レールブレーキの選定と適用方法

リニアモーションシステムを駆動するサーボモーターやステッピングモーターには、多くの場合、ブレーキ機能が備わっています。ステッピングモーターの場合は、電源オフ時にモーター（ひいては負荷）が動かないようにするためのデテントトルク機能も備えています。しかし、用途によっては、冗長性を確保して安全要件を満たすため、あるいは外部処理中に負荷を正確に保持し、ハンチングやディザリングを起こさないようにするために、二次ブレーキが必要となる場合があります。プロファイル付きレールガイドを使用するシステムでは、レールブレーキが最適な選択肢となることがよくあります。

レールブレーキは、ばねの力、流体、またはその両方の組み合わせによって、摩擦パッドをレールの側面に接触させたり、接触を解除したりします。例えば、ある設計では、ばねの力で摩擦パッドを接触させ、空気圧で解除します。別の設計では、接触と接触解除の両方に油圧を使用します。

メーカーは、レールブレーキを、通常開型（アクティブ型とも呼ばれる）と通常閉型（パッシブ型とも呼ばれる）の両方で提供しています。通常開型では、ブレーキまたはクランプは、空気圧、油圧、またはその他の力によって作動するまで開いた状態、つまり解除された状態になっています。一方、通常閉型では、ブレーキまたはクランプは、力が加えられるまで作動した状態になっています。

レールの摩耗を防ぐため、レールブレーキはレールの非荷重支持面に作用するように設計されています。また、様々なメーカーのレール製品ライン、さらには同じメーカーの異なる製品ラインでもレールの形状が異なるため、レールブレーキもそれに合わせて設計されています。つまり、各ブレーキは特定のメーカーの特定の製品ラインに適合するように設計されているのです。

レールブレーキを選定する際、まず最初に、使用するレールに適したブレーキモデルを選定する必要があります。次に、特定の形状のレールに適合するブレーキの選択肢の中から、必要な保持力を提供するブレーキを選びます。保持力には、荷重と、荷重に加わる外部加工力（穴あけなど）も含まれる場合があることに注意してください。また、荷重が垂直または傾斜している場合は、ブレーキが重力に抗して荷重を保持する必要があることも考慮してください。停止時間も重要な選定パラメータです。特に、ブレーキが緊急停止条件で使用される場合は重要です。ブレーキが荷重をより速く停止させることができれば、移動距離は短くなり、損傷の可能性も低くなります。

鉄道ブレーキは、繰り返しの動的な停止を想定して設計されているわけではないことに注意が必要です。むしろ、通常の工程停止時に精密な保持を行うことを目的としており、衝撃荷重による負荷や機器への負担を軽減するために、ブレーキを犠牲にすることを想定しています。また、冗長なブレーキ装置として、あるいはまれな緊急停止にも使用できます。