～直線運動を支える高精度案内機構の基本と選び方～
LMガイド（リニアモーションガイド）は、高精度な直線運動を実現する機械要素で、多くの工作機械や自動装置に使われています。
中でもTHK製LMガイドは世界的に評価が高く、種類も非常に豊富。
この記事では、初心者でも理解できるようにLMガイドの構造と選定ポイントをやさしく解説します！
LMガイドとは？
「LMガイド」とは、「Linear Motion Guide」の略で、直線的な滑らかな動きを実現するための案内機構です。
ボールやローラーを使って、レール（レールガイド）とブロック（スライダー）間の摩擦を極限まで低減しつつ、剛性・精度・耐荷重性を高めています。
主に使われる分野
- 工作機械
- 自動化設備
- 精密位置決め装置
- 3Dプリンターや半導体製造装置 など
選定ポイント①：4列サーキュラーアーク溝 vs 2列ゴシックアーチ溝
～4列サーキュラーアーク溝 vs 2列ゴシックアーチ溝の比較～
中でも、「溝の形状の違い」は、性能や寿命に大きく影響します。
本項では、THKなどに代表される「4列サーキュラーアーク溝」と、他社製品に多い「2列ゴシックアーチ溝」の違いを初心者にもわかりやすく解説します。
そもそも「溝の形」とは？
LMガイドは、レールの溝とブロックの中を鋼球（ボール）が転がることで動作します。
このボールの接触面（溝の形）が以下の2タイプに分かれます。
| 溝の種類 | ボール接触点 | 主な特徴 |
|---|---|---|
| 4列サーキュラーアーク溝 | 2点接触×4列 | 滑らかに動く、取付誤差に強い、高剛性 |
| 2列ゴシックアーチ溝 | 4点接触×2列 | 荷重分散しやすいが、摩擦や摩耗が増えやすい |
差動すべりとは？動きの軽さに影響
ボールが1回転する間に、内側と外側の接触面の直径が違うと「すべり」が発生します。
この差を差動すべりと呼びます。
- 🔵 サーキュラーアーク溝：差動すべりが少ない → 動きがスムーズ
- 🔴 ゴシックアーチ溝：差動すべりが大きい → 摩擦増加・異常摩耗リスク
差動すべりが起きると、摩擦係数が数十倍になり寿命が大幅に短くなります。
取り付け精度への“やさしさ”が違う
| 項目 | サーキュラーアーク溝（2点接触） | ゴシックアーチ溝（4点接触） |
|---|---|---|
| 取付誤差の吸収 | ボールの弾性で吸収できる | 吸収できず、動きが固くなる |
| 要求される取付面精度 | 比較的ゆるくてOK | 高精度な面が必要 |
| 組立しやすさ | 高い（初心者・現場向け） | 低い（調整がシビア） |
サーキュラーアーク溝は、ブロック内部でズレを吸収してくれるため、
取付ベースの加工精度が多少甘くてもOKです。
剛性・定格荷重の違い
| 比較項目 | サーキュラーアーク溝 | ゴシックアーチ溝 |
|---|---|---|
| 予圧時の動き | スムーズ（高剛性を得やすい） | 差動すべりで重くなる |
| 定格荷重 | 高い | 約50％程度に減少 |
| 寿命 | 長い | 約87.5％寿命が短くなる |
高荷重・高剛性を求める用途では、サーキュラーアーク溝が断然有利です。
実際の製品例で見る違い
| 製品例 | 溝タイプ | 特徴 |
|---|---|---|
| THK SHS形 など | 4列サーキュラーアーク溝 | 高剛性・取付誤差吸収・長寿命 |
| 他社のリニアガイド | 2列ゴシックアーチ溝 | コスト重視・軽荷重・精度要件が厳しい |
用途に応じて最適な構造を選ぼう
| 比較ポイント | サーキュラーアーク溝 | ゴシックアーチ溝 |
|---|---|---|
| 軽快な動き | ◎ | △（差動すべりに注意） |
| 剛性・寿命 | ◎ | △（寿命は最大1/8減） |
| 取付誤差の吸収 | ◎ | × |
| 加工・設置の難易度 | 低い（扱いやすい） | 高い（精度要求高） |
