公開日：2024年02月14日 更新日：2024年10月07日
比強度とは！？装置の軽量化に新しい指標【小型・軽量化】
軽量化のメリット
近年、産業機械や自動車業界、航空機などで金属部品の軽量化のニーズが高まっています。
たとえば装置の軽量化のメリットは、運搬性や設置が容易になるため作業効率や安全性が向上するだけでなく、運送コストや時間の削減にもつながります。
軽量化を実現する方法はいくつかありますが、金属部品の材質を見直すことも重要となってきます。
比強度が高い材質は、軽量化の目的に合わせて材料の選択や設計に重要な役割を果たします。
また、軽量化された装置は、消費電力や発熱量が低減されるため、省エネルギーや環境保護に貢献し、SDGsの達成にも寄与します。
比強度とは
比強度とは、密度あたりの引張強さです。また、強度重量比ともよばれます。
計算式は
比強度(kN·ｍ/kg) ＝ 引張強さ(N/mm²) ÷ 密度(比重)(g/cm³)
つまり、比強度は質量に対してどれくらいの強度があるかの指標であり、
比強度の値が高いほど、軽くて強度が高い材質であるといえます。
強度と比強度の違い
強度と比強度はともに材料の力学的性質を表す指標です。
強度とは、材料が破壊されるまでに耐えられる応力の最大値を意味します。
比強度とは、強度重量比ともいい、材料の強度をその密度で割った値を意味します。
装置・機器への取りつけメリットの違い
高強度ねじ
強度の高い（引張強さの強い）材質のねじを使用すると必要な締結力に対して、ねじ径をサイズダウンすることができ、装置・機器を小型化できます。
高比強度ねじ
ねじ径が変えられない箇所には比強度の高いねじを使用するとねじ径を変えずに装置・機器を軽量化できます。
NBKでは強度の高い（引張強さの強い）ねじや比強度の高いねじを豊富にご用意しています。
図からみるイメージの違い
NBK標準品 材質別比強度
| 材質 |
高強度チタン (Ti-6AI-4V) |
RENYTM |
スティール (SCM435)＊1 |
高強度ステンレス (SUS316L) |
VESPEL |
PPS |
アルミニウム合金 (A5056) |
ステンレス (SUSMX7)＊2 |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 引張強さ (N/mm2) |
895 | 285 | 1220 | 1000 | 160 | 185 | 294 | 700 | ||||
| 密度(比重) (g/cm3) |
4.43 | 1.65 | 7.81 | 7.98 | 1.43 | 1.66 | 2.64 | 7.93 | ||||
| 比強度 (kN・ｍ/kg) |
202.03 | 172.72 | 156.2 | 125.31 | 111.88 | 111.44 | 111.36 | 88.27 | ||||
| 代表品番 |
SNSTG | SPA-C | SNS-EL | SNSLG | SPDC-C | SPS-C | SNSA | SNSS | ||||
＊1：強度区分12.9のスティール製ボルトを想定
＊2：強度区分A2-70のステンレス製ボルトを想定
※参考値であり保証値ではありません(引張強さで算出)
● RENYTMは三菱ガス化学(株)の商標または登録商標です。
● VESPELおよびベスペルは米国デュポン社の登録商標です。
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