자전거 위한 카본 드라이브 체인, 얼마나 효과 있나?

자전거만큼 카본 사용에 적극적인 분야도 드물다. 최근 한 업체는 카본을 원료로 한 드라이브 체인을 소개했다. 과연 이 체인이 자동차의 카본 드라이브 샤프트만큼 효과적일까?

카본이 자동차 업계에 사용된지 벌써 50년이 지나가고 있지만 그럼에도 여전히 카본은 첨단 소재의 하나로 여겨지고 있다. 왜냐하면 흔히 사용되는 건 아니기 때문이다. 대부분은 그럴 듯한 장식으로 사용될 뿐, 카본 컴포지트의 물성에 기반한 효과를 누릴 수 있는 건 아니다.

시간이 오래 지났음에도 이 소재를 사용한 부품들이 비싼 이유는 제작에 손이 많이 가고, 대량 생산이 힘들기 때문이다. 물론 BMW는 이미 이 소재의 대량 생산화를 정립했으나 그럼에도 소재 가격이 안정되지 못해 여전히 비싼 가격을 받을 수 밖에 없다.

그래서 지금도 자동차 업계는 대량 생산 자동차에 이른바 ‘리얼 카본' 소재를 폭넓게 사용하지 못하고 있다.

반면 자전거 분야는 다르다. 오늘날 자전거가 거의 스포츠카와 같은 장르로 진화했기 때문에 가능한 일이다. 자동차 한 대 가격을 넘는 자전거들이 속속 팔리고 있는 것을 보면 이해가 빠를 듯 싶다. 이렇게 시장이 고급화되면서 비싼 카본을 사용하는 일도 서슴없이 일어나는 중이다.

적용 분야도 다양해서 프레임은 기본이고, 페달과 구동축 등에도 카본이 흔히 사용된다. 물론 카본의 특성상 마모가 진행되면 형편없이 내구성이 떨어지기 때문에 기어와 체인처럼 마모가 심한 곳에는 사용되지 못했다. 왜냐하면 카본 컴포지트도 근본적으로는 결국 플라스틱이며 플라스틱은 마찰 마모에 굉장히 취약하다.

그런데 최근 한 업체가 카본을 사용한 드라이브 체인 (정확히는 드라이브 벨트)을 소개했다. 구동계에 카본 부품을 사용하는 일은 앞서 소개한 것처럼 흔치 않다. 물론 자동차 업계에서는 간혹 사용하긴 한다. 예를 들어 드라이브 샤프트를 카본으로 바꿀 경우 토크 손실을 줄이고 좀 더 정확하고 빠르게 힘을 전달할 수 있다. 샤프트의 무게가 줄어드니 샤프트 회전에 필요한 힘을 아껴 구동축에 전할 수 있으니 말이다.

물론 대중적이진 않다. 일단 가격이 비싸며 강한 토크를 견딜 수 있는지에 대한 명확한 기준을 세우기 힘들다. 그리고 비싼 비용을 투자한 것 대비 얻을 수 있는 효과는 제한적이라는 것도 약점이라면 약점이다.

그렇다면 지금부터 소개할 이 카본 벨트는 어떨까? 우선 벨트 방식을 적용한 자전거는 꽤 많다. 대부분 나일론에 고무를 섞어 제작하는데, 의외로 내구성이 뛰어나고 유지보수가 거의 필요 없으며(윤활유를 뿌리지 않아도 된다.) 아주 조용하다는 것이 강점이다.

여기에 카본 벨트는 이러한 강점을 그대로 유지한 채, 무게 감소에 따른 동력 전달 효율이 좀 더 좋다고 설명하다. 물론 우리가 흔히 아는 카본 컴포지트를 그대로 사용한 건 아니다. 앞서 소개한 것처럼 플라스틱으로 감싼 카본 부품은 마찰이 일어날 경우 대부분 쉽게 마모되어 버리기 때문이다.

카본 벨트는 기본적으로 나일론 벨트와 구조가 동일하다. 고무와 함께 나일론을 사용해 이빨을 만든 다음 장력을 유지할 코드의 소재로 카본을 사용한 것이다. 이런 소재 적층 방식은 타이어와 동일하다. 이 때 카본은 벨트의 텐션을 유지할 뿐만 아니라 조금이나마 무게를 덜어내 구동하는 모터 혹은 사람의 부담을 줄여준다는 것이다.

그런데 이 회사는 단순히 자전거만을 위해 이 벨트를 개발하지 않았다. 생각해보면 우리 주변에 동력 전달을 고무 벨트로 처리하는 기계 장치가 상당히 많다. 책상 위의 프린터부터 자동문, 농기계 심지어 진공청소기 부품에 이르기까지 고무 벨트는 실로 광범위하게 쓰인다.

따라서 자전거를 시작으로 다양한 분야에 카본 벨트를 공급한다는 것이 벨트 개발사인 이 회사의 설명이다. 최근 들어 체인보다 벨트가 보다 효율적이라는 평이 많은 모터사이클 분야도 이들의 대상 고객이라고 한다. 실제로 나일론 코드보다 좀 더 긴 수명과 더 나은 효율을 보장한다면 사용하지 않을 이유는 없다.

문제는 카본 원료 자체가 나일론보다 여전히 비싸다는 점 뿐이다.

박종제 에디터는?

F1 레이싱 코리아 전 편집장으로 포뮬러 1과 관련된 뉴스 그리고 레이스의 생생한 이야기와 트랙 밖의 이야기를 다수의 매체를 통해 전해왔다.

레드불 코리아, 한국 타이어 매거진 뮤(MiU) 등의 온/오프라인 채널에 F1, 24h 르망, WRC 등 다양한 글로벌 모터스포츠 이야기를 전하고 있는, 모터스포츠 및 자동차 전문 에디터다.