はじめに
機械設計者として20年、外部設計事務所の立場で大手メーカーに常駐し、産業機械の設計をしてきた。
電気制御盤、センサー、屋外機器の設計ではIP等級の指定が必須で、ここを誤ると現場で水侵入・粉塵故障の温床になる。
若手の頃、ある食品工場の搬送装置で制御ボックスをIP54で設計したら、洗浄水ジェットでショート故障。
食品工場の高圧洗浄環境はIP65以上が必要だったが、仕様調査が浅かった。
あれ以来、IP等級は設置環境の洗浄方法まで含めて指定するようになった。
この記事では、IP等級の意味、パッキン・ガスケットの選定、防塵防滴設計の実務を整理する。
IP等級とは
IPコード（International Protection Marking）はIEC 60529（JIS C 0920）で規定された保護等級表記。
「IP65」のように2桁の数字で表す。
- 1桁目：**固体（粉塵）侵入保護**
- 2桁目：**液体（水）侵入保護**
1桁目：固体保護
| 等級 | 保護内容 |
|---|---|
| 0 | 保護なし |
| 1 | 50mm以上（手の甲） |
| 2 | 12.5mm以上（指） |
| 3 | 2.5mm以上（工具） |
| 4 | 1mm以上（針金） |
| 5 | 防塵形（侵入を完全には防げないが障害ない） |
| 6 | 耐塵形（侵入なし） |
2桁目：水保護
| 等級 | 保護内容 |
|---|---|
| 0 | 保護なし |
| 1 | 垂直水滴 |
| 2 | 15°以内傾斜での水滴 |
| 3 | 60°以内の散水 |
| 4 | 全方向の水しぶき |
| 5 | 全方向の噴流水（ジェット） |
| 6 | 強力な噴流水（高圧ジェット） |
| 7 | 一時的水没（30分、1m深） |
| 8 | 継続水没（メーカー指定条件） |
| 9K | 高温・高圧噴流水（80℃、80〜100bar） |
代表的なIP等級と用途
| IP等級 | 用途例 |
|---|---|
| IP20 | 室内一般電子機器 |
| IP44 | 屋内防滴電気盤 |
| IP54 | 一般工場制御盤 |
| IP65 | 屋外電気盤、防塵防水カメラ |
| IP66 | 食品工場・洗浄環境 |
| IP67 | 水没OK機器、車載 |
| IP68 | 完全水中機器 |
| IP69K | 高圧高温洗浄環境（食品・薬品） |
防塵設計——固体侵入をどう防ぐか
開口部の設計
1桁目を上げるには開口部を小さくするのが基本。
- 1mm以上の隙間：IP4以下
- 0.5mm以下の隙間：IP5以上
- 完全密閉＋フィルター：IP6
フィルタ・ベント
完全密閉は熱がこもるので、呼吸口（ブリーザー）を設ける。
防塵フィルタ付きベント（ゴアテックス膜、PMI社など）で粉塵を遮断しつつ呼吸。
ケーブル貫通部
- 防水コネクタ（PG, M16〜M40, IP68）
- ケーブルグランド（クメリッヒ、HUMMEL社、内田鋼業）
- パッキン付きブッシング
ケーブル径とグランドの適合範囲を確認、緩いと防塵性能低下。
パッキンの圧縮量
ゴムパッキンは圧縮率25〜35%で使うのが基本。
圧縮率が低いと密閉不足、高いと永久変形でシール失効。
防滴設計——水侵入をどう防ぐか
ドアシール
| シール種類 | 適用IP |
|---|---|
| EPDMリブパッキン | IP54 |
| EPDM中空パッキン（つぶし式） | IP65 |
| シリコン中空＋ラビリンス構造 | IP66 |
| Oリング＋メタルtoメタル接触 | IP67〜68 |
角型ボックスのコーナー処理
ドアの角は水が溜まりやすく漏れの起点。
- 連続パッキン（角もシール材で連続）
- 4辺パッキンを「枠型」で一体化
- 角に水抜きスリット
私の現場では、IP65以上の制御盤は河村電器産業のBP/BWシリーズや日東工業のSKシリーズが標準。
内製設計より、メーカー品の方が信頼性・コストとも有利。
ケーブルグランド選定
- IP65：合成樹脂製ケーブルグランド（クメリッヒPCS、HUMMEL）
- IP68：金属製＋EPDMシール（HUMMELメタルカーニッ、ラピーキング）
- IP69K：特殊メタル製＋高圧シール（ラピー、サーパスケーブルグランド）
パッキン・ガスケット材質選定
環境別
| 環境 | 推奨材質 |
|---|---|
| 屋内一般 | EPDM、NBR |
