「センサーを注文しようとしたら、『NPNですか？ PNPですか？』と聞かれた」 「海外製の装置に日本のセンサーを付けたら動かない！」
電気設計の初心者が必ず一度はハマる落とし穴、それが「NPN / PNP 問題」です。 カタログには「シンク（Sink）」「ソース（Source）」なんて専門用語も出てきて頭が痛くなりますが、仕組みは単純です。
今回は、「どっちを選べばいいのか？」の判断基準と、配線で一番間違えやすい「COM（コモン）端子の極性」、そして間違えて買ってしまった時の「現場の裏技」まで解説します。
1. そもそもNPN / PNPって何が違う？
難しく考えず、「スイッチがONした時、信号線がどうなるか？」の違いだと覚えましょう。
① NPN出力（シンク / 吸い込み）
- 動作: スイッチONで、信号線が「0V（マイナス）」につながる。
- イメージ: 電流をセンサーの中に「吸い込む（Sink）」。
- 分布: 日本・アジアで圧倒的シェア。日本の古い設備はほぼこれ。
② PNP出力（ソース / 吐き出し）
- 動作: スイッチONで、信号線から「24V（プラス）」が出てくる。
- イメージ: 電流をセンサーから「吐き出す（Source）」。
- 分布: 欧州（ヨーロッパ）・アメリカで標準。最近は日本でも安全規格対応のために増えている。
覚え方：
- NPN = No voltage (0V) になる
- PNP = Positive voltage (+24V) が出る
2. 最大の難所：「コモン（COM）」のつなぎ間違い
センサーを選ぶ時、一番大事なのは「つなぐ相手（PLC入力ユニット）」に合わせることです。 ここで「コモン（共通端子）」の極性を逆にすると、絶対に動きません。
NPNセンサーを使う場合
- センサーが「0V」にするスイッチなので、PLC側の入力は電流を流し込む必要があります。
- PLCのCOM端子: 「+24V」につなぐ！ (※ここが直感と逆で混乱ポイントです！)
PNPセンサーを使う場合
- センサーから「24V」が飛んでくるので、PLC側の入力は電流を受け取る必要があります。
- PLCのCOM端子: 「0V」につなぐ！ (※こちらは素直な感覚です)
3. なぜ世界（欧州）は「PNP」なのか？
「日本で普及しているNPNの方が、マイナス制御で分かりやすいじゃん」と思うかもしれません。 しかし、グローバルスタンダードがPNPなのは、明確な「安全上の理由」があります。
怖いのは「地絡（ショート）誤動作」
現場のケーブルが擦れて被覆が破れ、金属フレーム（アース/0V）に触れてしまった事故を想像してください。
- NPNの場合（危険）： 信号線がフレーム（0V）に触れると、センサーはOFFなのに、電気的には「0Vになった（ONした）」のと同じ状態になります。 つまり、「配線がショートしただけで、機械が勝手に起動してしまう」リスクがあります。これは非常に危険です。
- PNPの場合（安全）：信号線がフレーム（0V）に触れても、センサーがOFFの間は何も起きません（勝手に動くことはありません）。もし地絡したままセンサーがONになれば、その瞬間に24Vと0Vがぶつかってショートし、ヒューズが飛んだりセンサーの保護機能が働いて停止します。 「異常があれば、動かさずに止める」。これがPNPが安全とされる理由です。
この「壊れた時に、安全側に倒れる（フェイルセーフ）」という思想から、安全規格に厳しいヨーロッパではPNPが標準化されているのです。
| 状況 | NPNの場合（危険） | PNPの場合（安全） |
| 地絡した瞬間 | センサーOFFなのに機械が勝手に動く。（一番怖い！） | 何も起きない。 |
| センサーON時 | 普通に機械が動く（地絡に気づけない）。 | ショートして電源が落ちる。（異常を知らせて止まる！） |
4. どっちを選べばいいの？
設計時の判断チャートは以下の通りです。
Q1. 接続先のPLCは決まっているか？
- YES（盤がすでにある）: PLCの入力カードの型式を確認。「シンク入力（NPN用）」か「ソース入力（PNP用）」かに合わせるのが絶対条件。 （※最近の三菱iQ-Fやキーエンスなどは、配線次第でどっちも使える「共用タイプ」が多いので楽です。）
- NO（これから設計）: Q2へ進む。
Q2. 輸出案件か？ 安全規格（セーフティ）が必要か？
- YES: 海外向け、あるいは安全カテゴリ（PL/SIL）を要求される回路（非常停止やライトカーテン）なら、迷わず「PNP」を選びましょう。
- NO（国内の一般設備）: 特に指定がなければ、入手性が良く慣れている「NPN」でも問題ありません。ただし、上記の地絡リスクは頭に入れておきましょう。
5. 【現場の裏技】間違えて買った時は「リレー」で逃げろ！
「NPNのPLCなのに、間違えてPNPセンサーを買ってしまった…」 「納期がないから買い直せない！」
そんな時、現場のプロが使う必勝の変換テクニックがあります。 それは、「リレーを一つ挟むこと」です。
仕組みは単純
センサーで直接PLCに入力するのではなく、「センサーで一旦リレーをONさせ、そのリレーの接点をPLCに入れる」のです。
- センサー側: センサーの出力で、小型リレー（オムロンMY/G2Rなど）のコイルをON/OFFさせる。（NPNならコイルの片側を+24Vへ、PNPなら0Vへつなぐ）
- PLC側: リレーのa接点（ドライ接点）をPLCの入力につなぐ。
リレーの接点には極性（プラス・マイナス）がありません。 そのため、この方法を使えばNPNだろうがPNPだろうが、どんなPLCにでも無理やり接続することが可能になります。
注意点： ただし、リレーは機械的に動くため、反応速度が遅いです（数ms〜数十ms）。1秒間に何十回もON/OFFするような高速なセンサー（光ファイバーなど）には使えません。あくまで「通過確認」や「着座確認」などの低速信号用として使いましょう。
まとめ：コモンの極性に注意せよ！
- NPN: 日本の標準。0VでONする。PLCのコモンはプラス(+24V)。
- PNP: 世界の標準。24Vが出る。PLCのコモンはマイナス(0V)。
- 安全: 配線ショート時に勝手に動かないのはPNP。
- 困ったら: リレーを挟めばなんとかなる（低速信号に限る）。
「間違えて買ったけど、なんとかならない？」と現場で青ざめないように、注文前の型式確認（末尾が-Cか-C3か、などメーカーによる違い）を徹底しましょう！
次回は、電気図面の読み書き基礎。「a接点・b接点」の真の意味と、シーケンス図の「自己保持回路」を3分で理解する！
