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マイクロスイッチ

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マイクロスイッチ

マイクロスイッチとは、微小な接点間隔とスナップアクション機構※をもち、規定された動きと規定された力で開閉動作するスイッチをいいます。

※スナップアクション機構
スイッチの操作速度や操作力とは無関係で、一定の操作位置において瞬時に接点が切り替わる機構のことです。

小形、高容量開閉 接点が瞬時に切り替わることでアークの持続時間が短くなり、
小形で大電流を開閉できます。
高精度 毎回、ほぼ同じ押し込み位置で接点が切り替わるので、
精度の高い位置検出ができます。
高耐久性 アークの持続時間が短いため接点が受ける損傷も小さく、
耐久性が高くなります。
好感触 スナップアクション機構がもつ独特のクリック感と音で優れた
操作感触が得られます。

マイクロスイッチは、検出用スイッチですが、操作用スイッチとしても使えます。

マイクロスイッチは、外形サイズで一般形、小形、超小形、極超小形の4つに分類され、使用される機器や機械設備の規模に応じて使い分けられています。また、耐環境性能を重視したシールタイプもラインアップに加えられています。

  • 大形 産業機械・設備用途

  • 業務機器・民生機器用途 小形

一般タイプ
一般形基本スイッチ
(Zサイズマイクロスイッチ)
一般形基本スイッチ
小形基本スイッチ
(Vサイズマイクロスイッチ)
小形基本スイッチ
超小形基本スイッチ
(Sサイズマイクロスイッチ)
超小形基本スイッチ
極超小形基本スイッチ
(Jサイズマイクロスイッチ)
極超小形基本スイッチ
シールタイプ
シール形小形基本スイッチ
(Vサイズシールマイクロスイッチ)
シール形小形基本スイッチ
シール形超小形基本スイッチ
(Sサイズシールマイクロスイッチ)
シール形超小形基本スイッチ
シール形極超小形基本スイッチ
(Jサイズシールマイクロスイッチ)
シール形極超小形基本スイッチ
一般形 小形 超小形 極超小形

マイクロスイッチは、外形サイズで一般形(Zサイズ)、小形(Vサイズ)、超小形(Sサイズ)、極超小形(Jサイズ)と呼んで区別しています。
Z、V、S、JはNECA(日本電気制御機器工業会)が分類する記号を引用しています。

マイクロスイッチは、アクチュエータ部、スナップアクション機構部、接点部、ケース部、端子部の5つの機能部分から成り立っています。個々の機能部分は複数の部品を組み合わせて構成されています。

1
アクチュエータ部
外部からの力や動きを内部機構に伝達します。
2
スナップアクション機構部
導電性に優れたバネ材で、スナップアクション動作を行ないます。
3
接点部
電気を確実に開閉します。

構造

4
ケース部
絶縁性と機械的強度に優れ内部機構を保護します。
5
端子部
外部回路と接続します。

1.アクチュエータ

ピン押ボタン形を基本にして、検出物の形状や動きに応じて色々な形状のアクチュエータが付けられます。

代表的なアクチュエータ
ピン
押ボタン形
ピン押ボタン形 スイッチの内部機構に直接、力や動きを伝達する。

⇒直線の短いストロークで動く物体を高精度で位置検出します。
ヒンジ
レバー形
ヒンジレバー形 支点からの距離に比例してストロークは大きくなり、荷重が小さくなる。

⇒荷重が小さい場合や、大きなストロークが必要な場合に使用します。
ヒンジ
アールレバー形
ヒンジアールレバー形
ヒンジ
ローラレバー形
ヒンジローラレバー形
リーフ
レバー形
リーフレバー形 支点を固定したレバーをたわませて動作させるため荷重が高くなる。

⇒レバー自体に復帰力があり、シールタイプに多く使われています。

検出物の形状や動きに応じて適当なアクチュエータを選定します。

2.スナップアクション機構

スナップアクション機構とはスイッチの操作速度や操作力とは無関係で、一定の操作位置において瞬時に接点が切り替わる機構をいいます。

スナップアクション機構に対して、操作する速度がそのまま接点の移動速度となる機構をスローアクション機構といいます。

スナップアクション機構

原理は、下じきをそらせておいて、山になっている部分を押していくと、
あるところで反対側にペコッと切り替わる動きと似ています。

スナップアクションの特徴
  • 接点の切り替わる速度が速いため、接点間に生ずるアークの持続時間が短くなります。
  • 接点の消耗が少なくなり、安定した特性が維持できます。
  • 小形サイズのスイッチでも大きな電流を開閉できます。

