일본 고속 베어링 기술 동향(141)

'JTEKT Ultra Compact Bearing™' 개발에 MBD 활용
~ 고속화 실현, 베어링 폭 최소화~

일본 제이텍트는, 구름 베어링의 신규 설계로 모델 개발(이하, MBD※1)을 도입 활용.

2022년 10월, 제이텍트는 전동화 모터에 대응하기 위하여,  솔루션으로서 베어링 폭 최소화의 「JTEKT Ultra Compact BearingTM(이하 「JUCB」)」를 발매다.

 

본제품의 개발에서는, MBD 기술을 활용, 베어링의 폭 치수를 최대한 컴팩트화.

공작기계의 유닛의 소형화·경량화가 가능.

세계 최고 속도 레벨 dmn200만(베어링 피치 직경 X  베어링 회전속도)

 ※2dmn: 베어링의 회전성능을 나타내는 값 피치원직경(mm)×회전속도(min-1)

 

개발 베어링 이미지 사진

 

개발 배경과 활용 사례

기존 표준 사이즈 베어링에서는 관형 케이지 형상에서는  콤팩트화 관점에서는 구조상 한계.

 

고속회전에서 베어링을 사용할 경우 큰 원심력이나 볼의 슬립으로 인한 영향으로 케이지 파손이나 베어링 내부의 급격한 온도 상승의 문제.

 

새 개발 베어링은  고속 회전 중 베어링 내부의 부하 상태와 온도 분포를 예측하고 내구성을 확보 하면서, 온도 상승을 억제할 수 있는 최적화 설계 실현.

 

기존의 표준 사이즈 베어링의 관형 케이지에 대하여 최적화 설계 케이지는 원심력에 의한 케이지의 변형을 억제 케이지와 다른 부품과의 접촉에 의한 발열량을 종래 대비 80% 삭감.

 

일반적으로 고속 회전용 베어링의 케이지는 강성이나 내열성, 내구성이 뛰어난 고가의 수지 재료를 채용할 필요가 있습니다만, 개발품에서는 케이지 재료의 변경 없이, 공간 절약화와 고속화를 동시에 실현

실제로 베어링을 고속 회전 평가시험에서  표준 사이즈 베어링보다 고속 회전 시 온도 상승을 억제.

세계 최고 속도인 dmn 200만의 고속 성능을 달성.

 

본 결과를 통해 구동 유닛의 소형화 및 경량화에 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.

 

 

소형화 경량화 기여

전동구동 시스템에서 특히 수요 확대가 예측되는 출력 150Kw의 동축 타입 ,

유닛 길이를 약 50mm 단축, 중량을 약 5kg 저감할 것으로 산출되어  폭 치수 단축을 비롯하여 전후 치수와 높이 치수의 단축, 그에 따른 소형화·경량화에 기여.