真空管[メタル真空管]物語 
                                                               (第8版;平成28年4月9日)
   

1.米国に於けるメタル真空管開発の歴史

 多くの真空管コレクター会員のいるTCA(TUBE COLLECTOR ASSOCIATION、INC)が発行するTUBE COLLECTORの最新号、Vol. 12、No.3 June 2010、ページ 3~17には、Bro. Patrick Dowd (W2GK)氏が1976年に著したHISTORY AND DEVELOPMENT OF THE ALL METAL RADIO TUBEが掲載されている。この論文は、RCAがメタル管を製造するに至った経緯について調査をした結果を詳しく述べている。編集者の説明によると初版は1976年2月と6月にAWA Old Timer’s Bulletin( AWA Journal )に掲載されたもので、その後1992年と2010年に改版されて掲載されてきた。このたびメタル管誕生の75周年記念として、著者の許諾を得て再度掲載することになったと前書きで述べている。(真空管が文法上女性名詞、”DIE RÖHRE”であることが面白い。)

 メタル管は、
GEが5年半、受信管製造から手を引いていたが、1935年末に新たに参入する際に目玉商品として採りあげた。最初はたった一社であったためラジオメーカーにすぐには広く採用されず、寂しい誕生デビユーのはずであったが、生まれてからはそれまでが白熱電球からの技術を引きずって来た真空管に新たな議論を巻き起こし、真空管に新しい歴史を画する新技術への突破口を開くことになった。当初の開発目的はラジオ受信用であったが、第二次世界大戦によって軍用無線通信機に採用されて、抜群の評価を得て、成長期の歴史を残すことが出来た。GE社5年半のブランクから脱して受信管製造に復帰した経緯は、さらに時代をさかのぼらなければならない。1920年代末、ラジオのビッグ・フォーであったRCA社 , GE社, Westinghouse社 ,Western Electric4社は、開発の重複投資、市場での無用の競争を避けるために協定を結んだ。この結果、19301月、RCA Radiotron Companyが設立され、ニュージャーシーにあるGE社のハリソン電球工場がRCAに譲渡された。また、RCA社は受信機、受信用真空管の研究開発、製造に、GE社Westinghouse社 は放送機、放送機用真空管、産業用真空管の範囲の”棲み分け”が行われた。ところが19305月、アメリカ政府はこの協定を「集中排除法」に違反するとしてRCAに対し訴訟を起こし、193211月に至ってようやく決着を見た。その結果、多くの重要特許で守られていたRCA社の独占体制は排除され、2年半後の19355月、受信管分野には何処の社でも参入できることとなった。
 
 ハウスキーパー・シールとして知られる金属とガラスの封着技術は、アノードを冷却するための送信管で1919から20年代にかけて実用化したが、それでも真空管のバルブの大部分はガラスであった。
この技術を小型管に適用したキャトキン管(次項目参照)は、イギリスのマルコニー・オスラムで、1933年であった。全メタル管の構想と開発スタートはアメリカでは1931年から始まっており、当初、GE社ではサイラトロンが対称であった。小型管については1932年に”Tin-Can”と呼ばれたものもあり、GE社RCA社それぞれにいろいろな試作品があったが最終的に両社の統一がされた。(GE社の試作品に6ピンの”Bullet Tube”と呼ぶものがあったらしいが、他の資料では見たことがない)。本格的な全メタル管が成功したのは、サイラトロン制御の大型電気溶接機と、ガラスと熱膨張率をあわせた合金であるFernicoの開発によることが大きい。この間にRCA社の技術者がキャトキン管の製造技術を研究するためにイギリスを訪問しているが、後に姿を現したアメリカのメタル管はそれとはかなり異なる格段に洗練された設計であった。 
 ボタン・ステムによるコスト・ダウンとシングル・エンド化に成功して、全ての用途をカバーするこことなった
GE社RCA社による最初の発表は、1935年4月1日のニューヨークでのIREショウであった。このあと大手と中小の一部のメーカーがライセンス生産することになったが、多くの中小メーカーは、生産設備への投資金額が高価なことからメタル・ガラス管(MG管)で対抗した。円筒形のガラス・バルブにバンタム・ステムで、金属ケースを被せてメタル管に似せて黒色塗装をしたものが多かった。メタル管と類似特性の真空管は、同じ品名の後に”MG”を付けて販売をした。これらは次第に淘汰され、最終的にはGT管ととなって、各社の特性統一規格となって広く使用された。この資料では、メタル管が完成する迄の経緯とそれに対抗してMG管、GT管が出現し、さらには、mT管、トランジスター、ICに置き変わって行く課程を説明している。

                  
                 GE社が設計してRCA社が製造して1935年秋に発表した最初期の9本のメタル受信機
                用真空管です。スチール・シェルに刻印された真空管は読みやすくするため白ペンキ
                が施されていました。

 改めて、米国に於けるメタル真空管の開発の歴史を年代順に辿るのも興味がある。即ち、

1915年以前・・・・・・・・・・既に、全メタル真空管のアイデイアは特許や訴訟記録にあったが、具体化する設計や製造技術はなかった。
1919年~1920年初・・・大電力ガラス・メタル送信管の製造技術は確立されていたが、全メタル真空管製造への応用はなかった。
1930年1月1日・・・・・・・・1920年代後半、ラジオ界のビッグ・フォー、即ちRCA社GE社WESTINGHOUSE社及びAT&T社(WESTERN ELECTRIC社)が鳩首会談をして、開発の           重複投資、市場での無用の競争を避けるために協定を結んだ。この結果、RCA Radiotron Companyが設立され、ニュージャージーにあるGE社           のHarrison電球工場がRCA社に譲渡された。また、RCA社は受信機、受信用真空管の研究開発、製造に GE社Westinghouse社は放送機、放送機           用真空管、産業用真空管の範囲の”棲み分け”が行われた。
1930年5月・・・・・・・・・・
アメリカ政府はこの協定を「集中排除法」に違反するとしてRCA社に対し訴訟を起こした。
1931年11月・・・・・・・・・・William C. White(全メメタル真空管の父と言われた)がGE社真空管技術部に”phantron”と”thyratron”の開発を示唆した。.J.Note           がこの問題を特に精査して発展させた。
1932年5月・・・・・・・・・・・H.J.Noteは、最初の全メタル真空管を製造・排気をし、テストを行った。(アノードは"tin-can(ブリキ缶)"シェル、フィラメント線貫通部の特殊           封止、被覆リボン・フィラメントと銅の半田封止真空管

