6B4G  6C33C-B  MOS・FET  2A3  MOS・V‐twin

4台目のアンプは2A3で造ります。これでやっと自前のパワーアンプが必要数揃います。 長らく友人から借りているWE349Aは現在375に繋いでいますが、これが375とはベストマッチと思えるくらい良い音で鳴ります。今回製作する2A3は349Aの代りに375をドライブする予定なので、375の高能率+ホーンでさらに能率が上がるため、出来るだけ残留雑音を抑え、増幅部は5687−段間トランス−2A3−出力トランスと6B4Gと同じ構成で、トランス結合の豊潤な音がうまく出てくれればと思います。
2018/2/18
全段独立電源構想
ブロック図Aはこれまでの普通の真空管アンプのブロック図です。一台の電源トランスから全ての電源を供給していますが、この方法は各段でそれぞれの電源の影響を受けていると思われます。これを回避するため、ブロック図Bのように各段を独立したトランスで電源を供給する案を考え、最終的にA電源、B電源共に安定化電源で残留ノイズを減らそうと考えて出来たのがブロック図Cです。この考え方がまともな方向を向いているのか、斜め上を見ているのか、他に例がありませんのでやって見ない事には分かりません(笑)。交流点火、直流点火、整流管とダイオード整流、チョークインプット、安定化電源、それぞれに音への影響は論じられていますが、まずはこれでやって見て、気に入らなければ造り直す覚悟で製作しようと考えています。
ブロック図・A
ブロック図・B
ブロック図・C
小さいですが暫定的な回路図です。上部の増幅部と比べると電源部の複雑さが多少は分かるかと思います。初段のB電源は直接100Vから電源を作れるので、電源トランスは2台で収まりました。ダイオードで整流、平滑コンデンサーも容量の大きな物を選定し、FET、トランジスターを使い安定化電源にします。

PSVANE 2A3です。この造形の美しさに魅かれて購入しました。中華球は敬遠していましたが、なかなかどうして良い造りをしていますし、ここ十数年の中国製真空管の進歩が垣間見えます。最近、274Bも購入しましたが、共に造形の曲線の処理などは素晴らしいと思います。検索してみると音質の評価も悪くありませんし、1枚プレートというのも購入理由の一つです。
上部からの配置図と横からの透視図を描いて見ました。配置図右側が電源部、左側が増幅部です。上部右側の6個の円は平滑用コンデンサーですが、高耐圧で出来るだけ高容量、かつコンパクトな物をと選定し、直径も揃えて行ったところ、最大で2200μF、50φ辺りで落着きそうです。これに電源トランス2台、ヒートシンク2台を加えると電源部だけでもかなりの大きさになり、一つのシャーシに増幅部まで載せると、ウッドパネルまで加えた大きさは約600x455になりました。6C33C-Bですら大きく感じましたが、それよりも二回り程大きいです。電源部別体だと最終的な設置面積が更に増えるので思案のし所ですね・・・。更に安定化電源基板を納めるにはシャーシ高さが80mm以上必要です。全体を80mmの高さで造ると、あまりにもごつくなりそうなので前面部側に段差を付けて下げる案を考えています。
各部品が揃い始め、現物と図面との摺合せをしながら製図を進めていますが、このブロックコンデンサーの大きさをご覧下さい。缶コーヒーと同じ大きさです。これがシャーシ上に6個並びます。
シャーシ図面を実物大で印刷して部品を配置して見ます。机上で考えた寸法と実際の部品間隔、美観上のズレが無いか確認中です。コンデンサー容量は通常の球アンプの10倍以上、どういう変化が現れるのか、あるいは影響が無いのか、実験も兼ねてやってみようと思います。
2018/2/25
上:前面からの透視図と、左下:真空管ソケット部の拡大図です。これらを描く事で取付け金具やビスのサイズ、種類、最終的なシャーシの必要高さが分かります。

先日上げた横からの透視図では単純にシャーシ上へ配置して行ったら2A3の上部が出力トランスより30mm以上突き出てしまったので、シャーシ内部へ2段にブラケットを作って下げ、出力トランスと高さを合わせます。電源トランスは市販品で使用出来る物が無いので、ノグチトランスで巻いてもらう予定ですが、最初に予定していたサイズより大きくなってしまい、シャーシ上へ取付けるつもりだったブロックコンデンサー1個とタイマーを内部へ移動しなければなりません。初段へ供給する電源は100Vから直に電源を作る予定でいたら、感電の恐れありとYAPさんに指摘されて気が付いたのは良いとして、ただでさえ大きなシャーシへこれ以上トランスを乗せるスペースが無いので、止むを得ず、次段用で予定していたトランスへ別巻線を追加して供給する事にしました。

