WC／WCSシリーズリニアシャフト

スムースシャフトとは、金属製の直線軸で、その表面が精密加工（通常は研削）を施されており、円筒形状をしていて、寸法精度、直進性が高く、表面粗さが低いものを指します。これはそれ自体で基本的な部品であり、リニアベアリング（例えばリニアボールベアリングやリニアニードルローラーベアリング）またはスライドブッシュと組み合わせて使用することで、直線運動システムを構成します。

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紹介

I. コアポジショニングと定義

ポジショニング：高精度で標準化された円筒形リニアモーションガイドレール部品。 これは 摺動摩擦または単純な転がり摩擦 リニアガイドシステムの主要構成部品です。

主な特徴：" 滑らか "以下に主に表れます：

スムーズな表面: 精密研削および研磨後、表面粗さが低くなります（通常Ra0.8以下）。
純粋な形状： 通常、 ねじ部、キー溝、段付きのない等径円筒である （取り付け用に一端または両端にねじ穴がある場合もあるが、ガイド部は滑らかである）
高精度： 厳密な直径公差、真円度公差および非常に高い 直進性を特徴とする .

II. コア構造および種類

材質および熱処理による分類：

一般的な炭素鋼製スムーズシャフト： 例えば45#鋼で、表面高周波焼入れ処理を施したもの。経済的であり、硬度（HRC50-55）と摩耗抵抗性は中程度で、軽負荷用途に適している
ベアリング鋼製スムーズシャフト： たとえばGCr15（SUJ2）で、全体を焼入れ処理。最も一般的に使用されており、高硬度（HRC58-62）、優れた耐摩耗性および優れた芯部靭性を備えています。
ステンレス鋼製スムーズシャフト： たとえばSUS440Cで、焼入れ処理。さびにくく耐腐食性があり、食品、医療およびクリーン環境で使用されます。
クロムメッキスムーズシャフト： 炭素鋼またはベアリング鋼の基材に硬質クロムめっきを施したもの。表面硬度が高く、耐食性・耐摩耗性に優れ、外観も光沢があります。

精度等級による分類：

標準グレード: 一般的な自動化装置に使用されます。
精度グレード： 直進性が高く、精密機器に使用されます。
高精度等級： 高精度の測定機器や光学機器に使用されます。

構造による分類：

ソリッド光学軸： 最も一般的です。
中空スムーズシャフト： 重量を削減でき、ワイヤの通しや冷却液の供給にも利用できます。

III. 主な特徴と利点

非常に高いコストパフォーマンス

ボール／ローラー式リニアガイドと比較して、 スムーズシャフトおよび直線ベアリング iS 最も低コストな 直線案内ソリューションであり、コストに敏感で負荷や精度の要求が極端ではないアプリケーションに非常に適しています。

柔軟な設計と比較的簡単な設置

光学シャフト自体は構造がシンプルで、 シャフトサポート（フランジタイプまたはスクエアタイプ）を通じてフレームに簡単に固定できます。 配置は柔軟で、 単軸、二軸、あるいは多軸まで実現可能 支持構造物。

システムは オープン 組み立ておよびメンテナンスが容易です。

基本的な運動性能を備えています

リニアベアリングと併用することで、スムーズな直線運動が実現できます。ボールガイドに比べて摩擦抵抗は高めですが、一般的な摺動摩擦に比べればはるかに低くなっています。

