【部品】7mm SQ Coils

【部品：7mm角のコイル】

[introduction:]
Many electronic devices these days are coil-less. However, it will be difficult to completely eliminate coils. Coils are indispensable electronic components, especially for us HAMs who build our own radios.　This Blog explains in detail how to make use of 7mm square shielded coils that were obtained as surplus. In addition, there is a distribution guide for the coils. The free distribution is limited to residents of Japan. However, the information for making coils can be referred to from all over the world. Please make use of it.(2024.07.21 de JA9TTT/1 Takahiro Kato)

【コイルはもう稀少部品かも？】

某月某日：群馬県にお住いのOMさんからお手紙が届きました。

　曰く「7mm角のコイルが沢山あるが貰ってくれる人を探しています」とのことです。
私も自身で使う分くらいのストックはありますから、これ以上もっと増やしても生きてるうちに使いきれるものではありません。（笑） それでお断りしようかとも思ったのですが・・・

　ところが、ネットの掲示板やSNSの書込みなどを拝見しているとコイルに困っている人がまだ結構おられることがわかります。

　一つはコイルを作る（巻く）ための詳しい情報を探している人がおられます。おそらくただちに役立つような具体的な作り方の情報はあまりないのが問題なのでしょう。

　もう一つは、コイルを作るための材料の問題です。　電子機器の製造が海外へ移転し、さらにコイルレスな電子機器が多くなったため、コイル・メーカも国内ではほとんど生産していません。したがってRF用コイル作りの部材も入手難になっているのでしょう。

　これらの2つには密接な関係があります。具体的な作り方（巻き方）を説明するためには「現実に手に入るような部品」を使った作り方を説明しなくてはならないからです。　ですからご厚意に甘えて余剰品らしいコイルを頂戴し、それらを欲しいお方に「情報とともに配布すれば幾らかでも自作の応援ができる」のではないかと思ったのです。

　要するに「素材」と「情報」がコイル作りの決め手ということです。

　あとはちょっとしたコイル巻きのスキルも必要そうですが、これはそれほど難しくはないので実際に巻いてみて実地で習得していただくのが近道でしょうか。（笑）

　コイルがさっそく届きました。（写真）　かなり大量です。有り難うございます。

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　すでに自作HAMを卒業なさったお方はこの先ご覧になっても意味はないBlogです。ご覧になるのは自由ですが役に立たなくてもご勘弁を。二度と来ない今日という一日、あなたのお時間はもっと有意義なことに・・・

　もし、FCZコイルやそれに類似のコイルを探しているのでしたらぜひご覧ください。　まずはどんなコイルなのか紹介したあと、FCZコイルと類似の「ほぼFCZコイル」を自作するための具体的な情報を公開します。製作のヒントやノウハウも余さず情報提供しましょう。　さらに希望されるお方に「現品を（無料で）配布」しますのでBlog末尾の配布案内をご覧のうえ、申し込んでください。（配布は終了しています）　良かったら自作好きのお友達にも教えてあげてください。

◎ まずは配布するコイルはどんなものなのか知っていただけたらと思います。

【7mm角コイルの外観】
　コイルは３種類あります。いずれも7mm角のシールドケース入りのコイルで、既に巻線されており、同調用のコンデンサも内蔵されています。

　有名な東光製のコイルに「7K型」というものがあります。このコイルの外形寸法は7Kと同じですが内部構造は異なっています。7K型は段型の巻溝があるボビン構造になっていますが、このコイルはぜんぜん異なっています。詳しくはこの後の写真をご覧ください。

　おおよその共振周波数は3つとも5.6MHzくらいになっています。巻き換えることなくそのまま使えるとたいへん便利なのですが、活用できる可能性はあまりないように思います。　一応、コンデンサを外付け（追加）して3.5MHz帯のコイルとして使うことは可能です。　巻き数の関係さえ問題なければそのまま使うのも良いだろうと思います。　例えば5MHz帯のI-Fアンプの段間コイルに使うと言った方法があるでしょう。

　私は巻き替えもいとわない方なので、そのまま使うアイディアはあまり思い浮かびませんでした。　しかし次項で詳細な巻線とインダクタンスの情報を提供していますので「そのまま使う」方法もぜひご検討されてください。　うまい使い方を見つけたらぜひ教えてください！　皆さんと情報共有しましょう。

