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真空管ソケットは、真空管（電子バルブ）を差し込むための電気ソケットで、真空管を所定の位置に固定し、各ピンに端子を設けて回路に半田付けできるようにします。ソケットは、真空管が一方向のみに挿入できるように設計されています。真空管式電子機器のほとんどで、取り外しや交換を容易にするために使用されていました。真空管機器が普及していた時代には、ドラッグストアなどの小売店で真空管テスターが販売され、交換用真空管も販売されていました。ニキシー管の中にも、ソケットを使用するように設計されたものがありました。
真空管の時代を通して、技術が発展するにつれて、世界各地で異なる発展を遂げ、多くの真空管ベースとソケットが使用されるようになりました。[ 1 ] [ 2 ] ソケットは普遍的なものではなく、異なる真空管が同じソケットに機械的に適合する場合もありますが、正常に動作せず、損傷する可能性があります。
真空管ソケットは通常、板金シャーシの穴に取り付けられ、配線やその他の部品はソケットの裏側のラグに手作業で半田付けされていました。1950年代になるとプリント基板が登場し、接点をプリントされた配線トラックに直接半田付けできる真空管ソケットが開発されました。ソケットの底面、あるいは真空管の底面を見ると、ピンはインデックスノッチまたはギャップから時計回りに番号が振られており、この慣習は集積回路の時代にも引き継がれています。
1930年代には、真空管の制御グリッドへの接続が、管の上部にある金属製のトップキャップを通して引き出されていることがよくありました。これは、ワイヤーリードが付いたクリップを使用して接続されていました。例としては、6A7ペンタグリッドコンバータが挙げられます。その後、特に無線周波数（RF）電力増幅器やテレビの水平偏向増幅器として使用される真空管（6DQ6など）では、プレートまたはアノードリードがエンベロープから突き出ていました。どちらの場合も、これにより真空管の出力回路を入力（グリッド）回路からより効果的に分離することができました。プレートがキャップに引き出されている真空管の場合、これによりプレートをより高い電圧で動作させることも可能になりました（3A3などのカラーテレビ用整流管や高電圧レギュレータ管では26,000ボルト以上）。グリッドとプレートの両方にキャップが付いている珍しい真空管もいくつかあり、キャップは軸がずれた対称的な位置に配置されていました。
初期の真空管、例えば1911年頃のDeforest Spherical Audion [ 3 ]は、ヒーターに一般的な電球のエジソン ソケットを使用し、他の要素にはフライング リードを使用していた。他の真空管では、1915 年のCunningham AudioTron [ 4 ]やDeforest Oscillion [ 5 ]のように、すべての接点に直接フライング リードを使用していた。米国海軍のStable Element Mark 6のサーボに使用されたType C6A キセノンサイラトロンは、モーグル スクリュー ベースと、グリッドと陽極の接続用に上部に L 字型の硬いワイヤーを備えていた[ 6 ] 。嵌合コネクタは、フライング リード (自由吊り下げ) に取り付けられたクランプ スクリュー付きの真鍮ブロックの機械加工ペアであった。
真空管が普及し、新しい電極が追加されるにつれて、接続箇所が増えました。このニーズに対応するため、特別に設計されたベースが作られました。しかし、世界は第一次世界大戦の渦中にあり、新しい電子技術がまさに登場したばかりだったため、設計は標準化には程遠い状態でした。通常、各社は独自の真空管とソケットを使用しており、他社の真空管とは互換性がありませんでした。1920年代初頭には、ようやくこの状況が変化し、いくつかの標準ベースが作られました。これらは、3本から7本の突起を持つベース（セラミック、金属、ベークライトなど）で構成されており、突起の配置は不規則であったり、1本または2本の突起の直径が他の突起よりも大きかったりして、真空管を特定の位置でのみ挿入できるようになっていました。ベースの側面にバヨネット式の差し込み口が設けられている場合もありました。これらの例としては、米国で非常に一般的なUX4、UV4、UY5、UX6、およびヨーロッパのB5、B6、B7、B8、C7、G8Aなどが挙げられます。米国の真空管は通常、円形配列で4～7本のピンを備え、ヒーター接続用に隣接する2本の大きなピンが配置されていました。
