本日は、設計者が現場で直面しがちな「板金設計の落とし穴」と、
その回避策についてお話しします。

3D CADが普及した現在、画面の中での設計は非常にスムーズになりました。
干渉チェックもワンクリック、形状確認も自由自在です。

しかし、いざ試作・量産フェーズに入ったとき、
現場からこんな連絡を受けたことはありませんか？

「図面通りの位置に穴を開けたけど、曲げの影響でボルトが入らないよ」

設計者としては、
「CAD上では完璧だったはず」
「干渉チェックもクリアしていたのに」
と頭を抱えてしまう瞬間です。

試作品を確認すると、真円だったはずの穴が楕円に伸びてしまい、ボルトが通らない……。

なぜ、このような事態が起きてしまうのでしょうか？
そして、どうすればこの「見えない設計ミス」を防げるのでしょうか。

今回は、板金設計の初心者が最も陥りやすい
「曲げ加工付近の穴変形」
のメカニズムと、明日から使える3つの回避テクニックを深掘りします。

3Dモデルには映らない「金属の悲鳴」

なぜ、CAD上の「完全な円」が、
現実世界では「歪んだ楕円」になってしまうのでしょうか。

その答えは、板金加工の物理的な特性である
「素材の伸び」
にあります。

板金加工（曲げ加工）は、パンチとダイで金属板を挟み込み、
圧力をかけて変形させる加工法です。

この時、曲げられた金属の

・内側 → 圧縮
・外側 → 引張（ひっぱり）

の力が働きます。

問題は、この「引張力」が働く領域（変形領域）内に、
穴を配置してしまった場合です。

金属が引っ張られて伸びる際、
そのエリアにある穴も一緒に引っ張られてしまいます。

その結果、穴は楕円形に変形し、
設計通りのボルトやピンが入らなくなってしまうのです。

3D CADは「形状」を定義しますが、
加工時の「物理現象（塑性変形）」まではシミュレーションしてくれません
（専用の解析を行わない限り）。

だからこそ、設計者は

「どこまでが変形の影響を受けるエリアなのか」

を知っておく必要があるのです。

トラブルを未然に防ぐ「3つの具体的解決策」

では、この「穴変形」を防ぐためには、
具体的にどのような設計変更を行えばよいのでしょうか。

すぐに使える3つのアプローチをご紹介します。

【対策1：板厚に応じた「安全距離」を確保する】

最も基本的かつ確実な方法は、

「穴を曲げ加工から十分に離す」

ことです。

一般的な目安：

・丸穴　　　：3t ＋ 内R
・ねじ穴　　：3t ＋ 内R ＋ 1mm
・バーリング：5t ＋ 内R

（t＝板厚、R＝曲げ内半径）

例：
板厚2.0mm、内R 2.0mm の場合

ねじ穴の端面は
9mm以上（3×2 + 2 + 1）
離す必要があります。

【対策2：曲げ線上に「逃がし穴」を設ける】

どうしても曲げの近くに穴が必要な場合は、

「逃がし穴（スリット）」

を設けます。

目安寸法：

・幅　　　　：穴径 ＋ 2t 以上
・高さ・奥行：1.5t 以上 かつ t＋内R 以上

【対策3：加工指示を「打ヌキ」ではなく「キリ」にする】

精度が最重要の場合は、

「曲げ後にドリル加工」

とします。

図面には

「キリ」

と明記します。

※工程増加・コスト増のため最終手段

【ミニクイズ】

Q1：
板厚2.0mm、内R 2.0mm、M4ねじ穴
推奨距離は？

A. 3.0mm
B. 5.0mm
C. 9.0mm

Q2：
曲げ後にドリル加工してほしい場合の指示は？

A. 打ヌキ
B. キリ
C. φ

Q3：
逃がし穴サイズとして不適切なのは？

A. 板厚t
B. 1.5t以上
C. t＋内R以上

※

▼ ミニクイズの解答・解説は、ページの末尾に掲載しています。

「作れる図面」を描くことは、コストダウンそのもの

加工限界・素材挙動を知らない設計は

・手戻り
・修正加工
・作り直し

という「見えないコスト」を生みます。

加工しやすい図面＝最大のコスト削減です。

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では以下を網羅しています。

・穴あけ加工と加工限界
・曲げ加工と展開図
・接合・仕上げ指示

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最後までお読みいただき、ありがとうございました。
皆様の設計業務が、よりスムーズで高品質なものになることを応援しています。

