휠디스크

휠 구조(wheel structure)

휠디스크(wheel disc)는 자동차의 휠(Wheel)을 구성하는 부품 중 하나로, 자동차의 휠허브(wheel hub)와 휠림(wheel rim)을 연결해주는 볼트 구멍이 있는 부분을 말한다.

개요

휠디스크는 자동차나 자전거의 바퀴를 구성하는 금속제 부품인 휠과 고무 재질의 타이어(Tire) 중에서 휠을 구성하는 부품 중 하나이다. 휠은 타이어(Tire)가 장착되는 휠림, 휠허브(Wheel Hub), 그리고 자동차의 허브용 구멍과 체결용 볼트 구멍이 가공되어 있는 휠디스크로 구성되어 있다. 휠디스크는 휠림과 휠허브의 사이에 있는 둥근 판형을 말하며, 형상에 따라서 여러 가지 종류로 구분된다. 휠디스크의 종류는 강판 휠디스크(steel wheel disc), 강선 휠(steel wire wheel), 주조 휠(casting wheel) 등이 있으며, 일반적으로 사용되는 휠디스크는 거의 강판을 프레스를 이용하여 접시형으로 성형한 것이다. 타이어가 장착되는 휠림과 휠허브와 결합되는 휠디스크를 함께 디스크휠(Disc Wheel)이라고 부르며, 휠디스크는 휠스파이더(Wheel Spider) 또는 휠스포크(Wheel Spoke)로 대체될 수 있다. 휠디스크의 중앙에는 자축에 장착하기 위한 허브 구멍이 있고, 휠디스크의 안쪽에는 브레이크 장치가 내장되어 있다. 휠디스크는 휠스포크와 휠스파이더보다 제작이 쉽고, 무게가 가벼우며 튼튼하여 대량 생산에 적합하여 경트럭이나 버스에 디스크휠이 주로 사용된다.

구조

디스크휠 단면(Disc Wheel cross section)

휠디스크는 타이어를 장착하는 부분인 휠림과 휠의 중심 부분이자 차축과 연결하기 위한 허브 구멍과 볼트 구멍이 있는 휠허브의 사이에 위치한 둥근 강판을 말한다. 대부분의 디스크휠은 휠림과 휠허브, 휠스포크를 용접하여 일체형으로 만든 주조 휠이기 때문에 휠의 구성 부품 간의 명확한 구분이 되어있지 않지만, 일반적으로 차축과 결합하기 위한 허브 축과 볼트 구멍, 그리고 휠스포크가 휠허브와 맞닿아 있는 부분을 아울러서 가르켜 휠디스크라고 한다. 일체형 구조로 제작되었으므로 내구성 및 안전성이 뛰어나다. 또한, 프레스로 강판을 접시 모양으로 성형하여 제작하여 휠스포크나 휠스파이더가 적용된 휠보다 구조가 단순하지만 강성이 높기 때문에 주로 버스나 트럭에 주로 사용되며, 일반 승용차뿐만 아니라, 경주용차 또는 스포츠 바이크에도 널리 사용된다. 휠디스크 안쪽에는 브레이크 장치인 브레이크 드럼(break drum) 또는 브레이크 디스크(break disc)가 내장되어 있으며, 휠디스크에는 브레이크 작동 시 발생하는 열을 방출하기 위한 구멍이 뚫려 있다. 휠과 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼은 휠허브의 휠플랜지(wheel flange)에 볼트 또는 너트로 고정된다.

기능

휠디스크는 타이어의 형태를 일정하게 유지하고 차량의 하중을 지지하는 휠에서 중심적인 역할을 한다. 휠디스크가 적용된 휠을 디스크휠이라고 하며, 타이어는 이 디스크휠에 결합되어야 기능을 발휘할 수 있기 때문에, 차량 구동 시 타이어에 작용하는 힘은 모두 디스크휠을 통하여 차량에 전해진다. 휠디스크는 휠림과 휠허브를 연결하는 휠스포크의 역할을 하기도 하며, 휠디스크는 강철 또는 경금속 합금을 프레스로 성형하여 제작되었기 때문에 강철 선으로 제작된 휠스포크보다 높은 강성을 자랑한다. 또한, 휠디스크에는 차축에 결합하기 위한 휠허브와 볼트 구멍 외에 추가적으로 환기용 구멍이 뚫려 있는데, 휠디스크 안쪽에 위치한 브레이크 장치 구동 시 발생하는 열을 방출하는 역할을 하기도 한다. 휠디스크에 뚫려 있는 구멍의 크기 및 개수를 통해서 휠의 디자인을 결정하는 휠스포크의 역할을 하기도 한다. 디스크휠은 종종 경주용차에 장착되기도 하는데, 스포크휠(spoke wheel)이나 스파이터휠(spider wheel)보다는 통기성이 좋지 않지만, 휠 안쪽에서 발생하는 난기류를 막아주면서 차량의 성능을 극대화로 끌어내기 위한 용도로 사용된다.

