こんにちは。三刀流エンジニアです。

私はこれまで20年以上にわたり、生産技術エンジニアとして製造業の現場で設備設計・制御設計に携わってきました。

工場の生産設備や制御盤の設計を行う中で、数え切れないほどのリレーを扱ってきましたが、リレー（電磁継電器）はシーケンス制御やPLC制御を学ぶうえで欠かせない超重要部品のひとつです。

前回のレッスンでは、「a接点・b接点・c接点」の基本について学習しました。

まだ読んでいない方は、先にこちらのレッスンをご覧ください。

今回のレッスンでは、シーケンス制御の基本部品である**「リレー（電磁継電器）」**について学んでいきます。

このような疑問を持っている方も多いのではないでしょうか。

リレーは仕組みを理解してしまえば決して難しい部品ではありません。

むしろ、リレーの動作を理解できるようになると、今後学習する自己保持回路やインターロック回路などの理解が一気に楽になります。

このレッスンで学べること

このレッスンでは次の内容を学習します。

さらに今回は、

も用意しています。

---

リレー（電磁継電器）とは？なぜ必要なの？

リレーを一言でいうと「電気で動くスイッチ」

まずはリレーとは何かを理解しましょう。

リレーとは、電気信号によって接点を開閉するスイッチです。

正式には「電磁継電器（でんじけいでんき）」と呼ばれます。

また、「電磁リレー」と呼ばれることもあります。

リレーの最大の特徴は、人が直接スイッチを押すのではなく、電気の力によってスイッチを動かせることです。

例えば、壁のスイッチを押して照明を点灯させる場合は、人が直接スイッチを操作しています。

しかし工場の設備や自動機械では、人が毎回スイッチを押していては自動運転ができません。

そこで活躍するのがリレーです。

リレーを使うことで、機械が自動的に接点を開閉できるようになります。

---

スイッチだけではできないこと

では、なぜわざわざリレーを使うのでしょうか。

普通のスイッチだけでは、次のようなことが難しいからです。

小さな電流で大きな負荷を動かしたい

例えばPLCの出力だけで大きなモータや電磁弁を直接動かそうとすると、電流容量が不足する場合があります。

そこでリレーを使うことで、小さな電流を利用して大きな電流を制御できるようになります。

---

複数の回路を同時に切り替えたい

リレーには複数の接点を持つものがあります。

そのため、ひとつの信号で複数の回路を同時にON/OFFすることができます。

---

離れた場所から制御したい

リレーを使えば、操作スイッチと実際に動作する装置を離れた場所に設置することも可能です。

そのため工場の制御盤や生産設備では、現在でも多くのリレーが使用されています。

---

---

【動く！体験型シミュレータ】まずはリレーを動かしてみよう！

ここまでで、

「リレーは電気で動くスイッチなんだな」

ということは何となくイメージできたと思います。

しかし文章だけでは、まだリレーの動作を完全には理解できません。

そこで、まずは実際にリレーを動かしてみましょう。

以下のシミュレータでは、リレーの内部構造と動きを確認することができます。

---

シミュレータで確認してほしいポイント

シミュレータを操作するときは、次のポイントに注目してみてください。

コイルに電流を流すと何が動く？

スイッチをONにした瞬間、どの部分が動くでしょうか。

---

接点はどのように切り替わる？

可動部分が動くことで、a接点(NO)やb接点(NC)がどのように変化するか確認してみましょう。

---

なぜ元に戻るのか？

スイッチをOFFにすると、リレーは元の状態へ戻ります。

なぜ元に戻るのかも観察してみてください。

---

リレーの仕組み（原理）を理解しよう

リレーのカギは「電磁石」

先ほどのシミュレータでは、スイッチをONにするとリレーの内部が動く様子を確認できたと思います。

では、なぜリレーは動くのでしょうか。

その秘密は電磁石にあります。

電磁石とは、コイルに電流を流したときだけ磁石になる仕組みのことです。

---

コイルに電流が流れると磁力が発生する

リレーの内部にはコイルと呼ばれる部品があります。

コイルとは、導線をぐるぐると巻いた部品です。

このコイルへ電流を流すと磁界が発生し、鉄心が磁化されて電磁石になります。

すると近くにある可動鉄片が磁力によって引き寄せられます。

この動きが接点の切り替えにつながるのです。

つまり、

電流 → 磁力 → 機械動作 → 接点切替

という流れでリレーは動作しています。

---

励磁（れいじ）とは？

シーケンス制御では、「励磁」という言葉がよく登場します。

励磁とは、

リレーコイルに電流が流れ、電磁石として働いている状態

を意味します。

逆に電流が流れていない状態は「非励磁」と呼ばれます。

---

リレーの内部構造を見てみよう

リレーを構成する主な部品

リレーは主に次の部品で構成されています。

部品名	役割
コイル	磁力を発生させる
鉄心	磁力を強める
可動鉄片	磁力によって動く
接点（NO・NC・COM）	回路を開閉する
復帰ばね	元の位置へ戻す

それぞれの役割を見ていきましょう。

---

コイル

コイルはリレーの心臓部ともいえる部品です。

コイルへ電流を流すことで磁力が発生します。

シミュレータでも、押しボタンスイッチ(PB)を押してコイルへ電流を流すと動作が始まったはずです。

---

鉄心

鉄心はコイルの中心に配置されています。

コイルだけでも磁力は発生しますが、鉄心を使用することでより強い磁力を得ることができます。

---

可動鉄片

可動鉄片は磁力によって動く部品です。

コイルが励磁すると鉄心に引き寄せられます。

その動きが接点の切り替えにつながります。

---

接点（NO・NC・COM）

接点は実際に電気回路を開閉する部分です。

前回のレッスンで学習した接点がここで登場します。

• NO（Normally Open）：通常時は開いている接点
• NC（Normally Closed）：通常時は閉じている接点
• COM（Common）：共通端子

リレーが動作すると、NOやNCの状態が切り替わります。

---

復帰ばね

復帰ばねは可動部分を元の位置へ戻すための部品です。

コイルが非励磁になると磁力が消えます。

すると復帰ばねの力によって可動鉄片が元の位置へ戻ります。

---

リレーはどのように動作するのか？

ここではリレーの動作を順番に見ていきましょう。

シミュレータを操作しながら読むと理解しやすくなります。

---

コイルが励磁したとき

PBを押してコイルへ電流を流します。

すると次の順番で動作します。

① コイルへ電流が流れる
↓
② コイルが電磁石になる
↓
③ 可動鉄片が吸引される
↓
④ 接点が切り替わる
↓
⑤ NO接点が閉じる
↓
⑥ NC接点が開く

この一連の動作がほんの一瞬で行われています。

---

コイルが非励磁になったとき

次にPBを離してみましょう。

するとコイルへの電流が止まります。

その結果、

① 磁力が消える
↓
② 可動鉄片を引き付ける力がなくなる
↓
③ 復帰ばねが働く
↓
④ 可動鉄片が元の位置へ戻る
↓
⑤ NO接点が開く
↓
⑥ NC接点が閉じる

