E-stop用モーター電源リレー

要点: 常時励磁・全負荷中の遮断には、DC遮断定格を持つ「DCコンタクタ」を選ぶ。連続40Aなら carry 60A クラス以上。

必要スペック (24V / 連続40A / 有負荷遮断)#

• 連続通電 (carry) 定格: 40A の 1.5〜2 倍 → 60A 以上。接点・端子の温度上昇で決まる
• DC遮断 (break) 定格: DC24V で 40A+α を確実に切れること。カタログに DC 抵抗負荷/モータ負荷の遮断値が明記されているもの。E-stop 動作は稀なので電気的寿命 (回数) は少なくてよく、「1回でも確実にアークを切れる」ことが本質
• 突入耐量: 起動時に閉状態で定格の 5〜10 倍 (数百A) 流れても溶着しないこと (過負荷通電定格)
• コイル: DC24V・連続励磁 (100% ED) 対応。保持電力が小さいもの (エコノマイザ内蔵で 1〜2W)。サージ対策はダイオード単体だと遮断が遅れるため、ツェナー+ダイオードかバリスタ
• 接点構成: SPST-NO (a接点) 1極で十分。溶着検知したければミラーコンタクト付き

通電容量と遮断容量は別物#

カタログの大きな電流値 (例: 200A) は多くの場合「通電容量」。有負荷で切れる保証値 (遮断容量) は別に規定される。船舶用バッテリーリレー等は「ほぼ無負荷で開閉し、大電流は通電するだけ」という想定の製品で、遮断定格が記載されないことが多い。

ただし DC24V はアーク的には切りやすい領域 (DCコンタクタの本領は 300V 超)。接点ギャップの大きい 200A 級気中リレーなら 24V/40A の遮断は実際にはこなせることが多い。「動くか」と「保証があるか」を区別すること。

• 船舶用 200A リレーを使う場合: メーカーに遮断可否を確認するか、全負荷 E-stop 試験を数回行って接点の溶着・荒れを点検。予備を持つ
• 安全審査で遮断定格の根拠を求められる大会では、保証値のある DCコンタクタにする

故障診断 (励磁しても駆動しない)#

復帰時に「カチッ」と動作音がするかで切り分ける。

音がしない → コイル系

• コイル断線: テスターで抵抗測定 (24V 品で数十Ω、∞なら断線)。連続励磁の過熱が主因
• コイル駆動側の故障: サージ対策なしでコイルを切ると逆起電力 (数百V) で駆動素子や E-stop スイッチ接点が損傷
• コイル電圧不足: モータ負荷でバスが垂れる + 配線降下で定格 -20% 等になると吸引できない (故障ではない)

音はするが主回路が導通しない → 接点系 (気中銀接点で最多)

有負荷遮断の繰り返しでアークにより接点表面が荒れ、酸化皮膜・アーク生成物が堆積して接触抵抗が上がる。溶着の逆の故障。銀接点は硫化・酸化皮膜ができやすく、低電圧・中電流では皮膜を突き破れず導通不良になる。

対策

1. コイルにサージ対策 (ツェナー+ダイオード or バリスタ) を必ず入れる
2. コイル電源の配線を太く短く、負荷時の電圧を確認
3. 通常停止はモータドライバ側で行い、リレーの有負荷遮断は緊急時のみに減らす
4. 根本対策は密閉ガス封入の DCコンタクタへの置き換え (接点酸化・荒れ自体が起きにくい)

適するカテゴリ: DCコンタクタ#

車載リレーや AC パワーリレーではなく、EV/バッテリー回路用の DCコンタクタ。密閉ガス封入や磁気吹消で DC アークを消す構造を持つ。

G9EA-1 の型番サフィックス#

• 無印 / -B: 性能同一。-B は取付ブラケット付きかどうかの違いのみ
• -CA / -B-CA: 高通電電流タイプ (100A 通電)。遮断性能は限定的 (過負荷遮断 DC120V 100A 150回のみ規定) なので、有負荷遮断する E-stop 用途には選ばない。開閉・通電タイプ (無印 / -B) を選ぶ

推奨#

第一候補: G9EA-1 DC24 または G9EA-1-B DC24。予算・重量が許せば EV200。いずれも上流にヒューズを入れる。

関連#

• (今後追加: /docs/robotics/power-distribution 等)