ガイド自体を指定するのは簡単な部分です。取り付け、設置、さらにはメッキの選択における落とし穴を避ける方法を学びます。

リニアガイドは、システムの一部として動作する精密機械アセンブリです。そのため、機械全体に適切に統合されて初めてその性能を発揮します。適切なガイドを選定するだけでは不十分です。意図したとおりに動作するシステムを構築するには、リニアガイドの選定、設計、設置、そして試験方法を明確に理解する必要があります。ここでは、リニアガイドをシステムに組み込む設計者が犯しがちなミスとその回避方法について説明します。

1. 取り付け面を公差通りに加工していない

リニアガイドは、最小限の摩擦で動作するよう工場で精密研磨されています。理想的な状況では、各リニアガイドブロックの摩擦は、取り付けの有無にかかわらず同じです。しかし実際には、取り付け面のずれや平坦度のずれは、リニアガイドシステムにプリロードを直接加えます。取り付け公差は、レールが取り付けられる取り付け面の平坦度と、リニアガイド同士の平行度の両方を含みます。アセンブリを取り付けた際にガイドの摩擦が増加したり、移動の一方の端で他方の端よりも摩擦が顕著になったりする場合は、取り付け公差またはレールの位置合わせが仕様外である可能性が非常に高くなります。

2. 位置合わせ用の取り付け機能は含まれません

精密リニアガイドは、仕様通りの性能を確保するために適切なアライメントが必要です。特に量産工程では、取り付け機構を追加することで設置プロセスを迅速化し、効果的な性能を確保できます。例えば、プライマリレールのアライメントを助ける一対のアライメントピンと、セカンダリレールのアライメントのための組み立て手順を組み合わせるといったシンプルな構成です。非常に高精度な性能が求められるアプリケーションでは、より細心の注意が必要です。工場出荷時のリニアガイドは直線ですが、ある程度の追従性を示す場合があります。効果的な動作を確保するには、ガイドは精密なショルダー面を使用して取り付ける必要があります。これらの面は、ベアリングとレールに平坦で安定した支持構造を提供し、ミクロン単位の真直度と平行度を実現します。レール間の平行度の誤差は、性能だけでなく耐用年数にも影響を与えることに注意することが重要です。レールが製造公差内にアライメントされていることを確認してください。取り付けショルダーは重要なアライメント構造を提供しますが、適切な寸法にする必要があります。コーナー半径が大きすぎると、取り付けおよびアライメント時にレールがショルダー自体ではなくコーナー半径に接触する可能性があります。これは、小さいながらも重大な誤差を引き起こす可能性があります。さらに悪いことに、検出が非常に困難になる場合があります。最善の解決策は、最初から肩の寸法を正しく指定することです。メーカーはカタログに肩の高さとコーナーの半径について非常に正確な仕様を記載しており、それらを厳守する必要があります。ベアリングの面取りに対して適切なコーナー半径の寸法を測ってください。

3. プリロードを正しく指定していない

リニアガイドのプリロードは、ブロックとレールの嵌合を調整するために、ボールの直径をミクロン単位で選択することを意味します。精密アプリケーションでは、通常、ブロック、レール、ボールの間に隙間がない正のプリロードが有利です。アプリケーションによっては、ボールが多少圧縮される場合もあります。プリロードを適切に設定することで、振動、騒音、発熱、たわみなどの悪影響を軽減できます。しかし、プリロードが不適切だと、摩擦が大幅に増加し、システム性能が低下する可能性があります。プリロード付きの高精度リニアガイドを購入すれば、最高の性能が得られると容易に考えられます。これは、取り付け面の精度がリニアガイドの精度と一致している場合に当てはまります。しかし、取り付け面の精度をリニアガイドと同等にできない場合、ガイドにプリロードをかけることで問題が発生する可能性があります。リニアガイドのプリロードは、取り付け部品で実現できる精度と一致させる必要があります。メーカーが要求する精度を満たすことができない場合は、線間はめあい（通常の予圧）のリニアガイド、またはわずかに余裕を持たせたリニアガイドを選択することをお勧めします。余裕を持たせることで、ガイドがミスアライメントを吸収できるようになります。ガイドの自由隙間はなくなりますが、予圧をかけたガイドを低精度システムに組み込むことで生じる高い摩擦も発生しません。場合によっては、低摩擦システムが最も重要な要件となることがあります。そのような場合は、摩擦を可能な限り低く抑えるために、ある程度の内部隙間を指定するのが最善です。

4. 全行程にわたってテストを実施していない

問題の存在を知らなければ、それを解決することはできません。リニアガイドは組み立て後、全移動距離にわたって試験する必要があります。平行度を直接測定できない場合は、キャリッジの押し出し力を測定する検査工程を追加してください。ガイドを端から端まで動かす際、押し出し力は約20%以内で一定である必要があります。押し出し力が一点で急上昇した場合（これはガイドの一端でよく発生します）、レールが平行でない可能性があり、再調整が必要であることを示しています。

5. 材料やメッキがコストやリードタイムに与える影響を考慮していない

ベアリングの選定においては、機械的パラメータに重点​​が置かれ、材質やコーティングは軽視されがちです。しかし実際には、材質やコーティングは、性能面だけでなく、コストやリードタイムの​​面でもプロジェクトに大きな影響を与える可能性があります。例えば、防錆処理の選択肢としては、薄くて密度の高いクロムメッキから様々な黒色クロムコーティングまで、多岐にわたります。場合によっては、ステンレス製のリニアガイドを選択する方が効果的な解決策となることもあります。問題は材質だけでなく、場所の問題でもあります。メッキ処理は海外の工場で行えるものもあれば、国内で行えるものもあります。最近の受注事例がその好例です。現在、特定の種類とサイズのリニアベアリングが世界中で不足しています。あるお客様は、防錆処理として黒色クロムメッキを指定されました。問題は、該当するコーティングを当社のパートナーである日本の工場で施す必要があり、標準品に比べてリードタイムが長くなってしまうことでした。調査の結果、代替のメッキ処理を推奨しました。このメッキは同等の防錆効果を発揮しましたが、パートナーである米国の工場で入手可能であるという違いがありました。このスイッチにより、部品のリードタイムが半分に短縮され、コストへの影響も最小限に抑えられました。適切な仕様と設置により、リニアガイドは直線運動システムにおいて効果的な性能を発揮します。上記の落とし穴に注意すれば、システムは成功へと導きます。