JPWO2011111716A1 - 断熱放熱シート及び装置内構造 - Google Patents
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Abstract
Description
電気自動車等の装置で使用されるニッケル・水素二次電池、リチウムイオン電池等は高いエネルギー密度が必要とされており、かつ搭載スペースは極力小さくすることが求められている。このため高電圧、高容量の電池の場合、複数の単電池を直列又は並列接続することが行われ、数個から数十ないし数百もの単電池を接続する組電池装置が用られ、このような組電池を構成する単電池セルは内部反応により発熱する場合がある。このようにして発生した熱は、隣接する電池間において互いに加熱しあうために高温となる。
組電池の性能や寿命は温度環境に大きく依存するので、高温になると劣化が顕著になるおそれがあった。
また、電子機器以外にも例えば摩擦熱を発生するような機械装置等、加熱環境下に置くことができない機器を隣接して設置できない装置についても同様の問題があった。
このような記載によれば、発熱素子はプリント基板と熱伝導性シートに包まれるように位置するのであって、発熱素子自体及びその周囲には熱気が溜まることは明らかであり、そのためにあえて放熱板や放熱フィン等を別途要しているといえる。
さらに、シリコーンゴム層は振動対策にも資するように形成されるのであって、そのために例えば1mmを超える程度の厚い層とすることが必要になるのはいうまでもない。しかも該シリコーンゴム層端部に放熱フィン、ヒートシンク等の部材を取り付けて放熱を行うことが記載されており、このような記載からみても該シリコーンゴム層は端部にこれらの部材を取り付けることが可能といえる程度の厚さを備えることが必要になることを前提としてなるものである。
そして、特許文献3においては、発熱部品の熱がどの程度低下し、筐体への熱伝達がどの程度抑制できたのかについては記載がなく、その効果は不確定な面が多い。
具体的には、装置内の発熱部品とそれに隣接する被保護部品の間において、これらの部品を接続するための、熱伝導性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層、断熱性層の順で積層してなる断熱放熱シートであり、さらに、装置内において、該断熱放熱シートの熱伝導性層側を発熱部品側に向け、断熱性層側を被保護部品に向けて接続してなる装置内構造である。
また、これらのシート及び装置内構造において、発熱部品の設置面積より断熱放熱シートの面積が大きくても良く、あるいは、断熱放熱シートが、被保護部品の表面だけでなく、被保護部品の少なくとも1つの端部にも連続して設置されても良い。
2・・・上部ロッド
3・・・下部ロッド
4・・・上部継手ブロック
5・・・下部継手ブロック
6・・・温度センサ
7・・・ヒーター
8・・・断熱ボード
9・・・セラミックヒーター
10・・アルミニウム板
11・・シート型熱電対
12・・ポリイミドテープ
13・・試験片
14・・アクリル板
15・・シート型熱電対
16・・重り
17・・被保護部品
18・・発熱部品
19・・粘着剤層
20・・断熱性層
21・・熱伝導性層
それにより、該発熱部品と被保護部品を単に一体化させるのではなく、該発熱部品から発生する熱を、必要により粘着剤層あるいは熱伝導性粘着剤層を介して熱伝導性層に伝えて、該熱伝導性層から放熱させると共に、さらにその上に設けた粘着剤層あるいは断熱性粘着剤層を介して設けた断熱性層を設け、さらにその上に必要により粘着剤層あるいは断熱性粘着剤層を介して被保護部品と接着、あるいは密着させることにより、被保護部品にまで伝導する熱を可能な限り削減しようとするものである。
そうすると、熱伝導性層と断熱性層の存在によって、断熱放熱シート全体としての放熱及び断熱効果が十分に発揮されることになり、被保護部品が受ける熱量を削減することによって、被保護部品の過度な温度上昇を防止することが可能となる。
