星型座金は、電気ボンディングでは「使ってはならない」側に載っている

先に制約を二つ。 これは打上機、宇宙機、ペイロード、飛行機器のための NASA 規格である。 航空機の規格でも建築の規格でもなく、あなたの装置を縛る規則でもない。 そして掲示板の写真にある座金は同定していない。品番が読めず、 手元にない別の文書に属している。 以下は、ボンディングについてのある権威の理屈である。 全文が無償で読め、しかも一般の直感と反対のことを述べているから引く。

この文書は公開発行されている。NASA 自身の目録頁は 「Internet Public、本規格はインターネット上での公開に問題なしとされている」 と記し、表紙には「公開発行承認、配布制限なし」とある。 四十七ページ、2026 年 3 月に再確認。

「ボンディングできている」は一つの数値ではない

この規格が最初にするのは、その一つの問いを拒むことだ。 表 1 は目的によってボンディングを五つのクラスに分け、 それぞれが自分の抵抗要求を持つ。

この二つを並べると、当方の算術で驚く数字が出る。 クラス S が許す抵抗は、クラス R の四百倍である。 クラス H は四十倍。 静電気の逃がしとしては余裕でボンディングできている継手が、 隣の仕事には四十倍あるいは四百倍だけ抵抗が高すぎることがある。

だから「これはボンディングできているのか」は、 どのクラスかを誰かが言うまで答えの出ない問いだ。 写真からは決められない部分がここで、 同じ座金がある場所では正しく別の場所では誤りになる理由もここにある。

クラスは数値だけでなく方法も違う。 C、H、S については規格は「ジャンパおよびストラップ」を認める。 クラス R については 「直接接触が望ましい。ジャンパは用いない。短く幅の広いストラップは最後の手段としてのみ。」

導通するのは界面であって金物ではない

5.1 項は好ましい方法をはっきり名指しする。 「金属対金属の方法を好ましい方法とする」。 その下の細分項の題は「金属対金属（合わせ面対合わせ面）」だ。 合わせ面は 3.2 項で 「互いに接触し、結合された金属材料の表面」と定義される。 二つの金属の面が、押し付けられている。

溶接やろう付けの継手は恒久とみなされ、本質的にボンディング済みとされる。 二つが一つの金属になったからだ。 ねじ、リベット、クランプで保持されるものはすべて半恒久継手で、 それらには EBR 62 が、組立の後ではなく前に合わせ面を仕上げることを要求する。 締付圧力はそのあと機械側の要求であり、通常の組立規則が扱う。

締結部品の項はこの枠の中に置かれている。ボルトは圧力を供給する。 圧力は仕上げられた二つの金属面を保持する。 電流はその面で渡る。 自分だけで接続を作ると称する座金は、 規格がすでに別のやり方で解いた問題を解こうとしている。

用いてはならない四項目

では一覧を、規格が与えた要求番号ごと全文で。

規格はこの一覧に理由をまったく与えていない。 述べて先へ進む。これを先に言っておくのは、 これから書く読みが当方のものであって文書のものではないからだ。 四つのうち三つはめっきである。ボルトの亜鉛、座金の亜鉛または陽極酸化、 何にでも付くカドミウム。 それらは防食の表面処理であり、防食の表面処理は本業として障壁である。 陽極酸化はとりわけそうで、酸化物、つまり絶縁体だ。 導通してほしいと思っていた部品が、 金属に何も届かせないための上着を着ている。

星型座金は四つのうちで面白い。めっきの問題には見えないからだ。 当方の読みは、材料ではなく幾何で落ちている、というものである。 その歯が作るのは小さな高圧の接点がいくつか、 他方で規格が求めるのは仕上げられた面が連続して接触していることだ。 表面処理を破った明るい点は、同時に表面処理が壊れて 裸の金属が湿気に触れる点でもあり、 それは規格の残りが何ページも費やして避けている腐食の始まりである。 繰り返すが、これは推論だ。その一行は短く、何も与えていない。

禁止が言っていないことにも注意がいる。 禁じているのは電気ボンディングの目的での使用である。 ゆるみ止めとしての星型座金はまったく別の問いである。 向きが逆の座金、つまり絶縁座金が変えるもの については別の頁がある。

