日本精工開發出小型輕量化的電動車用深溝滾珠軸承
提升電動車的續航力是推展電動車普及的課題之一,降低車輛整體的重量便是解方之一。由於馬達的輸出功率與轉速和馬達旋轉部件之直徑平方成正比,故若要在兼顧輸出功率的同時縮小旋轉部件的體積,就需要提高轉速。為此,需要開發更輕、更小、更低摩擦力的軸承。因此日本精工株式會社投入開發有助於驅動裝置小型輕量化的軸承技術。此外,目前業界的電動車eAxle(馬達、逆變器、減速器多合一驅動裝置)大致有平行3軸、2軸和同軸三大類,雖然比例高達九成的3軸eAxle是當今主流,但後兩者更有利於車輛的小型化而被預測在未來將有所成長。不過和3軸相比,2軸、同軸構造的eAxle因為機構配置關係,整體軸長勢必會比較長,因此有減少軸承厚度以縮短總軸長的需求。
深溝滾珠軸承因其低摩擦力而適合用於高速旋轉的特性,被廣泛應用在產業機器和車輛。此次日本精工開發出的深溝滾珠軸承與過去的產品相比,直徑縮小10%、厚度縮小38%、重量減輕51%、力矩降低25%,而用來衡量軸承轉速性能的dmn值則從180萬上升至214萬以上。若是將新的深溝滾珠軸承用於同軸eAxle的馬達軸和出力軸上,估計軸長可縮短32mm、重量減輕4.4kg,耗電量改善0.14%可間接減少電池容量並節省1655日圓左用的電池成本,續航力也可提升590公尺。
日本精工透過(1)開發組合式樹酯保持器、(2)採用特殊形狀的溝肩、(3)對耐衝擊進行強度設計的優化、(4)採用經特殊熱處理的鋼球、(5)優化壽命預測等技術,來實現更小、更薄、更輕的軸承,並確保其結構強度和產品壽命。其中,新產品最關鍵的地方在於日本精機的組合式樹酯保持器,捨棄過去單邊保持器控制滾珠的設計,改用兩個厚度較薄的樹酯保持器將滾珠夾起來,也提升了軸承整體的結構強度。
資料來源:日本精工(2025年3月26日)
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