この点は粘着剤層を有しない場合においても同様であり、発熱部品より熱伝導性層が大きい場合には、はみ出した熱伝導性層の一部が特に放熱に寄与する。
断熱性層は発熱部品から発生した熱であって、放熱部材によっても放熱しきれなかった熱を被保護部品になるべく伝えないように遮断するための層であり、従来の断熱シート一般に関する技術のように、発泡層、空気層等を備えるものでよい。
断熱性層は、加熱されることにより何らかの悪影響を受ける部品、つまり被保護部品を熱から保護することを目的とした層であるから、熱伝導性層と同じ大きさか、あるいは熱伝導性層以上の大きさであり、かつ被保護部品と同じ大きさ、若しくは被保護部品よりも大きくすることが必要であり、その結果、熱伝導性層が受けた熱を十分に断熱することにより、その他被保護部品に対して十分な断熱作用を発揮することが可能である。
もちろん、そのような粘着剤層を有しなくても断熱放熱シートが被保護部品に密着、あるいは接触できるのであれば粘着剤層を設けることは必須ではなく、さらには、被保護部品は断熱放熱シートと離間していても良い。つまり、本発明は、発熱部品とそれに隣接する被保護部品の間において、これらの部品を接続するものであるが、断熱性層と被保護部品とはその間の粘着剤層の有無に限らず離れていることも可能である。本発明において接続することは断熱性層と被保護部品とが直接又は粘着剤層を介して接触していない場合も包含する。
発熱部品としては、電子機器の運転により通電されて特に発熱する性質を有する、例えばCPU、IC、トランジスタ、コイル、コンデンサ、トランス、陰極管等の電子部品、リチウムイオン電池等の二次電池等のように電子機器の運転により発熱する部品でも良い。さらには、軸受け等の摺動により発熱する機械部品等の作動により発熱する部品でも良い。
被保護部品としては、電子機器の運転によって通電しても特に発熱するものではなく、しかも、高温下においては安定した性能を発揮できない可能性を有する電子部品であり、例えば、リチウムイオン電池等の二次電池、液晶や有機EL素子等のディスプレイ部、LED、ダイオード、撮像素子等、あるいは温度管理を要する測定装置等が挙げられる。
これら発熱部品及び被保護部品が近接して配置される機器として、例えば、ワイヤレス電力伝送モジュールが挙げられる。携帯機器やパソコン等の小型電子機器に、ワイヤレス電送モジュールを設置する際には、コイルや制御ICといった発熱部位と、リチウムイオン電池等の二次電池との被保護部品が狭いスペースの中に近接して設置されるため、熱対策が重要である。特に、小型化のために二次電池パックとワイヤレス電送モジュールを一体化させた機器に関しては、特に熱対策が重要である。
また、ニッケル・水素電池、リチウムイオン電池等の二次電池を並列又は直列に接続して使用する組電池に関しては、構成する電池自体が発熱部品であり、かつ被保護部品でもある。
このため本発明の断熱放熱シートは、これらの用途等において使用される。
本発明における粘着剤層は、下記の熱伝導性粘着剤や下記の断熱性粘着剤に包含されない粘着剤層であり、言い換えれば、熱伝導性向上や断熱性向上のために添加剤や充填剤を配合したり、あるいは気泡を含有したり粘着剤塗布部と粘着剤非塗布部のパターンが形成される等の断熱のために特定の層の構造を採用しないものである。
本発明において用いられる粘着剤層に使用する樹脂は、特に限定されないが、(メタ)アクリル系、天然ゴム系、合成ゴム系、シリコーン系、ウレタン系粘着剤等を用いることができる。これらの粘着剤は、すべて同一のものを用いてもよく、部位によって使い分けてもよい。
また熱伝導性層と断熱性層との接着、及び断熱性層と被保護部品との接着に使用する場合には、粘着剤層の厚みは0.05mm以上が好ましく、より好ましくは0.1mm以上であり、さらに好ましくは1.0mm以上である。
なお、上記の樹脂及び各添加剤に共通して、発熱部品から発せられる熱により変質することがないという性質が要求される。
