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ロール目について考える 縦延べペン先 横延べペン先

 金属板素材は、ローラーに掛けて伸ばして製作します。
 そのときに、板表面には圧延方向に、ロール目と呼ばれる圧延目がつきます。

 ペン先も、薄い板状になるまでは、圧延して延ばして作ります。しかし、表面は磨かれますので、表面にロール目が残っていることはほとんどないです。 
 
 板を加工するとき、ロール目と曲げ方向は直角にするのが原則です。

画像1
roll1.jpg

 上記画像で、便箋の罫線がロール目と仮定しますと、ロール目と直角なこの画像のような曲げ方が原則です。

 しかし、次の画像のようにロール目と平行に曲げますと、素材にヒビが入ったり、割れたりすることがあります。みなさんが、この便箋で表現した画像をご覧になっても、画像1のほうが分子構造が流れていて理想的に感じるのではないでしょうか。

画像2
roll2.jpg

 金属金具などを作るときは、ロール目と直角に曲げるのが大原則です。私どもが加工するときも、ロール目は常に意識し、ロール目が見にくい場合は、正確に確認してから加工します。板を曲げて箱を作るときのように、直角二方向に曲げることになる場合は、ロール目に平行な曲げ部分が出ないような配慮までするくらいなのです。

 では、ペン先は、どの方向に曲げるべきでしょうか。ペン先先端を上に配置した状態で曲げ方向を考えてみたいと思います。
 実際のところ、縦方向にロール目がつく縦方向に圧延した縦延べペン先もあれば、横方向に圧延した横延べペン先も存在します。上記画像をペン先としますと、画像1が横方向の圧延、画像2が縦方向の圧延ということになります。皆さんがお持ちのペン先で、縦方向の圧延ですと、ペン先先端を上にしたとき、縦にロール目が着いていたことになります。

 ペン先は、かまぼこ状にカーブを描いて曲げられています。そのカーブはゆるやかなので、縦方向横方向どちらの圧延でも問題ないようにも思えます。

 この点生産性から考えますと、縦方向に圧延したほうが、少量生産に向きます。横方向に圧延する方法は、大量生産に向いています。

 素材特性からはどうでしょうか。ペン先は、ペン先の曲面カーブ(アール)と同じ首内部に、ペン芯とともに装着されます。もし、ペン芯のアールとペン先のアールが全く同じならば、ペン先には余分な応力が加わることはないでしょう。
 ところが、プレスでペン先を作るとき、スプリングバック現象といって、金型通りの形状にならないのです。もちろん、スプリングバック現象を見越して、金型を作りますが、完成されたペン先を見る限り、アールは完全に均一ではありません。
 そのようなペン先を装着する以上、首内部では、ペン先に、ペン芯や首内径にならって、ペン先アールを開く方向の応力か、閉じる方向の応力、どちらかが加わっていることがほとんどです。少々余談ですが、ペン先のアールの方が小さい、どちらかというと、首に取り付けたときにアールが開く方向に力が加わっていることが多いです。中には、意図的にペン先のアールの方を極端に大きくしているケースもあります。極端にアールに違いがあると、ペン先を外した状態と、首に取り付けた状態とで、先端部分の開きや形状に著しい差が出てしまう点は注意が必要です。特に海外メーカーでそのようなものがあり、そのようなものは、首に取り付けた状態でしか調整が出来ないということになります。
 ペン先には様々な応力が加わっているものですが、この首内部の応力だけは無視できないものがあります。そうなりますと、縦方向の圧延ですと、圧延方向と平行に力が加わり続けていることになり、ペン先素材によくありません。
 実際古いペン先で、首内部に縦方向にヒビが入っているものを良く拝見します。ひどい場合は、ところてんのようにヒビが入っていることすらあります。

 現在のペン先の圧延方向は、横方向のものがほとんどです。
 縦方向の方が良いという意見もあるようですが、今回検討したように、理論的に考えますと、圧延方向は、横方向が理想と言わねばなりません。特に私は、ロール目を無視して作られたことにより、ひび割れたペン先や金具類を多く見てきたので、圧延方向は、非常に重視しています。
 最近のペン先は横方向のものがほとんどですので、安心です。

※縦延べが理想的か、というご質問をもとにこの稿をまとめました

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