電子工学

リレーとは?(初心者向け)基本的に、わかりやすく説明

リレーとは?(初心者向け)基本的に、わかりやすく説明

聖火やバトンを利用して、その目的を繋ぐリレー、オリンピック、運動会でお馴染みですよね。

一方、家電製品やその他装置に利用されているリレーについて、本記事では解説いたします。

 

語源

リレー競争でバトンを利用し選手つなぐのと同様に、「電気をつなぐ」という役割から、リレーと名付けられました。

「リレー」とは :「RELAY」(英語)、日本語では「継電器」とも訳されます。

発明

1835年、ジョセフ・ヘンリー(米)により発明、後に電信機の発明(1837年)の基礎となる。(コイルに電流を流し、発生する電磁力で機械的接点を作動)

定義

リレーは、電気信号で、繋ぎ合わせた電気回路のオン/オフや切り替えを行う部品です。

電気信号(聖火やバトン(例))を受け取り、スイッチをオン・オフ、
その結果 次の機器へ信号を伝授する働きをしています。

例:
スイッチを押して、離れた場所にある、装置の中の「リレー」に電気信号が送られ、その装置の制御をします。

 

種類・分類

リレーは下記のように分類分けされます。

  • 有接点リレー(メカニカルリレー)

電磁力を利用し、その動作に対応する接点がある(メカニカルリレー方式)

  • 無接点リレー(半導体リレー)

電磁力を利用せず、半導体を利用した、(MOS FETリレー、ソリッドステート・リレー)

本記事では、リレーの基本である、「有接点リレー」を基に解説いたします。

 



基本構造

リレーは電気(信号)を受けて機械的な動きに変える電磁コイル部と、その電磁動作に連動する接点部で構成されます。

動作・原理

  • コイル間に電気(信号)を流します。
  • コイルに電流が流れ、電磁(磁場)が発生し、
  • 電磁により、可動鉄片が引かれ機械的に動作します。
    この時、「カチッ!」っと機械操作音がします。(有接点リレーの特長)
  • 連動する接点がON(通電可)になります。
  • コイル間、電気(信号)を遮断すると、磁力が失われ
    鉄片が元の位置に戻り、
  • 接点がOFF(通電不可)となります。

 

役割

負荷制御

小さな電流で、大きな電流の制御ができます。

例:小さなスイッチ(電力小)で、明るい(電力大)ライトのON/OFF

 

異種制御

異なる電源の制御ができます。

例:DC電源で制御された信号を、ACで使用動作の制御

 

複数制御

複数の負荷回路を制御できます。

例:同一信号で、複数の負荷回路を制御

 

用途

リレーは、電気を使用する機械・装置に幅広く利用され、

  • 家電製品
    エアコン、洗濯機、冷蔵庫など・・・
  • OA機器
    複合機、FAX・・・
  • 医療機器
    検査機器、診断装置、設備・・・
  • 輸送一般
    エレベータ、鉄道、自動車、船、飛行機・・・
  • 通信機器
    中継局、放送設備・・・
  • 工業設備
    加工機、製造ライン、産業ロボット、プラント・・・

様々な機械に使用されています。

 

まとめ

  • 信号を受けて、次の機器へ信号を伝達する制御部品、継電器とも言われる
  • 一般的には有接点式が利用される(電磁石+接点機構)
    コイルに信号(電圧・電流)を加え対応する、接点の開閉を利用する部品
  • 様々な機械に利用されている

 

小さな指から信号が伝達され、大きな作用と伝達できる、まさにリレーですね。