トグルスイッチ 入門ガイド

この入門ガイドは、トグルスイッチの動作、典型的な用途、およびタイプを理解するのに役立ちます。

Figure 1: A toggle switch (Image source: TE Connectivity)

このガイドを使用することで、愛好家およびの実務エンジニアは用途に合ったトグルスイッチを容易に選ぶことができます。

トグルスイッチとは

トグルスイッチは手動で操作する機械式スイッチです。これは、上下または左右に動くトグルレバーによって制御され、電気回路を接続または切断します。トグルスイッチには、維持型とモーメンタリ型の2種類があります。維持型トグルスイッチは、作動するとオンまたはオフに状態が切り替わり、再び作動するまでその状態が維持されます(例:デスクライトのスイッチ)。モーメンタリ型トグルスイッチは押したときのみ作動し、放すと解除されます(例:ドアベルのスイッチ)。トグルスイッチは、航空宇宙、車載、家電、産業オートメーション、機械など、幅広い用途で使用され、さまざまなサイズと仕様のものが揃っています。

Figure 2: Components of a toggle switch (Image source: NKK SWITCHES)

図1:トグルスイッチ(画像ソース:TE Connectivity)

トグルスイッチの構成部品

トグルスイッチは、次の主要部品で構成されています。

  • レバー:レバーを動かすと、スイッチ内部の接点が回路のオン/オフを切り替えます。レバーは一般に樹脂製または金属製です。
  • プランジャー:レバーの底部に取り付けられた樹脂部品です。これは常に可動接点と接触し、レバーの移動範囲を制限するように設計されています。
  • ハウジング(ケース):上面の穴を通してレバーを支え、スイッチ内部のコンポーネントを保護します。
  • Oリング:これらのO型ゴム部品はアクチュエータシャフトのベースに存在し、スイッチに湿気やほこりが入るのを防ぎます。
  • 接点:トグルスイッチには、固定接点と可動接点の2つの接点があります。固定接点はスイッチのハウジングに固定されたままですが、可動接点はレバーを動かすと動きます。可動接点が固定接点に接触すると、回路内に電流が流れ始めます。同様に、可動接点が固定接点から離れると、回路が切断します。
  • 終端:これらは、ワイヤがスイッチに接続されているポイントです。これらは一般にスイッチの底部または側面にあり、スイッチと回路の間に安全な接続を提供します。
Figure 3: On-Off toggle switch (Image source: Multicomp Pro)

図2:トグルスイッチのコンポーネント(画像ソース:NKK SWITCHES

トグルスイッチの使用箇所

トグルスイッチはその汎用性と単純さのために、さまざまな業界の多様な用途で使用されています。代表的な用途は次のとおりです。

  • 家事用、家庭用:ライト、扇風機、台所用品、洗濯機、ヒーター、オーディオシステム、テレビなどを操作するために使用されます。
  • 商用、産業用途:制御パネル、テストおよび計測機器、ネットワークスイッチ、電動工具などに使用されます。
  • 車載、防衛用途:自動車では、車外照明、室内灯、ワイパー、サンルーフ、エアコンなどを制御します。防衛分野では、航空機の制御パネル、通信機器、エンジン制御などに使用されています。
  • 医療用途:トグルスイッチは、車椅子や病院用ベッドなどの医療機器や、BPモニターや心電図機器などの診断機器にも使用されています。

トグルスイッチの動作特性による分類方法

トグルスイッチはさまざまな方法で作動します。最も一般的なタイプは次のとおりです。

  • オン/オフ切り替えスイッチ:これはトグルスイッチの最も一般的なタイプです。このスイッチには2つの位置があります:オンとオフ。トグルレバーがオンの位置に移動すると、回路は閉じ、電流が流れ始めます。トグルレバーをオフにすると回路が開き、電流の流れが停止します。
Figure 4: On-On toggle switch (Image source: TE Connectivity)

図3:オン/オフ切り替えスイッチ(画像ソース:Multicomp Pro)

  • オン/オン切り替えスイッチ:オン/オン切り替えスイッチには、オン/オフ切り替えスイッチに似た2つの位置がありますが、両方の位置が「オン」です。スイッチの位置に応じて、2つの異なる回路を接続することができます。このスイッチの最も一般的な例は、ハイビームとロービーム(またはその逆)を切り替えることを可能にする車両のディマースイッチです。また、オン/オン切り替えスイッチと同様に動作する、3つの位置を持つ「オン/オン/オン」スイッチもあります。
Figure 4: On-Off-On toggle switch (Image source: APEM)

