Hallicrafters S-20R Sky Champion : Restoration Projects: NoobowSystems Lab.

Hallicrafters S-20R
"Sky Champion"

General Coverage
Shortwave Communications Receiver
(1939-1945)

1933年にシルバー・マーシャル社製造による最初の短波受信機S-1スカイライダーを発売して6年後の1939年、ハリクラフターズ社はそのシンボルロゴを改めました。大きな丸の中に英小文字の"h"をあしらったシンプルなマークは、同年発売のS-19スカイバディとS-20スカイチャンピオンのスピーカーグリルのデザインに使用され、新鮮なインパクトを無線愛好家に与えました。以来この「サークルh」マークはハリクラフターズ社の全盛期を通じて使用されて親しまれることとなります。

    ハリクラフターズS-20Rスカイチャンピオンは、4バンド切り替えで0.54MHzから44MHzまでの周波数をカバーする短波受信機です。メタル管とGT管による9球構成の高一中二シングルスーパーヘテロダイン方式です。

    S-20Rは1939年、少数しか生産されなかったS-20スカイチャンピオンの改良機として発売されました。それまでのハリクラフターズ機は精密な目盛が刻まれたシルバーの円形ダイヤルが印象的でしたが、 S-20Rではダイヤル盤をプラスチック製にし、扇形のエスカッションをもつカバーで覆いました。電源を入れるとダイヤル盤は内側からランプで照らされ、透過式照明が実現しました。
    ダイヤル盤に使われている初期のプラスチック材は製造時は白色でしたが、光に反応してしだいに黄ばみ、この時代のハリクラフターズは現在では例外なくアンバー色のダイヤルになってしまっています。

    S-20ではチューニング連動のロギングスケールでしかなかった中央のダイヤルはS-20Rではバンドスプレッドダイヤルになり、チューニングつまみが2つになりました。一見Sメータ風に見えるデザインですが、メインダイヤルと同様にプラスチック製のダイヤル盤が中で回転する仕組みです。 S-20Rにはオプションで外付けSメータが用意されていました。

    このモデルは、戦前のハリクラフターズの受信機ラインアップの中ではミッドレンジ機といえます。エントリーモデルとしては基本的に5球スーパー(高周波増幅なし、中間周波増幅1段のシングルスーパーヘテロダイン)である S-19Rスカイバディがあり、その上位として高一中二構成のS-20Rスカイチャンピオンが用意されていました。最上位機種は、いうまでもなく通信型受信機の記念碑的存在であるSX-28スーパースカイライダー(1940)です。

    S-20Rと同じ1939年のモデルであるSX-24スカイライダーディフィアントはS-20Rと同じ9球シングルスーパーの4バンドモデルですが、クリスタルフィルター/選択度可変機構/Sメータ標準装備/アマチュアバンドにキャリブレートされたスケールをもつバンドスプレッドダイヤル･･･など、上級アマチュア無線家向けの装備を持っていました。資料によればS-20Rは第二次世界大戦が終わる1945年までの販売となっています。戦後、エントリーモデルのS-19Rスカイバディはより低価格志向となり、エコーフォンEC-1 / EC-1A/EC-1B を経てハリクラフターズS-38シリーズに進化します。

    一方ミッドレンジ機であるS-20Rスカイチャンピオンは、使用真空管やパッケージデザインをリニューアルされてS-40シリーズとなり、これまたミッドレンジクラスの人気モデルになりました。ちなみにハリクラフターズの型番の"SX"はクリスタルフィルター装備の受信機、"S"はクリスタルフィルターなしの受信機を意味します (ただしVHF受信機にはこのルールは適用されません)。初期のモデルではクリスタルフィルターがオプションで用意されていたものもあり、たとえばS-16とSX-16はオプション装着のあり/なしの他は同一モデルです。

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大型の中間周波トランスが写真からおわかりになるでしょうか?

