[베어링 뉴스] NTN 전식 방지용 베어링 개발 동향

순환 전류와 EDM 전류의 두 가지 전류에 의한 전식에 효과적인 아이템 라인업

EV 전기 자동차용 전식성 방지용 베어링 개발 동향

 

베어링 블로거 저자의 한 마다;

 

일본의 전통적인 베어링 메이커는 한 가지 분야에 100년 이상을 투자 및 연구하는 환경과 분위기에 감탄하지 않을 수 없다.

베어링의 외부에서 보면 아주 심플한 회전체이고, 기계 완성품 안에 조립되어서 보이지도 않는 필수 부품이다.

그러한 분야에 수많은 연구원과 설계자, 생산기술자들이 평생을 바쳐서 노력하는 이들의 모습과 엔지니어에 대한 열정은 감동을 넘어 존경스럽다는 마음이 진심으로 느낀다.

 

저자는 삼성테크윈에서 가스터빈 엔진용 베어링 국산화 개발을 한적이 있고, 그리고 엘지전자에서는 모터용 볼 베어링 개발 및 연구를 해본적이 있다.

현재는 UAE에서 유도용 소형 가스터빈 엔진용 베어링의 회전체 등 체계 개발을 진행하고 있다.

 

이러헌 완성품 업체에서 근무한 경험을 하면서 느낀점은, 이러한 일본의 부품업체는 그 부품에 대한 지식과 깊이는 과히 어떠한 업체도 따라갈 수 없는 데이터와 경험이 많다.

 

하지만, 나의 소견으로서는 이제는 NTN 업체도, 내전식성 베어링에 대한 접근 방법을 달리해야 되지 않나 생각해본다.

예를 들자면, 에어컨 모터용 전식 방지를 위하여, 완성품의 관점에서 전식 전류 예측을 위하여 [ 가고시마 대학 에어컨 전식 방지 모터용 볼 베어링 연구]와 같은, 큰 그림에서 전기 /전자/기계 융합을 통한 체계적인 전식 방지 연구에 혼심으로 접근해야 하지 않을까?

내가 알고 있는 내가 근무했던 기초 연구소 및 생산 기술은 기초가 탄탄하고, 연구원들의 역량이 탁월하다고 느꼈다.

하지만 세계는 급변하고 있고, 융합의 세계가 되어가고 있는 시점, 좀더 완성품의 관점에서 연구와 역량이 집중된다면 영원한 세대에 세대가 이어지는 일본의 영원한 베어링 기업이 되지 않을까 하고 생각해본다.

 

일본 대학원을 졸업 한 후, NTN 베어링 기초 연구소에 입사한 것에 대하여 지금도 자부심을 느끼고 있다.

그러한 내 마음을 프린트 티셔츠에 디자인하여 보았다.

 

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가고시마 대학의 전식 기초 연구에 대한 상세한 내용은 아래의 링크를 참조하세요.

https://ir.kagoshima-u.ac.jp/record/1053/files/Diss_%E7%A4%92%E6%9D%91_%E5%AE%9C%E5%85%B8_RKK402_2014.pdf

 

 

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도전성이 뛰어난 고무 씰을 개발하여 적용한 도전 베어링을 새롭게 개발

 순환 전류와 EDM 전류의 두 가지 전류에 의한 전식에 효과적인 아이템 라인업

 전기 자동차(EV)의 구동원인 e-Axle향 베어링으로서 도전성이 뛰어난 고무 씰을 베어링에 적용해 EDM*1 전류에 의한 전식 대책을 적용한 도전 베어링을 개발함.

모터내의 순환 전류에 의한 전식 대책을 위한 기존의 절연 아이템과 함께, e-Axle용 베어링 특유의 과제가 되는 전식 대책에 대한  라인 업 확충에 의해, e-Axle의 새로운 고성능화와 보급에 기여함.

 

1) Electrostatic Discharge Machining(방전가공)의 약칭

 

 

도전 베어링에 대한 전식의 이해

 베어링 내부에 전류가 통과했을 때 스파크가 발생하여 금속 조직의 용융이 진행되면 줄무늬 등의 손상(전식) 이 발생함에 따라 모터 지지용 베어링에는 전식 대책이 요함.

 모터 지지용 베어링으로 풀어야 할 전류에는 모터 축을 통과하는 EDM 전류

 모터 내부를 순환하는 순환 전류의 2종류있음.

 

EDM 전류는 모터 운전 시 모터축에 전압변동이 발생하여 발생하는 전류이며, 순환전류는 인버터 제어를 위해 전원의 온/오프가 반복되었을 때 모터 내로 전류가 누출되어 발생.함

이러한 전류가 베어링의 궤도면에 통전하면 전식의 발생함.

 순환 전류의 대책에는 궤도면으로의 통전 자체를 억제하는 절연 아이템이 효과적임.

한편, 모터 지지용 베어링을 절연해도, EDM 전류는 감속기측으로 흘러 감속기의 베어링을 손상시킬 가능성이 있음. 그래서 EDM 전류를 모터의 하우징 쪽으로 흐르게 하기 위해 도전 아이템을 병용하는 것이 효과적임.

 

 

도전 베어링에 대하여

EDM 전류에 대한 대책으로서 도전 베어링을 새롭게 개발함.

본 개발품은 도전성이 우수한 고무 씰을 적용하고, 전류가 고무 씰을 통해 통과함으로써, 베어링 궤도면에의 통전에 의한 전식의 발생을 저감.

베어링에 도전 브러시 등의 다른 도전 부품을 장착하는 대책 방법에 비해 베어링의 구성 부품 자체에 도전성을 갖게 함으로써 공간 절약성이 뛰어남.

 위 회사는 지금까지 순환전류 대책으로서 절연체인 세라믹제의 전동체를 사용한 베어링이나, 베어링의 외륜 외경이나 폭면에 절연 피막 가공을 실시한 「절연 피막 부착 베어링*2」, 베어링의 외륜 외경면 및 폭면에 수지 절연층을 사출 성형한 「수지 몰드 절연 베어링*3」등의 절연 아이템을 개발을 하였음.

 

이번에 EDM 전류에 대하여 적용하는 아이템을 개발함으로써 e-Axle용 베어링으로서 적용이 가능한 모든 전류에 대하여 적용이 가능함.

 

 

NTN LINE -UP 전식 방지에 적용한 개발 베어링 시리즈