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【自己保持回路の作り方】リレーの仕組みと使い方|誰でもわかる回路例と説明

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これまでの記事では、リレーの仕組みや役割・用途について説明してきました。

本記事では、リレーを使う醍醐味でもある「自己保持回路」の作り方を説明します。

せでぃあ

自己保持回路はリレー回路の定番なんだ

この記事を読んでわかること
  • リレーの仕組みと役割のおさらい
  • 自己保持回路の作り方
  • 自己保持回路の作るときの注意事項
筆者:せでぃあ

✅電験三種合格者

✅プライム企業に勤める電気・機械設計エンジニア

✅子供と一緒に電子工作を作り、2作品で発明くふう展受賞経験あり

✅本ブログにてArduinoスクラッチプログラミングLESSON記事投稿中

✅YouTubeチャンネル「せでぃあブログちゃんねる」運営中

目次

リレーの仕組みと役割のおさらい

おさらい内容
  • リレーとは
  • 接点の種類

リレーとは

有接点リレーの構造説明
有接点リレーの構造説明

リレーとは入力信号を受け取り、別回路のオンオフ切り替え可能な機器です。

コイルに電圧が印可されることで、電磁石がONして接点が切り替わる構造になっています。

産業機器の制御盤内でもよく使われているFA機器です。

接点の種類

有接点リレー接点の説明図
有接点リレー接点の説明図

リレーの接点は3種類あります。

コイル印可電圧がOFF・ON時の接点状態が異なるa接点、b接点があります。

a接点、b接点を兼ね備えた接点がc接点になります。

リレーシーケンスの学習本↓

カラー徹底図解 基本からわかるシーケンス制御

自己保持回路の作り方

自己保持回路とは

自己保持回路とは、入力信号がON⇒OFFになっても入力回路のON状態を保持させる回路です。

<自己保持回路の例>
 押しボタンを押したらランプを点灯させ、
 押しボタンから手を放しても、ランプの点灯を継続させる。

自己保持回路の作り方

自己保持回路の作り方の一部を紹介します。

自己保持回路の構成例
  • オルタネイトタイプの押しボタンを使う
  • リレーを用いた自己保持回路を構築する
  • 自己保持回路を有したランプ等出力機器を使う

押しボタンタイプは2種類

押しボタンタイプは2種類あります。

押し釦タイプ
  • モーメンタリ
  • オルタネイト

モーメンタリ

ボタンを押し下げる力が働いている間のみ、接点状態が変化(OFF⇒ONになる)ボタンです。

ボタンから手を離すと、接点が元の状態(ON⇒OFF)に戻ります。

身近なものに例えると、パソコンのキーボードがそれにあたります。

オルタネイト

ボタンを一度押し下げると、ボタンから手を離してもボタンが押し下げられた状態(OFF⇒ON)を維持します。

身近なものでは、ノック式ボールペンが該当します。

せでぃあ

今回はモーメンタリボタンを用いた回路を紹介します

回路構成例

使用機器の前提
  • ランプ点灯用押しボタンはa接点モーメンタリタイプ
  • ランプ消灯用押しボタンはb接点モーメンタリタイプ
  • リレーはa接点×2接点タイプ

自己保持回路のない回路

自己保持回路がない回路とタイミングチャート
回路例(左)とタイミングチャート(右)

自己保持回路が構築されていない回路になります。

押しボタンを押し続けている間のみランプが点灯します。

自己保持回路がある回路

自己保持回路がある回路とタイミングチャート
回路例(左)とタイミングチャート(右)

自己保持回路が構築された回路になります。

押しボタンから指が離れても、黄色矢印の回路で電気が流れてコイルON状態が継続します。

この回路は一度ランプが点灯したら、コイル印可用の電池がなくなるまで消灯しません

自己保持回路有り+ランプ消灯回路構成例

自己保持回路がありかつ、ランプ消灯回路の構築例
回路例(左)とタイミングチャート(右)

先ほどの回路ではランプが一度点灯すると、消灯させることができませんでした。

この回路では、ランプ消灯用の押しボタン(モーメンタリb接点)を追加して自己保持回路を遮断します。

黄色矢印で回り込んでいる回路を、消灯用押しボタン接点が開くことでコイルがOFFし、ランプが消灯します。

自己保持回路の作るときの注意事項

自己保持回路の作るときの注意事項
  • 一定時間の信号入力が必要
  • 2接点以上を持つリレーが必要
  • ボタンの同時押し対策が必要

一定時間の信号入力が必要

有接点リレーは機械式構造であるため、コイルがONして接点が切り替わるまでわずかながら時間がかかります

自己保持回路が成立するのは、接点切り替わり完了時となります。

ランプ点灯用の押しボタンは、接点が切り替わるまでボタンを押し続ける必要があります

2接点以上を持つリレーが必要

自己保持回路を構築するためには外部回路の開閉用接点に加えて、自己保持回路用の接点が必要となります。

最低でも2接点は必要となります。

自己保持回路を構築する際は、リレーの選定機種に注意してください。

ボタンの同時押し対策が必要

複数の入力条件がある場合は、同時押しについても考慮する必要があります。

ボタンが同時押しされた場合に、どんな結果になるべきかを考えてください。

ボタン同時押しでランプが点灯したままになる回路例
回路例(左)とタイミングチャート(右)

上記は点灯用押しボタンが押しっぱなしのときに、ランプ消灯できない回路です。

消灯用の押しボタンが遮断している回路は、自己保持用接点回路のみになっているためです。

ボタン同時押しでもランプを消灯させられる回路例
回路例(左)とタイミングチャート(右)

上記はランプ点灯用押しボタンが押され続けていたとしても、消灯用押しボタンを押すことで消灯させられる回路です。

点灯用押しボタンと自己保持用接点回路の両方を遮断できる位置に、消灯用押しボタンが挿入されているからです。

せでぃあ

これが電気回路の面白いところだね

JTEXで制御に関する通信講座が受けられます

(引用)JTEXのメインページ
JTEXメインページ(HPより引用)
かな

通信講座ってお高いイメージがあるんですけど・・・

JTEXは1971年に設立した、職業能力開発促進法第31条の職業訓練法人です。

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せでぃあ

JTEXは職業訓練法人だから他に比べてお値打ちな価格設定なんだ

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JTEX公式サイト「受講者の声」より

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かな

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まとめ

これまでの内容をまとめると
  • 自己保持回路はリレーを用いた定番回路
  • 入力信号の長さに注意
  • 信号が同時入力されたときの考慮が必要

リレーは電気回路構築するときに重宝する、とっても便利な機器です。

リレーを複数用いて、接点を組み合わせて制御回路を構築することも可能です。

この制御回路をリレーシーケンス回路といいます。

せでぃあ

リレーはとても便利な機器なんだ

リレーシーケンスの学習本↓

カラー徹底図解 基本からわかるシーケンス制御

応援ありがとうございます(^^)/

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