コイル巻きとレアショートと高周波ニス その3

コイル巻き作業では手が緩むとほどけますし、完成後もユルユルで簡単に定数が変化しては困ります。そこで巻止めに使われたケミカル類が二種類ありました。

一つは「マジックハンダ」と呼ばれた飴色のホットメルト樹脂で、半田鏝で扱えるからその名になったようです。巻止め箇所にちょっと塗る感じでメーカー製品にも非常によく使われています。

もう一つの「高周波ニス」は溶剤に溶かした樹脂で、コイル全体への塗工にも使います。市販品ではサンハヤトの「高周波ワニス」が有名で、比較的近年までロングセラーを続けましたが廃品種になりました。

「ニス」も「ワニス」もvarnish なのは塗料の用語で同じですが、なぜか雑誌記事では高周波「ニス」表現が多かったようです。商標登録の関係でしょうか？

高周波ニスの自作は大昔の私が電子工作を始めた頃から知られ、しかも今に至るも内容が全く変わりませんが、発泡スチロールをシンナーに溶解したものです。スチロールを選ぶ理由は、tanδがごく小さく高周波特性の優れた樹脂で溶剤に溶けるものは他に無く（ポリエチレン・ポリプロピレン・テフロン、全部無理）、しかも入手が容易だからだと思います。

ところで本家サンハヤトの「高周波ワニス」には「溶剤としてイソプロビルアルコール、酢酸エチル、ブタノール、キシレン、エチレングリコールモノブチルエーテル、フェノールを含む」、と何だか一杯書いてありますが、これは塗料用シンナーにありがちな組成なので恐らくサンハヤトの自家配合ではなく、そういう仕入品だったのでしょう。なお、シンナーに近い内容である以上は巻線の被覆を溶解はせずとも膨潤はさせるので、一旦高周波ワニスで加工した電線を巻き戻しての再利用は勧められません。

ところで肝心な樹脂の組成が分かりません。スチロールではない気がしますが、違ったならば高周波的にはスチロール以上という事はないと思います。

スチロール樹脂は炭素の含有比が大きいので、燃やすと不完全燃焼の煤が出ます。つまり焼けた後に導電性のカーボンを残しやすいという事であり、私がレアショート箇所に注入した絶縁材としてはよりによって最低の選択でした。それゆえに塗り直しで回復する事は二度となかったのでしょう。

結局、ガラ巻きコイルの構造も、またスチロール系の樹脂も高周波用途のものであり、電源に使うべきではないのです。

コイル巻きとレアショートと高周波ニス その2

レアショートという言葉、本当は「層」を意味する layer ですからレアステーキではあるまいに、レィヤー、せめてレヤくらいにして欲しかったのですが・・・要はコイルの故障の一種です。電源トランスはコイルを何層にも巻き重ねますが、その層間の電位差に絶縁材料が耐えられずに放電破壊して起こるのがレアショートです。

アメリカ製の管球式リニアアンプにとっては日本の湿度は苦手なのか？ 多いトラブルは固定キャパシタのバンクか、あるいはレアショートで要するに絶縁破壊です。修理はトランスごと交換するのがが本筋ですが、不良箇所が露出するまでコイルをほどき、再びそこから巻き直したという体験談は一度ならず聞いたことはあります。レアショートは現象観察から発生の事実は分かりますが、具体的な箇所は解いてみるまで分からないことが多く、もし深層で起こっていたら巻き直し作業は根性物語でしょう。そんなトラブルがあるのは高圧巻線に違いないので、巻き数も半端では済まないからです。

もう一つ、電源トランスをアマチュア用途に一個でも特注できる先には家内制手工業的な工場が結構あって、中には融通が利いて他社製品の巻き直しも請け負う所もありました。探せば今も皆無ではありません。

昔のハム・ジャーナル誌のQ&Aでも電源トランスがレアショートしたがどうにかならないか、という質問がありました。質問者は絶縁材の注入での解決を期待していましたが、回答はショートした経路の全部で絶縁材料が駄目になっているのです、と、それだけでした。それは言外にですが、「もう出来ることはありません、諦めなさい」という意味なのです。これが乾式ではなく油浸漬のコイルだったならば劣化物の流動という効果がありますし、それこそ昔はPCBが活躍した分野ですが、アマチュア規模のトランスの構造ではありません（違法な超ハイパワー局にはあるかも。劣化測定にはフルフラール検査というものがあります）。

同じ事は誰しも考えるもので、私も前回書いた自作DC-DCのレアショート事例において、一度は「自作高周波ニス」を絶縁破壊した部分に注入してみたものの、短時間復活しただけで終わりました。再び同じ個所でショートが発生して以後は塗り直しても二度と回復しないという経験をしていたので、「経路上の全てが駄目」という説明には頷くばかりでした。

