真空管アンプのシャーシアースについて

質問

真空管アンプを作製する時にシャーシにアース(普通入力ピンの近く)をとりますが、なぜこのようなことをするのですか？回路のマイナスがシャーシと接続されるのでシャーシを触ると感電はしないのでしょうか？
また、シャーシアースをとらないと音は出ないのですか？

回答No.6

himiko_1947 · ベストアンサー

＞二次側を大地(地面)あるいはシャーシにアースした場合は0Vタップに触れても感電しないということになるのですか？

感電しません。
家庭内のコンセントではあまり無いのですが、
ビルなどのコンセントでは差し込み口の穴の長さが変えてあって、
明確に分かる様になってます。
でも、触らないでくださいね。

シャーシーアースのポイントはiBook-2001さん他で、
語り尽くされている様なのであまり補足はないですが、
パワーアンプではそんなにシビアでは無いと思います。
ただ、プリアンプを制作するときは注意しないといけません。
もっとも、現在では入力回路の信号レベルは-20dB（0.1V）以上が
殆どなのでそんなに気を遣わなくても良いですが、
レコードプレーヤ（やマイクロホン）を管球式アンプで直接増幅するとなると、-60dB（1mV）ぐらいの信号を増幅してやらなければならないので、
かなり、シビヤ（ア？）なアース対策が必要です。

追記：シャーシアースは金属の箱によるノイズ遮蔽効果を期待しているもので、回路の0V側が接続されていなければなりません。
回路の電源のプラス側あるいはマイナス側（トランジスターでは、＋－2電源が現在では標準）は大容量のコンデンサーで0Vと接続されているので、
交流的には同電位となります。
　さらにノイズによる遮蔽効果を期待するのであれば、このシャーシアースを本当に大地に接続して本来のアースとします。
　業務用では普通に行われます。
　漏電対策の意味も大きいのですが。

お礼

ご回答ありがとうございました。
大地(地面)はともかく、シャーシに回路のマイナス側をアースする(繋ぐ)と回路のマイナス側を触っても感電しなくなるとは思いませんでした。お蔭様でようやく理解できるようになりました。ほんとうにありがとうございました。

回答No.7

himiko_1947

＞二次側を大地(地面)あるいはシャーシにアースした場合は0Vタップに触れても感電しないということになるのですか？

あっ！
先ほどの回答、ニュアンスが間違ってますね。
質問をよく読んでませんでした。

二次側のことと、電源コンセントの0V側の事については、回答が出尽くしてますので、他の方の回答をよく読んでください。

電源コンセントはすでに電力会社側や、ビルの設備側で１線が大地に接続されています。
だから、アンプの二次側がどう接続されているかと云うことは関係ありません。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.5

iBook 2001（@iBook-2001）

回答＃２のiBook-2001です♪

補足をいただきありがとうございます。

「コンセントの極を合わせたら～～感電しないか？」

一次側のアース極でしたら感電はしません。（ただし、ほとんどの場合で、シャーシーとの間は導通してませんので、同時に触れると感電します）

２次側は０V側もアースされていない電源回路では感電します。

電源トランスの場合、一次と２次が絶縁され、コアとケースがシャーシーに接続（アース）されます。そのため、１次は両方ともアースに接続せず、２次側は回路設計によってアースに落としたり落とさなかったりします。

　「アースは３系統」

これはほんとに難しいポイントです。　設計の方法により、どれが正しいとか盛会とか間違いなど　簡単に割り切れないのが現実です。

実際に３系統のアースをトランスのアースポイントまで電線を張り引き込む実装もありますし、電源とヒーターだけ電線で引き込み、信号は入力端子でまとめる（これが　多いかな？）、１点アースではなく、数カ所にアースポイントを設けて落としているような製品もありますよ。

込み入った回路ですと、アースより低い電位（マイナス電位をもうけ）を信号のアースに見立てた回路もあります。

１点アースが最良と一概に言えないのが現実です。
ほとんどの場合は、実装の点から、電源系と信号系の２点アースで制作された真空管アンプが多い様です。
（半導体アンプと違い、高インピーダンス回路なので、信号のアース線を長く引き回す事によるノイズ等の問題が出易いからでしょうかね。）

