마이크로 모빌리티로서 2륜차 킥 스탠드 디자인의 시사점 고찰

1.1 연구의 배경 및 목적

미래의 교통 환경에 대한 논의에서는 대체로 4륜 구조의 차량이 중심이 되고 있으나, 도심지에서의 이동에서 두 개의 바퀴를 가진 소형 운송수단 역시 다양한 유형의 개인용 운송수단(PM; Personal Mobility)으로서 가능성 확대가 예측된다. 이는 도시의 교통 체계에서 개인의 이동 수요를 충족시키기 위한 모빌리티 서비스는 이동의 시작과 목적지 도착으로 완결하기 위한 퍼스트 마일(First mile)과 라스트 마일(Last mile)의 개념을 포함하는 여정의 형태로 형성되고 그것을 충족시키는 이동수단이 요구되기 때문이다.

이러한 맥락에서 이미 오랜 역사를 가진 모터사이클과는 또 다른 특징을 가진 킥보드나 자전거 형태의 모터 동력 충전식 소형 2륜 차량이 도시에서 개인용 근거리 이동수단으로 쓰이고 있는 것이 오늘날 도시의 풍경이기도 하다. 그러나 이와 같은 마이크로 모빌리티를 포함하는 2륜차의 사용 증가에 비례해 보행자와 차량으로 구성된 기존의 도시 교통 체계 내에서 이들의 운행이나 주차에 의한 안전사고가 증가하고 있다.

이들 2륜차 중에서 특히 전동 킥보드만을 살펴본다면 한국교통안전공단 자료를 살펴보면 전동킥보드는 2019년에 96,000대이던 것이 2020년에는 145,000대로 급증하였고, 그에 따라 전동 킥보드에 의한 사고가 늘어나고 있다. 사고 현황을 보면 2017년에 363건, 2018년에 613건, 2019년에 785건 등으로 기하급수적으로 늘어나고 있으며, 2020년도의 사망자도 2019년도와 비교해 두 배 이상 증가¹⁾하고 있다.

Photo. 1

Electric 2-wheeled kick-boards on street

이와 같은 문제를 해결하기 위해서는 전동 2륜 킥보드 이용객들의 인식 개선과 킥보드 관리 업체의 회수 주기 조정 등이 필요할 것으로 보인다. 그리고 전동 킥보드의 주차와 관련한 문제도 적지 않은데, 이에 따라 전동 킥보드와 기존의 자전거와 모터사이클 등 2륜차의 주차에 관련된 문제에 주목할 필요가 있다.

이러한 이유에서 2륜차의 주차나 차체 지지를 위해 설계된 킥 스탠드(Kick stand)의 구조 재검토가 요구된다. 본 논문에서는 2륜 차량에 설치된 킥 스탠드의 구조와 기능적 특징, 그리고 그 설치 방향에 관련된 내용을 고찰하여 다양한 유형의 마이크로 모빌리티로 활용되는 2륜 전동 킥보드의 킥 스탠드 디자인 개선 방향에 대한 시사점을 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

1.2 연구의 내용

본 연구에서는 먼저 2륜차에 대한 개략적 고찰과 함께 킥 스탠드의 기원 및 구조적 특징을 검토하고 2륜차 킥 스탠드의 특징과 교통 사용성을 고찰하였다. 그리고 전동 킥보드와 유사한 사용 환경의 2륜 차량 킥 스탠드 사용상의 문제점을 분석하였다.

이를 바탕으로 대표적인 2륜차의 유형에서 마이크로 모빌리티에서의 킥 스탠드 디자인의 변화 및 개선 가능성을 살펴보았다. 이를 통해 향후의 마이크로 모빌리티를 위한 2륜 차량의 킥 스탠드 디자인의 개선 가능성 및 변화 방향에 대한 시사점을 도출하는 것이 본 연구의 주된 내용이다. 주요 항목을 정리하면 이와 같다.

