こんにちは。
先週に引き続き鈴木です。
前回担当させていただいたサンデンにて、生活家電についているアース端子の大まかな役割についてご紹介させていただきました。
まだ見てないよーって方は、是非こちらから先にご覧ください。
さて、前回の内容を簡単に復習すると、一般的にアース端子・・・保護接地（保安用接地）は万が一の「感電防止」の為にあり、特に水回りで使用する家電製品に多いと説明させていただきました。
しかし、いざ見渡してみると水回りとは遠く離れた場所でもアース端子を見かけることがあります。
例えば・・・AV家電やオーディオ機器などのコンセントプラグ。こういったところにもアース端子やアース線が見つかるかもしれません。オヤイデ電気が誇るオーディオ用の電源ケーブルにもアース端子がありますね。
この水回りから遠く離れたアース端子、いったい何の為にあるのでしょうか。
前提として、アース端子は水回りとは離れた場所であったとしても感電防止が最も重要な役割となります。どのような製品も電気を扱う以上、漏電や過電圧が起こらないとは限りません。
とはいえ接地を施すことにより感電防止以外にも受けられる効果があり、その目指す効果によって、いくつか異なる種類が存在しています。
その中の一つが、今回紹介する「機能接地」です。
この機能接地、一言で表すと「機器自体の動作を安定させる為」に使用します。
では、具体的に何をしているのでしょう・・・？
機能接地の役割
接地に使用されている地面、つまり「大地」は「地球上で最も大きな物体」です。
機能接地とは、この大きな物体に対し、
・回路を動かす上でのゼロ電位の基準として利用する
・機器内の回路から放たれる電磁波により帯電してしまったエネルギーを逃がし、想定外の誤動作を防ぐ
これらを行うことで、機器自体の動作を安定させる為に使用することを指します。
大きな物体をゼロ電位の基準にした方がいい理由については様々な考え方があるわけですが、大きな物体ほど、多少の外的要因があっても影響を受けにくいと考えればわかりやすいかもしれません。
基準が変化なくしっかりしていれば、その基準を元に設計したものは、設計通りに動作します。
仮に"立ち幅跳びをする"という動作をする回路を作るとして、基準となる足元がどっしりとした大きな大地なら設計した通りに安定して跳ぶことができます。
しかし、足元が柔らく不安定なマットだったならどうでしょう。もしかしたら跳ぶ毎に結果が変わってしまうかもしれません。
回路も同じで、基準がしっかりしていることは、安定した動作を目指す上でとても大切だということです。
なお機能接地と保護接地は仕組み自体は変わりません。アース棒を地面に刺して電線を取り付け、コンセントを通して家電製品と地面を繋ぐイメージです。つまり保護接地のアース端子は、機能接地の役割も兼ねています。※逆もまたしかり
コンセントへの機能接地は必ず必要？
ここまでの話だけを聞くと「機能接地も必ず接続しないといけないのでは」と思われるかもしれませんが、実際の所、"機能接地"は法的に義務付けられている訳ではありません。
機能接地に関しても保護接地のアース端子と同様に、アース線を接続せずとも電化製品は動きます。
※水回りの"保護接地"は2016年より内線規程改定に伴い義務付けられています！
部屋のコンセントが対応していないから、オーディオなどのアース端子はそのまま浮いているって方も多いのではないでしょうか。
これには理由がありまして、機能接地に関しては、実はコンセントに頼らずとも機器の内部で完結している場合が大半です。
細かな部分は機器の設計によるところも大きいですが、日本国内の場合、大抵は機器の外装などを代用しており（フレームグランド）、大地アースに繋がなくとも問題なく動作するように作られています。
※メーカーが推奨している場合は大地アースへの接続をしてください。
よく考えてみれば、仮に「大地アースを使用しないと動作が安定しない」となると、「スマホのようなポータブル機器は安定した動作をしない」なんて話になりますよね。
そういうわけもあって、大地への"機能接地"に関しては必ずしも必要というわけではないのです。
とはいえ、そんな大地への機能接地を追加で施すことにより、想定していなかった恩恵が生まれることもあります。
