自動車のクラッチに使用する部品です。S48C（炭素鋼）の鍛造品で、少し粘り気があります。H8の精度を要求される2つの穴があり、同軸度も要求されるため、素材の固定にも気を使います。

トラックの運転席、助手席の組み立てをする際にシートを固定するための治具です。取り付け、取り外しがしやすいようにボールロックピンで固定する構造になっています。板金加工、旋盤加工、樹脂加工、塗装という異なる複数の加工が必要なため、1社で作るのは難しいです。

治具・工具・装置の導入を検討する場合、どんな形態なのか。導入して何ができるのか、どの程度生産性が上がるのか、どれぐらいの規模になるのかなど、気になることがいろいろと思い浮かぶのではないでしょうか。これから数回に分けて、治具・工具・装置の代表的な動作の仕方に分けて、それぞれのメリット・デメリットを解説していきます。

3種類の動力
治具・工具・装置で目的の動きを実現するために必要な動力の代表的な動力が、手動、空気圧、電気です。各動力ごとに、可能な動作、導入のコストなどが大きく違うのでそれぞれの特徴を紹介します。これらを知ることで、求めている機能を満たすのがどれか、またおおよそのコストがどれぐらいになるのかを想定することができます。

手動・空気圧制御・電気制御の特徴
それぞれの制御方法による特徴を非常に大雑把に分類すると以下のようになります。まず、手動の治具・工具は一番単純な構造のため、短期間で安価に作れます。一方複雑な制御は難しく、人間が扱える重量を大きく超える力を出すのにはあまり向いていません。
エアシリンダーなどの空気圧機器の特徴は手動と電気制御の中間的なものです。手動よりは複雑な動きが可能になり、自動化に近い制御ができますが、電気制御ほどではありません。同じく導入コストも手動よりは高くなる傾向が多いですが、電気制御よりは低コストで済みます。
電気制御は、非常に広範囲かつ複雑な制御が可能になり、完全な自動化も可能です。ただ、3種類の動力の中では一番コストがかかり、導入までの時間も長くなります。

今回は治具・工具・装置などで使われる代表的な動力の分類をもとにそれぞれで何ができるか、コストや導入にかかる期間について紹介しました。次回以降ではそれぞれの特徴をより詳しく解説したいと思います。御社にとってどれがマッチするものなのか、大まかにでもイメージを持ってもらえたらうれしいです。

水道等の配管に使う塩化ビニルの試験片を加工するための治具です。
工作機械のテーブルに直接取り付け、簡単にワークを脱着できる仕組みになっています。
定荷重バネを2個利用してワークを押さえつける機構にしていて、太さの異なる配管素材を常に同じ力で上から押さえられるようになっています。高さの無段階調節が可能なためどんなサイズのワークにも対応しています。

直線方向に対して力をかけたい時にバネを使うことがよくありますが、圧縮ばねや引っ張りばねは、長さによって力の大きさが変わるため、使いにくいことがしばしばあります。そんな時に役立つのが定荷重ばね。コイル状に巻かれていて長い距離使うことができ、有効な範囲であればどこでも同じ力をかけることができて重宝します。今回は定荷重ばねの使い方のポイントを紹介します。

長いストロークを同じ荷重で管理するのにコイルバネは向いていない

長く引っ張られた状態でも、ほとんどストロークがない状態でも常に同じ力をかけ続けたいと考える場面はよくあります。そんな時にすぐ思いつくのが、引っ張りばねや圧縮ばねでどちらかに引っ張るか押し付けることです。しかしこれらのコイルスプリングは、長さが変わるとかかる力が変わるのはもちろん、長いストロークを想定して作られていないものがほとんどです。また、規格品は可動範囲とそれに対応する荷重のバリエーションがあまりなく、適切なサイズ（ストローク）で適切な力をかけられるもの自体がほとんどないということもよくあります。

長いストロークを一定の力で管理するなら定荷重ばね
そんな時に、この難題を解決するのが定荷重ばねです。その名の通り常に一定の力で引っ張ることができ、取り付け方次第で様々な力を取り出すことができます。ほとんどの製品が1m～2m程度のストロークを持っており、長い距離移動させたい部品があるが、コイルスプリングのようにストロークの前後によって力が大きく変わるのを避けたい時に重宝します。
形も、巻き尺のような形をしており、バネを収納している状態では非常にコンパクトで場所を取りません。
また、使える力の大きさにもバリエーションがあるので、数100gのような軽荷重から数十kgという大きな荷重まで取り扱うことができます。

ストロークをより長くしたい場合や力を大きくしたい場合は減速機と組み合わせる
このように広い範囲で応用が可能な定荷重ばねですが、大きな力を取り出したい場合やストロークをより長くしたい場合は応用範囲が広がります。減速比を大きくすればストロークが短くなる分大きな力を取り出せますし、逆にすれば力は小さくなりますがより長いストロークに対して同じ力をかけ続けることができます。

存在をあまり知られていない定荷重ばねですが、治工具、装置の世界では非常に応用がきく製品です。普通のばねでは求める機構が作れない！というときはぜひ検討してみてください。