プラスチック試作依頼で防水ケースの気密性を検証する5つの試験方法

プラスチック製の防水ケースを開発する際、外観や寸法が設計どおりに仕上がっていても、実際の使用環境で水の侵入を防げるとは限りません。ケース本体とふたの合わせ面、パッキンの接触部分、ねじ穴、ケーブル引き込み部などには、目視では確認しにくい微小な隙間が生じることがあります。

特に、屋外設備の制御機器、計測装置、通信機器、センサー収納ケースなどでは、水の侵入によって内部部品の腐食や絶縁不良、動作不良につながるおそれがあります。そのため、プラスチック試作を依頼する段階から、防水性能をどのように検証するかを決めておくことが重要です。

ただし、防水性と気密性は完全に同じ性能ではありません。気密性は空気などの気体が漏れる程度に関係し、防水性は水の侵入を防ぐ性能を指します。空気の漏れが確認されたからといって必ず水が侵入するとは限らず、反対に一定の気密試験に合格しても、実際の散水や浸漬条件で防水性が保証されるわけではありません。

したがって、防水ケースの試作では、空気漏れを調べる試験と、水を直接使用する試験を目的に応じて組み合わせることが効果的です。また、試験結果を単なる合否判定で終わらせず、漏れが発生した位置や組立条件を記録することで、設計改善や量産時の品質管理にもつなげられます。

この記事では、プラスチック試作依頼で防水ケースの気密性を検証する5つの試験方法について、基本的な仕組み、試験条件の決め方、注意点、試作会社への依頼方法まで詳しく解説します。

プラスチック試作依頼で気密性の検証が重要になる理由

プラスチック製のケースは、軽量で形状の自由度が高く、電気機器や産業設備の保護部品として幅広く利用されています。一方、金属製のケースとは異なる材料特性を持つため、温度変化や荷重による変形、成形時の収縮などを考慮した防水設計が必要です。

例えば、ふたと本体の間にパッキンを配置したケースでは、設計上の寸法が適切でも、組立時にパッキンがねじれたり、局所的な圧縮不足が生じたりすると、隙間から水が侵入する可能性があります。

また、プラスチック部品は加工方法によって寸法精度や表面状態が異なります。切削加工では工具による加工痕が残ることがあり、積層造形では製法や条件によって微細な空隙や積層方向に依存する特性が生じる場合があります。射出成形では収縮や反りによって、設計上は平面である合わせ面に変形が発生することもあります。

これらの影響は、外観検査や一般的な寸法測定だけでは十分に把握できない場合があります。実際にふたを組み付け、パッキンを圧縮した状態で気密性や防水性を確認することが重要です。

さらに、防水ケースには使用環境ごとに異なる要求があります。屋内で水滴が付着する程度の用途と、屋外で継続的に雨にさらされる用途では、想定する試験条件が異なります。水洗いを受ける装置、結露が発生しやすい設備、一時的に水没する可能性がある機器でも、必要な検証方法は同じではありません。

プラスチック試作依頼の初期段階でこうした使用条件を整理しておけば、製作方法やシール構造を検討しやすくなります。反対に、試作品が完成してから防水試験を追加すると、試験用の接続口がない、内部を確認できない、組立状態を再現できないといった問題が発生することがあります。

気密試験は、完成したケースが漏れるかどうかを判断するだけの作業ではありません。設計寸法、材料特性、加工精度、組立方法が適切に組み合わされているかを確認するための重要な工程です。

特に、試作から量産への移行を予定している場合は、試作段階で漏れの発生条件を明確にしておくことで、量産時に管理すべき寸法や組立条件を絞り込みやすくなります。

気密試験の前に決めておくべき防水条件と合否基準

防水ケースの気密性を正しく評価するためには、試験方法を選ぶ前に、どのような水の侵入を防ぎたいのかを具体的に定義する必要があります。

例えば、屋外で雨を受けるケースでは、水滴の付着方向や降雨時間、風の影響を考慮します。一方、水中で使用するケースでは、水深による圧力、浸漬時間、使用時の姿勢などが重要になります。

試験条件を決める際には、実際の設置方向を想定することが大切です。ケースの上面に配置された接合部と、底面に設けられたケーブル引き込み口では、水が作用する方向や滞留する状況が異なります。

