インサート成形とは？ プロセス、設計上のポイント、用途

トゥオウェイ・プレシジョン エンジニア、オーウェン・リン著 · 2026年11月

インサート成形とは何でしょうか？それは、 射出成形プロセス この方法では、インサートと呼ばれる既製の部品を、プラスチックを射出する前に金型内に配置します。溶融したプラスチックがインサートの周囲に流れ込み、インサートを所定の位置に固定するため、インサートが恒久的に組み込まれた状態で、部品が一体として成形されます。

インサートの多くは金属製です。具体的には、ねじ付き真鍮ナット、スチール製ブッシュ、ピン、電気接点、端子などがあります。 このプロセスにより、別途の組み立て工程を必要とせずに、プラスチック部品に必要な箇所にのみ金属の強度や導電性を付与することができます。本ガイドでは、このプロセスの仕組み、使用されるインサートの種類、金型によるインサートの保持方法、インサートの緩みや破損を防ぐための設計上のルール、および成形後にインサートを追加する方がコスト面で有利となる場合について解説します。

簡単な答え

簡単な答え：インサート成形とは、あらかじめ成形されたインサート（通常は金属製）を射出成形金型のキャビティに配置し、1回のサイクルでその周囲をプラスチックで成形するプロセスです。 プラスチックがインサートを包み込み、機械的に固定することで、内部に金属製のネジ山、接点、または補強材を備えた単一の部品が製造されます。この成形法は、ネジ付きボス、コネクタ、センサー、ノブ、医療機器の部品などに用いられます。

射出成形における「インサート」とは何ですか？

インサートとは、射出成形前に金型内に配置され、完成品内部に組み込まれる部品のことです。プラスチックによって接合されるため、後工程でネジや接着剤、圧入などは必要ありません。

一般的なインサートには、次のようなものがあります：

• ねじ込みインサート： プラスチック部品に耐久性のある金属ねじ山を形成する真鍮製またはステンレス製のナット。
• ブッシングおよびスリーブ： シャフトやピボット用の金属製摩耗面。
• ピンとスタッド： 部品から突き出ている位置決め用突起や締結部品を見つけること。
• 電気接点およびリードフレーム： 端子、コネクタピン、およびバスバー。
• 磁石、センサー、小型電子部品： 保護のためにプラスチックの中に密封されています。
• プラスチック部品： 成形済み部品はインサートとしても使用でき、これはオーバーモールドと重なる部分があります。当社のガイドでは、 オーバーモールドとインサート成形の違い その境界線がどこにあるかを説明しています。

インサート成形の仕組み

このサイクルは標準的なものです 射出成形 最初に1つの手順が追加されたサイクル。

• インサートを準備します。 インサートは油分が除去され、素材によっては、プラスチックを冷やさないように予熱されます。
• インサートをセットしてください。 作業員またはロボットが、開いた金型内のピン、ポケット、または磁石に、各インサートを1つずつ配置します。
• 金型を閉じてください。 この工具はクランプが閉まり、各インサートをしっかりと所定の位置に固定します。
• プラスチックを射出する。 溶融したプラスチックが型腔を満たし、インサートの周囲を流れ込む。
• いいね。 プラスチックは固まるにつれてインサートに密着し、それによって固定力が強まります。
• 取り出して確認してください。 部品を取り出した後、インサートの位置、ねじ部のバリ、およびインサート周辺のひび割れについて検査を行います。

手動と自動の読み込み

成形工程において、この「材料の投入」の段階が標準的な成形と最も大きく異なり、コストと品質の両方に大きな影響を与えます。

• 手動での読み込み 試作や少量生産に適しています。自動化は不要ですが、サイクルタイムは作業者によって左右され、インサートの欠落や傾きが生じるリスクが実際にあります。
• ロボットによる積載 インサートを安定して配置し、サイクルタイムを短縮します。ロボットやグリッパーにはコストがかかるため、生産量が多いほど費用対効果が高まります。
• 回転テーブル付き縦型プレス機 インサート加工に広く用いられています。重力の作用によりインサートが所定の位置に固定され、一方のテーブルステーションに部品がセットされている間に、もう一方のステーションで成形が行われます。

