CORE LINKS · DESIGN GUIDES
温度で寸法がどれだけ変わる？
組み付いたときは合っていても、温度が変わると寸法も変わります。伸びる量だけでなく、どこを基準に動けるかを整理しましょう。
このガイドで分かること
- 温度そのものと温度差を区別
- 伸び・縮みと異材の差を読む
- 自由に伸びる条件と拘束を分ける
青：入力条件の記号 ／ 赤：計算で求める量。図は概念図です。
- L：基準温度での長さ
- α：線膨張係数、ΔT：温度差
- ΔL：長さの変化（冷却時は負）
下の数値は説明用の例です。各例のボタンから、数値・単位・モードを計算画面へ読み込めます。通常の計算リンクは入力例を読み込みません。
基準の長さと温度差を決める
Lは基準温度T₀での長さです。入力するΔTは使用温度TからT₀を引いた値。20°Cから60°Cなら+40、20°Cから0°Cなら−20です。
- 組立・検査時と使用時の部材自体の温度
- 長さの方向と、動かない基準位置
係数と動ける条件を確認する
αは材料・状態・方向・温度域に合わせます。μm/(m·K)と1/Kは数値が百万倍違うので、単位を確認します。この計算は温度が一様で、自由に伸縮できる線形モデルです。
実務で確認を深める
両端拘束や部品同士の押し合いでは、自由膨張量だけで実際の変位・熱応力は決まりません。温度勾配、接触、締結の滑り、座屈、樹脂の異方性やクリープも別に検討します。
ΔL=αLΔT、変化後L′=L+ΔL
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温度を上げた場合と下げた場合を比べる
正のαなら加熱で長く、冷却で短くなります。結果の符号と、隣接部品への動く向きを一緒に確認します。
例：1 mの部材を20°Cから60°Cへ
入力する条件
- L=1000 mm、α=12 μm/(m·K)（説明用）
- ΔT=+40 K（温度差は40°Cと同じ）
計算結果
- 長さの変化ΔL=+0.480 mm
- 変化後の長さL′=1000.480 mm
- ΔT=−20 KならΔL=−0.240 mm
α=12は特定製品の保証値ではありません。入力値を一定とした自由膨張の計算例で、拘束された部材の熱応力や変形を計算したものではありません。
説明用の数値・単位・モードをまとめて読み込めます。開いた後で自分の条件に変更できます。
相手部品との伸び差・すきまを確認する
同じ長さの2部材が同じ温度差を受け、同じ端を基準に自由に伸びるなら、先端の相対移動は両者のΔLの差です。すきまが開くか閉じるかは取り付け方向で変わります。
- 例：α₁=23、α₂=12 μm/(m·K)、L=1 m、ΔT=40 Kなら差0.440 mm
- 組立公差・初期すきま・基準位置・最高最低温度と合わせる
同じL・ΔTなら ΔL差=(α₁−α₂)LΔT
確認したことをメモする
確認漏れを減らすためのメモです。チェック数で安全・合格を判定するものではありません。内容は送信・保存しません。
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参考情報・参考計算です。設計への適合性・安全性を保証するものではありません。実際の材料、部品仕様、使用条件を確認してください。