Advanced 40の発明原理： 37 熱膨張原理（広げる、拡張性：Thermal expansion）

更新日 2022-08-01

投稿日 2016-08-22

　今まで、何処でも誰でも使えるTRIZツールづくりを試行してきました。その過程で、抽象化思考の苦手な人が、意外に多いようです。現場では、課題だけでなく、発明原理の活用にも抽象化思考が求められます。この最新版は、各々の感性に合せ、無意識的に拡大（抽象化）／縮小（具体化）できるよう工夫しました。つまり、原理名、言い換えた分かり易い文言、サマリー、サブ原理の図解、異分野適用例の5段階の視点でアイデア出しし...

◆40の発明原理、キーワード説明ページへのリンク

1.熱膨張原理の概要

　熱膨張や熱収縮等の体積変化を利用する考え方です。例えば、身近な存在として、電気こたつのサーモスタット、雑貨や食品等の熱収縮包装等があります。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　図1.37熱膨張原理のイメージ図

2. サブ原理の種類と図解事例

a.材料の熱膨張や熱収縮を利用する考え方

　焼き嵌めは、2つの金属の部品の一方を熱膨張させて拡げた部品に挿入して、接合強度を上げる方法です。外側か大きいものは、暖めるのが大変ですので、挿入する部品を冷やす冷やし嵌めも用いられます。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図2.焼嵌め

b.異なる熱膨張係数を持つ複数の材料を使う考え方

　アクチュエータにはステンレス製スプリングと形状記憶合金スプリングが互いに押し合うように組み込まれています。温度が高くなると形状記憶合金のスプリングがステンレス製よりも強くなるので、軸を左側に押します。

　　　　　　　　図3.形状記憶合金2方向性アクチュエータ（参考文献：相互発條株式会社 HP）

3. HW、SW及びビジネス等分野での適用例

　　　　　・サーモスタットに使われるバイメタル
　　　　　・グローバルスタンダードのソフト
　　　　　・マスコミ等を利用した広告

4. 40の発明原理の主な活用法

a.慣習的に使われている方法

　問題が発生したときは、パニックになったりして精神的な余裕がないようです。矛盾問題として捉え、課題を抽象化してから矛盾表から発明原理を検索するには、かなりの訓練が必要です。推薦したいのは40の発明原理に日ごろから親しんでおくこと。あるいは、真の目的または根本原因を確認後、関連しそうな発明原理を全部スキャンして発想すること。TRIZそのものを理解していなくても、藁にもすがりたい人には、強力なヒントとなります。

b.矛盾Matrixから発明原理を抽出する方法

　矛盾 Matrix表の縦横の軸には、39×39の特性（パラメータ）が配置されています。課題を抽象化して、縦軸から「改善する特性」、横軸から「悪化する特性」を選ぶと、両者の交点に「発明原理(principle)」が提示されます。この発明原理をヒントに解決策を発想します。例えば、改善する特性で「移動物体の体積」、悪化する特性で「移動物体の面積」を選ぶと、矛盾 Matrix表の交点に、「01分割原理」「04非対称原理」「07入れ子原理」「17他次元移行原理」を確認できます。

参考文献
　　　1. Darrell Mann 他：TRIZ実践と効用（1）体系的技術革新（創造開発イニシアチブ）
　　　 2. 粕谷茂：図解これで使えるTRIZ／USIT（日本能率協会）
　　　 3. 粕谷茂：SEのスピード発想術（技術評論社）

◆関連解説『TRIZとは』

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