자전거 프리휠 라쳇에 대한 이해 #2 - 클러치 방식

[골드]

2. 클러치 방식  

크리스킹 링드라이브와 DT 스타라쳇 등은 원판 두개를 맞대어 동력을 전달하는 클러치

방식으로, 맞대는 면에 한쪽으로 경사진 톱니를 넣어서 정회전시는 톱니가 맞물리고

역회전시는 경사진 톱니면으로 미끄러지며 동력을 차단하는 형식입니다.

패달링 없이 공회전시, 이 원판 두개가 허브 내에서 체결을 반복, 마치 박수치듯 

허브버디를 울리고, 스포크 경유 림까지 울려서 라쳇소리가 꽤 큰 특성이 있습니다.

제가 크리스킹 허브는 써보지를 못해, 검색신공으로  한눈에 작동 원리를

쉽게 알수 있을 만한 적절한 도면과 사진들을 업어왔습니다.

좌에서 우로 허브바디 / 스프링 / 클러치 1 / 클러치 2 / 프리버디 구성으로 되어 있으며

클러치2는 맨 왼쪽 허브바디와 가장자리 큰 톱니로 물려 고정되고 클러치 1이 스프링

힘으로 클러치2와 접촉되어 동력을 전달하거나 분리하는 전형적인 클러치 구조인데

맨 오른쪽 프리버디 왼쪽(아래쪽)과 클러치 1 안쪽에 헬리컬 기어 즉 나선형 골을 파서 

프리버디가 정방향으로 회전 할 때, 클러치1을 클러치2에 더 강하게 밀착시켜

두 클러치판 간의 마찰력을 높여 동력전달을 좀 더 확실하게 한 멋진 구조입니다.

크리스 킹 프리휠의 실물 구조 모습입니다.

프리버디 안쪽으로는 횡충격에 강한 롤러베어링을 썼군요.

프리버디쪽에는 패달에 의한 순간충격이 체인 방향으로 즉, 

앞쪽으로 주어질 것이라 롤러베어링을 선택한 것은 멋진 판단으로 생각됩니다. 

그러나 기계적 요소라는 것은, 뭐든 일단일장, 롤러베어링이 수직과 횡충격에 

강하지만, 볼 베어링 대비 접촉면이 많다보니 마찰력이 큰 단점이 있지요. ^*^

클러치 링, 링드라이브라 하더군요. 공패달 유격을 작게하기위해 접촉 마찰면 톱니가

상당히 촘촘하고 또한 왼쪽 링은 허브에 밀착되며 힘을 전달하는 톱니 또한 촘촘합니다.

왼쪽 링 클러치는 허브 우측에 고정되어 허브에 회전력을 전달하고

오른쪽 링 클러치는 허브 안에서 스프링에 밀려 왼쪽 링클러치에 붙어있는 형식으로

링 안쪽에 프리버디 아래쪽 헬리컬 기어와 맞물리기 위한 경사골이 파여져 있습니다.

사진상 마찰면 맞물리는 톱니수를 세어보니 72개 이고, 이런 클러치형 라쳇은

링 전체가 동시에 맞물리는 구조라서 라쳇수는 그대로 72T 가 되겠습니다.

그렇다면 공패달 유격은 360/72= 5도 가 되어서, 패달링을 개시하거나 

멈추었다 다시 개시 할 때 공패달 손실 최대 5도 정도가 되겠습니다.

시마노 XT 프리휠의 10도 대비 공패달 손실이 반이나 주는군요.  ^O^

클러치 부위 확대사진

공패달 손실 유격이 5도로 작은 것은 참 좋은데, 한정된 공간에 많은 톱니를 

만들다 보니 서로 맞물려야 할 톱니 키가 매우 작아, 거의 평판을 맞댄듯 합니다.

클러치판 사이 작은 모래나 깨진 톱니 한쪽이라도 끼면

바로 클러치 판이 들뜨며 패달 동력이 끊기는 애로사항이 있겠군요.

아무리 단단한 초경합금 소재를 쓴다 하더라도 같은 경도의 금속간의 마찰과 충격으로

소위 쇳가루는 나오기 마련, 이 라쳇시스템의 경우는, 기본 유지를 위한 청소와 손질을

자주 해야하는 약간의 성가심이 있을듯 합니다.

이 허브 전용 정비 공구와 정비능을 갖추기 힘든 일반 사용자들은,

그만큼 샵에 자주 들러 정비 받아야 하는 성가심이 있을 것 같습니다.

샵의 입장에서는 사용자들을 더 자주 샵에 오게 해서 지름신을 부르는 유리함이 있겠고

자전거에 대해 잘 모르는 사용자들은, 그만큼 이런저런 정비 서비스를 자주 받으며

더 안전하게 라이딩 할 수 있을 것이니 서로 윈윈도 되겠습니다. ^*^

같은 클러치 형식의 DT Swiss 사의 240S 스타라쳇 시스템입니다.