熱伝導性や放熱を意識した箇所に使用される粘着剤では、薄層の粘着剤を使用することが好ましい。その際の粘着剤層の厚みとしては0.5mm以下が好ましく、より好ましくは0.1mm以下であり、さらに好ましくは0.050mm以下である。
さらにこれらのアスペクト比(針状結晶の場合には、長軸長さ/短軸長さ、または長軸長さ/厚みで表現される。また板状結晶の場合には、対角長さ/厚み、又は長辺長さ/厚みで表現される)が1〜10000、好ましくは10〜1000である。
断熱性を意識した箇所に使用される粘着剤では、厚手の粘着剤を使用することが好ましい。その際の粘着剤層の厚みとしては0.05mm以上が好ましく、より好ましくは0.1mm以上であり、さらに好ましくは1.0mm以上である。断熱性粘着剤層は1層の粘着剤層としても良いが、樹脂等の基材フィルムの両面に断熱性粘着剤層を設けてなる両面粘着テープからなる層でも良い。
本発明において用いられる熱伝導性層は、特に限定されないが、銅やアルミニウムといった金属シート、グラファイトシート、熱伝導性フィラーを含有したゴムシートや樹脂シートを挙げることができる。この中でも、より好ましくは熱伝導率の高い基材である金属シートやグラファイトシートである。
本発明において用いられる断熱性層は、特に限定されないが、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、シリコーンフォーム、ポリスチレンフォーム、フェノールフォーム等の発泡シート、ガラスウールシート、ロックウールシート、セラミック繊維シート、ガラス繊維シート、フェルトシート、不織布シート、ガラスビーズ等の空気を内包したマイクロカプセルを含有した樹脂シート等を用いることができる。この中でも熱伝導率の低い材料であるポリエチレンフォーム等の発泡シートが好ましい。
本発明の断熱放熱シート及び装置内構造は上記の各材料を積層させることにより構成されるものである。
本発明の断熱放熱シートを発熱部品と被保護部品に使用した場合には、下記の装置内構造を構成することになる。
図1において粘着剤19を使用しない場合であり、発熱部品18上に、熱伝導性層21からなる層を接触させ、熱伝導性層21に粘着剤19又は断熱性粘着剤からなる層を介して断熱性層20からなる層を設け、その断熱性層20を被保護部品17に接触又は非接触を問わずに向けてなる構成であり、その中で、発熱部品18と被保護部品17を除いてなる層構成が本発明の断熱放熱シートである。
本発明の断熱放熱シートを発熱部品と被保護部品に接着させた場合には、下記の装置内構造を構成することになる。
図1に示すように、発熱部品18上に粘着剤19又は熱伝導性粘着剤からなる層を介して熱伝導性層21からなる層を設け、さらにその上に粘着剤19又は断熱性粘着剤からなる層を介して断熱性層20からなる層を設け、さらにその上に粘着剤19又は断熱性粘着剤からなる層を介して被保護部品17を接着させてなる構成を含む装置構造である。
本発明の断熱放熱シートを製造する方法は、通常の積層体の製造方法一般の方法を採用できる。
例えば粘着剤層又は熱伝導性粘着剤層、及び粘着剤層又は断熱性粘着剤層を設ける場合には、剥離シートの剥離性面上に粘着剤層又は熱伝導性粘着剤層を形成し、この上に熱伝導性層を貼り合わせておく。これとは別に、断熱性層の両面に粘着剤層又は断熱性粘着剤層を形成してなり、一方の粘着剤層又は断熱性粘着剤層上には剥離シートを積層してなるシートを用意する。
上記の熱伝導性層表面に、別に用意したシートの剥離シートを積層させてない側の粘着剤層又は断熱性粘着剤層を貼り合わせて加圧することにより、本発明の断熱放熱シートを製造することができる。
もちろん、本発明の断熱放熱シートの各層の積層方法に関してはこの例に限定されない。
