6Z-P1 Single : アンプのリフォーム

長年私室でBGM用に働いている12BH7Aプッシュプルアンプ。ここへ来て急に仲間が増えました。繋ぎ替えて遊べるように、同じシャシーに載せて前面と背面の配置は同じです。

( このアンプの詳細についてはこちら )

　買い集めた真空管の活用が目的なので、シングルもあればプッシュプルもあり、真空管もざざま。基本的な性能は同じですが、それぞれひとひねりした回路で、内部の造りもあれこれやっています。

　小型アンプを作るきっかけになったのが 6Z-P1シングルアンプ。ずっと以前におもしろ半分で作ったアンプの性能があまりにも情けない状態だったので、本命大物製作の前の腕馴らしも兼ねて作り直しました。
　作りなおして機能的には問題無くなったのですが、やはりしばらくぶりの電気物の製作で、見落としもあり、加工の不手際もあり、中途半端な部分もありました。そしてなにより、外観への配慮がすっかり欠落していました。その後同じシャシーを使ったアンプが勢揃いするとランスの 悪さが目立って来ました。棚の中で長時間目にする私室のアンプにとっては外観も重要です。

上面の部品配置を変えました。回路や使用部品は同じです。

  
　出力トランスを電源トランスと反対の端に配置し、間に真空管を前後に並べました。ドライバ段の回路は平ラグ板に載せて出力トランスの下に。部品の干渉を見逃していて、製作時にラグ板の配置を変更。製作後もシールド板の取り付けとか手直しがありました。
　あらためて全体を見直し。真空管は太くて背も高いです。出力トランスは定格3Wにしてはかなり小ぶりです。 特徴的な姿のST管は良く見えるように横に並べてたいです。見た目が貧弱な出力トランスはその背後に置く。つまり上面の部品配置をそっくりそのまま90度回転すれば良かった。しかしシャシーを買い直して全部作り直しというのはもったいない。そのまま断念。

　昨日ふと思いつきました。問題の回路部分はほぼ正方形のスペースです。電源部は元のままで、回路の部分だけそっくり取り外して、ここをアルミ板で塞いで、その上に新しく穴を開けて部品を載せる。
　手もとにあった解体資材のアルミ板がうまく使えそうでした。元々若干強度不足(ST管の抜き差しはかなり固い)なので補強にもなりそうです。その方針で部品配置を検討して見ました。回路部分はラグ板に載せたまままるっと使うことにしても何とか収まります。配線の引き回しも問題無さそうです。そこで思い切って大改造。今度はシールド板もきちんと作ります。２枚分の穴開け加工に手間がかかりましたが、配線の引き直しは簡単に済みました。全体で半日ぐらいの作業。アルミ板のほか、少しの線材とネジぐらいで、回路部分の部品はそっくり元のままです。ノイズやハムの問題も出ずに済みました。当然ながら出てくる音も元のままですが、一応念のためしばらく音楽をかけます。

6AQ5 PP : 製作 ～ 配線作業 ２

一連の私室の小型アンプ群の最終となる6AQ5プッシュプルアンプ。じっくり準備したので、始めれば順調に進みます。

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　このアンプのドライバ部は半導体の回路です。穴開き基板に組み付けました。万一の間違いがあるといけません。ひと晩置いてから再度チェック。ハンダ付け不良や接触があるといけないので、ところどころテスタも使って調べました。FETがソケット付けなので、この作業は楽です。
　筐体側は、真空管を挿さずに通電チェック。煙も火花も出なくて幸い。高圧も(無負荷なので本来より高く)出ています。ドライバ回路へ行く電圧も正常です。

　基板を筐体内に取り付けて配線を接続。NFの線は繋がないでおきます。真空管のグリッドへの配線は仮付けです。 ここで一応(FET無しで)各部の電圧チェック。異常は無さそう。真空管と違って半導体は少しのことで損傷し、外観では異常の有無が判りません。できる用心はしておくのが吉です。
　FETを挿して、素早く電圧チェック。想定範囲に収まっていました。今度はシンクロを接続してオーディオ信号を入力。ちゃんと逆相の波形が出ています。ここまで来るとひと安心。

