東芝 : 東芝 (世界市場シェア 50%*) のセラミック ボールの特徴は何ですか?

Jul 13, 2023

電気自動車（EV）を使用する人が増えるほどカーボンニュートラルに近づき、ありがたいことに近年、電気自動車の販売が世界中で増加しています。 しかし、EVで発生する可能性のある問題の1つは、車両のさまざまな重要部品をモーターに取り付けるベアリングの「電食」です。-車両の故障につながる可能性があるため、重大な問題となります。 幸いなことに、東芝がこれらの軸受用に開発したセラミックボールは、この問題を解決することに成功しました。

東芝マテリアルのセラミックボールは、研磨メーカー、ベアリングメーカーに供給され、その後、主に欧米の自動車メーカーに採用されています。東芝の専門知識と技術力、そして高度なAIを活用した品質検査こそが、世界シェア50%*を可能にしているのです。 東芝がこのセラミックボールに導入しているAIによる品質検査を紹介します。

東芝の特許取得済みの高性能セラミックボール

初めてEVに乗れば、ガソリン車との違いや未来の自動車を肌で感じることができます。 アクセルを踏み込んでもエンジン独特の轟音はなく、スムーズに、静かに、そして力強く加速します。 この独特の感触を実現しているのがモーターと、モーターに欠かせないベアリングです。

「ベアリングは機械の軸を滑らかに回転させるための部品です。内輪、玉、外輪から構成されています。」 東芝マテリアルの山田勝彦氏はそう説明する。 ベアリングの内輪、ボール、外輪は通常金属でできています。しかし、EVのモーターには高出力が要求されるため、ベアリングには電食と呼ばれる現象が発生する可能性があり、長年の課題となっていました。

軸受の模式図

「シャフトは内輪に取り付けられており、外輪と内輪の間にボールが入っています。ボールのおかげでシャフトはスムーズに回転します。ボールは常に内輪・外輪に接触しているはずですが、ボールとリングの間にはどうしても微小な隙間ができてしまいます。 電気がこれらの隙間を通過すると、放電によって火花が発生し、ボールが損傷する可能性があります。 いわゆる電食です。 高出力モーターは、シャフトが非常に高速で回転するため、特に電食が発生しやすくなります。」と山田さんは言います。

東芝マテリアル株式会社 構造用FC製造事業部 構造用FC製造技術グループ グループリーダー 山田 勝彦

ベアリングは、車両が組み立てられると簡単には交換できません。 米国では、EVに使用されるベアリングには長距離に耐える十分な品質が求められています。 高性能ベアリングはEVの普及を促進し、カーボンニュートラルへの推進に貢献します。 電食現象がこれらの取り組みを妨げていましたが、東芝のセラミック ボールの美しさはそこにあります。

セラミックボールが電食を防ぐのはなぜですか? 「セラミックスは絶縁体であり、電気を通さないのです」と山田氏は説明する。 セラミックボールは金属の半分以下の重さで、耐熱性が高く、酸やアルカリによる腐食や錆びにも強い、と同氏は続けた。

東芝は、1974年にセラミックボールの原料である窒化ケイ素の特許を取得して以来、セラミックボールの製造に取り組んできました。 ボールの製造に使用できる材料はアルミナなどさまざまありましたが、東芝は特に軽量で高強度な材料の性質を持つ窒化ケイ素にこだわりました。