PTFEへ材質変更でコネクター製作治具の焦げ付き匂いを解決

コネクター製作治具における焦げ付きと異臭の課題

以前よりベークライト製の治具を使用されていたお客様から、「使用中に異臭が発生するため、問題を解決できる材質で作り直してほしい」というご相談をいただきました。

異臭の原因とベークライトの発火リスク

実際に使用されていた治具を確認したところ、激しい焦げ付きが発生していました。これは、治具の使用時に生じる摩擦熱によって、ベークライトの連続使用温度を上回る高温状態に陥っていたことが原因と考えられます。

熱硬化性樹脂であるベークライトは、連続使用温度を超えても溶けることはありませんが、焦げ付きが発生します。この焦げた際の匂いが、今回の異臭の正体でした。さらに重大な課題として、一般的なベークライトの難燃性はUL規格で「HB相当」であり、燃えにくいものの自己消火性を持っていません。今回のように摩擦による焦げ付きが頻発する環境下で使用を続けると、そのまま燃え広がり火災に繋がる重大なリスクを孕んでいました。

解決策：PTFEへの材質変更

治具のすり減り具合を確認すると、匂いや焦げ付きだけでなく、摩耗による精度の悪化も懸念される状態でした。そのため、摩擦が起きる高温環境を考慮し、「摺動性」と「連続使用温度」の双方に優れた材質へ変更することが必須と判断しました。そこで今回ご提案したのが、PTFEでの製作です。

PTFEによる摩擦熱・摩耗対策

PTFEは、耐熱性と摺動性に極めて優れたスーパーエンジニアリングプラスチックです。摩擦係数が非常に小さく摩耗しにくいため、摺動部品に最適です。また、難燃性も高く自己消火性を持つため、万が一の火災リスクも大幅に低減できます。

【比較表】ベークライトとPTFEの特性比較

今回の課題解決のポイントとなる両材質の特性を比較します。

※注記：上記の連続使用温度は、無負荷状態における一般的な材質の目安値です。実際の耐熱温度や寸法変化は、使用環境（周囲温度、連続稼働時間）、印加される荷重、および素材の製造条件によって変動する場合があります。

PTFE選定時の注意点

PTFEは優れた特性を持つ反面、「膨張率が高く、温度による寸法変化が起こりやすい」という側面もあります。そのため、ミクロン単位の極めてシビアな寸法精度が要求される精密治具には不向きなケースが存在します。

しかし今回の事例では、対象となる治具に求められる強度・精度要件に対してPTFEの物性で十分にカバーできる範囲であったため、採用に至りました。結果として、異臭の発生と治具精度の悪化を同時に防ぐことに成功しています。

摺動性・寸法安定性のトレードオフを解決するVE提案はユモパーツへ

今回の事例における最大のポイントは、「摩擦による摩耗」と「発熱による焦げ付き（耐熱温度）」という2つの課題が連鎖して発生していた点です。

単に耐熱性が高い材質を選べば良いわけではなく、熱膨張による寸法変化の許容範囲や、万が一の発火リスク（自己消火性の有無）までを総合的に考慮した、実務に即した材質選定が不可欠でした。今回は条件を加味してPTFEを選定しましたが、現場の要件によっては「高摺動性のフェノール樹脂」や「難燃ベークライト」が最適解となるケースも多々あります。

YUMO PARTS（ユモパーツ）は、金属・樹脂の精密切削加工のプロフェッショナルとして、PEEK、PPS、MCナイロン、POMといった各種樹脂から、SUS、アルミニウムなどの金属まで、様々な材質での豊富な加工実績を有しています。

仕様が具体的に決まりきっていない「込み入った案件」こそ、私たちの得意分野です。お客様の課題やご予算に合わせた最適な材質選定・設計変更をご提案いたしますので、部品加工や材質に関するお悩みがあれば、ぜひお気軽にお問い合わせ・お見積りをご依頼ください。