IP54とは？IEC 60529試験、制限値、設計上の考慮事項

主要なポイント（要点）

• 最初の数字「5」は防塵性を意味するが、完全防塵を意味するわけではない。
• 2桁目の数字「4」は、水しぶきに対する保護を意味し、噴流水や浸水に対する保護を意味するものではありません。
• IP54という結果は、試験対象となったサンプル構成および取り付け条件に基づいています。
• IP54規格だけでは、屋外での完全な適合性、耐腐食性、耐紫外線性、または耐結露性を証明するものではありません。
• 技術的に有用な試験報告書には、サンプル、シール、ケーブル挿入口、向き、試験方法、および試験後の合否判定基準を明記する必要がある。

図1. IEC 60529に基づくIP54等級の説明

IP54の概要

KingPoは、アクセスプローブ、ダストチャンバー、ドリップシステム、スプレーノズル、ウォータージェットシステム、浸漬タンク、IPX9/IPX9Kチャンバーなど、IEC 60529およびISO 20653の侵入保護試験用の試験装置を提供しています。

最初の数字「5」は何を意味するのか？

最初の数字は、危険箇所への接触や固体異物の侵入に対する保護等級を表します。IP5Xの場合、筐体は防塵仕様に分類されますが、完全防塵仕様ではありません。

規定の試験中に粉塵が混入する場合があります。合否判定の基準は、その粉塵の量と混入場所が、該当する製品規格および評価手順に基づき、正常な動作を妨げたり、安全性を損なったりする可能性があるかどうかです。

IP5XはIP6Xとは異なります

IP5X防塵試験の実施方法

IP5Xの検証は、IEC 60529および該当する製品プログラムで規定された試験方法を用いて、粉塵管理された環境下で実施されます。最終サンプルは、関連するカバー、ドア、ガスケット、ケーブルエントリー、コネクタ、通気口、および取り付け条件が整った状態で試験する必要があります。

実験室での評価においては、適切に構成されたIEC 60529規格の砂塵試験チャンバーを用いることで、粉塵の循環を制御し、再現性のある密閉型試験環境を実現できる。

実際の製品における粉塵性能に影響を与える要因とは？

• ガスケットの材質、圧縮、溝の形状
• ドアまたはカバーの位置合わせ
• ケーブルグランドのサイズと締め付け状態
• 換気膜および圧力均等化装置
• シャフトシール、コネクタ、未使用の開口部
• 締結順序と締め付けトルク
• 筐体とチャンバー間の圧力差
• 製品の通常の動作方向

2桁目の数字「4」は何を意味するのか？

2桁目の数字は、水の浸入に対する保護等級を表します。IPX4とは、あらゆる方向から筐体に水がかかっても、適用される試験および承認基準の下で有害な影響が生じないことを意味します。

IPX4がカバーするもの

• 複数の方向から水しぶきがかけられる
• テストプログラムによって定義されたサンプル構成と向き
• 試験後の検査で、有害物質の侵入や安全性または機能への影響がないか確認します。

IPX4でカバーされないもの

• IPX5やIPX6などの指向性水流
• 高圧洗浄または高温洗浄
• 一時的または継続的な浸漬
• スチーム洗浄
• あらゆる形態の風雨

振動チューブ式スプレーノズルか、手持ち式スプレーノズルか？

IEC 60529は、噴霧および飛沫水を用いた試験装置を規定している。適切な装置は、試料の寸法、形状、取り付け条件、および適用される試験手順によって異なる。

再現性の高い自動試験が必要な場合には、 IPX4飛沫水試験チャンバーやIPX3/IPX4複合振動管試験チャンバーなどの制御されたチャンバーソリューションが有用です。

大型の試験片、設置済みの試験片、または不規則な形状の試験片の場合、該当する手順に従って操作すれば、 IEC 60529 IPX3/IPX4規格のハンドヘルド式水噴霧ノズルを使用することで、より実用的な手動試験方法を提供できる場合があります。

図3. 振動管を用いたIPX4飛沫水試験

IP54は防水ですか?

「防水」という言葉は、暴露条件が明確に定義されない限り、単一の有用な工学的意味を持たない。水しぶきには耐えられる装置でも、ホース洗浄、高圧洗浄、または浸漬には適さない場合がある。

図4．KingPo社によるIEC 60529 IPX3/IPX4振動管試験システムの実験室でのデモンストレーション。

IP54とIP44、IP55、IP65の比較

IPX5およびIPX6の検証には、IPX5/IPX6精密ウォータージェット試験ノズルやIPX5/IPX6ウォータージェット試験チャンバーなどの専用機器が使用されます。これらはIPX4飛沫試験の代替となるものではなく、より高い、異なる液体保護条件を表しています。

