【Innovation！】ワーク保持具

段取り短縮・自動化で生産性向上

バイスやチャック、クランプなどのワーク保持具は高精度加工や加工品質を安定させる上で欠かせない要素の一つ。加工現場で人手不足が深刻化する中、ワーク保持具も確実に固定するだけでなく、より段取り時間の短縮や自動化につながるものが求められている。治具メーカー各社は、こうしたニーズに応える製品の開発強化に取り組む。生産性向上や業務効率化につながる最新のワーク保持具を紹介する。

イマオコーポレーション「作業の平準化と高いクランプ力を両立」

工具レスでクランプ・アンクランプが可能なワンタッチクランプに、作業の平準化と高いクランプ力の両方を兼ね備えた新製品として「クサビロックタイプ」を追加した。

油圧や空圧等の自動化治具まで求めない中量生産の加工で、クランプ操作時間短縮、レンチやスパナ等の工具管理負担を軽減でき、作業性、生産性を向上する。複数の人が同じ治具で作業しても、常に同じ作業が行える。

バネとクサビ構造によるクランプで、誰が作業してもクランプ力は一定。クサビの倍力機構で高いクランプ力も実現した。

NKワークス「マニュアルバイスを自動開閉」

ロボットに搭載し、マニュアル式バイスの開閉やブローを自動化できる装置。投資を抑えワーク搬送の自動化ができる。

ロボットでのワーク搬送は可能でも、手動バイスの開閉は人が行うことが多く、自動化の障壁となっていた。一方、油圧や電動式バイスへの置き換えは加工機側の改造が必要で、コストやリスクの高さから導入をためらう中小ユーザーは多い。

クランプブースターは協働ロボットや産業用ロボットに取り付け、ワーク搬送からクランプ、切粉のブロー、加工後の開放までを一連で自動化できる。スピンドルの設定トルクで締め付ける機能を持ち、作業者のばらつきを排し、加工精度と再現性の向上につながる。既存治具を改造せずに導入でき、初期投資の抑制が可能。夜間や休日の無人運転、作業者負担の軽減などにも貢献する。

カネテック「薄型設計で高い耐食性と強力吸着」

強力なネオジウム磁石を内蔵したステンレス製の薄型ホルダ。センサやプローブ、光学測定器など精密機器の仮設や、各種部材の保持具として使用する。

材質は、本体およびポールピースにSUS430、セパレータ部分にSUS304を採用した。寸法は外径φ38㎜、全長12㎜で、中央にはM6のタップ穴を備える。

ステンレスの高い耐食性と、ネオジウム磁石による強力な吸着力を兼ね備えている点が特長だ。真水に24時間放置する試験では、鉄製の従来品にサビなどの劣化が確認されたのに対し、本製品では劣化は一切見られなかったという。

同社では本製品のほかにも、耐熱仕様や六角形タイプなど多様な永磁ホルダをラインアップし、幅広いユーザーのニーズに対応する。

カブト工業「その場で先端の交換が可能」

業界初の先端取替対応タイプの回転センター。『その場で交換できる』をコンセプトに開発。先端が摩耗した際、ユーザーがその場で先端を交換でき、作業時間の短縮が可能。取替式用の回転センターが1本あれば、センターヘッド（先端）を交換するだけで、多様なワークにも対応できる。

また、センターが回転する際にできる空気の膜でクーラントの侵入を防ぐ防水構造（メカニカルシール）を採用し、防水機構を強化。回転トルクが軽い細物加工や軽金属加工に最適で、オールラウンドに活躍できる。

先端交換部品は標準品で数十種類ほか、特殊形状も一個から製作が可能。主な仕様は回転数が1000~6000回転、許容荷重は129~705㎏（ラジアル荷重）、75~470㎏（スラスト荷重）、センターの振れ精度は0.003㎜。

北川鉄工所「脆性ワークをやさしく掴む」

「VSP21」は把握力が従来のパワーチャックと比べて約15分の1（最大把握力18kN）。これによりガラスや焼結前のセラミックス、繊維強化プラスチックなどの脆性ワークを傷つけずにやさしく掴むことができる。油圧シリンダーで把握力を制御できるため、把握力を定量化し、ワークの特性に最も適した力で掴める。

さらに、摺動面の潤滑状態を保つ特殊処理を施し、100万回把握を繰り返しても把握力を一定に保てるようにした。

加工による細かい粉塵が内部に入り込みにくいパッキンを採用し、優れた密閉構造（保護等級「IP55」相当）を実現した。また、グリースを補給する必要がないため、その手間が不要で、グリースが飛散しワークを汚すこともない。

コスメック「クランプのリリース確認検知を無線に」

従来、クランプの動作確認といえば、駆動源を圧力スイッチやエアセンサ方式を取り入れるのが一般的だが、無線センシングクランプを開発したことでクランプ動作を配管・配線レスで検知することが可能になる。