1933年1月~6月
・・・・・GE社の技術者は全メタル真空管を経済的に製造できる画期的な解決策を見つけた。即ちサイラトロン制御溶接機"AJ"ガラスと膨張係数が同じ           Fernico合金の開発と低電流用の"eyelet(鳩目)"封止とと大電流用の"pedestal(ペデスタル)”封止でした。
193211月21日・・・・上記訴訟の決着の結果、多くの重要特許で守られていたRCA社の独占体制は排除された。
193211月21日・・・・・GE社George F. Metcalfをヘッドとする新しい真空管技術部を設立し、4月には、J.M.Cage及びJames E.Beggsが11月には                  R.J.Bondlyが参加した。William C. Whiteが全メタル受信用真空管の責任者となった。
19331・・・・・・・・・GE社新しい真空管技術部で議論して、1935年の復帰を競争力のある受信機分野にするため何か画期的な新製品開発計画が決まった。
1933年初旬・・・・・・・・・電子ビーム真空管及び高周波用のガラス管の調査を行い、4月には、Metcalfは、真空容器として銅プレートの受信用真空管と当時英国                でリリースされたばかりのCatkin(キャトキン)真空管と同様な水冷式送信管の試作を行った。
1933年末~1934年初・・GE社が開発した素晴らしい全メタル受信用真空管に関するうわさ話が、RCA社に届いた。全メタル真空管で勝ち残るために車の両輪の                 ようにお互いに真空管の開発に努力する必要を感じた。
1934年1月・・・・・・・・・・GE社は、受信機開発計画に全メタル真空管を採用すると市場に宣言をした。
1934年4月・・・・・・・・・・GE社はNeLA Park,Clevelandの電球工場でメタル真空管の量産化の準備が整い、全メタル真空管生産をRCA社に移管するための交渉に入                った。

1934年5月・・・・・・・・・・GE社ーRCA社間の交渉の存在を知らなかったWally Crawfordは、キャトキン管の製造工程を調査するために英国に派遣された。6月に帰国したと           きには、多くのキャトキン管を持ち帰り、Harrisonの技術研究開部で解析が行われた。7月には、Roseは,特別なGBS(Glass-bottom-stem)を設計           し、英国のキャトキン管よりも可成り小型のRCA キャトキン管の製造に成功しましたが、これが全メタル真空管と呼べるものでした。H.F.Mayerは          、ペンシル型整流真空管と幾つかのサンプルの試作を完了した。と同時に、大変ユニークな設計の5Z4パワー用整流管の試作も完了した。
1934年7月・・・・・・・・・・GE社はNeLA Park,Clevelandの電球工場
では最初の全メタル真空管のプロトタイプ 1組を完成した。この夏の間、GE社RCA社は、引き続きトップ           会談を続けた。
193410月9日・・・・・・最終的に、GE社RCA社との間で契約にサイインがされた。GE社は5年半の製造ブランクのため、全メタル真空管を経済的且つタイミ                 ング良く製造が出来ないたと言う理由で、RCA社がメタル真空管製造の全責任を負うこととした。
193410月11日・・・・・GE社は、Clevelandの電球工場RCA社J.C.Warnerに全メタル真空管の設計とサンプルをリリースした。
193410月23日・・・・・
RCA社は、開発した"オクタル”・ベースのメタル真空管の基本方針を発表し、整備されたHarrisonの”#1工場”でメタル真空管の製造を開始し           た。
1935年3・・・・・・・・・・RCA社は、Brigeport,Conn.のGE社 の受信機工場に多量の各種タイプのメタル真空管を送る準備が出来た。このメタル管は、この年の秋にリリース           する新しい受信機の試験に使用される予定のものでした。
19354月1日・・・・・・・GE社RCA社は、New York市で開催の年次IREショーに置いて、画期的な全メタル真空管を発表した。
19355月21日・・・・・・多くの重要特許で守られていたRCA社の独占体制は排除され、受信管分野には何処の社でも参入できることとなった。
19357月末
・・・・・・・・
25社以上が時流に乗ったメタル真空管側に加盟した。ただし、多くの中小製造会社は、製造設備投資額が高くて算入できなかった。かれらは、T型ガラス真空管                に、ベースを包み込んだアルミニューム・ケースを被せ、メタル真空管に似せて黒色のペイントを塗布してMG管(メタルーガラス管)として発売をして対抗した。形                状も違い、寸法も大きかったが"メタル”真空管として広く市場に受け入れられた。 Arcturus、CeCo, Champion, Gold Seal, Hytron, Ken-rad,                   Raytheon, RepublicTriadの各社がこのMG管を生産した。
1935初秋・・・・・・・・・メタル真空管時代の到来の広告はしたが、予想通りには行かなかった。オリジナルのメタル真空管に加えて9種類がリリースされた。
19362・・・・・・・・・・・Roseは、メタル真空管のヘッダーへGBSの応用をするための特許を取得した。WarnerRitterは、Roseに対して、GBSは、7-1/2セン トから            2-1/2セントにコスト・ダウンができ、”これがメタル真空管の救世主”だと秘密を打ち明けた。
19366・・・・・・・・・・販売は低調で、RCA社は、製造方法を改善して、当初の販売価額の20%オフを実行した。
1937年7・・・・・・・・・・新しいヘッダーを採用した最初の真空管がリリースされた。
1938年末・・・・・・・・・・・
第2次世界大戦前のメタル真空管の主要な変更として、シングル・エンド(single end)管が出現した。"S"型真空管、特殊なシールドにより出現           した。"S"型真空管シリーズは、複数グリット真空管の全てのグリット・リード線をベースを通して配線ができた。この"S"型真空管により、特殊           な場合を除いては、従来のグリット・キャップ真空管の必要性はなくなった。
1940~1950年・・・・ミニチュア真空管(miniature tube)が新しい装置にメタル管の代わりに採用された。
           第2次世界大戦終了後、間もなくRoseは、効率的なUHF用の真空管開発の仕事をしました。その結果、"pencil”型メタル真空管を完成した。また           "lighthouse”型真空管は主として航空機搭載の無線機に広く採用されました。
1950年中頃・・・・・・・・・・Roseは、トランジスターと競合する
真空管の開発を指示を受けて、最小のメタル受信用真空管"nuvistor"を開発した。
1976年4月30日・・・・・
RCA社のHarrison受信管工場は、メタル真空管だけでなくガラス真空管も全ての生産を終了して、とうとう"巨人"が静かな眠りについた。(感傷的          ですね!


