隙間（ルートギャップ）を空けてロール曲げすることは可能です。固定するために、ブリッジと呼ばれる板を使って固定する方法があります。
ルートギャップが図面通りになっているかどうかは隙間ゲージで検査をします。
このように、山十佐野製作所ではブリッジ板を使ってルートギャップのあるロール曲げ加工にも対応可能です。ぜひご相談ください。
2025年9月23日火曜日
エビ管のロール曲げ
ロール曲げ加工で、通称エビ管と呼ばれる配管・ダクトの接続部品を製作することができます。
エビ管を製作する際、上手くスリット（ミシン目）で1枚の板にまとめると、材料費と曲げ加工費を節約することが可能です。
山十佐野製作所ではエビ管の展開からロール曲げまで対応することができます。また、社内や協力業者で組立溶接まで行うことも可能です。エビ管でお困りの際にはぜひお声掛けください。
2025年5月21日水曜日
片方の円周だけ開先を取ってからロール曲げできますか？
「片方の円周だけ開先を取ってからロール曲げできますか？」
時々このような問い合わせをいただくことがあります。結論から申し上げますと、ロール曲げすること自体は可能ですが、過去の実績から、若干変形が出てしまう可能性があります。
例えば下図のように片方の円周だけ開先が取れているケースです。
過去、このような板をロール曲げした時に、下図のように隙間ができたしまったことがありました。
はっきりとした原因はわかりませんが、おそらく以下のような理屈だと思われます。
開先が取れているということは、そこだけ板厚が薄いのと同じことである
→ そちら側の方がスプリングバックが強いことになる
→ 開先の無い方がくっついた時、開先側はスプリングバックが強いのでまだくっつかない
（＝隙間があく）
3本ロールの構造上、これは防ぎようがありません。
また、隙間が許容範囲に収まるのかどうかも、曲げてみないとわかりません。
したがって、無難な案としては、開先無しでロール曲げして、円筒状に溶接してから旋盤等で削っていただく方法を提案しています。
なお、板厚が薄い場合はほとんど隙間ができません。
また、板の幅が広い場合も、隙間ができてしまっても仮止めで誤魔化せる可能性はあります。
ケースバイケースですので、ご相談いただけますと幸いです。
2024年7月27日土曜日
スクリュー羽根はロール曲げできますか？
コンベアスクリュー等の羽根をロール曲げ加工できるかという問い合わせをよくいただきます。残念ながらスクリュー羽根曲げはロール曲げでは加工できません。
ただ、地元にスクリュー羽根曲げを得意としている協力業者があります。
こちらは以前に加工していただいた時の写真です。
薄いものや小さいものはオンラインで注文できるサイトもあると思いますが、それらで対応できないような形状でもしお困りの際にはお問い合わせいただけますと幸いです。
S字にロール曲げできますか？
3本ロールでS字にロール曲げすることは可能です。ただし、形状によります。
S字にロール曲げするには、一部をロール曲げした後に、板を裏返して曲げることになります。
板が厚くなればなるほどRの誤魔化しが効かなくなるので、S字ロール曲げが困難になります。逆に板厚が薄ければほとんど気にならないレベルに収まることが多いです。以下は以前に山十佐野製作所で加工したS字ロール曲げの写真です。
板厚、サイズ、曲げ径などの形状にもよりますが、山十佐野製作所ではS字ロール曲げも可能ですのでぜひご相談ください。
溶接した円筒を持ち込んでリロール（真円矯正）してもらうことは可能ですか？
溶接の熱歪みで変形してしまった円筒をロール曲げでリロール（真円矯正）することは可能です。例えば以前にSUS329J4Lの溶接をしたら継目が尖ってしまって困っているというお客様からご依頼を受けてリロールのみを行いました。
矯正前
↓
矯正後
ただ、持ち込みリロールに関しては何点か条件が付いてしまいます。
・変形具合と要求される真円度によっては対応できないこともあります。
・完全に直るという保証ができず、加工時間の予想も難しいため、見積りが非常に困難です。
ロール曲げ加工は基本的には時間チャージですので、”それ以上時間をかけても真円度が高まる可能性は無いであろう”という加工時間を予想してお見積りするしかありません。たまに「グルグル回していれば真円になるんじゃないの？」と言われることがありますが、残念ながらもっと複雑な職人技が必要となります。
いびつな円を真円にするには、単純に言えば「本来よりRが大きい（曲がりが緩い）箇所を探して円の内側から押す」を繰り返せば真円に近づいていくはずです。