【7mm角コイルの仕様・概略】
　連続した型番になっていますから、何か特定の機器のために製作されたコイルなのでしょう。

　何に使ったコイルなのか、具体的な機器は想像できませんでしたが約5.6MHz付近の高周波回路で使う目的で製作されたようです。

　私が数個を実測して得た情報を左図に示します。　これは実測で得たものであって本来のコイルの仕様書とは異なっている可能性があります。一応、念のため。　さらにインダクタンスや同調容量にはかなり「ばらつき」があって左図は実測で得た概略値・平均値です。　もちろん、可動式ネジ・コアがあって調整できるのでばらつきは吸収できるようになっているのでしょう。

　何か特定の機器の固有の回路のために設計されたコイルです。FCZコイルのような汎用品（はんようひん・幅広く使える品）とは異なるので、そのまま使う場合は共振周波数だけでなく、同調側と２次側の巻数比にも気を配ってください。
　２次側は次段との結合用のリンクコイルとしては巻き数が多すぎると思います。またT2（黄色コア）には2次巻線が巻いてありません。

　なお、こうした7mm角コイルのピン間隔は2.50mmです。穴が2.54mmピッチのユニバーサル基板（ジャノメ基板）にギリギリ挿入できます。ジャノメ基板で使えるのは便利です。

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　そのまま使えれば有難いのですが、たぶん使いにくい筈です。　以下に分解方法を示しますので巻き替えて自身の目的にマッチしたコイルに作り変えることを考えましょう。FCZコイルの同等品を作るのもいいです。　短波ラジオや通信型受信機のほか、HAM局の送信機などへも幅広い目的で使うことが可能になります。

◎参考：その後の考察によると、この3つのコイルは「ラティス型クリスタル・フィルタ」を構成するためのコイルではないかと思われます。市販水晶フィルタの中身は数枚の水晶振動子と幾つかのコイルで構成されています。

【コイルの分解方法は？】
　外側を覆っている「シールド缶」を外すのが分解の最初の作業です。

　上側の調整穴に見えるコアにドライバの先端を当てて叩いて押し出すという方法があります。締め付けが弱いので大した力も要らずシールドが外せます。

　ほかに、写真の方法があります。　調整用のコアを反時計方向に回して行くと、すぐシールド缶の上端に突き当たります。　さらに少し力を入れながら回して行くと写真・中央のようにシールド缶が台座部分から浮いてきます。　2mmくらい浮いて来たらあとは台座の側を引っ張れば、引き抜くことができます。　わりあい簡単にシールド缶を外せますので「改造の第一歩」と思って試してください。

　すぐに要領がつかめて、簡単に外せるようになります。　なお、再組み立てはコアを時計回りにねじ込んで、そのあと分解前の状態になるよう組み立てます。

　コアの有効な回転範囲ですが、２回転と1/4くらいです。　時計回りに押し込んでゆくと突き当たります。そこから反時計方向にもどして、約２回転と1/4くらいの有効範囲があるわけです。　突き当たってから１回転くらい戻したあたりがコアの中心位置と考えられます。このあとインダクタンスのグラフがありますが、コアがこの中心位置にあるときの値を測定しました。

【7mmコイルの内部構造は？】
　写真に内部構造を示します。
　台座の部分にメスネジが切ってあります。　そのネジに調整用のコアを押し込む構造になっています。　そのメスネジの部分が台座から「そびえて」いるので巻線するための「ツヅミ型コア」へ線を巻くのは少々厄介です。　しかし困難というほどでもありません。

　既に巻いてある巻線はφ0.08mmくらいの細い巻線です。巻いたあと柔らかなパラフィンのような樹脂で防湿処理されています。　巻線は容易に解くことができるので心配はいりません。　巻線を取り除く際に防湿材は取れるので事前除去は不要です。　巻線をほどいて行くと一緒に取れてしまいます。（巻き直し後の防湿材の再塗布は必要に応じてすれば良いです。アマチュア的には不要でしょう）

　足ピンが３本出ている側を一次側とします。ピン番号で言えば１〜３番です。　ピンが２本出ている側が2次側で、ピン番号は４〜６ですが、一般的にこうしたコイルでは５番ピンは欠けている場合が多いようです。

【内蔵コンデンサが不要なら】
　巻き直しせずにそのまま使う場合、内蔵されているコンデンサが邪魔になるかも知れません。

　入念に作業すれば足ピンにハンダ付けされているコンデンサだけを取り除くことも不可能ではありません。
　しかしコンデンサを再利用するつもりがなければ「破壊」してしまうのがもっとも手っ取り早くてうまいやり方です。

