基板用スイッチとは
基板用スイッチとは、プリント基板に実装可能なスイッチのことです。
基板スイッチには様々な種類があります。一例としては 押しボタンスイッチもしくはディップスイッチ等があげられ、基板用スイッチは、人の操作によりスイッチの接点をONしたりOFFするタイプのスイッチでもあります。基板にはIC他様々な部品や配線パターン回路が搭載されるのが一般的ですが、この回路動作のONやOFFについて、人手を介在して実施したい用途に用いられます。
また基板用スイッチはスイッチの型式やその機構とは別に、自動復帰型と保持型に大きく区分可能です。
基板用スイッチの種類
基板用スイッチは、保持型と自動復帰型に大きく区分けされます。
前者は、スイッチのON/OFFボタンやスライドやトグルの位置によって、状態が保持されるスイッチのことです。スイッチ状態に追従した制御が基板側のシステムでなされます。
後者はスイッチ押しこんだり、スライドさせたりした際に、その制御を与えて押し込んでいる間のみスイッチがON (またはOFF) し、指を離した瞬間に同時にスイッチがOFF (またはON) するタイプのスイッチです。
自動復帰型を使う場合は、スイッチの状態を瞬間的に検出フィードバックせねばなりません。スイッチからの指示内容をの把握と機器内部の制御を行うことが可能なシステムコントローラでスイッチの状態を監視可能な条件下にて自動復帰型が使われます。
基板用スイッチの原理
基板用スイッチの型式は実に様々な機構が存在します。一般に広く用いられています、タクタイルスイッチやトグルスイッチ、スライドスイッチでその動作の原理を説明します。
1. 自動復帰型
タクタイルスイッチの「タクタイル」とは、「指で押した触覚が感じられる」の意味であり、クリック感があるのが特徴です。動作基板に取り付ける為の取り付け台と呼ばれる機構の他に、稼働接点やプッシュ板、フィルム等でスイッチが構成されています。
プッシュ版を指で押し込むと稼働接点が下面の固定接点に接触し、電気的な導通が可能になります。指を話すとプッシュ版は応力で反転し、稼働接点と固定接点が物理的に離れオープンになりますので、スイッチ接点はオフになります。
このように指で押しているだけONするスイッチはモーメンタリー式スイッチとも称され、自動復帰型の代表的な事例です。
2. 保持型
保持型の代表的なスイッチの事例はトグルスイッチや、スライド式のスイッチがあげられます。
トグルの場合は指で切り替えるレバー式のスイッチ下部にばね機構を有しており、軽快な操作感覚が得られるスイッチが一般的です。スライドスイッチは単にONとOFFの切り替えだけでなく複数のスイッチのON/OFFの組み合わせで複雑な制御が実施できるものがあります。
これらのスイッチは指を離しても最初の動作には戻らないため、保持型 (オルタネート式) と呼ばれます。
基板用スイッチの使用用途
基板スイッチは産業用のみならず、日常生活の様々な箇所で用いられています。
例えば、家電品の制御パネルボタンやテレビのリモコンの操作部分、インターフォンや照明のスイッチ、スマートフォンの操作パネル等も広義の基板用スイッチであると言えます。産業用では工場の工作機械や分電盤の電源ON/OFFの押しボタンスイッチの用途であったり、複雑な制御が必要な機器の複数のスライドスイッチ等があげられます。
基板スイッチの選定には、その操作性もさることながら、用途によっては安全性や高度な信頼性 (工作機械の制御等) が求められる事例も多く、さまざまな角度からのスイッチの仕様検討が必要です。
基板用スイッチのその他情報
一般の電気的なスイッチには多くの性能指標があり、基板用スイッチで重要な性能について以下で説明します。
接触抵抗とスイッチの定格は、実装する基板で実現しようとする電気的な回路動作から良く考慮しなければなりません。例えば、スイッチに流れる電流が定格を超えている場合には、状況によってはスイッチ接点が加熱起因で溶融してしまうため特に注意が必要です。
スイッチの耐久性すなわち寿命も、使用用途に応じてそのレベルを検討する必要があります。民生品に比較して、厳しい安全性が問われる産業機械や車載向けスイッチ等は高い信頼度保証が要求されるのが一般的です。
なお通常のスイッチの寿命は、電気的な場合は負荷接続時の通電状態で定義され、機械的な耐久性は通電せずに機械的なON/OFFの回数での動作寿命で定義されます。