「車のアーシングをするとエンジンが軽くなる」
「古い車はアース線を追加すると調子が良くなる」
「そもそも車のアースとは何なのか」
自動車のカスタムや電装品について調べていると、「アーシング」という言葉を目にすることがあります。
アーシングとは一般的に、車両の電気回路におけるマイナス側の電気経路を整えたり、追加のアースケーブルを取り付けたりすることを指します。
ただし、ここで重要なのは、
アーシングをすれば必ず馬力が上がる。
燃費が良くなる。
アクセルレスポンスが向上する。
という単純なものではないことです。
車はメーカーが設計した時点で、必要なアース回路を備えています。
一方で、
端子の腐食。
ボルトの緩み。
アースケーブルの劣化。
接触部分の抵抗増加。
などによって電気の流れが悪くなれば、電圧降下や電装品の動作不良につながる可能性があります。
今回は、
車のアースとは何か。
アーシングとはどのような考え方なのか。
どのような場合に意味があるのか。
現代車で注意することは何か。
をわかりやすく解説します。
そもそも車の「アース」とは？
一般家庭の電気設備でいう「アース」は、大地へ電気を逃がすための接地を意味することがあります。
しかし、自動車で使われる「ボディアース」は少し意味が違います。
一般的な12V車では、
バッテリーのプラス側から電装品へ電気が流れ、
その電気がマイナス側を通ってバッテリーへ戻ります。
このとき、すべての電装品にバッテリーまで専用のマイナス配線を引くと、配線量や重量が増えてしまいます。
そこで多くの車では、金属製の車体を電気回路の共通経路として利用します。
これが、
「ボディアース」
です。
つまり車のアースは、
地面へ電気を捨てている
のではなく、
電気をバッテリーへ戻す回路の一部
として車体を利用しているのです。
日産の取扱説明書でも、ブースターケーブルを接続する際にマイナス側を車両のボディアースへ接続するよう案内されており、車体が電気的な帰路として使用されていることが分かります。
なぜ車体を電気回路に使うのか？
車体には大きな金属構造があります。
これをマイナス側の共通経路として利用すれば、
配線を減らせる。
車両重量を抑えられる。
部品点数を減らせる。
電装品を効率的に配置できる。
というメリットがあります。
例えば、
ヘッドライト。
ECU。
スターターモーター。
オルタネーター。
各種センサー。
オーディオ。
電動ファン。
など、多くの電装品が車体やエンジン側のアースポイントを利用しています。
ただし、すべてが単純に同じ金属板へ接続されているわけではありません。
現代車では電子制御が複雑になっており、機器の用途に応じてアース回路も細かく設計されています。
エンジンにもアース線が必要なのはなぜ？
エンジンやトランスミッションは金属でできていますが、
エンジンマウント。
ゴムブッシュ。
塗装。
接合部。
などが存在します。
そのため、
「エンジンは金属だから車体へ自然に完全導通している」
とは限りません。
そこでエンジンと車体の間には、
アースストラップ。
アースケーブル。
などが取り付けられています。
特にスターターモーターは、エンジン始動時に大きな電流を必要とします。
そのためバッテリーからスターターへ流れた電気が、十分な太さと低い抵抗の経路を通ってバッテリーへ戻れることが重要です。
アースの状態が悪くなるとどうなる？
アース経路には、可能な限り低い電気抵抗が求められます。
しかし長期間使用していると、
端子の腐食。
ボルトの緩み。
水分。
汚れ。
ケーブルの劣化。
端子と金属面の接触不良。
などによって抵抗が増えることがあります。
抵抗が増えた状態で大きな電流が流れると、
電圧降下
が発生します。
DENSO TENの技術資料でも、電装品のアース配線に抵抗が存在すると、大電流が流れた際に電圧降下が発生し、センサーのグランドレベルへ影響して機器の誤動作につながる可能性が説明されています。
つまりアースは、
「つながっていれば何でもよい」
のではありません。
必要な電流が流れたときにも、十分に低い抵抗を維持できることが重要です。
アース不良で起こる可能性がある症状
アース経路に明確な不具合がある場合には、さまざまな症状が出る可能性があります。
例えば、
スターターの回転が弱い。
エンジンが始動しにくい。
ライトが不安定になる。