トップロールで内側から押す力と、ボトムロール2本で外側から押す力は同じなので、下図のようになります。
山十佐野製作所では自社で溶接したものをリロールすることもあるので、豊富な実績があります。もし想定外に溶接後の歪みがひどくてどうしても困ってしまったという場合はご相談いただけますと幸いです。
2024年6月18日火曜日
ロール曲げ時の反りについて
ロール曲げ加工を行うと板に反りが生じることがあります。書籍『塑性加工』によると、これは板厚が板幅の１／１０より小さい時に発生する物理的な現象です。
朝倉健二『塑性加工』（共立出版株式会社）P99より
ロール曲げ時の反りは塑性加工による物理的現象であり、加工の仕方で防げるものではありません。したがって旋盤前の素管を作るための厚板曲げの時には特に注意が必要です。下図をご覧ください。
一般的にこのリング形状の外径は板の端部であるΦA寸法で計測します。しかし、板に反りが発生していると、板幅の中央付近のΦBはΦAよりも小さくなっているはずです。そうなると、このリングの外面を旋盤で削って最終形状に仕上げようとした時に、「板幅の両端付近では削り代が足りるが、板幅の中央付近では足りない」ということが起こり得ます。このように、板幅／板厚の値が10より小さい時には反りも考慮して多めに削り代をみておくことが必要です。
最後に、以前にチタンの板を曲げた時の写真を紹介します。
板厚に対して板幅が十分大きいにも関わらず、板幅の中央付近に向かって大きく反ってしまっているのがご覧いただけると思います。これはおそらくチタンの激しいスプリングバックが影響していると考えられます。このように特殊な材質の時にも反りを考慮した設計が必要です。
2024年6月6日木曜日
3Dスキャンx製缶板金の取り組み事例
弊社で近年取り組んでいる3Dスキャンx製缶板金の取組みが事例として紹介されました。
Artec Leo・Rayで焼却炉のサイクロンをリバースエンジニアリング｜導入事例｜Artec(アーテック)-ハンディ型3Dスキャナー | Artec正規代理店 (datadesign.co.jp)
山十佐野製作所は今後も3Dとロール曲げを中心とした製缶板金技術で世の中に貢献していきます。
2024年3月30日土曜日
丸棒はロール曲げで曲がりますか？
「 丸棒はロール曲げで曲がりますか？」というのもよくあるお問い合わせの一つです。
ロール曲げでも加工可能ですが、ねじれが出てしまうのは防げないため要求精度によります。
以下、図で説明していきます。
3本ロールでも丸棒を板と同じように曲げることはできます。
ここで、丸棒とボトムロールが接しているところを断面図で見てみます。
板と違い、丸棒の断面は円ですので、ボトムロールと接しているのが”点”でしかありません。
接地面積が小さいので摩擦が少なく、曲げている最中にアッチへ行ったりコッチへ行ったり、ずれながら曲がってしまいます。これがねじれの原因です。
以上のような背景があり、弊社では「多少ねじれていても製品状問題ない」「ねじれは製缶溶接の腕で矯正できるのでノークレーム」といった場合のみお引き受けさせていただいております。
何卒ご了承の程お願いいたします。
2023年6月10日土曜日
テーパー管の当て板ロール曲げ
テーパー管（コーン、レジューサー）をロール曲げで製作することが可能ですので、その一部である当て板もロール曲げで製作することは可能です。
（参考記事：テーパー管（レジューサー／コーン）はロール曲げできますか？ 陣笠は？）
まず、通常の（筒状の）テーパー管の展開図は下図のようになります。
わかりやすいように40分割で曲げ線を描いてみました。
ここで、1/10円分（＝36度分）の当て板を製作したいとします。
1/10円分ですので、40分割したうちの4個分がその展開板になります。
この板を通常のテーパー管と同じ要領で曲げれば当て板の完成です。
さて、極まれに「わざわざ展開して扇板をレーザーで切断すると材料費が高くなってしまうので、単純な長方形の板でテーパー管の当て板を作りたい」という要望があります。実現は不可能ではありませんが、手間がかかって加工費が高くなる割に精度が出せないため弊社ではおススメしておりません。
以下、理由を説明します。
まず、先ほどの1/10円分と同じような大きさの長方形を用意するとします。
板が長方形であろうとテーパー管の形状に曲げるための曲げ線は変わりませんので、下図のようなケガキを描き入れることになります。
ここで、扇の板からテーパー当て板を曲げる場合と、長方形の板からテーパー当て板を曲げる場合の違いを見ていきます。
