우주발사체용 터보펌프 베어링 전략품목 안내

우주발사체용 터보펌프 베어링 전략품목 안내

 

가. 특허분석

 

[ 특허 분석 내용 ]

 

구분		분석 내용
특허동향 분석	특허증가율 분석	주요 국가의 해당품목 기술개발 활동 현황 분석 한국(KIPO), 미국(USPTO), 일본(JPO), 유럽(EPO), 중국(CNIPA) 국가별, 연도별 특허출원 동향 파악
	기술주기 분석	(기술수명주기 분석) 구간에 따른 특허출원건수와 출원인수 변화의 상관관계 분석 해당품목의 전체 출원동향을 4구간(각 5년)으로 나누어 각각의 구간별 특허출원인수 및 특허출원수 파악 (기술순환주기 분석) 한 특허에서 인용한 과거 특허 문서들과의 시차의 중앙값 분석 해당품목 기술의 진보 속도 및 주요 국가의 기술혁신 속도 파악
	특허 영향력 분석	(기술영향력 분석) 특정 등록 특허가 다른 특허들에 의해 인용된 횟수 분석 특정 출원인의 기술력 파악 (시장지배력 분석) 출원인 국적별 패밀리 국가 수 분석 특정 출원인의 시장지배력 정도 파악
주요 기술 키워드 분석	기술개발동향 변화분석	(키워드 분석) AI 알고리즘을 활용하여 해당품목에 대한 기간별 기술 키워드 분석
	기술현황 분석	(IPC 분석) 전 세계적으로 통용되고 있는 IPC(국제특허분류)를 통해 해당품목의 기술 현황 및 집중 기술 분야 분석
	기술집중력 분석	(CRn 분석) 출원 건수를 기준으로 주요 출원인에 의한 특허 점유율 분석 상위 4개 기업을 기준으로 전체기업/국내시장 연구주체별 기술집중력(시장 독과점 수준) 파악 (HHI 분석) 특허 데이터를 활용하여 전체 또는 특정 산업부문 내 모든 기업의 특허 점유율 분석 시장(산업)내 모든 기업의 각 점유율을 제곱하여 합한 값으로 국가별 기술집중력(시장 독과점 수준) 파악 (기간별 연구주체 분석) 국내 연구주체에 따른 기간별 특허 동향을 분석 해당품목의 중소기업 현재 역량 파악
주요 출원인 분석	주요 출원인 동향	(주요 출원인 동향 분석) 해당품목에서 다수의 출원을 보유하고 있는 주요 출원인(Top 10)의 분석 주요 출원인을 기준으로, 국가별/연도별 출원 건수/국내외 주요 출원인 및 국내 중소기업 주요 출원인 파악
	주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석	(키워드 및 주요 특허 분석) AI 알고리즘을 활용하여 주요 출원인별 주요 기술 키워드 분석 해당품목의 집중연구분야 및 주력기술 분야 파악

 

 

1. 특허 동향 분석

 

󰊱 특허 증가율 분석

 

연도별·국가별 출원 동향

 

• 주요 국가의 해당품목 기술개발 활동현황 분석

- 과거부터 최근까지(20년) 해당품목에 대한 특허기술 출원의 양적 트렌드 분석을 통해 해당품목의 기술개발 동향파악

-  한국(KIPO), 미국(USPTO), 일본(JPO), 유럽(EPO), 중국(CNIPA) 국가별, 연도별 특허출원 동향을 통해 해당품목을 선도하는 국가 파악

 

[ 연도별·국가별 특허출원동향 ]

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목은 미시적으로 증감이 반복되는 양상을 보이고 있으나, 거시적으로는 증가하는 동향을 보이고 있으며, 중국, 일본, 한국, 미국, 유럽 순으로 활발한 출원 활동이 진행되고 있음

- 국가별 출원비중을 살펴보면, 중국이 68%의 출원비중을 차지하고 있어 최대 출원국으로 우주발사체용 터보펌프 베어링 산업분야를 리드하고 있는 것으로 나타났으며, 다음으로 일본 12%, 한국 8%, 미국 7%, 유럽 5% 순으로 나타남

 

- 연도별 출원동향을 살펴보면, 지속적으로 증가하는 추세를 나타내는데, 이는 극저온 베어링 소재 연구 및 선삭/연마 등 베어링 가공 품질 개선, 정밀 베어링 진동을 개선하는 기술 발전에 기인한 것으로 분석됨

 

󰊲 기술주기 분석

 

기술수명주기 분석

 

• 기술수명주기 분석을 통해 해당품목 기술의 현재 위치를 파악함

- 해당품목의 전체 출원동향을 4구간(각 5년)으로 나누어 각각의 구간별 특허출원인수 및 특허출원수를 그래프로 나타냄으로써 해당기술의 수명주기 파악이 가능함

※기술수명주기 분석 = 구간에 따른 특허출원건수와 출원인수 변화의 상관관계 분석

 

[ 기술수명주기분석 ]

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 기술 분야의 기술 위치를 살펴본 결과, 전체적인 동향은 기술혁신의 주체인 특허출원인수와 기술혁신의 결과인 특허출원건수가 증가하는 동향을 보임으로 성장기 단계로 분석됨

