FreeCADの拘束とは？一致・水平・垂直で形を整える幾何拘束の基礎

「描いた図形をマウスで動かすと、形がグニャグニャに崩れてしまう…」
「線と線をピッタリくっつけたはずなのに、ズレていると言われる」
「FreeCADの『拘束（こうそく）』って言葉が難しそうで怖い」

FreeCADで設計を始めると、必ず最初にぶつかる壁が「拘束」です。しかし、拘束は決して怖いものではありません。簡単に言えば、図形に「ルール（約束事）」を教えてあげる作業のことです。

この記事では、最新のFreeCAD 1.0.2の画面を使って、幾何拘束の基本である「一致」「水平」「垂直」の使い方を丁寧に解説します。さらに、1.0.2でより便利になった自動拘束の仕組みについても触れていきます。

1. なぜ「拘束（Constraint）」が必要なのか？

一般的なお絵描きソフトとCADの一番の違いは、「描いた後からサイズや形を自由に変更できるかどうか」にあります。

例えば、長方形を描いたとします。単なる絵であれば、角をドラッグすれば形は崩れます。
しかし、CADでは以下のルール（拘束）を与えます。

• 「この4本の線は常に直角であること」
• 「向かい合う線は同じ長さであること」

そうすることで、後から横幅を10mmから20mmに変えても、きれいな長方形のままサイズだけが変わるようになります。

FreeCADにおける拘束には、大きく分けて2種類あります。

• 幾何拘束（きかこうそく）：
  垂直にする、くっつける、などの「状態」を決めるルール。
• 寸法拘束（すんぽうこうそく）：
  長さ10mm、角度45度、などの「数値」を決めるルール。

今回は、まず形を整えるための幾何拘束の基本をマスターしましょう。

2. 最もよく使う「一致拘束」の使い方

一致拘束は、離れている「点と点」をガチッとくっつけるルールです。
前回の記事で「一筆書きで閉じた図形にしましょう」とお伝えしましたが、この接着剤の役割を果たすのが一致拘束です。

FreeCAD 1.0.2では、線を描く時に端点に近づけると自動的に適用されますが、手動での方法も覚えておきましょう。

手動での操作手順

1. 描画ツールがオフの状態（マウスが矢印の状態）で、くっつけたい「点」と「点」を [Ctrl] を押しながらクリックして複数選択します。
2. ツールバーの [一致拘束を作成] アイコンをクリックします。

3. 線をカチッと整える「水平・垂直拘束」

適当に引いた斜めの線を、真横（水平）や真上（垂直）に固定するルールです。箱型や精密な部品を作る際に必須となります。

操作手順

1. 水平にしたい「線」の胴体部分をクリックして選択します。
2. ツールバーの [水平拘束を作成] アイコン（水平な赤い線）をクリックします。
3. 同様に、垂直にしたい線を選び [垂直拘束を作成] アイコン（垂直な赤い線）をクリックします。

💡 ヒント：ショートカットキー
線を選んだ状態で、キーボードの [ H ] を押せば水平、[ V ] を押せば垂直拘束がかかります。CAD操作が格段に速くなるのでぜひ覚えましょう。

4. 線上に点を置く「オブジェクト上の点拘束」

「点と点」ではなく、「線の胴体の上に点を乗せる」というルールです。FreeCAD 1.0.2では、描きながら適用するのが最もスムーズです。手動で行う場合は選択対象に注意しましょう。

① 描きながら「自動で」適用する方法（推奨）

1. 線や円を描いている最中に、マウスカーソルを既存の「線の胴体部分」に近づけます。
2. 線が青く反応し、カーソルの横に点拘束のアイコンが表示されたらクリックします。

② 後から「手動で」適用する方法

1. まず、対象となる「点」を選択します。
2. 次に、ターゲットとなる「線の胴体」（端点ではありません）を [Ctrl] を押しながらクリックして選択します。
3. ツールバーの [オブジェクト上の点拘束を作成] アイコンをクリックします。

💡 注意：ここが失敗ポイント！
「点」と「線の端点（点）」を選択した状態でこのボタンを押しても反応しません。必ず「点」と「線の胴体」をセットで選ぶのがコツです。

5. 拘束アイコンの表示・非表示テクニック

拘束をたくさん追加していくと、スケッチ画面が赤いアイコンだらけになり、「肝心の図形が見えない！」となることがあります。これを整理しましょう。

• [拘束を隠す]：画面左側のコンボビューにあるチェックをすると、アイコンを一時的に消して図形を見やすくできます。

💡 注意：過剰拘束（画面が赤くなる！）
すでに水平な線に、さらに水平拘束をかけようとすると、ルールが重複して画面が赤くなります。これを過剰拘束と呼びます。赤くなったら、焦らず [Ctrl] + [ Z ] で戻るか、重複している拘束アイコンを選択して [Delete] で消しましょう。

5. まとめ

今回は、FreeCADモデリングの核となる「幾何拘束」の基本を学びました。

• 拘束とは、図形に与える「ルール」のこと。
• 「点」と「線の胴体」を正しく選ぶのが手動拘束のコツ。
• 水平・垂直拘束はショートカット [H] [V] が便利。
• 画面が赤くなったら「ルールの矛盾」を疑おう。

次回は、さらに一歩進んだ「正接拘束」や「対称拘束」を使って、複雑で美しい図形を仕上げるテクニックを解説します。お楽しみに！

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※本ブログはこの一文以外は、AIによる記載です。内容にウソが含まれている可能性がありますので、ご注意ください。写真もAIで作成しています。

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