学研 大人の科学 真空管ラジオキット

サンプル機の組み立て 2006年3月14日

完成後受信してみました、試作機より音質は良くなりました、でも再生検波特有の音ですから決してHi Fi音では有りません、
また音量も大きくはありません。
受信周波数範囲を確認しましたが、放送波帯535〜1605はカバーできました。
ループアンテナは相対的に浮遊容量が多いので、周波数の高い局はブックバリコンを相当開いた状態にする必要があります。
なおこのラジオの受信操作は難しいです、これは「並四ラジオ」と同じで、受信に技術が必要です。
再生を最大に効かせ、ピーという部分でブックバリコンの操作を終え、静かに再生の量を下げて行きます、奇麗な音になったっところが最良点です。
なおループアンテナは指向性が強いです、方向を替えると音量が大きくなります。
昔 ラジオの調整はお父さんの役目でした、現在の様にスイッチを入れれば受信できる仕掛けでは無かったのです。
「性能の低い受信機で上手く受信するのが腕の見せ処」の気分が味わえます。

組み立て終わって
@組み立てしまうと、持ち歩く時に不便です、コイルを持つと外れるし、接着したほうが無難なのかもしれません。
A実はコイルをもったら抜けて、ラジオ本体を落下させてしまいました、それ以降赤ランプ(LED)が点灯しなくなりました。
この原因は電池金具の変形でした、006Pでも意外と重量があり、廊下にラジオを落下させるとその衝撃で電池金具が少し変形したようです。
真空管は何の問題もありませんでしたが、金具の変形は「ほんの少し」なので見つけるのに苦労します、皆さん注意ください。
B電池について
A電池にニッカド電池を使いましたが正常に動作します、こちらの方が真空管の為には優しいでしょう。
但し電圧の高いオキシライド電池は使ってはいけません。
B電源用の006Pは同じメーカーのものを購入し、まとめて交換すると良いでしょう、A電池と同時に交換する必要はありません。
CなおLEDはB電池の回路に入れてありますが、A電池が無いと点灯しません。
逆に、A電池は入れ、B電池を抜いた状態でスイッチをONにすると、LEDは点灯しないが、A電池は消耗する事になります。
LEDの点灯は通電表示ですが、滅灯は電源OFFを意味しませんご注意ください


このラジオに関する技術的な質問はラジオ工房掲示板をご利用ください、メールでの問い合わせはお断りします。


組み立て完了。


Ver1の残り在庫があるようです。
Ver2は何時でも購入できるので、お買い得だと思います。





組み立て済みの基板。
真空管ソケットはタイト製です。
我々年寄りにはタイトソケットは高級品のイメージがあります。
工作精度は日本製に比べ多少悪いようです。

ピンストレートナーも付録についていますが、
自分のものは真空管より、ソケットの方が工作精度が悪い感じがしました。



基板をベースに組み込んだところ。
ラッパの下側の部分にスピーカを取り付けます。
パターン面には色分けされたリード線が出ています。
スピーカーのリード線と出力トランスからのリード線は同じ色とするなど、
簡単に組み立てられるよう配慮されています。
これは教育玩具の延長線上の発想でしょう。

リッツ線も一度半田付けしてあります、良く配慮がされていると思います。
逆にラジオ愛好家としては物足りない部分ではあります。

完成後自由に改良して性能をよくしてみてください。
「面白い改良案」を募集いたします、ラジオ工房掲示板に書き込んでください。
@出力トランスやスピーカーの変更
A5極管増幅に変更など。


組み立て時、ネジが2種類準備されています。
普通のネジと、ツバ付ネジ(ほんの少し大きい)。
大きさが殆ど同じなので、区別しにくいです、最初に区分けしておいた方が良いでしょう。

