モジュラーエンクロージャ：便利でシンプルな長期ソリューション

モジュラーエンクロージャは、電気機器や電子機器用の、柔軟性があり、設置と保守が簡単で、省スペースの安全保護デバイスであり、機器保護用のモノリシックエンクロージャの代替品です。

モジュラーエンクロージャとは何ですか?

モジュラーエンクロージャは、柔軟に組み立て、移動、内部および外部モジュールへの接続が可能なエンクロージャの一種です。安全性と堅牢性を重視するモノリシックエンクロージャとは異なり、モジュラーエンクロージャは、頻繁な交換、メンテナンス、拡張が必要なアプリケーションにおいて、優れた柔軟性と省スペース性を提供します。

モジュラーエンクロージャの構造

モジュラーエンクロージャの構造は、フレーム、パネル、ベース、内部取り付け構造、ロックとヒンジ、接続システム、冷却・換気システム、そして様々なレベルの保護機能の組み合わせで構成されており、それぞれを自由にカスタマイズ・拡張できます。モジュラーエンクロージャの構造を理解することで、その高い柔軟性と拡張性をより直感的に理解できるようになります。以下では、モジュラーエンクロージャの構成要素について詳しく説明します。

フレーム： フレームは通常、ステンレス鋼またはアルミニウム合金で作られ、軽量かつ高強度に設計されています。フレーム間の寸法とインターフェースは通常、標準化された設計に従っており、プロファイル接合構造を用いることで分解、拡張、調整が可能です。

パネル: モジュラーエンクロージャのパネルは通常、フロントパネル、リアパネル、サイドパネル、トップパネルで構成され、シーリングストリップと組み合わせることでエンクロージャを完全に密閉します。モジュラー設計のドアパネルは取り外し可能で、設置とメンテナンスが容易です。通常、ソリッドメタルパネル、ベンチレーターパネル、透明ガラスパネルなど、様々な種類があります。

ベース： ベースはサポートとして、ケーブルのインポートとエクスポート、便利な配線管理のために予約されます。モジュラー エンクロージャ ベースには、固定ベース、調整可能ベース、モジュラー エンクロージャの柔軟な動きを容易にするローラー ベースなど、多くのタイプがあります。

取り付けシステム: マウントシステムはモジュラーエンクロージャの主要部分であり、内部の機器やコンポーネントを固定・設置することで、動きや振動による損傷を防ぐために使用されます。モジュラーエンクロージャには、以下のような様々なタイプのマウントシステムを適用できます。

• 取り付けプレート
• 取り付けレール
• 取り付けブラケット
• スライドレール
• 取り付けトレイ
• 取り付けフレーム
• 磁気マウント 

ドアとヒンジ: モジュラーエンクロージャには、標準設計とクイックリリース設計をサポートするヒンジや、オプションの機械式ロックと電磁式ロックを備えたスマートアクセス制御システムなど、ヒンジとロックの幅広いオプションがあります。

コネクタシステム: 接続システムは、モジュラーエンクロージャの重要なコンポーネントの一つであり、エンクロージャの内部デバイスと外部デバイス間の信号およびデータ伝送をリンクするために使用され、モジュラーエンクロージャを他のデバイスとシームレスに接続して柔軟な拡張を実現します。接続システムは、以下の方法でモジュラーエンクロージャをサポートします。

• 電気接続
• 信号伝達
• データ転送
• モジュール拡張

冷却と換気: エンクロージャ内の機器の過熱を防止します。これは、高温環境や温度制御が必要なシナリオで重要です。

保護システム： 保護システムは、モジュラーエンクロージャの中核システムの一つであり、接地、耐振動・耐衝撃設計などが含まれます。エンクロージャの防塵、防水、耐腐食性は、モジュラーエンクロージャの適用範囲と保護レベルを決定する要素となります。

モジュラーエンクロージャのサイズ

モジュラーキャビネットは、様々な種類やサイズの機器に対応し、保護と設置スペースを確保するために、様々なサイズをご用意しています。以下では、モジュラーエンクロージャの3つの標準サイズについて簡単に説明し、より深く理解していただけるようにいたします。

• 小型モジュラーエンクロージャサイズは通常100mmから400mmで、電子機器、低電力ユーティリティ機器、センサー、小型電力端末の保護に使用されます。これらのエンクロージャは通常、内部スペースをあまり必要としないため、壁掛け式で屋内で使用されることが多くあります。小型モジュール式エンクロージャは最小限の電気的保護を提供し、IP30からIP65までの保護等級を満たします。
• 中型モジュラーエンクロージャ: 標準的なサイズは500mmから1200mmの範囲で、その拡張性から、コンピューター室や配電室などで、より大きな電気負荷や電気接続に対応するために広く使用されています。中型モジュールエンクロージャは、床置き型またはラックマウント型が一般的で、IP55またはIP65以上の保護等級が求められます。
• 大型モジュラーエンクロージャ: 一般的に1300mmから2200mmのサイズで使用され、産業環境、データセンター、エネルギー業界では、大量の電気機器や複雑な制御システムを収容することが求められます。大型モジュラーエンクロージャの多くは、大型サービスキャビネットや変電所設備など、IP67以上の高い保護レベルが求められる大型機器のニーズを満たすためのモジュール式設置用です。

