●押しボタンスイッチとは何ですか？

 

押しボタンスイッチとは何ですか?

押しボタン スイッチは、アクチュエータが押されると回路を接続、切断、または切り替える電気スイッチです。一般に押しボタンスイッチ、スプリングプレススイッチとも呼ばれます。ヒューマンマシンインタラクションにおいて最も基本的で広く使用されている制御コンポーネントの 1 つであり、主に開始、停止、リセット、ジョグ、または制御システムへの信号の送信に使用されます。

と比較してロータリースイッチ、トグルスイッチとロッカースイッチ、押しボタンスイッチの特徴は次のとおりです。単一の操作アクション、ダイレクトな応答、小さなパネル設置面積。このため、産業用工作機械からスマートフォンのイヤホンに至るまで、人間のコマンドを必要とするほぼすべての電気機器にこの機能が搭載されています。

押しボタンスイッチはどのように機能しますか?

押しボタンスイッチの動作原理は次のとおりです。機械的接点の閉鎖と分離。スイッチの内部には、一組の固定接点と一組の可動接点があります。ボタンが押されると、アクチュエータは伝達機構を介して可動接点を駆動し、可動接点が固定接点に接触して回路を閉じるか、固定接点から離れて回路を開きます。

完全な動作サイクルは次のとおりです。

1.初期状態:ボタンは押されておらず、接点はデフォルトの位置のままです。通常開接点は開いています。通常閉接点は閉じています。

2.押す：指によって加えられる力がバネの抵抗に打ち勝ち、ボタンはトラベルと呼ばれる一定の距離だけ軸方向に下向きに移動します。
3.接点操作：ボタンが動作点と呼ばれる特定の位置に到達すると、接触状態が反転し、回路状態が変化します。
4.リリース:ボタンを放した後、元の状態に戻るかどうかはスイッチの操作種類によって異なります。

 

感触を左右する2つの重要なパラメータ

操作力:ボタンを押すのに必要な力は、一般に 1 N ～ 10 N です。工業用押しボタンは誤操作を防ぐために通常より高い操作力を持っていますが、家庭用電化製品ではより柔らかい感触が求められる傾向があります。

旅行：ボタンが初期位置から底部まで移動する距離。通常は 0.5 mm ～ 5 mm です。移動量と操作力の組み合わせにより、ボタンのクリック感が決まります。

コンタクトバウンス

機械接点は開閉する瞬間、弾性衝突により数ミリ秒以内に接触と離間を繰り返します。この現象はと呼ばれますコンタクトバウンス。マイコンやPLCなどのデジタル回路で押しボタンを使用する場合、デバウンス通常、RC フィルターなどのハードウェア、または遅延ベースの判断などのソフトウェアで必要となります。そうしないと、1 回の押下が複数回の押下として認識される可能性があります。

押しボタンスイッチの2つの動作タイプ

モーメンタリ押しボタンスイッチ

あ瞬間押しボタンスイッチ押している間だけ回路状態を変更します。手を離すと内部のバネにより自動的に初期位置に戻ります。スタートやリセットなどのワンショットコマンドの送信に適しています。

一般的なアプリケーション:ドアベル、リセット ボタン、キーボードのキー、マシンのスタート ボタン、ジョグ コントロール、および通話ボタン。

 

ラッチ式押しボタンスイッチ

あラッチ式押しボタンスイッチ内部のロック機構によって押された後も作動位置に留まり、再度押された場合にのみ解放されてリセットされます。電源スイッチなど、特定の状態を維持する必要がある場合に適しています。

一般的なアプリケーション:電源ボタン、照明制御スイッチ、機器のオン/オフボタン、オーディオ機器の電源スイッチ、電気スタンドのスイッチ。

 

比較

産業用制御では、スタート ボタンはほとんどの場合瞬間的に動作し、コンタクタの補助接点によって自己保持が実現されます。これが古典ですスタート-ホールド-ストップ回路。利点は、停電後の電力復旧時に機器が自動的に再起動しないため、安全であることです。

 

押しボタンスイッチの構造

押しボタンスイッチの外観は大きく異なりますが、基本的な構造はほぼ同じです。内部構造を理解することは、仕様を解釈し、適切な製品を選択するのに役立ちます。

1. ボタン/アクチュエーター/オペレーター

ユーザーが直接押す部分。プラスチック、金属、ゴム、シリコンなどで作られている場合があります。形状によって、平頭、高頭、凹型、またはキノコ型の頭があります。機能によって、照明が付けられたり、電源記号や矢印などの記号が付けられたり、透明なカバーが取り付けられたりする場合があります。

2. ハウジングと取り付けネジ

ハウジングは内部コンポーネントを保護し、ねじ、スナップフィット、またはフランジによってパネルまたはデバイスに固定されます。パネル取り付けの押しボタンの場合、ネジの外径は、一般に取り付け穴サイズと呼ばれるものです。.