交流電源（AC）で駆動するラジオが開発される以前は、一部の4ピン真空管（特に非常に一般的なUX-201A（'01A））は、円筒形のベース側面にバヨネットピンを備えていました。ソケットはこのピンを使って真空管を固定し、挿入は時計回りに少し回すことで完了しました。ほぼ同一平面上にある板バネがピンの底部を上向きに押し上げ、バヨネットピンをしっかりと固定する役割も果たしていました。
最初の熱陰極型ブラウン管であるウェスタン・エレクトリック224-Bは、標準的な4ピンのバヨネット式ベースを備えており、バヨネットピンは通電接続部であった。（実効ピン数は5本。これは静電偏向ガス集束型で、ダイオード銃と片側偏向方式を採用していた。陽極と他の2枚のプレートは共通であった。）
こうしたタイプのベースの初期の例外として、ピーナッツ215があります。これは、突起の代わりに、4つの滴状の接点を持つ小さなバヨネット式ベースを採用していました。もう一つの例外は、Pとして一般的に知られているヨーロッパのサイドコンタクトシリーズです。これは、突起の代わりに、チューブ軸から90度の角度で4つから12個の接点を持つサイドコンタクトを採用していました。
1935 年 4 月、ゼネラル エレクトリック社は、新しい金属エンベロープ管とともに新しい 8 ピン管ベースを導入しました。[ 7 ] [ 8 ]この新しいベースは、オクタル ベースとして知られるようになりました。[ 9 ]オクタル ベースは、最大 7 本の導体を提供していた以前の米国製管ベースよりもベース全体のサイズが小さく、導体が 1 本多くなりました。IEC 60067 [ 10 ]図 IEC 67-I-5a で定義されているオクタル ベースは、ピン間の角度が 45 度で、中央の直径7.82 mm ( 5/16インチ) のキー付きポスト (スピゴットと呼ばれることもあります) の周りに直径 17.45 mm (11/16 インチ)の円を形成します。オクタルソケットは、オクタル 管を受け入れるように設計されていました。キー付きポストのリブがソケットのインデックス スロットに適合し、管は 1 つの向きでのみ挿入できます。
金属管で使用する場合、ピン 1 は常に金属シェルへの接続用に確保されており、通常はシールド目的で接地されていました。この確保により、6SL7/6SN7 双三極管などの真空管は金属エンベロープ付きで出荷されませんでした。これらの真空管は、各三極管に 3 つの接続 (カソード、グリッド、アノード) (合計 6 つ) と並列ヒーター用の 2 つの接続が必要だったためです。8 進ベースはすぐにガラス管に普及し、大きな中央のポストがガラス管の「排気チップ」を収容して保護することもできました。利用可能な 8 つのピンにより、双三極管など、以前よりも複雑な真空管をトップ キャップ接続なしで構築することができました。8 進ベース管のガラスエンベロープは、中央に中空のポストがあり、8 つの金属ピンで囲まれたベークライトまたはプラスチックのベースに接着されました。真空管からのワイヤ リードはピンにはんだ付けされ、排気チップはポスト内部で保護されました。
真空管ソケットを8ピン電気コネクタとして使用できる適合プラグも製造されました。この目的のために、廃棄された真空管のベースを再利用できました。8ピンソケットは、特に電解コンデンサアセンブリ[ 11 ]や電気リレーなどの他のコンポーネントの取り付けに使用されました。8ピン取り付けリレーは現在でも一般的です。[ 12 ]
ヨーロッパで広く用いられている命名規則に従うオクタル管のほとんどは、ECC34のように末尾から2番目の数字が「3」です（詳細はMullard–Philipsの真空管命名規則に関する記事を参照）。これはインターナショナル・オクタルとも呼ばれます。第二次世界大戦前に製造された、完全に廃止されたドイツ製のオクタル管も存在します。マツダのオクタル管はより大型です（Octal-8 GB、K8B、MO）。
真空管式ハイファイ機器やギターアンプでは、オクタル管や小型真空管が今でも使われています。リレーは歴史的に真空管の形で製造されていましたが、[ 13 ]工業用リレーはピン配置にオクタルベースを使い続けています。[ 14 ] [ 15 ]
