エンジニアリングにおける穴の種類: 詳細ガイド

穴は、エンジニアリング図面と製造において重要な機能です。穴は、アセンブリの固定、チャネル、流体の流れ、位置決め、重量軽減などの通路として役立ちます。 工学における穴の種類 これらの目的を果たすために、それらは通常、形状、深さ、機能、および作成に必要なツールが互いに異なります。

貫通穴、ブラインド穴、タップ穴、皿穴、断続穴、テーパー穴、座ぐり穴、リーマ穴は、様々な機械部品やシステムで頻繁に使用されます。また、図面やエンジニアリング分野でも最も一般的な穴の種類であり、締結に広く使用されるねじ穴の種類もその一つです。これらの穴を部品設計に組み込む前に、その設計、特性、機能について理解することが不可欠です。 

読み進めると、この記事では 14 種類の穴について説明します。

エンジニアリングにおける穴フィーチャとは何ですか?

工学用語における穴とは、円形の空洞または開口部の形状を指し、​​表面から貫通している場合もあれば、貫通していない場合もあります。技術図面では、穴は特定の穴記号（工学図面の穴記号 / 図面上の穴記号）とそれに対応する幾何公差（GD&T）で識別できます。これには、貫通穴図面記号などの一般的な表記も含まれます。例えば、対応する直径を持つ「Ø」記号は、単純な工学上の穴を表すために使用されます。 

一方、CNC ドリリング、パンチング、タッピング、ブローチング、EDM ドリリングは一般的な技術です。どの技術を使用するかは、設計で指定された特性によって異なります。 

位置、直径、深さ、および許容差は、あらゆる穴の種類を定義する変数です。データムと参照 (線、平面、軸など) は、正確な位置決めや位置の決定に使用されます。深さと直径は、適切なツール サイズと加工パラメータを選択するために不可欠ですが、許容差は穴の精度と正確さを維持します。 

RapidDirect は、エンジニアリング図面からの精密穴加工をサポートし、CNC 部品の正確な GD&T、厳しい公差、製造可能な穴設計を保証します。

14種類のエンジニアリングホールの概要 

シンプルな穴 

表面上のまっすぐな円形の穴で、貫通または貫通しない場合があります。円形の開口部は、一定の深さまで、または板厚全体にわたって均一な直径で延びています。単純穴は、アセンブリやクリアランスに使用されます。図面では「Ø」で示され（SolidWorksでは、穴の種類を表すデフォルトの表記です）、必要な直径の一般的なドリルビットで穴あけできます。 

スルーホール 

開口部は常に両側（またはすべての厚さ）にあるわけではなく、一部は特定の厚さまでドリルで開けられており、これを貫通穴と呼びます。それらは「Ø 直径 貫通” 描画表現において。例えば、「 Ø 30 スルー”は直径30mmの貫通穴を表します。 

さらに、流体の通過、配線スペース、および固定の目的にも重要です。これらの種類の穴は、ワークピースにドリルまたはパンチで穴を開けることで作成できます。 

止まり穴 

ワークピースの全厚を完全に貫通しない穴は、止まり穴と呼ばれます。止まり穴は、特定の材料の深さまでドリルで開けられ、開口部は 1 つだけです。通常、止まり穴はドリル プレスで開けられ、深さはビットの長さによって異なります。さらに、底部タップは、固定目的で止まりねじを切るのに便利です。 

盲目のシンボルは  「↓」  例えば、直径30mm、深さ12mmの止まり穴は「Ø30↓12mm”。 

こうしたタイプのエンジニアリング穴の掘削は、材料の堆積によりビットが破損したりねじれたりする可能性があるため、より困難です。したがって、上向きの切りくず排出のためにビットの形状 (スパイラル フルートが推奨) を考慮する必要があります。

したがって、ブラインド開口部は、取り付け、ネジ止め、さらには重量軽減にも適用できます。 

中断された穴 

中断とは、他の開口部と交差する不連続な穴を指します。一定の深さで通常の掘削が行われ、他のフィーチャによって中断され、中断後に再び連続します。ここでは、穴が無材料領域の後も同じ軸上に残ることを覚えておく必要があります。これらは、表面下のベアリング シート、位置決めピン、ボルトによく使用されます。 

中断された穴を作るのは、複雑そうに聞こえますが、難しいことではありません。ビットは交差点より上の部分をドリルで穴あけし、その後、追加の調整なしで、開いた領域の下の別の部分に移動します。場合によっては、スピンドルの回転速度を調整する必要があるかもしれません。 

ねじ穴 

名前の通り、 ねじ穴 締結には内部ねじ（連続らせん構造）の締結が含まれます。ねじインサートやミルなどの CNC ドリル ツールは、エンジニアリング プロジェクトでねじタイプの穴を作成します。 

