NSK、サーボモーター用低発塵・高機能軸受を開発。新開発のグリースとシールにより、低発塵性に加え長寿命と低トルクを実現

開発の背景

NSKは2024年度に本製品のサンプル品の受注を開始し、2026年度に売上15億円を目指す。また今回開発されたグリース・シールは、今後、サーボモータ用だけではなく、低発塵性が要求される他製品向けにも展開を進め、幅広い産業機械の更なる稼働安定化への貢献が目指されている。

※1 低発塵性：軸受内部からグリースや油が飛散しにくい性能。労働人口の減少や産業の自動化に伴い、ロボット用サーボモータの市場規模は拡大傾向にある。ロボット用サーボモータは、ロボットの関節部分などに搭載され、高温・急な加減速など過酷な環境の中で、ロボットの動作の位置や速度を精密に制御し、正確な位置決めを担っている。

サーボモータに搭載される軸受は、エンコーダやブレーキなど、正確な位置決めに不可欠な機能部品の傍に配置されており、軸受のグリースや油が飛散するとこれらのディスクに付着する事象(ディスク汚染)が発生する。その結果、油分付着によりエンコーダの読み込みエラーや、ブレーキが滑るなどの不具合が発生し、ロボット稼働停止に至る可能性がある。このため、以前より軸受には低発塵性が要求され、飛散しにくいグリースや密封性の高いシールの開発が進められてきた。

昨今のロボットの高精度化やその市場拡大のため、サーボモータには更なる高信頼性が求められ、そのため軸受にはより高い低発塵性が要求されるようになった。しかし、ディスク汚染の発生メカニズムが未解明なことや、従来の低発塵性の評価試験方法では精度の高い評価ができない、などの課題があった。

製品の技術

1) ディスク汚染の発生メカニズムを解明
ディスク汚染が発生するメカニズムを推定し、現象の可視化と評価試験による検証で推定を裏付け。

2) 評価試験方法の高精度化
NSKの評価再現技術を活かし、実際のサーボモータに近い構造・環境の試験機を作製。結果、精密な試験結果を示せるようになり、より低発塵性に優れた製品の開発を実現。

3) 設計要素の高度化
上記のメカニズム解明と試験方法の高度化により、改良すべき設計要素を明確化。NSKが長年培ってきたトライボロジー技術※2により、低発塵性に優れたグリースやシールの開発を実現。

※2 トライボロジー技術：摩擦や摩耗をグリースや材料表面で制御する技術

製品の特長

新開発のグリース・シールで、従来比2倍の低発塵性を実現。さらに、グリースの長寿命化とシールの低トルク化も両立させている。

1) 新開発グリース：高温環境での蒸発を抑制し、耐熱性に優れた組成を選定することで、下記を実現。
・低発塵性能 従来比2倍
・焼き付き寿命性 従来比2倍

2) 新開発ゴムシール：新リップ※3形状設計の開発により、下記を実現。
・低発塵性能 従来比2倍
・低トルク化(シールと内輪の接触摩擦を低減) 従来比△10%

※3 リップ：内輪と接触するシールの先端部分