　このコンデンサは円筒型セラミックスに電極を付けた構造で「チタコン」と呼ばれるものです。　その円筒は薄く割れやすいため簡単に潰して除去することができます。　なまじはんだコテでコンデンサだけを外そうと思うと苦労しますのでお薦めしません。　コンデンサが不要なら壊してしまうのがベストでしょう。　ドライバの先端などで押し潰してしまい、割れた破片をよく取り除いておきます。　コンデンサ両端の引出線の部分は残ったままでも支障はありません。

　なお、巻線と一緒にコンデンサも除去するのは比較的容易です。　はんだコテと先の尖ったピンセットを使って丁寧に作業すれば巻線とコンデンサを除去できます。上手にやればコンデンサの再利用も十分可能です。　完全に作り換えるのでしたら巻線とコンデンサをすべて除去することになります。

【T2はバイファイラ巻きになっている】
　上の方で説明していますが、黄色コアのT2だけは1次側がバイファイラ巻きになっています。

　1次側がバランスしたコイルが必要ならそのまま使うと良いです。　ただしこのコイルは2次側の巻線はありません。

　リンク結合で次段と結合したい場合は巻線を追加します。　一般にリンクは2〜5回も巻けば充分なはずですから簡単に追加可能でしょう。

　シールド缶を外したら調整用ネジコアを外し、φ0.16mm程度の巻線で2次リンクコイルを既に巻いてある巻線の上に巻きます。　ピン４とピン６へ配線を引き出してリンク付きコイルへの改造が完了です。　必要に応じで改造してみてください。　平衡度もマズマズのようなのでDiode-DBM回路の入・出力トランスに使うと言った活用法が考えられます。この応用ではコンデンサを除去します。もともとDBM用ではないためインダクタンスが少なめです。コアを一番下まで押し込んだ状態でインダクタンスを大きくして使います。

　もちろん巻線をすべて除去し、新たな巻線で任意の巻き数のバイファイラ巻きコイルを作ることもできます。

◎ コイル巻きに関してはこちらのBlog（←このBlog内の記事へリンク）も参考にどうぞ。

【巻数 vs インダクタンス】
　巻き数とインダクタンスの関係を示したグラフです。測定にはLCRメータ：DE-5000およびQメータ：hp4342Aを使いました。

　このコイルはコアの出し入れでインダクタンスが可変できるので可変範囲も記入してあります。コアの可変範囲は２回転と1/4くらいあります。　巻き数が増えると可変範囲も広くなる傾向があって、コアの出し入れでずいぶん変化できることがわかります。

　巻線は直径：φ=0.16mmのポリウレタン電線（UEW線：ウレメット線とも言う）を使いました。　もう少し細い、例えば直径：φ=0.1mmを使えばもっとたくさん巻くことができますが、実際には「構造的な巻きにくさ」があるので作るのが大変になって来ます。　苦労せずに巻ける範囲として巻きやすい範囲でグラフを作成しておきました。

　整然と綺麗に揃えて巻く必要はありません。いわゆる「ガラ巻き」で問題ないです。綺麗に巻いても苦労に見合ったほどの違いはありません。もう一度言います「ガラ巻き」でいいんですよ。（笑）

　参考までに巻き線の太さを変えた場合の情報です。φ0.16mmより細い線・・・例えばφ0.1mmを使って巻くとインダクタンスがやや大きくなります。だいたい5〜10%くらい多くなるようです。　切れやすいので推奨はしませんがインダクタンスの大きなコイルが必要なら細い線を使うとたくさん巻けます。　逆にφ0.16mmより太い線は巻き芯の径が細いので巻きにくくなります。せいぜいφ0.2mmまでが良いでしょう。太いとたくさん巻けません。　コアの出し入れでインダクタンスが加減できるので巻線の太さは製作例と多少違っても大丈夫です。

　コアとしては、USF 08 T1（黒）のものを使いましたが、同じように巻いて比較したらT1〜T3のどれもほぼ同じでした。コアの塗装色は３種類ありますが、透磁率μには違いがありません。従って巻き替えるならどの色のコアを使ってもこのグラフと同じようになります。

　中間周波トランスのような2次側（リンクコイル）の巻線が必要な場合、2次側は目安として1次側の1/10くらい巻けば良いはずです。選択度を重視するなら2次側は少なめに巻くのが良いコイルのコツ（ノウハウ）です。　特にアンテナコイルのように50Ωのところに接続するなら、リンクは1〜3回とごく少なくする必要があります。

