スパークキラーの入れ方と安全性
掲記の部品についてお尋ねいたします。
http://www.op316.com/tubes/pre/tc-pre.htm
ぺるけさんのこのアンプでスパークキラー(以下 SK)は電源トランス(以下 PT)に並列に入れています。
私のアンプでは添付の絵の上のように電源スイッチ(以下 SW)に並列に入れています。PLはパイロットランプの略です。SWが直列に2つあるように見えますが、2回路が入ったSWを片側にSKが並列になるように接続しています。なのでSWは1個です。
絵の下はLUXKIT A501の回路(半導体アンプ)を簡単に書いたもので SK は入らず、代わりに 0.01μFがSWに並列に入っていました。
下のサイトはSKの入れ方で直流回路と交流回路での入れ方が書かれていました。
https://detail-infomation.com/spark-killer/
交流ではぺるけさんの方法が正しいように見えます。
でも私のアンプでもSW オフでノイズは発生しません。LUXKIT も私と同じ入れ方に見えます。DYNACO MARK-3 は入っておらずオフ時にノイズが発生し数か月で使わなくなりました。
コイルは自己誘導作用により電流変化を嫌いますね。変化が生じると逆起電力が発生するだろうと思います。
ノイズ原因は(1)SW オフ時にPT 一次側の電流が遮断されたため急な変化により逆起電力が発生、(2)電圧がほぼ0Vになる急激な電圧変化の両方だと思っています。(2)で生じないなら直流回路では不必要だろうと思います。(SW電源アダプターなどを暗い部屋でコンセントに差し込むと必ず火花が発生します)
①ノイズが生じる原因は正しいでしょうか?
②SK は安全性が高いのかもしれませんが、経年劣化で内部のコンデンサーがショートモードで破壊され、常時電流が流れてしまわないのでしょうか?
以上です。長文失礼いたしました。
(補足)VT様はご存じかと存じますが別掲示板でラジオに PT前にコンデンサーが入っていました。そこからこの質問が生じました。
西村様ありがとうございます。
これからも、知識を深める話題を、お願いします。
皆様、お世話になりありがとうございました。これで区切りとさせていただきます。
現在ではネオン管をパイロットランプに使うことはないでしょうから、スパークキラーは、やってみて効果がある使い方で構わないです。
故障モードについての岡谷の説明はミスリーディングだと思います。Cがショートするとフィルムコンが自己回復するのと、抵抗が焼き切れるのの速い方でオープンします。最初のCのショートを指してショートモードと表現しているようです。ショートしっぱなしになるような部品は一次側には使えません。
ゾーベルフィルタは、本来は容量性や誘導性の回路のインピーダンスを定抵抗にするためのものです。スピーカーの高域はR+Lの直列ですから、逆回路になるR+Cを並列に入れようという理屈です。Wikiの説明はそのような内容です。
そのためには、Rはスピーカーの直流抵抗と同じ値にしなければならないので、47〜100Ωは大きすぎます。ですから、実際には高域で位相が進むのを補償する働きをしています。つまり位相補償です。
本来の定抵抗にする目的で使われているのは、スピーカーネットワークのウーハーに並列に入っているR+Cです。ウーハーのインピーダンスを定抵抗化することで、高域を計算通りに減衰させる効果があります。
スパークキラーをゾーベルフィルタとして使うことはC, Rの値が合えば可能ですが、中身のC, Rがどのような特性かわからないので、私は使いません。実績のある部品を使います。逆回路として働くような定数ですと、高域の電力が加わりますから、電力定格にも注意が必要です。
なお、私の説明は理論的なものです。真空管アンプは出力インピーダンスが高めなので、別の効果もあるだろうと思います。
西村様
わたしが持っている「アンプ製作のノウハウ 窪田登司著 日本放送出版協会1979年」には、「積分型位相補正」と紹介されています。この本のよると、2つの目的があります。
