屋内外で電子機器を保護するエンクロージャの選択

システムの内部はさまざまな可能性がありますが、電子プリント回路基板（プリント基板）は、熱、寒さ、光、水、ほこり、湿度、化学物質といった外部環境からの侵入物から保護する必要があります。また、不正な改変から保護し、感電や短絡を防ぐために機械的な分離も必要です。さらに、衝撃や振動の防止が求められる場合もあります。エンクロージャは、電界や磁界、電子的干渉から遮蔽する必要があります。そして、電子回路基板を火災や洪水などの災害から保護する必要もあります。

設計者は自分でエンクロージャを作ることもできますが、時間がかかる上に、最適な結果を期待することはできません。その解決策は、素材、サイズ、マウント、シーリングに関して幅広い選択肢を取り揃えている信頼できるサプライヤから、既製のエンクロージャを購入することです。

この記事では、屋内外での使用に適したプラスチック製エンクロージャの選択基準について説明します。Hammond Manufacturingの事例を用いて、適切な密閉性と難燃性を備えた設計の選択に焦点を当てます。

電子エンクロージャの選択

エンクロージャを選択する前に、機器の設置場所と環境を確認する必要があります。屋内、屋外のどちらに設置するか？壁、ポール、ベンチのどれに取り付けるか？防水性、耐腐食性、防塵性、日射への耐性、防炎性は必要か？取り付けるサブアセンブリはプリント基板かDINレールモジュールか？エンクロージャの選択は、このような質問への答えを明らかにしてから始まります。

小型の電子エンクロージャは、さまざまな素材のものが提供されています。Hammond Manufacturingは、スチール、ステンレス鋼、シートおよびダイキャストアルミニウム、ABSプラスチック、ポリカーボネート製の小型電子エンクロージャの設計と製造を行っています。同社の製品は、さまざまなサイズと幾何学的形状から選択できます。近年では、プラスチック製エンクロージャが注目されています。こうしたエンクロージャは環境保護への対応が強化されていると同時に、低コストかつ軽量であるのがその主な理由です。

プラスチック製エンクロージャ

Hammond Manufacturingの1555Fシリーズ（図1）は、過酷な環境での使用向けに設計された、プラスチック製防水エンクロージャの一例です。このシリーズの素材はABSプラスチックまたはポリカーボネートです。製品は壁面への取り付けを想定しており、一体型のマウントフランジ、マウントボス、シーリングガスケットが付属しています。

図1：Hammond Manufacturingの1555Fシリーズ エンクロージャの主要な構造的特長を示しています。（画像提供：Hammond Manufacturing）

1555Fシリーズは、ラベルやメンブレンキーパッドを取り付けるための凹みがある滑らかな成形表面など、Hammond Manufacturingのプラスチック製エンクロージャの一般的な特長の多くを備えています。すべての製品が、プリント基板を取り付けるための一体型ボスを備えています。また、一部の製品はDINレールモジュール用のマウントを搭載しています。これらのモジュールは、溝形スロットを使用して密封されています。このスロットには、交換可能な高温用のUL認証済シリコーンガスケットが取り付けられます。溝形スロットはこのガスケットを保持して、ダイキャスト製エンクロージャで使用される単純なラップジョイントシールよりも優れた密閉性を実現します。使用されている金具類はステンレス鋼や真鍮などで、すべて耐腐食性を備えています。付属しているカバーネジとガスケットは、紛失を防ぐために脱落防止型になっています。

交換用の金具類とガスケットも入手可能です。このシリーズのエンクロージャは標準的なRAL-7035ライトグレーで、キーパッド取り付け用の滑らかな凹部以外は手入れが簡単なサテン仕上げです。モールド成型のマウントフランジは1555Fシリーズの特長です。すべての製品のアクセサリには、重いプリント基板を固定するための亜鉛めっき鋼のマウントパネルが含まれます。この金属パネルは、電磁妨害（EMI）抑制のための内部シールドのベースとしての役割も果たします。アクセス制御のオプションには、ブリーザーベント、圧力補償プラグ、液密ストレインリリーフコードグリップ、防雨ベンチレータなどがあります。このようなオプションを使用することで、エンクロージャの防水性を損なうことなく、ワイヤへのアクセスや圧力の均一化が可能になります。

ABSモデルは、屋内のみの使用が推奨されます。IP66の浸入保護（IP）定格を備えており、粉塵や一時的な浸水から完全に保護されます。ポリカーボネート製エンクロージャはUV安定化処理済みで、屋内でも屋外でも使用できます。IP68に準拠しており、粉塵や完全な水没から保護されます。また、UL規格に適合し（cULおよびUL508A認証済）、難燃性定格はUL94 5VAです。NEMAタイプ4、4X、6、6P、12、13の各定格に適合するように設計されています。

このシリーズの各素材の製品には、奥行き2.56インチ（65mm）x 幅2.56インチ（65mm）x 高さ1.67インチ（42.4mm）から、奥行き9.45インチ（240mm）x 幅6.34インチ（161mm）x 高さ2.40インチ（61mm）まで、23種類のサイズが用意されています。

