リニアアクチュエータのストローク長：適切なサイズの選び方

リニアアクチュエータのストローク長は、お客様のウェブガイド・治具・ゲート・バルブが実際に機械に収まり、公差内で位置を再現できるかを決定する単一の寸法です。短すぎるとロールがレジストレーションマークに届かず、長すぎるとアクチュエータがフレームと衝突し、横荷重下でたわむか、仕事に必要以上のコストになります。本ガイドでは、実際に必要なストロークの計算方法、オーバートラベルの発生元、およびストロークが設置スペースと再現性とどう関わるかを説明します。

ストローク長が実際に意味するもの

ストロークは、アクチュエータのロッドまたはキャリッジが2つの端位置間を移動する距離です。製品の全長と同じではありません。アクチュエータの幾何を3つの数値が記述します。

• 機械的ストローク――硬いストップ間で荷重が見る利用可能な直線移動。
• オーバートラベル／端部クリアランス――ロッドがギア列やベアリングを底付きさせずにストップに完全に座るために必要な小さな余裕。
• 格納（閉）長――アクチュエータが完全に入ったときの本体エンベロープ。

ご注文するストロークは、機械的ストロークに安全余裕を加えたものである必要があります。実際の荷重は慣性でわずかにオーバーシュートし、ストップにぴったり着陸することはないためです。サーボリニアアクチュエータをウェブガイドシステムで使用する場合、通常2～5 mmのオーバートラベルを持たせ、高速補正中にエッジセンサがキャリッジを硬いストップに駆動しないようにします。

ストロークを正しくすることが重要な理由

ストロークは、それ以外は良好な設計を破壊する静かな変数です。3つの故障モードが絶えず現れます。

1. 短すぎる――アクチュエータがウェブを十分に遠く動かせず、ガイドが移動端で探り、エッジがさまよう。
2. 長すぎる――ロッドが定格の支持なし長さを超えて突き出し、キャリッジが拘束され、ねじまたはベルトが自重でたわむため再現性が劣化する。
3. スペースの無視――アクチュエータは全伸長で収まるが、格納本体が既に近くのロールやブラケットに干渉するため機械を組み立てられない。

どのアクチュエータファミリを使用するかをまだ決定中の場合は、ストロークを固定する前にリニアアクチュエータの選び方から始めてください。

必要なストロークの計算方法

作業式は単純ですが、入力でチームが間違えるところです。

必要ストローク = 機械的移動 + オーバートラベル余裕

順を追って：

1. 機械的移動を測定する――荷重が2つの作業位置間で移動しなければならない距離。スリッタのエッジガイドでは、公称セットポイントではなく、ウェブが要求し得る全横補正範囲です。
2. オーバートラベルを加える――速度により2～10 mm。より速い補正とより重い荷重にはより多く必要です。サーボが減速する前に慣性がキャリッジを指令位置を超えて運ぶためです。
3. ストップで確認する――端位置は、余裕がまだ残った状態で座らなければならず、硬い機械的底付きに対してではない。

計算例。ラミネータは、ウェブドリフトに追従するためレイオンロールを40 mm移動させ、キャリッジは60 mm/sの補正から減速します。5 mmのオーバートラベル余裕により、注文ストロークは45 mmであり、40 mmではありません。40 mmのアクチュエータでは、補正中にストップに達し、機械が速度を上げたまさにその時にエッジがドリフトします。

推力は別のしかし関連する問題です。リニアアクチュエータの推力計算およびストロークが決まったらリニアアクチュエータの推力と荷重選定ガイドをご覧ください。

設置スペース：相反する制約

ストロークと設置長は互いに引っ張り合います。全伸長時の全エンベロープは：

設置長 = 格納長 + ストローク

より長いストロークにはより長い格納本体が必要です。さもないと、アクチュエータは取付け点間に単に収まりません。ストロークを指定する前に、両端を確認してください。

アクチュエータ区分	代表的な格納長	利用可能ストローク範囲	備考
コンパクトサーボ（EPC）	180–260 mm	25–100 mm	狭いガイドヘッドに収まる
標準ボールねじ	300–500 mm	100–300 mm	刚性の横荷重支持が必要
長行程ベルト	400–700 mm	300–1200 mm	全伸長でのたわみが大きい