1.NFBをかけた場合、スピーカーを接続せず無負荷の場合や、スピーカーを接続した場合でも高い周波数でインピーダンスが大きくなり、正帰還状態になることを防ぐため。
2.スピーカーからの逆起電力を吸収(高い周波数だけですが)するため、音楽を聴いていて異常音を発生することを防ぐ効果。
NFB無しのアンプの場合は、2.のようなことがあればやってみる価値はあります。
真空管アンプの出力トランスのご利益は、低い周波数域でスピーカーからの逆起電力を吸収してくれることにあると思います。トランジスタアンプとスピーカーの間に抵抗を入れると真空管アンプみたいた音になるという人がいますが、誤解です。
たや様、早速のご回答をありがとうございます。
なるほど、文中に2か所を見つけました。
> 本機の推奨値は0.047μF+47Ωくらいなのですが、ラグ端子が足りないので不精をしてスパークキラー(0.1μF+120Ω)をつけて代用
> ※印はZobelの代用のスパークキラーです。
ウィキはエッジを使っているためか右クリックで翻訳されました、が難しいですね…。
なお、私は12月5日 02:54に書きました本をもっており、「積分型位相補正」となっています。目的は同じで負帰還を安定させるためとあります。自分の自作アンプは負帰還を使用していません。
西村様
横からお邪魔します。わたしが愛用している「トランジスタ式ミニワッターPart2」は、サージアブソーバ(120Ωと0.1μF、 ルビコン製)をゾベルネットワークとして、使用されています。(画像の赤丸部)
ken様ありがとうございます。問題なさそうですね。SWの内部を開けて実験してみてみれば確かめられるのでしょうがとても面倒です。
ところで後学のためぜんぜん別のことをお教えください。スパークキラーと同じじゃないかと常々思っていたのが、
http://www.op316.com/tubes/tips/tips28.htm
です。ウィキを見ろとありますが、英文なんて読めません。使用目的は全然違うのは説明を見てわかります。でもゾベルネットワークの代わりにスパークキラーを付けられるんじゃないかと思いました。
実際、岡谷のSシリーズやXEシリーズを見ても高抵抗は使われていないようです。
スイッチに並列にスパークキラーを入れた場合、0.01uFのインピーダンスは50Hzで300kΩくらいなので、パイロットランプのネオン管がうっすらと点灯してしまうので、使わないという約束になったと記憶しています。幽霊ランプと言っていました。それ以外は害はないはずです。そのうち、2次側のLEDをパイロットランプにするようになって、忘れられてしまったと思います。
岡谷の説明書に3種類が併記してあるように、ノイズの原因が何かによって対策は変わりますから、いろいろやってみるしかないと思います。接点の故障は突入電流が原因のこともありますから、その場合はスパークキラーは効きませんし。
ACアダプタはトランス無しでいきなり整流・平滑ですから、温度上昇で抵抗値が小さくなるサーミスタで突入電流を抑えています。
岡谷電機産業㈱営業の北島様からご返答をいただきました。
【回答】
弊社スパークキラーはコンデンサと抵抗を直列に組み合わせた製品となります。
スパークキラーの故障モードにつきましては
過電流等により抵抗が先にダメになるケースが多いため、
本製品は基本ショートモードで故障するものとお考えいただきたく、お願いいたします。
よってご選定頂く際には必ず実機での評価をしていただき、
サージ除去効果の確認とともに、スパークキラー本体に異常な発熱がないか、
(自己温度上昇が5deg以上であれば使用はお控えください)
ご確認のうえでご使用をお願いいたします。
弊社ホームページにスパークキラーの選定について
以下リンクをご参照頂ければ幸いです。
www.okayaelec.co.jp/media/2017/03/08/7
www.okayaelec.co.jp/media/2017/03/08/8
考慮結果:最初のリンクには
「交流回路の場合、負荷の両端(図-3)にスパークキラーを接続する事を推奨」となっていますが、
