多くの部品は、滑らかな表面やタイトなフィットを確保するために、面一のネジ頭を必要とする。しかし、通常の方法で穴を開けると、ネジが突出してしまいます。そうなると、部品との干渉、外観の悪さ、接合部の弱さといった問題が生じる。そこで、カウンターシンキングの出番となる。ねじ頭を隠し、滑らかな表面を提供し、部品全体の外観と安全性を高めます。
スムーズなカウンターシンクは、組み立てを容易にし、よりプロフェッショナルな仕上がりになります。それでは、正しい方法を順を追って見ていきましょう。
カウンターシンクホールとは何か？
カウンターシンクの穴は、ドリル加工によって開口部が円錐形になっている。これは、マイナスねじの角度と一致する。これにより、ねじが部品の表面と同じ高さか、その下に収まるようになる。皿穴は漏斗のような形をしている。円錐形は、表面からドリルで開けた穴に向かって内側に細くなっている。
カウンターシンクは、板金、木工、プラスチック部品でよく使われる。ひっかかりを減らし、表面を滑らかにし、外観をすっきりさせる。また、ねじ頭の周囲に圧力を分散させる効果もある。
板金部品に皿穴を開けるには？
きれいで正確な皿穴加工には、入念な計画が必要です。各工程が、最終的な仕上がりに重要な役割を果たします。ラフエッジ、ミスアライメント、パーツの損傷を避けるために、各工程を詳しく説明しましょう。
ステップ1：正しいカウンターシンクビットの選択
正しいカウンターシンクの角度を選ぶことから 始めよう。米国のほとんどの用途では、マイナスねじは82°の角度を使用する。航空宇宙や特殊な用途では、100°が必要な場 合もある。不明な場合は、分度器でネジの頭を測るか、メー カーのデータを利用する。
お手持ちのシートメタルに合った素材を選んでください：
- 高速度鋼（HSS）： アルミニウムや軟鋼に適している。
- コバルトまたはカーバイド： ステンレス鋼やより複雑な合金に適している。
しかし、デザインも重要です。1枚刃のカウンターシンクは、よりきれいに切れ、びびりを抑えます。多刃タイプは、柔らかい金属には有効ですが、硬い金属では振動が発生することがあります。表面仕上げが気になる場合は、まずスクラップ材でビットをテストしてください。
ステップ2：ワークピースに印をつけて固定する
鋭利なスクライブやマーカーを使って、穴の正確な中心をマークする。精度を上げるには、センターポンチを使って小さなくぼみを作る。これはドリルのガイドとなり、ビットのふらつきを止めるのに役立つ。
しっかりとした面にワークを置く。クランプ、万力、固定具を使って固定する。シートが平らで、振動しないことを確認する。穴あけ中に動くと、穴が傷ついたり、ビットが折れたりすることがあります。特に電動工具の場合は、手で部品を押さえないようにする。
ステップ3：下穴をあける
ねじの直径（ねじ山の直径ではない）に合ったツイスト・ドリル・ビットを使用する。シートメタルの場合、必要に応じて小さなパイロットビット（1/8″など）から始め、最終的なサイズまで穴を拡大する。
ドリルは表面に対して垂直にしてください。ドリルが傾いていると、後でカウンターシンクが不均一になります。低～中回転数で、安定した圧力をかける。薄板の場合、金属の下にバッキング・ブロック（木またはプラスチック製）を敷くと、出口側のバリを防ぐことができる。
カウンターシンクの前に、必要に応じて下穴のバリ取りを行う。エッジをきれいにすることで、より滑らかな仕上がりになる。
ステップ4：カウンターシンクビットに切り替える
カウンターシンクビットをドリルまたはドリルプレスのチャックに取り付ける。中心がしっかり合っていることを確認する。ビビリを最小限に抑えるため、回転数を低め（500～800rpm程度）に設定する。
ビットを下穴に合わせる。ハンドドリルを使用する場合は、手を安定させ、ドリル本体を安定した面に固定する。ドリルプレスを使用する場合は、テーブルの高さを調節し、デプスストップがあれば使用する。
ビットの角度をまっすぐにしておくと、面取りが不揃いになったり、弱点ができたりする。
ステップ5：カウンターシンクのカット
カウンターシンク・ビットをゆっくりと穴に下ろす。刃先を表面に接触させ、切削を開始する。軽く、安定した圧力をかける。ビットがスムーズに金属を除去するはずです。
面取りの大きさに注意する。ネジの頭が表面と同じ高さか、表面 のすぐ下に収まったら止める。深すぎると、ネジが引き抜かれたり、部品が弱くなったりします。
