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The means justifies the ends

測ってみよう [アーシングについて考える その2]

ずいぶん前にイントロだけ書いてそのままになっていたアーシングについての考察の続きです。
考えていてもなかなか腑に落ちる説明が浮かんで来ないので、実験してみました。 アーシングがいろんなことに効くとされているというのは前に書いたとおりですが、はたしてそうなのかちょいと考えてみました。
アーシングの効果の「理論的」な説明をWebなどで読んでみると、大雑把に言って
  • 直流的な抵抗が減ることによる効果(ヘッドライトが明るくなる、セルモータがよく回る、バッテリがよく充電されるなど)
  • 交流的(というか、高周波的というか)インピーダンス低下による効果(プラグのスパークが強くなって燃費が改善)
  • グラウンド電位が安定することによる電子回路の安定動作(エンジン制御用マイコンやセンサの電圧が安定するのでエンジンの動作が安定する)
が謳われているようです。

最初の直流抵抗については、簡単に実験できますからやってみました。ミリボルトまで読み取れるデジタルマルチメータ(デジタルのテスター*1ですね)が数千円で買えるありがたい世の中ですのでこれを使います。
検体は「ラテンなのでアースが脆弱だ」ということになっているプジョー306XSi(N3SI)です。エンジンが回っているとオルタネータからの電流が流れてやっかいなので、エンジンを止めた状態でバッテリのマイナス端子とヘッドランプ直近のボディとの間の電位差を測ったところ、ヘッドライトON/OFF時で約10mV電位差が動きました。ヘッドライト(55W)には5A弱の電流が流れていると思われますから、アース側の抵抗は2mΩぐらいということになります。ここで擬似アーシングケーブルとして、ブースターケーブルをバッテリのマイナス端子とヘッドライト近くのボディにつなぎます。
このクルマ、走り始めてから1年もたたないうちに当時のプジョー306の持病のひとつとして有名なバッテリの突然死を体験しているのですが、そのとき普通の国産車に使うブースターケーブルではセルモータが回らなかったという経験があります。セルモータが電気を派手に食うので、細いブースターケーブルでは電圧降下が大きすぎて役に立たなかったのです。というわけで、クルマには「トラックや外車もOK」という太いケーブルを積んでいます。で、その太いケーブルでグラウンドをバイパスすると電圧降下が半分程度に下がります。とはいえ、バイパスしているときとしていないときではランプの明るさには変化は感じられません(12Vのうちの数十mVの差ですから、あたりまえですね)。
今度はエンジンを回した状態で、エンジンブロックとバッテリの間の電位差を見ます。この状態ではオルタネータからバッテリに向かって電流が流れているので、電位差の極性が反対になり、電位差は約135mVでした。電流がどのぐらい流れているのかは不明(クランプメータでもあればいいんですが)ですが、さっきと同じようにブースターケーブルでバイパスすると電位差が75mVぐらいまで落ちます。ここでもブースターケーブルがあると抵抗が半分ぐらいにはなるということはわかります。しかし、これでバッテリへの充電が目に見えて強化されるというレベルの改善ではありません。
セルモータを回しているときの電圧降下も見てみたかったのですが、テスターでは追えないのでやめておきました。クランク時は100Aオーダーの電流が流れているはず(バッテリ突然死のときに、JAFの人がクランプメータで測って見せてくれた)なので、仮に抵抗が10mΩあったとしても電圧降下は1Vぐらいということになります。この抵抗が半分になったとして、モータにかかる電圧が0.5Vぐらい高くなるというところでしょうか。いずれにしてもたいした差ではなさそうです。まあ、ここで大きな違いが出るほどアースの抵抗が大きかったりすると、100A以上も電流が流れたときは電圧降下が大きすぎてモーターが回らなかったりするはずですしね。
というわけで、直流的な抵抗が減ることの効果は期待できそうにはありません。