「交流回路においてスパークキラーを接点の両端に接続した場合、接点OFF時においてもスパークキラーを通して漏洩電流が流れてしまいます(図-4)」
オフでも漏洩電流が流れるということだけのようです。なので私の2つのSWを通る回路では流れないと思われます。サージ除去効果を確認してと返答があります。サージは不明ですが、ノイズは出ていないので効果はあるのではないかと思っています。flip-flop様が言われたようなことは書かれていないようです。
VT様
ご返答ありがとうございます。
やはり両切りがいいんですね。私は室内のコンセントにアナログテスターをあてて AC レンジで片側のみコンセントに差し込みもう片側を手に触るようにして接地側を判定しています。ただ万が一のことがありますので触るのは右手です。
https://www.okayaelec.co.jp/company/history.html
を見ますときちんと書いてありました。あの絵が間違いですね、失礼しました。
ラックスの真空管は言われる通りですね。昔、初歩の真空管ラジオにあった 6RA8 シングルを製作しました。余談ですがそのころ札幌の部品店で \1000 でしたが、今はすごい金額ですね。LUXがSQ-38 に使用していたので買う人が多いのでしょう。
6EM7 はNEC製はダメでした。GE は25年経っても何でもないのですが、NEC の袴付きのものでしたが、1年で真っ白になりました。予備もです。
ダメもとで岡谷電器産業にスパークキラーのコンデンサーがショートモード破壊することがないのかを問合せしました。
西村様、おはようございます。
電源スイッチは安全性という観点からは両切りがより望ましいですね。
電灯線(100V)は片側が接地されているので片切の場合Live(非接地)側を切断すべきなのですが、Neutral(接地)側になってしまう可能性があるということが主な理由ですが、Live(非接地)側を切断してもNeutral(接地)側が接続されていれば電流帰路として働くリスクもあるという考え方もあるようです。
私は昔、スイッチが入っていない方のラインにネオンランプを介してターミナルに接続して置き、これに触れて光ったらコンセントにさす向きを逆にするということをしていたことがありますが、今は両切りスイッチを使うようにしています。
で、両切りスイッチを使った場合、完全に同時にOn-Offするとは限らないようなので、スイッチ並列だとスパークキラーを2個必要になってしまうので、負荷に並列に入れるほうが良いという選択をしています。
岡谷電器産業のロダンはRODINが正しいです。これは「OKAYAの歴史」にも明記されていますし、「考える人」などで有名な彫刻家オーギュスト・ロダン(François-Auguste-René Rodin)から来ているようです。
ルックスのLuxですが、ラテン語の光(lux)が語源と思われます。国際単位系(SI)における照度の単位lux(ルクス)と同系統の読み方ですね。
ラックス(LUX)はイギリス英語の発音lˈʌksから来るカタカナ表記のようです。cup(カップ)のuがア音として表記されるのと同じかと。
ラックス・ラックスマンでは真空管の製造はしておらず、NECなどのOEMだったような記憶があります。
VT様、flip-flop様
ありがとうござます。
> ちなみに西村さんの上の回路図ですが、・・中略・・防げるという構造にはなっているかと思います。
いいえ、残念ながら SW は1個です。でも書いたとおりどうせ寿命との勝負、修正はしません。初期に製作した6EM7シングルと2A3シングルにはそもそも入っていません。それで四半世紀以上使用しており、SW内部で火花が飛んでいるかもしれないですが気にしません。ノイズが出なければいいのです。
一点、お伺いしたいのですが、誠文堂新光社から出ていた「はじめての真空管アンプ」という本に著者の黒川達夫氏の300Bシングルの設計製作例が載っています。これを見るとスパークキラーは入っておらず、私と同じトグルSWを1個使用して、「両切り」としています。
こういった使い方ではどうなんでしょう?
