RACK JACK

It is composed of a rack gear and a pinion gear.
Rotating a pinion gear causes a straight movement of a rack gear.

구조 및 성능

Rack gear와 pinion gear로 이루어져 있으며, pinion gear를 회전운동 시키면 rack gear가 직선운동을 하는 구조이다.
동력 손실이 거의 없으므로, 높은 기계 효율을 얻을 수 있다.
구조가 간단하며 하자 요인이 적고, 하자 보수가 용이하다.
Screw jack은 jack 자체에서 감속이 이루어져 승하강 속도가 늦어 정밀한 중간 제어나 고중량물의 승하강시 적합한 구조인 반면, rack jack은 rack gear와 pinion gear가 직접 연결되어 고속의 직선 운동을 얻을 수 있으며, servo motor를 사용하면 정밀한 중간 제어도 가능하다. 또한, screw jack에 비하여 제품 단가가 낮아 경제적이다.

종류
사용용도
내부구조도
선정방법
기술자료
유의사항
형식표시방법
표준사양
응용방법
도면자료

RACK JACK의 종류

※ RACK JACK은 크게 일반 Type 과 Clean Type으로 나눈다.

· 일반 Type
일반적인 산업용 설비에 사용되는 Model로 외관은 Painting 과 흑착색으로 되어있다.
· Clean Type
반도체, LCD, PDP 생산설비, 의료, 식품 생산설비에 사용되는 Model로 부품의 다양한 후처리 방법이 있으며 Clean Room의 조건에 따라 다양한 Model이 있다.

1) RJ Series
기본적인 분리형 MODEL로 RJ10 ~ RJ40 까지의 표준 MODEL이 있으며 입력축의 방향에 따라 세가지로 나눈다.
CYLINDER 대용 ACTUATOR로 사용하며 자체 감속이 없어 빠른 속도의 이송이 가능하다.

2) RJ-4S Series
기본적인 조합형 MODEL로 RJ10-4S ~ RJ40-4S 까지의 표준 MODEL이 있으며 사용조건에 따라 다양한 응용을 할 수 있다.
POWER BASE의 SPM MODEL의 허용 하중보다 많은 중량물을 승하강 시킬 때 사용한다.

3) RJ-4SB Series
RJ-4S MODEL의 구동축에 MITER BOX를 설치하여 MOTOR를 직결로 사용할 때 사용하는 MODEL로, SPUR GEAR 나 SPROCKET이 사용되지 않으므로 CLEAN ROOM 환경에 적합하다.

4) RJ-4SH Series
RJ-4S MODEL의 구동축에 WORM REDUCER를 부착하여 MOTOR를 직결로 취부하여 사용하는 MODEL로, WORM REDUCER의 감속비가 있으므로 일반 MOTOR나 SERVO MOTOR의 사용이 가능하다.

RACK JACK의 사용용도

일반 타입 (General Type)	클린 타입 (Clean Type)
1) Conveyor up-down diverter 2) Table lifter 3) General up-down lifter 4) 자동창고용 입·출고 Home position lifter 5) Fork lifter 6) 유압 Cylinder 대용 actuator 7) 기타 산업기기	1) FPD conveyor up-down unit 2) Glass pin up-down unit 3) Clean room in up-down unit 4) 의약품 제조설비 5) 식품 제조설비

RJ00R (L)

RJ00-4S

RJ00-8S

RJ00-4SH

RJ00R (D) Type

RJ00-4S Type

▣ 그래프를 이용한 선정방법

사양 (specification)	선정방법 (selecting method)
1. 하중 : 1500kgf 2. Stroke : 280mm 3. 축간거리 L×W : 800×600mm 4. 속도 : 4m/min 5. RJ00-4S type	RJ00-4S type 그래프를 보면 하중 1500kg과 280stroke의 교차점이 그래프 하측에 위치 하므로, RJ20-4S model을 선정한다.

축간거리에 따른 Unit Bearing의 추가사용

주의! RACK JACK의 축간거리(L)가 길수록 구동 shaft의 처짐으로 인한 좌우측 bevel gear의 정열이 틀어져서 수명 및 손상의 원인이 되므로 위의 그래프를 참조하여 한계거리 내에서는 1ea 또는 2ea를 설치하여 사용한다.

Spur Gear or Sprocket의 위치에 따른 Unit Bearing의 추가사용

주의! RACK JACK의 구동 shaft에 조립되는 gear or sprocket의 위치가 bevel gear box와 일정거리이상 떨어진 위치에서 사용하면 구동 shaft의 변형으로 인하여 bevel gear에 손상을 주는 주요원인이 되므로 위의 그래프를 참조하며 한계거리 내에서는 unit bearing을 1ea 또는 2ea를 설치하여 사용한다.