高周波的抵抗が減ることによる効果は、プラグにかかる電圧の波形の変化を見ればわかるはずです。が、マンションの駐車場にブラウン管オシロスコープを持ち込むのは、恥ずかしいのでやめておきました。
知り合いの配偶者さんで、某2輪・4輪兼業メーカーで点火系の電気屋さんをやっている人が、会社でアーシングの実験をやってみた(一応やってみるところが、さすがです)ときの結果では、有意な差は出なかったとのことです。

一番最後のやつは、どう考えても眉唾なのでパス。もともとオルタネータの脈流が乗っていて電圧も不安定なバッテリの電源をそのままマイコンのVccやら、センサのリファレンスに使っているわけがないし、制御用マイコンの設計者は電源やその他のノイズの影響を受けないように必死に設計しているはずで、バッテリからのアースの取り回しごときで素人目にわかるような動作の変化が起こるような設計をするわけがない。そんな不安定な設計のエンジン、怖くて公道を走れません。設計者は、こんなこと言われていて怒らないのかしらん。

以上の結果から、私にはアーシングが効くと信ずるに値する理由がみつかりませんでした。

だいたい、アーシングという名前が恥ずかしいですね。名詞+ingは、Let's ~ingと同じぐらいアタマ悪そうです。
それに、巷のアーシングったら、たいてい真っ赤なケーブルなんか使っています。電気屋さんの世界では、余計な間違いを防ぐために古来よりアースといったら黒か平打網線と決まっています。これもアタマ悪そう。

というわけで、私は自分の車にはアーシングをする気にはならないのですが、Webの上での体験談などを読む限り、みなさん満足していらっしゃるようだし、前述の大阪の友人などはボンネットの中がカラフルになるし心理的に満足できるんだからそれで十分、と割り切って遊んでいます。それはそれで、巷間のダイエット法にも似て、気持ちはわかりますね。

*1テスター: テスターといえば、小学生のときお年玉を貯めて初めて買ったテスターはサンワのSP-6D。2KΩ/V(たとえばフルスケールで10V測れるレンジで、テスターの内部抵抗が2×10で20KΩということ。)という普及品で、とても今回のような何十mVの変化を読み取れるようなものではありませんでした。それでも2千円とか3千円とか、当時の私にはとても高価なものだったんですけど。

コメント

中村 尚弘さんのコメント:

でも?三菱などでは、純正のアースキットが売ってますが?
年式が新しくなると、アースのポイントが
増えている車種もあるとか?

樋口 理さんのコメント:

はじめまして。

純正のアースキットというのがどういうものか、不勉強でよく知りません。ごめんなさい。
定量的な効果などが提示されているのでしたら、ぜひご教示くだされば幸いです。興味があります。
2003/3/23 15:02

樋口 理さんのコメント:

訂正です。earthという単語は他動詞として使われることがあるようです。

ただし、Google で引っかかってくる用例を見る限り earth という他動詞はもっぱら「接地する(たとえば、避雷針の根っこを接地するように本当に地面につなぐこと)」という意味で使われるようですので、車のグラウンド線の取り回しを強化するという意味に使うのが奇異なことには変わりありません。
まれにボディ(シャーシ)への接地ということが明確な文脈の中で、earthing (grounding) connection などと形容詞的用法で使っている例もなくはないようなので、強いて earthing という単語を使うなら "improving earthing connection between automobile body and なんとか" とかいう風に使えば通じるとは思います。
2003/4/16 17:38

takechannさんのコメント:

最近アーシングしたものですが,点火の付きは明らかに良くなり,中低速のトルクはオオッと言うほど体感できました.理屈はわかりませんが,やってみるとその効果が実感できますよ.
2003/10/29 07:21
Host: YahooBB218121012019.bbtec.net - 218.121.12.19

電気計測超精密研究所さんのコメント:

はじめまして。マルチメータを検索していたら
このページを見ました。計測専門家から一言。

アーシングの効果は実際のところは各車にも
大きく左右されるでしょうし、こちらは車に
関しましては専門ではありませんが、
「理論的」な説明は100%違ってるとも
言えないようです。まったく違っていれば
詐欺ですのですぐに問題になるでしょう。

