真空管[通信用真空管]物語
                                                                               (第23版;平成29年5月29日)
1.通信用真空管
 
一般的に通信用真空管は、電話、テレビなどの中継所、端局、測定器などに使用される真空管で普通はマイクロ波真空管は含みません。この通信用真空管を戦前期、戦中期および戦後期の3つに分けて調べてみました。

2.戦前期

 最初の通信用真空管は、1913年ごろ水銀が封入されたリーベン管(1910年にオーストラリアのリーベンがドイツ特許を申請)が遠距離回線の実験に使用されたが実用なはならなかっ
た。このリーベン管は、水銀が封入された3極管と言うことでサイラトロンの原型とも考えられます。リーベンの特許は、我が国へも出願されていました。

 初期の真空管は、真空技術の未熟さと相まって、3極管の検波作用には管内のガスイオンが重要な働きをすると考えられていた。1913年、GE社から空間電荷効果に関するラングミュア論文が発表され、真空度の良い真空管は、陽極電流は、空間電荷のみにより制限され3/2乗特性に従うことを明確にしました。ラングミュアの特許は、東京電氣(現東芝)が所有してアメリカで無効になってからも我が国の特許は1931年に期間延長が認められ、1935年に期限が切れるまで有効でした。

 1914年、アメリカのWE社により酸化物陰極を使用した101-D型を実用化し、1938年頃まで大量に使用されました。我が国では、1925年、東京ー岡山間の長距離ケーブルの中継所が三重県亀山に設けられた。WE社から真空管を輸入して中継装置を納入したのが日本電氣でした。戦後1947年になって始めて川西機械と日立製作所の2社も製造を開始しましたが、それまでの20数年間は、通信用真空管の供給は日本電氣が独占していました。日本電氣が通信用真空管の国産化を計画したのが1929年でした。

 一方、米国で長距離電話回線の需要の増加と共に同軸線1本当たりより多くのチャンネルを扱うことができる新しい伝送システムが開発された。
テレビジョンの出現は、ネットワーク設備として広帯域チャネルが要求されました現在、完成に近づいている最新の開発の一つは、L3同軸搬送システムです。3種類の新しい真空管L3同軸搬送システムの厳しい規格を満たす様に特別に開発されました:: 2種類の4極管、W.E. 435AW.E. 436Aと、3極管、W.E.437Aです。3種類の総ての真空管は、回線や単局増幅器にで使用されました。 新しい真空管は、、旧式真空管に比較して広帯域増幅機特性を確保しました。これらの真空管は周知の基本的な新しい真空管製造法の原理を適用した改良品でした。これらの技術は、従来の電話用真空管の製造方法を終了する際の枠組みの中で主として開発されました。

 特殊な小型小電力用真空管の開発は、Bell Systemにおいて高周波用として1934年に始まった。真空管の開発計画は、無線通信の分野の研究プロジェクトの一環としてもともと制定されていました。L1同軸搬送システムの開発が始まったとき、それは同じような真空管が必要となることが認識された。真空管開発努力の一部は、したがって、同軸搬送システムは、この真空管開発計画の副産物として1939年に完成する努力が払われた。L1同軸搬送システムで使用されたW.E. 384AW.E.386A 真空管製造は、このプログラムの副産物として1939年に完成しました。広い周波数帯域増幅の需要が同じ方向に沿ってさらなる開発作業が進められた第二次世界大戦の間、この開発努力1943年初頭に利用可能となり、レーダー装置IF増幅器で広く使用されていた6AK5真空管の開発に適用された。戦後まもなくW.E..408A真空管が電話中継器用に開発された。これは、ヒーター電圧と電流を除いて、同じ電気的特性の6AK5真空管の長寿命バージョンです。W.E.404A真空管は1949年に電話回線に登場しました。W.E.404Aは、W.E.408Aよりもfigure of merrit の高い値を有し、IF増幅器で使用されるように改良された特性を持ち、New York -Boston間の無線中継システムに使用および、TD2ラジオ中継システムで使用されました。W.E..435A、W.E 436AおよびW.E.437A真空管はこの長距離伝送計画に使用された最新型真空管です。(註 一般に増幅器の利得はと負荷抵抗の積に比例するが、負荷抵抗には真空管の入・出力容量のC=Cin+Cout が並列になり、周波数が高くなるとCの影響が大きくなり、利得が下がる。周波数特性を悪くしないためには、負荷抵抗を下げなければならなくなり、利得は小さなる。結局、利得は/C に大體比例する。)
  
                                      

                                         Western Electric 386A, 6AK5, 404A, 435A, 436Aおよび437A


2.戦前期

 2.1 D型3極管

 日本電氣では、1931〜1933にWE社の101ーD型と全く同じ3極管の生産を始めました。陰極は、直熱型の結合型フィラメントで電流基準である点が普通の受信管とは異なっています。中継器では、数本の通信用真空管のフィラメントが直列に接続され、安定抵抗管(バラスト管)を通して定電流給電されたためでした。結合型フィラメントは、白金の心線に5%程度のニッケルを入れ、酸化物が付着しやすくし、その表面をアルカリ土金属の酸化物被膜を施したもので、熱電子放出が大きく劣化が少ないと言う特性がありました。グリッド線は太く、フィラメントとの距離も十分取り多少変動しても特性の変化は少ない様に配慮されていました。電極は、平行平板で開放構造のため目視が出来ます。電極支持は、マイカの替わりにガラス棒が使用されていて、折れやすい欠点がありました.。また、ゲッターは用いず、電極のガスが全くでなくなる迄電極を焼いていました。この様に、電極を焼くための電子ボンバードメントを数時間行っても大したエミッションを害しないフィラメントの強さには素晴らしいものがあります。これらのD型3極管は、二線式及び四線式電話中継器に用いられました。
下記の表は、D型3極管の特性を示します。
              
