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출처: 베스트 엠티비 클럽 원문보기 글쓴이: 콘트바이크마니아
휠 만들기(Wheelbuilding)
왜 휠을 만들까?
휠을 만드는 것은 자전거 정비 전문가들이 하는 일이겠지만, 나와 같은 자전거 일반인들에게는 흔한 일이 아닐지 몰라도, 휠을 만드는 지식을 알고 있다면 휠 정비 및 수리에 도움을 줄 것이다(전문가 들은 휠 하나 만드는데 1시간도 안 걸린다고 하네요, 하지만 우리들은 짱구 휠을 안 만들기 위해서 는 몇 시간을 붙들고 씨름해야 할 겁니다. 눈썰미가 있는 분들은 아니겠지만요..)
쓰지 않는 휠을 가지고 연습해 보는 것도 좋은 방법일 것이다
알아 둘 사항
여기서 기술되는 내용은 뒷휠(rear wheel)을 만드는 것을 설명 하게 된다(앞휠도 같은 방법으로 만들면 됨). 그리고 스포크를 Lacing(엮는 ?, 영어가 짧아 이렇게 표현하였음)하는 방식은 여러 방식이 있지만 여기서는 36홀림에 스포크는 3 크로스방식으로 Lacing하는 것을 설명한다(32홀 림도 같은 방식으로 함). 여기서 크로스란 그림과 같이 하나의 스포크가 다른 스포크들과 교차되는 것을 말한다.
그림에서 파란 스포크가 빨간 스포크 2개를 위로 지나서 마지막 셋째 번 빨간 스포크 아래쪽을 교차되게 Lacing하는 방식을 3 크로스방식이라 한다(2개가 교차되면 2크로스라 한다)
여기에 있는 모든 그림은 휠의 오른쪽(스프라켓이 있는 쪽)을 나타낸다
도구: 일자 드라이버, 스포크 렌치(wrench),
부속: 허브(hub), 스포크(spoke), 니플(nipple), 림(rim), 그리스(grease, 스포크의 나사산(threads)에 발라주는 것이 좋다)
* 스포크와 니플은 허브의 스포크 홀의 개수에 맞추어서 준비해야 하고 림도 허브의 스포크 홀수와 같은 수의 홀을 가진 림을 준비한다
* 스포크의 길이도 중요한데 스포크 길이를 계산 프로그램은 여기 (http://sheldonbrown.com/rinard/spocalc.htm)에서 다운 받을 수 있다
스포크는 4개의 그룹으로 나눈다 : 스포크들의 반은 허브 오른쪽 플랜지에 나머지 반은 왼쪽 플랜지에 끼워지게 되고, 다시 각각의 플랜지에서 반은 "trailing" 스포크라 하고 나머지 반은 "leading"스포크라 한다(하자). 그림에서 붉은 계열 스포크를 "trailing" 스포크 파란계열의 스포크를 "leading"스포크라 한다(그림을 잘 보면 두 개의 엮인 스포크 중 파란 계열의 스포크가 휠이 회전(자전거가 전진할 때)하는 방향으로 앞쪽에 있는 것을 알 수 있다)
가장 먼저 끼워지는(installed) 스포크를 말한다
이 스포크는 위 그림(허브의 스프라켓이 끼워지는 부분을 정면으로 놓고 봤을 때)과 같이 림의 튜브밸브(이하 밸브) 홀의 오른쪽에 끼워야 된다. 이 스포크는 trailing 스포크가 될 것이다(즉 허브의 오른쪽 플랜지에 trailing 스포크를 먼저 설치하게 됨을 의미한다). 그리고 이 key 스포크는 오른쪽 플랜지의 바깥쪽에서 안쪽으로 끼운다(즉 스포크의 머리 부분이 플랜지의 바깥쪽에 오도록 해야 한다). 이렇게 trailing 스포크를 먼저 끼우는 이유는, leading 스포크를 먼저 끼워보면 알겠지만, 나중에 trailing 스포크를 끼울 때 매우 불편하기(스포크를 많이 휘어야 lacing이 된다) 때문이다
림의 스포크 홀(사실 니플이 끼워지게 된다)들은 직선으로 일렬로 배열되어 있지 않고 림의 중심에서부터 한 홀씩 번갈아 가며 오른쪽 또는 왼쪽으로 치우쳐져(offset 또는 off-center) 배열되어 있다. 왼쪽으로 치우쳐진 홀들은 허브의 왼쪽 플랜지에 끼워지는 스포크용이고, 오른쪽으로 치우쳐진 홀들은 그 반대다(아래 그림 참조).