という流れになります。

---

シミュレータでもう一度確認してみよう

ここでシミュレータをもう一度操作してみてください。

次のポイントを意識すると理解が深まります。

• PBを押すとどこが動くか
• コイルが励磁すると何が起きるか
• NO接点はどう変化するか
• NC接点はどう変化するか
• PBを離すと何が起きるか

これらを説明できるようになれば、リレーの基本動作はしっかり理解できています。

リレーが持つ3つの重要な働き

ここまでで、

• リレーの仕組み
• リレーの構造
• リレーの動作

について学習しました。

では実際に、なぜ工場の設備や制御盤ではリレーが使われているのでしょうか。

リレーにはさまざまな役割がありますが、ここでは特に重要な3つの働きを紹介します。

---

① 小さな電流で大きな負荷を動かせる

リレーの最も重要な働きのひとつが、

「小さな電流で大きな負荷を制御できること」

です。

例えばPLCの出力は、機種によって流せる電流に制限があります。

そのため、大きなモータやヒータ、電磁弁などを直接制御できない場合があります。

そこでリレーを使います。

PLCはリレーコイルをONするだけ。

そしてリレーの接点側で大きな電流を流すのです。

つまり、

PLC
↓
リレー
↓
モータ

という形になります。

---

工場では非常によく使われる

例えば、

• コンベアを動かすモータ
• エアシリンダを動かす電磁弁
• ヒータ
• 表示灯

などの制御でリレーが使われています。

---

② 1つの信号で複数の回路を同時に切り替えられる

リレーのもうひとつの大きな特徴は、

1つの入力信号で複数の接点を同時に動かせること

です。

例えば1個のリレーに、

• NO接点×2
• NC接点×2

が付いている場合、

コイルが励磁すると4つの接点が同時に切り替わります。

---

スイッチだけでは難しい動作も簡単になる

例えば、

PBを押したら

• 緑ランプを点灯
• 赤ランプを消灯
• ブザーを停止

したい場合を考えてみましょう。

普通のスイッチだけでは配線が複雑になります。

しかしリレーを使えば、1つのコイル動作で複数の回路をまとめて制御できます。

---

補助リレーとして活躍する

シーケンス制御では、このような用途で使われるリレーを

補助リレー

と呼ぶことがあります。

補助リレーは大きな負荷を動かすというより、

接点を増やしたり、信号を分配したりする目的で使われます。

---

③ 電気的に絶縁された回路同士をつなげられる

初心者の方には少し難しい内容ですが、実務では非常に重要です。

リレーは、

制御回路と負荷回路を電気的に分離できる

という特徴があります。

---

コイル側と接点側は別回路

リレーの内部を見ると、

コイル側と接点側は電気的につながっていません。

コイル側は磁力を発生させるだけです。

---

AC回路とDC回路を連携できる

例えば、

• PLC（DC24V）
• モータ制御回路（AC100V）

を連携させたい場合があります。

このときリレーを使えば、

DC24Vでコイルを励磁し、

AC100V側の接点を開閉できます。

---

安全性の向上にもつながる

電気的に回路を分離できるため、

ノイズ対策や設備保護の面でもリレーは重要な役割を担っています。

そのため現在でも多くの制御盤で使用されています。

---

リレーを組み合わせると自動化回路が作れる

リレーは単体でも便利な部品ですが、

複数のリレーを組み合わせることで、さらに高度な制御ができるようになります。

例えば、

などです。

実際の工場設備では、このような回路を組み合わせて自動運転を実現しています。

---

ここからがシーケンス制御の面白いところ

実はシーケンス制御の面白さはここからです。