さて、その高周波ニスというものですが・・・ここでまた回を改めます。

コイル巻きとレアショートと高周波ニス その1

コイルの巻き方にも色々とありますが、中波用コイルのように巻き数の多いものは市販品はハニカム巻き、自作ではスパイダーなどと複雑な形が用いられます。これは端から綺麗に揃えた巻き方よりも線間の容量が小さくでき、Qが髙く変な共振点を持たない良質なコイルを作るための重要な製造方法です。その点では、手先ひとつでなるべく無規則に巻くいわゆる「ガラ巻き」でも割に近い効果が得られるのですが、同じ物が二つと作れないのが欠点です。しかし一点物の自作には充分です 。

ところで私が中学生の頃、わざわざ新品のヒータートランスを買って巻き直し、小さなものですがDC-DCコンバータを作った事があります。なぜ新品だったかって、もちろん最初はトランジスタともどもジャンクを買うつもりでしたが、以前書いた白衣の糞野郎に難癖をつけられて店を追い出されたというのがその時の話なのです。ただし当時のトランスの価格はインフレ率をスライドして換算しても現在の半分以下だったと思うので、分解を前提で新品を買う事にそれほどの抵抗感はありませんでした。

同時に巻替え用に何種類ものゲージを購入したエナメル線には今も未開封の残りがあります。終活の一環としてこれから使ってやる予定の物の一つです。

そのDC-DCは大変小容量ながら数百ボルトを発生させるので巻き数も多いですし、とにかく手間のかからないガラ巻きをしてしまったのは完全に失敗でした。なぜならガラ巻きの構造では巻線間の交差がランダムな場所で起こるので、たまたま電位差の大きな箇所で交差していると簡単に線間で絶縁破壊するからです。つまりガラ巻きは電圧は低いが線間容量を気にする高周波用途には適しますが、電源用にはよほど低圧でない限り使うべきではありません。

私の場合、まずはDC-DCの出力も確認できて上手く行ったと思ったものの、不用意に無負荷にしたところで電圧が急上昇してせっかく巻いたトランス内でレアショートが起きてしまいました。その時初めて噂に聞くオゾン臭というものも体験したので、無負荷では相当な高電圧が出たのでしょう。これはデューティ比の低いブロッキング発振を使っていたからには、ありがちなことでした。

次回はレアショートの事から。

複数コールのJARL会員

昔は同一人物が同一エリアで複数の呼出符号の免許を受けている事は割によくありましたが、電子化が進んで免許情報の管理が強化され、「名寄せ」で統合に導かれる話は以前も書きました。その際、「固定局と移動局が別なのは可」、と一度は書いたのですが、後で訂正せざるを得なくなりました。今では、少なくとも関東総通では固定と移動も統合の対象になる旨の説明をweb上で見つけたからです。しかしまだエリア違いでは複数コールも適用されています。

私もエリア違いの2コール持ちですが、両方実際に使用していれば、もちろん考えなくてはならないのはQSLカードの転送の事です。それがJARLではどのように扱われていたか。

1970年を迎える前には既に別のコールサインでもQSLの転送を受けられる制度がありましたが、当時はその転送手数料が会費と同額の年1,200円だったのです。しかし「個人局の会員資格は個人単位」に付与なので、転送扱いの方のコールサインには投票権やJARL News交付などのサービスがありません。つまり年会費と同額なので別人のフリをした方がお得という不合理で、入会金（それも100円）が免除というだけの差でした。

正直者が馬鹿を見る規定でしたが、それで何となく通用していたのも当時の会費が安かったからでしょう。その後は差がつけられ、現行の規定では個人正会員の年会費は7,200円、かつ年額3,600円と会費の半額で転送手数料もまだ存在します。ただしJARLの運営を危ぶませて来たのはQSL転送なので、半分という額がそのサービスの差に比例しているのか？はちょっと疑問はあります。わざわざ転送手数料を払うほどの局はアクティビティが高そうな気がするからです。

さて、私は第2コールの転送料を暫くは払っていたものの、負担が急に上がった折に納入を止めました。確か会費が3,000円の時まで転送手数料は1,200円に据え置きだったのが、会費4,800円時に2,400円に倍増したと思います。

しかしその後、「会員資格は個人ごとですね？」と念を押してからコール入りの門標板を注文したところ、第2コールでも問題なく発行を受けられました。それがいつしか駄目になって今に至るのは、JARLも主張が一貫していないのか、それとも私の依頼を捌いた人の判断がその当時でも異例だったのか？

