자전거 프리휠 라쳇에 대한 이해 #3 - 허브 걸림 방식

[골드]

3. 허브 걸림 방식 

스프라켓이 장작되는 프리버디와 파울이 장착되는 파울버디가 한몸인 특성이 있으며 

프리바디 보다 더 큰 직경을 가질 수 있는 허브쪽에, 파울 걸림 톱니를 설치한 구조로

프리버디 공회전시, 파울이 톱니 경사면에 눌렸다 튕겨 물리며 허브버디를 울리고 

이 소리가 스포크를 통해 림까지 가서 라쳇소리가 꽤 크게 나는 특성이 있습니다.

허브쪽 걸림 톱니수와 파울의 갯수와 길이를 바꾸며 라쳇수를 크게 늘릴 수 있고  

파울 스프링과 파울의 모양을 바꾸며 라쳇소리까지 튜닝 할 수 있는등,

다양한 응용이 가능한 구조인데다 정비성까지 매우 좋아서 차후 (아니 이미 인가요?)

자전거 라쳇시스템의 대세이자 주력이 될 것으로 생각됩니다.

사진은 현재 제가 사용중인 아이너 울트라 라이트4 뒷 허브 실물 구조입니다.

(이름이 좀 많이 길어서, 이하 울라4로 호칭하겠습니다)

왼쪽이 프리버디와 파울버디 일체인 프리휠 뭉치이며 

그 안쪽으로는 베어링 두개와, 베어링 위치 고정용 튜브 즉, 스페이서가 있습니다.

우측이 이 프리휠 뭉치가 장착되는 뒷허브 장착부 모양으로, 스포크 꼽는 바로 안쪽으로

파울이 걸리는 60개의 톱니링이 장착되어 있고 가운데 길게 나온 액슬 아래쪽으로 허브쪽

실드베어링과 그 바로 위로 프리휠 뭉치 와의 간격과 내부 베어링 회전을 맞추기 위해

베어링 이너링에 붙이는 스페이서(작은 링)가 있습니다. 

부품 하나하나가 정밀 절삭 가공되어 분해 자체도 힘든 시마노의 프리버디 걸림 방식과

그리고 클러치 형식의 크리스킹이나 DT240 허브 같이, 분해시 뭔가 정밀하게 보이는

몇개 부품들이 이탈하거나 보여서 긴장시키고 뭔가 기계장치 답게 보이는 것들 대비, 

이것은 그냥 맨손으로 쑥 뽑아도, 와샤 같이 보이는 스페이서 빼고는 뭐하나 이탈할만한 

것이 없는 단순 구조로 보이나, 실제로는 핵심 부품 수도 더 많고 제법 정밀한 설계와 

금속 가공 및 소재 기술이 두루 적용된 고급형 라쳇시스템입니다.

이 울라4 라쳇시스템은 위 사진에서 보시는대로, 3개의 걸림 톱니를 가진 4개의 파울과

파울스프링이 십자 방향으로 배치 되어 있고, 이들이 C형 링으로 파울버디에 잠겨 있어

프리휠 분리시 파울이나 파울 스프링이 이탈하지 않습니다.

3개 톱니를 가진 파울 4개가 톱니링 십자 위치에 동시에 걸려 패달 동력을 전달하며

라쳇시스템 안쪽 파울 장착부에 여유공간이 있어 모래등의 이물질 침투에도 대응하고

구리스나 오일등의 윤활제도 좀 더 많이 보관 할 수 있는 특징이 있어서

프리휠 공회전시 마찰면 내부 공간이 거의 없는 크리스킹 링드라이브 라쳇시스템 대비

정비 주기가 훨씬 긴 장점이 있습니다. (DT의 스타라쳇은 스타라쳇 안쪽으로 공간 ^*^)

파울 4개가 동시에 물리는 울라4 라쳇수는 허브쪽 톱니수와 같은 60T가 되며

공패달 유격은 360/60=6도로, 앞에 기술한 크리스킹 허브보다는 1도 크고

시마노 XT 허브나 DT 36T 스타라쳇보다는 4도나 작아서

크리스킹의 링드라이브 72T 촘촘한 라쳇이 그닥 부럽지 않고, 시마노 XT나 DT의 36T

스타라쳇 대비 공패달 유격이 매우 적은 것을 바로 느낄 수 있는 우월함도 있습니다.

그리고 이 울라4 프리휠의 숨겨진 업그레이드, 

파울 2개만 바꾸어 끼면 바로 120T 라쳇수 즉, 공패달 유격 3도가 가능할 것입니다.

지금도 그닥 부럽진 않지만, 너무나 간단하게 크리스킹! 너 절루가셔~ 할 수 있지요.  

하단 내용을 보시면 숨겨진 업그레드가 무엇인지 이해가 가실듯.. ^*^

그리고.. 라쳇 소리요? 어차피 허브버디 땅땅 때리며 울리는 소리, 그게 그것 아니겠어요?

천천히 공회전하면 까락까락~ 조금 빠르면 매엠~ 매미, 더 빠르면 웨엥~ 모기 ^*^

좋아하는 분들에게는 음악이 될 것이고, 싫어하는 분들에게는 소음이 될 것입니다.

이 소리는 어차피 스포크 재질이나 장력, 림의 소재와 스포크와의 연결 상태,

심지어는 타이어 공압까지 영향을 미치는 것이므로, 이 기계적 소리가 어쩌고 

하는 것은 그냥 심심풀이 시간보내기 공수다에 불과 할 것 같습니다.

