従来のラックアンドピニオン式ツインドライブ、スプリットピニオン式設計、ローラーピニオン式システムの間には、多くの違いがある。

航空宇宙から工作機械、ガラス切断、医療など、製造プロセスは信頼性の高いモーションコントロールに依存しています。これらの用途で求められる速度と精度を実現するのが、様々なサーボ制御式リニアドライブシステムです。
一般的な構成の一つとして、サーボ制御と従来型のインボリュートラックアンドピニオン機構を組み合わせたものがある。後者では、ラックとギアの歯の間に隙間を設けることで、詰まりや過度の摩耗を防ぐことができる。隙間がないと、環境変化（例えば10℃の温度変化）によってギアの歯が膨張し、システムがロックしてしまう可能性がある。一方、隙間があるとバックラッシュが発生し、これは誤差に相当する。

ツインピニオンとスプリットピニオンのクリアランスの問題
精密な用途において、クリアランスの問題を解決する一般的な方法の一つは、最初のシステムとは反対方向に引っ張る2つ目のピニオンを追加し、それを制御装置として機能させることです。

このアイデアの応用例の一つとして、分割ピニオンを用いる方法があります。これは、ピニオンを横方向の中央で切断し、その間にバネを挟み込んだ構造です。分割ピニオンがラック上を移動すると、ピニオンの前半部分がラックの歯の片側を押し、後半部分が次のラックの歯を押します。このようにして、分割ピニオン構造はバックラッシュや誤差を排除します。

ここでは、ピニオンの半分だけが仕事をし、残りの半分は制御を担うため、トルク容量が制限されます。さらに、駆動ダイナミクスがスプリングの力に打ち勝つ必要があるため、運動損失が発生し、全体的な効率が低下します。加速しながら移動しているとき、スプリングがわずかにたわむこともあり、動作精度が低下します。最後に、穴あけなどの作業を行うためにピニオンが停止すると、ピニオン内のスプリングシステムが剛性を保つのではなく、わずかにたわむことがあります。

もう一つのクリアランス調整方法は、ツインピニオンシステムです。この方式では、2つの独立したピニオンが同じラック上を移動します。ピニオンはマスター/スレーブ方式で動作し、先行する（マスター）ピニオンが位置決めを行い、後続の（スレーブ）ピニオンがバックラッシュを打ち消します。通常、ピニオンは電子制御されるため、精度が維持され、制御設定を調整してシステムの摩耗を補正できます。

問題点は何でしょうか？ ツインピニオンシステムは、設計者が通常、2つ目のモーター、ピニオン、およびギアボックスを購入する必要があるため、コストがかさむ可能性があります。設計上の設置面積も増加する必要があります。2つ目のモーターは、駆動を実行するために、より長い長さを必要とするためです。たとえば、モーションコントロールシステムを1メートル往復させる必要がある場合、最初のピニオンの200～300mm後方に配置される2つ目のピニオンを収容するために、1.2メートルまたは1.3メートルのラック長が必要になります。最後に、2つのモーターを駆動するためのコストは、一般的な5～10年の設計ライフサイクルにおいて相当な額になります。

ローラーピニオン駆動方式はバックラッシュがなく、このルーター加工機のような長ストローク用途に適しています。
別の選択肢：ローラーピニオン
ローラーピニオン技術は、ベアリングで支持されたローラーで構成されたピニオンが、カスタマイズされた歯形を持つラックに噛み合う構造になっています。2つ以上のローラーが常にラックの歯と対向して噛み合うことで、分割ピニオンやピニオン駆動システムよりも高い精度を実現します。つまり、各ローラーは接線方向に各歯面に接近し、歯面を転がり落ちることで、摩擦の少ない動作と、回転運動を直線運動に変換する99%以上の効率を実現します。

ローラーピニオンは、ベアリングで支持されたローラーで構成されており、これらのローラーが専用の歯形とかみ合う。
この設計では、バネが潰れて精度が低下することもなく、バネの力に打ち勝つための効率低下もありません。さらに、ローラー動作はクリアランスを必要としないため、バックラッシュや誤差が解消されます。これに対し、従来のラックアンドピニオンシステムでは、ピニオンの歯がラックの歯の片側を押し、瞬時に反対側の歯に移動する必要があります。

ローラーピニオンは、異なる歯を同時に挟み込み、一方の歯の片側をまたぎ、もう一方の歯との間に隙間を設ける。最初のピニオンに対抗するための2つ目のピニオンは必要なく、1つのピニオンで必要なトルク容量を正確に伝達する。

ローラーピニオン方式は、寿命を延ばし、メンテナンスの手間を軽減します。低速な用途では、潤滑油なしでもシステムを稼働させることができます。従来のラックは経年劣化により摩耗し、位置精度とトルクの補正が必要になりますが、ローラーピニオンは精度を維持します。どちらの方式もピニオンは定期的な交換が必要ですが、少なくともツインピニオンと比較すると、ローラーピニオンの交換コストは全体的に低くなります。

応用例
大型航空機の胴体パネルの製造を考えてみましょう。この用途では、ガントリー式機械において、長い移動距離と高い精度が求められる場合があります。ローラーピニオン駆動装置は、このような長距離にわたって正確な直線位置決めを実現します。

一方、従来のラックアンドピニオン式では、クリアランス要件のために位置精度が不十分になる場合があります。最小限のクリアランスであれば短い移動距離では精度を維持できますが、長距離では製造コストや設置コストが高額になる可能性があります。ツインピニオンシステム（2つのピニオンが互いに予圧されている）も採用できますが、コストが高く、通常は長距離で発生するクリアランスの変化に対応できません。

ツインピニオンシステムのもう一つの一般的な用途は、グラスファイバールーター加工機の切削ヘッドの位置決めです。この用途では、ツインピニオン駆動は最初はうまく機能するかもしれませんが、グラスファイバーの粉塵と対向するピニオンによって生じる絶え間ない滑り摩擦の組み合わせにより、早期摩耗を引き起こす可能性があります。滑りではなく転がりを利用するローラーピニオンシステムを使用することで、寿命を300%以上延ばすことができます。

ローラーピニオンシステムの回転式バージョンは、多軸位置決めにも使用できます。この場合、複数のピニオン（すべて独立して動く）が1つのギアに取り付けられます。この設計は、これらの用途で時折使用されるツインピニオン駆動よりも省スペースです。