板金エンクロージャのスタイルは、現場での製品の性能に大きな影響を与えます。それぞれの構造によって、強度、エアフロー、EMIの挙動、長期的な性能が変わります。頑丈なフレームは重い部品を保護します。通気性のあるレイアウトは、繊細な基板から熱を逃がします。タイトなカバーはノイズを低減し、信号をクリーンでクリアに保ちます。これらの選択は、製造プロセス、サービスステップ、そして最終ユニットの安定性を形作ります。

早期に適切な構造を選択すれば、再設計を抑えることができる。明確な選択は、弱点部分へのストレスを軽減し、冷却問題を回避する。シンプルなレイアウトは、将来的な不要な工程を防ぎ、コストを安定させるのに役立ちます。このアプローチは、プロトタイプから生産へのシームレスな移行を促進し、遅れを少なくします。

シートメタル・エンクロージャ・スタイル

U字型エンクロージャー

U字型エンクロージャーは、1つの折り曲げピースでベースと2つの側壁を形成する。別のカバーが上部を閉じます。この設計は、0.8~2.0mmのスチールまたはアルミニウムの標準的な材料厚に対応します。曲げ加工は長辺に沿って行われるため、部品の成形が容易で、製造中も安定した状態を保つことができます。

デザインは平らなシートから始まる。ベースは中央に置かれ、両サイドの壁が折り曲げられ、取り外し可能なカバーがネジかクリップで取り付けられる。シンプルな曲げレイアウトは、安定した寸法を維持し、成形の問題を軽減します。ほとんどのショップが標準的な工具でこの形状を曲げることができるため、コストを低く抑えることができます。

メリット

  • 曲げ数が少ないため、成形が速い
  • 自然冷却をサポートするクリアなエアフロー
  • 手直しや変更のための容易なアクセス
  • PCBとハードウェアの簡単な取り付け

制限事項

  • 低いねじり強度
  • ガスケットを追加しない限り、密閉性が低下する
  • 広い壁や薄い壁でのフレックスリスク

デザインのヒント

剛性を高めるには、直径10~15mmのリターンフランジを使用する。厚さ1.0~1.5mm程度のアルミや軟鋼には、この範囲のフランジが効果的です。フランジは 曲げ半径 金型に適合するもの。1.0~1.5×材料厚みがよい目安で、きつい曲げでの割れを減らすことができる。曲げ代は両側とも等しく保つ。1.5mmの冷間圧延鋼の場合、0.32~0.38mm の曲げ代が必要です。 Kファクター 幅を一定に保つ。

コネクターの穴は、曲げ線から少なくとも8~10mm離して開けてください。この間隔をあけることで、成形時の歪みを防ぐことができます。幅の広い壁に剛性が必要な場合は、深さ1.0~2.0 mmの小さなリブまたはエンボスラインを追加します。

最良の使用例

  • 室内エレクトロニクス
  • ベンチトップ機器
  • 迅速なプロトタイプ
  • 評価ユニットまたはテストユニット

U字型エンクロージャー

L型エンクロージャー

L字型エンクロージャーは、直角に交わる2枚のパネルを使用する。残りの側面は余分なプレートで閉じられる。このデザインは、角度のあるディスプレイや、ユーザーの方を向いたフロントパネルに適しています。この形状は、ボタン、ポート、スクリーンの配置に柔軟性をもたらします。

エンクロージャーは、ベースと前面または上面の両方を形成する1枚のシートから始まる。両側はプレートまたはブラケットで閉じられる。曲げは90度の固定角度を保ち、構造を安定させます。このデザインは、傾斜した面や傾斜したユーザー・インターフェースを必要とするレイアウトに適しています。

メリット

  • 2面にわたるフレキシブルなレイアウト
  • ボタン、ディスプレイ、ラベルのスペースが広い
  • 凹凸形状や混合コントロールに対応

制限事項

  • サイドプレートにはさらにファスナーが必要
  • 剛性を高めるために余分な補強が必要
  • より多くの機械加工が必要

デザインのヒント

特に厚さ2.0mm未満のアルミの場合は、12~18mmのリターンフランジで主曲げ部を補強する。エンクロージャーにディスプレイや重い部品がある場合は、コーナーの内側に小さなブラケットを追加してください。曲げ部の内側にワイヤーを沿わせることで、ケーブル経路をきれいに保つ。15~20mmのオープンゾーンを設けることで、ケーブルの挟み込みを防ぎます。

