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カクシカおじさん(プレミオおじさん)の愛車 [その他 その他]

自作した、真空管式 6550A ULPP パワーアンプ

投稿日 : 2011年10月21日
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自作アンプのフロントパネル部分です。

今は無き鈴蘭堂の大型の自作用アンプケースのフロントパネル部分は、シャンパンゴールド色の3mm厚の分厚いアルミパネルで出来ていて、さらに頑丈な取っ手も付いていて、自重30kgもあるアンプをたまに取り出すのに重宝しています。

でも、このままでは大きなパネル面がノッペリとして寂しいため、電源スイッチの上に電源ON時にオレンジに光るネオン管を、右半分には出力5W表示と50W表示に切り替えられるワットメーターを取り付けました。

ただ貼り付けただけのインレタが一部はげていて、直していないので少し見苦しいですね。メーカー製ならシルク印刷なのではげないのだけど。
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GE(米国のゼネラルエレクトリック社)製の大型ビームパワー管6550Aの4本をULPP方式(ウルトラリニアー接続)の回路で自作した、真空管アンプの全容です。

ここの写真は、撮影用にシールドを兼ねた鉄製の天板の保護カバーを外した状態で撮影です。
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オーディオ専用ラックのスライド式床板を最大に引っ張りだした状態で撮影。
普段はこの写真のように、多数の放熱穴の開いた鉄製のふたをネジでアンプ本体に固定して、ラックの中に入れています。

普通、真空管アンプは電源を入れると真空の管の中で電子を飛ばすためにヒーターが設けられているのでこれが朱色に光るのと、電子が飛ぶとわずかに青色ぽく見えるのが美しいため、画像5のように放熱も兼ねて丸出しにするのが一般的ですが、

当方の自作アンプはどうせ大型の専用ラックに入れてしまうのと、落下物による真空管の破損防止、及び不用意に手を触れたりしてやけどをするのを防止するため、あえて天板付ケースを購入しました。
4
ここの写真はその自作アンプの裏側、つまり電気回路の部分です。

画像下部の真ん中付近にはステンレスのL金具2個が取り付けられていますが、このアンプケースは、もともと出力トランスが不要なトランジスターアンプ用の自作ケースです。

よって、タマアンプ用の超~重たい2個の出力トランスを取り付けると、重さは1個あたり7kgぐらいあるので(真ん中下と右下の2個)、電気回路を組み込んでいる銀色に光っている平たい1mm以上あるアルミ板がしなってしまうので、ステンのL金具2個で補強しています。

左下の大きなトランスは、今は無きタンゴ(平田電機製作所)の真空管アンプ用の大型電源トランス「MS-450D」で、これは容量最大級で重さはなんと10kgほどもあります。

ちなみに出力トランスは同じタンゴの大型出力管向け出力トランスの 「FW100-3.5」で、これは30Hzで100Wまでの電力に対応しています。


見る人が見れば分かるのですが、画像左上の黒い丸っこい部分=ブロック形アルミ電解コンデンサーが一度新品交換したものの、それからすでに10数年以上も経て再び劣化してしまい、封をしているゴム部分が一部浮き上がっています。

もう寿命なので新品交換が必要ですが、ここは耐圧500V以上の大容量のコンデンサーが必要な場所で、現在では製作当時と違いあまり部品がなく思案しているところです。

幸いコンデンサーメーカーの指月から、どうやら同形状のアルミ電解コンでなしに、大容量のフィルム型のコンデンサーが出ているらしいので、調査の上規格が合えばこれに交換したいと思っております。

フイルム型コンデンサーならアルミ電解コンと違い、寿命を気にしなくて済みそうです。
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この自作アンプの元となった、近年お亡くなりになられたらしい金田幸之助さん著 『タマアンプ Hi-Fi名器の再現を』 誠文堂新光社刊 (現在この単行本は絶版らしい) の、6550A ULPP方式のアンプの製作記事の1ページ目です。左上にちょっと落書きをしています。

