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機械要素技術

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熱膨張・収縮吸収とは?課題と対策・製品を解説

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ばね・緩衝における熱膨張・収縮吸収とは?

温度変化によって生じる材料の膨張・収縮による応力や変形を、ばねや緩衝材を用いて吸収・緩和する技術です。これにより、機器の破損防止や性能維持、寿命延長を図ります。

各社の製品

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シリコンラバーヒーター 制作サービス
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当社は、薄くて柔軟性のある面状発熱体で、被加熱物にしっかりフィット
させることができる『シリコンラバーヒーター』を制作しております。

電圧は300Vまで、電力量はヒーターサイズに合わせて自由に設計可能。
ヒーター最大サイズは940mm×4050mmと大型サイズにも対応可能で
穴開き、切り欠きなど、さまざまな形状にも対応いたします。

【特長】
■厚み1mmから制作可能
■電圧300Vまで、電力量はヒーターサイズにあわせて自由設計可能
■立体データでのご要求にも独自の設計技術で対応
■1枚から制作可能
■短納期対応

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

フレキシブルジョイント 「ポリマーシリーズ」
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部品数を最小限に減らし、施工取付けが簡単にできるワンダーチューブを業界に先駆けて開発して以来、ゼンシンはフレキシブルジョイントのパイオニアメーカーとしてその技術とノウハウを発展させ続けてきました。
そして現在、さらなるニーズに応えるために可撓性、防振性、耐圧性に優れたフレキシブルメタルホース、ラバージョイント、薬品他あらゆる流体に使用できるフッ素樹脂チューブなどの製品を開発し、豊富な商品群を取り揃えています。

【ラインナップ】
○RUBBER FLEXIBLE JOINT & RUBBER VIBRATION ABSORBER
○FLUOROCARBON POLYMER JOINT
○VINYL CHLORIDE JOINT

詳しくはお問い合わせ、またはカタログをダウンロードしてください。

長尺、折曲げ加工に対応可能【特殊ヒートパイプ】
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当社では、従来のものより延長2mの長さで工具なく人力で数度曲げることが
できる、長尺で曲げやすい軽量な『ヒートパイプ』を取り扱っています。

今までできなかった広く・高く・遠くへの熱伝導を現地施工により
可能としております。また、オーダーにより延長2m以上も承ります。

【特長】
■パイプの下部に熱を与えると高速で熱はパイプの上部に伝わる
■それはパイプ内部に封入された用途に適した作動液の蒸発上昇と
 液化落下により機能する
■本製品はこの機能を無電力かつ静寂に行う

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

アルミ角ヒーター
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当製品は、手で自在に曲げることができ、熱板の加熱に適している
ヒーターです。

当製品を使用した熱板(マニホールド)の温度分布は良好です。その理由は、
ヒーター自身が熱回路となって温度の低い箇所へ速やかに熱を伝えるからです。

また、熱伝導率の高いアルミニウムを使用し、ヒーターより発生した熱は、
ヒーター自身熱回路となって温度の低い箇所へ速やかに熱は流れて
温度分布の向上に一役を担っています。

【特長】
■手で自在に曲げられる
■ヒーターの固定に無機硬化剤が不要
■熱板の温度分布が良い
■消費電力が少ない
■従来の丸ヒーターに比べ熱効率が良い

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせください。

耐熱・耐寒断熱材『ポリイミド繊維紙(ポリイミドペーパー)』
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『ポリイミド繊維紙(ポリイミドペーパー)』は、一般的なポリイミドフィルム同等の
耐熱性・耐寒性・寸法安定性に加えて、低熱伝導性(0.03W/m・K)を
特長とするポリイミド繊維からなる耐熱・耐寒断熱材です。

航空宇宙、自動車、産業機器、5G関連モバイル機器分野における、
熱マネジメント技術の高度化に貢献いたします。

ご要望の際はお気軽に、お問い合わせください。

【特性】
■厚み:0.2/0.4mm
■坪量:90g/m2
■熱伝導率:0.03W/m・K
■熱膨張係数:30ppm/℃
■絶縁破壊電圧:15KV/mm

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お問い合わせください。

ラバージョイント『SBジョイント』
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『SBジョイント』は、空調機器などの振動騒音を大幅に防止できる
ラバージョイントです。

特殊な耐熱性ゴムと補強コードより構成された本体は、高温による寸法変化や
劣化が少なく比較的長時間ご使用できます。

また、本体に合成ゴムを使用しているため外力に対して、たやすく変形し
配管の手間がはぶけます。

【特長】
■優れた耐圧力
■寸法変化の少ない構造
■らくな配管の芯出し
■優れた耐熱・耐久性
■大幅な振動・騒音の吸収 など

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせください。

シリコンラバーヒーター
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当社では、耐熱温度が優れた材料を採用しており、安心してご利用頂ける
『シリコンラバーヒーター』を取り扱っております。

