制御盤の扉を開けると、DINレールの上に透明ケースの小箱が並んでいます。部品表には「MY4N DC24V」と「PYFZ-14」。交換用を探すと、よく似た「MY4N-D2」も出てきて、どちらを頼めばいいのか手が止まります。
もうひとつ、現場から届く不思議な相談があります。「スイッチを切ったのに、リレーが戻らない」。電磁石なのだから、電気が切れれば鉄片は離れるはずです。それでも戻らないことがあるのはなぜか。答えはリレーの中だけでなく、盤の中の回路と、盤の外へ延びる配線にもあります。
リレーは、コイル側と接点側が別々の回路になっている
オムロンの技術解説は、リレーを「コイルに与えられる入力信号(電圧、電流)によりスイッチ(接点機構)の開閉を行うもの」と定義しています。最もよく使われるヒンジ形リレーは、次の順に動きます。
- コイル(電磁石)に電流が流れ、鉄心が磁化される
- 磁力で鉄片が鉄心に引き寄せられる
- 鉄片につながった可動接点が動き、別の回路が入る(または切れる)
- コイルの電流が切れると、復帰ばねの力で鉄片と接点が元に戻る
肝心なのは、コイルの回路と接点の回路が電気的につながっていないことです。形MYの耐電圧は「コイルと接点間」でAC2,000V・1分間と規定されています。DC24Vの制御回路でAC200Vの負荷を入切しても、両者は絶縁されたままです。PLCの出力で電磁接触器のコイルを動かす、センサーの信号でランプとブザーを同時に鳴らす。盤の中で信号を中継し、組み合わせる役目を受け持つのがリレーです。
a接点・b接点・c接点は「コイルに電気が来ていないとき」の状態で呼び分ける
リレーの回路図は、この3種類の接点が読めれば追えるようになります。名前の基準は「普段(コイルOFF)の状態」です。
| 記号 | 正式名 | 別の呼び方 | コイルOFF | コイルON |
|---|---|---|---|---|
| a接点 | メーク接点(常時開路接点) | NO接点、フロント接点 | 開いている | 閉じる |
| b接点 | ブレーク接点(常時閉路接点) | NC接点、バック接点 | 閉じている | 開く |
| c接点 | トランスファ接点 | BBM接点 | b側に接触 | a側に切り替わる |
オムロンの用語解説では、c接点は「閉成すべき接点が閉成する前に開離すべき接点が開離される」BBM(ブレーク・ビフォア・メーク)接点とされています。設計上は、b側が離れてからa側に触れるわけです。それでも、大きな電流を切るとa・b接点の間でアークによる短絡が起きることがあり、オムロンはa・b・cを短絡させると過電流や焼損になる回路構成を避けるよう注意しています(注意事項2-1-9)。
オムロンMYの型番の数字は極数(c接点の数)です。形MY2=2極(2c)、形MY4=4極(4c)。c接点1組には共通・a側・b側の3端子があり、これにコイルの2端子を足すと、2極で8本、3極で11本、4極で14本。MY用ソケットのピン数が8・11・14と並ぶのはこのためです。極数が増えると1接点あたりの定格は小さくなり、抵抗負荷の定格負荷はMY2がAC220V 5A、MY4がAC220V 3Aです。
b接点が「安全側」に使われる理由と、その先の工夫
非常停止用押ボタンスイッチには、NC接点(b接点)を使うことが規格上求められています(IDEC安全機器講座)。仮にa接点で組むと、普段は回路に電流が流れていないので、配線が切れていても誰も気付きません。いざボタンを押しても止まらない。IDECはこれを「危険側故障」と呼んでいます。b接点なら、断線も接点の異物も「機械が動かない」という安全側の故障になります。
さらにIDEC XWシリーズは直接開路動作機能を持ち、ボタンからb接点までを剛性のある部品でつないで、接点が溶着していても押し込めば開くようにしています。
では、リレーの接点が溶着したらどうなるか。機械の安全関連部に使われる強制ガイド式リレーは、a接点とb接点をリンク機構で機械的につなぎ、a接点が溶着して閉じたままでもb接点は開いたままを保ちます。オムロンはそのすき間を0.5mm以上と説明しています。
