インサート成形における防水性・気密性を高める重要性

～電子機器の信頼性を左右する設計ポイント～

近年、自動車、医療機器、産業機器、IoT デバイスなどの分野では、電子部品や金属部品を樹脂で一体化するインサート成形の需要が急速に増えています。インサート成形は、部品点数の削減・小型化・高強度化を実現できる優れた成形技術ですが、その一方で防水性や気密性の確保という重要な技術課題も伴います。
特に電子機器やセンサーなどの精密機器では、わずかな隙間からの水分侵入や空気漏れが故障や性能低下の原因となるため、インサート成形の品質が製品信頼性を大きく左右します。
インサート成形の専門技術情報を発信するインサート成形ラボを運営している日輝製作所でも、近年この「防水性・気密性」に関する相談が非常に増えています。

本記事では、

インサート成形の基本
防水性・気密性が重要な理由
気密性を高める設計ポイント

を分かりやすく解説します。

インサート成形とは

インサート成形とは、金属部品や電子部品などを金型内に配置し、その周囲に樹脂を射出成形して一体化する加工技術です。

これにより、以下のようなメリットが得られます。

部品の一体化による小型化
組立工程の削減
高い機械強度
電気絶縁性能
高い生産性

例えば以下のような製品に多く採用されています。

自動車用センサー
防水コネクタ
医療機器
電子制御ユニット
IoT デバイス

しかし、異なる材料（樹脂と金属など）を組み合わせるため、界面の密着性や隙間の管理が非常に重要になります。

防水性・気密性が重要になる理由

インサート成形品では、以下のような問題が発生する可能性があります

水分侵入による電子部品の故障
湿気による腐食
気密不足によるセンサー誤動作
温度変化による結露

特に近年の電子機器は、以下のような過酷な環境で使用されます。

使用環境	リスク
自動車	雨水、塩水、振動
屋外機器	湿度、結露
医療機器	洗浄液
産業機器	油、薬品

そのため、樹脂とインサート部品の密着性を高め、隙間を極限まで減らす設計が必要になります。
インサート成形ラボを運営している日輝製作所でも、この「界面シール技術」が重要なノウハウの一つとなっています。

インサート成形における防水構造の基本

インサート成形で防水性を確保するためには、主に以下のポイントが重要になります。

① 密着性の確保

樹脂と金属の密着が弱いと、微細な隙間が発生します。

原因としては

金属表面の汚れ
表面粗さ不足
成形条件不良

などがあります。

② アンカー構造の活用

金属部品に凹凸構造（アンカー形状）を設けることで、樹脂が機械的に固定され、防水性が向上します。
この構造により剥離防止、隙間抑制、気密性向上が実現できます。
インサート成形ラボを運営している日輝製作所では、このアンカー設計を用途に応じて最適化しています。

防水性を高める設計ポイント

インサート成形の防水性を高めるには、単に樹脂を流すだけでは不十分です。
設計・材料・成形条件の三位一体の最適化が重要になります。

① 材料選定

樹脂にはそれぞれ吸水率や収縮率の違いがあります。
例

樹脂	特徴
PBT	電気部品に多い
PPS	高耐熱・低吸水
PA	強度は高いが吸水あり

用途によって材料選定が重要になります。

②成形条件の最適化

射出成形条件も気密性に大きく影響します。

主なポイント

射出圧力
金型温度
樹脂温度
保圧条件

これらが不適切だと

ボイド
密着不良
微細隙間

が発生します。

インサート成形ラボを運営している日輝製作所では、これらの条件を最適化することで高い防水性能を実現しています。

③金型設計

防水性の高いインサート成形では、金型設計が最も重要な技術要素の一つです。

主なポイント

樹脂流動方向
ゲート位置
インサート固定方法
ガス抜き設計

これらが適切でない場合、内部にエア溜まりが発生し、気密不良の原因になります。

防水・気密性評価試験

成形品の信頼性を確認するためには、評価試験も重要です。

主な試験方法

気密リーク試験
水没試験
圧力試験
温度サイクル試験

これらの試験を通じて、実際の使用環境に耐えられるかを確認します。
インサート成形ラボを運営している日輝製作所では、量産前の評価試験を通じて品質の安定化を図っています。

インサート成形の防水技術は製品信頼性を左右する

インサート成形は非常に優れた技術ですが、防水性・気密性を十分に確保できなければ製品の信頼性が大きく低下します。
そのためには

適切な設計
材料選定
金型設計
成形条件
評価試験

を総合的に検討する必要があります。
インサート成形ラボを運営している日輝製作所では、長年の経験と技術を活かし、これらすべての工程を総合的にサポートしています。

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