ユニパルス真空管展示室

 
ユニパルス真空管展示室風景
真空管は、今から170年も前の『真空中の熱電子放射現象』の発見が基礎となり、20世紀初頭には現実の製品となって今日のエレクトロニクス時代の創始者かつ担い手として栄華をほしいままにしました。けれども時の流れには勝てず、20世紀半ばに登場したトランジスターとその後発達した半導体製品に順次主役の座を譲り、最近では一般の人々の記憶からも消え去ろうとしています。しかし、今日のスマートフォン・パソコン・自動車・家電・その他あらゆる分野で使われている半導体は、真空管という基礎があったからこそ実現できたのであり、そのコンセプトは形を変えて現代にも生きています。
また、真空管はガラス細工・金属微細加工・セラミック加工の妙技により作られ、工芸品としても興味は尽きません。
メカトロニクスのユニパルスも以前は真空管を使った無線機を製造していました。
「ユニパルス真空管展示室」は越谷市のユニパルス技術センター内にあり、コレクションは約一千種類、四千本です。
展示されている真空管はアマチュア無線家JA1BWD宮崎 卓さんが60年間にわたりハム(アマチュア無線家)の視点で蒐集したものを譲り受けたもので、JJ1EVL世古名知夫さんの協力を得て分類展示したものです。
ちなみに私、ユニパルス社長の吉本はJA1CPGで、アマチュア無線の趣味が高じてユニパルス創業に至りました。
 
 

ナス型管

ナス型管
1918年11月に第一次世界大戦が終結しその後無線通信、特にラジオの普及を うけて真空管の開発や製造が盛んになった。
初期のラジオの音は金属製のラッパから出ていた。

ST管

ST管
 
1927年にそれまでのナス型にかわって発表されたもので、小型化とともに上部に段を付けて電極の支えにすることで安定した構造になった。
日本国内ではそれまで再生検波方式の並四と呼ばれていたラジオが使われていたが不要な電波を発信することがあるためGHQの勧告により生産が禁止されたそれによりスーパーヘテロダイン方式のラジオ(5球スーパー)に移行し大量にST管がつくられた。

GT管

GT管
 
GT管
 
1937年にST管の欠点である長いリード線を短縮して、電極間の容量を減らし高周波回路に使用範囲を広げた。ソケットはオクタルタイプとし形状がコンパクトになり、軍事用・産業用として盛んに使われた。ST管からGT管になるのが10年かかったのに対して、次のミニチュア管へはわずか2年だった。
写真の3本の真空管は日本軍の要求で作られた万能5極管(RH-2、RH-4)でRH-2は戦闘機用無線機に使われた純国産の真空管「ソラ」の原型になった。

メタル管

メタル管
 
1935年にRCAが発表したメタル管はガラスの代わりに金属チューブを使用しており電極を支えているステムを円盤状(ボタンステム)にした。 金属とガラスの膨張係数が異なるため接合部に苦労したが、小形で堅牢になりそれまでの真空管と比べ画期的な変革をもたらし、その後のミニチュア管につながった。
アメリカ軍の無線機は耐震性に優れたメタル管を多用した。

MT管

MT管
 
MT管
 
1939年にはメタル管のボタンステムの技術を生かしたミニチュア管が誕生して真空管の形状に大きな影響を及ぼした。
真空管は一層小型となり多様な進歩を遂げた、無線機、ラジオ、初期のカラーテレビなどに使われた。

マジックアイ

マジックアイ
 
ラジオ局が多くなり、スーパーヘテロダイン方式の受信機が普及すると目的の放送局を受信するのに耳だけを頼りにダイヤルを回して同調させることが困難になり1930年代にはこれを助ける指示装置が求められた。
1935年RCAが電子式同調管6E5を発売した、指示部が目玉のように見えたのでマジックアイの愛称で呼ばれた。ラジオの小型化でマジックアイもMT管(6EM5等)が使用され、形状が小型化された。MT管のマジックアイは日本独自のものが多種類作られた。

