試作相談窓口で防水構造の不具合を防ぐ6つの設計確認ポイント

防水構造の試作で不具合が発生する主な原因

屋外機器、電子機器、計測装置、産業用センサーなどの製品開発では、水の侵入を防ぐための防水構造が重要な設計要素になります。雨水や水しぶき、洗浄水、湿気などから内部部品を保護する必要がある製品では、防水性能の不足が故障や品質不良につながる可能性があります。

しかし、防水構造は外装部品にパッキンを追加するだけで成立するものではありません。筐体の合わせ面、ねじ締結部、ケーブルの引き込み口、コネクタ周辺、材料の熱膨張、組立時の変形など、複数の要素が防水性能に影響します。

試作品の段階では水の侵入が確認されなくても、量産工程に移行した後に不具合が発生する場合があります。その原因として、部品の寸法ばらつき、締付条件の違い、材料の経年変化、製造方法の変更などが考えられます。

特に注意したいのは、試作時に成立した防水性能が、そのまま量産品でも再現されるとは限らない点です。試作品を手作業で慎重に組み立てた場合と、量産工程で一定の作業時間内に組み立てた場合では、パッキンの位置や圧縮状態に違いが生じることがあります。

また、防水試験の条件が実際の使用環境と一致していない場合も問題になります。短時間の散水試験で問題がなくても、長期間の屋外使用や温度変化を伴う環境で同じ性能が維持されるとは限りません。

こうした問題を防ぐためには、試作相談窓口を活用し、製品設計、材料選定、加工方法、組立工程、評価試験を一体的に検討することが重要です。

試作相談窓口には、設計図面をもとに製作を依頼するだけでなく、防水性能に関する課題を整理し、設計上のリスクや製造工程で注意すべき条件を明確にする役割も期待できます。

例えば、筐体の合わせ面から浸水する可能性がある場合、単純にパッキンを厚くするのではなく、溝形状、圧縮率、締結位置、部品剛性などを総合的に見直す必要があります。

防水構造の試作では、不具合が発生してから対策するよりも、初期設計の段階で水の侵入経路を想定し、評価方法まで決めておくことが効率的です。

ここでは、防水構造を持つ製品の試作を相談する際に確認しておきたい6つの設計ポイントと、試作から量産へ移行するまでの検証方法を解説します。

試作相談窓口に相談する前に整理しておきたい設計条件

防水構造の試作相談を円滑に進めるためには、製品に求める機能と使用条件を事前に整理することが重要です。

防水性能という言葉だけでは、どの程度の水の侵入を防ぐ必要があるのかを具体的に判断できません。屋内で結露が発生する環境と、屋外で風雨にさらされる環境では、必要な設計対策が異なります。

まず確認したいのは、製品が使用される場所です。屋内、屋外、地下設備、水辺、工場内など、設置環境によって想定する水の影響は変わります。

屋外設置機器であれば、雨水の流れ込み、風を伴う降雨、日射による温度上昇、夜間の冷却などを考慮する必要があります。工場内で使用する機器では、洗浄方法や洗浄頻度、使用する液体の性質などが重要になります。

次に、製品の使用姿勢と設置方法を整理します。同じ筐体でも、水平に設置する場合と垂直に設置する場合では、水が滞留する場所や内部へ侵入しやすい経路が変わることがあります。

さらに、製品の使用期間や保守方法も確認しておきます。定期的に筐体を開閉する製品では、パッキンの交換性や再組立時の密閉性能を考慮しなければなりません。

一方、通常は開閉しない製品では、接着や封止材による構造も選択肢になります。ただし、内部部品の交換や故障解析が必要な製品では、分解性との両立が課題になります。

試作相談窓口に提出する資料としては、製品の外形図、内部部品の配置図、想定使用環境、求める防水性能、製造予定数量、保守条件などを整理しておくと、具体的な技術検討につながります。

図面が完成していない場合でも、既存の試作品や簡易的な構想図、使用環境の説明資料から相談を始めることは可能です。ただし、未確定の設計条件と確定済みの要求事項を区別する必要があります。

