시마노 프리허브 바디 완전 분해 정비

시마노 프리허브 바디(Freehub body), 프리휠 바디(Freewheel body) 완전 분해 정비.

시마노에서는 프리허브 바디라는 말 대신 프리휠 바디 라는 용어를 쓰고 있다. 자전거쪽 용어는 같은 부품을 다르게 부르는이런 경우가 많다. 경우에 따라 적절히 이해하면 되는데, 다른 용어를 쓰는 것 만큼 시마노의 프리휠 바디는 여타 제조사의 형태와 조금 차이가 있다. 내부 라쳇과 베어링까지 분해할 것이므로 그 과정을 통해 자연스럽게 차이를 확인할 수 있을 것이다.

먼저 짚고 넘어갈 부분이 있다.

시마노에서는 이 프리휠 바디의 분리를 교체할 때를 제외하고 완전 분해 정비를 추천하고 있지 않다. 24단 저가용 하이브리드 자전거에 쓰이는 허브든 고가의 로드바이크 완성휠셋이든 사용자설명서에는 아래와 같은 경고가 붙어 있다.

Note:

Do not attempt to disassemble the freewheel body, because it may result in a malfunction

경고:고장이 날 수 있으므로 프리휠 바디의 분해를 시도하지 마시오.

프리휠 바디를 허브에서 분리하는 공구와 요령에 관해서는 친절히 안내하고 있으면서도 라쳇이 들어 있는 바디 자체를 분해하는 것은 경고를 하고 있으니 특별한 이유가 있을 것이다. 분해과정에 들어가서 설명이 있겠지만 시마노 뿐만이 아니라 공구제조사 파크툴의 미캐닉도 외부에서 실시하는 청소와 윤활을 언급하고 있지 바디 자체를 분해하는 것은 추천하지 않고 있다.

그러함에도 이 부분을 다루게 된 데에는 시마노 허브의 프리휠 바디 내부의 구조도 알아볼겸, 간혹 약간의 문제가 발생할 수 있는 정비법이 유통되고 있는데 작심하고 정비를 할 사용자들이 시행착오에 빠지지 않게 알아두었으면 하는 것이 있어서이다.

먼저 프리휠 바디를 분해하기 위해서는 아래 두 작업에 대한 이해가 있어야 한다. 이미 이전 포스팅을 통해서 사진과 동영상으로 충분히 설명했으므로 참고하기 바란다. 그렇지 않아도 내용이 긴데 스프라켓 분리와 허브 정비까지 덧붙이다가는 같은 내용의 반복이어서 쓰는 사람이나 읽는 사람 모두 피곤해지기 십상이다.

극히 일부 단종된 모델이나 오래된 구형을 제외하고는 시마노계열이라면 로드바이크든 산악자전거든 방법은 같다.

biketool링크  스프라켓 카세트 제거와 장착 1  시마노 허브 정비

준비물

- 장갑

- 육각렌치(Allen wrench)

- 소켓렌치(Socket wrench)

- 조절렌치(Adjustable wrench)

- 그리스(Grease)

- 베어링 제거 공구(Bearing removal tool)

- 탁상 바이스(Bench vise)

스프라켓과 허브정비에 필요한 공구를 제외하고도 언급한 이외에도 상황에 따라 공구가 추가될 수도 있는데 작업과정을 보고 각자 사정에 따라 추가하거나 빼도 될 것이다.

1.먼저 스프라켓 카세트와 허브 액슬, 좌우 베어링이 제거된 상태에서 10미리 육각렌치를 삽입하여 시계반대방향으로 돌린다. 14미리가 사용되는 모델도 있다. 10미리가 헛돌면 14미리를 사용하면 된다. 단단히 장착되어 있으므로 휠셋 전체를 잡고 렌치에 체중을 실어야 풀린다.

고정볼트가 제거된 상태이다.

2.더스트 캡(Dust cap)을 제거한다. 아래 사진은 기존에 많이 유통되고 있는 방법이다. 드라이버나 롱노우즈(Long nose) 등으로 지렛대처럼 들어올린다는 것인데, 이 글을 읽고 있는 독자의 자전거가 근래에 구입했고 오십만원대 이상이라면 아래 방법대로 해서는 안된다.