エアフローが必要な場合は、垂直面または底板に通気孔を設ける。8~10mm間隔で4~6mmのスロットを使用する。ユーザー・コントロール用の取り付け穴は、曲げ時の変形を避けるため、曲げ部から少なくとも10~12 mm離して設置してください。

最良の使用例

  • 制御モジュール
  • 混合インターフェース・パネル
  • 画面またはコネクタに角度のあるデバイス

L型エンクロージャー

完全箱入りエンクロージャー

完全な箱型エンクロージャーは、5面または6面の閉じた構造を形成する。これは、ネジ、ヒンジ、または 溶接継手.このデザインは、衝撃、振動、ほこり、水から部品を保護します。閉じた形状は強度を増し、重い荷重を支えます。

エンクロージャーは内部を四方から包んでいる。ヒンジ付きドアまたは取り外し可能なプレートにより、修理のためのアクセスが可能です。溶接された継ぎ目は強固な接合部を提供し、ネジ止めされたフレームは修理を容易にします。剛性の高い形状は、密閉性、安定した接地、均一な機械的挙動もサポートします。

メリット

  • 高い総合力
  • 優れた耐衝撃性と耐振動性
  • 高いIPまたはNEMAシーリングに対応
  • アースポイントによる合理的なEMI対策
  • 重いモジュールや動力部品を扱う

制限事項

  • 高い製造コスト
  • 溶接による歪みのリスク
  • 組み立て時のアクセス制限

デザインのヒント

熱を制御するために、溶接順序を計画する。標準的な方法は、対向するコーナーに短い溶接を行 うことから始める。これによ り、反りを抑えることができる。厚さ1.5~3.0 mmの鋼材の場合、パネルの平坦性を 維持するため、溶接ビードをずらして使用する。

ガスケットはシーリングレベルで選びましょう。IP54では、3~4mmのネオプレンやEPDMフォームがよく使用されます。より高い等級では、しっかりと圧縮された5~6mmのクローズドセルガスケットが必要な場合があります。

材料の厚さを負荷に合わせる。重い変圧器には2.0~2.5mmの鋼材が必要な場合が多い。軽量の電子機器には、1.0~1.2 mmのスチールまたは1.5~2.0 mmのアルミニウムを使用できます。モジュールが動いたり振動したりする場合は、損傷を防ぐためにリブやブラケットを追加する。

接地スタッドは、ヒンジまたは取り付け部 分の近くに設置してください。スターワッシャー付きのM4またはM5スタッドは、安定した接続を維持し、EMIノイズの低減に役立ちます。

最良の使用例

  • 産業用制御キャビネット
  • アウトドア用品
  • 堅牢なシステム
  • 高負荷パワーユニット

完全箱入りエンクロージャー

ラックマウントエンクロージャ

ラックマウント筐体は、19インチラック規格に準拠している。高さは、1U、2U、4Uなどの固定単位で測定される。設計には、フロントパネルの耳、エアフロー経路、内部レールが含まれる。この形式は、機器ラックへのすっきりとした統合をサポートします。

幅は482.6mm(19インチ)で固定。高さの段差は44.45mmです。エンクロージャーは、取り付け耳付きのフロントパネルが特徴です。レールやトレイがボードやモジュールを保持します。エアフロー経路は、前面から背面へと冷却を誘導します。構造はラックにロックされ、システムの安定性を確保します。

メリット

  • 標準ラックにスムーズにフィット
  • クリーンなケーブル配線
  • 予測可能な気流経路
  • 製品ファミリーのための容易なスケーリング

制限事項

  • 外幅固定
  • ラックの穴は正確な位置合わせが必要
  • 密閉環境には適さない

デザインのヒント

エアフローは早めに計画する。高密度のシステムには、前面から背面への冷却が最も効果的です。吸気には、フロントパネルに6-8mm間隔で3-5mmの穴またはスロットを使用する。熱を発生するボードの周囲は、エアフロー経路を開けておく。

特に2U-4Uユニットの場合は、フロントパネルを1.5-2.0mmアルミまたは1.2-1.6mmスチールで補強してください。前面のたるみを防ぐため、耳の近くにサポートブラケットを追加してください。

ハンドルは、荷重がバランスよくかかる位置につける。しっかりとグリップできるよう、上端または下端から40~50 mm離してください。12~15kgより重いシステムには、リアブラケットまたはスライドレールを使用してください。