表面のシートをガラスクロスで補強してあり、シリコンの柔らかさと
高い引っ張り強度で曲面や円筒に密着が可能です。

消費電力(ワット数)や電圧、サイズ、オプションも自由にご指定可能。
もちろん型代・設計費は頂いておりませんので実験用や試作用、
小ロットをご希望のお客様もお気軽にお問い合わせ下さい。

【特長】
■柔軟性と強度を兼備
■耐熱性に優れる
■自由な形状に設計・製作が可能

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問合せください。

ポリテック『KT:KS シリーズ』
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『KT:KS シリーズ』は、従来のウレタンエラストマーの欠点である
耐熱性を大幅に向上させたポリテックです。

高温時の特徴がよく、カットや引裂きに強く高温での耐摩擦性などに
優れ、耐水性も向上しています。

また、シール・ガスケット、ポンプ類、ロール、タイヤ・車輪といった
分野にも可能性のある製品です。

【特長】
■温度上昇の時にも機械的特性が良い
■屈曲疲労に対する著しい耐性
■優秀な動的特性
■秀でた耐磨耗性
■簡易金型で成型可能

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お気軽にお問い合わせ下さい。

特注ラジエーター(熱交換器) 製作サービス
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当社では、これまでに培ってきた高いエンジニアリング技術を基に、
トータルソリューションの視点からご要望に沿った
様々な熱交換器を製作いたします。

船舶・発電機・その他機器等に必要とされる熱カロリーの算出と使用環境に
合うサイズ・形状のラジエーター(熱交換器)を設計・製作し、ご提供。
また、小ロットでのご依頼にも対応いたしますので、お気軽にご相談ください。

【設計製作一例】
■ディーゼル機関車用エンジンの性能テスト用ラジエーター
■アモルファス合金製造工程のオイルクーラー
■クレーン及び重機搭載船舶の特殊ラジエーター
■植物プラント温室施設内温度コントロール用ラジエーター
■パソコン用熱交換器

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

フリクションプレス・ヒートシンク『Pヒートシンク』
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『Pヒートシンク』は、純アルミ(99.7%/99.5%)のフリクションプレス・
ヒートシンクです。

純アルミ使用(Al A1070/A1050)で、アルミ合金よりも
放熱効果がアップ。

また放熱冷却が早く、丸ピン径1~1.5mmとなっております。

【特長】
■強制空冷時の効果アップ ピン密度:ピッチ2~3mm
■金型、製品単価共に安い
■特注、小ロット対応可能

※詳細については、お気軽にお問い合わせください。

テンパックス
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テンパックスは、優れた耐熱性と高い透過性を持っておりソーダガラスと
比べ、熱膨張係数が小さい低膨張ホウケイ酸塩ガラスになります。

当社ではお客様のご要望により、テンパックス材を強化加工や
印刷強化加工を行っております。

強化品については、第1種・第2種圧力容器や高圧ガス特定設備用の
覗窓としてご使用いただける品質のものをご提供いたしております。

【特長】
■平均熱線膨張孫数が3.25×10の-6 K-1(20~300℃)と小さい
■マイクロフロートプロセスにより平坦
■平滑な表面状態
■高い光透適性と光学的歪みの少ない優れた光学品質

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

バネ プラばね
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『プラばね』はその軽さにもかかわらず、優れた反発力と耐久力を持ちます。
『プラばね』は耐薬品性に優れ、強酸・強塩基下での使用が可能です。
腐食・非磁・廃棄時の分別など金属ばねでは対応が難しい条件でも使用できます。
さらに『プラばね』と他の機能部品を一体成形することによって、部品のコストが下がり組み立て工数を減らすこともできます。

非金属伸縮継手『フレダクト(R)』
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『フレダクト(R)』は、従来の金属製継手とは全く異なっており、
その伸縮性を利用してダクトの配管の熱による伸び縮みや、送風機の
振動の絶縁を吸収する目的等で、各種産業に使用されている製品です。

従来使用されていた金属製伸縮継手は変位量が小さく、他方向の大きな
変異を吸収することは困難であり、耐薬品性等に耐えられないという
弱点がありました。
非金属製伸縮継手は、金属製伸縮継手の欠点を解決した製品なのです。

【特長】
■シール性、耐熱・耐伸縮性能が非常に優れている
■金属ベローズに比べ、軽量で取扱いが容易
■金属ベローズのように構造が定形ではなく、流体の条件やダクトの
 構造にあわせ、種々の使用が可能
■金属ベローズに比べて反力が小さく、しかも大きい伸縮や軸差、
 角あるいは捩れに対しても容易に吸収できる 他