品 名 用 途 =1.0A、     V=130V
(V) (V) (mA) μ (mS)
101-D 電圧増幅 4.5 ー9 7.5 6.5 1.08
102ーD 高増幅率 2.1 ー1.5 0.8 3.3 0.55
104ーD 出力増幅 4.5 ー20 20 2.8 1.24

 上記の表の中で、品名が太字の通信用真空管を下記に示す。
  
WANTED WANTED
NEC 101-D NEC 101ーD 注3 NEC 102ーD
NEC 104ーD
WANTED
WE 101−D 注1 NE 101−D 注2 WE 102-D 104−D

    注1;WESTERN ELECTRIC 101-Dは、ゲッターがある。
    注2;NORTHERN ELECTRIC 101-Dは、ゲッターなし。
    注3;戦後に生産されたものでST管に変更され、1950年12月製造になっている。

2.1.1UV・ST管の NEC 101-Dに捺印の”NKマーク”について

 終戦後に製造された”日本電気 有線通信管の改良について”、会田 尚美、早志 忠之、鈴木 康夫、村井 以策 共著、NEC No.16、昭和27年9月20日発行を引用しました。

 戦時中及び終戦後暫くの間、ニッケル使用禁止のため止むなく鉄が用いられた。従って真空管を使用中エミッションが低下して寿命が極めて短く、長距離通信回線の回復に当たり通信管がおおきな隘路となり、少なくとも材料だけでも戦前に戻そうと言うことになり鉄をニッケルに戻し、之を従来のものと区別するため
”N”と言うマークを付けた。 ”Nマーク有線通信管は、昭和21年9月より同年10月までの2ヶ月間継続しました。
 この改良によってエミッションは確かに向上し寿命も多少延長されたが、ステムガラスの電解現象によりステムクラックが続出して折角ニッケル材料を使用した効果が顕著に現れない結果となった。そこで、硝子の固有抵抗を増加してステム硝子の電解が起こり難い様にする目的で、ステム硝子のアルカリ分中の加里の割合を増した結果、著しく成果が挙がりました。
 従来の硝子のものと区別する意味で”K”なる略号を付けました。従って、この改良以後のものは、金属材料はニッケルで、ステム硝子は加里をふくんだものと言うことを表示するために、バルブ頂部に”NK”なるマークが印刷されました。 ”NKマーク”球は、昭和21年11月より昭和26年12月末迄つづきました。昭和27年の1月からの製品は、実際には”NKマーク"球であるが、現用有線通信管は既に全部”NKマーク”球しか存在しないので、”NKマーク”を省略することになりました。


 2.2 F型3極管

  WE社では、1930年頃D型3極管と同じ利得でフィラメント電流だけが1/2にしたF型3極管を完成しました。日本電氣は、1933〜34年に同じ名称のF型3極管を製造しました。電極構造は、閉鎖型で電極支持は、ステムに植え付けたニッケル線で各電極が支持されていました。
従来の結合型フィラメントは、取扱が不便で且つ量産に適さないので、之に変わるものとして非結合型フィラメントが昭和14年に完成し、全面的な切替が終わり、104-Fは、良品率が90%以上で製造できる用になりました。

品 名 用 途 =0.5A、     V=130V
(V) (V) (mA) μ (mS)
101-F, 101-G 電圧増幅 4.0 ー8 7.5 7.5 1.25
102ーF, 102-G 高増幅率 2.1 ー1.5 0.8 3.3 0.55
104ーF, 104-G 出力増幅 4.0 ー20 20 2.8 1.25

 丸型(球型)バルブは、1948年8月(昭和23年8月)以後ドーム型バルブに変更されています。G球は、D球と特性が同じですが、絶縁を良くして雑音を減少するように設計変更された真空管です。

上記の表の中で、品名が太字の通信用真空管を下記に示す。

NEC 101ーF 日本電気 102-F NEC 102-F  WE 102F NEC 104-F

                         註:NEC 102ーFは、戦後の1948年6月製造のサンプルですが、ベースは戦前の丸型(球型)当時使用していた物を使用している。NEC102-Fは尾崎逸カ氏のご厚意による寄贈品です。

 2.3 1/4A型3極管
 101-D、102ーDに相当する通信用真空管が4101-D、4102-Dの名称でイギリスでも生産されたが、1932年には、フィラメント電流を1/4に減らした通信用真空管が開発された4019-A〜4021-Aの3種類でした。日本電氣でも1935年、TB-600-A〜TB-603ーAの4品種が製品化されました。これらは、真空管内の陽極の内面にバリウム源を取り付けておき、排気中にこれを高周波で加熱し、タングステン芯線上にバリウムを蒸着させる蒸発法が採用されました。下の写真でも判るように、この種の通信用真空管の内部電極の構造は、傾斜して配置されていることです。

