株式会社ジェイテクト(本社:愛知県刈谷市、取締役社長:近藤 禎人、以下「ジェイテクト」)は、公益社団法人発明協会主催の令和6年度全国発明表彰において発明賞を受賞しました。研削盤の砥石軸に使用される「低動力静圧軸受」の特許技術が評価されたものです。
本技術の要旨
研削盤は、回転する砥石で加工物を研削する工作機械で、優れた寸法精度と表面粗さを得ることができます。研削盤の砥石軸を支える軸受(ベアリング)は、砥石が安定して回転するために必要不可欠な部品です。
今回の特許技術は、圧力をかけた潤滑油の力で砥石軸を支持する「静圧軸受」の性能向上に寄与しています。砥石軸が回転する際に軸受内で発生する潤滑油の順流と逆流を分離し、潤滑油の乱流を抑制することで、従来の静圧軸受に比べ高速回転時の動力損失(潤滑油の流れの影響で失われるエネルギー)を約20%減らすことを可能としました。これにより、消費電力と二酸化炭素(CO2)排出量の削減に貢献します。
静圧軸受には元来、「転がり軸受」など他の方式に比べて回転精度や振動減衰性に優れ、金属接触部が無いため長寿命という特長があります。それらの特長を損なうことなく省エネ化を実現したことも、大きなアピールポイントとなりました。
技術確立のプロセス
近年、生産性向上の観点から研削盤の砥石回転速度が高速化し、それに伴って発生する静圧軸受の動力損失を低減する技術が求められていました。
ジェイテクトでは、流体解析などを実施する中で、動力損失発生の主な要因が「軸受内で発生する「流れの干渉」と「潤滑油の乱流」であると解明しました。この解析結果を踏まえ、軸受内部の回転軸につれ回る順流を、軸受底部の逆流と分離することで流れを整流化し、さらにその流れを層流にした低動力静圧軸受を開発しました。
本技術を研削盤に搭載することで、省エネに加えて熱による部品の伸びや傾きなどの変位量を抑制し、冷却装置の小型化による機械フロアスペース削減に貢献します。また、本技術は、令和4年度中部地方発明表彰で文部科学大臣賞を受賞しており、本技術を搭載した研削盤は、一般社団法人日本機械工業連合会主催の令和2年度優秀省エネ機器・システム表彰において経済産業大臣賞を受賞しています。
<参考>
当社の研削盤が優秀省エネ機器・システム表彰 経済産業大臣賞を受賞
令和4年度中部地方発明表彰で「文部科学大臣賞」を受賞
【本技術の特許概要】
特許登録番号:特許第6455177号
発明の名称:静圧流体軸受装置、静圧流体軸受装置を用いた工作機械用主軸装置
今後に向けて
静圧軸受は、ジェイテクトが長期にわたって開発を続けるコア技術です。これからも、このたびの静圧軸受の低動力化技術のように、工作機械における製品性能の向上に向けた取り組みを実践してまいります。 また、ジェイテクトグループの製品すべてにおいて、軽量化・簡素化・小型化など環境に配慮した開発に努め、当社グループの製品をお使いいただくお客様のカーボンニュートラルにも貢献してまいります。
日本机头(总部位于爱知县刈谷市,取缔执行董事:近藤禎人,以下简称“JTEKT”)荣获了公益社团法人发明协会主办的令和6年度全国发明奖中的发明奖。该奖项评价了用于磨床砂轮轴的“低功耗静压轴承”的专利技术。
本技术要点
磨床是一种加工机床,用旋转的砂轮对工件进行研磨,可以得到优良的尺寸精度和表面粗糙度。支撑磨床砂轮轴的轴承(轴承)是使砂轮稳定旋转所必需的元件。
此次特许技术有助于提高支撑砂轮轴的“静压轴承”的性能,其依靠施加压力的润滑油支撑砂轮轴。分离顺流和逆流中的润滑油,并抑制涡流,使得相较于传统的静压轴承,可以将高速旋转时动力损失(由于润滑油流动而损失的能量)减少约20%。因此有助于减少耗电量和二氧化碳(CO2)排放量。
静压轴承本身具有比“滚动轴承”等其他轴承更高的旋转精度和振动抑制性能,且由于金属接触部分无需使用,因此具有长寿命的特点。省能化技术的实现,即使不损害这些特点,也是一个很大的卖点。
技术确立的过程
近年来,为了提高生产效率,磨床砂轮的旋转速度已经加速,因此需要减少静压轴承产生的动力损失。
在进行流体分析等研究的过程中,JTEKT发现了导致动力损失的两个主要因素:“轴承内部产生的‘流动相互干扰’和‘润滑油的涡流’。基于这个分析结果,JTEKT开发出了一种可将滚流与轴承底部的逆流分离的涡流整流器,并进一步将其液流流态改造成层流的低功耗静压轴承。
将此项技术安装到磨床中,有助于节能,抑制零件变向量和倾斜等的热变形,并缩小冷却装置使机床空间减少 。此外,该技术在令和4年度中部地区发明表彰中获得了文部科学大臣奖,并在采用此项技术的磨床中,在日本机械工业联合会主办的令和2年度优秀节能设备·系统表彰中获得了经济产业大臣奖。
<参考>
我们的磨盘获得优秀节能设备·系统表彰经济产业大臣奖
在令和4年度中部地区发明表彰中获得了文部科学大臣奖
【本技术特征摘要】
专利登记编号:专利第6455177号
发明名称:静压液流轴承装置,用于工作机床主轴的静压液流轴承装置
未来展望:
静压轴承是JTEKT长期以来开发的核心技术。今后,像本次将静压轴承低功耗化技术一样,我们将继续为提高工作机床的性能而努力。 此外,JTEKT集团将致力于使其所有产品都考虑到环保因素,如减轻重量、简化、小型化等开发,以贡献于我们的客户的碳中和。