그림상 2번의 링형 클러치 한쪽은 허브버디에, 다른쪽은 프리버디에 장착되며

양쪽다 스프링 힘으로 접촉하여 맞물려 회전 동력을 전달하는 형식입니다.

일반 공구가 필요한 베어링 탈착을 제외한다면, 이건 뭐 육각렌치 조차 필요 없이

그냥 누구나 맨손으로 쉽게 분해조립과 청소가 가능한 참 간결하고 빼어난 구조입니다.

여기에 저 1번 어뎁터만 바꾸어 끼면 

여러 규격의 액슬도 사용 할 수 있을 것이니 범용성까지 짱입니다. ^O^

그러나 크리스킹 대비, 저 클러치 링들이 허브 버디와 프리휠 버디에서 각각 횡마찰을 

일으키는 단점이 있습니다.  그 작은 틈새 모래알갱이 하나 끼면 바로 기능정지 Y.Y

36T 스타라쳇

초기에는 라쳇수 18T 였는데, 18T의 공패달 유격이 20도나 되다보니 패달링 기술을 자주 

쓰는 테크니컬 라이더, 싱글족들의 불만이 좀 있었을듯, 이후 36T가 나왔을 것입니다.

그런데, 이것 패달킥을 얼마나 쎄게 했던지 스프라켓 걸리는 돌기에 퍽퍽 파인 자국도 제법 ^*^

그런데 이것이 약간의 단점이 있더군요.  

바로 저 사다리꼴 단면의 고정용 톱니, 이것이 허브버디와 프리버디에 껴있는 

같은 톱니 사이를, 스프링 힘에 의존하여 횡으로 오가며 작동하는데

일반 패달킥 정도가 아닌, 도끼로 찍듯 매우 강력한 순간 도끼 패달킥을 하는 분들이

가끔 있다보니, 이 단단한 초경합금 재질의 톱니들이 살짝 뭉게지며 걸려서 

이 클러치판이 횡으로 오가지 못해 클러치 기능을 상실한 경우를 한번 겪었습니다.

이 고장은 초경합금 재질의 일부를 갈아내야 해서 야전에서 고치기는 좀 어렵더군요.

또한 분해 손질이 매우 쉽다보니, 야전에서 대충 손보다 모래등이 유입되어, 톱니사이

끼거나 클러치 마찰면 톱니 사이에 끼며 들떠서 패달이 헛도는 경우도 직접 봤는데

이정도는 워낙 손질하기 쉬우니 좀 성가신 정도.. ^*^

그리고 조금 엉뚱하게도 이 원형 클러치판을 밀어주는 저 스프링이 링 안쪽으로

삐져나와 끊어지고 휘어서 클러치를 들뜨게 한 경우도 있었습니다.

이런 소소한 단점은 하다못해 육각렌치 조차 필요없을 정도의 간편한 분해정비성으로

가볍게 카바되다보니, 자가정비를 하는 저는, 분해정비성이 상대적으로 많이 떨어지는

크리스킹 링드라이브 보다는, 이 스타라쳇 시스템에 더 후한 점수를 주고 싶습니다.

어떻거나 이런 클러치형 라쳇시스템들은

톱니가 동시에, 확실히 물려 회전력을 골고루 잘 전달하는 강점이 있고

허브버디를 울려서 라쳇 소리가 꽤 크게 나는 장점 겸 단점이 있을 것이며

공패달 손실을 줄이기 위해, 제한된 크기의 원판링에 톱니수 즉, 라쳇수를 

많이 늘릴 경우, 그만큼 톱니 키가 작게 되며 평판화 되므로,

이물질등에 의한 고장이 잦을 것이라 청소 정비를 자주 해줘야 하고, 

톱니 키가 작다보니 내구성 또한 떨어지는 단점이 있겠습니다만, 

이런 내구성 문제는 속의 작은 부품인 링드라이브 세트나 스타라쳇 세트만 

바꾸면 되는 간단한 것이라, 뭐 그리 따로 신경 쓸 필요는 없을 것 같습니다.

꼭 두개 비교하라면? 

DT 스타라쳇의 횡마찰의 단점이나 스프링등의 문제 또한 청소문제등은 

맨손으로 손쉽게 가능한 막강 편리 정비성으로 가볍게 카바하고

간단한 어뎁터 하나만으로 여러 규격 엑슬 사용등 범용성까지 추가된

스타라쳇 쪽에 더 점수를 주겠습니다. ^*^ 

그런데..이 스타라쳇에 공패달 유격을 작게하기 위한 라쳇수를 많이 늘린다면? 

크리스킹의 경우는 클러치를 확실히 압착해서 눌러주는 프리버디 헬리컬 구조가 있지만

스타라쳇은 클러치판을 압착시키는 구조가 없고 클러치 횡마찰까지 있으니 

라쳇수 많이 늘리면 오히려 부작용이 더 심하게 될듯합니다.

라쳇수 36T 정도가 적절하지 않을까 하는 개인적 생각.... ^*^