最良の使用例

  • サーバー
  • 実験器具
  • データシステム
  • 電気通信およびネットワーク・ハードウェア

ラックマウントエンクロージャ

壁掛け/屋外用エンクロージャ

壁掛け型または屋外用エンクロージャーは、ブラケットまたは取り付け穴を使用して建物、ポール、またはパネルに取り付けます。構造には、ドア、ヒンジセット、ガスケット、および多くの場合断熱材が含まれます。天候、日光、機械的ストレスから電子機器を保護します。

エンクロージャーは、ヒンジ式または取り外し可能なドアを備えた閉じた箱を形成する。開口部の周囲にはガスケットがあり、ほこりや水を遮断します。取り付け位置は、背面パネルまたは外部ブラケットにある。ケーブル・エントリーは、シールされたグランドまたはノックアウトを使用します。断熱材が温度変動を管理します。

メリット

  • 強い耐食性
  • 壁に取り付けてスペースを節約
  • ロックと安全なラッチをサポート
  • 日光、雨、屋外でのストレスに対応

制限事項

  • 壁の強度がサイズと荷重を制限する
  • コーティングとシーリングによるコスト増

デザインのヒント

屋外で使用するために定格された密閉型グランドを使用しない限り、底部からのケーブル挿入は避けてください。水は低いところに集まる。グランドに達する前に水が排出されるように、ドリップループを使用する。IP65以上には、M20またはM25コンプレッショングランドを使用する。

蝶番は丈夫なものを選びましょう。開閉を繰り返す場合は、3~4mmのピンが付いたステンレス製のヒンジが効果的です。大きなドアには、等間隔に2~3個のヒンジが必要です。粉体塗装の厚さは70~90μmが屋外での耐久性を高めます。

工具の出し入れのため、入口付近に20~30mmの隙間を確保する。熱がこもる場合は、上下に4~6mmの大きさの通気孔を設け、防虫フィルターを装備する。

最良の使用例

  • テレコムボックス
  • セキュリティシステム
  • HVACコントローラー
  • ビル・マウント・エレクトロニクス

ウォールマウントエンクロージャー (1)

モジュラー/マルチコンパートメントエンクロージャ

モジュラーまたはマルチコンパートメントのエンクロージャーは、内部空間を個別のゾーンに分割する。各ゾーンは異なる機能を扱う。電源、信号、制御、通信の各セクションは分離されたままです。この構造により、ノイズ、熱、配線が抑制されます。また、高電圧コンポーネントが低電圧ロジックエリアの近くに配置されている場合の安全性も向上します。

エンクロージャーは、仕切り板を使って独立したチャンバーを作ります。各チャンバーには、それぞれの取り付けエリア、エアフロー経路、配線経路があります。いくつかの仕切りは、修理のために簡単に取り外すことができます。その他は、より強固な絶縁のために溶接されています。ケーブル・パススルーはグロメットまたは密閉穴を利用し、各ゾーンのクリーンで制御された環境を維持します。

メリット

  • 明確なサーマルゾーニング
  • EMI問題の低減
  • 高電圧エリアと低電圧エリアの安全な間隔
  • 清潔で整理された配線

制限事項

  • より多くの材料を使用
  • より多くの溶接または固定
  • 組み立てと配線に要する時間が長い

デザインのヒント

仕切りの厚さは、荷重と騒音対策の要件に基づいて選択してください。軽信号ゾーンには1.2~1.5mmのスチール製仕切板が適しています。電力エリアには1.5~2.0mmの仕切板が適しています。

間隔を考慮してケーブル経路を計画する。信号線と電源線は離してください。両者が1つのパススルーを共有する必要がある場合は、少なくとも25~30 mmの間隔を空けてください。ケーブルを安全に移動させるために、20~30 mmのクリアランスのあるグロメットを使用してください。

エアフローは慎重に計画してください。共有冷却が必要な場合は、4~6mmのスロットまたはフィルター付き通風孔を使用する。1つのゾーンだけが加熱する場合は、そのチャン バーに小型ファンまたは通気パターンを追加する。熱の拡散を防ぐため、エアフローは局所的に保つ。

各チャンバーにアーススタッドを追加します。シンプルなM4スタッドは、ノイズを低減し、各ゾーンの接地を安定させます。

最良の使用例

  • ミックスド・シグナル・エレクトロニクス
  • インテリジェント・コントロール・ユニット
  • パワー部とロジック部を持つデバイス
  • クリーンな配線経路が必要なシステム