【解答・解説】

メルマガのミニクイズに挑戦していただき、ありがとうございます。

「図面通りなのに作れない」
「加工後にトラブルが起きる」

といった事態を防ぐための、正しい知識を確認していきましょう。

以下に正解と詳細な解説をまとめました。

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Q1：曲げの近くに「ねじ穴」を開ける場合の推奨距離は？
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板厚2.0mm、曲げ内R 2.0mmの板金部品において、曲げの近くに
「M4のねじ穴」を配置したいと考えています。

穴の変形を防ぐため、穴の端から曲げ位置まで確保すべき
推奨距離（目安）は次のうちどれですか？

【正解】
C. 9.0mm以上

【解説】
板金加工では、曲げ部の外側が引っ張られて伸びるため、
その影響範囲にある穴は楕円形に変形してしまいます。

特に「ねじ穴」は、わずかな変形でもボルトが入らなくなるため、
単なる丸穴よりも厳しい基準で距離を離す必要があります。

一般的な推奨距離の目安（計算式）は以下の通りです。

・丸穴の場合： 3t + R
・ねじ穴の場合： 3t + R + 1mm

　t = 板厚
　R = 曲げ内半径

今回の条件（t = 2.0mm, R = 2.0mm）を
ねじ穴の式に当てはめると、

3 × 2.0 + 2.0 + 1 = 9.0mm

となります。

したがって、穴の端から曲げ位置までは
最低でも9.0mm離す必要があります。

参考：
・丸穴 → 3t + 内R
・ねじ穴 → 3t + 内R + 1mm

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Q2：曲げ加工後に正確な穴を開けたい時の図面指示は？
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図面指示において、曲げ加工後にドリルで正確な位置に
穴を開けてほしい場合、寸法値の横に記載すべき
適切な用語はどれですか？

【正解】
B. キリ

【解説】

板金図面における用語は、加工方法を指定する重要な役割を持っています。

・キリ
　ドリル加工を指します。曲げ加工などの後に、
　正確に穴を開けたい場合に使用します。

・打ヌキ
　タレパン（タレットパンチプレス）による打ち抜き加工を指します。
　通常は展開状態（曲げる前）に加工するため、
　曲げによる位置ズレの影響を受けます。

・φ（ファイ）
　直径を表す記号であり、加工方法は指定しません。
　加工業者の判断で「打ヌキ」にも「キリ」にもなります。

曲げ部分を挟んだ穴同士の位置精度（同軸度など）を
厳密に出したい場合は、「キリ」と指示することで、

「曲げた後に穴を開ける必要がある」

と加工者が判断できます。

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Q3：曲げ近くの「逃がし穴（スリット）」の適切な大きさは？
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曲げの近くに穴を開けるために「逃がし穴」を設ける場合、
その逃がし穴自体の大きさ（高さ・奥行き）として
不適切なものはどれですか？（板厚 t とする）

【正解】
A. 板厚 t と同じ大きさ

【解説】

逃がし穴（スリット）は、サイズが小さすぎると

・十分な応力逃がしができない
・加工自体が難しくなる

といった問題が発生します。

推奨される基準は以下の通りです。

1. 板厚の1.5倍以上
2. 外R（板厚 + 内R）以上

「板厚 t と同じ大きさ」では小さすぎるため、
変形防止効果が不十分になります。

そのため、Aが不適切な選択肢となります。

なお、逃がし穴の「幅」は

・穴径 + 2t 以上

を確保することが推奨されています。

解説まとめ：板金の「加工限界」を知ることが設計の第一歩

いかがでしたでしょうか。

3D CAD上では自由に穴を配置できますが、
現実の板金加工には、

・材料の伸び
・金型の干渉

といった物理的な制約（加工限界）が存在します。

こうした「現場の常識」を設計段階で考慮できれば、

・手戻りの削減
・トラブル防止
・開発期間の短縮

につながります。

MONO塾の「板金部品設計入門講座」では、

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