2.Marconi-Osramのメタル真空管・・・Catkin


 そもそも真空管は、電球から発展してきましたので、破損しやすいという欠点はあるものの、取扱が易しい、化学的に安定した絶縁体であり、尚かつ透明で内部が見えると言う利点もあり長い間ガラス管を真空容器として受信真空管の特性が改善されてきました。しかし、次第に大型の送信管の開発が必要になってくると大型の電極(プレートやグリットなど)から発生する大きな熱の処理が問題になってきました。特にプレートから発生する熱を直接外気に触れさせて冷却しようというアイディアが、第1次大戦終了間際に、MOV(MARCONI-OSRAM VALVE)により開発が進められました。最初にイギリスで開発された金属送信管(Cooled Anode Transmitter)は、CATと呼称されていました。


 文献を調べると、この金属真空管の解説は、The Manual of Modern Radio by John Scott-Taggart, dated 1933. にあるようです。自前の訳ですから、誤解があるかも知れませんが、何しろ私が生まれた1933年の文献ですから大変に興味があります。

 「真空管の陽極が普通のガラスやセラミックの替わりに真空を保持する容器として長い間使用されていました。このような真空管は、陽極を直接に水で冷却することが出来る利点がありますので、CAT(Cooled anode transmitters)と呼ばれ、同じ原理に基づき、1922年にMarconiーOsram連合により製造された受信管をCatkin管と呼称されていました。(訳者註、catkin:ネコヤナギの花を尾状花(びじょうか)、メタル・シールドの穴あきの様子がこの花に似ていると言われている。またはcat-kin;CATの仲間の意味か?)
左の写真のサンプルは、大塚久氏のご厚意により寄贈いただいたM-O.V.(Marconi-Osram Valbe Company Ltd.) N30 Catkin管(電力増幅5極管)です。

 これらの真空管の構造は右図に示すとおりです。様々な支持ワイヤは雲母絶縁体で囲まれた金属留め金によってしっかり固定されています。通常の組立は、雲母絶縁体のスペーサーより精度が持たれていました。そして、これらの受信管は、堅牢な上に特性が一定で変動がない特徴を持っていました。また、このCaokin管は、大変に丈夫で毀れることがありませんでした。

 真空管のガラスピンチ・ステムによる誘電体損失は、雲母を絶縁物として使用し低減されました。これは、この新しい真空管のベースをガラスの筒を通すリード線は、ガラスにより離されて、しかもこれらのリード線は、出来るだけお互いに離されていたからでした。

 ガラス容器を使用しないことは、ストレー電子の蓄積による真空管内部の不要な電荷の蓄積を防ぎ、その結果、受信機にハムの発生もなく、真空管とリード線の間のストレー電荷によるある種の逆結合の傾向もありませんでした。陽極が遮蔽しなくてはいけない場合は、(HF真空管の場合は普通です)管状の金属カバーが施されていました。

 陽極が露出していても、陽極にはエナメルが厚く覆われていましたので、電撃(ショック)などのリスクはありませでした。陽極が空気に接触していることは、陽極と格子の両方の冷却効果があります。

 真空管の堅牢さは、真空管の電極の振動が原因で、スピーカーからの音波により遠吠えが大きくなるマイクロホニック雑音が減少しました。Catkin管の構造では、バルブはゴムの取り付け台で固定されているので、マイクロホニック雑音に対しては二重に対策されていることになります。 このCatkin管のサイズは、普通のガラス真空管よりも小型でした。 Catkin管のも一つの利点は、真空を保つためのガラス容器は必要ないということです。

 技術的な観点から、この真空管の最も興味ある特徴は、真空管のガラス部と銅の陽極の間の融合点です。量産されると、この種類の瓦斯封じの生産は、非常に重要な技術問題でした。ガラスに銅の封じをする際に、ガラスが金属表面を滑らかに融合すようにするには、ある程度に温度を上げる必要があります。ガラスに接触する金属を刃物のように薄く作られていると、ガラスが冷却時、そのストレスによりガラスが金属から剥離されるのを防ぎます。そのような封じ(ガラスと金属)は、非常に満足できる製造技術になり、液体空気の温度から溶融ガラスの温度まで使用されたと記述されている。(訳者註;液体空気の温度、約マイナス200度、硝子の溶融温度は約1400度)

