スポットフェイスと深座ぐりの違い：用途と選定ガイド

図面では、座ぐり記号に略号「SF」を組み合わせ、浅い座面加工のみが必要であることを示す場合があります。適用する製図規格に従って指示してください。

穴をあけるだけでは、締結部品を適切に取り付けられない場合があります。特に鋳物や粗加工部品では、穴の周囲に凹凸があることがあります。また、ねじ頭部を部品表面より低い位置に収める必要がある場合もあります。そのような場合、穴の周囲にスポットフェイスや深座ぐりを加工し、必要な座面を形成します。

スポットフェイスは、粗面、曲面、鋳物、鍛造品などから少量の材料を除去し、平坦な座面を形成します。一方、深座ぐりは、より深い円筒状のくぼみを加工し、六角穴付きボルトなどの頭部を部品内に収めます。

いずれも穴の周囲に加工する形状ですが、目的とする組立要件は異なります。

本記事では、次の内容を解説します。

• スポットフェイスと深座ぐりの違い
• CNC加工における加工方法
• それぞれの代表的な用途
• 設計に適した形状の選び方
• 製作図面、記号、寸法指示
• 実務での設計・製造上の注意点

スポットフェイスと深座ぐりとは？

スポットフェイスと深座ぐりの比較（出典：Fundamentals of Machine Tools）

穴は、完成形状の一部にすぎません。座金、ボルト頭部、ナットに平坦な接触面が必要な場合は、穴の周囲にスポットフェイスを加工します。ねじ頭部を上面より低く収める必要がある場合は、深座ぐりを設けます。穴径が同じでも、周囲の加工形状は組立要件に応じて変わります。

スポットフェイスとは？

スポットフェイスを設けた穴

スポットフェイスは、穴の周囲に浅く加工した平坦面です。ボルト頭部、ナット、座金、スペーサー、その他の相手部品のために、平坦な座面を確保することを目的とします。

鋳物、鍛造品、溶接部品では、そのまま締結するには表面の平坦さが不足する場合があり、スポットフェイスが広く用いられます。部品の面全体ではなく、穴の周囲の小さな円形領域だけを加工するため、加工量を抑えながら適切な座面を確保できます。

深座ぐりとは？

深座ぐりの穴径（出典：Engineering Essentials）

深座ぐりは、穴の入口側に加工する円筒状のくぼみです。径と深さは、締結部品の頭部径・高さ、および必要なクリアランスに合わせて設定します。

六角穴付きボルトの頭部を表面から突出させず、くぼみの中に収めたい場合に広く用いられます。また、締結部の上を別の部品が通過するなど、組立上、表面を平坦に保つ必要がある場合にも使用されます。

これらの穴周辺形状が必要な理由

機械設計で用いられる穴の種類（出典：MinHe）

穴は締結部品の位置を定めますが、組立では穴の周囲の面も重要です。鋳肌、鍛造面、凹凸のある表面に対して、ボルト頭部、座金、ナットを平坦な面で支持する必要がある場合、スポットフェイスを設けます。

ねじ頭部を部品表面から突出させられない場合は、深座ぐりを選びます。頭部をくぼみ内に収めることで、相手部品、カバー、ガイドプレートなどの取り付けや動作を妨げない外面を確保できます。

スポットフェイスと深座ぐりの主な違い

図面上では似た形状に見えても、スポットフェイスと深座ぐりは異なる加工要件に対応します。違いは深さだけではありません。材料除去量、締結部品の位置、加工方法にも影響します。

比較表

形状と深さ

スポットフェイスは、平坦な接触面を得るために必要な分だけ浅く加工します。穴の周囲の部品形状は、ほぼそのまま維持されます。

深座ぐりは、材料内により深く加工し、円筒状のポケットを形成します。径と深さは、指定された締結部品に合わせて選定します。このくぼみが組立機能の一部となるため、通常は図面で両方の寸法を管理します。

締結部品の着座と座面

スポットフェイス：ボルト頭部、座金、スペーサー、ナットは、元の鋳肌や鍛造面ではなく、加工した面に直接着座します。座面のみを加工し、締結部品の頭部は部品表面より上に残ります。

深座ぐり：頭部は、部品表面より上ではなく、加工したくぼみ内に収まります。上面に突出部を残さない構成で、治具プレート、機械ベース、カバーなど、組立クリアランスが限られる部品に広く用いられます。

加工と代表的な用途

スポットフェイスは、主に次の部品に使用されます。

• 取付面が粗い鋳造品、鍛造品、溶接部品
• ボルト、座金、ナットのための平坦面が必要な部品
• 穴の周囲を浅く加工するだけでよい部品

深座ぐりは、主に次の部品に使用されます。

• 金属素材から削り出す精密加工部品
• 治具プレート、機械ベース、治工具部品、ハウジング
• 六角穴付きボルトの頭部を沈める組立品
• ねじ頭部を上面より低く収める必要がある部品

