機械加工されたコネクタ部品のサプライヤーとして、私はこれらのコンポーネントのパフォーマンスと寿命において熱散逸が果たす重要な役割を直接目撃しました。パフォーマンスの高い電気システムおよび機械システムでは、過度の熱は、導電率の低下、材料の劣化、さらにはシステムの故障など、さまざまな問題につながる可能性があります。したがって、効果的な熱を実装する - 散逸設計方法は最も重要です。このブログでは、機械加工されたコネクタパーツの最も一般的で効果的な熱 - 散逸設計方法のいくつかを掘り下げます。
1。材料の選択
材料の選択は、熱の最初でおそらく最も基本的なステップである散逸設計です。異なる材料には異なる熱伝導率があり、熱伝導性を決定します。
高 - 熱 - 導電率金属
銅やアルミニウムなどの金属は、熱伝導率が高いため、機械加工コネクタ部品の一般的な選択肢です。たとえば、銅は約400 w/（m・k）の熱伝導率を持っています。つまり、熱を非常に効率的に伝達できます。約200 w/（m・k）の熱伝導率を持つアルミニウムも、特に体重が懸念事項である場合に最適な選択肢です。たとえば、in真鍮MCBスウィスチパーツ、高熱導電性金属の使用は、電気運転中に発生した熱をすばやく消散するのに役立ちます。
サーマルコンポジット
場合によっては、熱コンポジットを使用できます。これらは、ポリマーマトリックスをカーボンナノチューブや金属粒子などの熱伝導充填剤と組み合わせることによって作られた材料です。熱コンポジットは、熱伝導率と電気断熱性や機械的強度などの他の特性とのバランスを良くします。
2。表面積の強化
コネクタ部分の表面積を増やすことは、熱散逸を強化する効果的な方法です。表面積が大きいほど、対流と放射線を通じて、より多くの熱を周囲の環境に移すことができます。
ひれとrib骨
コネクタ部分にフィンとリブを追加することは、一般的な手法です。フィンは、熱伝達に利用できる表面積を増加させる薄くて細長い突起です。アプリケーションの特定の要件に応じて、さまざまな形状とサイズで設計できます。たとえば、aで3-ウェイレバー端子コネクタ、フィンをハウジングに追加して、熱散逸を改善できます。
マイクロ構造
コネクタ部分の表面にあるマイクロ構造も、表面積を大幅に増加させる可能性があります。これらのマイクロ構造は、マイクロミリングやエッチングなどの機械加工プロセスを通じて作成できます。それらは熱伝達のための追加の経路を提供し、全体的な熱 - 散逸効率を高めることができます。
3。ヒートシンク
ヒートシンクは受動的な熱です - 機械加工されたコネクタ部品と組み合わせてよく使用される散逸装置。彼らはコネクタから熱を吸収し、それを周囲の空気に伝達することによって働きます。
統合ヒートシンク
一部のコネクタパーツは、統合されたヒートシンクで設計できます。これは、ヒートシンクがコネクタ自体の不可欠な部分であり、追加の取り付けハードウェアの必要性を排除することを意味します。統合されたヒートシンクは、コネクタと同じ材料または異なる高温 - 導電率材料で作ることができます。
外部ヒートシンク
外部ヒートシンクは、コネクタの部品にも取り付けることができます。これらは通常、アルミニウムまたは銅で作られており、さまざまな形やサイズがあります。外部ヒートシンクは簡単にインストールして削除できるため、さまざまなアプリケーションに柔軟なオプションになります。
4。サーマル界面材料（TIMS）
熱界面材料は、コネクタやヒートシンクなど、接触中の2つの表面間の隙間を埋めるために使用されます。これらの材料は、2つの表面間の熱接触を改善し、熱伝達を強化します。
サーマルグリース
サーマルグリースは、一般的なタイプのティムです。熱伝導率が高く、コネクタとヒートシンクの間の小さなギャップと不規則性を埋めることができます。サーマルグリースは簡単に適用でき、優れた熱性能を提供します。
サーマルパッド
サーマルパッドは別のオプションです。それらは、コネクタとヒートシンクの間に配置できる材料のカットシートです。サーマルパッドは、特に再作業が必要なアプリケーションでは、サーマルグリースよりも使用する方が便利です。
5。対流と換気
適切な対流と換気は、熱放散を大幅に改善する可能性があります。コネクタの部品の周りに空気が流れるようにすることにより、熱をより効果的に運ぶことができます。
自然対流
自然の対流は、コネクタ部分の周りの空気が加熱されて上昇し、自然な気流を作成すると発生します。自然な対流を促進するには、コネクタの部分を、無制限の気流を可能にする方法で配置する必要があります。たとえば、それらは開いたエリアに配置するか、それらの間に十分な間隔を置くことができます。
強制対流
強制対流には、ファンまたはブロワーを使用して、コネクタパーツの周りに制御された気流を作成することが含まれます。これは、自然対流では十分ではない高電力アプリケーションでよく使用されます。強制対流は、熱を大幅に増加させる可能性があります - 散逸率。
6。放射
放射とは、電磁波を介した熱の移動です。ほとんどのコネクタアプリケーションでは伝導と対流ほど重要ではありませんが、熱散逸に貢献する可能性があります。
表面処理
コネクタ部分の表面仕上げは、その放射特性に影響を与える可能性があります。黒または暗い色の表面は放射率が高く、これはより効果的に熱を放射することができることを意味します。陽極酸化や絵画などの表面処理を使用して、コネクタ部分の放射率を高めることができます。
結論として、熱散逸は機械加工されたコネクタ部分の設計の重要な側面です。材料の選択、表面積の強化、ヒートシンクの使用、熱界面材料の使用、対流、換気、および放射線を慎重に検討することにより、コネクタ部品が最適な温度で動作し、長いサービス寿命を確保することができます。
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参照
- Incropera、FP、＆Dewitt、DP（2002）。熱と物質移動の基礎。ワイリー。
- ホルマン、JP（2010）。熱伝達。マクグロー - ヒル。
- Madhusudana、CV（2009）。熱接触コンダクタンス。スプリンガー。