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      • 発行日 2024年4月26日
      • 最終変更日 2024年5月27日
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    リレーの仕組み

    電子機器において処理や機能が実行される際に、リレーは基本的な役割を果たします。

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    テクニカルサポートエンジニア、カール・ラルフ(Karl Ralph)のレビュー(2023年2月)

    多くの電子機器は動作を完了させるためにリレーを使用していますが、リレーはどのように機能し、どのような種類があり、どのようにリレーの機能をテストするのでしょうか?このガイドで必要な情報を提供します。

    電気リレーは何に使用されるのか?

    リレーは日常的に広く使用され、オンとオフのスイッチとして機能します。電気リレーは、1835年にジョセフ・ヘンリーによって発明されたとされており、電気電信の技術的進歩に大きく貢献しました。リレーは、外部の電気信号を利用して回路の開閉を制御することができます。また、一度に多くの回路を制御するために使用されることもあり、電流を交流から直流に切り替える場合にも使われています。電気リレーは、テレビのリモコンからエアコンまで、さまざまな機器に組み込まれています。

    リレーが使用される他の例には、ガスバルブ、ヘッドライト、ワイパー、照明、警報システム、警告システムなどがあります。実際、多くの電子機器は、リレーなしでは効果的に動作しません。

    電気リレーの仕組み

    リレーは、磁界を利用して動作するシンプルな設計です。リレーの内部には2つの回路があります。1つは電磁石で、もう1つはバネが取り付けられたスイッチです。これらの回路は電磁界を介して相互作用し、最初の回路に電流が流れると、電磁石が活性化されます。電磁石が作動すると、第2の回路のスイッチまたはドアが閉じられ、電流が第2の回路を流れるようになります。最初の回路で電流が切断されると、電磁石は第2の回路のスイッチを開放します。これにより、第2の回路が遮断され、電流が流れなくなります。

    車載リレーの仕組み

    車載リレーは、自動車の電気装置に不可欠な部品です。ライト、ドアロック、エアコンなど、さまざまな分野で使用されています。通常の電気リレーよりも複雑な構造を持ち、コイルや金属コアを保護する外部ケーシングと絶縁体があります。さらに、ヨーク、スプリング、アーマチュア、ボンディングストラップ、接点などの部品があります。

    スプリング、コア、ヨークが第1の回路を構成し、接点、アーマチュア、接点が第2の回路を構成します。リレーの機能は、第1の回路に電流を流すことでヨークとコアがアーマチュアを引っ張り、第2の回路に電流を流すという点で同じです。ただし、車載用リレーの機能は、アーマチュアの先に接点があるという事実によって拡張されます。これにより、オン/オフ機構を超えて、第1の回路を通過する電流に応じて異なる回路に電流を導くことができます。

    Reed Relay

    リードリレーの仕組み

    リードリレーは、リードスイッチを使用して動作するリレーです。リードスイッチは非常に微細で、通常は不活性ガスで満たされたガラスケーシングの中に2枚の薄い強磁性金属片が入っています。これにより、接続部のスパークが防止されます。磁界がリード・スイッチの近くに置かれると、2つの細い金属片が接触し、通常は開いている回路を閉じます。その構造上、回路を閉じるのに十分な強さの磁力を発生させるのに必要な電圧はかなり低く、リードリレーは高速であることを意味します。また、このリレーは非常に小型にすることができます。実際、リードリレーはアラームなどに使用され、その小型化と素早い反応速度が活かされています。

    半導体リレーの仕組み

    ソリッドステートリレー(SSR)は、可動部品がないため、従来の電気リレーとは異なります。代わりに、半導体で構成され、スイッチングは電子的に行われます。SSRは、電力変換器、電磁石、レギュレータ、インバータ、スイッチング電源、電力変換器などに広く使用されています。

    Safety Relay

    セーフティリレーの仕組み

    セーフティリレーは、安全を最優先に考えて設計され、リスクを低減し、危険を防止する役割を果たします。この種のリレーは、非常停止ボタンや可動式機械装置のガードなどの用途で使用されます。また、非常停止ボタン、磁気安全スイッチ、ライトカーテン、両手操作装置などの制御装置も利用されます。

    セーフティリレーは通常、2つの入力信号を持ち、両方の信号が正しく受信されるとリレー回路が作動します。入力信号が変化すると、即座に出力信号が停止し、回路が遮断されて電流が遮断されます。これらの入力信号は、リレーが接続されたデバイスの安全性を監視し評価するための方法であり、信号が正しく受信されず、潜在的な危険や有害性がある場合には、安全性を確保するためにリレーが停止します。

    リレーをテストする方法

    リレーをテストする最も正確な方法は、マルチメータを使用することです。これはリレーのコイルの抵抗値を測定し、リレーが正常に機能しているかどうかを判断するのに役立ちます。リレーをテストするには、電源を絶縁した状態で、マルチメータをコイルに接続して抵抗値を読み取ります。抵抗値が40オーム以下または120オーム以上の場合、コイルが損傷している可能性が高く、新しいリレーが必要です。

    リレーをテストする別の方法は、リレーを簡単な回路に組み込んで機能を評価し、電流が流れるかどうかにかかわらず、スイッチ/アーマチュアが動作するかどうかを確認することです。また、すべての部品が正常に存在し、損傷していないことを確認するために、目視でリレーをチェックすることもできます。

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