また、防水性能の要求がある製品では、防水保護等級などの適用規格を確認することも必要です。ただし、社内で任意に設定した散水試験や浸漬試験を実施しただけでは、規格に定められた等級への適合を主張できるとは限りません。正式な等級評価が必要な場合は、適用する規格の試験装置、条件、判定方法に従って検証する必要があります。

次に重要なのが、試験時の合否基準です。

散水試験や浸漬試験では、ケース内部に水滴が発生したか、吸水性の確認材に変化があったか、内部機器の機能に影響が生じたかなどを評価します。ただし、外部から侵入した水と、温度変化によって内部に発生した結露を区別する必要があります。

圧力減衰試験では、指定した圧力を加えた後、一定時間内にどの程度の圧力変化が発生するかを確認します。この場合は、試験圧力、安定化時間、測定時間、許容圧力変化などを事前に定めます。

試験圧力は高ければよいというものではありません。実際の使用状態を超える圧力を加えると、ケース本体やパッキンが変形し、本来とは異なる漏れ方になる場合があります。過大な圧力によって部品が破損する可能性もあるため、設計上許容できる範囲で設定することが必要です。

試験前には、ケース内部に空気を通す通気膜や圧力調整機構があるかも確認します。これらを備えたケースは、構造上、完全な気密状態を意図していないことがあります。通気機構を備えた製品では、ケース全体の気体漏れ量だけで防水性能を判断するのではなく、通気部の仕様に合った評価方法を選択します。

さらに、試作依頼時には試験対象を明確にする必要があります。本体のみを評価するのか、ふた、パッキン、ねじ、ケーブル、コネクターまで取り付けた完成状態を評価するのかによって、試験結果の意味が変わります。

防水性能を最終的に確認する場合は、原則として実際の使用状態に近い組立条件を再現することが重要です。

試験方法1：散水・噴流水試験で水の侵入経路を確認する

散水・噴流水試験は、防水ケースの外側から水をかけ、内部への浸入が発生するかを確認する方法です。気体の漏れ量を直接測定する試験ではありませんが、実際の防水機能を評価するうえで重要な基本試験です。

特に、屋外設備や水洗いを受ける機器など、使用中に水がケース表面に当たる用途に適しています。

試験では、ケースを実際の設置方向に固定し、想定する条件に応じて散水または噴流水を当てます。水の流量、噴射角度、距離、継続時間などは、使用条件や適用規格に合わせて設定します。

例えば、屋外設置型の計測装置では、ふたの合わせ面に水が流れ込む方向や、ケーブル引き込み部に水が当たる方向を確認することが考えられます。ケースの上面だけでなく、側面や下面に水が回り込む可能性がある場合は、それらの条件も検討します。

試験後は外側の水滴を適切に除去し、ケース内部に水が侵入していないかを確認します。内部の確認には、吸水性のある確認材や水濡れを検出できる確認材を利用する方法があります。ただし、確認材が反応しなかったことだけをもって、すべての侵入経路が存在しないと判断することはできません。

この試験で重要なのは、水が侵入した位置を特定することです。例えば、ふたの四隅付近だけで水滴が確認される場合は、パッキンの圧縮状態やふたの反り、ねじ配置などを確認する必要があります。

ケーブル引き込み部付近から侵入する場合は、シール部品の取り付け状態、ケーブル外径との適合、締め付け状態などが原因として考えられます。

散水試験には、実際の使用状態を比較的再現しやすいという利点があります。一方、噴射条件が一定でないと、試作品ごとの比較が難しくなることがあります。そのため、試作会社へ依頼する際は、使用する装置や試験条件を記録し、再試験時にも同じ条件を再現できるようにすることが重要です。

また、散水試験で問題が発生しなかった場合でも、浸漬時の水圧に耐えられるとは限りません。噴流水が当たる条件と、水中でケース全体に圧力が作用する条件は異なるためです。

同様に、浸漬試験に合格したケースでも、特定方向からの噴流水に対する性能が十分とは限りません。使用環境に応じて、両方の試験が必要かを判断することが大切です。

試験を終えた後は、単純な合否だけでなく、ケースの設置方向、散水位置、試験時間、確認された水滴の位置などを写真とともに残します。こうした記録があれば、次回試作でパッキン形状やふたの固定方法を変更した際に、改善効果を比較しやすくなります。

試験方法2：浸漬・水圧試験で水圧への耐性を検証する

浸漬・水圧試験は、防水ケースを水中に置き、外部から作用する水圧によって水が侵入するかを確認する方法です。一時的な水没が想定される機器や、水中で使用する装置のケースなどに適しています。