スポットフェイスを使用する場面

スポットフェイスの深さ（出典：Eng-Tips）

締結部品に平坦な座面が必要で、深いくぼみが不要な場合は、スポットフェイスを選びます。材料除去量を抑えながら、適切に組み立てられる座面を形成できます。

凹凸のある鋳造面・鍛造面

鋳造品や鍛造品にあけた穴の周囲は、凹凸によって締結部品が適切に着座しない場合があります。スポットフェイスは、他の面を残したまま穴の周囲だけを加工します。これにより、加工時間を抑えつつ平坦な座面を確保できます。

材料の厚さが限られる場合

深座ぐりを加工すると、残る肉厚が不足する部品があります。スポットフェイスなら、浅い加工で必要な座面を形成し、元の材料を多く残せます。材料除去量を抑える必要がある薄いフランジ、カバー、軽量部品などに使用されます。

平坦な座面の形成

締結部品は、ボルト頭部、座金、ナットの下の面を通して締付け荷重を伝えます。表面が粗い、または凹凸があると、締付け時の接触状態が不均一になります。スポットフェイスによって平滑で平坦な座面を形成すると、締結部品を均一に着座させられます。

深座ぐりを使用する場面

深座ぐり穴

締結部品の頭部を表面から突出させず、部品内に収める必要がある場合、深座ぐりを指定します。必要な深さと径は、締結部品の規格、クリアランス、利用可能な板厚に基づいて選定します。

六角穴付きボルトの頭部を沈める

六角穴付きボルトには、ISO 4762やASME B18.3などで定められた頭部径と高さを基に、必要なクリアランスを加えた深座ぐりを設けることがあります。

頭部を部品内に収めれば、表面からの突出をなくせます。この構成は、機械ベース、治具プレート、精密治工具で広く指定されます。

隣接する部品が締結部の上を通過する際にも、頭部の突出分のクリアランスを別途確保する必要がなくなります。

面一での部品組立

頭部が突出していると、組立図どおりに加工面同士を接触させられない場合があります。深座ぐりで頭部を上面より低い位置に収めると、カバー、取付プレート、相手部品を直接接触させられます。組立後の高さを増やしたくない場合に広く用いられます。

深い位置への頭部の配置

航空機用HSS座ぐり工具のシャンク（出典：Drill & Cutters）

厚い部品では、六角穴付きボルトの頭部を深い位置に収める必要がある場合があります。深座ぐりは、頭部を支持する座面を設けながら、ねじ穴で指定されたかみ合い長さを確保できる構成です。深い締結位置が必要な機械構造部品、治工具ブロック、設備フレームなどに使用されます。

実務における設計例

スポットフェイスと深座ぐりは、組立図、締結部品の仕様、部品形状に応じて選定します。ボルトと座金の組み合わせから、頭部を沈める六角穴付きボルトに変更する場合は、加工形状や図面指示の変更が必要になることがあります。次の例は、生産部品での代表的な適用方法を示します。

鋳造ハウジングのスポットフェイス例

鋳造製ギヤボックスのハウジングで、上部カバーをM12六角ボルトで固定する例を考えます。鋳造後の取付フランジに約0.5～1.5 mmの凹凸があり、そのままでは適切な着座ができません。フランジ全体を正面フライス加工する代わりに、各ボルト穴の周囲に直径24 mmのスポットフェイスを設けます。少量の材料除去で、座金を支持する平坦面を確保できます。座面径は、実際に使用する座金の寸法も確認して決定します。

六角穴付きボルト用の深座ぐり例

鋼製治具プレートを、ISO 4762のM8六角穴付きボルトで組み立てる例です。各通し穴に、直径13 mm、深さ8 mmの深座ぐりを設けると、頭部の呼び寸法に対して概ね面一となる構成です。ただし、頭部を確実に表面より低く収めるには、頭部寸法と加工深さの公差、座ぐり径のクリアランスを確認し、必要な余裕を加えます。これにより、CNC加工中にワークやクランプが締結部品と接触するのを防ぎ、治具上面のクリアランスを確保できます。

2つの設計案の比較

M10用の直径10.5 mmの通し穴を持つ、2枚の取付プレートを考えます。一方は標準の六角ボルトと座金を使用するため、平坦な座面を確保するためのスポットフェイス加工を設けます。原文の例では直径20 mmですが、実際の径は使用する座金の外径とクリアランスに合わせて決める必要があります。もう一方は、別の部品が上面を滑って移動するため、M10六角穴付きボルトの頭部を表面より低く収めます。この場合は、頭部に適合した深座ぐりを図面で指定します。穴径が同じでも、組立要件によって周囲の加工方法は変わります。

スポットフェイスと深座ぐりの加工方法

スポットフェイスや深座ぐりは、通常、穴を仕上げ径まで加工した後に設けます。工具、加工順序、検査方法は、図面に指定された形状によって選定します。

代表的な加工方法

スポットフェイスには、下穴で工具を案内できるパイロット付き座面加工用カッターが用いられます。深座ぐりには、パイロット付き座ぐりカッターが使用されます。CNC加工では、特に標準外の径に対応するため、フラットエンドミルも使用されます。

鋳造品や鍛造品は、立形マシニングセンタで加工することが多く、小規模な修理では汎用フライス盤が用いられる場合もあります。標準的な座ぐり寸法を選ぶと、既存の工具を使用しやすくなり、専用工具の必要性を抑えられます。