반대쪽에서 드라이버를 넣어 망치로 쳐서 빼내는 방법 역시 실시해서는 안된다. 이런 방법 모두 더스트 캡의 변형을 유발할 수 있어서이다. 파크툴의 미캐닉이 경고하는 것은 이 때문이다. 변형된 캡은 허브튜닝을 불가능하게 만들 수 있다. 프리휠 바디 정비 후 오히려 구름성이나 허브의 성능이 저하되었다는 사람이 가끔 있는데 이유는 대부분 캡의 변형을 잘못된 것인지 모르고 결합한 때문이다.

오래된 모델의 경우 캡이 두껍고 단단해서 억지로 빼내도 무리가 없는데, 요즘은 저렴한 소라나 데오레 정도만 되어도 경량화를 위해서인지 캡이 대단히 얇아서 쉽게 우그러진다.

필자도 이전 경험만 믿고 무심히 힘을 썼다가 약간의 변형이 생기자 작업을 중단하고 베어링 분리 공구를 사용하여 작업하였다. 전문공구인 제대로 된 베어링 풀러가 있었다면 더 쉬웠을 것이다. 한번의 작업을 위해서 고가의 공구를 구매할 수는 없었다.

작업은 어렵지 않다. 공구를 캡 내측에 걸리게 만든 다음.

프리휠 바디 고정 볼트를 삽입하여 우레탄 망치로 때리면 변형을 최소화하고 분리할 수 있다.

베어링 콘(Bearing cone)이 노출된 모습.

공구가 아래와 같이 캡의 내측에 걸리게 되고 볼트가 공구 쪽을 가격하면 빠지게 되는 원리다. 딱히 공구가 없더라도 적당한 쇠붙이를 가공하면 작업이 가능하다. 적당한 두께의 철판을 브이자 형태로 구부리면 이 공구보다 더 안정적으로 뺄 수 있겠다.

3.베어링 콘을 제거한다. 

이 작업 역시 기존 드라이버나 롱노우즈 등으로 푸는 방법은 성공적이지 못하였다. 중요한 부분은 콘 양쪽에 공구가 장착되는 홈이 있고 이 부분을 시계방향으로 돌려야 한다는 것이다. 통상적인 나사산의 방향과 반대이다.

이전에는 전용공구가 공급된 것으로 아는데, 지금은 찾을 수 없다. 큰 힘으로 체결되어 있어서 어설픈 공구로 작업하다가는 부품을 망가뜨리기 쉽다. 특히 베어링과 접촉하는 콘이므로 내부가 긁히면 자가정비의 보람이 없는 상황이 발생할 수 있다. 이런 스몰파트는 구하기조차 어렵다. 안전하고 확실한 방법을 찾아야 했다.

필자가 선택한 방법은 산에 자전거 타러 가던 길가에서 굴러다니던 쇠붙이를 주워와 쇠톱으로 적당히 잘라 이용하였다. 두께는 3.5미리 폭은 28.5미리가 적당하다. 두께가 얇으면 쇠붙이 임에도 휠 수 있다. 얼마나 세게 체결되어 있던지 한쪽이 휘어버리는 통에 다시 재가공하여 바이스에 물려서 작업을 재실시하였다.

고정볼트 없이 쇠붙이를 콘의 홈에 정확하게 끼운 후 허브에 임시로 끼워 풀었다. 체중을 실어 작업중 공구와 부품이 이탈하지 않도록 한 다음 휠셋을 시계방향으로 돌리면 풀린다.

방법은 간단하지만 쉬운 작업이 결코 아니었다.

일단 한번 돌아간 것이 확인이 되면 그 다음은 손으로 시계방향으로 돌려준다. 내부 베어링이 분실되는 것을 방지하기 위해서이다. 무심코 계속 돌리면 내부 베어링이 와르르 쏟아지는 낭패를 당한다.

얇은 워셔와 함께 베어링컵이 제거된 모습. 