図4:オン/オン切り替えスイッチ(画像ソース:TE Connectivity

  • オン/オフ/オン切り替えスイッチ:オン/オフ/オンは、オン/オフスイッチと同様に作動します。このスイッチには次の3つの位置があります:オン、オフ、再びオン。最初のオン位置は回路を閉じ、電流を流します。オフ(センター位置)では、回路を切断し、電流の流れは完全に停止します。3番目の位置は再びオン位置ですが、ここでは最初のオン位置とは異なる回路が接続されます。このようなスイッチの典型的な例は、オートバイの方向指示器ランプのスイッチです。

 

Figure 5: Different combinations of poles and throws of a toggle switch (Image source: SIEMENS)

図5:オン/オフ/オン切り替えスイッチ(画像ソース:APEM

スイッチのポールとスローとは

ポールとスローはスイッチの機能を指します。ポールの数はスイッチの可動接点の数を示します。スイッチのスローは、各可動接点が制御できる異なる回路の総数を意味します。ポールとスローの様々な組み合わせに基づくトグルスイッチのタイプは次のとおりです。

  • 単極単投(SPST):これは基本的なオン/オフスイッチで、入力端子と出力端子が1つずつあります。オンの位置では、スイッチはポールからアクセサリへ電流を流します。オフの位置では、スイッチはアクセサリへの電流の流れを遮断します。
  • 単極双投(SPDT):このオン/オフスイッチには3つの端子があり、1つは入力用、2つは出力用です。2つの出力オプション間で入力を切り替えるので、2つの異なる回路間の切り替えに便利です。例えば、赤と緑の2つの異なる電球でランプを操作したいとします。SPDTスイッチを使用して、どちらの電球を点灯するかを選択できます。共通の端子は電源に接続され、他の2つの端子はそれぞれ赤と緑の電球に接続されます。
  • 二極単投(DPST):このデュアルオン/オフスイッチは、2つの入力端子と2つの出力端子を備え、同期して動作する2つの独立したSPSTスイッチのように作動します。オフの位置では、両方のスイッチが開いており、接続は行われません。オンの位置では、両方のスイッチが閉じられ、各入力接点と対応する出力接点の間に接続が行われます。DPSTスイッチは、電気オーブンや給湯器など安全上の理由から、回路の通電線と中性線の両方を切断することが不可欠な用途でよく使用されます。
  • 二極双投(DPDT):このデュアルオン/オフスイッチは、2つの入力端子と4つの出力端子を備え、同期して作動する2つの独立したSPDTスイッチのように作動します。1つの位置では、2つの入力接点が1組の出力接点に接続されます。他の位置では、2つの入力接点が他の出力接点に接続されます。DPDTスイッチの一般的な用途は、モータ-を正の電圧に接続して一方向に回転させ、負の電圧に接続して逆方向に回転させることで、DCモーターの方向を反転させるものです。
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図6:トグルスイッチのポールとスローのさまざまな組み合わせ(画像ソース:SIEMENS)

トグルスイッチに関するよくある質問(FAQ)

質問:照光式トグルスイッチとは何ですか?

回答:照光式トグルスイッチにはパイロットランプが組み込まれており、スイッチのステータスを示します。これにより、離れた場所からでもスイッチがオンかオフかをユーザーは確認することができます。照光式トグルスイッチは、オートメーション用途、民生用電子機器、家電、医療機器、電気通信、輸送機器などでよく使用されます。この例は、コンピュータやテレビの電源ボタンです。

質問:トグルスイッチに使用できるさまざまな取り付けオプションを教えてください。

回答:トグルスイッチには、穴、表面、PCB、パネルマウントなど、プリント基板およびコントロールパネル用のさまざまな取り付けオプションがあります。また、はんだ端子、ネジ端子、簡単に設置できるクイック接続オプションなど、さまざまな端子接続が揃っています。

質問:私の部屋には2つの入り口があり、天井中央には1つのライトアセンブリしか取り付けられていません。各入口にはSPDTが設置されています。これら2つのスイッチのいずれかを使用して、天井ライトをオン/オフする回路を設計するにはどうすればよいですか?

回答:この天井ライトを操作するには、下図のように各トグルスイッチの出力をライトの両側に接続します。

質問:DC用途でACトグルスイッチを使用できますか?

回答:いいえ、ACトグルスイッチはアーク放電のリスクが高いため、DC用途には適していません。

質問:トグルスイッチをどこで買えば一番安く購入できますか?

回答:Farnell Electronicsは、大手サプライヤ製の車載、家電、産業用途向けに調整されたトグルスイッチの包括的な製品群を最低価格で提供しています。製品群には、さまざまな取り付けオプションと端子オプションの照光式/非照光式トグルスイッチが含まれています。

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