기자명 손진석 기자
  • 입력 2020.07.18 16:00

한국타이어, 물속에서 추진가능한 콘셉트 타이어 선보여…브리지스톤, '공기압·부하·마모도 실시간 측정 센서' 장착 타이어 개발

한국타이어의 콘셉트 '더 넥스트 드라이빙 랩 트랜스포밍 타이어' (사진제공=한국타이어)
한국타이어의 콘셉트 '더 넥스트 드라이빙 랩 트랜스포밍 타이어' (사진제공=한국타이어)

[뉴스웍스=손진석 기자] 각 타이어 제조사는 시장 선점을 위해 발 빠르게 다양한 기능성 타이어를 출시하고 있다. 소비자의 편의성과 안전 그리고 까다롭고 높아진 기준을 맞추기 위해 미래형 콘셉트 타이어에서부터 다양한 기술들이 적용된 양산타이어 개발이 활발하다.

콘셉트 타이어란 미래에 다가올 자동차 트렌드를 미리 예측해 신기술을 적용해 개발한 타이어로 주로 콘셉트 카에 장착된다. 추후 양산될 제품에 기술력을 적용하는 사전 단계로 패턴과 디자인 등에 세계 최초의 신기술이 탑재되기도 한다.

따라서 각 타이어 기업에서는 각종 모터쇼 및 부품 전시회 등에서 첨단 기술력과 디자인을 융합한 다양한 콘셉트 타이어를 선보이며 미래형 타이어 트렌드 제시에 심혈을 기울이고 있다.

효율성 및 코너링을 극대화한 콘셉트 아이플레이(i-Play)는 자유로운 서스펜션 넓이 변화 주행이 가능하다. (사진제공=한국타이어)
효율성 및 코너링을 극대화한 콘셉트 아이플레이(i-Play)는 자유로운 서스펜션 넓이 변화 주행이 가능하다. (사진제공=한국타이어)

◆한국타이어, 미래 타이어 적극적 연구

타이어 기업들 중에서도 미래 드라이빙 분야에서 가장 적극적인 행보를 보이고 있는 곳은 한국타이어다. 핵심 비즈니스인 타이어의 미래 모습을 고민하고 끊임없는 시도를 통해 새로운 드라이빙을 제시하고 있다.

한국타이어는 2012년부터 2년에 한 번씩 혁신적인 미래형 타이어 디자인을 발굴하기 위해 세계 유명 디자인대학과 협업으로 타이어의 무한한 가능성과 능력을 구현하고 시험하는 ‘디자인 이노베이션(Design Innovation)’ 프로젝트를 통해 다양한 콘셉트 타이어를 선보이고 있다. 

2018년에는 다운포스(Downforce)가 극대화된 1인승 미래형 레이싱 타이어 ‘에어로플로’와 스마트 센서를 통해 최적의 주행 솔루션을 제공하는 완전자율주행 공유차량(카셰어링) 전용 콘셉트 타이어 ‘헥소닉(Hexonic)’ 등을 제안했다.

지난 2017년에 선보인 플렉스업(Flexup)은 복잡하고 좁은 도심 속 도로에서 접근하기 어려운 계단, 과속 방지턱 등에서 분할된 트레드의 확장, 축소를 통해 쉽게 접근 및 이동이 가능한 미래형 1인용 이동수단으로 최고 속도 35㎞/h까지 도심 속 도로 환경에서 주행이 가능하다.

매그플로트(Magfloat)는 자기장을 이용하여 플렉서블 휠 주행이 가능한 콘셉트 타이어이며, 오토바인(Autobine)은 동력원을 가진 휠과 타이어가 승객 수에 따라 차량의 바디 확장 및 타이어 부착이 가능하다. 또한 효율성 및 코너링을 극대화한 아이플레이(i-Play)는 자유로운 서스펜션 넓이 변화 주행이 가능하다.

2014년에는 지구 온난화로 인해 초래될 수 있는 심각한 기후변화 상황에서 최상의 성능을 발휘할 수 있는 부스트랙(Boostrac), 알파이크(Alpike), 하이블레이드(Hyblade) 등 미래형 콘셉트타이어 3종을 개발했다.

