ドリルビット

ドリルビットは、ドリルで材料を削って穴を開けるために使用される切削工具で、ほとんどの場合、断面は円形です。ドリルビットにはさまざまなサイズと形状があり、さまざまな材料にさまざまな種類の穴を開けることができます。穴を開けるために、ドリルビットは通常、ドリルに取り付けられ、ドリルの回転によって加工物を切断します。ドリルは、チャックでシャンクと呼ばれるビットの上端をつかみます。

ドリルには標準化されたドリルビットのサイズがあります。ドリルビットとタップの総合的なサイズ表には、メートル法とヤードポンド法のドリルと、必要なねじタップのサイズが記載されています。また、非円形の断面を持つ穴を開けることができる特殊なドリルビットもあります。^[1]

ドリルの形状にはいくつかの特性があります。

• ドリル ビットのスパイラル (またはねじれ率) によって、切りくずの除去率が制御されます。高速スパイラル(高ねじれ率または「コンパクト フルート」) ドリル ビットは、大量の切りくずの除去が必要な、低スピンドル速度での高送り速度アプリケーションで使用されます。低スパイラル (低ねじれ率または「細長いフルート」) ドリル ビットは、従来から高速切削が使用される切削アプリケーションで使用され、アルミニウムや銅などの材料がビットにこびりついたり、穴を詰まらせたりする傾向があります。
• 先端角、つまりビットの先端に形成される角度は、ビットが動作する材料によって決まります。より硬い材料にはより大きな先端角が必要であり、より柔らかい材料にはより鋭い角度が必要です。材料の硬度に対する適切な先端角は、ふらつき、チャタリング、穴の形状、および摩耗率に影響します。
• リップ角度は、切削材料の面とリップの側面の間の角度で、刃先へのサポートの量を決定します。リップ角度が大きいほど、リップ角度が小さいビットと同じポイント圧力でビットがより積極的に切削します。どちらの状況も、工具の固着、摩耗、そして最終的には壊滅的な故障を引き起こす可能性があります。リップクリアランスの適切な量は、ポイント角度によって決まります。ポイント角度が非常に鋭いと、一度に作業に接触するウェブ表面積が大きくなり、積極的なリップ角度が必要になります。一方、フラットビットは、刃先をサポートする表面積が小さいため、リップ角度の小さな変化に非常に敏感です。
• ビットの機能的な長さによって、穴をどれだけ深く掘れるかが決まり、またビットの剛性と穴の精度も決まります。長いビットはより深い穴を掘れますが、より柔軟であるため、穴の位置が不正確になったり、意図した軸から外れたりする可能性があります。ツイスト ドリル ビットは、スタブ長さまたはスクリュー マシン長さ (短い)、非常に一般的なジョバー長さ(中)、およびテーパー長さまたはロング シリーズ (長い) と呼ばれる標準の長さで利用できます。

消費者向けのドリル ビットのほとんどは、ストレート シャンクです。産業用の重作業用ドリルでは、テーパーシャンクのビットが使用されることがあります。その他のシャンク タイプには、六角形や、さまざまな独自のクイック リリース システムがあります。

ドリル ビットの直径と長さの比率は、通常 1:1 から 1:10 の間です。これよりはるかに高い比率も可能です (例: 「航空機長」ツイスト ビット、加圧オイル ガンドリル ビットなど)。ただし、比率が高くなるほど、優れた作業を行うための技術的な課題が大きくなります。

使用する最適な形状は、穴あけする材料の特性によって異なります。次の表は、一般的に穴あけされる材料に推奨される形状を示しています。

ドリルビットには、必要な用途に応じてさまざまな材料が使用されています。炭化物などの多くの硬質材料は鋼よりもはるかに脆く、特にドリルがワークピースに対して一定の角度で保持されていない場合、つまり手で保持されている場合、破損しやすくなります。

• 柔らかい低炭素鋼ビットは安価ですが、刃持ちが悪く、頻繁に研ぐ必要があります。木材の穴あけにのみ使用されます。針葉樹ではなく広葉樹で作業すると、寿命が著しく短くなることがあります。
• 高炭素鋼製のビットは、材料の硬化と焼き戻しによってもたらされる特性により、低炭素鋼製のビットよりも耐久性に優れています。ビットが過熱すると（たとえば、掘削中の摩擦熱によって）、焼き戻しが失われ、刃先が柔らかくなります。これらのビットは、木材にも金属にも使用できます。
• 高速度鋼(HSS) は工具鋼の一種です。HSS ビットは硬く、高炭素鋼よりも耐熱性に優れています。HSS ビットは炭素鋼ビットよりも高速で金属、硬材、その他ほとんどの材料を穴あけするのに使用でき、炭素鋼に取って代わることが多くなりました。
• コバルト鋼 合金は、コバルト含有量の多い高速度鋼のバリエーションです。高温度でも硬度を保ち、ステンレス鋼やその他の硬い材料の穴あけに使用されます。コバルト鋼の主な欠点は、標準的な HSS よりも脆いことです。

