積極投資を背景に 急速に市場拡大 使い買勝手向上 ボックス・ラック技術革新進み 国際標準化への対応求められる

キャビネット・ボックス・ラックの市場は、IT分野でDC(データセンター)、社会インフラ分野でPV(太陽光発電)システムやスマートグリッド関連、FA分野で省エネ化対応での投資が意欲的に行われていることで、急速な拡大を見せている。同時に技術的にも、熱対策、省エネ対策、セキュリティ対策などをポイントに革新が進んでおり、使いやすさが増している。市場のグローバル化を背景に、国際標準化への対応も求められてきており、次の展開に向けた新たな段階を迎えている。ボックス・ラックは、電気・電子機器の収納などを目的に、屋内や屋外において、外部の環境から内部機器を保護するとともに、内部機器への直接接触などを防ぐ役割を果たしている。

種類は、材質・設置場所・設置方式・形状などによって各種あり、使用される分野は、電力、石油化学、自動車、電機・電子、情報通信、データセンター、施設、ビル、セメント、環境装置、工作機械、産業機械、食料品・医薬品・化粧品、半導体、液晶、計測、放送設備、医療機器、交通など、おおよそ電気が使用されるところには必ずと言ってよいほど使用されている。
携帯中継基地の機器収納に

最近特に需要が拡大しているのが、移動体通信(携帯電話)の中継基地での機器収納用途、PV(太陽光発電)システムの立地増に伴い、高圧受電設備用キャビネット、接続箱、集電箱用キャビネットなどが目立つ。

また、データセンター・サーバルームの電力消費量の増大、それに伴う熱問題に対して、冷却の効率化・省電力化など環境負荷低減が求められており、ラックもこれらの要望に対応するものが増えている。東日本大震災の発生により、耐震、制震、免震性を高めたラックの需要も高まっている。

ボックス・ラックの設置場所は、屋内と屋外の二つに分けられる。製品を安全に使用するため、設置場所の環境は重要なポイントとなる。

屋内形は、屋内使用に適する性能を備えたボックスで、屋外型は、雨・雪・露・風及び直射日光に暴露される場所での使用に適した性能を備えたボックス。

壁掛型は、壁面など垂直面に取り付けることを意図したボックスで、ポール取付型は、直接ポールに取り付けできるボックス。仮設用途は、工事現場などである期間だけ臨時に設置して使用する用途のこと。あらかじめ通線用のノックアウトや配線孔を有した構造のボックスがそれに該当する。

ボックス・ラックのスチール、ステンレス、アルミ、樹脂などの材質には、それぞれ特徴がある。スチールは重いが、耐久性に優れており、多種多様な機器を収納できるシステムラックなどにも適している。特にステンレスは、耐食性、耐候性に優れる。

樹脂製のボックスは、軽くて絶縁性に優れ、錆にも強いので、沿岸地域をはじめ、特殊な環境下でも活用でき、電波を通すので無線アンテナの収納にも適しており、需要が伸びている。近年は様々な種類の樹脂が使用されている。

ABS樹脂は、アクリロニトリル―ブタジエン―スチレンの共重合化合物で、剛性・加工性・耐衝撃性に優れた汎用性の高いプラスチックである。

ボックス・ラックは、技術的には最近、地震対策、熱対策、軽量化、省施工、防塵・防水性、粉体塗装などが重要なポイントとなっており、製品の品質や性能は、最新の国際規格(IEC、UL、NEBSなど)に対応しているものが多
い。
地震対策として有効な免震

地震対策としては、耐震、免震、制震がある。耐震は容易な地震対策の一つで、地震の揺れに耐え、構造物の倒壊を防ぐ。耐震対策を施したラックは強固で倒壊する心配はないが、地震時の機器への負担が一般的に大きくなり、機能保護には対応していない。免震は構造物と設置面の間にベアリングやすべり材を設置し、構造物に直接揺れを伝えない。具体的な免震対策として、ラックの下に免震台を取り付けることにより、ラック内の揺れを5分の1~10分の1に低減できるので、地震対策として有効だ。

制震は、超高層ビル・住宅や橋梁などに実績がある揺れを吸収する最新技術。制震ラックは制震ダンパーが変形することにより、地震エネルギーを吸収し、ラック内の揺れ、および変形を低減し、連続する大地震にも効果を発揮する。
遮光板で温度上昇抑える

熱対策としては、屋外用では遮光板を設け直射日光による温度上昇を抑えたり、扉やボディーに換気口を設け、放熱効果を高めたりしているものがある。パンチング材の採用により通気性を持たせ、天井面のスリット加工と突き出し扉の上面スリット加工により、天井コーナー部の熱がスムーズに排出され、背面から抜け出せずに回り込んだ熱が突き出し扉の傾斜面からスムーズに排出される仕組みを取ったりしている。

