摩擦による固着の原因は何ですか？それを軽減するにはどうすればよいでしょうか？

バイオリンを演奏するのでなければ、スティクション（またはスティックスリップ）とは、2つの表面間の静止摩擦と動摩擦の差によって引き起こされる望ましくない現象です。リニアガイドでスティクションが発生すると、チャタリング（ぎくしゃくした動き）、動きの固着、トルク要求の変動、またはオーバーシュートによる精度低下につながる可能性があります。

スティクションの原因は何ですか？

2つの表面間の静止摩擦係数（μs）は、動摩擦係数（μk）よりもほぼ常に高く、この摩擦の差がスティックスリップ現象の根本原因となっている。

すべての表面には、ある程度の粗さがあります。高度に仕上げられ、研磨された表面でさえ、完全に滑らかではありません。表面には、表面の有効接触面積を減少させる突起（「凹凸」と呼ばれる）と谷があります。つまり、ある場所では2つの表面の突起だけが接触し、別の場所では一方の表面の突起が他方の表面の谷に収まります。そして、表面同士が全く接触しない場所もあります。

個々の接触面積が非常に小さいため、表面間の圧力は極めて高くなり（圧力＝力÷面積）、これらの点で冷間溶接と呼ばれるプロセスによって接着が生じる。

表面が動くためには、まずこの接着を引き起こしている結合を断ち切る必要があります。同様に、表面が互いに噛み合っている部分（一方の表面の突起が他方の表面の谷に収まっている部分）では、摩耗や塑性変形によってこれらの噛み合った部分を破壊し、表面が動けるようにする必要があります。

駆動力が表面間の結合を断ち切り、静止摩擦を克服するのに十分な大きさになると、動きが始まります。しかし、表面が完全に滑らかではないため、動きの中でも多少の摩耗は発生します。残存する表面の粗さによる動きへの抵抗は、動摩擦、または運動摩擦と呼ばれます。

摩擦を軽減する方法

潤滑を使用するリニアベアリング（ほぼすべての循環ベアリングと一部の滑り軸受）では、ベアリング表面間の動きによって潤滑剤が表面間の微細な隙間に引き込まれます。表面の相対速度が増加すると、潤滑膜が厚くなり、表面同士の接触が減少するため、表面間の摩擦が減少します。

しかし、直線軸受は有限の距離を移動した後、反対方向に回転します（同じ方向に無限に回転できるラジアル軸受とは異なります）。そのため、直線軸受は混合潤滑と呼ばれる状態にかなりの時間を費やします。混合潤滑では、摩擦は表面の特性と潤滑剤の特性の両方によって決まります。したがって、適切な潤滑は、循環軸受（および一部の滑り軸受）におけるスティクションの影響を制御または軽減する最良の方法です。

滑り軸受では、循環軸受よりもスティックスリップ（固着）現象が起こりやすい。これは、滑り軸受では静摩擦係数と動摩擦係数の差が大きいためである。また、滑り軸受の摩擦係数は、加わる荷重、摩耗、環境要因によって変化する。

丸軸上を転動する滑り軸受の場合、スティックスリップ現象を抑制する一つの方法は、可能な限り表面仕上げの良い（表面粗さの少ない）軸を選ぶことです。また、滑り軸受の用途においてスティックスリップを防止するためには、モーメントアームの距離が軸受の長さの2倍を超えてはならないという2:1の比率（2:1ルールまたは結合比とも呼ばれる）に従うことが非常に多くの場合必要となります。

スティックスリップを最小限に抑える、あるいは完全に防止するもう一つの方法は、エアベアリングガイドを使用することです。エアベアリングの場合、摩擦は運動による空気のせん断力のみに依存します。そのため、エアベアリングアセンブリにおける静止摩擦と動摩擦の差は実質的にゼロとなり、スティックスリップの問題は事実上解消されます。