韓国科学技術情報通信部傘下研究機関である韓国材料研究院（ＫＩＭＳ）でエンジニアリングセラミック研究室のコ・ジェウン博士研究チームが電気自動車駆動モジュール用窒化ケイ素ベアリングボール製造技術を国産化するのに成功した。海外依存の限界を克服し、国内需給の可能性を開いた点で意味が大きい。

窒化ケイ素ベアリングボールは電気自動車の高い出力印加と高速回転駆動環境下で電気侵食による故障を防止し、これとともに高い耐久性と信頼性を持つ長所がある。日本から全量を輸入しなければならず、これに対する問題が持続して指摘されてきた。

核心部品供給は２０１９年に日本のホワイト国排除をきっかけに２０２２年に世界的供給網再編対応に向け韓国政府が重点政策として考慮するほど重要な問題だ。電気自動車の場合、２万ｒｐｍ以上の超高速で回転するベアリング部品の必須素材であるベアリングボールの需給が円滑でないというのが自動車とベアリング完成品製造企業の共通した意見だ。

研究チームは窒化ケイ素原料粉末から素材とベアリングボール部品に至るまで国内需要対応が可能なように技術を開発してきた。その後該当技術を外部公認評価機関と需要企業を通じてテストすることにより世界１位の窒化ケイ素ベアリングボール企業のＴ社に近い水準の機械的物性と期待寿命値を実現するのに成功した。Ｔ社の商用ボールと研究チームの製造ボールを同じ条件で評価した結果、荷重に耐える性能指標である圧砕強度は１０３～１０５％で比較優位の値を見せ、長時間の高速回転に耐える性能指標である転がり疲労寿命の場合、同等水準の値を得ることができた。

窒化ケイ素ベアリングボールは電気自動車駆動モジュール内で高速回転するハイブリッドベアリング、高い荷重がかかる風力発電機用ベアリング、半導体工程ポンプ用超高速ベアリング、宇宙・航空用ベアリングなど、極限の作動環境が要求される分野に活用される。窒化ケイ素ベアリングボール技術が適用されたハイブリッドベアリング分野の世界市場規模は２０２２年基準約１兆ウォンで、電気自動車市場の急激な成長に牽引され２０２６年以降には１兆３０００億ウォン以上に増加すると見込まれる。

研究責任者である材料研のコ・ジェウン責任研究員は「今後企業への技術移転を通じ韓国の窒化ケイ素ベアリングボール需要を満たすことができる独自供給網確保の橋頭堡を用意したと考える。国産化による輸入代替効果だけでなく、海外への輸出も期待できるだろう」と話した。

今回の研究成果は科学技術情報通信部の支援を受け韓国材料研究院基本事業「半導体高真空ポンプベアリング用セラミックローリングベアリング素材開発」を通じて実行された。現在研究チームは韓国国内でセラミック素材と部品を量産できるインフラと能力を備えた中堅強小企業に技術を移転し、今後量産化支援を通じて国内で窒化ケイ素ベアリングボールとハイブリッドベアリング供給網を確保することを目標にしている。