콘셉트 플렉스업은 복잡하고 좁은 도심 속 도로에서 접근하기 어려운 계단, 과속 방지턱 등에서 분할된 트레드의 확장과 축소를 통해 쉽게 접근 및 이동이 가능한 미래형 1인용 이동수단이다 (사진제공=한국타이어)
콘셉트 플렉스업은 복잡하고 좁은 도심 속 도로에서 접근하기 어려운 계단, 과속 방지턱 등에서 분할된 트레드의 확장과 축소를 통해 쉽게 접근 및 이동이 가능한 미래형 1인용 이동수단이다 (사진제공=한국타이어)

‘부스트랙’은 가변형 프로파일 구조를 통해 트레드 블록이 사방으로 펼쳐짐으로써 입체적인 접지력을 구현하여 사막과 같은 모래 지형에서 최상의 트랙션 성능을 발휘한다.

‘알파이크’는 원주 확장형 구조를 바탕으로 상황에 따라 자동차의 지상고를 높여 험로 주파능력을 향상시켰으며 눈과 얼음으로 덮인 지형에서도 트랙션 향상 및 안정적인 주행 성능을 발휘한다.

또한 물레방아 형태 디자인의 ‘하이블레이드’는 트레드에 위치한 스크류를 통해 물속에서도 추진이 가능하며 사이드 스포크(Side Spoke)가 펼쳐질 때 생겨나는 저항력을 이용하여 수중에서도 자유자재로 조향이 가능하다.

한국타이어 관계자는 “미래 자동차 드라이빙 환경에 대한 공유와 혁신적인 디자인 아이디어는 미래 자동차 환경 변화에 대응해 미래 메가시티에서 탈 수 있는 스마트 모빌리티를 실현하기 위한 사전 작업이다”라며 “이를 통해 전기차와 자율주행차에 적용 가능한 양산 타이어를 생산할 수 있다”고 말했다.

타이어 트레드에 최첨단 센서가 부착되어 타이어 및 노면상태를 알려주는 인텔리전트 콘셉트 타이어 '이클레브' (사진제공=금호타이어)
타이어 트레드에 최첨단 센서가 부착되어 타이어 및 노면상태를 알려주는 인텔리전트 콘셉트 타이어 '이클레브' (사진제공=금호타이어)

◆다양한 콘셉트 타이어 “타이어의 한계 탈피”

최근 타이어업체들이 경쟁적으로 연구소를 확대하고, R&D 개발 투자를 늘리는 것도 미래 시장에 대응하기 위한 하나의 전략이라고 볼 수 있다. 타이어 업체 간에 타이어 성능은 물론 디자인 영역에서도 그 경쟁이 치열하다.
 
그 중 금호타이어도 에어리스 타이어, 인텔리전트 타이어, 미래형 타이어 등 다양한 콘셉트 타이어를 통해 미래차를 위한 양산 타이어 생산 기술을 축척 중이다.

먼저, 자연의 뼈 구조에서 모티브를 얻어 디자인한 에어리스 타이어(Airless tire)인 콘셉트 타이어 본(BON, Birth On Nature)을 선보이고 있다.

금호타이어 관계자는 “본은 벌집, 나뭇잎의 세포모양 등과 같은 자연의 비정형적 패턴 구조를 뜻하는 보로노이 구조(Voronoi Structure)를 적용해 구조적 안정성과 경제적 효율성을 확보했다”며 “이러한 에어리스 타이어는 공기압을 사용하지 않아 수시로 공기압을 확인해야하는 부담과 타이어로 발생할 수 있는 주행 중 사고 피해를 방지할 수 있다”고 설명한다.

본은 기존에 선보였던 콘셉트 에어리스 타이어의 단방향 구조 형태로 인한 회전 시 가해지는 하중에 취약한 점을 개선했다. 본(BON)은 트레드(접지면) 전체에 보로노이 구조를 적용, 전방향이 얽혀있는 구조로 만들어져 어떠한 주행조건에서도 하중 및 충격을 견딜 수 있다.

에어리스 콘셉트 타이어 BON(사진제공=금호타이어)
구조적 안정성과 경제적 효율성을 확보한 에어리스 콘셉트 타이어 BON(사진제공=금호타이어)

금호타이어는 인텔리전트(Intelligent) 콘셉트타이어 이-클레브(E-CLEV)도 선보였다. 트레드에 부착된 최첨단 센서가 노면조건을 감지해 타이어 공기압, 교체주기, 도로상태 등의 정보를 수시로 운전자에게 제공한다.

이-클레브(E-CLEV)는 전기(Electronic)와 똑똑한(Clever)의 합성어로 자가 충전 시스템의 자가부상 휠, 사이드월 상단의 주행환경 정보제공 LED 적용으로 외부에서도 타이어가 보내는 정보를 볼 수 있다.

또 다른 콘셉트인 맥스플로(MAXPLO)는 환경·위치·날씨에 제약받지 않고 언제나 최고의 퍼포먼스를 내도록 고안됐다. 