ここでは、些細な細部が重要になります。ボウルフィーダー、インサートの向き、そしてセンサーによる部品チェックが、生産ロットの不良率を許容範囲内に収められるかどうかを左右することがよくあります。

金型はどのようにインサートを保持しているのでしょうか？

射出圧力下でプラスチックがインサートに衝突した際、インサートが動いてはなりません。インサートがずれると、不良品が発生するだけでなく、多くの場合、金型も損傷してしまいます。

• コアピン： ねじ込みインサートはピンに差し込まれ、そのピンがねじ山にプラスチックが入り込むのを防ぎます。
• ポケットとくぼみ： インサートは、金型の機械加工された座面に収まります。
• 磁石か、それとも真空か： ピンに装着できないフラットインサートや鉄系インサートに使用されます。
• 遮断面： 金型がインサートに密着するため、露出した部分にプラスチックがはみ出すことはありません。

信頼性の高い結果を得るためには、インサートを金型内で正確かつ一貫した位置に配置する必要があるため、インサート自体も正確かつ一貫した寸法で製造されなければなりません。ロットごとに0.1ミリメートル程度のばらつきがあるインサートは、バリの発生やインサートの破損の原因となります。

インサート成形の設計：部品と金型の設計方法

優れたインサートの設計には、主に3つの要素が重要です。それは、インサートを確実に固定すること、フラッシュから保護すること、そしてインサート周囲のプラスチックに十分な強度を持たせることです。

• 成形用に設計されたインサートを選んでください。 成形済みインサートには、引き抜きや回転を防ぐためのローレット加工、溝、またはアンダーカットが施されています。滑らかなインサートは、トルクがかかると回転してしまいます。
• プラスチックに十分な厚みを持たせてください。 金属インサートの周囲にある薄いプラスチックは、インサートに収縮して密着する際にひび割れが生じる可能性があります。インサート周囲の肉厚については、樹脂サプライヤーの指示に従ってください。
• 熱膨張に注意してください。 金属とプラスチックの熱膨張率は大きく異なります。脆性樹脂やガラス繊維強化樹脂、PCなどの非晶質プラスチックは、インサート周辺で応力亀裂が生じやすい傾向があります。
• 必要に応じて予熱してください。 温めたインサートは、成形時の応力を軽減し、プラスチックがその周囲に充填・溶着されるのを助けます。
• 機能面を保護してください。 ねじ山、接触面、およびシール面には、プラスチックがこれらに付着しないように、シャットオフ機構またはピンを設ける必要があります。
• ゲートは慎重に設置してください。 溶融物を小さなインサートやピンに直接向けないでください。曲がったりずれたりする恐れがあります。
• 計画の点検。 量産開始前に、ねじインサートについて引抜試験およびトルク試験の仕様を確定する。

当社の見解：信頼できるサプライヤーから、成形用に設計されたインサートを指定し、その寸法を図面で確定させておくべきです。私たちが目にしている問題のほとんどは、成形そのものではなく、プロジェクトの途中でインサートのサプライヤーを変更したことによるものです。

インサート成形と成形後のインサート挿入の比較

プラスチックに金属のネジ山を形成する方法は、インサート成形だけではありません。インサートは、成形後に熱（ヒートステーキング）、超音波振動、あるいは単純な圧入によって埋め込むこともできます。

ファクター	インサート成形	金型への挿入後
引き抜き強度およびねじり強度	最高	加熱法や超音波法に適している
インサート周辺のシール	完全密閉型	考えられるギャップ
金型	金型にはインサート座とシャットオフが必要だ	標準金型と簡易治具
サイクルタイム	読み込み中のため、時間がかかります	成形はより迅速ですが、挿入は別の工程となります
最適な音量	中～高	プロトタイプから中規模まで
柔軟性	インサートの設計はツール内で固定されています	後でインサートの種類を簡単に変更できる

