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材料は温度が変わると伸縮します。伸縮することにより必要な寸法を満足できなかったり、熱応力が発生したりしますので、熱変形を考慮しておくことが重要です。
プラスチックなどの線膨張係数が大きい部品では、寸法検査時の雰囲気温度の違いにも大きな影響を受けます。線膨張係数が110（10-6／℃）、長さが200mmのプラスチック部品の場合、雰囲気温度による寸法差は以下のようになります。
| 雰囲気温度 | 寸法 |
| 5℃ | 199.67mm |
| 10℃ | 199.78mm |
| 20℃ | 200.00mm |
| 30℃ | 200.22mm |
| 35℃ | 200.33mm |
5℃（真冬）と35℃（真夏）では熱変形だけで0.66mmの違いが出るということです。図面や仕様書には寸法許容差だけではなく、寸法検査時の雰囲気温度も明示しておくことが重要です。
伸縮の大きさは材料によって異なり、その大きさを示すのが線膨張係数です。以下に主な材料の線膨張係数を示します。
表．主な材料の線膨張係数
| 材料 | 線膨張係数 （×10-6／℃） |
|
| プラスチック |
ポリエチレン（PE） | 高密度： 110 低密度：150 |
| ポリプロピレン（PP） | 110 | |
| ポリ塩化ビニル（PVC） | 硬質：70 軟質：150 |
|
| ポリスチレン（PS） | 70 | |
| ポリメタクリル酸メチル（PMMA） | 80 | |
| アクリロニトリル・ブタジエン・ スチレン（ABS） |
70 | |
| ポリアミド（PA） | 80 | |
| ポリアセタール（POM） | 110 | |
| ポリエチレンテレフタレート（PET） | 60 | |
| ポリブチレンテレフタレート（PBT） | 110 | |
| ポリカーボネート（PC） | 70 | |
| 金属他 |
亜鉛 | 30.2 |
| アルミニウム | 23.1 | |
| 金 | 14.2 | |
| ダイヤモンド | 1 | |
| 鉄 | 11.8 | |
| 銅 | 16.5 | |
| ステンレス鋼 | 14.7 | |
| 炭素鋼 | 10.7 | |
| 真ちゅう（黄銅） | 17.5 | |
プラスチックの線膨張係数
プラスチックは同じ材料でもグレードにより値に大きな幅があります。また、ガラス繊維の配合や樹脂の流れ方向の違いなどにより、値が顕著に変化します。実際の設計で計算する際は、使用するグレードの物性表で確認してください。
プラスチックの線膨張係数の単位は、10-5／℃で記載されることが多いですが、本稿では金属材料などで一般的な10-6／℃に合わせています。
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熱応力の計算
【参考文献】
理科年表（2017）
プラスチック材料メーカー各社の物性表
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