特に、絶対に水を侵入させてはいけない箇所と、機能上問題のない範囲で水の存在を許容できる箇所を区別すると、適切な構造を検討しやすくなります。

製品内部を一律に密閉するのではなく、重要部品を保護する区画を設けるなど、防水対象を明確にする設計も考えられます。

このように要求条件を整理しておくことで、試作相談窓口との認識の違いを減らし、検証すべき課題を具体化できます。

確認ポイント1｜使用環境に合わせた防水性能と要求仕様を明確にする

防水構造の試作で最初に確認したいのは、製品に求める防水性能を具体的な条件として定義できているかどうかです。

防水性能には、水滴への耐性、散水への耐性、噴流水への耐性、一時的な水没への耐性など、異なる要求があります。これらは同じ防水という言葉で表現されますが、設計上の対策や試験条件は必ずしも共通ではありません。

例えば、雨水にさらされる屋外機器では、上方からの水滴だけでなく、風によって側面や下方から水が到達する状況を考慮する必要があります。

一方、清掃時に水をかける製品では、噴流の方向や水圧、噴射距離、洗浄時間などによって浸水リスクが変化します。

防水性能の目標を設定する際には、一般的にIP等級と呼ばれる外郭の保護等級を参考にする方法があります。IP等級では、危険な部分への接近、固形異物の侵入、水の侵入に対する外郭の保護の程度を、規定された条件に基づいて分類します。

ただし、IP等級はあらゆる使用条件に対する防水性能を保証するものではありません。例えば、一時的な水没に関する試験に適合していても、別の条件である強い噴流水への耐性まで自動的に保証されるわけではありません。

実際の使用環境に洗浄水、温水、薬液、塩分などが含まれる場合は、それぞれの影響を個別に検討する必要があります。

試作相談窓口では、単に防水仕様を指定するだけでなく、なぜその性能が必要なのかを共有すると設計の方向性を決めやすくなります。

例えば、屋外に設置する小型計測装置を開発する場合、通常の降雨だけでなく、設置時の水の流れ込みや、長期間の温度変化によるシール部の劣化も想定されます。

そのため、初期状態での散水試験に加えて、温度変化を与えた後の防水性能や、保守作業後の再組立状態を確認する必要があるかを検討します。

また、製品が使用される期間も要求仕様に影響します。短期間だけ使用する装置と、長期間屋外に設置される装置では、材料の耐候性やパッキンの経年変化に対する考え方が異なります。

製品を長期間使用する場合は、初期性能だけでなく、一定期間の使用を想定した性能維持も設計目標に含めることが重要です。

さらに、防水性能を評価するための合否基準を明確にする必要があります。

試験後に筐体内部へ水が侵入していないことを確認するのか、機能に影響する水の侵入がないことを判断するのかによって、評価方法が変わります。

外郭の保護等級に関する規格試験を採用する場合は、該当する試験方法と判定基準に従う必要があります。独自の使用環境試験を追加する場合も、その目的と合否基準を別途定義しておくことが大切です。

試作段階では、要求する性能、想定する使用条件、採用する試験方法、合否判定の基準を一つの仕様として整理します。

これらの条件を試作相談窓口と共有することで、防水性能が不足する設計だけでなく、必要以上に複雑な構造となることも避けやすくなります。

確認ポイント2｜パッキンとシール構造の密着性を確認する

防水構造の不具合が発生しやすい箇所の一つが、筐体の合わせ面や蓋の接合部です。

二つ以上の部品を組み合わせて筐体を構成する場合、部品間に生じる隙間を適切に封止する必要があります。その方法として、弾性材料を利用したパッキンやガスケット、液状のシール材などが使用されます。

しかし、シール材を配置しただけでは、十分な防水性能が得られるとは限りません。

パッキンを使用する場合は、材料の特性、断面形状、溝の寸法、圧縮量、締結方法、合わせ面の精度などを総合的に確認する必要があります。

特に重要なのが、パッキンの圧縮状態です。

圧縮が不足すると、部品間の隙間を十分に埋められず、水の侵入経路が残る可能性があります。一方、過度に圧縮すると、パッキンの損傷や早期劣化、組立時のはみ出しなどにつながることがあります。