+のねじ回しが付録でついています。


左 ツバ付ネジ(4本)。

右 普通のネジ。


ブック型バリコン。
アルミ板には両面接着テープが貼ってあります。
黒のプラスチックに接着して、組み立てます。




追加
アルミ板の型抜きをした時に「バリ」が残っている事が有るそうです。
あれば丁寧に取り除いてください。
福岡さんより助言ありました。。


ループアンテナの枠の部品。


ループアンテナの枠を組み立てます。
この後は説明書にしたがってリッツ線を枠に巻いてゆきます。
一定の間隔で、奇麗に巻くのは意外と難しいです。

ただ出来てしまえば、見掛けは別にして性能上の差は無いと思います。
リッツ線はコンパクトに巻かれています、多少巻癖があるようです、
一度大きな円筒状の巻枠に巻き直し、直線性を確保した方が奇麗に巻けると思います。

なお分解することを考えて、接着せずに巻線をしましたが、
接着して枠を完全に組み立ててから、線を巻いた方が無難のようです。

ループアンテナを巻く時 こうした方が良さそうです。
@枠を全部接着して組み立てます。
Aダンボールをこのアンテナの大きさより少し大きく切り出します。
B茶筒などに一旦リッツ線を伸ばしながら巻いておきます。
Cダンボールの上にループアンテナの枠を載せます。
Dダンボールの上に乗っけた巻き枠を、ろくろを廻す要領で回転させながら、線を巻いてゆきます。
ここで線を持って巻くのではなく、巻き枠を回転させた方が上手く行く可能性が高いです。

ループアンテナが出来れば本体に組み込みます。
配線は説明書にしたがってやれば良く、非常に簡単です。
動作は快適ですが、残念ながら音は小さいです。
出力トランスが影響しているのでしょう。
ラッパの音としては良い方だと思いますが、グリッド検波特有の音です、過大な期待はしないでください。


@1K2による再生検波です。
最初 G2の電圧をVRで可変する方法で計画していましたが、TRラジオ用の小型VRでは電流を流すとガリオームになりやすいので、
再生コイルにVRを入れる方法に変更しました。
現状再生コイルは2回巻いてあります、組み立て説明書では同調コイルに直ぐ隣接して巻くように指示してあります。
このラジオは1ピッチのみ間を空けて巻いてみました、それでも再生が効きすぎている感じがします。
2〜3回分 間を空けて巻いたほうが良いかもしれません、今後実験してみたいと思います。
A出力トランスが超小型です、もう少し大型のものが入手できれば、交換すれば更に良い結果が得られるでしょう。
Bイヤホーンジャックにクリスタルイヤホーンを接続すると受信できると共に、出力管のA電源が切れます、これでB電池の消費も半分以下になるでしょう。
CACアダプター方式を考えている方も多いようですが、AとBは絶縁されている必要があります。
元々 電池管ラジオはA(フィラメント)、B(プレート回路など)、C(グリッドバイアス)の3つの電源が必要です。
LEDと270Ωの抵抗を使った回路でB電池の電圧降下(−3V)を得、この電圧をグリッドバイアスに使いC電池を省略するものです。
絶縁出来ない場合、1.2V  45V −3Vの3電源を準備すれば良いでしょう。

2006年1月の試作機

なかなか味のあるデザインです。
色は製品化時変わるそうです。
また紙が貼ってありますが、これはデザインでは有りません。

ループアンテナはリッツ線です。
中央の横長の箱は006Pが5個入れられます。
A電源の単2電池は4右側ベースの中に収納。

外観は大正〜昭和初期を思わせるものですが、
回路構成は昭和15年頃の並四(国策型受信機)に近い回路です。
5極管検波   低周波増幅3極管接続  出力 3極管接続になります。
低周波増幅 電力増幅とも5極管を3極管接続にして利用しています。

技量に応じ、5極管接続に改造する事も面白いと思います。


再生量の調整はVRを使っています。
但しG2の電圧を可変する方式ではありません。

(製品とは色など異なります、ご注意ください)


学研の真空管ラジオキット。
これは動作確認用の試作品です。
発売時色が変わるなど改良されてからになるそうです。

後方 右は最初の試作機。



ラジオ部分。
左側 電源スイッチ

発光ダイオード。 出力管のバイアスと通電表示用。
ツマミは再生調整用。

右端 ブック型バリコン。
受信周波数の可変範囲は比較的狭いです。
中波の全域はカバーできません。
JOAK(594)〜JORF(1422)がカバーできる程度。
ループアンテナだけでは高感度とは言えません、放送局から遠いところは
外部アンテナが必要でしょう。
試作機は回転型のバリコンを使用したのですが、今回のブック型の方が同調は取りやすいです。
再生式受信機特有の微妙な調整が必要です。
出力トランスが超小型なので、試作機より音量が相当小さいのが悩ましい。
トランスと効率の良いスピーカーを捜して欲しいとお願いしておきました。

