英和

治具設計

3-2-1 の原則・基準面・ロケートピンとダイヤモンドピン・クランプの原則・ブッシュ・ポカヨケ。16 語。用語ごとに、意味・図面への書き方・具体例・よくある間違い・JIS と ASME の違いをまとめています。

自由度3-2-1の原則位置決め基準（ロケータ）位置決めピン（丸ピン）ダイヤモンドピン（ひし形ピン・削りピン）過剰拘束（二重の位置決め）クランプの原則切削力の向きと位置決め補助支持（ワークサポート）ジグ用ブシュ（ドリルブシュ）バリ・切りくず対策ポカヨケ（誤セット防止）図面のデータムと治具の基準を合わせる摩耗部品の交換性Vブロック（V溝による位置決め）治具（ワークホルダ）に求められる条件

ケズリバ（kezuriba.net）/drafting/jig/ より印刷

自由度じゆうどdegrees of freedom

物体が独立して動ける方向の数。位置決めでは、ワークが動ける方向をすべて止めて（拘束して）位置を一意に決める。互いに直交する3つの基準面に押し当てると完全に拘束できる。[1][2]

図面への書き方

  1. 12の動きで数える見方各軸の＋方向と−方向を別々に数えると12の動きになり、3-2-1 の6点で9つを止め、残る3つをクランプで止めると説明する教材もある。[1]

関連：3-2-1の原則データム系（三平面データム系）

3-2-1の原則さんにいちのげんそく3-2-1 principle / 3-2-1 rule

直方体のワークを、底面3点・側面2点・端面1点の計6点で受けて、位置を一意に決める位置決めの原則。[3][4][1]

1234561・2・3：底面の3点4・5：長い側面の2点6：端面の1点受けは奥側（見えない面）にあります。手前の面を透かして描いています。
3-2-1の原則：底面3点・長い側面2点・端面1点の計6点で、直方体の位置がひとつに決まる

図面への書き方

  1. 底面に3点3本のピン（受け）で底面を支え、上下方向と2つの軸の周りの回転を止める。[3][1]
  2. 長い側面に2点2本で一方向の移動と、上下軸の周りの回転を止める。[3][1]
  3. 残る面に1点1本で残りの方向の移動を止める。[3][1]
  4. クランプで受けに押し付けるピンと反対側の方向は、クランプで受けに押し付けて止める。[1]
  5. 点どうしを離す受けの点はできるだけ離して配置する。[1][5]
例100×60×20 の板：底面の大きな三角形の頂点に3本の受け、長辺の側面に2本、短辺の側面に1本のピンを置き、クランプで底面と側面のピンへ押し付ける。（資料の決まりから組み立てた例）[3][1]

よくある間違い

関連：自由度データム系（三平面データム系）位置決め基準（ロケータ）補助支持（ワークサポート）

位置決め基準（ロケータ）いちぎめきじゅんlocator / locating surface

ワークを当てて位置を決める治具側の面やピン。治具本体を削って作る一体型、別部品を組み付ける組立式、標準のピンを使うピン式がある。[3][5]資料1件・参考

図面への書き方

  1. 基準にするワークの面を選ぶできれば加工済みの面や穴で、図面の寸法の起点になる重要な面を基準にする。[1][6]
  2. 交換できる構造に基準部品だけを交換できる組立式・ピン式は、耐摩耗性の高い材料も使える。[3]
  3. 鋳肌品の最初の工程鋳造・鍛造品の最初の加工は、2辺などで仮に位置決めして底面を削り、以降はその面を基準にする。[1]

よくある間違い

関連：3-2-1の原則位置決めピン（丸ピン）図面のデータムと治具の基準を合わせる

位置決めピン（丸ピン）いちぎめぴんlocating pin / round pin / dowel pin

ワークや部品の穴に挿して位置を決める円筒形のピン。2本で使うときは、一方を円筒のままの丸ピンにして位置の基準とし、もう一方をダイヤモンドピンにする。[7][1][4]

