RENCOL® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 슬립 클러치

직렬 조립 부재 및 토크 보호 장치로서 the RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 견고하고 일관된 성능을 가진 소형의 슬립 클러치입니다. 

How Do RENCOL^® Slip Clutches Work? 

RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 슬립 클러치는 다른 clutch와 마찬가지로 두 개의 기계 부품을 서로 보호하는 기능을 가지고 있습니다. 슬립 클러치는 두 부품 사이에서 slip을 발생시켜 토크를 제어합니다. 입력 토크가 초과하거나 외부 충격이 가해 지면 톨러런스 링 (Tolerance ring) 의 slip을 이용해 시스템 구성품을 보호하는 원리입니다.

Slip 발생 후 RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 자동적으로 설계 토크로 재체결 되기 때문에 기계 또는 로봇의 작동 중단 혹은 지연없이 작업이 연결됩니다. 

RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 구동축과 동축 기준으로 밀어 넣어 쉽게 조립할 수 있기 때문에 교체시 장비의 대규모 점검이 필요 없습니다.

RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 고품질 carbon steel, stainless steel 혹은 합금으로 생산됩니다. wave 형상 구조에 의한 반경 방향 스프링력과 마찰력 모두 사용하여 작동합니다. 

슬립 클러치 사용 목적

슬립 클러치는 외부 충격 혹은 사용자 실수로 인한 시스템 손상을 방지합니다. 일반적으로 robot, 차량 belt drive, powered tailgate hinge, braking assist system등의 모터에서 많이 사용됩니다.  

RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 두 개의 구동체를 구속하여 토크를 전달하는데 토크가 목표값을 초과하면 두 부품 사이의 톨러런스 링 (Tolerance ring) 의 slip이 발생하여 토크를 제어하고 시스템이 손상되지 않도록 보호하는 기능을 합니다. 

별도의 직렬 조립 부재와 슬립 클러치 제품을 사용하는 대신 RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 을 적용하면 제품 소형화, 중량 저감 및 비용을 절감할 수 있습니다.

시스템 설계시 RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 의 적용은 과부하로 인한 가벼운 부품의 손상까지 방지할 수 있어서 소형의 경량 제품 설계가 가능해 집니다.

또한 시스템의 원활한 작동과 구동 중 발생하는 진동과 소음 저감에 도움이 됩니다.

시스템 손상 방지를 위한 토크 제어

RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 최적의 토크 구현을 위해 맞춤 설계됩니다.

일반적으로 0.2 – 300Nm 수준으로 설계되지만 그 이상의 토크 설계도 가능합니다. (개별 시스템의 물리적 치수 및 강도 검토 필요)

Figure 1: 일반적 톨러런스 링 (Tolerance ring) 설계 토크 범위. 범위 외 제품은 저희에게 문의해주시기 바랍니다.

일부 application은 많은 slip 회수에 걸쳐 일정한 토크가 요구됩니다. RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 많은 회수의 slip 발생에도 토크 저하를 줄이도록 설계되어 시스템 작동 기간 중 일정한 성능을 제공합니다.

Figure 2: 50mm 직경 steel shaft에서 톨러런스 링 (Tolerance ring) 5,000회 slip시 일반적인 토크 변화

RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 슬립 클러치 설계 방법

톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 독립적 구성 요소가 아닌 시스템의 일부로 개별 application에 맞게 맞춤 설계됩니다. 하지만 모든 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 wave 형상 구조를 기반으로 하고 있습니다.

톨러런스 링 (Tolerance ring) 의 wave 상단은 상대품에 살짝 파고들게 설계되고 바닥부는 slip 발생 표면으로 설계됩니다. Wave는 압축되어 반경 방향 힘을 내고 이는 구성 요소간 마찰을 가지는 스프링력으로 작용합니다. 

시스템에 따라 RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 샤프트 혹은 하우징에서 slip이 발생하도록 설계될 수 있습니다. 건식 윤활제로 코팅된 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 별도의 그리스를 삭제할 수도 있습니다.

고객 맞춤 설계

각각의 RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 고객과 협력하여 용도에 맞게 맞춤 설계됩니다.

모든 슬립 클러치는 정확한 치수의 상대품을 이용하여 요구 조건에 맞게 내부 시험을 진행합니다. 이러한 시험을 통해 톨러런스 링 (Tolerance ring) 의 성능을 확인할 수 있습니다. 

시스템 비용 절감

단순한 직렬 조립 부재인 톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 시스템 경량화, 소형화 및 비용 절감에도 효과적인 부품입니다. 일반적인 토크 slip 장치 혹은 슬립 클러치는 부품이 많은 복잡한 시스템입니다. 예를 들어 Magnetic clutch, friction slip 장치 및 ball detent 장치 등은 RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 과 비교하여 비슷한 수준의 토크 발생을 위해 더 많은 공간이 필요합니다. 

톨러런스 링 (Tolerance ring) 은 상대적으로 더 많은 공간과 무게를 차지하는 추가 슬립 클러치 장치는 필요하지 않고 구동 부품들과 동일 축상에서 조립되어 작동하기 때문에 시스템 소형화에 유리합니다. 

톨러런스 링 (Tolerance ring) 설계

RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 설계에는 전문 지식이 필요하고 시스템의 구성 요소로 작동하기 때문에 고객사와 협업을 통해 개발되고 있습니다. 또한 개발 과정 중 제품 성능 확인을 위해 상대품을 이용한 내부 시험 및 시스템 FEA등을 진행하고 있습니다. 

RENCOL^® 톨러런스 링 (Tolerance ring) 슬립 클러처 이점

•    충격 발생시 시스템 보호 
•    시스템 관성 감소 및 응답성 개선 
•    진동 소음 감소 
•    소형화
•    단순 조립 공정 
•    일정한 토크 유지 
•    Slip 발생시 자동 재체결 (별도 정비 공정 없음 )
•    시스템 맞춤 설계