- 중국은 특허출원인수와 특허출원건수가 전 구간에서 증가하는 추세이므로 성장기 단계로 분석, 다만 한국, 미국, 일본, 유럽은 특허출원인수와 특허출원건수가 정체 또는 소폭 감소하는 추세이므로 성숙기 단계로 분석됨

 

기술순환주기(TCT) 분석

 

• TCT 분석을 통하여 해당품목 기술의 진보속도 및 주요국가의 기술혁신 속도를 파악함

- TCT는 최신 기술을 활용하는 경향을 나타내는 지표로서, 제품의 개발주기와 기술개발활동의 강도와 연관되며, TCT 값이 크면 신기술 개발주기가 길어져서 시장에서 새로운 기술 도입에 긴 시간이 걸리며, TCT 값이 작으면 신기술 개발주기가 짧아져서 해당품목관련 신기술 도입에 오랜 시간이 걸리지 않아서 새로운 기술이 적용된 신제품이 자주 등장한다는 것을 의미함

※ TCT(Technology Cycle Time) = 한 특허에서 인용한 과거 특허 문서들과의 시차의 중앙값

 

[ TCT분석 ]

 

• 전체 기술순환주기(TCT) 값을 살펴보면, 2002~2016년까지는 평균 TCT 값이 10.8년으로 원천기술에 기초한 기술이 중심을 이루고 있으나, 2017년 이후에는 TCT값이 7.4로 낮아져 개량기술을 기반으로 해당품목의 기술개발이 빠르게 진행되고 있는 것으로 분석됨

- 최근 값을 살펴보면, 중국의 기술순환주기 값이 6.0로 주요국가 중 가장 낮게 나타나며 한국이 9.5의 값을 보임으로써 다른 주요국가 대비 해당품목의 기술개발활동이 활발하게 진행되는 것으로 분석, 미국이 15.2의 기술순환주기 값을 보여 다른 주요 국가 대비 상대적으로 기술개발 속도가 낮은 수준으로 나타남

 

󰊳 특허 영향력 분석

 

기술영향력(CPP) 및 시장지배력(PFS) 분석

 

• 기술영향력 지수(CPP) 분석을 통해 특정 출원인의 기술력을 파악함

- 기술영향력 지수(CPP) 지수는 특정 등록특허가 다른 특허들에 의해 인용된 횟수를 나타내며, 이 값이 클수록 질적 수준이 높은 특허임

• 시장확보지수(PFS) 분석을 통해 특정 출원인의 시장지배력 정도를 파악함

- 시장확보지수(PFS)는 출원인 국적별 패밀리국가수를 분석하는 것으로, 해당품목에서 글로벌시장을 타겟팅한 출원인이 누구인지 파악 가능함

전체	한국

[ 특허 영향력 분석 ]

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목에 대한 주요 출원인들의 경쟁력 분석 결과, 전체국가에서는 AIRBUS OPERATIONS, BOEING의 특허가 상업적 가치가 높은 것으로 평가됨

- 전체국가에서 한국 기업으로는 한국항공우주연구원이 포함되어 있으나 시장확보력 및 질적수준은 낮은 것으로 평가됨

(전체) AIRBUS OPERATIONS : 기술영향력(CPP) 2.5 / 시장확보력(PFS) 8.5BOEING : 기술영향력(CPP) 2.4 / 시장확보력(PFS) 5.4한국항공우주연구원 : 기술영향력(CPP) 2.3 / 시장확보력(PFS) 1.0

 

- 한국에서는 지엔더블유테크놀러지의 특허가 질적 수준이 가장 높으며, 대코의 시장확보력이 상대적으로 높은 것으로 분석, 다만 출원인의 경쟁력 분석 결과 시장확보력 및 질적수준이 모두 높은 기업은 나타나지 않음

(한국) 지엔더블유테크놀러지 : 기술영향력(CPP) 5.0 / 시장확보력(PFS) 2.0대코 : 기술영향력(CPP) 0.6 / 시장확보력(PFS) 16.0

 

2. 주요 기술 키워드 분석

 

󰊱 기술개발동향 변화분석

 

키워드 분석

 

• AI 알고리즘을 활용하여 해당품목에 대한 기간별 기술 키워드를 분석함

[ 전체구간 특허 주요 키워드 ]

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목 분석 결과, 극저온 터보펌프 베어링 제작 기술 관련 키워드가 주로 도출되었으며,‘Bearing Capacity’및‘Fixedly Connected’키워드가 도출된 것으로 조사됨 

(전체구간 주요 키워드) Bearing Capacity, Fixed Connected, Service Life, Rotating Shaft, Raw Material, Upper End, Deep Space Probe, Bearing Seat, Beneficial

 

제 1구간(2002~2011)	제 2구간(2012~2023)

[ 구간별 특허 주요 키워드 ]

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목에 대한 최근 구간 특허 주요기술 키워드 분석결과, 1구간에는 ‘구름 베어링’가 기술 키워드로 도출되었고, 2구간에서는 ‘Fixedly Connected’가 주요 기술 키워드로 도출됨