熱特性評価装置(エスペック(株)製、TCS−200)を用いて、熱流量法によって断熱性層の熱抵抗値の測定を行った。図2に簡易図を示す。試験片1を20mm×20mmの大きさに切断し、上部継手ブロック4と下部継手ブロック5により、上部ロッド2と下部ロッド3の間に気泡の噛み込みの無きよう、挟みこんだ。5本の温度センサ6を上部ロッド2と下部ロッド3に各2本ずつ埋め込み、ヒーター7にも1本の温度センサ6を埋め込んだ後、ヒーター7上部から100Nの荷重をかけて試験片を固定した。単位面積あたりの圧着荷重は25N/cm2であった。その後、ヒーター7を80℃に加熱し、5秒間隔で各スポットの温度を測定した。熱流量が安定した状態を定常状態と判断し、その際の100秒間の測定値の平均を算出し、熱抵抗値((cm2・K)/W)とした。
図3及び4に示す装置を用いて、放熱性及び断熱性の評価を行った。
まず、図3に示すように、断熱ボード8(縦30mm×横30mm×厚み10mm, (株)ミスミ製、HIPAL−30−30−10)の上に、熱伝導性接着剤(信越シリコーン製、KE−3493)を用いて面状セラミックヒーター9(縦20mm×横15mm×厚み1.27mm、(株)ミスミ製, MMCPH−20−15)を設置した。セラミックヒーター9は、端子部分5mmを非加熱部として、断熱ボード8の外側に出した状態で接着した。(接着面は15mm×15mm)。次にアルミニウム板10(縦15mm×横25mm×厚み1mm)の平面中心部分に、厚み0.07mmのシート型熱電対11(チノー製、シートカップルC060−K)をポリイミドテープ12(基材厚み25μm, 粘着剤厚み10μm)で挟むようにして固定した。
この評価方法において、アルミニウム板10は本発明中の発熱部品に相当し、アクリル板14は本発明中の被保護部品に相当する。下記の実施例及び比較例の結果を表1に示す。
断熱性層として厚さ1.0mm、熱抵抗値20.26cm2・K/Wのポリエチレン発泡体シート(積水化学工業(株)製、ソフトロンS #1001)を用い、その両面に、厚さ0.10mmの合成ゴム系粘着剤層を形成した。断熱性層に形成した片方の粘着剤面に、熱伝導性層として厚さ0.040mm、熱抵抗値1.13cm2・K/Wのアルミニウム箔(住軽アルミ箔(株)製、べスパー)を貼り合せた。その後、放熱及び断熱性評価を実施するために、断熱性層に形成したもう一方の粘着剤面を、縦30mm×横30mmのサイズのアクリル板に貼り合せた。このとき、サンプルとアクリル板の間にシート型熱電対を設置して、試験片温度を測定できるようにした。その後、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板(縦15mm×横25mm)とアルミニウム箔面を、厚さ0.05mm、熱抵抗値3.99cm2・K/Wのアクリル系粘着剤(縦15mm×横25mm)で固定して、上述の方法で放熱及び断熱性の評価を行った。
実施例1において、熱伝導性層を厚さ0.025mm、熱抵抗値0.35cm2・K/Wのグラファイトシート(パナソニック電工(株)製、EYGS182303)に変更した以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1において、熱伝導性層として厚さ0.035mm、熱抵抗値1.46cm2・K/Wの銅箔に変更した以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
冷却管、窒素導入管、温度計及び攪拌機を備えた反応容器を用い、アクリル酸ブチル70重量部、2−エチルヘキシルアクリレート30重量部、アクリル酸3重量部、4−ヒドロキシブチルアクリレート0.05重量部、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル(開始剤)0.1重量部、トルエン(溶媒)155重量部を加え、系内を充分窒素ガスで置換した後、80℃で3時間加熱して固形分が40.0重量%のアクリルポリマー溶液を得た。
