Schaeffler Group USA Inc. · USA
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シェフラーのころがり軸受サポート搭載型軽量バランスシャフトは、PACE賞およびスティール・イノベーション賞を受賞しています。
ころがり軸受サポートを利用すると摩擦が低く抑えられるので、重量を最適化した新しいバランスシャフトの設計が可能になります。
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摩擦の抑制、効率設計、およびスタート－ストップシステムの最適化の鍵を握る ころがり軸受
モビリティ業界のサプライヤであり、ころがり軸受のスペシャリストであるシェフラーは、ころがり軸受サポート搭載型軽量バランスシャフトを採用したエンジンの設計に関して、優れたころがり軸受ソリューションを提供しているサプライヤーでもあります。シェフラーのころがり軸受サポートは摩擦特性が小さく、これまで使用されていたすべり軸受と比較して、エネルギー効率が著しく改善します。ころがり軸受サポート搭載型軽量バランスシャフトを採用すると、たとえば、現在量産されている4気筒ディーゼルエンジンの場合、内部で消費されるエネルギーが最大1.5kW（2.0馬力）低減されます。ころがり軸受採用のサポートであれば、油冷の必要性も軽減され、これまで必要不可欠だった圧力給油も不要になります。こうした特長を備え、しかも緊急走行性能が非常に優れていることから、ころがり軸受サポート搭載型軽量バランスシャフトは特に、スタート－ストップシステムを備えたエンジンに適しています。また、ころがり軸受サポートは重量を最適に配分した新しいバランスシャフトの設計を可能にし、従来品に比べて約3分の1の軽量化が実現します。つまり、エンジンに搭載した2本のバランスシャフト（設計によりクランクシャフトの2倍の速度での動作が可能）の効果だけで、1kgを超えるエンジンの軽量化ができます。このようなフィリグリー設計を採用すれば、シャフトの回転慣性が最小限に抑えられるので、結果的に駆動に必要な力の低減にも役立ちます。
言い換えると、ころがり軸受サポート搭載型軽量バランスシャフトは、燃料消費とCO2排出量の削減に貢献し、同時に走行時の快適性も向上させるということです。エンジンのダウンサイジングとダウンスピーディングという時流にも合致していることから、人気はますます高まっています。
例：ターボチャージャー
ターボチャージャーは、高性能ガソリンエンジンの小型化、および高トルクディーゼルエンジンに必要な重要コンポーネントです。この用途でころがり軸受ソリューションが果たす役割は、極めて重大と言えるでしょう。具体的に言うと、ころがり軸受サポートには、トルクとレスポンスを向上させて、燃料消費とCO2排出量を削減する働きがあります。
ころがり軸受サポートを採用したターボチャージャーでは、すべり軸受サポートを採用したコンポーネントと比べて摩擦抵抗を大幅に減らせるので、低負荷から部分負荷の状況下で、ベアリングシャフトの速度を高速化することができます。その結果、負荷が増大した場合に、ターボチャージャーの加速性能を大幅に向上させられ、ターボチャージャーが高速化することによって、ターボチャージャーの応答性も改善し、いわゆる「ターボラグ」の減少につながります。新鮮な空気の供給も最適化されて、CO2排出量を大幅に削減できる効果があり、初期状態のエミッションは、低負荷から部分負荷の状況下で、すべり軸受サポートを採用した同等性能のターボチャージャー搭載エンジンと比較して、2倍削減できます。この構造最適化による燃料消費およびCO2排出量は、最大4％削減できる可能性がNEDC*で確認されています。
ころがり軸受サポート搭載のターボチャージャーは現在、モータースポーツをはじめ路上を走行する乗用車やトラックに採用されています。こうした状況に対してシェフラーは、広範なころがり軸受搭載ターボチャージャーソリューションを取り揃えており、シャフト径6～24mmまで、多種多様なソリューションをカスタムメイドでご用意して、カートリッジ形式に完全に組み立てて提供しています。製品のカートリッジデザインは、熱負荷の高い状況で使用され、高い精度を誇ります。これは、クオリティの面でも、騒音の低減の面でも利益となるものです。シェフラーのエンジン用ころがり軸受・バランスシャフト製品グループ責任者であるDr. Peter Solfrankは、次のように述べています。「ころがり軸受サポートによって最適化されたターボチャージャーは、ダウンサイジングの目的で使用した場合、驚くほどの強度を示し、ころがり軸受サポートを採用しなかった場合、ターボチャージャーを2台組み合わせなければできなかった仕事が、1台で完了できて、優れた即時応答性と最高レベルのスループットを実現します」
例：カムシャフト
今日の内燃エンジンの要求事項のなかに、スタート－ストップシステムに適した設計にしなければならない、というものがあります。ころがり軸受サポートの大きなメリットの1つは、複合的な摩擦を抑える性質です。したがって、タイミングドライブのカムシャフトとギヤも、エンジンに採用するころがり軸受の新たなアプリケーションの1つに挙げられます。摩擦抵抗の抑制、ラジアル荷重および傾斜モーメントの増分を打ち消せる性能、潤滑要求の低減、ならびに軸方向のガイド機能は、ころがり軸受ソリューションの優れた利点です。
*NEDC = New European Driving Cycle（新欧州ドライビングサイクル）