(1구간 주요 키워드) 구름 베어링, Simple Stucture, Service life, Rotating Shaft, Bearing Surface, 복수전동체, 고온환경, Rolling Bearing

(2구간 주요 키워드) Fixedly Connected, Service Life, Bearing Capacity, Rotating Shaft, Upper End, Deep Space Probe, Connecting Rod

 

󰊲 기술현황 분석

 

IPC(국제특허분류) 분석

 

• 전 세계적으로 통용되고 있는 IPC를 통해 해당품목의 기술현황 및 집중 기술분야를 확인함

- 기술·산업 간 융합에 기반한 새로운 시장전개에 대한 이해증진을 위해 IPC를 활용한 기술융합 분석 정보를 제공함

 

분야별 IPC 분석	기술융합 분석

[ IPC 분석 ]

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목은 섹션 B 처리조작, 운수 (27%), 섹션 F 기계공학, 조명, 가열, 무기, 폭파 기술분야의 비중(20%)이 높은 것으로 나타났으며, 그중에서도 축, 휨축, 신축성 있는 덮개에서 움직임을 전동하기 위한 기계적 수단(F16C), 우주비행, 우주 항공체 또는 그 장비(B64G) 분야에서 집중 연구가 진행되고 있는 것으로 분석됨

- 기술융합에 대한 추이를 살펴보면, (B)처리조작, 운수에서 (F)기계공학, 조명, 가열, 무기, 폭파와의 기술융합이 활발히 진행되고 있는 것으로 나타남

 

[ IPC Sub Class ]

IPC Sub Class	국문타이틀	건수
F16C	축, 휨축, 신축성 있는 덮개에서 움직임을 전동하기 위한 기계적 수단, 크랭크축 기구의 요소, 중심축, 추축 연결, 전동장치, 연결장치, 클러치 또는 제동장치 요소 이외의 회전체 요소, 베어링 [1990.01]	192
B64G	우주비행, 우주 항공체 또는 그 장비(지구외의 광원에서의 원광용의 장치 또는 방법 E21C 51/00)	152
H02K	회전-전기 기계 (회전-전기 계전기 H01H 53/00, 직류 또는 교류입력을 서지 출력으로 변환하는 것 H02M 9/00)	138
G01N	재료의 화학적 또는 물리적 성질의 검출에 의한 재료의 조사 또는 분석(면역분석 이외의 효소 또는 미생물을 포함하는 측정 또는 시험 방법 C12M, C12Q)	72
B64C	비행기, 헬리콥터	60

 

󰊳 기술 집중력 분석

 

CRn 분석

 

• 주요 출원인에 의한 특허점유율을 분석하여 기술집중력(시장 독과점 수준)을 판단함

- 특허동향조사에서는 통상 CR4를 사용하며, CRn값이 0에 가까울수록 시장 독과점 수준이 낮은 것을 의미하고, CR4 값이 40에서 60일 경우 시장의 독과점 수준이 높은 것으로 해석됨

 

[ CR4 분석_ 전체기업 집중력 ]

출원인	출원건수	특허점유율	CRn	n
NSK(JP)	46	1.6%		1
NTN(JP)	46	1.6%		2
SKF(SE)	28	0.9%		3
AIRBUS OPERATIONS(DE)	27	0.9%	5.0%	4
SHANGHAI INST OFTELLITE ENG(CN)	27	0.9%		5
한국항공우주연구원(KR)	22	0.7%		6
BEIJING INST OF TECH(CN)	22	0.7%		7
HARBIN INST OF TECH(CN)	22	0.7%		8
BOEING(US)	21	0.7%		9
BEIHANG UNIV(CN)	20	0.7%		10
기타	2680	90.5%
합계	2,961	100.0%	CR4=5.0%

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 관련 기술에 대한 시장관점의 기술독점 현황분석을 위해 집중률 지수(CRn) 분석 결과, 상위 4개 기업의 시장점유율이 5.0%로 독과점 정도가 낮은 수준으로 분석되어 주요 출원인들에 의한 기술 집중화 정도가 낮은 시장으로 판단됨

[ CR4 분석_국내시장 연구주체별 집중력 ]

출원인	출원건수	특허점유율	CRn	n
중소기업(개인)	149	62.3%	62.3%	1
대기업	10	4.2%		2
연구기관/대학	43	18.0%		3
기타(외국인)	37	15.5%		4
합계	239	100.0%
주) 국내 대기업의 판단기준은 2024년 5월 공정거래위원회의 공시대상기업집단 지정결과(대기업집단 88개, 소속회사 3,318개 포함)에 따르며, 중소기업에는 중견기업을 포함

• 국내시장에서의 중소기업의 점유율 분석결과, 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목에서 중소기업의 점유율은 62.3%로 조사되어 국내시장에서 중소기업의 해당시장 진입장벽은 어렵지 않을 것으로 분석됨

HHI 분석

 

• 주요 출원인에 의한 특허점유율을 분석하여 기술집중력(시장 독과점 수준)을 판단함

- 특허데이터를 활용하여 전체 또는 특정 산업부문 내 모든 기업의 특허점유율을 이용해 시장집중도를 분석함

 