直流抵抗の低抵抗測定(100mΩ以下)は
そう簡単に実験出来ません。
一番わかりやすい参考例ですと、銅線に電流
を流してその間の電圧を測定することで
だいたいの抵抗値はわかります。例えば
5A流して0.01Vの線間電圧があれば
0.01V/5A=0.002Ωです。
もちろん、理論上・単純な銅線の話であって
車の車体を流れる電流経路はどうなって
いるかは、まったく不明です。

次に実測の低抵抗値ですがアーシングケーブル
<<ブースターケーブルです。
商品によっても大きく違いますが
0.数mΩ~数mΩのアーシングケーブルに
対して安価なブースターケーブルは数十mΩ
になっています。もう一つ重要な点ですが
「接触抵抗値」と言う低抵抗値が存在します。
ブースターケーブルのクリップで接続した
だけでは数mΩの「接触抵抗値」が生ずる場合
があります。きっちりネジ接続してある場合
は0.数mΩ以下となります。

エンジンを回した状態、バッテリ充電中の
場合でも12Vに対して0.1Vの違いは
大きいようです。例えば14.0Vで充電
した場合の充電電流と14.1Vの場合と
比較すれば容易にわかります。0.数Aの
違いがあるようです。

セルモータを回しているときの電流は200~
600A程度のようです。(普通車)
仮に抵抗が10mΩあったとしますと200A
で2Vも電圧が下がってしまいます。
その時のバッテリ電圧端子は10Vとしますと
セルモータ8Vしか電圧がありません。
ここで、抵抗が5mΩになったとすれば同条件
ではセルモータに9Vかかりますから少しは
元気に回ってくれるでしょう。

>直流的な抵抗が減ることによる効果
この話に関しましては上記のようなことが
こちらでは考えられます。
少し厳しいのですが、計測専門家から見ますと
上記の実験は正しい測定方法・理論には
なっていないようです。

>交流的インピーダンス低下による効果
実際の効果はわかりませんが交流でも同様に
インピーダンスは低下します。

>グラウンド電位が安定することによる
>電子回路の安定動作
「グラウンド電位が安定すること」は確か
ですので100%違うとは言えないようです。

何かの参考になればと思い書きました。
2004/2/16 23:14
Host: pc5d125.ztv.ne.jp - 219.113.122.125

樋口 理さんのコメント:

これは、専門家からのご意見、ありがとうございます。
「開き直り」と批難されることを覚悟の上で敢えて書きますと、ご指摘のような点はある程度承知の上で、上記のようなことを書いています。
理論的に100%違うとは言っていません。回路の動作も多少は変わるでしょう。しかし、圧着端子をかしめたただの太い銅線を「特別なノウハウがこめられている。素人がまねすると同じ効果は出ない。これをつければ燃費が良くなる、ライトが明るくなる。」などと称して何万円もの値段で売っているのは、詐欺とは言いませんが、そこらのオカルト心霊療法と同種の商売に見えるのです。というわけで、妄信している人にちょっとアタマを使って考えてみていただくきっかけを作りたくて分かりやすいように少々乱暴な論理を並べています。ご専門の立場から見ればお気に召さないとは思いますが、あしからずご了承ください。

アース線を強化したら本当にヘッドライトが明るくなるのが目に見えて分かるとか、同じくアースを強化しないと点火系が不安定だというような状態の車が本当に公道を走っているとしたら、アース線を増やす前にチェックすべき重篤な問題があると思いますよ。
2004/2/17 00:46

電気計測超精密研究所さんのコメント:

早速の返答ありがとうございます。
あくまで、電気計測超精密研究所としての
理論・測定についてのみの問題点を見てみました。

製造メーカや販売者はより多く売り込みたい
わけですから多少大げさな表現があるのは
こちらも十分認識しています。その解説・効果
を見て購入者が取り付けてみようと思わせるのも
うまい商売の一つかもしれませんね。