빗길주행 시 타이어가 발생시키는 고압의 바람으로 노면의 빗물을 제거해 주행 성능을 극대화하며, 코너링 시 기압변화를 활용해 안정적인 그립력을 확보해준다. 또한 기존에 생성된 타이어의 한계에서 벗어나 눈길 위에서는 견인·제동력이 향상되는 스파이크(Spike) 모드, 오프로드에서는 와이드 그루브(Wide Groove) 모드로 트레드가 변형될 수 있어 주행의 한계가 없다.

눈길 위에서는 견인·제동력이 향상되는 스파이크(Spike) 모드, 오프로드에서는 와이드 그루브(Wide Groove) 모드로 트레드가 변형되는 콘셉트 타이어 맥스플로(사진제공=금호타이어)
눈길 위에서는 견인·제동력이 향상되는 스파이크(Spike) 모드, 오프로드에서는 와이드 그루브(Wide Groove) 모드로 트레드가 변형되는 콘셉트 타이어 맥스플로(사진제공=금호타이어)

◆펑크 방지용 에어리스 타이어 ‘업티스’

지난해 타이어 업계에서 주목을 받았던 펑크 방지용 에어리스 타이어 ‘업티스’를 선보였던 미쉐린은 모빌리티의 진화를 지원하면서도 지속 가능한 모빌리티의 본질적인 과제를 해결하기 위해 다양한 친환경 콘셉트를 선보이고 있다. 

미쉐린은 “2019년 최초로 프로토타입을 공개한 업티스의 경우도 타이어 펑크의 위험성 자체를 없애 운전자들은 안심하고 드라이빙을 즐길 수 있고, 차량 관리 비용을 대폭 줄일 수 있도록 하기 위해 고안된 타이어”라고 설명했다.

지난해 타이어업계에서 주목받은 에어리스 콘셉트 타이어 업티스(사진제공=미쉐린)
지난해 타이어업계에서 주목받은 에어리스 콘셉트 타이어 업티스(사진제공=미쉐린)

미쉐린은 친환경 및 혁신적인 비전 콘셉트를 공개한 바 있다. 비전 콘셉트는 에어리스, 커넥티드, 3D 프린팅 및 완전히 재생 가능하거나 바이오 소재의 100% 지속 가능성의 4 가지 주요 혁신 요소를 특징으로 한다. 

바이오 소재 및 재활용 원료로 만든 에어리스 타이어와 운전자에게 서비스와 정보를 제공하는 타이어 자체 환경 시스템, 3D 프린터로 재생할 수 있는 자연분해성 트레드, 자동차 운행으로 인한 환경오염을 줄여주는 모빌리티 솔루션 등을 선보였다.

브릿지스톤 스마트 변형 센서 기술은 타이어가 도로와 접촉할 때 발생하는 타이어의 변형을 보여준다. (사진제공=브릿지스톤)
브릿지스톤 스마트 변형 센서 기술은 타이어가 도로와 접촉할 때 발생하는 타이어의 변형을 보여준다. (사진제공=브릿지스톤)

◆자율주행 차량용 신기술 센서 적용 타이어 개발…“각종 타이어 문제 사전 감지”

타이어 기업 브리지스톤은 독자기술로 타이어 마모를 보다 정확하게 실시간으로 측정할 수 있는 새로운 센서 기술을 적용한 타이어를 세계 최초로 개발했다.

새롭게 개발한 스마트 변형 센서(Smart Strain Sensor)는 타이어 내부에 장착돼 자동차가 주행하면서 도로와 접촉할 때 발생하는 타이어 변형을 측정하고, 이를 바탕으로 자동차 휠에 걸리는 부하와 타이어 마모 조건을 추정할 수 있게 해준다. 이 기술은 미래의 사물 인터넷(IoT) 기술에 접목될 수 있다.

타이어에 문제가 생기기 전에 문제 발생 소지를 사전에 감지할 수 있다는 것은 운전자의 안전 운전, 안전한 목적지 도착을 보장해준다.

스마트 변형 센서를 갖춘 타이어를 장착하면 차에 탑승하지 않은 차량 관리 책임자가 타이어 공기압, 타이어 부하 및 마모를 실시간으로 원격으로 모니터링할 수 있게 된다.

타이어의 상태를 모니터링해 고장이 발생할 수 있는 상황을 미리 예측할 수 있는 스마트 변형 센서 기술은 안전한 운전, 이로 인한 생산성 향상, 미래사회의 자율주행차 발전에 기여할 것으로 업계는 전망하고 있다.

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