電装品の動作が不安定になる。
センサー信号に影響が出る。
充電系の状態が安定しない。
などです。
ただし、
アクセルレスポンスが悪い。
燃費が悪い。
エンジンが吹けない。
という症状だけで、
「原因はアースだ」
と判断することはできません。
同じ症状でも、
バッテリー。
オルタネーター。
点火系。
燃料系。
センサー。
配線。
接触不良。
など多くの原因が考えられます。
アーシングとは？
自動車のカスタムでいう「アーシング」は一般的に、
既存のアース経路とは別に太いケーブルを追加し、エンジン、ボディ、バッテリー周辺などを電気的につなぐ
方法を指します。
例えば、
エンジンからボディ。
トランスミッションからボディ。
特定の電装部周辺からアースポイント。
などへ追加ケーブルを取り付けます。
考え方としては、
既存経路と並行して、より抵抗の小さい電気経路を追加する
というものです。
アーシングすると本当に効果がある？
ここは最も重要な部分です。
答えは、
「車両の状態によって異なる」
です。
もともとのアースケーブルや接点が正常で、メーカー設計どおり十分に低い抵抗が確保されている車の場合、さらにアースケーブルを追加しても大きな変化が出るとは限りません。
一方、
古い車。
腐食が進んでいる車。
アース端子の接触状態が悪い車。
アースケーブルが劣化している車。
などでは、電気経路を修復・改善することで本来の状態へ近づく可能性があります。
重要なのは、
「アーシングで性能を追加する」
というより、
「悪化していた電気経路を正常な状態へ戻す」
という考え方です。
古い車ほど効果を感じやすいと言われる理由
年数が経過した車では、
端子の酸化。
金属表面の腐食。
ケーブル内部の劣化。
取り付けボルトの状態変化。
などが発生する可能性があります。
Hondaの整備資料でも、バッテリー端子に汚れや腐食がある場合は清掃し、端子を確実に締め付けるよう案内されています。
こうした基本的な接点状態が悪化していれば、電気抵抗が増える可能性があります。
そのため古い車でアース関係を整備した結果、
スターターの回り方が変わった。
ライトが安定した。
電装品の動作が改善した。
と感じるケースは考えられます。
ただしこの場合も、
追加ケーブルそのものが性能を生み出した
とは限りません。
劣化したアース経路を正常化した影響である可能性があります。
アーシングで馬力は上がる？
正常な車両にアースケーブルを追加しただけで、
エンジンそのものの最高出力が必ず上昇する
とは言えません。
エンジン出力は、
吸入空気。
燃料。
点火。
燃焼。
過給。
エンジン回転数。
機械損失。
制御。
など、多くの要素によって決まります。
アース経路に異常があり、
センサーや点火系などが正常に機能していなかった
という状況なら、それを改善することで本来の状態へ戻る可能性はあります。
しかし、
正常な100馬力のエンジンにアース線を追加したら105馬力になる
というように、単純な性能向上装置として考えるのは適切ではありません。
アクセルレスポンスが変わることはある？
電気的な接触状態が悪化している車で、それを修復した結果として、
電装系。
センサー。
点火系。
電子スロットル。
などが正常な電気環境へ戻れば、ドライバーがレスポンスの違いを感じる可能性はあります。
しかし、
アーシング＝アクセルレスポンス向上
を一律に保証できるものではありません。
アクセルレスポンスには、
電子スロットル制御。
トルク特性。
トランスミッション。
ターボ。
車重。
駆動系。
なども関係します。
以前の記事「アクセルレスポンスとは？」で解説したように、一つの要因だけでは決まりません。
燃費は良くなる？
燃費についても同じです。
アース不良によって車両制御に明確な問題が起きており、それを正常化できれば結果的に燃費状態が改善する可能性はあります。
しかし、
アースケーブルを追加すれば必ず燃費が向上する
とは言えません。
燃費には、
運転方法。
タイヤ空気圧。
気温。
エンジンオイル。
燃焼状態。
交通状況。
エアコン。
車重。
など、多くの条件が影響します。
アーシング単独の効果として安易に数値化しない方が適切です。
「アース線を太くすれば良い」は正しい？
ケーブルには電気抵抗があります。
一般的には、
太い。
短い。
導電性の高い素材。
