用語集

リード

リードとは、スクリューが1回転したときにナットが軸方向に移動する直線距離を意味します。

リード値が大きいほど、スクリュー1回転あたりの移動距離が増加し、より高速な送り速度を実現できます。リードはピッチとスタート数の積で算出されます。

ピッチ

ピッチとは、隣接するねじ山間の軸方向の距離を意味します。

シングルスタートスクリューではピッチとリードは等しく、マルチスタートスクリューではリードがピッチよりも大きくなります。マルチスタート構造は、より高い送り効率と滑らかな動力伝達特性を提供します。

ねじ精度

ねじ精度とは、特定の基準長さ内における理論的な移動距離と実際の移動距離の間に生じる累積誤差を意味します。

例:リード精度が0.004 inch/footのスクリューは、1 foot移動時に実際の位置が理論値に対して最大±0.004 inchの誤差が生じる場合があります。

リードスクリューの精度は、システムの位置決め精度および繰り返し精度に直接影響を与える重要な要素です。

位置誤差
位置誤差とは、理論上の目標位置と実際の移動位置との間に生じる偏差を意味します。システムの機械的構造、ねじ精度、および組立状態によって位置誤差が発生する場合があります。
繰り返し精度
繰り返し精度とは、システムが同一の目標位置に繰り返し復帰できる能力を意味します。多くのモーション制御システムでは、絶対位置精度よりも繰り返し精度がより重要視されます。
水平または垂直方向への適用

垂直設置環境では、モーターの電源が遮断された場合やブレーキがない場合、逆運転(Backdriving)が発生する可能性があります。

また、重力による追加荷重を考慮してシステムを設計する必要があります。

全振れ公差
全振れ公差とは、スクリュー中心線を基準として回転時に生じる全体的な振れ量を意味します。スクリューの振れはシステムの振動、騒音、および位置精度に影響を与える場合があります。
振動とノイズ

ハイブリッドステッピングモーターの共振は、一般的に約200PPS付近で発生します。マイクロステップ駆動は、この領域における振動およびノイズを低減するのに効果的です。

静荷重
静止状態のスクリューに適用できる最大許容推力荷重を意味し、衝撃荷重を含みます。
動荷重
スクリューが駆動中に継続して適用できる最大推奨推力荷重を意味します。
ドライブ

ステッピングモーターを駆動するためには外部ドライブが必要です。市販のドライブ製品のほとんどには、電源部、ロジック回路、スイッチング回路、およびパルス制御機能が含まれています。

ホールディングトルク
モーターが停止状態で電流が印加されたときに回転子を保持できる最大トルクを意味します。
ローター慣性
モーターが加速または減速する際に生じる回転慣性を意味します。
ステップあたりの移動量
モーターが1 Full Step動作した際に生じる線形移動距離を意味します。
温度上昇
一定時間モーターを駆動した後に生じるモーター温度の上昇を意味します。
1ステップあたりの応答時間
モーターが1ステップ動作を完了するのに要する時間を意味します。
ステップ
各フェーズの整流に応じて回転子が一定角度ずつ回転する、ステッピングモーターの基本動作単位です。
ステップ角度
モーターが1ステップ動作する際に回転する角度を意味します。
プルアウトトルク
入力パルスに同期した状態でモーターが脱調なく即時起動・停止・逆転可能な最大トルクを意味します。
プルイントルク
モーターが加減速なしに即時起動・停止できる最大トルクを意味します。
効率
システムが入力エネルギーを実際の有効出力エネルギーへ変換する能力を意味します。
分解能
アクチュエータ出力シャフトが入力パルスあたりに移動できる最小線形移動単位を意味します。
引張荷重または圧縮荷重

スクリューを引き伸ばす方向に作用する荷重を引張荷重(Tension Load)といいます。反対にスクリューを圧縮する方向に作用する荷重を圧縮荷重(Compression Load)といいます。

これらの荷重条件は負荷の大きさによって異なり、圧縮荷重条件では座屈荷重(Column Loading)に対するスクリューの軸方向強度を考慮して設計する必要があります。

圧縮荷重の画像 引張荷重の画像
ラジアル荷重

ラジアル荷重とは、スクリュー軸に対して垂直方向に加わる荷重を意味します。

リニアガイドなどの追加的な機構支持なしに使用することは推奨されません。

ラジアル荷重の画像
軸方向荷重

リードスクリューの中心線方向に加わる荷重を意味します。

軸方向荷重の画像
逆運転(Backdriving)

逆運転(Backdriving)とは、軸方向荷重によってスクリューまたはナットが反対方向へ回転する現象を意味します。

一般的に効率が50%以上のリードスクリューはBackdrivingが発生しやすく、35%以下の効率を持つリードスクリューはこの現象を抑制するのに効果的です。また、リードが小さいほどBackdrivingおよび空回りの可能性を低減でき、垂直方向システムでは重力によりBackdrivingがより発生しやすくなります。

トルク

リードスクリューを駆動するために必要なモータートルクは、以下の要素の合計で構成されます:

  • 1. 慣性トルク
  • 2. ドラグトルク(駆動中のナットとスクリュー間の摩擦)
  • 3. 負荷移動時に必要なトルク
潤滑
ナット材質(Delrin)は自己潤滑性を持ち、追加の潤滑剤使用を最小限に抑えることができます。また、テフロンコーティングスクリューオプションを使用することで、摩擦の低減とともにシステム寿命を向上させることができます。
スクリュー端部加工

標準メートル法およびインチ規格の端部加工オプションを提供しています。

お客様の要件に応じたカスタム端部加工にも対応しておりますので、必要な場合はDINGS'までお問い合わせください。

固定性

スクリューシステムの性能(速度および効率)は、スクリュー端部の固定および支持方式によって影響を受ける場合があります。

固定タイプ 相対的な剛性 臨界速度係数 臨界ロッド係数
低剛性の画像 低剛性 0.32 0.25
剛性の画像 剛性 1.0 1.0
高剛性の画像 高剛性 1.55 2.0
最高剛性の画像 最高剛性 2.24 4.0
座屈強度(Column Strength)
スクリューが圧縮荷重を受けた場合、弾性安定性の限界を超えるとスクリューが曲がったり変形したりする場合があります。
臨界速度(危険速度)

臨界速度とは、スクリューのたわみまたは欠陥によって最初の共振領域に達する回転速度を意味します。この速度領域ではシステムの振動および不安定現象が発生する場合があります。

臨界速度は以下の要素によって影響を受けます:

  • 1. スクリューリード
  • 2. 回転速度
  • 3. スクリュー端部の固定方式
  • 4. スラスト荷重
  • 5. スクリュー直径
  • 6. 引張または圧縮荷重

例として、直径19.05 mm(0.75 inch)、長さ1778 mm(70 inch)のスクリューは、安全係数K=1.25の条件においてFS=0.32基準で約187 RPMの臨界速度を持ちます。

臨界回転速度(rpm) vs. さまざまなねじ径(インチ)に対する未支持ねじ長さ
臨界回転速度(rpm) vs. さまざまなねじ径(インチ)に対する未支持ねじ長さのグラフ
バックラッシュ

バックラッシュとは、スクリューとナット間に生じる相対的な軸方向のがたつきを意味します。

一般的に使用時間が増加するにつれてバックラッシュも増大します。バックラッシュの補正はアンチバックラッシュナットを使用することで最小限に抑えることができ、バックラッシュは双方向の位置決め精度に影響を与えます。

バックラッシュの画像