フットスイッチユニットの作成

自作したフットスイッチユニット

先の記事 テーブルソーETS-10KN (1)購入 で紹介したようにテーブルソーを買ったのですが、使い始めて直ぐに、手を離さずにスイッチを切れるフット(足踏)スイッチが欲しくなりました。

それで作成したのが写真のフットスイッチユニットで、踏むごとにオンオフを交互に繰り返すトグルタイプです。
今では、私の木工作業の必需品になりました。

【追記】
・電流容量の改善を追記しました(2016.10.10)
・フットスイッチの販売情報を追加しました(2017.3.27)

1.フットスイッチの導入検討

テーブルソーを使うとき、手を使わずに電源をオフにしたいことがよくあります。 安全のため、材料を両手で持ったままの状態で刃の回転を止めたいのです。

トリトンのワークセンター2000は膝でスイッチを切れるよう設計されていますが、私の買ったETS-10KNにはそのような機能はありません。

それで、足踏式で電源をオンオフするフットスイッチを付けることを考えました。

フットスイッチの検討と購入

購入を決めたフットスイッチ
私の欲しいスイッチの条件は

  1. AC100Vをオンオフする
    当然の仕様です。使用する機器の電気容量を満足しなければなりません。
  2.  オールタネイトトグルタイプ
    一度踏むとオン、もう一度踏むとオフになるタイプで、使用中SWを踏み続ける必要が無いもの。

テーブルソーでの実際の使用手順は
【オン時】 フットSWオン → 本体SWオン、
【オフ時】 フットSWまたは本体SWのどちらでもオフ

となります。

テーブルソーETS-10KNは一度電源が切れると、フットスイッチを誤って踏んでも起動しないので好都合です。 あと供給するAC電源側で切った場合一般には電動工具が持つブレーキ機能が効かなくなるが、ETS-10KNがもともとブレーキ機能が無いので問題にならないです。

このオールタネイトトグルタイプのフットスイッチでお手ごろ価格のものとして、国際電業株式会社製「汎用ミニ型 オールタネイト SFK-1H」を見つけました。工場などで装置の部品として使われることを想定しているようです。スイッチの定格は 250V 3A です。(トグルタイプでなければ定格は6Aです)

購入したフットスイッチの詳細

部品なので、そのままでは使えない
購入したフットスイッチ
購入したフットスイッチ

早速注文して、右が届いたフットスイッチです。
ACプラグはついておらず、ケーブル線も短い。

テーブルソーのACプラグを挿してフットスイッチとして使うには、ACコンセントやその配線加工をして、フットスイッチユニットに仕上げることが必要です。

フットスイッチの外郭

ユニットの設計をする前にスイッチがどんなものなのか詳細を見てみます。下はスイッチの側面と裏面です。

スイッチ側面 スイッチの裏面
スイッチの側面(左)と裏面(右)

内部構造

どういう機構でオールタネイトトグルの機能を実現しているのか興味があったので、分解して内部構造を見てみました。

分解
分解したところ

 内部はわりとシンプルな構造で、スイッチ部品は小型のマイクロスイッチが使われていました。

カム式で踏むごとに円盤が回転し、マイクロスイッチを押す・押さないを繰り返す仕組みで、オールタネイトトグル機能を実現しています。

2.フットスイッチユニットの作成

ユニットの構想と電気回路

どういうスイッチユニットにするかを検討します。

独立ユニットにする

目的はテーブルソー用であるが、他の電動工具にも使えるようテーブルソーに固定せず、独立した別ユニットにします。

案1.節電スイッチを利用できないか

最初一番簡単にできそうな方法として、節電スイッチとこのフットスイッチだけで作ろうと考えた。
①節電スイッチ内臓の表示を電源オンの表示に利用したいのだが、内部構造によりうまく使えなかった。
②節電スイッチに出入りするAC線をきっちり固定するのが難しい
AC100Vを扱うのでいい加減な構造にはできない。

結局手持ちの2種類の節電スイッチともうまく利用できなかった。

案2.手をかけて作る

もう少し手をかけて作るしかないと考えたのが下の配線図。

フットスイッチ配線図
フットスイッチ配線図(水魚堂の回路図エディタBSch3Vを使用)
使い方は、このユニットのACプラグを家のコンセントに差し、ACアウトレットにテーブルソーなどの電動工具の電源プラグを差して電源を取ります。 ACアウトレットがもう一個あるのは、離れたところに警告灯または照明を付ける用途を想定しています。

【追記】上記の回路では上記トグルタイプのスイッチ(定格が3A)を使用すると、小型の機械にしか使えません。下記追記の回路をお勧めします。(2016.10.10)

ユニットの製作

完成したフットスイッチユニット
完成したフットスイッチユニット

いきなりですが、上記回路図を具体化して作成したのが右の写真のもの。

蒲鉾(かまぼこ)の板に2口のコンセントと表示ランプとしてナツメ球を取り付けただけでシンプルなものです。

ただ、足で踏んで使用するわけですから、線が外れてショートしたりしないようにタフに作っておく必要があります。

3.使って見て

木工では、テーブルソー、ルーターテーブル、ボール盤など両手で工作物を持って作業することが多い。加工が終わったときや異常を感じたとき素早く足踏みスイッチで電源を切れるのは、安全上大変好ましい、というより必需品であると実感している。

反省点として、今回蒲鉾の板の大きさに収めたが、フットスイッチとしてはもっと大きく重量があった方が安定感があってよいと思う。

今は一台のフットスイッチユニットを使い回しているが、いずれ各工作機械ごとに揃えたい。

電流容量の改善【2016年10月10日追記】

上記制作に使用したフットスイッチSFK-1Hの定格は250V3Aでしたが、電流3Aでは木工機械によっては不足することに気が付きました。これまでの私の使用の小型機械(テーブルソー、ボール盤、ルーター)では問題は発生していませんが、それでもスイッチの寿命を縮めてしまう恐れがあります。

それで改善タイプとして、リレーを追加して容量を上げたのが下の回路図です。

フットスイッチ改配線図

電気容量を改善したフットスイッチ改配線図

リレーにはAC100v駆動のタイプであることが必要です。私は別の目的で購入しておいた接点の定格がAC125V 7Aのリレーを使用予定です。

製作はこれからで、続きは完成次第アップします。

家電用フットスイッチが売っていた【2017年3月27日追記】

拍手していただいた方のコメントでフットスイッチが売っていると教えていただきました。調べると下記のようにスイッチ単体とケーブル付きのまごの手スイッチがありました。

   
単体スイッチの方は配線の仕方で、中間スイッチと手元スイッチの二様に使えます。定格電流は10Aあり、価格も安いですね。

ただし、以下の注意点があります。

  1. 筐体がプラスチック製である
    トリトンのワークセンター2000のように膝でスイッチするのには丁度良いでしょうが、このまま屋外や、靴を履いて使用するのには耐久性に難があります。
  2. ついているランプはネオン放電管使用のいわゆるホタルランプである
    • スイッチオフ時に点灯する
      暗いところでスイッチが探しやすくするのが目的のもので、動作表示ランプとしては逆の表示になります。
    • オフ時にも負荷に微小電流が流れる(仕様では消費電力 0.16W)
      LEDなど微小電流で働く機器では薄く点灯したりする場合があります。
    • 電子スイッチ式の機器では機能しないことがある
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