ライトスイッチはどのように機能しますか？

自宅のほとんどの部屋には、照明器具やコンセントの制御に使用する1つ以上の壁スイッチがあります。埋め込み式の照明器具、ペンダントライト、シャンデリア、壁取り付け用燭台は、通常は出入り口の近くにある壁のスイッチを切り替えることにより、通常オンとオフに切り替えられます。照明器具が取り付けられていない部屋では、その壁のスイッチがフロアランプが差し込まれるコンセントを制御することがあります。通常、スイッチ自体についてはあまり考えませんが、壁のスイッチの動作と使用可能なさまざまな種類のスイッチについて知っていますシステムの修理または交換を行う場合は重要です。

照明器具の制御に使用される壁スイッチには、単純な単極（ON / OFF）スイッチ、3方向スイッチ、4方向スイッチの3種類しかありません。これらの各タイプには、トグル、ロッカー、プッシュボタンなど、さまざまな操作スタイルがあります。また、照明器具の照明レベルの可変制御を可能にする調光器スタイルのスイッチで利用できる場合があります。必要な機能を提供するスイッチを選択することが重要です。

単極（ON / OFF）スイッチ

単極スイッチとは、壁の1つの場所からライトをオフまたはオンにするスイッチです。そのため、 単一ロケーション スイッチと呼ばれることもあります。単極スイッチは、スイッチのトグルレバーに印刷されたON / OFFマークによって最も簡単に識別されます。他のタイプのスイッチにはこれらのマーキングはありません。

技術的には、この単純なON / OFFスイッチは 、単極単投 （SPST）スイッチとして知られています。 単極と は、1本の熱線のみを接続できることを意味します。 単投と は、レベルを反転させると、他の1本の発信ワイヤ、つまり照明器具に向かうワイヤのみに接続することを意味します。

単極スイッチでは、スイッチ内にスプリング式の金属ゲートがあり、照明器具につながる電気回路を開閉します。レベルをオンの位置に切り替えると、ゲートが閉じて回路が完成し、スイッチを通過して照明器具に電力が流れるようになります。トグルレバーをオフの位置に切り替えると、ゲートウェイが開き、照明器具への電力の流れが中断されます。

スイッチの内部ゲートウェイにはさまざまな設計が使用されています。古いタイプは純粋に機械的なもので、金属製のアームがバネで制御されています。これらのタイプは、バネの弾力性が失われると摩耗する可能性があります。より新しいタイプのスイッチは、内部に水銀のバイアルを使用して電気を伝導する場合があります。これらのタイプには、レバーをひっくり返したときの特性「スナップ」がなく、機械式スナップスイッチよりもかなり耐久性があります。「静かな」スイッチとして販売されることもありますが、これらはかなり高価ですが、めったに摩耗しません。

古い壁のスイッチをスタイリッシュなロッカースイッチに交換する

3ウェイスイッチ

3方向スイッチは、階段の上下、廊下の両端、または大きな部屋の2つの出入口など、2つの壁の場所から照明器具を制御する場合に使用します。このスイッチには、レバーにON / OFFマークがありません。

緑色の接地ネジに加えて、3方向スイッチには、回路構成内のスイッチの位置に応じて、非常に異なる機能を果たす3つのネジ端子があります。 common と呼ばれる1つの暗い色のネジ留め式端子は、電源からスイッチに電力を供給するホットワイヤに接続されるか、照明器具に電力を供給するホットワイヤに接続されます。他の2つのネジ留め式端子は明るい色（通常は真鍮）で、これらは2つのスイッチ間を走る トラベラー と呼ばれる一対のワイヤに接続します。

内部的に、3ウェイスイッチは「V」のような形の機械的構成を持っています。 Vのポイントは、サービスパネルから来るホットワイヤ（ ライン ワイヤ）、または照明器具（ ロード ワイヤ）へと続くホットワイヤが接続される端子です。 2つのスイッチ間を走る2本のトラベラーワイヤは、Vのオープンアームにリンクされたトラベラースクリュー端子に接続されています。