シャーシを作るのに必要で面倒な製図ですが、現状で2/3程度の進捗で、図面が完成するまでまだまだ時間がかかりそうです。
コンデンサーの取付け金具、3点のビス穴位置がデータシート上と実物とで寸法の差異がありました。単独で固定すれば問題になる程の誤差ではありませんが、取付穴を共用し6台を連結させるには1〜1.5mm程度、図面寸法を修正しなければなりません。
特注電源トランス2台と段間、出力トランスが届きました。当初はノグチトランスへ発注予定でしたが、あまりにも不誠実な対応で日数だけが過ぎ、シャーシの設計が進まなくなってしまいました。埒が明かず呆れてしまったので、東栄変成器へと変更したのですが、こちらは対応と仕事の速さが段違いでした。段間、出力トランスはハシモト製です。
完成予想図です。何とかまとまりました。全段独立トランスとはいきませんでしたが、前段と出力段を切離してB1、B2、B3の電源を独立させただけでも良しとしましょう。現段階ではその効果すら未知数なのですから。

シャーシはこれまでと同じt:3mmの真鍮板です。ウッドパネルの材は杢目と色の良い材が入ったら教えて欲しいと数か月前から銘木屋さんに頼んではいますが、未だに連絡はありません。
倉庫にある材で使えそうな恐ろしく目の積んだケヤキや一位、本花梨を候補に挙げたのですが、ケヤキと一位は厚さが足りないので本花梨にしました。これまで様々な場所で一番多用しているカリンですが、今回使うのは本花梨と呼ばれるもので、また別格の美しさがあり、鮮やかな赤が年月と共に深みのある赤黒へと変わって行きます。どんな仕上がりになりますか・・・
2018/3/29
安定化電源の基板をシャーシ内へ立てて組付ける為の金具と、カップリングコンデンサー取付用金具ですが、市販の物で使える金具がありませんので、作りました。t:1.5mmのアルミ平板から切り出して曲げたのですが、アルミは加工が楽です。左側の6本は基板に逃げが必要なので、えぐりを入れた形になっています。
あの津波を耐え切り、流されずに残った本花梨です。サイズは350x2400、厚さは荒木の状態で85mmです。サイドパネル95x80の材を取るにはちょうど良いサイズですが、辺材部分に虫食いがあります。
まず長さを決めて丸ノコを入れたのですが、この切粉の色をご覧下さい。何とも言えない綺麗な赤色です。甘い香りと共にSV−2のシャーシを造った時の事を思い出しました。そう言えばあの材も同じ材木屋さんから購入した物でした。
辺材の白い部分をY字型に表せないだろうかと、フロントパネルの木取りを考え中です。横線一番下が中央仕上り面、2本目がサイドパネル接合面、3本目がRの一番深い部分です。直線と曲線を立体的にイメージすると、中央部は白、R部分は上に向かって白が段々細くなり深い部分は赤のみ、サイドへの接合面付近へ向かい上だけ白が多くなっていく筈・・・イメージ通りに行けば苦労しませんが、うまく行けば楽しいです(笑)
サイドパネル2本と正面パネルを製材しました。真鍮板がまだ届いていませんので、本格的な加工はまだ先になります。含水率は9.5%で、かなり乾燥しているので、狂いは出ないでしょう。赤一色では面白味が無いので辺材の白い部分を織り交ぜて加工します。 虫食い穴が多数あるので、仕上げ加工した段階であまりにも汚い場合はまた考え直さなければなりません。特にフロントパネルが気掛かりです。
製材したフロントパネルを元に、仕上がりを想像して描いて見ましたがイメージとちょっと違い、白の部分が多くなり過ぎたようです。このカリンの辺材はあまり綺麗では無いので、変更した方が良いかも知れません。
天板は前後に段差を付けたのと部品の配置から、配線時は不安定になります。これまでは空箱やクッション材を挟んで安定させていましたが、今回は30kgを超える重量になってしまったので、急遽、配線用の台を造りました。配線しやすいように手前側に傾斜を付け、段差部分はスペーサーを置いただけなので、他のアンプでも使えますが、今回はこの台に載せるだけでも大変そうです。
真鍮板が届きました。段差部前後の水平度、両端の90°も精度が良く出ていますが、その重さを甘く見ていました。6C33C-Bの時は底板まで含めた金属部の重さが5kgだったので、今回は6〜7kgくらいだろうと考えていたら10kgもあります。加工すれば1〜2kg程度減ると思いますが、これにウッドパネルと部材一式を組込んだ仕上り重量を合算すると・・・約36kg!  〜目まいが〜
2018/4/10
B1、B2、,B3の安定化電源と増幅部まで仮組みし、それぞれバラックで供給してテストします。
2018/4/22
仮組みして得たデータをを元に基板へ組付けました。上がB1x2回路、下がB2とB3用です。
