NSK

業界初 リコンディショニングに対応した高負荷容量大形円すいころ軸受を開発

2025年03月03日

NSK
~軸受の長寿命化と分離構造化により、リコンディショニング対応を実現し、メンテナンスコスト削減とCO2排出量削減に貢献~

●過酷な環境で使用されるダンプトラックなどの鉱山設備では、大形円すいころ軸受の使用が一般的
●同軸受がリコンディショニングに対応するためには、長期使用が可能な「長寿命化」と、全部品の詳細点検が可能な「分離構造化」が要求される
●NSKの独自技術「NSK Micro-UT(TM)法を用いた高精度寿命予測」の適用により、高負荷容量化を実現し、軸受寿命を最大2倍に延長
●内輪の縁部分「小つば」を分離構造化することで、軸受全部品の詳細点検を可能に

日本精工株式会社(本社:東京都品川区、代表者:取締役 代表執行役社長・CEO 市井 明俊、以下NSK)は、業界で初めて*1、リコンディショニング(修復して再利用可能にすること)に対応した高負荷容量大形円すいころ軸受を開発しました。
軸受がリコンディショニングに対応するためには、設備メンテナンス時に修復・再利用を実施しながら長期的に使用できる「長寿命化」と、全部品の詳細点検が可能な「分離構造化」が要求されます。本開発品は、NSKの独自技術「NSK Micro-UT(TM)法を用いた高精度寿命予測」*2により、現行品に対して最大2倍に延長し、長期間の使用を担保する寿命を確保しました。また、内輪の縁部分「小つば」を分離できる構造にすることで、軸受全部品の詳細点検を可能にしました。本開発品により、軸受のリコンディショニングが可能となり、鉱山設備のメンテナンスコスト削減やCO2排出量削減に貢献します。
今後、鉱山設備メーカーにサンプル品の提供を開始する予定です。鉱山設備メーカーを中心として、セメントメーカーなど他業界にも市場拡大を進め、本開発品の売上として2030年に年間20億円を目指します。
*1 業界で初めて:2025年2月時点NSK調べ、調査対象:鉱山設備向け円すいころ軸受。
*2 NSK Micro-UT(TM)法を用いた高精度寿命予測:鋼材中の非金属介在物の大きさや量(統計データ)から転がり軸受のはくり寿命を高精度に予測する技術。(特許出願済み)


鉱山設備における本開発品の搭載例(左:ダンプトラックのホイール、右:粉砕機(竪型ミル)の粉砕ローラ)


1. 開発の背景
世界中で都市化が進み、鉄鉱石や石炭などの鉱物資源の生産量が増加する背景で、鉱物資源の採掘時に大量のエネルギーを消費する鉱山現場では、カーボンニュートラルに向けた取り組みが急務となっています。具体的には、設備の稼働率向上、機械の電動化などが実施されており、中でも、設備構成部品の再利用は、省エネ・CO2削減にあたり、重要性が高い取り組みです。
鉱山現場で使用されているダンプトラックや粉砕機は24時間稼働し、過酷な環境(低回転・重荷重・振動など)で使用されているため、一般的には、長寿命・高信頼性を特長とする「大形円すいころ軸受」が使用されます。
ダンプトラックや粉砕機などの、鉱山設備のメンテナンスでは、各部品(シャフト、ギアなど)は既にリコンディショニングに対応しています。しかし一方で、軸受については、現行品はリコンディショニング対応しておらず、メンテナンス時に全数廃棄・交換されています。そのため、市場では、リコンディショニングに対応した軸受のニーズが高まっています。
リコンディショニングに対応するにあたり、軸受には、「長寿命化」と、「分離構造化」が要求されます。鉱山設備は数十年もの寿命があるため、各部品を再利用する場合は、数年ごとの設備メンテナンス時に点検を実施し、必要に応じて修復しながら長期間使用する必要があります。もし仮に、現行品の軸受を設備メンテナンス時に修復したとしても、軸受の負荷容量が低いため、設備寿命に対して軸受寿命が不足し、すぐに廃棄・交換が必要となってしまいます。そのため、軸受の長期使用を担保する「長寿命化」が不可欠です。また、リコンディショニングではメンテナンス現場で簡単に内部の詳細点検が実施できる必要がありますが、現行品は非分離構造で内部の詳細点検が困難なため、「分離構造化」が求められています。