品 名 原 型 用 途 =0.25A、     =130V
(V) (V) (mA) Rp Out (mW)
4019ーA WE−101 電圧増幅 4.0 ー8 6.8 5,500 83
4020ーA WE−102 高増幅率 2.0 ー1 1.26 43,000 18.5V
4021ーA WE0104 出力増幅 4.0 ー13.5 22.5 2,050 140

上記の表の中で、品名が太字の通信用真空管を下記に示す。

STC 4019-A STC 4020-A STC 4021-A

 2.4 HO型3極管
 1934年頃から無装架ケーブルを用いた搬送電話の研究が盛んになり、これに使用する出力ひずみの少ない通信用真空管が要求され、HO型3極管が開発され、東京ー名古屋の中継所で1937年に実用化されました。陽極電圧が高く、250Vに設定され、第3高調波は低かったが、第2高調波がー60dBとなったたため2個をA級PP使用するようにしました。
 1940年(昭和15年)にナス型バルブからドーム型バルブに、またNi芯線非結合型フィラメントに設計が変更されました。


品 名 原 型 用 途 =0.5A、     =250V
(V) (V) (mA) μ (mS)
HO-101-F TB-616-A 電圧増幅 4.0 ー6 9.5 17 1.7
HO-102ーF TB-612-B 高増幅率 2.1 ー3 1.7 35 0.7
HO-104ーF TB-608-B 出力増幅 4.0 ー13.5 20 7.8 1.56

上記の表の中で、品名が太字の通信用真空管を下記に示す。

       
 HO-101-F  102-F TB-612-B  HO-104-F


 


3.戦中期

 通信技術の発展に基づき、利得の高い、歪みの少ない通信用真空管の開発が待たれました。この時期は、ラジオ用受信管で十分に技術実績が積まれた傍熱型5極管の通信用真空管が開発された。歪みに関しては、負帰還増幅器の出現により立ち消えになりました。

CZ型5極管



 アメリカのブラックによる負帰還増幅の発表は、1934年で、その後我が国でも負帰還増幅器に使用できる高利得の通信用真空管が必要になってきました。1941年(昭和11年)に最初に試作されたのは、MC-622-B(Vh=2.5V, Ih=1.0A、gm=1.5mS)で、右の写真のUZ-57(Vh=2.5V, Ih=1.0A、gm=1.255mS)によく似た特性であったと言われています。。負帰還増幅器としては、わが国最初の製品である東京ー大阪間の放送中継用の高出力広帯域増幅器に使用されました。

 当時最も高gmの真空管は、イギリスのSTC(Standard Telephone and Cable)の8A1で、gmが4mSでした。

 左の写真は、CZ-501-Dの前身であるMC-622-Bの0.5A型のMC-622-C(2.5V、0.5A、1.5mS)です。










品 名 用 途 =250V
I(A) (V) Vsg(V) (V) (mA) (mS)
UZ-57 電圧増幅 1.0 2.5 100 ー3 2 1.255
MC-622-B 電圧増幅 1.0 2.5 100 ? ? 1.5
MC-622-C 電圧増幅 0.5 2.5 100 ? ? 1.5
MC-671-A
(UZ-6D6)
電壓増幅 0.3 6.3 100 ー3 8.2 1.6

 上記の表の中で、品名が太字の通信用真空管を下記に示す。

   WANTED  

UZ-57 MC-622-B  MC-622-C  MC-617-A 




 日本電氣では、8A1の類似真空管を試作したが失敗し、1939年に独自の設計でMC-655-Cを開発しました。前後してSTCの7A2と同等のMB-655-Aを開発し、1939年(昭和14年)には、これら一連の通信用真空管が当時の逓信省の標準品として正式に採用されました。下記の写真で、STC 7A2と類似の設計で製造されたのが左のMB-655-Aです。プレート電極構造は。7A2と酷似しています。黒色ベークの高さがからり低くい。このモデルが何時頃、右の写真のMB-655-Aバージョンに変更されたかは目下調査中です。

                 

 



 また、1933年(昭和14年)に、CY-501-Fは、CZ-501-Dの前身であるMC-622-Bの0.5A型のMC-622-C(2.5V、0.5A、1.5mS)より変更された真空管で、昭和14年5月16日に、逓信省C型5極管の仕様書が決定されました。

品 名 原 型 用 途 =250V
I(A) (V) Vsg(V) (V) (mA) (mS)
CZ-501-D MC-636-C 電圧増幅 1.0 3.5 130 ー2.5 6.5 3.5
CZ-502-D MC-657-A 可変増幅 1.0 3.5 130 ー2.5(ー10) 6.5 3.5(0.35)
CZ-503-D MC-655-C 第3グリット変調 1.0 5.5 200 ー13.5 3.5 3.5
CZ-504-D MB-655-A 出力増幅 1.0 5.5 200 ー13.5 3.5 3.5
CY-501-F MC-656-B 簡易増幅 0.5 4.5 100 ー1.5 5.0 2.0


