로드리스 실린더 자기식 및 기계식 커플링 선정 가이드 | 벱토 뉴매틱, 벱토 인더스트리얼의 공압 제품 라인

Q: 자기 연결 로드리스 실린더가 디커플링되면 어떻게 됩니까?

자석 세트가 다시 동기화될 때까지 내부 피스톤은 외부 캐리지 없이 움직일 수 있습니다. SMC는 과도한 수직 하중이 커플링을 분리해 하중을 떨어뜨릴 수 있다고 경고하므로 가드, 감지, 하중 유지 대책이 필요할 수 있습니다.

어느 로드리스 실린더 커플링 기술도 보편적으로 더 우수하지 않습니다. 폐쇄형 압력 튜브, 깔끔한 외부 형상, 비파괴적 디커플링이 중요하면 자기 커플링이 더 강력한 선택인 경우가 많습니다. 축에 직접적인 힘 전달, 폭넓은 가이드 옵션 또는 장행정 모듈식 구조가 필요하면 기계식 커플링이 일반적으로 더 적합합니다.

하중 조건이 결정합니다.

공개된 CY3B 데이터는 6~63 mm 보어에서 19.6 N부터 2,256 N까지의 자기 유지력을 제시합니다. Parker의 OSP-P 기계식 시리즈는 10~80 mm 보어에서 6 bar 기준 실제 출력 32 N부터 2,600 N까지를 제시합니다(SMC, 2024; Parker, 2025).

이 범위는 서로 겹칩니다. 보편적인 500 N 기준선은 존재하지 않습니다.

핵심 요점

자기 유지력은 캐리지 하중이 아닙니다.

공개 범위는 겹칩니다. SMC는 최대 2,256 N의 유지력을, Parker는 6 bar에서 최대 2,600 N의 실제 출력을 제시합니다.

커플링을 선정하기 전에 가속도, 설치 방향, 가이드 모멘트, 정지 에너지, 오염, 정비 접근성을 확인하십시오.

동영상: 로드리스 실린더 동작 애니메이션. 이 애니메이션은 피스톤과 캐리지의 일반적인 이동 관계를 보여 주며, 커플링과 가이드 정격은 선택한 제조사의 카탈로그를 기준으로 확인해야 합니다.

두 설계 모두 캐리지가 피스톤을 따라가지만, 힘 전달 경로와 압력 경계는 서로 다릅니다.

두 커플링 기술은 어떻게 힘을 전달합니까?

공개된 SMC 제품군을 보면 6~63 mm CY3B는 폐쇄형 튜브를 통해 자석으로 외부 슬라이더를 움직입니다. 10~100 mm MY1 제품군은 밀봉된 종방향 슬롯을 통해 피스톤을 기계적으로 연결합니다(SMC CY3B, 2024; SMC MY1, 2026). 이 압력 경계의 차이가 실무적인 절충점 대부분을 좌우합니다.

자기 커플링은 폐쇄된 비자성 튜브 벽을 통해 내부 피스톤과 외부 캐리지를 연결하는 비접촉식 힘 전달 방식입니다. 공기 압력이 피스톤을 움직이고, 자기력이 압력 챔버를 따라 슬롯을 만들지 않고 캐리지를 당깁니다. 슬롯을 없앤다고 액추에이터에 씰이 없어지는 것은 아닙니다. 피스톤 씰, 엔드 씰, 웨어 링, 슬라이딩 표면, 포트, 피팅은 여전히 존재합니다. 사라지는 것은 기계식 연결 실린더에 사용되는 긴 슬롯 밀봉 시스템입니다. 하중과 환경에 따라 외부 캐리지에는 여전히 가이드, 스크레이퍼, 보호 커버 또는 플로팅 연결이 필요할 수 있습니다.

기계식 커플링은 실린더 프로파일의 슬롯을 통해 피스톤과 캐리지를 연결하는 직접적인 힘 전달 방식입니다. 내부 밴드는 가압 챔버를 닫고, 외부 밴드는 오염 유입을 줄입니다. 따라서 밴드 상태와 정렬은 정기 점검의 일부가 됩니다.