完成状態

　真空管を挿して、出力を見ると・・・無事に波形が出ています。思い切ってヘッドホンを接続すると、ちゃんと音が出ます。NFはかかっていませんが、一応それらしい音です。次は位相のチェック。
　音量を絞ってNFの線を付けると・・・やはり正帰還でした。グリッドへの線を入れ替えて、きちんとハンダ付け。今度は出力レベルが下がりました。ヘッドホンを繋ぐとそれらしい音が聞こえます。どうやらちゃんと動作しているようです。あとはスピーカーを繋いでしばらく様子見です。

外観も整えました

出力トランスは新品です。真空管も新品です。しばらく慣らしが必要です。最初の30分ぐらいは音が安定しませんでしたが、その後はだんだん落ち着いて来ました。この間に各部の電圧をチェック。
　一度常用アンプに繋ぎ替えて、耳を馴らします。その合間に矩形波を入れてシンクロで波形チェック。 出力トランスなど実際の特性が判りませんから、位相補正の値は安全方向に推測で決めています。幸い今回も修正の必要はありませんでした。(場合によっては部品を買いだしに行かなければなりませんから)

　一応これで完成という事で外観を整えました。あとしばらくいろんな音楽を鳴らして様子を見ます。

6AQ5 PP : 製作 ～ 配線作業 １

一連の私室の小型アンプ群の最終となる6AQ5プッシュプルアンプ。今までの電子工作の総まとめという気持ちで製作しています。

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　このアンプは出力段は真空管をごく普通の回路で使っています。ドライバ部の回路は何のひねれもない普通のミュラード型ですが、ここは真空管ではなくFETを使っています。製作の工程は真空管アンプの部分とトランジスタアンプの部分に分けられます。

シャシー内の配線

　外観は真空管アンプそのままですから、シャシーに取り付ける部品の周辺は昔ながらの真空管アンプの手法で製作します。電源スイッチもサイズが小さいだけで昔のスナップスイッチと同じです。
　電源部は平ラグに盛り付けます。コンパクトにまとめられ、部品交換も簡単です。発熱の多い抵抗を電解コンデンサから離す意味もあります。回路の接地点はこの平ラグの下です。
　出力管まわりは立ラグを使った昔風の配線です。使用した立ラグはすべて買い置きの活用です。
真空管ソケットのセンターを結ぶようにアース母線を引いています。カソード抵抗とバイパスのケミコンは真空管ソケットに直接ハンダ付けせずに立ラグで中継しています。真空管の熱が伝わるのを軽減しようという考えです。SGには安全のため直列抵抗を入れました。これも立ラグで中継しています。物理的ストレスで破損することを避けるため、抵抗の足は少し曲げてゆとりを持たせてあります。

　出力トランスはバンド型で、下は広くあいています。ここにドライバ部の基板を取り付けますが、トランズのリード線がここを通るので電界の影響を避けるためにシールド板を設けます。

ドライバ部の基板

　ドライバ部はすべてICピッチの穴開き基板に載せます。今回はちょっと贅沢してスルーホール基板を新規購入しました。スルーホール基板はランドがはがれる心配が無く丈夫です。部品の足を穴にまっすぐ入れて裏からハンダ付けして、先は少し残してすべて切っていまい、細いメッキ線でこの部品の足の先を繋ぐように配線しています。ICを使った回路で良く使う方法で、回路の変更や部品の交換が容易です。
　穴あき基板の配線では、部品の足を折り曲げて回路を作る方法がありますが、この方法では後から部品交換するのが困難になります。


　抵抗は基板から少し浮かせて取り付けてあります。基板と接触してショートする事を防ぐ意味と基板が反った時に破損するのを避けるためです。
　中央の列は電源部です。ここを挟んで左右の回路が対称に載っています。使用したフィルムコンデンサは手持ちの活用です。積層フィルムコンデンサには熱収縮チューブをかけました。FETは直接ハンダ付けせずにソケットを使用しました。