2. 開発品の特長
NSK独自技術により、特長1.(「長寿命化(高負荷容量化)」により長期使用が可能)と、特長2.(「分離構造化」により全部品の詳細点検が可能)、を実現し、業界で初めて、設備メンテナンス時のリコンディショニングを可能にしました。
特長2.の「分離構造化」された仕様では、鉱山設備など振動が発生する使用環境における信頼性を向上する必要があります。そこでNSK独自技術により、特長3.(「脱落防止構造」により振動用途における不具合を防止)を実現し、信頼性を向上しました。


開発品の特長と構造





*3*4 特許申請済。
*5 トライボロジー:運動しながら接する物質の間で起こる摩擦・摩耗を潤滑や材料表面で制御する技術。

1. 「長寿命化(高負荷容量化)」により長期使用が可能
「NSK Micro-UT(TM)法を用いた高精度寿命予測」の適用により、高負荷容量設計を可能にし、軸受寿命を最大2倍に延長しました。

本開発品における、「NSK Micro-UT(TM)法を用いた高精度寿命予測」の適用効果

*6 基本動定格荷重C:転がり軸受の負荷能力で、外輪静止状態にて内輪を100万回転できる方向と大きさが変化しない荷重を表す。
*7 定格疲れ寿命L10:同一名番軸受を同一条件で個々に回転させた時、その内の90%の軸受が転がり疲れによるフレーキング(はくりを起こさず、回転できる総回転数。

2. 「分離構造化」により全部品の詳細点検が可能
円すいころ軸受では、「小つば」「大つば」と呼ばれる内輪の縁部分でころを案内しており、現行品では、外輪以外の部品の分離が困難な構造でした。本開発品は、「小つば」を内輪から切り離してボルトねじで締結。小つばを取り外し可能な構造にすることにより、ころ・保持器と内輪の分離を可能にし、全部品の詳細点検が可能な仕様を実現しました。

軸受構造と、各部品の分離イメージ(左:現行品、右:開発品)


3.「脱落防止構造」により振動用途における不具合を防止
分離型小つばの、締結ボルトのゆるみや脱落を防止する「脱落防止構造(かしめ構造)」により、鉱山現場など振動が作用する使用環境での信頼性を向上しました。


締結ボルトのゆるみや脱落を防止する「脱落防止構造(かしめ構造)」


3. 製品の効果
本開発品により、鉱山設備のメンテナンスコスト削減やCO2排出量削減に貢献します。

1) メンテナンスコスト削減の例(使用期間:軸受使用開始~2回目の設備メンテナンス(廃棄)までの場合)
軸受を修復して再利用できるため、設備メンテナンス時に必要だった、軸受交換が削減できます。
・ダンプトラック1台あたりの軸受交換数:8個⇒4個(▲4個)
・粉砕機1機あたりの軸受交換数    :12個⇒6個(▲6個)

2) CO2排出量削減の例(使用期間:軸受使用開始~2回目の設備メンテナンス(廃棄)までの場合)
ダンプトラック(ホイール)に本開発品を使用した場合、CO2排出量 3,102 kg-CO2 *8の削減が可能です。
*8 CFP(カーボンフットプリント)試算結果 NSK調べ。
【背景情報】オーストラリア鉱山のダンプトラック(ホイール) に、本開発品を使用した場合のCO2排出量 削減効果を試算。
使用期間:60,000hr、算定対象:原材料調達~廃棄、算定報告書は公開準備中。

また、NSKは、PLM*9モデルの確立に取り組んでおり、本開発品は、PLMモデルのリコンディショニングを実現する主要製品として位置付けられています。
*9 PLM:Product Lifecycle Managementの略、製品のライフサイクルを管理すること。当社では、製品ライフサイクル全体でのサービス提供体制の強化を目指し、製品販売後の設備メンテナンスや補修まで、PLM戦略の拡大に取り組んでいます。



■NSKについて
NSKは、1916年に日本で最初の軸受(ベアリング)を生産して以来、100年以上にわたり軸受や自動車部品、精機製品などのさまざまな革新的な製品・技術を生み出し、世界の産業の発展を支えてきました。1960年代初頭から海外に進出し、現在では約30ヶ国に拠点を設け、軸受の分野で世界第3位、またボールねじ、電動パワーステアリングなどにおいても世界をリードしています。
企業理念として、MOTION & CONTROL(TM)を通じて円滑で安全な社会に貢献し、地球環境の保全をめざすとともに、グローバルな活動によって、国を越えた人と人の結びつきを強めることを掲げています。2026年に向けてNSKビジョン2026「あたらしい動きをつくる。」を掲げ、世の中の期待に応える価値を協創し、社会への貢献と企業の発展の両立を目指していきます。
NSKについての詳細は、こちらのページをご覧ください。
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