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樹脂仕様部位の使い分けガイド
樹脂仕様部位の使い分けガイド
電子部品の搬送装置・外観検査装置・組み立て機・ロボット搬送において、樹脂部品の最適化は摩擦係数・耐摩耗指数・引張強度・耐薬品性・使用温度上限・曲げ弾性率・体積抵抗率(ESD 指標)の7項目で判断するのが有効です。
選定で重視すべき7つの物性指標
- 摩擦係数
:摺動抵抗の大小を決める
- 耐摩耗指数:相対摩耗量(Taber CS-10, 1 kg, 1000 cy)[mg]
- 引張強度:機械的耐久性 [MPa]
- 耐薬品性:フラックス・洗浄剤への耐性
- 使用温度上限:連続使用可能温度 [°C]
- 曲げ弾性率
:剛性 [GPa]
- 体積抵抗率:ESD・帯電防止設計の指標 [Ω cm]
主要樹脂8種の特性比較表
樹脂 | 摩擦係数![]() | 耐摩耗指数 (mg/1000cy) | 引張強度 (MPa) | 耐薬品性 | 使用温度上限 (℃) | 曲げ弾性率 (GPa) | 体積抵抗率 (Ω·cm) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
MCナイロン | 0.25 | 35 | 80 | ○ | 100 | 2.7 | 1012 |
POM | 0.22 | 30 | 70 | ○ | 110 | 2.9 | 1013 |
PEEK | 0.30 | 15 | 100 | ◎ | 250 | 3.6 | 1014 |
PPS | 0.36 | 20 | 85 | ◎ | 200 | 3.8 | 1014 |
ABS | 0.40 | 90 | 45 | △ | 95 | 2.2 | 1015 |
アクリル | 0.50 | 150 | 70 | △ | 80 | 3.2 | 1016 |
PTFE | 0.04 | 12 | 25 | ◎ | 260 | 0.5 | 1018 |
塩ビ(PVC) | 0.40 | 100 | 55 | ○ | 60 | 2.4 | 1015 |
*導電グレードは基材にカーボン等を添加した樹脂で、ESD対応に有効。物性は基材に準ずるが摩耗や成形性に注意が必要。
用途別おすすめ樹脂と選定ポイント
帯電防止・クリーン度重視のカバー/治具
- 表面抵抗値 106 Ω未満:導電グレード POM/PET/PC
- クリーンルーム ISO 7 以上:PPS(低アウトガス、耐熱)
- 光学窓・シールド:アクリル帯電防止コート品
耐摩耗・摺動部(スライダー・ギア・リンク)
- 高荷重・低摩擦:PTFE ライナー+POM または PEEK
- 低コスト量産:MCナイロン(自給潤滑)
高剛性・耐衝撃部(ロボットエンドエフェクタ・ストッパ)
- 耐熱+剛性:PEEK(金属代替)
- 耐衝撃:ABS(低温衝撃◎)
設計計算の基礎式
摩擦力の一次近似は下式で評価できます。
:摩擦力 [N]
:摩擦係数(上表参照)
:法線荷重 [N]
実装設計では荷重変動係数 1.2~1.5 を掛け、寿命計算用 PV 値も併用してください。
まとめ
樹脂仕様部位の最適化は「摩擦係数」「耐摩耗」「強度」「耐薬品」「温度」「剛性」「ESD」の7軸で評価すると体系的に整理できます。装置仕様書に上表の定量値を盛り込み、早期検証でリスクを低減しましょう。