【技術ハンドブック】生産現場の電源装置・制御盤設計のカムスイッチ応用事例

なるほど 突然の電源機器の納期トラブル や機器故障にも強い 生産 現場の 電 源装置・制御盤設計 のカムスッチ応⽤事例 インバーター バイパススイッチ UPS バイパス スイッチ盤 20230727

目次 1. P3. はじめに 2. P4. 部品調達に関する現状と課題  市場環境の変動とその影響  サプライチェーンの混乱と納期トラブルの背後にある問題 3. P6. 現状の課題を克服する具体的な解決策と事例  バイパス回路形成におけるカムスイッチの活⽤⽅法  メンテナンス効率の向上⼿法  既存設備と新規設備への適⽤例とその効果  その他のカムスイッチの応⽤事例・導⼊事例のご紹介 4. P12. クラウスアンドナイマー製品が選ばれる理由とその優位性  他社製カムスイッチとの比較・優位性分析  豊富な製品ラインアップとカスタマイズオプションの紹介  世界各地でのアクセシビリティと⾼品質⽣産の秘密（⾼内製率）  よくある質問とその回答 5. P20. おわりに 2 20230727

1. はじめに ⽣産現場のエンジニアの⽅々は、近年の半導体部品 不⾜、そして、樹脂や⾦属の材料不⾜によって必要なモ ノが⼊⼿できず、それらが自社製品の製造にも波及して 納期トラブルに発展したり、既存機器の更新を先延ばし にしていたら機器故障が発⽣したりと、苦労されたとの話 をよく聞きました。そして、それらのトラブルの発⽣によって、 代替品調達や設計変更、自社設備の稼働率低下とい った問題が連鎖的に起こり、トラブル解決に多くの時間を 割かなければならない状況だったようです。さらに、これら の問題を解決するためには、定時では済まずに早朝出勤 や休日出勤で何とか対応し、設備保全や交換・メンテナンス作業を⾏うなど、変則的な勤務や⻑時間勤務と⾔った対 応に迫られるケースがあったとよく聞きます。 これらの問題に対する解決策の一つとして、提案するのが「カムスイッチ」の活⽤です。カムスイッチは、その耐久性、信頼 性、多機能性により、電源装置・制御盤設計において業務の効率化や問題解決に⼤きく寄与します。しかしながら、カ ムスイッチの可能性については、まだ⼗分に認識されていないと思われます。 そこで、本ハンドブックではカムスイッチを適⽤することで、どのように電源装置の納期トラブルを解消し、機器故障に強い 制御盤設計が可能となるのかを具体的な事例を交えて解説します。また、クラウスアンドナイマー社の製品がどのようにし て他社製品と差別化され、なぜ選ばれ続けているのかについても詳しく説明していきたいと思います。 本ハンドブックを通じて、エンジニアの皆様が日々の業務で直⾯する問題を解決し、より効率的で、信頼性の⾼い設計 が可能となることを願っています。 3 20230727

2. 部品調達に関する現状と課題 市場環境の変動とその影響 エレクトロニクス業界は常に進化しています。新たな技術の登場、消費者の需要の変化、さまざまな規制の導⼊ と更新など、この業界は絶えず市場環境の変動に直⾯しています。これらの変動は、製品の設計から⽣産、供給 までの全てのプロセスに影響を与えます。 近年、特に注目されているのが半導体部品の供給問題です。自動⾞業界、スマートデバイス業界、家電業界 など、多くの分野で半導体の需要が急速に増加しています。一⽅で、半導体の⽣産は時間とコストがかかるため、 供給が需要に追いついていません。この供給不⾜は、半導体を必要とするあらゆる電⼦部品の調達に影響を及 ぼし、その結果として、電源装置の製造に使われる部品の納期遅延や価格上昇といった問題が発⽣しています。 さらに、新型コロナウイルスによるパンデミックや地球規 模での気候変動など、これまでにない種類のリスクも市 場環境に⼤きな影響を与えています。これらのリスクは、 特定地域や産業に集中して⽣産が⾏われている現状 を露呈しており、一つの問題が全体の供給網に影響を 与える可能性を⽰しています。例えば、新型コロナウイ ルスの影響で、部品の⽣産が滞った地域がある一⽅で、 同じ理由で一部の地域では物流が混乱し、これが結 果として市場全体の供給体制に影響を及ぼしていま す。 これらの市場環境の変動は、エンジニアとしての設計や⽣産の計画にも⼤きな影響を与えます。特に、電源装 置の設計や制御盤の設計においては、部品の調達が計画通りに進まないという問題が、製品の納期遅延やコス ト増⼤など、様々な課題を引き起こします。さらに、部品の供給が不安定な場合、結果として製品の品質や性能 に影響を及ぼす可能性もあります。 さらに、市場環境の変動は予測が困難であるため、その対策もまた難易度が⾼いという問題があります。特定の 部品の需要が⾼まると予想して在庫を増やしておけば、その部品の供給に問題が⽣じた場合でも対応が可能で す。しかし、その需要予測が外れた場合、在庫コストの増⼤や在庫の余剰など、新たな問題を引き起こす可能性 もあります。 このように、市場環境の変動はエンジニアにとって無視できない課題です。しかし、これらの問題に直⾯しても、適 切な対策を取れば、その影響を最⼩限に抑えることは可能です。次のセクションでは、市場環境の変動による影 響を受けやすいサプライチェーンと、それに起因する納期トラブルの背後にある問題について詳しく解説します。 4 20230727