ロクタル管

ロクタル管
 
1930年代世界一の受信機メーカーだったフィルコ社はRCA、GE両社の頭の高さを嫌い、自家製の受信機には採用しなかった、その代わりとして同社向けの真空管を一手に供給していたシルバニア社にロクタル管を開発させ全面的に採用した。
ロクタル管は全ガラス管で下部に脱落防止用のくびれがあり、この脱落防止機構と高周波特性が良いなどの理由で携帯ラジオ・自動車ラジオや飛行機などの移動用無線に使用された。戦時中のことで日本では生産も使用もされなかった。GT管やMT管の前身とも言える。

鬼っこ一族

鬼っこ一族
 
角が二つで、プレートとグリッドを離して静電容量を小さくした球、及び二つのプレートを角で出した両波整流管を鬼っこ一族と呼んでみた。

TV用真空管

TV用真空管
 
1953年シャープから国産第一号の14インチ白黒TVが発売された、その年NHKが本放送を開始した。1960年東芝が17インチカラーTVを発売した、以降1973年頃真空管がトランジスターに代わるまで、TV専用の真空管が多品種・大量に生産された。
ちなみに1950年代後半には白黒TVは電気洗濯機・電気冷蔵庫などとともに「三種の神器」の一つに、1960年代後半にはカラーTVがクーラー・自動車などとともに「新・三種の神器」の一つに数えられるようになった、このころの日本は「元気」だった・・・

定電圧放電管・安定抵抗管

定電圧放電管
 
定電圧放電管・・・ 現代のツェナーダイオードと同じように特定の電圧で放電が始まることを利用して電圧の安定化に使用された。
放電電圧は75V、90V、105V、150Vであり外形は容量によりST管、GT管、MT管がある。主に電源装置、測定器などに使われた。
安定抵抗管
 
安定抵抗管・・・ 電源電圧や負荷変動に対して定電流を得る目的で作られた、フィラメントに電流が流れると温度上昇が起こり抵抗値が高くなることを利用し安定抵抗管の両端の電圧が変化しても電流を一定に保つことが出来た。
トランスレスラジオのヒーターに直列に入れて使われた。

ドアノブチューブ

ドアノブチューブ
 
1930年代後半に作られたマイクロウェーブ用の軍用真空管でその形状からドアノブチューブと呼ばれている、レーダーや飛行機の敵味方識別用トランスポンダなどに使われた。
しかし何かの無理があったのかこの種の真空管の寿命は数十時間だったという。

エーコン管

エーコン管
 
名前のとおり形状が「どんぐり型」の真空管。
1930年代頃から超短波領域の実用化が進みそれに適した真空管が求められるようになった、高周波特性を改良するため電極を極端に短くして電極間の静電容量を減らした構造にしたが、小形で複雑な構造のため歩留まりが悪く、やがてMT管などに主役の座を譲ることになった。
エーコン管は当時最も高い周波数まで使用できたため初期のレーダーの受信部に使われた。

サブミニチュア管

サブミニチュア管
 
近接信管用サブミニチュア管5678
 
ミクロビスタ6D-HH13
 
MT管の次の世代、サブミニチュア管といえばかなり後の時代の製品のように思われるがRCA、シルバニアから発表されたのは戦後型MT管と同じ1945年だった、用途は補聴器、携帯ラジオ、携帯無線機などだった。
手のひらの真空管は米海軍の艦艇の高射砲弾に組み込まれる近接信管(VT信管)用の真空管6K7(民間型名5678)で太平洋戦争当時使われた。
この真空管は砲弾の発射時の加速度に耐えられる構造だった。従来の砲弾はタイマーによる時限で炸裂させていたが、VT信管弾は飛行機に近づいたことを検出し砲弾を炸裂させ、飛び散る破片で目標にダメージを与えるものだった、マリアナ沖海戦では日本機は米艦隊上空に到達する前に打ち落とされ被害甚大だった。
ミクロビスタはテレビのチューナー用に作られた真空管で、ニュービスタ型のサブミニチュア管。
(写真一枚目はサブミニチュア管、2枚目は近接信管用サブミニチュア管5678、3枚目はミクロビスタ6D-HH13)

