治具ってどんなもの? 使用する効果や種類を知って加工に生かそう

治具ってどんなもの? 使用する効果や種類を知って加工に生かそう

治具(じぐ)は、製品の品質や精度の向上、加工の効率化を図る役割を担っています。ワークを直接加工する工具ではないものの、製造においてなくてはならない重要な存在です。
この記事では、治具とはどういった場面で使われるもので、どのような効果を得られるのかなどを解説します。

ワークの固定や作業をガイドするのが「治具」

治具(じぐ)とは、加工の際にワークを固定して位置決めをしたり、加工のガイドをしたりする補助工具のことです。英語で「工作物を固定したり、工具の制御を行ったりする器具」を意味する「jig」の当て字で、治工具(じこうぐ)と呼ばれることもあります。
クランプやバイス(万力)といった、ワークを固定する「取り付け具」も治具の一種です。
ものを切ったり、削ったりしてワークの形状を変える一般的な工具と異なり、治具はワークを直接加工するものではありません。治具の持つ役割は、加工の精度向上や均一化をサポートすることです。
加工を補助する役割の治具ですが、加工物や加工内容に合わせて、専用のものが作られることが一般的です。部品の製作や組み立て、品質検査や寸法測定など、さまざまな場面で活躍しています。

治具を加工で使用する効果

切削工具や研削工具のような、直接ワークの形状を変える工具は、それらがなければ目的の加工も行えません。切削工具とは異なり、治具はあくまでも加工を補助する工具なので、なくても加工自体は行えます。
しかし、部品の製作や組み立てなど、さまざまな用途で治具は使われています。治具を使うことで、どのような効果を得られるのでしょうか。

・品質の安定

治具によって加工をサポートすると、手と目視のみで行うよりも、正確な位置合わせが実現します。位置合わせの正確性が高まることで、加工精度を均一化することが可能です。
その結果、加工の再現性も高まり、品質の安定化につながります。

・作業の簡易化

治具を使って位置決めを行えば、誰でも同じ場所にワークを設置できるようになります。位置決め作業が簡単になり、作業者の熟練度の違いに起因する作業精度のぶれを防ぐことが可能です。
ドリルを使った穴あけ加工なども、治具のガイドを通じて行えば、作業者が誰であれ加工精度が変わることはありません。人為的ミスの防止や、属人化の解消が期待できます。

・加工時間の短縮

治具の使用によって、位置決めや操作などが素早くできるようになり、生産性の向上につながる点もメリットです。
一般的に、穴あけ加工は定規を当ててケガキやポンチ打刻を行ってから、ドリルで穴をあけていきます。
しかし、ガイド付きの治具を使えば、ケガキやポンチ打刻といった作業は不要です。治具をセットした後、直接ドリルを押し当てるだけで作業が完了します。

代表的な治具の種類

治具は、部品の製作や組み立て、品質検査や寸法測定など、さまざまな場面で使われています。代表的な治具の種類として、以下のようなものが上げられます。

・ライン加工で使われている手作業向けの治具

ライン加工で手作業を行う工程では、次のような治具が使われています。

・貼り付けや接着作業における位置決め治具
・塗装やシーリング作業でのマスキング治具
・他の部品を挿入する際にガイドを行う治具 など

所定の場所にワークを置くと自動でクランプが作動するなど、治具そのものが自動化されている場合もあります。

・機械加工で使われている治具

機械加工でも、加工精度や機械の動作精度を高めるために治具が使われています。使われている治具の例は、以下のとおりです。

・溶接する部品同士を固定する治具
・曲げ加工において、曲げ具合を決める押し付け部や受け具
・工作機械での切削加工時に使われる、特殊な形状のワークにも対応する固定治具 など

複数の加工を行えるNC工作機械用の治具は、1つで複数のワークに対応できるように、多くのねじ穴が設けられていることもあります。

・検査工程で使われる測定用治具

検査工程においては、定められた手順で定められた箇所を測定しなければいけません。作業者ごとに測定の手順や検査する箇所が違っていては、正しい検査結果が出せず、品質も安定しないためです。
そのため、治具によって基準の箇所を定めて、作業者が変わっても同じ基準で測定できるようにしたり、複雑な形状でも測定しやすくしたりする必要があります。
検査工程では、製品の検査項目や測定箇所、形状、基準位置などに合わせて作られた、専用の治具が使われることが一般的です。

正しく治具を使用して効率的な加工を

加工や検査において、作業をサポートする役割を担っている治具は、製造現場で欠かすことができないものです。特に、加工の精度や速度の向上、作業の簡易化などが求められる製品を量産する場面において、治具の持つ役割は重要といえます。
作業方法に適した治具の使用は、作業の効率化や、製品の品質・生産性の向上につながります。治具の特徴やメリットを知り、高効率な加工に役立てましょう。

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