HD-coil応用編　ヒーター以外への応用：免震構造材，弾性支持材，電気化学反応用電極，放電灯用電極
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　　　　　ＨＤ-ｃｏｉｌの応用（ヒーター以外）

　　HD-coil は密着状態のコイルを更に約1/2にまで圧縮した構造です｡
　　
　　この様な発想は従来にはなく、新しい素材としての可能性を秘めています。

　　例えばHD-coilは極めて大きな耐圧縮力を有します。左写真のHD-coilは
　　外径Φ12mm，線径Φ0.75ですが、100kg以上の荷重に耐え､しかも横方向
　　の柔軟性が あります。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　内　容 　
①免震構造材（免震基礎，柱）
   高い耐圧縮強度と、横方向の柔軟性を活かした応用　　		 1
②弾性支持材（バネ）
 　圧縮限界が短い（約1/2）ので、動作範囲の広いバネとして利用
③井戸用側壁材（流体透過性フレキシブルパイプ） 
　　高い耐圧縮強度と良好な屈曲性と良好な流体通過性を利用
④電気化学反応用電極，放電灯電極
　 非常に広い表面積、多孔性で通気性が良い性質の利用
 
　特許出願2014/03/27　権利有償提供可

　　　　　　垂直荷重用の柱

　　　　　　横方向の柔軟性

　　　HD-coilのバネ（上側）
　　　
　　　
 ① HD-coilの免震構造材への応用　 　　　    HD-coilの免震基礎材と
 しての応用簡易実験ビデオ
HD-coilは線材を用いた構造体としては驚異的な耐圧縮力を持ちます。ヒーターとして応用した場合には1000℃を超える温度においても強度は十分すぎるほどでした。

この強度は建物等の構造材としても使えるほどであり、荷重を支える柱としての用途が考えられます。ビル火災で鉄骨の強度が下がり崩壊するという現象がありますが、HD-coilを垂直荷重用の主要構造材（柱）として採用すれば、この様な事態を防止する事ができます。過大負荷に対しても急激な降伏現象が起こりにくい構造です。

しかもこの柱は造形的にユニークであり、美観的にもそのまま露出させて使えます。そして空気の通過性が良好なので排煙装置の空気取り入れ口やエアコンの空気出入り口としての機能を合わせ持たせる事が出来ます。

またＨＤ-ｃｏｉｌを建築物の基礎に使えば、横方向の柔軟性を利用した免震基礎として使用できます。HD-coilは大きな垂直荷重が加わる事により曲げ強度が増します。無荷重では全く曲げ強度がありません。これは短所にもなり、長所にもなるHD-coil特有の特徴です。

このHD-coilを流動体（高粘度オイル又は砂や砂利のようなもの、又はそれらの混合物）の中に配置すれば、免震材に振動減衰用ダンパーとしての機能を合わせ持たせる事も可能です。これらはコイルの動きにより振動エネルギーを熱エネルギｰに変えることにより振動を減衰させます｡また振動で砂粒等がコイルの隙間に入り込むと、それが押し潰されるときに大きな振動エネルギー吸収があります。

許容振幅（横揺れ）は全振幅でHD-coilの外径程度が限界となります。もしコイル外径の2倍よりも大きな全振幅の振動が加わると瞬時にコイルが倒れてしまう危険があります。予想される全振幅と同程度のコイル外径が確保できない場合には加わる振幅を制限する構造が必要になります。そのためにもHD-ｃｏｉｌはその外径の２倍程度の縦穴に入れ、その中に前記流動体を詰めておくのが良いかと思います。これによりコイルの倒れ防止効果と振動エネルギー吸収効果に加え、縦振動に対しても緩和効果が期待できます。

 　　 




上図　　免震構造材としての応用
右上　　高い耐圧縮性を持つ支柱。通気性も良好
右下　　横方向荷重に対する柔軟性がある
   
免震基礎への
応用簡易実験

ビデオ参照

HD-coil仕様  
ワイヤ線径Φ0.75
コイル外径Φ12

水槽　45Ｌ
 
　　　
   ② HD-coilのバネへの応用　　　　　　　　　　　　　　

HD-coilは圧縮コイルバネとしての用途が考えられます。

例えば自動車のサスペンション用バネを考えると、バネは縮みきると衝撃吸収能力を失い、動作が破綻します。そのため､通常の圧縮コイルバネを使ったサスペンションは動作可能範囲が比較的短いです｡

しかしＨＤ-coilを伸ばして作った構造をもつ圧縮コイルバネは通常のコイルバネの約半分まで縮む事ができます。これによりサスペンションのストロｰクが大きくとれ､また同じストロークならば小型化が可能です。

通常コイル　 縮む限界長さ≒(線径×巻き数）
HD-coil　　　 縮む限界長さ≒(線径×巻き数×0.5)

通常のコイルバネは縮み限界長さを短くしてストロークを大きくするために、かなり大きなピッチで巻かれています。しかし巻き径に対してピッチの大きいコイルバネは線材の展開長が短く微振動や音の減衰力が劣ります。HD-coilは縮み限界が短いので巻きのピッチを小さく、つまり巻き数を多く展開長を長く出来ます。これにより微振動や音の減衰が大きくなり、自動車であれば乗り心地等の改善につながります。

またバネの軽量化のためにパイプ（中空）を使ったバネも考えられますが、寸法が大きくなりがちです。その場合にもHD-coilを採用すれば、寸法を小さく抑える事が可能です。
   


    


密着状態ではないＨＤ-ｃｏｉｌの圧縮コイルバネ。







通常の花巻コイルバネ














限界まで圧縮させた状態

HD-ｃｏｉｌ(上）は通常の花巻コイルバネの約1/2まで縮む事ができる。

つまりバネとしての可動範囲（ストローク）が長い。

   
  
また引っ張りコイルバネとしても、収縮時の寸法を小さく出来るので、これを採用した各種機器などの小型化が可能になります。

応用例：　自動車のサスペンションバネ，座席やベッドのバネ，各種機械のバネ部品

   

    　

 		  ③ HD-coilの井戸用側壁材への応用　　　　　　　　

HD-coilは流体の通過性が良好であるとともに、長さ方向や外部圧力に対して大きな耐圧縮力を持ちます。また長さ
方向には柔軟性があるので曲がった穴にも挿入でき、井戸などの側壁を保護して井戸の寿命を長くできます。

 
　　　
   ④ HD-coilの電気化学反応用電極，放電灯用電極への応用　　　　　　　　　　

HD-coilは体積に比較して広い表面積を持ち、また流体の透過性が高いので、この性質を活かした電気化学反応用電極や放電灯電極への応用が考えられます。

電気化学反応を促進するために流体ポンプを使い､HD-coil内から外部に吹出す､又は流入する様な流れを作る方法も考えられます。

放電灯用電極としては、HD-coilの多数の隙間にエミッタを含ませる事ができます。


   


  



　　　　　    
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