上記アクリルポリマー溶液100重量部(固形分)に、粘着付与樹脂としてロジン系樹脂である荒川化学社製、商品名「ペンセルD−125」30重量部、熱伝導性水酸化アルミニウム粉末である昭和電工社製、商品名「ハイジライトHS−32」(形状:破砕状、粒径:8μm)100重量部、分散剤として第一工業製薬社製、商品名「プライサーフA212E」1重量部と、架橋剤として多官能イソシアネート化合物である日本ポリウレタン工業社製、商品名「コロネートL」2重量部を配合し、ディスパーにて15分間攪拌し、熱伝導性有機樹脂組成物を調整した。
得られた熱伝導性有機樹脂組成物をポリエチレンテレフタレートの片面をシリコーン剥離剤で処理した剥離フィルムの剥離処理面に乾燥後の厚みが0.050mmとなるよう塗布し、70℃で15分間乾燥し、熱伝導性粘着剤層とした。この熱伝導性粘着剤層の熱抵抗値は3.99cm2・K/Wであった。
実施例1において、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板(縦15mm×横25mm)とアルミニウム箔面の貼り合せに、この熱伝導性粘着剤層を使用した以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
実施例1にて使用した、アクリル系粘着剤(粘着剤層)、ポリエチレン発泡体シート(断熱性層)、アルミニウム箔(熱伝導性層)を、粘着剤層、断熱性層、粘着剤層、断熱性層、粘着剤層、熱伝導性層の順に貼り合せ、積層させた。その後、第一の粘着剤面を、縦30mm×横30mmのサイズのアクリル板に貼り合せた。このとき、サンプルとアクリル板の間にシート型熱電対を設置して、試験片温度を測定できるようにした。その後、実施例1と同様に、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板とアルミニウム箔面をアクリル系粘着剤で固定して、上述の方法で放熱及び断熱性の評価を行った。
実施例1と同様に、断熱性層として厚さ1.0mm、熱抵抗値20.26cm2・K/Wのポリエチレン発泡体シート(積水化学工業(株)製、ソフトロンS #1001)を用い、その両面に、厚さ0.10mmの合成ゴム系粘着剤層を形成した。断熱性層に形成した片方の粘着剤面に、熱伝導性層として、厚さ0.025mm、熱抵抗値0.35cm2・K/Wのグラファイトシート(パナソニック電工(株)製、EYGS182303)を貼り合せた。このグラファイトシートに、実施例4に記載した厚み0.050mmの熱伝導性粘着剤を用いて、厚さ0.070mmのグラファイトシート(パナソニック電工(株)製、EYG182307)を貼り合せた。その後、実施例1と同様に、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板とアルミニウム箔面をアクリル系粘着剤で固定して、上述の方法で放熱及び断熱性の評価を行った。
厚み0.025mmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、SIS(スチレン・イソプレン系熱可塑性エラストマー)系粘着剤を、0.030mmの厚みとなるようにホットメルト方式で塗工した。その後、ポリエチレンテレフタレートフィルムの反対面に、厚み0.030mmのSIS系粘着剤を、塗工幅2mm、無塗工幅2mmのパターン間隔でスジ状に形成させることで、一方面にベタ塗り層、一方面にスジ塗り層を有する両面粘着テープを作成した。
実施例1において、ポリエチレン発泡体シートの両面に、合成ゴム系粘着剤層の代わりに上記両面粘着テープを使用した以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
このとき、アクリル板とポリエチレン発泡体シートの間では、スジ塗り面がポリエチレン発泡シート側になるように上記両面テープを配置し、ポリエチレンシートとアルミ箔の間では、スジ塗り面がアルミ箔側になるように上記両面テープを配置した。
