より過酷な環境に広く適応可能になった
耐食ベアリング
- 導入先半導体製造メーカー、食品メーカー
- 対象製品各種製造工程設備等
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お客様の課題
- 現在の耐食ベアリングでは対応できない腐食環境がある
- 腐食環境下では、ベアリングが早期に損傷し、短寿命となるため長持ちするベアリングが欲しい
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解決策
- 新たにジルコニア、炭化けい素を適用することで、従来対応できなかった、腐食環境に対応するベアリングを実現。また、それぞれの使い分けを整理
- 腐食環境を区分し、異なる腐食環境ごと適した素材を使用することで長寿命化を実現
成果
Achievement
- 腐食環境別に特化した素材で耐食性を向上
一般的なベアリングは、高炭素クロム軸受鋼（JISG4805 SUJ2など）で作られています。
しかし、これらの素材は耐食性に乏しく、腐食環境では使用できませんでした。
ジェイテクトはお客様の要望に応えるために、これらの腐食環境へ対応するベアリングとして、世界で初めてセラミックス製のベアリングを開発し、業界のパイオニアとして様々な分野・環境で実績を重ねてきました。
成果
Achievement
多様な腐食環境
ジェイテクトではこれまで、高い耐食性が求められる環境に対して、主に窒化けい素製のセラミック軸受を提供してきました。窒化けい素は通常の軸受鋼やステンレス鋼よりも耐食性に優れる素材です。
しかし、『腐食環境』といっても、実際には酸性・アルカリ性など性質の違いや、腐食性の強さも異なるため、窒化けい素では対応できる範囲に限度があり、使用環境によっては早期に損傷がおき寿命が短くなるなど、十分に対応できない場合もありました。（図1）
図1 従来の適用範囲のイメージ
環境別に最適な素材をラインナップ
これに対し、より過酷な環境に広く適応できるよう、腐食環境を区分し、異なる腐食環境別に適した素材のベアリングをラインナップに加えました。
より強い酸環境には酸性に強い炭化けい素を、より強いアルカリ環境にはアルカリ性に強いジルコニアをベアリングの素材として用いることで、従来では対応できなかった強酸環境・強アルカリ環境にも対応が可能になりました。（図2）
図2 新たな適用範囲イメージ
表1 各素材の特徴
| 材料 | 特長 |
|---|---|
| 軸受鋼（SUJ2） | 一般的なベアリングの材料。耐食性に乏しい |
| ステンレス鋼（SUS440C） | 軸受鋼よりも耐食性に優れる |
| 窒化けい素（Si3N4） | ベアリング用セラミックスのスタンダードで、SUS440Cよりアルカリ環境での耐食性と耐荷重性に優れる |
| ジルコニア（ZrO2） | 特にアルカリ環境での耐食性に優れる |
| 炭化けい素（SiC） | 特に酸環境での耐食性に優れる |
また、異なる薬液で腐食試験を実施した、各種セラミックスの耐食性の一覧を表2に示します。
表2 各種セラミックスの耐食性
| セラミックス | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 窒化けい素 （標準仕様） Si3N4 | 耐食窒化 けい素 Si3N4 | ジルコニア ZrO2 | 炭化けい素 SiC | ||
| 腐食性薬液 | 塩 酸 | △ | ○ | ○ | ◎ |
| 硝 酸 | △ | ○ | ○ | ◎ | |
| 硫 酸 | △ | ○ | ○ | ◎ | |
| りん酸 | ○ | ○ | ○ | ◎ | |
| ふっ酸 | △ | △ | × | ◎ | |
| 水酸化ナトリウム | △ | △ | ○ | △ | |
| 水酸化カリウム | △ | △ | △ | △ | |
| 炭酸ナトリウム | △ | △ | △ | △ | |
| 硝酸ナトリウム | △ | △ | △ | △ | |
| 水・塩水 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | |
このような知見を元に、環境ごとに軸受素材を使い分けることで、それぞれの腐食環境において、従来より優れた耐食性能を実現しました。
「ウエハ洗浄工程搬送イメージ展示」のご紹介ムービー
（上から水が流れ、ウエハを模したアクリル板が左右に往復します。）
製品開発者より
JTEKT Voice
軸受の活用が様々な分野で広がるにつれ、耐食性能は非常に重要になっています
従来通りの荷重性能や寿命を維持しながらも、腐食溶液中で長期間運用できる軸受のニーズは日々高まっています。
弊社では、各種セラミックスをベアリングに適用することで幅広い腐食環境への対応を進めています。腐食環境でお困りのことがあれば、一度ご相談下さい。
（産業機器技術部 精密機器軸受技術室 EXSEVグループ）
対象製品
Product
耐食セラミック軸受
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ジェイテクトでは、特殊環境用軸受 EXSEVシリーズとして、ステンレス鋼でもSUS440よりも耐食性が優れる析出硬化系ステンレス鋼（SUS630）などを用いたベアリングや、窒化けい素、炭化けい素での総セラミック軸受を、耐食性ベアリングのラインナップとし、様々な腐食環境への対応を実現しています。
これらにより半導体、高機能フィルムおよび食品製造分野などの設備の長寿命化やメンテナンスコスト低減など、お客様の困りごとに幅広く対応し、生産性向上に貢献してまいります。
※EXSEV（エクゼブ）はジェイテクトの登録商標です。
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