IDECの解説には、2台の強制ガイド式リレーのa接点を動力回路に、b接点を直列にして監視回路に入れる例が載っています。片方が溶着してももう片方で機械を止められ、監視回路が閉じないので再起動もできません。汎用リレーのc接点では、折れたばねが両側の接点を導通させてしまうおそれがあるとも書かれています。
自己保持回路——押しボタンを離しても止まらない理由
押しボタンを離しても機械が動き続けるのは、リレーが自分の接点を通して自分のコイルに電気を送り続けるからです。
- 起動ボタン(a接点)を押す → リレーのコイルがON
- リレーのa接点が閉じ、その接点を経由してもコイルに電気が流れる
- ボタンを離しても、リレーは自分の接点で通電を保つ(自己保持)
- 停止ボタン(b接点)を押すと保持が切れて止まる
この保持は電気で成り立っているので、停電でコイルの電気が切れると保持も解けます。電気が戻っても、起動ボタンを押すまでは動き出しません。自己保持は「動き続ける」働きと「止まったら止まったまま」の働きを1つの回路で兼ねています。
逆に、意図しないところで保持が外れることもあります。オムロンの注意事項は、交流操作形のリレーで、操作回路と同じ電源ラインにモータ・ソレノイド・トランスがつながっていると、それらが動いたときの電圧低下で接点がバイブレーションを起こし、接点の焼損・溶着や「自己保持はずれ」の原因になるとしています(2-2-14)。回路の組み方はリレー・シーケンス回路の基礎知識で扱っています。
リレーの型番は、5つの項目を決めると1つに絞れる
オムロンの形式表には「ご注文の際は、定格電圧をご指定ください」とあります。MY2という型番だけでは、品物が1つに決まりません。まず入切したいものから機種の系列を選びます。
| 入切したいもの | 選ぶ機器 |
|---|---|
| 信号・小さな負荷(PLC入出力・表示灯) | ミニパワーリレー(MY・G2R-S等) |
| やや大きい負荷(ソレノイド・小型モータ) | パワー開閉向けの汎用リレー(LY等。LY2は抵抗負荷AC110V 10A) |
| 高頻度開閉(数秒間隔でON/OFFするヒータ等) | SSR(ソリッドステートリレー) |
| 三相モータ本体 | 電磁接触器(富士電機の電磁接触器SC形の選び方参照) |
三相モータそのものの入切は電磁接触器の仕事で、リレーはその接触器のコイルを操作する側に回ります。系列が決まったら、次の5項目で型番を詰めます。
| 項目 | 決めること | MYでの例と注意 |
|---|---|---|
| 1. 接点数(極数) | 同時に切り替える回路の数 | 2回路ならMY2、4回路ならMY4 |
| 2. コイル電圧 | 制御回路の電圧 | AC12〜240V、DC12・24・48・100/110V。「AC100/110V」は、AC100VとAC110Vのそれぞれ50Hz・60Hz、計4通りで使える品の呼び方で、JISの呼称ではない(注意事項1-2-3) |
| 3. 接点容量 | 負荷の電圧・電流と種類 | 誘導負荷は抵抗負荷より定格が小さい(MY2はAC220Vで抵抗負荷5A、誘導負荷2A)。電源を入れた瞬間の突入電流も見る |
| 4. ソケット | ピン数と定格 | 2極は8ピン、4極は14ピン。オムロン指定のソケットと組み合わせる(他社品は通電容量やかん合性の違いでかん合部が異常発熱する原因になる。1-1-2)。リレーとソケットの低い側の定格内で使う(2-3-2) |
| 5. 表示・オプション | 表示灯・サージ吸収 | 動作表示灯付きは末尾に「N」。ダイオード内蔵形は「-D」(表示灯付きはN-D2)でDCコイルのみ、CR回路内蔵形は「-CR」でACコイルのみ |
突入電流は、負荷の種類で定常電流の何倍にもなります。オムロンの注意事項(2-1-1)が示す目安は次のとおりです。突入電流が大きいほど接点の消耗・転移が増え、溶着の原因になります。
| 負荷の種類 | 突入電流/定常電流 |
|---|---|
| コンデンサ | 約20〜50倍 |