키 스포크는 밸브 홀의 바로 다음 또는 그 다음 스포크 홀(오른쪽으로 치우쳐진 스포크 홀)에 끼워지게 될 것이다. 이는 림에 따라 드릴링 된 방식이 다르기 때문이다
이제 니플 하나를 이 키 스포크 나사산(threads)에 끼우고 2번 정도 돌려 놓으면 키 스포크는 제자리에 위치하게 된다. 그 다음, 다른 스포크 하나를 키스포크가 끼워진 허브 플랜지 홀에서 오른쪽으로 한 칸 다음 홀(두 스포크 사이에 한 개의 홀을 비워둠)에 키스포크와 같은 방식으로(허브 바깥쪽에서 안쪽으로) 끼운다. 그리고 림 쪽에는 키 스포크로부터 오른쪽으로 세 칸 다음 홀(두 스포크 사이에 세 개의 홀을 비워둠)에 끼우고 니플로 2바퀴 정도 돌려 고정(꽉 죄라는 뜻이 아님) 한다. 같은 방식으로 나머지 스포크도(허브 오른 쪽의 trailing 스포크) 끼우자. 허브를 시계 방향으로 돌려보자(스포크가 느슨한 상태이브로 허브가 돌아간다) 그러면 아래 그림과 같이 된다. 실수가 없었는지 확인을 한번 더 한다
둘째 번 스포크 그룹
허브의 왼쪽 플랜지와 오른쪽 플랜지의 스포크 홀들도(림의 스포크 홀들이 일직선으로 드릴링 되어 있지 않은 것처럼: 같은 의미는 아니지만) 서로 어긋나게(do not line up) 드릴링 되어있다: 스포크 하나를 한쪽 플랜지의 홀에 끼우고 반대편 플랜지로 수평(평행으로)으로 밀어보면, 반대편 플랜지의 홀들 사이에 마주치게 되는 것을 알 수 있다.
자, 밸브 홀을 위쪽으로 오게 하고, 허브의 왼쪽(스프라켓이 없는 쪽) 플랜지가 정면으로 오도록 휠을 돌리자. 이렇게 하면 키 스포크가 밸브 홀의 왼쪽에 위치하는 것으로 보인다.
이제 스포크 하나를 허브의 왼쪽 플랜지 스포크 홀 중에서 오른쪽 플랜지의 키 스포크가 끼워진 홀과 바로 왼쪽 홀의 중앙에 위치하는 홀(위에서 설명한 것과 같이 스포크 하나를 수평으로 끼워보면 알 수 있다)에 끼운다(키 스포크와 같은 방식, 스포크 머리가 플랜지의 바깥쪽). 그 다음 림의 키 스포크가 끼워진 바로 왼쪽 홀에 스포크를 끼우고 니플로 두 바퀴 돌려 조여준다. 휠을 다시 반대로 돌려 허브 플랜지가 앞쪽(정면)으로 오게 하면 아래 그림과 같을 것이다(작업을 제대로 했다면, 방금 끼운 스포크가 키 스포크와 교차되지 않는 것을 알 수 있다). 다시 휠을 반대로 돌려 왼쪽 플랜지가 앞쪽으로 오게 한다
(만약, 키 스포크와 밸브 홀 사이에 빈 스포크 홀이 있는 경우 라면, 밸브 홀과 키 스포크 사이에 왼쪽 플랜지의 첫째 번 스포크를 끼우기 위해 왼쪽 플랜지의 스포크 홀들 중 반대편의 플랜지의 키 스포크가 끼워진 오른쪽 왼쪽 플랜지 홀 중에서 키 스포크의 홀과 바로 오른쪽 홀의 중앙에 위치하는 홀에 스포크를 끼운다)_____글로 옮기려니 어렵네요 ㅠㅠ
첫째 번 스포크 그룹과 같이, 이 첫째 번 스포크도 trailing 스포크가 된다. 나머지 스포크도 첫째 번 그룹과 같은 패턴으로 끼우면 된다. 스포크를 다 끼우고 나면 아래 그림과 같을 것이다. 림에 끼워진 스포크의 패턴을 보면 두 개의 스포크가 끼워진 다음 두 개의 빈 스포크 홀이, 그 다음 두 개의 스포크가 연속으로 있고 또 두 개의 빈 홀이 이렇게 반복 되는 것을 볼 수 있습니다