水中では、深くなるほど水圧が高くなります。そのため、試験条件を設定する際には、想定する水深だけでなく、浸漬時間やケースの姿勢も考慮する必要があります。

例えば、屋外の地上設備で一時的な冠水が想定される場合と、水槽内に設置して継続的に使用する場合では、求められる性能が異なります。前者では短時間の浸漬条件が重要になる一方、後者では長時間の水圧作用や材料の経時変化まで検討する必要があります。

試験では、ケースを所定の組立状態にしたうえで水中に配置し、定めた水深と時間を維持します。試験終了後は、外側に付着した水を除去してからケースを開き、内部への水の侵入を確認します。

このとき、ケース内部に吸水性の確認材を配置しておくと、微量の水が侵入した位置を把握する手掛かりになります。ただし、確認材の配置によって内部の水の移動が変わることもあるため、試験結果の解釈には注意が必要です。

浸漬試験で見落としやすいのが、温度差による影響です。

例えば、暖かい環境に置かれていたケースを冷たい水に浸すと、ケース内部の空気が冷却され、内部圧力が低下する場合があります。この圧力差が水の侵入を促す可能性があるため、製品の使用環境によっては温度条件も検討します。

ただし、温度差を含む試験を行う場合は、単純な浸漬試験とは条件が異なることを記録しておく必要があります。

また、プラスチックケースでは、水圧によってふたや本体がわずかに変形する場合があります。その変形によってパッキンの接触状態が変わり、局所的な漏れが発生することがあります。

このため、試験後には水の侵入だけでなく、ふたの変形、固定部分の緩み、パッキンのずれ、ケース本体の損傷なども確認すると効果的です。

試作品の内部に電子部品を組み込んでいる場合は、試験中の通電状態や安全対策を慎重に検討する必要があります。初期段階では、電子部品を取り付けず、同等の組立状態を再現した試験用ケースで防水性能を確認する方法も考えられます。

浸漬試験の結果を評価する際には、水の侵入がなかったという判定だけでなく、試験時の水深、時間、温度、試作品の姿勢を残しておくことが重要です。

防水性能の要求が変わった場合でも、過去の試験条件が明確であれば、追加試験が必要かどうかを判断しやすくなります。

試験方法3：加圧水没泡試験で微小な漏れ位置を特定する

加圧水没泡試験は、ケース内部に適切な圧力の空気を加えた状態で水中に浸し、外部へ漏れ出す気泡を観察する方法です。漏れが発生している位置を視覚的に把握しやすいため、防水ケースの試作段階で不具合原因を調べる際に役立ちます。

例えば、ケース本体とふたの接合部に小さな隙間がある場合、内部から空気が漏れ、周囲の水中に気泡が発生することがあります。

同様に、ねじ穴、コネクター取り付け部、接着部分、樹脂本体に存在する貫通欠陥などから空気が漏れる場合もあります。

試験を実施する際は、まずケース内部に空気を供給できる接続口を設けます。次に、設計上安全な範囲で所定の圧力を加え、圧力を管理しながらケースを水中に配置します。

その状態で接合部や開口部を観察し、継続的に気泡が発生する箇所を探します。

ただし、水中に入れた直後は、ケース表面の凹凸やねじ穴の周辺に付着していた空気が離れて気泡になることがあります。これを内部からの漏れと誤認しないよう、気泡が継続して発生するか、圧力を加えたときに変化するかなどを確認します。

加圧水没泡試験の大きな利点は、漏れ位置を確認しやすいことです。

圧力減衰試験ではケース全体の漏れ傾向を把握できますが、圧力が低下した原因がどの位置にあるかまでは、単独で特定できない場合があります。そのようなときに加圧水没泡試験を組み合わせると、不具合箇所を絞り込みやすくなります。

一方、この試験には注意点もあります。

ケース内部から外部へ空気を押し出す試験であるため、実際に外部から水が押し込まれる使用状態とは、圧力の作用方向が異なります。パッキンの形状や取り付け状態によっては、圧力の方向によって密封性が変わることがあります。