サプライチェーンの混乱と納期トラブルの背後にある問題 サプライチェーンの混乱は、⽣産現場での機器納期の 遅れや、時には⽣産停止など、重⼤な影響を及ぼす可 能性があります。このセクションでは、サプライチェーンの混 乱と、それによる納期トラブルが発⽣する背後にある問 題について詳しく解説します。 部品供給におけるサプライチェーンは、⽣産者から最終 的な消費者までの一連の流れを指します。この流れがス ムーズであれば、製品は予定通りに製造・納品され、結 果として⽣産現場の稼働も円滑に進みます。しかし、原材料の不⾜、製造過程での問題、輸送におけるトラブル など、多くの要素がこの一連の流れを妨げる可能性があります。 特に、製品の⽣産に必要な特定の部品が不⾜した場合、その部品を製造するための原材料の不⾜、製造ライ ンでのトラブル、輸送遅延など、さまざまな問題の発⽣が予想されます。また、特定の部品に依存度が⾼い場合、 その部品の供給が滞ると、全体の⽣産活動が⼤きく影響を受ける可能性があります。 これらの問題は、特に急な需要の変動や市場環境の変化があった場合、または新型ウイルスによるパンデミック や世界的な災害が発⽣した場合には、さらに深刻化します。これらの状況では、従来の予測に基づいた部品調達 では対応が難しく、結果として納期トラブルが頻発します。 したがって、サプライチェーンの混乱と納期トラブルを解消するためには、部品の調達⽅法を⾒直すだけでなく、設 計段階から部品の代替可能性を考慮するなど、多角的な対策が求められます。後続のセクションでは、これらの 問題を克服する具体的な解決策と事例について紹介します。 5 20230727

3. 現状の課題を克服する具体的な解決策と事例 バイパス回路形成におけるカムスイッチの活⽤⽅法 ⽣産現場における納期トラブルや部品不⾜、あるいは電源装置のメンテナンスや交換が必要となった時、バイパス 回路の形成は有効な解決策となり得ます。ここでは、カムスイッチを⽤いたバイパス回路形成の⽅法とその効果につ いて詳しく解説します。バイパス回路は、主要な電流経路を一時的に回避するための代替経路です。主要な電源 が一時的に停止する場合でも、例えば、電源装置の故障やメンテナンス時など、装置全体が停止することなく稼働 を続けるために使⽤されます。カムスイッチは、バイパス回路形成において極めて有⽤な部品です。カムスイッチは、非 常に⾼い耐久性と信頼性を有し、繰り返しのオン・オフ動作に耐えうることができます。また、一つのスイッチで複数の 回路を制御する能⼒や、複数のポジションを持つことが可能な点も特筆すべき特⻑です。さらに、カムスイッチは⼤電 流を直接開閉できる能⼒を持っています。これにより、別途制御回路を設ける必要がなく、回路構成をシンプルに保 つことが可能となります。これは、システムの信頼性向上やメンテナンス性の向上にも寄与します。 具体的な事例として、電源装置が故障した場合を考えてみましょう。カムスイッチを⽤いてバイパス回路を形成す れば、故障した装置を一時的にバイパスし、代替の電源から電⼒を供給することが可能となります。これにより、装 置全体の稼働は続けられ、⽣産停止を防ぐことができます。さらに、電源装置のメンテナンスや交換が必要な場合で も、カムスイッチによるバイパス回路の形成により装置全体の停止を防ぐことができます。これは⽣産ラインの稼働率 を⾼めるだけでなく、操業時間外のメンテナンス作業員の労働時間を改善する可能性もあります。 バイパス回路の形成は、予期せぬトラブルや必要なメンテナンス時に装置全体の停止を防ぐための重要な⼿段で あり、カムスイッチはその実現に必要な信頼性と機能性を備えています。⼤電流の直接開閉が可能であることから、 設計のシンプルさと信頼性の向上に貢献し、結果として⽣産効率の向上につながります。 公共施設管理業者様 : ⾼頻度のインバーター交換に難あり。バイパススイッチで解決。 課題 ⽅法 結果 プールの排水設備にインバータ バイパススイッチを導⼊すること 施設利⽤時間にほぼ影響 ーを使⽤しているが、屋外のた によって、交換時にバイパス経 なく交換作業ができるように め交換頻度が⾼い。交換時に 路を介して商⽤電源から電源 なった。また、カムスイッチのハ は施設利⽤を停止せざるを得 供給できるように設計変更し ンドル操作だけでバイパス経 なく、施設利⽤者の利⽤時間 た。 路、インバーター給電経路を に影響を与えていた。また、急 切り替えられ、接続の間違え なインバーター故障時にも同様 バイパス経路 もなく安全性も向上した。 に電気⼯事が終了するまで施 設利⽤を停止せざるを得なか った。 電源 インバーター ポンプ 6 20230727

