스프라켓 수명은 어떻게 확인하는가?

체인의 수명이 다해서 새것으로 갈았다. 그런데 특정 스프라켓 코그(Sprocket cog)에서 오작동이 발생한다. 헛돌기도 하고 튀는 것 같기도 하는 증상이다. 새 체인인데 왜 그런가? 주변에 물어보니 스프라켓이 마모가 되면 그렇다는데 사실인가? 만약 그렇다면 스프라켓 수명은 어떻게 체크 하는가?

 

이 질문도 비교적 자주 듣는 질문이다.

 

먼저 변형은 어디에서 일어나는가? 부터 살펴보자.

 

라이더가 페달을 밝으면 크랭크에서 발생한 힘이 체인에 의해 뒷바퀴 스프라켓 코그 이빨로 전달되어 자전거는 앞으로 나아가게 된다. 따라서 체인은 물론이고 앞뒤 톱니바퀴에는 물리적인 힘이 가해질 수밖에 없다. 체인의 롤러(사진상의2)부분이 스프라켓 코그의 턱(사진상의1)에 강하게 접촉하게 된다.

 

 

힘을 지속적으로 받은 체인은 2번 롤러(Chain roller)부분에서 먼저 변형이 일어나게 된다. 단단하고 날카로운 코그의 이빨에 의해 짓눌려서 느슨해진다고나 할까. 미세한 변형이면 구동계열의 이빨에 크게 영향을 미치지 않겠지만 많이 변형된 체인은 코그의 상단쪽(사진상의3)과 접촉하여 힘을 전달하게 된다.

 

체인의 롤러는 회전하게 되어 있으므로 이빨의 산을 전체적으로 위에서부터 아래로 마사지하듯이 훑어내려가는 식으로 지속적인 마찰을 일으키게 된다.

 

 

그러한 작동이 계속 반복되면 체인링(Chain ring)과 스프라켓 뿐만이 아니라 아래 사진과 같이 체인이 지나가는 쪽이면 어떤 것이든 간에 부속의 변형을 일으키게 된다. 자전거공작소에서 여러번 써먹은 사진인데 좀 극단적인 상태이다. 본격 산악이나 로드바이크를 타는 사람이 이 상태가 될 때까지 체인을 교체하지 않고 방치할 리는 없다.

 

 

 

체인체커(Chain checker)를 사용하여 체인의 변형을 확인한 뒤 오래 사용하지 않고 적절히 교체해서 사용하더라도 새 체인으로 교체 후 어느 정도는 체인이 튄다거나 힘을 주어 페달을 강하게 밟으면 톱니바퀴를 넘어가는 듯한 증상이 일어날 수 있다.

 

주로 스프라켓의 하단, 이빨수가 작은 코그에서 발생한다.

 

 

이유는 이빨수가 많으면 많을수록 체인의 롤러가 코그의 여러 이빨에 물리게 되어 집중되는 힘이 분산되어서이다. 해서 허브바디에 수직으로 꼈다 뺐다 할 수 있는 카세트방식의 스프라켓의 경우(대부분의 로드바이크나 산악자전거의 상당수는 이 방식이다.) 작은 코그는 쉽게 교체할 수 있도록 낱개로 부품이 공급되고 있다. 이 부분은 글 말미에서 다시 다루도록 하겠다.

 

어쨌든 이빨수가 많은 코그의 수명은 상당히 길다. 산악자전거 기준이지만 부지런히 탔는데도 약 오년동안 크게 문제를 일으키지 않고 있다. 문제는 작은 코그이다. 작은 코그는 이빨수가 적다 보니 상대적으로 힘이 집중되고 변형 또한 비교적 잘 일어난다. 특히 속도 위주에다가 강한 힘을 가하는 오르막 페달링을 작은 코그쪽에 체인을 걸어놓고 라이딩하는 스타일이라면 체인교체시기를 넘기지 않고 새 체인으로 교체했다 하더라도 오작동이 발생할 확률이 높다.