(この本と300Bの作例によって私は曲がりなりにもようやく設計ができるようになりました)
> 岡谷電器産業は昔ロダン(RODIN)眞空管を製造していた会社でもありますね。
www.okayaelec.co.jp/media/2023/12/22/31 1946年にラジオ用として製造開始とありますね。
300B がいくら売れるからといっても突然、製造できるはずもないし、とは思いました。
下の絵を見ると「ROBIN」のようですね(真ん中よりも下側に日本の各メーカーのマークがあります)。
kawoyama.la.coocan.jp/tubestorytubemakertube.html
ちなみにマツダの2A3 と BESTO(スペルミスではない)の 5Z3 を偶然入手しました。2A3は手放しましたが、5Z3 は今でも元気です。BESTO社も今でも元気で頑張っています。2A3はRCAとそん色ありませんでした。
LUX というのもありますが、現在の LUXMAN ではないそうです。呼び方もルックスだそうです。
inakanosanson.nomaki.jp/RADIOhtml/old-part-6.html
岡谷電器産業は昔ロダン(RODIN)眞空管を製造していた会社でもありますね。
ちなみに西村さんの上の回路図ですが、左のSWを先にOnし、次に右のSWをOnにする。右のSWを先にOffし、次に左のSWをOffするという使い方をしているのであればスパークも防ぐことができるし、スパークキラーによる漏洩電流も防げるという構造にはなっているかと思います。
西村さんの書いた図の上側、この接続だとoffの瞬間に接点に火花放電が発生するのを抑制できないですね。
スパークキラーが直列に入る分、若干電流波形の減衰が早まる効果はあります。
ken様、VT様 ご回答をありがとうございます。
岡谷のカタログを見てみました。S は汎用で定格電圧が150V、XE になると 250V となっていて全世界対応になっていますね。家庭に来ている電圧は日本は低いほうなんでしょうね。
https://www.okayaelec.co.jp/dcms_media/other/fc_2406_all.pdf
> スパークキラーは一次側に使うことを想定した部品
そうなんですね。
余談ですが、岡谷電機産業はどこかで聞いたことあるなと思っていたら HF-300B を作った会社ですね。でも今はノイズ除去が専門でLEDなどを少々扱っているだけですね。餅は餅屋とかいいますがやり慣れたことをするのが一番です。
部品が法規制に適合しているかどうかは、データシートで確認するしかありません。
スパークキラーは一次側に使うことを想定した部品ですから、有名メーカー品であれば大丈夫です。アマゾンで売っている良くわからないものは避けるべきです。
キャパシタはデータシートを見ないとわかりません。安全規格認定品と書いてあれば大丈夫です。
真空管時代は日本のメーカーの安全意識が低かったので、一次側に一般用のオイルコンが使ってあって、爆発しているのをいくつか見たことがあります。一般品の流用は避けるべきだと思います。
UL規格を産んだ米国はさすがで、拙宅にある1952年製のゼニスの真空管ラジオは、写真のようにひときわサイズが大きいオイルコンが使ってありました。赤いラインが入ったのがそれです。トランスレスなのでGNDをシャーシに落とすキャパシタです。
VT様
またまた勉強させていただきました。ありがとうございます。
長さや重さの単位はSI系で統一されていますが、そういう統一基準を制定すれば一つで済みそうですよね。
問題は部品にそれを明示できるかですね。例えばPSEマークのように小さなマークなら部品にも表示できそうです。あるのかな…。(私のアンプに使っているスパークキラーにはそれらしきものは見当たりませんでした。約四半世紀前の古いもの)
西村様
ULなどの部分がどこの国や地域のどの組織が定めた規格かを、60384が「電子機器に使用される固定コンデンサに関する国際規格群」を示していて、-14はそのうち「電磁ノイズの抑制、および、感電防止のために使用されるコンデンサ(X/Yコンデンサ)の基準」を意味しているそうです。
ちなみに現在のJISもJIS C 5101-14としてIEC 60384-14を基に,技術的内容及び構成を変更することなく作成したものになっているそうです。