외부 캐리지와 종방향 밀봉 밴드를 갖춘 Parker OSP-P 기계식 연결 로드리스 실린더

각 메커니즘을 자세히 보려면 자기 로드리스 실린더 및 로드리스 실린더 밀봉 밴드 전용 가이드를 참조하십시오.

성능을 결정하는 네 가지 정격

Parker는 OSP-P 출력, 총 하중, 세 방향의 모멘트, 피스톤 속도, 쿠션을 서로 다른 한계로 평가합니다. SMC도 CY3B 자석 유지력과 허용 구동력 및 수직 하중을 구분합니다(Parker, 2025; SMC, 2024). 힘 수치 하나만으로 축이 올바르게 선정되었다고 입증할 수는 없습니다.

정격 하나만으로는 결코 충분하지 않습니다.

SMC와 Parker 선정표를 분석한 결과, “힘 용량”은 최소 세 가지 서로 다른 값을 의미할 수 있었습니다. 이상적인 피스톤 추력, 전달된 캐리지 힘, 허용 외부 하중입니다. 이 값을 같은 것으로 취급하면 용량이 부족한 커플링이나 과부하된 가이드로 이어지기 쉽습니다.

선정을 네 개의 관문으로 다루십시오. 모든 관문을 통과해야 축이 통과합니다.

공압 힘: 마찰을 뺀 피스톤 면적에 작용하는 압력.
커플링 또는 조인트 용량: 자기 유지력과 허용 구동력, 또는 기계식 연결부의 제품 한계.
가이드 용량: 허용 하중과 피치, 롤, 요 모멘트.
정지 용량: 에어 쿠션, 쇼크 업소버 또는 외부 스토퍼가 허용하는 운동 에너지.

힘 전달은 한 층위일 뿐입니다. 기본 추력 계산을 통과한 실린더도 가이드 모멘트와 정지 에너지 때문에 탈락할 수 있습니다.

이론적인 공압 힘은 피스톤 면적에서 시작합니다.

A = \frac{\pi D^2}{4}

여기서 $A$ 는 제곱미터 단위의 피스톤 면적이며, $D$ 는 미터 단위의 보어 직경입니다. 유효 게이지 압력 $P_g$ 을 파스칼 단위로 사용하면 이상적인 피스톤 힘은 다음과 같습니다:

F_p = P_g \cdot A

$F_p$ 는 뉴턴 단위입니다. 씰, 가이드, 튜브, 압력 손실, 가속도, 커플링 메커니즘의 추가 한계가 있으므로 아직 실제 캐리지 힘은 아닙니다. 실린더 힘 계산기로 압력-면적 관계를 확인할 수 있지만 최종 선정에는 제품 카탈로그가 여전히 필요합니다.

자기 실린더의 간단한 설계 규칙은 다음과 같습니다.

F_{\mathrm{available}} = \min\left(F_{\mathrm{pneumatic}}, F_{\mathrm{coupling}}\right)

$F_{\mathrm{coupling}}$ 는 선택한 모델의 유지력 또는 허용 구동력 데이터에서 가져와야 합니다. 마찰, 가속도, 외부 공정 힘을 반영한 뒤 제조사의 하중 여유와 수직 운전 규정을 적용하십시오. 정적 자기 유지력을 보장된 동적 출력으로 제시해서는 안 됩니다.

자기 커플링은 언제 유리합니까?

SMC의 CY3B 데이터는 표준 피스톤 속도 50~500 mm/s와 19.6 N부터 2,256 N까지의 자기 유지력을 제시합니다. 저속, 내열, 방진 씰, 하드 크롬, 장행정 변형도 제공됩니다(SMC CY3B, 2024). 폐쇄형 튜브가 하중 여유를 희생하지 않고 실제 문제를 해결할 때 자기 커플링이 유리합니다.

폐쇄형 튜브와 외부 가이드 캐리지를 갖춘 자기 연결 로드리스 실린더

다음 조건이 맞으면 자기 설계를 먼저 검토하십시오.

압력 튜브에 종방향 슬롯이 없어야 합니다.
탑재 하중과 가속도가 모델의 커플링 및 구동 한계보다 충분히 낮아야 합니다.
걸림이 발생하면 디커플링될 수 있고, 제어 시스템이 새로운 위험을 만들지 않으면서 캐리지와 피스톤의 분리를 감지하고 처리할 수 있어야 합니다.
선정 모델에 검증된 세척성과 재질 정격이 있고, 깔끔한 외부 형상이 공정에 도움이 되어야 합니다.
철계 이물질이 접근하지 않도록 관리할 수 있어야 합니다.