MOPAとCOPA

「ラジオの製作」誌を毎月購読していた初心者時代、その連載にJA1AJQ 大沢氏がラジオ少年を経てハム局開局のため、自作に苦労した顛末話がありました。その中で MOPAとCOPAという略語を知ります。前者は Master Oscillator & Power Amplifierの略で、発振器プラス増幅器の構成の送信機を指し、特に水晶発振を使っていれば Crystal Oscillator & Power AmplifierでCOPAとなります。一番単純な形ならば2ステージ、それに逓倍とか中押し増幅が加われば3ステージとなって、それはトリオのTX-88シリーズなどのAM/CW送信機の基本構成です。従って、以前書いたトリオVFO-1は外部VFOという付加機器ですが、それ単体で6AQ5ファイナルの完全な3ステージ・MOPAなわけです。

AM/CW時代は確かに自作は送信機の方が受信機より簡単だったので、COPAを自作して受信機はキットとかメーカー製品、というのは入門から中級クラスまでの標準的構成だったようです。

ところが、このMOPAとCOPAという言葉、その後は半世紀以上を経ても超OTの回顧話以外では見ることがなく、典型的な無駄知識になってしまいました。恐らくですが、火花式とかがまだ使われていた時代の造語で、それらと対比して純粋に電子式、それも発振段だけではなく増幅付きの先進的な構成である、という含みだと思います。まして発振方式が自励でなく水晶なら特筆に値するプレミアムで、わざわざCOPAと呼んだのではないでしょうか。

そういえば、以前の免許状の指定事項には発振方式も明記があり、「水晶発振・自励発振」とか記入されていました。それも「水晶発振」だけ印刷済で、「自励発振」はゴム印です。さらに昔のスポット割当て時代は水晶発振限定、その後もVFOだけでは免許を受けられなかった頃の名残でもあったようです。

さて、その大沢氏のCOPAの話に戻り、印象的だったのは、「AMとCWの切り替え方が分からず、CWでは変調器の球を全部引っこ抜いた」、という豪快な話でした。私はこれに非常に共感するところがあります。というのは、私もラジオを受信機代わりにするにもミュートの方法が分からず、スイッチで全プレート電源を落とした経験があるのです。これでは無負荷の時に上昇したB+電圧が次に印加される瞬間に不安定な事が起こります。電力的に大きく偏るAF出力管だけでも通電しておけば随分違ったでしょうが、そんな事は思いつくはずもありませんでした。

ステンレスとアルミのハンダ付け

先日、しばらく使っていなかった置時計を再び稼働させようと電池を入れても無反応。そこで裏蓋を開いてみてびっくり、電池の片側の板バネ電極に何も配線がないのです。以前は動いていたのだから、これはおかしい。そのうち時計の隅の方から緑色の灰のような物が見つかって全てを理解しました。

この電極、ステンレス製だったのです。そこで「これはハンダが付かないぞ」と、困った現場の判断でステンレス用フラックスを用い、その後の洗浄が必要な事は知らなかったようです。それで残った腐蝕性のフラックスが裸銅線をすっかり跡形も無くしたのに違いありません。専門の時計メーカーならありえない作業ですが、クリスタルガラスのメーカーが時計のムーブメントを仕入れて組付けた装飾用時計だったので、そこに無理があったようです。

ラジオ工作ではステンレスは半田付けできないものの分類でした。実はかなり昔から可能でしたが、リスクを伴うので初心者への紹介は避けていたのかも知れません。難しいのは強固な酸化被膜が邪魔だからで、錆びない理由もそこにあります。従って強い腐食性の専用フラックスで被膜を除去すればハンダは付く、という理屈なのです。

つまり、ステンレスの半田付けは周囲への腐蝕性が懸念されるので、少なくとも電子機器の内部では避けるべきかと思います。どうしても、という場合はこれで完全と確信できるまで徹底的に洗浄することです。

アルミハンダは私は使った経験がなく確かな事が言えません。しかしアルミも強固な酸化被膜が邪魔なのは同じ事なので、やはり経年的な問題があるかも知れず注意に越したことはないでしょう。

なお、アルミにオイルを塗って空気を遮断して酸化を防ぎつつ研磨し、その濡れたままの状態なら通常のハンダが付く、という話もあります。実践にはノウハウもありそうですが理にかなっていますし、ステンレスにも適用可能かも知れません。

