IP等級 – IEC 60529／EN 60529 侵入保護等級ガイド
- IP保護等級の試験および認証は、機械用筐体の設計において極めて重要な要素となり得ます。.
- IP等級は、電気・電子製品の筐体やエンクロージャーが安全に使用できる環境を示すものであるため、極めて重要です。.
- このガイドを読めば、次にIP等級を見かけた際、その製品の制限事項が一目瞭然となるでしょう。.
- いつものことですが、説明を聞けばIP保護等級は非常にわかりやすいものです。しかし、これらの警告サインを遵守するのはまた別の話です。.
筐体を設計する機械設計エンジニアは、IP等級を確実に理解していなければなりません。IPは「Ingress Protection（侵入保護）」の略であり、電気・電子製品の筐体やエンクロージャーに対する保護等級を示す標準的な表示です。これは、固体や液体に対する保護の程度に応じて製品を分類するためのものです。 標準的なIP等級は、もともと国際電気標準会議（IEC）によって策定され、その対応規格はIEC 60529であり、これに相当する欧州規格はEN 60529です。 簡単に言えば、IP等級は筐体／エンクロージャーの設計によって達成される防塵・防水のレベルを示すものであり、これにより製品のユーザーは、デバイスやコンポーネントの限界、およびその意図された動作範囲や条件を把握することができます。.
IP保護等級の解説
IP等級は2桁の数字で構成されており、1桁目は固体粒子に対する侵入保護レベル、2桁目は液体に対する侵入保護レベルを示しています。それぞれの桁の範囲は0から6、0から9までで、保護レベルは「なし」から「最高」までの9段階に分かれており、数字が大きいほど保護性能が高くなります。.
1桁目：固体
0 | 他の物体との接触に対するいかなる保護機能も備えていません――試験は不要です |  |
1 | 50 mmを超える物体（例：手など）に対する保護機能を備えています |  |
2 | 12.5 mmを超えるもの（指など）から保護されています |  |
3 | これは、2.5 mmを超える物体、例えば工具やワイヤーなどを対象としています。 |  |
4 | ワイヤー、ネジ、ドライバー、そしてほとんどの昆虫の侵入を防ぐ筐体をお探しなら、IPコードの最初の桁が「4」のものが最も安全な選択です。 |  |
5 | それぞれ、通常の気圧条件下では粉塵粒子に対する十分な保護性能を、真空圧力条件下でも粉塵に対する完全な保護性能を発揮することを示しています。 |  |
6 | 通常、サービス・メンテナンスや清掃のために開封されることが想定されていない製品に好んで使用されます。 |  |
2桁目：液体
液体は筐体やエンクロージャーへの侵入を防ぐのがはるかに難しいため、保護等級は11段階に分類されており、0（保護なし）から始まり、「9k」（最高レベルの保護）で終わります。これらの数字はIP等級の2番目に記載され、次のように定義されています：
0 | 予防措置なし – 検査不要 |  |
1 | 一方向のみの密閉構造による水滴からの保護 |  |
2 | 4つの異なる向きでエンクロージャーを取り付けることで、水滴から保護します |  |
3 | 水しぶきに対する保護 |  |
4 | 水しぶきに対する保護 |  |
5 | 水流に対する保護 |  |
6 / 6K | 特に強力な水流に対する保護 |  |
7 | 水深1メートルの水中に沈めた状態での防水性能 |  |
8 | 水深3メートルまでの防水性能 |  |
9K | 至近距離からの高圧・高温の噴霧に対して耐性があります。. |
2つの数字を組み合わせて、完全なIP保護等級を構成する
例えば、ある機器がIP 54規格に準拠している場合、その筐体は粉塵や水しぶきに対して十分に保護されていることを意味します。 別の例として、IP 68 規格が挙げられます。これは、筐体がほこりに対して最高の保護性能を備えており、液体の侵入による短絡のリスクを心配することなく、最大水深 3 メートルまで安全に水中に沈めることができることを意味します。.
この2桁の数字は独立しているものの、論理的には関連していることに留意してください。というのも、「IP 47」といった規格は存在し得ないからです。これは、筐体が水深1メートルまでの液体に浸漬するのに適している一方で、2.5 mm未満の固体粒子に対する保護機能がないことを意味してしまうからです。 これは、その特定のIP等級が虚偽の表示であることを意味します。.
IP等級の試験および認証
製品がIP等級を付与されて正式に発売されるためには、IEC 60529規格に準拠して試験を行う認定試験所による試験を受ける必要があります。 筐体の固体に対する密閉性の試験は、特定の直径（50、12.5、および2.5 mm）の球体を使用し、その球体が電気・電子機器の重要部品に到達するかどうかを確認することで行われます。 防塵試験において、装置が「5」の分類に合格した場合、研究者は筐体内に8時間真空状態を適用し、完全に防塵性があるかどうかを判定します。.
防水試験は、特定の水量、吐出量、水圧、および試験時間を設定して実施されます。 例えば、分類「3」の噴霧試験は10分間行われ、その間、50～150 kPaの圧力範囲の水が、ノズル1穴あたり0.07リットル/分の速度で噴霧ノズルから落下します。 「7」の浸漬試験では、試験片を水深 1 メートルに 30 分間浸漬する必要があります。 最後に、「9K」の最終試験では、80～100バールの圧力範囲で、最大距離15 cmの位置から、筐体のあらゆる角度に80℃の水を噴射しなければなりません。.