すべての周辺ロールとブラケットを配置した状態で、2つのマウント間のクリア隙間を測定してください。「収まらない」呼び出しの多くは、ストロークではなく格納本体を忘れることから来ます。

精度対ストローク：トレードオフ

再現性とストロークは独立ではありません。ストロークが大きくなるにつれて、支持なしロッド長が大きくなり、横荷重下の片持ちたわみと長ねじの熱成長も大きくなります。短い50 mmのサーボアクチュエータは±0.02 mmの再現性を保持できます。同じ機構を500 mmに伸ばすと、キャリッジがレール内で傾くため±0.1 mmまでドリフトする可能性があります。

経験則：

• プロセスが許す限りストロークを短く保つ――追加の100 mmの移動は、より大きなエンベロープとより大きなコンプライアンスの両方です。
• 長い移動と厳しい再現性の両方が必要な場合は、裸のロッドアクチュエータではなく、ガイド付きキャリッジまたはツインレール本体を使用してください。
• 横荷重容量をリニアアクチュエータの推力と荷重選定ガイドから指定してください。長ストロークの故障は通常横荷重故障です。

ストロークをアプリケーションに合わせる

異なる機械は異なるストローク予算を要求します。代表的な範囲：

アプリケーション	代表的ストローク	理由
スリッタのエッジガイド	25–75 mm	横ウェブドリフトのみを補正
印刷レジスト／レーンシフト	50–150 mm	リピートと基板変動に追従
バルブまたはダンパ作動	10–40 mm	オン／オフまたは比例、短い移動
ロールギャップ／ニップ位置決め	30–120 mm	摩耗範囲全体でキャリパを設定
大判カットシート給紙	200–600 mm	長い材料送り

疑わしい場合は、信頼できる最大ドリフト＋オーバートラベルに合わせて容量決めし、次に格納エンベロープを確認してください。決して逆ではありません。

よくあるストローク長のミス

• 公称セットポイントで容量決めする。アクチュエータは、中心位置ではなく、最悪ケースのドリフトを含む全補正範囲をカバーしなければならない。
• オーバートラベルを忘れる。余裕がないと、キャリッジはすべての高速動作でストップに底付きし、ガイドがチャタリングする。
• ストロークだけでなくエンベロープを測定する。伸長が良好でも、格納本体が組立てを妨げる。
• 1つのアクチュエータを2つの動きをカバーするために伸ばす。2つの短く専用のアクチュエータは、拘束してたわむ1つの長いものに勝る。
• 横荷重の確認を省略する。長ストロークは横荷重を増幅する。ガイドのないロッドアクチュエータは早期に故障する。

FAQ

リニアアクチュエータのストロークにどのくらいのオーバートラベルを加えるべきか？ 2～10 mmを加えてください。遅く軽い位置決めには約2 mm。重いウェブでの高速補正には5～10 mmで、慣性がキャリッジを硬いストップに駆動することがないようにします。

ストロークはアクチュエータの全長と同じか？ いいえ。ストロークは移動距離です。全設置長は格納長＋ストロークに等しくなります。注文前に必ず両方を確認してください。

1つの長ストロークアクチュエータで2つの短いものを置き換えられるか？ 本体がガイド付きで横荷重定格がある場合のみです。定格長を超えて伸ばされたガイドのないロッドアクチュエータはたわみ、再現性を失うため、通常2つの短いアクチュエータがより安全な選択です。

より長いストロークは精度を下げるか？ 下げる可能性があります。長い移動はより長い支持なしロッドとより大きなねじたわみを意味するため、再現性は通常ストロークの増大とともに緩みます。ストロークはプロセスが許す限り短く保ってください。

結論

リニアアクチュエータのストローク長は、仕様書を収まり再現する部品に変える寸法です。実際の機械的移動を計算し、慣性のためのオーバートラベル余裕を加え、格納エンベロープが機械に収まることを確認し、再現性を保護するために十分に短く保ってください。まだファミリを絞り込んでいる場合は、リニアアクチュエータとはおよび上記の選定ガイドをご確認ください。

お客様のスリッタ・ラミネータ・印刷ラインに合わせたストロークの容量決めが必要ですか？ XW Machineryにお問い合わせいただければ、当社のエンジニアがストローク・推力・エンベロープをウェブガイドアプリケーションに合わせます。