                                            Catkin管の一覧表

品 種 サフィックス 構 造 構 成 ソケット 接 続
MH4 ガラス管 3極管 B5
Catkin管
メタル・シールドCatkin管 
MPT 4 ガラス管 終段5極管 B5またはB7 側面捻子付きB5
Catkin管
メタル・シールドCatkin管
MS 4B ガラス管 5極管 B5
Catkin管
メタル・シールドCatkin管
N30 ガラス管 終段5極管 B7
Catkin管
VMP 4 ガラス管 遮蔽グリット5極管 B5またはB7
Catkin管
メタル・シールドCatkin管
VMS 4 ガラス管 遮蔽グリット4極管 B5
Catkin管
メタル・シールドCatkin管
W 30 ガラス管 遮蔽グリット5極管 B7
Catkin管

                         *サフィックス;/Gはガラス管、/KはCatkinそして/Mはメタル・シールド付きCatkinを表しています。

 手元にある真空管で上の表に該当する真空管を下記に表示します。

MS4 MS4B VMP4G VMS4B
WANTED
VMP4 VMP4G MH4/K N30/K
WANTED WANTED WANTED WANTED
VMP4/K VMS4/K VMS4/K W30/K


3.MS4B、Catkin管



 右の写真のMS4Bは、Catkin 構造ですが、 銅の陽極をガラス管に溶接して封じ込んだあとエナメル塗りされている。左の写真では陽極の摘み捻子端子を4つの孔明けベーク板により保持されている様子がわかり、孔からはエナメル塗装された陽極が見える。 MS4Bには、Catkin管と従来のガラス管バージョンの両方が製造された。ガラス管バージョンの電極構造は、Catkin管のそれとは異なっていた。/Kバージョンが再設計され、ガラス管より特性が優れた真空管となり、 放送受信機のRFおよびIF増幅用の4極管に使用された。

 MS4B(1932年に紹介)は、MS4(高gmとして有名)に改良された。/Kバージョンは、1933ー1934年の期間でクラシック・シリーズ1となっている。シリーズ2 Catkin管(1934年)は、B7ベースのキャップと先の尖ったテーパー付きの外部シールドがついて背が高くなった。

 註;トップ・キャップ端子は、ベーク板により絶縁されている。この標本が比較的遅い時期の製造であることを示している。MS4/K (シリーズ1)は、外部にMS4B/Kと明記してある。両方のタイプも外部のシールドなしで現存しているが、この形状は珍らしい。ヒター電圧電流は、4.0V・1.0Aです。全長が120mm,最大径が33.5mmφです。







4.全金屬真空管(メタル管)の誕生

 前述の通り、1935年になると米国のGeneral Electric 社が全金屬真空管(以下メタル真空管)の開発に成功ました。1935年4月には、RCA社から市販されました。メタル真空管の電極構造は、従来のガラス真空管と本質的な差はありませんが、真空容器として鉄製の真空容器を使用して、リード線の導入部に僅かなガラスを使用しました。メタル真空管の特徴としては、リード線の導入部のガラスとステムと哲との接合部にありました。この部分に鉄、ニッケル、コバルトの合金で、フェルニコと呼ばれるコパールとよく似た合金が使用された。このフェルニコ合金は、メタル真空管の製造中に起こる広範囲の温度に対して、ガラスと同じ膨張係数のため量産向きでした。
 もう一つのメタル真空管の特徴は、ベースです。従来の真空管のベースは、UV,UX,UY.Uf,Ut、等種々のベースが使用されていました。これに対して、メタル真空管では、8ピンの”オクタル・ベース”が標準として使用されました。

 我が国では、翌年の昭和11年(1936年)5月には、早くもラジオ普及会により、”ラヂオ資料 No.17 全金屬真空管に就いて”で発表しています。少し長くなりますが、冒頭の文章を引用します。(ママ)


 





 1935年秋に突如として金屬真空管なるものが出現した、之は従来の硝子真空管の進歩変遷と稍々趣を異にしている。即ち今迄のの真空管の発達に於いてはその動作上の進歩を主としていたが、金屬真空管では構造上の變化が主たるもので之に動作上の改善が伴っている。この金屬真空管は、ゼネラル、電氣會社(G.E)で設計されて、RCA製作されたものであって、構造上の設計は、劃期的のものである。これが硝子真空管の製作方法と異なる最も重要な點は真空を保ち然も完全な静電的遮蔽をした金属シェルを用いたことである。金屬真空管が實用化したことは、最近正確な制御をする熱電子管の使用に依って溶接方法が非常に進歩したことによる。この金属真空官に於いては、真空を保たしめる溶接を行う場合は一秒の何分の一という極めて短時間に七萬五千アムペアという電流を流さなければならない。

 この真空管の設計に当たって他の重要な事項は特殊な硝子に容易に封じられるフェルニコという新しい合金を用いたことである。口繪に示す様にこのフェルニコとアイレト(eyelet=小孔)とガラスビードの封じを用いたことは色々な利點がある。其の二三を挙げれば(1)一般の硝子真空管の硝子ステムが省略出来ること(2)電極の寸法を短縮せずに真空管の長を短くできること(3)ベースとマウントの間が短くなり従ってマウントが丈夫になること(4)各電極と引出しピンとが直接に結ばれ然も短くなること、等であります。
 加うるにこの新型の金屬真空管は金属シェルの幾んど完全なシールドに依ってグリッドとプレートの容量は非常に小さくして管頭キップ(ママ)と金属シェルの間及びヘダーとベースの間は極めて丈夫に接合してある。而して、新型の八本足ベース(オクタル・ベースの意味)にはガイドキーがあるためソケットの定位置に誰でも容易に且つ早く差し込む事が出来る。
 この金屬真空管は、八本足のベース及び全般的に電氣的特性の相違する點で、直ちにRCAの硝子真空管と変えることは出来ない。