音そのものはグリッド検波特有の音です、HI Fiでは有りません。
また電池管特有のハウリング現象もあります。
真空管をたたくとシーンとかカーンと言う感じの音が出ます、この解消は難しいようです。
電源を入れなおすと治まりますので、スピーカーの音でフィラメントが微妙に揺らされているようです。


ブックバリコンの可変範囲は400PFくらいありますが、間隔が狭くなる方で容量の変化が急激です。
またループアンテナは構造上浮遊容量(巻線間の静電容量)が多いです、中波の放送帯域を全部カバーするのは厳しいと思われます。
(バリコンの最小容量とあわせ、40〜50PF程度あります)
都内で受信した感じでは特に問題はありません。
実用性があるとまでは言いませんが、ラッパからラジオの音が出る感激が充分味わえます。


電池カバーを外したところ。
006Pが5個必要です。
基板上に電池金具と真空管が取り付けられますので、
フィラメント配線に間違ってもB電圧が加わらない仕掛けです。
尤も故意に行えば出来ない事はありません。

さすが経験豊富な学研というべきでしょう。
トラブルを未然に防ぐ方法としては良く考えられています。
基板部分は組み立て済みで提供されるので、初心者でも誤配線の心配は無いでしょう。



試作基板。
写真は裸基板ですが、
キットは部品を挿入 半田付けし、組み立て完了状態で提供されます。
丸い部分に真空管ソケット、長方形の部分に電池金具。

006Pの金具部分。
真上から覗いたところです。
金具の大小にあわせ(大が− 小が+)、006Pの方向を交互にして乗せるだけで取り付けられる。
なおA電池はアルカリかマンガン電池を使ってください。
高電圧のオキシライド乾電池の使用はフィラメントの断線につながります。


側面にイヤホーンジャックがあります。
クリスタルイヤホーンを差し込めば、2P2のフィラメント電流が切断され、省電力で受信が出来ます。
A電池の消費電流が半分になります。
勿論B電流も減少します。

2005年6月の試作機


回路検討用。

鉱石ラジオ用の部材を利用した試作機。
これは学研のスタッフが試作した物です。

再生検波は高感度ですが、想像以上に選択度が高くなります。
鉱石ラジオで実用になった、このコイルとバリコンではボディエフェクトの為か、
非常に同調し辛い事になりました。
コイルとバリコンの共振周波数が操作すると動く不具合です。
これがブック型バリコンの採用につながった理由の一つと思います。
ループアンテナの中心にバリコンがあり、これを操作しようと手を近づけると同調点が移動します。
原理的に当たり前ですが、実際経験してみると想像以上です。

コアを入れたバーアンテナだと影響が比較的少ないのですが、完全に空芯ですから厳しいです。
鉱石ラジオだとあまり気になら無い事も、再生式検波だと無理のようです。

回転型バリコンも可変容量が小さいようです、また極板に手が近づきますので、
容量が微妙に変化します、この種のラジオに使用した場合 操作感は悪いです。


第一次試作時の真空管。
ヒラメント付近が赤く見えるのはカメラのせいです。
通電していません。

右側に見えるのは発光ダイオード、これはB電池の電圧を出力管のバイアスに利用する為の仕掛けです。
ダイオードと抵抗で発生した電圧降下がバイアスになり、通電表示と兼用になります。
昔はこんな便利なものは無かったので、抵抗だけが使われていました。
当然ですが、A電池だけでは点灯しません。