| サイズ | やや大きい | 比較的コンパクト |
| コスト | 高い | 比較的安価 |
予圧が必要な装置・剛性が欲しい機構・取付精度に制約がある装置では
4列サーキュラーアーク溝構造が有利です！
選定ポイント②：ラジアル荷重形 vs 4方向等荷重形
～ラジアル荷重形 vs 4方向等荷重形の違いとは？～
LMガイド（リニアガイド）は、機械や装置で直線的に滑らかに動くための重要な部品です。
選定の際に特に重要になるのが「どの方向から荷重がかかるか？」です。
それによって、以下の2種類のタイプから選ぶ必要があります。
ラジアル荷重形とは？
🔷 特徴：上からの荷重（ラジアル方向）に強い構造
- 主に垂直方向（上から押さえる力）に強い設計
- 左右方向や下からの荷重には弱め
- 主に「上に載せて動かす」ような装置に適しています
📌 例：搬送装置・直進テーブルなど
→ 上に部品を載せてスライドするような用途に最適！
4方向等荷重形とは？
🔶 特徴：上下左右すべての方向に均等に荷重を受けられる構造
- 垂直・水平方向の荷重をバランス良く分散
- 装置が斜めに力を受けたり、横から力がかかる場面でも安定
- モーメント（ねじれ）にも強く、機械の安定性が向上
- 構造全体がタフで応用範囲が広い
📌 例：多関節アーム・ロボット・立体搬送機など
→ あらゆる方向からの力がかかる機構にはこちらが◎
比較表：ラジアル荷重形と4方向等荷重形
| 比較項目 | ラジアル荷重形 | 4方向等荷重形 |
|---|---|---|
| 荷重方向 | 上からの荷重に特に強い | 上下左右すべてに対応 |
| 横からの力 | 弱い | 強い（安定） |
| モーメント耐性 | 弱い | 強い |
| 主な用途 | 単純搬送装置 | ロボット・複雑機構など |
| 主な形式 | SSR形、SR形 | SHS形、HSR形 |
設計者の選び方アドバイス！
以下のようなときは4方向等荷重形を選ぶのが無難です。
- 機械が傾いている、または傾く可能性がある
- 横方向にも力がかかる
- 高精度の直線運動が必要
- 多軸で取り付ける
水平方向にも力がかかるなら、
4方向等荷重形を選ぶ方が結果的に長寿命＆安定稼働につながります。
選定ポイント③：ボールリテーナ入り vs 総ボールタイプ
～ボールリテーナ入り vs 総ボールタイプの違いとは？～
LMガイド（リニアガイド）は、ボールがレールの中で回転しながらスムーズな直線運動を実現する部品です。
その内部構造には「ボールリテーナ入り」と「総ボールタイプ」という2種類があり、それぞれ特徴があります。
ボールリテーナ入りタイプとは？
🔷 代表例：THK SHS形 SSR形 など
このタイプでは、ボール一つひとつの間にリテーナ（仕切り）が入っており、ボール同士が接触しません。
特徴
- 静かに動く（低騒音）
→ ボール同士がぶつかる音が出ないので静音性◎ - 長寿命
→ 金属同士の摩擦が減るため、摩耗が少なく耐久性が高い - 潤滑が長持ち＆メンテが少ない
→ グリスが長く持ちやすく、メンテナンスの頻度が少ない - スムーズな動き
→ 滑らかに移動するため、微小な位置決めにも向いています
📌 静音性・寿命・保守性を重視したい現場におすすめ！
総ボールタイプとは？
🔶 代表例：THK HSR形 SR形 など
このタイプでは、ボールがびっしり並んで回転しています。
リテーナがないため構造がシンプルです。
特徴
- 高荷重に強い
→ ボールがたくさん入っているため、支持できる荷重が大きい - 音が出やすい
→ ボール同士が直接ぶつかるため、使用環境によってはカチャカチャ音が出ることも - 摩耗が進みやすい
→ 接触によるグリスの消耗が早く、潤滑切れに注意
📌 荷重が大きい用途に向いていますが、定期的なメンテナンスが必要になります。
比較表：リテーナ入り vs 総ボールタイプ
| 比較項目 | ボールリテーナ入り | 総ボールタイプ |
|---|---|---|