であるほど、電気抵抗を小さくしやすくなります。
しかし、
とにかく一番太いケーブルを付ければいい
というものではありません。
重要なのは、
必要な電流容量。
ケーブル長。
端子。
接触面。
固定方法。
取り回し。
熱。
振動。
を含めた全体です。
非常に太いケーブルを使っても、
端子とボディの接触面が腐食している。
ボルトが緩んでいる。
塗装面の上から接続している。
という状態では、十分な効果を得られません。
実はケーブルより「接点」が重要な場合もある
アース経路を考えるうえでは、
ケーブルそのもの
だけではなく、
接続部分
が重要です。
例えば、
バッテリー端子。
圧着端子。
ボルト。
ボディとの接触面。
エンジンとの接触面。
などです。
ケーブルの抵抗が小さくても、接点部分に大きな接触抵抗があれば、そこで電圧降下が生じます。
そのため、古い車の場合には追加アース線を付ける前に、
純正アースポイントの状態を確認する
ことも重要です。
テスターで導通するだけでは十分ではない
アース点検で、
「テスターで導通しているから問題ない」
と考えることがあります。
しかし、これだけでは十分ではない場合があります。
ほとんど電流が流れていない状態では導通していても、
スターター。
ヘッドライト。
電動ファン。
など大きな電流が流れたときに抵抗の影響が現れることがあるからです。
そのため自動車整備では、
実際に負荷をかけた状態で電圧降下を測定する
方法が使われます。
アース経路の良否を見るには、
「つながっているか」
だけではなく、
「必要な電流が流れたときに、どれだけ電圧が失われるか」
を見ることが重要です。
現代車では追加アーシングに注意
昔の車と比べ、現代車の電気システムは非常に複雑です。
例えば、
充電制御。
アイドリングストップ。
バッテリー状態監視。
電流センサー。
ECUによる電源管理。
ハイブリッドシステム。
などが使われています。
そのため、
「バッテリーのマイナス端子へ直接つなげばよい」
と単純には考えられません。
実際、日産では一部車種について、12Vバッテリー端子へ電装品やアース線などを直接接続しないよう明記しており、不適切な配線が故障やバッテリー上がりにつながる可能性を案内しています。
したがって、現代車へアース線や電装品を追加する場合は、
車両メーカーの取扱説明書。
整備書。
製品メーカーの指定。
を確認する必要があります。
なぜバッテリー電流センサーが問題になる？
一部の現代車では、バッテリーの充放電状態を把握するため、マイナス側などに電流センサーを設けています。
車両はその情報を使って、
充電量。
オルタネーター制御。
アイドリングストップ。
電力管理。
などを判断します。
ここでメーカー設計とは異なる経路を作ると、電流の一部がセンサーを通過しない可能性があります。
すると、
実際に流れた電流
と、
車両が認識している電流
に差が生じる可能性があります。
すべての車が同じ構造ではありませんが、これが現代車で自己流のアーシングを避けた方がよい理由の一つです。
ハイブリッド車やEVは特に注意
ハイブリッド車やEVにも12V系統はあります。
しかし同時に、
高電圧バッテリー。
インバーター。
高電圧モーター。
DC-DCコンバーター。
など、通常の12V車とは異なる高電圧システムを搭載しています。
オレンジ色の高電圧ケーブルなどへ一般ユーザーが触れることは非常に危険です。
「アースを強化したい」という理由で高電圧系統へ自己判断で配線を追加してはいけません。
ハイブリッド車やEVでは、メーカー指定以外の電気系作業は専門知識を持った整備事業者へ相談する方が安全です。
ひとつ前に解説した「静電気」とアーシングは同じ？
ここも整理しておきましょう。
前の記事では、
車に発生する静電気。
人体の帯電。
樹脂部品の帯電。
タイヤと路面。
などについて解説しました。
一方、今回のアーシングは基本的に、
車両の12V電気回路における電流の帰路
についての話です。
つまり、
静電気対策
と、
電装系のボディアース
は同じものではありません。
「アース」という言葉が共通するため混同されやすいのですが、電気的な目的や現象を分けて考える必要があります。
アーシングする前に確認したいこと
アーシングを検討する前に、まず純正状態を確認することをおすすめします。
確認したいのは、