オクタル ベースのバリエーションである B8Gロクタル ベースまたはロック インベース (「loktal」と綴られることもあり 、Sylvania の商標) は、自動車用ラジオなどの堅牢な用途向けにSylvaniaによって開発されました。B8B (1958 年までに廃止された英国の名称) とともに、これらの 8 ピン ロッキング ベースはほぼ同一であり、名前は通常互換性があると見なされます (ただし、スピゴットの材質やスピゴットのテーパーなど、仕様に若干の違いがあります)。[ 16 ]ピンの形状はオクタルと同じですが、ピンはより細く (標準のオクタル ソケットには収まりますが、ぐらつき、接触が良好ではありません)、ベース シェルはアルミニウム製で、中央の穴には電気的接点があり、チューブを機械的にロック (そのため「ロクタル」) していました。ロクタル チューブは、少数の機器メーカーによってのみ広く使用され、最も有名なのはPhilco で、多くの卓上ラジオで使用されました。ロクタル管は、ベーススカートの側面に小さなインデックスマークが付いています。そのため、その側面から押さない限り、ソケットから簡単には外れません。ピンは実際には管からのフェルニコ線またはキュニフェ線の引き出し線であるため、ピンとソケット接点の金属組成が異なることから、電解腐食生成物の蓄積による断続的な接続不良が発生しやすいという欠点があります。
八分管の構造は、ガラス製の「ボタン」型ベースを貫通する接続ピンによって直接支えられていた。八分管の構造は、ガラス製の「ピンチ」と呼ばれる部分で支えられていた。このピンチは、エンベロープの底部を融点まで加熱し、その後、ピンチを締め付けることで形成された。ピンチを密閉することで、接続線がピンチのガラスに埋め込まれ、真空密閉が実現した。接続線は、中空のベースピンを貫通し、そこで半田付けされて恒久的な接続が確立された。
ロクタル管は、ソケットピンと内部素子との接続長がオクタル管よりも短かったため、オクタル管よりも高い周波数で動作させることができました。しかし、小型の「オールガラス」7ピンおよび9ピン管の登場により、オクタル管とロクタル管はともに時代遅れとなり、ロクタル管の高周波性能は十分に活用されることはありませんでした。
米国のロクタル管の型番は、通常「7」（6.3ボルトタイプの場合）または「14」（12.6ボルトタイプの場合）で始まります。これは、ヒーター電圧を公称7ボルトまたは14ボルトと指定することで、管の命名規則に適合するようにごまかされていました。[ 17 ]電池タイプ（ほとんどが1.4ボルト）は「1Lxn」でコード化され、xは文字、「n」は数字で、例えば「1LA4」です。ロシアのロクタルはLで終わります。例えば6J1Lです。ヨーロッパの表記は曖昧です。すべてのB8Gロクタルの番号は、次の範囲のいずれかです。
小型真空管を市場に導入しようとする試みは1920年代に始まり、当時、実験家や愛好家が、前述のピーナッツ215のような、いわゆるピーナッツ管[ 19 ]を使用したラジオを製作した。当時の原始的な製造技術のため、これらの真空管は商業用途には信頼性が低すぎた。
RCAはElectronics誌で新しい小型真空管を発表し、信頼性が高いことが証明されました。最初の小型真空管、例えば6J6 ECC91 VHF双三極管は1939年に発売されました。一般的に「小型」と呼ばれるベースは、7ピンのB7Gタイプと、少し後に登場した9ピンのB9A（Noval）です。ピンは8つまたは10つの等間隔の位置の円状に均等に配置され、1つのピンが省略されています。これにより、真空管は1つの向きにのみ挿入できます。ピンを省略することによるキーイングは、8ピン（サブミニチュア）、10ピン、および12ピン（Compactron）真空管でも使用されています（10ピンのバリエーションである「Noval+1」は、基本的に中央接点が追加された9ピンソケットです）。
ローカル管と同様に、ミニチュア管のピンはガラス管の底から突き出た硬いワイヤーで、ソケットに直接差し込まれます。しかし、これまでの真空管とは異なり、ミニチュア管には別個のベースは付いていません。ベースはガラス管と一体化しています。管の上部には空気抜き用の突起があり、独特の外観をしています。1つの管内に複数の機能部を組み込むことができ、特に双三極管構成が一般的です。7ピン管や9ピン管が一般的でしたが、後にコンパクトロンシリーズなど、より多くのピンを持つミニチュア管が登場し、最大3つの増幅素子を搭載できるようになりました。一部のミニチュア管ソケットには、管を囲む円筒形の金属製静電シールドと嵌合するスカートが付いており、機器が振動した場合でも管を所定の位置に保持するためのバネが取り付けられていました。シールドには、ガラス管からシールドに熱を伝達し、ヒートシンクとして機能する熱接点が取り付けられている場合もあり、これは高出力用途での管の寿命を延ばすと考えられていました。