一覧の前後に、見落としやすい要求が二つある。 EBR 75。ボルトが導通経路の一部となるとき、 「その経路に用いるボルトの本数が十分であることを示す解析を行わなければならない」。 本数は経験則ではなく提出物だ。 EBR 76。締結部品は 「ねじ部の腐食を防ぐため、湿気と空気に対して封止しなければならない」。 リベットには自分の一行が斜体で与えられている。 「リベットは、継手ごとに最低三本を用い、合わせ穴あけであれば許容される。」

2003 年版のほうが直截で、2013 年版は緩めた

この規格の 2003 年 9 月の初版も公開されており、二十五ページある。 その 5.1 項には、現行版にない一文がある。

条件なしの禁止である。2013 年の改訂はこれを置き換えた。 改訂履歴には「5.1.3 Fasteners の項を追加」と記され、 その新しい項は、旧版が禁じたことを許すところから始まる。 「そのボンディング適用が調達機関の承認を受けているならば、 締結部品をボンディング要求の達成に用いてよい。」 ボルト経路がストラップに勝ちうる物理的な理由まで挙げている。 「互いに絶縁された材料のあいだでは、 複数のボルトのインダクタンスが、面のあいだのストラップのインダクタンスより 小さいことがある。」

十年で、規則は「決して不可」から「承認と解析があれば可」へ動いた。 そしてその変化を通して、 星型座金を禁じる一文は一字も変わらずに残った。 2003 年版では一続きの一文として書かれ、 2013 年版では同じ四項目が番号付きの箇条に割られ、要求番号を与えられている。

2003 年版はカドミウムと亜鉛に、導電とはまったく無関係な第二の理由も与えている。 「カドミウムめっき鋼は宇宙用途で禁止する。カドミウムは昇華し、 光学機器や太陽電池アレイなどに堆積しうる。亜鉛めっきも同様に禁止する。」 ボンディングの一覧に載る四項目のうち二つは、 別に、放出ガスの理由で機体そのものから締め出されている。 無関係な理由で二度載っているわけだ。

誰も書かなかった五倍

クラス H、感電および地絡保護は、露出した筐体やシャシから構造まで 0,1 オーム以下を要求する。 可燃性蒸気の近くでは話がまるで変わり、規格は図とその下の数値表を印刷している。 ボンディング不良が電気的な不便であることをやめる場所だ。

この表から二つの規則性が落ちてくる。どちらも当方の算術であって、 規格が述べていることではない。

• どの行でも、危険値は最大許容値のちょうど五倍である。七行、七つの 5,00。規格はこの表の近くで 5 という数を一度も書いておらず、その安全係数は割ってみて初めて見える
• 100 A 以上の四行では、電流かける許容抵抗がちょうど 0,074 ボルトになり、電流かける危険抵抗はちょうど 0,37 ボルトになる。表の高電流側は、抵抗の衣を着た一定電圧降下の規則である
• 低電流の三行はその規則に乗らない。30、49、58 A では許される降下が 0,108、0,091、0,089 ボルトとなり、小さい電流のほうがやや緩い

同じ項の数字が二つ、それに寸法を与える。 EBR 16 は地絡帰路に 500 パーセントの過負荷電流を 0,5 秒通す能力を求め、 本文は典型的な人体保護遮断器が硬短絡の後 0,2 秒以内に動作すると注記する。時間で二・五倍の余裕だ。 そして影響を受けた筐体の電圧は 「4,5 ボルトを超えないことが望ましい」。

そして主題を具体にする一文。 EBR 17、マグネシウム合金の構造を主たる地絡電流の帰路に用いてはならない。 理由は一行である。 「不良な継手の温度は、マグネシウムの発火温度まで上がりうる。」

争点は表面処理そのもの

5.2 項は、電気的にボンディングされる金属対金属継手の合わせ面は 「すべての非導電材料を除去し、かつ腐食から保護しなければならない」と述べる。 二度読んでほしい。すべての非導電材料を除去し、かつ腐食から保護する。 この二つは逆を向いている。防食のほとんどは導電しないからだ。