一般的なハウジング材料:ABS/PCエンジニアリングプラスチック、ステンレス鋼304/316、アルミニウム合金、真鍮、亜鉛合金。

3. 接点の種類

接点は、実際に回路を開閉する導電性部品です。それらの材料は、スイッチの導電性、耐酸化性、耐アーク性、耐用年数に直接影響します。

4. スプリングと伝達機構

スプリングは復元力と触覚フィードバックを提供します。ラッチ式押しボタンには、ボタンを作動位置に保持するためのロック機構 (通常はハート型のカム溝またはラチェット構造) も含まれています。

5. 端子

一般的なタイプには、はんだ端子、ネジ端子、ピン端子、クイックコネクト端子、PCB ピン、配線済みリード線などがあります。

6. LEDインジケーター（オプション）

照光式プッシュボタンには LED が内蔵されており、電源、実行​​中、アラームなどの状態を示します。 LED スタイルには、赤、緑、青、黄、白、RGB などの色のリング照明、ドット照明、シンボル照明、全面照明が含まれます。

LEDには独自の動作電圧があります、一般的には 3 V、5 V、6 V、12 V、24 V、110 V、220 V です。これはスイッチ接点の定格電圧とは別のパラメータです。選択する際に 2 つを混同しないでください。

7. ゴムリング

防水押しボタンには、水や埃の侵入を防ぐために、ボタンとハウジングの間、およびハウジングとパネルの間にシリコンガスケットまたはOリングが取り付けられています。

一般的なタイプの押しボタンスイッチ

お問い合わせフォームによる

ノーマルオープンNO押しボタンスイッチ:回路は押されていないときは開き、押すと閉じます。スタートボタン、ドアベル、信号入力、一時的なトリガー回路に使用されます。

ノーマルクローズNC押しボタンスイッチ:回路は押されていないときは閉じ、押すと開きます。停止ボタン、安全回路、インターロックなどに使用されます。安全関連の停止機能は通常 NC 接点を使用する必要があるため、断線でも装置が停止します。これはフェイルセーフ設計です。

切替タイプ NO+NC / 1NO1NC：NO 接点と NC 接点の両方があり、押すと同時に反転し、1 つの回路を閉じながら別の回路を開くことができます。

 

素材別

金属製の押しボタンスイッチ:ハウジングは通常、ステンレス鋼、アルミニウム合金、または真鍮で作られています。耐衝撃性、耐摩耗性、耐腐食性があり、高級感のある外観です。産業用制御盤、自動販売機、エレベーター、公共施設、アクセス制御、インターホンシステムなどに使用されます。

プラスチック製押しボタンスイッチ:軽量、優れた断熱性、低コスト、豊富なカラーバリエーション。家電製品、小型電子機器、計器類、低電圧制御回路などに使用されます。

機能と目的別

照光式押しボタンスイッチ:内蔵 LED が視覚的なフィードバックを提供します。機器の電力表示、産業用制御盤、計器盤、自動化機器などに使用されます。

防水押しボタンスイッチ:密閉構造で、通常は IP65、IP67、または IP68 と評価されます。屋外機器、船舶用途、浴室機器、洗車場、工場現場、自動販売機などに使用されます。

非常停止ボタン:黄色のベースに赤いキノコの頭。押すとラッチがかかり、リセットするにはひねるか引く必要があります。 NC 接点を使用し、直接開く動作を特徴とする必要があります。これは機械の安全性において必須のコンポーネントであり、工作機械、生産ライン、エレベーター、自動化機器で使用されます。

破壊行為防止押しボタンスイッチ:フラットまたはわずかに高いヘッドボタンヘッドを備えたステンレススチール製ハウジング。意図的な損傷に耐えるために最大 IK10 の衝撃定格を備えています。公共設備、アクセス制御、ATM、EV充電ステーション、公共交通機関で使用されます。

ツインプッシュボタン：2 つのボタンが 1 つのハウジングに統合されており、通常は開始は緑、停止は赤で、パネルのスペースを節約します。主にモーター制御ボックスに使用されます。