leading 스포크
휠을 돌려 허브의 스프라켓부분이 끼워지는 부분(freewheel side)이 정면(나를 보도록)으로 오게 하자. 스포크 하나를 오른쪽 림 플랜지의 아무 스포크 홀에 끼운다(아직 림에 끼우면 안된다), 이번에는 trailing 스포크와는 반대로(?) 허브의 안쪽에서 바깥쪽으로 끼운다(스포크의 머리부분이 허브 플랜지의 안쪽 면에 위치하게 된다). 허브를 시계방향으로 돌린다(위 그림과 같이 trailing 스포크가 림플랜지에 감긴 듯한 모양). 우리는 3 크로스 방식으로 휠을 만들는 것이므로, 이 새 스포크는 3개의 trailing 스포크를 가로질러 림에 설치한다. 둘째 번 크로스까지는, trailing 스포크의 바깥쪽을 지나고, 마지막 크로스는 trailing 스포크의 안쪽을 지나도록 엮어(laced) 주어야 한다(이때, leading 스포크를 약간 구부려 주어야 작업이 쉬울 것이다)
위 작업이 끝나고 림의 스포크 홀에 스포크를 끼워야 되는데, 림에는 이 스포크를 끼우기 위한 두 개의 홀이 있을 것이다. 이 두 개의 홀 중 스포크를 끼운 허브 플랜지 쪽으로 치우쳐진 홀에 끼우고 니플로 두 바퀴 돌려 설치한다(즉, 스포크가 끼워지는 허브의 플랜지 측과 림의 스포크 홀이 치우쳐진 방향이 같다). 위 그림을 자세히 살펴 보면 첫째 번 leading 스포크는 왼쪽 플랜지에 끼워진 스포크의 바로 다음에 끼워진 것을 알 수 있을 것이다.
위와 같은 패턴으로 나머지 스포크들도 모두 설치하면 된다. 만약, 어떤 스포크가 제대로 림의 니플 위치까지 길이가 닺지 않는다면, 나머지 스포크들이 제대로 설치되어있는지 확인한다. 이제 모든 스포크들이 설치되었으면, 모든 스포크들이 제대로 엮여있는지 재확인 한다
다른 크로스 방식: 위 방식은 일반적인 3 크로스 방식을 설명하였다. 만약, 다른 크로스 방식을 원한다면, 위에 설명된 내용에서 적당한 숫자를(1, 2, 4 등) 대입하면 된다. 어떤 크로스 숫자를 대입하더라도 오직 마지막으로 크로스 되는 스포크만 뒤쪽으로 엮인다(laced): 즉, 다른 스포크는 단지 가로 지르기만 하고 실제 엮이는 크로스는 마지막 스포크와 엮이게 됨을 의미한다
지금까지는 비교적 쉽고 재미있는 과정이었다고 하면 앞으로 남아있는 과정은 비교적 지루하고 힘든 작업이 될 것이다
일단 스포크를 모두 다 설치했으면, 니플들을 일자 드라이버를 이용해서 조여주는데, 각각의 스포크들이 균등하게 조여져야 한다(전기 드라이버를 사용해도 좋다_저는 사용 안 해봐서 모름). 좋은 기준점이 될 수 있는 것은 각각의 스포크 나사산이 스포크 안쪽으로 다 들어 갈 때까지 조여주는 것이다. 스포크가 약간 짧은 것은 사용했다면 나사산을 약간 남겨 놓아야 할 것이다. 이 단계에서 중요한 것은, 36개의(모든) 스포크들이 거의 같은 정도로 조여지되 꽤 느슨한 상태로 조여져 있어야 된다는 것이다. 이 상태가 기준점(baseline)이 될 것이다. 만약, 어떤 스포크가 다른 스포크들 보다 더 타이트한 상태라면, 스포크 패턴을 다시 한번 점검해 보아야 한다. 어떤 림들은 림의 연결부위(seam)가 다른 림의 다른 부분보다 굵어, 연결부위의 가장 가까운 스포크 2개를 두 바퀴 정도 풀어줄 필요도 있을 것이다
