スイッチ回路とは？読み方と書き方を紹介

電気の業界においてスイッチとは、回路を構成する基本要素の一つです。発・変電所で活用される大電力回路から、電話等で使用される信号用回路まで、幅広い電気回路でスイッチが活用されます。古今東西で様々なスイッチが開発され、使用されてきました。

電気回路図面にはこれらのスイッチを種類ごとに記号として記述することも多くあるため、回路図の読み書きに必須の要件となっています。本記事ではそれらスイッチ回路の読み方や書き方を分かりやすく説明します。

1.スイッチ回路とは？

1.1 定義

スイッチとは、電気回路の内部で電流の流れを開閉するための機器です。

通常はオン・オフの2つの状態を有し、回路内の電流を導通したり遮断したりします。スイッチを使うことで回路を外部から操作できるようになるため、電気機器を制御するために不可欠な部品です。電気回路のスイッチは、一般的に「接点」を基にした仕組みで動作し、接点が開いたり閉じたりすることで電流の流れを制御します。

1.2 動作原理

スイッチの動作原理は、非常にシンプルで、2つの接触端子間を物理的に接触させたり切り離したりすることで電流の流れを制御します。スイッチをオンにすると接点が閉じて回路が完成し、電流が流れる状態になります。逆に、スイッチをオフにすると接点が開き、回路が切断されるため電流は流れなくなります。この基本的な動作は有接点のスイッチでは共通です。

また。スイッチには自動と手動が存在します。機械的な押ボタンスイッチなどは手動で操作する種類で、レバーやボタンを押すことで接点を閉じたり開いたりします。一方、リレーやマグネットスイッチなどの自動スイッチは、外部からの電気信号を使って接点の開閉を行います。

1.3 スイッチの種類

スイッチにはいくつかの種類が存在します。代表的なスイッチは押しボタンスイッチ、トグルスイッチ、ロッカースイッチなどです。

押しボタンスイッチはボタンを押すことで回路を開閉するスイッチです。押している間だけ接点が閉じるまたは開くスイッチが一般的です。産業用の装置や電子機器の始動や停止及び緊急停止などを操作する場合に使用します。

トグルスイッチはレバー上の持ち手を上下に倒すことで操作するスイッチです。省スペースが必要な場合などに適しています。航空機や鉄道車両の操作パネルなどで活用されます。

ロッカースイッチは押し下げるとスイッチが反対側に倒れるシーソーのような形状を有するスイッチです。照明用スイッチとして最も一般的に使用されているスイッチであり、その他には家電製品やゲーム筐体の電源スイッチなどにも使用されます。

1.4 スイッチの使われる例

スイッチは日常生活の中で非常に多く使われており、ほとんどの電気機器や家電製品に組み込まれています。最も基本的なスイッチ回路の一つが照明であり、家電製品の電源を入れるためにも使用されます。パソコンやスマートフォンの電源にもスイッチが使用されます。私たちの生活を便利にし、効率的に電気機器を制御するための不可欠な部品です。

2.スイッチの回路図の記号一覧

スイッチには種類に応じて様々な記号が使用されます。本記号はEdrawMaxに初期セットされており、EdrawMaxを使用することで簡単に記述・作図することが可能です。以下はその一例です。

3.スイッチ回路の書き方とルール

スイッチ回路を描く際は以下のような基本的なルールが存在します。

3.1 スイッチの種類を明確にする

スイッチを回路図に表す際には、そのスイッチの動作が明確に理解できるように、正しい記号を使用することが重要です。スイッチにはリードスイッチやリミットスイッチ、マグネットスイッチなど、様々な種類が存在します。使用するスイッチを正しい記号で記す必要があり、これらを誤って使用した場合は誤解を生じさせる恐れがあります。

3.2 NOとNCを明記する

スイッチの接点も重要です。通常に接点が開いている状態をノーマルオープン接点(NO接点)と呼び、通常時に回路を接続している接点をノーマルクローズ接点(NC接点)と呼びます。同じ種類のスイッチでもNO接点とNC接点の製品が分けて販売されていることが多く、これらを回路に合わせて使い分ける必要があります。回路図を描く場合もこれらを間違いなく使い分けることで、回路図を読む人にも分かりやすい図を作成することができます。EdrawMaxなどの作図ソフトでは、NO接点のスイッチとNC接点のスイッチがそれぞれ初期セットされています。

3.3 スイッチ回路の接続

スイッチ回路の接続方法は回路動作に影響を与えます。スイッチが直列に接続されている場合は両方のスイッチが閉じていると回路が接続されます。並列接続ではどれか一つのスイッチが閉じると回路が接続されます。EdrawMaxを回路作成ソフトとして使用する場合、コネクタを利用することで簡単に並列・直列回路を作成することができます。

4.回路図作成に役立つEdrawMax

スイッチ回路の設計・作成には高度なソフトウェアが必要ですが、複雑で操作が難しいCADソフトウェアに抵抗を感じる場合も多いです。一方、EdrawMaxというソフトウェアは回路図を簡単に作成できるツールです。初心者や中級者に人気があり、下記のような利点があります。

4.1 回路記号・テンプレートが豊富

EdrawMaxの大きな特徴のひとつは、豊富な回路記号とテンプレートを標準搭載している点です。回路設計を行う際には、正確な記号を使用することが非常に重要です。従来の回路図ソフトウェアでは記号を手動で作成する必要があることがよくあります。EdrawMaxはこれらの回路記号を事前に組み込んだテンプレートを提供しているため、すぐに使い始めることができます。

記号をダブルクリックすることで簡単に配置することが可能です。規格に従って正しく記述されているため、初心者でも安心して使用できる点も大きな魅力です。また、必要な記号をすぐに検索して挿入できるため、時間を節約しながら効率よく回路設計を進めることができます。

4.2 CADより軽くて使いやすい

一般的なCADソフトウェアは多機能ですが、操作が難しく、初心者が使いこなすことは困難です。特に回路設計においては複雑な操作が必要なことも多いため、初心者や中級者にとっては敷居が高いと感じることがあります。また、CADソフトには重い製品も多く、使用するためにハイスペックなPCが必要となる事も多いです。一方、EdrawMaxは軽量で直感的なインターフェースであり、初心者でも簡単に扱うことができます。

4.3 図面管理が簡単

EdrawMaxにはバージョン管理機能があり、作成した図面を簡単に保存・更新できます。設計途中のファイルを随時保存し、後から変更点を追跡できるため、以前のバージョンに戻したいときにも役立ちます。

また、EdrawMaxはクラウド同期機能も有し、複数のデバイスで作業を行うことができます。この機能を使えばチームでの共同作業がスムーズであり、リアルタイムで設計を進めることが可能です。さらに、作成した図面はPDFやPNGなどの一般的な形式でエクスポートすることができ、他のユーザーと簡単に共有できます。

4.4 AI<による省力化が可能

EdrawMaxはAI機能を活用して図表作成の効率と創造性を高めることができます。入力したキーワードや画像に基づいて、様々なスタイルの画像を自動生成します。「テキストから画像」モードではキーワードを入力し、画像の縦横比などを選択することでリアルな風景画やアニメ風のイラストなどの画像を生成できます。