6AQ5 PP : 製作 ～ 部品組み付け

一連の私室の小型アンプ群の最終となる6AQ5プッシュプルアンプ。今までの総まとめとしてゆっくり作業しています。

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　穴加工が終わったシャシーに部品をねじ止めします。電源スイッチ、ヘッドホンジャック、ボリウムは自身がネジで締め付けて固定する構造です。電源のコード止めははめ合わせです。それ以外はビスナットで止め付けます。
　ひととおり部品を付けて見て、位置を確認し、必要ならば修正するのですが、今回は特に問題はありませんでした。その上で真空管ソケットの脇の立ラグの位置を決め、出力トランスの下のシールド板(兼基板取り付け部)の形を微調整しました。

まずシャシーにネジ止めしてみました。

 
　この中では電源トランスは4mmネジによる固定です。下面にネジの先が出ていて、これをシャシー下側からナットで締め付けます。ナットと平ワッシャは付属していましたが、これに手持ちのスプリングワッシャを挟みました。
　それ以外の部品は3mmのネジを使います。平ラグ板や内部のシールド板はスペーサーを介して取り付けますが、この部分も3mmのネジです。平ワッシャと内歯ワッシャを挟んでいます。ケミコンの足と出力トランスのの取り付け部にはプラワッシャも挟んでいます。ネジやワッシャなどは大阪市内のネジ屋で購入しています。ひと袋50個か100個入りなので、いつのまにか使い残しが溜まります。そして、あれこれ解体した際に発生した使用済みのネジがあります。今回は過去に製作して用途を終えた物たちへのオマージュという意味も含めて、解体品のネジの中から綺麗な物を選って使うことにしました。

経路とかさなりを考えて順に配線してゆきます。

　このシャシーは薄いので、取り付けてからでは配線しにくい部品もあります。後からハンダこてを入れにくい場所の配線は、長さを見て片側だけハンダ付けてしておきます。前面や背面に付く部品は一旦取り外して先に配線をハンダ付けします。逆に真空管ソケットのヒーターなど、部品を付けてからでなければ配線できない所もあります。
　出力トランスの下にドライバ段の基板が付きます。ここには基板の取り付け部材を兼ねたシールド板が被さります。１次側は揃えて真空管ソケットに導きます。２次側の配線は横に引き出して平ラグ板で中継します。

　シヤシーに取り付けた部品の間の配線が一段落したら、ラグ板まわりの配線です。計画性が要りますが、進み出したら早いです。

6AQ5 PP : 製作 ～ シャシー加工

6AQ5プッシュプルアンプ。部品が集まったのそろそろ製作開始。

第一段階はシャシー加工。昔ながらのアルミ板製のシャシー。部品を組み付けるために大小の丸穴と角穴を開けます。穴加工はいろいろ工夫が要ります。

　 ここしばらく続けて製作して来た私室の小型アンプの最後。子ども時代から馴染んで来たアルミシャシーに盛り付ける製作も、おそらくこれが最後です。今度は急がずにゆっくり少しづつ丁寧に進めます。買いそろえた道具や身につけたいろんなやり方をたくさん使うつもりです。 

紙を貼って加工する位置を記入しました

　通称弁当箱って、アルミの薄板を曲げて作られた箱状のシャシー。昔は弁当箱はアルミ製が多かったからです。部品の大きさとかネジ穴の位置とか印を付けて加工します。簡単に済ますなら油性ペンなどで直接書く方法がありますが、今回は丁寧にやります。
　紙を貼り付けて、部品の大きさと位置をエンピツで書きます。何度も書いて消して、微妙な位置調節ができます。紙の上からドリルを立てれば、先が滑るのを防げます。

ドリルで穴開けした後、リーマーでシャシーパンチ用に穴を拡げます

 
　シャシーのアルミ板は薄いです。板の厚さの３倍以上の直径の穴は綺麗にあきません。まずすべて3.2mmで穴開けして、その後で太いドリルで開けなおします。
　ドリルより大きい丸穴はテーパリーマーで拡げますが、リーマーで拡げた穴は返りが多くて汚いので、ヤスリで仕上げる必要があります。真空管や電源のコンデンサの大きな丸穴はシャシーパンチで抜きます。シャシーパンチの軸は太いので、この穴もリーマーで拡げておく必要があります。

　切削くずが出ますから、アルミシャシーの加工は一気に進めます。6mm以下の穴はドリルで穴をあけて、それ以上はリーマーで拡げます。ドリルの穴の返りは太いドリルで削ります。リーマーで拡げた穴の酷い返りはヤスリで綺麗に仕上げます。