　空芯コイルと違ってフェライトコアを使ったコイルは、1次側と2次側の結合が密になります。2次側をかなり少なく巻いても十分な結合が得られますから少なめが良いのです。

　このグラフを参照すれば、自身が必要とするRF用のコイルを設計・製作できます。　たとえばこのBlogにある「短波ラジオ」（←リンク）の実験で必要なANTコイルやOSCコイルが作れます。もしコイル材料の入手難から諦めていたなら、これで短波ラジオが製作できるでしょう。
　ちなみに、リンク先の短波ラジオ用コイルをこのコイルで巻く場合：ANTコイルは１次側23回巻きで途中の4回目にタップ、2次側は4回です。OSCコイルは1次側が21回巻きで途中の3回目にタップ、2次側は7回巻きです。　ぜひお試しを。

　まったくのオリジナル設計は難しいと感じるかも知れません。　最初はFCZコイルの互換品を製作してみるのも良いでしょう。

【ほぼFCZができる】
　FCZコイルとほぼ同等のコイルを作るための巻き数一覧表です。FCZコイルを使うよう設計された回路にそのまま使えるはずです。

　コア材のフェライトの特性からあまり高い周波数のコイルには向かないため21MHz用の「FCZ-07S-21」までの範囲で一覧にしました。　21MHz以上でも使えないわけではありませんが、Qが下がって性能低下するのと、巻き数に対してインダクタンスが多くなりすぎるので使いにくく（作りにくく）なります。従って21MHzあたりまでと思って使うのが良さそうです。

　それでもHF帯の多数のバンドで使えるコイルが作れますので無線機や短波ラジオの製作に幅広く活用できます。

　なお、FCZコイルはもともと送信機の段間コイルとして考えられているようです。そのため電力をロスなく伝送するのが最優先で、選択度はあまり重視していないようです。従って2次側（リンクコイル）の巻き数がかなり多めになっています。

　ですから受信機のアンテナコイルやIFT（中間周波トランス）の用途には負荷Q：QLが低くなりすぎて選択度が不足します。　もし受信機に使うなら、その対策として2次側の巻き数（ピン４とピン６番の間の巻き数）を表の値よりもずっと少なくします。半分もしくは1/3くらいが適当でしょう。具体的には1回巻き〜3回巻きで十分です。

　この巻き数の少ない方の・・・2次側：リンク・コイルですが、先に巻くのか後から巻くのかという疑問があるでしょう。結論としてどちらでも大丈夫です。　結合度を重視してメーカーは先に巻くようですが比較して大差はないようでした。従って後から巻くのでも良いです。その方が後から巻き数の加減ができるので有利なように思います。

（参考：あまりたくさん巻けないのでこのコイルを使って455kHz用のIFTの自作は困難でしょう。短波帯向きです。）

　FCZコイルはバイファイラ巻きと言って、一次側（同調側）が２本の巻線をよじったものを使って巻いてあります。厳密な中点タップが必要ならバイファイラ巻きにすべきですが、おおよそ中点で良いならバイファイラ巻きにする必要はありません。
　たとえば20回巻きの中点タップ付きコイルが必要だとします。その場合、まず1番ピンから10回巻いて2番ピンに接続します。さらに３番ピンに向かってもう10回巻けば良い訳です。

　むしろ中点を外れたような位置にタップがあった方が良い場合も多くて、バイファイラ巻きにこだわらず製作される方が回路が最適化される場合も多いものです。　回路設計の話になってしまうので詳細は別の機会にしますが無理してバイファイラ巻きする必要はないことを明記したいと思います。

　もちろんプッシュ・プル回路のように完全な中点タップを理想とする場合はやはりバイファイラ巻きが良いでしょう。ニーズに応じて巻き方を工夫してください。

【参考：FCZコイルの仕様一覧】
　FCZ誌からホンモノのFCZコイルの一覧を転載しておきます。ほぼFCZコイルを自作される際の目安にしてください。　同じ巻き数を巻くと言う意味ではなくて製作時には一次側と二次側の巻き数比に着目します。
　一次側の巻き数は共振周波数、同調容量、インダクタンスから決めます。インダクタンスと巻き数の関係は上のグラフを参照すればわかります。「ほぼFCZコイル」はそうやって設計しました。

