板金のヘミング加工を解説：種類・フランジ設計・用途

板金のヘミング加工とは？

（AI生成画像）金属加工工場で、ノギスを使用して板金パネルのヘムフランジを測定するエンジニアの手元。

薄い金属部品を扱う場合、切断したままの端部はさまざまな問題を引き起こします。端部が鋭利で変形しやすく、安全な取り扱いや円滑な組立を妨げることがよくあります。板金のヘミング加工は、管理された成形工程によって板材の端部を内側へ折り返し、こうした問題を解決します。コンパクトなヘムフランジを形成することで、鋭利な切断端部の露出をなくし、パネル外周の剛性を高め、取り扱い時や組立時の部品性能を向上させます。切断、曲げ、プレス、成形について幅広く知りたい方は、板金加工工程のガイドをご覧ください。

ヘミング加工は、家電用パネル、筐体、自動車の車体パネル、金属製キャビネットなどに広く使用されています。材料自体の板厚や重量を増やさずに、強度を高められます。 

ヘミング形状を備えた部品を設計する場合、JLCCNCのような経験豊富な加工パートナーと協力することで、正確な成形、適切な金型選定、安定した端部品質の確保につながります。

板金ヘミング加工の技術的な定義

（ResearchGate）

板金のヘミング加工とは、金属板の端部を折り返し、補強された端部を形成する成形加工です。

通常、加工は2段階で行います。

まず、プレスブレーキを使用し、板金の端部を約30～45度まで予備曲げします。 

次に、工具でさらに成形し、折り返した端部を板面に密着するまで押しつぶします。 

こうして形成されたヘムフランジは、パネル端部の剛性を高め、鋭利な端部の露出を低減します。 

設計要件に応じて、折り返し部にわずかな隙間を残す場合と、完全に閉じる場合があります。

板金のヘミング加工工程

（AI生成画像）金属加工工場のプレスブレーキで行われる板金のヘミング加工。パンチとダイの間で端部が折り返される様子。

ヘミング加工は、板金の曲げ加工と同じ機械的原理に基づいています。板金部品の端部を内側へ折り返すことで、ヘムを形成します。一般的には、プレスブレーキ、ヘミング金型、専用ヘミング加工機を使用します。目的は、材料に亀裂を発生させずに、パネル端部へ密なヘムフランジを形成することです。

多くの加工現場では、ヘミング工程を仕上げ工程として扱います。切断と主要な曲げ加工を先に行い、ヘミング加工は終盤に実施します。折り返した端部によってパネルの剛性が高まり、その後の成形が制限されるためです。 

加工方法は、部品寸法、生産量、設備によって決まります。少量から中量の生産にはプレスブレーキが対応します。自動車工場では、大型パネルに自動ヘミングシステムを使用することがよくあります。

ヘミング加工の手順

標準的な板金ヘミング加工は、2段階の成形工程で行います。

第1段階では、プレスブレーキで端部を約30～45度まで曲げます。この工程で、最終的な折り返しに向けて材料を成形します。

第2段階では、フランジが板面に平らに重なるまで、工具でさらに曲げます。これにより、最終的なヘム形状が形成されます。

機械によっては、予備曲げ、中間曲げ、最終押しつぶしの3段階に分けて加工する場合もあります。

段階的に加工することで、材料に加わるひずみを抑えます。これは、ステンレス鋼のような硬い金属を扱う際に重要です。

一般的な工程の流れは、次のとおりです。

レーザー切断または打ち抜きによって、板金ブランクを切り出します。

部品形状を構成する主要な曲げ加工を行います。

プレスブレーキでヘムフランジを予備曲げします。

フランジを押しつぶし、ヘムを完成させます。

この順序により、成形中の部品を安定させ、端部付近の変形を防ぎます。

ダイヘミング

ダイヘミングは、組み合わせた金型を使用し、所定のキャビティ内で板金端部を折り返す方法です。上型がフランジをダイ内へ押し込み、閉じた状態に成形します。

この方法は、大量生産で使用されます。高速で均一な端部を形成できるため、自動車の車体パネルによく採用されます。

金型によって、設計で採用するヘムの種類に応じた最終形状を管理します。金型を製作すれば、各パネルに対して同じ動作を繰り返せます。

ダイヘミングのメリットは、次のとおりです。

高い寸法精度
安定した端部品質
量産に適した短いサイクルタイム

一方、金型費用がかかります。専用のヘミング金型には、機械加工と段取りの時間が必要です。

ローラーヘミング

ローラーヘミングは、固定金型の代わりに回転工具を使用します。ローラーがパネルに沿って移動しながら、板金端部を徐々に折り返します。

自動車工場では、ドアやボンネットなどの大型車体パネルに使用します。ロボットアームが端部に沿ってローラーを案内し、ヘムを徐々に閉じていきます。

段階的な成形動作によって、材料に生じる応力を低減します。これにより、薄い板金パネルの表面ひずみを防ぎやすくなります。

ローラーヘミングは、長い曲線状の端部を持つ部品に適しています。ローラーが輪郭に追従し、連続動作でヘムフランジを形成します。

力を徐々に加えるため、表面保護に注意が必要な、被覆材や塗装済みパネルにも適しています。

板金ヘミングの種類

加工業者は、板厚、曲げ半径の制約、完成部品の機能に応じて、さまざまなヘムの種類を選定します。剛性を重視する形状もあれば、安全性や外観を改善する形状もあります。

ヘミング加工では、板金端部を折り返し、コンパクトなフランジを形成します。この折り返し形状によって、ヘムの種類が決まります。以下に、実際の加工における各形状の特徴をまとめます。

