水や破片から保護するエンクロージャーを設計する方法

水や破片から保護するエンクロージャーを設計する方法についての私の経験と知識の一部を共有したいと思いました。これは必然的にNEMAまたはIP標準の問題を引き起こします 、しかし、これらがどのように機能するかについて混乱が生じることがあります。このテーマに取り組んでいるデザイナーに方向性を与えるためにこれを書いています。わかりやすくするために、NEMAに限定しますが、IPを使用する場合の原則はまったく同じであるため、これは引き続き関連性があります。

始める前に、デザイナーは自分たちが何を達成しようとしているのかを明確に検討する必要があることを強調したいと思います。

彼らは環境保護を達成しようとしているだけですか？または、NEMA標準（顧客またはマネージャーによって課された可能性があります）を達成するための正式な要件を満たそうとしていますか？

何千ものカスタムエンクロージャーが環境耐性要件を備えたProtocaseを介して提供されるのを見てきましたが、これらのエンクロージャーの注文のほとんどは環境保護のみを必要とします。お客様は、ほこり、汚れ、水に対する一定の耐性を提供するなど、エンクロージャーに必要なことを説明するためにNEMA基準を使用することがよくありますが、NEMAの基準を正式に満たす必要はありません。

場合によっては、正式なNEMA要件を満たす必要があるお客様がいますが、これにはテストが必要です。 Protocaseは、NEMA要件を検証するためのエンクロージャーのテストを提供していませんが、一部のお客様は、要件を満たしていることの正式な認証を受けるために、エンクロージャーをサードパーティのテスト施設に送付します。この場合、以下で説明する原則は同じです。

NEMA分類について

電気機器の標準化された製品仕様を促進するために、ドキュメント「NEMAエンクロージャタイプ」が用意されています。基本的に、NEMA標準の役割は、分類を満たすためにエンクロージャがどのように実行する必要があるかを指定することです。具体的には、NEMA標準は以下を扱います：

1. 危険な内部部品から人員を保護する
2. エンクロージャー内の機器を環境の危険から保護する

NEMAが行っていないことは、パフォーマンス仕様を満たすようにエンクロージャを設計および製造する方法を規定することです。これについては、このブログの次のセクションで説明します。

NEMA規格は、多数のエンクロージャタイプを対象としています。ただし、お客様は通常、次の一般的なタイプのサブセットを扱います。

• NEMAタイプ1 –汎用は屋内での使用であり、人が充電部に接触したり、ほこりなどの破片から保護したりします。
• NEMAタイプ2 –一般的に屋内で使用され、防滴性があります。このタイプはタイプ1と同じ保護を提供しますが、水の滴りや軽い飛沫に対する保護を追加します。
• NEMAタイプ4、4X –このタイプは、通常、屋内と屋外の両方で使用されます。防水性、防塵性、みぞれに強いです。タイプ1、2と同じ保護を提供し、落下する土、雨、みぞれ、雪の侵入から保護します。また、外部の氷の形成や水しぶき、ホースに向けられた水による損傷からも保護します。防錆性があります（4Xの「X」は耐食性を示します）。
• NEMAタイプ5 –一般的に屋内で使用される、このエンクロージャタイプは防塵です。タイプ2と同じ保護を提供しますが、ガスケットが追加されているため、ほこり、糸くず、繊維、および飛散物の侵入を防ぎます。
• NEMAタイプ6、6P –このタイプは、屋内または屋外で使用でき、水中で使用できます。タイプ4と同じ保護を提供しますが、タイプ6は時折の一時的な水没に対する保護を追加し、タイプ6Pは限られた深さでの長時間の水没に対する保護を追加します。

これらのタイプはすべて、危険な部品へのアクセスから人員を保護することに注意してください。

NEMAエンクロージャタイプの完全なリストを表示するには、ここをクリックしてください。

次のセクションでは、エンクロージャーのさまざまなファミリーと、それらがNEMAによって対処される環境上の危険からどのように保護できるかについて説明します。

NEMA要件を満たすためのエンクロージャタイプ

カスタム板金エンクロージャ

このタイプのエンクロージャーは、ほこり、破片、水しぶきや水滴から非常に保護することができます。板金エンクロージャは、NEMAタイプ1、2、4、4X、および5の要件を満たすように設計できます。ただし、エンクロージャを水に浸す必要がある場合、これは最適な選択ではありません。ガイドラインは次のとおりです。