자기 디커플링은 과부하 해제처럼 작동할 수 있지만 자동 안전 기능은 아닙니다. 캐리지가 미끄러진 뒤에도 내부 피스톤은 계속 움직일 수 있습니다. 커플링이 분리되면 수직 하중이 떨어질 수 있습니다. SMC는 허용값을 넘는 CY3B 수직 하중이 커플링을 분리하고 하중을 떨어뜨릴 수 있다고 명시적으로 경고합니다.

온도는 일반적인 결론이 아니라 제품 수준에서 확인해야 합니다. 표준 CY3B 데이터와 주문 제작 내열 변형은 서로 다른 한계를 사용합니다. Parker를 비롯한 제조사도 모델별 재질과 온도 옵션을 제공합니다. 자석, 씰, 그리스, 센서, 가이드, 보호 부품을 포함한 완전한 액추에이터 온도 정격을 요청하십시오. 자기 커플링이 자동으로 세척 승인이나 클린룸 인증을 받는 것도 아닙니다. 폐쇄형 튜브가 도움이 되지만 유체는 캐리지, 가이드 표면, 체결부, 포트, 센서에 도달할 수 있습니다. 내식성, 세척제 호환성, 윤활 거동, 스크레이퍼 설계, 침투 보호, 필요한 클린룸 문서를 확인하십시오.

기계식 커플링은 언제 더 적합합니까?

Parker는 10~80 mm 보어, 최대 6,000 mm의 표준 스트로크, 6 bar에서 최대 2,600 N의 실제 출력을 제시합니다. 일부 장행정 버전은 41 m에 이릅니다(Parker 카탈로그, 2025). 직접 전달과 모듈식 가이드가 슬롯 씰 정비보다 중요하면 기계식 커플링이 더 강력한 출발점입니다.

축에 다음 기능 중 하나 이상이 필요하면 기계식 연결 설계를 사용하십시오.

직접 동기화가 필수입니다.
통합 리니어 가이드, 브레이크 또는 쇼크 업소버가 필요합니다.
튜브 지지와 처짐을 확인한 뒤에도 스트로크가 실용적인 자기 제품군을 초과합니다.
완전한 축을 분리하지 않고 현장에서 밀봉 밴드와 와이퍼를 점검하고 교체할 수 있어야 합니다.
짧은 하중 변화 동안에도 공정 힘이 동기화되어야 하며, 출력, 가이드, 쿠션 요구가 카탈로그 정격 이내여야 합니다.

직접 연결이라고 힘이 무제한인 것은 아닙니다. 압력과 보어는 여전히 이론 추력을 정하고, 제품 구조는 실제 출력, 가이드 하중, 모멘트, 속도, 쿠션 용량을 정합니다. 예를 들어 Parker OSP-P 데이터는 6 bar의 80 mm 기본 실린더에 대해 이론 출력 3,016 N, 실제 출력 2,600 N을 제시합니다. 씰 밴드는 정비 부품이지만 교체 주기는 커플링 방식만으로 예측할 수 없습니다. 수명은 정렬, 오염, 속도, 압력, 스토퍼 충격, 세척 화학물질, 설치 손상에 따라 달라집니다. Parker는 OSP-P 제품군에 대해 최대 8,000 km의 정비 주기를 광고하지만, 이는 지정 조건에서의 제품 주장이지 보편적인 규칙은 아닙니다(Parker, 2026).

선정 시리즈에 적합한 밴드, 와이퍼, 재질, 인증 옵션이 포함되면 기계식 설계도 청정 또는 공격적인 환경에서 사용할 수 있습니다. Parker는 클린룸 및 ATEX OSP-P 버전을 제공합니다. 따라서 선정표의 환경 열에는 단순히 “자기” 또는 “기계식”이라고 쓰지 말고 제품 옵션을 명시해야 합니다.