バッテリー端子に腐食がないか。
端子が緩んでいないか。
純正アースケーブルが損傷していないか。
エンジンとボディ間のアースストラップに異常がないか。
アースポイントに錆や腐食がないか。
バッテリー自体が劣化していないか。
オルタネーターの充電状態に問題がないか。
です。
アース線を追加する前に、
元の電気回路が正常なのか
を確認することが先です。
追加アースより純正アースの修理を優先した方がよい場合
例えば純正アースケーブルが腐食している場合、
そのまま追加ケーブルだけを付ける
より、
劣化した純正ケーブルや端子を適切に修理する
方が基本です。
メーカーが設計した電気経路を正常な状態へ戻すことが優先されます。
特に、
突然スターターが弱くなった。
警告灯が点灯する。
電装品が不安定。
バッテリーが繰り返し上がる。
という場合には、カスタムより故障診断を優先してください。
DIYで作業するときの注意点
バッテリー周辺は、大きな電流を供給できる場所です。
工具などでプラス端子と車体をショートさせると、大きな火花や発熱が発生する危険があります。
バッテリーからは可燃性ガスが発生する場合もあるため、火花や火気には注意が必要です。
Hondaもバッテリー端子の整備について、ショートによる火花を防ぐため、取り外し時はマイナス側から外し、取り付け時はプラス側から行うよう案内しています。
ただし車種によっては、バッテリーを取り外すことで、
時計。
パワーウインドウ。
学習値。
セキュリティ。
電子制御。
などの再設定が必要になる場合があります。
必ず車両の取扱説明書を確認してください。
ネクストサイエンスが考える「アース」と電子環境
ネクストサイエンスでは、
電子環境
を技術領域の一つとして位置づけています。
車両や機械は、
電圧。
電流。
接触抵抗。
帯電。
素材。
電位差。
など、さまざまな電子的要素の中で動作しています。ネクストサイエンスのTechnologyページでも、電子環境を摩擦・潤滑、燃焼・燃料などと並ぶ研究領域として扱っています。
また、オービトロンシリーズでは「スマートアース モノブロック C3」「スマートアース モノブロック C4」など、車両や機械の電子環境に着目した製品も展開しています。
ただし、一般的な追加アースケーブルと、ネクストサイエンスが電子環境という観点から展開する製品は、同じものとして単純に扱うべきではありません。
重要なのは、
何を目的としている製品なのか。
どのような仕組みなのか。
どこへ取り付けるのか。
車両側の電気システムはどうなっているのか。
を分けて考えることです。
アーシングを見るときの5つのポイント
車のアーシングについて考える場合は、
まず純正アースが正常か。
次に接点や端子に腐食がないか。
そして負荷時の電圧降下に問題がないか。
その車にバッテリー電流センサーや充電制御があるか。
追加配線がメーカーの電源管理へ影響しないか。
という順番で考えると分かりやすくなります。
特に現代車では、
「昔の車で効果があった取り付け方法だから、今の車にも同じように付ける」
という考え方には注意が必要です。
まとめ アーシングは「電気の戻り道」を理解することから
車のアーシングを理解するうえで最も重要なのは、
車体が12V電気回路のマイナス側経路として利用されている
という点です。
エンジンや電装品で使用された電気は、ボディやアースケーブルなどを通ってバッテリー側へ戻ります。
この経路に、
腐食。
緩み。
劣化。
接触不良。
があれば抵抗が増え、電圧降下や電装系の不具合につながる可能性があります。
そのためアース状態を整えることには意味があります。
一方で、
正常な車へアースケーブルを追加すれば必ず馬力が上がる。
必ず燃費が良くなる。
必ずレスポンスが向上する。
というものではありません。
まず優先すべきなのは、
純正アース回路を正常な状態に保つことです。
そして現代車では、
充電制御。
バッテリー電流センサー。
各種ECU。
ハイブリッド・EVシステム。
などが存在するため、追加配線には従来以上の注意が必要です。
アーシングとは、
単に太いケーブルを増やすこと
ではありません。
電気がどこから流れ、
どこを通り、
どのようにバッテリーへ戻っているのか。
その「電気の戻り道」を理解することが、正しいアーシングを考える第一歩です。