高い精度を得るには、数秒の切削の後、ねじをテスト・フィットさせる。続行する前にビットを取り外し、深さを確認する。
ビビリや荒いエッジがある場合は、速度を落としてビットをきれいにし、もう一度試してください。
ステップ6：カウンターシンク穴の検査
を置く。 ファスナー 穴の中チェック
- ヘッドは表面と同じ高さか？
- エッジはバリがなく滑らかですか？
- 角度は均一か？
必要であれば、バリ取り工具や目の細かいヤスリでエッジをきれいにする。部品の両面を検査する。薄いシートメタルは、ドリルの圧力で変形することがあります。その場合は、次の試行で裏面を支えてください。
カウンターシンクドリル：金属に最適なのはどれ？
カウンターシンク・ビットは、他の金属に対してより効果的です。間違ったものを選ぶと、工具が早く鈍ったり、仕上げが粗くなったりします。ここでは、作業する金属に応じて適切なタイプを選ぶ方法を説明します。
高速度鋼（HSS）ビット
HSSビットは、最も一般的で手頃なオプションである。アルミニウム、真鍮、軟鋼など、軟質から中程度の金属に適している。
- 長所: 安価で広く入手でき、研ぎ直しも簡単。
- 短所: ステンレス鋼や焼き入れ合金に素早くダリング。
薄い板材を扱う場合や、たまにカウンターシンキングを行う場合は、ハイスを使用してください。一般的な用途には適しています。
コバルト鋼（HSS-Co）ビット
高速度鋼に5-8%コバルトを添加したビットです。コバルトの添加により、耐熱性と硬度が向上しています。
- 長所: 切れ味が長持ちし、ステンレス鋼のような強靭な金属にも対応
- 短所: 標準的なハイスより高価で、落とすと脆くなることがある。
コバルトビットは、生産作業や強靭なシートメタルを扱う作業に適している。摩耗が少なく、繰り返し使用できる。
超硬ビット
超硬合金は非常に硬く、耐摩耗性に優れている。超硬チップビットは、硬化鋼やチタンでも非常にきれいに穴を開けることができます。
- 長所: 非常に長寿命、優れた仕上がり、硬い金属も簡単に切断可能
- 短所: 高コスト、取り扱いを誤ると脆くなる
大量の作業で安定した結果が必要な場合や、硬い合金を切削する場合は、超硬を使用する。刃先が壊れやすいため、ハンドドリルには不向きです。
チタンコート（TiN、TiCN、TiAlN）ビット
薄くて硬いコーティングが施されたハイスまたはコバルト製ビットです。コーティングは摩擦を減らし、工具の寿命を延ばすのに役立ちます。
- TiN（窒化チタン）： 一般的な使用に適したゴールドカラー
- TiCN（炭窒化チタン）： ダークグレーで、より硬く、ステンレスに適している。
- TiAlN（窒化チタンアルミニウム）： バイオレット/ブラック、ドライカット用の耐熱性向上
- 長所: よりきれいに切れ、長持ちし、熱に強い。
- 短所: コーティングが剥がれると再研磨できない。
高速で金属を切削する場合や、工具交換の寿命を延ばす場合は、コーティングされたビットを使用する。
標準カウンターシンク角度とその用途
異なるファスナーや用途には、異なるカウンターシンク角度が必要です。間違った角度を使用すると、適合不良、接合部のゆるみ、外観上の欠陥の原因となります。ここでは、それぞれの一般的な角度の使い方を説明します。
82°カウンターシンク（最も一般的）
これは、米国でマイナス・ヘッド・スクリューに使われる標準的な角度で、スクリューが表面と同一平面になり、きれいで滑らかな仕上がりになります。この角度は、一般的な板金作業、特に次のような作業でよく使われる。 エンクロージャー, 括弧そして コントロールパネル.インチベースのネジを使用する場合は、通常82°が正しい選択である。
90° カウンターシンク
90°の角度はヨーロッパでは一般的で、メートルネジによく使われる。木工や一部のプラスチック部品でも見られる。この角度は、より幅広のねじ頭が必要な場合や、ISO規格に準拠した金具を使用する場合に効果的です。ご使用のネジがメートル法の場合、またはヨーロッ パのサプライヤーから調達している場合は、90°のカ ウンターシンクが必要かどうかを確認してください。
60° カウンターシンク