가이드 하중, 측력 및 위치 정확도

SMC의 MY1 선정 방법은 하중 질량, 정적 모멘트, 스토퍼 충돌 시 동적 모멘트, 합산 가이드 하중 계수 1.0 이하를 확인합니다. 또한 기본 MY1B는 이동 평행도를 보장하지 않는다고 명시합니다(SMC MY1B, 2024). 커플링 형식만으로 측력 용량이나 위치 정확도가 결정되지는 않습니다.

가이드 모멘트는 가이드 중심선에서 떨어진 위치에 힘이 작용할 때 생기는 회전 효과입니다. 커플링 하드웨어가 캐리지를 움직이지만, 방향을 제어하는 것은 가이드입니다. 오프셋 공구는 질량이 작아 보여도 피치, 롤, 요를 만들 수 있으며 오프셋 거리가 커질수록 모멘트가 증가합니다.

M = F \cdot L

$M$ 는 N·m 단위의 모멘트이고, $F$ 는 뉴턴 단위의 작용 힘이며, $L$ 는 미터 단위의 가이드 중심선에서의 수직 거리입니다. 탑재 하중을 바꾸지 않고 브래킷 오프셋을 두 배로 하면 모멘트도 두 배가 됩니다.

Parker OSP-P의 경우 카탈로그는 정규화된 하중 및 모멘트 항을 하중-모멘트 계수로 결합합니다. 선정 모델에 적용되는 정격을 단순화하면 다음과 같습니다.

\mathrm{LMF} = \frac{F}{F_{\max}} + \frac{\lvert M_x \rvert}{M_{x,\max}} + \frac{\lvert M_y \rvert}{M_{y,\max}} + \frac{\lvert M_z \rvert}{M_{z,\max}} \le 1

$F$ 는 외부 캐리지 하중이고, $M_x$ , $M_y$ , $M_z$ 는 작용 모멘트입니다. 선정한 가이드 버전에 공개된 정확한 방정식과 한계를 사용하십시오. 기본형, 슬라이드 베어링, 롤러 가이드, 리니어 가이드 구성 사이에서 값을 옮겨 쓰지 마십시오. 위치 지정에도 별도 사양이 필요합니다. 쿠션이 있는 끝단에서의 2위치 반복도는 이동 평행도, 중간 위치 지정, 서보와 같은 경로 제어와 다릅니다. 공정에 정밀한 중간 정지가 필요하다면 피드백, 밸브 전략, 외부 스토퍼, 브레이크 또는 전동 축을 지정하십시오. “기계식 커플링이 더 정밀하다”는 요구 사항으로 사용할 수 없습니다.

하중 형상으로 인한 손상 사례는 리니어 액추에이터 측하중 가이드를 참조하십시오.

5단계 선정 방법

MY1 선정 흐름은 모델을 고르기 전에 하중 질량, 허용 모멘트, 쿠션, 포트 배열, 스위치 장착을 검토합니다. CY3B 지침에는 허용 구동력과 수직 운전 한계가 추가됩니다(SMC MY1, 2015; SMC CY3B, 2024). 신뢰할 수 있는 비교는 일반적인 장점을 점수화하기보다 이 순서를 따릅니다.

1단계: 실제 구동 요구량 계산

이동 질량, 목표 가속도, 설치 각도, 가이드 마찰, 호스 또는 케이블 끌림, 외부 공정 힘에서 시작하십시오.

F_{\mathrm{demand}} = m a + m g \sin\theta + F_f + F_{\mathrm{process}}

$m$ 은 kg 단위의 이동 질량, $a$ 는 m/s² 단위의 가속도, $g$ 는 중력 가속도, $\theta$ 는 경사각, $F_f$ 는 마찰력, $F_{\mathrm{process}}$ 는 외부에서 미는 힘, 클램핑 힘 또는 절삭 힘입니다. 동작 중 액추에이터의 최악 조건 압력을 사용하십시오.

2단계: 힘 전달 메커니즘 확인

자기 커플링은 정확한 보어와 운전 방향에 대한 제조사의 허용 구동력 및 유지력 데이터와 요구량을 비교하십시오. 디커플링 후 어떤 일이 일어나는지 확인하십시오. 기계식 커플링은 피스톤이 이론상 모든 뉴턴을 전달한다고 가정하지 말고 실제 출력과 조인트의 제품 한계를 검증하십시오.