- HHI값이 높을수록 기술활동의 집중수준이 높고 특정 기업들이 해당 시장을 과점하고 있기 때문에 신규 업체가 해당시장을 진입하기가 쉽지 않은 것으로 해석됨

 

※HHI(Herfindahl-Hirschman Index) = 시장(산업)내 모든 기업의 각 점유율을 제곱하여 합한 값

 

[ HHI 분석 ]

공보	KIPO	USPTO	JPO	EPO	CNIPA	전체
HHI	153	147	401	121	16	18

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 관련 기술에 대한 HHI(허핀달-허쉬만)지수 분석결과, 전체 18로 경쟁적인 시장이 형성되어 있으므로 시장진입이 다소 용이한 것으로 분석됨

- 한국의 경우 HHI 지수가 153으로 다른 주요국가 대비 상대적으로 높게 나타나지만, 기술활동의 집중수준이 높지 않은 상태이므로 시장진입이 어렵지 않은 것으로 분석됨

 

기간별 연구주체 분석

 

• 국내 연구주체에 따른 기간별 특허동향을 분석하여 해당품목의 기술개발 선도 주체를 파악함

※국내 대기업의 판단기준은 2024년 5월 공정거래위원회의 공시대상기업집단 지정결과(대기업집단 88개, 소속회사 3,318개 포함)에 따르며, 중소기업에는 중견기업을 포함

 

- 기간별 연구주체 분석을 통하여 해당품목의 중소기업 현재 역량을 파악할 수 있으며, 향후 중소기업의 기술개발 및 투자전략 타당성 확보를 위한 가이드라인을 제시함

[ 기간별 연구주체 동향 ]

 

• 기간별 연구주체 분석에 따르면, 최근 우주발사체용 터보펌프 베어링 관련 기술은 중소기업(개인)이 주체가 되어 기술개발이 활발히 진행되고 있는 것으로 나타남. 이는 해당품목에 대한 중소기업 중심의 기술개발 및 투자전략이 타당함을 보여줌

3. 주요 출원인 분석

 

󰊱 주요 출원인 동향

 

주요 출원인 동향 분석

 

• 해당품목에서 다수의 출원을 보유하고 있는 주요 출원인(Top 10)의 분석을 통해 전략적인 지적재산관리와 기업의 경쟁력을 강화함

- 주요 출원인을 기준으로, 해당품목에 대해 기술개발을 주도하고 있는 기관 및 기업을 파악하고, 한국(KIPO), 미국(USPTO), 일본(JPO), 유럽(EPO), 중국(CHIPA) 국가별 출원현황 분석을 통해 주요 출원인들이 고려하고 있는 주요 시장이 어디인지 예측하여 거시적 관점의 향후 트렌드를 전망함

[ 주요 출원인 국가별 출원 건수 ]

 

[ 연도별 출원인 건수 ]

 

해외 주요 출원인 (TOP 3)	국내 주요 출원인 (TOP 3)	국내 중소기업 출원인 (TOP 3)

[ 국내외 주요 출원인 / 국내 중소기업 주요 출원인 ]

 

주) 국내 대기업의 판단기준은 2024년 5월 공정거래위원회의 공시대상기업집단 지정결과(대기업집단 88개, 소속회사 3,318개 포함)에 따르며, 중소기업에는 중견기업을 포함

 

• 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목의 주요 출원인을 살펴보면, 일본 출원인이 다수 포함되어 있는 것으로 나타났으며 제 1출원인은 글로벌 베어링 기업 NSK인 것으로 조사됨

- 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목 관련 해외 주요 출원인으로는 NSK, NTN, SKF 등이 도출되었으며, 국내 주요 출원인으로는 한국항공우주연구원, 김기옥, 엘지전자 등이 나타남

 

- 국내 주요 출원인은 기업보단 국가연구기관이 출원을 주도하고 있어 국가연구기관 주도의 연구개발이 활발히 진행되고 있는 것으로 분석됨

 

- 국내 중소기업 주요 출원인은 김기옥, 대코, 스페이스베이 등이 도출되었으며, 김기옥은 국내 Top3 출원인에도 중복으로 도출되어 기술개발이 활발히 진행되는 것으로 분석됨

 

󰊲 주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석

 

키워드 및 주요 특허 분석

• AI 알고리즘을 활용하여 주요 출원인별 주요 기술 키워드를 통하여 집중연구분야를 파악함
• 주요 출원인이 출원한 주요 특허를 검토하여 키워드를 통하여 주력기술 분야를 예측함

◎ NSK

[ 주요 출원인 기술 키워드 ]

 

[ 주요 특허 분석 ]

등록/공개번호 (출원일)	명칭	기술적용분야	IP 경쟁력
			피인용 문헌수	패밀리 국가수
CN 106460938 (2015.05.26.)	Bearing device and bearing device uses the fixed plate	고정 플레이트를 이용한 베어링 장치에 관한 기술	9	5
JP 4946063 (2006.01.12.)	그리스조성물 및 회전 베어링	그리스조성물 및 회전 베어링 장치에 관한 기술	6	1
JP 5857470 (2011.06.24.)	센서 부착회전 베어링장치	회전상태를 고정밀 측정이 가능한 센서 부착회전 베어링 장치에 관한 기술	5	1

