스티어링 휠 이야기

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 연재 About Hyundai

자동차 속 작은 지휘소, 스티어링 휠 이야기

현대자동차 입력 2017.08.28 08:09

        

그랜저 3.3의 스티어링 휠

인간의 이동을 위해 발명된 이후, 자동차는 현대사회에서 없어서는 안 될 중요한 도구로 자리잡아 왔습니다. 자동차는 무려2만여 개에 달하는 부품들로 이루어져 있는데요. 그중에는 익숙하게 알려진 부품도 있고, 그 역할에 비해 소홀한 대접을 받는 부품도 있습니다. 이번 포스팅에서는 운전자와 자동차간의 소통을 가능하게 하는, 대표적인 휴먼-머신 인터페이스의 역할을 하는 부품을 살펴볼 예정입니다. 바로 자동차와 역사를 함께 하는 스티어링 휠입니다.

스티어링 휠은 흔히 운전대, 핸들(handle)이라고도 불리며 차량의 바퀴를 좌우로 움직여 진행 방향을 바꾸는 데 쓰는 원형 조향장치입니다.차량의 방향을 돌리기 위해 우리는 핸들을 특정 방향으로 돌리는데요. 이 동작은 랙 앤 피니언 기어로 전달이 됩니다.이렇게 전달된 동작이 바퀴의 방향을 바꾸면서 우리는 원하는 대로 차를 움직일 수 있게 됩니다. 굉장히 간단하지만 중요한 기능이지요.

최근에는 소형차의 스티어링 휠에 고급차의 전유물로 여겨졌던 오디오 컨트롤, 크루즈 컨트롤, 무선 전화 기능 등을 탑재하기도 합니다. 하지만 주요 기능은 역시 차량의 진행 방향 통제입니다. 편리한 기능들이 추가된다고 해도 스티어링의 휠의 기본은 운전에 있어 절대적인 역할을 차지합니다. 이렇듯 스티어링 휠은 차량의 지휘소 같은 역할을 수행하고 있습니다.

스티어링 휠의 역사

최초의 자동차 1889 (*출처: http://bit.ly/2rpBUFu)

그렇다면 초창기 스티어링 휠은 어떤 형태였을까요? 초기의 자동차는 틸러라고 불리는 조향장치로 차량의 방향을 조작하였습니다.사실 틸러는 선박에서 방향타를 움직이는 데 쓰이는 레버, 즉 손잡이를 말합니다. 그 형태는 마치 막대기를 구부려 놓은듯한 단순한 형태였습니다.

우리가 알고 있는 원형 형태의 스티어링 휠을 정식으로 장착한 초기의 자동차는1894년 알프레드 바쉐론이 파리-루앙 레이스에서 선보인 파나르(Panhard)사의 4마력 레이싱 카입니다. 그는 차에 정식으로 스티어링 휠을 장착하고 출전을 하게 되는데 이것을 최초의 스티어링 휠이라고 볼 수 있겠습니다.

스티어링 휠을 장착한 파나르(Panhard)사의 레이싱 카(*출처: http://www.vanderbiltcupraces.com/)

파워 스티어링의 등장

작은 스티어링 휠로 커다랗고 무거운 자동차의 주행을 제어하기 위해서는 생각보다 큰 힘을 들여야 합니다. 약 1톤에 달하는 자동차의 무게를 장치의 도움 없이 온전히 사람의 힘으로만 제어하기란 쉽지 않은 일이었습니다.핸들을 여러 번 돌려야 했고 힘도 많이 들었죠. 그래서 당시에는 어지간히 숙련된 사람이 아니면 운전을 제대로 할 수 없었습니다. 이러한 어려움 때문에 고안된 것이 바로 파워 스티어링입니다.

파워 스티어링은 약간의 힘을 들인 핸들 조작만으로도 차량이 크게 움직이도록 조절해주는 장치입니다.이 장치를 통해 우리는 적은 힘으로도 쉽게 코너를 돌 수 있습니다. 언뜻 들으면 굉장히 편리한 것 같지만 단점도 존재합니다.만약 고속도로 주행 시,돌발 상황에 당황해 핸들을 확 꺾어버리면 차량이 크게 요동쳐 큰 사고가 날 것입니다. 이러한 안전 상의 이유로 고속 주행에는 파워 스티어링의 조작이 제한될 필요성이 있습니다. 그래서 보통은 저속 주행 시 스티어링을 가볍게 하고,고속 주행 시에는 핸들 조작감에 무게감을 주어 주행 안정감을 높입니다.

파워 스티어링에는 두 가지 방식이 있습니다.하나는 유압식 파워 스티어링(Hydraulic Power Steering)방식이고 다른 하나는 전동식 파워 스티어링(Electronic Power Steering)방식입니다. 유압식은 피스톤과 실린더를 장착해 유압 펌프를 엔진의 힘으로 작동시킵니다. 여기서 나오는 유압의 힘은 핸들의 조작을 보조하는데 쓰입니다. 반면 전동식 파워 스티어링 시스템은 유압 펌프 대신 전기 모터를 사용하는 방식입니다. 부품에 설치된 센서를 통해 주행 속도나 회전 방향을 감지해 적절한 상황에서 핸들을 보조하는 힘을 조절합니다.유압식과 다르게 조향 시에만 작동된다는 특징이 있습니다.

첨단 기술과의 접목 가능성 품은 스티어링 휠

스티어링 휠에는 다양한 첨단 기술이 접목될 여지가 있습니다.주행 중 조향을 보조하는 장치를 대표적인 예로 들 수 있습니다. 그랜저IG나 아이오닉에서 찾아볼 수 있는 장치이기도 한데요. 센서를 통해 차선을 감지 후,차량이 차선을 이탈하면 스티어링 휠을 제어해 차량이 차선을 벗어나지 않도록 조절하는 시스템입니다.혹은 위험 상황 발생 시 스티어링 휠 자체에서 진동으로 경고를 해줄 수도 있습니다.