代表的な板金ヘムの種類

この表を参考に、部品設計と板厚に最適なヘムフランジを選定できます。

オープンヘムとクローズドヘムの主な違い

加工で最も一般的な2つの形状が、オープンヘムとクローズドヘムです。違いは、折り返した端部を板面にどの程度密着させるかにあります。

クローズドヘムは、外観と剛性が重視される製品に使用されます。自動車のドアや家電用パネルでは、この形状がよく採用されます。

オープンヘムは、折り返し内部に小さな隙間を残します。この隙間によって成形応力を低減し、厚い材料や被覆鋼板を加工する際の亀裂を防ぎます。

板金のヘミング加工を採用する部品では、板厚、曲げ半径、加工現場で使用できる成形設備に合わせて、ヘムの種類を選定する必要があります。

ヘミング加工と他の板金端部仕上げの比較

板金の端部仕上げには、複数の方法があります。ヘミング加工は、その一つです。加工図面では、カーリング加工や単純な端部曲げも使用されます。

それぞれの方法で、端部形状の変化が異なります。各工法の特性を理解することで、部品設計に適した方法を選定できます。

ヘミング加工とカーリング加工

板金のヘミング加工は、パネルの端部を折り返す方法です。設計に応じて、折り返した端部を板面に密着させるか、わずかな隙間を残します。

カーリング加工は、端部を押しつぶす代わりに、円形のループ状に成形します。

丸みのある端部が必要な部品で、カーリング加工がよく使用されます。金属容器、空調ダクト、安全ハンドルなどでは、丸い断面形状によって鋭利な面をなくせるため、巻き加工した端部が採用されます。

ヘミング加工は、補強とパネル剛性の向上を重視します。カーリング加工は、滑らかで丸い端部の形成を重視します。

パネルや構造用板金部品を設計する場合、通常、板金のヘミング加工によって、より強固な端部を得られます。

ヘミング加工と単純曲げ

単純曲げは、板金端部に1回の曲げを加える方法です。材料を一度曲げ、所定の角度で開いた状態にします。

ヘミング加工では、さらに成形工程を追加します。端部を板面側へ完全に折り返し、ヘムフランジを形成します。

部品を手に取ると、その違いが分かります。

単純に曲げた端部は薄く、柔軟性が残ります。一方、ヘミング加工した端部は厚みがあり、剛性が高く感じられます。

端部の補強や安全な取り扱いが必要な場合、通常はヘミング加工を選定します。端部仕上げが重要ではない単純な曲げ形状には、単純曲げが適しています。

設計に板金のヘミング加工を含む場合、正確な成形と金型の適切な設定が、部品品質を大きく左右します。経験豊富な加工パートナーと協力することで、その工程を円滑に進められます。板厚、成形の複雑さ、端部仕上げといった設計上の選択は、加工コストに直接影響します。

板金のヘミング加工を採用すべき場面

板金のヘミング加工は、材料自体の板厚を増やさずに、パネル端部の補強、剛性の向上、安全な取り扱いが必要な場合に適しています。家電用パネル、自動車の車体パネル、金属製キャビネット、筐体などに広く使用され、ヘムフランジが構造的な支持機能を果たすとともに、鋭利な端部を隠します。 

オープンヘム、クローズドヘム、ティアドロップヘム、ロールドヘムといったヘムの種類は、板厚、曲げ半径の制約、剛性・安全性・外観などの機能要件に応じて選定します。板金のヘミング加工は、単純曲げだけでは十分な端部強度を得られない場合や、亀裂のリスクがある薄板から中厚板に、特に推奨されます。また、単純な曲げよりも端部長さや平面度を管理しやすいため、組立品の寸法精度を維持する目的でも使用されます。

ヘムフランジの設計上の留意点

板金のヘミング加工では、亀裂、ひずみ、閉じ不足を防ぎ、端部を正しく成形するために、適切なヘムフランジ設計が不可欠です。さまざまなヘムの種類を検討する場合でも、特定のヘムフランジを最適化する場合でも、フランジ長さ、曲げ半径、板厚、ヘムの展開補正量といった主要条件が、ヘミング中の材料挙動に直接影響します。

フランジ長さ

フランジ長さは、板金のヘミング加工で最も重要な要素の一つです。材料を折り返し、安定したヘムフランジを形成できるかどうかを左右します。一般的な目安として、最小フランジ長さは板厚の約3倍、推奨範囲は板厚の4～6倍です。ヘムの種類によって微調整が必要になる場合もありますが、長さが不足すると、成形不足や工具干渉が発生しやすくなります。

