電気筐体は、さまざまな産業や用途で電気部品を保護し、収容する上で重要な役割を果たしています。屋外用電気ボックスから危険場所用の特殊なエンクロージャまで、これらの保護ハウジングは、多様な環境における電気システムの安全性、効率性、および長寿命を確保するために不可欠です。
定義と機能
電気機器やコンポーネントを収納し、保護するために設計された保護ハウジングである電気エンクロージャは、複数の重要な機能を果たします。湿気、ほこり、物理的な損傷などの環境上の危険から繊細な電気要素を保護し、不正なアクセスや改ざんを防ぎます。保護だけでなく、これらのエンクロージャは設備の美観を高め、電磁干渉や動作ノイズの低減にも役立ちます。電気室、屋内シェルター、公共施設、セメント工場、さらには軍事基地など、さまざまな環境での用途があります。
規格と素材
電気エンクロージャは、さまざまな規格の対象となり、特定のアプリケーション要件を満たすために、さまざまな材料で構成されています。全米電機工業会（NEMA）は、北米で広く認知されている電気エンクロージャの規格を定めており、ほこり、水、腐食剤などの環境要因に対する保護レベルを定義しています。NEMA定格は、適切なエンクロージャを選択する上で非常に重要です：
- NEMA 1：屋内使用、汎用
- NEMA 3R：屋外使用、雨やみぞれに対する保護
- NEMA 4：屋内外での使用に耐える防水性と防塵性
- NEMA 4X: NEMA 4と同じですが、耐腐食性が追加されています。
- NEMA 12：工業用、粉塵や液体の滴下に対する保護
NEMA以外にも、IP（Ingress Protection：侵入保護）等級などの規格が、エンクロージャの保護レベルを規定するために国際的に使用されています。
- 金属製エンクロージャー：
- ステンレス鋼：耐食性に優れ、過酷な環境や食品加工業に最適。
- 炭素鋼：丈夫で費用対効果に優れ、耐久性を高めるために保護コーティングが施されることが多い。
- アルミニウム：軽量で耐食性に優れ、屋外での使用に適しています。
- 非金属エンクロージャー：
- ポリカーボネート：耐衝撃性、軽量、電気絶縁性に優れる。
- グラスファイバー：耐久性、耐食性に優れ、屋内外での使用に適しています。
- ABSプラスチック：費用対効果が高く軽量で、通常屋内用途に使用される。
- 特殊エンクロージャー：
- EMI/RFIシールド付きエンクロージャ：電磁干渉から保護するための特殊な材料またはコーティングで構成されています。
- 防爆エンクロージャ：内部の爆発を封じ込め、周囲の可燃性雰囲気の発火を防ぐように設計されている。
材料の選択は、環境条件、化学物質への暴露、特定のアプリケーション要件などの要因によって異なります。例えば、亜鉛メッキ鋼製エンクロージャーは、その強度と耐腐食性により、過酷な環境条件下での屋外用途に特に適しています。
エンクロージャーを選択する際には、電気部品の適切な保護と業界標準や規制への準拠を確保するために、NEMA定格と材料特性の両方を考慮することが不可欠です。
種類と用途
電気エンクロージャにはさまざまなタイプがあり、それぞれが特定の用途や環境向けに設計されています。ここでは、一般的な電気エンクロージャの種類とその実用的な用途について説明します：
- タイプ1： 一般用途（屋内） - ほこり、光、間接的な飛沫に対する基本的な保護を提供。清潔で乾燥した環境での屋内用途に適しています。
- タイプ2： Driptight - 落下する汚れや軽い水しぶきから保護します。結露が問題となる屋内用途に最適。
- タイプ3： 防塵・防雨 - 屋外使用向けに設計されており、風に舞うほこり、雨、みぞれから保護します。エンクロージャーへの氷の付着を防ぎます。
- タイプ4： 防水・防塵 - 水しぶきやホースからの水滴から保護します。屋内および屋外での使用に適しています。
- タイプ4X： 耐腐食性 - Type 4と同様の保護性能に耐腐食性を追加。腐食剤にさらされる過酷な環境に最適。