 

동시에 한곳만 집중적으로 사용해도 같은 현상이 일어날 수 있다. 가령 출퇴근 목적으로 자전거를 타는 라이더가 회사까지 가는 길이 평지여서 아래에서 세번째만 주로 사용했다면 다른 곳은 멀쩡해도 그곳만 문제를 일으킬 수 있다.

 

 

부지런한 라이더들이 조금이라도 구동계의 이빨을 보호하기 위해 체인을 두개 준비해서 번갈아 사용하는 이유가 여기에 있다. 체인 하나를 사용하는 것보다는 두개를 번갈아 사용하는 것이 체인이 조금이라도 덜 변형된 상태에서 일정한 위치에서 작동할 수 있다. 구동계의 이빨 변형을 막아주는 데에 상대적으로 유리하다. 개인적으로는 번거로워서 시도해본 적이 없다.

 

다음으로 넘어가서, 변형은 어떻게 측정할 수 있는가? 하는 질문에 대해서 살펴보도록 하겠다.

 

체인이야 이전 글에서 설명했듯이 체인체커가 있으므로 크게 고민할 이유가 없다. 그러나 스프라켓이나 체인링의 경우 공구가 마땅찮다. 물론 스프라켓 체커라는 공구가 잠시 공급되었지만 필자가 알기로는 현재 대부분 공구제조사에서 공급을 중단한 상태이다. 심지어 대표적인 자전거공구 제조사라 하더라도 이런류의 체커를 생산조차 하지 않은 곳도 있다. 

 

이유는?

 

공구의 정밀도가 높지 않아 효율적이지 못해서라고 생각한다.

 

 

스프라켓 체터(UNIOR 1658)의 모습이다. 외양부터 단순하다. 쇠막대기에 체인 몇마디 고정해 놓은 모습이다.

 

 

자세히 보면 시마노 체인이다.

 

 

사용법은 공구의 하단 둥근 부분과 체인을 측정하고자 하는 스프라켓 코그 이빨 사이에 끼우고 손잡이 부분을 힘을 주어 잡아당긴다.

 

 

그러면 체인에 힘이 작용하게 되고 실제 자전거를 탈 때와 비슷한 조건이 형성된다.

 

 

마모가 진행되지 않은 스프라켓은 사진처럼 체인의 끝마디가 쉽게 이탈되고 끝을 움직여 원위치시켜보면 움직임이 원활하다. 반대로 마모가 진행된 경우는 마모로 인해 조금씩 제자리가 아닌 지점을 물게되어 끝마디가 살짝 저항감이 있고 이탈이 일어나지 않게 된다. 손잡이에 힘을 준 상태에서 끝마디를 이빨 사이로 넣어다 뺐다 해봐서 체인의 롤러에 부대끼는 감각이 느껴진다면 마모가 진행된 것으로 판단하면 된다. 

 

실제로 해보면 측정에 있어 정밀도가 높지 않아 효율적이지 못하였다.

 

사진을 찍기 위해 휠셋을 눕혀 놓고 측정해 보았지만 세워서 하는 것이 더 바람직하다. 어쨌든 이 공구의 기준이면 한참 변형이 많이 진행된 스프라켓 코그의 경우에나 이상유무를 확인할 수 있을 것이다. 민감한 라이더라면 그 전에 이미 공구 없이도 알아차릴 수 있는 수준이다.

 

특히 이빨수가 작은 코그는 공구로 체크해서 이상이 없는 수준의 작은 변형이 있어도 오작동이 발생할 수 있다. 문제의 발생은 작은 코그에서 주로 일어나는데 공구를 사용할 일이 크게 없는 상황이니 효용성이 떨어질 수밖에 없다.

 

 

그러 저러한 이유로 경험 있는 사용자들은 육안으로 코그의 이빨을 관찰하여 변형 정도를 파악하는 방법을 주로 쓰고 있다. 아래는 사진상의 코그는 한번도 체인을 물려본 적이 없는 새 것일 때의 스프라켓 코그이다.

 

코그 이빨의 끝과 턱의 상태를 유심히 관찰해두자.