이 단계에서는 스포크가 곧은 상태는 아니고, 꽤 굽은 상태로 되어있을 것이다(leading 스포크들이 좀더 휘어있을 것이다). 스포크에 더 많은 장력을 가하기 전에 손으로 스포크들이 허브 플랜지에 자리를 잘 잡도록 해주어야 한다. 만약 이 과정을 거치지 않는다면, 휠이 완성된 후에도 스포크는 약간 휘어진 상태로 있을 것이다. 이런 휘어진 상태는 도로에서 수백 마일 정도 타면 곧은 상태로 펴진다, 하지만 스포크 장력은 약해지므로 다시 조정해 주어야 한다
자 이제 당신은 휠 조정스탠드에 휠을 올려 놓을 준비가 된 것이다[저의 경우는 휠 조정스탠드 없이 조정한다. 순전히 원시적인(?) 방법(브레이크 패드 및 스카치테이프를 이용)으로 휠을 조정한다]. 림이 꽤 정확하게(true) 조정되어 있다면 운이 좋은 것이다. 하지만, 그렇지 않더라도 당황할 필요는 없다. 만약, 스포크가 상당히 느슨하다면, 니플을 한 바퀴씩 돌려가면서 조여준다(밸브 홀을 기준으로 시작하면 순서를 잊지 않고 작업이 가능하다)
이때, 니플을 올바르게 조여주고 있는지 주의하여야 한다. 일자 드라이버로 니플의 머리부분 조일(스포크의 장력을 세게) 때는 시계방향으로 돌리면 되고, 스포크렌치를 쓴다면 니플의 아랫부분(몸통부분?)을 반 시계방향으로 돌리면 장력이 세지게 된다. 약간 헷갈리지만 금방 익숙해진다
이렇게 니플을 한 바퀴씩 돌려가면서 장력이 어느 정도 세질(스포크가 약간 팽팽해질 때까지: 니플을 돌리기 어려울 때까지가 아님) 때까지 조여준다.
스포크의 장력이 어느 정도 생기고 나면, 이제 휠의 모양을 잡을 때이다. 완벽한 휠의 모양을 갖추기 위해서는 4가지 요소를 생각하면서 조정하여야 한다: 측면조정(lateral truing 또는 horizontal truing, 림이 좌우로 기울지 않게 조정), 수직조정(vertical truing, roundness 림을 동그랗게 되도록 조정), 센터조정(dishing 또는 centering, 림이 허브의 중심에 자리잡도록 조정), 그리고 장력(tensioning)이다. 휠을 조정 할 때 이 네 가지 중 가장 많이 잘못된 부분을 먼저 조정한다
조정 할 때는 한 가지씩만 조정한다.
먼저, 측면조정을 하자(여기서는 휠 조정스탠드를 사용하여 조정하는 것으로 설명한다). 휠을 조정스탠드에 올려놓고 휠을 돌려보자. 휠을 돌릴 때 림의 어는 한 부분이 가장 조정스탠드의 집게발(caliper, 아래 그림 참조)로부터 가장 멀리 떨어진 부분을 찾는다(대략 눈대중으로 찾으면 된다). 휠 조정스탠드 없이 조정할 때는, 휠을 자전거에 장착 후(자전거스탠드에 세우고) 브레이크패드를 조정스탠드의 집게발(caliper)로 생각하고 작업해도 꽤 괜찮은 결과를 얻을 수 있다(저의 경험임)