この鋭い角度は、ネジの取り付けには適していません。主にセンタードリルやねじ切り用の穴の準備に使用される。機械加工の段取りでは、部品の位置合わせや切削工具のガイドに役立つ。旋盤加工や、ねじタップのためのスターターホールを作るときに使用することがありますが、シートメタルへの一般的なファスナーの取り付けには使用しません。
75° カウンターシンク
あまり一般的ではないが、薄型のファスナーに有用である。この角度により、ねじが材料に深く入りすぎることなく、表面に密着します。スペースが限られていたり、美観のために浅い取り付けが必要なカスタム設計で使用されます。1ミリ単位が重要な航空宇宙や電子機器では、時折見かけます。
120° カウンターシンク
この角度は一般的にリベット、特に航空宇宙や自動車パネルで使用される。より広い角度は、より大きな表面上に荷重を広げ、薄い金属の破れを防ぐのに役立つ。ねじでは一般的ではありませんが、フラッシュ・リベットを取り付けるときには重要です。ブラインド・リベットまたは類似のファスナーを利用する設計の場合、この角度が適用できるかもしれません。
アングルのチェック方法
カウンターシンクの角度が正しいことを確認するには、まずファスナーの仕様書を確認してください。仕様書がない場合は、分度器やアングル・ ゲージを使ってヘッドの角度を測定する。ノギスにも角度チェック機能がついているものがあります。また、廃材にネジをテスト・フィットさせることもできます。ネジの頭が平らでない場合、角度が間違っている可能性がある。
よくある間違いとそれを避ける方法
カウンターシンキングは簡単なように見えますが、部品の品質に影響するような小さなミスを犯しがちです。それぞれのミスには明確な原因があり、適切なテクニックを身につければ避けることができます。
過カウンターシンクと材料損傷
深すぎる穴あけはよくある問題だ。カウンターシンクが広がり過ぎると、穴の幅が広くなり過ぎ、周囲が弱くなります。薄いシート・メタルでは、これがゆがみやひび割れの原因になる。ネジが表面よりずっと下に位置することもありますが、これは望ましくないことです。
これを避けるには、ドリルで深さを確認する。その際、テスト・スクリューを使用する。ドリルプレスを使用している場合は、デプスストップをセットして、切削をより正確にコントロールする。ゆっくりと行い、ネジの頭が平らになったらすぐに止める。
誤った角度またはビットの選択
カウンターシンクの問題の多くは、間違った角度を使うことから起こる。ビットの角度がネジに合っていないと、ネジは平らな位置に収まりません。その結果、接合部が緩んだり、表面の仕上がりが悪くなったりすることがある。米国の製造業で使用されるほとんどのマイナスねじは、82°のカウンターシンクを必要とします。メートルねじや一部の特殊なファスナーでは、90°ま たはその他の角度が必要な場合がある。
穴を開ける前に、必ずファスナーの仕様を確認してください。また、金属に適した材料を選びましょう。柔らかい金属には高速度鋼が有効です。ステンレス鋼や硬い材料には、コバルトまたは超硬チップのビットを使用する。
バリの形成と不十分なバリ取り
バリは、刃先が金属をきれいにスライスする代わりに穴から押し出すときにできる。この鋭利な刃先は醜いだけでなく、指を切ったり、近くの部品に傷をつけたりすることがある。また、組み立ての邪魔にもなる。バリは、ビットが鈍っていたり、スピードが速すぎたりするとよく発生する。
バリを減らすには、鋭利なカウンターシンク・ビットを使用し、低速で軽い力で切削する。穴あけ後は、必ず穴の両側を点検する。穴の両側に バリ取り ツールか目の細かいヤスリでエッジをきれいにする。
結論
板金にカウンターシンク穴を開けるには、まず、ねじの直径に合った下穴を開ける。次に、正しい角度（最も一般的なのは82°） のカウンターシンクビットを使い、きれいな円錐形の凹 みをカットする。作業する金属の種類に応じて、適切なビット材質を選択する。ゆっくり作業し、軽く圧力をかけ、深さをこまめにチェックして、削り過ぎを防ぐ。
きれいで正確な皿穴のあるカスタム板金部品が必要ですか？私たちのチームがお手伝いします。 お問い合わせ 迅速な見積もりと専門家によるサポートをご利用ください。
ケビン・リー
レーザー切断、曲げ加工、溶接、表面処理技術を専門とし、板金加工において10年以上の実務経験があります。シェンゲンのテクニカルディレクターとして、複雑な製造上の課題を解決し、各プロジェクトにおける革新と品質の向上に尽力しています。