Hammond Manufacturingの1555H2F42GY（図2）は、1555Fシリーズのエンクロージャの一例です。このエンクロージャは、奥行き7.086インチ（180mm）x 幅4.723インチ（120mm）x 高さ2.441インチ（62mm）のフランジ付きポリカーボネート製ボックスです。

図2：Hammond Manufacturingの1555H2F42GYは、IP68定格のポリカーボネート製防水エンクロージャです。（画像提供：Hammond Manufacturing）

この製品はウォールマウント用の中型エンクロージャで、フランジには永続的な取り付け用の円形の取付穴が4つ、迅速な取り付けと取り外しのためのキーホールが2つあります。4本のM4ステンレス鋼ネジをステンレス鋼インサートに嵌合して、ボックスをベースに取り付けます。ガスケットの密閉性を確保するため、カバーネジとインサートはガスケット周囲の外側にあります。

1557シリーズ（図3）は防水性があり、設計者は各種のマウントオプションから選択することができます。素材にはABSプラスチックとポリカーボネートがあり、どちらも黒とグレーの仕上げのものが用意されています。素材は1555Fシリーズと同じ規格に対応しています。コーナーは丸みを帯びており、防塵性と防水性を維持しながらも現代的な外観を実現しています。

図3：1557シリーズは、ABSおよびポリカーボネート製の両方で黒とグレーの2色から選択でき、複数のマウントオプションが用意されています。（画像提供：Hammond Manufacturing）

これらのエンクロージャには8種類のサイズがあり、上面は正方形で3.15インチ（80mm）× 3.15インチ（80mm）から7.874インチ（200mm）× 7.874インチ（200mm）、高さは1.77インチ（45mm）、2.36インチ（60mm）、2.76インチ（70mm）が用意されています。

1557シリーズのマウントは、ウォールマウント、卓上マウント、オプションのポールマウントから選択できます（図4）。

図4：1557シリーズのマウントオプションには、2つのウォールマウント、卓上マウント、ポールマウントがあります。（画像提供：Hammond Manufacturing）

1557シリーズの1557DBKのサイズは4.724インチ（120mm）x 4.724インチ（120mm）x 1.772インチ（45mm）で、黒のABSプラスチックで構成されています。1557DBKは屋内用で、侵入保護定格はIP66です。このシリーズで利用可能なオプションには、ポールマウント、アルミ製の内部マウントパネル、液密コードグリップ、ブリーザーキット、圧力補償プラグなどがあります。交換用のガスケット、ふた用のネジ、マウントネジ、底部用のゴムも用意されています。

1554シリーズと1555シリーズは、汎用のABSプラスチック製エンクロージャまたはポリカーボネート製エンクロージャです。各素材の規格適合性は、これまでのエンクロージャで説明したものと同様です。各シリーズには32種類のサイズが用意されています。ボックスのサイズは、2.6インチ（66mm）x 2.6インチ（66mm）x 1.6インチ（40mm）から、11.81インチ（300mm）x 9.45インチ（240mm）× 4.72インチ（120mm）までと豊富です。上面は正方形または長方形です。

シリーズ間の主な違いは、1555（図5、左）のカバーにはラベルやキーパッドを取り付けるための凹みがあるのに対して、1554（図5、右）のカバーは平らであることです。

図5：1555シリーズ（左）のカバーにはラベルやメンブレンキーパッドのための凹みがありますが、1554シリーズ（右）のカバーは平らです。（画像提供：Hammond Manufacturing）

1554シリーズのポリカーボネートバージョンには、不透明なグレーのカバー、透明のカバー、半透明のスモークカバーが用意されています。ABSエンクロージャのカバーは不透明のグレーのみです。透明のカバーと半透明のカバーは、内部のインジケータや表示装置を見たい場合に役立ちます。

1554および1555シリーズのオプションには、16ゲージの亜鉛めっき鋼の内部パネルがあります。その他のオプションは、ブリーザーキット、圧力補償プラグ、ホールプラグ、小型の防雨ベンチレータ、液密コードグリップ、ポールマウントキットなどです。交換可能な部品には、予備のガスケット、マウントネジ、カバーネジなどがあります。

1554CGYは1554シリーズの一例で、サイズが4.724インチ（120mm）x 2.559インチ（65mm）x 1.575インチ（40mm）のABS製エンクロージャです。

1555HGYは1555シリーズの一例で、サイズが7.087インチ（180mm）x 4.724インチ（120mm）x 2.362インチ（60mm）のABS製エンクロージャです。

まとめ

Hammond Manufacturingは、さまざまな素材の既製エンクロージャを幅広く取り揃え、サイズも豊富に用意しています。これらのエンクロージャは回路基板またはDINモジュール用のマウントボス、内部金属パネル、アクセスポートを備えており、柔軟なマウントオプションも用意されています。選択肢が豊富なため、設計者はニーズに合わせて各種のシーリングやマウントオプションを選択することができます。