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JP6877083B1 - Grounding device - Google Patents

Grounding device Download PDF

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JP6877083B1
JP6877083B1 JP2020107196A JP2020107196A JP6877083B1 JP 6877083 B1 JP6877083 B1 JP 6877083B1 JP 2020107196 A JP2020107196 A JP 2020107196A JP 2020107196 A JP2020107196 A JP 2020107196A JP 6877083 B1 JP6877083 B1 JP 6877083B1
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grounding
electrode terminal
negative electrode
functional material
terminal
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一成 福井
一成 福井
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有限会社フクイトレーディング
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  • Elimination Of Static Electricity (AREA)

Abstract

【課題】ジンクを使わずに、船内電気機器や船舶部品のイオン化・腐食を抑制しつつ、船内電気機器をアース(電気接地)する。【解決手段】アース装置100は、電流に含まれる高周波成分を除去可能なアース機能材料として圧電効果を示すトルマリンを用い、任意の電気機器と導線接続される負極端子31・正極端子4を介してアース機能材料に電流を流入させる。アース装置100は、内部にアース機能材料5が充填された容体2と、蓋1とを嵌合させた状態で、バネ部材34の空間部分に棒状の負極端子31を挿通させることで、アース機能材料を加圧する。【選択図】図9PROBLEM TO BE SOLVED: To ground (electrically ground) an onboard electric device while suppressing ionization and corrosion of the onboard electric device and ship parts without using zinc. SOLUTION: A grounding device 100 uses a tourmarine exhibiting a piezoelectric effect as a grounding functional material capable of removing a high frequency component contained in an electric current, and is connected to an arbitrary electric device by a negative electrode terminal 31 and a positive electrode terminal 4. Grounding function Allows current to flow into the material. The grounding device 100 has a grounding function by inserting a rod-shaped negative electrode terminal 31 into the space portion of the spring member 34 in a state where the body 2 filled with the grounding functional material 5 and the lid 1 are fitted to each other. Pressurize the material. [Selection diagram] FIG. 9

Description

本発明は、圧電体(とりわけトルマリン)を利用して高周波ノイズを低減させるアース装置に関する。 The present invention relates to a grounding device that uses a piezoelectric material (particularly tourmaline) to reduce high-frequency noise.

言うに及ばず、日本はその国土が海に囲まれた島国であり、海洋国家である。
このような地理的条件から自然、日本では古来より漁業が盛んであり、食文化も海産物にちなんだものが多い。
そのことは統計指標の数字にも端的に表れており、2016年度の世界における商用漁船隻数ランキング(大型船舶・ノパ型船舶を含む動力付きの全漁船隻数)では、中国・インドネシアに次いで日本が3位にランクインしている。
Needless to say, Japan is an island nation surrounded by the sea and a maritime nation.
Due to these geographical conditions, the fishing industry has been active in nature since ancient times in Japan, and many of the food cultures are related to seafood.
This is clearly reflected in the figures of the statistical indicators, and in the ranking of the number of commercial fishing vessels in the world in 2016 (total number of powered fishing vessels including large vessels and Nopa type vessels), Japan is 3 after China and Indonesia. It is ranked in the rank.

ところで昨今では、ソナー・魚群探知機・冷凍機・照明機器などをはじめとする様々な電気機器が船舶に搭載される傾向にある。
一般に、船舶において電気機器のアース(電気的接地)を行う場合、いわゆるジンクを犠牲金属として電気機器に接続し、ジンクと海水中の電解質との両者間の電位差を利用してアースが行われる。
By the way, in recent years, various electric devices such as sonars, fishfinders, refrigerators, and lighting devices have tended to be installed in ships.
Generally, when an electric device is grounded (electrically grounded) in a ship, the so-called jink is used as a sacrificial metal to connect to the electric device, and the earth is grounded by using the potential difference between the jink and the electrolyte in seawater.

上記のジンクとしては、海水中の電解質に含まれる被防食体に比べてイオン化傾向が大きく、陽イオン化して他のマイナスイオンと結合しやすい金属が一般に用いられる。
ジンクの具体例としては、アルミニウム・マグネシウム・亜鉛などが挙げられる。
As the above zinc, a metal having a higher ionization tendency than the corrosive body contained in the electrolyte in seawater and easily cationizing and binding to other negative ions is generally used.
Specific examples of zinc include aluminum, magnesium, zinc and the like.

ジンクを犠牲金属として船内の電気機器に接続した場合、電気機器における各部品の構成材料がジンクから電子を奪うことにより相対的にマイナス電位となる。
これによりジンクの陽イオン化が促進され、相対的にプラス電位にあるジンク側において腐食(外部のマイナスイオンとの結合)が進行する。
そのため、海水中の電解質に含まれる被防食体から船内の電気機器を保護しつつ(陰極防食)、これらの電気機器を使用することができる。
さらに、ジンクを利用したアース方式によれば、船内の電気機器に対する高調波成分(静電気や電磁波の歪み)の影響を、ある程度まで緩和することができる。
When zinc is used as a sacrificial metal and connected to electrical equipment on board, the constituent materials of each component in the electrical equipment take electrons from zinc, resulting in a relatively negative potential.
As a result, cationization of zinc is promoted, and corrosion (bonding with external negative ions) proceeds on the zinc side, which has a relatively positive potential.
Therefore, these electrical devices can be used while protecting the electrical devices on board from the corrosion-protected bodies contained in the electrolyte in seawater (cathodic protection).
Furthermore, according to the earthing method using a zinc, the influence of harmonic components (distortion of static electricity and electromagnetic waves) on the electrical equipment in the ship can be alleviated to some extent.

しかしながら、上記のアース方式には、犠牲金属としての役割を担うジンクがイオン化して消耗してしまうという技術的宿命がある。 However, the above-mentioned earth method has a technical destiny that zinc, which plays a role as a sacrificial metal, is ionized and consumed.

また、ジンクを用いたアース方式によれば、落雷により船舶に突発的に大量発生した電荷ないしは帯電した海面に存在する多量の電荷が船内電気機器に及ぼす影響を、すみやかに緩和するほどの即効性(充分なアース性能)は有していない。
そのため同方式によれば、船舶が被雷した場合や海面に多量の電荷が存在している場合、これらの電荷による船内電子機器に対する影響を防ぎきれず、電子機器に悪影響が及ぶだけでなく、さらにはエンジン・配線・バルブ・スクリューといった船舶部品のイオン化や腐食すら引起こすおそれがある。とりわけ配線のイオン化・腐食は、短絡して火災を引起こすおそれがあるため非常に危険である。
さらに、船舶部品のうちオイル皮膜されているベアリングについては、通電により皮膜成分が剥がれてしまうことにより、ベアリング自体に歪みが生じて故障しやすい。
In addition, according to the earthing method using a zinc, the immediate effect is such that the influence of a large amount of electric charge suddenly generated on the ship due to a lightning strike or a large amount of electric charge existing on the charged sea surface on the electrical equipment on board is quickly mitigated. It does not have (sufficient grounding performance).
Therefore, according to the same method, when a ship is hit by lightning or when a large amount of electric charge is present on the sea surface, it is not possible to prevent the influence of these electric charges on the onboard electronic equipment, and not only the electronic equipment is adversely affected. Furthermore, there is a risk of causing ionization and even corrosion of ship parts such as engines, wiring, valves, and screws. In particular, ionization and corrosion of wiring is extremely dangerous because it may cause a short circuit and cause a fire.
Furthermore, among ship parts, bearings that are oil-coated are prone to failure due to distortion of the bearing itself due to the film component being peeled off by energization.