私個人ではアーシングケーブル自体に興味
もありませんし、高いお金を出して購入・
取り付けはやりたいとは思いません。
むしろ、趣味・気分的な部分が多いと思います。
2004/2/17 01:10
Host: pc5d125.ztv.ne.jp - 219.113.122.125

基盤屋さんのコメント:

そのうち、DCに乗る高周波成分が!!
とかいって、法外な値段のついた数百p
くらいのコンデンサorデカップリング回路
をつめたものが売り出されたりして・・・・。
とか、変な商売を思いついちゃう次第でした。

なにはともあれ、理論に基づいた実験は
良い勉強になりますよね。

装置メーカ設計者さんのコメント:

車のシャーシでGND面積は十二分に足りる
はずで、アーシング(アース強化が正しい?)
は電気屋としていかにも眉唾ものと
思ってます。 非常に古い車で、そもそも
接触部分やシャーシにサビがあれば別ですが。
抵抗値を更に下げるんですから効果ないとは
思いませんが、「体感出来るほど」とは
思いませんね。 
体感出来たらそれこそメーカの設計が怪しい。

バッテリーの両端子間に接続する小さい
インバータの形に似た部品が売ってますね。

その法外な値段のついた数百pくらいの
コンデンサorデカップリング回路かなって
どうしてもに穿った思想で手にとって
見たりします。

ぽっと頭に浮かぶ部品はコンデンサ
(大容量セラミック?)、サージキラー、
ツェナーダイオード(んなわけないか)など
くらいなんですがばらしてみたいなぁ。 
でも2万くらいですからね!

colorさんのコメント:

んー、なんかいろいろな要因で
古い車には効果がある可能性高くて、
新しい車にはあまり効果ないようです。

無線屋さんのコメント:

私も 電圧降下で抵抗を出してみたかったため、 以前数100MHzのオシロスコープで直流成分、交流成分 で いろいろなポイントを計測したことがあります。
最近の(10年くらい前からですが)純正アースワイヤが複数引かれている車は 
アースワイヤをつけても 驚くほどの差は生じませんでした。

パワーに関係しそうな 点火系 ECU系
オルタネータ系 の電流では かなり昔の車や 純正でアース線をあまり張っていないメーカー(三菱 本田など) 以外は
アースワイヤ追加で電位差が減れば効果ありですので テストしましたが この程度の電位差では機器内の安定化電源回路でリップル除去されてしまい 機器内では全く効果がありませんでした。

いろいろな面でチェックした結果
ライト系でボデイアースに頼っている部分と 修復暦があるとか ターミナルのネジがゆるいとかで接触不良があり 複数の電気部品のうち 大電流が流れるほうに電流が流れると 電流が食わないほうの電位が下がってしまうという場合だけには 効果がありました。(当たり前ですが)

しかし このようなことは「故障」 「整備ができていない」と思います。

本来の整備ということを棚にあげて アーシングというものの評価を上げてしまっているのは どうかと思いますねえ。

ノイズの面のアース面積は私も車の場合充分すぎるくらいあると思います。

スポンサー抜きの1コメントとして書いておきます^^

さんのコメント:

セルモーターと配線抵抗の件ですが、忘れてはいけないのがバッテリーの内部抵抗です。普通のバッテリーでは新品でも20mΩ程度ありますので、配線抵抗10mΩが5mΩになったとしてもそれほど大きな違いはないです。

せーじさんのコメント:

一見さんで書き込むのはちょっと、と思ったのですが、アーシング(言い方は置いても)は「効く」時もある、と言わせてください。
 私も、電気は嫌いじゃないので、そこそこ理論はわかるつもりです。そんなことで、アーシングは使うまで信じていませんでした。どうせ、無駄だよ、と。
ところが、クルマ屋で購入した福袋に、アーシングキットが入っていたのが変曲点というか。とりあえずシャレで取り付けてみたんですね。(皆さんの言う”赤い”ヤツです)
その結果はというと、ライトの輝度・エンジンの具合ともに全く変わりませんでした。ま、新車半年でしたからそんなもんでしょう。が、唯一変わったのは、スピーカーの低音です。もう、「こんなに変わるか」というほど、シッカリはっきり出るようになったんです。信じていなかっただけに、びっくりです。
ちなみに、ここで付け加えておくことは、オーディオとスピーカーを、社外品でトレードインしていたこと。当初、トレードインしただけの時は、「ま、音は良くなったね」程度だったんですが、アーシングで真価発揮という感じです。
たぶん、クルマの設計は、高負荷な音響機器をインストールすることは考えてなかった(純正オーディオだと問題なかった)んだと思っています。現状では、原低などでメーカーも厳しいんでしょうね。
と言うことで、ほんとに純正で何もしていないクルマにはそんなに意味のなさそうなアーシングですが、交付かなものを突っ込んだ時には、そこそこ効いてくることもありそうです。ご参考まで。

軽兵衛さんのコメント:

飛び入りで失礼します。 m(_ _)m

私は軽トラにアーシングしています。(下のURLの25番)
http://www.geocities.jp/mt_...

目に見える効果としては、追い越し加速の若干の向上です。下のURLの3分の2あたりにある結果は、各データとも無風状態にて同区間で数本計測しての平均値です。測定誤差はあるでしょうが、効果は0ではないと思います。ただし、バッテリーはフロント、エンジンはリアにあって両者の距離が2mもあるという、やや特殊なケースですが。
http://www.geocities.jp/mt_...

燃費に関して有意差があるとは思えません。上のURLの一番上にあるグラフで、2003年12月以降がアーシング後のデータです。

気分的にはトルクが上がって、登り坂で粘り強くなったかな?という感じで、これは他のアーシング経験者も同じことを言っています。

toddy BLZ ボロデスさんのコメント:

通りすがりのものでtoddyと言います。

電気に関しては素人ですが、マイナス配線の増強(アーシング)を行っていますので、一文書かせて下さい。

被検車は①97年式ブレイザー、②94年式プロシード、③96年式マーチ、④05年式ツインの4台に行いました。
1台を除いて経年変化や、設計時の電気容量不足が予想できたので、それらを改善した為に効果は確認できました。

条件は22SQケーブル(太い)を使用、バッテリー側には1本のみ接続、原則としてボディ部同士を繋ぎリターン電流の増加を狙います。その結果

1.ライトが明るくなった①②
2.低速~中速域のトルクが増した①②(②では1  速、上のギアが使える様になった)
3.燃費の向上(①では6Km→8Km/L)

4.④はコストダウンの為にリターン側の電気容量  不足を感じていたので作業したところ、ATの  Kダウンが俊敏になり、3000回転からのトルク  が増え、定員時でも上り坂で加速するようにな  った。

5.③の場合は12万キロ走行で、電装関係が劣化  しているので補いました、その結果従来はいつ  までも変速しないATが普通に変速するように  なりました。コンピュータが元気になったか。

いずれの場合も、ライトの照度アップは確認できましたし、トルクも確実に増えました。でも、もしもこれらがプラシーボ効果であるなら、雑穀酒1ケース代で楽しめるので満足です。

最後にデメリットも書きます。

①の場合は配線箇所によりスロットルワイヤーが重くなることがありました。ただし別な「つぼ」に繋ぐと解決しました。

④の場合では、EPSが重くなりまして、車庫入れが辛くなりました(軽なのに)そこでEPSからボディへ(つぼです)1本繋いで解決しました。

因みに素人考えですが、マイナス配線を強化すると
どうも磁場が発生するような気がするんですけど…
それがスロットルやEPSに影響する?んでは無いでしょうか。
少なくてもハンドルやペダルが重く感じるのは気のせいでは無いと思いますけど。

とおりすがりさんのコメント:

8sq程度でそんなに効果あるように思えないけどねぇ。それより電流ループでノイズばら撒きだったりして。
2007/9/11 23:37
Host: m049077.ppp.asahi-net.or.jp - 219.121.49.77

werutzbさんのコメント:

Hi!

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Werutz

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