                    






 左の写真は、このラジオ普及会による”ラヂオ資料 No.17 全金屬真空管に就いて”の小冊子で発表の金屬真空管写真ですが、左より5Z4,6F6、6K7、6J7、6A8、6L7、6C5及び6H6です。尚、写真には含まれていないが、巻末には表記金屬真空管以外に6Q7、25A6、25Z6が新しく製作されていると記述している。













 

真空管名称 特   性
WANTED
(Catkin管)
       ラジオトロン
       RCA-5Z4
       全波整流管


5Z4は金属型の全波整流用真空管で大なる
直流出力を得ることが出来る。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・5.0ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・2.0アムペア
 最大入力交流電圧(RMS)・・・・ 400ヴォルト
  最大尖頭逆耐電圧・・・・・・・・・ 1.000ヴォルト
  最大直流出力電流・・・・・・・・・ 125ミリアムペア
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 51/8インチ
                     (80mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                      (32mm)
       ラジオトロン
       RCA-5Z4
       全波整流管


5Z4は金属型の全波整流用真空管で大なる
直流出力を得ることが出来る。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・5.0ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・2.0アムペア
  最大入力交流電圧(RMS)・・・400ヴォルト
  最大尖頭逆耐電圧・・・・・・・・・1.000ヴォルト
  最大直流出力電流・・・・・・・125ミリアムペア
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 51/8インチ
                     (80mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                    (32mm)                               
       ラジオトロン
       RCA-6F6
     電力増幅五極管


6F6は交流受信機の終段電力増幅用の金属
型の五極管(ペントード)である。故に比較的
小なる入力で大きな出力を得ることが出来る
。又ヒーター型であるため極めてハムが少な
い。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・6.3ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・0.7アムペア
  プレート電圧・・・・・・・・・・・・・・・・ 250ヴォルト
  プレート電流・・・・・・・・・・・・・・・・34ミリアムペア
  出力電流・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 3ワット 3ット1
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 31/4インチ
                     (80mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                      (32mm)
       ラジオトロン
       RCA-6K7
     可変増幅五極管


6K7は高周波或いは中間周波数増幅に使用
する様設計された金属型の可変増幅五極管
である。この真空管は混信変調及び変調歪
みが少なく且つ自動音量調節を高周波又は
中間周波増幅の格段で行いうる特徴がある。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・6.3ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・0.3アムペア
 プレート電圧・・・・・・・・・・・・・・・・ 250ヴォルト 
  プレート電流・・・・・・・・・・・・・・・・ 7ミリアムペア
 相互コンダクタンス・・・・・・・・・・・・ 1450μモー
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 31/8インチ
                     (75mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                      (32mm)
      ラジオトロン
      RCA-6J7
   検波、増幅用五極管


6J7はラジオ受信機に用いる場合プレート検
波に適する金属型の五極管である。この目
的のため、性入力に対して大きな出力が得ら
れることが出来る。この他増幅に使って大な
る増幅利得が得られる。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・6.3ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・0.3アムペア
 プレート電圧・・・・・・・・・・・・・・・・ 250ヴォルト
  プレート電流・・・・・・・・・・・・・・・・ 2ミリアムペア
  相互コンダクタンス・・・・・・・・・・ 1225μモー
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 31/8インチ
                     (75mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                      (32mm)
         ラジオトロン
      RCA-6A8
   周波数変換用七極管


6A8はスーパーヘテロダイン回路に於ける第
一検波と発振の両作用を兼ねるように設計さ
れた金属型の多極管である。之によって両
作用が一つの真空管の中でそれぞれ独立し
た制御が出来る。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・6.3ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・0.3アムペア
 プレート電圧・・・・・・・・・・・・・・・・ 250ヴォルト
  プレート電流・・・・・・・・・・・・・・ 3.3ミリアムペア
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 31/8インチ
                     (75mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                      (32mm)
          ラジオトロン
      RCA-6L7
   周波数変換用七極管


6A8はお互いに遮蔽した二個の別々の制御グ
リットを持つ金属型の多極管である。各制御
グリットは単独に動作する様になっている。こ
の真空管は、スーパーヘテロダインに置いて
周波数変換用として使用する。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・6.3ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・0.3アムペア
 プレート電圧・・・・・・・・・・・・・・・・ 250ヴォルト
  プレート電流・・・・・・・・・・・・・・ 2.4ミリアムペア
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 31/8インチ
                     (75mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                      (32mm)
      ラジオトロン
      RCA-6C5
   検波、増幅用三極管


6C5は検波、増幅及び発振用として用いられ
る金属型の三極管であって、大なる相互コン
ダクタンスと同時に比較的大なる増幅常数を
有している。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・6.3ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・0.3アムペア
 プレート電圧・・・・・・・・・・・・・・・・ 250ヴォルト
  プレート電流・・・・・・・・・・・・・・・・ 8ミリアムペア
  増幅常数・・・・・・・・・・・・・・・・・ 20
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 25/8インチ
                    (65mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                      (32mm)
      ラジオトロン
      RCA-6H6
       複二極管


6H6は一つのシェル内に二つの二極管を持つ
金属型の三極管である。 各二極管は別々
のカソードを有して、それに相当するパービア
ンスがある。6H6は検波、低電圧で小電流、
又は自動音量調整の何れにも使用できる。

  ヒーター電圧・・・・・・・・・・・・・・・6.3ヴルト
  ヒーター電流・・・・・・・・・・・・・・・ 0.3アムペア
  全長・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/8インチ
                    (40mm)
  最大直径・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 15/16インチ
                      (32mm)

 上記の表中、RCA 6L7(6L7が刻印)、Westinghouse 6H6(トップ・フラット)は、岡田 章氏のご厚意により寄贈をいただきました。ありがとう御座いました。

