曲げR設計を甘く見ると起きる成形不良

曲げR設計を甘く見ると起きる成形不良

はじめに：成形不良が現場にもたらす影響

製造業、とりわけ金属加工や樹脂成形の現場で避けて通れないのが「成形不良」の問題です。
モノづくりの現場は日進月歩で進化している一方で、実際には昭和時代のやり方を固持したアナログな設計も多く見受けられます。
特に量産現場では、極めて些細な設計の見落としが不良率やコスト、納期に大きく響きます。
今回は、その中でも「曲げR設計（ベンドR）」の軽視による成形不良について、現場での失敗や気づきを交えながら深堀りして解説します。

曲げR設計とは何か？基本のおさらい

「曲げR（ベンドR）」とは、板金や樹脂などの部材を曲げ加工するときに設ける、曲げの中心部分（内側や外側）に与える半径のことを指します。
英語で「bending radius」、略して「R」と呼ばれることも多いです。
設計図上では「R=XXmm」といった表記で記載されます。

この曲げRは、材料（板厚や材質）、加工方法、さらには下流工程までも影響する極めて重要な設計要素です。
それにも関わらず、「現場がやってくれるだろう」「図面通りに加工すればOK」と表層的に捉え、問題が顕在化してから初めて気づくケースが後を絶ちません。

曲げR設計を甘く見ることによる典型的な成形不良

曲げRの設計を軽視した結果、どのような成形不良が発生するのでしょうか。
具体的な事象を挙げてみます。

1. クラック（割れ）や微細な亀裂

本来、材料には「引張強さ」や「延性」など、変形に耐えるための性質が備わっています。
しかし、曲げRが小さすぎたり、薄板や硬質材料を強引に曲げ加工すると、材料が耐えきれず「割れ」や「クラック」が発生します。
一部が肉眼では確認しづらい「ヘアラインクラック」となり、出荷後に顕在化し事故につながるリスクもあります。

2. シワやヨレの発生

曲げ半径が材料特性や加工条件に比べて大きすぎる場合、曲げ部分に「リリーフ」が効かず、シワやヨレが生じることがあります。
これは意外と盲点になりやすく、特に薄物部品で顕著です。

3. 精度不良・寸法狂い

曲げRが正しく指定されていないことで、素材の「回復（スプリングバック）」を見誤り、意図しない仕上がり寸法となることもあります。
設計寸法に対して部品が短くなったり、逆に長くなり組立工程で不都合が発生します。

4. 金型や治具の損傷

不適切なR設計は、金型やベンダー機の治具にも大きな負荷をかけます。
結果的に設備故障や摩耗を招き、生産効率やコストに悪影響を及ぼします。

なぜ曲げR設計を間違えるのか？現場でよくある誤解

設計ミスはなぜ繰り返されるのでしょうか。
多くの現場で見聞きした誤解や陥りがちな落とし穴を解説します。

規格値や過去図面への過信

「過去に同じような部品でこのRを使って問題なかったから」という無根拠な流用や、「JISや社内標準に記載されているから大丈夫」という思い込みは非常に危険です。
材料や板厚、さらには製造ロットのばらつき、金型の摩耗状況が違うだけで、結果は大きく変わります。

コストダウン・納期短縮のプレッシャー

「できるだけ最小Rで！」とコストダウンや小型化の競争に追われるあまり、現場の限界や加工性を無視した設計となりがちです。
開発部門と生産部門のコミュニケーション不足が、不良の温床となります。

設計–現場の温度差とアナログ文化

紙図面と現場対応が主流だった昭和型の工場では、設計意図や重要ポイントが関係者間で十分共有されず、俗人的・職人技に依存した「現場対応力」が過大評価されています。
これも失敗の根源になります。

現場目線で考える「最適な曲げR設計」とは

失敗しない曲げR設計のためには、ただデータや規格値を守るだけでなく、現場の「声」やデータを設計段階から積極的に取り入れることが非常に重要です。

材料メーカーや現場作業者との対話

材料ごとに異なる最小曲げR、推奨値を確認し、設計意図を共有することがミス防止の第一歩です。
特に新材料やコストダウン材を使う場合は要注意です。

金型・設備の能力確認

最新設備の導入や金型のメンテ状況により、実現できるRが変わることもあります。
製造現場との密な連携が不可欠です。

CAE・シミュレーションの積極活用

近年はCAE（コンピュータ解析）技術の向上により、曲げシミュレーションでクラックやスプリングバックの発生リスクを事前に検証できます。
設計段階からこうしたデジタルデータを取り込む意識が求められます。

標準化とカイゼン活動

現場での成形不良や再発防止事例を標準値・設計規準として蓄積・展開しましょう。
これにより設計者や新人バイヤーも「なぜこのRなのか？」を理解しやすくなります。

バイヤー・サプライヤー双方が知っておくべきポイント

バイヤーの立場としては、単なるスペック指定だけでなく、成形性や量産リスク、納入先の工法制約まで考えたうえで、サプライヤーへ的確な要求を伝えることが重要です。
一方、サプライヤーの立場でも、「言われた通り」ではなく、「このR設計だと通常の加工条件では不良が発生する可能性が高い」といった現場情報を積極的にフィードバックし、品質トラブルを未然に防ぐことが信頼獲得の鍵となります。

この両者のミスコミュニケーションが不良・コスト増・納期遅延の元凶となるため、設計者＝バイヤー、現場＝サプライヤーという役割を軽視せず、密に連携しましょう。