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立体造形

放熱性に優れ、高強度なアルミヒートシンクを高品質かつ安価に製造する二色成形ダイカスト装置

東京都

東京高圧工業株式会社

2020年4月11日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 高熱伝導アルミヒートシンクの二色成形ダイカスト技術の開発
基盤技術分野 立体造形
対象となる産業分野 自動車、スマート家電、半導体
産業分野でのニーズ対応 高性能化(既存機能の性能向上)、高性能化(小型化・軽量化)、高性能化(精度向上)、高効率化(同じ生産量に対するリソースの削減)、高効率化(工程短縮)、高効率化(人件費削減)、高効率化(使用機器削減)、高効率化(生産性増加)、低コスト化
キーワード アルミヒートシンク、パワー半導体放熱、LED放熱
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成25年度~平成27年度

プロジェクトの詳細

事業概要

自動車産業では、ハイブリッド車や電気自動車用パワー半導体素子の発熱の増大によりパワー半導体モジュールの冷却が課題である。家電産業ではLED素子の冷却が課題である。これらの発熱素子を冷却するため、高放熱性、高強度なヒートシンクを安価に生産する技術を開発する。従来、ヒートシンクの高熱伝導純アルミ放熱部と高強度アルミ合金締結フレーム部を別工程でダイカストしているのに対し、両者を二色一体成形する技術を開発する

開発した技術のポイント

ヒートシンクの放熱部を高熱伝導率の純アルミで成形し、その周囲部を構造用アルミ合金(ダイカストアルミ)で成形する二色成形ダイカスト装置の開発
(新技術)
・1台の鋳造機で純アルミとダイカストアルミの連続鋳造が可能
・金型は1型であり、連続鋳造のため、純アルミとダイカストアルミの接合力が強く接合面に空隙がない
(新技術の特徴)
開発した二色成形アルミヒートシンクは、純アルミの部分は半導体の放熱性に優れ、ダイカストアルミ部は高強度で変形がない。

具体的な成果

・世界初の二色成形アルミダイカスト装置を完成させた
・二色成形ダイカストによって、高強度で高熱伝導のマルチマテリアル化されたヒートシンクを高効率で製造する為の金型を完成させ、熱伝導性の高いヒートシンクの製造が可能となった
・二色成形ダイカスト用金型により放熱部(純アルミ)と締結部(ダイカストアルミ)の接合力が強いヒートシンクを開発し、自動車産業で要求される気密性試験をクリアした
・高性能ヒートシンクの伝熱設計を行い、ピン直径1mm、ピン長さ3mm、ピッチ1.5mmのヒートシンクが自動車産業で要求される熱伝導率の目標値を達成した
・自動車産業で要求される熱伝導率の目標値25,000W/m2℃を超える結果を得た

知財出願や広報活動等の状況

出願特許
公開特許公報
・特許出願公開番号 特開2017-144464
・公開日 平成29年8月24日
・発明の名称 「ダイカスト装置及びダイカスト成形品の製造方法」

研究開発成果の利用シーン

・開発した二色成形ダイカスト装置により、高い熱伝導性能があるアルミヒートシンクを製造することができる。
・自動車用パワー半導体の放熱、LED素子の放熱など、半導体の放熱といったシーンの利活用が可能である。

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

展示会などの営業活動を行っている。

提携可能な製品・サービス内容

設計・製作、製品製造

製品・サービスのPRポイント

放熱性に優れた、高強度なアルミヒートシンク
・自動車産業:ハイブリッド車、電気自動車のパワー半導体の冷却
・家電産業:LED照明、ノートパソコンの半導体の冷却

今後の実用化・事業化の見通し

・高熱伝導アルミヒートシンク:ハイブリッド車、電気自動車用のパワー半導体の冷却ヒートシンクを商品化する
・自動車部品メーカーへ試作品を提供し共同開発を進め、車載LED放熱筐体、寒冷地仕様の燃料系の加熱装置などの商品を開発し実用化する
・家電産業へは、照明機器メーカーへLED照明の冷却ヒートシンク、パソコンメーカーへノートパソコンの冷却ヒートシンク、コピー機用冷却部品など多岐にわたる高放熱性部品を開発し実用化する
・ダイカスト装置メーカーと共同開発を進め、より生産性の高い「二色成形ダイカスト装置」を実用化する
・ダイカスト装置は、純アルミとアルミダイカストとの接合製品、ダイカストアルミと亜鉛との接合製品をダイカストできる装置として実用化する

実用化・事業化にあたっての課題

開発した装置より生産性の高い「二色成形ダイカスト装置」の開発が出来ていない。

事業化に向けた提携や連携の希望

自動車部品メーカー、パソコンメーカー、LED照明メーカーとの連携

プロジェクトの実施体制

サポイン事業者 東京高圧工業株式会社 本社工場
事業管理機関 よこはまティーエルオー株式会社 プロジェクト推進部門
研究等実施機関 学校法人芝浦工業大学 デザイン工学部デザイン工学科エンジニアリングデザイン領域 相澤龍彦教授
国立大学法人横浜国立大学 工学研究院 西野耕一教授

サポイン事業者 企業情報

企業名 東京高圧工業株式会社(法人番号:4010801007718)
事業内容 アルミダイカスト製品製造
社員数 27 名
生産拠点 東京本社工場(東京都)、茨城工場(茨城県)
本社所在地 〒146-0093 東京都大田区矢口3-33-8
ホームページ http://www.tokyo-kouatsu.jp/
連絡先窓口 代表取締役社長 信太祐介
メールアドレス y.nobuta@tokyo-kouatsu.jp
電話番号 03-3758-3814