| 白熱電球 | 約10〜15倍 |
| ソレノイド | 約10倍 |
| モータ | 約5〜10倍 |
| リレー | 約2〜3倍 |
| 抵抗負荷 | 1倍 |
MY2とMY4は「何極か」だけでなく、接点の素材が違う
同じMYシリーズでも、MY2とMY4では接点の材質が違います。並べると、大きな電流に強い接点と、小さな信号に強い接点の違いが見えてきます。
| 型式 | 接点構成 | 定格負荷(抵抗負荷) | 誘導負荷 | 電気的耐久性 | 接点材質 | 故障率P水準(参考値) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 形MY2 | 2c・シングル | AC220V 5A | AC220V 2A | 50万回以上 | Ag | DC5V 1mA |
| 形MY4 | 4c・シングル | AC220V 3A | AC220V 0.8A | 20万回以上 | Auクラッド+Ag合金 | DC1V 1mA |
| 形MY4Z-CBG | 4c・クロスバ・ツイン | AC220V 1A | AC220V 0.3A | 5万回以上 | Auクラッド+AgPd | DC1V 100μA |
※オムロン MY 定格/性能より。電気的耐久性は定格負荷・開閉ひん度1,800回/hの値。
故障率P水準は、表の電圧・電流で開閉したときに、信頼水準60%で1,000万回に1回の故障が推定される水準です(オムロン用語解説、JIS C5003)。MY2はDC5V 1mA、クロスバ・ツイン接点のMY4Z-CBGはDC1V 100μAで、この水準が示されています。銀(Ag)の接点は導電率が高い反面、硫化皮膜ができやすく、低電圧・低電流では接触不良になりやすい(注意事項1-3-4)。微小な信号を通す接点には、金クラッドやツイン接点の品が向くわけです。
オムロンは、1個のリレーで大きな負荷と微小負荷を同時に開閉しないよう注意しています。大きな負荷の開閉で飛び散った接点の粒が、微小負荷側の接点を汚すからです(2-1-11)。負荷がMYの定格を超えるなら、LY(1極は抵抗負荷AC110V 15A、2〜4極はAC110V 10A)に上げます。
開閉の回数が問題ならSSRです。MY2の電気的耐久性50万回は、5秒周期で入切を続けると計算上約29日で使い切ります。オムロンがSSRの技術解説で、数秒間隔のON/OFFを数年続けるヒータ制御には「SSRが必要」と書いているのは、この桁の差のためです。
現場で間違いやすい点
表示灯が点いていても、接点が動いたとは限らない
オムロンの注意事項は「動作表示灯は、コイルへの通電を表示しており、接点動作に基づく表示ではありません」と明記しています(1-2-6)。表示灯が点いているのに負荷が動かないなら、疑う先は接点側です。故障解析の表では、リレーのトラブルが最も多いのは接点部、次がコイル部とされ、接触不良の原因には接点表面の酸化と、規定の耐久回数に達した摩耗が挙がっています。
トランジスタ出力でDCコイルを駆動するなら、サージ対策が要る
コイルは電磁石であると同時にインダクタでもあります。電流を流している状態から急に切ると、流れ続けようとする性質(自己誘導)で、瞬間的に高い逆起電圧が出ます。オムロンの注意事項は、この逆起電圧が「半導体素子の破壊や装置の誤動作の原因」になるとして、コイル両端へのサージ吸収回路の付加か、内蔵機種の選定を求めています(2-2-5)。
方法は2つです。DCコイルにはダイオード、ACコイルにはバリスタやCR素子を外付けする方式があります(Aratas FAQ)。もう1つは内蔵形を選ぶ方法で、MYにはダイオード内蔵形(形MY2-D等、DCコイルのみ)とCR回路内蔵形(形MY2-CR等、ACコイルのみ)があります。どちらを選んでも復帰時間は長くなるので、実際の回路で動きを確かめます。PLCのリレー出力や有接点スイッチで駆動する場合の要否は、駆動側機器のマニュアルの指定に従います。
ダイオード内蔵形は、コイルにプラスとマイナスがある