曲げ半径

曲げ半径は、板金のヘミング加工中に亀裂を防ぐうえで重要です。一般的な目安は、内側曲げ半径を板厚の約1倍とすることですが、硬い材料では、より大きな半径が必要になる場合があります。曲げ半径は折り返し時の材料ひずみを左右するため、密に閉じるヘム形状では、特に適切な選定が重要です。

板厚

板厚は、成形力、曲げ特性、適切なヘムの種類の選定など、板金ヘミング加工全体の挙動に影響します。薄い材料はクローズドヘムに成形しやすく、厚い材料では、応力を低減して亀裂を防ぐために、オープンヘムが適していることがよくあります。板厚とヘムフランジ形状を適合させることで、製造性と品質の安定性を向上させられます。

ヘムの展開補正量

板金のヘミング加工では、曲げ部に沿って材料が伸び、部品の最終寸法に影響します。ヘムの展開補正量は、切断前の展開形状を調整し、この変化を補正するものです。適切な補正量を設定することで、成形後のヘムフランジが寸法要件を満たします。多くのCADシステムでは、材料特性、曲げ半径、選択したヘムの種類に基づいて、この値を自動計算します。

曲げ半径と板厚を適切に組み合わせることで、板金のヘミング加工において、均一で美しい端部を形成できます。

材料選定も、ヘミング加工の性能に影響します。延性、圧延方向、硬さによって、折り返し中の材料挙動が変わります。

板金のヘミング加工のメリット

エンジニアは、実際の問題を解決しない工程を追加することは、ほとんどありません。板金のヘミング加工が採用されるのは、単純な端部の折り返しによって、取り扱い、組立、長期使用における部品性能を向上できるためです。

ヘムは、薄く露出した端部を、補強された外周部へ変えます。一つの成形工程によって、安全性、剛性、パネルの仕上がりを改善できます。

人が触れる部品、取り付ける部品、大量に輸送する部品では、この小さな形状が明確な効果をもたらします。

端部の安全性

切断した板金の端部は鋭利です。未処理のパネルを扱う作業者にとって、注意すべき点です。

ヘムは、この危険を取り除きます。ヘミング加工によって端部を内側へ折り返し、露出していた切断面を折り返し内部に隠します。取り付け作業者は安全に部品を扱え、組立担当者は、鋭利な端部に手袋が引っ掛かることなくパネルを移動できます。

これは、キャビネット、家電ハウジング、電気機器筐体など、作業者が金属表面に直接触れる用途で、特に重要です。

設計者は、ヘミングを部品に組み込まれた安全機能として扱うことがよくあります。保護部品や二次的な仕上げ工程を追加する代わりに、ヘムフランジによって成形段階で問題を解決します。

構造強度

薄板の端部は、容易に曲がります。その端部をヘムに折り返すと、断面形状が変わります。

折り返しによって、パネル外周の剛性が向上します。エンジニアは、この効果を端部に補強リブを追加することに例える場合があります。

部品を手に取ると、その違いがすぐに分かります。大型の板金パネルも、ヘムを閉じることで、より高い剛性を感じられます。

この剛性向上は、輸送や設置にも役立ちます。パネルが形状を維持しやすくなり、端部の変形に対する抵抗が高まります。

多くの設計では、板金のヘミング加工によって、元の板厚を維持したまま剛性を高められます。

外観の向上

お客様は、意識していなくても、製品の端部から印象を受けます。

切断したままの端部には、工具痕や鋭い形状変化が見られます。ヘムは、滑らかで連続した、整った外周形状を形成します。

メーカーは、民生製品でもこの細部を重視します。家電、電子機器ハウジング、自動車用パネルでは、完成部品の外観を整えるため、ヘミングした端部がよく使用されます。

適切に設計されたヘムフランジは、レーザー切断や打ち抜きなどの前工程で生じた、軽微な切断不良を隠す効果もあります。

外観に現れるパネルでは、この単純な成形工程によって、見た目と製品の品質感の両方を向上させられます。

ヘミング加工でよくある不良と対策

ヘミング加工は単純に見えますが、設計や金型が不適切だと、目に見える不良が発生します。多くの問題は、材料特性、曲げ半径の選定、フランジ長さの不足に起因します。

ヘミング不良の多くは、一般的な曲げ加工と共通する成形上の問題から生じます。板金曲げ加工でよくある不良のガイドでは、成形中に亀裂やしわが発生する原因を解説しています。

代表的な問題を理解することで、初回の生産から正しく成形できる部品を設計しやすくなります。

代表的なヘミング不良と予防方法

多くの不良は、工程の立ち上げ時に現れます。金型とヘムの種類を板厚および形状に適合させれば、高い再現性を得られます。

経験豊富な加工業者は、最初に試作部品でヘムを確認することがよくあります。この短時間の試加工によって、本格生産前に板金ヘミング加工の条件が適切であることを確認できます。

よくある質問