メンテナンス効率の向上⼿法 ⽣産ラインにおけるメンテナンスの効率化は、ダウンタイムの削減や⽣産性向上、コスト軽減という観点から重要 な課題です。このセクションでは、カムスイッチの活⽤によりどのようにメンテナンス効率を向上させることができるのか について、具体的に解説します。 まず、カムスイッチの特性として、その⾼い耐久性と信頼性が挙げられます。これら特性により、カムスイッチは定 期的なメンテナンスをほとんど必要とせず、スイッチングデバイスとしてカムスイッチを採⽤すること自体が、⽣産ライン の稼働時間を最⼤限に保つと同時に、メンテナンスコストも削減する効果があります。しかし、それだけでなく、カム スイッチの採⽤はメンテナンス作業そのものの効率化にも寄与します。例えば、重要な電源設備である UPS(無停 電電源装置)の交換時には、停電させることが無いように作業をする必要があり、単にどのような電気技術者でも その作業が出来るわけではなく、監督者や熟練者が対応する必要が出てきます。その限られた技術者の確保と設 備そのもののメンテナンス可能な時間の制約によってスケジュール調整がかなり困難になります。しかしながら、ハン ドル操作一つで常⽤⇔テスト⇔交換のモードを切り替えられるカムスッチを使⽤すれば、切り替えのタイミングのコン トロールは不要となり、配線間違いなどは極めて低くなります。そのために、必ずしも監督者や熟練者が対応する 必要もなくなります。さらに、カムスイッチは⼤電流を直接開閉する能⼒を持つため、制御回路を介さない直接的 な操作が可能です。従って、直感的に回路構成を理解しやすく、機器の更新時期が来ても複雑に⼊り組む複数 の機器を交換することもなく、メンテナンス作業の効率化が可能となります。 このように、カムスイッチの特性を理解し、適切に活⽤することで、メンテナンスの効率化とコスト削減、そして⽣産 性の向上が実現可能です。次のセクションでは、これらの要素を具体的に活⽤した実際の設備適⽤例とその効果 について詳しく説明します。 電源盤メーカー様 : UPS メーカーを選ばず、納期や適切な価格の UPS に交換可能。 課題 ⽅法 結果 重要設備の監視カメラの電源 ⼤電流カムスイッチの UPS ⼊⼿性や機能の良い UPS に UPS を使⽤しているが、屋 バイパススイッチを採⽤した。 メーカーの機器と交換でき 外の厳しい環境で使⽤される るようになり、納期や価格 ため、⾼頻度で UPS の交換が に柔軟性が持てるようにな 必要だった。しかし、UPSメーカ 監視カメラ った。また、負荷への電⼒ ーの交換⽤バイパス盤はそのメ 供給も瞬断なく、更に操作 ーカー専⽤で別メーカーのUPS が容易になり、ヒューマンエ 交換に使⽤できず、既存の 旧 新 ラーなく交換できるようにな UPS に価格や納期に問題が った。 あっても変更が出来なかった。 また、交換時の瞬断事故も 度々発⽣していた。 7 20230727