• タングステン カーバイドやその他のカーバイドは非常に硬く、事実上すべての材料を穴あけでき、他のビットよりも刃先が長持ちします。この材料は高価で、鋼よりもはるかに脆いため、主にドリル ビットの先端に使用されます。ドリル ビットの先端は、硬さの低い金属でできたビットの先端に固定またはろう付けされた硬質材料の小片です。ただし、ジョブ ショップではソリッド カーバイド ビットの使用が一般的になりつつあります。非常に小さいサイズではカーバイド チップを取り付けるのは困難です。一部の業界、特にプリント基板製造業界では、直径 1 mm 未満の穴を多数必要とするため、ソリッド カーバイド ビットが使用されます。
• 多結晶ダイヤモンド(PCD) は、すべての工具材料の中で最も硬い材料の 1 つであり、そのため摩耗に対する耐性が非常に高いです。この材料は、通常約 0.5 mm (0.020 インチ) の厚さのダイヤモンド粒子の層で構成され、焼結された塊としてタングステン カーバイド サポートに接着されています。この材料を使用してビットを製造するには、刃先を形成するために工具の先端に小さなセグメントをろう付けするか、タングステン カーバイドの「ニブ」の鉱脈に PCD を焼結します。ニブは後でカーバイド シャフトにろう付けできます。その後、小さな「セグメント」でろう付けが失敗するような複雑な形状に研磨できます。PCD ビットは、自動車、航空宇宙、その他の業界で、研磨性アルミニウム合金、炭素繊維強化プラスチック、その他の研磨材料を穴あけするために、また摩耗したビットの交換や研磨のために機械を停止すると非常にコストがかかる用途で使用されます。 PCD は、PCD 内の炭素と金属内の鉄との反応により過度の摩耗が生じるため、鉄金属には使用されません。

• 黒色酸化物は安価な黒色コーティングです。黒色酸化物コーティングは耐熱性、潤滑性、耐腐食性を提供します。このコーティングにより、ハイスビットの寿命が延びます。
• 窒化チタン(TiN) は非常に硬い金属材料で、高速度鋼ビット (通常はツイストビット) のコーティングに使用でき、切削寿命を 3 倍以上に延ばすことができます。研磨後でも、コーティングの先端により切削性と寿命が向上します。
• チタンアルミニウム窒化物(TiAlN) は、工具寿命を 5 倍以上に延ばすことができる同様のコーティングです。
• チタンカーボン窒化物 (TiCN) も TiN よりも優れたコーティングです。
• ダイヤモンド粉末は研磨剤として使用され、タイル、石材、その他の非常に硬い材料を切断する際に最もよく使用されます。摩擦によって大量の熱が発生するため、ダイヤモンドコーティングされたビットは、ビットやワークピースの損傷を防ぐために水冷する必要があることがよくあります。
• 窒化ジルコニウムは、Craftsmanブランドの一部のツールのドリルビットのコーティングとして使用されてきました。
• Al-クロムシリコン窒化物（AlCrSi / Ti）Nは、化学蒸着技術を使用して開発された交互ナノ層で作られた多層コーティングであり、炭素繊維強化ポリマー（CFRP）およびCFRP-Tiスタックの穴あけに使用されます。（AlCrSi / Ti）Nは超硬質セラミックコーティングであり、他のコーティングされたドリルやコーティングされていないドリルよりも優れた性能を発揮します。^{[3] [4]}
• BAMコーティングはホウ素-アルミニウム-マグネシウムBAlMgB14で、複合穴あけにも使用される超硬質セラミックコーティングです。^{[3] [5]}

汎用ドリルビットは、木材、金属、プラスチック、その他ほとんどの材料に使用できます。

ツイストドリルビットは、現在最も多く生産されているタイプです。このドリルビットは、らせん状の溝が付いた円筒形のシャフトの先端に切削点があり、溝がアルキメデスのねじのように機能して、穴から 切りくずを持ち上げます。

現代のツイストドリルビットは、1860年にジョセフ・ウィットワース卿によって発明されました。後にマサチューセッツ州イーストブリッジウォーターのスティーブン・A・モースがツイストのピッチの実験を行い、改良されました。^{[6] [7] [8]}元々の製造方法は、丸棒の反対側に2つの溝を切り、次に棒をねじって（工具の名前の由来）、らせん状の溝を作るというものでした。今日では、ドリルビットは通常、ヘリカルギアを切るのと同じ方法で溝を切るために、棒を回転させながら研削ホイールを通過させることによって作られます。

ツイストドリルビットの直径は0.002～3.5インチ（0.051～88.900 mm）^[9]で、長さは最大25.5インチ（650 mm）になります。^[10]

刃先の形状と研ぎ方は、ビットの性能にとって非常に重要です。鈍くなった小さなビットは、正しく研ぐのが難しく、交換も安価であるため、廃棄されることがよくあります。大きなビットには、特別な研削ジグが利用できます。ツイストドリルビットの切削面を研いだり、再形成したりして、特定の材料に対してビットを最適化するための 特別なツールグラインダーが利用できます。

メーカーは、特定の機械や特定の切削材料に合わせて、形状や使用する材料を変えたツイストドリルビットの特別バージョンを製造できます。ツイストドリルビットは、最も幅広い工具材料から選択できます。ただし、工業用ユーザーの場合も、ほとんどの穴は標準の高速度鋼ビットで掘削されます。

最も一般的なツイストドリルビット（一般的な金物店で販売）の先端角度は 118 度で、木材、金属、プラスチック、その他ほとんどの材料に使用できますが、各材料に最適な角度を使用した場合ほど優れた性能は発揮しません。ほとんどの材料では、ドリルビットが迷ったり食い込んだりすることはありません。

90 度などのより急な角度は、非常に柔らかいプラスチックやその他の材料に適していますが、硬い材料では急速に摩耗します。このようなビットは一般に自動始動式で、非常に速く切断できます。150 度などのより浅い角度は、鋼鉄やその他のより硬い材料の穴あけに適しています。このタイプのビットにはスターター ホールが必要ですが、適切な送り速度が使用されている限り、固着したり早期摩耗したりすることはありません。

先端角のないドリルビットは、止まり穴や平底穴が必要な場合に使用されます。これらのビットはリップ角の変化に非常に敏感で、わずかな変化でもドリルビットの切削速度が不適切になり、早期摩耗の原因となります。

ロングシリーズのドリルビットは、通常よりも長いツイストドリルビットです。ただし、溝から切りくずを取り除き、ビットの破損を防ぐために頻繁に引き抜く必要があるため、日常的に深い穴をあけるのに最適なツールではありません。代わりに、ガンドリル(スルークーラントドリル) ビットが深い穴の掘削に適しています。

