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IK10の保護性能を理解する:ガラスメーカーが解説するHMI用カバーガラス組立体
産業用HMIディスプレイのカバーガラスを購入するにあたり、データシートや見積依頼仕様書で「IK10」という用語を目にしたことがあるはずです。しかし、IK10は貴社のカバーガラス組立体にとって実際に何を意味し、完成品が本当に要求水準を満たすことをどのように確認すればよいのでしょうか? 本ガイドでは、ガラスメーカーの視点からIEC 62262の耐衝撃保護規格をわかりやすく解説します。IK等級の全区分、IK10を定義する具体的な試験、この要件を満たすうえで最適なガラスの種類と厚さ、そしてHMI用カバーガラスが20 ジュールの衝撃に耐えるか、衝突した瞬間に割れるかを左右する組立上の判断について説明します。IEC 62262のIK等級制度とは?
IK等級は、外部からの機械的衝撃に筐体が耐える能力を示す国際的な分類です。IEC 62262:2002 (欧州ではEN 62262として採用) によって制定されたIKコードは、製品が機能を損なわずに耐えられる衝撃エネルギーの水準を、IK00からIK10までの二桁の区分で表します。
この規格の沿革によると、IKコードは1995年に欧州規格BS EN 50102で初めて公布されました。IEC 62262の発行以前には、耐衝撃性を示すため、メーカーがIP (侵入保護) コードの末尾に桁を追加することがありましたが、これは非公式で混乱を招く慣行でした。IECは、独自の二桁の番号体系を定めた専用規格を設けることで、この不統一を解消しました。
IK等級の全区分と、それぞれに対応する衝撃エネルギーおよび試験条件を以下に示します:
| IK等級 | 衝撃エネルギー (ジュール) | 相当する落下試験 |
|---|---|---|
| IK00 | 保護なし | — |
| IK01 | 0.14 J | 0.25 kgを56 mmの高さから落下 |
| IK02 | 0.2 J | 0.25 kgを80 mmの高さから落下 |
| IK03 | 0.35 J | 0.25 kgを140 mmの高さから落下 |
| IK04 | 0.5 J | 0.25 kgを200 mmの高さから落下 |
| IK05 | 0.7 J | 0.25 kgを280 mmの高さから落下 |
| IK06 | 1 J | 0.25 kgを400 mmの高さから落下 |
| IK07 | 2 J | 0.5 kgを400 mmの高さから落下 |
| IK08 | 5 J | 1.7 kgを300 mmの高さから落下 |
| IK09 | 10 J | 5 kgを200 mmの高さから落下 |
| IK10 | 20 J | 5 kgを400 mmの高さから落下 |
💡 押さえておきたいポイント
IK等級が扱うのは機械的衝撃に対する耐性のみで、防塵・防水性能は対象としておらず、これらはIEC 60529規格のIP (侵入保護) コードで別途規定されています。
IK10を解説 — 20 ジュールの衝撃とは実際にどの程度か?
IK10等級は、カバーガラス組立体が単発の20 ジュールの衝撃を受けても、粉砕、亀裂、機能喪失を生じずに耐えられることを意味します。IEC 62262と関連規格IEC 60068-2-75で定められた試験手順では、試験対象の上方400 mmから5 キログラムの鋼製おもりを落下させるか、同等のエネルギーを試験片に与える校正済みのシャルピー振り子ハンマーを使用します。
20 J
衝撃エネルギー
5 kg
鋼製おもり
400 mm
落下高さ
💡 押さえておきたいポイント
IK10は、ガラスの厚さが適切かどうかだけの問題ではありません。IK10試験では、ガラス、接着、取付構造、筐体を含むシステム全体が、外力に対して一体としてどう応答するかを評価します。厚いガラスでも、枠への接着が不適切であれば破損することがあります。
産業用HMIディスプレイにIK10対応カバーガラスが必要な理由
HMI (ヒューマン・マシン・インターフェース) パネルは、物理的衝撃がまれな想定外の出来事ではなく、日常的に起こる環境に設置されます。そのような状況で組織がIK10未満を選ぶことは、ガラス自体の価格をはるかに上回る復旧費用を招く故障要因を容認することになります。
IK10対応の耐破壊ガラスが必要、または強く推奨される主な使用環境を以下に示します:
| 使用環境 | 衝撃の発生源 | IK10が必要な理由 |
|---|---|---|