バンドスプレッドバリコンのロータは、メインバリコンのステータの間に入り込みます。バリコンの中央セクションから周波数変換管6K8のグリッドキャップに接続されているのが見えます。
(バリコン周辺拡大)
スピーカは交換されているようです。

スペア管をチェックしていたら、NOS品の6SK7GTのベース部分の金属ベルトが見事に割れてしまっていました。

検波・AGC・初段低周波増幅

    6SQ7 双2極3極複合管が使用されるこの段はごく標準的なものです。双2極管のふたつのプレートは並列接続され、検波回路を構成しています。 AUDIO GAINポテンショメータで音量調整が行われた後、3極管部で低周波増幅が行われます。

ANL

    双2極管6H6がANLとして動作します。 ANLのON-OFFはフロントパネルのスイッチで切り替えることができます。

BFO

    3極管6J5GTを用いたBFO発振回路は、フロントパネルのBFOスイッチをONにすることでプレート電源が供給され、発振を開始します。発振出力はグリッドから取り出され、検波管のプレートに注入されます。
    BFO発振周波数はフロントパネルのピッチコントロールつまみで調整できます。これは6J5GTのプレートに入った発振コイルのスラグ位置を変化させることにより行っています。

音声出力回路

    音声信号は出力用5極管6F6-Gで電力増幅され、ダイナミック型スピーカを駆動します。スピーカはパーマネント型ではなく、フィールドコイルを持ちます。フィールドコイルはB電源回路の平滑チョークの位置に接続されています。またオーディオ出力トランスはスピーカに取り付けられています。
    私のS-20Rでは6F6-Gの代わりに、後になって追加発表された6F6-GTが使用されています。
    フロントパネルのヘッドフォンジャックは標準モノラルジャックで、差し込むと出力トランスの２次側回路が開いてスピーカの音が止み、かわりに出力管の入力信号が接続されます。すなわち、ハイ･インピーダンスのヘッドフォンを利用します。

    無謀なのは承知の上で･･･簡単なチェックだけ済ませて電源を投入しました。すでに前のオーナーは少なくとも数ヶ月以前には電源を入れていましたから、50年ぶりの110Vというわけではありません。

    ダイヤル盤が濃いオレンジ色に灯り、スピーカからポツポツとノイズが出始めました。アンテナをつないでの初受信は、北京放送の日本語番組。簡単に各コントロールの動作と各バンドでの受信状況を調べ始めました。電源を入れて約10分後、ヨメも見ている目の前でCW局を聞いていたら、ケースの中からとつぜんスプレーを吹くようなシューッと言う音が!!! あわててスイッチを切ります。「いい、今シューって言ったよなあ?」「言った言った!! スピーカからじゃなくてハコの中から!!! 」でも別段煙が出るわけでもなし、異臭もありません。いったい何だったんだろう?

    しばらくして恐る恐る電源を入れなおすと、S-20Rはふたたび鳴り出しました。たぶんキャパシタがやられかけているのでしょうから注意しつつテストを再開します。最初はいきなりの日本語にびっくりしたのか感度がかなり悪そうだったのですが、シグナル・ジェネレータを使ってテストしていくうちに調子を取り戻してきたと見られ、思いのほかの高性能ぶりを現し始めました。

受信感度

    かろうじて信号を判別するために必要なシグナル・ジェネレータ出力は、おおむね以下のようでした。

DIAL SETTING	BAND A		BAND B		BAND C		BAND D
10%	0.589MHz	30dBμ	1.822MHz	0dBμ	5.617MHz	5dBμ	---MHz	無感
25%	0.673MHz	30dBμ	2.069MHz	0dBμ	6.364MHz	5dBμ	18.113MHz	45dBμ
50%	0.945MHz	30dBμ	2.848MHz	5dBμ	8.620MHz	10dBμ	24.602MHz	60dBμ
75%	1.402MHz	30dBμ	4.112MHz	15dBμ	12.067MHz	15dBμ	---MHz	不明
90%	1.834MHz	20dBμ	5.265MHz	25dBμ	14.868MHz	15dBμ	---MHz	不明