• 1) 2륜차와 킥 스탠드의 기능적 특징 고찰
• 2) 킥 스탠드의 발전 과정, 구조, 사용성 고찰
• 3) 모빌리티에서 킥 스탠드의 구조 시사점 도출

2.1 2륜차의 고찰

다양한 유형의 이동수단 가운데 2륜차는 상대적으로 단순하고 효율적인 구조를 가진 교통수단의 하나로 받아들여진다. 역사상 공식적으로 기록된 최초의 2륜차는 19세기에 유럽에서 등장한 것으로 알려져 있으며, 21세기 현재 2륜차는 전 세계에 10억대 이상 존재하고 있다.²⁾

Table 1

Recent representative types of two-wheelers

Photo. 2

Daimler’s Reitwagen, 1885

현존하는 2륜차의 대표적인 형태는 자전거, 모터사이클 등이며, 최근에는 충전식 전동 킥보드가 점차 대중화되고 있음을 볼 수 있다.

인력으로 추진되던 초기의 2륜차가 엔진을 동력원으로서 장착한 것은 독일에서 고틀립 다임러(Gottlieb Daimler)와 빌헬름 마이바흐(Wilhelm Maybach)에 의한 최초의 내연기관 동력의 4륜 차량을 제작을 1년 앞둔 1885년이었으며, 이 차량은 영어로 ‘Riding car’라는 의미의 독일어 라이트바겐(Reitwagen), 혹은 영어의 ‘Single track’이라는 의미의 독일어로 아인스푸르(Einspur) 라고 불렸다.³⁾

이 차량은 목제 프레임의 좌우에 전도(顚倒)를 막기 위한 작은 크기의 보조 바퀴가 있어서 2륜이기 보다는 실질적으로 4륜 구조였으므로, 차체를 지지하기 위한 구조물은 고려되지 않았다.

Photo. 3

Hildebrand & Wolfmüller’s diagram, 1894

여기에서 발전해 현재의 모터사이클과 유사한 구조의 철제 프레임과 실질적인 2륜 구조를 가진 동력 차량은 1894년의 힐더브란트와 울프뮬러(Hiderbrand & Wolfmϋller)에 의해 제작되었다.⁴⁾ 이후 자전거에 사용되던 킥 스탠드가 차용되어 적용되기 시작한 것으로 보인다.

2.2 킥 스탠드의 고찰

2륜 차량을 지지하기 위한 구조물로써 킥 스탠드의 가장 초기의 것은 1869년에 프랑스의 알버트 베루이어(Albert Berruyer)에 의해 설계되었으며, 그 이후로 여러 사람에 의해 개선되었다.⁵⁾ 초기에 제작된 킥 스탠드는 자전거의 핸들 바(Handle bar)의 아래에 설치된 형태였으며, 오늘날의 자전거 킥 스탠드보다 훨씬 길었다.

Photo. 4

Alfred Berruyer’s early version of a kickstand adorns a velocipede

이후 1891년에 파든 틸링하스트(Pardon W, Tillinghast)는 페달에 장착되는 구조의 킥스탠드를 고안하면서 사용하지 않을 때는 페달 아래에 평평하게 접혀있는 구조의 디자인을 특허 받는다. 이보다 더 짧은 형태의 킥 스탠드는 1926년에 엘든 헨더슨(Eldon Henderson)이 특허를 받았으며, 1930년대에는 조셉 폴 트린(Joseph Paul Treen)이 더 작고 편리한 받침대를 개발한다.

1970년대에 대량생산되는 자전거의 킥 스탠드는 더 단순화된 경량 구조로 변화되었다. 이러한 변화에 따라 킥 스탠드라는 명칭 이외에 사이드 스탠드(Side stand)라는 명칭도 사용된다.⁶⁾

Photo. 5

Modern type kickstand of a bicycle developed in 1970s

그러나 엔진 탑재로 인해 자전거보다 더 무거운 중량을 가지게 된 모터사이클은 킥 스탠드만으로는 장시간의 주차가 불가능하였으므로, 이를 해결하기 위한 센터 스탠드(Center stand)가 추가되어 병렬적 구조로 변화된다.

