スティックスリップとは?摺動で起きる振動現象と原因・対策をわかりやすく解説

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機械の摺動部で「ガタガタ」「ビビリ」「引っかかるような動き」が発生することがあります。

この現象の代表例が “スティックスリップ(stick-slip)” です。

低速送りや位置決め動作で特に問題となり、精度不良・摩耗・異音など様々なトラブルを引き起こします。

この記事では、スティックスリップの仕組み、原因、発生しやすい場所、具体的な対策をわかりやすく解説します。



スティックスリップとは?

スティックスリップとは、摺動面が「止まる(stick)」→「急に滑る(slip)」という動作を繰り返すことで発生する振動現象です。

低速で動き始めたときに、摩擦力の変動が原因で動きがカクつき、

  • ガタガタする
  • 急に滑るように動く
  • 位置決め精度が安定しない

といった症状を引き起こします。

発生の仕組み(静摩擦と動摩擦の関係)

スティックスリップは、

静摩擦力 > 動摩擦力

であることが主な原因です。

ゆっくり押すと止まったまま(stick)ですが、一定以上の力が加わると急に動き出し(slip)、摩擦力が低下して大きく滑ります。

その後また静摩擦状態に戻り、これが連続することで振動が発生します。

スティックスリップが起きやすい場所

  • リニアガイド・スライドガイド
  • 油圧/空圧シリンダの低速動作
  • 摺動ブッシュ・案内面
  • ねじ送り装置(ボールねじを使わない場合)
  • 樹脂・ゴムの接触部

特に「低速動作」が重要ポイントです。



スティックスリップの原因

① 潤滑不良(最も多い)

油量不足、油切れ、油の劣化など。

② 摩擦係数の急変

材料組み合わせが悪かったり、表面粗さが不適正な場合。

③ 荷重が偏っている

ガイドの片当たりや組付け不良。

④ 低速での不安定な制御

サーボモータのゲイン設定やPWM制御が不適正。

⑤ 表面粗さが粗い/不均一

油膜形成が安定せず、stick状態が長くなる。

スティックスリップの対策

① 潤滑の改善

  • 適正粘度の潤滑油を使用
  • 油量の確保
  • グリース → オイルへの変更
  • 固体潤滑剤の使用(モリブデン、PTFEなど)

② 材料・表面の改善

  • 表面粗さの均一化(仕上げ加工)
  • 摺動材質を変更(青銅・PTFE・樹脂系など)

③ 構造的な改善

  • 荷重のバランス調整
  • 予圧を適正化する

④ 制御設定の改善

(サーボ・油圧・空圧など)

  • 低速ゲイン調整
  • 立ち上がり速度の変更
  • 微小振動(ダザリング)による油膜維持

スティックスリップが引き起こすトラブル

  • 位置決め精度の悪化
  • 振動・騒音の増加
  • 摩耗の加速
  • 作業品質の低下

放置すると寿命の低下につながるため、早期対応が重要です。

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まとめ

スティックスリップは、摺動部の摩擦力変動により動作が不安定になる現象です。

  • 静摩擦>動摩擦 が根本原因
  • 潤滑不良・表面粗さ・荷重偏りで発生しやすい
  • 低速動作の位置決め精度に特に影響
  • 潤滑改善・材料変更・制御調整で対策可能

摺動機構の安定性を確保するためにも、早期発見と対策が重要です。



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