シートメタルエンクロージャのエキスパート換気ソリューション

エンジニア、科学者、設計者として、エンクロージャに換気が必要なのはご存知でしょう。コンポーネントは熱を発生し、その熱を逃がさなければなりません。固体金属を熱は通過できないからです。換気設計と、機能的かつ美観にも優れた換気を実現する当社オプションについてレビューするブログを書きました。シートメタル換気。

換気タイプとレート

換気オプションのレビュー前に、換気レートについて少し説明します。大型発熱コンポーネントがある場合、換気レートを適切にエンジニアリングする必要があります。一方、低電力コンポーネントのデバイス設計なら、より直感的なアプローチで構いません。

換気をエンジニアリングするなら、まず必要流量（単位時間あたり体積、CFM等）をエネルギーバランスで計算。つまり、単位時間あたりの発熱量（電力×時間）が、単位時間あたり移動する空気質量の温度上昇（体積×密度×比熱×目標温度上昇）と等しくなければなりません。これで必要流量が算出できます。

目標流量が決まったら、どうやってその流れをエンクロージャに通すかを考えます。強制換気（ファン使用）ならシンプル。要件を適切な安全係数で超えるファン（単数または複数）を使用。空気がエンクロージャに制約なく出入りできることを確認。

強制シートメタル換気は通常、高電力放散用。低電力では自然対流を使用。自然対流もエンジニアリング可能ですが、通常低電力デバイスのエンクロージャは、適度な開口で換気します。

切り抜き

換気タイプとレートを検討したら、必要な換気量に適したエンクロージャ用切り抜きを決定します。

レーザー切断では工具が不要。つまり、切り抜きにほぼ制限なし。大部分で、描ければ切れます！

装飾的換気切り抜き： 換気切り抜きは完全に実用的でも、視覚的・美観的目標達成にも使えます。例：長年のProtocase顧客Keo Scientificは、オーロラボレアリスとオーロラオーストラリスを含む宇宙天気撮像装置を設計・製造。斜めパターンのスロット切り抜きに加え、ロゴとオーロラ形状のカスタム切り抜きも採用。優れた換気性と目を引くデザインを両立！

切り抜きは換気に最適で、完全なクリエイティブコントロールが可能、エンクロージャに洗練さを加えられます。ただし、シートメタル形状保持のため、一つのスペースに配置できる切り抜き数には制限があります。

過度な切り抜き密度の制限： 薄い金属を使用し、数百の微小穴（下例のような）を配置すると、穴の密度によりシートメタルが反る可能性があります。明確なルールはありませんが、Protocaseエンジニアリング&デザインサービスが、そんな切り抜きパターンを選択した場合に反りリスクがあるか助言可能です。

レーザーで多数の小穴をあける代わりに、同じスペースでより大きなスロットを採用すれば、全く同じ目的を果たせます。下例のように、より少ない切断で同等の開口面積を確保。反りリスクは大幅に低減し、同量の換気を実現。

パンチングメタル（穴あき金属）

換気とろ過のために非常に多数の穴が必要な場合、パンチングメタルを検討。レーザーで数百個の穴を個別に切るより、はるかにコスト効率良く、切り抜き密度問題も回避できます。

パンチングメタルは軽量、汎用性高く、耐久性があり、美観も良好。ただし、パンチングメタル表面は取り付け先シートメタルの裏側に位置するため、トップ面とフラッシュにならない。この段差がもたらす見た目と機能上の問題を考慮必要。

Protocase在庫：20ゲージ（0.032インチ | 0.81mm）パンチングアルミニウム、22ゲージ（0.030インチ | 0.76mm）パンチング冷間圧延鋼。いずれも0.125インチ（3.18mm）円形パターン。（追加リードタイムとコストで他タイプのパンチングシートメタルも調達可能）。

両タイプとも容易に粉体塗装可能、ベースエンクロージャと異なるユニークな色に塗装すれば印象的なルックに（下図参照）。

パンチングシートメタルは、溶接またはファスナーでシートメタルエンクロージャやパネルに取り付け可能。

ルーバー

ルーバーはエンクロージャに換気開口を設ける優れた方法で、開口のオーバーハングにより、汚れや異物の偶発的侵入から一定程度保護します。

ルーバーは専用工具でプレスブレーキで成形。追加リードタイムと工具費を避けるため、公称2インチルーバー（下図）用工具を保有。別サイズルーバー必要ならご相談ください！ 他工具調達可能（追加リードタイム）で、ご希望通りのものを提供します。

Protocase Designerでの換気

Protocase Designer（無料エンクロージャ設計ソフト）の優れた機能の一つは、豊富な切り抜きライブラリ。換気用に特に有用なのがファンカットアウトです。

エンクロージャで適切な換気を実現するファンを決めたら、対応する切り抜きを骨折り損で作る必要なし。Protocase Designerがすでに用意しており、大幅な時間短縮。パターンを選び、希望位置にドラッグするだけ。

Protocase Designer内でのシートメタル換気のもう一つのオプションは、独自のカスタムベント切り抜き作成。ライブラリの一部として保存され、在庫切り抜きパターンと同じシンプルさで再利用可能。

Protocase Designerでのカスタムベントパターン作成の様々な方法を紹介するチュートリアルはこちら。

結論

シートメタル換気は、電子機器とコンポーネントにフィットするエンクロージャ設計時の重要要素。電子機器とコンポーネントの検討に費やしたすべての時間の後、エンクロージャ内部過熱で苦労が台無しになるのは避けたいところです。

このブログが、Protocaseで提供する多様な換気オプションの理解に役立てば幸いです。質問や設計相談があれば、info@protocase.comまでご連絡ください。

楽しい設計を！