【保存版】インバーとは？用途・特徴まで徹底解説！
hetcr6y7「インバーって何に使われているの？」
「ステンレスやニッケル合金とどう違うの？」
こうした疑問に答える記事です。
この記事でわかること
- インバーの基本的な特徴と用途
- ステンレス鋼やニッケル合金との違い
- インバーが選ばれる具体的な場面
インバーは、熱を加えても膨張しにくい特殊な合金です。温度変化が大きい環境でも、寸法がほぼ変わらないという特徴があります。
この性質によって、インバーは精密機器や航空部品など、誤差が許されない場面で活用されています。
金属素材を選ぶとき、熱や寸法変化の影響を最小限に抑えたいと思いますよね？
この記事を読むことで、インバーの特性や活用分野を理解し、自分の目的に合った素材を選びやすくなります。
温度変化に強い金属を探している方や、設計や製造の判断材料を求めている方は、最後まで読んでみてください。
この記事の監修者
藤原 弘一
1986年（有）藤原鉄工所（現フラスコ）入社、1992年代表取締役就任。
時代のニーズに適合した最新鋭設備と長年蓄積した職人技的加工技術を融合させ、顧客の信頼を築いた会社。
保有資格：司法書士、行政書士、宅地建物取引主任者、2級小型船舶、4級無線技士
目次
インバーとは？
インバーとは、鉄とニッケルを主成分とした合金で、温度が変わってもほとんど膨張しないという特徴がある金属です。
この特徴は、熱膨張係数が極めて小さいために生じます。鉄に約36％のニッケルを加えることで、温度変化による体積の変化を最小限に抑えることができます。
例えば、精密時計や航空機の機器、レンズ枠、測定器の部品などで使用されています。これらは温度による微小なズレも許されないため、インバーの性質が強く求められます。
温度変化に強い金属素材を探している場合、インバーは非常に有効な選択肢となります。
インバーの特徴
インバーは熱膨張が非常に小さい金属として知られています。磁性や強度、加工のしやすさも特徴です。
- 熱膨張係数が極めて低い理由
- 磁性や強度などの物理的特性
- 耐腐食性・加工性はどうなのか？
順番に解説します。
熱膨張係数が極めて低い理由
インバー最大の特徴は、温度が変わっても膨張や収縮がほとんど起きない点です。
この性質は、鉄に約36％のニッケルを加えた構造によって生まれます。熱を加えると金属は一般に体積が増えますが、インバーの場合は結晶構造内の磁気的な相互作用が働き、膨張を抑える働きをします。
例えば、航空機に使われるジャイロスコープや、時計のゼンマイ、精密な測定器に採用されています。これらはわずかな寸法変化が致命的な誤差につながるため、膨張しにくいインバーが適しています。
温度変化の影響を最小限にしたい場合、インバーは理想的な金属です。
磁性や強度などの物理的特性
インバーは鉄を主成分とするため、基本的に磁性を持ちます。ただし、ニッケルの添加量によって磁気特性が変化し、完全な非磁性にはなりません。
強度については、常温下では一定の機械的強度を保ちつつ、加工後の寸法安定性が高い点が評価されています。引張強さはおおよそ500〜600MPa程度あり、鉄よりも柔軟性があるため、微細な形状にも対応可能です。
例えば、磁気の影響を考慮する必要がある電子機器では、非磁性材として他のニッケル合金が選ばれる場合もありますが、寸法精度を最優先する部品にはインバーが選ばれます。
磁性と強度を両立する素材として、インバーは多くの分野で活用されています。
耐腐食性・加工性はどうなのか？
インバーはステンレス鋼ほどの耐腐食性はありませんが、一般的な鉄に比べて腐食には強い金属です。
その理由はニッケルの添加によって酸化しにくくなる性質が加わっているためです。ただし、湿気の多い場所や塩分環境では表面処理やコーティングが推奨されます。
加工性については、冷間加工や切削、研磨などに対応できる柔軟性があります。精密部品の製造においては、焼きなまし状態での加工がよく採用され、寸法精度の高さを維持しやすくなります。
腐食環境に配慮しつつ精密な加工を求める現場では、インバーの特性が有効に働きます。
インバーの用途と活用例
インバーは熱膨張を抑える特性があるため、温度変化の影響を嫌う精密機器や航空部品、電子装置などで広く採用されています。
- 精密機器（時計・計測器）
- 航空・宇宙産業での使用事例
- 電子部品や冷却システムへの応用
順番に解説します。
精密機器（時計・計測器）
インバーは、精密さが求められる機器に適した合金です。
理由は、気温の変化によって寸法がずれることがほとんどないためです。インバーは、温度が変わっても形がほぼ変わらない性質を持っています。
例えば、機械式時計のヒゲゼンマイ部分にインバーが使われることがあります。
これは、時間のずれを防ぐ目的があります。また、計測器のスケールや定規にも採用される場合があります。寸法が変わらなければ、測定誤差を最小限に抑えられるからです。