IP54規格の機器は屋外で使用できますか？

屋外での信頼性は、以下の要因にも左右される可能性があります。

• 紫外線照射とポリマーの劣化
• 腐食と塩分雰囲気
• 動作温度と温度サイクル
• 結露、排水、凍結融解条件
• 風で運ばれる粒子と雨
• ガスケットの経年劣化とメンテナンス
• ケーブル挿入方向
• 機械的衝撃と振動
• 製品固有の規格の要件

より正確な製品説明は次のとおりです。「本製品はIP54の防塵・防水性能を備えています。特定の屋外設置場所への適合性は、設置環境の要件および設置手順によって異なります。」

IP54等級はどのように検証されるのですか？

IP54規格の認証には通常、固体保護と防水の要素を個別に検証する必要があります。IPX4防水試験に合格しただけではIP54規格を満たすことはできず、IP5X防塵試験に合格しただけでは防水性能は保証されません。

テスト対象の構成は追跡可能である必要がある

テスト記録には、関連する以下の事項を記載する必要があります。

• 製品モデル、シリアル番号、サンプル数量
• 添付書類（図面または写真）
• カバー、ドア、プラグ、ガスケット
• ケーブルの引き込み口、コネクタ、および未使用の引き込み口シール
• 取り付けブラケットと通常の動作方向
• 換気口または排水口
• 試験前の調整と動作状態
• 試験後の検査方法および合格基準

IP54試験報告書には何が記載されるべきか？

筐体がIP54試験に不合格となる一般的な理由

• ガスケットの圧縮が不均一： ガスケットが装着されていても、ねじれていたり、汚染されていたり、過度に圧縮されていたり、圧縮が不十分だったりすると、漏れが発生する可能性がある。
• ケーブルグランドの不一致： ケーブルの直径がグランドのシール範囲外であるか、グランドの締め付けが不十分である可能性があります。
• パネルの変形： 薄いカバーは、固定時に変形して部分的に隙間が生じる可能性があります。
• 制御されていない組み立てトルク： 試作品は合格するが、量産品は不合格となる可能性がある。これは、ねじの締め付けトルクや締め付け順序が一定でないことが原因である。
• 未密閉のオプション開口部： 未使用のケーブル引き込み口、ノックアウト穴、または付属品用の穴は、直接的な侵入経路となる可能性があります。
• 代表性のない試験サンプル： テスト前にコネクタ、ケーブル、通気口、またはブラケットを取り外すと、販売された製品とは異なる結果が生じる可能性があります。
• 排水設計上の誤り： 結露を排出するための開口部は、同時に埃や水しぶきがデリケートな部分に到達する原因にもなり得る。
• テスト後の設計変更点： ガスケット、コネクタ、ハウジングの材質、または取り付け方法を変更すると、防水性能が変わる可能性があります。

メーカーがIP54試験に備える方法

1. 該当する規格、版、および製品固有の要件を確認してください。
2. 正式なテストの前に、代表的な製品構成を確定してください。
3. すべての継ぎ目、開口部、ケーブル引き込み口、および圧力均等化経路を特定する。
4. ガスケットの材質、寸法、溝の形状、圧縮状態を確認してください。
5. 締結トルクと組み立て手順を定義する。
6. 実機と同等のコネクタ、ケーブル、プラグ、およびアクセサリを使用してください。
7. 通常の動作状態および取り付け方向でテストを実施してください。
8. 暴露前に、試験後の検査内容と合否判定基準を明確に定義する。
9. 設計上の変更点を記録し、別途試験が必要かどうかを判断する。
10. 認証取得前に、事前適合性試験を実施して漏洩経路を特定する。

実験室で使用するIP試験機器の選定

検査機関は、防水試験機と表示されたチャンバーを1つ購入するだけではなく、必要なIPレベル、サンプルサイズ、自動化レベル、測定トレーサビリティ、および予想される試験量に基づいて機器を選択する必要があります。

粉塵、飛沫、噴流、浸漬に対するソリューションの概要については、KingPo IP試験装置シリーズをご覧ください。

IP54等級に関するよくある質問

IP54 とはどういう意味ですか?

IP54とは、筐体が防塵性能を備え、あらゆる方向からの飛沫水から保護されていることを意味します。IEC 60529 IPコード体系において、最初の数字「5」は固体異物および粉塵に対する保護性能を、2番目の数字「4」は飛沫水に対する保護性能を表します。

IP54は防塵ですか？

IP54は防塵性能を備えているものの、完全な防塵性能を備えているわけではありません。粉塵の侵入が正常な動作を妨げたり、安全性を損なったりしない限り、限定的な粉塵の侵入は許容されます。規定の試験条件下で粉塵の侵入が一切許容されない場合、より高い等級はIP5XではなくIP6Xとなります。

IP54防水ですか？

いいえ。IP54は完全防水を意味するものではありません。あらゆる方向からの飛沫に対する保護を保証するものであり、噴流水、高圧洗浄、一時的な浸漬、または継続的な浸漬に対する耐性を証明するものではありません。

