자전거 헤드세트 종류와 사이즈 선택

자전거 헤드세트(Head set) 종류와 사이즈 선택.

헤드세트는 자전거 프레임의 헤드튜브(Head tube)와 포크를 연결하여 단단하게 고정해주는 자전거 부속이다. 정확하게 표현한다면 헤드세트가 헤드튜브에 일차로 결합되고 그 부속들이 포크의 스티어튜브(Steer tube)를 붙잡고 있는 형태로 결합된다.

biketool링크  헤드튜브 종류와 사이즈  헤드세트 종류  헤드세트분리  나사산방식포크분리

로드바이크든 산악자전거든 하이브리드든 픽시든 동일하다. 

위의 설명에서 헤드세트의 종류가 어떻게 나뉘어지는지 그리고 사이즈 선택에 있어 어떤 부분을 고려해야 하는지 다 들어있다.

이전 포스팅을 통해 자전거 헤드세트의 종류, 헤드튜브와 포크 스티어튜브 종류등에 대해 다루었다. 이전 글을 참고로해야 이해가 쉽다. 먼저 헤드세트는 포크 스티어튜브 상단에 나사산이 있느냐 없느냐에 따라 사용하는 부품에 차이가 있다.

좌측의 포크는 나사산이 없는(threadless) 방식의 스티어 튜브이고 우측은 나사산 있는(Threaded) 방식의 스티어 튜브이다.

우선 우측의 나사산 있는 방식에 장착되는 헤드세트를 [나사산 방식 헤드세트]라고 한다. 이 방식은 클래식 로드바이크나 생활자전거에 주로 사용된다. 퀼스템(Quil stem)이 장착되므로 외양상 구분이 어렵지 않다.

제조사별 기술문서에 따라 부속의 명칭이 조금씩 다르고 색상이나 디자인에 차이는 있을 수 있다. 그러나 대체로 이 형태를 벗어나지 않는다.

공작소의 이전 포스팅을 읽은 사람이라면 조절 레이스와 락너트가 어떤 형태로 결합되는지 이미 이해하고 있을 것이다. 나사산 없는 방식과의 차이라면 이 부속과 퀼스템을 사용하므로 스타너트(Star nut)가 없다는 점이다.

이 방식은 점점 그 비중이 줄어드는 상황이고 앞으로 설명할 사이즈만 주의하면 크게 혼동이 올 부분이 없으므로 나사산이 없는 방식으로 설명을 이어가겠다.

나사산 없는 방식의 스티어 튜브에는 특별한 경우가 아니라면 아래의 세가지 방식의 헤드세트를 사용한다.

이전 글에서는 분류의 편의상 좌에서부터 세미 인티그레이티드(Semi Integrated), 전통적인 어헤드(Ahead), 인티그레이티드라고 구분하였다. 그러나 사이즈의 선택에 있어서는 수정이 불가피하게 되었다. 

부속의 명칭은 아래 사진을 참고하면 된다. 

어헤드 방식이라도 베어링이 좌우의 방식처럼 카트리지 베어링 형태를 하고 있는 것도 있다. 가장 부속의 갯수가 적은 것이 인티그레이티드 방식이다. 그리고 컵의 형태가 더 긴 것도 있고 스템과 만나는 상단 캡의 형태가 원뿔형태인 것도 있다. 제조사마다 형태의 차이가 있을 뿐 기능상의 차이는 없다.

헤드세트 구분의 가장 중요한 기준은 프레임에 삽입되는 컵의 유무와 형태이다.

좌우의 방식은 제조사마다 부르는 명칭이 여러가지이다. 언뜻 생각나는 것만 읊어봐도 인터널, 제로스택, 히든셋, 오빗 제트 등등...

때문에 사용자의 자전거와 맞는 부품을 선택하는 데에 있어서 혼란을 줄이고자 헤드세트와 관련한 공통된 표기법이 필요하게 되었다. 

그것이 SHIS(Standard Headset Information System)이다.

새 표기법에 있어서 가장 중요한 기준은 명칭은 다양하지만 프레임에 장착되는 상하단의 컵의 유무와 노출 정도이다. 이는 부속을 분리하지 않고도 외양의 관찰을 통해서 알 수 있다.

오른쪽 헤드세트의 컵이 아예 없는 것은 SHIS상 분류는 IS(Intergrated headset)이다.