単純なスイッチのON/OFFだけではなく、

「こういう条件なら動かす」

「この条件なら止める」

といった判断ができるようになります。

実務で使われるリレーの種類

ここまでのレッスンでは、リレーの仕組みや動作原理について学習してきました。

今回学習しているリレーは、最も基本的な「電磁リレー（メカニカルリレー）」です。

実際の工場設備や制御盤では、用途に応じてさまざまな種類のリレーが使用されています。

ここでは代表的なものを簡単に紹介します。

---

一般リレー（電磁リレー）

一般リレーは、今回のレッスンで学習している最も基本的なリレーです。

コイルに電流を流して電磁石を作り、その磁力によって接点を切り替えます。

工場の制御盤の中で最もよく見かけるリレーです。

---

ソリッドステートリレー（SSR）

SSR（Solid State Relay）は、半導体を利用して回路を開閉するリレーです。

一般リレーのような機械的な接点を持たないため、

• 動作音がない
• 接点摩耗がない
• 長寿命

といった特徴があります。

ヒータ制御などで使用されることが多いリレーです。

---

プリント基板用リレー

プリント基板へ直接実装する小型のリレーです。

家電製品や電子機器などで広く利用されています。

サイズは小さいですが、基本的な動作原理は今回学習したリレーと同じです。

---

今は種類よりも「基本」を理解しよう

リレーには今回紹介したもの以外にも、多くの種類があります。

しかし、どのリレーも基本となる考え方は共通です。

まずは、

• コイル
• 電磁石
• 励磁
• NO接点
• NC接点
• COM

の仕組みをしっかり理解することが大切です。

---

【レベルチェック】リレーの基礎 振り返り練習問題

ここまで学習した内容を確認してみましょう。

分からない問題があった場合は、無理に暗記する必要はありません。

該当箇所を読み返しながら答えてみることで理解が深まります。

---

レベル1：穴埋め問題

問題1

リレーの中で磁力を発生させる部品を（　　　　）といいます。

---

問題2

リレーコイルに電流が流れ、電磁石として働いている状態を（　　　　）といいます。

---

問題3

リレーが元の位置へ戻るために使われる部品を（　　　　）といいます。

---

問題4

NOとは「Normally Open」の略で、通常時は（　　　　）状態の接点です。

---

問題5

NCとは「Normally Closed」の略で、通常時は（　　　　）状態の接点です。

---

レベル2：○×問題

〇か✕かで解答してください。

問題6

リレーは電磁石の力を利用して接点を切り替える。
（ ○ ・ × ）

---

問題7

リレーのコイルと接点は常に電気的につながっている。
（ ○ ・ × ）

---

問題8

リレーを使うことで、1つの信号で複数の回路を同時に制御できる。
（ ○ ・ × ）

---

レベル3：考えてみよう

問題9

押しボタンスイッチPBを押したら、

• 緑ランプを点灯
• 赤ランプを消灯

したい場合、リレーを使うとどのようなメリットがあるでしょうか。

自分の言葉で説明してみましょう。

---

まとめ

今回のレッスンでは、シーケンス制御の基本部品であるリレーについて学習しました。

重要なポイントを振り返ってみましょう。

これらは今後学習するシーケンス制御の土台となる知識です。

まずは、

「PBを押す → コイルが励磁する → 接点が切り替わる」

という流れをしっかり説明できるようになっておきましょう。

---

次回予告｜自己保持回路とは？

リレーの基本が理解できると、いよいよシーケンス制御らしい回路が作れるようになります。

次回のレッスンでは、

「自己保持回路」

について解説します。

---

シーケンス制御の基礎をもっと学びたい方へ