なお、従来においても、電気製品(部品)に関するアース電位の安定化を図るための様々な技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In the past, various techniques for stabilizing the earth potential of electrical products (parts) have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−080805号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-08805 特願2019−026240号明細書Japanese Patent Application No. 2019-026240

上記特許文献1の技術は、その技術の適用対象として自動車ないしは電気製品を想定している。
船舶に搭載された電気機器に対し同文献1の技術を適用する場合、船内電気機器のアース電位となるべき部位へ、マイナスイオン発生物質(トルマリン鉱石の粉末など)の塗布・密着・混入のいずれかをすることになる(引用文献1・図2)。
しかしながら、船舶における電気機器のアースの問題は、陸上におけるアースとは異なり、接地対象となる電気機器と海水中の電解質の間の電位差を考慮することが必要になる。
そのため、特許文献1の開示内容に従って、船内の電気機器自体にマイナスイオン発生物質の塗布などを施しても、塗布した程度のごく僅かな量のマイナスイオン発生物質により「船舶自体もしくは海面に存在する多量の電荷の影響を完全に除去することは困難」であると考えられる。
そのため、上述した船舶におけるアース固有の問題(船舶そのもの若しくは海面に多量の電荷が存在するときの、船舶部品のイオン化・腐食の防止)を依然解決できないおそれがある。
The technology of Patent Document 1 assumes an automobile or an electric product as an application target of the technology.
When applying the technology of Document 1 to electrical equipment mounted on a ship, either application, adhesion, or mixing of negative ion generating substances (tourmaline ore powder, etc.) to the part that should be the ground potential of the electrical equipment on board. (Reference 1, Fig. 2).
However, the problem of grounding electrical equipment in ships is different from grounding on land, and it is necessary to consider the potential difference between the electrical equipment to be grounded and the electrolyte in seawater.
Therefore, even if the electrical equipment itself in the ship is coated with the negative ion generating substance in accordance with the disclosure contents of Patent Document 1, the negative ion generating substance "exists on the ship itself or on the sea surface" due to the very small amount of the negative ion generating substance applied. It is difficult to completely eliminate the effects of large amounts of charge. "
Therefore, there is a possibility that the above-mentioned problem peculiar to the earth in a ship (prevention of ionization / corrosion of ship parts when a large amount of electric charge is present on the ship itself or the sea surface) cannot be solved.

また、特許文献1の技術は、アース電位となるべき部位に対して、トルマリン鉱石の粉末などを「塗布・密着・混入」するものにとどまっている(特許文献1・図2)。たとえば、同文献1・図1には、イオン化処理された自動車のボディなどが開示されている。
そのため、特許文献1の技術は、マイナスイオン発生物質(トルマリン鉱石の粉末など)が、接地を施すべき電気機器と配線接続されておらず、マイナスイオン発生物質が電気的に回路内にしっかりと組込まれたものではない。
Further, the technique of Patent Document 1 is limited to "coating, adhering, and mixing" tourmaline ore powder or the like with respect to a portion that should have an earth potential (Patent Document 1, FIG. 2). For example, Document 1 and FIG. 1 disclose an ionized automobile body and the like.
Therefore, in the technique of Patent Document 1, the negative ion generating substance (powder of tourmaline ore, etc.) is not connected to the electric device to be grounded by wiring, and the negative ion generating substance is electrically firmly incorporated in the circuit. It's not something that was done.

さらに、トルマリンの電気的性質の1つとして、圧力に比例した分極が現れる「圧電効果」がよく知られている。
しかしながら、特許文献1の技術によるトルマリンの用法では、トルマリンは粉末の状態で使用されており、何ら加圧もされていないため、トルマリンの持つ電気的性質が十分引出されていないものと思われる。
Furthermore, as one of the electrical properties of tourmaline, the "piezoelectric effect" in which polarization proportional to pressure appears is well known.
However, in the usage of tourmaline according to the technique of Patent Document 1, since tourmaline is used in a powder state and is not pressurized at all, it is considered that the electrical properties of tourmaline are not sufficiently brought out.

特許文献1・第5段落には、アース電位が安定することで、(1)自動車の静穏性能の向上、(2)動力性能の向上燃費の向上、(3)音響製品の音質改善、(4)サスペンション性能向上、などが総合的に改善可能であることや、電化製品の省エネ・各種性能の向上が可能でもあることも記載されている。
しかしながら、特許文献1には、このような改善効果の根拠となるメカニズム(原理)の説明や、具体的な実験データが一切開示されていない。
より具体的には、同文献1には、マイナスイオン発生物質を塗布・密着・混入することで、どのような電気的事象が発生し、それによってどのような改善効果が惹起されるのかが示されておらず、さらに種々の改善効果の裏付けとなる実験についても言及がされていない。
そのため、マイナスイオン発生物質を塗布・密着・混入することで、果たして改善効果がもたらされるのか、断定が困難に思われる。
In the first and fifth paragraphs of Patent Documents, by stabilizing the earth potential, (1) improvement of quietness performance of automobiles, (2) improvement of power performance, improvement of fuel efficiency, (3) improvement of sound quality of audio products, (4) It is also stated that it is possible to comprehensively improve suspension performance, etc., and that it is also possible to save energy and improve various performances of electrical appliances.
However, Patent Document 1 does not disclose any explanation of the mechanism (principle) that is the basis of such an improvement effect or specific experimental data.
More specifically, Document 1 shows what kind of electrical event occurs by applying, adhering to, and mixing a negative ion generating substance, and what kind of improvement effect is caused by it. No mention is made of experiments that support various improvement effects.
Therefore, it seems difficult to determine whether the improvement effect can be achieved by applying, adhering to, or mixing the negative ion generating substance.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、イオン化傾向が大きい金属材料からなるジンクを使用することなく、船内の電気機器や船舶部品のイオン化・腐食の発生を抑制しつつ、船内電気機器をアース(電気接地)できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and has been made in view of the above problems. Without using zinc made of a metal material having a high ionization tendency, while suppressing the occurrence of ionization and corrosion of electrical equipment and ship parts in the ship, the inside of the ship The purpose is to enable the electrical equipment to be grounded.

上記の課題を解決するため、本願発明者は、過去に特許文献2において、自ら発明した以下のようなアース装置900(図17)を開示している。
〔特許文献2の従来技術〕
アース装置900は、電流に含まれる高周波成分を除去可能なアース機能材料として、圧電効果を示すトルマリンとフェライトの混合物を焼結したものを用い、任意の電気機器と導線接続されるアース端子913を介してアース機能材料に電流を流入させるものである(図18)。

アース装置900は、
アース機能材料からなる円柱形状または多角柱形状に成形されたアース部材911と、
銅その他の金属を構成材料とする棒状部材であってアース部材のなかに同アース部材の軸方向に平行に埋設される芯部材912と、
芯部材912に接続された金属材料からなるアース端子913と、
弾性体からなるバネ部材914と、を備えている。

また、アース装置900においては、バネ部材914をアース部材911の底面に接触させることで、同アース部材を加圧している。
In order to solve the above problems, the inventor of the present application discloses the following grounding device 900 (FIG. 17) invented by himself / herself in Patent Document 2 in the past.
[Prior Technique of Patent Document 2]
The grounding device 900 uses a sintered mixture of tourmarin and ferrite showing a piezoelectric effect as a grounding functional material capable of removing high-frequency components contained in an electric current, and connects a grounding terminal 913 to any electric device by conducting a wire. An electric current is allowed to flow into the earth functional material through the ground (FIG. 18).