 3.1 C型レッド・チューブ5極管
 1950年11月(昭和25年11月)、CZ型レッド・チューブ5極管として、それぞれCZ-501-D及びCZ-504-Dと同じ特性でEf のみを6.3Vとし赤色ベークライト・ベースを使用したレッド・チューブと称した長寿命のCZ-501-VおよびCZ-504-V 真空管を開発しました。
 

品 名 原 型 用 途 =250V
I(A) (V) Vsg(V) (V) (mA) (mS)
CZ-501-V MC-656-D 電圧増幅 1.0 6.3 130 ー2.5 7.0. 3.5
CZ-504-V MB-655-B 電圧増幅 1.0 6.3 200 ー13.5 3.5 3.5


WANTED WANTED
NEC CZ-501-D NEC CZ-502-D NEC CZ-503-D
NEC CZ-504-D HITACHI CZ-504-D NEC CY-501-F
NEC CZ-501-V NEC CZ-504-V


  戦後、マイクロ波による多重中継装置が用いられるようになり、無線用の受信管に対しても有線用の通信管と同じ高信頼性が要求されました。一番早かったのは、RCA社の”Special Red”真空管で、5691、5692および5693の3種類が1948年に発売されています。56915692は、GT管、5693はメタル管で赤いベースを付けるかメタル容器を赤色で塗っています。之に相当する一般品種は双3極管 6SL7-GTおよび6SN7-GTおよび電圧増幅用5極管 6SJ7です。その後整流用双2極管5690を加えて”Special Red”真空管は、4品種となり何れも10,000時間の寿命と500gの衝撃、2.5Gの振動に耐えうる真空管でした。

 一方、国内では、前述の日本電気のCZ-501-V およびCZ-504-Vが”レッド・チューブ”と呼称して、当時の電気通信省や電波庁で多量に使用されていたことが玉川事業所真空管技術課設計係長の池澤 茂氏により”NEC 電気通信総合技術”誌の第9号、「無線用通信管(レッド・チューブ)」に発表していますので主要な事項を抜粋しました。(ママ)  

 製作されている無線用通信管は、MC-656-D(CZ-501-V)およびMB-655-D(CZ-504-V)である。括弧内は、電気通信省で与えられた名称であって、これはそれぞれCZ-501-DおよびCZ-504-Dに相当し、無線機器の使用に便利な様にヒーター電圧を6.3 Vに変更した結果 CZ-501-Dの末尾のD(電流べーす1Aを流す)を文字V(電圧ベース)に変えたものである。カソードヒター以外の特性は、CZ-501-DおよびCZ-504-Dと全く同一である。 尚、この真空管は一般ラジオ受信管と区別して、特に長寿命真空管なることを表すために赤色ベースを用い「レッド・チューブ」と呼んでいる。 
(筆者註、実際のベースは、赤色と言うよりもえび茶赤色と言った感じです。従って、写真のベースは、CZ-501-VとCZ-504-V共にえび茶赤色または赤茶色に近い色をしています。)

 搬送中継器に昭和23年3月以来昼夜連続で使用中のもので、昭和25年2月7日現在15.500時間になり、尚継続中である。寿命の判定は前述(省略しました)の様に厳格なものであるが、15,500時間に達しても、尚残存率が63%であって前述の方法による推定寿命が約33,000時間になっている。 猶、日本電気 CZ-504-V(MC-655ーD)は、田村和彦氏のご厚意による寄贈品です。


 


3.2 同軸ケーブル用5極管
 
同軸ケーブル中継器では周波数帯域が広いので、負荷抵抗を高くできない。従って、利得を大きくするためには、電極間容量の小さい、相互コンダクタンスの大きい真空管が必要でした。アメリカでは、エーコン管に似た外観の電極間容量の小さい小型の5極管が使用されました。

 日本電氣では、この目的に高相互コンダクタンスのMC-658-AMC-660-Aを製品化した。この真空管は後に、それぞれCZ-511CZ-514と改名され1940〜1941年に製品化されました。両者ともヒターの規格が電圧で規定された最初の真空管でした。


品 名 原 型 用 途 Vh=6.3V, =250V
sg(V) I(mA) V(V) I(mA) (mS)
CZ-511 MC-658-A 電圧増幅 130 0.6 ー2 11 7.5
CZ-514 MC-660-A 出力増幅 180 0.7 ー6 7.5 7.5


WANTED
住友真空管 CZ-511
(MC-658-A
品川電機 MC-658-A*1 NEC CZ-514
(MC-660-A)
 

 注*1、昭和14年に、住友通信工業が開発したテレビジョン用増幅管として開発し、後にCZ-511に改名された。品川電機は、下請け会社として、この真空管を製造したと思う。


3.3130用有線通信5極管
 
米国の有線用通信管としては、101-D、101-Fの様な3極管のほかに、米国で最も普及しているK1型搬送電話中継器用いられている310A、311Aがありました。 310Aは、電圧増幅管311Aは電力増幅管で、定格は下表に示すとおりですが、ヒター電圧は、10Vで、相互コンダクタンスは、310Aは1.88mA/V311Aは2.8mA/Vです。

