電磁リレー(電磁継電器)とは?

リレーシーケンス

 制御用リレーの基礎知識について、やさしく解説します。電磁継電器は「その機器を制御する電気的入力回路が、ある条件を満足したとき、単数または複数の電気的出力回路に、予定された変化が急激に起きるように設計された機器」と定義されています。電気の流れを制御するために、シーケンス回路では頻繁に使われる機器です。

電磁継電器について

 制御用のリレーは、ヒンジ形・プランジャ形・リードリレーなど磁力を利用した電磁継電器と半導体リレーに大別されます。一般的に「電磁継電器」といえばヒンジ形リレーのことをいいます。

 ヒンジとは、扉や蓋などを支えたり、開閉できるようにするための金具のことです。日本語では蝶番(ちょうつがい)といいます。ヒンジ形リレーは、電磁石に蝶番のような可動部分があります。

電磁継電器の構造

 シーケンス回路でよく使われている電磁継電器(電磁リレー)は、電磁コイルと接点で構成されています。電磁コイルが「励磁」や「消磁」することによって、その磁力によって可動鉄片が支点を中心とした回転運動を行い、それに連動して直接または間接的に接点を開閉します。尚、「励磁」とは電流が流れることによって電磁石が磁力をもつことです。「消磁」とは電流が流れていない時のことで、電磁石が磁力をもっていない状態です。

電磁継電器(リレー)の構造
電磁継電器(リレー)の構造

 電磁継電器(電磁リレー)は電磁コイルに電流が流れると電磁石になり、その電磁力によって可動鉄片を吸引し、これに連動した機構が働いて接点を閉じ、あるいは開きます。この時のことを、電磁継電器が動作するといいます。また、電磁継電器に流れる電流が断たれると電磁力を失って、電磁継電器の接点は、ばねの力によってもとの状態に戻ります。この時のことを、電磁継電器が復帰するといい、これにより動作する接点を自動復帰接点といいます。サーマル継電器など一部のリレーを除き普通は自動復帰します。

 たとえば次の図のような電磁継電器で、コイル端子間に電圧がかかると電磁石が励磁され、可動鉄片が磁力で引き下げられます。

リレーの構造
リレーの構造

 可動鉄片の先の接点は、はじめはb側に接触していましたが、磁力で吸引されることによりa側と接触します。つまり、コイルに電圧が印加されていない時は、c-b間が導通(電気を流すことができる状態)し、コイルに電圧が印加されたときは、c-a間が導通します。

電磁継電器の電圧

 電磁継電器(電磁リレー)のコイルは、定められた電圧をかけて動作させなければいけません。交流200Vや100V、直流100Vや24V用と多種ありますので、間違わないように注意が必要です。間違った電圧をかけると、壊れてしまう恐れがあります。

 接点は電磁継電器の種類によってスイッチングできる電流と電圧の適用範囲が決まっているので、適正なものを選ばなければいけません。通常、1つのリレーコイルに対して数個の接点を持ち、接点数が不足したら、電磁継電器を追加します。

リレーの接点
リレーの接点

電磁リレーの動作と図記号

 電磁リレーのメーク接点(a接点)、ブレイク接点(b接点)、トランスファー接点(c接点)について説明します。

電磁リレーのメーク接点(a接点)

 電磁リレーのメーク接点(a接点)は、次の図ように電磁コイルに通電しない状態では「開路]しており、電磁コイルに通電すると「閉路」する接点です。つまり、電磁リレーが動作したとき「閉じる接点」です。

電磁リレーのメーク接点
電磁リレーのメーク接点

 a接点を有する電磁リレーの図記号は、機構部を省略して電磁コイルを示す図記号と、自動復帰接点のa接点を示す図記号と組み合わせて表します。

電磁リレーのa接点 図記号
電磁リレーのa接点 図記号

電磁リレーのブレイク接点(b接点)

 電磁リレーのブレイク接点(b接点)は、次の図ように電磁コイルに通電しない状態では「閉路]しており、電磁コイルに通電すると「開路」する接点です。つまり、電磁リレーが動作したとき「開く接点」です。

電磁リレーのブレイク接点(b接点)
電磁リレーのブレイク接点(b接点)

 b接点を有する電磁リレーの図記号は、機構部を省略して電磁コイルを示す図記号と、自動復帰接点のb接点を示す図記号と組み合わせて表します。

電磁リレーのb接点 図記号
電磁リレーのb接点 図記号

電磁リレーのトランスファー接点(c接点)

 電磁リレーのトランスファー接点(c接点)は、次の図ように電磁コイルに通電しない状態ではa接点部は「開路」しており、b接点部は「閉路」しています。電磁コイルに通電すると相互に共通な可動接点が働いて、a接点部は「閉路」し、b接点部は「開路」します。

電磁リレーのトランスファー接点(c接点)
電磁リレーのトランスファー接点(c接点)

 c接点を有する電磁リレーの図記号は、機構部を省略して電磁コイルを示す図記号と、自動復帰接点のc接点を示す図記号と組み合わせて表します。

電磁リレーのc接点 図記号
電磁リレーのc接点 図記号

 制御用リレーは電気が流れていない時は、a接点(メーク接点)は開き、b接点(ブレーク接点)は閉じています。電気が流れるとa接点(メーク接点)は閉じ、b接点(ブレーク接点)は開きます。シーケンス図で表す時は、電気が流れていない状態で表すことが基本となります。 電磁リレーはシーケンス回路で頻繁に使われる制御機器です。コイルの動きを思い浮かべながら、「接点はどちらに動いているのか? 」を連携して考えるとわかりやすいと思います。

電磁リレーの実際

 操作盤内の内部についている電磁リレーを一般的には補助継電器(補助リレー)と呼んでいます。電磁リレーはメーカー、形式により異なるが、a,b,c接点が複数ついています。実際の電磁リレーの接点構成を図に示します。リレーの裏(ピンの付いている方)には、番号がついています。14ピンの電磁リレーの場合は、13と14が電磁コイルでここに電気が流れるとリレーが動作します。尚、リレーが動作したことがわかるようにランプが点灯するものや、黄色の表示が出るものもあります。

電磁リレーの接点構成
電磁リレーの接点構成

 リレー本体の端子配置は、BottomView で書いています。Bottom View はリレーの底面(端子側)を上にしてみた図です。そのため、ソケットの端子番号とは逆になりますが、リレーをソケットに挿入すれば、端子番号は一致します。

電磁リレーのピンとソケット
電磁リレーのピンとソケット
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