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回路図記号 ~ 設計者の意図を具現化するパーツ ~

「回路図」を抽象的に表現すると、信号やエネルギ、物質の流れを図や記号によって構成要素の関係を図で表現したものです。電気・電子回路だけでなく油圧系などでも適用されます。「回路図」は設計成果を具現化する手法であり、技術者にとっての「共通言語」と言えます。本稿では電気回路の回路図記号に焦点を当てて解説します。「回路図」を作成する際の図記号を定めたJIS C 0617が、2024年12月に改正されました。前回の改正から14年ぶりです。業界では現状の図記号を新JIS規格と呼称することもあります。旧JIS規格との関連等については後ほど概説します。「回路図」の歴史は古く、200年以上経っています。現在は、単なる「回路図」としてではなく、「設計データ」として位置づけられています。

本稿では、最初に、回路図記号の歴史について、年代ごとに概説します。その後に、「回路図」の規範である標準化やJISの全体像、および回路図記号のJISである「JIS C 0617」の変遷を述べます。また、「JIS C 0617」について概説します。併せて、旧JISと新JISでの代表的な回路図記号を比較します。また、回路図記号に関する諸外国の規格を紹介します。さらに、回路図記号に対する関連業界の課題についても触れます。最後に回路図に関連した計測器を紹介します。

《本稿の記述は、筆者の知見による解釈や、主観的な取り上げ方の面もあることをご容赦ください。また、記載されている技術情報は、当社および第三者の知的財産権他の権利に対する保証または実施権を許諾するものではありません。》
《回路図記号の図示においては、各種規格への適合性を保証するものではありません。》

回路図記号の歴史

回路図記号に関連した歴史について、世代ごとに概説します。

1) 1800年代:概念を図示化

最初の回路図は、学者たちが電気現象を説明するために描いた単純なスケッチでした。たとえば、1821年のアンペールの論文では実験の絵図を使って理論を解説しています。電磁気学の法則を立証するための図ですが、電磁気学の体系化につながり、回路技術の基礎が構築されました。

図1 アンペールの電流と磁気との相互作用を示す実験装置
図1 アンペールの電流と磁気との相互作用を示す実験装置

出典:1821年発行 アンドレ=マリ・アンペール(André-Marie Ampère)の論文
『Mémoires sur l‘action mutuelle de deux courans électriques』を抜粋して作成、パブリックドメイン

2) 1870〜1900年:技術の実用化と記号化の始まり

エジソンとベルの時代と言えます。トーマス・エジソンは、配線のトラブルを防ぐために「電球とスイッチのつながり」を図で示しました。これは現代の回路図の原型ともいえるもので、機械設計図と並ぶ重要な図面でした。

図2 エジソンの配電システム特許
図2 エジソンの配電システム特許

出典:トーマス・エジソンの特許US369280Aを抜粋して作成

3) 1920〜1950年代:ラジオ時代と標準記号

ラジオ放送が一般家庭に普及し、技術関連の情報に回路図が記述されるようになりました。この時期に、真空管、抵抗、コンデンサなどの記号が国際的に標準化されました。米国ではIEEE※1が日本ではJIS※2が主導しました。この頃の記号の一部は今でも使われています。

※1

(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 電気電子技術者協会。アイ・トリプル・イと呼称される。米国に本部を置く非営利団体。電気・電子工学、コンピュータサイエンス、情報技術などの分野における世界最大の組織。国際会議の開催、論文誌の発行、国際標準規格策定。

※2

(Japanese Industrial Standards) 日本産業規格。ジスと呼称。産業標準化法に基づき制定された規格で、経済産業省が所管。1949年以来、日本工業規格と呼ばれてきたが、法改正に伴い2019年7月1日より改称。対象分野が「工業」から、情報通信分野や医療など「産業全般」へ拡大。

4) 1960〜1980年代:ICと設計支援ツールの登場

トランジスタとIC(集積回路)の登場により、回路は高度化し、回路図の手描きでは限界となってきました。その状況を補うためにCAD(Computer Aided Design)ツールが導入され始めました。回路図記号やプリント配線板設計との整合がソフトウエアで自動化されました。

5) 1990年代〜現在:さらなる進化

回路図は単なる「絵」ではなく、電子設計の自動化(EDA:Electronic Design Automation)ツールでは、図面から部品表(BOM)、部品配置、動作シミュレーションまで連動し、一気通貫の開発を実現しています。