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ブラダアキュムレータ(標準タイプ)
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当製品は、柔軟なブラダゴムを搭載した油圧アキュムレータです。

溶接され、鍛造された圧力容器、アキュムレータブラダ及びバルブ(ガス側)、
流体接続で構成。ブラダは”液体部分”と”ガス部分”を仕切る役割を
果たしています。

尚、標準品に加えて、特別仕様のアキュムレータの取扱いも可能です。
特に高流量(100L/秒以上)、高圧力(1000bar以上)の用途にも対応できます。

【特長】
■柔軟なブラダゴムを搭載
■垂直、水平、斜めに据え付けることができる
■適切なアダプタを使うことによって直接配管に据え付ける事が可能
 (サイズ1Lまで)

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

熱伝導型含浸ワニス『Voltatex(R)4224』
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『Voltatex(R)4224』は、モータ、発電機、変圧器に適した熱伝導型含浸ワニスです。

カプセル化プロセスに比べて1日の生産性が高く、低温で硬化が可能。
また高電圧での運用が可能で、モータのパワーを高性能化することができます。

耐薬品性、機械的耐久性に優れ、耐部分放電性にも優れております。

【特長】
■モータの性能向上
■モータの寿命延長
■さらに高効率
■新しい用途開拓
■モータの小型化と軽量化が可能 など

※詳しくはPDFをダウンロードして頂くか、お問い合わせください。

高性能成形ベローズ『LFB』
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『LFB』は、溶接ベローズ並みの高寿命を実現したロイヤル成形ベローズです。

650°に於いてSUS316Lの常温引張強さ、0.2%耐力等よりも優れているほか、
Cl2、HBrガスに対しても応力腐食割れを防止します。

この他に、従来の成形ベローズより50%以上コンパクト設計が可能な
「SFB(スーパー成形ベローズ)」も取り扱っております。

【特長】
■従来の成形ベローズよりバネ定数が1/2以下(当社比)
■従来の成形ベローズより50%以上コンパクト設計が可能(当社比)
■優れた耐食性を有する
■Cl2、HBrガスに対しても応力腐食割れを防止
■高温強度を有する

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

シリコーンゴムファインシートEW-50
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シリコーンゴムファインシートEW-50は、シリコーンゴム特有の耐熱性や電気絶縁性に加え当社独自に開発した表面のエンボス加工により、加工製品同士のブロッキングを低減することができます。また、カレンダー成型のため厚み精度に優れ、広幅成型が可能です。

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ばね・緩衝における熱膨張・収縮吸収

ばね・緩衝における熱膨張・収縮吸収とは?

温度変化によって生じる材料の膨張・収縮による応力や変形を、ばねや緩衝材を用いて吸収・緩和する技術です。これにより、機器の破損防止や性能維持、寿命延長を図ります。

​課題

温度変化による応力集中

異なる熱膨張係数を持つ部材が接合されている場合、温度変化によって生じる膨張・収縮の差が応力集中を引き起こし、破損の原因となります。

位置精度の低下

熱膨張・収縮による部材の変形が、精密な位置決めが要求される機構において、位置精度の低下を招きます。

振動・衝撃の増幅

熱膨張・収縮による部材の動きが、意図しない振動や衝撃を発生させ、機器の誤作動や騒音の原因となることがあります。

材料劣化の促進

繰り返される熱膨張・収縮による応力は、材料の疲労を促進し、早期の劣化や寿命短縮につながります。

​対策

弾性体の活用

ばねやゴムなどの弾性体を用いることで、熱膨張・収縮による変位を吸収し、応力を緩和します。

摺動機構の導入

部材間に摺動可能な機構を設けることで、熱膨張・収縮による相対的な動きを許容し、応力の発生を抑制します。

熱膨張係数の調整

使用する材料の熱膨張係数を考慮し、差を小さくする、あるいは熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることで、変形量を抑制します。

緩衝材の配置

熱膨張・収縮による動きや応力が集中する箇所に、衝撃吸収性や減衰性のある緩衝材を配置し、影響を低減します。

​対策に役立つ製品例

可変ダンパー

温度変化による部材の動きを検知し、その動きに合わせて減衰力を調整することで、熱膨張・収縮による影響を効果的に吸収します。

伸縮自在ジョイント

パイプラインなどで、温度変化による長さの変化を吸収するために使用される、柔軟性のある接続部材です。

熱膨張吸収パッド

電子機器や精密機器の筐体などに使用され、部材間の熱膨張差による応力を吸収し、破損を防ぎます。

温度応答性スプリング

温度変化に応じてバネ定数が変化する特殊なばねで、熱膨張・収縮による変位を積極的に吸収するように設計されています。

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