3.1 1937年代の金屬真空管のゲッター・バンプ

 RCA ラジオトロンの6A8、6C5、6F5、6H6、6J7、6K7、6Q7、6R7の初期の製品には、排気中に外部から加熱してフラッシュ点火するゲッター・ペレットを収容する”ゲッタ・バンプ(凸部)”があります。この凸部は、1936年暮れ頃には、ペレット方式のゲッターから ゲッター・コイル方式への変更に伴って消滅しました。(有坂英雄著「真空管談義」、10.メタル管コレクションより抜粋)
 

RCA 6L7 RCA 6H6

3.2 業務用と特殊金屬真空管の開発

 真空管は、その誕生当初、有線/無線通信用、軍用などの業務目的に用いられたものがほとんどであったわけですが、ラジオ放送の開始以来、民生用として一般に使用されるものが急増し、量産による低価額化の方向が主流となりました。
 しかし、業務用真空管の需要も多角化するともに増大し、特に第2次世界大戦後、マイクロ波による無線通信の発達、航空機用、工業用制御装置、電子計算機などの分野で高信頼管の要求が高まりました。
 これに応じて作られた製品の第1号といってよいものが、1948年にRCAから発表された5691、5692および5693のいわゆるスペシャル・レッドチューブのシリーズでした。これらはそれぞれ6SL7GT、6SL7GTおよび6SJ7に相当するもので、長寿命(10 000時間)、耐衝撃(500G)および耐震(2.5)の要求を満たすものでした。
 5691は、6SL7GT(円筒形とは違って、6SN7GTに似た大型矩形断面であり、ゲッターによる絶縁低下などを防ぐため電極頂部を穴なしのマイカ板で遮蔽するなど、全体にたいへんに丁寧に、また強固に作られているのがわかります。ヒター電流は2倍(0.6A)で、十分なエミッションを確保しています。ベースは赤色(塗装ではなく素材そのものがムクの赤色材)です。5692は、6SN7GTの高信頼管で、内部は一見同じようですが、よく見ると5691と同様の念入りな作り方であることがわかります。5693は金属管で、定格は6SJ7と同等ですが、全体は鮮やかな赤色に塗られています。
 その後、高信頼管は、世界の主要真空管メーカーで作られましたが、米国ではレイセオンの製品、GEのファイブ・スター・ブランドなど、また欧州ではフィlリップスのSQ管、STCの製品などが有名です。以上の記述は、大塚久著”クラッシック・ヴァルブ”、p247よりの引用です)

WANTED
RCA 5691 
WANTED
RCA 5692 
 
RCA 5691   RCA 5692   RCA 5693



3.3 東京電氣(マツダ)での金屬真空管の開発

 「電子管の歴史 エレクトロニクスの生い立ち」、日本電子機械工業会 電子管史研究会 編の資料編に梅田徳太郎氏が東京電氣で電球から真空管製造に従事した貴重な経験を記した「受信真空管の記録 1076年」によると金属真空管に関して次のように記述されている。(ママ)

 38. 昭和13年頃から軍需用として金屬真空管の試作並に製作に着手し同14年までに下記品種の真空管を完成需要に応じた。

       品 名       Ef    If       用   途
      US-6C5      6.3V  0.3A   検波増幅用3極管
      US-6J5       〃   〃     〃  〃   〃
      US-6F6       〃   0.7    電力増幅用5極管
      US-6F7A      〃   0.3     検波増幅並に周波数変換用3極5極管
      US-6J7       〃   〃    検波増幅用5極管
      US-6K7       〃   〃    可変増幅用5極管
      US-6V6       〃  0.45     ビーム電力増幅管
      US-6L7       〃  0.3     5格子混合管
      US-6N7       〃   〃    双3極管
      US-6A8       〃   〃    5格子変周管(ママ)
      US-6B8       〃   〃    双2極5極管

 (1) 密封溶接及び排気作業
    metal tube はmetal headerに取り付けたmountをmetal shellに挿入し自動回転台(turn table)に乗せるとturn tableはIndex 10sec程度で回転しwelderの電極が設置してある部分に来ると自動的に電極は下りてmetal shellとheaderを瞬時に溶接されて密封は終了する。この作業終了品を16 Read Exhaust-m/cに取付け排気作業は行われる。m/c Index 14sec程度である。(ママ) Cathode Barium Carbonate分解はGlass tubeと同様 heater lightingによる。管内電極の熱処理は数カ所HeadでBunnerに瓦斯焔を直接metal shell にあててHeatさせて管内電極の熱処理をする。Getter Flash、はNo.15 Headで自動的に行われ、No.16Headでmatal Exhaust tubeをwelding並にcut offさせて排気作業は終了する。

 この記録から見ると日本独特の東京電氣(マツダ)の金屬真空管としては、US-6J5(検波増幅3極管)、US-6F7A(検波増幅並に周波数変換用3極5極管)、US-6V6(ビーム電力増幅管)、US-6N7(双3極管)、US-6B8(双2極5極管)、US-61(高周波増幅用5極管、6SJ7類似)並にUS-6305(高周波増幅用高Gm5極管)が試作並に製作したことになる。しかし、あくまでも軍需用であって、海軍向けに製造され一般には販売されなかった。

4.住友真空管(NEC)での金属真空管の開発

 前述の「電子管の歴史 エレクトロニクスの生い立ち」の3章、3.2 ラジオの発達とともに の[12} 全金屬真空管 の節には、住友真空管(NEC)の全金属真空管に関する記述はない。しかし、終戦直後の昭和23年3月10日に発売された「最新受信真空管規格便覧」、大阪中央放送局受信課編によると戦時中に開発された住友真空管(NEC)が開発製作した全金屬真空の名称と東京電氣(マツダ)との対照表(日本電氣と東芝)がある。現在は、特に住友真空管製造の全金屬真空管を入手は非常に難しくなっています。