標準化とは

JIS Z 8002:2006によると、標準化とは「実在の問題又は起こる可能性がある問題に関して、与えられた状況において最適な秩序を得ることを目的として、共通に、かつ、繰り返して使用するための記述事項を確立する活動」と定義されています。経済産業省によれば、標準化とは、「もの」や「事柄」の単純化、秩序化、試験・評価⽅法の統⼀により、製品やサービスの互換性・品質・性能・安全性の確保、利便性を向上するもの、とされています。標準化の主なメリットをまとめると次の通りです。共通化による互換性の確保・品質の確保・生産効率の向上、相互理解の促進による正確な技術伝達・普及、安心・安全の確保による消費者保護、リサイクル性の向上による環境保護などです。このことからも、標準化つまりJISへの準拠が重要な企業活動となっています。

JISの全体像

JISは、産業標準化法(昭和24年法律第185号)に基づき制定された任意の国家規格です。令和元年7月1日の法改正によって 「日本工業規格」から 「日本産業規格」へと名称が変更になりました。規格の総数は10,994規格(令和7年3月末現在)です。JISは、法に基づく手続きを経て、主務大臣が制定又は改正を行います。また、制定又は改正の日から少なくとも5年以内に見直しが行われ、そのJISを主務大臣が存続、改正又は廃止を行います。JISの制定等が行われると、官報に名称、番号並びに制定、改正等の別及びその年月日が公示され、 その内容は、規格票としてこのホームページに掲載されます。

JISには、次に示すように固有の番号が付与されています。
例 JIS C 0617-1:2024  ;電気用図番号 第1部:概説

JISには、次に示すように固有の番号が付与されています。例 JIS C 0617-1:2024  ;電気用図番号 第1部:概説

この番号は、部門記号を表すアルファベット1文字と分類番号を表す4桁の数字 (国際規格と対応させる観点から5桁以上の数字もあり)との組合せからなります。この固有番号を用いることで、規格名称を記載せずに簡素化して表記できます。JISは改正が行われた場合、最新版がその効力を有することになります。最新版かどうかを判別できるように、制定又は改正の年を表す西暦の4桁の数字が記載されています。部門記号の一覧は表1の通りです。

表1 JIS 部門記号一覧
部門記号 部門
A 土木及び建築
B 一般機械
C 電子機器及び電気機械
D 自動車
E 鉄道
F 船舶
G 鉄鋼
H 非鉄金属
K 化学
L 繊維
M 鉱山
P パルプ及び紙
Q 管理システム
R 窯業
S 日用品
T 医療安全用具
W 航空
X 情報処理
Y サービス
Z その他

JISの制定に際して、検討している内容や関連情報を、標準仕様書(TS)※3、標準報告書(TR)※4又は産業標準予備原案(PD)※5として公表する制度が導入されました。JISの制定にあたって、全ての実質的な利害関係者の意向が適正に反映されていることが必要であるが、市場適合性が確認できない、又は技術的に途上にあるなどの理由から、利害関係者のコンセンサスの形成が得られず、JIS原案の作成が困難な場合などがある。そのような場合に、JISとして制定することを検討している内容や標準化の推進に資する関連情報を、標準仕様書(TS)、標準報告書(TR)又は産業標準予備原案(PD)として公表することにより、関係者の幅広い意見を収集し、オープンな議論を推進するとともに、市場適合性の向上を図るなど、コンセンサスの形成を促し、JIS制定の促進を図ることができます。

※3

(Technical Specifications) 日本産業標準調査会(後述)の調査審議において、市場適合性が確認できない、又は技術的に開発途上にあるなど、JIS制定へのコンセンサスは得られなかったが、将来JIS制定の可能性があると判断され、公表する文書。

※4

(Technical Report) 日本産業標準調査会の調査審議において、JISとは異なる種類の標準に関連する情報類(標準化関連情報、データ集など)として、標準化の推進に資すると判断された場合、公表する文書。

※5

(Preliminary Draft for JIS) JIS原案の基礎となる情報(国際規格の翻訳等)を「産業標準予備原案」として公表。

回路図記号の標準化

JISの調査・審議機関である日本産業標準調査会(Japan Industrial Standards Committee:JISC)は、1946年に発足しました。戦後日本の落ち込んだ生産力と技術力を復活し、世界の技術強国と伍して行けるように標準化の推進を目的とした機関です。1949年には工業標準化法が制定され、国家規格であるJISが定められるようになりました。各分野におけるJISの制定がゴールではなく、技術進化に合わせてた改正や新規制定が継続して行われ、さらに国際規格との整合が図られています。

JIS C 0617の変遷

電気用図記号のJIS規格は1949年6月に制定された日本電気規格「JES 電気 0301一般電気用シンボル」から始まりました。1951年9月に制定された「JIS C 0302」を経て、1952年4月に両規格が統一された「JIS C 0301電気用図記号」が制定されました。一方、国際的な図記号の規格であるIECは1960年に「IEC 117」が制定されました。当時、国際的な市場開放要求が高まっていたので、この制定を受けて、1982年にIECと整合を図るため「JIS C 0301」は改正されました。その後、「IEC 117」は1985年に 「Graphical symbols for diagrams」規格群として「IEC 617」が制定されました。これに合わせて、「JIS C 0301」も1990年に全面的改正されましたが、従来の規格を削除すると、産業界にとって不都合が生じるため、一部の図記号を残す改正内容となりました。「IEC方式の図記号」として系列1、「旧来の図記号」として系列2が併用されることになりました。この処置は国際標準と整合させるための猶予措置と思われます。