| 屋外 | EPDM（耐候、耐オゾン） |
| 高温 | シリコン、FKM |
| 食品 | シリコン（食品グレード）、白色EPDM |
| 薬品 | FKM、FFKM、PTFE |
| 油 | NBR、HNBR、FKM |
形状別
- **平パッキン（シート切出し）**：低圧、IP54〜65
- **Oリング**：高圧、IP65〜68、メタル面間
- **中空チューブパッキン**：圧縮性高い、IP65〜66、ドア面
- **発泡シール（PORON, スポンジゴム）**：圧縮性極大、IP54〜65、軽量
メーカー
- **日本バルカー**：工業用全般
- **NOK**：Oリング、オイルシール
- **イノアック**：ポロン（PORON）、エプトシーラー
- **西川ゴム**：自動車・建築用シール
- **栗本鐵工所**：弁・配管シール
IP等級別の構造設計例
IP54の制御盤
- ドアパッキン：EPDMリブパッキン、平板1ターン
- ケーブルグランド：PG21（合成樹脂）
- ベント：防水ベント1個
IP65の制御盤
- ドアパッキン：EPDM中空パッキン、つぶし式、25%圧縮
- ケーブルグランド：PG21（金属）＋EPDM
- ベント：ゴアテックス防水ベント、IP67
- 鋼板1.6mm、レーザー溶接で隙間ゼロ
IP66の食品工場制御盤
- 全面SUS304ヘアライン仕上げ
- ドアパッキン：シリコン中空パッキン、3面ラビリンス
- ケーブルグランド：HUMMELメタル＋シリコン
- 内部：傾斜底＋水抜きドレン
- 衛生設計：3Aサニタリー対応
IP67のセンサーハウジング
- アルマイト処理アルミハウジング、Oリング2重シール
- 防水コネクタ（IP68、M12防水）
- 配線：ケーブル一体型、グランド不使用
- 試験：浸水試験1m×30分実施
IP69Kの食品搬送装置
- 全面SUS316L、電解研磨
- パッキン：シリコン中空＋金属抑え
- 高圧洗浄（80℃、100bar）対応の構造
- ボルト：六角穴付き、衛生キャップ
私が現場で痛い目を見た例
ケース1：IP54での洗浄水侵入
冒頭の食品工場の件。IP54では高圧洗浄に耐えられず。
食品環境はIP65以上、できればIP66。
ケース2：パッキン圧縮率不足
ドアパッキン圧縮率10%（カタログ推奨25%）で漏れ。
圧縮率はメーカー推奨を厳守、ドアロック数で圧縮を確保。
ケース3：ケーブルグランドのケーブル径ミス
φ10ケーブルにφ8〜12用グランドを使い、緩くて漏れ。
ケーブル径とグランド適合範囲を確認、中心値で選ぶ。
ケース4：パッキン経年劣化
EPDMパッキンを5年放置、硬化してシール性能低下。
ゴムパッキンは3〜5年で交換、図面のメンテナンス指示に明記。
試験と認証
試験設備
IP等級試験はJIS C 0920規定の試験条件で実施。
- IP5X/IP6X：粉塵試験チャンバ、タルク粉塵
- IPX5/IPX6：噴流ノズル、6.3〜12.5mm、12.5〜100L/分
- IPX7：水深1mに30分浸漬
- IPX8：メーカー指定条件（深さ、時間）
社内に試験設備を持つメーカーは少なく、認証機関（UL、TUV、JET）に依頼するのが普通。
認証マーク
- CEマーキング（欧州）
- UL認証（北米）
- IECEx（防爆）
- 日本JISマーク
おわりに
IP等級は世界共通の指標で、図面に「IP65」と書くだけで誰でも要求性能が伝わる。
逆に、IP等級を理解せず曖昧に書くと、現場で必ずトラブルになる。
20年やってきて感じるのは、設置環境を仕様調査で正確に把握することが最重要ということ。
「屋内」「屋外」だけでなく、洗浄方法、塵濃度、湿度、温度、薬品の有無まで確認する。
それなしにIP等級は決められない。
河村電器産業、日東工業、IDEC、オムロンなどのカタログには、IP等級別の標準品が網羅されている。
完全自社設計より、こうしたメーカー品を活用するほうが、信頼性とコストの両立ができる。
機械の防塵防滴は地味な仕事だが、ここを怠ると製品の信頼性が一気に崩れる。
若い設計者には、ぜひIEC 60529（JIS C 0920）を一読することを勧めたい。
たった数十ページの規格を読むだけで、防塵防滴設計の基礎が一気に頭に入る。
設計×現場ラボ｜sekkei-tech.com
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