The grounding device 900
A grounding member 911 formed into a cylindrical or polygonal column shape made of a grounding functional material, and a grounding member 911.
A rod-shaped member made of copper or other metal as a constituent material, and a core member 912 embedded in the ground member in parallel with the axial direction of the ground member.
A ground terminal 913 made of a metal material connected to the core member 912 and
It includes a spring member 914 made of an elastic body.

Further, in the grounding device 900, the spring member 914 is brought into contact with the bottom surface of the grounding member 911 to pressurize the grounding member.

船舶において採用されるジンクを使った従来のアース方式では、継続的に船内電気機器のアースをしている間に、腐食が進行しジンクが消耗してしまう。
しかしながら、本願発明者が発想した特許文献2のアース装置900では、圧電効果を示すトルマリン(電気石)に着目し、これに加圧してコンデンサとして振舞わせることでアース機能を実現している。
In the conventional grounding method using zinc used in ships, corrosion progresses and zinc is consumed while continuously grounding the electrical equipment on board.
However, in the grounding device 900 of Patent Document 2 conceived by the inventor of the present application, the grounding function is realized by paying attention to tourmaline (tourmaline) exhibiting a piezoelectric effect and pressurizing it to act as a capacitor.

ここで「圧電効果」とは、格子状の結晶に外部から圧力が加わったときに結晶内に配置されている陽イオンと陰イオンの相対的な位置ずれが大きくなることに起因する、加わった圧力に比例した分極現象のことをいう。
トルマリンは鉱物であるためイオン化傾向の大きいジンクとは異なり、船内電気機器からの電流が流入しても消耗による減量が起こらない。そのため、高寿命かつ耐久性の高いアース装置900を実現できる。
さらに、特許文献2のアース装置900は、落雷により船舶に突発的に大量の電荷が発生したり、帯電した海面に多量の電荷が存在する場合であっても、船内電気機器もしくは船舶部品のイオン化・溶解を防止できる。
Here, the "piezoelectric effect" is added because the relative positional deviation between the cations and anions arranged in the crystal becomes large when pressure is applied to the lattice-shaped crystal from the outside. It refers to a polarization phenomenon that is proportional to pressure.
Since tourmaline is a mineral, unlike zinc, which has a high ionization tendency, weight loss due to consumption does not occur even if current from onboard electrical equipment flows in. Therefore, a grounding device 900 having a long life and high durability can be realized.
Further, the grounding device 900 of Patent Document 2 ionizes onboard electrical equipment or ship parts even when a large amount of electric charge is suddenly generated on the ship due to a lightning strike or a large amount of electric charge is present on the charged sea surface. -Can prevent dissolution.

また、特許文献2によれば、アース機能材料は、船内電気機器から芯部材12に流入した電流I(電荷)を蓄電できる(同文献2・図5参照)。
すなわち、船舶のように海面に存在する多量の電荷に囲まれており、電気機器の使用時に電気回路上を流れた電荷を逃がす接地先(受入先)を見つけることが困難な環境下でも、同文献2のアース装置900であれば、そのような電荷の有効な接地先たりうる。
これにより、海洋上で使用される船内電気機器において、突発的ノイズをはじめとする様々な高周波成分を含む雑音の影響を低減することができる。
Further, according to Patent Document 2, the grounding functional material can store the current I (charge) that has flowed into the core member 12 from the electrical equipment on board (see Document 2 and FIG. 5).
That is, even in an environment such as a ship, which is surrounded by a large amount of electric charge existing on the sea surface and it is difficult to find a grounding destination (accepting destination) to release the electric charge flowing on the electric circuit when using an electric device. The grounding device 900 of Document 2 can be an effective grounding destination for such charges.
As a result, it is possible to reduce the influence of noise including various high-frequency components such as sudden noise in the onboard electrical equipment used on the ocean.

なお、特許文献2のアース装置900は、漁船・プレジャーボート・客船・貨物船・タンカーにおける船舶用アースとしての用途はもちろん、広く電子機器・通信機器・医療機器・産業機械・自動車・航空機・発電所における高周波成分による雑音を低減させる目的でも使用可能となっている
なお、アース装置900の装置規模(サイズ)は、当該装置900に接続される電気機器の容量に応じて適宜変更できる。
The grounding device 900 of Patent Document 2 is widely used as a grounding device for ships in fishing boats, pleasure boats, passenger ships, cargo ships, and tankers, as well as a wide range of electronic devices, communication devices, medical devices, industrial machines, automobiles, aircraft, and power generation. It can also be used for the purpose of reducing noise due to high-frequency components in places. The device scale (size) of the grounding device 900 can be appropriately changed according to the capacity of the electric device connected to the device 900.

図17・図18から一見して把握されるとおり、特許文献2のアース装置900は「単極端子構造」となっている。
このような特許文献2による装置構成では、バネ部材914の加圧によって生じる分極電圧の正確な測定が困難であり、アース装置900の内部で生じている「電気的事象の解析が困難」であった。
また、特許文献2の装置構成では、アース装置900を電気回路上の負荷(図示略)と接続した際のアース部材911両端の電圧を測定することも困難であり、同装置900が接続負荷(図示略)に対してもたらす「ノイズ抑制効果の定量的な解析もしづらい」という問題があった。
As can be seen from FIGS. 17 and 18, the grounding device 900 of Patent Document 2 has a “single pole terminal structure”.
In such an apparatus configuration according to Patent Document 2, it is difficult to accurately measure the polarization voltage generated by pressurizing the spring member 914, and it is "difficult to analyze an electrical event" occurring inside the grounding apparatus 900. It was.
Further, in the device configuration of Patent Document 2, it is difficult to measure the voltage across the ground member 911 when the ground device 900 is connected to a load on an electric circuit (not shown), and the device 900 is connected to the connection load (not shown). There was a problem that it was difficult to quantitatively analyze the noise suppression effect (not shown).

〔第1発明〕
そこで、上記の課題を解決するために、本願の第1発明に係るアース装置は、
電流に含まれる高周波成分を除去可能なアース機能材料として圧電効果を示すトルマリンを用い、任意の電気機器と導線接続される端子を介してアース機能材料に電流を流入させるアース装置であって、

アース機能材料を収容するための円柱状の中空構造体であって、円柱の上面側に開口部を有するとともに、円柱の底面側に正極端子を挿通するための底部挿通孔が成形された容体と、
円柱状の中空構造体からなる蓋であって、容体と嵌合するとともに上面に負極端子を挿通するための上部挿通孔が設けられた蓋と、
容体内の底面部に設置される円盤部分を有するとともに、容体の底部挿通孔を介して容体外部に突出するネジ山が形成された端子軸を有する、金属材料からなる前記正極端子と、
正極端子の端子軸に形成されたネジ山と螺合する、ネジ溝を有してなる正極キャップと、
蓋の上部挿通孔を介して蓋外部に突出する端子軸を有する、金属材料からなる棒状の前記負極端子と、
負極端子を挿通するための軸貫通孔が中心部に設けられた、金属製の負極円盤と、
負極端子を挿通するための軸貫通孔が中心部に設けられた、合成樹脂材料からなる円形の封止部と、
弾性体からなる、らせん状のバネ部材と、を備え、

内部にアース機能材料が充填された容体と蓋とを嵌合させた状態で、バネ部材の空間部分に棒状の負極端子を挿通させることにより、同アース機能材料を加圧する構成とした。
[First invention]
Therefore, in order to solve the above problems, the grounding device according to the first invention of the present application is used.
A grounding device that uses tourmaline, which exhibits a piezoelectric effect, as a grounding functional material that can remove high-frequency components contained in current, and allows current to flow into the grounding functional material via a terminal that is connected to an arbitrary electric device by a conductor.