RJ-B Series 선정표

▣ 그래프를 이용한 선정방법

사양 (specification)	선정방법 (selecting method)
1. 하중 : 900kgf 2. Stroke : 300mm 3. 축간거리 L×W : 1200×1000mm 4. 속도 : 3m/min 5. RJ-B type	위의 그래프를 보면 900kg과 300 stroke의 교차점이 RJ20-4SB10 model 그래프의 하측에 위치하므로 RJ-20-4SB10 model을 선정한다.

RJ-H Series 선정표

▣ 그래프를 이용한 선정방법

사양 (specification)	선정방법 (selecting method)
1. 하중 : 1400kgf 2. Stroke : 200mm 3. 축간거리 L×W : 1300×1000mm 4. 속도 : 4m/min 5. RJ-H type	위의 그래프를 보면 1400kg과 200 stroke의 교차점이 RJ20-4SH-090 model 그래프의 하측에 위치하므로 RJ-20-4SH-090 model을 선정한다.

Geared Motor 선정방법

속도계산식

예) RJ20-4S model을 사용하여 속도는 4m/min으로 하고 geared motor는 감속비 1/60으로 하고 spur gear를 사용한다.
[계산식]
V=1750×1/60×39/48×0.169=4.0m/min 이므로 RACK JACK 구동 shaft의 spur gear는 Z=48로 선정하고,
motor측 spur gear는 Z=39으로 선정한다.
(0.169은 shaft 1회전당 상승거리(mm)를 m로 환산한 치수임)

RACK JACK 과 POWER BASE의 차이점

RACK JACK은 직접적인 구동원으로 설계되어 있어 gear의 size가 POWER BASE에 비해 크며, RACK JACK의 단품 Model (RJ00R, RJ00L, RJ00D)로도 사용이 가능하다. 또한 geard motor나 servo motor를 부착하여 사용하는 Motor 구동방식이다.
이에 비해 POWER BASE는 직접적인 구동원이 아닌 LM guide나 ball bush의 대용품으로 up-down의 guide 역할만을 하는 guide unit이며 1개의 gear box로는 guide 역할을 하지 못한다.
RACK JACK은 최소 용량이 1,000kg (RJ10-4S-100ST) 이어서 300kg 미만의 화물을 motor 방식으로 up-down 시키기에는 over spec 이고 화물 중량에 비해 lifter의 구성 비용이 많이 들어 이를 보완하기 위해 POWER BASE의 up-down gear box를 그대로 사용하고 추가로 RACK JACK의 bevel gear box를 부착하여 만든 Model이 SPM, SPMB Model이다. 여기에 상승후 자중으로의 낙하 방지를 위해 bevel gear box가 아닌 worm reducer를 부착한 model이 SPMH Model이다.
결론적으로 구동원을 air cylinder나 hydraulic cylinder를 사용할 경우는 POWER BASE model을 사용하고 motor를 사용할 경우에는 RACK JACK을 사용한다. 하지만 화물중량 300kg 미만의 용도로 사용할 경우는 RACK JACK에 비해 상대적으로 저렴한 POWER BASE의 SPM, SPMB, SPMH Model을 사용한다.

	RACK JACK	POWER BASE
구조 (Structure)	Rack/Pinion Gear 방식으로 Pinion Gear를 회전운동 시키면 Rack Gear가 직선운동을 하는 구조이다.	Rack/Pinion Gear 방식으로 별도의 구동원 (Cylinder, Jack)이 POWER BASE의 Rack Gear를 Up-down 시키면 POWER BASE의 Torque Bar가 회전하며 동조를 맞추어 주는 구조이다.
효율 (Efficient)	동력 손실이 거의 없으므로 높은 기계 효율을 얻을 수 있다.	LM guide나 Ball Bush 보다 마찰계수가 높아 Actuator의 선정시 이론효율의 70% 이하로 선정한다.
속도 (Speed)	권장 Speed : 4m/min 이하 \| Max Speed : 6m/min 이하
하자보수성 (Maintenance)	구조가 간단하여 분해 조립이 쉽고, 규격품으로 부품은 재고를 항시 보유하고 있어 빠른 대응이 가능하다.
장점 (Merits)	Rack Gear가 수직으로 Up-down을 하므로 승하강시 하자 발생 요인이 적고, 정확한 승하강 및 위치 제어에도 용이하다. 또한 다양한 응용방법으로 Lifter를 구성할 수 있다.	편하중을 받는 조건에서도 좌/우 동조가 이루어지며 원할한 Up-down을 할 수 있다. Lifter의 구성시 POWER BASE 외에 별도의 Guide 장치물이 필요없어 설계가 쉬우며 Lifter의 구조가 간단해져 보수시에도 용이하다.
단점 (Demerits)	빠른 Speed에는 부적합하며 자체 높이가 Stroke+ 기본 높이가 있어야 되므로 공간 차지가 많으며 Rack Gear의 특성상 2.5m 이상의 Stroke에는 적용이 불가능 하다.	LM guide에 비해 부드러운 작동, 진동, 소음면이 떨어진다.