 

 

• 구름 베어링, 복수 전동체, 전동 자재, 고온 환경, 불소 수지, 산화 방지제, 테이퍼 롤러 베어링, 고정한 상태, 보통 간극, 기유 전량 키워드가 도출됨
• NSK는 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목과 관련하여 Top 1 출원인으로, 일본을 위주로 미국, 중국 및 유럽에 대한 폭넓은 국제출원을 진행하였으며, 고정 플레이트를 이용한 베어링 장치 기술력이 높은 것으로 조사됨

◎ NTN

[ 주요 출원인 기술 키워드 ]

 

[ 주요 특허 분석 ]

등록/공개번호 (출원일)	명칭	기술적용분야	IP 경쟁력
			피인용 문헌수	패밀리 국가수
JP 5844596 (2011.10.06.)	회전 베어링 장치	고속 회전시 소음을 저감하는 회전 베어링 윤활 급유 구조에 관한 기술	36	6
JP 5100567 (2008.08.11.)	센서장착 차륜용 베어링	하중을 정확하게 검출할 수 있는 센서장착 차륜용 베어링 구조에 관한 기술	21	2
JP 5102964 (2006.03.10.)	수지제 유지기 및 베어링	고체 윤활제를 포함한 회전 베어링 구조에 관한 기술	8	5

 

• 구름 베어링, Rolling Bearing, 센서 유닛, 극저온 환경, 고속도 공구강, 축방향 하중, 베어링 장치, 베어링 회전, 기름막 형성, 수지 소재 키워드가 도출됨
• NTN은 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목과 관련하여 Top 2 출원인으로, 일본을 위주로 미국, 중국 및 유럽에 대한 폭넓은 국제출원을 진행하였으며, 회전 베어링 윤활 급유 구조 기술력이 높은 것으로 조사됨

◎ SKF

[ 주요 출원인 기술 키워드 ]

 

[ 주요 특허 분석 ]

 

 

등록/공개번호 (출원일)	명칭	기술적용분야	IP 경쟁력
			피인용 문헌수	패밀리 국가수
US 9343645 (2012.10.03.)	Thermo-electric power harvesting bearing configuration	열전발전 하베스팅 베어링 구성에 관한 기술	17	4
CN 101248283 (2006.07.29.)	Sealing device and method of producing the same	롤러 베어링용 케이지 구성에 관한 기술	12	7
EP 2784326 (2013.03.25.)	Compact turbomachine with magnetic bearings and auxiliary bearings	자기 베어링 및 보조 베어링으로 구성된 소형 터보 기계 장치에 관한 기술	10	1

 

 

• Bearing Housing, Bearing Subassembly, Bearing Subassembly Retained, Generated Electric Power, Liquid Cooling Passage 키워드가 도출됨
• SKF는 우주발사체용 터보펌프 베어링 품목과 관련하여 Top 3 출원인으로, 중국을 위주로 미국, 유럽 및 일본에 대한 폭넓은 국제출원을 진행하였으며, 열전발전 하베스팅 베어링 구성 기술력이 높은 것으로 조사됨

4. 분석 종합

 

특허 분석 결과 요약

 

[ 특허 분석 결과 ]

구분		분석 내용
특허동향 분석	특허증가율 분석	주요 국가별로 살펴보면 중국이 가장 활발한 출원활동을 보이는 것으로 조사되었으며, 다음으로 일본, 한국, 미국, 유럽 순으로 분석됨
	기술주기 분석	우주발사체용 터보펌프 베어링 기술 분야의 기술 위치를 살펴본 결과, 전체적인 동향은 기술혁신의 주체인 특허출원인수와 기술혁신의 결과인 특허출원건수가 증가하는 동향을 보임으로 성장기 단계로 분석됨
	특허영향력 분석	우주발사체용 터보펌프 베어링 품목에 대한 주요 출원인들의 경쟁력 분석 결과, 전체국가에서는 AIRBUS OPERATIONS, BOEING 특허가 상업적 가치가 높은 것으로 평가됨 한국에서는 지엔더블유테크놀러지의 특허가 질적 수준이 가장 높으며, 대코의 시장확보력이 상대적으로 높은 것으로 분석됨
기술동향 분석	기술개발동향 변화분석	우주발사체용 터보펌프 베어링 품목에 대한 지난 20년간의 특허 주요 기술 키워드 분석 결과, ‘Bearing Capacity’, ‘Fixedly Connected’가 주요 키워드로 도출됨
	기술현황 분석	우주발사체용 터보펌프 베어링 품목은 섹션 B 처리조작, 운수 (27%), 섹션 F 기계공학, 조명, 가열, 무기, 폭파 기술분야의 비중(20%)이 높은 것으로 나타났으며, 그중에서도 축, 휨축, 신축성 있는 덮개에서 움직임을 전동하기 위한 기계적 수단(F16C), 우주비행, 우주 항공체 또는 그 장비(B64G) 분야에서 집중 연구가 진행되고 있는 것으로 분석됨
	기술집중력 분석	우주발사체용 터보펌프 베어링 품목은 기술활동의 집중수준이 높지 않은 상태이므로 시장진입이 어렵지 않은 것으로 분석됨
주요 출원인 분석	출원인 동향 분석	우주발사체용 터보펌프 베어링 품목의 주요 출원인을 살펴보면 일본 출원인이 다수 포함되어 있는 것으로 나타났으며 제 1출원인은 글로벌 베어링 기업 NSK인 것으로 조사됨
	주요 출원인 기술 키워드 및 주요 특허 분석	NSK는 구름 베어링, 복수 전동체 등의 키워드가 도출되었으며. 고정 플레이트를 이용한 베어링 장치 기술력이 높은 것으로 조사됨 NTN은 구름 베어링, Rolling Bearing 등의 키워드가 도출되었으며, 회전 베어링 윤활 급유 구조 기술력이 높은 것으로 조사됨 SKF는 Bearing Housing, Bearing Subassembly 등의 키워드가 도출되었으며, 열전발전 하베스팅 베어링 구성 기술력이 높은 것으로 조사됨