エンクロージャ・スタイル 構造強度 耐環境性 コスト・レベル 製造可能性 アクセスの利便性 推奨用途
U字型 ミディアム ロー・ミディアム 低い とても簡単 非常に高い プロトタイプ、ベンチトップ・デバイス、評価ユニット
L字型 ミディアム ミディアム ミディアム 簡単 高い コントロールモジュール、アングルパネル、混合インターフェース
箱入り 高い 高い 高い ミディアム-ハード 低い 産業用キャビネット、屋外ユニット、堅牢なシステム
ラックマウント ミディアム-ハイ 低い ミディアム ミディアム ミディアム サーバー、ラボ機器、テレコムハードウェア
壁掛け / 屋外 高い 高い ミディアム-ハイ ミディアム ミディアム ビルマウントシステム、HVAC、セキュリティ、テレコムボックス
モジュラー/マルチコンパートメント 高い ミディアム-ハイ ミディアム-ハイ ミディアム-ハード ミディアム ミックスド・シグナル・システム、インテリジェント・コントロール・ユニット、パワー+ロジック・デバイス

適切なスタイルを選択するためのエンジニアリングの重要な要素

エンクロージャーのスタイルを選ぶには、実際の要件と適切な構造を結びつけることが最も効果的です。これらの要素は、そのマッチングに役立ちます。

コンポーネント・レイアウトとスペース・プランニング

プリント基板の形状と高さから始めましょう。背の高い部品やスタンドオフのために余裕を持たせてください。の安全ギャップを加えます。 5-10 mm 最も背の高い部分より上ケーブルの通り道を直接確保し、電源ラインと信号ラインを分離する。筐体内への空気の出入りを明確にする。

環境および機械的要件

製品周辺のほこり、水、化学物質、振動のレベルをチェックしてください。これらの限界に対応できるスタイルを選ぶ。屋外や汚れた場所には密閉設計のものを使用する。衝撃や落下の危険性がある場合は、より強固なフレームを使用する。通気パネル、ファン、伝導パッドで熱負荷に対応する。エアフローの方向を一定に保つ。

認定要件

多くのシステムは、安全性とEMIテストに合格しなければなりません。高いIPまたはNEMA定格には、強力なシーリングとタイトなジョイントが必要です。EMI規則は、パネルの継ぎ目、接地、開口部の大きさに影響します。電気安全規則では、高電圧部品と低電圧部品の間隔が定められています。これらの規則により、設計者は箱型構造やモジュール構造を採用することがよくあります。

製造上の制約

デザインは、実際のマシンでうまく形成されなければならない。曲げを数え、穴からの距離をチェックする。単純な形状の方が早く成形でき、リスクも少ない。溶接フレームは強度が高いが、コストが高くなり、適度な熱管理が必要である。固定式のデザインは組み立てが早く、修理も簡単です。形状に合った仕上げを選ぶ。長いチェーン、溶接されたチェーン、曲げられたチェーンの公差の積み重ねを考慮する。よりシンプルな構造の方が、より厳しい寸法を保持できる。

最終勧告

それぞれのエンクロージャ・スタイルは、明確なエンジニアリング要件に対応しています。正しい選択は、スペース、エアフロー、シーリング、生産限界の間の正確な一致から生まれます。まず、システムの中核となるニーズをリストアップすることから始めましょう。基板サイズ、熱負荷、配線経路、環境を確認します。次に、これらのニーズと各構造の長所を比較します。

U字型またはL字型のフレームは、迅速な組み立てとオープンアクセスに適しています。堅牢な保護や屋外シーリングが必要な場合は、ボックス型やウォールマウント型に移行します。システムを大規模な環境に統合する必要がある場合や、電源ゾーンと信号ゾーンを分離する必要がある場合は、ラックマウント型またはモジュール型のレイアウトを使用します。設計の早い段階でうまくマッチングさせることで、設計のやり直しを防ぎ、コストを削減し、生産をスピードアップすることができます。

CADファイルまたは図面を送る をご利用ください。お客様のレイアウトを改良し、理想的なエンクロージャ・スタイルを選択し、生産への道を早めるお手伝いをいたします。

やあ、僕はケビン・リー

ケビン・リー

 

過去10年間、私はさまざまな形態の板金加工に没頭し、さまざまなワークショップでの経験から得たクールな洞察をここで共有してきた。

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ケビン・リー

ケビン・リー

レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。

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