タクトスイッチ：リモコン、キーボード、アプライアンス制御ボードの信号入力に使用される小型の SMD またはスルーホール PCB ボタン。

メンブレン押しボタンスイッチ:複数のラミネートフィルム層で作られています。極薄、耐水性があり、全面にグラフィックを印刷できます。電子レンジの盤や医療機器の制御盤などによく使われています。

 

押しボタンスイッチの主な技術仕様

スイッチを選択する前に、データシートの次のパラメータを理解することをお勧めします。

一般的な取り付け穴サイズの一般的な用途

12mm / 16mm：小型機器、電子製品、自動車改造、家庭用電化製品。

19mm：金属製の破壊行為防止ボタンとして最も一般的なサイズ。入退室管理や自動販売機、PCケースなどに使用されています。

22mm：業界標準サイズ。産業用押しボタンの大部分、パイロットライト非常停止ボタンは22mmを使用しています。一部の古い規格では 22.5 mm が使用されます。

25mm / 30mm：大型機械、重工業用制御キャビネット、または広いプレス面を必要とする用途。

 

押しボタンの色の意味

産業用制御では、ボタンの色は恣意的に選択されるのではなく、IEC 60073 / GB/T 4025 などの明確な規格に従っています。カラーコードに従うことで、操作エラーが減少し、安全性が向上します。

押しボタンスイッチの応用分野

産業用制御

押しボタン スイッチは、産業オートメーションにおける最も基本的な操作要素です。一般的なアプリケーションには、開始/停止制御、非常停止システム、機械制御パネル、コンベア システム、モーター制御回路、PLC 入力信号、工作機械オペレーター ステーションなどがあります。

家庭用電化製品

洗濯機、コーヒーメーカー、電子レンジ、エアコン、扇風機、掃除機、ウォーターサーバー、レンジフードなどのスタート/ストップ、モード切替、機能選択に使用されます。

自動車と輸送

アプリケーションには、エンジンのプッシュスタート、ホーンスイッチ、ダッシュボードコントロール、ドアと窓のコントロール、照明コントロール、船舶用コントロールパネル、バス停リクエストボタン、地下鉄の緊急通報ボタンが含まれます。

家電

プッシュ ボタンは、リモコン、オーディオ機器、コンピュータ周辺機器、電源アダプタ、通信機器、テスト機器、PC の電源ボタン、ゲーム コントローラなどにあります。

セキュリティおよびアクセス制御システム

一般的な用途には、出口ボタン、警報システム、ドア解除、緊急通報、インターホン システム、手動火災警報器などがあります。

医療および実験装置

これらには、テスト機器、診断機器、コンソール、実験器具、ベッドサイドコールユニット、患者ケア機器が含まれます。これらの用途では通常、メンブレンや密閉ボタンなど、明確な触覚フィードバックと簡単な消毒と洗浄が必要です。

公共施設・商業機器

例としては、自動販売機、EV 充電ステーション、ATM、セルフサービス キオスク、エレベーター呼び出しボタン、横断歩道ボタンなどがあります。このような設定では、金属製の破壊行為防止プッシュ ボタンが広く使用されています。

適切な押しボタン スイッチを選択するにはどうすればよいですか?

次の項目を順番に確認することをお勧めします。

1. 動作モードを定義する

1回押すとトリガー→瞬間的
長押し、もう一度押すとキャンセル→ラッチング
安全なシャットダウンが必要です →緊急停止ボタン、ひねって解除

2. 連絡フォームと電話番号を決定する

1つの回路を閉じるだけで済みます → 1NO
1回路を開くだけで済みます → 1NC
2 つの回路を同時に切り替えるか、指示計に電力を供給しながら PLC 信号を送信する必要がある → 1NO1NC または複数の接点セット
2つの独立した回路を切り替える必要がある → DPST / DPDT

3. 電気定格を確認する

接点の定格電圧と電流は次のとおりである必要があります。より高い実際の荷重よりも余裕を持ってご使用ください。モーター、ソレノイドバルブ、コンタクターコイルなどの誘導負荷を制御する場合、アーク電流やサージ電流が存在するため、少なくとも 2 倍のマージンをとることをお勧めします。または、ボタンを使用してリレーを制御し、リレーが負荷を制御します。

また、LED 電圧が電源電圧と一致していることを確認してください。間違った電圧を接続すると LED が焼き切れます。

4. 取付穴サイズと取付方法の選択

パネルの厚さ、カットアウトサイズ、利用可能なスペースに応じて選択してください:パネル取り付け、PCB取り付け、スナップイン取り付け、または表面取り付け。産業用機器の場合は、後で簡単に交換できるように、22 mm の標準穴サイズを推奨します。