図面への書き方

  1. 2本の間隔は広くピンの間隔を長くとり、対称な位置を選ぶ。[5][1]
  2. 先端の形挿入のしやすさとワークの保護から、球頭・円すい・C面取りなどを選ぶ。手作業で軽いワークなら先端テーパ角は60°以下と大きめ、大きなワークや自動機では10〜30°が多い。[7][8]
  3. 高さに差を付ける高い方のピンで予備的に合わせ、低い方のピンで正確に決める。[7]
  4. はめあいミスミの例では、H7 の穴に対して位置決め側を h6、ベースに固定する側を g6 としている。[9]

よくある間違い

関連：ダイヤモンドピン（ひし形ピン・削りピン）過剰拘束（二重の位置決め）はめあいの選び方

ダイヤモンドピン（ひし形ピン・削りピン）だいやもんどぴんdiamond pin / relieved pin

2穴で位置決めするとき2本目に使う、円筒の一部を削り落としたピン。2穴の中心を結ぶ方向には逃げがあるので穴の間隔のばらつきを吸収し、それと直角な方向だけを拘束して回転を止める。[7][1][4]

ワークを上から見た図（穴にピンが入っている）丸ピン（基準）ダイヤモンドピン2穴の中心を結ぶ線この向きは逃げ（穴の間隔のばらつきを吸収）止める
ダイヤモンドピンは、2穴を結ぶ向きの両側を削り落として逃がし、それと直角の向き（回転）だけを止める

図面への書き方

  1. 削る向き両穴の中心を結ぶ線の付近を削り落とし、残った円弧部がその線と直角な方向で穴に当たるようにする。[7]
  2. 丸ピンと組み合わせる1本目の丸ピンで位置を決め、2本目のダイヤモンドピンで向き（回転）を決める。[7][1]
例穴の間隔が 100±0.05 の2穴：一方に丸ピン、もう一方に、2穴を結ぶ方向を削ったダイヤモンドピンを挿す。間隔のばらつきはダイヤモンドピンの逃げで吸収され、回転だけが止まる。（資料の決まりから組み立てた例）[7][1]

よくある間違い

関連：位置決めピン（丸ピン）過剰拘束（二重の位置決め）

過剰拘束（二重の位置決め）かじょうこうそくover-constraint / redundant locating

同じ方向の動きを2つ以上の要素で同時に止めてしまうこと。部品のばらつきで入らなくなったり、無理な力がかかったりする。[8][5][1]

図面への書き方

  1. 3方向で止める位置決めは3方向の拘束で行う。4方向から囲うと挿入も取り出しもできない。[5]
  2. 2か所同時のはめ込みは避ける2か所が同時にはまる組付けはできないので、高さに差を付けて順にはまるようにする。[8][7]

関連：ダイヤモンドピン（ひし形ピン・削りピン）3-2-1の原則

クランプの原則くらんぷのげんそくclamping principles

クランプは、位置決めしたワークを受けや基準面に押し付けて、切削力や振動で動かないように保持するもの。ワークを傷めたり変形させたりしないことが求められる。[1][10][11]

クランプの原則のイメージ
イメージ図

図面への書き方

  1. 受けに向けて押すクランプ力は支持面・位置決め面に向けて、しっかりした部分に作用させる。[1]
  2. 切削力は受けで受ける切削のスラストやトルクの向きに対抗できる位置に基準を置く。[11][1]
  3. 変形させない締め付け力がワークの変形強度を超えない位置と方向を選び、必要なら補助支持の上から押さえる。[10]
  4. すばやく確実に頻繁に使う治具は操作を簡単・迅速にし、振動で緩まない構造にする。[1]
  5. 出し入れを妨げないクランプの開け閉めがワークの出し入れの邪魔にならないようにする。[1]

よくある間違い

関連：切削力の向きと位置決め補助支持（ワークサポート）3-2-1の原則

切削力の向きと位置決めせっさくりょくのむきlocating against cutting forces

加工中にワークにかかる力（ドリルのトルクとスラストなど）の向きと大きさを洗い出し、それに対抗できる向きに位置決めの基準を置くこと。[11][1]

