静電気へのアプローチテキスト 2 周辺機器 編
Vol.
アースとは?
■概要
「アース」という言葉は、非常によく耳にします。
洗濯機をはじめとする家電品にはアース線があり、必ずアースの必要性がマニュアルに明記されていま
す。
除電器を使用する場合、電荷のやり取りをアースと行うため、家電用品以上にアースの必要性が高まりま
す。
■アースとは
一般的にアースは「接地」と言われ、電気機器と地面等をリード線などの導体でつなぐことです。
以下のような様々な目的に用いられています。
①感電防止 ②静電気の放電防止 ③ノイズの侵入防止
■アースの種類と区分け
アースには、A種∼D種までの4種類の種類があります。
それぞれの区分けは下記の通りです。
A種:高圧電気機器用のアース 接地抵抗値10Ω以下
B種:接地式電路の1線接地 接地抵抗値150/I I=高圧電路の1線地絡電流
C種:300Vを超える低圧機器用の接地 接地抵抗値10Ω以下
D種:300V以下の低圧機器用の接地 接地抵抗値100Ω以下
アース線(接地電線・接地線)の色は、国際規格IEC60227で緑/黄色の縞模様の線と決められていま
す。日本では、内線規定では、緑単色または緑/黄色の縞模様線を使用します。それ以外の線を使用する
場合は、緑色の標識をつけることが決められています。
■D種接地とは
電源タップ
アース線
アース端子
D種接地とは300V以下の低圧機器用の接地で、 接地抵抗値100Ω以下 の接地を意味します。
接地抵抗値100Ω以下 とは、工場のアース端子とGND(地面)との間の抵抗値のことをさし、以下の関
係が成り立ちます。
アース端子の電位 ≒ GND(地面)の電位 = 0V
本来であればアース線を直接GND(地面)に落としたいところですが、それは現実的ではありません。
そこで電位差の小さいアース端子(0Vに近い)に落とします。
アース端子はGND(地面)までつながっていますので、ここがD種接地になり、ここにアース線を接続するこ
とで、感電防止、静電気の放電防止やノイズの侵入防止の役割を果たします。
株式会社キーエンス
http://www.keyence.co.jp/seidenki
アース
静電気へのアプローチテキスト 7 ア ー ス 編
Vol.
アースの接地が必要な理由
■概要
ここではアースを取らなければならない理由について説明いたします。
■一般的な除電器でアースを取らない事による弊害
アースを接地していないと除電器自体が帯電してしまいますので、まずは内部の放電
(放電による破損)が考えられます。
また、高圧のGNDがバーの筐体(金属部)につながっている場合、そこから感電することもあります。
(SJの高圧のGNDは、基本的に外部には見えないようになっています。
⇒GND板等はあくまでセンシング用のGNDで、高圧のGNDは別にあります。)
■SJがアースを取らないといけない理由
SJシリーズの場合、アースを取らないことによる弊害は二つあります。
①アースを設置していないと、本体内部が帯電し、やがてどこかで放電が起こります。
除電器内部で発生すれば除電器が破損しますし、電源等、接続機器で放電することも
あり、接続機器を破損することもあります(下図参照)。
帯電! 中和
②I.C.C.の基準がなくなりますので、I.C.C.が正常に動作しなくなります。
(何を基準に制御すれば良いのかわからなくなります。)
■SKがアースを取らないといけない理由
SKの場合もアースを取らないことによる弊害は二つあります。
①SJシリーズと同様に帯電してしまいますので、逃げ道となるアースがないと放電して破損してしまう
可能性があります。
②SKの測定値の基準となる0Vはアースの電位になります。
アースを取っていないと基準を持たないことになりますので、0Vで安定したものを測定しても±数kVの
測定値を表示してしまう可能性があります。
特にSKは内部で演算を行って帯電量を把握していますので、アースが安定していなければ
大きな誤差として表れますので注意してください。
メ モ
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静電気へのアプローチテキスト 2 周辺機器 編
Vol.
アースとは?