    BAND BとBAND Cの感度はなかなかのものです。 BAND Dはダイヤル下側、16.9MHzを下回るととたんに感度ゼロ状態になります。テストに使ったジェネレータは30MHzまでしか出せないのですが、出力レベルが測れない別のジェネレータで試すと、ダイヤル位置による感度ばらつきが極端にあることがわかりました。 30MHz以上と、20MHz前後では感度があるのに、27MHz近辺や17MHz以下では無音状態です。また30MHz以上ではイメージが本来の信号と同じ程度の強さで聞こえてしまっています。

AGC動作

    Sメータをつながないと正しい診断はできないでしょうが、AGCもひととおり動作しているようです。同調操作のたびに音量を調整する必要はあまりありません。RFゲインコントロールも正常に動作しています。

選択度

    選択度は国際放送なら十分実用になりますが、 DXを狙う場合、あるいはアマチュアバンド受信では不満が出てくるでしょう。逆にいえば、安定で強力な国際放送なら良好な音質が得られます。

音質

    交換されていると思われるスピーカからの音は、スチール製のケースに直接ボルトオンしている割には良好であり、ケースを軽く叩いてもマイクロフォニックはほとんど気になりません。音量を上げてもビビリ音はありませんが、いかにも薄い鉄板のケースである音がします。トーンコントロールの効果は明らかです。 HIGHでは短波受信には不向きで、LOWにすると高音が抑えられて落ち着いた音になります。

筐体に触れると、おそらく電源トランスが原因の、明らかな50Hz振動が感じられます。しかしスピーカからのハムはほとんど気にならないレベルです。

安定度

    驚いたのは、安定度がことのほか良いこと。この受信機は安定化電源回路を持っていませんから隣の部屋のコタツのON/OFFでわずかに受信周波数が変わるのは致し方ありませんし、温度変化によるゆっくりとした受信周波数の変化は無視できないので、 10分間手放しで14MHzのSSBをモニタできるほど優れているわけではありません。が、BFOをONにしてCWを聞いてみると、短期的な周波数のふらつきや機械的振動による周波数変化はかなり少ないことがわかります。 CRV-1/HB などではCWを聞くとどうにもチャーピーなため放電安定管を追加して改善しましたし、貧乏ゆすりは厳禁でした。 S-20RのCW音はたいへんクリスプで、貧乏ゆすりもOK。総合的な安定度は、放電安定管を組み込んだ後のCRV-1/HBや 9R-59 と同等程度ではないかと思われます。

動作の安定性

    最初に電源を入れたときはプツプツと言った感じのランダムなポップノイズが出ていましたが、15分ほど後にほぼ消えました。またときおり音量がわずかに大きくなったり小さくなったりします。キャパシタや抵抗などの部品の劣化があるのは明らかだし、各コントロールにも接触不良等が残っています。本来の性能を取り戻すためにはキャパシタや抵抗の全交換が望まれますが、現状でもかなりの性能を出していることに驚かされます。
バンドスプレッドの空回りは要修理ですが、メインチューニングももう少しスムースさが欲しいところです。

	トーンコントロール
	3段切り替えのトーンコントロールは、出力管6F6Gのプレートをシャントキャパシタを介してグラウンドに落とすことにより実現しています。この方式は低コストで実現できるものの、すでに中間周波段で高い選択度を持っている通信型受信機ではほとんど意味のない方式です。が、出力管の歪によって生じた高域成分を減衰させてオペレータの疲労を低減する意味はあります。あるいは、IFTの選択度があまり良くないのをカバーする意味もあるでしょう。 S-20Rではシャントキャパシタに直列に入るシャント抵抗を、オープン(HIGH)/抵抗(MID)/短絡(LOW)の3通りに切り替えることができます。特にLOWポジションにしたとき、シャントキャパシタには6F6Gのプレート電圧がそのまま印加されます。このキャパシタがショート故障すれば、出力トランスの1次側巻線あるいはシャント抵抗器の焼損事故につながります。キャパシタは無条件に新品に交換すべきでしょう。

