자전거의 조향부 – 핸들만 돌려서 코너를 돈다고?

 조향부는 자전거의 방향 조종에 관여하는 부품인 스템, 핸들바, 그립, 헤드셋, 포크를 통틀어 이르는 말이다. 이후 본문은 핸들바, 헤드셋, 포크에 대해서 설명한다. 스템과 그립은 핸들바 구성에 포함했으므로 먼저 간단히 짚고 넘어가겠다. 

 스템은 포크와 핸들바를 연결하고 편안한 조향각을 제공하는 부품이다. 여러 종류가 있지만 저가의 자전거는 핸들바와 스템이 일체형이거나 별도로 교체가 불가능한 경우도 더러 있다. 반면 로드바이크나 산악자전거 등 스포츠 자전거는 다양한 길이와 각도의 스템이 있어서 라이더의 신체특성에 따라 교체가 자유롭다.

 그립은 라이더가 핸들바를 잡는 부분에 덧씌운 손잡이를 말한다. 기능적으로는 주행 중 핸들바에 전달되는 노면진동을 줄여주고 핸들바와 손의 밀착감을 높이는 역할을 한다. 고무나 합성수지, 가죽 등 여러 가지 소재로 만들어 기능뿐 아니라 패션소품 같은 다양한 그립이 있다. 

 핸들바는 라이더가 직접 손으로 잡고 방향을 조작하는 부품이다. 그러나 핸들바는 단순히 방향전환 외에도 브레이크나 변속레버 등이 장착되는 곳이기도 하다. 그뿐 아니라 라이딩 자세와도 아주 밀접한 관계가 있는 부품이다. 

 과거 신사용 자전거에 쓰이던 핸들바를 기억하는가? ‘노스로드(North road)’ 라고 불리던 핸들바였다. 노스로드 핸들바를 처음 고안한 사람들은 19세기 말, 영국의 ‘노스로드클럽’이라는 자전거동호회 사람들이었다. 이들은 평상시에 이 핸들바의 그립(손이 쥐어지는 위치)이 스템보다 위로 오게 장착해서 허리들 펴고 편안하게 자전거를 탔다. 과거 우리네 아버지들이 그랬던 것처럼 말이다.

 헌데 자전거 경주 때가 되면 핸들바를 거꾸로 달아서 지금의 로드바이크의 핸들처럼 상체를 더 숙이고 공기저항을 줄일 수 있게 라이딩포지션을 연출했다. 우리가 가장 친숙하고 오래 봐온 자전거 핸들바가 사실은 경주용으로 고안된 핸들바인 것이다. 이처럼 핸들바는 그 형태와 착장방법에 따라서 주행 시 다른 결과를 보여준다.

 지금도 신사용 핸들바를 쓰는 자전거를 종종 볼 수는 있지만 오늘 날에는 시티바이크에서부터 경기용 자전거에 이르기까지 다음과 같은 형태의 핸들바가 주류를 이루고 있다.

 갈매기형 핸들바로도 불린다. 일반적인 이동용 자전거부터 시티바이크, 산악자전거에 이르기까지 두루 쓰인다. 일자형의 플랫바에 비해 조향이 여유롭고 주행 진동도 넓게 분산되는 장점이 있다. 시티바이크의 경우는 편안한 주행자세를 고려해 높이차가 큰 라이저바를 사용한다. 반면 산악자전거의 올마운틴, 프리라이드, 다운힐 같은 장르 자전거는 높이 보다 폭이 넓고 굵은 라이저바를 쓴다. 그 이유는 내리막 험로에서 좀 더 안정적인 포지션을 취할 수 있기 때문이다. 아울러 점프나 드롭 등의 트릭 후 균형이 무너져도 지지기반이 넓어서 밸런스의 회복에도 도움을 준다.   

 흔히 ‘일자바’라고 불린다. 라이저바 보다 조향 중심이 낮고 폭이 좁아서 공기저항을 줄일 수 있다. 따라서 스포츠 자전거에 가까운 하이브리드 자전거나 쾌속주행을 지향하는 시티바이크에 많다. 산악자전거에서는 크로스컨트리 자전거가 주로 플랫바를 쓴다. 공기저항의 장점 뒤에는 단점도 있다. 라이딩 포지션이 한정적이고 라이저바 보다 폭이 좁은 편이어서 고속주행에서 안정적이지 못하다. 이 때문에 최근에는 완전한 일자형 플랫바 보다는 안쪽으로 2~3도 굽고 좀 더 폭이 넓은 형태의 플랫바를 쓰는 경향이다.  

