ハブベアリングの低摩擦化を
極限まで追求する

グリースの３つの要素をどう調整するか

グリースは、基油、増ちょう剤、添加剤という3つの構成要素からなる。基油はグリースの潤滑性能を決め、その基油を半固体化してグリース状にするのが増ちょう剤だ。そして添加剤として、例えば酸化防止剤などの機能向上のための補助剤が加えられ、これらが混ぜ合わされることでグリースとなる。

では「Ⅳ」の開発において、シール用の新たな塗布グリースを作るためには、これらをどのように調整する必要があったのだろうか。稲増が言う。

「ハブベアリングにおける低フリクション化とは、回転トルクを低減することと言えます。そのためにまず考えるのは、基油の粘度を下げること、つまり、よりなめらかな基油を採用することです。一方、『Ⅱ』の時に開発されたシール用の塗布グリースは、低温環境への対応が十分でなかったのが課題でした。つまり、マイナス数十度といった環境では固まりやすくなってしまう。その点を改良するためにも、基油は低粘度のものが望ましく、またその他の特性からも低温環境に耐えられるよう基油の配合を工夫しました。ただし、基油の粘度が低すぎると、シール部分から漏れ出てしまう可能性があります。それを防ぐためには、増ちょう剤によってグリースを適度な硬さ（＝ちょう度）にし、基油の保持力を向上させる必要があるのですが、増ちょう剤もまた、量が多いと摩擦を高めてしまいます。そこで、増ちょう剤を微細化し基油の保持能力を高めた分、増ちょう剤量を減らすことも試みました。さらに、グリースによっては、シールのゴム材が早く摩耗することにもつながるので、ゴム材とグリースの相性を考えることも重要でした」

こうした点から、グリースの３つの要素をどう選び、どのように混ぜ合わせるかを考えていくことになる。ただ、1つの条件を満たそうとすると、別の条件に合わなくなるといったことにもなり、最適な按配を見つけるのは簡単ではない。そこを、基盤技術研究所、グリースメーカーとともに詰めていき、レシピを作っていったという。

「従来、こうしたグリースの開発は、こちらの要望をメーカーに伝え、あとはメーカーに任せることが多かったのですが、今回は、私たちが主体的にレシピを設計していきました。それは初めてのことだったので難しさもありましたが、ベアリングやシールに関する知見を持つ自分たちが積極的に関わっていくことで、求めているグリースにより近づくことができたように感じます」

作り上げたレシピを元にメーカーがグリースを試作。試作品の数は70以上にもおよんだという。その中から適したものが選ばれていった。そうして、さらなる低フリクション化を実現する新しいシール塗布グリースが、開発着手から3年ほどで完成したのだ。

グリースが軌道面に戻らないようにするために

次に「Ⅴ」の、軸受内部用のグリースの開発である。基盤技術研究所、グリースメーカーと相談しながらレシピを作るという流れ、また、基油を低粘度化し、増ちょう剤を微細化するといったあたりは、「Ⅳ」と大きくは違わない。しかし1つ、内部用グリースならではの検討点があった。仲が言う。

「軸受のボールは、グリースを搔き分けながら転がりますが、搔き分けられたグリースは、その後再びボールが転がる軌道面へと戻っていきます。するとまた、ボールがグリースを掻き分けて、グリースは横に弾かれます。そしてまた、軌道面に戻り、また掻き分けられて、ということを繰り返すことになるのですが、それは、回転トルクを高めることにつながります。そこで、グリースを適度に硬くして、掻き分けられたグリースがその場所に保持され、軌道面に戻りにくくすることが必要でした」

その点も考慮して、仲たちはレシピを考えていった。それは決して容易ではなかったが、「Ⅳ」のシール塗布グリース開発における知見も活かすことができたため、「Ⅴ」の開発は比較的にスムーズに進んでいった。メーカーの試作数も「Ⅳ」の時に比べてぐっと少なくて済んだ。そうして、開発に着手してから2年ほどの期間を経て、「Ⅴ」の内部グリースも完成した。

低フリクション化への挑戦は、これからも続く

世界が待ち望む商品を開発する喜び

このインタビューの時点で、「Ⅳ」「Ⅴ」ともにまだ市場には出ていなかったが、省エネルギー化への要求が高まる中、ニーズは大きく、各所からよい反応を得ているという。常に世界でトップレベルのシェアを獲得してきたNTNのハブベアリングには、絶対的な信頼があり、世界が、新たな「低フリクションハブベアリング」を待ち望んでいることの証である。開発を振り返って稲増は言う。

「ハブベアリングは、当社の看板商品の1つなので、その開発に関われることは純粋に嬉しいです。実際かなり多くの車両に使われているため、日常の中で、『あの車にも自分が開発したハブベアリングが入っているんだ』と思えることは、大きなやりがいにつながります。また今回のグリース開発においては、私たち開発部がその設計に主体的に携わったという点が新たな試みでもありましたが、やはりなんでも、自分たちの手で作り上げていくのは面白いなと、改めて実感しました」

一方で仲は、低フリクション化、すなわち低トルク化を目指す開発の面白さをこう語った。

「僕はこれまで、ハブベアリングの他に、コンプレッサー用などに使用されるニードルベアリングの設計にも携わってきましたが、その際にも『低トルク化』が重要な目的でした。低トルク化を目指す開発は、目標をどこまで実現できたかが数字で明らかになります。それはある意味厳しいことでもある一方、『自動車の燃費を何%改善することに貢献できた』といった形で自分の仕事の成果がはっきりと確認できることでもあります。自分にとって、それは大きなモチベーションになっています。その意味でも、これからもハブベアリングの低フリクション化に貢献していけたらと思っています」

今回、約64％までに至ったハブベアリングの低フリクション化は、今後どこまで進められるのか。聞くと仲は、すでに次なる方法の検討を始めているとのことだった。

NTNの低フリクションへの取り組みは、世界全体の省エネルギー化にも少なからず影響を与えるはずだ。その挑戦は、これからも続いていく。

※取材内容、および登場する社員の所属はインタビュー当時のものです。