A cylindrical hollow structure for accommodating a grounding functional material, which has an opening on the upper surface side of the cylinder and a bottom insertion hole for inserting a positive electrode terminal on the bottom surface side of the cylinder. ,
A lid made of a cylindrical hollow structure, which is fitted with a container and has an upper insertion hole on the upper surface for inserting a negative electrode terminal.
The positive electrode terminal made of a metal material, which has a disk portion installed on the bottom surface of the container and has a terminal shaft formed with a screw thread protruding to the outside of the container through an insertion hole at the bottom of the container.
A positive electrode cap having a thread groove, which is screwed with a screw thread formed on the terminal shaft of the positive electrode terminal,
The rod-shaped negative electrode terminal made of a metal material and having a terminal shaft protruding to the outside of the lid through the upper insertion hole of the lid, and the negative electrode terminal.
A metal negative electrode disk with a shaft through hole in the center for inserting the negative electrode terminal, and
A circular sealing part made of synthetic resin material with a shaft through hole for inserting the negative electrode terminal in the center, and a circular sealing part.
It is equipped with a spiral spring member made of an elastic body.

The grounding functional material is pressurized by inserting a rod-shaped negative electrode terminal into the space portion of the spring member in a state where the lid and the body filled with the grounding functional material are fitted to each other.

第1発明によれば、バネ部材34の加圧によりアース機能材料について生じる分極電圧の測定が可能となり(図9)、ひいてはアース装置100における電気的事象の解析が可能となる。
また、第1発明によれば、アース装置100を電気回路上の負荷Zと接続した際のアース機能材料5(トルマリン)両端の電圧(正極端子4と負極端子31の間の電圧)を測定することも可能となる。
そのため、同装置100によりもたらされる接続負荷Zに対するノイズ抑制効果を、定量的に解析することが容易になる。
According to the first invention, it is possible to measure the polarization voltage generated for the grounding functional material by pressurizing the spring member 34 (FIG. 9), and it is possible to analyze the electrical event in the grounding device 100.
Further, according to the first invention, the voltage across the grounding functional material 5 (tourmaline) (voltage between the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 31) when the grounding device 100 is connected to the load Z on the electric circuit is measured. It is also possible.
Therefore, it becomes easy to quantitatively analyze the noise suppression effect on the connection load Z brought about by the apparatus 100.

〔第2発明〕
また上記の課題を解決するために、本願の第2発明に係るアース装置は、本願の第1発明に係るアース装置であって、
トルマリンに代えて、その他の圧電体である水晶・石英・トパーズ・セラミック・酒石酸ナトリウムカリウムのいずれかをアース機能材料として使用する構成とした。
[Second invention]
Further, in order to solve the above problems, the grounding device according to the second invention of the present application is the grounding device according to the first invention of the present application.
Instead of tourmaline, any of other piezoelectric materials such as crystal, quartz, topaz, ceramic, and potassium sodium tartrate was used as the earth function material.

第2発明によればアース機能材料として、トルマリンに代えて、トルマリン以外の圧電体である水晶・石英・トパーズ・セラミック・ロッシェル塩(酒石酸ナトリウムカリウム)のいずれかに置換える。
このように第2発明は、第1発明における必須構成要素(トルマリン)と置換可能な実質的に同一原理の技術的特徴を有するため、第1発明と同様の効果を奏する。
According to the second invention, as the earth functional material, instead of tourmaline, any of a piezoelectric material other than tourmaline such as crystal, quartz, topaz, ceramic, and Rochelle salt (potassium sodium tartrate) is replaced.
As described above, since the second invention has technical features of substantially the same principle that can be replaced with the essential component (tourmaline) in the first invention, it has the same effect as the first invention.

本発明の実施形態に係るアース装置の外観を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the appearance of the grounding apparatus which concerns on embodiment of this invention. アース装置の使用状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the use state of the earth device. アース装置の構成要素を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the component of the earth device. アース装置において、負極端子と負極円盤と封止部を一体的に組合わせたときの、構成要素を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the component when the negative electrode terminal, the negative electrode disk, and the sealing part are integrally combined in the grounding apparatus. アース装置において、負極端子をバネ部材の空間部分に挿通したときの、構成要素を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the component when the negative electrode terminal is inserted into the space part of a spring member in the earth device. アース装置において、負極端子を容体に組合わせたときの、構成要素を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the component when the negative electrode terminal is combined with the body in the earth device. アース装置において、蓋と容体を嵌合させ、かつ正極キャップを装着したときの模式図である。It is a schematic diagram when the lid and the body are fitted, and the positive electrode cap is attached in the grounding device. アース装置の断面模式図であって、蓋を容体に嵌合する前の図である。It is the cross-sectional schematic diagram of the earth device, and is the figure before fitting the lid to the body. アース装置の断面模式図であって、蓋を容体に嵌合した後の図である。It is the cross-sectional schematic diagram of the earth device, and is the figure after fitting the lid to the body. 直流負荷(ブラシ付モータ)に、アース装置を接続していないときの回路構成図である。It is a circuit block diagram when the earth device is not connected to a DC load (motor with a brush). 直流負荷(ブラシ付モータ)に、アース装置を接続していないときの電圧測定結果である。This is the voltage measurement result when the grounding device is not connected to the DC load (motor with brush). 直流負荷(ブラシ付モータ)に、アース装置を接続したときの回路構成図である。It is a circuit block diagram when the earth device is connected to the DC load (motor with a brush). 直流負荷(ブラシ付モータ)に、アース装置を接続したときの電圧測定結果である。This is the voltage measurement result when the grounding device is connected to the DC load (motor with brush). (a)は交流負荷(ノート型PC)に対しアース装置の接続をオフしたときの回路構成図、(b)は交流負荷(ノート型PC)に対しアース装置の接続をオンしたときの回路構成図である。(A) is a circuit configuration diagram when the connection of the ground device is turned off to the AC load (notebook PC), and (b) is a circuit configuration when the connection of the ground device is turned on to the AC load (notebook PC). It is a figure. 交流負荷(ノート型PC)に対しアース装置の接続をオン・オフしたときの、ジッタ測定値を示す表である。It is a table which shows the jitter measurement value at the time of turning on / off the connection of the earth device with respect to the AC load (notebook type PC). 実施形態のアース装置を、片側端子だけを接続した使用状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the use state which connected only one side terminal of the earth device of embodiment. 従来技術(特許文献2)のアース装置の断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the grounding apparatus of the prior art (Patent Document 2). 従来技術(特許文献2)のアース装置において、アース部材が内部に格納された様子を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a grounding member is housed inside in a grounding device of a conventional technique (Patent Document 2).

