エネルギー変換：電子部品の特徴3 可変抵抗器（ボリューム）の構造

 

　抵抗器の仲間の可変抵抗器です。

 

　オーディオ機器の音量調節などで使われていて、電子部品の中ではメジャーな存在です。日常生活の中でも「ボリューム」で通用するほどです。では、その構造はどのようなものなのか、と言われたら…。と、いうことで、分解して構造を調べてみました。

 

 

分解に入る前にボリュームについて簡単に説明。

ボリュームはつまみの回転角によって抵抗値を増減させる装置です。

その抵抗値についてはボリューム本体に記載されている場合が多いです。

上の写真では「10KA」と記載があり、「10K」Ωの抵抗値があることがわかります。

 

では「A」はというと、ボリュームの特性を表しています。

 

ボリュームにはおおきくわけて３つの特性があります。どんなものかというと下のグラフに表します。

 

 

A特性：つまみを回すほど、急激に抵抗値が上がる

B特性：つまみを回すとリニアに抵抗値が上がる

C特性：つまみを回すと急激に抵抗値が上がって、その後穏やかな増加に転じる

 

このような特性があるには、ちゃんと理由があります。

まず、A特性の存在意義は人間の聴覚によります。人間の耳は小さな音には敏感に、大きな音には鈍感な性質があります。ちょうどC特性のような感度を持ちます。

よって、オーディオ機器でB特性のボリュームを用いると、小音量時に急激に音量が上がったように感じ、大音量時では音量の上昇に不足を感じます。

C特性のボリュームを用いた場合では、小音量時に急激に音量が上がり、その後音量の上昇を感じなくなります。

 

また、B特性の存在意義はモーターの回転速度や電流値にリニアに反応するランプなどの制御用。

C特性は入力に大電流を要し、その後は敏感に電流に反応するアクチュエータなどに用います。

 

中学校の技術でボリュームを用いるのはラジオの音量調整（主にA特性）やロボットカーの制御（主にB特性）などがあると思います。よって、特性の選択もできるように、少なくとも特性の存在を知っておくことが必要です。

 

 

 

では、分解に入っていきましょう。

 

 

まずは外観。裏側から。リード線がついているのは、以前実験に用いたからです。気にしないでください。

 表面に４つのツメがあります。これを外します。

 ４つとも外すと…

 外れます。が、よくわからない。

 横から覗いてみます。が、よくわからない。これ以上分解するには、カシメ（はめ殺しともいいます）られている部分を削る必要があります。

 削りました。

 外れました。つまみによって白い樹脂部品が回転します。

 重要なのはこの２部品。白い樹脂部品に取り付けられている金属部品は導体です。基盤に塗られている黒い抵抗体の上を回転スライドすることで、抵抗体の距離を増減させ、抵抗値を増減させています。











この構造だったら、ボリュームの足って２本でも機能するのでは？

その通りです。

が、３本であることにも理由があります。
ボリュームとして機能させるには左・中または右・中の足を回路に組み込めば良いです。
ただ、この左・中（右・中）が摩耗などの理由で接触不良となった場合∞Ω（絶縁）状態になってしまいます。回路によっては、これが回路破壊の原因になる場合もあります。これを防ぐために左・中の足を組み込んだ場合に中・右をショートさせるという方法をとります。
この辺りを詳しく知りたい人は、回路設計の本を読んでください。


長くなったので、このあたりで。
次回は、ボリューム分解時にわかった構造の工夫についてです。