私の　薄い知識では、こんな程度です（苦笑）

補足

二度もご回答いただきありがとうございます。
お蔭様で大分解ってきました。よろしければもう一点お教えいただきたいのですが、
＞２次側は０V側もアースされていない電源回路では感電します。
で二次側を大地(地面)あるいはシャーシにアースした場合は0Vタップに触れても感電しないということになるのですか？

回答No.4

dainekoz

No3回答3の補足です。
一点アースにする理由はハムノイズを無くすためです。
アンプの電源は100V交流（サインカーブ）をトランスを通して整流し直流に返還されます。
その時交流の+側-側の山が全て一方に（通常+側）変換されてコンデンサーにその電気を貯めます。
それがアンプの電源になるわけですがそこからアンプ回路に電力が供給されると不足分を補うわけです。
その時補う電気は平滑ではなく先ほどの整流された電気ですので波のある電気で供給されることになります。
つまりアンプ回路が使用する電源の波形は完全な直流ではなく直流+交流の電源となります。

さて回路の中で一番電流が流れるのは出力回路ですがそこで使用される電流は大きいので流れる経路には電線でもシャーシーでも電位差が生じます。
それでその電位差が最も増幅度が高く微少信号を扱う最前段の増幅回路が入り込むとその電位差が増幅されてハムノイズになって出力に現れるわけです。
と言うわけで入力端子の直ぐそばに一点アースをしておくと交流分の乗った電源の電位差が高増幅度回路の中に紛れ込む事を防ぐことが出来るわけです。

ついでにハムノイズは電源トランスやチョークコイルから電磁波で飛んで初段の増幅に影響します。
その時はトランス類の方向や位置を変えてみたり（ですから部品の配置は重要です）、電源供給の配線をよじったり位置を変えたり（交流分の乗った配線はよじると電磁波の放出が少なくなります）、初段にシールドケースを使ってみたりして改善します。
以前はノイズキャンセラーを使うと良いかなと思って装着したらそのノイズキャンセラーからノイズが出て、まさかそこから出るとは思っていませんでしたので苦戦した経験があります。
でも此のトラブルシューティングは面白いですよ。

お礼

ご回答ありがとうございました。

回答No.3

himiko_1947

１．家庭用の電源は１線が大地アースされているので、他の線に触れると、触れた体の別の部分が、大地との間に電気的に電導状態にあると感電する。
（高圧電線にとまっている鳥は大地間と離れた絶縁状態にあるので感電しない。低圧の100Vでも足とかが地面に着いていれば電気が流れて、感電になる。
完全に大地との間に絶縁が確保されれば感電しない。）

２．アンプのアースと感電の関係は、電源トランスを使用しているか、使用していないかで違う。

２－１．　電源トランスを使用しない場合は、電源の回路設計の違いにより、元の引込電源の大地アースとアンプのアースが逆に接続されれば、感電する。
２－２．　電源トランスを使用する場合は、電源トランスの二時側の一つを必ずシャーシ又はこれに変わる筐体に接続する。
この場合、感電するというのはこのシャーシ又は筐体と、他の電源側に触れたときに発生する。

３．シャーシに電源のマイナス側（０V側）を接続するのは、ノイズをなくす為にする。
真空管アンプの場合、電源系の０V側は太い電線でグループを作り最近でシャーシに接続する。
信号系の０Vは全て一つにまとめて、入力付近に一点でシャーシに接続する。
又、真空管のヒータ回路（殆どが交流点灯）はどちらかをシャーシに落とすか、トランスのヒーター回路にセンタータップが出ていればそれをシャーシに接続する。（ヒーター配線は必ず二本を捩る）
高周波回路の場合は真空管毎に直近のシャーシに個別に接続する。

長々と書きましたが、感電は要は電流がそれで流れますか？
と云う問題。
シャーシに０V側を接続するのは、シールド効果やノイズ遮蔽の問題で、それぞれ切り分けて考えましょう。
シャーシアースをとらないと音は出ますが、ノイズが出たり、
最悪、アンプに手を近づける度にノイズで悩んだり。