以下、図1乃至図18を参照して、本発明のアース装置について説明する。
[実施形態]
本発明の実施形態はトルマリンをアース機能材料5として用い、船舶部品もしくは船内電気機器のイオン化や腐食を発生させることなく、船内の電気機器をアース接地できるアース装置100を構成した例である。
以下、この内容について詳しく説明する。
Hereinafter, the grounding device of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 18.
[Embodiment]
An embodiment of the present invention is an example in which tourmaline is used as the grounding functional material 5 to configure a grounding device 100 capable of grounding the electrical equipment in the ship without causing ionization or corrosion of the ship parts or the electrical equipment in the ship.
This content will be described in detail below.

図1は、本実施形態に係るアース装置100の外観を示す模式図である。
アース装置100は、その全体形状が円筒状であり、円筒の両底面に正極端子4と負極端子31が設けられている。
本例のアース装置100は、電流に含まれる高周波成分を除去可能なアース機能材料5(図8・図9)を用いたものである。
本願アース装置100では、アース機能材料5として、圧電効果を示すトルマリンを用いている。
FIG. 1 is a schematic view showing the appearance of the grounding device 100 according to the present embodiment.
The grounding device 100 has a cylindrical shape as a whole, and positive electrode terminals 4 and negative electrode terminals 31 are provided on both bottom surfaces of the cylinder.
The grounding device 100 of this example uses a grounding functional material 5 (FIGS. 8 and 9) capable of removing high-frequency components contained in an electric current.
In the grounding device 100 of the present application, tourmaline exhibiting a piezoelectric effect is used as the grounding functional material 5.

アース装置100の使用時には、図2に示すように、正極端子4に電源ライン側の導線WR−Pをつなぎ、負極端子31に接地ライン側の導線WR−Gをつなぐことで、任意の電気機器(図示略)と接続する。
これにより、正極端子4を介して、アース装置100外部(電気機器)からの電流をアース機能材料5(図9)へと流入させる。
When using the grounding device 100, as shown in FIG. 2, any electric device can be used by connecting the power supply line side lead wire WR-P to the positive electrode terminal 4 and connecting the ground line side lead wire WR-G to the negative electrode terminal 31. Connect with (not shown).
As a result, the current from the outside (electrical device) of the grounding device 100 flows into the grounding functional material 5 (FIG. 9) via the positive electrode terminal 4.

つぎに、アース装置100の内部構成について説明する。
アース装置100は、図3に示すように、蓋1と、容体2と、負極端子31と、負極円盤32と、封止部33と、バネ部材34と、正極端子4と、正極キャップ43と、を有している。
Next, the internal configuration of the grounding device 100 will be described.
As shown in FIG. 3, the grounding device 100 includes a lid 1, a body 2, a negative electrode terminal 31, a negative electrode disk 32, a sealing portion 33, a spring member 34, a positive electrode terminal 4, and a positive electrode cap 43. ,have.

蓋1は、円柱状の中空構造体からなる。
この蓋1は、容体2と嵌合するとともに(図6・図9)、その上面に負極端子31を挿通するための上部挿通孔12が設けられている(図3)。
蓋1は、絶縁材料(例えば、ポリプロピレンなどの合成樹脂)からなる。
The lid 1 is made of a columnar hollow structure.
The lid 1 is fitted to the body 2 (FIGS. 6 and 9), and an upper insertion hole 12 for inserting the negative electrode terminal 31 is provided on the upper surface thereof (FIG. 3).
The lid 1 is made of an insulating material (for example, a synthetic resin such as polypropylene).

容体2は、アース機能材料5を収容するための円柱状の中空構造体である(図8・図9)。
容体2は、図3のように、円柱の上面側に開口部を有する。
また、容体2は、図5のように円柱の底面側に正極端子4(端子軸42)を挿通するための底部挿通孔22(図3)が成形されている。
容体2も、蓋1と同様に、ポリプロピレンなどの絶縁材料から構成されている。
The container 2 is a columnar hollow structure for accommodating the earth functional material 5 (FIGS. 8 and 9).
As shown in FIG. 3, the container 2 has an opening on the upper surface side of the cylinder.
Further, the body 2 is formed with a bottom insertion hole 22 (FIG. 3) for inserting the positive electrode terminal 4 (terminal shaft 42) on the bottom surface side of the cylinder as shown in FIG.
Like the lid 1, the container 2 is also made of an insulating material such as polypropylene.

負極端子31は、図3のように、金属材料からなる棒状部材である。
同端子31は、蓋1の上部挿通孔12を介して蓋外部に突出する端子軸を有する(図6・図8)。
負極端子31は、電気伝導率の高い良導体として広く一般的に利用されている銅により構成できる。
As shown in FIG. 3, the negative electrode terminal 31 is a rod-shaped member made of a metal material.
The terminal 31 has a terminal shaft that projects to the outside of the lid through the upper insertion hole 12 of the lid 1 (FIGS. 6 and 8).
The negative electrode terminal 31 can be made of copper, which is widely and generally used as a good conductor having high electrical conductivity.

負極円盤32は、負極端子31を挿通するための軸貫通孔が中心部に設けられた、金属製の円盤部材である。
負極円盤32は、図4のように、負極端子31と一体的に組合わせて用いられる。
The negative electrode disk 32 is a metal disk member provided with a shaft through hole at the center for inserting the negative electrode terminal 31.
As shown in FIG. 4, the negative electrode disk 32 is used in combination with the negative electrode terminal 31 integrally.

封止部33は、図3のように、負極端子31を挿通するための軸貫通孔が中心部に設けられた、合成樹脂材料からなる円形部材である。
封止部33は、図9のように、アース機能材料5であるトルマリンを容体2内に閉じ込める役割を果たす。
封止部33は、図4のように、負極端子31と一体的に組合わせて用いられる。
As shown in FIG. 3, the sealing portion 33 is a circular member made of a synthetic resin material in which a shaft through hole for inserting the negative electrode terminal 31 is provided in the central portion.
As shown in FIG. 9, the sealing portion 33 plays a role of confining tourmaline, which is the earth functional material 5, in the body 2.
As shown in FIG. 4, the sealing portion 33 is used in combination with the negative electrode terminal 31 integrally.

バネ部材34は、図3のように、弾性体からなる、らせん状のバネ(コイルバネ)である。
バネ部材34の材料としては、金属・合成樹脂などを使用できる。
As shown in FIG. 3, the spring member 34 is a spiral spring (coil spring) made of an elastic body.
As the material of the spring member 34, a metal, a synthetic resin, or the like can be used.

バネ部材34は、図8のように、蓋1と、内部にアース機能材料5が充填された容体2とを嵌合する前は、自然長の状態にある。 As shown in FIG. 8, the spring member 34 is in a natural length state before fitting the lid 1 and the container 2 in which the grounding functional material 5 is filled.

その後、図9のように蓋1と容体2が嵌合されると、バネ部材34は、蓋1と負極円盤32の間に挟み込まれて自然長よりも圧縮された状態となる。
なお、同図9において、バネ部材34の空間部分には、棒状の負極端子31を挿通させている。
このように容体2内に充填されたアース機能材料5(トルマリン)にバネ部材34の弾性力を作用させることで、アース機能材料5を加圧して圧電効果を生じさせている。
After that, when the lid 1 and the body 2 are fitted as shown in FIG. 9, the spring member 34 is sandwiched between the lid 1 and the negative electrode disk 32 and is in a state of being compressed more than the natural length.
In FIG. 9, a rod-shaped negative electrode terminal 31 is inserted through the space portion of the spring member 34.
By applying the elastic force of the spring member 34 to the earth functional material 5 (tourmaline) filled in the body 2 in this way, the earth functional material 5 is pressurized to generate a piezoelectric effect.