適切な圧縮範囲は、パッキンの材料や断面形状、使用条件によって異なるため、材料の仕様と実際の構造に基づいて決定する必要があります。

試作相談窓口では、パッキンの公称寸法だけでなく、筐体と蓋の寸法公差を組み合わせたときに、圧縮量がどの範囲で変動するかを確認することが重要です。

例えば、筐体側の溝が深くなり、蓋側の接触位置が高くなる寸法の組み合わせでは、パッキンの圧縮が不足する可能性があります。

反対に、溝が浅くなり、部品間の隙間が小さくなる組み合わせでは、過度に圧縮される場合があります。

そのため、設計値だけでなく、許容公差の組み合わせを考慮してシール性能を検討する必要があります。

また、パッキンを配置する溝の形状も重要です。溝幅が不足している場合、パッキンが圧縮時に適切に変形できない可能性があります。

溝の角部が鋭い場合や、加工時のバリが残っている場合には、組立時にシール材を傷つけるおそれがあります。

さらに、筐体の締結方法も防水性能に影響します。

ねじで蓋を固定する場合、ねじの配置が偏っていると、締結力が局所的に集中し、合わせ面の一部で圧縮不足が発生する可能性があります。

大きな蓋や薄肉の樹脂筐体では、ねじ締結によって蓋が反り、中央部のパッキンに十分な圧縮が与えられない場合もあります。

このような構造では、締結位置の見直し、蓋の剛性確保、圧縮量を管理するストッパー構造などが検討対象になります。

シール材の選定では、耐水性だけでなく、温度特性、耐候性、使用する液体との適合性、圧縮永久ひずみなども考慮します。

圧縮永久ひずみとは、弾性材料を一定時間圧縮した後、圧縮を解除しても元の形状に完全には戻らない性質に関係する指標です。この影響が大きい場合、長期間の使用によってシールの接触状態が変化する可能性があります。

液状のシール材を使用する構造では、塗布量、塗布位置、硬化条件、接着面の清浄度などを確認する必要があります。塗布が途切れたり、気泡が残ったりすると、局所的な浸水経路になる場合があります。

また、シール材の硬化後に筐体を分解できるかどうかも、製品の保守方針と合わせて検討することが重要です。

試作品では、図面どおりのパッキンが入っているかを確認するだけでなく、実際の圧縮状態や接触範囲を評価することが望まれます。

防水性能が不安定な場合は、パッキンの材質変更を優先するのではなく、合わせ面の変形や圧縮量のばらつきが原因になっていないかを確認することが、効果的な改善につながります。

確認ポイント3｜開口部・接続部・配線貫通部の浸水経路を防ぐ

防水構造を設計する際は、筐体の合わせ面だけでなく、外部と内部をつなぐ開口部にも注意が必要です。

電源ケーブル、信号ケーブル、コネクタ、操作スイッチ、表示部、通気孔などは、製品に必要な機能を実現する一方で、水が侵入する経路になる可能性があります。

特に、ケーブルの引き込み部分は防水不具合が発生しやすい箇所の一つです。

ケーブルが筐体を貫通する部分では、ケーブル外径と貫通孔の寸法、シール部品の適合性、固定方法、外部から加わる力などを確認する必要があります。

例えば、ケーブル外径が設計上の想定より小さい場合、シール部品との密着が不足する可能性があります。反対に、外径が大きすぎる場合は、シール部品が過度に変形し、組立不良や損傷につながることがあります。

また、ケーブルが引っ張られたり曲げられたりする環境では、シール部分に繰り返し荷重が加わることがあります。

そのため、ケーブルの固定位置や曲げ半径を考慮し、外力がシール部へ直接集中しないようにすることが重要です。

試作相談窓口では、ケーブルの外径だけでなく、被覆材の性質、使用温度、曲げ条件、引張荷重などを共有し、適切な固定構造を検討する必要があります。

コネクタを使用する場合は、コネクタ単体の防水性能だけでなく、筐体への取り付け状態と接続状態を確認します。

防水性能を持つコネクタでも、取り付け面の形状や締結条件が不適切であれば、筐体との接合部から水が侵入する可能性があります。

さらに、コネクタの接続時と未接続時では、防水性能が異なる製品構造もあります。そのため、保管時、使用時、保守時のそれぞれで、どの状態まで防水性能を求めるかを明確にする必要があります。

操作スイッチや表示窓などの開口部では、取り付け面の平面度、接着部の連続性、シール材の位置ずれなどが確認項目になります。

透明な窓部品を筐体に取り付ける場合、材料間の熱膨張差によって接着部分に応力が発生することもあります。

また、ねじ穴や固定部品の構造によっては、外部の水が内部へ到達する経路が形成される場合があります。貫通ねじを使用する場合は、必要に応じて締結部にもシール構造を設けるなどの検討が必要です。

