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Nikkei X-TECH_2020.11.9

야마하발동기의 3륜차
차기형은 ‘원동기장치’ ‘대형 스포츠 바이크’

세계 시장에서 점유율 상위를 차지하는 일본의 2륜차 업체. 중에서도 뛰어난 독자성을 자랑하는 업체는 야마하발동기다. 14년에 ‘LMW(Leaning Multi Wheel) 기구’를 탑재한 가솔린 3륜차를 첫 투입. “모든 엔진 영역에서 탑재 가능한 기술로서 앞으로 3륜화를 더욱 추진해 나간다”(야마하발동기 개발진). 일본시장에서 보급이 전망되는 제1종 원동기장치 자전거(겐쓰키(原付き) 1종)나, 배기량 1000cc 이상의 대형 스포츠 바이크 등 다양한 차량에 탑재하는 것을 생각하고 있다. 차량 질량의 증가라는 과제를 극복할 수 있는지의 여부가 실현의 열쇠다.

야마하발동기의 3륜차는 앞 2륜, 뒤 1륜 구성이 특징적이다. 운전자는 중심 이동으로 차량을 내경(內頃)시켜 주행한다. 2륜차와 같은 상쾌한 선회 성능을 유지하면서 전도의 위험을 줄인다.

3개의 바퀴로 차체를 지지하면서 주행함으로써 발진 직후나 정지 직전의 흔들림을 억제한다. 앞 2륜으로 브레이크 성능을 분담해, 기존의 앞 1륜 차량과 비교해 제동 거리를 단축하는 데 성공. 앞 2륜 중 하나가 미끄러져도 나머지 하나가 노면을 잡고 있다면 전도를 피하기 쉽다.

3륜차는 이미 배송 용도로 널리 보급되어 있다. 앞 1륜, 뒤 2륜의 혼다 ‘자이로(GYRO)’ 시리즈가 대표적이다. 차량 뒤에 짐을 싣고 운반한다. 구동륜과 적재 하중을 지탱하는 뒷바퀴를 2륜화함으로써 적재 중의 주행 안정성을 높였다. 한편으로 야마하발동기의 3륜차의 구동륜은 1륜 그대로다. 안정성을 높이면서도 보다 2륜에 가까운 승차감을 추구한 차량이라고 할 수 있다.

야마하발동기는 독자적인 기술인 LMW 기구로 3륜화를 실현했다. 기본형은 ‘Parallogram Link’와 ‘Cantilever Telescopic Suspension’이라는 부품으로 구성. 차륜을 지탱하는 스트럿(Strut)의 위를 서로 연결하는 링크 2개가 평행으로 늘어서, 평행 사변형을 이루고 있다.

운전자가 중심 이동으로 선회하려고 하면 평행 사변형의 각도가 바뀌는 구조다. 이를 통해 앞의 좌우 바퀴는 평행을 유지하면서 교대로 상하로 움직인다. 차체를 오른쪽으로 기울이면 오른쪽 타이어가 올라가고, 왼쪽 타이어가 내려간다. 왼쪽으로 기울이면 왼쪽 타이어가 올라가고, 오른쪽 타이어가 내려간다. 차체를 내경(內頃)시켜도 양 바퀴로 노면을 잡으면서 주행할 수 있다.

야마하발동기가 3륜 기술의 연구개발을 시작한 것은 1970년대 중반이다. 그로부터 약 40년 후인 2014년에 첫 양산차 ‘Tricity125’를 발매하기에 이르렀다. 현재는 배기량 약 125cc의 Tricity125와 함께 155cc, 300cc, 845cc로, 소형에서 대형까지 다양한 차량으로 LMW 기구 탑재를 확대하고 있다. 안정성이나 승차감 등 각 차량에서 중시하는 항목에 따라서 기구의 구조를 변경하거나 기능을 추가하면서 개량을 계속하고 있다.

향후 3륜차를 통해 달성하고자 하는 목표는 “2륜차나 4륜차와 어깨를 나란히 하는 하나의 카테고리로 만드는 것이다”(야마하발동기 개발진). 그를 위해서는 2륜차의 주력 시장인 동남아시아국가연합(ASEAN)을 노린 기존 차량을 계속 쇄신하면서, LMW 기구를 보다 광범위한 차량에 탑재하는 것이 바람직할 것이다.

-- 과제는 20~30%의 질량 증가 --
야마하발동기는 수면 하에서 차기형 3륜차를 개발하고 있다. 배기량 약 50cc의 원동기장치 1종 클래스나, 1000cc를 넘는 대형 스포츠 바이크 등을 ‘검토 선택지’로 삼고 있다. 배기량 약 125~845cc의 기존 라인업에, 보다 작은 차량과 보다 큰 차량을 추가함으로써 일본을 포함한 폭넓은 지역에서의 확대 판매를 노린다. 베이스로 하는 2륜차의 선정이나, 차량 사이즈에 맞춘 LMW 기구 제작을 추진한다.