| 工場現場のHMI | 工具、部品、フォークリフトが跳ね上げる破片 | 重工業の製造現場で予測なく飛来する物体 |
| 屋外キオスク端末とEV充電器 | 器物損壊、投げつけられる物体 | 監視のない場所で不特定多数が利用し、故意に破壊されるリスクがある |
| 船舶・海洋設備用パネル | 荒天時の船上で移動する機器 | 振動 + 固定されていない機材による突発的な衝撃 |
| 鉱山機械と重機 | 落石、工具の衝突 | 高エネルギーの衝撃に常にさらされる |
| 交通機関用ディスプレイ | 振動疲労、乗客による乱暴な扱い | 継続的な機械的応力 + 器物損壊が起こり得る状況 |
⚠️ よくある間違い
多くの購買部門は、自社の工場やキオスク端末の設置環境を「低リスク」と考え、コスト削減のためにIK08 (5 ジュール) を指定します。実際には、手工具の落下や材料片の飛散が一度起こるだけで、5 ジュールを大幅に超えることがあります。IK08からIK10への引き上げは耐久性の4倍向上に相当しますが、厚さ4 mmと6 mmの強化カバーガラスの価格差は、現場修理、生産損失、安全報告書のアップロードにかかるライフサイクルコストよりもはるかに小さいものです。
IK10適合に向けたガラス材料と厚さの選定
IK10水準の靭性を実現するには、用途に適したガラスを選ぶことから始めます。HMI用カバーガラスを強化する主な方法である熱強化処理と化学強化は、20 ジュールの耐衝撃性を目標とする場合、挙動が大きく異なります。| 特性 | 熱強化ガラス | 化学強化ガラス |
|---|---|---|
| IK10に対応する実用的な厚さ | 4~8 mm | 通常、単独での使用には不向き |
| 厚さの範囲 | 3 mm以上 (上限なし) | 0.4~2 mm (例:Corning Gorillaシリーズ) |
| 強化の仕組み | 急冷によって表面に圧縮応力を形成 | イオン交換によって圧縮応力層を深く形成 |
| 代表的なCS / DOL | 表面圧縮応力は約100 MPa | CS >450 MPa、DOL >8 μm |
| 破損時の形状 | 細かな粒状の破片 (安全ガラス) | 大きな破片 (安全ガラスには分類されない) |
| IK10への適性 | 第一候補 — 厚さ6 mmのソーダ石灰強化ガラスが標準 | 補助的な役割 — 薄いパネルの耐傷性を向上 |
| 後加工 | 熱強化処理後の切断・穴あけは不可 | 強化処理後も切断可能 |
当社は、ソーダ石灰ガラス基材とアルミノシリケートガラス基材を使用したIK10対応カバーガラスを日常的に製造しています。産業用HMIのIK10用途の90%では、適切な端面仕上げを施した厚さ6 mmのソーダ石灰強化ガラスを使用することで、最小のコストでIK10性能を実現できます。 — SW Glass Engineering Team
💡 押さえておきたいポイント
IK10対応には、厚さ4~8 mmの熱強化ガラスを選んでください。化学強化は耐傷性を高める追加処理として用い、耐衝撃保護の主な手段にはしないでください。
カバーガラスの組立方法がIK10性能に与える影響
試験台でIK10に合格したカバーガラスパネルでも、組立方法によっては現場で破損することがあります。カバーガラスをディスプレイモジュールにどう貼合し、筐体にどう収めるかによって、ガラスが衝撃を受け止められるか、それとも弱い箇所に荷重が伝わって亀裂が生じるかが決まります。
HMI用カバーガラス組立体には、主に次の二つの貼合方法があります:
光学貼合 (OCA/OCR)
光学貼合では、OCA中間膜またはOCR液状樹脂を用い、カバーガラスとLCDまたはタッチセンサーの間にある空気の隙間をなくします。OCA/OCRが接合面全体に広がることで光学的な複合体が形成され、カバーガラスとディスプレイが剛性を備えた単一の部材として機能します。 IK10用途では、光学貼合には明確な機械的利点があり、衝撃エネルギーが端部のガスケット接触点に集中せず、カバーガラス全体に分散されます。IK10試験で加えられる種類の衝撃に対し、はるかに高い耐性を発揮します。ガスケット貼合 (空気の隙間あり)
ガスケット取付では、外周の発泡材またはゴム製シール材でカバーガラスを筐体に接着します。コストが低く、現場での保守も容易です。ただし、空気の隙間があるため、衝撃時のたわみが大きくなり、ガスケット接触点の応力が増大して端部に亀裂が生じやすくなります。💡 専門家のヒント — 当社がIK10案件で組立方法を選ぶ手順
当社は、一部のIK10用途において、光学貼合とガスケット取付のどちらを選ぶかを、次の三つの段階で検討します:
- ディスプレイサイズ:10 インチを超えるパネルでは、支持されていないガラスのスパンが長くなり、衝撃時にたわむリスクが増すため、光学貼合の利点が最も大きくなります。
- 現場での修理のしやすさ:お客様が現場でカバーガラスを繰り返し交換することが想定される場合、厚いガラス (8 mm) を用いたガスケット取付が、光学貼合よりも適切な折衷案になることがあります。
- 光学品質:屋外で視認できるディスプレイは、通常、日光下での視認性を確保するために光学貼合を必要としますが、そのIK10耐久性上の利点を得るために追加の構造的支持は必要ありません。
IK10とIP等級 — HMI筐体を相互に補完して保護
IK等級とIP等級は異なる脅威に対する保護を示し、それぞれ別のコードで規定されています。IEC 60529のIP (侵入保護) コードは、塵埃と水の侵入に対する保護を定めています。IKコード (IEC 62262) は、機械的衝撃に対する保護を定めています。どちらも他方の代わりにはならず、IP67の筐体でもレンチで打撃を受けるとカバーガラスが割れることがあり、IK10のパネルでも密閉されていないガスケットから水が漏れることがあります。
産業用HMIの設置では、通常、IP等級とIK等級を組み合わせて指定します。お客様の仕様書でよく見られるIP + IKの組み合わせには、次のようなものがあります:
| IP + IKの組み合わせ | 保護水準 | 代表的な用途 |
|---|---|---|
| IP54 + IK08 | 防塵、防まつ、中程度の衝撃への耐性 | 屋内工場のHMI、制御室のパネル |
| IP65 + IK08 | 防塵密閉、低圧噴流水への耐性、中程度の衝撃への耐性 | 水洗い区域のパネル、食品加工 |
| IP65 + IK10 | 防塵密閉、噴流水への耐性、最高水準の耐衝撃性 | 屋外キオスク端末、EV充電ステーション |
| IP66 + IK10 | 防塵密閉、強力な噴流水への耐性、最高水準の耐衝撃性 | 船舶用ディスプレイ、重工業、鉱業 |
| IP67 + IK10 | 防塵密閉、一時的な水没への耐性、最高水準の耐衝撃性 | 水中使用機器、過酷な環境 |
💡 押さえておきたいポイント
IK等級とIP等級は必ず併せて指定してください。IP65であってもIK等級がないHMIパネルは、塵埃と水に対して完全に密閉されていても、耐衝撃保護は保証されていません。
HMI案件でIK10対応カバーガラスの仕様を決める方法
IK10対応カバーガラスの見積もりを依頼する際、仕様をどれだけ詳細に定めるかが、初回サンプルで試験に合格するか、改訂番号の更新を何度も繰り返すかに直接影響します。以下は、当社の技術チームがIK10対応カバーガラスのあらゆる用途に推奨する仕様チェックリストです:- ✔ ガラスの種類と厚さ:ソーダ石灰ガラスまたはアルミノシリケートガラスの強化ガラスを指定し、正確な厚さ (例:6 mm ± 0.2 mm) を記載してください。化学強化も必要かどうかを明記してください。
- ✔ 寸法と公差:長さ × 幅をmm単位で、公差範囲とともに提示してください。隅部の半径、端面形状 (糸面取り、研磨、丸面取り)、および面取りに関する要件を記載してください。
- ✔ 穴、切り抜き、切欠き:CNCによる形状加工はすべて熱強化処理前に完了する必要があります。各加工箇所の位置公差を記載した寸法図を提示してください。
- ✔ 表面処理:AG (防眩)、AR (反射防止)、AF (防指紋) のコーティングを指定してください。コーティングを熱強化処理の前後どちらで施すか、またどの面に施すかを明記してください。
- ✔ シルク印刷:インクの色、印刷領域の寸法、層数、ロゴやアイコンに関する要件を定めてください。HMI用カバーガラスでは、有効表示領域を囲むベゼル印刷が一般的です。
- ✔ 貼合方法:光学貼合 (OCA/OCR)、ガスケット取付、接着テープによる貼合のいずれを採用するか明記してください。これにより、端部の公差要件と最小ベゼル幅が変わります。
- ✔ 目標とするIK等級とIP等級:両方を明確に記載してください。筐体設計がすでに確定している場合は、取付形状がIK10性能を実現できるかガラスメーカーが確認できるよう、筐体図面を提示してください。
💡 押さえておきたいポイント
見積依頼の段階で仕様を漏れなく定めることが、サンプルの不合格や日程の遅れを防ぐうえで最も重要な要素です。ガラスの種類、サイズ、表面処理、貼合方法、目標とするIK/IP等級を具体的に記載してください。
よくある質問
Q: IK10とIP等級の違いは何ですか?