외관 및 후처리

조립시 유의사항

RACK JACK의 취부면은 가공을 하는 것이 제품의 수평, 수직을 잘 맞출 수 있다.

분진이나 먼지가 많은 사용조건에서는 자바라를 사용하여 Gear Box 내부로의 유입을 막아준다.

사용횟수가 많거나 보다 정밀한 중간제어를 원할시는 Chain 구동방법 보다는 Gear 대 Gear 방법이 안정적이다.

Rack Jack의 급유는 Grease를 사용하며 일반사양에는 Bearing Grease를 사용하고 Clean 사양에는 Silicon계 Grease를 사용한다. 급유주기는 사용빈도에 따라 차이가 있으나 기본적으로 3개월에 한번 점검 및 보충하여 준다.

600mm 이상의 Stroke를 사용할 때에는 그림과 같이 Rack Jack의 보조 Guide Bush를 사용하면, 상승시 Rack Gear의 흔들림을 최소화 할 수 있다.

Rack Jack 간의 축간거리는 Model에 따라 차이가 있지만 ±1mm 이상의 조절범위가 있으므로 취부홀간 거리가 맞지 않을시에는 Shaft를 고무망치로 벌리거나 줄여서 거리를 맞춘 후 조립한다.

이때 볼트를 강제적으로 조이면 Rack 축의 직진도가 틀어질 수 있으므로 주의하여 조립한다.

Rack Jack의 조립시 Rack Gear 수직이 안맞은 상태로 사용을 하면 Rack Gear와 Pinion Gear의 마모가 빨리되어 수명이 단축되며 Gear의 마찰계수가 높아져 Motor의 효율이 저하된다.

이때에는 상/하면 Flange Bolt를 조금 풀어 놓은 상태에서 Up-Down Test를 한 후 취부 Bolt를 조여준다.

General Type
Clean Type

RJ00R

RJ00-4S

RJ00-4SH

RJ00-4SB

RJ00-C

RJ00-4SC

RJ00-4SCB

RJ00-4SHC

RJ Series

RJ00-4SB Series

RJ00-4SH Series

RJ00R(D)

[직결사용(Motor Direct Connection Use)]

Rack Jack의 입력축과 Motor의 출력축을 Coupling을 이용하여 직결로 연결한 구조이다.

구조가 간단하며 빠른속도를 얻을 수 있다.

[간접연결사용(Motor Indirectness Connection Use)]

Rack Jack과 Motor의 연결은 Spur Gear 나 Sprocket, Timming Pully를 사용하여 연결한 구조이다.

Up-Down 속도를 감속비로 맞출 수 있으며, 하자보수가 용이하다.

RJ00-2S

[중간부분 구동(Shaft Intermediate Part Drive)]

구동 Shaft에 Spur Gear나 Sprocket를 사용하여 Motor와 연결한 구조이다.

Spur Gear나 Sprocket이 Rack Jack Gear Box와의 거리가 멀 때에는 UCP Bearing을 설치하여 Shaft의 변형을 최소화 한다.

[끝부분 구동(Shaft End Part Drive)]

중간부분에 Motor의 설치가 곤란할 경우 Rack Jack의 바깥부분에 Motor를 연결한 구조이다.

이때, Rack Jack 간의 Center 거리가 2m를 초과할 경우나 빠른속도를 사용할 때는 Shaft의 비틀림이 발생하여 2개의 Rack Jack이 작동시 약간의 오차가 생길 수 있다.

RJ00-3S

Rack Jack의 Center 간 거리가 2.5m 이상일 경우 중간에 Rack Jack 1개를 추가 사용한 구조이다.

이 구조는 Rack Jack Shaft의 처짐과 변형을 방지하여 제품 수명을 연장 시킬 수 있다.

RJ00-4S

[중간부분 구동(Shaft Intermediate Part Drive)]

가장 기본적인 구조로서 일반적인 Lifter에 적용할 수 있다.

Bevel Gear Box로 양쪽 Shaft를 연결하여 Rack Jack 4ea가 동시에 Up-Down이 이루어진다.

[끝부분 구동(Shaft End Part Drive)]

	Rack Jack의 중간 부분으로의 Motor 설치가 곤란 할 경우 Rack Jack의 끝부분에 Bevel Gear Box로 연결하여 구성하면 다른 기구의 간섭을 피할 수 있다.

[거꾸로 사용(Upside Down Use)]

Rack Jack의 상부 Flange를 하부에 부착하여 사용할 수 있다.

[Torque Limit]

Torque Limit를 사용하여 작동 중 과부하시나 정지센서의 오작동으로 한계 Storke 이상 동작시 Motor 및 Rack Jack의 파손을 막을 수 있다.