最初はここから！有接点リレーって何？構造や機能と選定時の注意点

あなたはリレーの仕組みや種類を理解し、配線を迷わずにできますか？

リレーの配線を迷わずに行うためには、まず最初にリレーの仕組みや種類を理解する必要があります。

今回はそんな悩みを解決できる記事となっています。

私の経験として、リレーの仕組みを理解しないまま、いきなりリレーの配線をして失敗したことがあります。

そのときは全く分からず、何度も先輩に聞きましたし、机でリレーを眺めながら悩んでいました。

当時は悩んでいましたが、今では普通に設計や実際に配線をしたり、初心者の方に教えたりしています。

そんな私が今回の記事では「リレーの種類」「リレーの構造」「リレーの注意点」などを紹介していきます。

この記事を読みえてリレーに関する知識を深めましょう。

そして、簡単にリレーの配線ができるようになりましょう。

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リレーの種類

リレーは電磁継電器とも呼ばれ、設備の制御には必ずといっていいほど使用されている部品です。

このリレーは機械接点を開閉させる「有接点リレー」と、半導体部品で構成され電子的にオンオフを行う「無接点リレー」があります。

今回の記事では「ヒンジ形の有接点リレー」について説明していきます。

有接点リレーは電磁石の力で鉄片を引き寄せる入力側と、可動接点を動作させ回路を開閉する出力側に分かれて構成されています。

入力側のコイルに電流が流れると鉄芯が磁化され、その電磁力により鉄片が鉄芯に吸引されます。

鉄片が鉄芯に吸着すると、可動接点が接触し、出力側の回路が閉じ電流が流れるようになります。

このように入力側の電流を出力側に「リレー（中継）」することができます。

イメージとしては手でスイッチを押す代わりに電気的に開閉するイメージです。

この電磁コイルに電流を流すことを「励磁」と言い、電流を切ることを「消磁」と言います。

図記号は下図のように表します。

有接点リレーの種類

リレーは電構造上の違いから、ヒンジ形とプランジャ形に分けられます。

一般的にリレーと呼ばれる部品はヒンジ形のリレーを指していることが多いです。

プランジャー形のリレーは電磁接触器などです。

電磁接触器などはプランジャ形のリレーを大形にした構造で、電動機（モーター）などの負荷電流の開閉を目的に使用されます。

ヒンジ形のリレーはプランジャー形と比較した場合、接点容量が小さいです。

小型の電動機（モーター）であれば負荷電流の開閉動作はできます。

リレーの働き（機能）

リレーは以下のような働きをします。

・小さな信号でモーターなどの大きな負荷を動かす。

・１つの信号で複数の回路を開閉する。

・遠くのモーターやランプなどを動かす。

・他社との信号の取り合いに利用する。

リレーの接点構成

リレーの接点として、a接点、b接点、c接点があります。

a接点は通常は開いており、操作指令が入ると、接点が閉じます。

メーク接点またはノーマリーオープン接点（NO：normally open、常開）とも呼ばれます。

b接点はa接点の逆の動作です。

通常は閉じており、操作指令が入ると、接点が開きます。

ブレイク接点、NC接点、ノーマルクローズ接点などとも呼ばれています。

c接点は、ａ接点とｂ接点を１つにまとめた、可動接点部を共通（COM,common）にした接点です。

トランスファ接点、切り換え接点とも呼ばれています。

通常はb接点がつながっており、操作指令が入るとa接点がつながり、b接点がはなれます。

c接点はa接点とb接点のどちらを使用するか選ぶことができます。

接点構成の表し方

スイッチは接点の種類を「a、b、c」接点数を「1、2、3など」数字で表します。

上写真はオムロンのリレーです。

リレーの上面に書かれているとおり、左側のリレーはコイル電圧が交流の100Vまたは110Ｖ、c接点が2つのリレーです。

コイルに交流の100Vまたは110Vが印加されるとリレーが動作します。

右側のリレーはc接点が4つ、直流24Vの電圧が印加されるとリレーが動作します。

リレーを使う時の注意点

リレーを使う場合、使用環境や回路状況などによって動作不良などが起こらないよう、選定には注意が必要です。

選定する時の注意点として大きく分けて2つです。

コイル電圧について

接点を開閉動作させるための電磁コイルの電圧には下表のような種類があります。

使用する際は、コイルの使用電圧に注意する必要があります。

仮に使用電圧よりも高い電圧を入力した場合はコイルが焼けます。

反対に低い電圧を入力した場合は不安定な動作をするか全く動かないです。

また、直流の場合はプラスとマイナスの極性がありますので、間違えないように配線する必要があります。

私の失敗談として、交流100V用のリレーを購入するところを直流100V用のコイルを間違って購入してしまい、動作しなかった経験があります。

シマタケ

工場などの産業用機械の制御では直流リレーであれば「24V」、交流リレーであれば「100/110V」「200/220V」が主流です。

加えて、コイルには電源がオフになる瞬間に電流を保持する性質があり、このときの電圧を「サージ電圧」といいます。

サージ電圧は電源電圧の20～40倍になるといわれており、場合によっては周辺回路に悪影響を及ぼす場合があります。

その対策としてダイオード（DCの場合）やバリスタ（ACの場合）を利用した「サージキラー」機能付きのリレーを用いることがあります。

シマタケ

私自身、効果を実感したことがありませんが、寿命が短くなる恐れがあるという理由から付けるようにしています。
ユーザーから「要らない」と言われた場合は付けません。

接点容量について

接点が回路を開閉する能力を接点容量といい、選定する時に注意する必要があります。

この接点容量は最大電流値と最大電圧値の２つの値で決まります。

出力側に電流が流れ始めるときに「突入電流」といわれる瞬間的に過大な電流が生じる場合があります。

その大きさは負荷により異なりますが、一般的な負荷であるモータで5～10倍、白熱電球では10～15倍にもなります。

接点の溶着を防ぐためにも最大電流値（許容できる電流値）を確認しましょう。

接点の最大電圧値はそんなに気にする必要はありませんが、最大電流値を確認するタイミングで一緒に確認しておきましょう。

まとめ：リレーは基本中の基本

リレーは有接点シーケンス制御にほとんど使用される部品です。

このリレーを使用することで色々な回路を作成することができますので、仕組みを理解しましょう

また、様々な種類があるので選定には注意しましょう。