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「JTEKT Ultra Compact Bearing™」の開発にMBDを活用～超幅狭化・高速化を実現～
2023年1月16日
「JTEKT Ultra Compact Bearing™」の開発にMBDを活用
～超幅狭化・高速化を実現～
株式会社ジェイテクト（本社：愛知県刈谷市、取締役社長：佐藤和弘、以下「ジェイテクト」）は、転がり軸受の新規設計でモデルベース開発（以下、MBD※１）を取り入れ活用しています。 2022年10月、ジェイテクトは電動化対応における一つのソリューションとして、超幅狭軸受「JTEKT Ultra Compact BearingTM（以下「JUCB」）」をリリースしました。本製品の開発では、MBD技術を活用することで軸受の幅寸法を極限までコンパクト化することができ、同軸タイプや3軸タイプeAxleユニットの小型化・軽量化に貢献することが可能となります。加えて、世界最速レベルとなるdmn200万※2の高回転速度対応も実現しました。
※1 MBD：Model Based Development
開発したいモノのモデルを製作し、そのモデルをベースにシミュレーション技術を活用することで、開発期間の飛躍的な短縮と製品品質を向上させる効率的な開発手法。
※2 ｄｍn：ベアリングの回転性能を表す値 ピッチ円直径（mm）×回転速度（min-1）
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JUCBの開発経緯とMBD活用事例
従来の標準サイズの軸受では、片持ち形状の冠形保持器を採用していましたが、コンパクト化の観点では構造上の限界がありました。JUCBでは、2016年９月にプレスリリースした合わせタイプ保持器のノウハウを活用することで、そのような課題を解決しました。
高速回転で軸受を使用する場合、大きな遠心力や玉の進み遅れによる影響で、保持器の破損や軸受内部の急激な温度上昇が懸念されます。ジェイテクトでは、MBD技術によって高速回転中における軸受内部の負荷状態と温度分布を予測し、耐久性を担保しながら昇温を抑制することができるバランス設計を実現しました。従来の標準サイズ軸受の冠形保持器に対して、合わせタイプにすることによって非常に小さな断面積ながら遠心力による保持器の変形を抑制することが可能となり、保持器と他部品との接触による発熱量を従来比で80%削減できることを確認しました。通常、高速回転用軸受の保持器には、剛性や耐熱性、耐久性に優れる高価な樹脂材料を採用する必要がありますが、開発品では保持器材料の変更を行うことなく、省スペース化と高速化を同時に実現できることを目途づけしました。
実際に軸受を高速回転させる評価試験において、JUCBは標準サイズ軸受よりも高速回転時の温度上昇を抑制することができ、世界最速レベルのdmn200万の高速性能を達成することができました。本結果により、JUCBはeAxleをはじめとした幅広い駆動ユニットの小型化・軽量化に貢献できることが期待されます。
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ジェイテクトグループのシナジーでeAxleの小型化・軽量化に貢献
今後は、JUCBのみならず、発表済みのJTEKT Ultra Compact Diff.（JUCD）やJTEKT Ultra Compact Seal（JUCS）といった、ジェイテクトグループが有する技術でシナジーを生み出し、お客様に電動化貢献技術を提案していきます。
BEV電動駆動システムで特に需要拡大が予測される出力150Kwの同軸タイプeAxleに、上述3製品を適用した場合、eAxleのユニット長を約50ｍｍ短縮、重量を約5kg低減すると算出され、eAxleの幅寸法短縮をはじめ、前後寸法や高さ寸法の短縮、それらに伴う小型化・軽量化に貢献することが期待できます。
引き続きジェイテクトはグループを挙げて、eAxleの一層の小型化・軽量化に寄与し、バッテリー搭載量拡大によるBEV航続距離向上はもとより、eAxle搭載位置の自由度拡大、車室や荷室空間の確保、車両シルエットの自由度拡大、電費向上など、BEVにおける嬉しさ追求に貢献してまいります。
＜ジェイテクトグループが有する電動化貢献技術で同軸タイプeAxleの小型化・軽量化に貢献＞ |
今後の展望
JUCBは、BEVのeAxleにとどまらず、建設機械や農業機械、ロボット、ドローンなどの産業機械に適用することで、国内外のあらゆる駆動システムの小型化ニーズにお応えしていきたいと考えています。
引き続きジェイテクトは、事業の壁を越えグループ一体となって、電動化貢献技術を更に強化し、「地球のため、世の中のため、お客様のため」となるモノづくりを実践するとともに、低炭素社会の実現に貢献してまいります。
ご参考
2016年9月26日 プレスリリース
「高速回転対応深溝玉軸受を開発」
https://www.jtekt.co.jp/news/2016/001731.html
2021年12月28日 プレスリリース
「モデルベース開発で転がり軸受の設計期間短縮と性能向上を実現」
https://www.jtekt.co.jp/news/2021/001114.html
2022年8月31日 プレスリリース
「電動化に貢献するJTEKT Ultra Compact Diff.を新開発」
https://www.jtekt.co.jp/news/2022/220831.html
2022年10月18日 プレスリリース
「電動化に貢献する超幅狭軸受JTEKT Ultra Compact BearingTMを新開発」
https://www.jtekt.co.jp/news/2022/221018.html
2022年10月24日 プレスリリース
「電動化に貢献する幅短縮デフサイドシールJTEKT Ultra Compact SealTMを新開発」
https://www.jtekt.co.jp/news/2022/221018_2.html
今回の開発品を通じて達成可能なSDGsの目標とターゲット
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【7.3】2030年までに、世界全体のエネルギー効率の改善率を倍増させる。
【9.4】2030年までに、資源利用効率の向上とクリーン技術及び環境に配慮した技術・産業プロセスの導入拡大を通じたインフラ改良や産業改善により、持続可能性を向上させる。全ての国々は各国の能力に応じた取組を行う。
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