測定治具とは？活用メリットや種類、治具製作のポイントまとめ

測定治具は製品や部品の寸法や形状を高精度で測るための専用ツールです。精密な加工が求められる部品測定や品質管理で用いられます。ここでは、測定治具の概要や使用するメリット、製作時のポイントなどについて解説します。

測定治具とは？

測定治具は、製品の寸法、形状、位置を正確に測るためのツールで、三次元測定機や画像測定器と合わせて使用されます。測定対象を固定し、正確に位置決めをすることで安定した測定ができるようになります。

耐食性に優れており焼き入れすると高い硬度を得られるSUS420J2を使用することが多く、サブゼロ処理をおこなうことで掲示変化を抑えることもできます。

測定治具は要求される品質や基準が厳しい自動車業界や電子部品、半導体産業、医療業界などで広く利用されています。

測定加工における治具の役割と使用するメリット

測定精度と再現性の向上

測定治具は常にワークを基準位置に固定できるので、常に同じ条件で位置決め・固定ができ一貫性のある品質判定をおこなうことができます。作業者の技術や経験に左右されないので作業が標準化できることに加え、測定ごとのばらつきを抑えて再現性を高めることもできます。

検査工数と時間短縮

治具にセットするだけで測定できるため、小さな部品、加工品、複雑な曲面を持つ製品でも手作業よりも迅速に、高い精度で測定できます。多点同時測定やマルチ測定などが可能であれば、1回のセットで寸法や形状など複数箇所を同時に、または連続して測定することでサイクルタイムを削減できます。

品質安定化とトレーサビリティ確保

測定治具を用いると、同一条件で測定できるため品質が安定します。測定データを記録・分析しやすくなるため信頼性の高い測定データを記録、追跡することができるようになり、監査時などに客観的なデータとして提示できます。測定の信頼性が向上し、トレーサビリティが確保できることでISO基準を安定して満たすこともできます。

測定治具の製品例

画像測定器用治具の制作事例です。自動者のパーツが湾曲していて不安定であるため正確に固定することが困難でしたが、ピン2本とデータム面で部品を固定させる治具を製作しました。データムで固定して測定するため取り付けが簡単で使い勝手が良いと喜ばれています。

測定加工に用いられる主な設備と治具の関係

設備名	対応する治具の例	主な用途
三次元測定機	寸法測定治具	複雑形状の座標・公差測定
画像測定機	非接触測定治具	輪郭・穴径の高速検査
マシニングセンタ	機上測定プローブ	加工直後の寸法確認・芯出し
研削盤	ゲージ類測定治具	仕上精度の確認
CMM（座標測定機）	固定式測定治具	高精度部品の多点測定

治具製作のポイント

測定治具を製作する際には、測定する機械、ワークの使用に合わせて形状を決めることが大切です。このとき、寸法・公差・測定機使用を分析し、さびにくく耐久性が高い素材を使うこと、熱膨張係数や剛性を考慮した材質を選択するようにしましょう。

特に平面度・平行度・直角度は数μm程度の高い精度での製作が求められるため、試作用の治具で検証時には使い勝手・作業性を含めて検証を行います。高い精度を要求しすぎてしまうとコストが上がり納期も長くなってしまうため、必要な制度を明確にするようにしましょう。

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ゲージ治具の製品例

内径測定用ピンゲージ

円筒研削・研磨・熱処理を行い制作された、ステンレス製の内径測定用ピンゲージです。アルミや銅などの非鉄金属部品・樹脂部品の内径を測定するために使用されています。こちらのゲージの内径サイズはφ38.014ですが、φ38mmほどある太径のピンゲージは標準品として販売が行われていなかったため、特注で制作されたものとなっています。

特殊ピンゲージ

検査対象の穴径や高さ、同軸などについて同時に検査できるピンゲージです。それぞれの製品形態に合わせたさまざまなゲージがありますが、検査を行う際には検査物にゲージを挿入するのみとなっています。製造現場における製品検査や最終検査、受入検査といったように、さまざまな場面で使用することができます。