2005年6月に検討していた回路図

学研で最初に考えたのは1K2のG2の電圧をVRで可変する方式だった。
これは良く見かける方式だが、使用できるVRがTR時代の超小型の為、
電流を流すとガリオームになる可能性があり、この方式に変更してもらった。
黒字のものが第2バージョンで、赤字のものが変更案。
それ以降実験をして、AF段は全て3極管接続に変更した。
抵抗 コンデンサーの定数は最終的に変わっています。

@スピーカーは最初マグネチックのホーン式を考えていたが、
セラミックスピーカー、普通のダイナミックスピーカーと入手部品の関係で変更した。

Aここで、出力トランスの準備が苦労の種、最終的製品は自分としては見ていない。
B出力管のバイアスには発光ダイオードを利用した。
多少 問題も残るが「表示」の働きもして快適です。


出力管のフィラメントはクリスタルイヤホーンのジャック経由で供給されるようになっています。
クリスタルイヤホーンを使うと省電力になります。

(製品化時の回路図 真空管とは異なります、ご注意ください)
ピン ストレートナー

中国製の在庫品を使うということで、
こんなものまで付録につけようとしているらしい。
恐ろしいと言うか凄いと言うか、想像がつきません。
(製品化の時はデザインが違うらしい、見本です)


ラジオ工房で使用中のもの。


左側の物はナショナル真空管のオマケか?。


使用されている真空管の規格

1K2 1B2 2P2


上記の規格表は学研よりいただいたものです。

原科さんが「ラジオ工房の掲示板」に書き込んだ下記の情報が参考になりそうです。

大人の科学のメールマガジンによると、使われている球は1K2、1B2、2P2とあります。
「UNIVERSAL TUBE MANUAL」で調べてみましたところ、アルファベットとキリル文字
の違いはありますが、ソ連の真空管にそれらしき球がありましたので、簡単にご紹介します。
1K2 フィラメントは0.95-1.4V、30mA、ほかは1T4と同じ。
1B2 フィラメントは1.2V、30mA、ほかは1S5と類似。
2P2 フィラメントは1.2/2.4V、60/30mA、
   Ep=Esg=60V、Ecg=-3.5V、RL=15kohm、Po=90mW
   Ep=Esg=90V、Ecg=-7V、 RL=15kohm、Po=200mW


ご注意
このキットの真空管を別のポータブルラジオに流用はしないでください。
相当品と書かれていても微妙に違う可能性があります。
特にフィラメント電流が日本製(USA系)と異なりますので、充分注意してください。
(ポータブルラジオは3WAYになっている事が多いです、この場合フィラメントを直列に接続します、
電流の違う真空管を直列に接続する時はこの違いを補償すれば可能ですが、知識が必要です。)

キットのサンプル到着(2006年3月6日)


コンパクトな箱に入れられています。
本屋さんで展示された時の置き場所も関係しているのでしょう。





同封されている部品のリストです。
ラッパやループアンテナの部品もビニールの袋に入れて同梱されています。

クリスタルイヤホーンジャックがつけてあります。
プラグを挿入すると出力管のヒィラメント回路が切れて、電池の消耗が減るように工夫してあります。

アルカリ電池とニッカド電池のどちらが真空管に優しいか。
電池には内部抵抗が有ります、決して0ではありません。
余裕をみて アルカリの内部抵抗200mΩ、ニッカド0Ωとして突入電流を計算してみました。
(なおアルカリは実際は200mΩより少なく、ニッカドは0Ωより多いです)
真空管のフィラメント抵抗は10Ω程度(冷たい時)ですから
これから計算すると
アルカリ 1.5V ニッカド1.2Vとするとラッシュカレントは
アルカリ:147mA
ニッカド:120mA
と云う計算になります。
こういう訳でニッカドの方が真空管には優しいのではと思っています。

電池管のフィラメント電圧について
新品の電池は1.5Vですが、段々消耗してくると端子電圧は低下してきます。
電池管のフィラメント電圧は比較的広範囲の電圧で使えるように配慮されていています。
出来るだけ電池を長く使う為に、普通は0.9Vとか1.1V程度まで低下しても使えるといわれています。
当然 ニッカド電池のように1.2Vあれば充分動作します。