IP69K保護規格とは何ですか？
IP69K規格は、粉塵の侵入や高温・高圧の水に対する保護性能を備えており、この認証を取得した製品は、機器を徹底的に消毒しなければならない環境での使用に最適です。.
食品加工など、衛生と清潔さが最優先される業界では、設備は過酷な高圧・高温の洗浄工程に耐えられるものでなければなりません。.
粉塵や汚れが問題となり得る多くの産業分野において、粉塵が製品の筐体内に侵入して故障を引き起こすことがないよう、対策を講じることが重要です。.
IP69K規格は、利用可能な保護等級の中で最高レベルです。.
IP69Kにはどのような利点がありますか？
食品加工業界など、徹底的な洗浄が必要な環境では、水、化学薬品、高圧、高温が組み合わさることで、電子回路や計測機器に致命的な損傷を与える可能性があります。IP69K規格は、この試験に合格した機器が耐久性と耐性を兼ね備え、保護等級スケールにおける最高水準を満たしていることを完全に保証するものです。.
製品はどのようにしてIP69K規格の認定を取得するのでしょうか？
IP69K規格に準拠した製品は、高圧・高温の水や粉塵の侵入に対する保護性能を保証するため、一連の厳しい試験を受けています。.
水侵入試験はどのように行われるのですか？
浸水試験自体は、製品を毎分5±1回転の回転速度で回転するターンテーブル上に設置して行われます。 その後、製品に対して、水温176°F/80°C、水圧1160～1450 psiの条件で、毎分約4ガロン/16リットルの流量で至近距離から水を噴射する。.
水が噴射されるノズルは、製品から4～6インチの距離を保ち、さまざまな角度から向けられます。この厳格な試験手順を経て、水が完全に侵入しないことが確認された場合、その製品は当該規格の基準を満たしたとみなされます。.
高圧・高温洗浄におけるIP69K試験条件
- 圧力：80～120バール
- 距離：10～15 cm
- 温度：80 °C ± 5 °C（176 °F ± 41 °F）
- 流量：14～16 l/mn
- 所要時間：1ポジションあたり30秒
IK耐衝撃等級とは何ですか？
IEC 62262:2002 および IEC 60068-2-75:1997 に準拠した、外部からの機械的衝撃に対する電気機器の筐体による保護等級。.
この評価は、製品の選定において決定的な要素となり得ます。これは機械的寿命ではなく、環境からの影響に耐える製品の能力を評価するものです。したがって、消費財として使用されるあらゆる製品にとって、これは重要な特性となります。.
IK耐衝撃性は、「シャルピー式振り子」衝撃試験機を用いて実施される特定の試験により評価されます。.
この装置は、3回繰り返し同一の衝撃を与えられた製品の抵抗値を測定する。.
衝撃エネルギー（ジュール単位）は、以下の2つの要素によって決まります：
- ハンマーと試験片との間の距離
- ハンマーの重量
試験で測定された耐性レベルに基づき、製品にはIKコードが割り当てられます。IK0からIK10までの範囲にあるこのコードは、製品が吸収できるエネルギーのレベルを決定します。.
対応表
IK00 | 保護されていない |
IK01 | 0.14ジュールの衝撃に対する保護性能を備えています。これは、質量0.25kgの物体が、衝撃を受ける表面から56mm上の高さから落下した際の衝撃に相当します。. |
IK02 | 0.2ジュールの衝撃に対して耐性があります。これは、質量0.25kgの物体が、衝撃を受ける表面から80mm上の高さから落下した際の衝撃に相当します。. |
IK03 | 0.35ジュールの衝撃に対して耐性を有する。これは、質量0.25kgの物体が、衝撃を受ける表面から140mmの高さから落下した際の衝撃に相当する。. |
IK04 | 0.5ジュールの衝撃に対する耐性を有する。これは、質量0.25kgの物体が、衝撃を受ける表面から200mmの高さから落下した際の衝撃に相当する。. |
IK05 | 0.7ジュールの衝撃に対する保護性能を備えています。これは、質量0.25kgの物体が、衝撃を受ける表面から280mmの高さから落下した際の衝撃に相当します。. |
IK06 | 1ジュールの衝撃に対して耐性を有する。これは、質量0.25kgの物体を、衝撃を受ける表面から400mmの高さから落下させた際の衝撃に相当する。. |
IK07 | 2ジュールの衝撃に対する耐性を備えています。これは、質量0.5kgの物体が、衝撃を受ける表面から400mmの高さから落下した際の衝撃に相当します。. |
IK08 | 5ジュールの衝撃に対して耐性を有しています。これは、質量1.7kgの物体が、衝撃を受ける表面から300mmの高さから落下した際の衝撃に相当します。. |
IK09 | 10ジュールの衝撃に対する耐性を備えています。これは、質量5kgの物体が、衝撃を受ける表面から200mmの高さから落下した際の衝撃に相当します。. |
IK10 | 20ジュールの衝撃に対する耐性を備えています。これは、質量5kgの物体が、衝撃を受ける表面から400mmの高さから落下した際の衝撃に相当します。. |
Langirの統合試験所では、EN62262規格の仕様に基づき、IK耐衝撃性試験を実施しています。.