MGN3ミニチュア直線案内装置は、幅3 mmのレールシステムで、3 mm断面のレール上を走行する4列ボール循環ブロックから構成されています。MGNシリーズの中で最も小型ながら、実用的な荷重を支えられる点が特長です。動的許容荷重は0.29 kN、静的許容荷重は0.44 kN、静的モーメントは0.7 N·m。また、ブロック質量は1 g、レールの単位長さ当たり質量は1 mあたり50 gです。 設計空間に制約があり、軸長が短く、荷重が軽い場合に、エンジニアはこの製品を選択します。たわみ、行程長、または寿命が設計上の制約要因となる場合は、MGN5やMGN7へのアップグレードを検討してください。
以上が簡潔な回答です。以降の記事では、その根拠となる数値データ、MGN3が最適な選択となる用途、および不適切なケースについて詳しく解説します。
すべての数値は、MGN3ミニチュア直線ガイドウェイのカタログ仕様値であり、メーカーが公表しているMGN仕様表から引用した、ブロック単位の値です。
MGN3ガイドウェイは、ローリングエレメント式の直線ガイドウェイです。 線形ベアリング 硬化ステンレス鋼製のレール（両側に研削加工された走行面を備える）と、4列の鋼球が内蔵されたブロックで構成されます。鋼球は走行面と45°で接触し、ブロックはレールの両フランジに対して予圧がかかり、上向き・下向き・左右いずれの方向からの荷重にも同一の剛性で耐えられます。
部品番号に含まれる「3」は、レールの幅（ミリメートル単位）を表しており、ブロックの幅でもストローク長でもありません。MGN3レールの幅は3 mmであり、これがこのシリーズの特徴です。この幅であれば、光学系の光路後方や小型グリッパーの隣など、5 mmや7 mmのレールでは到底収まらないような狭小空間にレールを収容できます。それより小さいMGN2（2 mm）も存在しますが、許容荷重が極端に低く、ごく軽微な機構にしか使えないため、実用的な駆動軸の最小選択肢としては通常MGN3が基準となります。
ブロック質量は1 g、レール質量は50 g／mと極めて軽量で、往復運動する部分の質量はキログラムではなくグラム単位で計測されます。1秒間に数百回も方向転換するような軸——例えばディスペンサーヘッド、検査用スキャン装置、光学シャッターなど——では、速度制限を決めるのは荷重容量ではなく慣性です。移動質量を半分にすれば、同じ加速度を得るために必要なモータートルクもおよそ半分で済みます。
4列のボール列が対称に配置されているため、MGN3ブロックは下向き・上向き・横方向のいずれの荷重に対しても同一の剛性を示します。これは、ある姿勢で組み立てられた後に別の姿勢で使用される計測機器（例：横方向に吊り下げられるプローブヘッド、垂直壁面に取り付けられたステージなど）において特に重要です。設計者は、荷重方向が変わった場合でもブロックの許容荷重を再評価する必要がありません。
3 mmレールに対する動的許容荷重0.29 kNは、理想的な条件下で約30 kgの連続負荷容量に相当します。この余裕幅こそが、プレロードされたブロックがスムーズに動作するための鍵です。たとえば作業荷重が50～100 Nの場合、ボールは弾性変形域内に留まり、繰返し精度が維持されます。
スライドガイド、特に潤滑が不十分なトランサム（ dovetail ）ガイドでは、低送り速度で「くっつき」と「ジャンプ」が交互に発生します。ボールガイドではそのような現象は起こらず、摩擦係数は約0.003～0.005のまま安定し、静止状態から運動状態への移行も滑らかです。数マイクロメートル／秒という極めて小さなクリープ速度で動作する計測機器において、これは「ノイズの少ないクリーンな信号」と「ノコギリ波状の信号」の違いを意味します。
MGN3ブロックは断面高さが小さく、2～3軸を積層しても装置全体の外形寸法を超えることがありません。そのため、このサイズはクロステージや「ボックス内ガントリー」構造の設計に採用されています。