同製品を活用すると、①エアセンサ方式ではセンシング用のエアポートを必要だが、ポート不要でポート不足を解消②センシング用エア経路の設計・加工が不要③無線通信なためエア消費無し④センサはクランプ動作に合わせて自家発電するため外部給電も不要となる。

また、1つのジグプレート上に複数のクランプが配置されている場合でも個別検知が可能。防水性能はIPX7相当を有し、送受信の応答速度も約0.1秒と高速で、電波が悪い環境下も中継器を通すことで電波信号の増幅に対応できる。

Sun Ai「磁力でワークを瞬間固定」

従来、ワイヤー放電加工加工機や細穴放電加工機は貫通加工が条件となり、ワーク保持には専用の治具を使用するが、上部クランプしかなく、固定時間は個人スキルでしか短縮することが出来なかった。そのため、作業時間がかかるだけでなく、加工途中にワークの取り外しを行うことが手間で、中子処理などを機上で行うという難しい作業を工夫する必要があった。

同製品はL字に配置できる形状で、磁力を利用し、ワークを一瞬で固定可能。脱着が1秒以内で中子処理も素早く加工機の外で行うことができるため、作業効率も向上。電力を使わず使用するのは工場エアのみで、ユーザーのカーボンニュートラルにも貢献できる。

主な仕様:寸法（H×W×T）80×167×27㎜、磁力5.8N、磁極間隔11:3、質量2.5㎏（2つで5㎏）。

帝国チャック「薄くて軽いMC用チャック」

自動車部品向けデザインチャックに定評のある同社は旋盤だけでなく、狭いスペースに活用できる薄型マシニング用チャックをリリース。チャック性能を落とさずコンパクト化をテーマに開発。

同製品はシンプルな構造で、薄さ・軽さ・使いやすさを実現。クランプ力や精度は従来通りの能力を持ちながら、高さのあるワークを把握できるようにチャックの高さを調整。ワークと工具干渉がネックで大きいサイズの機械を購入していたユーザーも機械の小型化を図れるほか、複合加工機への搭載も可能。省スペース化や設備費の抑制、ランニングコスト削減などSDGsに貢献する。

主な仕様（プロトタイプスペック）は把握径が50~φ150㎜まで成型可能、把握力は10.6kN、爪作動量はφ0.1~0.5㎜（成型径などによる）。

ナベヤ「ワークの着脱から加工まで省人化」

従来の締付力は10kNで重切削領域への対応が難しく、締付力を向上してほしいとのニーズに応え、従来比約3倍の締付力30kN仕様を開発。

エアー供給でワークをクランプ/アンクランプするマシンバイスで、ワーク交換をロボット、エアー供給のオン/オフ制御で無人加工が可能になり、作業者の段取り工数の削減、リードタイム短縮に貢献。エアーの供給圧で締付力を調整する機能を持ち、剛性が低く、歪みやすいワークに対応。基準面が作業者側にあり、ワークの設置のしやすさ、切粉の視認性・清掃作業性に優れ、切粉の挟み込みによる位置決め精度不良も防ぐことができる。

ロボット搬送時の位置決め精度や素材寸法のバラつきを吸収するため、クランプストロークを従来の3㎜から6㎜に変更した。

日研工作所「外段取りで長時間連続加工」

マルチ治具ホルダシステムは、同社製CNC円テーブルと組合わせて使用することで、ワークや治具の交換が簡単・迅速に行えるシステム。

ツーリングで培った独自の二面拘束テーパ型インターフェイスを採用することで、引き込み時に高い求心性を発揮。面倒な芯出し作業を簡素化し、機内で干渉し難いコンパクトなショートテーパ形状でも、強力な結束力と繰り返し精度を実現する。

1つの治具に複数ワークを取り付ける多数個取り治具と組合わせて使用すれば、ワーク脱着が全て外段取り化でき、一気に長時間連続加工が可能。ロボット未導入の現場でも自動化にシフトできる。

将来的にロボットを導入する場合も、ロボットアームはマルチ治具ホルダを把握する1種類だけで対応が可能。自動化のハードルを大きく下げることができる。

二村機器「高精度化・工程集約に最適」

シャフトワークは通常、チャックでワークを掴み、心押し側からセンターで支え加工するが、チャックで掴んだ部分は反転し再度加工するため、工程短縮が課題だった。

同製品は主軸に取り付け、作動部の爪をワークに食い込ませ端面を保持するため、ワークの掴み代を必要とせず、1工程で全外径切削加工が可能。両センター穴で1度に加工するため、加工精度も向上し、2工程必要なワークを1工程に集約、サイクルタイムや段取り替え時間も短縮できる。

保持面が直径11~45㎜のワークに対応する「BD型」、油圧方式の「HD型」は直径32~170㎜に対応し、特殊形状も製作可能。主な仕様は、最大加工物重量が54~57㎏（BD型）、43~139㎏（HD型）、センターの振れは0.01㎜以内。

日本産機新聞2026年1月20日号