扇の板の場合、それぞれの曲げ線に注目すると、どの曲げ線をみても板の端面（パイプの口になる部分）と曲げ線がほぼ直交していることがわかります。（※扇は直線ではないので厳密には直交ではありませんが、無限に拡大していけば90度で交わっていると言えます。）
これらの曲げ線が3本ロールのシリンダーと常に平行になることを意識して曲げていくと、曲げ線に対して常に対称に曲がっているので、端と端が近づいてテーパー管の形状になっていきます。
一方で長方形の場合、板の真ん中のケガキ線で曲げる時は3本ロールのシリンダーと板の端面が直交しますが、それ以外の時は直交しないことがわかります。特に、板の端に行けば行くほど90°からずれていきます。
これらの曲げ線が3本ロールのシリンダーと常に平行になることを意識して曲げていくと、板はねじれるように曲がっていき、板の両端がくっ付くどころか逆に離れていってしまいます。
なお、今回わかりやすく説明できるように扇の板にも曲げ線を入れましたが、慣れてくると板を見れば扇の中心がどこなのか頭の中でイメージできるので（扇の両端の線が交わるところが中心）、ケガキ線もイメージできるようになってきます。そうなると、ケガキをしなくても曲げられるようになります。
一方で長方形の場合は、板を見てもどこが扇の中心なのかわからないので、寸法を計算して実際にケガキを入れる必要があります。
つまり、長方形の板でテーパー管の当て板を曲げようとすると、
① 板にケガキを入れるという余計な手間がかかる（コストが増える）
② ねじれが加わって上手く曲がらない（精度が出ない）
という問題が発生するのです。
以上から、弊社ではテーパー管の当て板を長方形の板で曲げることはおススメしておりません。しかしながら、精度は気にせず、曲げ加工費が増えてもレーザー切断費が増えるよりマシだというケースもあるかと思います。そのような場合にはご要望にお応えしておりますので、ご相談いただけますと幸いです。
2022年10月8日土曜日
曲がった板を平らにできますか？
「曲がった板を平らにしたいのですが、ロール曲げでできますか？」
このようなお問い合わせを時々いただくことがあります。
条件によっては可能です。
種明かしをしてしまいますと、下図のように板を裏返した状態で機械に入れることができればロール曲げで板を延ばして平らに近づけることができます。
普通のロール曲げは平らな板の状態から円筒状（またはアーチ状）に曲げます。この工程は単純な形状であればNC化できていて、自動機械も存在します。
一方ですでに変形した板を平らにする場合は、まず初期条件が不明です。どの程度曲がっているのか、一定のRで曲がっているのか、ねじれはないか、摩耗して板厚が薄くなっていないか、経年劣化で板の性質が変わっていないのか、など、挙げればキリがありません。
板を平らに伸ばす加工は、押した（曲げた）時の板の戻り具合を見ながら押す位置や量を調整したり、曲げる方向を変えたり、数値では表せない”カン”に頼った加工になります。いわゆる職人技と呼ばれるもので、自動化は不可能です（※）。
（※AIが発達すればセンサーと組み合わせることで実現可能かもしれませんが、ニーズに対して割に合わないので誰も開発しないと思われます。）
このように、板を平らに伸ばす加工は実際にやってみないとどこまで平らにできるのかわかりません。極端なことを言えば可否すらもお答えできないため、事前にお見積りすることも不可能です。できるとすれば”これ以上平らに近づくことはない”と判断できるまでの加工時間を見積もることぐらいでしょうか。
新品の板を曲げれば済む話ではありますが、このまま円安と資源不足が続いた場合、在庫不足で板がすぐ手に入らなかったり、高過ぎて予算オーバーになってしまったりといった事情で、既存の板を再利用したいというニーズが増える時代がやってくるかもしれません。
そのような時代に必要な技術力を山十佐野製作所は持っております。今後も社会の役に立てるよう自分たちの技術力を向上させ、またこの技術を次の世代に継承できるよう努力してまいります。
2022年9月10日土曜日
テーパー管（レジューサー／コーン）はロール曲げできますか？ 陣笠は？
テーパー管（レジューサー／コーン）は形状によってロール曲げ可能です。陣笠は全く加工できません。
テーパー管がロール曲げ可能なので似たような形状の陣笠もロール曲げできるのではと思われることがありますが、機械の構造上不可能です。
まず、3本ロールでどのようにテーパー管を曲げているのかを説明します。下図をご覧ください。