WE-300B、310A

WE-300B、310A
 
昔の映画は無声映画だったが1930年以降トーキー映画全盛時代を迎える、ウエ スタンエレクトリック社は当時映画館の音響システムの製造もしていた、サイレント映写機をトーキー映写機に改造する仕事だ、ウエスタンの映画館用スピ ーカーは高効率でわずか3Wの出力で映画館全体に音を響かせることが出来た。
トーキー用として開発されたのが300B、310Aだ。趣味のオーディオ装置の原点は映画館にあった、ウエスタンの300Bを使った真空管アンプはなぜかオーディオファンの憧れだ。

ライトハウス管

ライトハウス管
 
1942年頃RCAで開発されたいわゆるライトハウスチューブ(灯台管)である、これまで登場した高周波真空管は外形こそ多様だったが電極構造に革新的な変化はなかった、しかし、より高い周波数での動作が求められ、さらに外部回路が集中定数回路から同軸型、矩形導波管などの分布定数回路に進化し、真空管もそれらの構成要素の一つとして組み込まれるようになって、電極構造も大幅に変わった。カソード・グリッド・プレートの各電極が平面上できわめて狭い間隔で対向させ、各電極からのリードも円環状として外部の構造物と一体化できるよう設計されている。

ペンシル管

ペンシル管
 
ペンシル管
 
ラジオゾンデ
 
マイクロウェーブの回路を構成するために導波管などの分布定数回路に適した真空管として1949年RCAが30~3000MHzの増幅・発振用の鉛筆型の真空管を開発した。水素ガス風船で高層気象観測システムのラジオゾンデの気圧、温湿度のデータを地上に送る送信部に多く使用された。
3枚目の写真はラジオゾンデ。

ニュービスタ(NUVISTOR)

ニュービスタ(NUVISTOR)
 
1959年にRCAがテレビ用に開発した超超小型セラミック金属管、UHFチューナーに用いられた。高周波増幅、発信、混合用として使われた。外側が金属のシェルとセラミックのステムだけで構成され、ガラスは使われなかった。
何種類かが発表され、ニュービスタは真空管らしくない形状と驚くべき性能をもったすでに誕生していたトランジスターの向こうを張ろうと努力した結果の製品とみられ、当時の半導体よりはるかに優れていたがやはり時に利あらず、やがて半導体に取って代わられてしまった。最後期の真空管である。
なおNUVISTORはNewと Visitorの合成語である。

スタックトロン

スタックトロン
 
スタックトロン
 
1963年東芝がスタックトロンシリーズとしてGEが開発した三極管の7077を発表し一年後7486、8506を発表した、主にテレビ難視聴地域解消のためのUHFサテライト局の増設に用いられた。
この製品は技術者の気概が伝わる小型高性能であり当時のトランジスターの性能をはるかに凌駕するものだったが時間とともにトランジスターの性能が上がり間もなく置き換えられてしまった。

撮像管(イメージオルシコン)

撮像管(イメージオルシコン)
 
白黒テレビ普及開始時代のスタジオカメラ、中継用カメラに使われた。(東芝5820A)

進行波管(TWT)

進行波管(TWT)
 
右は1960年代後半、テレビ難視地域解消のため小出力のUHFテレビ局が建設された当時の送信用進行波管。(日立1W67、700MHz、10W)
左は4GHz帯テレビ中継用進行波管。

ヨーロッパの真空管

ヨーロッパの真空管
 
友人がイギリス駐在時代集めた真空管を貰った・・・

電池管

電池管
 
1940年前後、携帯無線機や携帯ラジオのために電池駆動用の低消費電力のMT管が作られた、ヒーターは1.4V50mAプレート電圧22.5Vで動作した。
10歳ぐらいの時小型の真空管携帯ラジオに触ったことがあるが、大きなクリヤーな音に驚いたものだ。
1950年代後半、携帯ラジオはトランジスター式となり電池管は消えていった。