既存設備と新規設備への適⽤例とその効果 カムスイッチの採⽤は新規設備と既存設備の両⽅に適⽤可能で、それぞれに⼤きな効果をもたらします。以下 に、それぞれについて解説します。 ■新規設備 新規設備では設計段階で複数の電源に切り替えられるような回路をあらかじめ組むことで、仮に一つの電源に トラブルが発⽣しても、別電源に切り替えることで、設備のダウンタイムを最⼩限に抑えるシステムが構築できます。 例えば、常時は商⽤電源を使⽤して設備を稼働していて、急にゲリラ豪⾬や落雷によって商⽤電源の供給がスト ップしても、予備電源として発電機を⽤意しておけば、発電機への経路に切り替えることで電⼒源の確保が可能と なります。または、夏場などにその地域の電⼒供給量のひっ迫が予想される場合には、電⼒会社から電⼒消費抑 制の協⼒依頼があります。そのような場合には事前にレンタル発電機を準備しておき、⼯場の一部のエリアはその レンタル発電機によって電⼒供給させることで電⼒消費抑制に対応可能になります。このように複数電源を利⽤ できるようにあらかじめ設計しておくことで予期しない電⼒供給トラブルの回避が可能になります。そして、それらを構 築するために制御回路や特別な回路を必要としないカムスイッチを利⽤することは、回路設計の簡素化による初 期投資コストの節約と部品点数の削減による故障リスクの低減、さらに、電源切替がオペレーターにも分かり易い ため安全性向上にもつながります。 ■既存設備 既存設備に対しては、頻繁にメンテナンスが必要な設備や、トラブルが発⽣しやすい設備へカムスイッチを追加す ることでトラブルを抑制する効果が期待できます。例えば、ビルの既存排気設備の定期点検期間に、バイパス回 路を備えたカムスイッチを後付けし⼯事し、排気設備の電源としていたインバーターが故障した場合においても、即 時に⼿動でバイパス回路に切り替えることで最⼩限のダウンタイムに抑えられます。また、納期問題で必要な数量 の電源装置が予定通りに確保できない場合には、エンクロージャー⼊りのバイパス電源盤を一時的にその設備に 接続して商⽤電源で稼働させておき、電源装置が⼊⼿出来たところでバイパス電源盤に取り付けて、切り替える ⽅法を取れば、設備稼働は維持でき、さらに不⾜していた電源装置の⼊⼿のタイミングで⼊れ替えれば、⼤掛か りな電気⼯事の必要性もなくなります。 上述の通り、⼤電流を制御回路なしで直接切り換えられるカムスイッチは、新規設備に導⼊するにしても既存 設備に後付けするにしても、直感的に回路構成や動作状態が分かりやすく、設計者にとってもオペレーターにとって も非常に便利な電気機器と⾔えます。しかしながら、動⼒回路を直接開閉するために、開閉時には接点間にアー ク放電発し接点を損傷させるため、使⽤条件を⼗分に考慮したカムスイッチの選定の必要があります。また、使⽤ 箇所設置によって必要な取り付け⽅法が異なります。具体的には、電流容量、スイッチング能⼒、取り付け⽅法 など、設備の要件に合わせて最適なカムスイッチを選定し、適切に設置することが重要です。 次のページに一般的な選定⽅法を説明します。 8 20230727

■カムスイッチの選定⽅法 カムスイッチは一般的に下記の 5 点をチェックして適切な製品を選ぶ必要があります。 ① 定格電流・定格電圧 ② 負荷回路の種類 ③ 取り付け⽅法 ④ 電線の種類・サイズと端⼦ネジのサイズ ⑤ 設置環境 ① 定格電流・定格電圧 適⽤する回路の定格電流、定格電圧を満たす製品を選定します。 ② 負荷回路の種類 電源と負荷回路の間にカムスイッチを配置しますが、スイッチから⾒て負荷側の回路によってカムスイッチを選ぶ必 要があります。例えば、負荷回路が抵抗性の回路(例えば負荷種別 AC-21A)であれば開閉時のカムスイッチに 与えるダメージも比較的⼩さくなり、定格電流が⼩さな製品で使⽤することが出来ます。一⽅、負荷回路がモータ ーのような誘導性の回路(例えば負荷種別 AC-23A)であれば、接点に与えるダメージは⼤きくなり、より⼤きな電 流を扱える製品を選ぶ必要があります。したがって、負荷開閉する場合には定格電流値だけでなく、負荷回路の 種別によってカムスイッチを選定する必要があります。なお、負荷種別を考慮した選定をすれば、その負荷回路で 流れる瞬時電流・突⼊電流が考慮されていますので回路シミュレーションなどで瞬間最⼤電流や電圧などを計算 する必要はありません ③ 取り付け⽅法 そのディスコンスイッチをどのような設置場所に取り付けるのかを考慮する必要があります。制御盤にパネル取り付 けをする場合はパネル取り付けタイプ、制御盤の中に収納してしまう場合は背⾯取り付けタイプ、さらに、スイッチ単 体を機器の外に取り付ける場合にボックスタイプのスイッチを選定する必要があります。 ④ 電線の種類・サイズと端⼦ネジサイズ カムスイッチに接続する電線の種類・サイズ・⽅法を確認します。電線の種類と電線径によってディスコンスイッチ の端⼦に接続できるサイズが異なってきます。また、圧着端⼦を使う場合には丸型圧着端⼦対応の端⼦構造な のか、または、裸線をそのまま接続するのかによっても選定が異なりますし、圧着端⼦を使⽤するにしても圧着端⼦ の外形サイズの⼤⼩によってカムスイッチに接続できるかを確認する必要が出てきます。また、カムスイッチの端⼦ネ ジのサイズに合うかを確認する必要もあります。 ⑤ 設置環境 設置場所が屋内なのか、屋外なのかにより IP 等級を確認し、さらに防爆エリアの場合には防爆対応製品を選 定することが必要です。 9 20230727

