今さら人に聞けないスイッチの基礎2

防水スイッチのタイプ

防水スイッチは以下のタイプに分けられます。

全防水形スイッチ

スイッチ取付け時のパネル表面及びパネル内部共に防水性を持つものです。

パネルシール防水

スイッチをパネルに取付けた際、パネル表面からスイッチ本体内部及びパネル内部への水等の浸入がありません。

防水キャップ使用によるパネルシール防水

非防水スイッチに防水キャップを使用して、パネルシール防水を実現します。
防水スイッチに防水キャップを使用して防水性をより確実にすることもできます。

防塵・防水性を表すIP

スイッチの防塵性・防水性を言うには、IEC規格というものを用います。
IP-□□という形で表現し、2つの□の中には数字が入ります。
最初の□には通常「6」が入り、これは防塵性を言い、「粉塵が内部に侵入しない」という意味です。
次の□には、「0」「4」「5」「7」が通常入ります。
「0」は水の浸入に対して特に保護がない、という意味です。
「4」は水の飛沫に対する保護があるものを言います。
「5」は噴流水に対する保護があるものを言います。
「7」は水圧がかかっても大丈夫という意味で、水深1ｍに30分漬けてもOKの場合に言います。
（この場合、スイッチ操作はしないことが前提です。）
2つの数字の組み合わせでIP-64、IP-65、IP-67などがあります。
IP-67のスイッチというと、「粉塵が内部に侵入せず、水深 1ｍに30分漬けてもOK」なスイッチになります。

IPと防水性能の用語表現

IP-67などの防塵・防水性が、スイッチの中のある場所に限定される場合があります。
パネル防水といって、パネルに取り付けた場合のパネル表面にのみ、防塵性・防水性を言う場合があります。
「パネルシールIP-67」のように言います。
これに対して、スイッチ全体がIP-67になっているものもあります。
WTやWR、WPといったシリーズのリード線付きタイプが「IP-67全防水」になります。

防水キャップの役割

その他、簡易的に防塵性・防水性を得るために、
ブッシングタイプのトグルスイッチや押ボタンスイッチ用に「防水キャップ」があります。
「防水キャップ」はゴムのキャップなどでスイッチの操作部とナット部分を覆うことにより、
パネル裏面への粉塵や水の浸入を防止するものです。

丸洗い洗浄とは

他に、「丸洗い洗浄」に対応したスイッチがあります。
これは、はんだ付け用のフラックスの短時間での自動洗浄プロセスに対応するだけの簡易的な防水性を持っているが、
IPグレードで示されるまでの防水性は持っていないものを言います。

定格と負荷の関係

スイッチの性能でもっとも重要なものの一つが定格です。
そのスイッチがどれくらいの電流・電圧（＝負荷）まで使えるかという目安です。
たとえば「AC125V6A」のように表現されます。
この場合、気をつけていただきたいのが、この定格の数値が、「抵抗負荷」というスイッチにとってはもっとも楽な負荷の時の値だということです。

抵抗負荷以外で特に、誘導負荷、ランプ負荷、モータ負荷、コンデンサ負荷、そして直流負荷といったものに対しては注意が必要です。
実際にスイッチを選定される際には、回路の種別や使用条件を考慮し、十分な余裕度を持ったスイッチを選んでください。

以下の表は目安であり、絶対的なものではありません。必要な余裕度はスイッチの構造や個々の使用条件により異なります。

抵抗負荷とは

抵抗負荷は、スイッチに抵抗だけをつないだものですが、実際の回路では純粋な抵抗負荷はまずありません。
抵抗負荷だけと思われる回路でも、回路中には多く何らかの誘導分や容量分が含まれますので、定格電流の80％以下を目安としてください。

誘導負荷とは

誘導負荷とは、回路中にモータ、トランス、ソレノイドなどのコイルが使用されている回路です。
この場合、しゃ断時に大きな逆誘導起電圧が発生し、アークによってスイッチ接点の消耗が大きくなります。
AC125Vの場合で、誘導負荷の力率が0.6の場合で、電流容量を抵抗負荷の場合の1/2～1/3に抑える必要があります。
（この1/2～1/3といった数字はあくまで目安です。以下も同様です。）

ランプ負荷とは

ランプ負荷とは、その名前の通り、ランプ（白熱電球）をつないだ時の負荷です。
ランプのフィラメントが冷えた状態でスイッチを入れると、定常電流の10～15倍の過渡電流が流れ、接点が溶け、溶着してしまうことがあります。
ランプ負荷の場合の電流容量は、抵抗負荷の場合の1/4～1/5に抑える必要があります。

モータ負荷とは

モータは起動する際に、定常電流の3～8倍の突入電流（＝スイッチを入れた瞬間に流れる電流）が流れます。
そのため接点の消耗が大きくなります。
モータの種類によって突入電流の大きさが違っています。
モータ負荷の場合の電流容量は抵抗負荷の場合の1/3に抑える必要があります。

コンデンサ負荷

コンデンサ負荷の場合、スイッチを入れた瞬間にコンデンサが電流を吸い込むため、非常に大きな突入電流が流れます。
コンデンサ負荷の場合は、実負荷で突入電流の大きさを確認し、それが定格電流を超えない範囲で使用してください。

直流の場合

直流の場合は、交流と違い、電圧・電流が零になる点がないため、小負荷でも大きなアークが発生します。
特に50V以上ではアークの持続時間も極端に長くなり、しゃ断できなくなることもあります。
DC125Vでの電流容量はAC125Vでのそれに比べ、抵抗負荷で1/20、誘導負荷（力率=0.6） で1/30～1/40に抑える必要があります。