安定化電源基板が組み上がったところで全電源のテスト、全て問題無く動作しました。
多少の変更はありましたが電源部が問題無く、変更しなければならない点もありませんので、これでシャーシの加工に入れます。今回の真鍮板は養生シートが貼ってあるので、加工も楽です。
加工終了です。穴開けは電動工具で加工出来るので訳ありませんが、加工後のバリ、面取りがなかなか面倒です。加工後の重量は1.7kg減って8.3kgになりました。
仕上げ前に全てのパーツを組付けて状態を確認します。2A3の落し込みは1段目が8mm、2段目が17mm、合計で天板から25mm下げました。
これまでやってきた事が具体的な形になって表れてきました。ここまで来れば、まずは一安心でしょうか?大きな問題も無く収まりましたが、今回は0.5mmの穴修正が二か所、配線結束固定用の穴が二か所追加、開け忘れ四か所、ブロックコンデンサー取付金具が相互に干渉するので三個を切削加工と、入念に考えたつもりでもこれまでに無いくらいの追加工が出てしまいました。実際に組んで見ないと分からない所が出てくるもので、仕上げ前の仮組みは大事ですね。この状態での重量は23kgなので、35kg以下で仕上がるかも知れません。再び全てのパーツを取外して追加工した後に、この真鍮板に合わせてウッドパネルの加工に入ります。
正面パネルに辺材の白い部分を織り交ぜたかったのですが、虫食い穴が補修しきれない程の数があったので新たに製材し直し、四面柾目の材から板目に取りました。うまく行けば、さざ波のような杢目が出る筈です。
製材した材を仕上り寸法に仕上げ、仮組みして状態を確認したところ、真鍮板後段が盛り上がっています。
約1mm程、後段中央部が上部へ湾曲していました。これは丸穴を開ける時のノックアウトパンチャーの圧力で反ったものです。これまでこのような事はありませんでしたが、穴の数量が多かったので反ってしまったのでしょう。
#100〜#320のペーパーで仕上げ、底板まで組付けて確認、これで加工終了です。この状態でのシャーシ重量は13kg、MOS・FETアンプの完成重量より重くなってしまいました。
プラスチックハンマーで叩いて修正しました。
組付け後に前面の曲面を加工し、割れや虫食い穴を補修していきます。
正面パネルの上部曲面加工、各ホゾ穴、サイドパネルの段付など、組付け前の加工終了です。
サイドパネルは四面とも濃い色調でしたが、木口に鮮やかな色が出ている方を前側にして段差の加工をしたところ、下半分にその色が現れてきました。塗装後の発色が楽しみです。
仕上後の正面パネルです。ほぼ狙い通りの杢目が出ました。
2018/4/30
塗装中盤のサンディングシーラー乾燥後のペーパー掛けです。
塗装終了です。今回はより塗膜感を出して濡れたような艶を出そうと、合計8回の塗装になりました。まずまずの仕上りになったと思います。本花梨の方も辺材の白、本来の色の濃い部分、オレンジ掛った鮮やかな赤と、これまでに無い想像もしていなかった色調になりました。美しいの一言です。6C33C-Bから始まった正面パネルの上と前面の曲面加工は表情が豊かで気に入っていましたが、これまで今一つ満足できなかったのが、今回は長さと板厚が取れたので曲線を描く時の自由度が広がり、バランスの良い曲線になりました。
2018/5/2
真鍮板も塗装終了しました。
塗料の乾燥を待つ間に真鍮板を磨きます。まずはこのヘアラインが消えるまでペーパーを掛け、最後はコンパウンド仕上げです。
MOS・FETと同じく、いぶし塗装ですが少し派手かも?
50時間ほど塗料を乾燥させてから組立て開始です。まず軽い部品から取付けて、最後に重いトランス類を取付けます。
ひっくり返して裏側にも部品を取付けますがこの時点で重量は30kgほどで、腰を痛めそうな重さです。
2A3ソケット取付け部です。真鍮板に厚さと面積があるので、メタルクラッド抵抗の放熱板兼用にしました。
傾斜を付けた配線用の台は思っていた以上に使い易く、奥まった位置の配線が楽に出来ます。
2018/5/13
ヒートシンク真下のIC類と両側に立てた2A3のヒーター安定化電源です。
電源部の配線が終わりました。ブロックコンデンサー脇にB電源用の安定化電源基板を立てましたが、底板までの余裕は5mm程です。
初段廻りはCR類の取付け数が多く、毎度の事ながら神経を使う部分です。
増幅部も配線が終わり、全ての作業が終了しました。
底板を取付けて・・・・・
2018/5/11 完  成
完成しました。
設計を始めたのが1月でしたので、何とも長かったです。全段独立電源、高容量コンデンサー、段差を付けたシャーシと面倒な部分が多かったので時間が掛るのも当然かと思います。