設計段階では、水が製品表面をどのように流れるかを想定することも重要です。

例えば、ケーブルの引き込み口が上向きに配置されている場合、水が貫通部周辺に滞留しやすくなることがあります。設置姿勢や周囲の形状によっては、水を接続部から離すための構造や、適切な排水経路を設けることが有効です。

ただし、排水孔を設ける場合は、その孔が別の条件で浸水経路にならないか確認しなければなりません。

試作品では、各開口部を個別に評価するだけでなく、ケーブルを接続し、製品を実際の設置姿勢にした状態で防水性能を確認することが重要です。

接続部を含む製品全体として評価することで、部品単体の試験では発見できなかった問題を把握しやすくなります。

確認ポイント4｜材料特性と寸法公差による防水性能のばらつきを抑える

防水構造の性能は、設計した形状だけでなく、実際に使用する材料や加工精度によっても変化します。

試作品では防水試験に合格していても、量産時の材料変更や加工方法の違いによって、同じ性能を再現できなくなる場合があります。

特に確認したいのが、筐体材料の剛性と寸法安定性です。

樹脂筐体は軽量で複雑な形状を成形しやすい一方、材料や形状、製造条件によっては反りや収縮が発生することがあります。

防水構造では、わずかな反りでもパッキンの接触状態に影響する可能性があります。

例えば、筐体の合わせ面が平面として設計されていても、成形後に中央部分がわずかに浮いた状態になると、シール材の圧縮量が場所によって異なる場合があります。

この問題を防ぐためには、材料の剛性、肉厚、リブ配置、成形条件などを考慮し、組立後の変形を評価する必要があります。

金属筐体では、加工精度を確保しやすい場合がある一方、温度変化による膨張や、異種金属との接触による腐食などに注意が必要です。

腐食によって合わせ面の状態が変化すると、防水性能の維持に影響する可能性があります。屋外や塩分を含む環境で使用する場合は、材料の組み合わせや表面処理の適合性も検討対象になります。

また、シール面の表面粗さや平面度も重要です。

表面が粗すぎる場合、微細な凹凸が水の侵入経路になる可能性があります。一方、必要な表面状態はシール材の種類や接触圧によって異なるため、一律の数値では判断できません。

試作相談窓口では、シール面に要求する平面度や表面粗さを、採用するシール構造に合わせて検討する必要があります。

切削加工で製作する試作品と、樹脂成形で製造する量産品では、得られる寸法精度や表面状態が異なる場合があります。

さらに、積層方式で製作する試作品では、材料や造形条件によって微細な空隙が残り、部品自体を水が通過する可能性もあります。

したがって、外形が同じであっても、異なる製造方法で製作した部品が同等の防水性能を持つとは限りません。

試作段階では、製造方法に起因する影響と、基本的な設計形状に起因する影響を区別して評価することが重要です。

特に量産移行を予定している場合は、量産時に採用する材料と製造方法を早期に共有し、試作結果の適用範囲を確認する必要があります。

寸法公差についても、個々の部品だけで判断するのではなく、組み立てた状態で評価することが重要です。

筐体、蓋、パッキン、締結部品などの寸法ばらつきが積み重なることで、シール部の隙間や圧縮量が変化します。

このような寸法の積み重なりを検討することで、設計上の標準寸法では問題がなくても、公差範囲の端に近い組み合わせで防水性能が不足するリスクを把握できます。

必要に応じて、寸法条件を変えた試作品を製作し、防水性能が維持される範囲を確認することも有効です。

試作相談窓口で材料選定と加工方法を相談する際は、単に図面どおりの部品が作れるかだけでなく、実際の製造ばらつきの中で防水性能を維持できるかを確認することが重要です。

