톨러런스 링 (Tolerance ring) 이란?

부품 체결

두 부품 사이에서 압축이 되는 톨러런스 링 (Tolerance ring) 으로 부품간 체결을 쉽게 할 수 있습니다.

일반 체결용 제품은 조립된 부품들이 움직이지 않도록 설계 됩니다. 

• Bearing mounts
• Electric motor stator mounts
• Electric motor mounts

슬립 클러치

톨러런스 링 (Tolerance ring) 는 일정 토크 이상이 입력되면 두 부품간의 연결을 끊어 overload protection으로 작동하는 slip clutch로 사용될 수 있습니다. 

이러한 Slip clutch는 많은 분야에 사용 되고 있고 특히 모터나 감속기 시스템에서 과부하에 의한 시스템 손상 방지용으로 적용되고 있습니다.

토크 전달

기존 키와 키 홈의 조합 대신 톨러런스 링 (Tolerance ring) 으로 토크를 전달할 수 있습니다.

Examples:

• Pulley mounts
• Gear mounts

위치 제어

톨러런스 링 (Tolerance ring) 의 slip 기능은 시스템을 특정 목표 위치에 고정시키는 기능으로 사용될 수 있습니다. 시스템 작동시 사용자의 의도에 따라 부드럽게 작동하지만 외력이 없는 상태에서는 특정 위치에 고정시킬 수 있습니다.

HV or Housing Variable

톨러런스 링 (Tolerance ring) 이 하우징에 먼저 조립되는 경우로 내경부에 wave가 성형됩니다.

Housing Variable(HV) 종류는 조립되지 않은 단품 상태 톨러런스 링 (Tolerance ring) 의 양 끝 단 사이가 벌어져 있습니다. 톨러런스 링 (Tolerance ring) 을 오므려 하우징의 내경부에 삽입하여 위치를 조정합니다. 

SV or Shaft Variable

톨러런스 링 (Tolerance ring) 이 샤프트에 먼저 조립되는 경우로 외경부에 wave가 성형됩니다.

Shaft Variable(SV)는 단품 상태에서 양 끝단이 겹쳐져 있습니다. 톨러런스 링 (Tolerance ring) 을 벌려 샤프트의 외경부에 조립하여 위치를 조정합니다. SV ring은 부품간 엉킴이 없어서 자동 조립에 많이 사용됩니다. 

톨러런스 링 (Tolerance ring) 에 윤활제가 사용되는 경우

Slip clutch와 같은 기능을 위해서는 종종 윤활 기능이 추가 되어야 합니다. 이는 별도의 그리스 일 수도 있고, 톨러런스 링 (Tolerance ring) 제조시 공정 중 코팅이 추가 될 수 도 있습니다. 사용 중 Slip 회수가 많거나 요구되는 토크 공차가 작을 경우에도 윤활 기능이 필요합니다.

조립 단순화

톨러런스 링 (Tolerance ring) 을 이용한 조립시 압입력은 기존 단순 압입 공정 대비 작은 수준입니다. 이 압입력은 wave형상에 의해 생성되며 wave 형상이 부품 사이에서 완전 변형시 압입력이 생성됩니다.  최대 압입력 구간이 지나면 일정한 수준으로 압입력이 유지됩니다. 

Wave의 스프링 특성은 주변 온도 변화와 상대 부품들의 누적 공차 범위 구간에서도 일정한 압입력을 유지하도록 개발됩니다. 

이종 부품간 열팽창률 보상

톨러런스 링 (Tolerance ring) wave 형상이 가지는 spring 특성은 이종 소재간 조립시 유용합니다. 주변 온도 변화가 큰 조건에서 사용되는 시스템 조립시 Steel 베어링이 Aluminum 하우징에 직접 압입 되면 각기 다른 열팽창률을 가지고 있는 소재 특성상 주변 온도 변화에 따라 조립 간격이 증가하거나 감소하여 시스템 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 같은 조건이라도 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 일정한 범위의 지지력을 제공하며 베어링 손상을 방지 할 수 있습니다.  

시스템 비용 절감

베어링 마운트와 같은 특정 application에서는 톨러런스 링 (Tolerance ring) 의 스프링 특성을 조정하여 상대 부품의 공차 및 정밀도를 완화할 수 있습니다.