ダイオード内蔵形や表示灯付きの直流品は、コイルの極性が決まっています。逆に接続すると、リレーの動作不良、ダイオードの破壊、表示灯の不点灯につながります。ダイオード付きの場合は回路が短絡して、回路内の機器を壊すおそれもあります(注意事項2-2-12)。冒頭のMY4NをMY4N-D2に替えるなら、既設の配線がカタログの端子番号どおりの極性になっているかを先に確かめます。
「戻らない」の多くは、リレーではなく回路側で起きる
オムロンの故障解析の表は、復帰不良の原因として、接点の溶着のほかに「迂回路によるコイルへの電圧印加」「半導体回路などの組み合わせ回路による残留電圧」「コイルとコンデンサ並列接続による復帰の遅延」を挙げ、対策はどれも「コイル端子間の電圧確認」です。MYのDCコイルは、確実に復帰させるには定格の10%以下に下げる必要があります。DC24Vのコイルなら2.4V、ACコイルは30%以下で、AC100VならAC30Vです。
テスタで測ると数V残っている。そんなときは、コイルへの漏れ電流(2-2-6)や、接点とコイルの並べ方による回り込み回路を疑います。オムロンは、2本の電源線の上側に接点、下側にコイルなどの負荷をつなぐよう推奨しています(2-2-9)。それでも原因が見つからないときに残るのが、次の節の「長いケーブル」です。
一段深い理解①:電源を切っても戻らない——長いケーブルの心線どうしがコンデンサになる
押しボタンが盤から離れた場所にあり、そこまでの配線が動力線と並んで長く走っているとします。ボタンで接点を開いても、ケーブルの中で隣り合う心線どうしが小さなコンデンサとして働き、交流がわずかに流れ続けます。オムロンの注意事項は、これを「電線の浮遊容量からリレー両端に電圧を生じ復帰不良の原因となります」と書き、コイル両端にブリーダ抵抗をつなぐよう求めています(2-2-8)。
| 浮遊容量 | ブリーダ抵抗(形MY4 AC100/110V) | 浮遊容量 | ブリーダ抵抗(形MY4 AC200/220V) |
|---|---|---|---|
| 0.05μF以下 | 不要 | 0.01μF以下 | 不要 |
| 0.05〜0.15μF | 7kΩ・2W | 0.01〜0.12μF | 8kΩ・8W |
| 0.42μF以上 | 1kΩ・15W | 0.18μF以上 | 4kΩ・15W |
※オムロン「リレー共通の注意事項」2-2-8の表から抜粋。ワット数は参考値で、浮遊容量は実測で確認するよう注記されている。
同じ表の注には、CVVケーブル(2mm²・7心)の線間浮遊容量が0.15〜0.25μF/kmと書かれています。ここから計算すると、形MY4のAC100/110V品では約200〜330mで0.05μFに届きます。AC200/220V品では、しきい値の0.01μFに約40〜70mで届きます。40mなら、同じ建屋の中の押しボタンでも届く距離です。冒頭の「切ったのに戻らない」のうち、盤の外へ延びる配線の分は、この長さが答えです。
一段深い理解②:同じ接点で、交流は1,100VA切れても直流は120Wまで
MY2の「最大開閉電力」は、抵抗負荷で交流AC1,100VA、直流DC120Wです(誘導負荷ではAC440VA・DC48W)。単位が違うのは、オムロンの用語解説のとおり交流をVA、直流をWで表すためで、数字の大きさは9倍ほど違います。接点の素材も形も同じなのに、なぜこれだけ差が出るのか。
接点が離れる瞬間、接点の間には「アーク」が飛びます。OMRON TECHNICS(2021年)の論文によると、アークは気体が数千度以上の高温になって電離し、電流が流れる現象で、電流によるジュール発熱で温度が保たれて続きます。
交流は、50Hzなら1秒に100回、電流がゼロを通ります。直流にはその瞬間がありません。同じ論文は、直流のアークを止めるにはアークを引き延ばして抵抗を上げ、アーク電圧を負荷電圧まで押し上げる必要があり、電圧が高いほど長いアーク長が要ると説明しています。