만약 림이 왼쪽으로 치우쳐져 있다면, 그 부분에 위치한 스포크들 중 허브의 오른쪽 플랜지에 설치된 스포크(이하 오른쪽 스포크)는 조여주고(니플을 스포크렌치로 왼쪽으로 돌림), 왼쪽 플랜지에 설치된(이하 왼쪽 스포크) 스포크는 풀어준다. 조이는 양과 풀어주는 양이 같다면 림의 원형모양(roundness)에는 영향을 주지 않는다. 예를 들어, 림의 한 부분이 왼쪽으로 치우쳐져(또는 휘어져, off to the left) 있고, 그 부분의 중앙이 두 개의 스포크 사이에 있다면, 오른쪽 스포크를 1/4바퀴 조여주고, 왼쪽 스포크를 1/4바퀴 풀어준다; 다른 케이스로, 휘어진 부분의 중앙이 오른쪽 스포크 부근이라면, 그 스포크는 1/4바퀴 조이고 그 스포크의 양쪽 옆의 왼쪽 스포크는 1/8바퀴 풀어준다; 또 다른 케이스로, 휘어진 부분의 중앙이 왼쪽 스포크 부근이라면, 그 스포크는 1/4바퀴 풀고 그 스포크의 양쪽 옆의 오른쪽 스포크는 1/8바퀴 조여준다. 사실, 약간 헷갈릴 수 있으나 원리를 알고 나면 쉽다(왼쪽 스포크를 조이면 림이 왼쪽(오른쪽)으로 휘고, 오른쪽 스포크를 조이면 림은 오른쪽으로 휜다, 풀면 그 반대가 된다, 즉 림을 양쪽에서 스포크가 서로 당기고 있기 때문에 그 형태를 유지할 수 있게 된다). 왼쪽으로 가장 기운부분을 바로잡았으면, 이번에는 가장 오른 쪽으로 기운 부분을 조정한다. 이렇게 번갈아 가면서 조정한다. 한번에 완벽하게 조정 할 필요는 없다. 다만, 조금씩 바로잡아 나가면 된다. 이렇게 점진적으로 휠을 조정해 나가다 보면 원하는 형태를 얻을 것이다(휠을 돌려 보면 기우뚱거림이 거의 없는 상태).
이번에는 수직조정(림을 동그랗게 되도록 조정)을 해보자. 휠을 돌려보고 림의 가장 높은 부분을 찾는다(the highest spot)[전용 도구를 쓰지 않는다면(즉, 원시적인 방법을 쓴다면), 휠을 프레임에 장착한 후 림과 근접하게 수평으로 테이프를 프레임에 붙인 후 림을 돌려 보면 림의 짱구 부분을 대략 찾을 수 있다]. 그 부분이 두 스포크 사이에 있다면, 두 스포크를 1/2바퀴씩 조인다. 만약 하나의 스포크 바로 위가 가장 높은 지점이라면, 그 스포크는 한 바퀴 조이고, 양 옆의 스포크들은 1/2바퀴 조인다. 이 수직 조정은 수평조정보다 더 많은 조정이 필요하다(? 맞는지 모르겠네요, 제 경우에는 운이 좋았는지 수직 조정은 그리 많이 하지 않았습니다). 수직 조정은 대체적으로 스포크를 조여가면서 하게 되고, 스포크 장력은 점점 세지게 된다(그러므로 수평 조정 때 스포크를 너무 타이트하게 조이면 안 된다).
이제, 수직 조정이 끝났으면, 센터조정(dishing 또는 centering )은 어느 정도인지 체크해 본다[전용도구를 이용한 센터 조정은 여기 (http://www.parktool.com/repair/readhowto.asp?id=82)를 참조하시면 좋을 것 같습니다]. [여기서도, 원시적인 방법이 가능한데, 휠을 프레임에 장착 후 림이 프레임의 양쪽 시트스테이와의 거리를 재어(재는 방법은 다양함) 보면 휠이 허브의 중심으로부터 대략 어느 쪽으로 치우쳐져 있는지 알 수 있다, 양쪽 거리가 같다면 센터링이 되어있는 것이다].
