커플링(축 연결부·조인트)이란? 그 종류와 특징

커플링이란 기계의 축과 축을 연결하고, 두 축의 장착 오차(미스얼라인먼트) 등을 흡수하여 동력을 구동 측에서 피구동 측으로 정확하게 전달하는 기계 요소 부품입니다.

기계 업계에서 커플링은 '축과 축을 결합하는 부품'으로 해석되며, 일반적으로 '커플링'이나 '축 연결부', '조인트'라고 불립니다.
(축 연결부를 영어로 표현하면 커플링이 됩니다.)

아래 그림과 같이 굵기가 다른 축과 축 사이일지라도, 커플링을 사용함으로써 동력을 전달할 수 있습니다.

커플링의 역할은 주로 다음과 같습니다.

1. 구동 측(회전시키는 측)에서 피구동 측(회전되는 측)으로 동력을 전달한다.
2. 구동 측(회전시키는 측)과 피구동 측(회전되는 측)의 축 장착 오차를 흡수한다.
3. 구동 측(회전시키는 측)의 진동을 흡수하여 주변 제품을 보호한다.
4. 구동 측(회전시키는 측)의 모터 등에서 발생하는 열을 피동 측(회전되는 측)으로 전달하지 않는다.

커플링을 사용하는 가장 큰 이유는 구동축과 피구동축을 연결하기 위해서입니다. 커플링을
사용하지 않고 축이 일체화된 기계를 제작하는 것은 비용과 정밀도 측면에서 어려울 뿐만 아니라, 운반이나 기계에의 조립이 번거로워 불필요한 공수가 소요됩니다.
또한, 일체형인 경우 구동 측이나 피구동 측 중 어느 한쪽이 고장 나더라도 전체를 교체해야 합니다.

구동축과 피동축을 고정밀도로 맞추려면 상당한 시간이 소요됩니다. 축과
축이 어긋나 있으면 주변 제품에 불필요한 힘이 가해지며, 그 힘이 회전에 따라 반복적으로 작용하여 진동이나 소음의 원인이 됩니다.
또한, 각 부품은 같은 부품이라 하더라도 가공 정밀도 등의 오차가 있어 하나하나 치수가 다르기 때문에,
이를 매번 정밀하게 조립하는 것은 매우 어렵습니다.
따라서 이러한 장착 오차를 흡수하기 위해 커플링을 사용합니다.
커플링은 축과 축의 어긋남(편심·편각, 축방향 변위 등)이 있어도 무리 없이 정확하게 동력을 전달하는 역할을 합니다.

기계를 사용할 때, 주변 부품에 진동이나 충격이 가해질 수 있습니다. 예를
들어, 모터 등 구동 측의 진동이 볼 스크류 등으로 전달되면 규정된 위치에서 벗어나 기계의 성능을 제대로 발휘할 수 없게 됩니다.
또한, 외부에서 충격이 가해질 경우 커플링이 없다면 충격이 모터로 직접 전달되어 고장날 우려가 있습니다.
이를 해결해 주는 것이 바로 커플링입니다. 진동을 흡수하여 정밀하게 구동 측을 움직이게 하거나, 충격을 흡수함으로써 고가의 모터 등이 파손되는 것을 방지합니다.

모터는 작동 중 상당한 열을 발생시킵니다. 이 열이
구동 측으로 전달되면 볼 스크류 등의 부품이 팽창하여 길이가 변하게 됩니다. 그러면
정밀한 위치 결정이 어려워져 기계 본연의 정밀도를 제대로 발휘할 수 없게 됩니다. 하지만
커플링을 사용하면 모터 등에서 발생하는 열이 전달되어 부품이 열로 인해 변형되거나 이동하는 것을 방지할 수 있습니다.

이처럼 커플링의 필요성은 용도나 사용 환경에 따라 다양합니다.
커플링에는 장착 오차를 흡수하거나(유연성), 고정밀 위치 결정이 가능하거나(고강성), 진동을 흡수하여 고정밀도와 긴 수명에 기여하거나, 열을 차단하는 등 다양한 성능이 요구되고 있습니다.

커플링에는 다양한 종류가 있습니다.
종류에 따라 어떤 특징이 있고 어떤 용도에 적합한지 파악하여, 사용 용도에 맞는 적절한 커플링을 선정해야 합니다.

그렇다면 커플링에는 어떤 종류가 있을까요? 아래에서 살펴보겠습니다.

아래에서는 미키 풀리의 커플링을 예로 들어 커플링(축 연결부·조인트)의 종류와
특징을 표 형식으로 정리했습니다. 고객님의
일상적인 제품 선정 작업에 도움이 되기를 바랍니다.

○: 적합　△: 용도에 따라 적합

축 연결부의 종류	사진	설명	백래시 없음	높은 비틀림 강성	감쇠성	내유성	범용 모터	서보 모터	스테핑 모터	검출기
디스크형		・금속판 스프링의 처짐으로 축심 편차를 흡수 ・회전 전달 오차가 작고, 고속 회전 대응	○	○		○		○	○	○
리지드형		・원통형의 심플한 구조・초고강성, 저관성	○	○		○		○
금속 슬릿형		・원통형 재질에 나선형 슬릿이 일체화된 구조・소형, 저관성, 높은 유연성	○	△		○		○	○	○
금속 코일 스프링형		・코일 스프링의 처짐으로 축심 편차를 흡수・높은 유연성		△		○	○	△	△
핀·부시형		・핀·부시의 슬라이딩으로 축심 편차를 흡수・편심 및 편각이 크게 허용되며, 축 반력이 작음			△		○	△	△
링크식		・회전 중 축심의 평행 이동이 가능・큰 변위 및 편심을 허용					○
자석형		・자석을 통해 비접촉 방식으로 동력을 전달・마찰 및 먼지 발생 제로 . 클린룸, 펌프, 식품 가공기에 최적			○	○	○
조형		・2개의 허브 사이에 고무·수지를 끼운 구조・진동 흡수, 설치 간편	△		○	△	○	○	○
수지 벨로우즈형		・2개의 허브와 수지 벨로우즈 구조・소형이며 유연성이 높음			○	△			○	△
원동기용 고무·수지형		・고무 압축 구조, 수지 엘리먼트 구조・진동 흡수, 엔진 용도에 대응			○	△	○ 및 엔진

미키 풀리에서는 범용 모터는 물론, 초정밀 제어가 필요한 서보 모터부터
큰 진동과 충격을 발생시키는 엔진에 이르기까지, 폭넓은 구동원을 아우르는 다양한 종류의 커플링을 갖추고 있습니다.

예를 들어, 서보 모터용 금속판 스프링(디스크형) 커플링이나, 높은 감쇠 성능과 낮은 반력을 실현한 고감쇠 성능 적층 고무 커플링이 있습니다.
또한, 나선형 슬릿 일체 구조의 금속 슬릿형 커플링이나, 범용성이 뛰어난 조 커플링도 있습니다.
그리고 탄성 고무를 통해 진동과 충격을 흡수하는 원동기용 고무·수지형 커플링 등이 있습니다.

미키 풀리에서는 이처럼 다양한 특징을 가진 커플링 중에서 고객의 용도에 맞춰 최적의 커플링을 제안해 드립니다.

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