小型真空管のピン（通常はクニフェまたはフェルニコ）と真空管ベースに使用されている異なる金属合金による電解作用は、特に電池式ラジオなどに使用されていた比較的低電流の真空管において、局所的な腐食による断続的な接触不良を引き起こす可能性がある。小型真空管を使用した機器の故障は、真空管を取り外して再度挿入することで腐食による絶縁層が破壊され、復旧することがある。
ミニチュア真空管は第二次世界大戦中に軍事用に広く製造され、[ 20 ]民生機器にも使用されました。ソノラ・ラジオ・アンド・テレビジョン社は、1940年4月にこれらのミニチュア真空管を使用した最初のラジオ「キャンディッド」を製造しました。[ 21 ] 1940年6月、RCAはハンドバッグやコートのポケットに収まるほど小さい最初のスーパーヘテロダイン受信機である電池駆動のモデルBP-10を発売しました。 [ 22 ] [ 23 ] このモデルには、 1R5 -ペンタグリッドコンバータ、1T4 - IFアンプ、 1S5 -検波器/AVC/AFアンプ、 1S4 - 音声出力という真空管のラインナップがありました。BP-10は非常に人気があったため、ゼニス、モトローラ、エマーソンなどのラジオメーカーは、RCAのミニチュア真空管をベースにした同様のポケットラジオを製造しました。[ 21 ]これらのポケットラジオのいくつかは1941年に発売され、第二次世界大戦中の1942年4月のラジオ生産停止まで販売された。[ 24 ]
戦後、小型真空管は、技術的な利点に関係なく、オクタルやロクタルよりも安価であったため、民間用に製造され続けた。[ 20 ]
B7G （または「小型ボタン」または「ヘプタル」）7ピンミニチュア真空管は、ノバルよりも小型で、直径9.53 mm（3/8インチ）の円弧内に45度の間隔で7本のピンが配置されています。「欠落」ピンの位置は、真空管をソケットに位置決めするために使用されます（オクタル、ロクタル、リムロックソケットとは異なります）。例としては、6AQ5/EL90と6BE6/EK90があります。このタイプのヨーロッパ製真空管には、90-99、100-109、190-199、900-999の番号があります。100-109シリーズの一部の真空管には、 Wehrmachtベースなど、B7G以外の珍しいベースがあります。
9ピンの小型Noval B9Aベース（ボタン9ピン、B9-1とも呼ばれる）は、従来の一般的なタイプ（例えば8ピン）に比べて物理的なサイズを大幅に縮小できた（特にスペースが限られているテレビ受信機では重要だった）だけでなく、（B7Gとは異なり）十分な数の接続端子を備えていたため、双三極管や三極六極管といった比較的複雑な真空管であっても、すべての電極に事実上制限なくアクセスすることができた。また、より単純なデバイスの電極に複数の接続端子を設けることも可能で、例えば、従来の接地グリッドUHF三極管（ 6AM4など）のグリッドに4つの接続端子を設けることで、リードインダクタンスが高周波特性に及ぼす悪影響を最小限に抑えることができた。
この基本タイプは、トランジスタが普及してその使用が大幅に減少する前の時代末期に商業生産された、 12AX7 、 ECC83、EF86、EL84などの米国製およびヨーロッパ製の真空管の多くで使用されていました。
IEC 67-I-12a規格では、直径11.89 mmの円弧内に、厚さ1.016 mmの9本のピンが36度の角度で配置されていることが規定されている 。
このタイプのヨーロッパ製真空管には、80-89、180-189、280-289、800-899、8000-8999の番号が付けられています。
Duodecar B12C ベース (IEC 67-I-17a) は、直径 19.1 mm の円の中に 12 本のピンがあり、 1961 年に登場しました。これはCompactron T-9 構造/E12-70 ベースとも呼ばれていました[ 25 ] 。形状は Noval ソケットとほぼ同じですが、サイズが大きくなっています。中央には真空管の排気口用のクリアランスホールがあり、これは通常 Compactron 真空管の底部にあります。(名前は似ていますがサイズが異なるDuodecal B12A ベースと混同しないでください。)
