IP65等級の赤外線ヒーターを短絡から守る方法
仕様表上でIP65等級を取得するのは簡単です。しかし、実際にヒーターが高温になった時にその等級を維持するのは難しいのです。
私の経験では、ケース自体は問題なく機能します。本当の問題は、配線が筐体に接続される部分にあります。もしそこのシールが破れてしまうと、湿気が侵入してきます。また、シールが高温に耐えられない場合、絶縁体が燃えてしまいます。
なぜ配線が壊れるのか
実際、一般的な封止剤では、赤外線素子の絶え間ない加熱・冷却に耐えられません。安価なシール材は収縮したり、ひび割れたりします。微小な隙間ができると、酸素や湿気が内部に入り込み、銅の配線に影響を与えます。これにより酸化反応が起こります。これを「カーボントラッキング」と呼びます。要するに、絶縁体が破壊され、電流が本来行くべきでない場所を流れるようになります。そうなると、短絡が発生します。
高性能なシール材の重要性
多くの場合、安価なゴム製のガスケットやシリコン製のシール材が使われていますが、これらでは高出力のヒーターには耐えられません。私たちは異なる方法を用いています。つまり、高温にも耐えられる封止剤や、材料の膨張・収縮にも対応できる圧縮式のシール材を使用します。目的は、ヒーターの「呼吸作用」を防ぐことです。ヒーターが冷却されると湿気を吸収することがありますが、封止剤の膨張を金属製の筐体の膨張に合わせることで、その現象を完全に防ぎます。
難しい点：耐熱性と防水性のバランス
単純に厚手のシール材を使えばいいというわけではありません。シール材を追加すると、配線が入る部分の熱容量が増えてしまいます。もし配線が発熱素子に近すぎると、どんなに高価なシール材でも効果がありません。これを解決するために、配線の位置を調整し、配線に強化されたガラス繊維を使用して、熱をシール部から遠ざけます。
最後に、配線の太さも重要です。もし配線が電流に対して細すぎると、自体で熱が発生します。まるでシール部の中に小さなヒーターがあるようなものです。仕様をしっかり守れば、ヒーターは長持ちします。