一定の径方向荷重に耐えることができます。

優れた耐腐食性と外観 （クロムメッキされたスムーズシャフトを指す）：

ハードクロム層は美観だけでなく防錆性も兼ね備えており、外観に高い要求がある機器に適しています。

標準化と入手の容易さ

標準的な直径シリーズ（例：φ6、φ8、φ10、φ12、φ16、φ20、φ25…）があり、長さはカスタマイズ可能で、市場での供給も豊富です。

ボール／ローラー式リニアガイド（MGN／HGHなど）のコアとの比較

特徴	リニアシャフト＋ブッシュシステム	ボール／ローラー式リニアガイド（例：MGN／HGH）
ガイドライン	シャフトは回転するか、または静止したままですが、ブッシュはその上をスライド／ローリングします。典型的にはオープン構造。	キャリッジブロックが高精度レールに沿ってローリングします。それはクローズドまたは半閉鎖構造。
摩擦の種類	摺動摩擦または低精度の点接触による転がり摩擦です。	高精度の転がり摩擦（ボールまたはローラー）。
剛性	低いとして機能し、カントレバー支持を提供します非常に弱い転倒および横方向のモーメントに対する耐性。	非常に高いです。 4点接触で設計されており、非常に強い転倒および横方向のモーメントに対する耐性。
精度	比較的低い。シャフトの真直度、ブッシングのクリアランス、取り付け誤差による累積誤差の影響を受ける。	非常に高いです。工場出荷時に高い精度等級（平行度、真直度）が保証されており、設置後も安定した精度を提供する。
耐荷重	動力荷重に対しては許容できるが、転倒モーメントをほとんど支えることができない .	4方向すべてで高い荷重能力を有する、転倒モーメントに耐えるように特別に設計されています .
OPERATING SPEED	低～中程度。高速運転時に振動や発熱が生じやすいです。	適しているのは高速および高加速動作。
設置要件	一見簡単そうですが、高精度（例：二軸の並行度）を実現することは非常に困難です取り付け面の機械加工および調整に対して高い水準が要求されます。	精密な取り付け基準面を備えており、ネジ締めだけで精度が保証され良好な取り付け再現性を提供します .
シール性および寿命	開放構造のため汚染されやすく、頻繁な清掃と潤滑が必要となり、比較的寿命が短い。	統合された多層シールにより防塵・防水性能を備え、潤滑状態を良好に保持し、長寿命を実現。
費用	非常に低い（部品自体に関して）。	高い
主な欠点	剛性が低く、精度が低く、モーメントに対する許容度も低い。	高コスト
適用の考え方	「基本的なガイド用途には十分」。横方向の力がかからず、軽負荷・低コスト・非精密な用途に適している。	「高精度で信頼性のあるガイドおよび荷重支持」。高負荷、高精度、高速、高剛性が要求される用途に適している。

V. 主な適用分野

極めてコストが有利な光学軸システムは、依然として以下の分野で広く使用されています：

軽量非精密オートメーション： 給送機構、ストップ・アンド・ゴー機構、簡易リフト機構。
事務機器および家庭用機器： プリンタ、スキャナ、複写機の走査ヘッドの移動。
軽工業用包装機械： ラベル貼り機や包装機の補助ガイドシャフト。
3Dプリンター（低価格帯FDMモデル）： X／Y／Z軸ガイド。
ドア、窓、家具のスライド部品。
「ドライブシャフト」ではなく、「ガイドシャフト」として使用されます： 例えば、ボールねじと組み合わせる場合、ねじ部が駆動および荷重支持を担当し、スムーズシャフトは工作台の回転防止（回転防止ロッド）のみを担当します。

VI. 選定および使用上の重要なポイント

限界を理解する： まず第一に、明確にする必要があります。 剛性、精度、トルクに関してアプリケーションに要求仕様があるかどうか 。そのような要件がある場合は、直線ガイドを直接検討すべきです。
直径および長さの選定： 直径は剛性を決定する主な要因です。長さが大きくなるほど、自重によるたわみを防ぐために必要な直径も大きくなります。アスペクト比（L／D）には通常、経験的な制限があります。
サポート間隔（重要）： 曲げ変形を最小限に抑えるため、2つの支持点間の距離（スパン）は可能な限り短くする必要があります。長行程の場合、 複数支持 構造を採用しなければなりません。
ペア軸受の選定： 直線ボール軸受（低コスト、高速対応）、直線ニードルローラ軸受（高負荷対応、低速）、またはグリースレスブッシュ（最も低コスト、潤滑が必要）。
取り付け平行度： 複数の光学軸を使用する場合、 完全な平行度を保つことは極めて困難であるが、極めて重要です 。さもなければ、カムや急激な摩耗の増加を引き起こします。調整には専門のツールが必要です。
潤滑は必要です： リニアボールベアリングを使用する場合でも、摩耗を低減し錆を防ぐために定期的な潤滑が必要です（ステンレス鋼やクロムメッキ製のものを除く）。

光学軸は直線運動の分野において最も基本的で経済的なものですが、性能面での制約も最も大きい部品です。 その本質は 「精密な棒」 であり、その主な利点は 低コストとシンプルな構造 にしかありません。現代の精密機械設計では、総合的な性能に優れるローリングリニアガイドに置き換えられつつあります。しかし、負荷が極めて小さく、 精度要求が低く、設置スペースに余裕があり、かつコスト圧力が非常に大きい ような状況では、光学軸システムは依然として無視できない選択肢です。光学軸を選ぶということは、設計者が明確かつ時に困難なトレードオフを行うことを意味します コストと性能 .