軽量化、省施工の利点としては、薄板などを使用した軽いボックスは、高所などでの施工性が高まる。軽量の場合、外壁への取り付けなども楽に行える。

防塵・防水性としては、キャビネットの機能のうち、危険な箇所への接近、外来固形物の侵入及び水の浸入に対する保護の程度等を規格で定め、保護等級(IP)で示している。屋内の標準使用状態で使用されるものについては、IP2X以上の性能を有すること、屋外の標準使用状態で使用されるものについては、IP23以上の性能を有することが定められている。
環境にやさしい粉体塗装

塗装には粉体塗装がよく使用されている。紛体塗装とは樹脂と顔料を練り込んでクレヨンのように固形にしたものを細かく砕いてサラサラの粉末状にした塗料を被塗物に付着させ、これを焼付して塗膜を形成する塗装方法。耐久性(耐候性・耐塩性)に優れた高厚膜が得られ、塗料は回収して使えるため省資源、しかも有機溶剤を含まないため環境にやさしい塗装となる。

情報通信技術は著しい進化を遂げ、インターネット、LAN、CATVなどに用いられる通信機器は私たちの生活に欠かせないものになってきている。これらの通信機器を収納するためのシステムラックには、機器からの発熱を効率よく放熱する対策が望まれ、さらに大地震発生時の耐震対策も考慮した剛性が必要となっている。

システムラックには、(1)サーバ・ストレージなどを収納するサーバラック(2)LAN構築用のネットワーク機器(パッチパネル・HUB・スイッチ・ルータ等)を専用に収納するネットワークラック(3)検査・計測システム、観測装置収納に使用されるFA・計測機器用ラック―などがある。それぞれ、高剛性・軽量化、高機能、技術サポート、低価格、短納期などの特徴を持たせて、機器収納用ラックに対する幅広い要求に応えている。

クリーンエネルギーで環境対策に貢献する太陽光発電の関連システムも普及が進んでいる。

接続箱は、複数の太陽電池モジュールにより発電した直流電力を一つにまとめ、パワーコンディショナに供給するための盤。(1)入力用直流開閉器(2)逆流防止素子(3)出力用端子台、開閉器または遮断器(4)避雷素子―などの機器を基板に取り付けしたものが一般的となっている。

接続箱を選定する時は、太陽光発電システムの仕様や発電電力を十分考慮する必要がある。特に太陽電池から出力される電圧や電流は、設置場所の気象状況などにより変化するため、その最大値が許容できる性能のものを選定しなければならない。
防塵・防水性求められる

接続箱の設置場所は、太陽電池アレイの架台や、近くの建物壁面など、屋外に露出された状態で設置されることが多い。そのため、雨水や粉塵などが盤内に入り、それが原因となる不具合を未然に防ぐための保護を考慮する必要があり、熱対策、防塵・防水性が要求される。屋根に水平設置することで、設置コストの低減と設置場所における日射効率の改善が図れる水平設置タイプもある。

また、中継ボックスも需要が増えており、ボックスには鋼索機械制御、開閉装置、配電、計装関係などのケーブル接続用端子が入るが、試験を積み重ねることで品質を高め、ボックス本体と端子ユニットを一体構造とした基本設計のものなどがある。保護構造はIP65、IP67などが中心。

キャビネットの寿命(耐久性)は設置環境(屋内、屋外、海岸地区等)により大きく異なるが、(1)錆が発生し、キャビネットを貫通した状態(2)蝶番が外れ、ドアの取り付けができない状態(3)その他、保護機能を損なう損傷のある状態―などの場合は、早急に取り換えなどの処置を行った方が良い。

また、キャビネットを長期間使用するためには、(1)設置環境に適した保護性能(IP)を有する商品を選定する(2)設置環境に適した材質や塗装性能を有する商品を選定する(3)屋外設置用は水の浸入を確実に防ぎ、また浸入した場合は、その水が抜けるような処置を施す(4)施工時における加工部および傷部の防錆処置を確実に行う(5)台風などの強風時にはドアを開けない(6)その他施工については正規な方法で確実に行う(7)設置後定期的な点検を実施し、問題があれば早めの処置を行う―などに注意する必要がある。

電機・電子機器を収納するボックス・ラックは分電盤、制御盤、弱電機器収納など使用目的も幅広く、設置場所も身近な家庭から学校、オフィス、病院など人の生活するあらゆる環境に設置されている。今後も大震災対策の耐震ラック、太陽光発電システム用接続箱、移動体通信の中継ボックスなどで需要は大きく伸びる見込みだ。これらボックス・ラックの使用後については廃棄、リサイクル化など今後社会的に高まるであろう動向への考慮も必要になっており、メーカー側では、基準を設けて環境問題にも積極的に取り組んでいる。

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