NSK成功开发出高效率零电耗锁止离合器

~有助于缩小汽车和产业机械等多领域电动执行器的尺寸并降低其功耗~

• NSK通过长期积累的摩擦控制技术实现了高传动效率和可靠的锁定功能,而且无需消耗电力。
• 安装在汽车的后轮转向执行器时,与传统系统相比,从电机到轮胎的传动效率提高了约70%,同时还具有自锁功能,不会将外力传递给电机。这使得执行器电机的尺寸与传统电机相比可缩小约40%,有助于降低功耗。
• 可广泛应用于其他汽车应用领域(如车身高度调节、电动门和座椅等)、AGV 和搬送机器人的驻车机构、升降装置以及其他产业机械领域。

日本精工株式会社(以下简称NSK)成功开发出高效率、零电耗的锁止离合器,为汽车、产业机械等广泛领域的电动执行器的小型化和低功耗做出贡献。

本次开发的产品将在通过客户样品评估后推向市场,预计到 2030 年实现 30 亿日元的销售额。

此次的开发品“锁止离合器”

开发背景

1)

后轮转向执行器的需求

随着汽车电动化和自动驾驶的普及,对高精度自动控制后轮运动的后轮转向执行器的需求也在不断增长。后轮转向执行器可提高车辆安全性和乘坐舒适性。此外,通过减少车辆的转弯半径,可以延长轴距,从而可以在这个空间内安装更多的电池,有助于延长电动汽车的续航里程。

用于高精度控制后轮运动的后轮转向执行器

2)

后轮转向执行器的功能

一般来说,传统的后轮转向执行器采用梯形丝杠,并利用梯形丝杠的性能来实现以下两个功能。

(1)

驱动功能:将电机的动力传递给轮胎(通过梯形丝杠将电机的旋转运 动转换为直线运动,从而控制轮胎的运动)。

(2)

位置保持功能:具有自锁功能,可防止外力传递到电机(通过梯形丝 杠的自锁功能,可防止路面无意中传递到轮胎的力再传递到电机)。

后轮转向执行器的驱动功能(左)和位置保持功能(右)

3)

后轮转向执行器的难题

采用梯形丝杠的后轮转向执行器将动力从电机传递到轮胎时存在动力传递效率低的问题。而使用传动效率高的滚珠丝杠代替梯形丝杠来解决这个问题时,因滚珠丝杠本身不具备自锁功能,会带来在位置保持时消耗电力的问题。

4)

后轮转向执行器难题的解决方案

通过开发可自锁的锁止离合器,并将其与传动效率高的滚珠丝杠相结合,既可以提高后轮转向执行器的传动效率,又可以实现位置保持功能。从而解决了上述难题。

开发品的概要

锁止离合器是一款新型的动力流控制离合器,可传递输入轴的旋转并可锁定来自输出轴的旋转。

输入轴的旋转被传递(左),来自输出轴的旋转被锁定(右)

后轮转向执行器中本开发品的安装位置

开发品的优点

1)

高传动效率和位置保持功能

NSK通过长期积累的摩擦控制技术实现了高传动效率和可靠的锁定功能,而且无需电力。

2)

为后轮转向执行器的小型化和低功耗做出贡献

此次新开发的产品和滚珠丝杠搭配使用,可提高后轮转向执行器的传动效率(与传统产品相比提高了约70%),并在保持位置时提供自锁功能。

这使得后轮转向执行器的电机得以实现小型化(与传统电机相比约减小40%),有助于降低功耗。

3)

为从汽车到产业机械的广泛行业做出贡献

在新型润滑机构中,改良后的供油座能直接向轴承内部供油,可通过离心力的作用仅需少量的润滑油。在维持高通用性和低成本的同时,减少了润滑油用量和动力损失。

该产品不仅可应用于汽车的后轮转向执行器,还可应用于许多其他领域。

*搭载应用举例:

• 汽车:

车身高度调整、电动门、电动座椅、动力切换离合器

• 产业机械:

AGV和自动搬送机器人等的驻车机构、升降装置、机械臂、电动缸等液压和气动设备的电气化

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