リレーとは？仕組み・a接点とb接点の違いを初心者向けに解説【制御・PLC】

CONTROL & PLC / 制御の基礎

制御盤の中で「カチッ」と動くリレー。電気制御を学ぶとき、最初に理解しておきたい機器のひとつです。

リレーは、電気信号を受けて、別の回路の接点などを切り替える機器です。押しボタンやセンサー、PLCの信号を、負荷の動作へつなぐ役割があります。

この記事では、一般的な電磁リレーの仕組みを中心に、a接点・b接点・c接点の違い、制御盤での用途、仕様を見るポイントを解説します。

リレーとは？｜電気信号で動くスイッチ

リレーは「継電器」とも呼ばれます。手で操作するスイッチに対し、電磁リレーはコイルへの電気入力で接点を動かします。

コイルと接点を分けて考えると、役割を理解しやすくなります。

コイルに加えた電圧が、そのまま接点から出てくるわけではありません。一般的な無電圧接点は、つないだ回路を開閉するためのスイッチです。

電磁リレーが動く仕組み

ここでは、コイルへの入力を切ると元の状態へ戻る、一般的なシングルステイブル形を考えます。

1. コイルに定格に合った電圧を加える：コイルに電流が流れる。
2. 電磁石が働く：鉄片が引き寄せられる。
3. 接点が切り替わる：a接点が閉じ、b接点が開く。
4. コイルへの入力を切る：ばねなどの力で復帰し、接点が元へ戻る。

コイルに電流を流して磁力を生じさせることを「励磁」、入力を切った状態を「無励磁」と呼びます。

a接点とb接点の違い

a接点・b接点は、リレーが動作していないときに、開いているか閉じているかで区別します。

c接点とは？｜COMの接続先を切り替える

c接点は、共通端子COMの接続先を、NC側とNO側へ切り替える接点です。

1組の切替接点は「1c」、2組なら「2c」などと表されます。2cの一般リレーでは、2組の接点が同じコイルの動作で切り替わります。

なお、a接点とb接点が別々にある「1a1b」と、共通端子を持つ「1c」は同じ構成ではありません。自己判断で同じ使い方をせず、製品の内部接続図を確認します。

コイルをONにしただけでは、ランプは点灯しない

リレーの動作で混乱しやすいのが、コイル回路と接点回路の関係です。

接点が閉じても、接点側に電源と負荷の経路がなければ電流は流れません。b接点でも、閉じていることだけで機器が動作するわけではありません。

リレーは何のために使う？

信号と負荷の間をつなぐ

センサーやPLCの出力を受け、リレーの接点で表示灯や別のコイルなどを操作します。

小さな信号で別の負荷を操作できますが、接点の定格を超える電流を流せるわけではありません。負荷に応じた機器を選ぶ必要があります。

回路を分離する

一般的な電磁リレーでは、コイル回路と接点回路が電気的に絶縁されています。仕様の範囲内で、異なる電源系統の間で信号を伝えられます。

ただし、どんな電圧でも扱えるわけではありません。絶縁性能、端子間の距離、ソケットの仕様なども確認します。

複数の接点を同時に切り替える

接点が複数あるリレーでは、ひとつのコイル動作で複数の回路を切り替えられます。表示、運転許可、外部への状態通知などに使われます。

自己保持やインターロックを構成する

自分自身のa接点を使って動作を続ける自己保持回路や、相手側のb接点で動作を禁止するインターロック回路にも使われます。

PLCがあっても、リレーは使う？

PLCはプログラムで動作条件を判断します。一方、実際の出力回路には、電流容量や電源方式などの制限があります。

必要に応じて中継リレーを使い、PLC出力と負荷の間をつなぎます。回路の分離、接点数の確保、保守性などを考えて採用する場合があります。

ただし、PLC出力がリレーのコイルを駆動できるか、出力方式が合うか、接点が負荷に対応するかを確認します。リレーを追加することが、常に必要なわけではありません。

ラダー図の接点は、すべて実物の接点ではない

ラダー図の接点命令は、ビットの状態を条件として評価します。一般にa接点相当の命令は対象ビットがONのとき、b接点相当の命令はOFFのときに条件が成立します。

入力ビットの状態は、外部配線や入力仕様によって決まります。ラダー図のb接点命令と、現物のb接点を同じものとして扱わないようにしましょう。

リレーを選ぶときに確認する仕様

コイル定格と接点定格は別

DC24Vコイルのリレーでも、接点で開閉できる電圧がDC24Vだけとは限りません。反対に、接点が高い電圧へ対応していても、コイルへその電圧を加えてよいわけではありません。

コイルに関する表示と、接点の負荷定格を分けて読みましょう。

「5A」の表示だけで負荷を決めない

接点定格は、抵抗負荷・誘導負荷、AC・DCなどの条件で変わります。モーターやランプ、コンデンサーを含む負荷では、始動・突入電流も関係します。

微小な信号では、最小適用負荷などの条件も確認します。大きな電流を開閉できる接点が、微小信号にも必ず適するわけではありません。

リレーを使うときの注意点

DCコイルには極性がある製品もある

表示灯やダイオードを内蔵する製品などでは、コイルに＋・－の指定があります。DC用だから極性がない、と決めつけず仕様を確認します。

コイルを切るときのサージを考慮する

コイルは誘導性の負荷なので、電流を切るときにサージ電圧が生じます。駆動するPLC出力やトランジスターなどに合わせ、メーカー指定の保護方法を使います。

ダイオードなどのサージ吸収部品は、リレーの復帰時間にも影響します。ACコイルへDC用の対策をそのまま使わないようにします。

音や表示灯だけで、接点の正常は判断できない

動作音やLEDの点灯があっても、接点の摩耗、溶着、接触不良などがないとは限りません。必要に応じて、設備を安全な状態にして接点回路を点検します。

b接点だけで、安全回路が完成するわけではない

一般リレーのb接点を使えば、すべての故障時に安全になるわけではありません。人の安全に関わる回路では、必要な安全性能に応じて、安全機器、故障診断、冗長化などを検討します。

電磁接触器やSSRとの違い

用途には重なりもあり、定格や負荷条件に合わせて選びます。SSRは機械接点がなくても、OFF時の漏れ電流や故障時の短絡などへの配慮が必要です。

まとめ