Toshiba : Toshiba(세계 시장 점유율 50%*)의 세라믹 볼을 차별화하는 요소는 무엇입니까?

Jul 13, 2023

더 많은 사람들이 전기 자동차(EV)를 사용할수록 탄소 중립에 가까워지고 있으며, 다행히 최근 몇 년간 이러한 자동차의 판매가 전 세계적으로 증가하고 있습니다. 하지만 EV에서 발생할 수 있는 문제 중 하나는 차량의 다양한 핵심 부품을 모터에 장착하는 베어링의 '전기 부식'입니다.- 차량이 파손될 수 있으므로 심각한 문제입니다. 다행스럽게도 Toshiba가 이러한 베어링에 사용하기 위해 개발한 세라믹 볼은 이 문제를 해결하는 데 성공했습니다.

도시바 머티리얼즈의 세라믹 볼은 연마제조업체, 베어링 제조업체에 공급된 뒤 주로 유럽과 미국의 자동차 제조업체에서 활용되고 있다. Toshiba의 전문 지식과 기술력은 물론 첨단 AI 기반 품질 검사가 이를 가능하게 하며, 세계 시장 점유율 50%*를 가능하게 합니다. 여기에서는 도시바가 세라믹 볼에 사용하고 있는 AI 기반 품질 검사를 살펴보겠습니다.

Toshiba의 특허받은 고성능 세라믹 볼

처음으로 EV를 타면 미래의 자동차와 가솔린 구동 자동차와의 차이점을 직접 느낄 수 있습니다. 가속 페달을 밟아도 엔진 특유의 굉음이 들리지 않지만 자동차는 부드럽고 조용하며 강력하게 가속됩니다. 이러한 독특한 느낌은 모터와 이러한 모터에 필수적인 베어링에 의해 가능해집니다.

"베어링은 샤프트가 원활하게 회전하도록 하는 기계의 부품입니다. 베어링은 내부 링, 볼 및 외부 링으로 구성됩니다." 도시바 머티리얼즈의 야마다 카츠히코는 이렇게 설명합니다. 베어링의 내부 링, 볼 및 외부 링은 일반적으로 금속으로 만들어집니다.그러나 EV 모터에 필요한 높은 전력은 오랫동안 베어링의 문제였던 전기 부식이라는 현상을 일으킬 수 있습니다.

베어링의 개략도

"샤프트는 내부 링에 부착되어 있으며 외부 링과 내부 링 사이에 볼이 있습니다. 볼은 샤프트가 부드럽게 회전하도록 해줍니다. 볼은 항상 내부 링과 외부 링과 접촉해야 하지만, 볼과 링 사이에는 필연적으로 작은 틈이 생깁니다. 이 틈새를 통해 전기가 흐르면 방전으로 인해 스파크가 발생하여 볼이 손상될 수 있습니다. 이것을 전기 부식이라고 합니다. 고출력 모터는 특히 샤프트가 너무 빠르게 회전하기 때문에 전기 부식이 발생하기 쉽습니다."라고 야마다는 말합니다.

Katsuhiko Yamada, 그룹 리더, 구조 FC 제조 기술 그룹, 구조 FC 제조 부문, Toshiba Materials Co., Ltd.

차량을 조립한 후에는 베어링을 쉽게 교체할 수 없습니다. 미국에서는 전기차에 사용되는 베어링의 품질이 장거리에서도 견딜 수 있을 것으로 기대된다. 고성능 베어링은 EV의 광범위한 사용을 촉진하고 탄소 중립을 향한 추진에 기여할 것입니다. 전기 부식 현상으로 인해 이러한 노력이 방해를 받았지만 더 이상은 그렇지 않습니다. 여기에 도시바 세라믹 볼의 아름다움이 있습니다.

전기부식을 방지하는 세라믹볼이란? "도자기는 절연체입니다. 즉, 전기를 전도하지 않는다는 뜻입니다"라고 Yamada는 설명합니다. 그는 계속해서 세라믹 볼은 금속 무게의 절반 미만이고 내열성이 뛰어나며 산과 알칼리로 인한 부식 및 녹에 대한 저항력이 있다고 말합니다.

도시바는 세라믹 볼 제조에 사용되는 원료인 질화규소에 대한 특허를 취득한 1974년부터 아주 오랫동안 세라믹 볼을 생산해왔습니다. 알루미나를 포함하여 이러한 볼을 만드는 데 사용할 수 있는 다양한 재료가 있었지만 Toshiba는 재료의 가볍고 고강도 특성 때문에 특히 질화규소를 고집했습니다.