Photo. 6

Military motorcycle with kickstand only, 1946

센터 스탠드는 모터사이클의 무게가 타이어에 가해지지 않으면서 장기 주차를 할 수 있고 사용자가 구동 체인의 장력 조정과 같은 유지 보수도 수행할 수 있도록 설계된다.

센터 스탠드는 오늘날 대부분의 실용 목적 모터사이클에 킥 스탠드와 함께 장비되어 있으나, 초기의 군용 모터사이클, 그리고 오늘날에 경주용으로 제작되는 고성능 모터사이클에서는 전체 중량을 줄이고 지면으로부터의 최저 지상고(Ground clearance)를 확보하기 위해 생략되기도 한다.

3.1 킥 스탠드 설치 방향

19세기에 처음으로 자전거에 설치된 킥 스탠드는 차체의 왼쪽에 설치되는 것으로 시작됐으며, 이후의 발전 과정에서도 계속해서 차체의 왼쪽에 킥 스탠드가 설치됐다. 이에 따라 오늘날의 2륜차에 설치되는 킥 스탠드는 예외 없이 전진 방향을 기준으로 차체의 왼쪽에 설치된다. 이러한 좌측 설치의 이유에 대한 해설 중 비교적 타당성이 높은 것은 고대부터 중세와 근세로 이어진 기마(騎馬)문화로부터 유래됐다는 주장을 볼 수 있다.

이 주장에 근거가 되는 좌측 탑승 및 좌측 교차 통행의 승마 관행을 뒷받침하는 근거는 고대 유물에서 다양하게 볼 수 있는데, 그중 하나가 기원전 100년경에 제작된 알렉산더 대왕(King Alexander)이 페르시아의 다리우스 왕(Persian King Darius)과 치룬 전쟁 중 하나인 ｢이서스 전투(Battle of Issus)｣ 장면의 그림에서 볼 수 있다.⁷⁾ 여기에서는 양측 진영의 병사와 마필이 상대의 왼쪽으로 교행(交行)하면서 전투하는 모습을 볼 수 있다.

중세시대의 유물에서도 기마병의 통행 방향을 살펴볼 수 있는데, 가장 대표적인 것은 영국 바이외(Bayeux) 지역 성당에서 발견된 ｢바이외태피스트리(Bayeux Tapestry)｣이다. 상하 폭 50 cm에 길이 70 m에 이르는 이 직물은 AD 1066년에 노르망디의 윌리엄 공작(William, Duke of Normandy)이 나중에 영국 왕이 된 웨섹스 백작 해롤드(Harold, Earl of Wessex, Later King of England)와 벌인 왕위 찬탈전쟁이었던 ｢헤이스팅스 전투(Battle of Hastings)｣ 장면을 자수를 놓은 것으로, 11세기의 무기와 기마술 등을 보여준다.⁸⁾ 여기에서 말의 지향 방향과 전후 관계, 원근감의 표현 등에서 좌측통행을 확인할 수 있다.

Photo. 7

Picture of Issus Battle, BC100

Photo. 8

Bayeux Tapestry, AD1066

한편, 기마와 관련된 관습을 살펴보면, 동서양을 막론하고 일반적으로 오른손잡이가 많으므로 말을 탄 채 전투를 하게 되면 거의 모두가 오른손에 칼이나 창을 들고 상대의 왼쪽으로 교차하면서 교전해야 했다. 이러한 방법은 말과 마차의 도로 통행에도 영향을 주게 되어, 도로에서 좌측통행을 하게 되었다.⁹⁾

Photo. 9

Left crossing tournament of medieval chivalry

Photo. 10

Illustrations of mounting a horse back

기마병들은 말에 오를 때 대체로 오른손으로 칼을 뽑기 위해 왼쪽 허리에 칼을 차고 있음에 따라, 말 등에 쉽게 오르기 위해서는 말의 왼쪽에 선 채로 칼의 무게가 더해지지 않은 오른쪽 발을 말 등으로 먼저 올려 말에 올라타는 방법을 썼으며, 이 방법은 오늘까지도 유사하게 사용되고 있음을 볼 수 있다.¹⁰⁾

이처럼 기마 문화에서 유래한 좌측 승마 및 좌측 교행 습관 등으로 2륜차의 킥 스탠드 역시 좌측으로부터의 승하차를 용이하도록 하기 위해 왼쪽으로 차체가 기울어지는 구조의 킥 스탠드를 차체의 왼쪽에 설치한 것이라는 해설을 볼 수 있다.