　FCZコイルは長いあいだJAの自作HAMを支えてくれました。　シールド付きで使いやすいため広く普及し、自作品の再現性向上にたいへん役立ってくれました。

　「自作の普及には既製品の良いコイルが必須だ」と言う、JH1FCZ大久保OM（故人）の先見の明あったので多くの自作HAMが助けられたのだと思います。　いまさらながら、ありがとうございました。

【欲しくなったら】
　以下、配布のご案内です。このBlogで紹介してきた7mm角のコイルをどなたにでも無償（タダと言う意味・笑）で配布いたします。（終了しました）

◎ 三種類のコイル各5個ずつ合計で15個送ります。

　郵送で送りますので、もちろん匿名のお方にはお届けできません。

　郵送先の情報は発送後すぐに消去します。それに年なので誰に送ったかなんてすぐ忘れちゃいます。身バレとかお気にされずに。（笑）


　このサービスは日本国内にお住いのお方に限定です。
（This service is available only to residents of Japan.）

配布をご希望されるお方は必ず；

「郵便番号」
「住所」
「氏名（様）」　お名前には「様」を付けていただけると手間が減ってありがたいです。

・・・の３行をわかりやすく書いたeメールを送ってください。メールのタイトルは「コイル希望」としてください。

メルアドはこのBlogの右の欄にあります。なお、このBlogのコメント欄にご住所を書くと危険なのでおやめください。見つけたらスグ消去します。必ずeメールで。

　お送りいただいたメールからその３行分を抽出して宛名ラベルを作り定形外郵便で発送する予定です。今月（'24年7月）末に一旦締め切って、その後1〜2週間くらいで届くようにしたいと思っています。余っている場合はその後も2週間に1回程度の頻度でころあいを見て発送します。慌てなくてもだいじょうぶかも？？　残ってるうちは対応します。

　なお、発送用の封筒等はこちらで用意します。無駄な手数と経費の発生を防ぐ意味から送料をお送りいただく必要はございません。　お送りする数量は説明した三種類のコイルを各5個ずつ、合計で15個です。　もしそれでは足りないお方はご理由など教えていただければ追加して送ります。　そのまま転売する人はいないとは思いますけどやめてくださいね！　あなたの使用目的・用途は問いませんのでご自由に活用されてください。

　ジャンクなコイルその物にはさほどの価値はないのかもしれません。しかし十分な情報さえあれば自作にすぐ活かせるのです。ジャンクに新たな価値が生まれるわけです。ぜひ使ってみてください。　足りなくなったら「おかわり」でもどうぞ。

◎ 先着の数名さんにはちょっとオマケ付けます！

追記：(2024.08.03)
◎ コイル配布を終了しました。　開始から約1,200個を配布して残りはホンのわずかになりました。　もっと余るかと思ってましたが「無償」の威力か（笑）、早々に終了しました。　コイル製作のスキルをほとんどお持ちでないお方も申し込まれたようですが、あとは実際に手を動かしながら上手になってください。　コイルは巻くだけでなくその確認も大切です。インダクタンスや共振を確認しておきましょう。高級な道具はなくても可能なので工夫されますように。　あとは皆さんの活用を期待して。　頑張って使ってください！！　（このBlogは配布終了後も残しておきます。必要の際は参照してコイル巻きを楽しんでください）

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　真空管の話から突然あらぬ方向に飛んでしまいました。このコイルはQRP懇親会に持ち込んでの頒布も考えていたのですが、出席されるお方はかなり限定的です。　それに自作のベテランなのでコイルには困っておられないお方が多いように拝察いたしております。（笑）
　もちろん懇親会の常連さんもご希望なら遠慮なくどうぞ！！　できるだけ広く使っていただけたらFBだと思い、地方のお方にも公平になるよう公開配布とさせていただきました。　最後になりますが、群馬のKさん、コイルのご提供どうもありがとうございました。たくさんの自作ファンに配布することができました。

　2回休みかと思ってましたが何とか所用が片付いたので1回休みで済みました。　また、このCoilの話はたぶん今回限りのテーマです。　次回のBlogは真空管の話に戻ろうと思っています。お楽しみに。　ではまた。　de JA9TTT/1

（おわり）fm


◎ このBlogの公開(2024.7.21）からだいぶ時間が経ってからご覧になったお方へ：
読んでいるうちにコイルが欲しくなったらあきらめずにお問い合わせを。たくさんあるのでまだ残っている可能性があります。　残っているうちは対応できます。　
→ 予定より早く終了です。早々になくなりました。乗り遅れたお方に少量でしたら残った端数（わたしがテストに使った分＋α=約60個）からお分けします。メールでどうぞ。