ねじ穴のコールアウトには2つの形式があります。通常の「「Ø」または「M」。 ここで、M はメートル法を表し、それに続く数値はねじの長さを表します。

タップ穴 

ねじとタッピングは混同されるかもしれませんが、どちらも固定ねじの付いた穴ですが、作成方法はそれぞれ異なります。

「すべてのタッピング穴はねじ穴ですが、すべてのねじ切り穴がタッピング穴ではありません」 

つまり、違いは作成方法です。インサートとドリル ホールの代わりに、タッピングでは、必要な寸法で指定されたタップを切断または成形します。通常、タップにはさまざまなサイズがあり、タップする穴のサイズに応じて選択します。

さらに、タップ穴のコールアウトは  "M"、その後に公称直径、ピッチ、ねじ部の深さが続きます。たとえば、「M6 1.5 10”  公称直径6mm、ピッチ1,5mm、ねじ深さ10mmのタッピング穴を指します。

テーパー穴 

まず、  「テーパー」 あらゆる機械加工機能において、一方の端からもう一方の端まで直径が一貫して減少することを指します。したがって、テーパー穴では、一方の開口部からもう一方の開口部まで直径が均一な割合で変化します。これらは、プレスジョイント、流体圧力制御システム、および高性能シールなどでよく使用されます。 

テーパ穴はテーパ度（傾斜角）で測定され、穴が一方の端からもう一方の端まで何度（°）傾斜しているかを定義します。多くの場合、オペレーターは希望するテーパに応じてドリルの先端角度を変更します。テーパ穴の呼び出し記号では、「 直線は三角形を通る"。 

ザグリ穴

座ぐり穴は、ファスナーのヘッドのようなボルトや O リングを収容するための拡大された開口部 (円筒形の凹部) です。また、円筒形セクションは両方とも同軸です。ファスナーを保護するだけでなく、美観も向上します。  

座ぐり穴のコールアウトは 「⌴」 直径記号（Ø）と値も記載します。例： ⌴Ø20 直径20mmの座ぐり穴を指します。 

皿穴 

皿穴と座ぐり穴を関連付けることができますが、唯一の違いは、皿穴には開口部に円錐形の凹部があることです。したがって、皿穴のコールアウトは 「⌵」 そして理論的なエッジはシンボルの後に関係します。

皿穴と同様に、座ぐりもネジやボルトなどの固定や密閉のソリューションを向上させます。 

カウンタードリル穴 

カウンタードリルは、開口部に円錐形または先細りの拡大部があり、リベット、ボルト、その他の留め具を収容できます。この設計により、留め具を面一または凹ませて配置することができ、滑らかな仕上がりになります。したがって、記号は皿穴に似ています。 

ザグリ穴 

座ぐり面とは、上部に小さく浅い座ぐり穴があり、その下には標準サイズが同軸上に伸びていることを意味します。座ぐり穴と比較することができます。この設計により、圧力が均一に分散され、ファスナーのヘッドがスムーズに固定されます。さらに、この種類の穴はシーリング用途にも適しています。 

次に、エンジニアリング図面における座ぐり穴の記号は 「⌴とその上のSF」 直径とその他の情報（貫通、ブラインドなど）が続きます。 

ネジクリアランス穴 

名前が示すように、ネジクリアランス穴は、ネジ、ボルト、またはその他の留め具よりもわずかに大きい直径で開けられます。そのため、留め具は簡単に穴を通過できます (留め具の頭の横)。また、クリアランスにより、簡単に分解および組み立てることができます。さらに、座ぐり穴タイプには、単純なエンジニアリング穴と同じコールアウト記号が付いています。 

サイズ計算式：

クリアランス穴サイズ=（ネジ径+ネジ頭径）/ 2 

リーマ穴

これらはエンジニアリングにおける特殊なタイプの穴ではありませんが、寸法精度と仕上げ品質を向上させるためにリーマで仕上げられた単純な穴です。CNC ドリルは、適切なサイズのリーマを使用してこれらの穴をリーマ加工できます。 

重なり合う穴

重なり合う穴とは、2 つの単純な穴が部分的または完全に交差している状態を指し、通常は金属成形アプリケーションで使用されます。重なり合うことで材料の強度が低下する可能性がありますが、補強することでこれを防止できます。さらに、これらは複雑なアセンブリやカスタム金属加工でも使用されます。 

穴加工の一般的な方法

RapidDirectは、CNCドリル、フライス加工、タッピング、リーマ加工、EDM穴あけ加工など、主要な穴あけ加工プロセスをすべて提供しており、試作品や量産部品の高精度な穴あけ加工を実現します。それでは、一般的な加工技術について詳しく見ていきましょう。

CNCフライス 

CNC フライス加工では、ドリル ビットを含むさまざまなツールを使用できます。さらに、エンド ミル、フライ カッター、センター ドリルなどの通常のフライス加工ツールも、複雑な穴形状の作成に適しています。多軸スピンドルの動きにより、CNC プログラムに厳密に従った非円形 (不規則) の穴を作成できます。  

CNCフライス盤は、リーマ加工、ポケット加工、ブローチ加工、座ぐり加工、ストレート穴あけ加工など、様々な穴加工に対応しています。さらに、フライス加工では、穴加工に加えて、他の形状も1回の加工で加工できます。RapidDirectの5軸CNCフライス加工は、標準的な穴加工では実現が難しい、角度付き、交差、非円形の穴加工にも対応しています。