3.2 통행 방향 변화

근세에 이르기까지 말과 마차가 도로의 좌측으로 교차해 통행하는 좌측통행의 관습이 이어졌으나, 19세기 초에 이르러 변화가 일어난다. 프랑스는 혁명 이후 말을 타고 좌측통행하면서 오른손에 칼이나 채찍을 든 봉건귀족의 이미지를 없애기 위해 우측통행을 시행하기에 이른다. 이것은 1804년에 시행된 ｢나폴레옹의 규칙(Napoleonic Code)｣ 중 하나였으며, 나폴레옹의 정복 전쟁으로 유럽에 확산하게 된 것을 볼 수 있다. 그러나 통행 방향이 바뀌었음에도 프랑스에서는 왼쪽으로 타고 내리는 기마 관행 자체는 유지되면서 도로 통행 방향과의 일관성이 사라지게 된다.

러시아는 1752년 칙령으로 우측통행을 시행했으며, 미국은 1792년 영국으로부터의 독립 강화 정책으로 영국식 좌측통행 대신 우측통행을 펜실베이니아주를 시작으로 미국 전역에서 시행했다. 영국 등 나폴레옹에게 정복된 시기가 없는 국가들은 좌측통행을 유지했으며, 일본은 영국과의 교류로 1872년에 철도를 개통함에 따라 좌측통행을 시행했다. 오스트리아 등 유럽대륙의 나머지 좌측통행 국가들은 나치 독일에 점령됨에 따라 우측통행으로 바꿨다. 한편, 덴마크는 프랑스의 침공을 받지 않았음에도 1793년에 우측통행으로 바꾸게 된다.¹¹⁾

현재 차량이 좌측으로 통행하는 국가는 영국, 아일랜드, 오스트레일리아, 싱가포르, 뉴질랜드, 인도, 태국, 일본 등이며, 나머지 국가에서는 우측통행을 하고 있다.¹²⁾ Photo. 11에서 우측통행 국가가 초록색으로 표기된 것을 볼 수 있는데, 대부분 국가가 우측통행이라는 것은 역사상으로 좌측통행이 시초였다는 점과는 상반된 현상이라고 할 수 있다.

Photo. 11

Map of left/right hand traffic countries

4.1 구조적 요인

3장에서 고찰한 2륜차의 킥 스탠드 설치 방향과 관련한 내용은 기마 문화에서 유래한 사용성이 주된 내용이었다. 4장에서는 구조적 요인을 중심으로 하는 킥 스탠드의 특징을 살펴본다.

자전거 등은 인력 2륜 차량에서는 구조적으로 좌측 킥 스탠드 설치에 의한 차량 자체의 변화로 주목되는 부분이 없으나, 원동기가 설치된 모터사이클에서는 킥 스탠드 설치 방향에 의한 변화 요인을 볼 수 있다. 주요 특징은 좌측 킥 스탠드 부착과 관련해 차량 운행과 관련한 조작 장치와 부품 배치에서 볼 수 있다.

대표적 사례로는 킥 스탠드를 왼발로 조작할 경우를 고려한 주행 및 제동과 관련된 조작기구의 오른발 조작을 위한 분산 배치를 볼 수 있다. 이에 따라 전륜과 후륜 브레이크와 킥 크랭크 레버는 오른발로 조작하도록 오른쪽에 배치하며, 변속 장치 조작 레버는 왼발로 조작하도록 배치된다. 한편으로, 배기 파이프는 차체의 오른쪽에 설치되는데 이는 조작 장치는 아니지만, 좌측 승하차를 기준으로 승하차 시에 신체와 배기구 접촉으로 인한 화상 가능성을 낮추기 위한 것이다.