リムロック（B8A）ベースは、ノバルに近いピンサークル径を持つ8ピン設計で、エンベロープ側面の突起がソケット壁のガイドと保持スプリングに噛み合うようになっています。これにより、ピンの位置合わせ（ピンが等間隔に配置されているため）と、かなりの保持力が得られます。このベースタイプの初期の真空管は、ソケット壁に合わせてエンベロープの下部約15mmに金属製のスカートが付いており、ある程度の遮蔽効果がありましたが、スカートがないことを物理的に補うためにガラスが特徴的に広がった「スカートなし」バージョンにすぐに置き換えられました。ヨーロッパの命名規則では、リムロック真空管は40-49、110-119（例外あり）、400-499の範囲で番号が付けられています（例：EF40）。他の地域ではほとんど知られていないものの、これは1940年代後半から1950年代にかけてヨーロッパのラジオで非常に一般的なベースタイプであったが、最終的には広く普及したB7GおよびNoval（B9A）ベースタイプに取って代わられた。
1935 年までに、レーダーと電気通信の開発には新しい真空管技術が必要となった。UHFの要求により既存の真空管は大幅に制限されたため、これらの真空管がホスト システムに接続される方法に影響を与える革新的なアイデアが実装された。2 つの新しいベース、アコーン チューブとライトハウス チューブが登場し、どちらも同じ問題を解決したが、アプローチが異なっていた。RCA の Thompson、GM Rose、Saltzberg、Burnside は、はるかに小さな電極と放射状の短い接続を使用してアコーン チューブを作成した。[ 26 ] 8 進ベースの2C43などのライトハウス チューブの設計者は別のアプローチを採用し、インダクタンスを最小限に抑える接続に同心円筒形の金属接点を使用することで、はるかに高い周波数を可能にした。[ 27 ]
ヌビスタは非常に小型で、浮遊容量とリードインダクタンスを低減することができました。ベースとソケットは非常にコンパクトだったため、数年間、アメリカのUHFテレビチューナーやVHFラジオチューナーに広く使用されました。また、低周波数の小信号アプリケーションにも使用でき、例えば、電子回路全体がヌビスタをベースにした高価なスタジオ用テープレコーダー、 Ampex MR-70などが挙げられます。
他にも多くのソケットの種類があり、そのいくつかをご紹介します。
Pacific TV [ 28 ]には、ヌビスター、8ピンサブミニチュア、ビジコン、リフレックスクライストロン、9ピンオクタルライク、10ピンミニチュア（2種類）、11ピンサブマグナル、14ピンダイヘプタル、ニキシー管や真空蛍光管など多くの表示管（さらにその他多数）を含む、さまざまな真空管や類似のソケットがリストされ、説明されています。また、各ソケットには高品質の画像へのリンクがあります。
同一平面上にフレキシブルなワイヤリード線が引き出された超小型チューブが、超小型インラインソケットによって接続されていた。
2K25や2K45などの一部の低出力反射型クライストロンには、8ピンベースピンに平行な小径の剛性同軸出力端子が備えられていました。同軸ケーブルを収容するために、一方の接点がクリアランスホールに置き換えられていました。
高出力用途の真空管には、多くの場合、特注のソケット設計が必要でした。さまざまな産業用真空管には、特大の4ピンソケットが使用されました。送信管には、すべてのピンが円形に配置され、1本のピンが他のピンよりも幅広になっている特殊な7ピンソケット（セプタまたはB7A）が使用されました。1950年代に登場した長いリード線を持つ超小型真空管は、プリント基板に直接はんだ付けされることがよくありました。初期のトランジスタ用にソケットが作られましたが、トランジスタの信頼性が確立されるにつれてすぐに使われなくなりました。これは初期の集積回路にも当てはまり、ICソケットは後にアップグレードが必要になる可能性のあるデバイスにのみ使用されるようになりました。
真空管の物語、タイン、176ページ
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