종류

캐스트휠

캐스트휠(Cast Wheel)

콤스타휠(Comstar Wheel)

휠은 모양에 따라 크게 디스크휠, 스포크휠, 스파이더휠로 나눌 수 있다. 그중에서 디스크휠은 타이어가 장착되는 휠림과 차량의 허브와 연결되는 휠디스크를 함께 어울러서 부르는 것이다. 디스크휠은 휠림과 휠디스크가 일체형인 주조 방식으로 제작된 휠이며, 캐스트휠(Cast Wheel), 또는 원피스(one-peice)휠, 경합금(輕合金) 휠이라고도 부른다. 가장 일반적인 형태의 디스크휠을 캐스트휠이라고 부르기도 한다. 캐스트휠과 같은 대부분의 디스크휠은 강판을 프레스를 이용하여 접시 모양으로 성형한 후, 휠림과 리벳(rivet) 또는 용접한 형태로, 중량 경감 및 브레이크 드럼의 냉각을 위하여 주변에 여러 개의 구멍과 차량의 허브와 연결하기 위한 볼트 구멍이 뚫려 있다. 또한, 캐스트휠을 비롯한 대부분의 디스크휠은 스파이더휠과 스포크휠과 달리 하나의 강판을 이용하여 제작되기 때문에 비교적 제작 방식이 단순하고, 무게가 가벼우면서도 튼튼하기 때문에 대량 생산이 용이하여, 일반 승용차나 트럭, 버스에 주로 사용된다. 뛰어난 강성으로 인해 스포츠 바이크에 사용되기도 한다. 일반적으로 다른 휠보다 강성이 높아 정확한 브레이크 반응과 빠른 가속을 가능하게 하며, 고속 회전 시 원심력이 감소하여 안정성이 높으며, 스포크 휠에 보다 구조가 단순하여 형태가 변형될 가능성이 낮고, 유지, 보수가 편리하다는 장점이 있다. 주로 튜브리스(tubeless)타이어)에 장착되어 스포크휠에 비해 상대적으로 무게가 가볍다. 그러나 높은 강성으로 인해서 충격 흡수력과 유연성이 떨어지고, 휠의 구조가 일체형으로 되어 있기 때문에 주행 중 파손될 경우 운행이 불가능하다는 단점이 있다. 정밀도와 내구력이 스포크휠보다 높기 때문에 코너링 시 가속하거나, 높은 알피엠(RPM)에서도 휠 본연의 모양을 그대로 유지하는 장점이 있어서 오프로드(off-road)보다는 온로드(on-road) 대회 또는 레이싱 대회 시에는 거의 캐스트휠을 사용한다. 디스크휠의 중요성이 높아짐에 따라 기존의 강철로 만든 무거운 캐스트휠의 단점을 보완하기 위해 가볍고 강성이 높은 알루미늄이나 마그네슘 등 경금속 합금을 소재로 한 휠이 개발되기도 하였다.

콤스타휠

캐스트휠은 가장 일반적으로 사용되는 형태의 디스크휠의 한 종류이다. 스포크휠보다 정밀도와 강성이 높다는 장점이 있으나, 스포크휠보다 충격 흡수와 유연성이 떨어진다는 단점이 있다. 콤스타휠(Comstar Wheel)은 이러한 캐스트휠의 단점을 보완하였으며, 캐스트휠과 스포크휠의 장점이 적절하게 혼합된 휠이다. 콤스타휠은 기존 디스크휠과 동일한 주조 방식으로 제작되었으며, 알루미늄 합금을 소재로 제작된 휠림과 프레스 방식으로 만들어진 휠스포크를 리벳으로 결합하여 만들었기 때문에 캐스트휠의 정밀도와 강도를 가지면서 동시에 스포크휠의 충격 흡수 능력과 유연성을 겸비하였으며, 일반적인 캐스트휠보다 가볍다는 장점이 있다. 콤스타휠은 일본의 자동차 기업인 혼다(Honda)에 처음 개발한 것으로 알려져 있다. 콤스타휠과 캐스트휠의 중간 버전인 콤캐스트휠(Comcast Wheel)도 있는데, 알루미늄 휠림에다 알루미늄 캐스트 스포크를 특수 용접한 방식으로 제작되었으며, 주로 소형 스쿠터 등에 사용된다. 대한민국에는 콤캐스트휠이 채용된 기종은 없다.

참고자료

• 〈디스크 휠 ( disc wheel )〉, 《네이버 지식백과》
• 〈휠의 기본 구조〉, 《네이버 지식백과》
• 〈휠 디스크 ( wheel disc )〉, 《네이버 지식백과
• 〈디스크 휠 ( disc wheel )〉, 《네이버 지식백과》
• 〈캐스팅 휠 ( casting wheel )〉, 《네이버 지식백과》
• 〈콤스타 휠 ( com-star wheel )〉, 《네이버 지식백과》
• MCARFE, 〈자동차 휠의 구조와 종류〉, 《네이버 블로그》, 2016-03-02
• 〈타이어만큼 중요한 자동차 휠에 대한 모든 것〉, 《불스원 공식 블로그》, 2020-11-06
• 〈휠(Wheel)〉, 《티스토리》, 2017-03-07
• 〈휠 디스크와 타이어로 구르는 바퀴 세상〉, 《네이버 블로그》, 2008-10-29
• 차실장, 〈스포크 휠과 캐스트 휠의 차이점〉, 《네이버 블로그》, 2013-04-26
• 폴라리스, 〈휠의 종류, 콤스타와 디스크〉, 《네이버 포스트》, 2018-06-13
• 폴라리스, 〈휠의 종류, 캐스팅 휠〉, 《네이버 포스트》, 2018-06-12
• 문보, 〈(스크랩) 타이어의 종류와 그역활 〉, 《다음 블로그》, 2012-03-01
• 성공모드, 〈타이어 (Tire) 와 휠 (Wheel) 〉, 《다음 블로그》, 2009-03-05

같이보기

• 바퀴
• 휠
• 휠림
• 휠스포크
• 휠허브

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