Table 2

Kick stand related control layouts

Photo. 12

Package layout of compact motor bike, 2014

높은 배기량을 가진 엔진 탑재로 인해 배기구를 양측에 설치한 대형 모터사이클 기종은 방열 커버(Heat shield cover)가 좌측 배기관에 추가되기도 한다. 그러나 실제로 이에 대한 명시적 설계 기준은 존재하지 않음을 2륜 차량 설계 실무자와의 인터뷰를 통해 확인할 수 있었다.¹³⁾ 킥 스탠드를 중심으로 이와 같은 변화를 볼 수 있으나, 2륜차는 통행 방향 변화에 따른 차량 자체의 구조 변화는 크지 않다.

그러나 최초의 차량 등장 이후 4륜 차는 차체 폭이 넓어짐에 따라 운전석의 위치를 편심(偏心)시키는 변화가 불가피하게 된다. 고틀립 다임러 등이 제작한 초기의 4륜 차량은 운전석이 차체 중앙에 있었으나, 이후 다수 인원 승차를 위해 차체 폭이 넓어짐에 따라 좌측통행 국가에서는 운전석을 차체의 오른쪽으로, 우측통행 국가에서는 운전석을 차체 좌측에 설치하게 되는데, 이 역시 기마 시의 교행 방법에 근거한 것이라는 해설을 볼 수 있다. 이는 오늘날 국가마다 도로 통행 방향에 의한 차량 구조의 변화 요인으로 작용하게 된다.

4.2 도로와의 관계

모든 2륜차는 차체를 지지하기 위해 킥 스탠드, 또는 센터 스탠드가 장비돼 있으나, 단기 주차 시에는 대체로 킥 스탠드가 사용된다. 이 경우 차체가 차량 전진 방향을 기준으로 좌측으로 기울어진 상태가 되는데, 이에 따라 우측통행 방식을 가진 교통 환경에서는 보행자 도로에 2륜차를 진행 방향으로 주차할 경우 Photo. 13에서와 같이 차체가 차도 방향으로 기울어진다. 그리고 만약 보도에 배수각 기울기가 만들어져 있을 때는 차체 기울기는 더욱 커지게 되어 주차 도중에 전도(顚倒) 사고의 가능성은 더 커진다.

Photo. 13

Motorcycle parking on right hand side traffic way

Photo. 14

Two-wheeler parking by kickstand on right hand side traffic way

또한, 차로의 가장자리에 주차하는 경우에는 2륜 차량의 차체가 차로를 향해 기울어지므로 차로를 통행하는 차량과의 접촉 사고 가능성이 유발된다. 그리고 이용자는 차로로 걸어 나와 차량의 왼쪽에서 탑승해야 하므로, 도로를 주행하는 차량과의 인명사고 가능성도 존재한다.

반면에 차량이 좌측통행을 하는 교통 환경에서는 좌측에 설치된 킥 스탠드의 사용이 도로의 차량 통행이나 인도의 보행에서 상대적으로 안전성을 확보할 수 있는 조건이 만들어지는 것을 볼 수 있다. 또한, 2륜차의 탑승에서도 이용자는 차도로 나가지 않고 인도에서 즉시 탑승 가능한 조건이 만들어짐을 볼 수 있다.

Photo. 15

Motorcycle parking on left hand side traffic way

Photo. 16

Two-wheeler parking by kickstand on left hand side traffic way

이에 대한 사례로는 일본 등과 같이 차량의 좌측통행을 시행하는 국가의 거리에서 2륜차의 주차 방향이 통행 방향과의 일관성이 유지되는 것을 볼 수 있다.

4.3. 킥 보드와 킥 스탠드 디자인

지금까지 살펴본 2륜차 킥 스탠드의 사용성 고찰 내용은 현재의 내연기관 동력의 모터사이클을 기준으로 한 것이다. 이 내용 중 기구적 요인에 의한 배치 방향 설정에는 흡배기 시스템 및 변속기를 가진 내연기관의 구조 특성을 반영한 기술적 제약 조건이 존재한다.