 

분석 종합표

 

[ 평가지표/ 정량적 분석 ]

평가지표	한국		미국	유럽	일본	중국
	전체	중소기업
특허 활동도	12.7	9.2	14.3	20.4	16.0	100.0
특허 부상도	76.5	80.6	56.7	61.3	26.1	100.0
특허 시장력	28.6	30.1	78.7	100.0	40.3	15.7
특허 영향력	19.2	19.3	100.0	14.5	23.2	10.8
상대적 기술경쟁력	54.9	55.7	100.0	78.6	42.3	90.7

*각 평가지표 값은 원 계산 값에 상대적 비교의 편의성을 위해 최고점 100점으로 환산한 값이며, 상대적 기술경쟁력은 각 평가지표의 가중치를 1:1로 반영하여 평균값을 도출한 것임

 

[ 주요 특허 선별지표 ]

선별지표	가중치
패밀리 특허 수(A)	2
피인용 횟수(B)	2
발명자 수(C)	2
청구항 수(D)	1.5
등록 여부(E)	1.5
IPC 수(F)	1
선별지표 최종 계산식	(A+B+C)X2 + (D+E)X1.5 + (F)X1

 

 

나. 기술개발 로드맵

 

1.핵심 요소기술 조정

 

조정된 전략품목 대상으로 전문위원회를 통해 기술별 기술개발 핵심성·파급성·가능성을 고려하여 핵심 요소기술 조정

 

• (기술개발 핵심성) 전략품목 개발 필요 요소기술 가운데 중요도(필수 여부) 및 기술개발 성공 시 달성 기여도
• (기술개발 파급성) 기술개발 이후 타 분야/품목 등에 영향을 미치는 확장 수준
• (기술개발 가능성) 요소기술에 대한 개발 기간, 투자금액, 기술 난이도 등을 종합적으로 고려한 중소기업 적합 수준

[ 「우주발사체용 터보펌프 베어링」 핵심 요소기술 ]

구분	핵심 요소기술	개요
1	베어링 소재 경도 확보 기술	터보펌프의 고속, 고하중 환경에서 베어링의 내마모성 향상에 따른 내구 수명을 증가시키기 위한 베어링 소재 열처리 기술
2	베어링 정밀 가공 기술	터보펌프의 고속, 고하중 및 극심한 온도 분포 환경에서 회전체 구동 안정성 확보를 위한 베어링 정밀 가공 기술
3	베어링 리테이너용 복합 플라스틱 정밀 가공 기술	극저온 유체 환경에서 고체 윤활이 가능하고, 적정 마찰 특성을 통해 터보펌프 베어링의 내구 수명 향상을 위한 베어링 리테이너용 복합 플라스틱 정밀 가공 기술
4	베어링 정밀도 확보 플랫폼 구축 기술	액체 로켓 추진제 터보펌프 베어링의 전량 해외 수입 의존도를 낮추고, 국내 기술 자립화를 위한 터보펌프용 베어링 정밀도 인증 평가 기술

 

핵심 요소기술 정의서

 

12-1. 베어링 소재 경도 확보 기술

구분			내용
분류 체계	산업기술		(101301) 열처리기술
	과학기술		(EB0601) 열처리 기술
기술개요			터보펌프의 고속, 고하중 환경에서 베어링의 내마모성 향상에 따른 내구 수명을 증가시키기 위한 베어링 소재 열처리 기술
기술 요구사항			베어링 가공품 표면 경도(로크웰 경도): 열처리된 소재의 베어링 가공 후 표면 경도 측정 시 로크웰 경도 60 이상
기술개발 최종 목표			선진사 베어링 기준 표면 경도 95 % 이상 구현 (SKF 사 MRC-2001 소재 로크웰 경도 62)
단계별 목표		1차년도	마르텐사이트계 스테인리스강 소재 열처리 방법에 따른 공정 수립(TRL 7단계) 소재 열처리 후 극저온 환경 하에서 물성 특성 시험 평가(TRL 7단계)
		2차년도	마르텐사이트계 스테인리스강 소재 열처리 방법 확립(선진사 소재 기준 로크웰 경도 및 소재 물성 특성 90 % 이상 확보, TRL 7단계)
		3차년도	마르텐사이트계 스테인리스강 소재의 로크웰 경도 60 이상 표면 경도 확보를 위한 열처리 방법 확립 (선진사 소재 기준 로크웰 경도 및 소재 물성 특성 95 % 이상 확보, TRL 7단계)