確認ポイント5｜温度変化・内圧変動・結露への対策を確認する

防水構造を設計するときは、外部から侵入する液体の水だけでなく、温度変化によって発生する内部環境の変化にも注意する必要があります。

特に、密閉された筐体では、内部の空気温度が変化すると内圧が変動することがあります。

例えば、屋外に設置された機器が日中の日射によって温められ、その後、夜間に冷却される場合を考えます。

筐体内部の空気が温められると、条件によって内圧が上昇し、冷却されると低下する方向に変化します。

こうした圧力変動は、シール部や接着部に負荷を与える場合があります。

また、冷却によって内部が外部より低い圧力になると、シール部に微小な隙間が存在する場合、水分を含む外気や液体の水が内部へ引き込まれる可能性があります。

そのため、常温で短時間実施した防水試験だけでは、実際の使用環境における不具合を十分に評価できない場合があります。

試作相談窓口では、想定する温度範囲と温度変化の速度を整理し、防水構造への影響を確認することが重要です。

温度変化によってシール材と筐体材料の膨張量が異なる場合、接触圧が変化する可能性があります。

特に、異なる材料を組み合わせる構造では、熱膨張率の違いによって接着部や締結部に応力が集中する場合があります。

このような影響を確認するためには、必要に応じて温度サイクル試験などを実施し、試験前後の防水性能や部品の変形状態を比較します。

もう一つの重要な課題が結露です。

結露は、内部に存在する水蒸気が冷却された表面で液体の水になる現象です。筐体内に水滴が確認された場合でも、それが外部からの浸水なのか、内部の水蒸気による結露なのかを区別する必要があります。

水の侵入を防ぐ構造であっても、組立時に湿気を含んだ空気が封入されていれば、温度条件によっては内部に結露が発生する可能性があります。

また、シール材や樹脂材料を通じた水蒸気の透過も、長期間の使用では検討対象になる場合があります。

結露対策では、内部部品の配置、組立時の湿度管理、材料の吸湿特性、必要に応じた防湿対策などを検討します。

電子回路を含む製品では、結露によって絶縁性能が低下したり、金属部分の腐食が進行したりする可能性があるため、特に注意が必要です。

用途によっては、通気性を持ちながら液体の水の侵入を抑える圧力調整用の部材を採用する方法もあります。

ただし、通気部材にも使用可能な圧力条件や温度条件があり、汚れ、油分、水滴、洗浄液などによる影響を受ける場合があります。

また、通気によって内部と外部の水蒸気が移動する可能性もあるため、通気部材を取り付けるだけで結露対策が完了するわけではありません。

製品の使用条件に応じて、完全に密閉する方向で設計するのか、圧力調整や湿度管理を取り入れるのかを判断する必要があります。

防水性能を評価する際は、水の侵入を防ぐ機能と、内部に水滴を発生させないための対策を分けて検討することが重要です。

確認ポイント6｜防水試験と組立工程の再現性を検証する

防水構造の設計を完成させるためには、試作品で要求性能を確認するとともに、同じ性能を繰り返し再現できるかを検証する必要があります。

特に重要なのが、試験方法と組立条件の標準化です。

試作段階で防水試験を一度実施し、問題が発生しなかった場合でも、それだけで量産時の安定した品質が確認できたとはいえません。

部品の寸法ばらつきや組立条件の違いによって、防水性能が変化する可能性があるためです。

まず、試作品に対してどのような防水試験を実施するかを決めます。

散水試験、噴流水試験、浸漬試験、気密試験などは、確認したい特性に応じて使い分けます。

ただし、気密試験で得られる漏れに関する情報と、液体の水に対する防水性能は必ずしも同じではありません。気密試験の結果を防水性能の判定に利用する場合は、対象製品での相関や判定基準を確認する必要があります。