 

 

그 다음은 변형이 발생하여 새체인으로 교체를 했음에도 오작동을 일으킨 코그의 상태이다. 위의 정상인 것과 비교해 보기 바란다.

 

 

이빨의 끝이 미세하게 뭉개진 것이 몇몇 보이고 이빨의 삼분의 이 지점에 역시 미세한 파임이 보인다. 지인의 자전거 부속인데 체인을 교체하고 난 뒤 처음에는 작은쪽 아래에서 세번째까지 매코그마다 체인이 미끄러지고 튄다는 문제로 필자를 찾아왔었다.

 

내 대답은 뒷동산 오르막을 세번 정도 오르락 내리락 하라고 하였다. 돌아와서 한 대답이 두번째와 세번째에선 오작동이 없어졌는데 제일 작은쪽에서는 증상이 여전하다는 답이 돌아왔다. 며칠 뒤 제일 작은쪽만 새 코그로 교체하고 나서 찍은 사진이다.

 

지인에게 물어보니 겨울에 제일 작은 쪽에 체인을 물려놓고 평로라로 트레이닝을 열심히 했다고 하였다. 아마도 그 때 집중적인 사용으로 발생한 변형으로 보였다.

 

이 사례에서 우리가 얻을 수 있는 교훈은 세가지다.

 

- 하나는 적절한 시기에 새체인으로 교체했다 하더라도 오작동이 발생할 수 있다.

 

- 잠시 발생한 오작동은 조금 사용하다보면 해소될 수 있다. 새것일 때와 사용하던 구동계열과의 적응기간쯤이라고 해두자.

 

- 체인과 함께 구동계열도 함께 교체해주면 좋지만, 문제가 발생하는 특정 코그만 선별적으로 교체할 수 있다.

 

정도가 될 것이다.

 

 

그 다음으로 유저들이 많이 사용하는 스프라켓 코그 마모 측정하는 방법은 아예 하단 작은쪽 코그나 스프라켓 전체를 새 부속으로 바꿔 끼워 점검을 해보는 방법이다. 사실 번거로워서 그렇지 이 방법보다 확실한 방법은 없는 것 같다.

 

이렇게 새부속을 끼워서 테스트 하는 점검법은 다른 수단을 다 동원해도 문제를 해결할 수 없을 때 개인적으로 사용하는 방법이다. 아래 작은 코그들은 새 체인과 함께 공구함에 늘 들어있는 부속이다.

 

 

스프라켓 코그 교체법은 글과 동영상으로 이전 포스팅에서 자세히 설명했으므로 중언부언 하지 않겠다. 링크를 참고하기 바란다.

 

biketool링크  스프라켓 탈부착  체인링의 수명과 교체시기  체인링 탈부착

 

 

체인링의 경우도 마찬가지다. 육안이나 새 부품으로의 교체를 통해 마모 정도를 점검할 수밖에 없다. 아래 사진의 중간과 그 아래 체인링의 이빨 상태를 유심히 살펴보기 바란다. 척봐도 중간이 약간 이빨의 폭이 좁고 삼분의 이 지점에 변형이 간간히 보인다.

 

특히 체인링은 이렇게 변형된 부속에 새체인으로 교체하게 되면 체인이 변형된 부품에 맞춰 더 빠르게 적응(?)하는 식으로 변형이 가속되므로 체인교체의 보람이 없어질 수도 있다. 또 많이 마모가 진행된 체인링에는 새 체인을 교체했다 하더라도 변속이 원활하지 않게 되고 체인이 프레임 사이에 말려들어가 끼이게 되는 현상이 나타날 수도 있다. 

 

수명이 상당히 길지만 체인링만큼은 변형이 있으면 조금 선제적으로 교체하는 것이 좋다고 생각한다.

 

 

체인을 교체할 때 주로 사용하는 구동계열의 이빨도 가끔 살펴보는 지혜가 있어야 큰 돈을 들이지 않고도 자전거를 늘 새것과 같은 상태로 유지할 수 있다.

 

자전거 구동계열 유지관리에 도움이 되었으면 한다./자전거공작소