■概要
「アース」という言葉は、非常によく耳にします。
洗濯機をはじめとする家電品にはアース線があり、必ずアースの必要性がマニュアルに明記されていま
す。
除電器を使用する場合、電荷のやり取りをアースと行うため、家電用品以上にアースの必要性が高まりま
す。
■アースとは
一般的にアースは「接地」と言われ、電気機器と地面等をリード線などの導体でつなぐことです。
以下のような様々な目的に用いられています。
①感電防止 ②静電気の放電防止 ③ノイズの侵入防止
■アースの種類と区分け
アースには、A種∼D種までの4種類の種類があります。
それぞれの区分けは下記の通りです。
A種:高圧電気機器用のアース 接地抵抗値10Ω以下
B種:接地式電路の1線接地 接地抵抗値150/I I=高圧電路の1線地絡電流
C種:300Vを超える低圧機器用の接地 接地抵抗値10Ω以下
D種:300V以下の低圧機器用の接地 接地抵抗値100Ω以下
アース線(接地電線・接地線)の色は、国際規格IEC60227で緑/黄色の縞模様の線と決められていま
す。日本では、内線規定では、緑単色または緑/黄色の縞模様線を使用します。それ以外の線を使用する
場合は、緑色の標識をつけることが決められています。
■D種接地とは
電源タップ
アース線
アース端子
D種接地とは300V以下の低圧機器用の接地で、 接地抵抗値100Ω以下 の接地を意味します。
接地抵抗値100Ω以下 とは、工場のアース端子とGND(地面)との間の抵抗値のことをさし、以下の関
係が成り立ちます。
アース端子の電位 ≒ GND(地面)の電位 = 0V
本来であればアース線を直接GND(地面)に落としたいところですが、それは現実的ではありません。
そこで電位差の小さいアース端子(0Vに近い)に落とします。
アース端子はGND(地面)までつながっていますので、ここがD種接地になり、ここにアース線を接続するこ
とで、感電防止、静電気の放電防止やノイズの侵入防止の役割を果たします。
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2 I.C.C.制御の動作概要
◆帯電物がない場合
帯電
なし
<電圧印加の様子>
−の
+の
高圧電源
高圧電源
アース電流
検知回路
+−の印加時間が同じ
帯電物がない場合は、アースに流れる電流が+イオン発生時と−イオン発生時で同じになるように、電極
針に高電圧を印加する時間を制御しています。この制御によってイオンバランスが自動で保てることにな
ります。
◆帯電物がある場合
+の
帯電物
<電圧印加の様子>
+イオンの発生が抑制
−の
+の
−イオンの発生が増加
高圧電源
高圧電源
+イオン発生時のアース
電流が減少
アース電流
−イオン発生時のアース
検知回路
電流が増大
帯電状態に合わせて+−の印加時間を制御
帯電物がある場合、同じ時間高電圧を電極針に印加していたとしても、帯電物からの電界の影響でイオン
の発生量が変化します。イオンの発生量が変化するということはアースに流れる電流値にも変化が現れま
すので、このアース電流の変化から帯電物の帯電極性及び帯電量を読み取り帯電物に応じたイオンを発生
するように高電圧の印加時間を制御しています。
極意 其の参 長期安定性を極める│8
2 I.C.C.制御の動作概要
◆帯電物がない場合
帯電
なし
<電圧印加の様子>
−の
+の
高圧電源
高圧電源
アース電流
検知回路
+−の印加時間が同じ
帯電物がない場合は、アースに流れる電流が+イオン発生時と−イオン発生時で同じになるように、電極
針に高電圧を印加する時間を制御しています。この制御によってイオンバランスが自動で保てることにな
ります。
◆帯電物がある場合
+の
帯電物
<電圧印加の様子>
+イオンの発生が抑制
−の
+の
−イオンの発生が増加
高圧電源
高圧電源
+イオン発生時のアース
電流が減少
アース電流
−イオン発生時のアース
検知回路
電流が増大
帯電状態に合わせて+−の印加時間を制御
帯電物がある場合、同じ時間高電圧を電極針に印加していたとしても、帯電物からの電界の影響でイオン
の発生量が変化します。イオンの発生量が変化するということはアースに流れる電流値にも変化が現れま
すので、このアース電流の変化から帯電物の帯電極性及び帯電量を読み取り帯電物に応じたイオンを発生
するように高電圧の印加時間を制御しています。
極意 其の参 長期安定性を極める│8
2 I.C.C.制御の動作概要
◆帯電物がない場合
帯電
なし
<電圧印加の様子>
−の
+の
高圧電源
高圧電源
アース電流
検知回路
+−の印加時間が同じ
帯電物がない場合は、アースに流れる電流が+イオン発生時と−イオン発生時で同じになるように、電極
針に高電圧を印加する時間を制御しています。この制御によってイオンバランスが自動で保てることにな
ります。
◆帯電物がある場合
+の
帯電物
<電圧印加の様子>
+イオンの発生が抑制
−の
+の
−イオンの発生が増加
高圧電源
高圧電源
+イオン発生時のアース
電流が減少
アース電流
−イオン発生時のアース
検知回路
電流が増大
帯電状態に合わせて+−の印加時間を制御
帯電物がある場合、同じ時間高電圧を電極針に印加していたとしても、帯電物からの電界の影響でイオン
の発生量が変化します。イオンの発生量が変化するということはアースに流れる電流値にも変化が現れま
すので、このアース電流の変化から帯電物の帯電極性及び帯電量を読み取り帯電物に応じたイオンを発生
するように高電圧の印加時間を制御しています。
極意 其の参 長期安定性を極める│8
2 I.C.C.制御の動作概要
◆帯電物がない場合
帯電
なし
<電圧印加の様子>
−の
+の
高圧電源
高圧電源
アース電流
検知回路
+−の印加時間が同じ
帯電物がない場合は、アースに流れる電流が+イオン発生時と−イオン発生時で同じになるように、電極
針に高電圧を印加する時間を制御しています。この制御によってイオンバランスが自動で保てることにな
ります。
◆帯電物がある場合
+の
帯電物
<電圧印加の様子>
+イオンの発生が抑制
−の
+の
−イオンの発生が増加
高圧電源
高圧電源
+イオン発生時のアース
電流が減少
アース電流
−イオン発生時のアース
検知回路
電流が増大
帯電状態に合わせて+−の印加時間を制御
帯電物がある場合、同じ時間高電圧を電極針に印加していたとしても、帯電物からの電界の影響でイオン
の発生量が変化します。イオンの発生量が変化するということはアースに流れる電流値にも変化が現れま
すので、このアース電流の変化から帯電物の帯電極性及び帯電量を読み取り帯電物に応じたイオンを発生
するように高電圧の印加時間を制御しています。
極意 其の参 長期安定性を極める│8
Q
パーツフィーダの静電気を除去しようとアースに
接続していますが、静電気を除去できません。ど
うすればよいのでしょうか?