• NEMAタイプ1：ケースの上部を完全に覆うシンプルなツーピースエンクロージャースタイルをお勧めします。 （L字型、U字型、または押し出しエンクロージャーが機能します。）
• NEMAタイプ2：ケースのすべての開いた継ぎ目にフランジを重ね、タック、スポット、またはプラグ溶接を使用して継ぎ目を固定することをお勧めします。環境の厳しさによっては、完全に溶接された継ぎ目が必要になる場合があります。溶接する継ぎ目が少ないため、U字型のエンクロージャが最適です。
• NEMAタイプ4,4X：完全に溶接された継ぎ目とガスケットの使用をお勧めします。この場合、水が近くにあるか、水が向けられているものには、ガスケットをお勧めします。このカテゴリのエンクロージャガスケットのほとんどのアプリケーションでは、スタイルフォームストリップまたはフルガスケットピースで十分です。方程式に水を入れるとすぐにファスナーのシールが必要になるため、ファスナーをシールすることをお勧めします。ファスナーのシーリングは、次のようなさまざまな方法で行うことができます。

• • ファスナーをケース内に突き出さないように戦略的に配置します。
  • シーリングネジを使用した組み立て（これらは市販されており、ネジの頭の下にOリングが埋め込まれています。アカウントマネージャーが詳細情報を提供します）。
  • ラッチまたはロックを使用してエンクロージャーを閉じて固定します。このスタイルのエンクロージャーでは、ヒンジも一般的です。

タイプ4Xを実現するには、ステンレス鋼、アルミニウム、ガルバニールなどの耐食性材料を選択し、上記の推奨事項に従ってください。

• NEMAタイプ5：環境に応じて、ケースのすべての開いた継ぎ目または完全に溶接された継ぎ目にフランジを重ねることをお勧めします。繰り返しになりますが、この設計にはU字型のエンクロージャが最適です。

カスタムCNC機械加工エンクロージャー

水に浸すことができるエンクロージャーを探しているなら、これがそれです。 CNC機械加工のエンクロージャーは、NEMAタイプ1、2、4（X）、および5に適合するように設計できます。また、完全に密閉でき、適切なOリングまたはガスケットを使用して、防水性を備え、深い液浸から保護するのに十分です。これにより、NEMAタイプ6（P）に適合します。

このタイプの水浸用エンクロージャーを設計するときは、次の点に注意してください。

• エンクロージャーは、シールするシームの数を最小限に抑え、パーツとシームを少なくするように設計する必要があります。水がエンクロージャーに入る可能性が低くなります。
• これらは機械加工されているため、アルミニウムが断然最良の選択肢です。ステンレス鋼での作業は可能ですが、機械加工コストははるかに高くなります。他のオプションは十分な耐食性ではありません。
• Oリングを設計に組み込む場合は、留め具からの漏れを防ぐために、Oリングをエンクロージャーの組み立てに使用する穴の内側に向けてください。
• 最終組み立てでは、ネジに均等なトルクを加えて、Oリングを均等に圧縮することをお勧めします。エンクロージャーが大きくなるにつれて、組み立て用のネジのサイズを大きくする必要があります。
  • 注： エンクロージャーを設計するときは、ネジの間隔を考慮してください。ネジが離れすぎると、シールが影響を受ける可能性があり、エンクロージャーの水密性の有効性が損なわれる可能性があります

CNC機械加工のカスタマイズを備えた既製（OTS）キャストエンクロージャー

また、既成の（OTS）キャストエンクロージャーであるカスタマイズ可能なダイキャストエンクロージャーのラインを提供し、それらをカスタマイズします。それらは適切な設計とシールで水密にすることができ、カスタムCNC機械加工エンクロージャーと非常によく似ています。最小限のカスタマイズまたはカットアウト、および適切なガスケットまたはOリングを使用すると、このエンクロージャタイプはNEMAタイプ6（P）に適合する可能性があります。このタイプのエンクロージャーは、NEMAタイプ1、2、4（X）、および5にも簡単に適合します。

ただし、OTSCastとカスタム機械加工のエンクロージャには2つの大きな違いがあります。

• OTS Castを使用する場合は、事前に作成されたエンクロージャーから開始するため、ストックのサイズと形状の使用に制限されます。
• OTSは大幅に安価です（これは、Cast OTSエンクロージャーの製造で材料が無駄にならないためですが、カスタム機械加工されたエンクロージャーは材料の固いブロックから作られています）。

したがって、サイズと形状の制限に耐えられる場合は、カスタマイズ可能なダイキャストエンクロージャーが経済的な選択です。

このエンクロージャーでは、カスタム機械加工されたエンクロージャーと同様に、水密性を実現する場合は、エンクロージャーを貫通するすべてのアイテム（コネクタ、スイッチなど）が適切に水密性であり、必要に応じてガスケットが装備されているか、密封されていることを確認する必要があります。

前述したように、Protocaseは製造施設内でNEMA / IPテストを実行しませんが、一部のお客様はテストのためにエンクロージャーを別の場所に送ることを選択します。エンクロージャーをテストできる場所を見つけるには、ここをクリックしてください。

これに関心があり、NEMAまたはエンクロージャの種類について質問がある場合は、info @ protocase.comにメールを送信するか、以下にコメントして、遠慮なくお問い合わせください。

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資料とサービスの詳細については、www.protocase.com

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