歯車技術資料（PDF版）12.11.01現在 - 小原歯車工業

歯 車 技 術 資 料11 プラスチック 歯 車 の 設 計11.1 MC ナイロンとジュラコンの 物 性MC とは MONO CAST の 略 で、 本 質 的 には 6 ナイロンと 呼 ばれるポリアミド 樹 脂 です。ジュラコンとは、「アセタール・コポリマー」と 呼 ばれる 結 晶 性 の 熱 可 塑 性 のエンジニアリング・プラスチックです。これらのプラスチックの 特 長 は○ 自 己 潤 滑 性 があり、 無 潤 滑 運 転 が 可 能 です。○ 騒 音 を 減 少 させます。○ 軽 量 で 耐 蝕 性 に 優 れています。このような 特 長 を 持 つ 反 面 、プラスチック 材 料 の 一般 的 な 性 質 として、 特 に 温 度 の 上 昇 及 び 水 分 の 吸 収 によって 性 質 が 変 化 します。これが、プラスチック 材 料 を、歯 車 などの 機 械 要 素 部 品 に 使 用 する 場 合 の、 問 題 点 となっています。このため、プラスチック 材 料 については、代 表 的 な 条 件 での 性 質 を 知 り、これに 基 づいて 概 略 的な 設 計 を 行 ない、 実 用 試 験 を 繰 り 返 した 上 で、 本 格 的に 使 用 するのが 一 般 的 な 方 法 となっています。(1) 機 械 的 性 質表 11.1 に 標 準 状 態 における 機 械 的 性 質 を 示 します。これらの 機 械 的 性 質 は、 温 度 が 上 昇 すれば、 強 さは低 くなる 傾 向 があります。表 11.1 MC ナイロンとアセタールコポリマーの 機 械 的 特 性性 質試 験 法MC ナイロン アセタール単 位ASTMMC901 MC602ST コポリマー比 重 D − 792 — 1.16 1.23 1.41引 張 強 さ D − 638 MPa 96 96 61伸 び D − 638 % 30 15 40引 張 弾 性 率 D − 638 MPa 3432 — 2824圧 縮 強 ( 降 伏 点 ) D − 695 MPa 103 — —圧 縮 強 さ(5% 変 形 ) D − 695 MPa 95 115 103 ※圧 縮 弾 性 率 D − 695 MPa 3530 4640 2700曲 げ 強 さ D − 790 MPa 110 140 89曲 げ 弾 性 率 D − 790 MPa 3530 4640 2589ポ ア ソ ン 比 — — 0.4 — 0.35ロックウェル 硬 度 D − 785 R スケール 120 120 119せ ん 断 強 さ D − 732 MPa 70.9 — 54.9注 1.MC ナイロンの 測 定 値 は 絶 乾 時 の 参 考 値 です。注 2.アセタールコポリマーの 圧 縮 強 さは(10% 変 形 )です。(2) 熱 的 性 質プラスチック 材 料 は、 金 属 材 料 に 比 べて 温 度 による寸 法 変 化 が 大 きく、 注 意 が 必 要 です。表 11.2 に、MC ナイロンとアセタールコポリマーの熱 的 特 性 を 示 します。表 11.2 MC ナイロンとアセタールコポリマーの 熱 的 特 性性 質試 験 法MC ナイロン アセタール単 位ASTMMC901 MC602ST コポリマー熱 伝 導 率 C − 177 W/(m・k) 0.23 0.44 0.23線 膨 張 係 数 D − 696 ×10 −5 /℃ 9.0 6.5 9.0比 熱 — kJ/(kg・K) 1.67 — 1.46荷 重 たわみ 温 度1.820MPaD − 648 ℃ 200 200 110荷 重 たわみ 温 度0.445MPaD − 648 ℃ 215 215 158連 続 使 用 温 度 — ℃ 120 150 95融 点 — ℃ 222 222 165注 1.MC ナイロンの 測 定 値 は 絶 乾 時 の 参 考 値 です。注 2. 低 温 でのご 使 用 は、 脆 化 温 度 (-30 ~-50℃)を 考 慮 して、実 績 や 実 験 等 で 決 めてください。◆ MC ナイロン(MC901) 製 ラックの 温 度 変 化 による 寸 法 変 化 の 計 算 例想 定 型 番 :PR2-1000( 全 長 1010 mm)使 用 前 製 品 の 想 定• 雰 囲 気 温 度 20℃= 製 品 温 度 20℃• 全 長 1010 mm温 度 上 昇 想 定• 20℃→ 40℃ 20℃ 上 昇 を 想 定線 膨 張 係 数• 9×10 -5 /℃計 算 例寸 法 変 化 量 = 線 膨 張 係 数 × 長 さ × 温 度 差= 9×10 -5 /℃ ×1010 mm ×20℃ 差= 1.818 mmMC ナイロン 製 ラック PR2-1000( 全 長 1010 mm)は、20℃の 温 度 上 昇 で 1.8 mm 程 度 伸 びることになります。693