特徴

交流は、電流の流れが交互に変わるため、同じ電圧・電流値で比較すると直流よりもアークが切れやすい。したがって、交流のほうが、接点へのダメージが小さい。

押ボタンに力を加えると、可動ばねの力で可動接点が固定接点b(NC)から固定接点a(NO)にすばやく切り替わります。また、押ボタンの力をゆるめていくと可動ばねの力で可動接点は、固定接点a(NO)から固定接点b(NC)にすばやく戻ります。

3. 接点

接点の形状・材料や接点間隔についても用途に応じて多くの種類を用意しています。

代表的な接点形状
  • クロスバー接点 微小負荷用、主に金系接点

    接触面積が小さく単位面積当りの接触圧力が高いため微小負荷に用いられる。
    主な使用材料は金合金、銀合金。

  • リベット接点 中、高負荷用、主に銀系接点

    一般負荷から高負荷まで幅広く用いられている。
    主な使用材料は銅、銀メッキ、銀合金。

接点間隔

接点間隔

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文字
接点間隔 直流電流
遮断
精度
耐久性
耐振動
耐衝撃
主な特徴
H 0.25mm 良 良 良 高精度・高耐久性
G 0.50mm 一般用
F 1.00mm GとEの中間
E 1.80mm 耐振動・耐衝撃性

※接点間隔は設計値です。

接点の仕様は、開閉する負荷や使用条件から選択します。

4. ケース

ケース材料は熱硬化性ではPF、熱可塑性ではPBTが標準的に使用されています。

代表的なケース材料
材料名 材料記号 特徴
フェノール樹脂 PF 熱硬化性樹脂。
難燃性や耐トラッキング性に優れる。
ポリブチレンテレフタレート樹脂 PBT 熱可塑性樹脂。
マイクロスイッチには、ガラス繊維強化タイプが多く用いられる。
ポリアミド(ナイロン)樹脂 PA 熱可塑性樹脂。
耐熱性が高いタイプがある。摺動性もよいが、吸水率が高い。
ポリフェニレンサルファイド樹脂 PPS 熱可塑性樹脂。PAよりも優れた耐熱性を有している。
はんだ耐熱性などが必要なものに採用されている。

材料は、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の2つに分けられる。
熱硬化性 : 熱を加えることで硬化する樹脂 ⇒ 再成形不可
熱可塑性 : 熱を加えると溶ける樹脂 ⇒ 再成形できるためリサイクル可能

PBTのような熱可塑性樹脂が一般的に使われています。

5. 端子

端子も多くの種類を用意しています。

はんだ付け端子 コネクタ(タブ)端子 ねじ締め 端子 プリント基板用端子 リード線引き出し
はんだ付け端子 コネクタ(タブ)端子 ねじ締め端子 プリント基板用端子 リード線引き出し
リード線をはんだ付けで接続する コネクタで接続する#250、#187、#110などのサイズがある リード線をねじで接続する 基板に挿入してはんだ付けする 端子にリード線を取り付け、端子部を樹脂モールドする。
  • 端子材料には、その多くに銅合金が使用されて
    います。
  • 導電性を上げるため銀メッキを施したものもあります。(酸化や硫化による変色防止のため金メッキを施す場合もあります)
  • プリント基板用端子には自立端子、アングル端子が用意されているものもあります。

自立端子・アングル端子

シリーズごとに端子バリエーションは異なります。用途に応じた端子を選択します。

検出スイッチ用途

  • 複写機のドア、プリンタのカバーの開閉状態検知
  • 洗濯機のドアやふたの開閉状態検知
複写機
複写機
プリンタ
プリンタ
洗濯機
洗濯機

操作スイッチ用途

  • マウスのクリック入力
マウス
マウス