ポリエチレンテレフタレートの片面をシリコーン剥離剤で処理した剥離フィルムの剥離処理面に、例えば特開平09−048460に記載されている方法等で、1m2あたり4gの塗布量でSIS(スチレン・イソプレン系熱可塑性エラストマー)系粘着剤をスプレー塗布して、空気層を含有し通気性をもつ粘着剤層を形成した。
実施例1において、ポリエチレン発泡体シートの両面に、合成ゴム系粘着剤層の代わりに、上記の空気層を含有し通気性をもつ粘着剤層を使用した以外は、実施例1と同様にして評価を行った。
実施例7において、熱伝導性層として、アルミニウム箔の代わりに、厚さ0.025mm、熱抵抗値0.35cm2・K/Wのグラファイトシート(パナソニック電工(株)製、EYGS182303)を使用して、試験片を作製した。このとき、試験片が貼られるアクリル板、試験片自体のサイズを、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板と同様に、縦15mm×横25mmのサイズとして、放熱性及び断熱性の評価を行った。
熱伝導性層として厚さ0.040mm、熱抵抗値1.13cm2・K/Wのアルミニウム箔(住軽アルミ箔(株)製、べスパー)に、厚さ0.05mm、熱抵抗値3.99cm2・K/Wのアクリル系粘着剤を貼り合せた後、縦30mm×横30mmのアクリル板に貼り合せた。このとき、サンプルとアクリル板の間にシート型熱電対を設置して、試験片温度を測定できるようにした。その後、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板(縦15mm×横25mm)とアルミニウム箔面を、厚さ0.05mm、熱抵抗値3.99cm2・K/Wのアクリル系粘着剤(縦15mm×横25mm)で固定して、上述の方法で放熱及び断熱性の評価を行った。
比較例1において、熱伝導基材の代わりに、断熱性層として厚さ1.0mm、熱抵抗値20.26cm2・K/Wのポリエチレン発泡体シート(積水化学工業(株)製、ソフトロンS #1001)を用いた以外は、比較例1と同様にして評価を行った。
厚さ0.05mm、熱抵抗値3.99cm2・K/Wのアクリル系粘着剤(縦15mm×横25mm)を用いて、アクリル板とセラミックヒーターを備えた発熱アルミ板を固定して、放熱性及び断熱性の評価を行った。このとき、試験片が貼られるアクリル板、試験片自体のサイズを、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板と同様に、縦15mm×横25mmのサイズとして評価を行った。
比較例2において、試験片が貼られるアクリル板、試験片自体のサイズを、セラミックヒーターを備えた発熱アルミ板と同様に、縦15mm×横25mmのサイズとした以外は、比較例2と同様にして評価を行った。
比較例5は、特許文献3に記載の発明を追試した例であり、発熱部品上に熱伝導性シリコーンシートを設け、さらにその上に断熱性層を設けてなると共に、該熱伝導性シリコーンシートの縁は発熱部品の周囲にて、発熱部品を支持する基板面に接している構造である。層の構成とアルミニウム板を15mm×15mmとし、熱伝導性シリコーンシートがアルミ板周辺の部材と接触するようにした以外は、実施例及び他の比較例と同じ条件で評価を行った。
この結果によると、発熱アルミ板(アルミニウム板)よりもグラファイトシートが大きくならず、グラファイトシートが全て発熱アルミ板とPETフィルムに挟まれる構造になる。つまり、熱伝導性層であるグラファイトシートの極めてわずかな端面以外の広い面が外気に触れない状態である。
この結果によれば、熱伝導基材であるアルミニウム箔の面が外気に触れる実施例7の試験片よりも、発熱アルミ板の温度及び被着体の温度が高くなり、試験片に発熱アルミ板からの熱が溜まることを示している。
それでも、発熱アルミ板と試験片が同じ大きさである点で共通する比較例4と比較すると、保護されるべき被着体の温度が比較例の60.0℃よりも低い58.5℃に留まっており、被着体をより保護できるという効果を奏することができる。