「IEC 617」は数度の改定を経て、1997年に「IEC 60617」へ改正されました。この改正を受けて、1997年に「JIS C 617」が新たに制定されました。「JIS C 617」は「IEC 60617」と整合を図るため、「JIS C 301」の2本だて構成の規格から、「JIS C 617-1」~「JIS C 617-13」からなる規格群へ移行しました。なお、旧規格の「JIC C 301」は1999年に廃止されました。IECにおいて、規格開発が紙ベースから電子文書化へ移行してきましたが、昨今のDX化に対応すべく、電子文書からデータベース形式(SDB)へ移行しました。2004年に全規格群のSDB化を完了しました。「JIS C 617」もSDB化に対応した改正を2011年、2014年に実施しました。「JIC C 617」は「IEC 60617」と整合しましたが、旧図記号については、「JIS C 617」の巻末に附属書として収録されています。とは言え、旧図記号を新規の設計開発へ適用することは勧められません。

図3 JIS 電気用図記号規格の変遷
図3 JIS 電気用図記号規格の変遷

JIS C 0617の概説

JIS C 0617は複数の部で構成されているので、規格の全体を表記する場合は「JIS C 0671規格群」と表記されます。第1部の概説から第13部のアナログ素子で構成されています。表2は規格群全体の構成です。

表2 JIS C 0617群 部構成
規格番号 規格名称 内容
JIS C 0617-1 電気用図記号-第1部:概説 図記号全体の概説
JIS C 0617-2 電気用図記号-第2部:図記号要素,限定図記号及びその他の一般用途図記号 基本要素や限定記号、一般用途図記号など
JIS C 0617-3 電気用図記号-第3部:導体及び接続部品 接続、端子、接続部品など
JIS C 0617-4 電気用図記号-第4部:基礎受動部品 抵抗器、コンデンサ、インダクタなど
JIS C 0617-5 電気用図記号-第5部:半導体及び電子管 ダイオード、トランジスタ、電子管など
JIS C 0617-6 電気用図記号-第6部:電気エネルギーの発生及び変換 変圧器、モーターなど
JIS C 0617-7 電気用図記号-第7部:開閉装置,制御装置及び保護装置 スイッチ、継電器、ヒューズなど
JIS C 0617-8 電気用図記号-第8部:計器,ランプ及び信号装置 計器類、ランプなど
JIS C 0617-9 電気用図記号-第9部:電気通信-交換機器及び周辺機器 交換機、通信装置、録再機器など
JIS C 0617-10 電気用図記号-第10部:電気通信-伝送 アンテナ、変調器、多重化装置、光ファイバーなど
JIS C 0617-11 電気用図記号-第11部:建築設備及び地図上の設備を示す設置平面図及び線図 発電所、配線網、CATV、建築設備など
JIS C 0617-12 電気用図記号-第12部:二値論理素子 デジタル論理素子など
JIS C 0617-13 電気用図記号-第13部:アナログ素子 増幅器、アナログスイッチ、変換器など

代表的な部品の新旧JIS比較

新JISと旧JISの回路図記号について、代表的な部品を例に比較します。旧図記号は各規格の附属書A(参考)に収録されています。なお、本稿で記述している図記号の高さや幅などは、規格に準拠していません。予め了承願います。

表3 図記号新旧図記号(一例)
名称 機能 旧JIS 新JIS(JIS C 0617)
抵抗器 固定抵抗器
コンデンサ 固定コンデンサ(無極)
電解コンデンサ(有極性)
コイル 空芯コイル
グランド 信号グランド 正三角形
フレームグランド
接地(アース)
スイッチ 単極単投(a接点)
トグルスイッチ(c接点)
メータ 電圧計(直流) 直流、交流とも同じ
電源 電池 単、複セル区別なし
受動素子 電球
アンテナ
名称 機能 旧JIS 新JIS(JIS C 0617)
トランジスタ NPN
IGBT
MOSFET Nチャネル エンハンスメント型
ダイオード ダイオード
定電圧ダイオード
LED
OPアンプ OPアンプ
ロジックゲート インバータ
AND
OR
EX-OR