この差は定格表にも出ています。オムロンの注意事項は、直流負荷では接点電圧が高いほど開閉能力が下がると書き(例として、低い電圧側の300Wに対して高い電圧側は75W)、直流で規定以上の電流を流すとアークが続いて開閉できなくなるとしています(2-1-1)。MY2の定格表でも、直流は125Vまで開閉できますが、120Wの枠があるので、DC125Vで切れる電流は抵抗負荷でも1A足らずです(120÷125の計算)。DC24Vのソレノイドバルブのような直流の誘導負荷では、MY2の定格はDC24V 2A、MY4は1.5Aです。
救いもあります。直流の誘導負荷は抵抗負荷より開閉が難しいものの、接点側に合ったサージキラーを付ければ抵抗負荷と同程度まで性能が上がるとオムロンは説明しています(2-1-4)。
MYの本体とソケットの組み合わせ早見表(オムロン公式)
ソケットは極数(ピン数)と、配線の取り付け方で決まります。表はオムロンのMYのアクセサリページで確認したものです。ここに載る型番を、ご注文の「対応ソケット」の欄にそのまま書けます。
| 本体の極数 | 配線の方式 | 表面接続ソケット(DINレール・ねじ取付) | 保持金具 |
|---|---|---|---|
| 2極(MY2□) | プッシュインPlus端子(フェルール端子・単線・撚り線) | PYF-08-PU、リリースレバー付きPYF-08-PU-L | PYC-A1(表示灯・ラッチングレバー付きMY2IN(S)はPYC-E1) |
| 2極(MY2□) | ねじ端子M3(Y端子・棒端子など。端子カバー一体で丸端子は使えない) | PYFZ-08-E | PYC-A1 |
| 2極(MY2□) | ねじ端子M3(丸端子・Y端子。端子カバーは別売PYCZ-C08) | PYFZ-08 | PYC-A1 |
| 2極(MY2□) | ねじなし端子(クランプ方式、DINレール専用) | PYF08S | PYCM-08S |
| 2極(MY2□) | ねじ端子M3.5(DINレール専用) | PYF08M | PYC-P |
| 3極(MY3□) | ねじ端子M3 | PYF11A | PYC-A1 |
| 4極(MY4□) | プッシュインPlus端子 | PYF-14-PU、PYF-14-PU-L | PYC-A1 |
| 4極(MY4□) | ねじ端子M3(端子カバー一体) | PYFZ-14-E | PYC-A1 |
| 4極(MY4□) | ねじ端子M3(端子カバーは別売PYCZ-C14) | PYFZ-14 | PYC-A1 |
| 4極(MY4□) | ねじなし端子(DINレール専用) | PYF14S | PYCM-14S |
| 4極(MY4□) | ねじ端子M3.5(DINレール専用) | PYF14T | PYC-A1 |
※MY2Z□-CR(ツイン接点でCR回路内蔵)は保持金具がY92H-3専用で、リリースレバー付きの組み合わせは使えません。MY4ZN-CBG-CR(クロスバ・ツイン)もY92H-3です。 ※裏面接続ソケット(はんだ付け・ラッピング・プリント基板用)は、2極がPY08、3極がPY11、4極がPY14です。最小発注単位が10個なので、10個の倍数で手配します。
部品表に「PYFZ-14」とあれば、4極のMY4□用のねじ端子ソケット(端子カバーは別売)です。端子カバーが一体のPYFZ-14-Eとは、丸端子が使えるかどうかが違うので、既設の配線の端子形状を見て選びます。リレー本体の末尾が「N」(表示灯付き)でも「N-D2」(ダイオード内蔵)でも、極数が同じなら同じソケットに入ります。
注文するときは「型番・コイル電圧・ソケット」の3点を書く
例:「MY2N DC24V を 20個、PYFZ-08-E を 20個」
「MY4N-D2 DC24V を 10個、PYF-14-PU を 10個」
- 新設ならソケットも同数。交換ならソケットは盤に残っているので、リレー本体だけで足ります
- 既設がダイオード内蔵形(-D、N-D2)か、CR内蔵形(-CR)かも、本体の型番表示で確かめて伝えます
- 型番がわかれば型番検索から見積リストへ追加でき、見積フォームからも依頼できます
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