これは、熱伝導性シリコーンシートの縁が発熱部品の周囲にて、発熱部品を支持する基板面に接しているために、発熱部品及びその周囲にて熱がこもり、それを熱伝導性シリコーンシートによっても放熱しきれなかったために、被着体の温度も上昇したと考えられる。
この実験を行うにあたり、縦37mm、横35mm、厚さ5mmで熱伝導率が0.67W/mkの被保護部品17と、縦20mm、横15mm、厚さ1mmで熱伝導率が137W/mk、発熱量が1.345MW/m3の発熱部品18を用い、これらを試験片1と積層して、外気温を25℃としたことを条件とし、図5に示す構造の組み合わせとした。
さらに使用する試験片1の形状及び使用箇所を変えてシミュレーションを行った。汎用有限要素解析ソフトウェア「MSC Marc」を使用してシミュレーション(伝熱解析)を実施した。
なお、上記の発熱部品18の発熱量である1.345MW/m3は、下記形状1において、被保護部品17及び試験片1の熱伝導率が0.2W/mkである場合に、発熱部品18の中心温度が約70℃になる発熱量である。
使用する試験片1は図6に示す構造を有する本発明の断熱放熱シートである点で共通し、この試験片1の被保護部品17と発熱部品18に対する相対的な大きさを変えて、形状1〜4に示す被保護部品17、発熱部品18及び試験片1の組み合わせからなる解析モデルを作成した。図6に示す試験片は、上より順に粘着剤層19、断熱性層20、粘着剤層19、熱伝導性層21、粘着剤層19を積層してなる。
これら試験片1に共通する各層の性質を以下の表2に示す。
これらの形状におけるシミュレーション結果を下記表3に示す。
この傾向は試験片1の面積が増加すると、発熱部品18から伝熱された熱を放熱できる面積も増加するので試験片1自体の温度が低下し、このため、発熱部品18からさらに伝わる熱量が増加することを示す。そして試験片1自体の温度が低下すると、試験片1から被保護部品17に伝わる熱量が減少するので、被保護部品17の温度上昇が抑制されることを示している。
そのとき、発熱部品18の温度低下の程度が被保護部品17の温度低下よりも大きいので、発熱部品18と被保護部品17との温度差が縮小、つまり、試験片1が十分に発熱部品18からの熱を受けて放熱する作用が大きくなることがわかる。
特に形状1のように、試験片1が被保護部品17と同じ大きさの場合には、発熱部品中心温度と被保護部品最大温度との温度差が5.22℃と小さいものであった。
さらに形状4のように、形状1の試験片の形状を被保護部品17の表面だけではなく、被保護部品の端部、つまり側面も被覆するように変形させると、結果的に試験片1の貼付面積がさらに増大するので、発熱部品18からの熱をより多く伝熱し、これをさらに放熱することが可能になる。このため発熱部品中心温度と被保護部品最大温度は共に低下して、これらの温度差がわずか3.74℃となる。
そして、発熱部品18の発熱量及び被保護部品17の耐熱性を考慮して、本発明の断熱放熱シートの形状や被保護部品17への貼付箇所等を決定できることは明らかである。
Claims (4)
- 発熱部品とそれに隣接する被保護部品の間において、これらの部品を接続するための、熱伝導性層、粘着剤層又は断熱性粘着剤層、断熱性層の順で積層してなる断熱放熱シート。
- 装置内において、請求項1記載の断熱放熱シートの熱伝導性層側を発熱部品側に向け、断熱性層側を被保護部品に向けて接続してなる装置内構造。
- 請求項1〜2のいずれか記載の放熱断熱シート及び装置内構造において、発熱部品の設置面積より、断熱放熱シートの面積が大きいことを特徴とする、放熱断熱シート及び装置内構造。
- 請求項1〜3いずれか記載の放熱断熱シート及び装置内構造において、請求項1記載の断熱放熱シートが、被保護部品の表面だけでなく、被保護部品の少なくとも1つの端部にも連続して設置されていることを特徴とする、放熱断熱シート及び装置内構造。
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