規格はそれを一文で解く。導通も締付も要る継手には持ち込む価値のある一文だ。 EBR 81。「選択した保護方法または表面処理は、 二つの面のあいだの電気ボンディングを無効にしてはならない。」 表面処理も任意ではなく、ボンディングも任意ではない。 だから表面処理のほうが、導体を兼ねられるように選ばれることになる。

実務上の要求は厳しい。EBR 82。処理された合わせ面は 「合わせる直前まで、包装材または保護フィルムで保護しなければならない」。 EBR 84。無期限に合わさったままになる面は 「定期的に検査しなければならない」。 ボンディングが一度作れば終わるものではない、という認めである。

異種の金属が接するところでは、附属書 B が閾値を与える。 「二つの材料は、それぞれの群のあいだの起電力差が 0,25 ボルトを超えないならば、 直接接触させてよい。」 界面の腐食が最後にボンディングを壊すから、この数値がここに出てくる。

持ち帰る点

• ボンディングには数値より先にクラスがある。この規格では五つ、無線周波数の 2,5 ミリオームから静電気の 1,0 オームまで、四百対一の幅
• 好ましい方法は金属対金属。仕上げた合わせ面を保持し、締結部品は圧力を供給する
• この規格でボンディングに用いてはならないものが四つ。タッピンねじ、亜鉛めっきのボルト・ナット・ねじ、星型／陽極酸化／亜鉛めっきの座金、カドミウムめっきの金物
• 四つのうち三つはめっきの問題。ただしこれは当方の読みで、規格は理由をまったく与えていない
• 禁止はボンディング用途に限る。ゆるみ止めとしての星型座金は別の問い
• 2003 年版は締結部品を主たるボンディング経路とすることを端的に禁じていた。2013 年版は承認と解析があれば認め、その反転を通して星型座金の一文は変わらなかった
• 表面処理はボンディングを無効にしないように選ぶ。合わさったままの面は定期的に検査する

以上のどれも、あの写真の座金を同定してはいない。そのつもりもない。 答えているのはその下にある問いのほうだ。 座金が導体であることはまれで、 それが押し付けている二つのきれいな面のほうが導体である。

その二つの面を押し付けているものは別の問いで、別の文書を持っている。 米国の電気に関する安全基準は締付けの数値を一度も与えず、 求めるのは良好な接続と、導体を傷めないことである。

この記事は六つの手順のどれか一つには収まりません。手順をまたいで出てくるか、組み付けたあとに出てくる話です。ここに行き着く判断がどこで下されているかはねじの決め方にまとめてあります。

よくある質問

星型座金は電気ボンディングに向きますか。

NASA-STD-4003A は、その目的には用いてはならないと述べています。要求 EBR 77 が問題のあるもの四つを挙げます。タッピンねじ、亜鉛めっきのボルト・ナット・ねじ、星型／陽極酸化／亜鉛めっきの座金、カドミウムめっきの金物です。これは打上機と宇宙機のための一つの規格で、ほかを縛るものではなく、一覧に理由も与えていません。

歯が塗膜を破るのに、星型座金の何が問題なのですか。

規格は述べていません。当方の読みは、歯が作るのは小さな高圧の接点がいくつかであるのに対し、規格が好むのは仕上げた金属面が連続して接触していることで、締結部品は電流ではなく圧力を担う、というものです。表面処理を破った点は、裸の金属が湿気に触れる点でもあります。この説明は当方のものとして扱ってください。

ボルト継手で実際に電流を運ぶのは何ですか。

合わせ面です。規格は合わせ面を、互いに接触し結合された金属材料の表面と定義しています。5.1 項は金属対金属を好ましい方法と名指しし、締結部品の項は、締結部品は主としてその面に圧力を保つために用いるべきだと述べます。

どれだけの抵抗ならボンディングとして良いのですか。

なぜボンディングするかで完全に変わります。この規格では、無線周波数は 2,5 ミリオーム以下、感電と地絡保護は 0,1 オーム以下、静電気放電は典型的に 1,0 オーム以下、雷と電力帰路は電流によります。静電気の上限は無線周波数の上限の四百倍です。

