EV·HEV용 '동축 e-Axle 유성 감속기용 니들 베어링 유닛'을 개발

• 내필링성능과 고속회전성능, 내모멘트하중성능 향상

• 소형화·고속화를 배경으로 가혹함을 가중시키는 동축 e-Axle의 사용 환경에 대응

NTN 주식회사(이하 NTN)는 전기차(EV)와 하이브리드차(HEV)에서 사용되는 e-Axle용 '동축 e-Axle 유성 감속기용 니들 베어링 유닛'을 개발했습니다. 본 상품은 니들 베어링(케이지 부착 니들 롤러 베어링)과 샤프트를 세트로 한 것으로 케이지, 롤러, 샤프트 각 요소를 개량해 내필링 성능이나 고속 회전 성능, 내모멘트 하중 성능을 향상함으로써 소형·고속화를 위해 가혹도가 중가되는 동축 e-Axle의 사용 환경에 대응해 차량의 연비·전비 향상에 공헌합니다.

개발 배경

최근 개발·보급이 진행되는 EV나 HEV에는 주요 구동원으로서 모터, 인버터, 감속기를 일체화한 e-Axle이 탑재되는 경우가 증가하고 있습니다. e-Axle 중 유성감속기를 사용하는 동축 e-Axle에는 단면높이가 작고 높은 부하용량을 갖는 니들 베어링이 사용됩니다.

동축 e-Axle은 고효율화를 목적으로 윤활유의 저점도화가 진행되고 있으나 저점도화에 의해 유막이 얇아지면 베어링 궤도면 부분(전동체)이 직접 접촉함으로써 베어링 손상의 원인이 되는 미세한 박리(필링)나 균열이 표층에 발생합니다. 또 차량의 연비·전비향상에 수반하는 e-Axle의 소형화·고출력화에 의해 베어링의 고속 회전 대응도 필요하게 됩니다. 더불어 유성 감속기에는 정숙성을 확보하기 위해 톱니바퀴가 나선형으로 들어간 헬리컬 기어가 사용되는데 축에 대해 톱니바퀴가 비스듬히 들어간 기어끼리 맞물림으로써 톱니바퀴를 기울이려는 모멘트 하중이 발생합니다. 또 동축 e-Axle에서는 큰 감속비를 얻기 위해 축방향으로 긴 계단식 유성 기어를 이용하기 때문에 샤프트도 길어지고 하중이 걸렸을 때 휘어지기 쉬워집니다. 모멘트 하중과 샤프트의 굴곡에 의해 베어링 롤러의 모서리부의 면압이 상승하고 그에 따른 베어링 수명의 저하도 과제가 되고 있습니다.

개발품 특징 (당사 종래품 대비)

NTN은 본상품을 동축 e-Axle의 유성 감속기에 최적인 상품으로서 글로벌하게 제안을 진행시켜 e-Axle의 소형화·고속화, 나아가 EV·HEV의 연비·전비 향상에 공헌해 갈 것입니다.

NTN은 본상품을 5월 24일~26일에 PACIFICO 요코하마에서 개최되는 「사람과 자동차 기술 2023 YOKOHAMA」에 출품했습니다.

용도

동축 e-Axle의 유성 기어 유닛

참고

동축 평행축 e-Axle에 대하여

e-Axle에는 모터의 출력축과 같은 축에 유성 감속기를 배치하는 「동축 e-Axle」과 복수의 축을 이용해 감속을 실시하는 「평행축 e-Axle」이 있습니다. 복수의 축을 이용하는 「평행축 e-Axle」에 비해, 「동축 e-Axle」은 e-Axle 본체를 컴팩트화하기 쉽다는 장점이 있습니다.

동축 e-Axle의 유성 감속기에 대하여

동축 e-Axle의 유성 감속기는 모터의 회전을 입력하는 기어와 입력 기어의 회전을 감속하는 유성 기어, 하우징에 고정되어 있는 링 기어의 3가지로 구성됩니다. 유성기어는 입력기어측에 큰 직경, 링기어측에 작은 직경의 기어, 이렇게 2개를 이용하여 1개의 유성기어로 2회 감속을 실시하여 큰 감속비를 만들어내 필요한 토크를 만들어냅니다. 유성 기어는 큰 직경과 작은 직경의 2개의 기어를 이용하므로 샤프트가 장축이 됩니다.