	電源回路
	B電源の整流は、ST型の直熱型全波整流管80で行われます。 80のフィラメント定格は5V・2A、最大125mAの出力電流を得ることができ、5Y3-Gと能力的に等価です。私のS-20Rでは、ST型ではなくGT型の外形をもつRCA製の管が使用されています。ガラスにははっきり"80"と印刷されているものの、フィラメント支持方式などの内部構造は5Y3-GTに近いようです。ベースはオリジナル80と同じUX型4ピン。整流回路はスピーカのフィールドコイルを平滑チョークとして用いています。手元の個体ではスピーカをパーマネントタイプに置き換えたため、後付けのチョークコイルをシャーシ上にむりやり取り付けています。リヤパネルにある外部電源ソケットにDC340VのB電圧およびヒータ用の6Vを供給することでDC運用が可能です。ここにオプションのバイブラパックを装着すれば、モービル運用ができます。 AC運用するときは、外部電源ソケットにショート・プラグを挿しておきます。フロントパネルのスタンバイスイッチは電源トランスのB巻線に入っており、スタンバイポジションにするとすべての真空管へのB電源の供給が停止します。
	Sメータ出力リヤパネルのSメータ接続用ソケットにはAGCライン電圧、B電圧、ヒータ電圧および高周波増幅管のスクリーン電圧が出ています。 RF GAINコントロールを時計方向いっぱいにまわすとカチリとスイッチが入り、スクリーン電圧が出るようになります。ゲインコントロールを幾分でも下げた場合は、このスクリーン電圧は出力されません。

			外観上は年代相応の汚れがありますが、欠品はなく、大きな痛みもないのでクリーニング程度で済みそうです。動作するとのことでしたが、電源を入れずに観察した限りでは、シャーシ上に正体不明のトランスが取り付けられていること (ひょっとしたらチョークコイルかな?)、スピーカは交換されていてオリジナルではなさそうなこと、さらにバンドスプレッドダイヤルが空回りするのが問題点といったところ。 4本のセルフタッピングスクリューを緩めてケース底のカバーを取り外すと、シャーシ下面にアクセスできます。各バンドのコイルやトリマキャパシタは長いシャフトを持つロータリースイッチと一体となったコイルパックとして実装されており、 1960年代の日本製受信機と変わりがありません。高周波増幅管と周波数変換管のソケットはコイルパックの下となっており、はんだこては入りそうにありません。この部分の作業をするためにはコイルパックを取り外す必要がありそうです。ケース底面の両側には通風孔が空いています。
			ケース底カバーには穴があいていて、コイルパックのトリマはカバーを外すことなく調整できます。カバーの有無で調整ポイントが変わってしまうことへの配慮だと思われます。工場出荷時はケース底カバーのトリマ調整穴の部分は性能保証のボール紙で隠されます。本機は以前ユーザによる再調整が試みられたようで、ボール紙カバーは失われています。
			抵抗はカラーコードをもつソリッド抵抗器が主体、キャパシタはペーパーとマイカが使われています。配線は木綿のシースを被ったワイヤーで、一部に結束処理も行われています。電源系と検波回路を中心に修理、もしくは改造の形跡がみられます。ヒューズが追加されていたり(オリジナルにはヒューズはありません)、ヘッドホンジャックの配線も一部切られていたりするので注意が必要です。シャーシ上の正体不明の大きなコイルはやはり後付けです。これはフィールドコイルのないスピーカに交換したために、フィールドコイルに代わるチョークコイルとして電源回路に入れたもののようです。 Sメータ用ソケットの配線は他と不釣合いなビニール線(ただしさほど新しくはない)が使用されています。オレンジドロップが使われていることを考えると、修理あるいは改造が行われたのは1960～70年代頃ではないかと考えられます。