その他のカムスイッチの応⽤事例・導⼊事例のご紹介 クリーンセンター(ゴミ処理場) : コンベアーへの噛み込み対応に逆転機能を追加。 課題 ⽅法 結果 既存のごみ搬送⽤のコンベア 既存のコンベアーの電源部 制御回路の設計も必要 ーが正転しかしない。たまにゴ に正転-逆転スイッチボックス なく、ごみ噛み込み時のコ ミの噛みこみがあり、一度、電 を後付けした。 ンベアーの逆転操作が可 源を停止させて、噛み込み 能となり、現場での稼働が 物除去の対応をしていた。現 止まることなく処理ができ 場でコンベアーの逆転操作を るようになった。 させたい。 可動率 UP︕ コンベアー 正転-逆転スイッチボックス アスファルト材料プラント: ⾼価な⾃動切替盤不要。価格メリットのある⼿動切替盤で。 課題 ⽅法 結果 自然災害などによる停電 停電時のバックアップ電源 バックアップ電源の導⼊コス 時に原材料が固まってしまう へ瞬時切り替えが不要な トを抑えることが出来た。 ためにバックアップ電源の導 箇所については、屋外対応 また、レンタル発電機との併 ⼊が必要。自動電源切替 ⼿動電源切替盤を設置す ⽤もできるようになり、運⽤ 盤の設置を検討していた ることにした。 の⾃由度も向上した。軽 が、予算の関係で全ての箇 量なため設置場所の強度 所には自動切替盤導⼊が 屋外対応 ⼿動電源切替盤 補強も不要だった。 難しかった。また、スペースや 設置場所の強度補強など 導⼊には色々と課題があっ た。 レンタル発電機 10 20230727

催事⽤電源⾞メーカー : 海外製機器の電源対応に。タップ切り替えにスイッチを。 課題 ⽅法 結果 展⽰会、コンサート、⼤規 タップ切り替えに多ノッチの⼿ ハンドル操作だけでタップを 規模イベント会場の音響機 動操作のカムスイッチを採⽤ 切り替えられるようになった。 器などは海外製機器も多 した。 配線間違いの心配がなくな く、電圧の異なる電源の準 った。電源⾞のオペレーター 備が必要。トランスタップ切り も専門エンジニアではなくて 替えは⼿作業での組み換え も操作ができるようになり人 作業は⼤変。配線のトルク 材確保が容易になった。 管理や安全性にも懸念あ タップ切替 り。 鉄道関連設備メーカー : 駅構内放送設備 32 か所のコネクタ差し替えをスイッチ変更。 課題 ⽅法 結果 駅構内放送設備 32 か所のコ 1 接点ブロック当たり 4 接点 コネクタ差し替え作業がなく ネクタ差し替えを⼿動で⾏って が確保可能多接点タイプの なり工数が削減できた。ハ いたが、その作業には⼯数が非 カムスイッチを導⼊した。 ンドル操作のみで切り替え 常にかかる上に、ヒューマンエラ が出来てヒューマンエラー ーによる抜き差しの間違いが発 の防止ができた。設備のサ ⽣しており改善が必要だった。 イズも省スペース化が可能 となった。 スイッチ操作 コネクタ抜き差し 11 20230727

4. クラウスアンドナイマー製品が選ばれる理由とその優位性 他社製カムスイッチとの比較・優位性分析 1. カムスイッチの構造と動作原理 まずは、一般的なカムスイッチの構造と動作原理を説明します。カムスイッチは、ハンドルの回転操作をハンド ルに接続されたシャフト(軸)を介して、カムにその回転操作を伝え、カムが接点を開閉させて導通を切り替えま す。もう少し詳しく個々の部品の動作を以下に説明します。カムは、筐体の中心部に位置しており、カムはどの 角度で接点を ON/OFF させるかによって凹凸を設計し、加⼯しています。カムが回転すると、その凹凸によりカ ムはプッシュロッドを押したり、引いたり(正確には接点ばねによって押し返される)します。プッシュロッドは可動接 点を固定しており、プッシュロッドが動けば可動接点が動きます。図 a は 1 ステージに 2 つの接点を持つスイッチ を⽰しています。導通経路は図 b に⽰すように固定接点→可動接点→固定接点のように電流が流れ、⼆か 所の接触箇所で開閉します。図 c は上下の 2 接点が ON 状態となっています。そして、ハンドルを 90 度操作 させた状態が図 d です。カムの凹凸にプッシュロッドが連動して動き、可動接点を動かすことで固定接点と可動 接点を接触させたり、離れさせたりすることで ON/OFF を制御しています。 接点ばね 可動接点 固定接点 接点ばね 端⼦ネジ 可動接点 電流 プッシュロッド カム 固定接点 図 a. カムスイッチ内部構造 図 b. カムスイッチ接点構造 接点が接触 接点が接触 していない カムの凹部にプッシュロッド がはまって接点が ON カムの凸部に プッシュロッド が押されて接点が OFF 図 c. 上下 2 接点ともに ON 状態 図 d. 上下 2 接点ともに OFF 状態 12 20230727

