真空管[スプレー・シールド真空管]物語          
                                  (第4版;平成29年1月14日)

 通常の真空管は、ガラス管の表面は、自然の状態のままにしてあります。ガラス管が透明であるという理由でしょうか、クリヤー真空管(clear tube)などと呼ばれています。この様なクリアー真空管に金属被膜遮蔽を施ことは目新しいことではなくて、電池式受信機時代にも真空管に金属被覆が行われたことがありました。しかし、この様な銅板を使用する方法、捲き線を施す方法(下の写真の Concertmaster 201A参照)および電界法により銅メッキを施す方法などがありましたが実用の域には達せませんでした。1925年頃の遮蔽方法は、1928年には、アルミ製又は鉄製のシールド・ケースを真空管に被せる遮蔽方法(下の写真(Arcturus 6D7参照)が広く使用されていました。


Concertmaster 201A Arcturus 6D7 National Electrics 6AR6WA

  

 これに対してメタライズド処理(金属被膜化処理)またはスプレ-・シールド処理真空管が使用されて時期がありました。スプレ-・シールド処理というのは、ガラス管表面に亜鉛のコーテイング塗料を吹き付ける方法で、電気的な遮蔽が目的でした。 1928年後期には、ドイツのテレフンケン社がスプレ-・シールド処理を導入しましたが、所謂、これが元祖となり、英国で広まり最初に使用されたのが、1934年でした。1934年、グリグスビー・グルーノー(マジェステイック)が、このアイディアを採用してスプレ-・シールド処理真空管を製造した米国では唯一つの製造メーカーになりました。カナダでは、1934年に提携先のロジャース・マジェステックス社もスプレー・シールド処理を採用し、米国のマジェステックス社がなくなったあとも、長期間に亘りスプレー・シールド処理真空管を製造しづけました。


Telefunken AF7 ↑P CV1343AF7 Cossor 210 L.F.

 ヨーロッパの製造メーカーの中では、オランダのフィリップ社が、1933年以降もっとも多くの種類のスプレー・シールド処理真空管を作り続けました。フィリップ社は、他社と異なり、灰色の金属被膜をそのままにして置くことに満足せず、金色の見た目にも鮮やかな仕上げを施して見る人に花を添えました。後には、6.3V のサイド・コンタクトを採用した真空管は、赤色の塗料を採用しました。

 
Philips AK1 Ever Ready C50B Philips CB21 Ekco DT41 RT 4673 

ヨーロッパの製造メーカーの中では、オランダのフィリップ社が、1933年以降もっとも多くの種類のスプレー・シールド処理真空管を作り続けました。フィリップ社は、他社と異なり、灰色の金属被膜をそのままにして置くことに満足せず、金色の見た目にも鮮やかな仕上げを施して見る人に花を添えました。後には、6.3V のサイド・コンタクトを採用した真空管は、赤色の塗料を採用しました。ムラード社も同様な赤色塗装の真空管があります。


Philips EBC3 Philips BF32 Mullard EF37A


 スプレー・シールド処理方法は、英国やカナダでは、第二次世界大戦まで使用され、大戦中はスプレー・シールド処理を施した多くの軍用真空管が製造されました。戦後もマラード(Mullard)は、スプレー・シールド処理のオクタル・ベース管、レットEシリーズ生産を続け、1950年頃まで使用されていました。マルコニ・オスラム(Marconi Osram)も戦後の初期には、数種類のスプレー・シールド処理のオクタル管を発売していました。

1. 原理

 熱放射電子に関する多くの実験に依れば、ガラス管内壁の電荷は、特殊な影響を受けるようです。もし、ガラス管内壁に衝突する電子が25V以上の速度がある場合には、衝突点で多くの2次電子放射があり、ガラス管壁に正電荷を作り、之が更に衝突電子の速度を増して2次電子放射を増やすことになります。この現象は、ガラス管壁に局部的な高温を生じて、高電力の発振管では、ガラス管壁に溶解穴(吸い込み穴)を起こすことになります。受信用真空管ではグリットの制御を受けない熱放射電子がガラス管壁に衝突し、ガラス管壁電荷の不規則な増加は、雑音の原因になることがあります。ガラス管壁のグリット作用は、大したことはないが陽極に流れる二次電子の不規則は、陽極回路に脈動現象が現れる。

 陽極回路の脈動現象は、ガラス管壁内部の二次電子放射により、制御グリットのガス電流の脈動と陽極回路のショツト効果(schrot effect)が加わり、全体の脈動を増加させます。真空管雑音の主たる要因をガス電流によると考えるのは妥当性がなく、主としてカラス管壁内部の荷電作用によるものがある。

2.スプレー・シールドの効果
 
 3極真空管または電力増幅用真空管にスプレー・シールドを施す理由は次の通りです。
 @ スプレー・シールドは,ガラス管壁内に電荷が蓄積するのを防ぎ、二つの効果が期待できます。即ち、真空管雑音の阻止とガラス管壁の局部的過熱の防止です。
 A 真空管の主要部分が静電的に近接回路から遮蔽されます。高周波増幅の多極真空管では、@および次のBの理由から全般的スプレー・シールドが行われます。
 B 真空管の内部構造と全面のスプレー・シールドにより、フィードバック容量を極めて低い値に減少できます。

  スプレー・シールドでは、ガラス管壁に密着した金属被膜塗料に電流が流れるためガラス管壁の荷電現象が少なくすることができます。 このスプレー・シールドをフィラメントに接続してマイナス電位にすれば、ガラス管壁の荷電を防止できます。 電力増幅管では、ガラス管壁の局部的な加熱を防ぎ、3極管発振器では発振出力が安定し、安定な周波数が得られます。ます。多格高周波増幅管のスプレー・シールドは、フィラメント回路の脈動現象を減少させるだけでなくフィードバックの量も減少させます。

 即ち、真空管の内部電極構造とガラス管壁に施すスプレー・シールドとは、互いの相関関係により、極めて効果的にフィードバック容量を減少させると同時に真空管の内部電極構造の設計は、単純化されて製作費は低減させることができます。以上の要点は、スプレー・シールド採用によりこの真空管内部電極構造を改造することができる点です。

3.スプレー・シールドを剥離した真空管の内部電極構造

 スプレー・シールド真空管で、
表面の品名が判読できない真空管がありました。
 スプレー・シールドの塗料を剥離してみましたが、ガラス管壁にエッチングで品名が記入してる真空管と記入してない真空管がありました。スプレー・シールド゙真空管の内部電極構造が観察できました。

  @ガラス管壁にエッチングで品名が記入してる真空管
                            

MAZDA AC/SGVM MAZDA AC/SGVM MAZDA VP215


  Aガラス管壁にエッチングで品名が記入してない真空管

スプレー・シールド真空管 A スプレー・シールド真空管 B


4.日本に於けるスプレー・シールド真空管

 手元にある日本製真空管で上記の外国生まれのスプレー・シールド管を調べた結果、2本が見つかりました。

エレバム UZ-6C6 JRC NF6(オクタルベース)



参考文献;
 @
”THE SPRAY SHIELD TUBE”、By H. W. Parker、F. J. Fox、Proceeding of the Radio Engineer, Volume 21、Number 5、May 1933
 A ”スプレー・シールド真空管”、通信工学邦文外国雑誌 5号(埼川範行翻)
 B ”真空管70年の歩みー真空管誕生から黄金期まで”、John W. Stokes 著、齋藤一郎訳、P164の「メタライジング(金属被膜化)」より

                                                                          以上