したがって、気泡が発生しなかった場合でも、外部水圧に対する防水性能を直接保証することはできません。

また、試験の検出能力は圧力、観察時間、漏れ経路、気泡の大きさなどに左右されます。ごく小さな漏れでは、観察時間内に明確な気泡が発生しない場合もあります。

さらに、空気を供給するための接続部自体に漏れがあると、試験結果を正しく判断できません。試験治具や配管の気密性を先に確認することが重要です。

プラスチック試作会社へ依頼する場合は、試験圧力、保持時間、観察方向、気泡発生時の記録方法をあらかじめ決めます。

漏れが見つかった場合は、試験を終えた後にパッキンの状態や合わせ面を確認し、加工精度による問題なのか、組立条件による問題なのかを切り分けると、効率的な設計改善につながります。

試験方法4：圧力減衰試験でケース全体の気密性を測定する

圧力減衰試験は、ケース内部に空気などの試験用気体を加え、所定の圧力に達した後で供給を停止し、一定時間内の圧力変化を測定する方法です。

ケース全体の気密性を数値で比較しやすいため、試作品の評価だけでなく、量産時の検査方法を検討する際にも有用です。

基本的な考え方は、密閉された空間から気体が漏れると、条件によって内部圧力が低下するというものです。

ただし、圧力の低下がすべて漏れを意味するわけではありません。気体の温度変化、ケース本体の変形、パッキンのなじみ、試験配管の漏れなどによっても測定値が変動します。

試験では、ケースを専用の治具に取り付け、必要に応じて内部に所定の圧力を加えます。その後、気体の供給を停止し、測定系を隔離して圧力変化を記録します。

このとき、加圧直後に測定を始めると、気体の温度変化やケースの変形による影響を受けやすくなります。そのため、加圧後に適切な安定化時間を設けることが重要です。

特にプラスチック製ケースでは、圧力を加えると、ふたや薄肉部分がわずかに膨らむことがあります。

この変形によって内部容積が変わると、実際には漏れがなくても圧力が低下する場合があります。反対に、温度上昇によって圧力が高くなると、漏れによる低下が分かりにくくなることもあります。

したがって、圧力減衰試験では、試験室の温度、ケースの温度、内部容積、安定化時間などをできるだけ一定にすることが求められます。

また、ケースの大きさが異なる場合、同じ漏れ量でも圧力変化の現れ方が異なります。圧力低下量だけを単純に比較するのではなく、試験対象の内部容積や測定条件を考慮する必要があります。

圧力減衰試験の合否基準は、製品の使用条件や要求性能に応じて設定します。

例えば、同じ構造の試作品を複数製作し、同一条件で測定することで、パッキン形状や固定方法を変更した際の影響を比較できます。測定値のばらつきが大きい場合は、組立方法や試験治具の再現性を確認する必要があります。

また、内部を加圧する方法が構造上難しいケースでは、適切な治具を用いて減圧側の圧力変化を利用する方式なども検討できます。ただし、加圧方式と減圧方式では荷重の作用方向や測定特性が異なるため、試験結果を同一条件として比較することはできません。

圧力減衰試験の利点は、測定条件を統一することで数値による管理ができることです。量産工程では、検査装置を利用して一定の条件で評価する運用も考えられます。

一方、微小な漏れを検出するには、試験装置の分解能や測定系の安定性が重要になります。また、圧力減衰試験だけでは漏れ位置を特定しにくいため、不合格品の原因調査には気泡観察などを組み合わせる方法が有効です。

プラスチック試作依頼では、将来の量産検査を想定し、試作段階から圧力減衰試験の適用可否を確認しておくと、検査方法の標準化を進めやすくなります。

試験方法5：トレーサーガス試験で微細な漏れを検出する

トレーサーガス試験は、漏れの検出に適した気体を利用し、専用の検出装置で気体の移動を調べる方法です。一般的な気泡観察や圧力変化の測定では検出が難しい微小な漏れを評価したい場合に検討されます。

試験用気体には、検出装置や対象製品の条件に適したものを選びます。例えば、ヘリウムなどの気体を用いて漏れを測定する方式があります。

試験方式には、ケース内部に試験用気体を導入して外部への漏れを調べる方法や、外部の気体を吸引して漏れの有無を調べる方法などがあります。

検出方法や試験治具の構成は、ケースの大きさ、材質、要求される検出感度などによって異なります。

トレーサーガス試験の特徴は、適切な条件を整えることで、微小な気体漏れを高感度に検出できることです。

例えば、内部に精密な電子部品や湿気に弱い部品を収納するケースでは、微小な漏れの把握が重要になる場合があります。そのような用途では、通常の散水試験や圧力減衰試験に加えて、より高感度な漏れ検査を検討することがあります。