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  ツイストドリルビットの刃先
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  モールステーパーシャンク付きツイストドリルビット
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  11 ⁄ 32 インチ (8.7313 mm) ドリルビット - ロングシリーズ モールス、プレーン モールス、ジョバー

ステップドリルビットは、先端が異なる直径に研磨されたドリルビットです。研磨された直径と元の直径の間の遷移は、カウンターボアを形成するために直線になり、カウンターシンクを形成するために角度が付けられます。このスタイルの利点は、両方の直径が同じフルート特性を持っていることです。これにより、アルミニウムなどの柔らかい材料をドリルで穴あけするときにビットが詰まるのを防ぎます。対照的に、スリップオンカラー付きのドリルビットには同じ利点はありません。これらのビットのほとんどは、各アプリケーション用にカスタムメイドされているため、より高価になります。^[11]

ユニビット（ステップドリルビットとも呼ばれる）は、階段状の形状をしたほぼ円錐形のビットです。[ 11 ]その^設計により、1つのビットで幅広いサイズの穴あけが可能です。一部のビットは先端が尖っており、自動的に穴が開きます。大型のビットは先端が鈍く、穴を広げるために使用されます。

ユニビットは、金属板^[11]や一般建築によく使用されます。1本のドリルビットでカウンタートップに必要なすべての穴を開けることができるため、備品の設置が迅速化されます。ユニビットは、合板、パーティクルボード、乾式壁、アクリル、ラミネートなどの柔らかい素材によく使用されます。非常に薄い金属板にも使用できますが、金属はビットの摩耗や鈍化が早まる傾向があります。

ユニビットは、薄い鋼、アルミニウム、またはプラスチックのボックスやシャーシを扱う電気工事に最適です。ユニビットの長さが短く、仕上げ穴の直径を変更できることは、シャーシやフロント パネルの作業で有利です。仕上げ穴は、特にプラスチックの場合、非常に滑らかでバリのない仕上がりになることがよくあります。

ユニビットのもう 1 つの用途は、他のビットによって残された穴のバリ取りです。次のステップ サイズへの急激な増加により、刃先がワークピースの入口面からバリを削り取ることができます。ただし、ストレート フルートは切りくずの排出が悪く、高速で回転するスパイラル ツイスト ドリル ビットよりも、穴の出口側にバリが形成される可能性があります。

ユニビットはハリー・C・オークスによって発明され、1973年に特許を取得しました^{。[12] 1980年代に特許が切れるまでユニビット社のみが販売し、その後他社も販売しました。ユニビットは}アーウィン・インダストリアル・ツールズの商標です。

段付きドリルはハリー C. オークスによって発明されたと言われていますが、実際にはジョージ ゴッドボールドによって考案され、1960 年代にロンドンのワンズワースにあるブラッドリー エンジニアリングによって初めて製造され、ブラッドラッドと名付けられました。特許がホールズ リミテッド イギリスに売却されるまで、この名前で販売され、現在も製造されています。

ホールソーは、開いた端に鋸歯が付いた短い開いた円筒形をしており、薄い材料に比較的大きな穴を開けるために使用されます。穴の内部にある材料をすべて除去する多くのドリルとは異なり、ホールソーは穴の端からのみ材料を除去し、材料の円盤をそのまま切り出します。木材、金属板、その他の材料に大きな穴を開けるのに使用できます。

センタードリルビットは、スロコムドリルビットとも呼ばれ、金属加工で、より大きなサイズのドリルビットの開始穴を開けたり、旋盤センターを取り付けるための円錐形のくぼみをワークピースの端に作ったりするのに使用されます。どちらの用途でも、ビットは穴の中心を確立するか、旋盤センター用の円錐形の穴を開けるかのいずれかであるため、名前は適切に思われます。ただし、センタードリルビットの真の目的は後者のタスクであり、前者のタスクはスポッティングドリルビットで最もよく行われます(詳細は以下で説明します)。それでも、用語とツールの用途が一緒に使用されることが多いため、サプライヤーは、注文されている製品が明確にわかるように、センタードリルビットをドリルとカウンターシンクの組み合わせと呼ぶ場合があります。これらには、00 から 10 (最小から最大) の番号が付けられています。

センタードリルビットは、「センター間」製造プロセス (通常は旋盤または円筒研削盤作業) 用の円錐形の穴を作成するためのものです。つまり、センター (ライブ、デッド、または駆動) が軸を中心に部品を配置するための場所を提供します。センター間で加工されたワークピースは、1 つのプロセス (おそらく旋盤での旋削) から安全に除去し、フィーチャの同軸度の損失が無視できる程度で後のプロセス (おそらく研削操作) にセットアップできます (通常、全インジケータ読み取り値(TIR) は 0.002 インチ (0.05 mm) 未満で、条件が適切であれば円筒研削操作では TIR < 0.0001 インチ (0.003 mm) が維持されます)。

従来のツイストドリルビットは、未処理の表面で作業を開始すると、方向が定まらない傾向があります。ビットがコースから外れると、中心に戻すのは困難です。センタードリルビットは短いため、掘削開始時に方向が定まらない傾向が少なく、適切な開始点となることがよくあります。

上記はセンタードリルビットの一般的な使用方法ですが、技術的には誤った方法であり、製造用途では考慮しないでください。従来のドリル穴（高速度鋼（HSS）ツイストドリルビットで開けた穴）の掘削を開始する正しいツールは、スポッティングドリルビット（米国ではスポットドリルビットと呼ばれます）です。スポッティングドリルビットの内角は、従来のドリルビットと同じかそれよりも大きくする必要があります。そうすることで、ドリルビットの角に過度のストレスがかからず、ビットの早期故障や穴の品質低下を防ぐことができます。