日本電氣 東  芝
MB-810A US-6J7
MB-811A US-6K7
MB-812A US-6A8
MB-813A US-6Q7
MB-816A US-6F6
MB-850
MB-850-A US-6F7A
MC-804A US-6F7
DB-817A KS-6H6
TB-818A US-6C5

 但し,此等の日本電氣真空管は戦時中の製品にて現在は(昭和23年当時)種類が整理されて製造種目は少なくなり、現在製造中のラジオ用真空管は全て一般標準型號(ママ)に準じた名称に変更されて居る。

 しかし、「真空管 半代記」、藤室 衛著によると住友通信工業製品ではMB-850(高周波増幅用高Gm5極管)並にMC-804A(3極5極管、6F7相当)があります。また、電機通信大学の”歴史資料館”に
有坂英雄(JA1AYZ)氏が寄贈した資料 眞空管談義, ”.に依れば、このMB-850及びMC-804Aはともに陸軍の要請で昭和15年(1940年)頃から製造されていたとのことです。このことは、戦時中は、海軍と陸軍とが何事に付けても”犬猿の仲”と言われていた好例かも知れません。

 しかし、この内のMB-850は、戦時中に戦災を免れた設備により、日本電氣株式会社が戦後も暫く製造を続けていた。
 手元に、NEC 電氣通信総合技術、No.1 OCT 1948(昭和23年)がありますが、これは、日本電氣株式会社がその機関雑誌「日電月報」を創刊したのが、大正13年5月のことであったが、戦中の社名変更などを経て、新たに「「NEC 電氣通信総合技術」として復刊したNo.1です。偶さか、この復刊したNo.1の表紙を飾ったのが全金屬真空管”MB-850”でした。勿論、掲載された記事「全金属真空管 MB850」があります。 著者は、原島 治、小関 賢三、川田 武雄並に佐薙 雪男の4氏です。 主要な部分を抜粋します


 硝子真空管に変わる金屬真空管が、なぜ生まれねばならなかったか。また如何にしてつくり得るようになったかを明らかにし、現在我が国唯一つの金屬真空管製造所の製造技術の紹介と金属管の特性性能に関する解説を述べたものである。

 全金屬真空管が小型であること、堅牢であこと、静電遮蔽が完全であること、管壁の電荷の悪影響がないこと、またボタンステムを使用しているため、口出し線が短く、従ってそのインピーダンスが小さいことなどの性能上の利点と、製造工程に於いて、溶接機を使用して、電極を組み立てたステムと、管球に相当する純鉄製のシェルとの封じ加工を1/10秒前後の短時間の局部加熱により完了するため、電極部の酸化が皆無に近い特徴があり、金属管が始めて発表せられた当時、劃期的なものとして小型管の全面的金属化が予想せられた。我が国に於いても、日本電氣及び東芝に於いて、早くからこの技術を導入して実際に生産も行ったが、種々の困難、特に真空不良の事故に遭遇して、見るべき成果が得られず、終戦後は設備の戦災なども原因して、金属管の製作を行っているのは現在のところ、日本電氣のみで、しかも限られた品種しか製作していない。

 また金属管の濫觴(ママ)である米国に於いても、戦後知り得た状況より推察して、小型管の全面的金属化と言うことは、行われていないようである。その発展を阻害した原因が何にあるかは明確ではないが、ともかく、金属管が既述のように著しい特徴があり、特に高相互コンダクタンスの高周波増幅管としては捨てがたい性能上の利点があり、kの検知より日本電氣の於いて製作せられている五極管 MB-850に就いても、その製造上の諸問題と諸性能を述べてみる。






製造技術上の問題点



  (前略) 下図は、構造的に最も特徴のあるステムとシェルとの接続部を特に明らかにした金属管下部断面図を示したものである(中略)
金属管が構造的に見て最も特徴のある點は、その名称のごとく真空容器が殆ど金属(主として純鐵)で出来ていることで、硝子は図より明らかなように、僅かにステム部分に局部的に使用せられているに過ぎない。また製造技術的に特徴のある部分は、ステム硝子と、金属との接合部分に、クローム鐵の内輪(訳者註、リング)と稱する絞り金具の輪を使用している點、また此のクローム鐵の内輪と外輪と稱する純鉄の輪とを溶接によって接着して居る點、更にこの外輪と管球の相当する純鉄のシェルとを同じく溶接によって接着している點などである。

 
また排気行程に於いて内部電極の瓦斯出しのための加熱操作を、高周波の誘導電流を電極に流して行うことが純鐵シェルの高周波遮蔽作用のために行い得ない點、また同様の理由によりゲッタを高周波の誘導電流により加熱して飛ばすことの出来ない點である。

 
従って金属管が硝子管に比べて、製造技術的問題にするとすれば、以上の特徴ある部分の工程実施に於ける技術的問題であるので、即ち金属の絞り加工物を主体とした場合の真空容器としての完全さを実現するための努力が、最も大なるものその他の點では、全硝子球と本質的には何ら異ならない。





 (1)真空容器
   
(a)ステム製作;(前略) 厚さ0.4~0.6 mmの純鐵板を絞り加工して輪状にし、ニッケル及び銅鍍金をする。次にステム硝子と熱膨張のほぼ等しい厚さ0.5mmクロム     鐵合金板を絞って、内輪を作り、これを沸騰濃硫酸で処理した後、前述の外輪と抵抗溶接機を使用して溶接を行う    。その後水素炉で熱処理をする。水     素処理が終わったこの部品と直径16mm、高さ8mm、肉厚1mm程度の硝子細管などを電気炉に入れて加熱し鐵製の押し型で押すとボタンステムが出来る。
   (b)熔接作業;(省略)