A 帯電物が絶縁体の場合、は
アースに接続しただけで
静電気は除去できません。
◎これで解決!
帯電物が金属の場合はアースに接続するだけで静電気を除去すること
ができましたが、絶縁体はほとんど電気を流さないため、アースに接
続しただけでは静電気を除去することができません。絶縁体の静電気
を除去する方法としては、以下の方法があります。
①導電化
絶縁体を導電化することで電気導電性をもたせ、アース接続で静電気
を除去することができます。導電化の方法としては主に以下の2通り
の方法があります。
・帯電防止剤の塗布
絶縁体表面に帯電防止剤を塗布すること
で、絶縁体表面に導電体の被膜を作り電
気が流れる仕組みを作ります。
・カーボン粉や金属粉を混ぜ込んで導電化
絶縁体の中に導電性物質を混ぜ込むこと
で電気が流れる仕組みをつくります。
②除電器
高電圧を印加した針先から+のイオンと−のイオンを生成すること
で、静電気を電気的に中和することができます。電気を流さない絶縁
体も除電することができます。
除電器 / Static eliminator /
■
イオン電流測定 Ion current measurement
The amount of static charge of a target
対象物の帯電量は、 アースから供給されるイ
is proportional to the number of ions
オンの数に比例するこ を応用し、
と SJ-Fのコ
supplied from a ground. Based on this
ントローラとアース間に流れるイ オン電流を コ
principle, the SJ-F measures the ion
ントローラに内蔵されたイ オン電流検出回路
current flowing between the controller
により測定します。
and the ground using the ion current
detection circuit incorporated into the
controller.
プラス帯電物を除電する時
To eliminate the static electricity of a positively-charged target
イ オン電流
Ion current
マイナス帯電物を除電する時
To eliminate the static electricity of a negatively-charged target
When the surface potential of a target is
対象物の表面電位が大きいと、 対象物とブ
large, the potential difference between
ロア部との電位差が大き 、
く 電界強度が大き
the target and the blower section
くなるため発生するイオン量は多く ます。
なり
becomes large. Then, the intensified
そのイオンの発生量に応じて、 トローラ
コン と
electric field strength increases the
アース間に流れるイオン電流が変化します。
amount of ion generation. The ion
イオン電流の極性および大き を測定するこ
さ current flowing between the controller
とによ 対象物の帯電状況を把握します。
り、 and the ground changes depending on
the amount of ion generation.
The static charge of the target can be
determined by measuring the polarity
and the magnitude of the ion current.
8
Q. 水 は帯電しますか?
A. 水も帯電します。
通常 水 は不 純 物 を 含んでおり 、 気を 通す 性 質 があります 。 のた めアースした 状 態
電 そ
で取り扱うと 、静電 気は大 地に 逃げ てしまい 、 電を感 知することが できません 。
帯
しかし 、 地や 金 属などのアースに触れ ないようにして 取り出すことが できれば 、 電
大 帯
した 水を得ることが できます。
また 、 は 純 度を高 め るに つ れて 電 気 抵 抗 が 高くなります 。 のた め 、 水と呼 ば れ
水 そ 純
る不 純 物がとても少ない水は、 擦などによって静電 気を帯 びることがあります 。
摩
電 子 部 品 などの 製 造 工 程で は 洗 浄 の 際 に 純 水を 使 用するた め 、 水の 帯 電 によって
純
電子回 路が 破 壊 するトラブルが 発 生する場 合があります。
hai !
5