기술 정보-TCG(트로코이드 캠 기어)

기어와의 비교, 기어의 문제점

랙&피니언이란?

랙&피니언이란 기어의 일종으로 회전력을 직선의 움직임으로 변환하고, 피니언이라고 불리는 소구경의 원형 기어와 평판 모양의 막대에 기어 모양으로 잘린 랙을 조합한 것입니다. 피니언에 회전력을 가하면 랙이 설정된 이 끝까지 수평 방향으로 움직입니다.

기존의 랙 & 피니언은 인볼루트 치형이 사용됩니다. 이 때문에, 백래시는 맞물림의 필요조건으로서 설계 단계로부터 설정되고 있습니다만, 백래시는 정지 정밀도 오차를 발생시키기 때문에 정밀 기계에서는 장치의 설계상 기피됩니다.

또한 백래시가 있기 때문에 치아와 치아가 맞물릴 때에 소음이나 진동을 발생시켜, 맞물림부 치면에서 미끄러짐도 발생하기 때문에 조기 마모의 원인이 됩니다.

  • 백래시(정지 정밀도의 악화)
  • 기어에 의한 소음·진동
  • 맞물림부의 마모·발진
백래시 구조도

TCG-트로코이드 캠기어란?

직선형으로 트로코이드 치형을 배치한 고성능 랙 또는 곡선형으로 배치한 고성능 링과 치면과의 구름 접촉이 되는 피니언의 롤러핀을 조합함으로 완전 구름에 의한 회전-직선 운동을 실현하고 있습니다.

논백래시로 고정밀 위치 결정과 경쾌한 운동 성능을 가능하게 합니다.

TCG-트로코이드 캠기어
TCG-트로코이드 캠기어

TCG-롤러 피니언의 구조

TCG 롤러 피니언은 롤러를 니들 베어링으로 양쪽에서 지지함으로써 원활한 전동을 수행하는 구조로 되어 있습니다.

또한 베어링 내에는 구리스가 봉입되어 있으므로 고객의 구리스 유지 보수는 필요하지 않습니다.

롤러 피니언에의 샤프트의 체결 방법은 부속 체결구의 체결에 의한 마찰 체결로 체결부의 백래시는 발생하지 않습니다.

롤러 피니언의 구조도

TCG – 트로코이드 캠 기어의 기본 원리

사이클로이드 곡선의 창조

사이클로이드 곡선의 창조

평면상에 원을 굴릴 때, 어느 한점(P점)이 그리는 곡선이 「사이클로이드 곡선」입니다.

이론치형의 창성

이론치형의 창성

P점을 원상에 규칙적으로 복수 배치하면, 평면상에는 규칙적인 「사이클로이드 곡선」 및 「치형」이 형성됩니다.

기본 치형 성형

기본 치형 성형

P점을 롤러 핀으로 대체한 궤적의 치형이 TCG의 기본 치형이 됩니다.

TCG – 트로코이드 캠 기어의 특징 · 장점

논백래시

상시 롤러 피니언이 기어에 대해 2~3군데에 접촉하고 있는 상태이므로, 정역방향으로 백래시가 발생하지 않습니다.

또한 롤러 피니언의 롤러는 단독으로 회전하는 기구이기 때문에 예압을 걸 수 있어 (피니언을 랙 / 링에 단단히 누름), 백래시(틈새)가 없는 상태에서도 원활하게 작동합니다.

맞물림부
맞물림부

고정밀

이송 정밀도(회전 일직선비)와 위치결정 정밀도는 정밀 볼스크류급입니다. (C5~C7급 정도)

TCG의 논백래시·정밀 동작은 로봇·로더 반송이나 가공 기계 등의 고정밀도가 요구되는 다양한 용도로 채용되고 있습니다.

항목 형식 1010~4012
정밀급 표준급
전달 정도(주1) μm ±30 ±50
반복 위치 결정 정도(주1) μm 10 20

주1: 당사 규정 설치 조건에서 조립 시 측정 온도 20℃인 경우의 수치입니다.
설치 구성, 설치 정밀도, 온도 등에 의해 영향을 받습니다.

저소음

트로코이드 기어 위를 베어링으로 ​​지지된 롤러가 원활하게 동력을 전달합니다.
그렇기 때문에, 귀에 거슬리는 기어 맞물림 소리나 운전 소음이 발생하지 않습니다. 따라서 진동도 적습니다.

저발진

원활한 구름 접촉과 회전부의 지름이 작고, 저속이기 때문에 마모가 적어 열발생이나 발진이 매우 적습니다.

급유 불필요

TCG 윤활 공급 시스템 TLS 와의 조합에 의해, 급유 일체 필요없이, 유지보수 프리를 실현.

클린룸
클린룸

롱스트로크, 고속화 실현 – 캠랙

롱스트로크

연결 지그를 사용해 롱 스트로크 가능. 최대 74m의 실적도 있습니다.

고속 구동

180m/min 이상의 고속 주행도 가능합니다.

캠 랙과 롤러 피니언이있는 볼 감속기의 조합
캠 랙과 롤러 피니언 부착 볼 감속기의 조합

분할로 , 대구경·중공 형상을 실현 – 캠 링

정밀 머시닝 가공에 의해 분할 링을 실현했습니다.
필요한 각도만 사용하거나 분할 링을 조합하여 수십 미터 크기의 대구경 중공 링을 사용할 수 있습니다.

大口径のノンバックラッシリングギヤ
분할로 대구경 논백래시 기어도 실현

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