最近のソリッドカーバイドビットのほとんどは、スポットドリルビットやセンタードリルビットと一緒に使用すべきではありません。ソリッドカーバイドビットは、独自に穴を開けるために特別に設計されているからです。通常、スポットドリルはソリッドカーバイドビットの早期故障や穴の品質低下を引き起こします。ソリッドカーバイドドリルビットを使用する際に、スポットドリルビットやセンタードリルビットで穴を面取りする必要があると思われる場合は、穴を開けた後に面取りを行うのがベストプラクティスです。^[要出典]

手持ちドリルで穴あけをする場合、ビットの柔軟性が不正確さの主な原因ではなく、ユーザーの手が原因となります。したがって、このような作業では、パイロット穴を開ける前にセンター パンチを使用して穴の中心を見つけることがよくあります。

コアドリルビットという用語は、まったく異なる 2 つのツールに使用されます。

既存の穴を拡大するために使用されるビットは、コアドリルビットと呼ばれます。既存の穴は、鋳造のコアまたはスタンプ（打ち抜き）穴の結果である可能性があります。この名前は、鋳造コア（製品に不規則な穴を残す鋳造用の型に入れられた円筒）によって残された穴をドリルで開けるために最初に使用されたことに由来しています。このコアドリルビットは固体です。

これらのコアドリルビットは、切削点や穴を開ける手段がないため、リーマーと外観が似ています。3 または 4 本の溝があり、穴の仕上がりが向上し、ビットが均等に切削されます。コアドリルビットは、除去する材料の量においてリーマーとは異なります。リーマーは、穴をわずかに拡大することを目的としており、リーマーのサイズに応じて、0.1 ミリメートルから 1 ミリメートルまでの範囲になります。コアドリルビットは、穴のサイズを 2 倍にするために使用できます。

通常の 2 枚刃ツイストドリルビットを使用して、鋳造コアから生じた穴を拡大すると、きれいな結果は得られず、円形でなかったり、中心からずれたり、一般的に仕上がりが悪くなる可能性があります。また、2 枚刃ドリルビットは、製品に発生する可能性の ある突起 (フラッシュなど) をつかむ傾向があります。

中空の円筒形のビットは、環状の断面を持つ穴をあけ、内側の円筒形の材料 (「コア」) はそのまま残し、多くの場合は除去します。このビットは、コアドリルビットまたは環状カッターとも呼ばれます。他のドリルとは異なり、その目的は単に穴をあけることではなく、コアを取り出すことです。ダイヤモンドコアドリルビットは、ワークピースに環状の穴をあけることを目的としています。同様の形状の大型ビットは地質学的な作業に使用され、堆積物または氷に深い穴をあけ、直径数センチメートルの材料のコアがそのまま含まれたドリルビットを取り出し、地層の調査を行います。

皿穴とは、製造物に開けられた円錐形の穴のことです。皿穴ビット (単に皿穴と呼ばれることもあります) は、このような穴を開けるために使用されるカッターです。一般的な用途は、皿穴と正確に一致する形状のボルトまたはネジの頭を、周囲の材料の表面と同じ高さかそれより下に配置できるようにすることです。(比較すると、カウンターボアは、六角頭のキャップスクリューで使用できる平底の穴を作ります。) 皿穴は、ドリルまたはタッピング操作で残ったバリを取り除くのにも使用できます。

中～大径の穴（直径約3 ⁄ 4～4 インチまたは 19～102 mm）の深穴掘削にほぼ限定して使用されます。エジェクタ ドリル ビットは、先端に特別に設計された超硬カッターを使用します。ビット本体は、基本的にチューブ内のチューブです。洗浄水は 2 つのチューブの間を流れます。チップの除去はビットの中心を通って行われます。

ガンドリルは、ドリルの中空本体を通して切削面に切削液（圧縮空気または適切な液体）を注入できる直線溝付きドリルです。

インデックス可能なドリルビットは、主にCNCやその他の高精度または製造装置で使用され、直径と長さあたりのコストが最も高い、最も高価なタイプのドリルビットです。インデックス可能な旋盤工具やフライスカッターと同様に、交換可能な超硬またはセラミックインサートを切削面として使用して、ツールグラインダーの必要性を軽減します。1 つのインサートが切削の外側の半径を担当し、もう 1 つのインサートが内側の半径を担当します。ポイントの変形は摩耗の少ないタスクであるため、ツール自体が処理します。シャンクは消耗品ではないため、ビットは平均的なドリルビットよりもはるかに摩耗に対して硬化およびコーティングされています。ほぼすべてのインデックス可能なドリルビットには、頻繁な使用でもツールの寿命を延ばすために複数のクーラントチャネルがあります。また、ストレートフルート、高速スパイラル、マルチフルート、さまざまな切削面形状など、奇妙な構成ですぐに利用できます。

通常、インデックス可能なドリルビットは、ビット直径の約 5 倍以下の深さの穴に使用されます。非常に高い軸方向負荷に耐えることができ、非常に高速に切断できます。

左利きビットはほとんどの場合ツイストビットで、主に反復エンジニアリング業界でスクリューマシンやドリルヘッドに使用されます。左利きのドリルビットを使用すると、スピンドルを反転できない場合や、マシンの設計上、左利きで稼働させる方が効率的である場合でも、加工作業を続行できます。より汎用性の高い CNC マシンの使用が増えたため、加工作業に専用のマシンが必要だった頃と比べて、左利きの CNC マシンの使用は一般的ではなくなりました。