얇은 워셔로 유격을 없애는 구조이다. 이 부품을 분실하면 유격이 발생하니 조심해서 다루어야 한다. 그럴일이 잘 없겠지만 오랜 사용으로 내부 베어링이 마모가 되어 프리휠 자체에 유격이 생기면 베어링 교체나 워셔의 가감으로 문제를 해결할 수 있다.

4.자성을 띤 드라이버를 갖다대어 콘쪽 상단 베어링을 제거한다.

베어링의 사이즈는 1/8인치, 3.175미리로 제법 작아서 한번 튀어 달아나면 찾기가 만만찮다. 이 작업을 할 때는 바닥에 천을 깔고 하는 것이 좋다. 위 아래 25개씩 총 50개의 베어링이 프리휠 바디 내부에 자리잡고 있다. 베어링 가게에 가면 쉽게 구할 수 있다.

5.라쳇 시스템을 분리해야 한다. 안쪽을 잡아주고 바깥쪽을 들어올리면 내부 베어링이 쏟아지지 않은 상태에서 분리할 수 있다.

드디어 드러난 시마노의 라쳇 시스템이다. 턱이 높은 폴(Pawl)이 두개인 것이 인상적이다. 독자들은 베어링이 너무 깨끗한 것이 아닌가? 하는 의문이 드는 사람도 있을 것이다. 그러나 이것이 정상적인 상태이다. 공장에서 갓 나온 상태가 이러하다. 일반적인 상식과는 달리 내부에 그리스가 대단히 소량으로 도포되어 있어서 그렇게 보인다.

얼핏 보면 그리스가 없는 것 같은데 정말 소량이 있다. 이유는 아래에 설명이 이어질 것이다.

베어링과 워셔를 제거하면 아래와 같이 결합되어 있다. 

6.폴도 제거할 수 있다. C형 스프링을 들어내면 된다.

스프링이 대단히 얇고 반발력이 약한데 폴이 두개이므로 이 부분이 오래된 그리스가 뻑뻑하게 굳어 부품끼리 고착이 되어버린다면 페달링을 해도 힘을 전달하지 못하고 헛돌게 된다. 오래 외부에 방치된 자전거에서 이런 이상이 주로 발생하고 가끔 정비를 한다고 점도가 너무 높은 이른바 떡그리스를 많이 도포하게 되면 오히려 좋지 않은 결과를 낳을 수 있다.

강한 페달킥으로 폴에 무리한 힘이 가해진다면? 내부에서 분쇄되어 회전이 이뤄지지 않는 상태가 된다.

폴이 정상인 상태다. 이 턱이 프리휠 바디 안쪽의 톱니바퀴처럼 생긴 홈과 만난 힘을 전달하게 된다. 공회전 때는 폴과 바디 내부가 만나 따르르르 하는 소리는 내게 된다. 폴의 갯수가 적고 각이 크지 않아서 시마노의 라쳇음은 전통적으로 조용한 편이다.

이 부분이 고장나는 일은 흔치 않으나 대부분 저가 허브에서 가끔 발생한다. 

정비는 디그리서를 이용해 이물질이나 굳어버린 그리스를 제거해 준 다음 폴을 원위치 시키는 것이 전부다. 이 부분 역시 스몰파트가 공급되지 않으므로 교체작업마저 쉽지 않다. 시마노에서도 이부분은 조금 개선이 되었으면 한다. 

자, 다음은 조립이다. 

7.먼저 깨끗하게 닦인 바디 내부에 그리스를 도포해야 하는데, 베어링이 접촉하는 상하 부위를 중심으로 얇게 발라준다.

자전거용 그리스면 크게 무리가 없겠으나 조금 신경이 쓰이는 독자라면 포크그리스나 공업용 중에서 테프론계 그리스가 좋다. 점도가 너무 높지 않으면서도 입자감이 거의 없는 부드러운 그리스면 완벽하다. 폴에 직접적인 도포보다는 이렇게 바디에 있는 소량의 오일이 자연스럽게 접촉하게끔 하는 것이 좋다.

8.라쳇 시스템에 베어링을 원위치 시킨다.