안전성을 뿐만 아니라 운전자의 편의성을 높여주는 기술도 있습니다. ‘틸트&텔레스코픽 스티어링 휠’을 사례로 들 수 있는데요. 단어 그대로 자유롭게 기울이고 조절할 수 있다는 의미를 담고 있습니다.사용자의 체형과 자세에 맞춰 높낮이, 길이, 간격 등을 조정할 수 있는 스티어링 휠이죠. 이렇게 기술이 발전할수록 사람들은 스티어링 휠에 다양한 기능을 넣어 운전자의 안전과 편의를 도모하고 있습니다.

스티어링 휠, 기능과 디자인을 입다

지금까지는 스티어링 휠에 대한 기술적인 이야기를 다뤘습니다. 그렇다면 이번에는 디자인적으로 접근해보고자 하는데요. 스티어링 휠은 차량 인테리어 디자인에 있어 아주 중요한 요소입니다. 차량 브랜드의 아이덴티티를 표현하고, 동시에 조작의 용이성과 기능성까지 고려되어야 하기 때문이죠.

그랜저 IG 스티어링 휠

일반적으로 스티어링 휠의 지름, 굵기, 재질, 컬러, 그립감 등 모든 것들이 감성 디자인 품질에 관여하는 요소입니다. 하지만 유압식 파워 스티어링이 보편화되지 못했던 시기에는 휠의 지렛대 효과를 크게 하기 위해 스포크를 균등 분할한 디자인을 사용했습니다. 점차 기술이 발달하며 스티어링 휠의 지름이 작아졌고,스포크의 배치에 있어서도 디자인적 자유도를 갖게 된 것입니다.

스티어링 휠의 스포크는 그 수가 적을수록 스포티하고 역동적인 느낌이 나고, 그 수가 많을수록 정적이고 포멀한 느낌이 듭니다. 80년대의 2스포크의 유행 이후로 기본적으로 3스포크 형식이 대세를 이뤘으나 최근 들어 고급차에서만 나타났던 4스포크 형식도 많이 나타나고 있는 추세입니다. 5스포크 이상은 실용성의 이유로 사용되지 않습니다.

이 때, 3스포크와 4스포크는 주행 시 운전자의 계기판 시야 확보를 위해 반원 위쪽 부분에는 스포크가 지나가지 않습니다. 이렇듯 스포크의 개수로도 많은 디자인적 접근이 가능하기 때문에 디자이너들은 상황에 따라 여러가지 느낌을 부여할 수 있습니다.

‘i40’ 스티어링 휠(좌)과 ‘소나타 뉴라이즈’ D컷 스티어링 휠(우)

혹시D컷에 대해 들어보셨나요? 핸들의 아래쪽을 살짝 쳐서 각을 지게 하는 형태를 말합니다. 사실D컷은F1 차량에서 다리에 핸들이 걸리지 않도록 하는 기능적인 목적을 위해 시작되었습니다. 또한 핸들을 돌릴 때 각진 부분을 통해 자신이 얼마나 핸들을 돌렸는지 알 수 있다는 장점도 있습니다. 그래서인지 대부분의 스포츠카는D컷 스티어링 휠을 사용하는데요. 요즘 들어 일반 양산차에도 이러한D컷이 적용되는 경우가 많아졌습니다. 사실 양산차에서의 D컷은 기능적인 역할은 거의 사라지고 대부분 시각적인 효과를 위해 적용됩니다. D컷 형태가 주는 세련됨과 스포티함 때문이겠지요.

스티어링 휠의 형태가 디자인의 뼈대였다면 그 위를 덮는 재질은 피부라고 말할 수 있습니다. 많은 브랜드에서 브랜드 아이덴티티를 잘 표현하기 위해 차량 인테리어에 공을 들입니다. 운전자와 가장 밀접한 거리에서 소통을 할 수 있는 디자인이기 때문입니다. 그 일환으로 요즘에는 스티어링 휠에 다양한 디자인 시도를 하고 있습니다.

특히 최근에는CMF(Color, Material, Finishing) 감성 디자인이 큰 화두로 떠오르며 각 회사들이 인테리어 차별화에 힘쓰고 있습니다. 투톤 재질의 포인트, 휠을 관통하는 크롬의 형태, 가죽을 박음질한 스티치의 색깔까지 모든 것이 디자인적으로 고려되는 대상입니다. 더 나아가 일부 자동차 마니아들은 많은 금액을 들여 직접 휠을 자신의 취향에 맞게 커스터마이징하는 경우도 있습니다.

현대자동차의 고성능 컨셉트카 RN30 스티어링 휠

이렇듯 스티어링 휠은 자동차를 제어하는 핵심 중추인 동시에 인테리어와CMF부문에서 큰 영향을 주는 디자인 요소로서 자리 잡고 있습니다. 현재 양산차에서의 스티어링 휠은 대부분 동그란 형태이지만 모터쇼 등에서 출시되는 많은 컨셉트 카에서 스티어링 휠에 다양한 시도를 하고 있습니다. 마치 게임 컨트롤러 같은 유니크한 형태에서부터 사각형, U자형 등까지 많은 디자인 형태가 선보여지고 있습니다.

현재 전기차,자율 자동차 등 새로운 차량 포맷이 떠오르고 있기에 이에 맞춰 스티어링 휠도 진화한다고 볼 수 있겠습니다. 아직 우리에게는 원 모양의 스티어링의 휠이 익숙하지만 미래에는 이러한 형태가 옛날 옛적 틸러 모양의 핸들처럼 여겨질 수도 있지 않을까요?

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