오른쪽 컵은 왼쪽에 비해 상대적으로 프레임 바깥으로 많이 노출된다. 오른쪽 붉은점 사이의 거리를 스택(Stack)이라고 하는데 왼쪽은 컵의 노출부위가 상대적으로 적다는 의미로 제로스택(Zero stack)이라고 한다. 이 단어가 ISHS에도 적용되어 줄여서 ZS이고 오른쪽은 컵 하단이 많이 노출된다는 의미로 External cup을 줄여 EC라고 표시한다.

ISHS식 헤드세트 규격은 아래와 같이 표기된다. 오래되고 규모가 있으며 체계가 잘 갖춰진 자전거점 헤드세트 코너에 가서 살펴보면.

헤드세트 규격을 EC30/25.4-EC30/26 이라는 형식으로 표기한 것을 확인할 수 있다.

하나하나 의미를 살펴보면 앞에 알파벳은 이미 배웠다. 상하단 컵의 노출이 많은 External cup형태의 헤드세트임을 나타내고 있다. 그 다음 수치 30은 상단 컵이 장착되는 프레임 헤드튜브의 내경(아래 사진 붉은 두 점 사이)을 수치로 표기한 것이다.

그 다음 25.4는 포크 스티어 튜브의 외경이다.

그 다음 수치 26은 포크 스티어 튜브 하단에 고정되는 부속 크라운레이스(Crown race)의 내경이다. 지금까지 공작소의 포크와 헤드세트 관련 포스팅을 관심을 가지고 읽은 독자라면 어렵지 않게 이 정보를 통해서 많은 것을 연상할 수 있을 것이다.

즉, 이 헤드세트는 상단과 하단 컵의 사이즈가 같다. 이는 프레임도 위 아래 사이즈가 같다는 것을 의미하고 동시에 포크도 테이퍼드가 아닌 일자형의 스티어 튜브를 사용하며 외경이 25.4인 즉, 일인치짜리 스티어 튜브 포크를 사용하는 형식의 자전거에 사용되는 부속이라는 것을 읽어낼 수 있다.

다른 형태의 사이즈를 알아보기 전에 크라운 레이스에 대해서 알아보고 넘어가자.

크라운레이스는 포크 하단에 장착된다. 그 위로 베어링이 위치하게 된다.

베어링이 리테이너에 고정되어 외부로 노출되어 있는 경우와 카트리지 형태의 베어링일 경우 크라운 레이스의 형태가 조금 달라진다. 아래 사진 중간이 볼베어링이 노출되어 있는 경우일 때 크라운레이스 형태이다.

경사진 부분으로 베어링이 자리잡도록 한번더 홈이 가공되어 있는 것을 확인할 수 있다. 작은 부분이지만 기억해두어야 한다.

자, 다시 본론으로 돌아가서 가령 다음과 같은 경우를 보자. 만약 사양표에 다음과 같이 되었다면.

IS 41/28.6-IS 52/30

이미 배웠다시피 IS는 인티그레이티드 헤드세트의 약자이므로 상하단 컵이 없는 방식임을 알 수 있다. 이런 방식은 아래 사진과 같이 프레임이 헤드세트의 헤드컵 역할을 대신하는 방식이다. 

헤드튜브 내부의 가공이 베어링과 만나게 되어있다. 해서 베어링의 깊이와 살짝 깍여나간 각도를 알면 부속을 구할 때 시행착오를 줄일 수 있다.

바깥으로 드러난 부분의 베어링 각도는 45도 크라운 레이스와 만나는 안쪽 각도는 36도가 일반적이다. 국내 대부분 자전거에 사용되는 헤드세트 베어링은 이 규격에서 벗어나지 않을 것이다.

컵 없이 베어링이 바로 프레임과 만나게 된다. 프레임 위아래로 미세하게 돌출되는 것이 정상이다. 

41이라는 숫자의 의미는 베어링과 만나는 헤드튜브 내경을 뜻한다. 베어링을 선택할 때 이 수치와 내외부 각도를 일치시키면 선택에 어려움이 없다. 따로 공급이 안되는 경우 다른 방식의 헤드세트라도 베어링의 규격이 일치한다면  구매를 해서 베어링만 뽑아 사용할 수 있다.