とても2A3シングルとは思えないシャーシの大きさと相まってシャーシ上を見るとまぁ、ゴツいです。6C33C-Bが重戦車ならこちらは戦艦です(笑) 幸いにもウッドパネルのお陰で、そのゴツさが多少は和らいでいます。今回のシャーシについては真鍮板、ウッドパネル共にほぼ満足の行く出来になりました。特にウッドパネルはこのように鮮やかな赤が出て来るとは加工を進めるまで想像も出来ませんでしたし、惚れ惚れする美しさです。

音の方はどうなのでしょう?これだけの時間と物量と資金を投入した意味はあるのでしょうか?測定と試聴をして見ます。
1W出力時の周波数特性です。35kHz付近に0.6dBのピークが見られますが、-3dBで15Hz〜70kHz、25Hz〜20kHzまでは完全にフラットです。2A3族は10kHzあたりから減衰し始めるのが多いので、悪くはないと思います。出力はクリップ直前で3.8W、これもほぼ定格通りです。気になる残留雑音はRch0.47mV、Lch0.18mVでした。この左右のアンバランスが気になり、かなりの時間を掛けてアースを見直しましたが、どうやっても悪くなる一方なので、結局元の状態へ戻したのですが、無帰還シングルで0.5mV以下に収まったので上々だと思っています。フルレンジへ繋いでもユニット直前まで耳を近づけないと聞こえませんし、375+カールホーンではホーン内部へ頭を入れても微かに聴こえる程度です。

試聴
D131へ直結、フルレンジでの試聴と、当初の予定通り375へ繋いだ時の音を同一増幅回路の6B4Gと比較しながら聴いて見ました。

トランス結合らしい濃厚で豊潤な音です。上から下まで良く出ていますし、出来たばかりにも係わらず、音が詰まるような事も無く、朗々と前に出てきます。高域はさすがに荒いですが、1〜2時間で見る見るこなれて聴きやすい音に変わって行くのが分かります。低域も良く出て、前作のMOS・FETに肉薄する低音で、電源トランス、コンデンサーに十分な余裕を持たせた結果、しっかりと電力を供給していると言った感じです。
そして肝心の中域ですが、「濃く」「深く」明瞭な音とでも申しましょうか、私が出したかった中音が今まさにカールホーンから出ています。これには嬉しくて思わず笑ってしまいました。これは中域に限らず全帯域に言える事ですが、音の立体感、奥行き感が他のアンプと違います。これまでそう言った意味では6B4Gが一番だと思っていましたが、その6B4Gですら薄い音に感じてしまう程です。これは全段独立電源にしたので、互いに電源の影響を受けなくなった結果だとすれば、私の考え方がまともな方向を向いていたと言う事で、斜め上を見ずに済みますが(笑)

エージング時間はまだ20時間ほどしか経っていませんので、この先どう変化して行くのか分かりませんが、現時点でこの2A3は375をドライブする最高のアンプとして完成しました。
完成概容 W:596 L:476 H:215 重量:33kg
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仕上予定 W:596 L:468 H:210 推定重量:30kg前後
ヒーターの安定化電源は秋月で見つけたキットです。基板とパーツ一式、放熱器まで付いてたったの600円。LM338Tを使い、可変抵抗器と固定抵抗の組合わせで1.25〜20Vまで調整可能とあったので、これは使えるかも?と思い購入して実験中です。2A3の2.5Aを流すと3端子レギュレターは画像の状態で90℃まで上昇しますが使えそうです。
冷却ファン取付 再測定
2A3のヒーターへ2.5V/2.5Aを供給すると、安定化電源の3端子レギュレーターLM338Tは結構な高熱を発するので、冷却ファンを底板へ追加しました。これまでのデータだとLM338Tは、気温8℃時:82℃ 気温25℃時:108℃ 気温31℃時:110℃(今日)でしたが、ファンを取付けて回したところ、87℃まで低下しました。ただ、この測定時には放熱器が真下を向いた状態で放熱効率も悪いと考えられますので、正規の状態であればもう少し低下するはずです。放熱器ベース部の温度は上の画像の状態で72℃、ラックへ設置して測定したところ54℃でした。単純に計算すると、正規に設置した状態でLM338Tの温度は70℃前後くらいではないかと思います。
LM338Tの保存温度は−65℃〜150℃となっていますが、一般的に言われている最大定格の80%以下での使用だとファン無し(110℃)ではあまり余裕が無く、10℃上がる毎にデバイスの寿命は半分になり、故障率は2倍になると言われていますので、これで少しは安心して使えます。

中古で購入したマツダ2A3での周波数特性を測定して見ました。新品と中古で単純には比較できないかも知れませんが、先に上げたPSVANE 2A3の特性と結構違います。マツダは低域の落込みが早く、逆に高域は少し伸びていますが、音質的にはマツダ2A3、意匠はPSVANE 2A3が好きです。
2019/9/6
6B4G 改