品 名 用 途 =135V
I(A) (V) Vsg(V) (V) (mA) (mS)
310A 電圧増幅 0.32 10.0 135 ー3 5.4 1800
331A 電力増幅 0.64 10.0 135 ー15 30 2800


WESTERN ELECTRIC 310A WESTERN ELECTRIC 311B


 

 我が国における有線用通信管は、、日本電気が名実共に最も古い歴史と伝統を持っており、日本電気通信用小型真空管の主流を為していました。之が進歩発展の歴史、種類と特性および改良の経緯については、NEC・・・電気通信総合技術誌・・・の第10号ないし12号および第16号で詳しく記述されていますが、便宜のためこれらを纏めた一覧表がありますので、下記に示します。

種 別 球  名 製造開始期日 備考
D型 3極管
 Eb=130V
 If=1.0A
101−D,101−G102−D、102−G104−D、104−G

1931〜1933年
(昭6〜昭8)
白金芯線の結合型フィラメントは1939年(昭和14年)以後はNi芯線の
非結合型フィラメントに変わる。
丸型(球型)バルブは1948年8月(昭和28.8)以後ドーム型バルブに変
わる。
G球はD球と特性同じであるが、絶縁を良くし雑音を減少するように
工夫されたもの。
F型 3極管
 Eb=130V
 If=0.5A
101−F102−F104−F

1934〜1935年
(昭9〜昭10)
HO型 3極管
 Eb=250V
 If=0.5A
HO−101−F
(TB−616−A)
HO−102−F
(TB−612−B)
HO−104−F
(TB−608−B)
1935〜1937年
(昭10〜12年)
東名間中継所で日本最初の無装荷回線用として昭和12年より実用
された。
1940年(昭15年)にナス型バルブからドーム型バルブにまたNi芯線非結合
型フィラメントに変わる。
CZ型 5極管
 Eb=250V
 If=1.0A
CZ-501-D
(MC-656-C)
CZ-502-D
(MC-657-A)
CZ-503-D
(MC-655-C)
CZ-504-D
(MB-655-A)
1938〜1939年
(昭13〜14年)
昭和11年にUZ-57相当管MC-622ーB(2.5V、1A、1.5mΩー1)、
後にMC-656-Aに「改名されたCZ-501-Dの前身が東阪間放送
中継の高出力広帯域電話中継器に使用され、昭和123年に
MC-656-C
となり、昭和14年にCZ-501-Dと変わる。
CY型 5極管
 Eb=250V
 If=0.5A
CY-501-F
(MC-656-B)
1939年
(昭14年)
CZ-501-Dの前身であるMC-623-Bの0.5A型MC-622-C
(2.5V、0.5A、1.5mΩー1)より変わる。
昭和14年5月16ひbに逓信省C型5極管の仕様書決定。
同軸ケーブル用
5極管

 Eb=250V
 Ef=6.3V
CZ-511
(MC-658-A)
CZ-514
(MC-660-A)
1940〜1941年
(昭15〜16年)
MC-658-Aは最初テレビ増幅管として設計されたもので、MC-660
-A
と共に戦後種々改良せられそれぞれCZ-511,CZ-514に改名さ
れた。
CZレッド球
 Eb=250V
 Ef=6.3V
CZ-501-V
(MC-656-D)
CZ0504-V
(MB-655-B)
1950.11
(昭和25年11月)
夫々CZ-501-D、CZ-504-Dと同一特性でEのみ6.3Vとし、赤色ベ
ークライト、ベースを使用、NEC第9号無線用通信管レッドチューブ参照。
Eb=130V型
5極管

 Ef=10V
310A
311A

1950〜1951年
(昭25〜26年)
ウエスターン310A311Aと々特性でCZ-501-D,CZ-504-D相当の
特性を有す。
NEC第13号、130V用有線通信管310A、311Aについて参照。



 
 戦後は、通信設備の復興が急がれましたが、設備、資材および技術の荒廃のため、品質が悪く品質改良に全力が注がれました。勿論、真空管に関しても、1948年には、CZ-501-Dの実用寿命試験では13万時間という驚異的な記録が出ました。
 1951年頃から、搬送装置の小型が始まり、これによもない用途別の他品種のMTが開発されました。また、1952年には、東京ー名古屋間の4000MHz無線中継装置用に広帯域通信管が開発されました。これに続いて、1955年には、960CHの同軸方式の超広帯域通信管が開発されました。



3.4 ミニチュア型通信管
 
CZ型ST管はその外形が大きいこと、電力消費量が多い点で各装置の小型化に当たり不便になりましたので、ミニチュア化の要求が電電公社から提案され、通研電子管課広帯域真空管係の指導で日本電気は1952年(昭和27年)から試作を開始されました。
           CZ-501-D・・・・・・・・・・・ 19M-R9(ECL-1069)・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 試作開始1952年(昭和27年)2月
          CZ-502-D
・・・・・・・・・・・LD-335・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 試作開始1953年(昭和28年)3月
          CZ-501-D
・・・・・・・・・・ 19M-R9(ECL-1069)・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 試作開始1952年(昭和27年)7月