AC方式に改造を試みている方に
真空管そのものは普通67.5V程度で使われることが多いので、特に問題はありませんが、
学研の真空管ラジオは45V(電池)で動作するように設計されています。
したがって使われているセラミックコンデンサーの耐圧は50V(普通TRラジオ用)のものを使っています。
電圧を45Vより高くする時はコンデンサーも交換する必要があります。
技術力のある方のみ挑戦してください、無暗に改造すると壊れます。
気軽にAC化したい方は
無負荷(ラジオのSW OFF)時でも出力電圧 50V以下に製作したほうが無難でしょう。
消費電流は全部で5mA程度です。
なおA電源はニッカドにして、電池のままの方が無難でしょう、悪くするとフィラメントを一瞬にして断線させます。

音量
音量については不満の方もあると思いますが、45Vの電池で動作させると出力も小さいのです。
何しろ出力管の入力が約40V×2.5mA=100mW程度です、出力は10〜20mWの間でしょう。
昔のスピーカー式のポータブルラジオは67.5Vの電池使用です、これでもそこそこの音しか出ません。
B電圧を上げ、出力トランスをもう少し大きなものにして、更に本来の5極管接続にすると、比較的大きな音が出るようになります。
技術に自身のある方は挑戦してください。
現状で 音量を増加させるには出力トランスをもう少し大きなものに交換するのが良いでしょう。

リッツ線の半田付け
どうもリッツ線を断線させたという話を聞きます、また基板に短く切って半田付けしたい方もいるようです。
半田付けの方法を紹介しておきます。
W数の大きな半田鏝が望ましいです、今回使用したものはセラミックヒータ45W(ニクロム線の100Wクラス)のものです。
このリッツ線は細い線が束になっています、全て被覆が絶縁されています。
昔はエナメル線を使っていましたので、エナメルを剥がす作業が大変でしたが、ウレタン電線ですから、熱で溶けますので半田付けは容易です。
ただ普通電子工作に使っている半田鏝では難しいかもしれません、そのため学研では事前に半田揚げしたものを提供しているのです。
基板に半田付けする時は、半田付けする部分の絹糸(化繊?)を取り除き、下記のように線だけに半田つけし、それから所定の位置に付けしてください。

写真上側は事前に学研で半田付けしたもの

写真下 切断したもの、
先端部分 被覆(絹糸?)のみを取り去っておく
単純に半田鏝を上に当てる。
完成した先端部の半田あげの完成。

Ver 2 サンプル組み立て

8月末に送っていただいたのですが、
9月も半ば過ぎてやっと組み立てる時間が出来ました。


前のものが今回組み立てたVer 2です。
リッツ線の緑がなんとも言えぬ雰囲気です。
本体の色も微妙に違います。


出力トランスの位置が基板からスピーカーの裏側に移動しています。


心なしか Ver1より音量は大きいようです。



学研 大人の科学  10月20日発売予定、公式情報は学研のページでどうぞ。
                   前回は一週間程度で売り切れになりましたが、今回は充分な数を準備できたようです。
                   学研の事前予約は9月20日頃だそうです。

このラジオに関する技術的な質問はラジオ工房掲示板をご利用ください、メールでの問い合わせはお断りします。

大人の科学 真空管ラジオ作品集

「組み立て報告」記載のホームページへのリンク集、
掲載ご希望の方は掲示板またはメールで。

スーパー方式のチューナーの試作(8月21日〜9月中旬の予定)

このキットを改造して、短波を受信した報告が野尻抱介さんのサイトにあります。
受信音声も聞けます、意外に良い音です 是非訪問してください。

露猫さんが製作方法を漫画で説明。

真空管ポータブルラジオ回路図集


2006年1月9日 18:21:12
2006年1月10日 14:35:09
2006年1月10日 17:53:26
2006年1月13日
2006年1月27日
2006年1月29日
2006年1月31日
2006年2月9日
2006年2月10日
2006年2月17日
2006年2月28日 基板の写真を追加。
2006年3月6日
2006年3月14日
2006年3月20日

2006年3月28日
2006年3月30日
2006年3月31日
2006年4月2日
2006年4月9日
2006年4月14日
2006年9月17日 Ver2の組み立て写真を追加。






城下町中津


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