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2025.12.25

軽量化・絶縁が求められる部品に|ガラエポを採用するメリットと設計のコツ

装置や機器の設計では、
軽量化・電気絶縁・構造のシンプル化 が同時に求められる場面があります。

 

そのような条件下で、
金属部品と組み合わせて使用される素材の一つとして検討されるのが
**ガラエポ(ガラスエポキシ積層板)**です。

 

本記事では、

 

  • ・ガラエポがどのような特性を持つ素材なのか
  • ・どのような部位で検討されやすいのか
  • ・設計時に注意すべきポイント

を、金属加工を前提とした現場目線で解説します。

 

 

 

  1. 1.ガラエポとは?|軽量・絶縁特性を持つ積層材料

ガラエポ(ガラスエポキシ)は、
ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸・硬化させた積層材料です。

 

代表的な規格としては FR-4 があり、
電子基板や電気絶縁部品で広く使用されています。

 

主な特長は次の通りです。

  • ・高い電気絶縁性
  • ・樹脂系材料の中では高い剛性・強度
  • ・比較的安定した寸法特性
  • ・板材としての加工実績が豊富

これらの特性から、
金属構造の中で、絶縁や軽量が求められる部位に採用されるケースがあります。

 

 

 

  1. 2.軽量化・絶縁が求められる部品で検討される理由

 

① 部品単位での軽量化に寄与しやすい

ガラエポの比重はおおよそ 1.8〜2.0 程度で、
金属材料と比較すると、部品単位で重量を抑えやすい素材です。

 

これにより、

  • ・可動部の負荷軽減
  • ・組立・据付時の作業性向上
  • ・装置全体の重量バランス調整

といった効果が期待される場合があります。

 

② 絶縁機能を部品に持たせやすい

金属部品では、絶縁が必要な箇所に対し、

  • ・金属部品
  • ・絶縁スペーサー
  • ・絶縁シート

といった複数部品で構成されることがあります。

 

ガラエポを用いることで、
構造材自体に絶縁機能を持たせる設計が可能となり、

  • ・部品構成の簡素化
  • ・組立工程の整理
  • ・絶縁関連トラブルの低減

につながるケースがあります。

 

③ 板材加工を前提とした設計がしやすい

ガラエポは、金属と同様に板材からの切削加工が可能です。

 

形状自由度そのものは金属加工と大きく変わりませんが、
絶縁機能を含めた構造を一体で設計できる点が評価されることがあります。

 

 

 

  1. 3.ガラエポが検討されやすい代表的な部位

設計現場でガラエポが検討対象になりやすいのは、次のような部位です。

  • ・絶縁スペーサー
  • ・支持板・取付板
  • ・電気部品周辺の構造材
  • ・治具・位置決めプレート
  • ・基板固定用プレート

 

いずれも、

 強度は必要だが、
 絶縁や軽量といった要件が同時に存在する部位

で採用されるケースが多く見られます。

 

 

 

  1. 4.設計時に押さえておきたい注意点

ガラエポは有用な素材ですが、
金属とは異なる特性を持つため、設計上の配慮が必要です。

 

① 衝撃・応力集中への配慮

ガラエポは剛性が高い反面、
衝撃や局所的な応力集中には注意が必要です。

  • ・角部
  • ・薄肉部
  • ・急激な段差

では欠けや割れが生じやすいため、

  • ・角Rの付与
  • ・過度な薄肉設計を避ける
  • ・応力が集中しにくい形状

といった設計配慮が重要になります。

 

② 積層方向を意識した設計

ガラエポは積層材のため、
繊維方向によって強度や加工性が異なります。

 

新規設計や再製作の際は、

  • ・図面上での条件整理
  • ・過去実績の加工条件

を踏まえ、
積層方向を考慮した設計・手配を行うことで、
加工時のトラブルを抑えやすくなります。

 

③ 摩耗・摺動用途は用途選定が重要

摺動や摩耗が前提となる部位では、
他のエンジニアリングプラスチックが適する場合もあります。

 

用途・使用環境に応じた素材選定が重要です。

 

 

 

  1. 5.ガラエポ採用を検討する際の考え方

ガラエポを検討する際は、

  • ・金属と樹脂、それぞれの特性を理解する
  • ・軽量化・絶縁が効果を発揮する部位に着目する
  • ・強度が必要な部分は形状や構造で補う

といった 使い分けの視点 が重要です。

 

一部品からの検討により、
設計リスクを抑えながら効果を確認しやすくなります。

 

 

 

  1. 6.ガラエポ加工は実績のある加工先へ

ガラエポは、

  • ・切削条件
  • ・工具摩耗
  • ・粉塵対策

など、加工ノウハウが品質に直結する素材です。

 

長友製作所では、

  • ・ガラエポを含む樹脂加工
  • ・図面ベースでの精密加工
  • ・試作・小ロット対応

を通じて、多くの実績を積んできました。

 

 

 

まとめ|ガラエポは「条件が合う部位」で力を発揮する素材

ガラエポは、

  • ・軽量化
  • ・電気絶縁
  • ・板材加工による設計対応力

といった特性を活かし、
金属と組み合わせて使用される素材として有効な選択肢です。

 

一方で、
金属とは異なる特性を持つため、
設計段階での見極めが重要になります。

 

軽量化や絶縁を求められる部位について、
素材選定でお悩みの際は、ぜひご相談ください。

この記事を書いた人

名前:代表取締役 長友慶太