「低昇温・低トルク円すいころ軸受」を開発【NTN】

2020年10月20日

世界最高水準の低昇温性・低トルク性で次世代モビリティの市場ニーズに対応 NTN株式会社(以下、NTN)は、自動車のトランスミッションやデファレンシャル用の「低昇温・低トルク円すいころ軸受」を開発しました。新開発の樹脂保持器の採用や軸受内部設計の最適化により、世界最高水準の低昇温性(耐焼付き性)と低トルク性を実現しました。

開発の背景

環境規制を背景とする自動車の省燃費化により、自動車のトランスミッションやデファレンシャルなどの動力伝達装置は小型・軽量化が進んでおり、これらに使用される円すいころ軸受の使用環境は過酷さを増しています。NTNは、世界最高水準の軸受定格寿命(長寿命)と許容回転速度の実現をコンセプトとした「自動車用ULTAGE(アルテージ)^*1円すいころ軸受^*2」を2017年に発表するなど、こうした市場ニーズの変化に対応してきました。

近年、自動車産業がスマートモビリティやCASEに代表されるように大きな変革期を迎える中、電動化やカーシェアリングによる航続距離の延長などを背景に、動力伝達装置の高効率化が加速しています。これにより、装置内の潤滑油量の低減や低粘度油への切り替えが進められ、軸受にはこうした過酷な潤滑条件下の対応や、より一層の低トルク化が求められています。

このたび開発した「低昇温・低トルク円すいころ軸受」は、こうした新たに浮上した次世代モビリティの市場ニーズに対応する商品です。

*1）ULTAGE(アルテージ)は、究極を意味する【Ultimate】とあらゆる場面での活躍を意味する【Stage】を
　　組み合わせた造語で、世界最高水準の当社新世代軸受のシリーズ総称です。
*2）2017年4月28日プレスリリース:「自動車用ULTAGE円すいころ軸受」を開発
　　　https://www.ntn.co.jp/japan/news/new_products/news201700035.html

本商品の特長

1. 低昇温性:当社標準品^*3比10倍^*4向上(世界最高水準)
　-潤滑油量低減や潤滑油の粘度低下に伴う過酷な潤滑条件下でも昇温を抑制-
　　・新型樹脂保持器に付与した凹み形状により、潤滑油不足時にころ端面への給油が可能となり、昇温を抑制
　　　(図1-①)
　　・ころ端面と内輪大つば面間の滑り接触部の潤滑性が向上する設計を適用し、温度上昇を抑制(図1-②)

2. 低トルク性:当社標準品比66%低減(世界最高水準)
　-動力伝達装置のさらなる高効率化ニーズに対応-
　　・新型樹脂保持器が軸受内部への過度な潤滑油流入を抑制し、潤滑油の攪拌抵抗による回転トルクを低減(図1-③)
　　・「自動車用ULTAGE円すいころ軸受」の“ころ”設計や、軸受内部設計の最適化による長寿命効果で軸受を
　　　小型化し、転動体(ころ)と軌道輪(内外輪)の転がり接触長さを減少させることで回転トルクを低減
　　　(図1-④、図2-①)
　　・軸受の小型化により転動体(ころ)のピッチ円径を小さくし、転動体(ころ)と軌道輪(内外輪)間の周速を低減、
　　　転がり抵抗を抑えることで回転トルクを低減(図1-⑤、図2-②)

*3）2020年6月1日発行「転がり軸受総合カタログ」記載の当社標準円すいころ軸受
　　https://www.ntn.co.jp/japan/products/catalog/ja/2203/index.html
*4）動力伝達装置における低粘度オイルの使用や、電動化による急加速時のオイル量が少ない潤滑条件を想定し、
　　評価条件は常温から無給油運転にて軸受外輪が100°C到達までの時間で評価

図1:開発品断面構造図と特長

図2:標準品と開発品の比較(内部設計の最適化)

今後の展望

本商品は、上記の特長をコンパクトな軸受サイズで実現できるため、動力伝達装置の高効率化や車両の省燃費・省電費化だけではなく、装置の小型・軽量化、ひいては車内スペースの拡大や運転時の快適性の向上にも貢献します。NTNは、本商品およびその要素技術を次世代モビリティに適用可能な仕様としてグローバルに提案していきます。

NTNは、これからも自動車のさまざまな課題を解決する商品の提供を通じて、なめらかなスマートモビリティ社会の実現に貢献してまいります。