CNCドリル 

CNCドリル 効率的かつ高速な穴あけ加工に特化した方法です。CNC ドリル プレスまたは機械は、さまざまな深さとサイズのさまざまな種類の円形の穴を作成します。  

フライス加工と同様に、すべては適切な GD&T でソフトウェアで設計を作成することから始まります。次に、STEP または STL 形式に変換します。最後に、適切なツールと変数設定を使用して操作を実行します。ドリル ビットが回転し、下方向に移動し、材料を送ります。さらに、マシンの種類には、ギャング、ラジアル アーム、複数のスピンドル、マイクロドリルなどがあります。 

EDM穴あけ 

EDM ドリリングまたはホール ドリル EDM 加工は、非接触で穴を開ける方法です。この方法では、ドリル ツールとして電極ワイヤを使用し、誘電体溶液内のワークピースと電気火花を発生させます。この火花により、ワークピースの材料が溶解し、ワイヤ電極のサイズと同じ空洞が形成されます。この空洞は、0.0025 インチ (0.065 mm) ほど小さくなる場合があります。

EDM は、単純な穴や曲線の穴の微細穴あけに使用できます。また、導電性があれば、あらゆる硬質材料と互換性があります。 

CNCタッピング 

CNC タッピングは、対応するタップとダイを使用して、さまざまな種類の穴にねじ山を作成します。 以前、タッピング穴のセクションで、その穴作成機能について説明しました。

エンジニアリング設計における適切な穴タイプの選択に関する考慮事項

互換性のない穴の設計は、位置ずれ、内部構造の弱化、製品の機能不全、さらには組み立て不良を引き起こす可能性があります。したがって、エンジニアリングにおいて正しい穴タイプを選択することは、正確で高品質な製造には不可欠です。 

部品や製品に最適な穴は、アプリケーション要件とワーク材質によって完全に異なります。どのタイプの穴が設計に適しているか不明な場合は、RapidDirectのエンジニアがサポートいたします。 無料のDFMチェック 生産前に直径、深さ、許容差、ツールを最適化します。

適切な選択を行うための重要な考慮事項について説明しましょう。 

穴の用途

潤滑剤の流れ、ボルトとナットの締め付け、密閉、美観のために穴が必要ですか、それとも他の機能を果たす必要がありますか? この質問は、目的を完全に満たすことができる穴を絞り込むのに役立ちます。たとえば、タップはネジ締めに最適で、シンプルな止まり穴は取り付け用途に適しています。 

穴のサイズと形状 

直径や深さなど、必要なサイズを検討します。次に、円形、長方形、正方形、不規則な形状など、機能に必要な形状を確認します。次に、その形状とサイズでどのような種類の穴が実現可能かを分析します。  

ワーク材質の種類

硬度、脆さ、熱安定性、その他のさまざまな材料特性が穴加工プロセスに影響します。したがって、穴を開けるワーク材料の種類を考慮する必要があります。これは、ツール材料を識別するのにも役立ちます。

電源 

加工したい穴の種類に応じて粉末源を検討する必要があります。たとえば、電源が低いと精度が低下し、材料が詰まることがあります。使用可能な機械と必要な電源を考慮することで、穴の設計の製造可能性が確保されます。 

さまざまな材料への穴あけ

金属、合金、プラスチック、複合材、木材などのエンジニアリング材料には、さまざまな種類の穴を開けることができます。さらに、それぞれの特性によって、開けられる穴の種類が制限されます。 

以下の表は、さまざまな材料での穴あけと考慮事項の概要を示しています。 

エンジニアリング穴のフィット、コールアウト、および許容差 

用語 "フィット" 穴とシャフトのメカニズムに関連しており、それらの間の物理的な接触またはクリアランスを定義します。主に3つあります。 フィット感の種類; 移行、干渉、およびクリアランス。クリアランス フィットは、嵌合シャフトよりわずかに大きい穴の直径を指しますが、干渉フィットの場合はシャフトの直径より小さくなります。したがって、移行フィットは、それらの組み合わせの状態です。 

吹き出しは、エンジニアリング穴の幾何学的寸法システムです。吹き出しには、シンボルと重要な寸法情報が含まれます。

許容範囲 穴加工における品質管理パラメータです。理想的な寸法、深さ、直径、角度、円筒度などからの許容偏差を保証します。

結論 

穴のバリエーションにはそれぞれ独自の特徴、設計方法、機能があります。したがって、選択は穴機能の目的によって異なります。固定目的に最適なものもあれば、効率的な冷却チャネルを提供するものもあります。一方、カスタム穴は独自の機能要件に最適です。ただし、結果は最適な設計と掘削機械の能力に依存します。

穴あけ加工が必要な部品の加工をお考えの場合は、RapidDirectがあらゆる関連ソリューションを提供します。当社の加工工場では、 5軸CNC加工, ワイヤ放電加工機,  CNCフライス、その他の穴あけサービス。当社の専門知識を活用してプロジェクトを成功させましょう。 

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