温度差に左右されない精密な動作を求める装置では、インバーの特性が役立ちます。
航空・宇宙産業での使用事例
インバーは航空機や宇宙機器にも使われています。
理由は、環境温度の変化に強く、安定した寸法を維持できるからです。
高度1万メートルを超えると、外気温は−50度以下になります。さらに、宇宙空間では昼夜で数百度単位の温度差が生じます。
このような過酷な環境では、一般的な金属だと伸び縮みして構造に不具合が起こるおそれがあります。
例えば、人工衛星のアンテナ支柱や、望遠鏡の鏡を支えるフレーム部品などにインバーが使われます。精密な位置制御が必要な場所に向いています。
航空・宇宙分野では、寸法の安定性が安全性と性能のカギとなるため、インバーが選ばれています。
電子部品や冷却システムへの応用
インバーは電子部品や冷却装置の構造材料にも活用されています。
理由は、熱変形を抑える性質と、他素材との熱膨張差を最小限にできるためです。
例えば、半導体を実装するパッケージの外枠や、冷却用モジュールの基板にインバーが使われる場合があります。電子回路は温度変化に弱く、基板がわずかに反るだけで接触不良が起こるおそれがあります。
インバーを使えば、機器が温まっても寸法が安定したまま維持されやすくなります。これにより、信頼性や寿命を延ばすことにつながります。
熱に弱い精密電子部品を安定して支える素材として、インバーは有効です。
他の合金との違い
インバーは、ステンレス鋼や他のニッケル系合金と比べて、熱膨張の変化が極めて小さい点が大きな違いです。
- ステンレス鋼（SUS）との違い
- ニッケル合金全般との使い分け
- 用途ごとの選定ポイント
順番に解説します。
ステンレス鋼（SUS）との違い
インバーは、ステンレス鋼と性質や用途が大きく異なります。最大の違いは熱膨張への耐性です。
インバーは熱を加えてもほとんど伸びないため、寸法精度が重要な部品に向いています。
反対に、ステンレス鋼は耐食性や強度に優れていますが、熱膨張係数はインバーより高いため、温度によって形が変化しやすくなります。
例えば、インバーはカメラレンズの枠や衛星機器に使われ、ステンレス鋼はキッチン用品や建築材料などで使用されます。
温度変化による寸法ズレを避けたい場合、インバーが適しています。
ニッケル合金全般との使い分け
インバーはニッケルを多く含む合金ですが、一般的なニッケル合金とは目的が異なります。
ニッケル合金全般は、耐熱性や耐酸化性、耐食性を目的に使用されます。たとえば、インコネルやモネルなどは高温環境や化学プラントに適しています。
インバーの主な強みは、熱膨張係数が非常に小さい点です。そのため、寸法変化を避けたい精密部品に用いられます。
具体的には、インバーは高精度の測定機器や時計部品に使われ、インコネルはガスタービンや原子炉の部品に使われます。
機能の違いに注目して、用途ごとに正しく使い分ける必要があります。
用途ごとの選定ポイント
合金を選ぶ際には、目的と使用環境に応じた判断が重要です。性能や用途が異なるため、慎重な選定が求められます。
選定時の主な判断基準は以下の通りです。
- 寸法安定性を重視する場合：インバー
- 耐食性を重視する場合：ステンレス鋼（SUS）
- 高温環境に耐える必要がある場合：インコネルなどのニッケル合金
例えば、インバーは宇宙機器のパーツに使用され、SUSは食品工場のタンクに採用されます。インコネルは火力発電所の熱交換器に使われます。
用途に適した合金を選ぶことが、製品の精度や耐久性を左右します。
まとめ
最後にもう一度、インバーに関するポイントを整理しておきます。
- インバーは鉄とニッケルからなる合金で、熱膨張が極めて小さい
- 精密時計・測定器・航空機器などで採用されている
- 磁性や強度も持ち合わせ、加工性にも優れている
- ステンレス鋼やインコネルとは特性と用途が異なる
- 用途ごとの性能ニーズに応じて選定することが重要
インバーは寸法精度や熱変形への対策が求められる分野において、非常に頼もしい金属素材です。
選び方を誤ると、製品トラブルや性能劣化の原因になりかねません。
まずは必要な性能と目的を明確にし、インバーが最適な場面かどうかを見極めてください。
素材選定に迷ったときは、この記事の内容を参考にしながら、自身の用途に合った合金を比較してみましょう。
高精度が求められる現場では、インバーが強い味方になります。
株式会社フラスコでは、昭和48年の創業依頼、一般産業用機械部品の設計・製作・組立をはじめ、チタンやタングステン、ジルコニウムなどの金属加工を行なってきました。
時代にニーズに合わせ、最新鋭の設備と創業から約40年間培った、難削加工を可能とする職人の加工技術で様々な製品を生み出しています。
他社には負けない、業界トップクラスの技術があります。
お問い合わせは無料なので気軽にご連絡ください。
