『加工豆知識』アーカイブ | MSPブログ

そもそも「ヒートシンク」とは？

普段扱っている商材の事になると、自分が判っているつもりになり、それとおなじ感覚で皆さんにも説明してしまうことが多く、どうしても説明不足になっている事があり反省することが多いです。

そんな事もあり、今回は「アルミヒートシンク」「アルミ放熱器」について、自分も再度勉強するつもりで要点をまとめさせて戴きます。

１，そもそも「ヒートシンク」とは？

ヒートシンクとは、金属の高い熱伝導性を利用して放熱、排熱を行う部品の名称。
CPUクーラーとして用いられることが多く、ヒートシンクを熱源に接触する形で設置すると、熱を奪って放熱する形で熱源を自然冷却することができる。

空気に触れる面積が広ければ広いほど放熱効率が向上するため、単なる一枚板ではなく複数の突起や板が付いたような形になっていることが多い。
ヒートシンクは原理や構造が単純であり、モーターでファンを回転させて風を起こして排熱する空冷ファンのように騒音を発せず、複雑な装置がないため信頼性が高い（故障しない）、小型化が容易、といった利点がある。

放熱を促すためヒートシンクに空冷ファンを組み合わせて設置されることもある。

２，ヒートシンクの必要性

昨今、あらゆる分野で電子・電機製品を利用した商品が増えています。

その商品には半導体が使われております。

半導体素子は電流が流れると、電流の抵抗により熱が発生します。

半導体素子は、温度が許容値を超えると熱歪みが生じ機能劣化や故障の原因となります。

温度上昇が著しい場合は、半導体素子が破損する事もあります。

この様な事が起こらない様に、半導体に発生する熱を外部に逃がす必要があります。

そのために、ヒートシンク・放熱器が必要となります。

ヒートシンクメーカーのカタログに掲載されている内容では、半導体素子の温度が10℃上昇する度に寿命は半減し、故障率は2倍になると書かれています。

簡単に言うと、電子・電機製品を長期間安定して働かせるためには、半導体素子に発生する熱を効率よく放熱させる事が不可欠です。

３，ヒートシンクの材料

ヒートシンクには、熱伝導率が比較的高く、加工性に優れ、比重が低く経済性にも有利なアルミニウム（A6063）が多く利用されています。

その中でもアルミ押出材はより複雑な形状が再現可能な成形性を兼ね備えており、量産性に優れたくし形フィンなどに多く利用されております。

黒アルマイトを施すことにより放熱特性がアップすると言われておりますが、それはアルマイト（陽極酸化）皮膜の形成段階による差が主な要因と弊社では考えており、シルバーアルマイトでも黒アルマイト以上の特性を得られております。

４，MSPの守備範囲

・アルミニウム押し出し材を利用した櫛型ヒートシンク各種

ヒートシンクメーカー各社の標準品への追加工も、少ロットから対応可能

・オリジナルアルミ押し出し形状の少ロット対応

ご希望の形状をご教示ください。
出来る限りご要望にお応えします。

・板金加工による放熱板タイプ

アルミ板はもちろん、銅板タイプも対応可能です。

・切削加工による放熱ケースの作成

ヒートシンク一体型の各種放熱ケースを効率よく切削加工します。

・水冷式ヒートシンク

銅パイプを流路とするタイプにも対応しています。　 

ヒートシンク、放熱板に関することなら、弊社へ全てお任せください。

この道２０年のベテラン営業マンが、お客様の困ったを解決するために対応させて戴きます。 
お困り事があれば、まずはお問い合わせください。 

ヒートシンク営業担当　：　坪谷輝久（つぼや てるひさ）
ＨＰ　　　https://mspjpn.com/
電話　　　０４５－６３３－１０５６
FAX　　　０４５－６３３－１０５１
mail　　　sales@mspjpn.com