CNC加工の工程

穴の中心位置を基準にして、周囲の加工を行います。同じ段取りであれば、通常は同じ座標を使用できます。機械は指定された径の範囲だけを切削し、周囲の面は残します。スポットフェイスは材料除去量が少なく、短い工程で加工できることが多い一方、深座ぐりは大径、深い形状、硬い材料の場合、複数回の切削が必要になることがあります。

径・深さ・平面度の検査

座ぐり径は、選定した頭部を適切に収められるかに影響するため、測定します。加工深さも図面と照合し、特に頭部位置が指定された深座ぐりでは確実に確認します。底面は、外周だけの部分的な接触ではなく、頭部の座面が適切に支持される平坦さを確認します。バリは寸法測定と組立に影響するため、検査前に除去します。

設計指針

スポットフェイスと深座ぐりの寸法は、締結部品と確保できる材料厚さに基づき、図面で直接指定します。締結部品のサイズ、穴周囲の肉厚、組立後の機能を考慮して決めます。明確な図面指示は、加工条件の変更を減らし、後工程の組立不良を防ぎます。

締結部品に合わせて穴周辺形状を選ぶ

穴周辺の形状は、通常、締結部品と必要な頭部位置によって決まります。六角ボルトと座金には、平坦な座面を確保するスポットフェイスを用いることがあります。六角穴付きボルトの頭部を沈める場合は、頭部に適合する深座ぐりを設けます。選んだ締結方式と形状を一致させることが重要です。

機能に必要な寸法を指定する

図面の寸法は、推定値ではなく、実際の締結部品に基づいて設定します。ISO 4762、DIN 912、ASME B18.3などの締結部品規格で頭部寸法を確認し、座ぐり寸法は必要なクリアランスと公差を加えて決めます。スポットフェイスの径は、頭部や座金の座面全体を支持できるよう、接触領域より大きく設定します。

十分な座面を確保する

締付け時に、座面が締結部品を十分に支持する必要があります。スポットフェイス径が小さすぎると、座金や頭部の一部が加工面からはみ出します。一方、過大な深座ぐりは、組立上の利点がないまま材料除去量を増やします。穴周囲の肉厚を残しつつ、必要な接触面積を確保してください。

製図規格に従う

製作図面では、規格に従った記号、寸法、公差でスポットフェイスや深座ぐりを示し、関係部門で解釈を統一します。ASME Y14.5やISO 1101など、適用する寸法・幾何公差の規格を確認し、締結部品規格に定められた頭部寸法と必要なクリアランスに基づいて座ぐりを設計します。これにより、締結部品との適合性を確保し、加工後の検査も明確にできます。

よくある設計上の誤り

穴周辺の形状が、締結部品、材料厚さ、周囲の形状に適合していない問題は、図面レビューで見つかることが多くあります。加工前に図面の修正が必要になる場合があります。

スポットフェイスと深座ぐりの混同

頭部を沈める必要がある六角穴付きボルトに、スポットフェイスだけを指定すると、頭部が表面から突出します。反対に、頭部を沈める必要のない六角ボルトに深座ぐりを設けると、組立機能に寄与せず加工時間だけが増える場合があります。

不十分な図面指示

座ぐり径だけが記載され、深さが抜けている図面や、深さはあるものの締結部品の規格が不明な図面があります。ISO 4762とDIN 7984では、同じM8でも頭部高さが異なります。必要な径、深さ、対応する部品仕様が不明だと、適切な形状を判断できません。

過大な加工深さ

深座ぐりが深すぎると、特に薄いカバーや取付プレートで、底部に残る肉厚が不足します。現在の部品厚さを確認せず、別の図面から深さを流用すると生じやすい問題です。加工前の図面レビューで、残りの肉厚を確認してください。

適合しない締結部品の選定

深座ぐりは、選定した締結部品の寸法に合わせて加工します。図面完成後に、標準的な六角穴付きボルトから低頭タイプに変更すると、既存の座ぐりが大きすぎる、または深すぎる場合があります。生産前に、締結部品の仕様と座ぐり寸法を併せて確認します。

スポットフェイスと深座ぐりの選び方

最終的な選択は、締結部品、部品形状、組立図の要求事項によって決まります。平坦な座面だけが必要なら、通常はスポットフェイスで十分です。頭部を部品内に収める必要があるなら、深座ぐりを選びます。

選定チェックリスト

スポットフェイスと深座ぐりに関するよくある質問

スポットフェイスと深座ぐりの比較：まとめ

スポットフェイスと深座ぐりは、異なる組立要件に対応します。スポットフェイスは、凹凸のある表面で締結部品の着座を改善します。深座ぐりは、表面のクリアランスが必要な場合に、頭部を部品内へ収めます。設計段階で適切な形状を選ぶことで、不要な加工や後工程の組立不良を防げます。

製造では、これらの形状を締結部品の仕様と図面の要求事項に適合させる必要があります。明確な指示により、製造中に追加変更を行うことなく、必要な穴周辺形状を加工できます。

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