ken様、ご返答ありがとうございます。
UL60384-14 CSA E60384-14 CAN/CSA-E60384-14 IEC/EN 60384-14
検索するとこんなことが書かれていました。皆、-14 がつくので基本的には同じなのでしょうか。
これから製作する方々は聞いてから購入するといいと思います。
私は安全性を考慮して SW 配線を図のように工夫したつもりです。OFF 時にノイズが出るようになったら寿命と理解しアンプは廃棄するつもりでいます。というのはただでさえ7種類ものアンプを使っています。自分の寿命を考えているからです。もともと真空管の予備も寿命を考えて本数を確保しました。
自分も高齢者、これからモノを増やすことはしません。なのでken様がもう一つの板で魅力的なものをご紹介いただいておりますが製作しておりません。
(幸い故障していても、自作でも、全オーディオ類を自宅まで出張買取してくれる業者がいます。使っていない真空管も同様にあります。廃棄とはそれらの業者に買取してもらうことです。アンプは重いのでゴミ集積所までもっていくのも大変)
スパークキラーやラインフィルタなどのAC一次側に使用するキャパシタは、耐電圧や漏洩電流などを定めた安全規格に準拠していなければならないことになっています。アマチュアの場合は法規制は受けませんが、安全規格認定品を使った方が良いと思います。
ご参考まで
VT様、早速のご回答をありがとうございます。
私の回路でも問題ないと理解いたしました。
プラグをコンセントに接続する際の火花はやはりSW内部で発生し、時が経つとかなり劣化するんですね。
アルミ蒸着フィルムコンデンサなるものは初めて聞きました。電解コンデンサーのような自己修復作用があるんですね。スパークキラーがオープンモードで故障するのなら余計な電流が流れずノイズが発生したり、SWの接点保護がなくなるということならわりと安心できます。SWが故障するほど長期間は使用できません(年齢から)。
自分の回路ではSWが2個あるようなものですので「スパークキラーを通して流れる漏洩電流」は発生しません(オーディオ全体の電源オフSWがさらに別にありますし)。
ありがとうございました。
西村様、おはようございます。あちらも拝見しております。
スパークキラーですが、
①接点保護:スイッチの接点がOn/Offする際に発生するスパークを抑制し、接点の溶着や消耗を防ぐ。
②サージ電圧の抑制:負荷のインダクタンス成分により生じる逆起電圧などを吸収し、回路を保護する。
③電磁ノイズの低減:発生するノイズを減らすことで他の機器などへの干渉を防ぐ。
というのが目的の素子です。
なので、貴殿の示したCRネットワークによるものの他、バリスタ(電圧依存性抵抗器)や直流回路ではダイオードを使ったものもあります。
元々メーカーでは「スイッチの接点を保護して故障までの時間を延ばす」ことを目的に入れているだけということもしばしばあるということかと思います。
交流回路にも関わらずスイッチに並列に入れている例が多数見受けられるのは、貴殿の示したリンクにある「交流回路における接続箇所」にもあるように、「スイッチに並列接続した場合、スイッチのOFF時において、漏れ電流(漏洩電流)が流れてしまう」というので、「負荷に並列接続するのが一般的」というだけで、それで問題なければスイッチと並列に接続するという設計はありということになるということで、通常アンプではスパークキラーを通して流れる漏洩電流程度では動作しないから特に問題ないという判断ないしはそもそも漏洩電流が生じることに気づいていないことと推測いたします。
真空管アンプなどで用いられるスパークキラーに用いられるコンデンサにはしばしばアルミ蒸着フィルムコンデンサの様ですが、これはショート事故が生じた場合発生するジュール熱でショート部分付近のアルミが蒸発して失われ、自己回復するという特性を有するためだそうです。ただ、当然静電容量は減少してしまいますので、最終的にはオープンモード故障を起こして機能を果たさなくなるそうです。
ですので、ご自身でコンデンサと抵抗を使ってスパークキラーを作成する場合は、アルミ箔コンデンサは使用しないように気を付けないと、ショートモード故障する可能性が出てくるということになります。