治具とは？
治具（治工具）は製造業において必要不可欠なもので、製品の品質・精度の向上や均質化、製造の効率化などを図る役割をします。金属製品は、材料に成形加工や熱処理、表面処理などを施し、場合によっては組立や検査等を行って生産しており、各工程では工作機械や刃物、メッキ設備などを使用して加工等を行います。その際に用いられるのが治工具・治具になります。治具とは、加工物（ワーク）を固定して、位置決めをしたり、加工しやすく（加工を案内してくれる）したりする補助工具のことを指します。治具を使用することで、安定した状態で加工することができ、品質の安定や生産性の向上に繋げることができます。補助の役割を持つ治具ですが、加工物や加工内容に合わせてひとつひとつ作られることが大半です。
治具とは部品を固定したり、作業のガイドになるもの
治具とは加工をする際に、加工されるもの（ワーク）を固定し、加工の案内をしてくれる、補助的な役割をもった装置で、補助工具とも言われます。治具には大きく分けて2つの種類があります。加工ラインなどで使われるさまざまな形状をした治具と、機械加工をする際に工作機械にワークを固定する治具です。治具は、加工するものや加工内容にあわせた一品一様の品になるため、量産販売はされていません。生産技術部門の技術者や治具の専門メーカーが、使い道に合わせて作り上げている場合がほとんどです。
治具の特徴
治工具と工具の違い
治工具は「工具」という言葉を含みますが、工具とは異なります。
| 工具 | 治工具（治具） |
| 切削工具 研削工具 |
場椅子（万力） クランプ ブッシュ |
| 加工を直接行う道具 加工に不可欠なもの |
加工をサポートする道具 なくても一応加工はできる |
工具の例には、フライスやドリル等の切削工具、砥石等の研削工具などが挙げられます。これらは金属を削るなど、加工を直接的に実行する道具であり、加工に不可欠なものです。治工具の例には、バイス（万力）やクランプ、穴加工のガイドに用いるブッシュが挙げられます。これらはあくまで加工をサポートするものであり、加工そのものは治工具がなくても可能です。工具は加工そのものに使われる道具で、治工具は工具による加工をサポートする道具です。
治具のメリット
治具を用いることで品質の安定化が可能なことから、サービス全体の品質向上につながるメリットがあります。
治工具を利用することによって、加工の簡易化や均質化、保有している設備や工作機械では加工困難な形状の実現など、様々なメリットが期待できます。そのほかのメリットとして、難しい加工を簡易化したり、人的ミスを抑えることができたりすることから、加工者の技術に頼りきらなくて済み、再現性を高められることなどが挙げられます。ただし、治具の導入には費用も発生することから、ロットが少ないものに対しては不向きの場合もあるため、注意が必要です。
治具のメリット
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治具を導入することによって、コストダウンや生産性の向上、製品価値の向上が可能になります。ただし、治具は多くの場合、部品・製品毎に用意しなくてはなりません。そのためロット数が少ない製品では、治具の製作費用自体が負担となり、コスト増に繋がる場合もあるので注意が必要です。
治工具と治具の違い
治具（じぐ）は、治工具とほぼ同じ意味で使われている言葉ですが、元々は工具の位置決めや案内を行う器具のみを示していました。しかし、現在では治工具と同様に、材料の位置決めや固定を行う取付具・固定具なども示し、加工や組立、検査等を補助する器具の総称として用いられており、治具と治工具は同義です。
治具の種類
| 種類 | 詳細 | 例 |
| 固定治具 | 材料を固定して加工を補助する治具 | バイス、クランプ（万力） |
| 切断治具 | 材料を決まったサイズに切断するための治具 | 裁断機 |
| 挿入治具 引抜治具 |
材料を決まった位置に挿入 （決まった位置から引抜く）ための治具 |
プーラー |
| 溶着治具 | 材料同士を接着するための治具 | シーラー |
| 塗装治具 | 材料の塗装を補助する治具 （塗装しない部分を保護する治具） |
ステンシル |
| カシメ治具 | 材料同士の接合部分を固定する治具 | ― |
| 検査治具 | 完成品を検査するための治具 |
切断治具
直角や決められた角度に材料を切断する際、刃物が傾いたりしないよう材料と刃物の位置を固定する治具。
曲げ治具
受け具の上にセットされた板金などを押し付け部で上から力を加えて曲げるための治具。受け具と押し付け部がセットになっているものが多い。
溶接治具
溶接を行う際に、材料を固定する治具。自動車などの量産製品ではロボットが溶接する場合があり、溶接箇所を固定できるようにする。
熱処理治具
熱処理を行う際にワークを固定する治具。反りや歪みが出ないようワーク形状に合わせた形状をしている。耐熱鋳鋼が使用されることが多い。
塗装治具
塗装時にワークを陳列させる治具。ワークを全方向から塗装できるよう、吊り下げるハンガー型になっていたり、回転型になっていたりする。
めっき治具
めっき液につける際、液体の中で製品同士がぶつかることがないよう固定する治具。
組立治具
製品を組み立てる際に、組立作業をスムーズに行うための固定治具。ネジ締めやカシメ治具などがある。
挿入治具
製品にパーツを挿入する際に使用する治具。作業者の手にかかる負担を軽減できる。
引抜治具
ベアリングの取り外しなど、内側に固定されているものを取り外す際に使用する治具。台座を固定し垂直に引き抜くことができる。
検査治具
製品を検査・測定する際に固定する治具。形状が複雑なものなど、測定する際にズレが発生しないよう固定する。測定治具とも呼ぶ。
手作業で使われる治具
加工ラインなどで使われる治具には主に次のようなものがあります。
- 作業者や機械が加工、測定を施す際にワークを安定させるもの
- 貼り付けなどの作業をする際に部品同士の位置決めをするもの
- 他の部品やツールを挿入する際にろうとのように挿入をガイドするもの
- 塗装やシーリングを塗布する際に他の場所が汚れないようにマスキングするもの
このような治具は使う場所や目的によってさまざまな材質や形状のものがあります。手作業などの軽い作業の場合はナイロン樹脂のような軽くて柔らかい樹脂や、それに小さなクランプが組み合わせられているものも多く使われます。一方で焼き入れ治具などのように、温度や荷重の条件が厳しいものは、丈夫な金属でつくられていたりします。ワークを置いたら自動でクランプが作動してワークを固定するなどのように、治具そのものが1つの装置や機械として自動化されている場合もあります。
機械加工で使われる治具
加工ラインで使われる治具が形状も材質もさまざまだったのに対し、NCなどの工作機械で使われる治具はステンレスなどの丈夫な金属で作られているものがほとんどです。加工の種類によって大きさはさまざまですが、大きいものの場合、クレーンなどを用いなければ動かせないほど大きくなるものもあります。ワークの固定もクランプのような一時的なものではなく、ネジなどを用いてしっかりと固定されます。
上の写真では、削られている金属が乗せられている部分が「治具」です。特にNCなどに使われるものの場合、1つの治具で複数のワークに対応できるよう、治具にたくさんのネジ穴が開けられていることもあります。
治具の使い方・用途
治具はクランプのような一般的な工具とは異なり、加工物の位置を決めて治具上に固定することから精度を高めることができます。
固定後は穴あけやせん断といった加工をすることが多いですが、治具を使用する理由はさまざまで、加工だけではなく組み立てにも用いられます。また、検査の精度を上げたり、測定をしやすくしたりするといった安定性や生産性の向上、省スペース化や作業効率の向上を図ることも可能です。
治具製作事例
岐阜精器工業
TECH-JOURNEY
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