クライストロン

クライストロン
 
戦後の電話回線の増加やその後のテレビの爆発的普及に対応して旧電電公社がマイクロ回線を日本中に張り巡らせた。また途上国へのODA(政府開発援助)の手段としてもマイクロ回線の供与は盛んに行われた。クライストロンはマイクロ波を発信させるもので3GHz~15GHzの帯域で使われた。
マイクロ回線はいまだ健在だが送受の装置は半導体化され、より回線密度の高い光通信ケーブルや静止衛星通信に置き換えられてきている。

サイラトロン

サイラトロン
 
三極管にアルゴンガスや水銀蒸気を封入し、放電開始点をグリッドの電圧で制御出来るようにしたものである。サイラトロンを用いた整流回路は、グリッド電圧の制御によって一定の交流電圧から任意の直流電圧を得ることができ、電源装置に革命的な進化をもたらした。サイラトロンはSCR(通称サイリスター)と呼ばれる半導体に置き換えられてその歴史を閉じた。(サイリスターはサイらトロンとトランジスターとの合成語)

サーマルリレー管

サーマルリレー管
 
真空管を用いた通信機などでは、まずヒーターを温めその後プレート電圧を印加する慣習があり、そのために作られたのがサーマルリレー管だった。真空管中にヒーターとバイメタルを封入したもので、ヒーターオン時より5~300秒の時間経過後接点を動作させるものだった。

テレビ送信管

テレビ送信管
 
8F66RAという空冷では最大級の送信管で1960年代後半、東京タワーの下の送信機で二本組で使われ、上空300mのアンテナまで太い同軸ケーブルで電波を送っていた。当時はNHKがカラー本放送を開始した時期だった。

光電子増倍管、光電管

MT管
 
光電子増倍管(左の2本)フォトマルチプライヤーチューブ(略称フォトマル)  微弱な光領域で最も感度の高い光検出器、スーパーカミオカンデでは5000本のフォトマル(浜松フォトニクス製)が使われている。 光電管(右の4本) 光検出用の真空管 光学測定、光電リレー、トーキー、FAXなどで使われていた。

特殊管

特殊管
 
小型フォトマル、真空管製造用高真空計、レーダー用TR管、真空コンデンサー・・・等と思われる

807とその仲間

807とその仲間
 
1936年にRCAが発表した低周波用ビーム出力管の6L6をトッププレートにし高周波用に改良した送信管が807であり、使い易さと、入手の容易さで多用された。特にアマチュア無線家が好んで使った。

小型送信管①

小型送信管①
 
アイマックの15Eは超小型(直径35mm)の三極管ながら2000Vのプレート電圧で100Wの出力が得られた。15Rは整流管。

小型送信管②

小型送信管②
 
小型送信管②
 
短波帯の送信管、上は米軍で、下は日本の漁船などで使われた。

中型送信管

中型送信管
 
中型送信管
 
中型送信管
 
短波帯の送信管、上は漁業無線局や船舶で、中、下は軍用、各方面の業務用に使われた。

アイマック型送信管

アイマック型送信管
 
アイマックにより開発された三極管、タンタル製で片持ちのプレートが特徴、写真右がアイマックオリジナルの100TH(プレート損失100W)、中は日本無線製の5T30(米国型式450TL、プレート損失450W)、左はRCA製808(プレート損失50W)、100TH、250TH(写真なし)は朝鮮戦争時米軍の通信機に多用され、アマチュア無線家もよく使った。