2つめの画像は真横からみたところです。このように、トップロール（上のシリンダー）を傾けて小径側だけが強く曲がるようにして加工しています。
では同じ方法で陣笠を曲げようとするとどうなるでしょうか？わかりやすいようにトップロールを半透明にしてみました。
ご覧の通り、このままトップロールを下げると陣笠の頂点付近が曲がってはいけない方向に曲がってしまいます。したがって陣笠は3本ロールでは加工不可能です。
では同じテーパー管でも曲げられるものと曲げられないものの差はどこにあるのでしょうか？
テーパー管の小径を徐々に小さくしていくと、やがて直径Φ0mmに近づいて陣笠になります。可能・不可能の境目はそのどこかにあるはずです。テーパーロール曲げが不可能となる条件は以下の通りです。
条件１）小径にトップロールが入らない。
当たり前ですが、トップロールより小さな直径に曲げることはできません。（陣笠もこの条件に当てはまります。）
条件２）小径と大径の差が大きい。
差が大きければ大きいほど、小径側だけを強く、大径側を弱く曲げる必要がありますので、トップロールを大きく傾けなければなりません。しかし、機械の構造上、傾けられる角度には限界があります。
また、傾ければ傾けるほど機械に（油圧シリンダーに）高負荷がかかります。メーカーからは「通常の円筒の2倍～3倍の負荷がかかると考えてほしい」と言われています。曲げに必要な力は大雑把に板厚の2乗に比例しますので、テーパーロール曲げの可否を大雑把に調べたい時は、こちらのロール曲げ可否自動判定で板幅を実際の1.4（√2）倍～1.7（√３）倍で入力してみるという方法があります。ただ、残念ながら正確な可否判定は難しいというのが正直なところです。
弊社にお問い合わせいただいた場合は、過去の加工実績データベースから類似形状を一瞬で検索できるシステムも使って総合的に可否判断をしております。その結果、弊社の3本ロールで加工できないと判断した場合は、協力業者でのプレス曲げ（FR曲げ）でのお見積りを提案させていただいております。
全ての曲げ加工に対応することができず大変申し訳ございませんが、何卒ご了承いただけますと幸いです。
テーパー管（レジューサー／コーン）の板金展開時の注意点
ロール曲げ加工は円筒やテーパー管など単純な幾何学形状を加工するため、時々"t6、外Φ300、高さ200"など言葉だけの仕様で発注がかかることがあります。円筒の場合はあまり問題になることはありませんが、テーパー管の場合、特に板が厚い時は注意が必要です。
下図をご覧ください（クリックすると大きく表示されます）。
A、B、どちらも言葉だけで表そうとしたら”板厚t12、小径外Φ150、大径外Φ200、高さ50”となると思います。しかし、Aは曲げ終わった時点で高さが50mmになるのに対し、Bは下の部分をグラインダーで削らなければ高さ50mmになりません。
両者は製品形状が違うので板金展開形状も違ってきます。
パイプ（円筒）の板金展開は板厚の芯の直径に円周率を掛ければ計算できます（中立線のずれは無視できると仮定して）。テーパー管の板金展開も基本的な考え方は同じです。
上図にはAとBそれぞれの板芯の直径が書かれています。両者は違っているので展開形状も違ってくるのです。
弊社では特に指定がない場合はAで展開をしております。理由は、こちらの形状はそのまま組めば高さ50mmを確保しつつ、しかも自然開先になるからです。
一方でBは下部をグラインダーで削って高さを合わせなければならないだけではなく、必要に応じて開先も取らなければなりません。
弊社では常にお客様の手間をできるだけ減らすことを考えて提案をさせていただいております。
パンチングメタルはロール曲げ可能ですか？
パンチングメタルはロール曲げ可能ですか？
よくお問い合わせいただく質問です。一言でお答えすると「ロール曲げ可能」ですが、R精度は通常の鋼板とは違ってしまいます。
パンチングメタルの中には、下図にように板の縁に穴のあいていないものがあります。（耳付などと呼ばれます。）
このような板は、穴のあいている部分とあいていない部分で板の強度が全く違うため、境目のところで折れたようになってしまいます。
耳付の板は、究極に単純化すると下図のような板だと考えることができます。
この形状ですと、スリットを入れればロール曲げできる？の記事で説明されている通り、縁の部分はボトムロールにかかりませんので、折れて平らなまま残ってしまうということです。
