ボタンスイッチとは
ボタンスイッチ (英: Button Switches) とは、操作部分がボタン形状になっている操作スイッチの一種です。
一般的に、押しボタンスイッチとして認識されています。指でボタンを押すことで、接点の開閉を行うことが可能です。
ボタンスイッチの使用用途
図1. ボタンスイッチの使用例
ボタンスイッチは、制御や動力システムにおいて、電源のオン・オフ、指令、機器・回路の切り換えなど、さまざまな動作を行わせるために使用します。操作者が機械を起動し、稼働中に機器の種類、運転の方法、設定の変更を行い、機械を停止するために用いるのがボタンスイッチです。
近年では、ボタンスイッチ以外に、プログラマブル表示器、パネルコンピュータで、ディスプレイにスイッチを作り込み、電気的に作動させる場合も増えています。
ボタンスイッチの原理
図2. 構造と作動
ボタンスイッチは、ボディー (本体) 、ボタン、コンタクト (接点) 、端子などで構成され、ボタンを押すと接点が動き、オン・オフ (接・断) を行います。
1. 接点
図3. 接点、極と投、オルタネートとモーメンタリ
ボタンスイッチの接点は、接続・切断を行う部品で、下記3つの種類があります。
メーク接点 (a接点)
操作で負荷が作動する方式で、操作していないときは常時開 (オフ・断) 、操作すると閉 (オン・接) になる接点で、NO (Normally Open) 接点とも言います。
ブレーク接点 (b接点)
操作でして負荷の作動が止まる方式で、操作していないときは常時閉 (オン・接) 、操作すると開 (オフ・断) になる接点で、NC (Normally Close) 接点とも言います。
ブレーク・メーク接点 (c接点)
操作で2回路を切り換える方式で、ブレーク・メークの両機能があり、常時1か所が閉 (オン・接) 、他方が開 (オフ・断) になる接点です。操作で閉 (オン・接) と開 (オフ・断) が換わります。
2. 極と投
極は、操作1回でオン・オフ (閉・開、接・断) できる回路の数です。投は接点の数で、単投はメーク接点 (a接点) もしくはブレーク接点 (b接点) 、双投はブレーク・メーク接点 (c接点) です。
スイッチの操作1回で1回路のオン・オフするものを単極、2または3回路を同時にオン・オフするものを2または3極で、これらの組み合わせは下記になります。
- 単極単投 SPST (Single Pole Single Throw) 1回路1接点
- 2極単投 DPST (Double Pole Single Throw) 2回路1接点
- 単極双投 SPDT (Single Pole Double Throw) 1回路2接点
- 2極双投 DPDT (Double Pole Double Throw) 2回路2接点
3. モーメンタリとオルタネート
操作部分の動作には、下記の4つがあります。
モーメンタリ (自動復帰型)
ボタンを押して手を離すと、ボタンの位置と接点の状態は保持されず元に戻ります。
オルタネート (保持型)
ボタンを押して手を離しても、ボタンの位置は元に戻り、接点の状態は保持されます。再度の操作で接点は元に戻ります。
プッシュプル (保持型)
ボタンを押して手を離しても、ボタンの位置と接点の状態は保持され、ボタン位置を引き戻して接点は元に戻ります。
プッシュロック・ターンリセット (保持型)
ボタンを押して手を離しても、ボタンの位置と接点の状態は保持され、ボタンをひねると位置と接点は元に戻ります。
モーメンタリ (自動復帰型) は、スイッチを操作している間だけ動作させる場合に使用します。手を離しても操作状態を維持させる場合は、制御回路内に「自己保持回路」が必要です。また、この指令を解除するためのスイッチが別途必要になります。
オルタネートなどの保持型は、「自己保持回路」は不要で、スイッチ操作で指令を解除する場合は、再度ボタンを押します。
ボタンスイッチの種類
図4. ボタンスイッチの種類 (1)
1. ボタンの形状による分類
ボタンは、円盤状と矩形があり、機能は同じで形状の違いだけです。
2. 照明の有無による分類
7ボタン内部にLEDやランプを内蔵し、操作状態を点灯・消灯で表示します。この照明付きは「照光式ボタンスイッチ」と呼びます。
図5. ボタンスイッチの種類 (2)
3. 端子の種類による分類
下記のように、電線の結線方式による端子の種類があります。
ねじ端子式
被覆を剥いた電線の導体を、丸形・Y形圧着端子にカシメて固定し、端子にねじで締め付けます。
プッシュインロック式
被覆を剥いた電線の導体を、フェルール形圧着端子にカシメて固定し、端子に差しロック機構により締め付けます。
はんだ付け式
被覆を剥いた電線の導体を、はんだ付けで端子に接合します。
参考文献
https://e-sysnet.com/bs/
https://xtech.nikkei.com/dm/article/LECTURE/20120727/230896/