 

 

12-2. 베어링 정밀 가공 기술

구분			내용
분류 체계	산업기술		(100109) 기타 정밀생산기계 관련기술
	과학기술		(EA0299) 달리 분류되지 않는 생산기반기술
기술개요			터보펌프의 고속, 고하중 및 극심한 온도 분포 환경에서 회전체 구동 안정성 확보를 위한 베어링 정밀 가공 기술
기술 요구사항			국제 표준 규격(ISO 492)에 준하는 베어링 정밀도 등급 Class 5 이상
기술개발 최종 목표			고경도 마르텐사이트계 스테인리스강 소재인 베어링의 정밀도 등급 Class 5 이상에 준하는 가공 공정 확보
단계별 목표		1차년도	베어링 정밀 가공을 위한 황삭, 선삭용 정밀 지그 설계 및 제작(TRL 7단계) 베어링 정밀 가공용 연마 장비 (wheel, rotary dresser 등) 설계 및 제작(TRL 7단계) 터보펌프 베어링용 정밀 강구 G5급 이상 가공 공정 확립(TRL 7단계)
		2차년도	베어링 정밀 가공용 측정 지그 및 설비 구축(TRL 7단계) 정밀 측정 협업을 통한 베어링 가공 공정 확립(TRL 7단계)
		3차년도	국제 표준 규격(ISO 492)에 준하는 베어링 정밀도 등급 Class 5 이상 가공 기술 확보 및 정밀 가공 공정 설비 구축(TRL 7단계)

 

12-3. 베어링 리테이너용 복합 플라스틱 정밀 가공 기술

구분			내용
분류 체계	산업기술		(400207) 특수기능성 소재기술
	과학기술		(EB0308) 특수기능성 소재기술
기술개요			극저온 유체 환경에서 고체 윤활이 가능하고, 적정 마찰 특성을 통해 터보펌프 베어링의 내구 수명 향상을 위한 베어링 리테이너용 복합 플라스틱 정밀 가공 기술
기술 요구사항			베어링 리테이너 가공품 원통도, 가공 공차 국제 베어링 정밀 규격(ISO 492) Class 5 이상
기술개발 최종 목표			베어링 리테이너 가공품 베어링 정밀 규격(ISO 492) Class 5 이상 준하는 플라스틱 가공공정 확보
단계별 목표		1차년도	고체 윤활용 복합 플라스틱 소재 특수 소결 공정 기술 구현(TRL 7단계) 특수 소결 공정 후 극저온 환경 하에서 물성 특성 시험 평가(선진사 동일/유사 물성 확보, TRL 7단계)
		2차년도	플라스틱 정밀 가공용 측정 지그 및 공정 설비 구축(TRL 7단계) 정밀 측정 협업을 통한 복합 플라스틱 가공 공정 확립(TRL 7단계)
		3차년도	베어링 리테이너 소재 공정 기술 확보(TRL 7단계) 베어링 정밀 규격(ISO 492) Class 5 이상 준하는 플라스틱 가공 기술 확보 및 관련 설비 구축(TRL 7단계)

 

12-4. 베어링 정밀도 확보 플랫폼 구축 기술

구분			내용
분류 체계	산업기술		(700505) 시험/검사/분석/품질관리서비스
	과학기술		(EA0202) 품질관리기술
기술개요			액체 로켓 추진제 터보펌프 베어링의 전량 해외 수입 의존도를 낮추고, 국내 기술 자립화를 위한 터보펌프용 베어링 정밀도 인증 평가 기술
기술 요구사항			베어링 정밀도 인증 평가 방법 수립 및 극저온 환경 베어링 성능 시험 평가 수행
기술개발 최종 목표			국내 기술자립화를 통해 제작된 터보펌프 베어링의 정밀도 인증 평가 플랫폼 구축
단계별 목표		1차년도	베어링 전문 기관의 협업을 통한 국제 규격 기반 정밀 측정 평가 항목 및 기준 확립 (TRL 6단계) 협업을 통한 터보펌프 베어링 성능을 평가할 수 있는 극저온 환경 시험 설비 구축 (TRL 6단계)
		2차년도	베어링 성능 시험 평가를 통한 DB 및 정밀도 인증 평가 기준 확보 (TRL 6단계) 터보펌프 작동 환경이 고려된 베어링의 내구 수명 예측을 위한 이론 기반 수명 모델 개발 (TRL 6단계)
		3차년도	액체 로켓 추진제 터보펌프 베어링 정밀도 인증 프로세스 및 인증서 발급 절차 확립 (TRL 6단계)

 

2. 기술로드맵 구축

 

󰊱 기술개발 목표

 

[ 「우주발사체용 터보펌프 베어링」 기술개발 로드맵 ]

