트랜스 미션 볼 베어링 개발(130, 2편)

상반된 요구, 그 양립을 포기하지 않은 엔지니어의 영혼

 

계속 생각하고 있으면 힌트는 언제든지 찾아온다.

「그놈 또, 뭔가 이상한 말을 하고 있군…….생각난 아이디어를 말했을 때 주변의 반응은 이른바 늑대소년에 대한 느낌이었다고 사사키는 당시를 회상했다.

 

접촉 타입 씰이면서도 스티커 없는 타입 수준의 저토크를 구현하고 싶다.

 

자동차 베어링 기술부 멤버라면 누구나 한 번쯤은 꿈꾸는 꿈이다.

 

하지만 원리적으로 불가능하다고 여겨지는 과제인 만큼 굳이 임하지 않더라도 불평을 듣지는 않는다.

 

다만 사사키(佐から木)는 2014년부터 슬그머니 생각을 하며 다양한 아이디어를 시도했다가 실패를 거듭해 왔다.

 

그러던 어느 날 무심코 보던 TV 프로그램이 머릿속 스위치를 켰다.

 

프로그램의 주제는 기름을 뿌린 경사면에서도 미끄러지지 않고 걸을 수 있는 안전화였다.아나운서는 "걷는 방향에 대해 진행 방향으로 도랑이 파여 있기 때문에 미끄러지지 않습니다"라고 말했다.이 말에 사사키의 잠재의식이 스파크한 것이다.

"기름이 있어도 진행 방향에 홈이 뚫려 있으면 미끄러져야 한다."는 것은 진행 방향과 직교의 홈이라면 미끄러지는 것이다.

 

이 원리를 접촉 씰에 응용하면 어떻게 돼? 설사 스티커가 부착되어 있다고 하더라도 원활하게 미끄러지게 할 수는 있지 않을까.

 

이건 분명 유막 형성 효과, 어느 논문에서 읽은 기억이 난다.

생각난 아이디어를 사사키(佐は木)는 동료에게 이야기해 보았다.

아니나 다를까 주위의 반응은 「그런 바보 같은 일이」라는 식으로 상대해 주지 않았다.

 

그럼에도 포기하지 않고 어쨌든 스티커를 시작하고 테스트를 해보니 실제 저토크가 되는 것으로 나타났다.

 

 

이상적인 대답, 거기에 도달할 때까지 절대 포기하지 않을 거야.

씰 및 내륜의 표면 거칠기와 비교하여 그보다 큰 미소돌기(표면 거칠기)를 씰에 설치한다.

 

이 돌기에 의해 유막 형성을 발생시키면 씰립과 베어링 내륜의 슬라이딩면 사이에 윤활유에 의한 유막 " 오일 유막"이 형성된다.

 

이 유막이 회전 토크를 저감하는 동시에 베어링 한계 속도도 높인다.

이러한 이론적 뒷받침이 있는 데다, 실제 씰에 의한 실험 결과도 좋다.

그렇다고 해도, 아직 누구나가 인정한 것은 아니다.

그래서 사사키(佐は木)는 마찰 측정기를 사용한 기초 시험에 임했다.

고무시트에 단책 형태의 고무조각을 붙여 다양한 패턴으로 시험을 진행

역시 저토크가 실증

 

.이때부터 주위 분위기가 바뀌기 시작했다.
그 변화를 양산 설계를 담당한 와쿠다는 「저도 처음에는, 작은 돌기를 붙인 정도로 무슨 의미가 있나 회의적으로 보고 있었습니다.

 

그런데 시험을 거듭할수록 누구의 눈에도 성과가 드러납니다.

저 자신도 시험에 참여하면서 이게 진짜라고 확신하게 된 거죠.

 

다만, 그 앞에는 아직 몇 개의 장애물이 기다리고 있었다.

 

1) 첫 번째 문제는 돌기의 모양과 수를 어떻게 정해야 하는가.

 

2) 먼저 돌기의 크기와 형상이 검토되었고, 다음으로 돌기의 수가 연구되었다.

 

그야말로 처음에는 원주상에 4개에서 시작해 10개, 30개로 조금씩 늘리면서 효과를 봤습니다.이런 시행착오를 반복하는 것과 동시에 첨단기술연구소의 미즈가이 씨에게 이론적 최적치를 해석하도록 한 것입니다.(사사키)

 

돌기를 붙인 씰에서 발생하는 토크 계산 프로그램 개발

 

돌기의 R(반경), 높이, 개수 등을 변수로 하여 회전시 발생하는 토크값

 

「이 계산에 관해서는, 소프트 EHL 해석이라고 불리는 수법이 있어, 이미 논문도 몇 개 나와 있었습니다.

이것들을 참고로 계산 프로그램을 C언어로 코딩해 나갔습니다.

다만 프로그램 설계도는 있지만 계산량이 방대해 잘 수습되지 않아 완성하는 데 9개월 정도 걸렸습니다.

 

드디어 완성된 프로그램에 의해 이론적인 뒷받침도 얻을 수 있었던 것이 2016년 여름 무렵의 일.

 

다만 실용화까지는 아직 넘어야 할 장벽이 있다.다음 과제는 전대미문의 돌기 달린 씰의 양산이다.