소형이나 대형을 불문하고 3륜화에서는 차량 질량의 증가가 과제가 된다. 이미 판매되고 있는 Tricity125나 대형 스포츠카 ‘나이켄(NIKEN)’에도 베이스 차량은 있지만 LMW 기구의 탑재로 차량 질량은 20~30% 증가해 버린다. 그 때문에 베이스 차량의 엔진으로는 출력이나 토크가 부족해, 3륜화를 해도 목표한 주행 성능을 발휘하지 못하는 경우가 있다. 배기량 약 50cc로 작은 원동기장치 1종 클래스는 특히 어렵다.

경량화를 위한 선택지로서는 LMW 기구의 재료 변경이나 모양 변경이 있다. 차종이 클수록 LMW 기구도 커지고 무거워진다. 고속역(高速域)에서 주행하는 일이 증가하기 때문에 강성을 확보하기 위해 부품을 크게 할 필요가 있기 때문이다. 이에 대해 야마하발동기는 링크 등의 주요 부품의 재료 변경을 검토하고 있다. 가볍고 강한 재료를 채용해 LMW 기구의 대형화나 질량 증가를 방지한다.

또한 LMW 기구에서는 서스펜션의 스트로크와 내경 각도의 조합으로 노면 진동의 흡수 성능을 정하고 있다. 보통의 2륜차와 같은 스프링식 서스펜션과 함께 평행 사변형 링크의 변형분이 서스펜션으로서의 역할을 담당한다.

Tricity125의 경우, 서스펜션의 스트로크는 Telescopic Suspension분이 90mm, 이에 평행 사변형 링크분의 210mm를 추가하면 총 300mm가 된다. 대형 스쿠터의 2배 이상으로 길다. 또한 Tricity125의 내경 각도는 38도다. 내경 각도는 차종이 크고 스포츠 용도가 될수록 커진다. 배기량 약 300cc에서는 39도, 845cc의 경우는 45도로 설정하고 있다.

LMW 기구를 소형화하기 위해서는 서스펜션의 스트로크와 내경 각도 중 하나, 혹은 2개 모두를 작게 하면 좋다. 그러나 진동이 늘어 승차감이 나빠지거나, 2륜차에 가까운 승차감을 실현하지 못하는 등 조정은 어렵다.

서스펜션이나 내경 각도 이외의 요소도 관련되면서 “검토가 필요한 요소는 2륜차에 비해 많다”(야마하발동기 개발진). 예를 들면, 타이어 접지면(트레드)의 폭이 바뀌면, 내경 시의 접지 각도나 차륜의 위치도 변한다. LMW 기구의 움직임이나 크기를 재검토할 필요가 생긴다. LMW 기구의 소형화나 경량화를 위해 각 요소의 조합으로 최적해를 찾으면서, 평행 사변형 링크 이외의 전혀 새로운 기구도 필요에 따라서 검토해 나간다.

-- 염원의 4륜차 개발로 --
LMW 기구는 앞 2륜의 3륜차를 실현하는데 그치지 않는다. LMW 기구를 뒷바퀴에 적용하면 야마하발동기의 ‘염원’인 4륜차의 실현으로 이어진다.

야마하발동기는 18년 12월, 지금까지 추진해 온 보통 승용차 사이즈의 4륜차 개발을 “일단 동결한다”라고 발표했다. 시장에서의 치열한 경쟁, 양산 시의 기술적인 문제 등으로 인해 투자에 걸맞지 않다고 판단했다. 그러나 타사에 없는 기술로 독자성을 발휘할 수 있다며 LMW 기구를 탑재한 4륜차 개발은 계속하고 있다.

4륜화에서는 질량 증가의 과제가 보다 현저해진다. 3륜화에서는 20~30%가 증가했고 4륜화에서는 더욱 증가할 가능성이 있다. 뒷자리에 다른 한 명을 태울 수 있는 탠덤(2인승)을 전제로 하면, 후륜부의 LMW 기구에는 높은 강성이 필요해지기 때문에 소형화는 어렵다. 후륜의 차 폭이 커지면서 (뒷바퀴가 1개인 것과 비교해) 뒷자리에 타고 내리기가 어려워지는 것도 4륜화의 어려운 점이다.

또한 엔진이나 스윙 암 주변의 구성을 4륜용으로 발본적으로 바꾸지 않으면 안 되기 때문에, 뒷바퀴가 1개인 2륜차∙3륜차의 개발 경험만으로는 통용되지 않는 면도 많다. 그러나 야마하발동기의 개발진은 “어려운 부분도 있지만 그것이 개발 시의 동기부여가 된다”라고 긍정적으로 말한다. 야마하발동기다운 독특한 모빌리티를 창출, 세계 시장에서의 존재감을 더욱 높여나갈 생각이다.

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