일본, 고성능 친환경 자동차를 위한 지속적 기술혁신

- 닛산, 요코하마시에서 전기차 상용화 노력 중 -

- 친환경 자동차 ‘주요 부품’ 베어링, 착실한 기술혁신 진행 중 -

□ 일본 자동차, 친환경 자동차 개발 활발

 ○ 닛산은 지난 10월부터 일본 요코하마에서 초소형 전기자동차(EV) 셰어링 서비스 ‘초이모비 요코하마’를 실시함.

  - 초이모비 요코하마는 닛산과 요코하마시가 손잡고 진행하는 프로젝트임. 저탄소 교통과 도시 이동 수단 품질 향상, 관광 진흥 등을 목적으로 1년간 진행함. 장기적으로는 친환경 자동차 보급이 목표임.

  - 이 기간에 전기자동차 100대를 요코하마 도심 지역에 설치된 카스테이션 45곳에서 카셰어링할 수 있음. 요금은 분당 20엔(218원)

 ○ 스즈키사는 11월 28일 일본에서 발매 예정인 친환경 자동차 생산을 태국 공장에서 새롭게 실시한다고 발표함. 2014년 태국 공장의 생산능력은 10만 대까지 올릴 예정임.

닛산자동차 전기자동차(좌), 베어링(우)

자료원: ‘초이모비 요코하마’ 공식URL 자료, 베어링 자료 이미지

□ 친환경 자동차의 작은 부품부터 진화

 ○ 한편으로 친환경 자동차의 주요 부품인 베어링 분야에서 착실한 기술 혁신이 이어지고 있음.

 ○ 베어링은 기계의 가동부분에 포함돼, 회전축 등의 움직임을 매끄럽게 하는 부품임.

 ○ 자동차용 베어링은 성능과 무게가 연비성능으로 직결되기 때문에 요구되는 성능은 해마다 많아지고 있음. 베어링 하나하나가 초래하는 효과는 결코 크지는 않지만, ‘티끌 모아 태산’이라는 말처럼 모두 모여서 큰 효과를 냄.

 ○ 일본 제조사들은 각종 모색 끝에 개선을 반복해 친환경 자동차의 진화를 지탱하고 있음.

  - AT(자동변속기)의 다단화, 하이브리드 자동차(HV)와 전기자동차(EV)에 탑재되는 모터의 고속화, 고온하에서의 사용 등 베어링의 사용환경은 복잡, 다양해지는 상황임.

□ 주요 기업, 베어링 특수기술 개발 연이어

 ○ 일본 최대 기업인 일본정공은 이러한 상황에 대응하기 위해 베어링의 표면에 특수 가공을 가미한 제품을 개발함.

  - 변속기용 ‘장수명 WQTF 테이퍼 로울러 베어링’은 내부를 굴리는 굴림대의 표면에 ‘특수침 탄질화처리’라는 가공을 함. 강재의 표면에 탄소나 질소를 더하여 강도를 높여, 굴림대의 수명을 4배로 높일 수 있음. 표면이 손상된 굴림대를 사용하면 주변 부품을 손상시켜 굴림대의 열화가 빨라지지만, 굴림대의 내구성을 높이는 것으로 수명을 길게 함.

 ○ 베어링의 내륜과 외륜에도 별도의 열처리를 함. 이러한 고심과 노력이 쌓여, 마찰저항을 종래의 제품보다 4배 낮추는 결과를 얻음.

 ○ 업계 2위 NTN사는 베어링뿐만 아니라 센서 등 다른 부품과 조합한 ‘모듈상품’을 개발함.

  - 경량화한 부품을 완성차 생산업체에 제안할 수 있는 것은 물론 베어링 단품으로 파는 것보다 이익률도 높아 모듈상품의 개발에 힘씀.

  - 4월에 발표한 ‘볼스크류 구동모듈’은 베어링과 볼스크류, 감속기어를 합친 제품으로 브레이크페달을 밟는 힘을 유압이 아닌 전기적으로 감지함.

 ○ 소형 베어링 기업 ‘미네베어(Minebea)’사는 신개발 베어링은 내부를 회전하는 구슬을 세라믹제로, 구슬을 끼워 넣은 외장은 내열소재로 제작함. 내열성을 높이면서 마찰저항이 적은 구조로 만드는 것이 가능해 과급기의 가동효율이 높아짐.

□ 시사점

 ○ 친환경 자동차의 주요 부품인 베어링 개발에서의 과제는 어떻게 축과 주변 부품과의 마찰저항을 줄일 수 있는가에 있음. 최근의 친환경 자동차용 베어링에서는 이러한 기능과 더불어 내구성과 경량화가 한층 더 필요함.

 ○ 전 세계적으로 친환경 자동차 관련 제품 개발이 치열한 경쟁을 벌이고 있음. 일본의 시장동향을 주시할 필요가 있음.

자료원: 닛케이트렌디, 일본경제신문, 일간공업 신문 등 종합, KOTRA 오사카 무역관