- タイプ5： 防塵・防滴 - 沈殿する粉塵、落下する汚れ、非腐食性の液体の滴下から保護します。製造現場や産業現場で使用されます。
- タイプ6： 水中 - 一時的な水没に耐えるように設計されています。水域の近くや洪水が発生しやすい地域での用途に適しています。
- タイプ12 工業用 - 粉塵、落下物、非腐食性の液体から保護します。製造業や工業環境でよく使用されます。
これらのエンクロージャーは、さまざまな業界や環境で使用されています：
- 電気室：制御盤や配電機器を収容する。
- 屋内シェルター制御された環境下で繊細な電子機器を保護します。
- ユーティリティ配電用の屋外電気設備の保護。
- セメント工場過酷な粉塵環境から制御装置を保護。
- 製造施設：製造エリアにおける電気部品の保護
- 軍事基地重要な電気系統の信頼性の高い運用を確保。
- 屋外設置：天候や環境要因から機器を保護します。
各アプリケーションに適切なエンクロージャ・タイプを選択することで、産業界は、特定の環境および運用要件を満たしながら、電気システムの安全性、信頼性、および寿命を確保することができます。
選考ガイドライン
電気エンクロージャを選択する際には、最適な保護と性能を確保するためにさまざまな要因を考慮することが極めて重要です。ここでは、特定の用途に適したエンクロージャを選択するための主なガイドラインを示します：
- 環境： 温度、湿度、化学物質や汚染物質への暴露など、設置場所の条件を評価する。
- NEMAまたはIP定格： 環境要因や潜在的な危険性に基づいて、適切な保護レベルのエンクロージャーを選択してください。
- サイズと容量： 筐体が、換気とメンテナンスのために適切な間隔を空けて、必要なすべてのコンポーネントを収容できることを確認してください。
- 素材： 耐久性、耐食性、特定の用途（食品加工用ステンレス鋼、軽量化用ポリカーボネートなど）に応じて選択する。
- アクセシビリティ： エンクロージャーの設計を選択する際には、メンテナンスと部品交換のしやすさを考慮してください。
- 熱管理： 熱を発生する用途では、適切な換気または冷却システムを備えたエンクロージャーを選択する。
- カスタマイズ・オプション： お客様のアプリケーションに特化したカスタムカットアウト、取り付けオプション、特殊機能の必要性を評価します。
- 規制遵守： エンクロージャーが、特定のユースケースに関連する業界標準と認証を満たしていることを確認してください。
- 費用対効果： イニシャルコストと長期的な耐久性やメンテナンスの必要性とのバランスをとり、価値を最適化する。
これらの要素を注意深く考慮することで、特定の用途に最適な保護、性能、および寿命を提供する電気エンクロージャを選択できます。
環境・安全基準
電気エンクロージャは、機器と人員の適切な保護を保証するために、厳しい環境および安全基準を満たす必要があります。主な環境認証には、有害物質規制のためのRoHS対応や、侵入保護のためのIP等級などがあります。安全性評価では、電気絶縁性、耐衝撃性、難燃性が重視されます。防火対策は非常に重要であり、多くのエンクロージャーはUL 94の燃焼性規格を満たす必要があります。先進的な筐体には、厳しい環境下での安全性と性能を高めるために、熱管理システムやEMIシールドなどの機能が組み込まれている場合があります。
環境認証：
- RoHS（特定有害物質の使用制限）
- IP（侵入保護）等級
- 特定の環境条件に対応するNEMA定格
安全性の評価：
- 電気絶縁試験
- 耐衝撃性評価
- 熱性能分析
火災予防：
- UL 94の燃焼性評価
- 自己消火性材料
- 適切な換気設計
メーカーは、さまざまな産業や用途の電気システムに信頼性の高い保護を提供するために、自社のエンクロージャがこれらの規格に適合しているか、またはそれを上回っていることを確認する必要があります。