ボルトをボンディング経路にしてよいのですか。

現行版では、そのボンディング適用が調達機関の承認を受け、ボルト本数が低インピーダンス経路として十分であることを示す解析があれば可です。規格は複数のボルトのインダクタンスがストラップより小さいことがあるとも注記します。2003 年版は、締結部品またはそのねじ部を主たるボンディング経路としてはならないと端的に述べていました。

なぜ亜鉛めっきやカドミウムめっきの締結部品が除かれるのですか。

理由を述べないままボンディングの一覧に載っています。2003 年版は無関係な理由で両者を別に禁じています。カドミウムは昇華して光学機器や太陽電池アレイに堆積しうること、亜鉛めっきも同様に禁止であることです。つまり二重に除かれていて、一度はボンディングから、一度は機体からです。

ボンディング継手にリベットは何本要りますか。

この規格は、継手ごとに最低三本を用い、合わせ穴あけであればリベットは許容されると述べます。雷ボンディングについては、機体外板と構造の継手に複数のリベット、ボルトその他の締結部品を用い、複数の金属接触面が電流を分担することを要求します。

防食処理はボンディングの邪魔になりますか。

それが表面の項の中心的な緊張です。同じ一文で、合わせ面からすべての非導電材料を除去し、かつ腐食から保護せよと求めています。規格は一つの要求で解きます。選択した保護方法または表面処理は、二つの面のあいだの電気ボンディングを無効にしてはならない、と。異種金属が接するところでは、起電力差が 0,25 ボルトを超えないときに直接接触を認めます。

この規格は航空機や自分の装置に適用されますか。

されません。打上機、宇宙機、ペイロード、飛行機器のための NASA 規格で、公開されてはいますがその領域のために書かれています。引用するのは全文が無償で読め、広く逆に信じられていることをはっきり述べているからです。ほかの何かの規則ではありませんし、そのようには示していません。

参考資料

• NASA-STD-4003A w/Change 1、NASA の打上機、宇宙機、ペイロード、飛行機器のための電気ボンディング。全文、公開発行、47 ページ、2026 年 3 月再確認
• NASA-STD-4003、2003 年の初版、25 ページ。同じ目録頁から入手でき、ここでは版の比較にのみ用いた
• r/aviationmaintenance、見慣れないボンディング座金の写真がこの問いを生んだ場所

NASA-STD-4003 は両版とも全文を読んだ。NASA の目録頁は「Internet Public、本規格はインターネット上での公開に問題なしとされている」と記し、表紙には「公開発行承認、配布制限なし」とある。現行版は改訂 A に Change 1、2013 年 2 月承認、2016 年 1 月変更、2026 年 3 月 13 日再確認、四十七ページ、NASA 本部主任技術者室による。初版は 2003 年 9 月 8 日、二十五ページ。これは打上機、宇宙機、ペイロード、飛行機器のための規格である。航空機、建築、機械の規格ではなく、この頁のどの記述もそれらの規則として読まれてはならない。掲示板の写真の座金は同定しておらず、品番も読めておらず、どの文書がそれを定めているかについて主張もしない。次の各項は当方の算術であり、規格の記述ではない。クラス S とクラス R の上限の四百倍、クラス H とクラス R の四十倍という比。可燃性蒸気の表の七行すべてで危険値が最大許容値のちょうど五倍だという発見。100 A 以上の四行で電流かける許容抵抗がちょうど 0,074 ボルトになり、下の三行は 0,108、0,091、0,089 ボルトを許すという発見。0,5 秒の要求と 0,2 秒の典型的な遮断との二・五倍の余裕。そしてページ数の比較である。EBR 77 の一覧に規格は理由を与えていないので、星型座金がなぜ載るのかについてこの頁が述べる説明は当方の読みであり、本文でもそう明記している。禁止は電気ボンディングの目的についてのみ述べられており、ゆるみ止めとしての星型座金については何も述べていない。図 1 とその数値表、および EBR 77 を含む 5.1.3 項の字句は、抽出テキストではなく印刷頁を描画した画像と照合した。この規格が表面処理と腐食について参照する NASA-STD-6012、NASA-STD-6016、SAE-ARP-5414 は読んでおらず、そこからは何も引用していない。読んだのは投稿本体であって返信ではなく、企業名も製品の銘柄名も書かない。