3단계: 가이드와 장착 확인

탑재 하중의 무게중심, 브래킷 오프셋, 설치 방향, 외부 가이드 배열, 스토퍼 위치를 기록하십시오. 적용 가능한 모든 정적 및 동적 모멘트를 계산하십시오. 특히 장행정에서는 실린더가 별도의 리니어 레일과 함께 작동할 때 플로팅 연결이 필요할 수 있습니다.

4단계: 속도와 정지 에너지 확인

사이클 시간은 가속력, 밸브 유량, 충격, 쿠션에 영향을 줍니다. SMC는 표준 CY3B에 대해 50~500 mm/s를 제시하며, MY1 변형은 서로 다른 카탈로그 속도에 도달할 수 있습니다. 속도가 올라가면 허용 하중은 보통 낮아지므로 관련 하중 및 쿠션 표 없이 “최대 속도”만 비교하지 마십시오.

5단계: 환경과 정비 접근성 확인

ISO 8573-1은 압축공기 오염물을 입자, 물, 오일로 분류합니다(ISO, 2010). 종이 먼지, 금속 칩, 냉각수, 세척 화학물질, 용접 스패터, 주변 온도 같은 외부 위험을 추가하십시오. 그런 다음 정비 담당자가 캐리지 경로, 밴드, 가이드, 센서, 끝단 스토퍼를 어떻게 점검할지 확인하십시오.

고장 거동이 중요합니다. 공구를 휘게 하지 않고 걸림을 해제해야 한다면 제어된 자기 디커플링이 유용할 수 있습니다. 공정이 캐리지와 피스톤의 분리를 허용하지 않는다면 기계식 조인트가 더 적합할 수 있지만, 그 밀봉 및 가이드 시스템은 계속 접근 가능해야 합니다.

용도 조건	더 적합한 시작점	결정을 좌우하는 카탈로그 확인 항목
폐쇄형 압력 튜브가 필요함	자기식	유지력, 허용 구동력, 표면 보호, 인증
높은 직접 구동 요구량	기계식	실제 힘, 압력, 조인트 한계, 가이드 구성
오프셋 또는 캔틸레버 하중	두 형식 중 하나의 가이드형	피치, 롤, 요, 동적 모멘트, 레일 정확도
수직 리프트	커플링만으로는 어느 쪽도 불충분	낙하 방지, 허용 수직 하중, 브레이크 또는 잠금, 위험 평가
철계 먼지 또는 연삭 부스러기	제품별 보호 설계	스크레이퍼, 커버, 자기 이물질 흡인, 세척 접근성
장행정	대개 기계식 또는 케이블 방식	튜브 지지, 처짐, 가이드 정렬, 쿠션 및 유량
클린룸 또는 세척	인증된 제품 옵션	재질, 윤활, 방출, 부식 및 세척 호환성

케이블 구동 및 가이드 슬라이드 설계도 검토한다면 로드리스 공압 실린더 유형에 관한 종합 가이드를 참조하십시오.

RFQ에 무엇을 보내야 합니까?

SMC 제품군에서 CY3B는 6~63 mm 보어 9종, MY1B는 10~100 mm 보어 10종을 제공합니다. 보어와 스트로크만으로는 올바른 커플링을 식별할 수 없습니다(SMC CY3B, 2026; SMC MY1, 2026). 유용한 RFQ에는 힘 전달 경로, 가이드 하중, 환경, 고장 요구 사항이 설명되어야 합니다.

문의할 때 다음 정보를 함께 보내십시오.

RFQ 항목	선정에 영향을 주는 이유
현재 브랜드, 모델, 보어, 스트로크, 사진	커플링, 치수, 포트, 센서, 호환 교체 위험을 식별
동작 중 측정한 작동 압력	실제 유량 요구에서 사용 가능한 공압 힘을 확인
이동 질량과 목표 스트로크 시간	힘, 가속도, 유량, 정지 에너지를 결정
하중 중심과 브래킷 오프셋	피치, 롤, 요 모멘트를 드러냄
설치 방향	중력 및 수직 하중 제약을 추가
외부 공정 힘	밀기, 긁기, 클램핑, 호스 끌림, 케이블 캐리어를 반영
스트로크 끝단 방식	쿠션, 쇼크 업소버, 스토퍼 하중을 결정
환경	먼지, 칩, 세척, 화학물질, 부식, 온도를 선별
필요 정확도	끝단 정지 반복도와 이동 및 중간 위치 지정을 구분
허용 가능한 고장 모드	디커플링, 누설 또는 동기화 상실을 허용할 수 있는지 정함

