板金ケース等の板厚につきまして

Question

サイズが 約200W×130H×400D の板金ケース(筐体)を検討しております。
材質は、重量や価格面からアルミのA5052Pで考えており、内部の基板や部品等は5kg程度になります。

そこで板厚を1.5mm 又は 2mm のどちらかで考えておりますが、
具体的に外部から力が加わることも無く、一般的な輸送振動等に対応できれば良い、
という条件下ではどう考慮すれば良いのでしょうか。

単に経験的に問題で妥当なところにするというのが現実的なのでしょうか？
少量生産品ですので、価格はそこまで変わらないようです。

宜しければこのような時どのように考えれば良いか。アドバイスなど頂ければ幸いです。

Answer

最大面のたわみ剛性で判断する方法も有ります。
たとえば130H×400D 面を長手方向で支持する両端支持はりとみなして、
中央部のたわみを計算してみます。材料は鋼板として、中央に軽く指で
押す荷重を２kgfと想定します。このときｔ1.5で中央たわみは3.5ｍｍ、
ｔ2で1.5ｍｍになります。

Answer

タップは立てないのでしょうか？
アルミではＭ３でも１．５ｔしかないと少々つらい　
バーリング加工すれば別ですが、手作り加工では普通しないですよね

ただ普通はアイデアルやタカチのボックスを使うけど？
さもなくばデッドコピーするか
http://www.settsu.co.jp/catalogs/midsrcb/15
http://www.takachi-el.co.jp/data/catalog/catalog04.html

妥当なところで
正面パネルはアルミヘアライン２ｔ
外側ケースはＳＰＣＣ１．２ｔ
内部部品取り付けシャーシはＳＰＣＣ１．６ｔか２．３ｔ

全部同じ材質にするのも少々無理が有ると思う

５ｋｇの内容物が入った筐体を３００ｍｍくらい落下させると
ＳＰＣＣ１．２ｔにタップ立ててビス止めした５ｋｇの内容物は
タップをぶち抜いてゴロゴロと．．．．

Answer

約200W×130H×400D の板金ケース(蓋付き)の質量を計算すると
・A5052(比重2.69)のt1.5で約1.3kg
・SPCC(比重7.86)のt1.0で約2.5kg，t0.6だと約1.5kg

内容物が5kgとのことですが、筐体の質量差1.2kgは如何でしょう。
t1.0のSPCCで作るのが安価で手っ取り早いと思います．．．駄目ですか？

Answer

組み立ては、如何しますか？
アルミ形鋼又はブロックをコーナーに配置でビス止めでしょうか。
摩耗と防錆は、如何しますか？
硬質アルマイトでしょうか。

一般的には1.5mmでしょうね。

Answer

重量を重視しない場合、一般的には軟鋼板（SPCC)を第一候補として選択する
と思います。厚さは、もう少々大きな筐体でも、家電製品の常識では、t0.6
程度でしょう。

板の剛性は、板厚の３乗と材料のヤング率に比例します。
鋼のヤング率を210GPa、アルミのヤング率を70GPaと見積もると、
(210/70）の３乗根・・・・板厚が1.44倍程度・・・t0.6×1.44＝t0.9以上
あれば家電品程度の剛性は確保できるということです。

という理由で、板厚t2は過剰、t1.5で十分のように思います。

なお、筐体は剛性だけでなく強度の面でも検討する必要があります。降伏点
が低いと、外力が加わった場合に塑性変形する可能性が増加します。同じ
A5052であっても、調質によって降伏応力（耐力）は異なります。材料の指定
をA5052P H34（硬質）のようにすることがいいと思います。

また、筐体に、持ち運びのための「取っ手」を設けるような場合は、その機
能を果たすための補強などが必要かもしれません。特段の補強を無しで済ま
せるために、１ランク厚さを増す設計をすることもあるでしょう。

＃３さんに１票

t2のアルミ板と同等の重量の鉄板は、t0.7程度です。

t2のアルミ板を使えるのであれば、多少の重量増加を許して、＃３さん
の仰るようにt1.0のSPCCを使うのが順当に思います。

SPCCのt0.7は流通していないので選択できないと思いますが、t0.8であれば
入手に問題ないでしょう。この程度であれば、重量の差は許容できるでしょ
う。

さらに付け加えれば、仕上げが「塗装」であれば、アルミより鉄を選択した
ほうが無難と思います。

板金ケースの板厚について考える