これは本質的に、電気が照明器具に流れることができる2つの可能な経路があり、2つの壁スイッチレバーが同じ位置（両方とも上下）にあるときはいつでも経路が完了することを意味します。レバーが異なる位置にあるときはいつでも、経路は存在せず、照明器具は暗いままです。この構成により、いずれかの壁スイッチで照明器具をいつでもオンまたはオフにできます。

技術的には、3ウェイスイッチは 単極双投 （SPDT）スイッチとして知られています。ここでも、 単極とは、 1本の「ホット」ワイヤのみが接続されることを意味します。しかし、このスイッチには他の2本のワイヤも接続されており、双投という用語は、レバーを切り替えると、2つのスイッチ間を走る他の2本の出力 トラベラー ワイヤ間で電気経路を切り替えることを意味します。

4ウェイスイッチ

4方向スイッチは、3つ以上の場所から照明器具を制御する場合に使用されます。多くの家ではこのような構成は必要ありませんが、大きな部屋や広々としたオープンフロアプランのある大きな家では、3つ以上の場所から天井灯を制御するのが便利です。たとえば、大きな天井のシャンデリアは、正面玄関のスイッチ、取り付けられた車庫に通じる通路のドア、寝室に通じる廊下の端に配置された3番目のスイッチで制御できます。または、長い廊下では、各寝室のドアの近くにあるスイッチから廊下のライトを制御すると便利です。

4ウェイスイッチは、3ウェイスイッチのペアと組み合わせて使用されます。1つは、電源から電力が供給される回路のフロントエンドにあり、もう1つは、照明器具に電力が流れるポイントにあります。 2つの3方向スイッチの間には、1つ以上の4方向スイッチがあります。

視覚的に、4方向スイッチは、スイッチの本体にある4つのネジ端子（緑色の接地ネジに加えて）で識別できます。技術的には、4ウェイスイッチは、双極双投（DPDT）スイッチとして知られています。これは、電源から2本のホットワイヤ（または潜在的にホット）ワイヤが接続されていることを意味します。この場合、回路構成の上流スイッチから到達するトラベラーワイヤです。双投エレメントは、4ウェイスイッチから次のスイッチに進む2本のトラベラーワイヤによって提供されます。

4ウェイスイッチと2つの3ウェイスイッチがどのように連携して3つの場所すべてから照明器具を制御するかを正確に理解することは、視覚化が難しい場合があります。基本的に、4ウェイスイッチは、2つの3ウェイスイッチ間で既に確立された経路間で電気経路を切り替える「X」字型の内部メカニズムを持つと考えることができます。したがって、電流の流れを遮断するために完全な経路を反転する（それにより照明器具をオフにする）か、回路を完了するために壊れる経路を反転する（それにより照明器具をオンにする）ことができます。つまり、4方向スイッチは、閉じた電気経路を開く、または開いた経路を閉じるのに役立ちます。

覚えておくべき2つのこと

既存のスイッチの1つを新しいスイッチ、タイマースイッチ、または調光器スイッチに交換する場合、新しいコントロールには、交換するスイッチと同じ機能が必要です。つまり、単極ウォールスイッチには単極調光器または時間を必要とし、3ウェイウォールスイッチには3ウェイ調光器またはタイマーが必要です。ただし、現在、4ウェイ調光器とタイマーは使用できません。 4方向スイッチ構成では、3方向スイッチの一方または両方を調光器またはタイマーに交換できますが、4方向スイッチは単純なトグルスイッチのままにする必要があります。

第二に、回路遮断器で電源をオフにしない限り、スイッチ回路では電源が完全にオフにならないことを覚えておくことが重要です。壁のスイッチがオフになっていて、照明器具が点灯していないからといって、電線に電力が供給されていないわけではありません。ベストプラクティスは、電球を1つまたは2つ交換するだけでも、回路ブレーカーを常にオフにすることです。これにより、誰かが壁のスイッチをひっくり返して器具の電源を入れる可能性がなくなります。