中波放送用送信管

中波放送用送信管
 
放送局で使われた送信管で地方局あるいは終段の球をドライブするエキサイターとして使われた。写真中の8T30Rはプレート損失30KWである。

セラミック送信管

セラミック送信管
 
FM放送局やテレビ中継局などで使われた、後期の真空管である。

電子レンジ用マグネトロン

電子レンジ用マグネトロン
 
一家に一台の電子レンジにはこんな真空管が使われている、2450MHzの強力な電波を発信する。

双ビーム型超短波送信管

双ビーム型超短波送信管
 
近代型送信管の代表の一つである双ビーム管、一本でプッシュプルの平行線型同調回路に適するよう、双方のプレートを菅頭に出した構造で効率の良い発振・増幅回路を組むことができるようになった。

小型セラミック送信管

小型セラミック送信管
 
後期の真空管、超短波~極超短波帯で小型ながら高出力を得られた、軍用通信機、航空機などで使われた。

ソラ

ソラとRH-2
 
ソラとRH-2
 
友人に探して貰っていた、航空機用真空管「ソラ」が手に入った。
昭和14年ドイツの製品をベースに日本海軍がJRCに開発させFM2A05Aという真空管は、性能がいいが作りにくく量産性に劣っていた。海軍は東芝にもこの真空管の量産を求めたが、当時の技術本部長西堀栄三郎は製造の難しいことを理由に了承せず、代わりに当時すでに使われ始めていた「RH-2」を原型とした「ソラ」を提案、開発した。「ソラ」は大量生産を前提に設計され、品質管理基準を完備し、徹底的に微細な部分まで製造マニュアルを作って‘新橋の芸者を集めてでも作れる’と西堀が豪語したほど優れものだったそうだ。大量に作られ海軍の軍用機の無線機に使用された。
戦後飛躍的な発展を遂げた工業生産の芽生えがここにある・・

西堀栄三郎  1903~1989  京都大学、理学博士、東芝技術本部長、品質管理の専 門家、登山家、探検家、第一次南極越冬隊長、原研理事、雪山賛歌の作詞者

写真:左「ソラ」、右「RH-2」

3CX2500A3 セラミック三極送信管

3CX2500A3 セラミック三極送信管
 
3CX2500A3 セラミック三極送信管
 
知り合いが手土産に新品のアイマックの送信管を持ってきてくれた。
JAN8161と米軍仕様、陽極損失4kW、使用周波数上限75MHzヒーター電圧7.5V電流51.5A、陽極電圧6000V電流2.1A、出力10kW

4CW100000E セラミック四極送信管(水冷)

4CW100000E セラミック四極送信管(水冷)
 
4CW100000E セラミック四極送信管(水冷)
 
以前から展示室にあったが調べてみたらなんと凄い球だった、アイマック製の水冷四極送
信管で許容陽極損失100kW、使用周波数上限108MHz、ヒーター電圧15.5V、 電流215A、陽極電圧20000V、電流15.2Aで高周波出力220kW

中型送信管

中型送信管
 

ヨーロッパの真空管

ヨーロッパの真空管
 

古い真空管

 
以上の3枚の写真の真空管は友人から貰った。

FARNSWORTH製 1P25 赤外線暗視管(寸法 直径41mm×長さ113mm)

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米軍の初期のナイトスコープ用の赤外線暗視管。ハム仲間の鈴木さんが50数年前にナイトスコープを自作しようと入手したものを寄贈いただいた。

4-1000A 直熱四極送信管(空冷)

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JA1AEA鈴木さんから4-1000Aを3本頂いた。ヒーター7.5V21Aを点灯してみた。
許容プレート損失1KW、最大プレート電圧6KV、最大高周波出力3.5KW

集魚灯

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江東電気の原田さんから集魚灯を頂いた。最近はサンマ漁にはLEDが使われるようになったが、イカ釣りには演色性の高いメタルハライドランプが使われる。上から1KWハロゲンランプ、3KWメタルハライドランプ、2KWメタルハライドランプ。

水晶振動子

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友人から古い水晶振動子の寄贈を受けた、放送機・一般無線機・軍用無線機・アマチュア無線機などに使われたものだ。