製作年月日の1988年 6月の書き込みと、2004年 1月にハンダが熱による劣化でボロボロになりかけていたので再度ハンダの流し込みと、予防保全として出力管のバイアスコンデンサーの交換をしたとの落書きをしています。

もしこのバイアスコンデンサーが破損すると、出力管に過大な電流が流れて、一瞬にして真空管が赤熱しお寿命を迎えます。
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画像4のスペースに書ききれないのでこちらに書きますが、

真空管は電圧増幅素子で(バイポーラトランジスターは電流増幅素子)、音声信号のアンプ入力電圧1~2V弱を、わずか3段の増幅回路構成で、出力管に印加している400Vの電圧を利用して電圧増幅していきます。

よって電流変化は少なくて済むのですが、高電圧が増幅回路にかかっているのと、真空管を含む増幅回路全体が高インピーダンス回路となっており回路抵抗が非常に大きいので、スピーカーのわずか8Ω前後の低負荷をかけても変化がなく音が出ないため、出力管から出る音声信号をそのままではスピーカーにつなぐことができません。

そこで出力トランスを介して、高インピーダンス回路による高電圧・低電流の音声信号を、電磁誘導の法則を利用して、低インピーダンスの低圧・大電流へと無接続で変換させていきます。こうしてようやく出力トランスの2次側をスピーカー端子につなぐことにより音が出ます。

電気回路的には、真空管回路の高圧1次側回路とスピーカーにつなぐほうの2次側回路が、全く接続されていないためスピーカーの保護回路が不要で、トランスの絶縁破壊か、もしくはアンプが異常発振を起こさない限り、たとえアンプ回路が故障してもスピーカーは守られるので、意外と安全性は高いです。

いちおうトランス製造メーカー側で2000V・1分間の絶縁耐圧試験をしています。
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自作アンプに使っているGE社製の6550Aという名がつけられた、大型ビーム管です。外径46φmm×高さ101mmもある大型管です。

フル出力を求めれば、この球は100W近くも出せるそうですが(ULPP接続では70Wぐらい)、ここではあえて40W程度に抑えてアンプの安定性と長寿命化を狙った設計となっています。

またこの大型管を生かすため、出力トランスの銘柄選びはアンプの性能を大きく左右します。
当アンプに使用したタンゴのFW100-3.5という品番のトランスは、30Hzで100Wの出力まで耐えられる大きな容量を持った出力トランスです。

出力特性を最大限追求するために、鉄心に巻きつけるコイルに太い銅線を使い、かつ巻き数は極力少なくしていて、そのため逆に不足しがちな低域特性を良くするために大量のトランス用鉄心を使用しています。そのためにかなり重くなっています。自重7kg/1個ぐらいあります。

現在は、残念ながらこのタンゴ(平田電機製作所)は廃業してしまい、このFWシリーズとかの出力トランスのように高性能で大容量の管球用出力トランスは、オークション以外まず入手不可能となっているようです。

現在他の製作メーカーでは、このタンゴを越える製品はなかなか作れないようです。
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ここの画像はほかのところの画像を借用いたしましたが、GE社製の6550Aの新品らしき球の画像です。
球内部でどうしても発生する不要なガスを吸い取るため、球の頭の内部に銀色に塗られた部分(ゲッターと呼びます)が綺麗ですね。

ここの画像の真空管に比べて当方のアンプは20年以上の使用で、画像6の写真のように、だいぶん頭の銀色の部分が禿げてきているのが分かります。

ゲッターがだいぶん少なくなっていて、これが完全になくなれば真空管はもう寿命となります。
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当方の使用している(使用していた)真空管の外箱です。

一番大きな箱がGE製6550Aの箱、もちろんペアーチューブで買ったので、2本の真空管の流れる電流値がほぼ同じものを販売側であらかじめ選別してくれています。

0Vをはさんで+側の増幅と-側の増幅を担当する2本の真空管の特性が違いすぎると、いびつな増幅波形となるので、PP(プッシュプル)用の出力管は特性のそろったペアーチューブにするのが一般的です。