その他のハンダ関係の話題については過去記事の「ハンダの種類と使い分け」、「ハンダ付けに伴う幾つかの話題」をどうぞ。

ミュー同調機構のこと

昔、ハム・ジャーナル誌にJA1AEA鈴木氏が、「オールバンドをコンパクトにカバーするにはスラグ・チューンが最適」と書いていたと思います。私は3バンド、それも最も容易な7-14-21MHzしかマルチの経験はないので実装密度を切実に感じた事もないのですが、その通りだなと思う事は色々とあります。

バリコン同調の場合、まず真空管用の耐圧のバリコンは小さくありませんし横方向に展開します。加えて周波数直線など回転角と容量変化の関係を工夫すると、羽根は非常に異形となってしまいます。これに対し、スラグ・チューン（μ同調）では動きは直線的ですし、回転角との特別な関係も不等ピッチの採用や駆動カムの形状の工夫でできます。いずれもコリンズが大昔から実用化しています。

ところが可変インダクターにはバリコンのような多連の汎用品がないのは自作上の難点で、鈴木氏もコリンズの外し品を使っていました。コイルメーカーだったトリオは9R-59や自作向けに全波受信機用のコイル・パックを販売していましたが、初期にスラグ・チューンに手を染めなかったので、その後も無線機一般にバリコン一徹で通したような感じがあります。これに対し、八重洲はFT-101での採用を皮切りに幾つもの機種でスラグ・チューンを活用し（俗にギロチン）、特にFT-301用の機構は160mバンドまで対応しながら本当にコンパクトです。

半固定の同調回路を作る場合も、以前はコア入りのコイルを多用しました。それら部品が入手しにくくなり今はトロイダル・コイルとセラミック・トリマーで組む事が多くなりましたが、トリマーは可変範囲が狭く、コイルの方で合わせていた頃より「やり直し」が増えた感じがします。コイルは不等ピッチも可変範囲の拡大に利用でき、そこにも小型化の要素があります。

スラグ・チューンが量産で使われた例には昔のカー・ラジオがあります。5個くらい並んだ機械式の選局ボタンで「ガチャメカ」を駆動してダストコアをプリセットした位置まで動かす仕組みが真空管時代から存在し、その機構は電子回路の方がIC化しても採用は続いていました。私の最初の自家用車だった日産シルビアS110型の純正ラジオもこの類でした。

あとはゲルマや1、2石程度のラジオでしょうか。ポリバリコンのように簡易ダイアルの付属したラジオ専用の「μ同調器」には市販品があり、「子供の科学」誌あたりの初心者向け工作の素材でした。

CWのマニピュレーター

以前、GHD社の宣伝にも「エレキー」、「バグキー」の名が出て来る、という話を書きました。「エレキー」の商標が失効したかは知りませんが、その後、GHD社は Bug keyの元祖であるVibroplex社とも関係を築き、そのサイトで販売もしている事を知りました。なるほど、Vibroplex社は既に自社の製造販売だけでなく、他社の代理店も兼ねて生き残りを図っていたわけですか。扱い品の中には同じく電鍵メーカーである、ハイモンドやBencherの名もありますね。

私が最初に購入したダブルレバーのパドルは、ハイモンド社のMK-703でした。日本でもスクイーズという操作が知られて急に注目を集め始めた頃なので、それ以前から存在したシングルレバーのMK-703をにわか作りの急造でダブル化した製品です（なぜか型番が変わらなかった）。そのためレバーの剛性が低いのと、大理石の台が分厚く操作位置が髙いのはいかにも第一号の製品らしい欠点です。

ダブルレバーでCW愛好家に好評だったのはアメリカのBencherとかVibroplexの製品で、それらは半世紀を経た今もほとんど当時のままの設計で供給されているのは立派です。

ところで、そのハイモンド・MK-703には「MANIPULATOR」と銘版がついています。これがまた初期製品らしい点で、確かにその頃は誰もが「マニピュレーター」と呼んでいました。

さらにハイモンドは「マ "ニュピ" レーター」の間違い付きでした。HI-MOUNDも「マウンド」ではないにせよ、世界で売るならせめて「モーンド」くらいが良かったのでは。

ところが後にハム・ジャーナル誌で、どうやら manipulate はあまり良い意味ではないらしい、という話が書かれたのが契機でしょう。それから今のように「Paddle」 が普通になったのです。日本で「MANIPULATOR」という言葉を流行らせたのは誰の仕業だったのか、これはちょっと分かりません。

その後「マニピュレーター」の名を再び耳にしたのは、深海探査船（しんかい6500など）に装備されるロボット・アームでした。manipulate とはまさにこういう事で、「他人を都合よく操る」という、使う場面次第でかなりネガティブな印象を与える言葉なのです。

