기계요소 (37) – 커플링의 기초 지식과 그 응용: 기계 구성 부품의 이해

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커플링은 모터와 회전축(샤프트)을 연결하여 동력을 전달하는 중요한 기계 요소입니다. 이는 축과 축을 결합하여 회전 동력을 효율적으로 전달하며, 다양한 기계적 시스템에서 필수적인 역할을 합니다.

커플링(축 조인트)은 모터의 출력 축과 발전기, 또는 자동차의 회전 축과 차 축 등을 연결하는 데 사용됩니다. 이러한 연결은 동력 전달의 효율성과 정밀성을 보장하는 데 중요합니다.

커플링은 축 차이의 오차를 탄성 또는 기계 요소를 활용하여 흡수하면서 회전 또는 동력을 전달합니다. 이는 기계적 불일치를 조정하고, 시스템의 전체적인 효율성을 높이는 역할을 합니다.

타입	디스크	슬릿	올댐
구조
특징	본체 사이에 판 스프링이 들어 있어 편심, 편각, 엔드 플레이 등을 허용한다. 백래시 제로.	원형 봉 한 개로 절삭 가공하여 만들어진다. 슬릿 가공을 통해 탄성을 주면 편심·편각, 엔드 플레이 등을 허용한다. 백래시 제로	본체 사이에 수지 혹은 금속 슬라이더가 들어 있어 슬라이드하면 편심, 편각 등을 허용한다.
허용 토크	높음	낮음	높음
허용 미스 얼라이먼트	낮음		높음
반동	없음		있음
위치 정확도	높음		낮음
모터	서보 모터·스테핑 모터		인덕션 모터

커플링은 다양한 형태로 제공되며, 각각의 종류는 특정한 응용 분야에 적합합니다. 주요 베리에이션으로는 디스크 타입, 슬릿 타입, 올댐 타입, 벨로스 타입, 리지드 타입 등이 있습니다.

커플링의 선택은 모터의 종류와 응용 분야에 따라 달라집니다. 올바른 커플링 선택은 시스템의 효율성과 안정성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

커플링과 모터의 조합은 사용 조건을 꼼꼼히 확인한 후 선택해야 합니다. 다양한 조합이 가능하므로, 각 시나리오에 맞는 최적의 솔루션을 선택하는 것이 중요합니다.

종류	서보 모터	스테핑 모터	인덕션 모터	로터리 인코더
종류
특징	속도와 위치 정보 등을 검출할 수 있는 장치를 갖추고 있어, 회전 속도·가속도·정지 위치 등을 자유롭게 제어할 수 있는 모터.	펄스 전력에 동기되어 작동한다. 간단한 회로 구성으로 정확한 위치 결정을 제어할 수 있는 모터.	제어 회로를 갖지 않는다. 한쪽 방향으로 연속해서 운전하는 용도에 최적.	모터 회전을 검출하는 장치. 인코더 자체에서 부하가 가해지지 않는다.
추천 커플 링	디스크·슬릿		올댐	슬릿
권장 이유	급격한 과감속 및 정역 회전이 있는 제어를 하기 위해 백래시가 없고 강성 높은 커플링이 권장된다.		한쪽 방향의 회전에서 사용되고, 또한 위치 결정 정밀도가 나쁜 위치에서 사용되는 경우가 많기 때문에, 미스 얼라인먼트가 높은 커플링이 권장된다.	급격한 과감속 및 정역 회전을 수반하지만 적극적인 부하는 가해지지 않는다. 백래시가 없는 커플링이 권장된다.
대표적인 제조업체	(주) 야스카와전기 미쓰비시전기 (주) 오리엔탈 모터 (주)	미네베아 (주) 미쓰비시전기 (주) 오리엔탈 모터 (주)	스미토모중기기계공업 (주) 파나소닉 (주) 오리엔탈 모터 (주)	오므론 (주) 시티즌 마이크로 (주)