あと欧州のフィリップスとか日本の松下電器や東芝とかも大昔は真空管を製造していました。ちなみにテレビのブラウン管も電子銃を持った巨大な真空管ともいえますね。

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この記事へのコメント

2013年1月20日 21:20
市販のアンプみたいな作りですね(^-^)

重量級で素晴らしいです(^-^)
コメントへの返答
2013年1月21日 0:36
こんな隠れたところにあるこの記事ですが、コメントもいただき、ほめていただきましてありがとうございます。

このアンプは私の若き日の自作ですが、もう25年も前にもなりますね。もちろんプリーアンプとこのパワーアンプのそれぞれ1台だけ製作しただけなので、現在もそのまま安定して使っています。

鬼太鼓座(おんでこざ)の巨大な和太鼓演奏も、ソニーの平面スピーカーと相まって、空気の揺れまで再現されて、ボリュームを大きくすると音圧で部屋の壁が揺れたりするので、出力トランスを使用してもタンゴのこの品番なら低音再現性も申し分ないです。
もちろんアンプの回路と電気的に分離されているので虎の子のスピーカーの保護にもつながります。

ちなみに故障したのは1度のみで、
出力トランスのULPPタップからスクリーングリッドにつなぐ部分に入れている保護抵抗の470Ωの断線です。
これは製作本の指定による金皮の1Wから、酸化金属皮膜の2Wの470Ωに交換して以来故障はありませんが、そろそろアルミ電解コンの交換が必要になってきました。


それとフロントパネルがあまりにものっぺらぼうなので、大型の針式Wメーターをとりつけたこともあり、外見はあえて市販アンプみたいになりました。
そのおかげか落下物によるアンプの損傷を防ぎ、やけど防止にもなっています。


製作した当時は音質追及のためパワーアンプにはボリュームを設けませんでしたが、そのため常時最大入力となり、NON-NFBのプリーアンプのノイズがわずかに聞こえるので、ボリュームの追加を検討しています。

このパワーアンプ自体は、浅くNFBが効いていますが、スピーカーのツィーターに耳を押し当ててもノイズ音は全く聞こえないほどですので、性能と安定性は十分ですね。


ただ現在はバブル崩壊後、タンゴトランスもこのシャーシの鈴蘭堂も廃業してしまって、同じものはもう作れないようですよ。
まあ自作はできても、故障したときには自分で原因を見つけて修理も出来なければなりませんが。
2013年6月10日 9:34
村山配管

私も金田幸之助制作の6550PP~1624PP30年前、変更のアンプを、使用していますが、真空管が、よくきれます。前段のソケットの接触不良で、4個何とか交換しました。
バイアス調整が素人なので正確な調整ができません。あと1624が、市場に、ないのがとても心配です。
故障は、接触不良と球切れだけですが、古い物なのでこれからの維持が、とても心配です。
コメントへの返答
2013年6月10日 14:49
こんにちは。長文でのコメ返となりますが。

まず1624という球、私は知らなかったので調べてみると、807を直熱管に変更した球だそうですね。ここでご紹介した金田本には掲載がなく? 私は知りませんでした。

我が家のアンプは、ラックスのA505プリーアンプキットの回路を流用し、少しアレンジした自作プリーアンプと、ここで紹介した6550ULPPのパワーアンプを、昭和の終わりごろに製作したのみで、今もずっーとこのアンプを使い続けています。
   --------------
アンプの故障はプリーアンプはなしで、6550PPのほうは2回でしょうか。
位相反転に使っていたラックス6240Gの代わりとなる、製作当初からのフィリップス製の6CG7(写真8)のヒーター断線1回、
この球は余分には買っていなかったので、後日松下製の6FQ7を4個買って2個差し替えました(写真8)。

もう1回は、上のコメ返で触れました6550Aのスクリーングリッドに入れていた球の保護抵抗470Ωの断線で、これは酸金の2Wのものに変更して以来、ノートラブルです。