スクリュー エクストラクターは、基本的には特殊な形状の左利き用ビットで、一般的な右利き用ネジを取り外すために使用されます。右利き用ネジの頭が壊れていたり、損傷がひどくドライバーの先端がかみ合わず、ドライバーが使用できないようなネジを取り外すために使用します。エクストラクターを損傷した頭に押し当てて反時計回りに回転させると、損傷した頭に引っかかってネジが反時計回りに回転し、ネジが緩みます。穴の奥深くで折れたネジの場合、エクストラクター セットには適切な直径の左利き用ドリル ビットが含まれていることが多く、ネジに左方向につかみ穴を開けて、折れた部分がそれ以上締め付けられるのを防ぎます。

金属用のスペードドリルビットは、ツールホルダーとインサートと呼ばれる挿入可能な先端を備えた2つの部分からなるビットです。インサートのサイズは、7 ⁄ 16～2.5インチ（11～64 mm）の範囲です。通常、ツールホルダーには冷却液の通路があります。^[13]ビット直径の約10倍の深さまで切削できます。このタイプのドリルビットは、段付き穴を開けるのにも使用できます。

ストレート フルート ドリル ビットには、ツイスト ドリル ビットのようならせん状のねじれがありません。材料に食い込んだり、材料をつかんだりする傾向が少ないため、 銅や真鍮をドリルで穴を開けるときに使用されます。

トレパンは、BTA ドリル ビット (Boring and Trepanning Association にちなんで) とも呼ばれ、環状部分を切断して中心コアを残すドリル ビットです。トレパンには通常、複数のカーバイド インサートが付いており、切削チップを冷却して穴から切り屑を洗い流すために水を使用します。トレパンは、大口径および深穴を切断するのによく使用されます。一般的なビットの直径は 6 ～ 14 インチ (150 ～ 360 mm)、穴の深さは 12 インチ (300 mm) から 71 フィート (22 m) までです。

ブラッドポイントドリルビット（リップアンドスパードリルビット、ダボドリルビットとも呼ばれる）は、木材の穴あけに最適化されたツイストドリルビットのバリエーションです。

従来のツイストドリルビットは、平らなワークピースに当てると、方向がずれる傾向があります。金属加工の場合、スポッティングドリルビットでパイロット穴を開けることで、この問題に対処します。木材の場合、ブラッドポイントドリルビットは別の解決策です。ドリルビットの中心には、ツイストドリルビットの真っ直ぐなノミではなく、鋭い先端と木材を切断するための 4 つの鋭い角が付いたスパーが付いています。穴あけ中、スパーの鋭い先端が柔らかい木材に押し込まれ、ドリルビットが一直線に保たれます。

金属は一般に等方性なので、普通のツイストドリルビットでも穴の端はきれいに切断されます。しかし、木材を木目に対して垂直にドリルで穴を開けると、長い木材繊維の束が発生します。これらの長い束は、穴の端できれいに切断されるのではなく、穴から引き抜かれる傾向があります。ブラッドポイントドリルビットは、刃先の外側の角が先にあるため、刃先の内側部分が穴の底から削り取られる前に、穴の周囲を切断します。最初に周囲を切断することで、リップは繊維を木材から乱雑に引き抜くのではなく、きれいに切断できる可能性を最大限に高めます。

ブラッドポイントドリルビットは、軟質プラスチックにも効果的です。従来のツイストドリルビットをハンドヘルドドリルで使用すると、ドリルの方向が操作中完全に維持されず、側面の摩擦と熱により穴の端が「汚れる」傾向があります。

金属の場合、ブラッドポイントドリルビットは、理想的にはドリルプレスを使用して、最も薄くて柔らかい金属板の穴あけのみに限定されます。ビットは、非常に高速な切削工具形状を備えています。ポイント角度がなく、大きなリップ角度（平らな切削エッジを考慮すると）と組み合わさって、比較的ポイント圧力が低い状態でエッジが非常に積極的に切削します。つまり、これらのビットは金属に固着する傾向があります。ワークピースが十分に薄い場合、ビットは金属を突き抜けてビットの断面形状を残す傾向があります。

ブラッドポイントドリルビットは通常、直径 3～16 mm (0.12～0.63 インチ) で利用できます。

スペードビットは木材の粗削りに使用されます。スペードビットは、ワークピースから出てくるときに裂け目を作る傾向があります。木工職人は、裂け目を避けるために、ワークピースの反対側から穴を仕上げます。スペードビットは平らで、センタリングポイントと 2 つのカッターが付いています。カッターには、穴をよりきれいにするために、多くの場合、拍車が付いています。スペードビットのシャンク径は、穿孔径に比べて小さいため、ドリルチャック内で滑り落ちないように、多くの場合、平らな部分が鍛造または研磨されています。一部のビットはシャンクが長く、平らな部分に小さな穴が開けられており、ベルハンガービットのように使用できます。高速使用を目的としており、電動ハンドドリルで使用されます。スペードビットは、「パドルビット」と呼ばれることもあります。

スペードドリルビットは通常、直径6～36mm、または1 ⁄ 4～1+1 ⁄ 2インチ。

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  スペードビット
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  小さなスペードビット

スプーンビットは、先端がスプーンのボウルのような形をした溝付きシャンクで構成され、その先端に刃が付いています。より一般的なタイプは、先端がわずかに尖ったガウジビットのようなものです。中心が動いたり動いたりしないので、穴を開けるのに役立ちます。これらのビットは、椅子職人が椅子の座面や肘掛けに穴を開けたり広げたりするのに使用します。そのデザインは古代のもので、ローマ時代にまで遡ります。スプーンビットはバイキングの遺跡でも発見されています。現代のスプーンビットは、手作業で鍛造された炭素鋼で作られ、慎重に熱処理され、その後、手作業で研磨されて細かい刃になっています。