シャシーパンチはネジのちからで刃を食い込ませて板を抜きます

　シャシーパンチは刃の大きさの穴が開きます。手持ちのシャシーパンチではMT管とST/GT管の穴が開きます。今回使用する電源のケミコンは直径25mmですから、MT管用の21mmの刃で穴を開けます。シャシーパンチは厚い板には使えません。2mmではかなりしんどいですが、このシャシーは1mmなので軽く開きます。返りは少なくて綺麗ですが、穴の縁に少し歪みが出ます。
 

アルミ板は糸のこで切れます。

 　面倒なのは大きな穴。アンプのシャシーでいちばん大きな穴は電源トランスです。いろんな加工方法がありますが、今回は糸のこで切ることにしました。電動の糸のこ盤もありますが、これを使うのは大袈裟です。 板の厚さが薄いので手のこぎりを使いました。
　糸のこは直線も曲線も切れます。急カーブを曲がるには幅の細い刃が要りますが、細い刃は折れやすいです。電源トランスの穴は角穴ですから、直線に切れば済みます。幅の広い刃を使えるので手持ちの弓のこでも刃が折れる心配が少ないです。

　角の部分にドリルで穴を開けておいてここへ刃を通して切り進めます。仕上がり線より少し内側を切って、ヤスリできれいに仕上げます。

　前面や背面とか角に近い部分とか、工具が入りにくい所もあります。工具の向きや加工の方法に工夫が要ります。
   　このシャシーは深さが薄いです。前面や背面の部分には糸のこが入りません。ここは別の方法が要ります。

ハンドニブラーは角穴を開ける道具

　ハンドニブラーは縁から小さな四角に板を噛みちぎるようにして板を切る工具です。刃の幅で直線状に切り進むことができますが、切断面はあまり綺麗ではありません。厚い板は切れませんし、薄い板は歪みが出ます。少し内側を切ってヤスリで仕上げる方が良いです。
　背面のスピーカー端子は長方形の角穴です。ニブラーの刃はけがき線の側に出したいのですが、シャシーの内側に手を入れて加工するのはほとんど無理なので、外側から加工しています。内側にケガキ線を入れる方法もありますが、どのみちヤスリかけますし、スピーカー端子は外側から嵌めるので多少形が崩れても問題はありません。

穴加工が済みました

　穴加工が済んだら、ケガキした紙をはがします。貼り付けるのにスティック糊を使用したので、シャシーごと水洗いするときれいにとれます。加工した後の返りをヤスリで削って仕上げます。
　私は加工後にステンレスたわしで磨いてヘアライン状に仕上げています。美観の向上と加工の際のキズを隠す効果があり、使用中の汚れ防止にもなります。

　ここまででほぼ半日の作業。シャシーの加工が終わったら、部品をネジ止めしてゆきます。

6AQ5 PP : 部品あつめ

そろそろ梅雨のようです。外出できない日を工作に使えば具合が良いです。それには下準備が要ります。

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　先週末は東京へ行きました。２日間のイベント参加で東京で１泊。夕方の時間を利用して秋葉原へひとまわり。休日の夕刻で開いていない店もあります。街は人出も多いです。短時間ではあちこち探し歩くことはできません。大阪で入手が難しい部品に絞って購入することにしました。

大物の部品

　回路の設計は完了しています。外観も機能も私室の小型アンプと揃えますから、スイッチとか端子とかは決まっています。回路図から使用する部品を拾い出して、手持ちと照らし合わせ。今までに手持ちの中で使えそうな物から使ってしまいましたから、新たに購入しなければならない物がいろいろあります。目立つものからぽちぽち購入して少しづつ揃えました。
　電源スイッチは未使用の買い置きが見つかりました。ボリウムのツマミも使えそうな物がありました。コンデンサのバンド(足)はジャンク屋で購入しました。入力端子は解体部品を利用しますが、出力端子は新品を購入しました。困ったのはヘッドホンジャック。欲しいタイプは大阪にはありませんでした。電源回路のコンデンサも具合の良い65Vとか35Vの耐圧の物は置いていません。単価は安い物ですから、通販は最後の手段として東京で探します。