図面への書き方

  1. 力を洗い出すワークにかかる力をすべて挙げ、向きと大きさを調べる。[11]
  2. 対抗できる基準構造にする力の向きに基準面やピンを置き、クランプには切削力を受けさせない。[11][1]
例ドリルの穴あけ治具：下向きのスラストは底面の受けで、回転方向のトルクは側面のピンで受ける配置にする。ピンの位置が悪いとトルクでワークが回る。[11]

よくある間違い

関連：クランプの原則

補助支持（ワークサポート）ほじょしじwork support / auxiliary support

3点の受けだけでは切削力やクランプ力でたわむ大きなワークや薄いワークを、下から追加で支える支持。位置は決めずに支えるだけなので、ばね式や調整式にする。[1][10]

図面への書き方

  1. 位置決めの受けとは別に設ける位置を決める受けとは別に、ばね式や調整式の支えを、たわむ所の下に設ける。[1][10]

よくある間違い

関連：3-2-1の原則クランプの原則

ジグ用ブシュ（ドリルブシュ）じぐようぶしゅjig bushing / drill bushing

ドリルやリーマを案内して穴の位置精度を出すために、治具の板（ブシュプレート）にはめ込む焼入れした筒。[1][13]

ジグ用ブシュ（ドリルブシュ）のイメージ
イメージ図

図面への書き方

  1. 交換できるように摩耗しても精度を保てるよう、差し替えられる構造にする。[13][1]
  2. 空気抜き長いピンをブシュに入れる場合は、空気抜きの溝や逃げ穴を設けないと抜けにくくなる。[13]

規格：JIS B 5201「ジグ用ブシュ及びその附属品」。[14]

関連：摩耗部品の交換性

バリ・切りくず対策ばり・きりくずたいさくburr and chip relief

バリや切りくず・異物が基準面にかみ込むと位置決め精度が落ちるので、除去しやすく、かみ込まない構造にすること。[15][16][17][18]資料1件・参考

図面への書き方

  1. 基準を高く基準を治具の上面より高い位置に設け、切りくずを下に落とす。[15]
  2. 小さい基準で受ける面全体ではなく、耐摩耗性のある小さなピンで受ける。[15]
  3. 角に逃げワークの角（バリの出る所）に当たる部分に逃げを設ける。[16]
  4. 穴基準ならピンの形を工夫先端が R でワークの板厚より長いピンにすると、穴のバリに触れずに挿入できる。[17]
  5. 面で受けるなら面取り基準面側を面取りして異物の影響を避ける。[18]

よくある間違い

関連：逃げ・逃げ溝位置決め基準（ロケータ）

ポカヨケ（誤セット防止）ぽかよけpoka-yoke / fool-proofing

作業者がワークを逆向きや誤った位置にセットしたり、誤ってクランプしたりできないようにする工夫。治具設計の原則の一つとして、クランプや位置決めの方法を間違えようのない（fool proof）ものにすることが挙げられている。[1]資料1件・参考

例左右非対称のワーク：位置決めピンを非対称の位置に置き、裏返したり向きを変えたりすると入らないようにする。（資料の決まりから組み立てた例）[1]

関連：位置決めピン（丸ピン）

図面のデータムと治具の基準を合わせるでーたむとじぐきじゅんaligning fixture locators with drawing datums

治具でワークを当てる面や穴を、図面のデータム（とその優先順位）や、寸法の起点になっている面に合わせる考え方。[1][6][2]

図面への書き方

  1. 第1次データムを底面の受けにデータム A・B・C の順に、3点・2点・1点で受ける面に対応させる。[2][3]
  2. 組付けの基準位置を使う組付け仕様で定められた基準位置を、治具でも基準にする。[6]

よくある間違い

関連：データム系（三平面データム系）3-2-1の原則基準面（加工・組立・機能の基準）

摩耗部品の交換性まもうぶひんのこうかんせいreplaceable wear parts

位置決めピン・ブシュ・基準部品は使ううちに摩耗して精度が落ちるので、焼入れなどで硬くし、交換できる構造にしておくこと。[7][13][1][3]

