レオスタット

May 1, 2017.

鉄道模型の速度制御≒電圧制御のための2端子の可変抵抗です。もっとも、最近では2端子のモノは殆ど販売されておらず、3端子の可変抵抗の内の2端子分だけを使ってレオスタットとしています。2端子のモノは「レオスタット」と呼ばれますが、3端子のモノは「ポテンショメータ」と呼ばれます。3端子のモノをレオスタット代わりに使う場合は「レオスタットモードで使う」と言うような表現がされます。

25W型レオスタット。
25W型レオスタット。



オーディオ機器などに使われる音量調整用の「ボリューム」も可変抵抗器ですが、鉄道模型の速度制御に使うレオスタットとは少々使い方が違います。「ボリューム」の方は所謂ポテンショメータなので3端子を使って純粋に電圧制御をしますが、レオスタットはそうではありません。

レオスタットは負荷(≒模型の車輛)と直列に接続しておいて、レオスタットの抵抗値を変化させます。模型の車輛の内部抵抗は一定で、レオスタットを回してレオスタットの抵抗値を変化させると電圧降下の按分比が変わるので、結果的に車輛に掛かる電圧が変化するので速度が変化すると言うことです。

音量調整用のボリュームで鉄道模型を運転するような事は普通はしませんが、仮にパワーパックに組み込んだと仮定すると、出力電圧はボリュームを回せば無負荷でも必ず変化します。処が、レオスタットを使ったパワーパックでは、レオスタットを回しても無負荷では出力電圧は変化せず、常に最大電圧のままです。レオスタットはあくまでも負荷(≒車輛)と直列に接続した時の電圧降下の按分比を変化させることで、負荷(≒車輛)の走る速度を変化させると言うモノです。

「負荷(≒車輛)と直列に接続した時の電圧降下の按分比」は車輛が変われば変化します。妥当な組み合わせで使う場合には快適に速度制御できますが、組み合わせが拙いと「どんなにレオスタットを回しても車輛の速度が変化しない」とか「最後の最後まで回し切る直前になって突然車輛が走り出す」と言った現象が起きます。

本来レオスタットは、適切な内部抵抗を持つ車輛と組み合わせて使用した時に最高の性能を発揮します。要するに5インチゲージの乗用鉄道模型などで「車輛とレオスタットが1:1対応になっている」と言うような使い方が、レオスタットを最も効果的に使う方法です。次善策としては、どの車輛持内部抵抗がほぼ一定になっているような場合と言う、かなり厄介な条件を満たさないと具合良くは使えません。

こう言った条件を満たすことが出来れば、レオスタットには非常に大きな利点があります。なんと言っても電気的に極めて丈夫です。ショートさせてレオスタットを赤熱させてしまったとしても冷やしてやれば元通りに使うことが出来ます。何分にも、セトモノの芯にニクロム線を巻いてある電熱器の親戚のような構造ですから、ショートなんて怖くもなんともありません。

これは詰まらない都市伝説ですが、某国から核弾頭で攻撃を受けて至近距離で被弾した際に、真空管とレオスタットを使った機器は核弾頭が爆発する際に発生する核電磁波の影響をほぼ無視できるので、焦土になっても装置は残るから応戦できると言う話です。装置が無事でも、至近距離で核弾頭に爆発されたのでは、装置を操作する人間の方が無事とは思えないので大した意味があるとも思えないんですけど。



レオスタットを使用したパワーパックの例。発売元はカツミ、製造元は今井製作所。
レオスタットを使用したパワーパックの例。発売元はカツミ、製造元は今井製作所。大昔に売られていた品物です。こうやってケースに入っている状態ではレオスタットを使っているのかどうかは、見た目では少々判りにくいですけど。概ね、無段階に速度制御できるパワーパックはレオスタットを使っている場合が多いです。カワイモデル製のパワーパックのように摺動変圧器を使って速度制御をするのはかなり例外的な存在ですから、無段階速度制御が出来て製造元が「イマイ」か「ニシザワ」であればかなり高い確率でレオスタットを使ったパワーパックだと考えれば宜しいでしょう。

トランジスタを使って速度制御するパワーパックとは見掛けで区別が困難ですが、トランジスタを使って速度制御するものは普通の電圧制御用にボリュームを使っているので、ツマミの動きが滑らかです。電圧制御用のボリュームと言うのは簡単に言ってしまえば炭素皮膜の可変抵抗、、、もっと簡単に言えば炭素板の上を集電ブラシが擦るようにして抵抗値を変化させるのでツマミの動きが滑らかになります。レオスタットの場合は、かなり太さのある抵抗巻き線の上を集電ブラシが擦って行くので、どうしてもツマミを回した時に多少のカリカリ感が伴います。



ご参考:レオスタットに関する私的考察



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