POMの圧縮強度とは？素材特性と設計での活用ポイントを徹底解説

POM（ポリアセタール）は、耐摩耗性・寸法安定性・低摩擦特性に優れたエンジニアリングプラスチックで、精密機械部品や自動車部品で広く使用されています。部品設計において重要な指標の一つが圧縮強度です。本記事では、POMの圧縮強度の基礎知識から実務での活用例まで、失敗しない設計のポイントを詳しく解説します。

POMとは？基本特性と用途

POMは結晶性樹脂で、耐摩耗性や低摩擦性、優れた寸法安定性を持ちます。自動車のギアやスライド部品、精密機械の軸受や歯車など、荷重や摩擦にさらされる部品に適しています。特に圧縮荷重下での変形や耐久性を評価する場合、POMの圧縮強度を正しく理解することが不可欠です。

圧縮強度とは何か？基礎知識

圧縮強度とは、材料が圧縮力（押す力）を受けた際に破壊や変形せず耐えられる最大応力を示す値です。POMの場合、一般的に圧縮強度は約70〜100MPa程度であり、設計時には荷重条件や温度環境を考慮して部品寸法やグレードを選定することが重要です。公式な基準値はJIS規格関連（JIS）で確認できます。

圧縮強度と設計の関係

POM部品の圧縮強度を正しく理解することで、設計段階で部品の変形リスクを予測できます。たとえば、高荷重下で使用する歯車やスライド部品では、圧縮強度が不足すると永久変形や早期摩耗が発生する恐れがあります。逆に、過剰な厚みや補強を設けるとコスト増や組立上の問題が生じます。

部品設計における圧縮強度の適切な評価方法は、有限要素解析（FEA）や実機試験による荷重試験で確認することが推奨されます。圧縮応力の集中や支持条件を考慮することで、精密な荷重計算が可能になります。

温度・環境による影響

POMの圧縮強度は、温度や湿度などの環境条件によって変化します。高温環境下では分子運動が活発になり、剛性や圧縮強度が低下します。一方、低温では硬化して脆性が増すため、衝撃に弱くなる可能性があります。

使用環境に応じた材料選定や設計上の安全率設定が重要です。

用途別の圧縮強度の活用事例

• 精密歯車：寸法安定性と耐荷重性を重視し、標準グレードPOMを使用
• スライド機構：摩擦低減と荷重分散を考慮した部品厚設計
• 荷重支持部品：高圧縮強度グレードのPOMを選定し、部品寿命を延長

それぞれの事例では、圧縮強度の理解を基に、温度変化や摩耗条件を組み合わせた設計が成功の鍵となります。部品の厚みや形状だけでなく、固定方法や荷重方向も考慮する必要があります。

POM選定時の注意点と失敗しない設計

POM部品の圧縮強度を考慮せずに設計すると、荷重下で変形や破損が発生するリスクがあります。設計時には以下の点を押さえることが重要です。

• 使用温度範囲に応じたグレード選定
• 荷重条件を考慮した安全率の設定
• 寸法安定性を確保するための適切な厚みや補強設計
• 応力集中を避ける形状設計と有限要素解析の活用

まとめ：POMの圧縮強度を理解して失敗しない設計を

POMの圧縮強度を正しく理解することで、部品の変形や破損リスクを予測し、精密部品設計での失敗を防ぐことが可能です。材料特性、環境条件、設計余裕を組み合わせることが、高品質なPOM製品を作るためのポイントです。