5. 動作環境の評価

屋外、湿気、粉塵の多い場所 → IP65以上
水噴霧または洗い流しにさらされる場合 → IP67 / IP68
公共の場所、破壊行為が起こりやすい → 金属ハウジング + IK10
極端な温度、腐食性ガス → 動作温度範囲を確認してください。 316 ステンレス鋼または特殊コーティングを使用
可燃性または爆発性雰囲気 → 防爆押しボタンが必須

6. 寿命と動作周波数を考慮する

生産ラインでの 1 日あたり数万サイクルなど、頻繁に稼働するアプリケーションの場合は、機械的寿命が 100 万サイクル以上の製品を選択し、電気的寿命にも注意してください。

7. 素材、外観、感触

金属製のボタンは耐久性が高く、高級感があります。プラスチック製のボタンはコストが安く、より多くの色を提供します。ボタンの頭の形状や操作力にも配慮してください。

8. 照明が必要かどうか

状態表示が必要な場合は点灯ボタンを選択し、点灯スタイルと色がカラーコードに従っていることを確認してください。

9. 認証と規格

輸出または産業用の場合は、CE、UL、CCC、RoHS、またはその他の認証が必要かどうかを確認してください。工業用押しボタンは IEC 60947-5-1 に準拠し、非常停止ボタンは IEC 60947-5-5 および ISO 13850 に準拠する必要があります。

配線と設置に関する注意事項

接触端子と LED 端子を区別します。照光式ボタンには通常 4 ～ 5 個の端子があります。接触端子とLED端子は極性があるため混同しないでください。
NO と NC を区別する:配線する前にマルチメーターで確認してください。端子の位置だけで判断しないでください。
パネルの厚さに注意してください:ねじの長さには制限があります。厚すぎるパネルは締め付けることができませんが、非常に薄いパネルにはスペーサーが必要な場合があります。
締めすぎないでください。プラスチック製のネジやシールを締めすぎると、防水構造が損傷する可能性があります。
安全回路では NC 接点を使用します。停止および非常停止機能は、フェールセーフ動作を実現するために NC 接点を使用する必要があります。
高電流負荷にはリレーを使用します。高出力機器を押しボタンで直接制御すると、機器の寿命が大幅に短くなり、接点が焼損する可能性もあります。
ワイヤーの選択:電流に応じてワイヤーゲージを選択してください。接続の緩みや加熱を避けるため、端子をしっかりと圧着またははんだ付けしてください。

一般的な障害とトラブルシューティング

押しボタンスイッチのメリット

シンプルで直感的な操作:押すだけです。習得に時間がかかる必要はなく、すべてのユーザーに適しています。
コンパクトな構造:パネルの設置面積が小さく、高密度のレイアウトが可能です。
高い信頼性:最大数百万サイクルの耐用年数を備えた成熟した機械設計。
柔軟な選択:サイズ、色、素材、コンタクトフォーム、照度、保護等級の幅広いオプション。
簡単な取り付け:標準の穴サイズにより、迅速な交換が可能です。
幅広い適用性:ミリアンペアレベルの信号から10アンペアを超える負荷まで、民生用から産業用まであらゆるものをカバーします。
包括的な安全機能:非常停止、キー操作、カバー付きの設計は、さまざまな安全要件を満たします。

よくある質問

まとめ

押しボタン スイッチは、押されると回路を接続、切断、または切り替える基本的な電気制御コンポーネントです。ボタン、ハウジング、接点、バネ機構、端子で構成されており、一部のモデルにはLEDインジケーターとシール構造も含まれています。

動作モードによりモーメンタリ型とラッチ型に分けられます。接点形式により、ノーマルオープンタイプ、ノーマルクローズタイプ、切替タイプに対応します。材質によって、金属とプラスチックに分けられます。機能別には、照明付き、防水、緊急停止、破壊行為防止、キー操作など、さまざまなバリエーションがあります。

選択する際は、動作モード、接点形状、電気定格、取り付け穴のサイズ、環境保護、耐用年数、材質と感触、照度、認証要件を順に確認してください。設置の際は、端子の識別、負荷のマッチング、安全回路の NC 原理に注意してください。

産業機器、家庭用電化製品、自動車システム、家庭用電化製品、または公共施設のいずれであっても、正しい仕様の押しボタン スイッチを選択することは、安全で信頼性の高い機器の操作への第一歩です。