여기서는 원 저자가 쓴 대로 옮겨보기로 하자[위 그림을 참고로 하시기 바람. 위 그림에서 파란 막대기를 센터링막대(dish stick), 막대 양측의 검은색 부분을 조절자(adjustable feeler)라 하고, 가운데 아래위로 움직이는 쇠막대를 틈새측정자 (middle feeler)라 하자]. 휠을 눕혀 놓고 센터링 막대를 휠의 중심부(허브 축, lock nut)를 지나게 하면서 센터링 막대의 양쪽 끝은 조절자를 이용하여 림에 붙인 다음 가운데의 틈새측정자를 조절하여 허브 축 locknut(프레임에 고정시키는 부분)의 바깥쪽(락넛이 프레임에 닫는 부분)에 위치시킨다. 그런 다음 휠을 반대 면으로 눕히고, 센터링막대를 재조정 없이 그대로 다시 위치 시킨다. 이때, 만약 틈새측정자는 locknut에 접촉하는 상태에서 센터링막대가 앞뒤로 유격이 있다면(움직인다면) 림을 잡아당기기 위해 스포크들을 조여주어야 한다. 만약 센터링막대의 양쪽 끝은 림에 제대로 접촉하고 있으나 틈새조정자가 locknut에 닫지 않는다면, 반대 면의 스포크들을 조여주어야 한다. 또 다른 케이스로, 림이 2~3밀리 이상 센터에서 어긋나(dishing is off) 있다면, 해당 면(조여주어야 하는 면)에 있는 스포크 전체(즉 36홀림일 경우 18개 스포크)를 밸브 홀부터 시작해서 1/2바퀴 정도씩 조여준다
이렇게 해서 센터조정이 1~2밀리 이내로 조정이 되면, 다시 측면(수평) 조정을 시작한다. 이번에는 림의 양측을 번갈아 가면서 조정할 필요까지는 없다. 만약 림을 오른쪽으로 움직일 필요가 있다면, 우선 왼쪽으로 가장 많이 휜 부분을 우선 찾아 조정하고, 그 다음 왼쪽으로 많이 휜 부분을 찾아 조정한다, 이렇게 반복하면 된다.
항상 수직조정 상태를 체크해 보고 수직조정 에러가 수평조정 에러보다 크다면 수직조정을 해주어야 한다
이제, 스포크 장력에 대해 언급한다. 우리는 종종 허브의 프리휠 쪽(스프라켓이 설치되는 부분) 스포크들의 장력을 체크해볼 필요가 있는데, 세가지 방법이 있다. 첫 번째 방법은, 스포크렌치로 니플을 돌릴 때 얼마나 힘이 드는가로 파악한다. 만약 니플을 돌릴 때 렌치에 물린 부분이 문드러지기 시작할 정도가 된다면, 이때의 스포크 장력은 최대가 가까웠음을 의미한다. 15년 전에는 이 상태가 임계 점(limiting factor)이었고, 니플이 까지지(stripping, 문드러지지) 않을 정도까지 스포크의 장력을 타이트하게 유지했다. 요즘은, 질 좋은 스포크와 니플들이 좀더 정밀하게 나사산이 만들어져 있어 너무 타이트하게 조여질 가능성이 있고, 문제를 일으킬 수 있다(적당하게 조여도 된다는 뜻 같음. 즉, 임계 점까지 조이지 않아도 된다는 뜻 같음).
두 번째는, 서로 교차하는 스포크들을 튕겨(? plucking)보고, 그 음높이로 장력의 정도를 판단하는 방법이다. 이 방법은 우리 같은 아마추어에게는 어울리는 방법이 아닌 것 같아 생략한다. 자세한 내용은 여기(John Allen's article: Check Spoke Tension by Ear.)를 참조하라고 하네요.
셋째 번 방법이자 가장 좋은 방법은 장력측정기(tension meter)를 이용하는 방법이다. 장비가 잘 갖추어진 샵에는 있을 것이다. 보통 뒤쪽 허브의 프리휠 쪽은 사용하는 림과 스포크의 권장치(shop standards)까지 장력을 유지하여야 한다. 더욱 중요한 것은 장력이 스포크마다 균등(even)해야 한다는 것이다. 뒤쪽 휠의 왼쪽편의 장력은 크게 염려하지 않아도 된다. 만약 프리휠 쪽의 장력과 센터조정이 정확히 되어있다면, 왼쪽편의 스포크 장력은 오른쪽 보다 약간 느슨할 것이다. 다만, 장력이 스포크 마다 일정(uniformity)한지는 체크해 보아야 한다.
REFERENCE : http://sheldonbrown.com/wheelbuild.html by Sheldon Brown
http://www.parktool.com/repair/readhowto.asp?id=82 by Park Tool(USA)
글을 옮기다 보니 거의 창작 수준이 되어버렸네요(원 저자가 웃을지도 모르겠습니다). 여하튼, 허접한 내용 읽어 주셔서 감사합니다(오타 및 문법 오류는 너그러이 넘어가 주시길....)