生産数量が少ない場合、単純なボス部を成形し、その後でヒートセットインサートを追加する方が、多くの場合、コストが安く、変更も容易です。部品に可能な限り強固な接合部が必要な場合、接点やピンの周囲を密閉する必要がある場合、あるいは二次工程を省くことで金型コストを回収できるほどの生産数量が見込まれる場合は、インサート成形を選択してください。

どのような素材が使われていますか？

ほとんどの熱可塑性樹脂は、インサート周辺でも良好な性能を発揮します。一般的に選ばれるのは、ナイロン、PBT、POM（アセタール）、PC、ABS、PPなどであり、強度を高めるためにガラス繊維強化グレードも使用されます。エポキシやフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂は、一部の電気部品に使用されます。

インサートには、加工が容易で、耐食性があり、導電性に優れていることから、真鍮が最も一般的に使用されています。ステンレス鋼、鋼、アルミニウム、銅合金も使用されます。プラスチックとインサートは、部品の用途に合わせて選択してください。例えば、ガラス繊維強化ナイロンに真鍮製のインサートを組み合わせたものは構造用ブラケットに適しており、PBTに銅製の端子を組み合わせたものはコネクタに適しています。当社の プラスチック射出成形 このページには、当社が成形している樹脂の一覧が掲載されています。

インサート成形の公差

インサートが組み込まれた部品は、次のような公差を保持しています。 標準成形部品、さらにインサート自体の位置によるばらつきも加わります。 ISO 20457 プラスチック成形部品の公差を規定している一方、インサートの位置は、以下の幾何公差を用いて管理するのが最適である。 ASME Y14.5. 当社が遵守している公差は以下の通りです：

業務の種類	一般的な許容差
インサート付き標準成形品	±0.005インチ（±0.127 mm）
高精度な作業	±0.002インチ（±0.051 mm）
金属インサート付き部品	±0.003インチ（±0.076 mm）
大量生産	±0.005インチ（±0.127 mm）

コストを左右する要因とは？

インサート付き部品の価格を決定する要因は4つあります。1つ目は金型です。すべてのインサートには、座面、位置決めピンまたは磁石、およびシャットオフ機構が必要であり、これにより 加工および組立時間 そのツールへ。2つ目はロード作業で、ロボットが行わない限り、すべてのサイクルに数秒の時間がかかります。

3つ目はインサートそのものです。標準的な真鍮製のネジ付きインサートは安価ですが、特注の機械加工された接点やプレス成形されたリードフレームは、それを囲むプラスチック部品よりも高価になる場合があります。4つ目は廃棄物です。部品が検査に不合格となった場合、プラスチック部品もインサートも両方とも無駄になってしまいます。

インサート成形のコストを抑える

実用的な教訓は、標準化を行うことです。可能な限りカタログ用インサートを使用し、部品あたりのインサート枚数を最小限に抑え、挿入方向が1通りしかできないように設計してください。

メリットとデメリット

メリット	デメリット
プラスチック部品に組み込まれた強靭な金属糸および接点	金型には、インサート座、ピン、およびシャットオフが必要である
二次的な組み立て工程を省略します	読み込みによりサイクルが遅くなる
インサートは密閉されており、簡単に緩むことはありません	一部の樹脂において、インサート周辺にひび割れが生じるリスク
全金属製の部品よりも軽量	インサートの供給と公差は管理されなければならない
金属の導電性とプラスチックの絶縁性を兼ね備えています	欠陥があると、インサートもプラスチックも両方とも廃棄となる
自動化により、大量生産でも高い信頼性を発揮	金型製作後の変更はコストがかかる