防止策としては耳のない板を用意するしかありません。ただし、実際の製作では「縁が曲がっていなくても関係ない。R精度は気にせず、無理やりにでも溶接できてしまえばOK。」ということもあります。状況に応じてご検討いただけますと幸いです。
Hardox（ハルドックス耐摩耗鋼板）の溶接
Hardox（ハルドックス耐摩耗鋼板）の溶接に挑戦いたしました。
Hardox®耐摩耗鋼板はスウェーデン・ストックホルムに本社を置く鉄鋼メーカーであるSSAB社の鋼材で、世界有数の耐摩耗鋼板です。建機や破砕機など、摩耗が激しい部品で使用されています。国産で言えば日本製鉄社のABREX、あるいはJFEスチール社のEVERHARDが同等品となりますが、それぞれ特徴に若干の違いがあるようです。
今回溶接に挑戦したのはHARDOX450という種類で、ガイドラインを参考にして溶接したところカラーチェックで問題ない程度に仕上がりました。板厚は16mmです。
山十佐野製作所では今後も珍しい材質の加工でも積極的に挑戦してまいります。
2022年3月21日月曜日
「端だけ曲がらない」のはなぜ？ ロール曲げに必要な力とは
「ロール曲げの端（はな）曲げ加工とは？」の記事で、現代の3本ロールは板の端まで曲げられる仕組みが備わっていると説明しました。しかし、それでも「他の部分は曲げられるが端だけ曲がらない」という時があります。それは、端を曲げるには他の部分を曲げる時より大きな力が必要だからです。
初めに、ロール曲げに必要な力の説明をしていきます。
ロール曲げの機械であるベンディングロール（3本ロール）の曲げの原理はプレスブレーキと同じで、下からの2点で支えて、上からの1点で押すことで板が曲がります。
原理が同じですので、単純化するためにまずはプレスブレーキの計算式に当てはめて考えていきます。プレスブレーキの曲げ圧力の計算式は以下の通りです。
P：曲げるのに必要な加圧力（kN）
C：補正係数
L：曲げ長さ（m）
t：板厚（mm）
σ：材料の引張応力（N/mm2）
V：Vダイの幅（mm）
※参照：株式会社アマダ『板金加工の基礎講座 第11回 ベンディング（曲げ）加工 (Part 2)』
参照先のサイトにも書いてありますが、上の式より、曲げるのに必要な力について以下の4点がわかります。
１）曲げ長さに比例する。
２）板厚の二乗に比例する。
３）材料の引張応力に比例する。
４）Vダイの幅に反比例する。
これらのうち、１）～３）は板の材質やサイズによって決まります。そして４）だけは機械の仕様によって決まる値です。Vダイの幅はベンディングロールで言うとボトムロール間隔に該当します。つまり、Vにボトムロール間隔を代入することでおよその曲げ圧力を計算することが可能です。
さて、実際にロール曲げを行っていると、緩い（大きな）Rに曲げる時よりも、きつい（小さな）Ｒに曲げる時の方が大きな力が必要だと実感します。しかし、上の計算式のパラメータにRは出てきません。これはどのように考えたら良いのでしょうか？
下図をご覧いただくと、曲げRが小さくなるにつれて、同じボトムロールでも下から押す位置（支点）が変わり、まるでV幅が短くなったような状態になることがわかります。このように考えれば、プレスブレーキの式だけでも「Rが小さくなると曲げ圧力が大きくなる」理由を説明することが可能です（実際にはもっと複雑だと思いますが）。
それでは最後にいよいよ本題です。端曲げに必要な力の方が通常の曲げに必要な力より大きくなるのはなぜなのでしょうか？
これは、ベンディングロールを「集中荷重を受ける単純支持はり」に見立てることで説明することができます。
まず、普通に曲げた時の様子は下図の通りです。
次に、端曲げの時の様子が下図の通りです。
板が同じRに曲がっている状態は、曲げモーメントが同じだと言えるので、先ほど求めた通常曲げのモーメントM1と端曲げモーメントM1'より、端曲げに必要な力P'は以下のように求められます。
つまり、トップロールを水平移動させて端に近づければ近づける程、曲げるのに必要な力は大きくなります。しかし機械の力には限界がありますので、場合によっては「端曲げをするには機械の力が足りないが、他の部分を曲げるには足りる」、つまり「端だけ曲がらない」状況が起こり得るのです。
解決策としては、昔ながらの原始的な方法に戻るしかありません。すなわち、１）予め板を長くしておいて先端を切除するか、あるいは２）先端だけプレスブレーキで曲げる方法です。弊社では状況に応じて１）と２）のどちらでも対応しておりますので、お気軽にご相談いただけますと幸いです。
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