両ブロックは同一のレールに対応しています。H型は長さが大きいため、同一の3 mmプロファイル上でより大きな動的荷重およびモーメントを支えられます。
トレードオフは剛性ではなく、質量と長さです。荷重がレール軸からオフセットしている場合、ヘッドが突出している場合、あるいは単一のレールでモーメントを支える場合にHブロックを選択してください。設置空間が限られており、荷重が中心に作用する場合はCブロックを選択してください。
MGN3ミニチュア直線案内装置の基本額定寿命は、ローリングベアリングにおける標準的な関係式に従い、ISO 14728-1で直線運動用ベアリング向けに規定されており、主要メーカー各社がL10形式で採用しています。 直動ガイド<br> 製造者：
L10 ＝ （C／P）³ × 50 km
ここで、Cは基本動的荷重定格値、Pは1ブロックあたりの実荷重です。
たとえば、2つのブロックそれぞれが100 N（P＝0.1 kN）を負担する計測機器の軸を想定します。
立方関係から導かれるのは、以下の2点である。第一に、寿命は負荷に対して極めて敏感である。負荷を2倍にすると、許容寿命は8分の1に短縮される。つまり、基本動定格荷重Cの30％で運転する設計は、Cで運転する設計と比べて約37倍長寿命となる。第二に、寿命が不足する場合、同一レール上でCシリーズからHシリーズへ変更すると、可動質量がわずか1g増加するだけで寿命が約2.4倍になる。これは、レールサイズを一段上げる（すべての対向部品が変更を要する）よりも、通常はコスト面で有利である。
寿命は保証値ではなく、あくまで「評価値」である。異物混入、潤滑間隔、レールの直進性、取付け誤差などは、いずれも安全余裕を消費する要因であり、3 mmガイドでは、シールや潤滑油貯留部の寸法が相対的に小さいため、15 mmガイドよりもその余裕が速く失われる。
ウエハー搬送、ダイボンディング、ワイヤボンディング、プローブステーションでは、ヘッドが狭小な作業空間内に到達する必要があるため、MGN3が採用されています。この用途では、ガイドの選定基準は許容外形と滑らかさであり、負荷容量ではありません。また、クリーンルーム環境では、密閉型ボールガイドによる極めて低い粒子発生量が重要となります。当社独自のケース材質を採用したこのサイズの製品—— 半導体製造装置向けMGN3 ——は、ウエハー搬送、ダイアタッチ、AOI計測などについてさらに詳しく解説しています。
計測用軸では、負荷容量よりも一定の摩擦特性が求められます。MGN3ブロックは摩擦変動が極めて小さく、定速走行時の位置リップル（位置ずれ）が生じにくいため、プロフィールプロジェクター、ビジョンステージ、表面計測治具などにこのサイズが採用されています。
シリンジポンプ、サンプルハンドラー、スライドフィーダー、顕微鏡ステージなどでは、MGN3の低断面高さと静音性が活かされています。数十本の並列軸を備えた分析装置では、可動部質量をグラム単位に抑えることで、駆動電力と発熱を低減できます。
波導やレーザーダイオードへのファイバーまたはレンズの位置合わせには、数ミリメートルの行程内でサブマイクロメートル級の微調整が求められます。MGN3は細ピッチねじを採用しており、光学ベンチ上に設置しても光路を遮らないコンパクトなサイズで、このような精密な動きを実現します。
マイクログリッパー、ディスペンサー、ピックヘッド、マイクロマニピュレーターなどの小型工具では、MGN3を直動関節として活用しています。その理由は、ブロックを工具本体に内蔵できるほか、4方向耐荷重設計により、上部からでも側面からでも同一部品を適用可能だからです。
一度位置決めして固定する部品には、MGN3レールが最適です。従来のダブテイル構造と比べて直進性・再現性に優れ、カスタムフレキシャーと比べて組立コストも低減できます。
MGN3は高精度を備えたマイクロ直動ガイドであり、許容荷重には明確な上限があります。以下のいずれかに該当する場合は、より大型の製品へアップグレードしてください。