インサート成形におけるよくあるミス

• 金型に圧入インサートを使用する。 プレス加工用に作られたインサートは、成形後に抜け出しを防ぐのに必要なローレットの深さが不足していることがよくあります。
• スレッド保護なし。 コアピンやプラグがないと、プラスチックがねじ山に流れ込んでしまい、すべての部品に手直しが必要になります。
• 応力亀裂は考慮しない。 脆い樹脂は、成形直後ではなく、成形から数日後にひび割れが生じることがあります。最初のサンプルで経時試験を行ってください。
• インサートの公差が緩い。 サイズがわずかに大きすぎるインサートは金型によって押しつぶされ、サイズが小さすぎるインサートはプラスチックのバリが発生する。
• インサートのサプライヤーを変更する。 ローレットの形状や直径が異なると、工具の調整をやり直す必要がある場合があります。
• 見積書作成時のデータ読み込み手順を忘れてしまった。 手作業での装填は部品ごとに手間がかかるため、インサートの配置方法を確認してください。

よくある質問

成形用インサートとは何ですか？

成形インサートとは、通常は金属製の既製部品であり、プラスチックを射出する前に射出成形金型内に配置されるものです。プラスチックがこれを包み込み、所定の位置に固定します。代表的な例としては、ねじ付き真鍮ナット、ブッシュ、ピン、電気接点などが挙げられます。また、この用語は、金型内部にある交換可能な鋼製ブロックを指す場合もあります。

インサート成形とオーバーモールドの違いは何ですか？

インサート成形では、あらかじめ用意されたインサート（通常は金属製）の周囲にプラスチックを1回の成形工程で成形し、強度や機能性を高めます。 オーバーモールディング 成形済みのプラスチック基材の上に、多くの場合柔らかいエラストマーなどの第2の材料を成形し、グリップ性や密閉性を高める加工法です。インサート成形には金型が1つ必要ですが、オーバーモールドには通常2回の射出成形が必要です。

成形にはどのような3つの種類がありますか？

リストによって異なりますが、最もよく挙げられるプラスチック成形プロセスは、射出成形、ブロー成形、圧縮成形の3つです。インサート成形やオーバーモールド成形は、射出成形のバリエーションです。回転成形や熱成形も広く用いられているため、答えは情報源がどのプロセスを同一のグループに分類するかによって異なります。

成形埋め込みインサートの強度はどれくらいですか？

成形埋め込み型インサートは、通常、あらゆるねじインサート工法の中で最も高い引き抜き強度とトルク耐性を発揮します。これは、プラスチックがローレットや溝の周囲で収縮するためです。実際の強度は、インサートの設計、樹脂、および周囲の肉厚によって異なるため、重要な接合部については、引き抜き試験およびトルク試験を指定してください。

プラスチック製のインサートはインサート成形できますか？

はい。あらかじめ成形されたプラスチック部品を金型に配置し、その上に別のプラスチックを被せることは可能ですが、これは通常「オーバーモールド」と呼ばれます。挿入部品は、溶融温度に耐え、軟化しないものでなければなりません。また、2つの材料は互いに相性が良いか、あるいは機械的に固定されるようにして、使用中に結合した状態が維持されるようにする必要があります。

Tuowei Precision によるインサート成形プロジェクトの開始

で 卓偉精密、当社は、短納期の試作用にはアルミニウム製、量産用には焼入れ鋼製のインサート金型を製造しています。インサートの仕様決定から成形品完成までを一貫して管理しているため、インサートの寸法と金型の嵌合部は、最初から整合が取れた状態で設計されています。

正確な見積もりをご希望の場合は、部品およびインサートのSTEPファイル、インサートの部品番号または図面、ご使用の樹脂、年間生産数量、ならびに引き抜き力やトルクに関する要件をお送りください。当社のエンジニアは、金型製作に先立ち、インサートの固定状態、インサート周囲の肉厚、および装填方法を確認いたします。まずは当社の インサート成形サービス ページ。.

著者について

オーウェン・リンは、Tuowei Precisionのエンジニアです。彼は金型や製造工程の計画を立て、品質管理チームと連携して、すべてのロットで一貫した品質を維持しています。