正極端子4は、容体2内の底面部に設置される円盤部分を有する(図4・図5)。
また、図4のように、正極端子4は、容体2の底部挿通孔22を介して容体2外部に突出するネジ山が形成された端子軸42を有する。
正極端子4は、金属材料からなる。
The positive electrode terminal 4 has a disk portion installed on the bottom surface portion in the body 2 (FIGS. 4 and 5).
Further, as shown in FIG. 4, the positive electrode terminal 4 has a terminal shaft 42 having a thread formed so as to project to the outside of the body 2 through the bottom insertion hole 22 of the body 2.
The positive electrode terminal 4 is made of a metal material.

正極キャップ43は、正極端子4の端子軸42に形成されたネジ山と螺合する、ネジ溝を有してなる着脱可能なキャップである。
正極キャップ43は、正極端子4の端子軸42を覆う役割を果たす(図7)。
The positive electrode cap 43 is a removable cap having a thread groove that is screwed with a screw thread formed on the terminal shaft 42 of the positive electrode terminal 4.
The positive electrode cap 43 serves to cover the terminal shaft 42 of the positive electrode terminal 4 (FIG. 7).

本アース装置100では、図8・図9に示すアース機能材料5として、「トルマリン」を用いる。
一方、本願発明者が過去に自ら発明した特許文献2のアース装置900は、トルマリンとフェライトの混合物を焼結したものを使用している。
そのため、本願のアース装置100は「フェライトが混合されていない」点で異なっている。
本願では、アース機能材料5の製造工程において、トルマリンとフェライトを混合する工程が不要であるため、アース装置の製造時間を短縮可能となっている。
In the grounding device 100, "tourmaline" is used as the grounding functional material 5 shown in FIGS. 8 and 9.
On the other hand, the grounding device 900 of Patent Document 2 invented by the inventor of the present application in the past uses a sintered mixture of tourmaline and ferrite.
Therefore, the grounding device 100 of the present application is different in that "ferrite is not mixed".
In the present application, since the step of mixing tourmaline and ferrite is not required in the manufacturing process of the grounding functional material 5, the manufacturing time of the grounding device can be shortened.

本装置100のアース機能材料5として用いられるトルマリンは、6つのSiO四面体が環状結合してなる環状体型ケイ酸塩鉱物に属する鉱物であり、NaXAl(BOSi18(OH,F)の組成を有する(X:マグネシウム,鉄,マンガン,リチウム,アルミニウムなど)。
なお、トルマリンは、誘電率6.7〜7.3[F/m]の電気的性質、硬度6.5〜7の機械的性質、比重2.90〜3.22の物理的性質を有する。
Tourmaline used as an earth functional material 5 of the present apparatus 100 is a mineral belonging to the cyclic type silicate mineral six SiO 4 tetrahedrons formed by the annular coupling, NaX 3 Al 6 (BO 3 ) 3 Si 6 O It has a composition of 18 (OH, F) 4 (X: magnesium, iron, manganese, lithium, aluminum, etc.).
Tourmaline has an electrical property with a dielectric constant of 6.7 to 7.3 [F / m], a mechanical property with a hardness of 6.5 to 7, and a physical property with a specific gravity of 2.90 to 3.22.

本アース装置100においては、バネ部材34によって加圧されたアース機能材料5の圧電効果により、正極端子4と負極端子31との間に「0.17V〜0.38V」程度の分極電圧が確認された。
なお、上記分極電圧の測定時、正極端子4の方が負極端子31よりも高電位であった。
In the grounding device 100, a polarization voltage of about "0.17V to 0.38V" is confirmed between the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 31 due to the piezoelectric effect of the grounding functional material 5 pressurized by the spring member 34. Was done.
At the time of measuring the polarization voltage, the positive electrode terminal 4 had a higher potential than the negative electrode terminal 31.

つぎに、本実施形態に係るアース装置100の動作について説明する。
図1のアース装置100を使用するにあたっては、図2のごとく、正極端子4に電源ライン側の導線WR−Pをつなぎ、負極端子31に接地ライン側の導線WR−Gをつないで、電気機器と接続する。
Next, the operation of the grounding device 100 according to the present embodiment will be described.
When using the grounding device 100 of FIG. 1, as shown in FIG. 2, the lead wire WR-P on the power supply line side is connected to the positive electrode terminal 4, and the lead wire WR-G on the ground line side is connected to the negative electrode terminal 31. Connect with.

[直流負荷に対するノイズ抑制効果]
本アース装置100を接続することにより、直流負荷に対してノイズ抑制効果が得られるかどうかを確認するため、図10と図12の電気回路を構成して、比較実験を行った。
なお、この比較実験では、以下の機器を用いておこなった。
(1)直流電源PS−D:直流電源装置 DK−910(サンハヤト社製)
(2)直流負荷Z−1:ブラシ付直流モータ RE−260−RA(マブチモーター社製)
(3)測定器:オシロスコープ PicoScope2105(ピコスコープ社製)
[Noise suppression effect on DC load]
In order to confirm whether or not the noise suppression effect can be obtained with respect to the DC load by connecting the grounding device 100, the electric circuits of FIGS. 10 and 12 were configured and a comparative experiment was conducted.
In this comparative experiment, the following equipment was used.
(1) DC power supply PS-D: DC power supply DK-910 (manufactured by Sanhayato Co., Ltd.)
(2) DC load Z-1: DC motor with brush RE-260-RA (manufactured by Mabuchi Motor Co., Ltd.)
(3) Measuring instrument: Oscilloscope PicoScope2105 (manufactured by Picoscope)

[直流負荷:アース装置の接続なし]
図10のようにアース装置100を用いることなく、直流負荷Z−1(ブラシ付直流モータ)に、直流電源PS−Dから直流電圧3Vを供給して動作させた際、同負荷Z−1の両端において、図11に示すような電圧波形が観測された。
同図11の観測波形は、突発的なインパルス状のノイズ(高調波成分)を非常に多く発生している。
[DC load: no grounding device connected]
When the DC load Z-1 (DC motor with brush) is operated by supplying a DC voltage of 3 V from the DC power supply PS-D without using the grounding device 100 as shown in FIG. A voltage waveform as shown in FIG. 11 was observed at both ends.
In the observed waveform of FIG. 11, a large amount of sudden impulse-like noise (harmonic components) is generated.

[直流負荷:アース装置の接続あり]
図10の回路構成における電圧波形測定が終了したのち、図12の回路を構成し、直流負荷Z−1の両端における電圧波形をオシロスコープを用いて測定した。
なお、図12においてアース装置100を接続する際、高電位側である電源ラインPLにアース装置100の正極端子4(容体2の底面に設けた端子)を接続し、低電位側である接地ラインGLにアース装置100の負極端子31(蓋1の上面に設けた端子)を接続した。
[DC load: with grounding device connected]
After the voltage waveform measurement in the circuit configuration of FIG. 10 was completed, the circuit of FIG. 12 was configured, and the voltage waveforms across the DC load Z-1 were measured using an oscilloscope.
When the grounding device 100 is connected in FIG. 12, the positive electrode terminal 4 (terminal provided on the bottom surface of the body 2) of the grounding device 100 is connected to the power supply line PL on the high potential side, and the grounding line on the low potential side. The negative electrode terminal 31 (terminal provided on the upper surface of the lid 1) of the grounding device 100 was connected to the GL.