スプーンビットは、ブレースで使用される従来の穴あけ工具です。いかなる種類の電動ドリルにも使用しないでください。通常のブレースビットや電動ドリルビットに比べて、スプーンビットの主な利点は、穴の角度を調整できることです。これは、椅子作りにおいて非常に重要です。なぜなら、すべての角度は通常、目測で決められるからです。もう 1 つの利点は、スプーンビットにはリード スクリューがないため、リード スクリューが反対側から覗くことなく、椅子の脚に穴を開けることができることです。

あらかじめ穴があけられた直線の穴をリーマ加工する場合、スプーン ビットを穴に挿入し、大工の支柱で時計回りに回転させて、希望のテーパーが達成されるようにします。無垢材に穴をあける場合、ビットは垂直の位置から始めます。「皿」が作られ、ビットが木材に「食い込み」始めたら、支柱を垂直から少し傾けることで、穴あけの角度を変更できます。方向を完全に制御し、その方向を自由に変更できるため、あらゆる木材に、あらゆる入射角で、正確かつきれいに、迅速に穴を開けることができます。

平行スプーンビットは、主にウィンザーチェアの座面に穴を開けて背もたれのスピンドルを取り付けたり、生木工作業で家具のフレームを組み立てる際に同様の丸いほぞ穴を開けたりするために使用されます。

スプーンビットは、刃先の内側をスリップストーンで研ぐことができますが、外側の刃先には決して触れないでください。

フォルスナービットは、1886年にベンジャミン・フォルスナーによって特許を取得しました。 ^[14]木目に正確で平底の穴をあけることができ、木片の端を切断したり、重なり合った穴をあけたりすることができます。このような用途では、手持ちの電動ドリルではなく、ドリルプレスや旋盤で使用されます。穴の底が平らなので、すでに接着されているベニア板に穴を開けて象嵌を追加するのに便利です。

ビットには、カット全体にわたってビットをガイドする中央のブラッド ポイントが含まれています (偶然にも、穴の平らな底が台無しになります)。周囲の円筒形のカッターは、穴の端にある木の繊維を切断し、ビットを材料に正確にガイドするのに役立ちます。フォルスナー ビットには、穴の底にある材料を削り取るための放射状の刃があります。画像に示されているビットには 2 つの放射状の刃がありますが、他のデザインにはもっと多くの刃がある場合があります。フォルスナー ビットには、穴から切りくずを取り除くメカニズムがないため、定期的に引き抜く必要があります。

鋸歯ビットも利用可能で、円筒に対してより多くの切断エッジが含まれています。これらはより速く切断しますが、より不規則な穴を作ります。端材に穴を開ける場合、Forstner ビットよりも優れています。

ビットは通常、直径 8～50 mm (0.3～2.0 インチ) のサイズで利用できます。鋸歯ビットは、直径 100 mm (4 インチ) まで利用できます。

もともと、フォルスナービットは、非常に滑らかな側面の穴を開けることができるため、銃器職人の間で非常に好評でした。^[要出典]

センタービットは、ハンドブレースを使用して木材に穴を開けるために最適化されており、さまざまなデザインが製造されています。

ビットの中心にはテーパー状のねじ山があります。ビットを回すと、このねじ山が木材にねじ込まれ、ビットが木材に引き込まれます。ビットをワークピースに押し込むための力は不要で、ビットを回すためのトルクだけが必要です。これは手工具用のビットに最適です。放射状の刃先は、ビットが 1 回転するごとに、中心のねじのピッチと同じ厚さの木片を切り取ります。ビットを穴から引き抜くには、木材ワークピースの雌ねじを剥がすか、ビットの回転を逆にする必要があります。

ビットの端には、ブラッドポイントドリルビットと同様に、木材の繊維を切断するための鋭い突起があります。放射状の刃先が穴の底から木材を削ります。このバージョンでは、穴からチップを除去するための螺旋がほとんどないか、まったくありません。チップを除去するために、ビットを定期的に引き抜く必要があります。

いくつかのバージョンには 2 つの拍車があります。また、2 つの放射状の切断刃があるバージョンもあります。

センタービットは、木材の端の木目をうまく切断できません。中央のネジは抜けやすく、木目に沿って木材を割ってしまう傾向があり、放射状のエッジは長い木材繊維を切断するのが困難です。

センタービットは比較的柔らかい鋼で作られており、ヤスリで研ぐことができます。

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  19 mm (3/4 インチ) のセンタービット。1950 年以前に製造された。
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  センタービット先端詳細

オーガビットの切削原理は、上記のセンタービットと同じです。オーガには、効果的なチップ除去のために長く深い螺旋状の溝が追加されています。

ハンドブレースでは、2 種類のオーガービットが一般的に使用されています。ジェニングスまたはジェニングス パターン ビットには、自動送りねじ式先端、2 つのスパー、および 2 つの放射状切断刃があります。このビットには、切断刃から始まり、ビットのシャンクまで数インチ伸びる二重溝があり、廃棄物の除去に使用されます。このパターンのビットは、19 世紀半ばにラッセル ジェニングスによって開発されました。

アーウィンまたはソリッド センター オーガー ビットも同様ですが、唯一の違いは、刃の 1 つに「痕跡溝」のみが付いており、この溝はシャンクから 1 ⁄ 2 インチ (13 mm) ほどしか伸びていないことです。もう1 つの溝は、廃棄物の除去のためにシャンクの全長にわたって伸びています。アーウィン ビットは、廃棄物の除去のためのスペースが大きく、強度が高く (ジェニング ビットと比較して溝内のセンター シャンクのサイズを大きくできるため)、製造コストが低い場合があります。このタイプのビットは 1884 年に発明され、その権利はチャールズ アーウィンに売却され、翌年、彼はこのパターンの特許を取得して販売しました。

