图1：此次开发的轴承，外径为190mm。
右侧为丰田“普锐斯”的马达轴承，外径为62mm。
日本精工在马达用大直径高转速轴承方面开发出了dmn值（节圆直径×Z高转速）达到200万以上的滚珠轴承（图1）。这一数值在汽车用途中为全球Z高。目前已开始向美国通用汽车（General Motors）供货，用作“Chevrolet Volt”混合动力系统的马达轴承（图2）。
图2：通用汽车的“Chevrolet Volt”
马达采用日本精工的轴承。
马达的转矩与转子的体积基本成正比。由于输出功率为力矩×转速，因此要想提高输出功率，就需要加大整体体积，并提高转速。今后，为了提高EV（电动汽车）及HEV（混合动力车）的性能，势必要采用大直径且转速高的轴承，也就是dmn值高的轴承。
包括非汽车用途在内，dmn值被广泛用作轴承评测指标。在喷气引擎及机床用途中也有达到300万的情况，不过在溅油润滑式汽车变速箱的用途中一般不到60万，而在混合动力车用途中，虽有通过轴心供油的强制润滑实现更高数值的案例，但一直未能超过150万（图3）。
图3：各种轴承的dmn值
在汽车用途方面，200万这一数值尚无先例。
此次向通用汽车供货的是内径160mm、外径190mm的大直径轴承。丰田“普锐斯”的混合动力系统使用的内齿轮用轴承为内径110mm、118mm。另外，与此次的Volt用轴承具有相同作用的普锐斯的马达轴承，其外径为62mm。
保持支架材质连升两级
为了承受由高速旋转大直径轴承产生的大离心力，此次在汽车用轴承中首次采用碳纤维强化PEEK（聚醚醚酮）作为保持支架材料（图4）。
图4：轴承的截面
以内轮引导保持支架，防止离心旋动。从中心线往向移动滚珠。
原来的保持支架为钢制品，之后还曾在普锐斯用轴承上首次采用PA（聚酰胺）46。这样，保持支架材质在短时间内连升两级。在疲劳强度上，PA46为40MPa左右，而PEEK为2.5倍的100 MPa左右。
利用FEM（有限元分析法）对变形及应力做了分析。保持支架采用从旁边支撑滚珠的冠形（图5）。离心力会使包围滚珠的突出部分向外侧弯曲。如图5所示，靠前的是内轮，里侧是外轮，离心力会使红色部分向左内侧翻转。
图5：保持支架的FEM分析结果
（a）为变形。向左内侧翻转变形。（b）为应力。在容纳滚珠的凹陷的底部产生Z大应力。
分析结果显示，离心力产生的Z大应力为82.0MPa。采用PA46的话无法承受，而PEEK的话则可承受。分析时施加的转速为外轮1万80rpm、内轮4255rpm。Volt的马达为内外轮均旋转，因此对其进行了模拟。这一转速按照换算成保持支架公转速度的dmn值计算，相当于260万。
加大dmn值的话，不仅保持支架会破损，而且还会给内外轮等的转动面及滚珠造成损伤。其重要原因在于保持支架的离心旋动。保持支架离心旋动的话滚珠就会敲击转动面，导致表面损坏。有时油膜还会断开，继而摩擦生热，引起称为擦伤(Smearing)的局部熔敷。
因此此次改变了保持支架的引导方法。原来仅以保持支架与滚珠的接触面为引导面来决定位置，而此次还将内轮的外径部分作为引导面使用。为此，内外轮均扩大了有保持支架的一侧，而减窄了反向一侧。这样，保持支架在半径方向上受到了更紧的约束，不易再发生离心旋动。
通过使内外轮的尺寸、滚珠的数量以及径向间隙等保持在Z佳状态，即使是超高速旋转，也不易发生由摩擦和发热导致的熔敷。尤其要提到的是，尽管周长很长，但却大幅减少了滚珠的数量。
开发品放到试验仪器上做了评测。试验条件为无负荷（只有旋转负荷产生的不均衡负荷），转速与FEM分析同为1万80rpm、4255rpm。润滑油采用ATF（自动变速箱用润滑油），供给流量为0.35L/min，温度为90℃，试验时间为60小时。
标准设计品的滚珠表面、内外轮轨道面及保持支架发生严重擦伤、磨损。并产生100dB（A）的高噪音（图6）。
图6：标准设计品的试验结果
（a）转动面的毁坏、磨损、（b）转动面的擦伤、磨损、（c）保持支架的磨损、（d）滚珠的磨损，问题多多。
而开发品并未出现特别异常，噪音在试验后也与新品无异。保持支架未破损，状态良好（图7）。
图7：开发品的试验结果
运转60小时后也未出现什么问题。
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