ただし、微小な気体漏れを検出できることと、実際に水が侵入することは同じではありません。

気体と水では粘性や表面張力などの性質が異なり、漏れ経路を通過する条件も変わります。そのため、検出された気体漏れ量をそのまま水の侵入量に換算できるとは限りません。

防水ケースの要求性能を評価する場合は、気体漏れ量と実際の防水性能の関係を、必要に応じて水を使用した試験で確認することが重要です。

また、プラスチック材料によっては、気体が材料内部を徐々に透過する場合があります。特に高感度な測定では、接合部からの漏れだけでなく、材料自体の気体透過特性が結果に影響する可能性があります。

試験結果を評価する際には、漏れ経路が接合部にあるのか、材料の透過に関係するのかを区別する必要があります。

さらに、試験用気体の濃度、周囲の背景濃度、検出装置の校正状態、試験治具の密封状態などによって測定結果が変わります。再現性のある測定を行うためには、条件管理が欠かせません。

トレーサーガス試験は、すべての防水ケースに必要な方法ではありません。

一般的な屋外用ケースでは、散水試験や浸漬試験、圧力減衰試験によって要求性能を確認できる場合があります。一方、要求される漏れ管理が厳しい製品では、高感度な試験方法が有効になることがあります。

試作会社へ依頼する際には、単に高精度な漏れ検査を希望するのではなく、どの程度の漏れを問題とするのか、どのような使用環境を想定しているのかを明確に伝えることが大切です。

また、試験用気体や加減圧装置を扱うため、適切な設備と安全管理のもとで実施する必要があります。

試験結果から防水ケースの構造を改善するポイント

防水ケースの気密試験で漏れが確認された場合は、試験条件と漏れ位置を整理し、原因に応じた構造改善を行うことが重要です。

試作段階では、一度の試験で合格することだけを目標にするのではなく、不具合の原因を把握し、同じ問題が繰り返されない設計へ改善していく必要があります。

まず確認したいのが、ケース本体とふたの合わせ面です。

プラスチックケースでは、加工時の変形や成形収縮などによって、合わせ面の平面度が十分に確保できない場合があります。ふたを固定した際に部分的な隙間が生じると、その部分から空気や水が通過する可能性があります。

このような場合は、合わせ面の平面度や固定点の配置、ふたの剛性などを確認します。

ねじで固定する構造では、ねじの配置や締め付け順序によって、パッキンの圧縮状態が変化することがあります。締め付け条件を統一しても漏れが発生する場合は、ふたの変形やパッキン溝の形状を見直す必要があります。

次に重要なのが、パッキンの設計です。

パッキンは、適切な圧縮状態になることでシール機能を発揮します。ただし、圧縮量が不足すると接触圧力が十分に得られず、反対に過度な圧縮はパッキンの損傷や変形、長期的な性能低下につながる場合があります。

そのため、パッキンの材質、断面形状、溝寸法、圧縮状態を総合的に検討することが必要です。

特に角部では、パッキンの曲がり方や溝の形状によって局所的な変形が生じることがあります。直線部分では問題がなくても、角部から漏れが発生する場合には、パッキン経路や曲率を見直すことが有効です。

ケーブル引き込み部も重要な確認箇所です。

ケーブルを通す穴には、ケーブル外径に適合したシール構造が必要です。さらに、ケーブルが引っ張られたり曲げられたりすると、シール部分に荷重が作用することがあります。

そのため、試作段階ではケーブルをまっすぐ取り付けた状態だけでなく、実際の使用時に想定される取り回しや固定状態も考慮します。

また、積層造形などで製作した試作品では、材料や造形条件によってケース本体に微細な空隙が存在する場合があります。このような場合は、接合部だけでなく、ケース本体からの漏れがないかも確認する必要があります。

