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ミトクゴム株式会社は自動車部品の精密ゴムを製造販売している会社です。

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ヤング率の部屋Young's Modulus

弾性変形はバネを引き伸ばした場合と同じで、変形した量(ひずみ)は外力に比例します。

外力を外力のかかる断面積で割った力(応力=F)で示し、変形した量を元の長さで

割った単位量当たりの

変化量(ひずみ=)で示すと、


比例定数(E)は、物質の引っ張りや圧縮に対する強度を

示す物質定数です。

伸長変形の場合、引張り弾性率またはヤング率といわれます。

単位は圧力と同じくパスカル(Pa,1Pa=1N/)です。

代表的な材料の常温におけるヤング率(E)を以下に載せました。

ゴムのヤング率は加硫の程度に応じて0.1MPaから10MPaまで変化します。

材料 E/MPa 材料 E/MPa
ダイヤモンド 1.2 木材
ポリベンゾオキサゾール 4.8 クモの巣(牽引糸)
炭素繊維 3.9 ナイロン
スチール繊維 2.0 ポリ塩化ビニル 2.5
チタン 1.2 ポリプロピレン 1.6
ガラス繊維 7.0 ポリエチレン(高密度) 1.0
ゴム ≒7

参考資料:「改訂 高分子化学入門」著者 蒲池幹治  



●ゴムのヤング率が大幅に変化する実例


前述式
 
となり以下の事が分かります。



ヤング率 大:伸び 小  ⇒伸びにくい材料

ヤング率 小:伸び 大  ⇒伸びやすい材料



日常品を例に見ると、同じ“ゴム製品”でも伸び易さ

に違いがあることが分かると思います。








また、同製品でもメーカーによって、硬さ・伸びやすさ が異なります。

メーカーを変えると使用感が変わった、という経験があるかと思います。


これは、同製品でもメーカー毎に異なる材料物性を有していることを示しています。


上述の様なことは、工業用ゴムにも当てはまり、 NBR / EPDM / CR / Q / FKM

それぞれの材料が固有特性を有しており、それは各メーカーにより異なります。

その固有特性の中に、“ヤング率”(伸びやすさ)も含まれています。

以上より、ゴムのヤング率は材料によって大幅に変化し、同材料でも

メーカー毎に異なる可能性があることが分かります。

そのため、設計の際や、検証演算の際は、
使用材固有のヤング率

確認の上、検証ください。



●ゴムのヤング率が大幅に変化する理由

※下図にゴムの架橋についての簡易図を示します。

ゴムは架橋によって伸縮性を有します。

生ゴム(紐状)から架橋ゴム(網状)になることで、

伸縮するゴム製品となります。

黄丸部が架橋部で、この架橋部の強度や、密度(量)に

よって網状態の構造が変化します。セーターなど、編み方で

着る際の着心地(伸び)が異なった経験もあるかと思います。



架橋部は材料や配合によって、強度・密度が変化します。

よって、以下のような理由でゴムのヤング率が大幅に

変化することが分かります。


【架橋部の変化⇒構造変化⇒伸縮度合変化⇒伸び易さ変化⇒ヤング率変化(特性変化)】

  


  



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