[타이어 하이테크] 물 배출하고 소음 튕겨내고..'타이어 패턴의 마법'

타이어는 직접 지면과 맞닿은 상태에서 자동차의 하중과 충격을 흡수하며 달리고, 서고, 회전하는 등 드라이빙의 핵심적인 역할을 수행하지만 이외에도 해야 할 일이 무수히 많다. 빗길을 달릴 때 물이 타이어 밖으로 신속하게 빠져나갈 수 있도록 수로를 열어야 하고 조용한 음악이 더 잘 들릴 수 있도록 소음을 튕겨내거나 흡수하기도 한다. 이뿐만 아니라 거친 노면의 충격과 흔들림을 감싸 안기도 한다.

이렇듯 다양한 타이어의 역할 중 상당 부분을 '트레드'라고 불리는 부위에서 담당한다. 트레드는 노면과 직접 맞닿은 부분으로 다양한 형태의 선들이 음각되어 있다. 이 선들은 단순히 외관상 아름답게 보이거나 다른 제품과의 차별성을 부각하기 위해 새겨 넣은 것이 아니다. 타이어 트레드에 새겨진 모든 선들은 저마다의 테크니컬한 목적에 맞게 디자인된다.

트레드 부위를 보면 중심에 세로로 굵게 새겨진 3~4개의 선이 있다. 이를 메인 그루브(Main Groove)라고 부르는데 이것은 타이어가 물 위를 지나갈 때 신속하게 물을 배출할 수 있도록 돕는다. 이 때문에 메인 그루브는 최대한 많은 물을 배출할 수 있도록 10~16㎜ 정도의 넓이와 깊이로 새겨낸다.

가로 방향으로 그어진 그루브도 있다. 타이어의 좌우 방향으로 배수를 함으로써 메인 그루브를 돕는 역할을 하기도 하고, 직진 주행 시 더 강력한 그립력을 발휘할 수 있게 한다. 또한 겨울에는 눈을 찍고 가는 데 도움을 준다.

이외에도 그루브 주위에 가로로 그어진 얇은 선을 사이프(Sipe) 또는 커프(kerf)라고 부른다. 사이프는 0.6~0.8㎜ 정도로 그루브에 비해 확연히 구분이 갈 정도로 얇다. 이는 블록의 강성을 분산시켜 소음과 승차감을 향상시키는 역할을 하고 눈길에서도 추가적인 그립력을 발휘할 수 있다. 이 때문에 겨울용 타이어에는 사계절용 타이어보다 사이프가 확연히 많은 것을 확인할 수 있다.

그루브와 사이프가 만나서 블록을 형성하는데, 이 블록을 통해서 타이어의 견인력, 제동력, 고속회전력 등 다양한 기능을 할 수 있다. 이 때문에 그루브와 사이프의 크기, 위치, 길이, 깊이 등을 조절하여 최적의 조합을 찾아내는 것이 무엇보다 중요하다. 그루브나 사이프가 많을 경우 타이어 표면과 노면이 접촉하는 면적이 줄어들어 제동력이 저하될 수 있다. 또한 가로 방향의 그루브나 사이프들은 주행 방향과 직각 방향으로 나 있어 진동과 소음에 안 좋은 영향을 미칠 수도 있다. 따라서 최적의 조건을 찾아내는 것은 타이어 퍼포먼스에 있어 매우 중요하다. 타이어 디자이너와 연구개발자들은 타이어 퍼포먼스의 극대화를 위해 블록의 가장자리 부분에 다양한 단면각도를 적용하여 접지압을 균일하게 분포시키고 핸들링 및 제동성능을 향상시키는 등의 아이디어를 적용하기도 한다.

이렇게 다양한 트레드의 선들이 모여 만들어지는 무늬를 패턴(pattern)이라고 부른다. 보통 V자형 또는 Y자형 패턴은 고속 주행용 타이어에서 찾아볼 수 있으며 직진 주행에서의 그립력을 극대화시킨다. 타이어 패턴의 중심을 기준으로 좌우의 패턴이 다른 비대칭 타이어도 많이 출시되고 있다. 비대칭형 타이어는 자동차가 코너링 시 바깥쪽으로 무게가 집중되는 성질에 대응하기 위해 바깥쪽 접지력을 상대적으로 강하게 하여 코너링 성능을 더욱 강력하게 만든 것이다. 타이어 패턴 디자인은 타이어의 성능을 더욱 끌어올리기 위해 반드시 필요한 요소이다.

다음 편에는 윈터 타이어의 패턴 디자인에 대해 알아보자.

[ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]