그러나 충전식 전기 동력 2륜 차량에서는 흡배기 시스템과 변속 장치 조작 등이 사라짐에 따라 킥 스탠드의 설치 조건 변경에서 제약 조건이 상대적으로 적다. 이에 따라 거의 완전한 좌우 대칭의 차량 구조를 가지게 된다는 점이다. 또한, 최근 사용되는 전동 2륜 킥보드는 작은 크기의 휠을 사용함에 따라 지상고가 낮아져 킥 스탠드의 길이가 매우 짧은 구조이다.

Photo. 17

Short kickstand of electric kick-board

대부분의 전동 킥보드는 좌측에 짧은 길이의 킥 스탠드를 장착하고 있으며, 이는 단순한 구조로서의 장점을 가지고 있다. 충전식 전기 동력의 자전거 형태의 모빌리티는 킥 스탠드와 후륜에 메인스탠드를 동시에 장착한 경우가 많으며, 바이크 또는 스쿠터 형태의 전동 모빌리티 역시 킥 스탠드와 센터 스탠드 두 가지를 모두 장착한 유형을 볼 수 있다.

이와 같은 2륜차의 대표적인 세 가지 유형에서 킥 스탠드의 구조와 특징 등을 정리하면 Table 3과 같다.

Table 3

Implications of design changing factors in mobility

4.4. 모빌리티 킥 스탠드의 시사점

2륜차의 역사는 길고, 그 역사 시간에서 킥 스탠드는 오랫동안 사용됐으나, 최근의 마이크로 모빌리티의 이용 증가로 도로의 통행방법과 기존의 전통적 킥 스탠드와의 갈등 요소가 주목받고 있음에서 본 연구가 시작되었다.

지금까지 살펴본 다양한 유형의 2륜 차량에 설치된 킥 스탠드는 모두 좌측에 설치된 구조로 되어 있음을 확인할 수 있었다. 이는 역사적으로 기마 문화에서 비롯된 것이었으며, 특정 시대와 지역의 통행 방향 변화 때문에 우측통행에 대한 일관성이 사라졌음에도 일종의 관행처럼유지돼 온 것을 발견할 수 있었다.

따라서 현재의 킥 스탠드는 일부의 좌측통행 국가에서는 사용성이나 안전성 등에서 문제점을 가지고 있지 않은 것으로 보이나, 우리나라를 비롯한 대다수의 우측통행 국가의 교통 환경에서는 개선이 필요함을 발견할 수 있다.

한편, 이에 대한 대안이 일부 최신 킥보드 기종에서 발견되기도 하는데, 최근에 등장한 전동 킥보드에는 좌측에 설치되는 킥 스탠드 대신 차체 앞쪽에 설치되는 중립적 구조의 스탠드를 볼 수 있다. 이는 기존의 모터사이클의 센터 스탠드를 응용한 구조로, 노상에 킥 스탠드 만으로 세워져 방치된 전동 킥보드가 전도 등으로 인한 파손이 증가함에 따라 대안적으로 등장한 형태이다. 이 구조는 킥보드 지지 시에 전륜이 들리는 구조로서 직립이 가능한 구조이나, 조작성 등에서 기존의 킥 스탠드에 비해 이용자의 호응도가 낮다.

Photo. 18

Alternative neutral stand

가장 효과적인 방법은 우측통행의 환경에서는 킥 스탠드를 오른쪽에 설치하는 것이라고 할 수 있으나, 내연기관을 탑재한 모터사이클에서는 4장 1절에서의 고찰과 같은 구조와 운전 방법 등의 변화가 클 것이므로 추가적인 연구가 요구된다고 할 것이다. 그러나 흡배기 시스템이 존재하지 않는 전기 동력 모터사이클에서는 이에 대한 기술적 장벽은 상대적으로 높지 않아 보인다. 전동 킥보드 역시 동일한 조건에 있다고 할 수 있으므로, 이에 따라 전동 킥보드에서 킥 스탠드의 우측 설치에 대한 검토가 필요하다.

Table 4

Implications for design of PBV