スライドスイッチの解説：タイプ、仕様、用途

回路内の電流の流れを制御する技術は複数ありますが、スライドスイッチはその中でも最も広く実装されているソリューションの1つです。 スライドスイッチは、シンプルな直線的スライド動作で接続または切断を可能にする、コンパクトで信頼性の高い回路制御手段を提供します。 この技術概要では、スライドスイッチの動作原理を検証し、その主な構成を取り上げ、最適な選択を行うための電気的および機械的な主要考慮事項についてご紹介します。

スライドスイッチの基本

スライドスイッチは、直線的なスライド機構により電気回路を制御するように設計された電気機械部品です。 導体素子をシフトさせて回路を確立または遮断し、オープン（非導電性）状態とクローズ（導電性）状態の間を移行することで機能します。接点維持型スイッチとして、意図的な作動力が加えられて別の状態に切り替わるまでは、最後の位置を維持します。そのため、低電力でスペースに制約のあるさまざまな用途に、信頼性が高く安定したソリューションを提供します。

図1：基本的なスライドスイッチ。（画像提供：Same Sky）

スライドスイッチは通常、単極双投（SPDT）構成となっており、2つの異なる回路間で電流の方向を変えることができます。これは多くの場合、オン-オン動作と呼ばれています。 この設計により、アクチュエータをシフトさせることで、電源や回路経路をシームレスに切り替えることができます。

図2：SPDTオン-オンスイッチの回路図例。（画像提供：Same Sky）

もう1つの広く使用されている構成は、単極単投（SPST）スライドスイッチで、回路を完了または遮断することにより、簡単なオン-オフ制御を提供します。より複雑なスイッチング機能が必要な用途では、2つの独立した回路を同時に制御することでオン-オフ-オン操作を可能にする、2極双投（DPDT）構成が採用される場合があります。

特殊な用途では、スライドスイッチに複数のスローを組み込むことで、マルチオン-オン操作を実現することができます。 しかし、この場合、アクチュエータを適切な位置に正確に配置することが難しくなるなど、実用上の課題が生じる可能性があります。Same Skyは、SPDT、SP3T、SP4T、DPDT、DP3T、DP4Tなど、さまざまな回路タイプのスライドスイッチを提供しています。スイッチ機能の詳細については、Same Skyのブログ「スイッチの基礎」をご覧ください。

重要なスライドスイッチの仕様

スライドスイッチのデータシートに記載されている電気的仕様では、定格電圧や定格電流など、スイッチが確実に処理できる最大電気負荷を示す重要な性能パラメータを定義しています。さらに、適切な回路絶縁を確保するために、耐電圧（スイッチが故障せずに耐えることができる最大電圧）や絶縁抵抗（絶縁された導電部品間の電気抵抗）などの主要特性も記載されています。

電気定格以外にも、作動移動距離（スイッチを切り替えるために必要な変位）や作動力（作動に必要な力）などの機械的仕様も記載されています。 これらの値を理解することは、電気的および機械的な設計要件を満たすスイッチを選択するために不可欠です。

スライドスイッチは一般的に、面実装、スルーホール、またはパネル実装の構成で入手可能です。適切な実装スタイルは、製造プロセス、利用可能なスペース、およびアプリケーション内の機械的ストレス（例：PCBやシャーシ上のスイッチ保持）によって異なります。 考慮すべきその他の仕様を以下に記載します。

• 終端スタイル：さまざまな実装オプションに柔軟性を提供し、ガルウイング、PCピン、ワイヤリード、ネジ端子などがあります。
• 電圧定格：故障のリスクなしにスイッチに印加できる最大許容電圧を定義します。 スライドスイッチの場合は、5Vから125Vの範囲となります。
• 電流定格：スイッチが劣化することなく処理できる最大電流を指定します。 スライドスイッチの場合は、1mAから25Aの範囲となります。
• アクチュエータの高さ：隆起型アクチュエータはアクセスが容易です。一方、フラット型アクチュエータは同一平面で薄型の設計を実現します。
• ピッチ：スイッチ端子間の中心から中心までの距離で、PCBレイアウトと互換性にとって重要です。 一般的なピッチは通常、2mmから6.9mmの範囲です。
• IP定格：厳しい環境や屋外での使用に重要な、埃や湿気の侵入に対する保護レベルを示します。

図3：隆起型とフラット型アクチュエータのスライドスイッチ。（画像提供：Same Sky）

また、スライドスイッチは物理的なサイズによって分類され、最も一般的な分類はサブミニチュア、ミニチュア、標準です。スペースの制約、電流容量、機械的な統合を慎重に考慮する必要がある用途では、サイズの選択が重要となります。

スライドスイッチは接点維持型スイッチとして動作するため、ユーザーが手動でスイッチを再度作動させるまで、回路は最後に切り替えられた状態のままとなります。 これは、アプリケーションの要件に応じて、モーメンタリまたは維持のいずれかの構成で機能する押ボタンスイッチとは対照的です。

最終的な考慮事項と用途

スライドスイッチは、家庭用、オフィス用、産業用など、さまざまな用途に使用されており、電子機器や電気機械システムに幅広く使用されています。 一般的な用途としては、コンピュータ周辺機器、家電製品、民生用電子機器、スマートホームオートメーション、テストおよび計測機器、通信ハードウェア、各種産業用制御システムなどがあります。

スライドスイッチをシステム設計に統合する場合、エンジニアは、最適な性能と寿命を確保するために、アプリケーション固有の重要な要素を評価する必要があります。 重要な考慮事項には以下が含まれます。

• スイッチはどの程度の頻度で作動しますか？
• 予想されるスイッチングサイクルの回数は動作寿命に直接影響するため、高耐久性でコンタクトの摩耗が少ないスイッチが必要になる場合があります。
• スイッチは機械的ストレスや極端な温度にさらされますか？
• 過酷な機械的条件、振動、温度変動は、スイッチの構造的完全性や電気的信頼性に影響を与える可能性があります。
• 液体や埃が侵入する恐れがありますか？
• 環境への露出が懸念される場合は、適切なIP定格のスイッチを選択することで、湿気や微粒子に対する保護を確実にすることができます。
• 電気的な要件は何ですか？
• スイッチは、コンタクトの劣化、過度の発熱、電気的故障を防ぐため、 回路の動作電圧と電流を処理できる定格でなければなりません。

まとめ

スライドスイッチは広く使用されている基本的な機械式スイッチで、主に2つの状態間の明確で安定した移行を必要とする用途において、シンプルで信頼性の高い機能を提供します。直感的なスライド機構には、ユーザーがスイッチの動作状態を一目で視覚的に確認でき、回路接続を正確に維持管理できるという大きな利点があります。

一般的な構成、重要な電気的および機械的仕様、重要な設計要素を理解することで、エンジニアは用途に最適なスライドスイッチを自信を持って選択することができます。小型フォームファクタ、耐久性、特定の電気定格のどれを優先するかに関わらず、適切なスイッチを選択することで最適なシステム性能が確保されます。

Same Skyは、小型設計、複数の実装オプション、さまざまな電気的および機械的仕様を備えた多様なスライドスイッチを提供しており、さまざまな用途のニーズに対応しています。