IP54試験にはどのような機器が使用されますか？

IP54試験では通常、IP5X防塵性能評価とIPX4飛沫防水性能評価の両方に対応する機器が必要です。一般的な試験室の構成としては、防塵試験チャンバー、IPX3/IPX4振動管システムまたは手持ち式スプレーノズル、試験片支持装置、水流制御装置、試験記録装置などが挙げられます。

IPX4の試験結果だけでIP54の性能が証明できるのか？

いいえ。IPX4は防水性能のみを検証する規格です。IP54は、IP5Xの防塵性能とIPX4の防滴性能の両方を満たす必要があります。IPX4のみに合格した製品は、固体保護性能も評価されていない限り、IP54と表記すべきではありません。

IP54とIP44の違いは何ですか？

IP44とIP54はどちらも飛沫水に対する保護性能を備えていますが、固体粒子に対する保護性能が異なります。IP44は1mm以上の固体粒子に対する保護性能を備えているのに対し、IP54はより高いレベルの粉塵保護性能を提供します。粉塵の多い環境では、通常、IP44よりもIP54の方が適しています。

IP54とIP55の違いは何ですか？

IP54とIP55はどちらも最初の数字が「5」で、防塵性能を意味します。違いは防水性能のレベルです。IP54は飛沫水に対する防水性能ですが、IP55は噴流水に対する防水性能です。ホース洗浄や直接噴射される水にさらされる製品には、IP54ではなくIP55が必要となる場合があります。

IP54とIP65の違いは何ですか？

IP54は防塵・防滴性能を備えています。IP65は防塵・防噴流性能を備えています。つまり、IP65は防塵・防水性能においてIP54よりも高いレベルを提供します。ただし、IP65規格であっても、必ずしも水中での使用に適しているとは限りません。

IP54規格の機器は屋外で使用できますか？

IP54規格の機器は一部の屋外用途に適しているかもしれませんが、IP54規格だけでは屋外での完全な信頼性を保証するものではありません。紫外線への曝露、腐食、結露、温度変化、風雨、ケーブルの引き込み方向、ガスケットの経年劣化、および製品固有の設置要件も考慮する必要があります。

IP54規格の製品はホースで洗浄できますか？

IP54規格は、ホース洗浄に対する耐性を証明するものではありません。ホース洗浄では通常、水が直接噴射されるため、IPX5またはIPX6のウォータージェット試験に近い状態となります。ホース洗浄を目的とした製品は、適切なウォータージェット保護レベルに基づいて評価する必要があります。

目視検査でIP54規格への準拠を確認できますか？

いいえ。目視検査では、ガスケット、ケーブルグランド、シールされた接合部などの設計意図を特定することはできますが、IP54等級を確定することはできません。等級は、該当するIEC 60529の条件下での試験と、追跡可能な試験報告書によって裏付けられる必要があります。

IP54試験報告書には何を含めるべきですか？

有用なIP54試験報告書には、規格と版、サンプルモデル、試験構成、取り付け方向、シール、ケーブルエントリー、IP5XおよびIPX4試験方法、試験装置、観測された侵入状況、合否判定基準、および最終結論を明記する必要があります。これらの詳細がなければ、この等級を製品に適用することは困難です。

設計変更後もIP54の性能評価結果は有効ですか？

自動的には変更されません。ガスケット、ケーブルグランド、コネクタ、筐体形状、通気口、ハウジング材料、締結トルク、または取り付け方法の変更は、侵入保護に影響を与える可能性があります。設計変更があった場合は、部分的な再試験または全面的な再試験が必要かどうかを判断するために、必ず見直しを行う必要があります。

研究所はIP54規格の試験装置をどのように選定すべきでしょうか？

試験所は、必要な規格、サンプルサイズ、設置条件、試験量、自動化レベル、および文書化の必要性に基づいて、IP54試験装置を選定する必要があります。より広範な計画のために、製造業者と試験所は、粉塵、飛沫、噴流、または浸漬試験システムを選択する前に、IP試験装置選定ガイド全体を確認することができます。

結論

IP54は、筐体保護等級を定義したものです。製品が防水であるとか、あらゆる過酷な環境に適しているといった一般的な保証ではありません。

それは次のことを意味します:

• 5 ―防塵性はあるが、完全な防塵ではない。
• 4 水しぶきには耐えられますが、噴流水や浸水には耐えられません。

IP54規格に適合しているかどうかは、試験対象の構成全体、適用されるIEC 60529試験条件、および製品に適用される合格基準によって決まります。製造業者や試験機関にとって最も重要な質問は、「IP54規格に合格したか？」ではなく、「どの構成が、どのような条件下で試験されたのか、そしてその結果は実際に製造・設置される製品を反映しているのか？」ということです。