図面への書き方

  1. 交換できる固定のしかたピンは抜き出せる穴を設け、ブシュは差し替えられる構造にする。[7][13]

関連：ジグ用ブシュ（ドリルブシュ）位置決めピン（丸ピン）

Vブロック（V溝による位置決め）ぶいぶろっくV-block / vee block

円筒形のワークを V 字の溝に当てて、中心を自然に合わせて位置決めする方法。円筒の長手方向の位置決めや心出しに使う。[5][1]

Vブロック（V溝による位置決め）のイメージ
イメージ図

図面への書き方

  1. 丸物は V で受ける丸棒やパイプは V ブロックやコーンで自己求心させる。[1]
  2. 1穴＋V ブロック穴1つと V ブロックの組合せで回転を止める方法もある。[1]
  3. 測定でも使う球を2つの V ブロックで挟むと、その中心をデータム点にできる。[19]

関連：位置決め基準（ロケータ）

治具（ワークホルダ）に求められる条件じぐにもとめられるじょうけんworkholder requirements

治具に求められる条件：必要な精度で安定・確実に保持する、取り付け・取り外しが容易、関連する作業がしやすい、耐久性と剛性がある、複数あるときは互換性・均一性がある。[6][1]

図面への書き方

  1. 基準面の選択ワークの位置決め基準面を選ぶ。[6]
  2. 外乱を避ける異物やゴミの影響を避ける構造にする。[6]
  3. 材料の選定ワークの傷や治具の摩耗を避ける材料を選ぶ。[6]

関連：クランプの原則位置決め基準（ロケータ）

📚出典

印のない説明は、別々の発行元の資料 2 つ以上で一致したものです。規格の本文は有料のため、測定機・部品メーカーの技術資料、大学・公設試の教材、規格の公開ページで確かめ、説明はケズリバの言葉で書いています。記入枠の図はケズリバが描いたものです。

  1. Government College of Engineering（インド・ビハール州、講義ノート）「Module 3: Design of jigs and fixtures（principle of location and clamping, drill jig bushing）」
  2. キーエンス「ゼロからわかる幾何公差：共通データムとデータム系」
  3. ミスミ「ミスミ技術情報：位置決め基準面の基本型（ワークホールド技術-2）」
  4. MISUMI USA（Mech Lab Blog）「Workholding Technology Pt. 2: Locating Basics（2016）」
  5. ミスミ「ミスミ技術情報：位置決めの原理・原則（位置決めピン/ガイドの使用事例-1）」
  6. ミスミ「ミスミ技術情報：ワークホルダの機能」
  7. ミスミ「ミスミ技術情報：位置決めピン（位置決めピン/ガイドの使用事例-2）」
  8. ミスミ「ミスミ技術情報：はめあいと位置決めピン形状」
  9. ミスミ「ミスミ技術情報：多用されるはめあいの組合せ」
  10. ミスミ「ミスミ技術情報：変形させない位置決め法（ワークホールド技術-5）」
  11. ミスミ「ミスミ技術情報：力をうけるワークの位置決め法（ワークホールド技術-4）」
  12. ミスミ「ミスミ技術情報：剛体の安定した位置決め法（ワークホールド技術-6）」
  13. ミスミ「ミスミ技術情報：位置決めピンとブシュ（位置決めピン/ガイドの使用事例-4）」
  14. 日本産業標準調査会（JISC）JIS 検索「JIS B 5201 ジグ用ブシュ及びその附属品」
  15. ミスミ「ミスミ技術情報：バリや異物の悪影響を回避する位置決め基準構造（ワークホールド技術-3）」
  16. ミスミ「ミスミ技術情報：バリに影響されない位置決め法（ワークホールド技術-7）」
  17. ミスミ「ミスミ技術情報：バリの影響を回避する穴基準位置決め法（ワークホールド技術-8）」
  18. ミスミ「ミスミ技術情報：ワークホルダのワーク固定機構」
  19. キーエンス「ゼロからわかる幾何公差：主なデータム形状の種類」