また、試験条件として水圧、試験時間、製品の姿勢、試験前の温度状態などを明確にすることが重要です。

試験後は、外観上の水滴の有無だけでなく、内部への水の侵入、電気的な機能、接続部の状態などを必要に応じて確認します。

電子機器の場合、試験直後に正常に動作していても、内部へ侵入した水分が後から腐食や絶縁不良の原因になる可能性があります。

そのため、試験後の開封確認や、一定時間経過後の機能確認などを評価計画に含めることも検討します。

次に、組立工程の条件を確認します。

防水構造では、部品が正しく組み立てられていることが性能の前提になります。

例えば、パッキンが溝から部分的にはみ出している状態や、組立時にねじれている状態では、十分な密閉性能を得られない可能性があります。

また、ねじの締付トルクが不均一な場合、蓋の変形やシール部の圧縮不足が発生することがあります。

そのため、締結順序、締付条件、パッキンの装着方法、シール材の塗布方法などを作業手順として整理する必要があります。

液状シール材を使用する場合は、塗布後の作業可能時間や硬化条件も重要です。

試作品を製作する担当者が変わっても、同じ作業条件を再現できるようにすることが望まれます。

さらに、組立直後の性能だけでなく、振動や温度変化などを受けた後の防水性能を確認することも重要です。

例えば、輸送中の振動によって締結部が緩んだり、繰り返しの温度変化によって接合部の状態が変化したりする可能性があります。

使用環境によっては、振動試験、温度サイクル試験、開閉繰り返し試験などを組み合わせて評価します。

ただし、すべての製品に同じ試験を実施する必要があるわけではありません。製品の構造、使用環境、想定する故障リスクに応じて、必要な試験を選定することが重要です。

量産移行を想定する場合は、試作段階で使用した部品と量産部品の違いにも注意する必要があります。

金型成形品への変更、材料の変更、締結部品の変更、組立設備の変更などが発生した場合は、防水性能への影響を評価する必要があります。

また、抜取検査を採用する場合には、検査頻度やサンプルの選び方だけでなく、不合格が発生した際に対象ロットをどのように扱うかも事前に決めておくことが望まれます。

試作相談窓口では、試験合格だけを最終目標とせず、安定した製造工程で要求性能を再現できる状態を目指して検討を進めることが重要です。

試作相談窓口で防水構造の検証を進める具体的な手順

防水構造の設計確認を効率よく進めるには、試作相談窓口との相談を単発の製作依頼で終わらせず、要求仕様の整理から評価結果の反映までを一連の工程として管理することが重要です。

最初の段階では、製品の使用目的と防水性能の要求を共有します。

このとき、製品の外形寸法や内部構造だけでなく、設置姿勢、使用温度、洗浄条件、保守時の開閉頻度なども説明すると、必要な設計検討の範囲が明確になります。

次に、設計上のリスクを確認します。

例えば、蓋の合わせ面が長い製品では、パッキンの圧縮状態と蓋の剛性が重要になります。外部ケーブルが多い製品では、貫通部と接続部が主な確認対象になります。

この段階で、浸水経路として想定される箇所を整理しておくと、試験結果を分析する際にも役立ちます。

その後、必要な試作品を製作します。

試作品の製造方法を選定する際は、形状確認を目的とするのか、防水性能の実証を目的とするのかを区別することが重要です。

例えば、筐体の内部配置を確認するための試作品であれば、量産とは異なる製造方法でも目的を達成できる場合があります。

一方、実際の防水性能を評価する試作品では、材料特性、表面状態、寸法精度、組立条件などが評価結果に影響するため、量産品との違いを把握しておく必要があります。

試作品が完成したら、組立状態を確認します。

パッキンの位置、締結部の状態、ケーブル固定部、接着部などを確認し、設計上の想定どおりに組み立てられているかを記録します。

この確認を省略すると、防水試験で不具合が発生した場合に、設計の問題なのか組立不良なのかを判断しにくくなります。

防水試験を実施する際には、試験条件と結果を対応づけて記録します。

例えば、同じ形状の試作品でも、パッキンの材質や締付条件を変更した場合は、それぞれの仕様と試験結果を区別する必要があります。

試験結果が合格であっても、シール材の局所的な変形や部品の損傷が確認された場合は、長期使用時のリスクとして検討することが望まれます。

不合格の場合は、原因を分析し、設計変更を実施します。

設計変更では、変更箇所と変更理由を明確にし、どの問題を改善するための変更なのかを記録します。

例えば、パッキンの圧縮不足が原因と考えられる場合は、溝深さ、蓋の変形、締結条件などの関連要素を確認したうえで、変更内容を決めます。

改善後は再試作と再試験を実施し、変更によって問題が解消したかを確認します。

このように、要求仕様、設計、製作、評価、改善の各工程をつなげることで、防水構造の完成度を段階的に高めることができます。

また、試作相談窓口を選ぶ際には、製作対応だけでなく、設計上の課題を整理できるか、評価方法について相談できるか、改善内容を製造工程に反映できるかを確認することも重要です。