 (2)排気法
  (a)加熱法(省略
  (b)ゲッタ:MB-850に於いては、タンタル線(直径0.15mm)にバリウム、ストロンチュームの炭酸塩を電着法により被覆し、排気が終了後、タンタルに伝導電流を流して    発熱させて飛ばす。タンタル線は、それ自体がゲッター作用を有し、以上のようなゲッターをバタラム・ゲッタと称している。

 金屬真空管MB-850の諸特性は、次の通りです。

     纎条電圧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・6.3 V
     線条電流・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.5 A
     陽極電圧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・250 V
     陽極電流・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8.0 mA
     第2グリット電圧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・130 V
     第2グリット電流・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・1.6 mA
     第1グリット電圧・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ー2 V
     相互コンダクタンス・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・40 mモー


4.GE社 METAL管こぼれ話

 MORE ON GE METAL TUBEと題する、”TUBE COLLECTOR”  、Aug. 2010、Vol.12 No.4、p34~35に掲載された記事とその表紙の写真が大変に興味深い。著者はLudwell Sibleyであり、日本語風には余話とかこぼれ話 といったところ。GE社が1935年にラジオ受信機事業に再参入する決定をしたときの、画期的な新商品としてのメタル管開発時の非常に珍しい写真である。写真の提供者はコレクターとして有名なBob Millardで、彼はRMA以前の受信管の系統だったようでした。(注;RMARadio Manufacturer's Asociationは、1933年に真空管の型番に関して新しいルールを決めた)。かなり以前にGE社のSchenectadyの研究所の倉庫を整理したときに発掘されたものだという。写真の、頂部にくびれのある特徴あるシェルのA1540は、型名はRCA社の開発番号のようであり、外形は初期の65のようであるが、これはGE社製である。6月の雑誌(p18)には、プロトタイプの時期から1936年夏までの、Nela Parkでの商用メタル管の初期製造に関する記録がある。(NelaNational Electric Light Associationの略で、ここの事業をGE社がサポートしていた)。このことは、GE社製真空管が、ここで製造されたメタル管の影響を大きく受けていたと考えられる。GE社のメタル管がどのように使われたかを知るために、1935年と36年モデルに使われたリストが提示されている。

               

   
                               
 中央の写真は、電解コンデンサーに良くある端子のような形状のもの、右の写真は、よく見る”Ut”(7ピン・ベース)そのもの様な気がする。一方、RCA社製の容器に刻印されたメタル管ととGE社製のメタル管とを区別する方法を説明している。

A.容器にサークルで囲んだ”品名”とGE社のモノグラム(GEの組み合わせ文字)、デコ風フォントの”GENERAL / ELECTRIC”、”Made in U.S.A.,”及び”LICENSED AS STATED ON CARTON"がオレンジ色で印字されている。ライセンスに関する文言は、RCA社の”LICENCED ONLY AS INDICATED ON CARTON"より寛容ある表現になっている。
B.各社が使用しているベースには、モールド刻印されたライセン文言があるが、GE社は、文言のないベースを使用している。
C.リード線とピン一本ごとにコバー・ガラスのアイレットを設けた最初期のスタイルのメタル管は、
RCA社がGBS(ガラス・ボタンステム)構造に変更する前にRCA社が使用していた。GE社製のメタル管がすべてアイレット方式を採用した最初期のスタイルであるというわけではない。これはメタル管からベースを壊さないように外すと分かる。外部からでは、ベースの位置決め用ガイドキー内部には、アイレット方式では鉄の排気管が、ボタン・ステム方式ではガラスの排気管が使われているので、Jim Crossの提案どおり外部から強力な磁石で判別できる。

GE社製とRCA社製のメタル管とはいろいろな特徴から判別できるが、初期のRCAブランドのメタル管は、GE社で製造されたものがあると見られている。

 手持ちにGE社のトップ・フラット型、オレンジ色で印字されたの6H6がある。勿論、上記の判別方法で検討すると初期のGE社製のメタル管です。尚、下の写真のGE社 6H6 メタル管は中村茂氏から譲渡を受けたものです。

A.のサークルで囲まれた品名"6H6” A.のGE社のノモグラム
A.のGENERAL/ELECTRIC MADE IN U.S.A. A.のライセンス文言
B.シンプルなオクタルベース アイレット・シールのtwoーply継目


 表紙の写真には、"Part of a fine collection of developmental metaltubes  See inside for more details."のみの説明しかないがオクタル・ベースになる前にはベースなしで直接半田付けする考えであった。これは真空管の寿命は機器の寿命と同程度に出来る確信があって、これはその通りになった様です。下の写真は、TUBE COLLECTOR Vol.12 No.4 August 2010の表紙です。

 

                             

参考文献

1.Bro. Patrick Dowd (W2GK);”HISTORY AND DEVELOPMENT OF THE ALLMETAL RADIO TUBE”、TUBE COLLECTOR, TUBE COLLECTOPR's ASSOCIATION、Vol. 12 No.3、  p. 3~16
2.Ludwell Sibly、”MORE ON GE METAL TUBES"、TUBE COLLECTOR, TUBE COLLECTOPR's ASSOCIATION、Aug. 2010、Vol. 12 No4、p. 34~35
2.John Scott-Taggart;”The Manual of Modern Radio”、 dated 1933.
3.ラジオ普及会;”ラヂオ資料 No.17 全金屬真空管に就いて”、昭和11年(1936年)5月
4.有坂英雄著;”真空管寒談義 10.メタル管コレクション”、自主出版
5.日本電子機械工業会 電子管史研究会 編;”電子管の歴史 資料編 梅田徳太郎;受信真空管の記録” 1076年”、梅田徳太郎著
6.NEC;”NEC 電氣通信総合技術”、No.1、 OCT 1948(昭和23年)


                                                                                           以上