 
1951年の搬送装置の小型化計画に基づき、上記表の通り、CZ型5極管をMT管化することになり、1955年頃には、下の表に示す真空管が実用化されました。これらの真空管は、短距離搬送装置、東京ー大阪間120通話路マイクロ波通信回路端局装置、電力線搬送装置等に使用されました。
 名称は、JISに依る正式名称で、19 は繊條電圧の19Vを示し、M は7ピン、R は9ピンのミニチュアを、Rは電圧増幅、Pは電力増幅をを示し、最後の番号は、登録の順番を示す数字です。尚、LDー335は、日本電気が社内での研究試作時に真空管に使用するもので、このままで商用機器に使用されることもあれば、その段階でJIS に正式登録されました。

品 名 対応品 管 種
用 途
V=19V、Vp=Vsg=120V
Ih(A) Vg(V) Ip(mA) m(mS)
19M-R9
(ECL-1069)
CZ-501-D 5極管
電圧増幅
0.1 ー2.5 7 3.5
19M-R10
(ECL-1135)
6CB6
類似
5極管
電圧増幅
0.1 ー2(約) 9.5
(F=121MHz)
6.2
19R-P11
(ECL-1070)
CZ-504-D 5極管
電力増幅
0.2 ー7 35 5.5
19R-LL1
(ECL-1134)
WE 407A*
(2C-51)
双3極管
電圧増幅
0.15 ー1.6(約) 8.5 3.5
(μ=30)

                 「真空管の歴史」、第3章 受信管、6.通信管、(b)ミニアチュア型通信管の97ページの表3.11
                 では、品名の19R-LL1(BCL-1134)の対応品がWE 407A(2C-51)となっていて、Vh=20.0V
                 です。ここに記載のWE 2C51は、WE 396Aのダブルネームの真空管ですが、Vh=6.3Vです。従って、
                  (2Cー51)は不用と思う。調査中です。

                   


                 


NEC 19M-R9 NEC 19M-R9 NEC 19M-R10 NEC 19R-P11
NEC 19R-LL1 NEC CZ-501ーD NEC 6CB6 HITACHI CZ-504-D
WE 407A* WE 396A(2C51)*


                               
 


 左の写真に示すように、NEC 19M-R9のガラス壁のNECと19M-R9とが赤色と黄色の2通りの表示があります。

 写真の右の赤字のNEC 19M-R9以外に”通信用”、”1957-4"および”2753”(製造番号)が焼き付けされています。一方、写真の左のNEC 19M-R9同じように”通信用”に印刷がありますが、強くこすると印刷が消えていまします。 このことから判断して、赤色の焼き付け印字は、当時の電電公社に納入された搬送装置やマイクロ装置に使用されていたものと思いますが、関連する記事を調査中です。











左の写真に示すように、NEC 19R-LL1は、前述の通り WE-407Aの対応品で電圧増幅双3極管です。
前述したこれらの真空管は、短距離搬送装置、東京ー大阪間120通話路マイクロ波通信回路端局装置、電力線搬送装置等に使用されましたが、このNEC 19R-LL1が装置のどの部分に使用されたかは、目下調査中です。。













3.5 広帯域増幅用通信管
 1954年に開通した東京ー名古屋間の超多重電話とテレビ中継器で 70MHzの中間周波増幅用としてMT管型の通信管が開発された。中間周波数増幅段の帯域幅が10MHzと非常に広かったため、大きなFm(figure of merit)を必要としました。下の表に示します。

品 名 対応品 管 種
用 途
Fm
(MHz)
V=19V、Vp=Vsg=150V
Ih(A) Vg(V) Ip(mA) m(mS)
6R-R8
(ECL-1083)
WE404A
(5847)
70MHz
電圧増幅
181 0.3 150 13 12.5
6R-R8A 電圧増幅 0.3 150 13 12.5
6R-R8C 電圧増幅 201 0.3 150 13 12.5
6R-P10
(ECL-1071)
70MHz
出力増幅
162 0.5 150 36 13.5
6CB6 ビデオ
電圧増幅
121 0.3 200 9.5 6.2



NEC 6R-R8 NEC 6R-R8A NEC 6R-R8C NEC 6R-P10
NEC 6CB6 WESTERN ELECTRIC
5847(404A)


 (1) 6R-R8
  6R−R8
は、4000MHz FM装置の中間周波電圧増幅管で米国ウエスタン製 404−A(JAN5847)に相当する高相互コンダクタンス(12500μモー)の9ピン・MT管であります。設計開始は、昭和26年9月ですが、全然見本がなく、当時我が国ではこの様な高gmのMT管を作るのは初めてで、又欧米でさえ容易に生産されていないむつかしい球(ママ9でありましたので、慎重を期して基礎設計から出発し、第1回試作品が出来るまで丸4ヶ月を費やしました。27年1月から3月の間は更に基礎設計の修正とグリッドの試作実験に重点が置かれ、陰極に特殊ニッケル材料を使いG1はウエスタンでやっていると言われる方法とは別に支柱の直径でG1の内径を出すフレーム方式を採用することとし、3月になってようやく規格に合格するものがえられるに至りました。G1は、0.0076mmの超微細線を1吋当たり約400回捲く必要がりますので、特殊な格子捲線機が整備せられ、またフレームの溶接方法、治具についても種々検討が加えられました。4月以降は特性を揃えるために欠く電極部品の精度、特に陰極コーテイングの問題、G1ピッチとメッキ問題並びに寿命の点から各電極から放出される瓦斯のエミッションに及ぼす影響等が徹底的に調査研究され、これらの解決にまた約半年を要しました。28年7月から周波数特性の点から静電容量のバラツキが相当問題となることが判り、対策を行い8月製品からは略中心値に収めることに成功しました。以来極めて安定な工場生産を継続しており、寿命試験の結果に充分に実用に供せられる自信が得られた。(NEC技報より抜粋)