必要に応じて、壁厚や造形方向、後処理方法、製作工法の変更などを検討します。

ただし、試作品に表面処理や封止処理を追加して気密性が改善したとしても、その結果を別の製造方法で作った部品にそのまま適用できるとは限りません。

重要なのは、試験結果と構造変更の関係を明確にすることです。

例えば、最初の試作品でふたの角部から漏れが発生した場合、次の試作ではパッキン溝の寸法だけを変更し、同じ試験条件で再評価する方法があります。

複数の設計条件を同時に変更すると、どの変更が改善に寄与したのかを判断しにくくなります。可能な範囲で変更点を整理し、比較できる条件を残すことが重要です。

このような検証を積み重ねることで、単に漏れのない試作品を作るだけでなく、量産時にも安定した防水性能を確保しやすい設計へ近づけられます。

プラスチック試作会社に依頼するときの仕様書と確認事項

防水ケースの試作を外部の製作会社へ依頼する際には、形状データや図面だけでなく、防水性能に関する要求事項も共有することが重要です。

特に「防水ケースとして製作してほしい」という説明だけでは、必要な性能が十分に伝わらない場合があります。

例えば、雨水の侵入を防ぐことが目的なのか、水中で一定時間使用することが目的なのかによって、適した構造や試験方法が異なります。

依頼時には、まず使用環境を具体的に説明します。

屋外に設置する場合は、雨が直接当たるのか、軒下などで水の影響が限定されるのか、水洗いを受ける可能性があるのかを整理します。水没する可能性がある場合は、想定する水深や時間を確認します。

次に、ケースの構造について必要な情報を提供します。

ふたの固定方法、パッキンの有無、ケーブル引き込み部、コネクター、通気部、ねじ穴などは、防水性能に直接関係する箇所です。

図面では、それぞれの部品の取り付け位置や寸法、必要な公差を明確にします。

特にパッキン溝については、寸法だけでなく、相手部品との組合せによって決まる圧縮状態を確認することが重要です。シール部品の仕様に適した溝形状になっているかを、製作前に検討する必要があります。

また、試作品の製作方法についても確認します。

プラスチック試作では、切削加工、積層造形、簡易型を利用した成形など、複数の方法が考えられます。それぞれ寸法精度、表面状態、内部構造、材料特性などが異なるため、防水性能に影響する可能性があります。

外観や組付けの確認が主な目的であれば、比較的短い工程で形状を確認できる製作方法が適している場合があります。

一方、量産品に近い防水性能を評価したい場合は、材料や製法の違いが試験結果に与える影響を考慮する必要があります。

試験を依頼する際には、合否判定だけでなく、試験条件と測定結果を確認できるようにします。

例えば、圧力減衰試験では、試験圧力、安定化時間、測定時間、圧力変化、使用した治具などの情報が重要です。

散水試験や浸漬試験では、水の当て方や浸漬条件、試験後の内部確認結果を記録します。

不具合が確認された場合には、漏れ位置の写真や組立状態の記録を残すようにすると、設計側でも原因を検討しやすくなります。

さらに、試験の対象となる試作品を識別できるようにすることも大切です。

同じ形状に見えるケースでも、加工条件やパッキン材質、ねじの締め付け条件が異なる場合があります。試作品ごとに識別番号や設計版数を管理し、どの条件で製作された部品なのかを追跡できる状態にします。

試作会社との打ち合わせでは、検査設備の有無だけでなく、防水構造の製作経験、試験条件の調整能力、不具合発生時の原因調査への対応なども確認すると効果的です。

なお、すべての試作会社が高感度の漏れ検査設備を保有しているとは限りません。必要な試験設備がない場合は、外部の試験機関を利用することも含め、製作から評価までの役割分担を明確にしておく必要があります。

量産移行前に確認したい気密性のばらつきと耐久性

試作段階で防水性能が確認できたとしても、その結果だけで量産時の品質が保証されるわけではありません。

量産では、材料ロットの違い、成形条件の変動、工具の摩耗、組立作業のばらつきなどによって、部品の寸法やパッキンの圧縮状態が変化する可能性があります。

そのため、量産移行前には、複数の試作品や試験用サンプルを用いて、気密性の再現性を確認することが重要です。

例えば、同じ設計条件のケースを複数製作し、同じ圧力減衰試験を実施します。

測定結果が安定している場合は、一定の再現性があると考えられます。一方、測定値に大きなばらつきがある場合は、製造条件、組立条件、試験治具などの影響を調べる必要があります。

特にプラスチック部品では、材料の収縮や反りによって合わせ面の状態が変わることがあります。試作品と量産品で製造方法が異なる場合は、量産方法に近い条件で改めて評価することが大切です。

また、防水性能は使用開始時だけでなく、使用期間中にも維持される必要があります。

屋外で使用するケースでは、温度変化、紫外線、雨水、振動などの影響を受ける可能性があります。こうした環境負荷によって、ケース本体の変形やパッキンの劣化が進む場合があります。