直流負荷Z−1(ブラシ付直流モータ)にアース装置100を接続して、当該負荷Z−1を動作させた場合、図13のように、突発的なインパルス状ノイズに対して顕著なノイズ抑制効果がみられた。 When the grounding device 100 is connected to the DC load Z-1 (DC motor with brush) and the load Z-1 is operated, remarkable noise suppression is achieved against sudden impulse noise as shown in FIG. The effect was seen.

本装置100のアース機能材料であるトルマリンは誘電体である。さらに、本願発明者が試行した実験により、アース装置100にも電荷を蓄える能力があることが確認されている。
そのため、図12の回路構成において、直流電源PS−Dから流入するノイズ(高調波成分)や、負荷Z−1(ブラシ付直流モータ)から発生したノイズ(高調波成分)を、アース装置100が、電源ラインPLから接地ラインGLに逃がす役割を果たしている可能性がある。
このような作用は、デカップリングコンデンサ(バイパスコンデンサ)でも発揮されるものである。
Tourmaline, which is the earth function material of the apparatus 100, is a dielectric material. Furthermore, it has been confirmed by the experiment that the inventor of the present application has tried that the grounding device 100 also has an ability to store electric charges.
Therefore, in the circuit configuration of FIG. 12, the grounding device 100 collects noise (harmonic components) flowing in from the DC power supply PS-D and noise (harmonic components) generated from the load Z-1 (DC motor with brush). , It may play a role of escaping from the power supply line PL to the ground line GL.
Such an action is also exhibited in a decoupling capacitor (bypass capacitor).

しかしながら、本願発明者が行った実験において、アース装置100には、一般的なコンデンサとは明らかに異なる電気的挙動がみられた。
一般的なコンデンサであれば、蓄電されたのち、正極と負極を短絡すると、コンデンサに蓄えられた電荷はすみやかに放電されてしまう。
そのため、一般的なコンデンサでは、両端短絡後に両極間の電圧を測定すると、電圧値はゼロとなる。
However, in the experiment conducted by the inventor of the present application, the grounding device 100 showed an electrical behavior clearly different from that of a general capacitor.
In the case of a general capacitor, if the positive electrode and the negative electrode are short-circuited after being stored, the electric charge stored in the capacitor is quickly discharged.
Therefore, in a general capacitor, when the voltage between both poles is measured after a short circuit at both ends, the voltage value becomes zero.

一方、アース装置100を直流電源につないで蓄電し、その後、正極と負極を短絡しても、正極端子4と負極端子31の間の短絡後の電圧はゼロにはならず、分極電圧が残留したままであった(実験では、直流電圧0.17V)。 On the other hand, even if the grounding device 100 is connected to a DC power source to store electricity and then the positive electrode and the negative electrode are short-circuited, the voltage after the short circuit between the positive electrode terminal 4 and the negative electrode terminal 31 does not become zero, and the polarization voltage remains. (In the experiment, the DC voltage was 0.17V).

さらに、アース装置100によりノイズ抑制効果が発揮される理由としては、以下の事象も寄与しているものと考えられる。
負荷Z−1からアース機能材料5(トルマリン)に流入した電荷(電流として運ばれたもの)は、同機能材料5において一旦蓄えられるものの、高周波成分についてはトルマリン内で生じる誘電損失(誘電体中で電気エネルギーが熱エネルギーとして失われる現象)により消失すると考えられる。
また、アース機能材料5に流入した電流は、同機能材料5自体が有する抵抗成分によりジュール熱の発生に費やされ、これによってもノイズ抑制効果がもたらされるものと考えられる。
Further, it is considered that the following events also contribute to the reason why the noise suppression effect is exhibited by the grounding device 100.
The electric charge (carried as an electric current) that has flowed into the earth functional material 5 (tormarin) from the load Z-1 is temporarily stored in the functional material 5, but the dielectric loss (in the dielectric) that occurs in the tourmarin for high-frequency components. It is thought that it disappears due to the phenomenon that electrical energy is lost as heat energy).
Further, it is considered that the current flowing into the earth functional material 5 is consumed by the resistance component of the functional material 5 itself to generate Joule heat, which also brings about a noise suppressing effect.

[交流負荷:アース装置の接続なし]
つぎに、本アース装置100による交流負荷に対してのノイズ抑制効果を説明する。
この効果を確認するために、図14(a)・図14(b)の測定環境を構築し、スイッチSWのオン・オフにより、交流負荷Z−2に対するアース装置100の並列接続をオン・オフして、実験を行った。
[AC load: No grounding device connected]
Next, the noise suppression effect of the grounding device 100 on an AC load will be described.
In order to confirm this effect, the measurement environment shown in FIGS. 14 (a) and 14 (b) was constructed, and the parallel connection of the grounding device 100 to the AC load Z-2 was turned on / off by turning the switch SW on / off. Then, an experiment was conducted.

なお、図14(a)・図14(b)の負荷Z−2としては、ノート型PC(Personal Computer)を使用した。
また、アース装置100は、電源ラインPLに正極端子4(容体2の底面側端子)を接続し、接地ラインGLに負極端子31(蓋1の上面側端子)を接続した。
測定対象としては、ノート型PCにおけるコンピュータクロック信号のジッタとした。
ここで、「ジッタ」とは、通信機器・オーディオ関連機器などにおいて発生する、理想的信号に対する実際の信号の時間的差異のことを指す。
A notebook PC (Personal Computer) was used as the load Z-2 in FIGS. 14 (a) and 14 (b).
Further, in the grounding device 100, the positive electrode terminal 4 (bottom side terminal of the body 2) is connected to the power supply line PL, and the negative electrode terminal 31 (upper surface side terminal of the lid 1) is connected to the grounding line GL.
The measurement target was the jitter of the computer clock signal in the notebook PC.
Here, "jitter" refers to a time difference of an actual signal with respect to an ideal signal that occurs in communication equipment, audio-related equipment, and the like.

交流負荷Z−2(ノート型PC)に対してアース装置100を並列接続したとき(オン)と、並列接続しないとき(オン)の、ジッタ測定結果を図15に示す。
アース装置100を並列接続しないときに発生していたジッタ(理想信号からの実信号の時間的ずれ)に比べ、同装置100を接続することでジッタが「1/3以下」となり、時間軸方向におけるコンピュータクロック信号のずれが、大幅に理想信号に近づくよう改善された。
FIG. 15 shows the jitter measurement results when the grounding device 100 is connected in parallel to the AC load Z-2 (notebook PC) (on) and when the grounding device 100 is not connected in parallel (on).
Compared to the jitter (temporal deviation of the actual signal from the ideal signal) that occurred when the grounding devices 100 were not connected in parallel, the jitter was reduced to "1/3 or less" by connecting the device 100, and the time axis direction. The deviation of the computer clock signal in the above has been improved so as to be significantly closer to the ideal signal.

以上説明したように、本実施形態に係るアース装置100によれば、圧電効果を示すトルマリンを加圧してコンデンサとして振舞わせる。
このようにすることで、アース装置100外部の電気機器から流入した電流の電気エネルギーをアース機能材料5において消失させる。
As described above, according to the grounding device 100 according to the present embodiment, tourmaline exhibiting a piezoelectric effect is pressurized to behave as a capacitor.
By doing so, the electric energy of the current flowing from the electric device outside the grounding device 100 is eliminated in the grounding functional material 5.

