Cクランプ｜スクリュー式で強力保持・固定

Cクランプ

Cクランプは、C字形フレームと送りねじでワークを把持・固定する汎用クランプである。木工・金属加工・溶接・接着硬化・治具固定など幅広い工程で使用され、単体でも仮固定治具として、あるいは工作機械・作業台への補助固定として機能する。名称は形状に由来し、英語では“C-clamp”と呼ばれる。英国では“G-clamp”の呼称も見られるが、構造・機能は同様である。

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形状と構造

Cクランプは剛性フレーム、送りねじ、スイベルパッド（座金）、Tハンドルから構成される。フレーム内側の固定面（アンビル）と、ねじ先端のスイベルパッドで対象物を挟持する。フレームの「のど深さ（throat depth）」は奥行方向の有効把持長さを規定し、開口（開き）寸法は最大把持厚さを示す。ねじは一般に台形ねじ（ACME/Trapezoidal）が用いられ、回転を直線推力に変換する。

作動原理とクランプ力

Cクランプのクランプ力は、ハンドルに与えたトルクがねじ機構で増幅されて発生する。得られる推力はねじの有効径、リード角、摩擦係数、座面条件に依存し、潤滑状態が良いほど同一トルクで大きな把持力が得られる。スイベルパッドは多少の傾斜・段差に追従して接触圧力を均し、局所的な傷つきを抑える役割を持つ。

  • 大径・台形ねじ・長いハンドルは有利に働く
  • ねじ・座面の潤滑は摩擦損失を低減し把持力を向上
  • 過度なトルクはフレーム破断や座面損傷の原因

寸法・表示の読み方

Cクランプの選定では、製品表示に含まれる主要寸法・能力を把握することが重要である。一般に「開口寸法（最大把持厚）」「のど深さ」「フレーム幅」「ねじ径・ピッチ」「質量」「許容クランプ力（参考）」などが示される。加工物や段取り環境に適合する寸法余裕を確保することが望ましい。

  1. 開口寸法：重ね材やスペーサを含む総厚さに対する余裕
  2. のど深さ：クランプ位置をエッジからどれだけ内側に取れるか
  3. ねじ仕様：繰り返し耐久・送り効率・操作感に影響
  4. フレーム剛性：撓みにくさと耐久性に直結

種類と用途

Cクランプには鋳鉄製、可鍛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、鍛造鋼、ステンレスなど多様なタイプがある。軽作業向けのコンパクト型、のど深さを拡大したディープスロート型、素早い位置決めを助けるクイックアクション型、耐熱被覆を持つ溶接向けなど、用途別の最適化が進んでいる。木工では接着硬化や直角保持、金属加工や溶接では歪取りや仮付け、機械加工では簡易治具として位置決めに用いられる。

材質と表面処理

Cクランプのフレームは、衝撃や曲げに強い鍛造鋼や球状黒鉛鋳鉄が高負荷用途に適する。ねじ軸は中炭素鋼の熱処理品が多く、耐摩耗性と座面の潤滑性が重要である。防錆には黒染め、亜鉛めっき、ニッケルめっき等が用いられ、溶接スパッタ環境では耐熱コートや交換式パッドで保全性を高める。

選定の指針

Cクランプを選ぶ際は、対象材質・必要把持力・作業温度・接触面保護の要否を整理する。ねじ軸やボルトの締結と同様、摩擦管理が性能を左右するため、把持力を安定させたい場合は潤滑や座金の選択を重視する。複数個で分散把持すれば局所変形や位置ズレが抑えられる。

  • 必要把持力と安全率：装置重量や加工負荷に見合う容量を選ぶ
  • のど深さとフレーム剛性：奥まった位置での撓みを抑制
  • パッド形状：平面・球面・保護カバーの有無
  • 環境：高温・粉塵・湿気・薬品の影響を考慮

作業上の注意と安全

Cクランプのハンドルに延長パイプを掛けて過大トルクを与える行為は避けるべきである。鋳物フレームは脆性破断の危険があり、飛散事故につながる。座面には当て板やソフトジョーを介して母材損傷を抑え、ねじ・座面は清掃と軽い潤滑を維持する。吊り具代わりの使用や、動荷重の直受けも不適切である。

現場のコツ

Cクランプを2個以上で対向配置すると回転モーメントを打ち消し、位置決めが安定する。薄板は当て木・当て金で面圧を分散し、角材やチャンネル材をブリッジとして使うと歪みが抑えられる。溶接ではスパッタ防止剤や耐熱カバーでねじ固着を防ぎ、締付順序を計画すると精度が向上する。

ねじ潤滑の影響

Cクランプのねじ・座面を軽く給脂すると摩擦係数が低下し、同一トルクで得られる把持力が上がる。逆に乾燥・汚染はトルクの多くを損失させ、再現性を損なう。清浄・微量潤滑の維持が有効である。

熱と溶接スパッタへの対策

溶接近傍でCクランプを用いる場合、ねじに耐熱カバーやアルミ・銅の当て板を併用し、スパッタの付着と熱影響を抑える。高温での長時間保持は潤滑切れと材料劣化を招くため、休止中は離隔させる。

他の固定具との使い分け

長尺材や広い奥行が必要ならFクランプ、繰返し位置決めにはトグルクランプ、恒常的固定には万力（バイス）が向く。段取りではCクランプを基礎として、必要に応じて他の固定具を組み合わせると効率的である。

メンテナンス

Cクランプの寿命は清掃と微量潤滑で大きく伸びる。ねじ山・座面・スイベルの磨耗やガタを定期点検し、曲がり・亀裂の兆候があれば即時廃棄する。保管時は開口をやや開いた状態にして座面を離し、湿気を避けた場所で保管する。消耗したスイベルパッドは交換部品で復旧できる機種も多い。