銅ブスバーのワイズ曲げ(エッジワイズ曲げ)は板を幅方向へ曲げる加工、ひねり曲げ(ツイスト)は長手方向の軸まわりにねじる加工です。どちらも板厚方向に曲げる通常のV曲げ(フラットワイズ曲げ)とは難しさの質がまったく異なり、図面に書くべき項目も変わります。この記事では、2つの加工が必要になる場面、割れ・しわが出る理由を数値で示し、図面に何を書けば手戻りが減るかまでを整理します。

銅ブスバー
ワイズ曲げ
エッジワイズ曲げ
ひねり曲げ
ツイスト加工
図面指示
曲げR

ワイズ曲げ・ひねり曲げとは何か

ワイズ曲げとは、平角の銅ブスバーを板厚方向ではなく幅方向(板の面内)に曲げる加工のことです。正式にはエッジワイズ曲げと呼び、「横曲げ」「立て曲げ」と言う現場もあります。ひねり曲げとは、バーの長手方向を軸にして断面を回転させる加工で、90度ひねって端子の向きを変える使い方が代表例です。

平角バーの曲げは、どの方向に曲げるかで名前も難易度も変わります。まず3つを区別しておくと、図面の指示も見積りの相談も早く進みます。

 [フラットワイズ曲げ]      [エッジワイズ曲げ]        [ひねり曲げ]
  板厚方向に曲げる          幅方向に曲げる            軸まわりにねじる

    ┌──────┐                 ┌──────┐              ┌──────┐
    └──┐                     │      └──┐           │  ／
       │  ← 板厚 t が          │  幅 W が          └─／  ← 断面が
       │     曲がる            │  曲がる             ／     回転する
  

要点:板厚方向が「平曲げ」、幅方向が「ワイズ曲げ」、軸まわりが「ひねり曲げ」。名前で加工の中身が決まる。

ワイズ曲げが難しい理由を数値で見る

ワイズ曲げが難しいのは、同じ材料でも幅方向は板厚方向より曲げにくく、かつ割れずに曲げるために必要な曲げRが桁違いに大きくなるからです。これは材質の問題ではなく、断面の形から決まる幾何学的な話です。

必要な曲げモーメントは幅÷板厚の倍になる

曲げに必要な力の目安は断面係数 Z に比例します。板厚 t・幅 W の平角材では、方向によって Z が次のように変わります。

板厚5mm×幅50mmであれば W÷t = 10。同じ材料を幅方向に曲げるには、板厚方向の約10倍の曲げモーメントが要ることになります。剛性を表す断面二次モーメントで比べると (W÷t)² = 100倍です。厚板・幅広になるほどこの差は開きます。

外側の伸びが同じでも、必要なRは W÷t 倍になる

曲げの外側がどれだけ伸びるかは、曲げ方向の寸法と内側半径だけで決まります。曲げ方向の寸法を h(フラットワイズなら板厚 t、エッジワイズなら幅 W)、内側半径を Ri とすると、外側の伸びの目安は次式です。

板厚5mmを内R5mmで平曲げすると伸びは約33%。同じ33%をエッジワイズで許すなら、幅50mmに対して内R50mmが必要になります。割れの限界を同じにしようとすると、必要な曲げRは幅÷板厚の倍(この例では10倍)まで膨らむということです。盤内の限られた空間で内R50mm・100mmを取れるかどうかが、そのまま設計判断になります。

要点:幅方向の曲げは力が W÷t 倍、必要なRも W÷t 倍。内側のしわと板厚のふくらみまで見込む。

ひねり曲げはどこまで無理がないか

ひねり曲げの無理のなさは「ひねり角度」ではなく「どれだけの長さを使ってひねるか」で決まります。同じ90度でも、50mmでひねるのと200mmかけてひねるのとでは材料にかかる負担が4倍違います。

ねじりで端部にかかるせん断ひずみの目安は、幅 W・ひねり角 θ(ラジアン)・ひねり長さ L から次のように見積もれます。

要点:ひねりの成否は角度ではなく長さ。90度なら幅の3倍の長さを確保する。

どんな形状のときに必要になるか

ワイズ曲げとひねり曲げが必要になるのは、通す経路と接続面の向きが同じ平面で解けないときです。典型的には、盤の奥行きを使えないのに横方向へ回り込みたい場合(ワイズ曲げ)と、途中で端子面の向きが90度変わる場合(ひねり曲げ)です。

当社は変圧器・配電盤・受配電設備・電池関連向けの銅ブスバー加工を専門としており、切断から曲げ・穴あけ・めっき手配までを一括で見ています。対応できる形状の範囲は加工技術のページにまとめています。

要点:面の向きを保ったまま経路を曲げたいときがワイズ曲げ、締結面の向きを変えたいときがひねり曲げ。

図面にはこう書く(指示項目の一覧)

ワイズ曲げ・ひねり曲げの図面で最も手戻りが多いのは、曲げ方向とR(またはひねり長さ)の指定漏れです。平曲げなら板厚から標準Rを想定できますが、幅方向の曲げは幅の何倍のRにするかで成否が分かれるため、加工側が勝手に決められません。

要点:曲げ方向・R基準・ひねり長さ・ひねり向き・加工順の5つを書けば、ほとんどの手戻りは防げる。

ワイズ曲げを使わない選択肢との比較

ワイズ曲げは必ずしも唯一の解ではなく、分割してボルト締結する、ひねりと平曲げを組み合わせる、可撓導体を使う、という代替があります。電気的な性能・コスト・保守性のどれを優先するかで選び方が変わります。

要点:一体加工は接続部を増やさない、分割はスペースを食わない。どちらを取るかを設計初期に決める。

相談前に決めておきたいこと

相談を最短で進めるには、「変えられない寸法」と「調整してよい寸法」を分けておくことが一番効きます。ワイズ曲げは曲げRを少し大きくできるかどうかで可否が変わる加工なので、この線引きがあると代案を出しやすくなります。

銅ブスバーそのものの役割や材質選定から確認したい場合は、ブスバーとはのページも合わせてご覧ください。形状が決まりきっていない段階でも、手書きのスケッチや現物写真からご相談いただけます。

要点:固定寸法・調整可の寸法・譲れない性能の3つを分けて渡すと、代案まで含めた回答が早く返る。

よくあるご質問