複数の加工方法や材料を比較する必要がある場合は、各工程の技術的な制約を踏まえて相談できる体制が役立ちます。

防水不具合が発生した場合の原因分析と設計改善

防水試験で不具合が発生した場合は、浸水箇所を確認し、発生条件と構造上の原因を切り分けることが重要です。

防水不具合は、必ずしも水が確認された場所から侵入しているとは限りません。

例えば、筐体上部の合わせ面から侵入した水が内部を流れ、下部の電子部品付近にたまる場合があります。

そのため、水が付着していた位置だけで浸水経路を判断すると、適切な改善につながらない可能性があります。

原因を調査する際は、試験前の組立状態、試験中の製品姿勢、水の当たり方、試験後の水分の分布などを確認します。

必要に応じて、試験方法に影響しない範囲で浸水経路を特定するための補助的な確認方法を採用することも考えられます。

ただし、着色液などの使用は、材料への影響や試験条件の変化を伴う可能性があるため、正式な防水性能の判定試験とは区別する必要があります。

浸水経路が特定できた場合は、その箇所の構造と製造条件を詳しく調べます。

合わせ面から浸水していた場合は、平面度、パッキンの圧縮量、ねじ締結条件、異物の付着などを確認します。

ケーブル貫通部から浸水していた場合は、シール部品の適合性やケーブルへの外力を確認します。また、ケーブルの内部構造によっては、端部から入り込んだ水分が内部を伝わる可能性もあるため、外周のシールだけでなくケーブル端末の処理についても検討します。

接着部からの浸水が疑われる場合は、接着面の状態、塗布範囲、硬化条件、材料間の相性などを確認します。

原因を明確にする前に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判断しにくくなります。

そのため、可能な範囲で主要な要因を分けて検証し、改善効果を確認することが望まれます。

ただし、複数の要因が重なって不具合が発生している場合もあるため、一つの変更で解消しなければ関連する条件を組み合わせて評価する必要があります。

また、不具合対策では、防水性能以外への影響にも注意が必要です。

例えば、パッキンの圧縮量を増やすことで防水性能が改善しても、筐体の変形や組立負荷の増大、シール材の耐久性低下につながる可能性があります。

接着材を追加する場合も、分解修理の難しさや材料への影響が新たな課題になることがあります。

そのため、設計改善は防水性能だけでなく、製造性、保守性、耐久性とのバランスを考えて実施することが重要です。

試作相談窓口では、不具合の状況を具体的に共有し、設計変更の内容と評価結果を継続して管理することで、同じ問題の再発を防ぎやすくなります。

まとめ｜試作相談窓口を活用して防水構造の品質を高める

防水構造の不具合を防ぐには、パッキンやシール材の選定だけでなく、使用環境、開口部の構造、材料特性、寸法公差、温度変化、組立工程、評価試験までを総合的に確認する必要があります。

特に重要なのは、試作品で防水性能が確認できたことと、量産品で安定して同じ性能を実現できることを区別することです。

試作品の段階では、設計した形状の妥当性を確認するとともに、部品の製造ばらつきや組立条件の違いによって防水性能がどのように変化するかを検討することが求められます。

試作相談窓口を活用する場合は、要求する防水性能と使用環境を明確にし、想定される浸水経路や検証したい課題を共有することが重要です。

また、防水試験で不具合が発生した場合は、浸水箇所と発生条件を整理し、原因に基づいた設計変更を進める必要があります。

こうした取り組みを継続することで、開発後半での大きな設計変更や、量産移行後の品質トラブルを減らすことにつながります。

さらに、屋外設備や建設現場で使用する機器の防水性能を検証する場合は、現場での使用状況や設置状態を写真と位置情報で記録しておくことも有効です。

現場で発生した不具合について、設置場所、機器の向き、周囲の環境、部品の状態などを整理しておくと、試作相談窓口へ状況を正確に伝えやすくなります。

そのような現場情報の管理には、LRTK Phoneの活用も選択肢になります。

LRTK Phoneは、現場写真や位置情報、施工記録の管理に活用できるプロダクトです。屋外機器の設置状態や施工時の状況を記録し、防水構造の不具合が確認された際の現場情報を整理する用途にも役立ちます。

防水試験そのものは適切な評価設備と試験方法で実施し、現場での使用状況や設置記録はLRTK Phoneなどを活用して管理することで、設計評価と実際の使用環境を結びつけやすくなります。

防水構造の試作では、製品内部への水の侵入を防ぐ設計と、実際の使用環境で性能を維持するための検証を両立させることが重要です。試作相談窓口で設計条件と評価計画を十分に確認し、不具合が発生しにくい構造と再現性の高い製造工程を目指しましょう。