リレー回路を扱っていると、同じリレーなのにオンになる条件の値とオフになる条件の値が異なることがあります。この違いは故障ではなく、リレーの構造や電磁石の特性によって意図的に発生するものです。この記事では、リレーが動作するときと復帰するときで電圧や電流の値が変わる理由について、初心者にも分かりやすく解説します。
リレーのオンとオフで値が違う基本的な理由
リレーは内部にコイルと接点を持つ電気部品です。コイルに電流を流すことで磁力が発生し、その力によって接点が切り替わります。
しかし、リレーがオンになる瞬間とオフに戻る瞬間では必要な磁力が異なります。オンにするには接点を動かすための大きな力が必要ですが、一度動いた接点を維持するだけなら、それほど大きな力は必要ありません。
そのため、例えば12Vで動作するリレーの場合、12V付近まで電圧が上がらないとオンにならない一方で、オフになるときは数Vまで低下しても保持される場合があります。
動作電圧と復帰電圧の違い
リレーには「動作電圧（ピックアップ電圧）」と「復帰電圧（ドロップアウト電圧）」という2つの重要な値があります。
動作電圧とは、リレーがオフ状態からオン状態へ切り替わるために必要な電圧です。一方、復帰電圧とは、オン状態のリレーが再びオフへ戻るために必要な電圧です。
一般的には、動作電圧の方が復帰電圧より高く設定されています。これはリレーが頻繁にオン・オフを繰り返して誤動作することを防ぐためです。
ヒステリシスによって誤動作を防いでいる
オンになる値とオフになる値に差がある現象は「ヒステリシス」と呼ばれます。これはリレーだけではなく、温度センサーやスイッチング回路など多くの制御機器で利用されています。
もしオンとオフの基準値が同じだった場合、入力電圧が少し上下しただけでリレーが何度も切り替わる可能性があります。
例えば、電源電圧が10V付近で少し揺れている場合、同じ基準値しかなければリレーが高速でカチカチ動作してしまいます。ヒステリシスを設けることで、このような不安定な動作を防止できます。
実際のリレー動作で見る具体例
例えば、12V用リレーを使用した制御回路を考えます。電圧が9Vから12Vへ上昇すると、12V付近でリレーがオンになります。
その後、電源電圧が少し低下して10V程度になっても、すぐにはオフになりません。リレー内部の磁力が残っているため、一定以下の電圧になるまでオン状態を維持します。
このような特性によって、車載機器や産業用制御装置などでは安定した動作が可能になります。
リレーの種類によって差は変わる
オン電圧とオフ電圧の差は、使用するリレーの種類やメーカー、定格によって異なります。
電磁リレーではコイルの巻き数や鉄心の構造、接点の重さなどによって動作特性が決まります。また、ソリッドステートリレー（SSR）のような半導体を利用したリレーでは、電磁式とは異なる仕組みで制御されます。
そのため、正確な値を知りたい場合は、使用しているリレーのデータシートを確認することが重要です。データシートには通常、動作電圧や復帰電圧、ヒステリシス特性が記載されています。
まとめ｜リレーのオンとオフの値が違うのは正常な動作
リレーがオンになるときの値とオフになるときの値が異なるのは、リレー内部の磁気特性による正常な現象です。
動作電圧と復帰電圧に差を持たせることで、電圧変動による不要な切り替えを防ぎ、安定した制御を実現しています。
リレー回路を設計・確認するときは、単純に1つの電圧値だけを見るのではなく、動作電圧と復帰電圧の両方を確認することが大切です。
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