補足

ご回答ありがとうございます。
コンセントの＋－極性を正しく合わせて電源ケーブル接続し電源を入れた場合は、電源トランスの一次側(0V-100V)あるいは二次側(例えば：0V-200V)のタップ(一次側の100V,二次側の200V)に手で触れると感電し、0V側のタップは触れても感電しないということになるのですか？
それから、３のご説明によるとシャーシアースは電源系、信号系、ヒーター系で３箇所に分けて(一点アースではなくて)シャーシにアースを繋ぐことになるのでしょうか？

回答No.2

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

シャーシーアースと大地アースは別物ですが、シャーシーと大地を接続すると言う手法も有ります。

さて、今回の疑問はセット機器におけるアースとしてがけ考える方がややこしく無いので、簡単に～♪

オーディオの信号はピンケーブルなどを使い、機器間を接続します。　このとき、プレーヤーのシャーシとアンプのシャーシが同じ電位で無い場合、ケーブルやシャーシに触れると感電する可能性が出てきます。
そのため、ピンプラグのマイナス側（外皮側）を機器のケース（シャーシー）へ接続し、接続した多数の機器の電位を揃える役目を持たせています。

本来は電源の一端がアースなので、それを基準とすれば良いのですが、日本のコンセントはプラグの差し込みを反転しても利用出来るので、実用上ムリがあります。そこで、内部の電源回路において基準点（アース）をもうけ、シャーシーと同電位にしています。

どんな部品にも誤差が有るため、機器間の接続にも信号のアースと電源回路のアース（本来ならグランドラインとでも言うのでしょうか？）を共通化するための処置です。

プロ用の音響機器ですと、音声信号ケーブルは３極の接点を使います。はっきりと信号のプラス、マイナス、アース　となっています。

実際の所、アンプの入力部でシャーシへアース接続していなくとも、一般的な回路構成でしたら音は出ます。また、危険な程の感電もごくまれでしょう。
しかし、難しい事は私も完全に理解出来ていませんが（苦笑）　ハムノイズやラジオが聞こえて来たり、機器に手が触れるとノイズが盛大に出たり等の症状が出る事は、多々有りますよ。

＞回路のマイナスがシャーシと接続されるのでシャーシを触ると感電はしないのでしょうか？
そもそも交流の信号にプラスとマイナスと表現するから混乱するので、兼用のアースは基準電位と言う事で、感電しないように接続する物です。

実際にコンセントの電極、片方はアースに接続されていますので、感電を経験しても良いのでしたら、片方の穴に手に持った針金でも突っ込んでみて戴きますと体感出来るでしょう。感電する確率は１／２です。

ブレーカーから屋内の配線が完璧でしたら、左側の少し長い穴の方がアースです。　我が家でも部屋のコンセントが全て完全な配線では無く、同じ部屋でもごちゃまぜです（爆笑）

実際に感電したく無い場合は、テスターでチェックしたり、険電ドライバーで確認します。　険電ドライバーはマイナスドライバーをコンセントの穴に差し込み、持ち手の電極に触れた人体との間に電気が流れるかどうかチェックするランプ（ネオン）が組み込まれています。　点灯しますと１００Vが体に流れますが非常に微弱な電流のため、なにも感じませんよ。

おっと、余談がおおくなってしまいましたね。　失礼しました。

補足

ご回答ありがとうございます。
＞信号のアースと電源回路のアース（本来ならグランドラインとでも言うのでしょうか？）を共通化するための処置です。
ここでいう共通化というのは信号系と電源系のマイナス(アース)電位を同じにするということでしょうか？
ふっと思ったのですが、アンプ回路のマイナス側(回路で電解コンデンサー等のマイナス側が接続される方)は、シャーシにアースを繋いでも繋がなくても手で触れた場合には感電はしないのでしょうか？

回答No.1

nrb

電源の基準電位→アース
と地球（アース）は違いますよ

シャーシにアースは地球と同電位に保つ為のアースです

・シャーシが受けた外来ノイズを地球（アース）に流してノイズを減らす

・万が一機械がおかしくなりシャーシに電圧が掛かっても地球（アース）に流れることにより感電事故を防ぐ

また、シャーシアースをとらないと音は出ないのですか？
当然、出ますよ・・

真空管アンプによっては４００Ｖ位掛けますから
我が家のは２４０Ｖ程度
安全のために地球のアースは接続した方がよいです

補足

>シャーシにアースは地球と同電位に保つ為のアースです
ということは、地球とアンプのケース(シャーシ)は同電位であるということですか？