교체품이라면 명판, 양쪽 엔드 캡, 캐리지, 완전히 설치된 축, 가이드 배열, 하중 브래킷, 손상된 밀봉 밴드의 사진을 포함하십시오. 저속 짧은 동영상은 끌림이 특정 스트로크 위치를 따라가는지 또는 방향에 따라 바뀌는지 보여 줄 수 있습니다. 자료는 문의 페이지를 통해 보내십시오. 회사 소개 페이지에서는 검토를 뒷받침하는 엔지니어링 및 제조 범위를 설명합니다.

로드리스 실린더 커플링 FAQ: 자기식과 기계식 비교

공개된 CY3B 자기 유지력은 2,256 N에 이르며, Parker는 6 bar에서 OSP-P 실제 출력을 최대 2,600 N으로 제시합니다. 두 기술을 가르는 보편적인 힘 기준은 없습니다(SMC, 2024; Parker, 2025). 다음 답변은 카탈로그 정격과 설치된 하중 경로를 기준으로 판단하도록 돕습니다.

자기 연결 로드리스 실린더의 최대 힘은 얼마입니까?

보편적인 500 N 최대값은 없습니다. SMC는 보어 범위 전체에서 CY3B 자기 유지력 19.6 N~2,256 N을 제시합니다. 가속도, 마찰, 설치 방향, 온도, 모델별 허용 구동력 규정에 여유가 소모되므로 사용 가능한 동적 힘은 더 낮을 수 있습니다. 기술 전체의 기준이 아니라 정확한 모델을 확인하십시오.

자기 연결 로드리스 실린더는 무보수입니까?

어떤 공압 액추에이터도 자동으로 무보수인 것은 아닙니다. 자기식 설계는 긴 슬롯 밀봉 밴드를 제거하지만, 피스톤 씰, 웨어 링, 캐리지 베어링, 튜브 표면, 포트, 센서, 가이드에는 여전히 적합한 공기 품질과 점검이 필요합니다. SMC의 CY3B 문서에는 윤활 유지 및 웨어 링 기능이 포함되어 있어 슬라이딩 부품이 여전히 설계의 일부임을 보여 줍니다.

기계식 연결 실린더가 더 큰 측하중을 지탱할 수 있습니까?

커플링만으로 결정되지는 않습니다. 측하중과 피치, 롤, 요 모멘트는 선정한 가이드 구성에 따라 달라집니다. SMC는 다섯 가지 MY1 가이드 유형을 제공하며 하중 질량, 정적 모멘트, 동적 모멘트를 별도로 확인하도록 요구합니다. 하중이 오프셋되면 기본 기계식 실린더에도 외부 가이드 또는 플로팅 연결이 필요할 수 있습니다.

세척 또는 클린룸 사용에는 어떤 커플링이 더 적합합니까?

폐쇄형 자기 튜브는 압력 경계를 단순화할 수 있지만 커플링 형식만으로 세척 또는 클린룸 적합성이 입증되지는 않습니다. 내식성 재질, 외부 윤활, 스크레이퍼, 씰, 세척제 호환성, 센서, 침투 보호, 인증을 확인하십시오. Parker가 특정 클린룸 OSP-P 버전을 제공한다는 사실은 기계식 설계도 관리 환경에 사용할 수 있음을 보여 줍니다.

자기 연결 로드리스 실린더가 디커플링되면 어떻게 됩니까?

자석 세트가 다시 동기화될 때까지 내부 피스톤은 외부 캐리지 없이 움직일 수 있습니다. SMC는 스트로크 끝단에서 위치가 어긋난 커플링을 복구하도록 지시하며, 과도한 수직 하중이 커플링을 분리해 하중을 떨어뜨릴 수 있다고 경고합니다. 분리가 위험을 만들면 가드, 감지, 하중 유지 대책을 사용하십시오.

어떤 로드리스 실린더 커플링 기술이 귀사의 용도에서 더 나은 성능을 제공합니까?

Jack Chen