アルミの熱伝導率

最近多いお問い合わせの中に、ヒートシンクを始め放熱性能を必要と
する部品があります。

一概にアルミといってもさまざまな材質があって、それぞれで
熱伝導率が異なります。

という事で、材質ごとの熱伝導率をまとめて見ます。

（単位：W／m/k）

◯＝アルミ板からの切削

◆＝アルミ押出し材

▲＝アルミダイキャスト材

◎＝参考値

◯　A５０５２　　１３８

◯　A６０６１　　１５５～１８４

◆　A１０５０　　２２５

◆　A６０６３　　２０９

▲　ADC１２　　　９２

▲　DMS１　　　２１０

▲　DMS３　　　１５０

▲　DMS５　　　１５０

▲　HT－１　　　１７５

◎　金　　　　　 ３１０　＊参考

◎　銀 　　　　　４２０　＊参考

◎　銅  　　　　　４０１　＊参考

◎　真鍮　　　　１１０　＊参考

◎　鉄　　　　　　５０　＊参考

以上の様に、実用的な材料で行くと銅を利用する事が熱伝導率の
面で考えれば良いのですが、軽量化や材料費や加工費に起因する
コストの問題がある為に、一般的には放熱版と言えばアルミを利用
するケースが多いです。

しかし、アルミの中でも大量生産となるとADC１２のダイキャストを
選ばれることも多いのですが、MSPでは放熱性能が必要との指示が
ある場合、適切な材質をご提案し小型軽量化のお手伝いもさせて
戴いております。

また、ダイキャストという部分で言えば、イニシャルコストの削減も
大切なコストダウンと理解しておりますので、ホットチャンバー方式の
ダイキャスト品を提案します。

ホットチャンバー方式は、型の締結圧力が低く、金型寿命が
コールドチャンバー方式よりも３倍程度長い為金型償却の観点で
有利になる点と、寸法精度が出やすい為に、後加工費の削減も
行える利点がります。

形状にもよりますが、年間５０００個程度あればメリットがあると思います。

本日は、ダイキャストの件をメインにご説明させて頂きましたが
アルミ押出し材櫛型ヒートシンクや、大型の切削ヒートシンクについても
放熱板一筋２０年間のベテラン営業マンが対応致します。

放熱関係の部品で、コストダウンでお困りの際には、気軽に問い
合わせ下さい。

電話　０４５－６３３－１０５６

FAX　０４５－６３３－１０５１

mail　sales<@>mspjpn.com

※お手数ですが、メールの際には＠前後の＜＞を消して送信下さい。

プレス剪断荷重の計算

プレス機は、プレス機毎に抜き荷重能力が違い、抜き荷重を計算してプレス機の選定を行います。

抜き荷重（ton）＝　 抜きの周長（mm）ｘ板厚（mm）ｘ　剪断抵抗（kg/mm2）

１０００ 材質別剪断抵抗値は、以下の数値を適用 材質

剪断抵抗（kg/mm2）

アルミ　  ７～１６

真鍮　  ２２～４０

銅　　　１８～３０

ＳＵＳ　　 ５２～５６

ＳＳ４００　　  ３３～４２

ＳＰＣ、ＳＰＨ　　 ２６～３５

＜計算例＞ アルミ板　ｔ２．０にφ１０の穴を開けるときの抜き荷重は

〈（10ｘ3.14）　ｘ　 2.0 　　ｘ 10　 〉÷ 1000　＝　0.628ton

周長　　　　　板厚　　抵抗値 となります。

予備知識として覚えていても損の無い計算式です。

切削条件計算式

営業と言えども、切削加工品を扱うのであれば一般的な切削条件を頭に入れておかないとだめですよね・・・

１、切削速度の計算

切削速度（Ｖｃ）　　＝　　３．１４　ｘ　刃径（Ｄ）　ｘ　回転数（ｎ）　／　１０００

回転数（ｎ）　　＝　　１０００　ｘ　切削速度（Ｖｃ）　／　刃径（Ｄ）　ｘ　３．１４

２、送りの計算式

刃当たり送り（ｆｚ）　　＝　　テーブル送り（ｖｆ）　／　回転数（ｎ）ｘ　刃数（Ｚ）

テーブル送り（Ｖｆ）　　＝　　回転数（ｎ）ｘ刃数（Ｚ）ｘ刃当たり送り（ｆｚ）

勉強中ですので、進捗に合わせて随時更新して行きます。
プロの方からのアドバイスなどがあれば、コメント戴けると幸いです。 宜しくお願い致します。