트랜스 미션 볼 베어링 개발(129, 1편)

EV 및 HEV 적용 차세대 볼  베어링 개발

자동차의 변속기용  볼 베어링은 다음 두 종류로 분류된다.

접촉 씰 부착 타입과 씰 없음(오픈) 타입으로 각각 장점/단점이 있다.

접촉 씰 부착 타입은 변속기 내에서 발생하는 기어의 마모 분 등의 경질 이물질의 침입을 씰이 막아 볼  베어링의 장수명화에 기여한다.

 

다만 씰이 베어링 내륜에 접촉하기 때문에 회전시 접촉 토크가 발생한다.

 

한편, 씰이 없는 타입은 접촉 토크는 억제할 수 있지만, 경질 이물질의 베어링 침입을 막을 수 없기 때문에 수명이 짧아진다.

수명을 확보하기 위해서는 특수 열처리로 베어링 자체의 강도를 높일 필요가 있다.

따라서 자동차 회사들은 그동안 장수명·고토크 혹은 장 수명·저토크 중 하나를 선택할 수밖에 없었다.

 

그렇다고는 해도, 이상이 특수 열처리를 실시하지 않고 장수명과 저토크를 양립하는 데 있음은 말할 것도 없다.

 

단지 원리적으로 실현 불가능하다고 생각되는 요구이기 때문에, 자동차 메이커의 요망도 「실현하면 좋겠지만(아마 무리일 것이다)…」라고 하는 레벨 수준에 머무르고 있음.

그런데 NTN에는 누구도 불가능하다고 포기하는 과제에 과감히 도전하는 엔지니어가 있었다.그러다 어느 날 우연이 알려준 힌트를 바탕으로 획기적인 기술 개발이 시작됐다.

 

이물질 침입 방지 및 저항을 막는 베어링 개발

 

실현 불가능했던 과제를 해결

접촉 씰 부착 타입 혹은 씰 없는 타입, 각각 일장 일단 있는 트랜스미션용 볼 베어링 중 어느 쪽을 채용할 것인가.

 

그동안 자동차 회사들은 각사의 개발 원칙에 따라 혹은 해당 차종의 예상 타깃이나 사용 상황에 따라 어느 하나 타협할 수밖에 없었다.

 

이런 자동차 업체들에게 본의 아닌 상황을 타개하는 것이 새로 개발된 변속기용 '초저 마찰 씰링  볼 베어링'이다.

마찰이 당연했던 접촉 타입 씰 부착 볼 베어링으로, 그 이름이 나타내는 대로 초저 마찰, 즉 기존품 대비, 회전 토크를 80%까지 저감.

 

그야말로 스티커 없는 타입에 버금가는 저토크 효과를 실현한 획기적인 신상품이다.

트레이드오프 해소의 비밀은 미세 돌기 즉 표면 거칠기 특성에
접촉 타입 씰을 사용하면서, 씰 없는 타입과 같은 레벨까지 씰의 접촉 토크를 저감한다.

왜 마법 같은 성과를 달성할 수 있었을까.그 비밀은 씰에 마련한 돌기에 있다.

본 상품에는 씰립의 미끄럼 접촉부에 원호상(반원통상)의 미소돌기를 등간격으로 설치하였다.

이 미세한 거칠기가 회전 시에 " 유막 효과"를 발휘하여 씰과 내측 슬라이딩면 사이에 유막을 형성한다.

이 유막에 의해 씰의 접촉 토크가 기존의 접촉 타입 씰과 비교하여 대폭 저감된다.

한편, 거칠기의 돌기는 극히 미세한 사이즈이기 때문에 윤활유는 통하더라도 베어링에 유해한 경질 이물질의 침입은 확실히 막는다.

 

따라서 종래의 접촉 타입 씰과 동등한 시일성이 확보되어 볼 베어링의 장수명을 담보한다.

 

이렇게 오랜 세월 해결이 불가능했던 과제들이 훌륭하게 해소됐다.

 

변속기용
'초 저마찰 씰링된 볼 베어링'

씰립의 미끄럼 접촉부에 원호형(반원통형)의 미소돌기(표면 거칠기)를 등간격으로 마련한 신개발의 접촉 타입 씰을 채용함으로써, 회전 토크를 종래품 대비 80% 저감하여, 비접촉 타입 씰에 필적하는 저토크 효과를 실현.

 

회전시에는 미소돌기(표면 거칠기)에 의한 유막 효과에 의해 씰과 내륜의 슬라이딩면 사이에 유막이 형성되어 씰의 접촉 토크를 대폭 저감.

 

돌기는 미소하기 때문에 베어링에 유해한 경질 이물질의 침입을 막는 것이 가능.

 

 

 

변속기용 '초저 마찰 씰링  볼 베어링'은 MT(수동변속기), AT(자동변속기), CVT(무단변속) 등에 적용 가능.

변속기 내부에는 기어 마모 분(경질 이물질)이 존재하여 베어링에는 내 이물 성능이 요구됨.

대책으로서는 베어링에 씰을 설치하거나 특수한 열처리 가공을 실시하는 것이 일반적이다.