그 다음 28.6은 마찬가지로 스티어 튜브의 외경이다. 52는 하단 베어링과 만나는 지점의 헤드튜브 내경이다. 상단보다 넓음을 알 수 있다. 그 뒤 30은 크라운 레이스의 내경 수치이다.

이 정보에서 읽어낼 수 있는 것은 컵이 없는 인티그레이티드 헤드세트이고 프레임이 상단과 하단의 굵기가 다른 테이퍼드 방식의 헤드튜브 프레임에 사용하는 헤드세트인데 크라운 레이스 내경은 30 즉 28.6과 크게 차이가 없으므로 우리가 많이 접하는 일반적인 1 1/8인치 일자방식의 스티어 튜브인 포크와 결합하는 부품임을 알 수 있다.

이 경우는 프레임은 테이퍼드인데 가지고 있는 포크가 일자형태인 스티어튜브일 때 선택해야 하는 헤드세트이다.

만약 당신의 프레임이 인티그레이티드 방식이고 헤드튜브 상단은 1 1/8 하단은 1.5인치인 테이퍼드 방식의 로드바이크인데 포크도 같은 테이퍼드 포크를 가지고 있다면 어떤 규격의 헤드세트를 선택해야 할까?

답은 IS 41/28.6-IS 52/40 이다. 크라운 레이스만 넓은 부속을 선택하면 된다.

ZS와 관련한 내용은 굳이 설명을 하지 않아도...

얼핏 보면 IS같지만 ZS이다. 다른 말로 세미 인티그레이티드, 그리고 인터널 방식이라고도 부르는... 차이는 얇은 컵이 삽입되므로 턱이 있고 턱에 각도가 없다. 그리고 프레임 내경이 넓다. 44사이즈가 많이 사용된다.

호환성이 떨어지는, 예를 들어 크라운 레이스가 빌트인(Built in) 방식이나 스페셜라이즈드의 포크와 헤드셋 방식은 나중에 기회가 있으면 별도로 다루도록 하겠다.

사진으로 봐도 지금까지 살펴봤던 것과 형태가 다르다. 해서 측정부위가 달라진다. 혼란을 피하기 위해서 별도의 설명은 하지 않겠지만 지금까지 내용을 잘 이해한 사람이라면 베어링이 만나는 지점을 유추하여 어렵지 않게 측정할 수 있을 것이다.

참고로 이렇게 베어링이 깊숙이 들어가는 형태의 프레임이면 같이 공급되는 전용포크가 아닐 경우 호환에 애를 먹을 수 있다. 제조사에서 별도의 아답터를 제공하면 좋겠지만, 혹시 중고로 프레임을 구매할 때는 한번쯤 체크해야 한다.

그리고 유저는 부품의 호환성이 떨어지니 관리에 좀 더 신경을 써야한다. 물론 대단히 수명이 긴 부품이긴 하다.

마지막으로, 나사산 있는 방식의 헤드세트를 짚고 넘어가자. 크게 어려운 것은 없다. 같은 표기법에 한가지가 더 붙는다. 

EC 30/25.4-24tpi EC 30/26 일때 다른 기호와 수치의 의미는 같다. 상단 부속을 뜻하는 수치 뒤에 덧붙은 24tpi라는 수치는 스티어 튜브 상단 나사산의 규격을 의미한다. Threads per inch의 약자로 인치당 나사산의 갯수이다. 수치가 높을수록 더 촘촘하게 나사산이 가공되어 있다는 의미다.

락너트와 조절 레이스에도 나사산이 나있으므로 이를 일치시켜줘야 장착이 된다. 크게 어려운 부분은 아니다.

아직도 많은 경우 헤드세트를 선택할 때 포크 스티어 튜브 사이즈와 헤드세트의 방식만으로도 어렵지 않게 부품을 선택할 수 있다.

가령 세미 인티그레이티드 방식에 1 1/8인치 포크용 정도의 정보만으로 헤드세트 선택이 가능하다. 그러나 테이퍼드 방식의 등장으로 사정이 조금 달라졌다. 처음엔 조금 까다로워 보이지만 익숙해지면 ISHS표기법이 그리 어렵지 않을 것이라 생각한다.

헤드세트 이해에 도움이 되었으면 한다. /공작소 [별도의 표시가 없는 일부 사진의 출처는 구글이미지임을 밝힌다.]