オーディオ機器における機能接地の効果
ことオーディオにおけるアースの効果や考え方は非常に複雑で、ユーザー毎だけでなくメーカー毎でも様々な見解があり、一概にどれが正解でどれが間違いと指摘することはできません。
とはいえ、大概のオーディオ機器におけるアースの効果で最も多く挙げられるのが「ノイズ減衰によるS/N比の向上」です。
もちろん機能接地の根本は「機器自体の動作を安定させること」にあり、機能接地がノイズを吸い取っている訳ではありません。
しかし、もしも「回路内の帯電や貧弱な基準が原因でノイズが発生している」と仮定した場合、それらの原因を解決する大地アースに接続することで動作が安定し、結果としてノイズが減衰する可能性があります。
また、それぞれの機器を大地アースに統一することにより、機器同士の電位差を無くすのもノイズ対策の一環です。
これは単純な電気の話ですが、電位に差があると、電位の高いところから低いところへ電流が流れます。この電流が、メーカーの想定していないノイズの原因になることがあるのです。
よって接続した機器毎の電位差を無くすことで、こういったノイズの発生を防止することにも繋がります。
さらに、メーカーは通常「大地への機能接地は用いない上で動作する」ことを前提に製品を設計していることが多いので、上記の効果も相まって、メーカーの想定以上の性能を発揮してくれる可能性もあります。
色々な可能性があってワクワクしますね・・・
保護接地と機能接地、混ぜると危険、かも・・・？
時々あるお問い合わせで、こういうものがあります。
「ノイズ対策でオーディオ機器のアースを取りたい。"エアコンや台所のアース端子"から引っ張ってきても問題ないですか？」
これに関しては正解はないとは思うのですが、個人的には「あまり推奨できない」というのが正直なところです。
なぜかというと、大抵の場合そういったアース端子は、建築時に「保護接地用」に取り付けられたものになるかと思います。
もちろん保護接地用のアース端子は機能接地も兼ねているので、ノイズが減衰して幸せ！になる可能性はあります。しかし、このアースを繋いだことにより、アースが逆に悪さをする場合もあるようです。
これにも様々なパターンがありますが、よくある一例として
・長いアース線がアンテナ替わりになってしまい、かえって周囲のノイズを拾う
・ブレーカーでアースを共有した他の家電製品からノイズが逆流してくる
などが挙がります。
これに関しては必ずしも起こるわけではないので、環境により大きく変わる可能性が高いですが、下手なアースに繋ぐくらいなら、むしろ浮かせた方がいいという意見もある程です。
つまり、もし「ノイズ対策」を最重要の目的として考えている場合は、既存の保護接地用のアース端子は使用せず、独立した機能接地専用の接地工事を行うことも視野に入れなければいけないかもしれません。
とはいえ「正しいアースを施工したら音が変わった！」となればいいですが、「あまり変わらなかった・・・」「むしろ好みの音から遠のいた・・・」という場合ももちろんあるわけで・・・
やってみないと結果がわからないというのも、オーディオの奥深いところですよね・・・
まとめ
いかがでしたでしょうか。
今回はアースのもう一つの機能についてお話しさせていただきました。
・アースの役割には、感電防止以外にも「機器自体の動作を安定させること」がある
・「ノイズ対策」を目的にして「保護接地用のアース」につなぐと、良いことだけではないかも・・・？
かなりざっくりとした内容になってしまったので、ツッコミどころも多いかもしれません。厳密に言えば「アースとGNDは意味が違う！」「差し込みピンが増える分、少なくとも制震制が上がる！」など、色々なご意見があるかと思います。
この辺りも、いずれは詳しく突っ込んでいきたいところ・・・（これはもはやサンデンなのか・・・？）
何はともあれ、オーディオに限らず「これはどうなの？」っというご意見やご相談がございましたら、お気軽にお問い合わせください。皆様と一緒に、様々な可能性を考えていければと思います。
正解がないかもしれないからこそ追及するのが楽しい・・・
色々あって先週に引き続いた鈴木でした。
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