3 mmレールはそのサイズに対して剛性がありますが、絶対的な剛性としては十分ではありません。300 mmのスパンにおいて、横方向荷重によるたわみが、装置が確保しようとする精度を上回ってしまうことがあります。これは構造的な限界であり、ブロックの性能向上ではなく、断面積の大きなレールへの変更が解決策です。
MGN3ミニチュア直動ガイドウェイの価格・納期・実現可能性を決定する5つの要素は以下のとおりです：
上記5項目を図面（PDF、DWG、またはSTEP形式）でご送付ください。KGTでは、24時間以内に加工可否チェック結果、価格、最小発注数量（MOQ）、納期をご連絡いたします。KGT社のMGNシリーズは、中国浙江省温州市にあるISO 9001認証工場で製造されており、ブロックとレールの組み合わせに先立ち、走行平行度、高さ公差、クリアランスを注文された等級に照らして検査しています。
MGN3Cブロックの動的許容荷重（C値）は0.29 kN、静的許容荷重（C₀値）は0.44 kN、静的モーメント許容値（MR）は0.7 N·mです。長尺タイプのMGN3Hブロックは、それぞれ0.39 kN、0.68 kN、1.0 N·mです。これらの数値は単一ブロックあたりの値であり、2個のブロックを用いたキャリッジでは、垂直方向の許容荷重は2倍になりますが、モーメント許容値は同様に2倍にはなりません。
Cは標準ブロックで、Hは同じレール幅の長いブロックです。Hは精度等級ではなく、広幅レールでもありません。3 mmの同一レールを使用し、ブロック質量を1 g増量することで、動的負荷を約34％、静的モーメントを約43％高めています。
L10＝（C／P）³×50 km を用いて計算します。ブロックあたり100 Nの負荷条件下では、MGN3Cの定格寿命は約1,220 km、MGN3Hは約2,966 kmとなります。実際の寿命は潤滑状態、異物混入、取付け精度などに大きく左右されるため、目標値に対して±20％以内の設計結果が出た場合でも、そのまま採用するのではなく、再検討が必要です。
湿気やクリーンルーム向け機器に使用される大型MGNシリーズについては、ステンレス鋼製のバリエーションが公式に発表されています。一方、MGN3については、図面への記載前にサプライヤーへ在庫状況および納期を必ず確認してください。図面確定後の代替はコストが非常に高くなります。
はい。レールは図面通りに切断・機械加工され、穴ピッチ、端部のタップ加工、ジョイントマーキングが施されます。また、ブロックはご注文いただいた精度等級に応じてペアで供給されます。加工確認のため、図面をお送りください。
サーボモータとエンコーダで位置フィードバックループを構成する場合は、標準等級（N）で十分です。一方、2本のレールを並列に使用する場合、測定プローブを駆動する軸の場合、あるいはガイドを追加する前にすでに機器全体の誤差許容範囲が厳しくなっている場合には、高精度等級（H）または精密等級（P）をお選びください。
MGN3のブロックおよびレールにはM1.6クラスの締結用ファスナーを使用します。レールは、機械加工された基準肩（ダミー肩）にボルトで固定します。レールの位置決めをボルトに頼るのではなく、基準肩に押し当ててクランプ固定することで、購入した精度等級に見合った直進性が確保されます。
MGN3ミニチュア直線ガイドウェイは、通常の直線ガイドでは設置できない場所に高精度な軸を実現できるサイズを実現しました。レール幅3 mm、ブロック質量1 g、動的許容荷重0.29 kN、かつ4方向で等剛性という特長を備えています。半導体・計測・医療・光子工学機器などに用いられる、行程が短く負荷が軽い計測機器には最適な選択肢です。ただし、荷重・モーメント・レール間隔のいずれかが制約要因となる場合は不適切です。そのような場合には、MGN5またはMGN7を選択した方が、設計見直しによるコスト増を回避でき、結果的に費用対効果が高くなります。
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