両方のスタイルのオーガービットは、20 世紀初頭から中期にかけていくつかの企業によって製造され、現在でも厳選された供給元から新品が入手可能です。

ハンドブレース用オーガービットの直径は、通常、16分の1インチ単位でサイズを示す単一の数字で表されます。たとえば、#4 は 4/16 または 1/4 インチ (6 mm)、#6 は 6/16 または 3/8 インチ (9 mm)、#9 は 9/16 インチ (14 mm)、#16 は 16/16 または 1 インチ (25 mm) です。セットは通常、#4-16 または #4-10 ビットで構成されます。

写真のビットは、ポータブル電動工具用の最新設計で、1995 年頃に英国で製造されました。このビットには、1 つのスパー、1 つのラジアル刃、および 1 つのフルートがあります。同様のオーガー ビットは、直径 6 mm (3/16 インチ) から 30 mm (1 3/16 インチ) まで製造されています。最大 600 mm (2.0 フィート) の長さのオーガーが利用可能で、切りくず除去機能は深い穴を掘る際に特に役立ちます。

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  木材用20 mm（0.79インチ）オーガービット
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  オーガービット先端詳細

ギムレットビットは非常に古い設計です。このビットは、手で木材に小さな穴を開けるための自己完結型ツールであるギムレットで使用されるものと同じスタイルです。1850 年頃から、ギムレットにはさまざまなカッターデザインがありましたが、オリジナルバージョンで製造されているものもあります。ギムレットビットは、木材に穴を開けるためのハンドブレースで使用することを目的としています。直径約 7 mm (0.28 インチ) 未満の穴をブレースで使用するための通常のビットスタイルです。

ギムレットビットの先端は先細りのネジのように機能し、ビットを木材に引き込み、木材の繊維を必ずしも切断することなく押しのけ始めます。切断動作はカッターの最も広い部分の側面で発生します。ほとんどのドリルビットは穴の底を切ります。ギムレットビットは穴の側面を切ります。

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  1950 年以前に作られた木材用ギムレットビット。
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  ギムレットビット先端詳細

ヒンジ シンカー ビットは、特定の用途向けのカスタム ドリル ビット設計の一例です。ヨーロッパのキッチン キャビネットの多くは、メラミン樹脂のベニヤをラミネートしたパーティクル ボードまたは中密度繊維板(MDF)で作られています。これらの圧縮木材ボードは強度があまり高くなく、突き合わせヒンジのネジが抜ける傾向があります。パーティクル ボードに開けた直径 35 mm (1.4 インチ) の穴の壁を支えとして使用する特殊なヒンジが開発されました。これは非常に一般的で、比較的成功している構築方法です。

ヒンジの取り付け穴はフォルスナービットで開けられますが、パーティクルボードやMDFは摩耗しやすい素材なので、鋼の刃先はすぐに摩耗してしまいます。タングステンカーバイドカッターが必要ですが、フォルスナービットの複雑な形状をカーバイドで製造するのは困難なので、よりシンプルな形状のこの特殊なドリルビットがよく使われます。このドリルビットは、鋼の本体にタングステンカーバイドの刃先がろう付けされており、中央のスパーがビットの迷走を防ぎます。

調整可能な木材用ビットは拡張木材用ビットとも呼ばれ、中央に小さなパイロットビットがあり、その上に調整可能なスライド式の刃が取り付けられています。通常、外側に 1 つの鋭い先端があり、カッターを所定の位置に固定するための止めねじが付いています。刃がビットの中央にある場合、開けられる穴は小さくなり、刃が外側にスライドすると、より大きな穴が開けられます。これにより、1 つのドリルビットでさまざまな穴を開けることができ、さまざまなサイズのビットの大きくて重いセットの代わりになるだけでなく、珍しいビット サイズも使用できます。通常、定規またはバーニヤ スケールが付いており、ビット サイズを正確に調整できます。

これらのビットは、ブレースやその他のハンドドリルで使用するために設計されたオーガービットやブレースビットに似たバージョン（右の写真）と、電動ドリル用の高速低トルクビットの両方で利用できます。刃先の形状は異なり、一方はねじ山を使用し、もう一方はパイロットにツイストビットを使用していますが、調整方法は同じです。

ダイヤモンド石工用モルタルビットは、ルーターとドリルビットの組み合わせとして機能するように設計されたハイブリッドドリルビットです。このビットは鋼鉄製のシェルで構成されており、ダイヤモンドは刃先に取り付けられた金属セグメントに埋め込まれています。これらのドリルビットは比較的低速で使用されます。

ここで紹介する石工用ビットは、ツイストドリルビットの一種です。工具の大部分は比較的柔らかい鋼で、研磨ではなくフライス盤で加工されています。タングステンカーバイドのインサートが鋼にろう付けされ、刃先を形成しています。

石工用ビットは、通常、ハンマードリルと一緒に使用されます。ハンマードリルは、回転しながらビットを穴あけする材料に打ち込みます。打ち込むことでドリルビットの先端の石工が砕かれ、回転する溝が粉塵を運び去ります。また、ビットを回転させると、ハンマーで打つたびに、刃先が穴の底の新しい部分に当たります。ハンマードリルビットは、SDSタイプなどの特殊なシャンク形状を使用することが多く、これにより、重いチャック全体がハンマー動作を実行することなく、ハンマーで打つときにビットがチャック内でスライドします。

図に示すような石工ビットは、直径 3 mm から 40 mm のものが一般的に販売されています。直径が大きい場合は、コア ビットを使用します。長さ 1,000 mm (39 インチ) までの石工ビットは、携帯型電動工具で使用でき、既存の建物に配線や配管を設置する場合に非常に効果的です。

あ星型ドリルビットは、外観と機能が穴あけポンチやノミに似ており、ハンマーと組み合わせて手動ドリルとして使用され石材や石材に穴を開けます。星型ドリルビットの刃先は、中央で結合された複数の刃で構成され、星型パターンを形成します。