ただしこのアンプ、発熱が大きく経年とともにハンダがボロボロになるので、5年に1度ほどハンダの付け直しが必要です。これを怠るとアンプの故障率がぐっと増えるかもしれません。
   --------------
真空管のソケットですが、当時の購入明細を引っ張り出して見て見ましたが、パーツ屋の大雑把な明細なのでよく分からず、ネットで調べてみると、これを使っていました。

前段のMT管用の9pinソケットは、「タイトMT-9P金下付き」という端子が金メッキをしてあるほうで、
6550A用には、「タイトUS(GT)金メッキ」という名のついた、どちらも金メッキ端子兼白色の焼き物のソケットです。

確認したホームページはこちら
 →http://www32.ocn.ne.jp/~k_create/sinkuukan.html

私が購入した当時でも1個400円もしていましたが、信頼性を重視してこのソケットにしたものの、プリーとパワー合わせて合計16個+予備を各1個ずつ購入し、真空管ソケットだけに7200円もかかりましたよ。

ただし私の場合、ソケット関係の不具合は今まで一度も発生せずに今も製作当時そのままで、念のため買った予備のソケットは未だ手元に置いたままです。
予備ソケットをたった今取り出してみましたけど、端子は金メッキされているので、錆びることなく今もそのまま使える状態です。

ただしこのソケット、新品状態では端子間が狭くて真空管がなかなか刺さらず、苦労した記憶がありますね。
   --------------
バイアス調整は、このフォトギャラリーの次のページ「金田幸之助さん設計、自作6550Aアンプ回路
」に簡単な写真で記載しました(写真5と写真6)。

バイアス調整を正確にしようと思うと、電圧測定ではなく、出力管ソケットのプレート用端子と出力トランスのP端子との間に、100mA程度の直流電流計を4個挟み込み、
この6550ULPPアンプの場合では、4個の電流計ともすべて70mAになるよう、根気よくバイアス調整用ボリュームを回して合わせます。

うちのアンプは、20数年来使ってきた出力管6550Aが劣化してきており、そろそろ出力管を交換しなければなりませんが、そのときにはこれの調整が必須ですね。

次ページに掲載した写真では、光が反射してちと分かりにくいのですが、このバイアス調整、ごくまれにしかしないので、調整ボリュームの回転方向を忘れてしまうため、黒マジックで調整方向を矢印で書き込んでいます。

ここのバイアス調整ボリューム、たいへん重要な役目をになっているので、私はコストをケチらず何十円とかの安物を使わず、経年劣化に強そうなコスモス製の大型のボリュームを使っています。
   --------------
アンプの維持で私が一番心配しているのが、電解コンデンサーの劣化で、B電源用のコンデンサーは1度新品交換したものの、また劣化してきてゴムが膨れてきています。

さらに心配なのが固定バイアス用の平滑コンデンサーで、
現在は日ケミのチューブラ型アルミ電解コンを使っているものの、これも念のため一度新品交換しましたが、これが破損すると球に大電流が流れて一発で球が赤熱し、お亡くなりになりますね。

自己バイアスだとカソードに固定抵抗を挟むので、断線すれば単に電気がながれないだけですが、別電源を使用している固定バイアスの故障は、アンプの致命傷となりそうで、いずれ対策するつもりです。

まだ詳しくは調べていないのだけど、コンデンサーメーカーの指月から、高耐圧用のブロック型?の大容量フィルムコンデンサーが出ているようなのです。

パソコンのマザーボードのトラブルでおなじみとなった、電解液を使用し熱に弱いアルミ電解コンデンサー、高耐圧用は真空管アンプがあまり作られなくなったせいで入手しにくくなり、これの対策が専ら悩みの種ですね。
   --------------
    PS
20数年も使った、ブリーアンプの自発光式電源スイッチが先日破損し、電源が切れなくなるトラブルが発生。用事で大阪へ出たときに同じものをパーツ屋で探して見つけました。