　大阪では入手できない部品の筆頭がトランス。今回の6AQ5のプッシュプルアンプに使うトランスはどちらも春日の製品。通販もやってますが、せっ かく東京へ行くのだから店頭で購入することにしました。出発前にメールで在庫を確認して、取り置きしておいていただきました。
　出力トランスは12BH7A-PPアンプの改造の際に使用した物の姉妹品です。電源トランスは6BM8シングルアンプ用に特注した物とはヒーター巻線が違う程度の良く似た物で、外形も大きさもまったく同じです。

　今度は時間の都合を見て日本橋の部品屋巡りです。必要なのは普通の抵抗とコンデンサだけですから、必要な値が欠品していなければ簡単に済みそうです。

6AQ5 PP : トランスの選定

オーディオアンプは音が第一ですが、ルックスも大事。真空管のヒーターの光が橙色に点れば音もなんとなく暖かく感じます。



　銀色のアルミシャシーにあれこれ部品がネジ止めされている姿は昔の電蓄やラジオそのまま。市販品はこの外側を木製かプラ製の箱が覆っていましたが、アマチュア工作ではカバーも何も無しで、ガラスの真空管もむき出しのままというのはあたりまえでした。その点ではこのアンプは伝統的なラジオ少年の工作らしい姿と言えそうです。
　アマチュア工作でいちばん困るのがパネル面の文字入れ。自分で使う物だから、機能が判れば良いという考えもありますが、ちょっとぐらい綺麗に見せたい気もします。手間をかけて中身を作ったならば外観もきちんと仕上げたい。外観がきちんとしていると中身もきちんとしているように見えますから。

　文字入れにはいろいろなやり方がありましたが、12BH7Aアンプは１文字づつインレタを貼り込んでいました。しかし今ではインレタは入手不能です。その後に作った小型アンプたちはパソで刷ったラベルを小プレート状に切って貼りました。その後、対になっている入力セレクタの文字入れの際に、プラシートにパソのプリンターで裏刷りして、スプレー糊で貼る方法を試したところ、 たいへんすっきりした物になりました。これ合わせる形で、小型アンプ群の前面の体裁を揃えました。今回製作した6AQ5シングルアンプもこれと同じ方式で仕上げました。外観で音が変わる訳は無いですが、きっちり文字が入ると一段しっかりした物になった気がします。　

セレクタと合わせてお化粧しました

　6AQ5をプッシュプルにして全体の発熱を常用の12BH7Aアンプと同程度に抑えるには、さらに電流を絞った使い方になります。まず使えそうな出力トランスを探しました。イチカワのITPP-3W型に16KΩの物があり、これは6SN7-PPアンプで使ってたいへん良い感じでしたが、ちょっとインピーダンスが高すぎで容量的にぎりぎりの感じです。春日にKA-14-54という製品があり、これは14KΩで容量の余裕もじゅうぶんあり、姉妹品のKA-8-54P2は12BH7Aアンプに使っています。

　微妙に悩ましいのが電源トランス。Ｂ電圧が200Vほどですから、シリコンダイオードでブリッジ整流するとACで170～180Vぐらいでしょう。このぐらいの電圧のトランスは少ないです。昔の整流管なみの抵抗を入れれば電圧が下がりますが、その分発熱します。6BM8シングルアンプでは特注しました。あちこちの製品を調べなおすと、春日の KmB150Fがありました。AC170VでDC95mAとＢ巻線はちょうど良いのですが、ヒーターは0.9Aの巻線がひとつだけ。
　6AQ5は450mAですから、4本で1.8A。しかし巻線の電圧を子細に見ているうちに解決策を見つけました。ヒーター巻線は0-6.3V-12.6V-14.5V-16Vと多くのタップが出ています。6.3Vのタップを中心に、0V端子と12.6V端子との間を使うとそれぞれ6.3Vの電圧です。6AQ5を２本づつ並列に繋げばそれぞれちょうど0.9A。余裕は全然ありませんが、6CA7アンプで使っている感じから見ると春日の電源トランスは定格いっぱいでも大丈夫そうです。

注意：トランスレス用でない真空管のヒーターを直列にして使ってはいけません。起動特性のばらつきのためにヒーター断線のリスクが大きくなります。