さまざまなタイプのモジュラーエンクロージャ

モジュラーエンクロージャは、機器保護のためのシンプルかつ柔軟なソリューションを提供します。以下では、4つの視点から様々なタイプのモジュラーエンクロージャをご紹介し、それぞれの定格電圧、動作環境、保護要件について理解を深めていただきます。

1. 電圧レベルに応じて

• 低電圧モジュラーエンクロージャ: AC 1000V、DC 1500Vまでの電気システムに適しています。このタイプのモジュラーエンクロージャは、通常、産業オートメーション、ビル管理、サーバールーム、産業用配電などの用途で使用されます。一般的なタイプには以下が含まれます。 低電圧配電盤、産業用制御盤 そして IT サーバー ラック。
• 中電圧モジュラーエンクロージャ: 交流1000Vから35kVの中電圧送配電システム（10kV、24kV、35kVなど）に適しています。低電圧用のモジュール式エンクロージャは、安全性と安定性を向上させるために、空気、真空、ガスなどの高レベルの絶縁材を使用したカスタマイズが必要です。通常、変電所、産業用配電所、鉄道輸送所、発電所などに設置されます。一般的なタイプは次のとおりです。 中電圧スイッチギア、リングメインユニット (RMU)、中電圧変電所エンクロージャ。
• 高電圧モジュラーエンクロージャ: 10kV、35kV、110kV、さらには220kVを含む、交流1000Vを超える高電圧送電・配電システムに適しています。高電圧による絶縁破壊を防ぐには、高絶縁材料が必要です。また、安全性を高めるために、ガス絶縁または真空絶縁が使用される場合もあります。通常は、 変電所、発電所、その他の場所一般的なタイプは 高電圧配電盤、ガス絶縁配電盤（GIS）、高電圧ケーブル配電箱.

2. 環境に応じて

• 屋内モジュラーエンクロージャ: 屋内用モジュラーエンクロージャは、サーバールーム、工場、商業ビル、住宅などへの設置を目的として設計されています。一般的な用途としては、配電盤、産業用制御盤などが挙げられます。これらのモジュラーエンクロージャには通常、IP65規格の保護等級が求められます。
• 屋外用モジュラーエンクロージャ： これらのタイプのモジュール筐体は通常、より厳しい気候にさらされるため、防風性、防雨性、耐腐食性、防塵性、耐衝撃性などの特性に注意を払う必要があります。一般的にはIPグレードシステムとNEMAグレードシステムを参照し、一般的なタイプとしては基地局キャビネット、充電器キャビネットなどがあります。

3. 保護機能に応じて

• 標準モジュラーエンクロージャ: 一般的な商業・産業環境に適しています。主に筐体内の電気・電子機器を、偶発的な接触や粉塵、液体の飛沫による侵入から保護します。これらのモジュール式筐体は、冷間圧延鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金製が多く、IP20～40の保護等級を備えています。
• 防水・防塵筐体： このタイプのモジュール式エンクロージャは、非常に高い密閉性を必要とします。通常、屋外、湿気、粉塵の多い産業環境で使用され、一般的には304ステンレス鋼またはアルミニウム合金で製造され、特殊な耐腐食コーティング処理が施されています。一般的にはIP66、IP67、またはそれ以上の保護レベルを指します。
• 防爆モジュラーエンクロージャ： 可燃性および爆発性の粉塵やガスが存在する危険な産業環境での使用に適しており、ATEXやIECExなどの安全規格に準拠する必要があります。これらのモジュール式エンクロージャは、通常、強化シールを備えたアルミニウムとステンレス鋼で作られており、本質安全防爆、耐火性、および安全性向上設計を備えています。

4. 異なる構成による

• 自立型モジュラーエンクロージャ: 自立型モジュラーエンクロージャは、通常、取り外し可能なパネル、調整可能な取り付けレール、拡張デバイスを備えており、モジュールの拡張、カスタマイズ、その後の設置を容易にします。産業、電気、情報サービスなど、頻繁なメンテナンスと大規模な拡張が必要な分野でよく使用されます。
• 連結可能なモジュラーエンクロージャ: ベイ接続可能なモジュラーエンクロージャは、データセンター、電力制御ステーション、自動化生産ラインなどで広く使用されており、一般的に19インチラックシステムに標準化されています。モジュラー接続設計により、複数のエンクロージャを容易に拡張でき、横に並べて接続できるため、大規模な機器統合に非常に便利です。

モジュラーエンクロージャの利点

適切なモジュラーエンクロージャの種類について学んだ後、その他の利点も発見できます。

• 高度なカスタマイズ性

高度なカスタマイズ性は、サイズ、材質、タイプ、予約済みリンク スロット、取り外し可能なパネルなどの点だけでなく、さまざまな使用シナリオに対する NEMA および IP 保護定格の点でも、モジュラー エンクロージャの最も重要な機能の 1 つです。