 6R−R8は、その後特性改善がされ型式として6R−R8A6R−R8Cがあるが、特に6R−R8Aについては、Fm(Figure of Merit)の詳細が不明で目下調査中です。また6R−R8Bが存在するかどうかは、全く分からない状態です。




NEC 6R−R8
(左写真)












  NEC 6R−R8A
  (右写真)





                                      
                                                NEC 6R−R8C









3.6 超広帯域増幅用通信管
 6R-R8等と同じ電極構造のMT管の超広帯域増幅用通信管で、東京ー大阪間のカラーテレビと電話(960通話路)通計用のマイクロ波(6000MHz)通信回路の中間周波増幅管として開発された真空管でした。表中6B-R23は、特に12MHz同軸中継方式用として、最後に開発されたもので、Fmは、6B-R22 と殆ど変わらないが、gmは更に大きく、管壁からの二次電子放出による雑音対策と長寿命対策が施されているのが特徴です。これらの5極管は、どれも6R-R8 などに比べ、Fmの値は一層に大きく、入力アドミッタンス、出力ひずみ、その他についても一層の配慮が払われている。製造技術の限界に近い、世界最高レベルの広帯域管として開発された最後の真空管でした。

 

品 名 対応品 管 種
用 途
Fm
(MHz)
V=Vsg V=6.3V、V=ー10V
(V) Ih(A) Ip(mA) m(mS)
6R-R21
(ECLー108A)
435A類似 電圧増幅
(5極管)
207 150 0.3 13.5 15
6B-R22
(ECL-1144E)
448A類似 電圧増幅
(5極管)
275 135 0.45 25 31.5
6R-H2
(ECL-1179)
417A類似 電圧増幅
(5極管)
140 0.35 28 28
6B-P16
(ECL-1179)
418A 電圧増幅
(5極管)
236 160 0.6 50 26.5
6B-R23 電圧増幅
(5極管)
270 135 0.45 26 34

上記の表の最後に記載されている電電公社の12MHz同軸回線中継器用の電子管6B-R23は,通信用電子管として最後の高性能のもので,特に長寿命を確保するのに苦心が払われた。この長寿命のための研究は1965年頃に終了 したものであるが,実用 にお け る数万時間程度の寿命状況 も若干判明 したので,製 時 における寿命試験データと合わせて、酸化物陰極電子管の寿命の問題をもう一度ふり返 り,一 応の体系的な考察 を行ない,6B-R23 電子管の場合に適用して実測と比較 した論文があります。興味のある方は、参考文献の「25」を参照ください。

NEC 6R-R21 NEC 6B-R22 NEC 6R-H2 NEC 6B-P16
NEC 6B-R23



NEC 6B-R23は、ガラス管壁からの2次電子放出防止のための対策が施されているのが見える


 以上の通信用真空管の他、一木 古典著、「全日本真空管 マニュアル」の67ページに記載の”通信用受信管一覧表”に記載の真空管は下記の通りです。

品 名 管 種
用 途
VxI Vp Ip gm μ
6M-H1 RF増幅
(3極管)
6.3Vx0.4A 150V 14.5mA 13 15
12R-LL3 電圧増幅
(3極管)
12.6x0.225 150 10。0 5.5 30
19M−V5 電圧増幅
(5極管)
19.0x0.1 120 10.0 3.5
6028 電力増幅
(5極管)
20x0.05 120 7.0 5.0


WANTED WANTED
NEC 6M-H1 NEC 12R-LL3 19M−V5 6028


 下記の写真は入手した複数のNEC 6M-H1ですが、NECロゴと品名が赤字の焼き付けと黄色のプリン文字の2通りが見られる。赤字焼き付け文字の6M-H1には、旧公社のロゴと受け入り日(例えば、37.5)の記入が見られる、NECの製造年月日は、西暦を採用しており通信用、1960−5となっている。一方、黄色のプリント文字の6M-H1には、通信用1967−?となっており、旧公社以外への所旧真空管と考えられる。


                                          


5.一木吉典 著「全日本真空管マニュアル」の通信用受信管一覧表」に依ると下記表の真空管が所謂通信用真空管として列挙されています。

名 称 用 途・種 類 Ef If
(V)x(A)
Eb(V)
Ec2(V)
Ec1(V)
Ib(mA)
Ic2
(mA)
(KΩ)