2. クラウスアンドナイマー・カムスイッチ製品の特徴 (1) ダブルカム 前ページでは一般的なカムスイッチの動作原理を説明しました。カムを回転させて可動接点の接触を制 御することで ON/OFF を制御していました。しかしながら、全ページの図 a~c に⽰したカムではハンドルを 180 度以上操作すると、カムの凹凸は別の接点の ON/OFF に影響を与えてしまします。それを下図①~ ③に⽰します。①の状態で上側の接点を ON させていたカムの凹部は③の状態では下側の接点を ON さ せています。仮に 180 度回転させた位置で下側の接点を ON させたくない場合には、このカム構造では使 ⽤することが出来ません。つまり、このカム構造ではトータルのノッチ角(ハンドルの操作角度)180 度以上に したい場合には実現できません。 更に 90 度回す 90 度回す ①ハンドル角度 0 度 ②ハンドル角度 90 度 ③ハンドル角度 180 度 そこで、クラウスアンドナイマーでは 180 度以上のノッチ角になる場合には、カムのディスクを⼆重構造にし たダブルカム構造を採⽤しています。図 e に 180 度以上の操作が出来ない通常のシングルカム構造のカム とプッシュロッドを横から⾒た写真を⽰します。ディスクが 1 枚であることが分かります。次に図 f にダブルカム構 造のカムとプッシュロッドの横から⾒た写真を⽰します。カムの 3 枚のディスクのうち上下 2 枚が左のプッシュロ ッドを制御し、中央の 1 枚のディスクが左側のプッシュロッドを制御します。この構造により 180 度以上のノッ チ角においても他の接点に影響を与えることなく、接点の ON/OFF 制御が可能となります。 図 e. 通常のカム(シングルカム構造) ※180 度以上 NG 図 f. ダブルカム構造 ※180 度以上 OK 図 g. ダブルカム構造の内部 13 20230727

(2) 1 ステージあたり 4 接点 一般的なカムスイッチの例として 1 ステージに 2 接点を格納できる構造にて説明しましたが、⼩型化のた めには 1 ステージあたりにさらに複数の接点を格納させる必要があります。そこで、クラウスアンドナイマーでは 図 h に⽰すように 1 ステージあたり 4 接点が格納された構造を持つスイッチを⽤意しています。 図 h(1). 4 接点/ステージのスイッチ(ON 状態) 図 h(2). 4 接点/ステージのスイッチ(OFF 状態) (3) 多様な接点材料: ⾦接点、セルフクリーニング微⼩電流⽤接点 一般的なスイッチは、導電率が低く、耐久性、⾼温に強いという特性を持つ銀系の接点材料が使⽤され ています。しかしながら、銀は周囲のガスと反応しやすく伝導性が低下することが知られています。例えば、硫 ⻩と反応して硫化銀となり接触不良を起こすことがあります。そのために、クラウスアンドナイマーでは⾦を接点 材料とした、スイッチをラインアップに加えています。⾦は、よく知られているように化学的に安定しており、周囲 のガスとの反応がほとんどないために、活性ガスが発⽣している雰囲気中でもスイッチとして安定した性能が得 られます。また、別の問題として、カムスイッチのように有接点のスイッチングデバイスの場合、接点が開いている 状態において外部から侵⼊した塵埃などの異物が接点表⾯上に付着する可能性があります。その異物の付 着により接触不良を起こすことがあります。そのため、クラウスアンドナイマーでは、接点の接触時にセルフクリー ニング機能を持たせた H ブリッジ型接点を採⽤したスイッチのラインアップをとして⽤意しています。また、H ブリ ッジ型構造と⾦接点を組み合わせることで、最低電圧電流が 1mA/1V の微⼩電流対応のスイッチもライン アップしています。 図 i. ⾦接点 図 j. H ブリッジ型⾼接点構造 14 20230727

豊富な製品ラインアップとカスタマイズオプションの紹介 クラウスアンドナイマーのカムスイッチは、幅広いスイッチラインアップにて定格電流の電流レンジは 1mA から 2400A までをカバーしていま す。定格電流も 440V 以上となっていますので日本国内の低圧産業機器⽤途で問題なくご使⽤できます。 銘板サイズ 型式 定格電圧 定格電流 最⼤ 丸型圧着 (V AC) (A) 接点数 端⼦対応 特徴 CGD4-1 440 5 16 × CG4 の微⼩電流対応品 S00 (□30mm) CG4-1 440 10 16 × ⾦接点 CG4 440 10 16 × 世界最⼩のカムスイッチ CHR11 600 6 24 ○ CHR10 の微⼩電流対応品 CAD11 600 6 24 × CA シリーズの微⼩電流対応品 CA10 690 20 24 × CHR10 690 20 24 ○ S0 (□48mm) CHR16 690 25 24 ○ CA20 690 25 24 × CA25 690 32 24 × ⼤電流タイプ G20 1000VDC 20 24 × 直流遮断⽤スイッチ G20S 1000VDC 20 24 × 直流遮断⽤スイッチ CA10B 690 20 24 × CA10 の銘板サイズ S1 CHR10B 690 20 24 ○ CHR10 の銘板サイズ S1 CA20B 690 25 24 × CA20 の銘板サイズ S1 CHR16B 690 25 24 ○ CHR16 の銘板サイズ S1 CA25B 690 32 24 × CA25 の銘板サイズ S1 C26 690 32 24 ○ S1 (□64mm) CA40 690 40 24 × C32 690 50 24 ○ CA50 690 50 24 × C42 690 63 24 ○ CA63 690 63 24 × A11 690 20 48 ○ 1 ステージ 4 接点、最⼤ 48 接点 A25 690 25 48 ○ 1 ステージ 4 接点、最⼤ 48 接点 C43 690 63 24 ○ S2 C80-6 690 115 24 ○ (□88mm) C125-6 690 150 24 ○ C200-4 690 200 24 ○ S3 C315 690 315 24 ○ (□130mm) C316 1000 315 24 ○ S2 (□88mm) S3 (□130mm) L シリーズ 690 350〜 2400 - ○ 接点並列接続 ⼤電流⽤ 15 20230727