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  25×500 mm SDSプラス石工ビット
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  石工ビットチップ
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  4つの超硬カッターを備えた鉄筋耐性ビット
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  スタードリル

ガラスビットにはスペード型のカーバイドポイントがあります。高温を発生し、寿命が非常に短いです。穴あけは通常、ビットのサイズを大きくしながら低速で行います。ダイヤモンドドリルビットもガラスに穴を開けるのに使用でき、寿命がはるかに長くなります。

セラミックドリルビットは、浴室設備の設置など、施釉および施釉なしのセラミックタイルに穴を開けるために作られています。

スルーホール部品を備えた電子機器で使用されるプリント基板(PCB)には、直径約 1 mm 以下の小さめの穴を多数開ける必要があります。ほとんどの PCB は、非常に摩耗性の高いグラスファイバーで作られており、ほとんどの基板に数百または数千の穴があるため、特にスチールビットはすぐに摩耗します。この問題を解決するために、ほとんどの場合、ボードをすばやくドリルで穴を開けることができ、寿命も適度に長い、ソリッドタングステンカーバイドツイストビットが使用されます。カーバイド PCB ビットは、高速スチールビットよりも 10 倍以上長持ちすると推定されています。ダイヤモンドビットまたはダイヤモンドコーティングビットが使用されることもあります。

業界では、事実上すべての掘削作業は自動機械によって行われ、ビットは摩耗すると機器によって自動的に交換されることが多く、これは超硬ビットであっても継続的に使用すると長持ちしないためです。直径の狭い PCB ビットは、通常、チャックではなくコレットに取り付けられ、標準サイズのシャンクが付属しており、機器によって自動的にチャックされるたびに正確な深さに設定するためのストッパーが事前に取り付けられていることがよくあります。

非常に高い回転速度 (30,000 ～ 100,000 RPM、またはそれ以上) が使用されるため、非常に小さな直径の切削チップの直線速度はかなり速くなります。高速、小さな直径、および材料の脆さにより、ビットは破損しやすくなり、特にビットとワークピースの角度が少しでも変化したり、ビットが物体に接触したりすると破損しやすくなります。手作業による穴あけは実用的ではなく、大型ビット用に設計された多くの汎用ドリル マシンは回転が遅すぎ、ガタつきが大きすぎるため、カーバイド ビットを効果的に使用できません。

再研磨され入手しやすい PCB ドリルは、これまで多くの試作および自宅の PCB ラボで、硬いドリル プレス ジグで小径ビット用の高速回転工具 (Dremel の Moto-Tool など) を使用して使用されてきました。他の材料に使用する場合、ビットのすくい角と 1 回転あたりの予想送り量は、ファイバーグラス PCB 基板での高速自動使用に最適化されているため、これらの小さなビットは、同等の切断速度と切断に対する材料の抵抗 (硬度) を評価する必要があります。

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  2 つのPCBドリル ビット。
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  #76 (0.02 インチまたは 0.51 mm) PCBドリル ビットの箱。

インストーラービットは、ベルハンガービットまたはフィッシングビットとも呼ばれ、携帯可能な電動工具で使用するツイストドリルビットの一種です。インストーラービットの主な特徴は、先端近くのビットのウェブに横穴が開けられていることです。ビットが壁に貫通したら、穴にワイヤーを通し、ビットを引き戻すと、ワイヤーも一緒に引っ張られます。次に、ワイヤーを使用してケーブルまたはパイプを壁から引き戻すことができます。これは、壁に大きな空洞があり、フィッシュテープを通すのが難しい場合に特に便利です。インストーラービットの中には、シャンク端にも横穴が開けられているものもあります。穴を開けたら、シャンク端にワイヤーを通し、ビットをチャックから外して、開けた穴から前方に引き抜くことができます。これらのビットはセメント、ブロック、レンガ用に作られており、木材への穴あけには適していません。ニューヨーク州ブルックリンのシンクレア・スミスは、この発明に対して 1898 年 1 月 25 日に 米国特許 597,750 を取得しました。

インストーラー ビットは、木材、石材、金属の穴あけ用にさまざまな材質とスタイルで提供されています。

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  3 ⁄ 8インチ × 18 インチ (9.5 mm ×  457.2 mm) インストーラービット
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  インストーラー ビットのクローズアップ。写真の中央の溝に釣り穴が見えます。

インストーラービットとも呼ばれる別のビットには、非常に長いフレキシブルシャフト（通常は最長 72 インチ (1.8 m)）があり、先端に小さなツイストビットが付いています。シャフトは硬化鋼ではなくバネ鋼で作られているため、ドリル中に曲げても壊れません。これにより、壁の内側でビットを曲げることができ、たとえば、壁から材料を取り除かずに照明スイッチボックスのスタッドをドリルで貫通できます。これらのビットには通常、ビットを狙って曲げて目的の位置と角度に到達させるための特別なツールセットが付属していますが、オペレーターがドリルで穴を開けている場所を確認するという問題は依然として残ります。

この柔軟なインストーラー ビットは米国で使用されていますが、ヨーロッパでは通常利用できないようです。

さまざまな形状のシャンクが使用されます。使用するチャックに最も適したシャンクもあれば、シャンクとチャックの特定の組み合わせによって、より高いトルク、より高いセンタリング精度、効率的なハンマー動作など、パフォーマンス上の利点が得られる場合もあります。

• ドリルとタップのサイズ表
• ドリルビットシャンク
• ドリルビットのサイズ
• ドリルロッド
• エンドミル

• オバーグ、エリック; ジョーンズ、フランクリン D.; ホートン、ホルブルック L.; リフェル、ヘンリー H. (2000)、『機械ハンドブック』（第 26 版）、ニューヨーク：インダストリアル プレス社、ISBN 0-8311-2635-3。

• 命名法