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리니어 스테핑모터 세 가지 방식 — 유격 차이가 나는 이유

2026.08.10 13:55:45 조회수 221

[발주후2주소요] 스트로크 직경 8mm 42각 스크류 스테핑모터 LS-NK176017X 판매금액 179,300원

리니어 스테핑모터, 방식에 따라 기구 구성이 달라집니다

캡티브 · 논캡티브 · 외부 너트형 · 회전 방지 구조

같은 리니어 스테핑모터가 아닙니다

스텝모터와 리드스크류·너트를 조합해 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 제품을 통칭해 리니어 스테핑모터라고 합니다. 그러나 나사축과 너트가 배치되는 방식에 따라 논캡티브, 외부 너트형, 캡티브로 나뉘며 필요한 주변 기구가 달라집니다.

방식별 차이를 정확히 보려면 유격을 하나의 값으로 묶지 말아야 합니다. 축방향 백래시, 반경방향 흔들림, 리드 정확도와 반복정밀도는 서로 다른 항목입니다.

축방향 백래시 — 나사와 너트 사이에서 방향을 바꿀 때 생기는 빈 움직임. 너트 구조, 끼워맞춤과 프리로드가 좌우합니다.

반경방향 흔들림 — 로드나 이동체가 좌우로 흔들리는 정도. 가이드, 지지 길이와 조립 상태의 영향을 받습니다.

리드 정확도 — 모터가 한 바퀴 회전했을 때 실제 이동거리가 이론값과 얼마나 일치하는지 나타내는 나사 가공 특성입니다.

반복정밀도 — 같은 방향 또는 왕복 후 같은 위치로 돌아오는 정도로, 백래시·마찰·하중·탈조와 제어조건이 함께 영향을 줍니다.

1. 논캡티브형(Non-captive)

나사축이 모터의 중공 로터 너트를 관통하는 구조입니다. 로터 너트가 회전하면 회전이 억제된 나사축이 모터를 통과하며 직선 이동합니다.

따라서 나사축이 함께 돌아가지 않도록 외부에서 회전을 막고, 이동 방향을 안내해야 합니다. 나사축 끝에 연결된 부하 자체가 회전을 막는 구조일 수도 있고 별도의 가이드가 필요할 수도 있습니다.

모터 전면의 돌출 길이를 짧게 구성하고 비교적 긴 행정을 만들기 유리하지만, 나사축이 모터 뒤쪽으로도 통과하므로 전체 이동범위와 후면 간섭 공간을 함께 확보해야 합니다. 가이드의 평행도와 조립 정렬이 부족하면 마찰 증가, 추력 저하와 편마모로 이어질 수 있습니다.

2. 외부 너트형(External nut)

모터 로터와 연결된 나사축이 회전하고, 외부 너트가 직선 이동하는 구조입니다. 이동체를 너트에 연결해 사용하며, 너트와 이동체가 나사축을 따라 함께 회전하지 않도록 외부 가이드로 회전을 막아야 합니다.

나사축 길이와 너트 위치를 기구에 맞춰 구성하기 쉬운 것이 장점입니다. 다만 회전하는 나사축이 길어지면 처짐과 휨뿐 아니라 회전수에 따른 휩(whip)과 임계속도 문제가 생길 수 있습니다. 긴 축은 끝단 지지 베어링과 운전 회전수를 함께 검토해야 합니다.

3. 캡티브형(Captive)

모터 전면에 슬리브 또는 하우징과 회전 방지 구조가 포함되어, 로드가 회전하지 않고 전진·후진하도록 만든 형태입니다. 별도의 회전 방지 기구를 설계하기 어려운 장비에서 구성을 단순하게 할 수 있습니다.

내장된 회전 방지 구조는 로드의 회전을 억제하고 반경방향 흔들림을 줄이는 데 유리할 수 있습니다. 그러나 이것만으로 모든 외력과 모멘트를 받는 정밀 리니어가이드가 되는 것은 아닙니다. 측하중이나 편심 모멘트가 걸리는 이동체에는 별도의 가이드를 두어 액추에이터 로드에는 가능한 한 축방향 하중만 전달해야 합니다.

캡티브라고 축방향 백래시가 자동으로 가장 작은 것은 아닙니다.
축방향 백래시는 주로 리드스크류와 너트의 맞물림, 마모, 프리로드 사양에 의해 결정됩니다. 같은 나사·너트 조건이라면 캡티브의 회전 방지 구조가 백래시 자체를 없애지는 않습니다. 캡티브의 장점은 회전 방지와 일부 안내 기능이 제품 안에 포함되어 외부 기구의 조립오차를 줄이기 쉽다는 데 있습니다.