クラウスアンドナイマーのカムスイッチは、オプション製品と組み合わせることで必要な機能を拡張できたり、安全 性を向上させたりすることが出来ます。以下は主なオプション部品です。複数のオプション部品を組み合わせる ことで、実現できる機能が⼤幅に拡がります。 ■オプション部品例 固定型/可変型延⻑シャフト 角型シャフト 異なる容量のスイッチの直列接続 シャフトの⻑さを変更 シャフト形状を角型に変更 複数の異なる接点容量のスイッチを 直列に接続できます 複数のスイッチの並列接続 スプリングリターン(自動復帰) 補助接点 ハンドルから⼿を離すと所定の角度に 追加で制御⽤接点を追加できます スイッチを並列 自動的に戻ります スイッチの状態監視に便利です に複数接続し、 一つのハンドル で同時に切り替 えることができま す ターミナルラグ 押し/引き操作インターロック 押しボタンインターロック 太めの配線接続のための端⼦ 押すとハンドル操作ができる/引くとハンドル操作 ができるインターロック機構です ボタンを押し ているときだけ ハンドル操作 ができます キースイッチ パドロックハンドル 各種ハンドル ハンドルがキーになっており、キーは指定 OFF 位置で南京錠を掛けて施錠できます 9 種類の異なるハンドルを指定できます の位置で抜き挿しができます 16 20230727

スイッチを取り付ける場所は、盤⾯、盤内、盤外など様々なケースが考えられます。そして、その使⽤環境も屋内、 屋内だけでなく、海岸沿いの塩害の可能性がある場所、粉塵が舞う場所、アルコール洗浄する場所など多岐に渡 ります。それらの環境下で使⽤できるよう、多種多様な取り付け⽅法を⽤意しています。 ■取り付け⽅法 前⾯パネル取付 E 前⾯パネル防塵防水取付 銘板サイズアップ取付 4 点留め IP40 4 点留め IP66/69k 銘板サイズを⼤きくできます 背⾯取付 前⾯背⾯取付 DIN レール背⾯取付 底⾯ 4 点留め 前⾯と背⾯をそれぞれ 4 点留め 底⾯を DIN レールに取付 単穴取付 銘板付き単穴取付 タイトル銘板付き単穴取付 Φ16/22/30 単穴取付 IP66/69k Φ16/22/30 単穴取付 IP66/69k Φ16/22/30 単穴取付 IP66/69k 樹脂ボックス⼊り取付 鉄ボックス⼊り取付 SUS ボックス⼊り取付 PC 製 IP65/66/67 鉄製 IP66 SUS 製 IP66 17 20230727

世界各地でのアクセシビリティと⾼品質生産の秘密（⾼内製率） ●世界各国で同一仕様を⼊⼿可能 クラウスアンドナイマーはオーストリア・ウィーンに本社を置くグローバル企業で、6 つの⼯場と 18 の販売拠点を 持ち、代理店を含めると 62 か国をカバーする販売網を持っています。そして、それぞれの国々でカスタム設計さ れたカムスイッチを本社システムで一元管理しており、どの国からでも同一の製品が購⼊できます。例えば、日 本の顧客の要求仕様に基づき設計された製品が船舶に搭載され、その船舶が南アフリカにある港に寄港し、 部品交換したいときには南アフリカ販売支社にて同一製品を購⼊することができます。このように、どの国からで も同一製品をリピート購⼊できるために、海外に出荷される機器に搭載してもリプレイス品は現地で調達できる ためグローバルに展開されている企業にとってアフターサービスの⾯での心配がなくなります。 ●⾼品質と⾼内製率の関係 クラウスアンドナイマーで製造されるカムスイッチ部品は、オーストリア⼯場、ドイツ⼯場をメイン⼯場として、使 ⽤部品の 99％が内製化され、それらは原材料から加⼯して作られています。そして、これはクラウスアンドナイ マーの哲学に基づくポリシーとなっています。各⼯場においては、製造⽅法や原材料特性はノウハウとして⻑年 蓄積し、さらに今でも継続的に改良されています。⾦属部品では、⼩さなネジ一本に至るまで自社⽣産してい ます。樹脂製品に至っては、その⾦型までも自社で製造しています。そのため、仮に世界的に⼊⼿困難な材 料があったとしても、類似特性の原材料で代替することで、完成製品の特性に影響を与えることなく、そして、 安定して同機能製品を供給し続けることが出来ます。従いまして、昨今のサプライチェーンの混乱や、あらゆる 材料不⾜の危機においても世界各国に安定供給できる強みを持っています。更には、各販売支社においても ⼩規模ながらも組み⽴てラインを持っていますので、仮に品質問題が発⽣しても代替品を素早く供給するだけ でなく、製造ノウハウがありますので不具合原因の解析と対策を素早く⽣産サイドにフィードバックすることが可 能です。 18 20230727