(mΩー1)
μ Rk
(Ω)
備  考
6M-H1 RF増幅3極管 6.3x0.4 150 145 3.5 13 46 100
6R-P10 広帯域電力増幅5極管 6.3x0.5 150 36 8 32 13.5 60 長寿命管
6R-R8 広帯域電圧増幅5極管 6.3x0.3 150 13 4.5 12.5 110 S-CO同軸搬送装置用6R−R8C同等
12R-LL3 電圧増幅双3極管 12.6x0.225 150 10 5.5 5.5 30 230
19M-R9 電圧増幅S-CO5極管 19x0.1 120 120 ー2.5 7 1.5 350 3.5
19M-R10 電圧増幅S-CO5極管 19x0.1 120 120 9.5 2.8 260 6.2 180 長寿命管
19M-V5 電圧増幅S-CO5極管 19x0.1 120 120 ー2 10 2.8 3.5
19R-LL1 電圧増幅3極管 19x0.15 120 8.5 5.5 5.5 180 長寿命管
19R-LL2 電圧増幅双3極管 19x0.2 250 ー8.5 10.5 7.7 2.2 17
19R-P11 電圧増幅双5極管 19x0.05 120 120 ー7 35 7.5 25 5.5 35 長寿命管
6028 電力増幅S-CO5極管 20x0.05 120 120 7.0 2.5 5 200
CZ-501-D 電力増幅S-CO5極管 3.5x1 250 130 ー2.5 7 1.3 1000 3.5
CZ-504-D 電力増幅5極管 5.5x1 250 200 ー13.5 40 7.5 90 3.5


参考文献
1.G.T. FORD and E.J. WALSH:「The Development of Electron Tubes for a New Coaxial Transmission Sysrtem] The BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL Vol.30 No.4,Oct  1951,pp1103〜1128
2.中村幸雄:「精密格子を持つ電子管の製造技術」、電子工業 エレクトロニシアン 1952年11月號、pp12〜14、19
3.和田寿博:「戦時・戦後期の日本真空管工業の品質管理の近代化」、大阪市立大学
4.原島治:「有線用」通信管(1) 有線通信館の進歩発展の歴史」、NEC 電気通信総合技術 No.10、July 1950、pp20〜32
5.原島治:「有線用」通信管(2) 有線通信館の進歩発展の歴史」、NEC 電気通信総合技術 No.11、Septembery 1950、p1〜32
6.原島治:「有線用五極管に付いて」、日電月報 16卷9号、昭和14年9月、p426〜434
7.服部行章(真空課):「製品紹介 有線用ドーム型三極通信管 (新型三極通信管)」、日電月報 、昭和16年6月、pp41〜42
8.池澤茂:「無線用通信管 (レッドチューブ)」、NEC電気通信総合技術 No.9、May 1950 , p27〜29
9.石原平典:「製品紹介 広帯域増幅管 404A」、NEC電気通信総合技術 No16、September 195、2、pp41〜42
10..會田尚美・村井似策:「130V 用有線通信管 310A、311Aに付いて」、NEC電気通信総合技術 No13、October、1951、pp35〜39
11.會田尚美・早志忠之・鈴木康夫・村井似策:「日本電気 有線通信管の改良について」、NEC電気通信総合技術 No16、September 1952、p52〜60
12.村井似策:「MT型 有線用通信管について」、NEC電気通信総合技術 No27、August 1955、pp23〜30
13.湯沢清:「高信頼管」、東芝レビュー 10卷1号、January 1955、UDC 621.,385..004。6、pp43〜47
14.會田尚美 (日本電気株式會社電子管工業部):「真空管の信頼度」、エレクトロニクスダイジェスト No.22別刷、pp61〜71
15.湯沢清・高橋淳一郎:「受信用真空管の機械的強度」、東芝レビュー 11卷7号、July 1956、UDC 621.,385ー75、pp815〜825
16.特集号:「通信管および小型受信管」、NEC電気通信総合技術 No40、December 1958、pp424〜441
17.會田尚美・石原平典・村井似策・岡崎一郎:「超広帯域管についてNEC電気通信総合技術 No42、October1959、pp51〜66
18.會田尚美:「高信頼度小型電子管」、NEC電気通信総合技術 No51、January1962、pp81〜96
19 原島治(小林正次):「ジーメンス電話用真空管の発達について(抄譯)」.著者 C. Nebel、ジーメンス真空管製作所発表、V.a.d.G.d.N.,Jakrge,5,4 Fdge,1935、通信工學邦文外国雑誌     37号、pp28〜34
20.松田三郎:「通信用真空管とはどんなものか? 通信用真空管は信頼度が高い <アマチュアで使えるか>」、無線と実験 42卷7号、July 1955、pp132〜136
21.坪井達夫(大久保向上委管球部):「有線通信用真空管 CZ-501D CZ-504D に就いて」神戸工業技報 N0. 6/7、昭和52年2月、pp58〜61
22.特集:「真空管」、NEC電気通信総合技術 No22、Feburary1954、pp66〜105
23.原島治・小關賢三・山田武雄・佐雉雪男:「金属真空管 MB-850」、NEC電気通信総合技術 No 1、October1948、pp18〜23
24.中村新太郎:「通信用真空管の壽命とその試験法」、エレエクトロニシアン、1952年10月、pp14〜18
25.佐藤憲一:「電子放出低下による電子管寿命 につ いて」、富士研究所、電気学会論文誌、UDC 621.385.1.004.622: 621.3.032.213.13 、pp63〜72

                                                                       以上