ついでに新品のスパークキラーも購入。劣化してきた電源コードとともに、仕事休みの今日にでも交換しようと思っています。
2013年6月12日 15:41
村山配管

コメントへの回答有難うございます。

1624は、(私のアンプでは有りません白血病でお亡くなりになったU氏の物で、彼は、2台所有していたので1台処分したいと言うので購入しました。私のは、2A3WPPです。これも処分しようかと思っています、今は、球無しPX25PPなのですが、球が高価すぎて買えないので、)3極管のような音で、金田さんに、と言うより窓口は、川崎に居た頃、近所のレコード店で、発注して1624で、戻って来ました。プリは、ラックスA3300を金田さんが組み立てたもので、10年前位に壊れて、8年前の中越地震の時からオーデオは、休止していました。2年前ラックスa3034をオークションで手に入れたのを機に復活しました。コンデンサーをロシヤ製に替えたりで、半田コテなど使うようになった次第です。ネットで検索して、情報を、得ています。金田幸之助で{カクシカさん}を知りコメント入れさせて頂きました。

金田幸之助さんのアンプは、いい音が聞けるアンプだと思います。スピーカーboxなども素晴らしい物です。
何回か自宅に連れて行って頂きました。とても懐かしく思います。アルテック604-8GプラスバスのBOXで聞くサウンド体を通り抜けるスピード感は、他では、体験出来ない物です。アンプでギネスブックに載ったと聞いたこともあります。
金田幸之助さんの記事を、見るととても懐かしく拝見しています。余りと言うよりほとんど無くとても有難く思います。

コメントへの返答
2019年6月16日 0:56
村山配管さま。長文で失礼しました。

この村山さんの戴きましたコメントにお返事すると大変な長文になっちゃったのですが、ここにあまり長文も書き込むのもどうかと思いまして、

2011年10月25日の日に当ブログ内にアップしてあった、「自作した6550A真空管アンプ と ソニーの平面スピーカーAPM-66ES」 というブログを、先ほど大幅に加筆して全面的に書き換えました。

このプログを書いた当初は、ブログ内にたくさんの写真が貼り付けられなかったのですが、今回はフォトギャラリーにバラバラに掲載してあった写真を多数追加してまとめました。

そのブログには、何シテルからだどれるようにしました。いちおうこちらになります → http://minkara.carview.co.jp/userid/1144014/blog/24276800/

ただしこの時に撮影したカメラの条件から、うまく撮れていない写真が多いので、後日きれいに撮り直して差し替える予定です。


で、アンプの破棄ですが、
今回ブログに加筆したのですが、私の場合はとにかく高価な球と入手がやっかいな球は避け、個人的には扱いにくい直熱管は嫌いなので、6550A一本に絞ってアンプ製作をいたしました。

2A3やPX25、球は希少かつ高価なのでアンプ自体は破棄してもいいかもしれませんが、使用している出力トランスや電源トランス、製作本のように別注品でしょうか?

実はタンゴのトランス、非常に優秀だったようで、聞くところによりますと他メーカーでは未だにタンゴトランスを超える製品は作れないと聞きました。特に大出力用のPP用。

プログ本文ではあえて触れませんでしたが、この金田さんの製作本の中で、ありふれた6CA7や6L6WGBを私がチョイスしなかった大きな理由が、タンゴの既製品の出力トランスを使っていなかったためです。

個別設計や特注品だと球を変更したときに流用が難しいのでは、という理由ですね。


このアンプ製作当時、タンゴの出力トランスのFW100-3.5は一般的によく流通していた商品でしたが、値段と比較すると性能は非常に良かったと思いますよ。

後に出たX-5Pのほうがより優秀だと言われていましたが、今でもこのFW100の出力トランスに不満を感じたことはないです。

そしてこの6550Aのアンプですが、回路定数を変更すればKT-77やKT-88にも使えるそうですが、6550Aのほうが入手しやすいのと、球自体も欧州管よりも丈夫そうで、しかも安いので今もそのままです。