하단 홈(Inner race)에 그리스를 얇게 도포하고 베어링을 하나하나 같다 붙여야 한다. 바디 안쪽에 붙이는 방법도 있으나 필자가 해보니 결합 과정에서 베어링이 잘 흩어지는 터라 쉽지 않았다. 라쳇 시스템 홈에 베어링을 결합시킨 다음 바디를 위에서 아래로 내리는 것이 더 쉬웠다.

조립은 분해의 역순. 분해했을 때의 작업과정을 잘 되살리면 몇번 시행착오는 거치겠지만 실패하지는 않을 것이다.

9.상단 베어링을 원위치시키고 베어링컵을 재결합한다. 라쳇 시스템과 바디만 결합하면 상단 베어링을 원위치 시키는 것은 어렵지 않다. 갯수만 신경쓰면 된다. 시계반대방향으로 단단히 잠궈준다. 이 부분을 덜 잠금 상태에서 고정 볼트를 장착하게 되면 내부 나사산이 뭉개질 수 있다. 

10.프리휠 바디 고정 볼트를 재장착한다. 볼트 끝에 그리스를 도포하고 작업해 주어야 한다.

11.더스트 캡을 원위치시킨다. 이 역시 드라이버로 빙둘러 쳐주는 식의 팁이 유통되고 있는데, 위에서 지적한 바와 같은 이유로 적당한 크기의 소켓렌치를 대고 가볍게 두드려서 삽입해 준다. 너무 과도한 힘을 쓰면 역시 변형이 일어나게 되므로 주의할 것.

살펴보았듯이 시마노의 프리휠 바디 내부는 접근하기 까다롭고 분리과정에서 정비를 아니함만 못한 결과를 초래할 수 있는 요소가 있다.

그래서인지 프로미캐닉은 물론이고 경험이 많은 자전거 애호가들은 시마노 프리휠 바디 만큼은 분해정비를 추천하지 않고 있다. 그러나 상당한 내구성과 수명이 긴 부품이지만 마냥 방치할 수만은 없다.

해서 자주는 아니지만 내부윤활이 필요하다 싶을 때에는 반대쪽 실(Seal)을 걷어내고 노출된 베어링쪽으로 점도가 낮은 윤활오일을 소량 주입하는 방법을 권하고 있다. 물론 이것도 시마노의 공식적인 입장은 아니다.

저가형 모델의 경우 아래와 같이 실이 없는 경우는 이 방법마저 쉽지 않은 형편이다. 얼핏 지나가다가 확인한 외국 미캐닉은 플라스틱 용기에 점도가 낮은 자동차용 오일이나 포크오일을 붇고 허브 바디를 통째로 몇시간씩 담궈두었다가 다시 꺼내어 들어갔던 오일이 대부분 흘러나오기를 기다려 재장착한 다음 사용한다는 경우도 있었다.

중요한 것은 라쳇 폴의 리턴에 방해가 되는 과도한 오일은 문제를 발생시킬 수 있다는 점이다. 각자 적당한 방법을 찾아보길 바란다.

긴글의 마지막으로 간단하게 요약해보면

- 시마노 프리휠 바디 정비는 부품의 변형이 발생하지 않도록 신중하게 할 것.

- 내부 윤활은 과하지 않게 하여야 한다.

- 페달링을 해도 구동계열이 헛돌게 되면 내부 라쳇 시스템의 이상이 발생한 것이므로 교체나 정비가 필요하다.

- 부하가 많이 걸리는 부분도 아니고 여러개의 베어링이 장착되어 있어 수명이 상당히 길다. 정비에 대한 부담을 가질 필요는 없다.

- 구조를 살펴보았듯이 시마노 허브의 프리허브 바디는 다른 회사와 호환이 안된다.

이 정도가 될 것이다.

오랜만에 해 본 작업이라 시행착오가 있었다. 전쟁터를 닮은 공간을 벗어나 잠시 여행이 떠나고 싶어지는 봄날이다. 

시마노 허브 정비에 대한 이해에 도움이 되었으면 한다./자전거공작소