リレー(継電器)とは？構造と動作を解説

リレーとは、コイルと呼ばれる部分に一定以上の電流を流すことにより、接点と呼ばれる部分をON/OFFすることができる機器です。

リレーは別名「継電器」とも呼ばれ、低電圧の制御回路と高電圧の動力回路を中継することができます。

1. 有接点リレーの構造

有接点リレー(以下:リレー)の構造について解説します。

1-1. 構成部品の名称

以下の写真はIDEC製のリレー:RJ2S-CD-D24です。

①コイル

鉄芯に電線が巻かれた部分です。このコイルに電流を流すことにより内部の鉄芯に磁気が帯びて、磁力により後述する可動接点が引き寄せられます。

②可動接点

コイルの励磁/消磁を切替えることにより動作する部分です。この可動接点が動作することで接点のON/OFFができるようになります。

③固定接点

コイルの励磁/消磁に関わらず動作しない部分です。この固定接点と可動接点が接触することにより接点のON/OFFができるようになります。

上の写真のリレーは固定接点が2ヶあり、可動接点と片方(右側)の固定接点が接触しています。詳細は後述しますが、a接点とb接点の役割を担っています。

④端子部分

電気回路を接続する部分です。基板に挿入したり、ソケットと呼ばれる部品に接続します。

1-2. 内部のイメージ図

リレー内部のイメージ図です。(絵心がなくてすいませんm(__)m)

このイメージ図は解説のため先ほどの写真のリレー:RJ2S-CD-D24の見た目とは異なります。予めご了承ください。

下部の水色で書かれた記号(A, B, C, +, -)が端子になります。

2. リレーの動作例

スイッチとモータを用いてリレーの動作を解説します。以下の仕様の動作をさせる回路を解説します。

接続イメージ

リレーの端子(+)と(-)にDC24V電源とスイッチが直列で接続されています。
端子(A)と(C)にはAC100V電源とモータが直列で接続されています。

回路の動作

① DC24V側のスイッチが押されていない状態では、リレーのコイルに電流は流れません。

② DC24V側のスイッチが押されるとコイルに電流が流れます。すると鉄芯に磁気が帯び、磁力により可動接点を引き寄せます。

③ 可動接点が引き寄せらると、固定接点の端子(A)にくっつきます。すると端子(A)と(C)が電気的に接続されます。

④ 端子(A)と(C)が電気的に接続されたため、モータに電流が流れて起動します。

⑤ スイッチを離すことによりコイルに電流が流れなくなり、鉄芯に帯びていた磁気はなくなります。すると可動接点Cはバネの力で固定接点Bとくっつきます。(①の状態に戻ります)

このとき、端子(A)と(C)は電気的に接続されていない状態になります。逆に端子(B)と(C)が接続されます。

3. 接点の種類(a接点とb接点)

スイッチを押していないとき、つまりコイルに電流が流れていないとき、a接点とCOM端子の間は電気的に接続しておらず、接点間が開いた状態です。このことから、a接点はNO(ノーマルオープン)接点とも呼ばれています。

このとき、逆にb接点とCOM端子の間は電気的に接続されており、接点間は閉じた状態でした。b接点はNC(ノーマルクローズ)接点とも呼ばれています。

4. おわりに

有接点タイプのリレーについて解説しました。

以下の参考書は、リレーやリレー回路についてわかりやすく解説しているものです。

シーケンス制御を理解する前にはリレー回路を十分に理解する必要があります。本書はリレーやスイッチなど機器の原理を丁寧に解説しています。

さらにリレーを用いた自己保持回路や優先回路など色々な回路例を、タイムチャート付きで解説しています。