タンゴ製の出力トランスや電源トランスとチョーク類、もし使えそうならこれだけは取り外して持っておくと、後日に自作するようなことがあればきっと役立つと思いますね。

ところでこの金田さんの単行本も現在は絶版となっていて、復刻の予定もなさそうですが、その大きな理由のひとつにタンゴトランス(平田電気製作所)の廃業があるのでしょう。

指定の出力トランスが入手できなければ、製作本の指示どおりには作れませんから。



そして、私は残念ながら金田さんに一度もお会いしたことはないのですが、このパワーアンプを製作した当時、この本に掲載されていました、ラックスマンのA505のブリーアンプキットがすでに手に入らず、仕方ないので回路図を分けて欲しいと金田さんへお手紙を出したことがあります。

返事が来まして、わざわざラックスマンにまでかけあってくれまして、大判の回路図のコピーまで頂きました。

いただきましたお手紙には、ブリーアンプの製作には相当な技術がいるから、当時まだ在庫があったラックスのA3040のキットを作ったほうがいいのでは …… と申し添えられていたような気がします。

でもこのキット20万円を超えていたと思います。

よって結局、頂きましたA505の回路図の通りに、ラグ板を使って鈴蘭堂の大きなアルミケース内に配線をして、プリーアンプは完成しました。

無帰還方式(NON-NFB)の全段SRPP方式の2段増幅+MMフォノ部も全段SRPP式の2段増幅回路となっていまして、トーンコントロール回路も付いていました。

私の製作ミスでシャーシアースを取っているところのハンダのつけ方が甘くて、本当は鬼ワッシャーをかませてから、しっかりとアースをとってハンダを流し込めば良かったのですが、
ハンダだけ大量に流しただけだったので、アースが振動とかでたまに浮いて、バチバチと大きなノイズを出していた時期がありました。これ原因がなかなか分からず苦労しました。


全段SRPPという豪勢な設計のプリーアンプでしたが、帰還が全くかかっていないためノイズが聞こえるので、一般的な12AU7をシルバニアの高信頼管6189に換えちゃいました。

金田さんのアンプの設計は素晴らしくて、少なくとも6550Aでは無理な設計をしていないため故障もほぽないし、鳴らすスピーカーのAPM-66ESは低音もフラットに近い特性ということもありますが、低音もトランジスターアンプに負けないぐらい歯切れ良く出るし、

パワーアンプの入力感度も高くて、A505のプリーアンプの2段増幅では増幅しすぎなので、2段の増幅回路のうちの前段側の回路をカソードフォロワー回路に変更して、トーンコントロール回路の安定化を図り、必要なトーンコントロール回路の増幅のために1段だけ使用するように変更しました。

ブリーとパワーを合わせて合計5段ある増幅段が1つでも減ると、歪が聴感上からもはっきり分かるほど減ってビックリし、設計の無理ない範囲で増幅段は少ないほうが良いのだとつくづく思いましたよ。

トランジスターアンプは個々の特性は良くても、素子の特性のばらつきが大きく、メーカー製のアナログ回路では選別まではせず、しかもあまりにも部品を使いすぎていることもあり、意外と音質がこもった感じがしたり、ノイズが出たりするのでしょうね。


この故 金田さんのアンプ、私にとっても大切な宝物なので、真空管が手に入らなくなるまで、まだまだ保守しながら使い続けますよ。

プロフィール

「我がコンテ号、325327kmにて初めてCVTオイルパンを開封(写真)。

CVTは3~4万kmでのフルード交換ぐらいしかメンテはしてませんでしたが、左端の円形のマグネットにヘドロがこびりついている以外はきれいでした。

当然、新品のストレーナ・マグネット・ガスケットへと交換。」
何シテル?   10/26 21:55
カクシカおじさんです。 ニックネームの由来は、我が愛馬コンテカスタムRSの別称、ダイハツの『カクカクシカジカ』と現在の年齢がおじさんになっているところから...
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