よくある質問とその回答 Q1. 国内外規格への対応は︖ A1. 国内規格および各種国際規格に適合しています。 国内規格 JIS C 8201-3、欧州規格 IEC60947-3 に全てのスイッチタイプが適合しています。また、 北⽶規格 UL60947-1 や中国 CCC なども、例外を除いて認証を取得しており、海外向けの製品や設備 に採⽤しても問題ありません。このように世界各国の規格に適合したスイッチメーカーは少なく、特に UL や CCC は認証を維持するために定期的な監査をクリアする必要があるために国内メーカーでは製品ラインアッ プ全体をカバーするかたちで認証を得ていませんので、グローバル市場をターゲットとした装置や設備を製造 する場合には多くのメーカーにクラウスアンドナイマー製品をご使⽤いただいております。 Q2. ⼤電流の通電中にスイッチを開閉するとアークで損傷するのでは︖ A2.アーク放電も考慮した材料と構造設計となっていますので負荷開閉も問題ありません。 通電中にスイッチを開閉させると、当然ながら接点間にはアーク放電が発⽣します。しかしながら、クラウス アンドナイマー製品は、アーク放電の熱にも耐えうる⾼機能の接点材料や樹脂材料を使⽤しています。また、 JISおよびIECの試験においても負荷開閉試験が課されており、それらを適切にクリアしていますので、⼤電 流を通電中に開閉操作をしても問題ありません。ただし、負荷条件によって電気的寿命が異なりますので、 ⾼頻度の開閉される条件でご使⽤の場合にはあらかじめ、担当営業にお問い合わせをお願いします。 Q3. 耐久性/寿命はどのくらいですか︖ A3. 負荷条件によりますが数万回以上の操作耐久性があります。 JIS および IEC 規格では非通電時の開閉 8,500 回、通電時の開閉 1,500 回を課しておりそれらをク リアする必要があります。しかしながら、それらは規格条件をクリアすることは最低条件であり、クラウスアンド ナイマー製品では更なる⾼耐久性特性を有しています。例えば定格電流 20A の CHR10 スイッチの場合、 機械的寿命は 100 万回、電気的寿命は 3 相 200V, 3kW モーター負荷で 5 万回を保証しています。 このように負荷開閉をしてもほとんどの製品において数万回以上の寿命は保証されています。 Q4. 交流回路だけではなく直流回路でも使⽤できますか。 A4. 直流回路でも使⽤可能です。ただし、交流とは定格電流が異なります。 直流回路は時間的に常に⾼電圧が印加されており、開閉時には交流に比べてアーク放電が発⽣しやす い特徴があります。従いまして、接点にダメージが⼊りやすく、直流の場合には、交流よりも定格電流が低くな ります。従いまして、直流にて使⽤する場合にはアーク放電を素早く消す(消孤機能)機能を備えた直流専 ⽤設計の製品ががありますので、そちらにてご検討をお願いします。 19 20230727

おわりに 近年、国内各地で発⽣する地震、台風、⼤⾬などの自然災害のために多 くの企業が BCP 対策として様々な取り組みをしています。しかしながら、世界 的な感染症の流⾏や国家間の紛争によるサプライチェーンの混乱によりモノ不 ⾜が発⽣することは全く想定しておらず、それらの予想もしない新たな危機へ の対応については関係者の皆が苦慮しています。そのような背景もあり、今ま で、価格に重きを置いていた購買⽅針から、納期や安定的・継続的な取引 が出来るかについて、より重点を置く購買⽅針に変化してきているように思いま す。⽣産設備においても、冗⻑性ある設計や汎⽤性部品を使った設計にす ることで問題発⽣時への耐性強化を図るよう変化してきています。そのような動きの中で感覚的に機能を理解しやすく、 複雑な回路構成を必要としないカムスイッチの価値も⾒直されつつあるように感じています。それらの⾒直しの一環とし て、本ハンドブックがカムスイッチの特徴や利便性の理解を助け、それぞれの⽅々が抱える課題の解決に役⽴つ機会と なれば幸いです。 クラウスアンドナイマー株式会社 東京本社 〒105-0013 東京都港区浜松町 1-11-6 吉和田ビル 5F TEL (03)3436-6151 FAX (03) 3436-6325 ⼤阪営業所 〒541-0054 ⼤阪府⼤阪市中央区南本町 2-4-6 インターワンプレイス本町 405 TEL (06)4705-8281 FAX (06)4705-8299 E メール sales-jp@krausnaimer.com Web サイト https://www.krausnaimer.com/jp_ja 20 20230727