より具体的には、アース装置100に流入した電流に含まれる高周波成分を誘電損失により消失させるとともに、当該の電流そのものをアース機能材料が有する抵抗成分によりジュール熱の発生に費やさせる。
そのため、(1)電気機器における高周波成分に起因する雑音の低減、ならびに、(2)船舶をはじめとする乗物における安定的なアース、を実現することが可能になる。
More specifically, the high-frequency component contained in the current flowing into the grounding device 100 is eliminated by the dielectric loss, and the current itself is consumed by the resistance component of the grounding functional material to generate Joule heat.
Therefore, it is possible to realize (1) reduction of noise caused by high frequency components in electrical equipment, and (2) stable grounding in vehicles such as ships.

なお、トルマリンは鉱物であるためイオン化傾向の大きいジンクとは異なり、船内電気機器からの電流が流入してもアース機能材料5(図8・図9)の消耗が起こらない。
そのため、アルミニウムやマグネシウムといった犠牲金属の消耗を前提とした船舶における従来のアース方式に代えて、アース装置の耐久性を高く確保しつつ船内における電気接地をきわめて安全に実施できる。
Since tourmaline is a mineral, unlike zinc, which has a high ionization tendency, the earth functional material 5 (FIGS. 8 and 9) is not consumed even if an electric current from the onboard electrical equipment flows in.
Therefore, instead of the conventional grounding method in a ship that is premised on the consumption of sacrificial metals such as aluminum and magnesium, it is possible to carry out electrical grounding in the ship extremely safely while ensuring high durability of the grounding device.

さらに本実施形態のアース装置100においては、流入した電流の高周波成分の誘電損失による消失や、アース機能材料の抵抗成分による電流のジュール熱発生が、電流の流入時点からごく短時間で行われる。
この流入電流に対する高速応答性ゆえに、本願のアース装置100では、落雷により船舶に突発的に大量の電荷が発生したり、帯電した海面に多量の電荷が存在する場合でも、船内電気機器もしくは船舶部品のイオン化・溶解が回避される。
Further, in the grounding device 100 of the present embodiment, the disappearance of the inflowing current due to the dielectric loss of the high frequency component and the Joule heat generation of the current due to the resistance component of the grounding functional material are performed in a very short time from the time of the inflow of the current.
Due to the high-speed response to this inflow current, in the grounding device 100 of the present application, even if a large amount of electric charge is suddenly generated on the ship due to a lightning strike or a large amount of electric charge is present on the charged sea surface, the electric equipment or the ship component on the ship. Ionization / dissolution is avoided.

[変形例]
本アース装置100では、図16のように、正極端子4は正極キャップ43を覆っておいて何ら導線を接続せず、負極端子31だけに接地側の導線WR−Gをつないで電気機器と接続する使い方もできる。
このようにすることで、特許文献2のアース装置900と同様に、片側端子のみが設けられたアース装置として使用することもできる。
[Modification example]
In the grounding device 100, as shown in FIG. 16, the positive electrode terminal 4 covers the positive electrode cap 43 and does not connect any conducting wire, and connects the grounding side conducting wire WR-G only to the negative electrode terminal 31 to connect to an electric device. You can also use it.
By doing so, it can be used as a grounding device provided with only one terminal, as in the grounding device 900 of Patent Document 2.

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が理解し得る各種の変形が可能である。 Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications that can be understood by those skilled in the art can be made to the structure and details of the present invention without departing from the gist of the present invention.

1 蓋
2 容体
31 負極端子
32 負極円盤
33 封止部
34 バネ部材
4 正極端子
43 正極キャップ
5 アース機能材料
100 アース装置
1 Lid 2 Body 31 Negative electrode terminal 32 Negative electrode disk 33 Sealing part 34 Spring member 4 Positive electrode terminal 43 Positive electrode cap 5 Grounding functional material 100 Grounding device

Claims (2)

電流に含まれる高周波成分を除去可能なアース機能材料として圧電効果を示すトルマリンを用い、任意の電気機器と導線接続される端子を介してアース機能材料に電流を流入させるアース装置であって、

アース機能材料を収容するための円柱状の中空構造体であって、円柱の上面側に開口部を有するとともに、円柱の底面側に正極端子を挿通するための底部挿通孔が成形された容体と、
円柱状の中空構造体からなる蓋であって、容体と嵌合するとともに上面に負極端子を挿通するための上部挿通孔が設けられた蓋と、
容体内の底面部に設置される円盤部分を有するとともに、容体の底部挿通孔を介して容体外部に突出するネジ山が形成された端子軸を有する、金属材料からなる前記正極端子と、
正極端子の端子軸に形成されたネジ山と螺合する、ネジ溝を有してなる正極キャップと、
蓋の上部挿通孔を介して蓋外部に突出する端子軸を有する、金属材料からなる棒状の前記負極端子と、
負極端子を挿通するための軸貫通孔が中心部に設けられた、金属製の負極円盤と、
負極端子を挿通するための軸貫通孔が中心部に設けられた、合成樹脂材料からなる円形の封止部と、
弾性体からなる、らせん状のバネ部材と、を備え、

内部にアース機能材料が充填された容体と蓋とを嵌合させた状態で、バネ部材の空間部分に棒状の負極端子を挿通させることにより、同アース機能材料を加圧する
ように構成されたことを特徴とする、アース装置。
A grounding device that uses tourmaline, which exhibits a piezoelectric effect, as a grounding functional material that can remove high-frequency components contained in current, and allows current to flow into the grounding functional material via a terminal that is connected to an arbitrary electric device by a conductor.

A cylindrical hollow structure for accommodating a grounding functional material, which has an opening on the upper surface side of the cylinder and a bottom insertion hole for inserting a positive electrode terminal on the bottom surface side of the cylinder. ,
A lid made of a cylindrical hollow structure, which is fitted with a container and has an upper insertion hole on the upper surface for inserting a negative electrode terminal.
The positive electrode terminal made of a metal material, which has a disk portion installed on the bottom surface of the container and has a terminal shaft formed with a screw thread protruding to the outside of the container through an insertion hole at the bottom of the container.
A positive electrode cap having a thread groove, which is screwed with a screw thread formed on the terminal shaft of the positive electrode terminal,
The rod-shaped negative electrode terminal made of a metal material and having a terminal shaft protruding to the outside of the lid through the upper insertion hole of the lid, and the negative electrode terminal.
A metal negative electrode disk with a shaft through hole in the center for inserting the negative electrode terminal, and
A circular sealing part made of synthetic resin material with a shaft through hole for inserting the negative electrode terminal in the center, and a circular sealing part.
It is equipped with a spiral spring member made of an elastic body.

It was configured to pressurize the grounding functional material by inserting a rod-shaped negative electrode terminal into the space of the spring member while the lid and the body filled with the grounding functional material were fitted together. A grounding device that features.
請求項1に記載のアース装置であって、
トルマリンに代えて、その他の圧電体である水晶・石英・トパーズ・セラミック・酒石酸ナトリウムカリウムのいずれかをアース機能材料として使用する
ように構成されたことを特徴とする、アース装置。
The grounding device according to claim 1.
An earthing device characterized in that it is configured to use any of other piezoelectric materials such as crystal, quartz, topaz, ceramic, and potassium sodium tartrate as an earthing functional material in place of tourmaline.
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