テスターのあれこれ その2

アナログテスター（電子式を除く）を使う上での注意点について、今はほとんど解説を目にする事もなくなった話をいくつか。

抵抗測定ではプラス（赤）の電極に負電圧、マイナス（黒）の電極に正電圧が出るのはデジタルと逆（少し例外あり）です。半導体の測定ではこれを知らずには済みません。

内蔵電池は普通は1.5Vですが、高抵抗レンジだけ9Vとかもあり測定対象の耐圧は要注意です。昔はBL-015という22.5V電池がよく使われ、中には2個で45Vという例もありました。

低抵抗のレンジでは100mA以上も流れるものも普通にあり、電池が消耗すると測定中にも変動します。また不意の短絡でも簡単に消耗するのでプローブを外さず保管する習慣は良くありません。その点、横河3201型は全レンジで1.5V、しかも大容量の単一電池とは立派です。

高級なテスターにはOFFポジションがあり、これならば上記した不意の電池消耗も避けられますし、同時にメーターを短絡して針の動きに制動を掛けているのは揺らせば分かります。ただし輸送時の保護の意味合いのもので、日常の使用時に毎度OFFにする必要もありません。

テスターでは電池室に蓋がある家電的な構造は稀で、ネジを回し裏蓋を丸々外しての電池交換になります。このため漏液に気付きにくく、中古でそのダメージ跡がない物は少ないと思います。ところが今はリチウム単三電池が存在し、大容量と極めて長い保存寿命、それに漏液の危険が少なく完璧です。解放電圧が1.7Vですが感度調整VRの範囲ではあるでしょう。

「抵抗測定に使うつもりはないから」、と電池を抜いてしまうと測定値が目に見えて狂う場合があるのはメーターが磁界の影響を受けるからです。普通は鉄外装の電池が前提ですが、非常に古い機種は亜鉛缶の紙巻前提です。ユーザーがその差を補正できる機種や、磁気シールドを有する機種もあります。

古くはメーター窓はガラスでしたが、多くはアクリル樹脂製でしょう。これが静電気を帯びると、手を近づけただけで針が振れ出す程の影響が出ます。新品では帯電防止処理がしてありますが、効果は永続性ではありません。あまりにも酷い時は中性洗剤を塗ると効果があります。

交流電圧レンジでは本体だけで電波を直接拾い、アンテナのごく近くでは簡単に振り切れます。これはダイオードとメーターが内部で閉じた回路を形成するからなので打開策はありません。

テスターのあれこれ その1

「テスターを持っていないハム」がいる、と言われたのは裏返しで持っていて当然だった時代ですから、使用に関しても方々に詳細な解説がありました。その後はデジタルが全盛になり、旧来のアナログ式特有の注意点に関する説明も激減して今ではあったところで「内部抵抗が低いので測定値に与える影響が大きい」くらいのものでしょう。

高級なテスターでは内部抵抗が50kΩ/Vあり、これは1000Vレンジでは50MΩとバルボル（だいたい10MΩ）以上の値になる・・とは言われても、真空管時代でもない今は1000Vレンジを使う事が一体どれだけあるものやらですね。「20kΩ/Vの普及機を100Vレンジで使用して2MΩ」、というあたりが現代におけるアナログテスターの性能と実用適性のバランスではないでしょうか。

実用上はテスターはデジタルがあれば充分で、それ以上はオシロスコープ、あるいはミリボルト計とか高周波電圧計など専門領域になります。ただし変化を追いやすいアナログも持てば出番はありますが、針の応答が悪ければ用を為しません。1970年代、三和が超高感度メーターを次々と開発しては最高級機に採用し、それは500kΩ/Vにも達したものの極端に針の動きが遅いものでした。デジタル・テスターの利用できる今では使いどころがなさそうです。

一般に針の応答が良いメーターとは小型かつ、メーター固有の感度も低い製品です。私が最初に手にした三和のP-1Bとか横河の2415はまさにそれで、内部抵抗は2kΩ/Vしかありませんが動きはVUメーターのように機敏です。つまり今では最もアナログの特色の生きるテスターとは「かつての最下級グレード品」なのです。もっとも今では選択肢はほとんど中古でしょうし、下級品の難点は電流測定機能の不足で、例えばP-1Bの電流レンジはFS 100mAだけなので残念ながらこれ一台では済ませられません。そこは素直にデジタルを併用しましょう。

なお、過去に高電圧レンジが経年変化しやすい事については「三和のテスター」の稿で。また付加機能はテスターの本質ではありませんが、静電容量測定の誤差については「電解コンデンサの劣化と交換」で書いています。hFE測定機能でも、ゲルマニウム・トランジスタでは漏れ電流が原因で値が過大に出る事があります。

次回は忘れられつつある注意事項の事を書く予定です。