그런데 이 라쳇소리가 한강 자전거도로등 사람 많은 곳에서는 완전 벨 대용이더군요.

벨은 사람들에게 거부감을 줄 수 있지만, 이 라쳇소리는 기계적으로 나는 것이라

사람들이 벨이 아닌, 자전거 기척 소리로 편하게 받아주는 아주아주 쓸만한 장점~ ^O^

그리고 오래전에는 라쳇시스템의 구조나 작동원리에 대한 이해가 없는 라이더들이

그 옴팡지게 비싸다는 크리스킹 허브의 요란한 라쳇소리 마케팅에 혹하여, 

큰 라쳇소리 = 비싼 자전거라는 인식이 있어 잠깐 우쭐 할 수 있던 것도 있고..

나~ 비싼 자전거 타는 사람이야~ ^*^  그런데 티코 모는 김여사 눈에는 

싸건 비싸건 모두 다 앞에서 알짱거리는 자라니로 보인다는 것이 함정.. Y.Y

바이크셀의 CP016님께서 네이버 블러그 

http://blog.naver.com/mk47pro/220961682302 

에서 소개하신 P321 라쳇시스템으로 

허브 걸림 라쳇 시스템의 몇가지 멋진 응용을 보여준 사례입니다.

크리스킹과 같은 72T 라쳇수를 가질 수 있는 72개 톱니를 가진 톱니링과 6개의

파울을 사용하고 있으며, 파울스프링 대신 파울 중간에 구멍을 내고 자석을 끼어

이 자석이 파울스프링 역할을 대신한 구조로, 자석 세기나 접촉면 

즉, 걸림 톱니 모양을 다르게 바꾸어 라쳇 소리도 쉽게 튜닝 할 수 있겠군요.

그런데.. 상당한 압축강도를 가져야 하는 그 자그만 파울에 홀을 내고 자석을 붙인다..

아이디어는 좋은데, 파울 강도가 떨어질 우려, 그리고 장거리 다운등 장시간의 프리휠 

공회전시의 진동과 마찰열에 따른 재질간 수축팽창 차이로 자석이 이탈하지 않을까요?

저라면 파울 강도유지, 원가절감, 제작공정 단순화를 위해 그냥 스프링을 쓰겠습니다. ^*^

참고로 강력한 자력을 내는 소재들은, 파울 소재로는 적합치 않은 물성을 가졌습니다.

그리고 맨 우측 허브 안쪽에 작은 구멍들을 슝슝 뜷어 놓았는데

경량화겸 구리스나 오일등 윤활제를 좀더 보관하기 위한 수단이라 하는데..

액슬 하중을 그대로 받는 베어링을 받치는 주위에 저렇게 구멍을 뚫어 놓으면

그만큼 제조공정도 더 들고 구조 강도도 떨어질 것인데

윤활제 보관과 경량화 득보다 실이 더 클 수도 있겠다는 생각이 살짝~ 

왼쪽, P321의 216T 라쳇수 실현의 원리를 알리는 사진으로, 오른쪽 허브에

장착된 강철제 검정 톱니링을, 파울이 장착되어 있는 파울버디에 올린 것입니다.

4시와 10시 방향 파울 두개는 허브쪽 톱니링에 완전히 걸려 있고

6시 12시 방향 파울 두개는 톱니의 3/2 에 걸쳐 있으며

2시 8시 방향 파울 두개는 톱니의 1/3에 걸쳐 있습니다.

즉, 이 라쳇 시스템은 두개의 파울이 한 세트로 톱니링에 걸려 작동하되

파울의 길이를 다르게 하여 파울 3세트가 교대로 엇갈려 걸리는 형식 

즉, 허브쪽 걸림 톱니 하나를 3개로 나누어 걸리므로 

72 x 3 = 216 라쳇수가 되어 공패달 손실 1.6666도라는 초저 손실을 구현했습니다.

이 정도면 패달링 개시 할 때 파울이 걸리는 느낌을 거의 받지 못할듯합니다.

대단하긴 합니다만, 한편으로는 좀 과한 것이 아닐까 하는 생각도 듭니다.

자전거 올라 타거나 내릴 때, 패달을 딛고 오르내리게 되는데

이때 자전거가 움찔거리며 튀어 나가려고 한다면?  

패달 움직이지 않게 자전거 올라타고 내리실 수 있는분?

그리고 다운시는 패달 수평자세로 달리게 되는데,

이런 저런 여러 형태의 요철을 통과할 때 마다 체중심이 찰라적으로 앞으로 나가게되고 

선수들이야 워낙이니 상관없겠지만, 일반라이더들은 앞패달이 살짝씩 눌리게 되지요.

또한 선수들이야 다운시 워낙 빨리들 달리므로 이런 경우 라쳇이 물릴 경우가 없겠지만

천천히 다니는 일반 라이더들의 경우, 요철에 걸릴 때 자전거가 추력을 내면

전후균형 컨트롤이 노련한 고수들이야 이런것 별 상관 없겠지만

일반 라이더들은 전후 균형적 불안을 더 크게 느끼게 될듯 합니다.

그렇지 않아도 무서워 죽겠는데 자전거 까지 불안불안~

일반 라이더들에게 패달 회전 유격은 적당히, 조금 있는 것이 좋을듯 합니다.

2%의 여유~ 여유도, 유격도 과학입니다~ ^*^