前記第１部材と接する面積の総和



    Ｓ４：前記鉛直方向から見て、前記第２柱部が前記第２部材と接する面積の総和



    Ｓｖ：前記鉛直方向から見て前記蒸気空間が占める面積
  7. 下記の２式のうちの少なくともどちらかをさらに満たす、請求項５又は請求項６に記載の熱伝導部材。



    （Ｓｖ／９）≦Ｓ３≦（Ｓｖ／４）　　　（式７）



    （Ｓｖ／９）≦Ｓ４≦（Ｓｖ／４）　　　（式８）



    Ｓ３：前記鉛直方向から見て、前記第２柱部が前記第１部材と接する面積の総和



    Ｓ４：前記鉛直方向から見て、前記第２柱部が前記第２部材と接する面積の総和



    Ｓｖ：前記鉛直方向から見て前記蒸気空間が占める面積
  8. 前記柱部は、前記第１金属板及び前記第２金属板を支持する前記第１柱部と、前記第２柱部と、を有し、



    下記の２式のうちの少なくともどちらかをさらに満たす、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載の熱伝導部材。



    Ｓ１＞Ｓ３、且つ、Ｓ１＞Ｓ４　　　（式９）



    Ｓ２＞Ｓ３、且つ、Ｓ２＞Ｓ４　　　（式１０）



    Ｓ１：前記鉛直方向から見て、前記第１柱部が前記第１金属板と接する面積の総和



    Ｓ２：前記鉛直方向から見て、前記第１柱部が前記第２金属板と接する面積の総和Ｓ３：前記鉛直方向から見て、前記第２柱部が前記第１部材と接する面積の総和



    Ｓ４：前記鉛直方向から見て、前記第２柱部が前記第２部材と接する面積の総和
  9. 前記柱部は、前記第１金属板及び前記第２金属板を支持する前記第１柱部と、前記第２柱部と、を有し、



    前記鉛直方向から見て、少なくとも１つの前記第１柱部は、前記第２柱部よりも前記接合部の近くに配置される、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載の熱伝導部材。
  10. 前記柱部は、前記第１金属板及び前記第２金属板を支持する前記第１柱部と、前記第２柱部と、を有し、



    複数の前記第１柱部のうちの前記接合部に最も近い位置に配置される前記第１柱部の数は、複数の前記第２柱部のうちの前記接合部に最も近い位置に配置される前記第２柱部の数よりも多い、請求項５から請求項９のいずれか１項に記載の熱伝導部材。
  11. 前記第１ウィック構造体は、多孔質の焼結体である、請求項５から請求項１０のいずれか１項に記載の熱伝導部材。
  12. 前記第２ウィック構造体は、多孔質の焼結体である、請求項５から請求項１１のいずれか１項に記載の熱伝導部材。
  13. 少なくとも１つの前記第２柱部と、前記第１ウィック構造体及び前記第２ウィック構造体のうちの少なくともどちらかとは、単一の部材のそれぞれ異なる一部である、請求項５から請求項１２のいずれか１項に記載の熱伝導部材。
  14. 前記鉛直方向において、下記の式を満たす、請求項５から請求項１３のいずれか１項に記載の熱伝導部材。



    （Ｗ１＋Ｗ２）＜Ｗ３　　　（式１１）



    Ｗ１：前記第１ウィック構造体の厚さ



    Ｗ２：前記第２ウィック構造体の厚さ



    Ｗ３：前記第１ウィック構造体と前記第２ウィック構造体との間の間隔
  15. 前記第２ウィック構造体は、前記第１ウィック構造体よりも空隙率が高い、請求項５から請求項１４のいずれか１項に記載の熱伝導部材。
  16. 前記第２ウィック構造体は、複数の金属線状部材が編み込まれたメッシュ部材である、請求項５から請求項１０のいずれか１項に記載の熱伝導部材。
  17. 前記第２ウィック構造体の毛細管力は、前記第１ウィック構造体の毛細管力よりも高い、請求項５から請求項１６のいずれか１項に記載の熱導電部材。
  18. 下記の式を満たす、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の熱伝導部材。



    Ｖ１＞Ｖ２　　　（式１２）



    Ｖ１：前記蒸気空間の体積



    Ｖ２：前記ウィック構造体の体積
  19. 前記蒸気空間は、前記内部空間における前記ウィック構造体及び前記柱部以外の空間である、請求項１８に記載の熱伝導部材。
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Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10209356A (ja) * 1996-11-25 1998-08-07 Denso Corp 沸騰冷却装置
JP2000055577A (ja) * 1998-08-14 2000-02-25 Fujikura Ltd ヒートパイプの製造方法
JP2001091172A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Fujikura Ltd 平板状ヒートパイプ
JP2004238672A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Fujikura Ltd 平板型ヒートパイプの製造方法
JP2006140435A (ja) * 2004-11-11 2006-06-01 Taiwan Microloops Corp 金属ワイヤメッシュの微小構造を備えた屈曲可能なヒートスプレッダーとヒートスプレッダーの製造方法
JP2015010765A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 トヨタ自動車株式会社 ベーパーチャンバーおよびベーパーチャンバーの製造方法
US20170122672A1 (en) * 2015-10-28 2017-05-04 Taiwan Microloops Corp. Vapor chamber and manufacturing method thereof
JP2018004177A (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド ベイパーチャンバー及び電子機器
WO2020026908A1 (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー
WO2020100364A1 (ja) * 2018-11-16 2020-05-22 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー及びベーパーチャンバーの製造方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10209356A (ja) * 1996-11-25 1998-08-07 Denso Corp 沸騰冷却装置
JP2000055577A (ja) * 1998-08-14 2000-02-25 Fujikura Ltd ヒートパイプの製造方法
JP2001091172A (ja) * 1999-09-21 2001-04-06 Fujikura Ltd 平板状ヒートパイプ
JP2004238672A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Fujikura Ltd 平板型ヒートパイプの製造方法
JP2006140435A (ja) * 2004-11-11 2006-06-01 Taiwan Microloops Corp 金属ワイヤメッシュの微小構造を備えた屈曲可能なヒートスプレッダーとヒートスプレッダーの製造方法
JP2015010765A (ja) * 2013-06-28 2015-01-19 トヨタ自動車株式会社 ベーパーチャンバーおよびベーパーチャンバーの製造方法
US20170122672A1 (en) * 2015-10-28 2017-05-04 Taiwan Microloops Corp. Vapor chamber and manufacturing method thereof
JP2018004177A (ja) * 2016-07-04 2018-01-11 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド ベイパーチャンバー及び電子機器
WO2020026908A1 (ja) * 2018-07-31 2020-02-06 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー
WO2020100364A1 (ja) * 2018-11-16 2020-05-22 株式会社村田製作所 ベーパーチャンバー及びベーパーチャンバーの製造方法

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