캡티브형은 로드가 전면 하우징 안에서 이동하므로 제품별 최대 스트로크가 정해져 있습니다. 요구 행정이 제품 범위를 넘으면 논캡티브형이나 외부 너트형을 검토해야 합니다.

어느 방식을 고를 것인가

사용 조건	우선 검토
외부 회전 방지 기구를 만들기 어려움	캡티브형 — 회전 방지 구조 내장
제품 안에서 완성되는 짧은 행정	캡티브형 — 단, 허용 스트로크와 측하중 확인
긴 행정 또는 스트로크 선택 자유도	논캡티브형 또는 외부 너트형 — 축 지지와 임계속도 확인
이미 정밀 가이드가 있는 이동체	논캡티브형 또는 외부 너트형 — 가이드가 회전과 측하중을 담당
모터 앞쪽 돌출 길이를 줄여야 함	논캡티브형 검토 — 후면 관통공간까지 포함해 판단
축방향 백래시가 작아야 함	방식보다 너트 사양 확인 — 프리로드·안티백래시 너트와 수명 검토

실무에서는 제품 가격만 비교하면 안 됩니다. 논캡티브형이나 외부 너트형에는 회전 방지, 가이드, 축 지지와 정렬 구조가 추가될 수 있습니다. 반대로 이미 정밀 가이드가 있는 장비라면 캡티브 구조가 중복되어 논캡티브형이나 외부 너트형이 더 간단할 수 있습니다.

연속 왕복이 필요한 경우

일반 DC 리니어액추에이터의 듀티나 위치제어 방식이 맞지 않을 때 리니어 스테핑모터를 대안으로 검토할 수 있습니다. 스텝 수와 리드로 이동량을 지령할 수 있고, 별도의 회전-직선 변환기구를 줄일 수 있다는 장점이 있습니다.

다만 리니어 스테핑모터가 모든 전동 액추에이터보다 정밀하거나 연속 왕복에 항상 유리한 것은 아닙니다. 오픈루프 운전에서는 과부하나 급가속으로 탈조해도 제어기가 실제 위치 오차를 알지 못할 수 있으며, 스텝모터 발열과 나사·너트의 마모 및 윤활도 수명을 좌우합니다.

연속 운전은 모터 전류, 속도별 추력, 가감속 시간, 듀티, 주변 온도와 설치부 방열을 함께 확인해야 합니다. 위치 확인이 반드시 필요한 장비라면 엔코더 또는 원점·리미트 센서를 함께 검토하십시오.

문의하실 때 필요한 조건

· 필요한 스트로크와 전진·후진 시 전체 설치공간

· 밀거나 당기는 축방향 하중과 설치 자세

· 측하중과 편심 모멘트 발생 여부

· 필요한 이동속도와 가감속 시간

· 요구 위치 정확도, 반복정밀도와 허용 백래시

· 기구부에 별도 리니어가이드와 회전 방지 구조가 있는지

· 동작 횟수, 듀티와 연속 운전 여부

· 리드와 스텝 분해능 요구

· 엔코더 또는 원점·리미트 센서 필요 여부

방식 선택에서는 별도 가이드와 회전 방지 구조의 유무가 중요합니다. 다만 축방향 백래시가 핵심이라면 캡티브 여부가 아니라 나사·너트의 백래시 사양과 마모 후 변화까지 확인해야 합니다.

사양 변경 제작에는 최소 주문수량(MOQ)이 발생할 수 있습니다.

정리

· 논캡티브형은 회전이 억제된 나사축이 모터를 관통해 직선 이동합니다.

· 외부 너트형은 나사축이 회전하고, 회전이 억제된 너트가 직선 이동합니다.

· 캡티브형은 회전 방지 구조가 내장되어 있지만 별도 리니어가이드가 필요 없는 것은 아닙니다.

· 캡티브 여부만으로 축방향 백래시의 우열을 정할 수 없습니다.

· 긴 회전 나사축은 처짐뿐 아니라 휩과 임계속도를 확인해야 합니다.

· 외부 가이드의 유무, 요구 스트로크와 백래시 기준으로 방식을 선택해야 합니다.

어느 방식이 맞는지 모르시겠다면

기구 구조, 스트로크, 하중과 요구 정밀도를 알려주시면 논캡티브·외부 너트형·캡티브 중 적합한 방식부터 검토해 드립니다. 리니어 스테핑모터 문의 →

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