구분	핵심 요소기술	기술 요구사항	개발목표			최종목표
			1차년도	2차년도	3차년도
1	베어링 소재 경도 확보 기술	베어링 가공품 표면 경도(로크웰 경도): 열처리된 소재의 베어링 가공 후 표면 경도 측정 시 로크웰 경도 60 이상	마르텐사이트계 스테인리스강 소재 열처리 방법에 따른 공정 수립(TRL 7단계) 소재 열처리 후 극저온 환경 하에서 물성 특성 시험 평가(TRL 7단계)	마르텐사이트계 스테인리스강 소재 열처리 방법 확립(선진사 소재 기준 로크웰 경도 및 소재 물성 특성 90 % 이상 확보, TRL 7단계)	마르텐사이트계 스테인리스강 소재의 로크웰 경도 60 이상 표면 경도 확보를 위한 열처리 방법 확립 (선진사 소재 기준 로크웰 경도 및 소재 물성 특성 95 % 이상 확보, TRL 7단계)	선진사 베어링 기준 표면 경도 95 % 이상 구현 (SKF 사 MRC-2001 소재 로크웰 경도 62)
2	베어링 정밀 가공 기술	국제 표준 규격(ISO 492)에 준하는 베어링 정밀도 등급 Class 5 이상	베어링 정밀 가공을 위한 황삭, 선삭용 정밀 지그 설계 및 제작(TRL 7단계) 베어링 정밀 가공용 연마 장비 (wheel, rotary dresser 등) 설계 및 제작(TRL 7단계) 터보펌프 베어링용 정밀 강구 G5급 이상 가공 공정 확립(TRL 7단계)	베어링 정밀 가공용 측정 지그 및 설비 구축(TRL 7단계) 정밀 측정 협업을 통한 베어링 가공 공정 확립(TRL 7단계)	국제 표준 규격(ISO 492)에 준하는 베어링 정밀도 등급 Class 5 이상 가공 기술 확보 및 정밀 가공 공정 설비 구축(TRL 7단계)	고경도 마르텐사이트계 스테인리스강 소재인 베어링의 정밀도 등급 Class 5 이상에 준하는 가공 공정 확보
3	베어링 리테이너용 복합 플라스틱 정밀 가공 기술	베어링 리테이너 가공품 원통도, 가공 공차 국제 베어링 정밀 규격(ISO 492) Class 5 이상	고체 윤활용 복합 플라스틱 소재 특수 소결 공정 기술 구현(TRL 7단계) 특수 소결 공정 후 극저온 환경 하에서 물성 특성 시험 평가(선진사 동일/유사 물성 확보, TRL 7단계)	플라스틱 정밀 가공용 측정 지그 및 공정 설비 구축(TRL 7단계) 정밀 측정 협업을 통한 복합 플라스틱 가공 공정 확립(TRL 7단계)	베어링 리테이너 소재 공정 기술 확보(TRL 7단계) 베어링 정밀 규격(ISO 492) Class 5 이상 준하는 플라스틱 가공 기술 확보 및 관련 설비 구축(TRL 7단계)	베어링 리테이너 가공품 베어링 정밀 규격(ISO 492) Class 5 이상 준하는 플라스틱 가공공정 확보
4	베어링 정밀도 확보 플랫폼 구축 기술	베어링 정밀도 인증 평가 방법 수립 및 극저온 환경 베어링 성능 시험 평가 수행	베어링 전문 기관의 협업을 통한 국제 규격 기반 정밀 측정 평가 항목 및 기준 확립 (TRL 6단계) 협업을 통한 터보펌프 베어링 성능을 평가할 수 있는 극저온 환경 시험 설비 구축 (TRL 6단계)	베어링 성능 시험 평가를 통한 DB 및 정밀도 인증 평가 기준 확보 (TRL 6단계) 터보펌프 작동 환경이 고려된 베어링의 내구 수명 예측을 위한 이론 기반 수명 모델 개발 (TRL 6단계)	액체 로켓 추진제 터보펌프 베어링 정밀도 인증 프로세스 및 인증서 발급 절차 확립 (TRL 6단계)	국내 기술자립화를 통해 제작된 터보펌프 베어링의 정밀도 인증 평가 플랫폼 구축

 

󰊲 로드맵 기획

(총론) 우주발사체용 터보펌프 베어링에 대한 R&D 추진 시, 고속 회전에서의 안정성 및 내구성 확보, 극저온 및 고온 환경에서의 작동 성능 강화, 마찰 및 열 발생 최소화 기술 개발, 고강도 및 경량화 소재 확보 등에 대응 가능한 중소기업 전략기술로드맵 구축

 

• (중소기업 기술개발전략 1) 고속 회전 환경에서 안정성을 유지하기 위한 고정밀 베어링 설계 및 제조 기술 개발
• (중소기업 기술개발전략 2) 극저온 및 고온 환경에서의 작동 성능을 강화하기 위한 특수 윤활 및 표면 처리 기술 개발
• (중소기업 기술개발전략 3) 마찰 및 열 발생을 최소화하기 위한 저마찰 코팅 및 열 방출 기술 개발
• (중소기업 기술개발전략 4) 고강도 및 경량화를 위한 복합재 및 특수 금속 기반 베어링 소재 기술 개발
•  

[ 「우주발사체용 터보펌프 베어링」 기술개발 로드맵 ]