| 騒音 | 静か（低騒音） | 音が出やすい |
| 寿命 | 長い | 摩耗しやすい |
| メンテナンス性 | 良い（潤滑持続） | 潤滑切れに注意 |
| 荷重性能 | やや劣る | 高荷重に強い |
| 適した用途 | 静音・精密・長寿命 | 重荷重 |
設計者へのアドバイス
「静かでメンテしやすく、長く使えるLMガイドがほしい」という場面では、
ボールリテーナ入りを選ぶと後々のトラブルが減ります。
一方、とにかく重いものを支えたいというケースでは、総ボールタイプが現実的な選択肢です。
「どこに・どのように使うのか」を具体的にイメージして、用途に応じて選びましょう！
静音性や優れた滑動性、メンテ不要を求めるなら「リテーナ入り」がおすすめ。
選定ポイント④LMガイドの“ブロックの種類”
～使用場所に応じた最適な選定とは？～
LMガイドは、機械の直線運動を支える重要な部品です。
その中でも「ブロックの種類」は、使用する装置の形状やスペースに大きく関わるポイントです。
今回は、THK製LMガイドを例に、代表的なブロックの種類と特徴をわかりやすく解説します。
標準形（例：SHS-25C）
- 高さ・幅のバランスが良いスタンダードタイプ
- 上面・下面どちらからでも取付け可能
- 組立の自由度が高く、迷ったらまずこれ！
📌 装置設計がまだ固まっていない段階や、一般的な用途で使いやすい万能タイプです。
ロング形（例：SHS-25LC）
- 標準形よりもブロックの長さが長い
- 長くなることで、モーメント（回転方向の力）に対する剛性が向上
- 水平面で重い物を動かすときや、片持ち構造で荷重が偏る場面に効果的
📌 片持ち荷重が大きいテーブルやロボットアームの基台などにおすすめ！
コンパクト形（SHS-25V）
- 幅（W）をスリム化した省スペース仕様
- 上面にタップ加工が施されており、下側からの取付けが難しい場所でも設置しやすい
📌 装置のテーブル幅が狭く、取り付けスペースが限られている場合に活躍します。
コンパクト形（SHS-25R）
- SHS-25Vと同様にスリムな幅
- HSR形と同じ高さ寸法を継承しており、過去の設計からの置き換えにも便利
📌 高さ互換性が必要な更新案件やリプレイスに便利です。
比較表：ブロック形状と特徴
| タイプ | 特徴 | 用途例 |
|---|---|---|
| 標準形 | バランス型・上下からの取付可能 | 一般装置、迷ったときの標準選定 |
| ロング形 | 長さがあり、モーメント剛性が高い | アーム基台、重量物の搬送装置 |
| コンパクトV形 | 幅が狭く、上面タップ付き | テーブル幅が狭い装置 |
| コンパクトR形 | 幅が狭く、HSR形と高さ互換 | リプレイス用・高さ制限のある箇所 |
選定のコツ
ブロック形状は、単にサイズの違いだけでなく、装置全体の動きや取り付け条件、スペース制約に深く関係します。
ポイントは「荷重の向き」「取付スペース」「使う用途」をイメージして選ぶこと。
- 「標準形」は汎用性が高く、多くの用途に対応
- 「ロング形」はモーメント剛性が欲しいときに
- 「コンパクト形」は省スペース設計に最適
- 互換性が必要な場合は「SHS-25R」などで高さを合わせる工夫も可能
➡ 製品仕様書や3Dデータを確認しながら、最適なタイプを選定していきましょう！
まとめ：LMガイド選定は「用途と負荷方向の整理」から！
THKのLMガイドは非常に多彩なラインナップがあり、選定に迷うかもしれませんが、
「どんな方向に荷重がかかるか」「静かさ・精度・コストのバランス」を意識すれば選びやすくなります。
初心者でも以下を整理すると失敗しません。
✔ 荷重方向（上下・横・4方向？）
✔ 必要な精度・剛性
✔ 設置スペース
✔ 静音性の必要性
➡ THK公式カタログや選定ツールも併用しながら、適した型式を選びましょう！
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