例えば、温度が高い状態と低い状態を繰り返すと、プラスチック部品とシール部品の熱膨張特性の違いによって、接触状態が変化することがあります。

また、長期間パッキンを圧縮した状態にすると、材質や使用条件によっては圧縮永久ひずみが生じ、密封性能が低下する可能性があります。

こうした影響を評価するには、想定する使用環境に応じた耐久試験を実施し、その前後で気密性や防水性を比較する方法が考えられます。

例えば、温度変化を与えた後に圧力減衰試験を行ったり、組立と分解を繰り返した後に散水試験を実施したりすることで、初期状態からの性能変化を確認できます。

ただし、耐久試験の条件は製品の使用環境に合わせて設定する必要があります。実際の劣化を十分に再現できない試験条件では、長期的な性能を適切に評価できない場合があります。

加えて、量産時には検査方法そのものの再現性も確認することが重要です。

試験装置の接続方法や治具の締め付け状態が毎回異なると、同じ製品でも測定値が変動する可能性があります。検査担当者が変わっても一定の条件で評価できるよう、作業手順と判定基準を標準化する必要があります。

防水ケースの品質を安定させるには、設計上のシール性能だけでなく、製造工程と検査工程を含めて管理することが重要です。

試作段階からこうした量産時の課題を意識しておけば、工程変更や設備導入に伴う手戻りを減らしやすくなります。

まとめ｜用途に合わせた試験の組み合わせが重要

プラスチック試作依頼で防水ケースの気密性を検証する際には、使用環境や要求性能に適した試験方法を選ぶことが重要です。

散水・噴流水試験は、実際に水が当たる状況を再現し、水の侵入経路を確認する方法です。屋外設備や水洗いを受けるケースの評価に役立ちます。

浸漬・水圧試験は、水中で外部から圧力が作用する条件を再現し、防水性能を確認する方法です。一時的な水没や水中使用が想定されるケースで重要になります。

加圧水没泡試験は、ケース内部から漏れ出す空気を気泡として観察し、漏れ位置を特定する方法です。試作段階で不具合の原因を調べる際に役立ちます。

圧力減衰試験は、一定時間内の圧力変化を測定し、ケース全体の気密性を数値で評価する方法です。測定条件を統一することで、試作品同士の比較や量産検査への展開を検討できます。

トレーサーガス試験は、専用の気体と検出装置を利用して微小な漏れを調べる方法です。一般的な方法では検出が難しい漏れを評価したい場合に選択肢となります。

ただし、どの試験方法にも適用範囲と限界があります。気体の漏れが少ないことが、そのまま水の侵入がないことを意味するわけではありません。また、ある散水条件に合格したケースが、すべての浸漬条件に対応できるとも限りません。

そのため、まず防水ケースの使用条件を明確にし、必要な性能に応じて試験方法を組み合わせることが大切です。

さらに、試験結果は合否だけでなく、試験条件、試作品の仕様、組立状態、漏れ位置などを記録しておくことが重要です。これらの情報を整理することで、設計変更の効果を比較しやすくなり、量産時の品質管理にも活用できます。

特に、屋外設備や建設現場などで使用する防水ケースでは、試験室での評価に加えて、実際の設置状態や周辺環境を記録することも有効です。

例えば、ケースの設置方向、ケーブルの取り回し、水が当たりやすい位置、固定部の状態などを現場写真として残しておけば、使用環境と不具合の関係を確認しやすくなります。

こうした現場での記録管理には、現場写真・位置情報・施工記録を管理できるLRTK Phoneの活用も考えられます。

LRTK Phoneは気密性や防水性を直接測定する試験装置ではありませんが、設置状況や施工状態を写真と位置情報で整理し、試作品の評価結果や現場で発見された課題と対応付けて管理する運用に役立ちます。

特に、複数の現場で防水ケースを使用する場合や、設置条件の違いによる不具合を調査する場合には、現場の記録を継続的に残しておくことで、設計部門と施工担当者の情報共有を進めやすくなります。

プラスチック製防水ケースの開発では、形状や寸法を確認するだけでなく、試作段階から気密性、防水性、組立性、耐久性を総合的に評価することが重要です。

適切な試験方法を選び、結果を設計改善と現場での記録管理につなげることで、実際の使用環境に適した、信頼性の高い防水ケースの製品化を目指せます。