JIS C 0617の規格群には、全ての図記号が収録されているわけではありません。規格に収録されていない図記号については、JIS Z 8222-1(製品技術文書に用いる図記号のデザイン)を参照して、既に規格化されている図記号を組み合わせて新しい図記号の作成が許容されています。例えば、JIS C 0617-5(半導体及び電子管)第5節 トランジスタの例では、NPNトランジスタは、図4のように定義されています。名称は「NPNトランジスタ(コレクタを外周器と接続)」です。新たにコレクタを外周器と接続されていなく、○で囲みのないNPNトランジスタを作成する際は、第1章-第1節 図記号要素から選び、新たな図記号を作成します。図5は作成手順のイメージです。

図4 JIS C 0617-5 NPNトランジスタの例
図4 JIS C 0617-5 NPNトランジスタの例
図5 新たに作成した、NPNトランジスタの図記号
図5 新たに作成した、NPNトランジスタの図記号

JISの入手

JISを閲覧するには、日本産業標準調査会(JISC)のサイトから可能です。https://www.jisc.go.jp/。なお、このサイトではJISの閲覧は可能ですが、印刷や購入はできません。購入については、一般財団法人 日本規格協会(JSA)のサイトからできます。https://webdesk.jsa.or.jp/

主要国の回路図規格

JIS C 0617と同等に位置づけられている主要各国の規格を紹介します。主にIEC規格を準用しています。

表4 JIS C 0617と同等の規格
国・機関 規格番号 解説
日本 JIS C 0617 IEC 60617と整合
国際 IEC 60617 多国間で使用される電気記号規格
米国 IEEE 315 シンボルが豊富。MIL-STD-15と共通点多い
欧州 EN 60617 IECと同一の番号で整合

主要国の標準化規格

主要国における標準化規格をまとめると次の通りです。日本およびEUはIEC規格を準用しています。米国においては、軍用規格のMILも幅広く適用されています。

表5 各国の標準化規格
地域 機関名 規格名 解説
国際機関 ISO(国際標準化機構) ISO規格 国際的な工業・技術規格の大元。JISの多くはISO規格を引用・適合
IEC(国際電気標準会議) IEC規格 電気・電子分野の国際規格。JIS C(電気電子)の多くは準拠
米国 ANSI(米国国家規格協会) ANSI規格 米国における民間主導の標準機関。各種団体(IEEEなど)の規格を国家規格に承認
IEEE(米国電気電子学会) IEEE規格 電気、通信、コンピュータ分野など、広く使われる規格
MIL規格(米軍規格) MIL-STD 米軍用だが、民間にも影響力あり。電子機器や部品の品質要求など
EU CEN(欧州標準化委員会) EN規格 EU加盟国で統一的に適用される工業規格。多くはISOと整合
CENELEC(欧州電気標準化委員会) EN規格 電気・電子のEN規格を策定。IECとの整合性あり
ドイツ DIN(ドイツ規格協会) DIN規格 多くのEN規格やISOに影響している
英国 BSI(英国規格協会) BS規格 国家規格。多くのEN規格やISOに対応
フランス AFNOR(フランス規格協会) NF規格 フランス国内の工業、民生規格。ENやISOと整合性あり
中国 SAC(国家標準化管理委員会) GB規格 国家強制(GB)と任意(GB/T)あり。中国独自規格と国際整合型の両方が存在
韓国 KATS(国家技術標準院) KS規格 韓国産業規格。多くはISOと整合

新JIS規格の現状

1997年の改正で新JISと呼称されるJIS C 0617が、旧JIS規格(JIS C 0301)に置き換わる形で制定されました。すでに、新JISが浸透しているかのように思われますが、一部の業界や書物では、いまだに旧JIS規格の回路図記号も使用されています。2010年初頭までは国家試験の工学問題において旧JIS表記が使われた例もあります。なお、産業用設備等では1997年以前に製造された設備の保守や増設が行われていることから、旧JIS規格に対応した図面類が存在していることは理解できます。(筆者も同様ですが)旧JISに長年慣れ親しんだ世代層は依存する傾向があるようです。しかしながら、特段の配慮が必要な事情を除けば、作成する図面類には新JIS規格に準拠すべきでしょう。改めて、新JISに統一することの意義をまとめると、「社内外との情報共有や標準化により、無駄な検討時間が排除されるので生産性の維持向上が可能」です。また、「新JISは国際標準規格(IEC)に準拠していることから、海外との取引も効率的に実行可能」となります。

関連計測器の紹介

回路図記号に関連した計測器の一例を紹介します。

図6 回路図記号に関連した計測器の例
図6 回路図記号に関連した計測器の例

その他の製品や仕様については計測器情報ページ から検索してください。

おわりに

回路図記号は電気、電子の技術革新とともに洗練されてきました。現在は、CADやシミュレーション技術の進化により、個々の部品の回路図記号を意識することなく、設計を進めることができるようになっていますが、回路設計者にとって、回路図記号は設計行為の具現化手法であることは今後も変わらないでしょう。今一度、回路設計の基本に立ち返ることを推奨します。

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