ヒートシンクの熱抵抗の読み方｜データシートのグラフを理解する

※本記事にはプロモーション（広告）が含まれています。

ヒートシンクのデータシートを開いたとき、最初に目に飛び込んでくるのが「熱抵抗のグラフ」です。曲線が何本も描かれていて、横軸も縦軸も見たことがない単位。「これ、どう読めばいいの？」と固まってしまった経験は誰にでもあるはずです。

結論を先に言います。ヒートシンクのグラフは大きく分けて「温度上昇 vs 発熱量」と「熱抵抗 vs 風速」の2種類です。前者は自然空冷、後者は強制空冷の判定に使います。この2つの読み方さえ覚えれば、どんなメーカーのカタログも読み解けるようになります。

ヒートシンクのデータシートに載っている「2種類のグラフ」

ヒートシンクのデータシートには、ほぼ必ず2種類のグラフが載っています。それぞれ、想定する冷却方式が違います。

自然空冷と強制空冷では、熱抵抗を決める「主な要因」が違うからです。

自然空冷ヒートシンクのデータシートで最もよく見る形式が、「縦軸：温度上昇 ΔT、横軸：発熱量 P」のグラフです。発熱量が増えるほど、ヒートシンクの温度が上昇していく様子を表しています。

このグラフは曲線（または直線）で表されますが、その「傾き」がそのまま熱抵抗 Rth(s-a)になります。

注目すべきは、このグラフが完全な直線ではなく、わずかに曲がった形になることです。発熱量が増えるほど傾き（＝熱抵抗）が小さくなっていきます。

理由は、ヒートシンク自身の温度が上がると、自然対流と熱放射の両方が強まるから。温度差が大きいほど熱が逃げやすくなり、効率が上がります。つまり、自然空冷の熱抵抗は「一定値」ではなく、使用条件によって変動するのです。

強制空冷を想定するヒートシンクでは、「縦軸：熱抵抗 Rth(s-a)、横軸：風速 V」のグラフが用意されています。ファンによる風速が変わると熱抵抗がどう変化するかを示しています。

このグラフは右肩下がりの曲線になります。風速が上がるほど熱抵抗が下がるのがひと目でわかります。風速0（自然空冷）では熱抵抗が最大、風速が上がると急激に下がり、ある程度の風速以上では効果が頭打ちになります。

この続きと一緒に読まれている記事

※ 一般的なヒートシンクの熱抵抗が風速で変化する傾向（イメージ図）

グラフの形を見ると、風速0〜2 m/sでは熱抵抗が急激に下がるのに対し、3 m/s以上ではほぼ横ばいになることがわかります。これは「風を強くしすぎても効率が頭打ち」になる現象です。

グラフの横軸でよく出てくる「m/s（メートル毎秒）」は、空気が1秒間に何メートル進むかを示す単位です。日常生活で言えば、扇風機の「弱」が約1 m/s、「強」が約3〜4 m/s程度のイメージ。