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IKは機械的衝撃に対する耐性を評価します (IEC 62262)。IPは塵埃と水の侵入に対する保護性能を評価します (IEC 60529)。産業用HMI案件では、例えばIP66 + IK10のように両方を指定します。
Q: 化学強化ガラスはIK10試験に合格できますか?
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化学強化ガラスだけでは、通常、IK10には不十分です。化学強化は薄いガラス (0.4~2 mm) に最も適しており、IK10には、一般に厚さ4~8 mmの熱強化ガラスパネルなど、厚いガラスでしか得られない質量と剛性が必要です。強化ガラスに化学強化を追加すれば耐傷性を高められますが、20 ジュールの衝撃に耐えるために必要な厚さの代わりにはなりません。
Q: IK10にはどのくらいのガラス厚さが必要ですか?
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パネルサイズと筐体の組立設計に応じて、厚さ4 mmから8 mmの熱強化ガラスが必要です。端部を補強した厚さ6 mmのソーダ石灰強化ガラスパネルは、7~15 インチの範囲にあるほとんどのHMI用途に対応します。15 インチを超えるパネルや自立型キオスク端末では、ガラスのスパンが長くなり、筐体フレームによる支持が弱くなるため、8 mmを検討してください。
Q: IK10対応カバーガラスはタッチパネルの感度に影響しますか?
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ガラスが厚くなると指からタッチセンサーまでの距離が長くなり、実効的な静電容量式タッチ感度が低下するのは事実です。ただし、現在の投影型静電容量式 (PCAP) タッチコントローラーは、6~8 mmのガラス越しでも確実に動作するよう細かく調整できます。光学貼合は、指とセンサーの間に追加の誘電体層となる空気の隙間をなくすことで、タッチ応答を改善します。IK10対応カバーガラスを発注する際は、タッチコントローラーとの適合性について、ディスプレイのシステムインテグレーターにご相談ください。
Q: 屋外用HMIディスプレイにIK10は必須ですか?
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IK10を義務付ける国際規格はありません。ただし、タッチパネル式HMIが屋外にある場合、無人で放置される可能性がある場合、または過酷な重工業環境にある場合には、IK10が妥当な最低水準です。自治体の公共交通機関やEV充電ネットワークでは、カウンター設置型端末や一般利用向けステーションの前提条件としてIK10を指定するケースが増えており、器物損壊による被害の保険請求時には、保険会社から、なぜそれより低い等級を発注したのかを尋ねられることがあります。
Q: IK10対応カバーガラスに使用できるコーティングは何ですか?
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AG (防眩)、AR (反射防止)、AF (防指紋) のコーティングは、いずれもIK10対応の強化カバーガラスに使用できます。AGエッチングは熱強化処理前に行い、ARおよびAFコーティングは通常、その後に施します。これらのコーティングは、適切に施されていれば耐衝撃性に影響しません。横向きのタッチパネルでは、防眩 + 防指紋が一般的で、反射光を最小限に抑え、表面を最も清掃しやすい状態に保ちます。
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本記事は、産業用ディスプレイ、HMI、電子機器インターフェースの技術ソリューションを専門とするOEMカバーガラスメーカー、SW Glass (Dongguan Saiwei Glass Co., Ltd) の技術チームが執筆しました。当社はISO 9001:2015およびEN 12150の認証登録メーカーであり、CNC加工、化学強化、高性能なシルク印刷、表面処理の製造ラインを備え、ファクトリーオートメーション、船舶、ライフサイエンスなどの各分野向けに1 百万枚を超える製品を製造しています。本記事のIK10試験データと材料に関する提案は、ファクトリーオートメーション、船舶、医療、公共交通システム向けに受注・製造した数百件の特注カバーガラスソリューションという、当社の実際の生産実績に基づいています。
参考文献・出典
- IEC 62262:2002 — 外郭による外部からの機械的衝撃に対する保護等級 (IKコード) — International Electrotechnical Commission
- EN 62262 — IK等級規格の歴史と概要 — Wikipedia
- 異物・水の侵入に対する保護等級 (IP) — International Electrotechnical Commission
- IEC 62262:2002/AMD1:2021 — 追補1 (IK11の追加) — International Electrotechnical Commission