• 柔軟な設置

容易で柔軟な設置も、モジュラーキャビネットの大きな利点です。取り外し可能なコンポーネントを備えたモジュラーエンクロージャは、幅広いサイズと規模の機器に対応し、さまざまなレイアウト要件に対応します。モノリシックキャビネットの堅牢な設置方法とは異なり、モジュラーエンクロージャは床置き、ラックマウント、壁掛けなど、さまざまな設置方法に対応できます。

• 容易な拡張性

モジュラーエンクロージャは、柔軟な内部構造を備えているだけでなく、接続と拡張も容易です。予約されたリンクスロットやスライドに応じて、簡単に接続して大規模な統合システムを構築し、より多くのニーズに対応できます。

• メンテナンスが簡単

モジュラーエンクロージャのメンテナンスの容易さは、柔軟性と交換可能な構造に大きく依存しています。取り外し可能なパネルとスライドを使用することで、メンテナンスや交換が必要な部品を、他の部品に影響を与えることなく部分的に分解することができます。

• スペース効率

モジュール式エンクロージャは、特に複雑な環境や限られたスペースにおいて、スペースの効率的な利用という大きなメリットをもたらします。積み重ね、並列設置、垂直設置、あるいは水平または垂直配置によって床面積を節約できるためです。また、モジュール式エンクロージャは、標準化されたインターフェースを介して複数のモジュールを1つのユニットに統合できるため、全体的なスペースを削減し、無駄なスペースを省いた高密度ストレージを実現します。

• 安全性

モジュラーエンクロージャの安全性に関してよくある誤解として、モノリシックエンクロージャほど安全ではないというものがあります。しかし、モジュラーエンクロージャの設計は、機器の保護レベルを最大限に高めることを重視しているため、モノリシックエンクロージャと同様に、防水、防塵、耐衝撃、防爆、防火などの機能を備えており、工業、化学プラント、鉱業、エネルギー産業など、用途に応じて異なる機能を備えています。

• 高いコストパフォーマンス

拡張とメンテナンスの柔軟性により、モジュラーエンクロージャはモノリシックエンクロージャよりも最初は高価ですが、繰り返しの交換と分解を避けることができるため、長期的にはコスト効率が高くなります。

モジュラーエンクロージャの応用分野

モジュラー エンクロージャは幅広い用途があり、さまざまな業界で広く使用されています。以下は、モジュラー エンクロージャを活用できる一般的な業界の一部です。

1. データセンターとクラウドコンピューティング

データ センターでは拡張性と迅速なメンテナンスが極めて高い要件があるため、モジュラー エンクロージャはデータ センターの一般的なストレージおよび保護デバイスであり、モノリシック エンクロージャではコンピューティングとストレージに対するこの絶え間ない需要に完全には適応できません。

2. 産業オートメーションと電気制御

産業オートメーションおよび電気制御業界では、モジュラーエンクロージャが広く使用されています。これは、制御モジュールの交換が高速化されるだけでなく、生産ニーズに応じて機器の構成を容易に調整できるため、一体型のキャビネットよりも柔軟性が高いためです。

3. 再生可能エネルギー

再生可能エネルギー業界では、電力モジュールをエネルギー規模に合わせて頻繁に調整し、規模に応じて動的に拡張および保守する必要がありますが、モジュール式エンクロージャは変化するエネルギー環境に適応し、簡単に調整できます。

4. 公共交通機関

ターゲットを絞ったカスタム設計により、モジュラーエンクロージャは振動耐性、EMI 保護、リモート監視などの機能を使用してカスタマイズでき、振動が発生しやすい鉄道、列車、その他の公共交通システムで便利かつ柔軟な機器保護を提供できます。

5. 電気通信およびネットワーク通信

通信機器の最も重要な特徴は、ポートと機能の迅速な拡張性であり、迅速な導入が求められています。モジュラーエンクロージャは、高まる拡張ニーズに対応し、スロットを予約することでいつでも追加構成に対応できます。

6. 通信基地局

通信基地局においても、モジュール式筐体は優れた性能を発揮します。柔軟な内部構造と高い互換性により、内部空間と外部空間を最大限に最適化し、安定的かつ安全な長期運用を実現します。

7. 建設とインフラ

モジュラーエンクロージャは主に建物や電力管理システムに設置され、建物のニーズに応じて電源モジュールと制御モジュールを調整することで、モノリシックエンクロージャよりも迅速かつ高度な拡張とメンテナンスが可能になり、効率が向上します。

結論

総じて、モジュラーエンクロージャは拡張性に優れ、設置場所もポータブルで、メンテナンスが容易、そして幅広い用途に合わせて高度にカスタマイズできるため、電気機器、産業機器、その他の機器を保護するための第一選択肢となっています。モジュラーエンクロージャを購入、設置、カスタマイズする前に、お客様の機器の業界と環境を評価し、モジュラーエンクロージャが最良の結果をもたらすようにすることをお勧めします。