 주로 로드바이크의 핸들바로 알려졌다. 핸들을 잡는 곳에 따라서 라이딩 포지션을 바꿀 수 있다. 일반적인 항속주행이나 오르막에서는 브래킷이라고 부르는 브레이크레버의 후드부분을 잡는다. 그리고 내리막이나 스프린트 시에는 공기저항을 줄이기 위해 핸들바의 가장 아래를 잡는 식이다. 그리고 휴식이나 포지션 전환을 위해서 잠깐 플랫바처럼 잡는 것도 가능하다. 따라서 다양한 지형을 만나게 되는 도로경기 자전거에 주로 쓰인다. 대표적인 멀티포지셔닝 핸들바다. 최근에는 로드바이크의 특성을 지향하는 시티바이크나 미니벨로(미니스프린터)에도 쓰인다. 

 에어로바는 공기저항을 줄이려는 노력이 낳은 산물이다. 도로독주경기(Time Trial)나 중장거리 트랙경기용 자전거에 주로 쓰인다. 에어로바의 그립은 황소의 뿔처럼 생겼다고 해서 불(Bull) 또는 혼(Horn)이라고도 한다. 뿔처럼 앞으로 돌출된 그립을 잡으면 허리가 더욱 숙여져서 공기저항을 줄이는 에어로 포지션을 취하게 된다. 거기에 한 술 더 떠서 핸들바 가운데 수평으로 더욱 돌출된 익스텐션바가 있다. 이는 항속 시에 허리를 숙이고 상체를 웅크리는 자세를 지속적으로 유지할 수 있도록 고안한 것이다. 그리고 그 자세에서 기어변속이 가능하도록 변속레버가 장착된다. 

 대부분 전력질주를 하는 경기에 쓰이므로 브레이크를 잡는 일은 아주 드물다. 때문에 브레이크레버는 베이스바에 그대로 두고 있다. 핸들바 자체도 비행기 날개처럼 에어로다이내믹하게 디자인하는 것이 일반적이다. 

 지금처럼 가벼운 카본으로 유체역학적인 디자인이 불가능했던 시절에는 알루미늄 불바를 사용하기도 했다. 현재 이런 클래식 베이스바는 경기에는 거의 쓰이지 않고 개성을 중시하는 픽시나 미니스프린터, 기타 패션자전거에 쓰이기도 한다.

 자전거의 조향은 핸들바가 포크와 연결되어 앞바퀴를 좌우로 움직일 수 있기에 가능하다. 핸들바는 스템으로 포크의 스티어러튜브와 연결된다. 이 스티어러튜브는 프레임의 헤드튜브를 통과해 스템과 만난다. 이 때 스티어러튜브가 헤드튜브와 마찰을 일으키지 않고 원활히 회전할 수 있도록 장착하는 베어링장치가 바로 헤드셋이다. 

헤드셋은 크게 ‘쓰레드 헤드셋’과 ‘쓰레드리스 헤드셋’으로 나눈다. 쓰레드 헤드셋은 (포크의)스티어러튜브를 헤드셋에 볼트식으로 조여서 고정하는 방식이다. 반면 쓰레드리스 헤드셋은 단순히 베어링의 역할만 하고 스티어러튜브는 스템에서 고정하는 것이 다른 점이다.

 

 쓰레드 헤드셋을 쓰는 자전거들은 일정부분 핸들바의 높이를 간단히 조정할 수 있기 때문에 단일 사이즈로 판매되는 저가형 자전거에 많이 쓰인다. 그렇다고 싸구려 이미지만 있는 건 아니다. 반대로 예스럽게 멋을 낸 클래식 자전거와 픽시에도 쓰레드 헤드셋이 자주 쓰인다.

 

 쓰레드리스 헤드셋은 중고가 시티바이크부터 스포츠자전거에 이르기까지 폭넓게 쓰이지만 자전거 헤드튜브 구조에 따라 사용되는 헤드셋이 다르다. 따라서 쓰레드리스 헤드셋은 헤드튜브에 따라 다음처럼 다시 세 가지로 나뉜다.

 가장 널리 쓰이는 방식이다. 헤드튜브 위아래로 베어링 컵이 장착되며 설치 후에도 베어링 컵이 확연히 노출되는 형식이다.

 

 컨벤셔널처럼 헤드튜브에 베어링 컵을 장착하지만 헤드튜브에 거의 삽입되어 겉으로 컵이 두드러지게 드러나지 않는다.

 베어링 컵 없이 베어링만 헤드튜브에 삽입하는 방식으로 헤드셋이 아예 보이지 않는 경우도 있다.

 

 포크는 핸들바와 앞바퀴를 결합하고 이를 좌우로 조종할 수 있게 한다. 뿐만 아니라 주행 중 노면충격을 감소시키고 조향균형을 안정케 하는 역할도 한다. 자전거에 따라서 다양한 포크가 있지만 단순히 포크의 기계적 특성으로만 보면 크게 다음 두 가지로 나눌 수 있다.    

 서스펜션 포크에 상대 개념으로 지어진 이름으로 보면 된다. 말 그대로 ‘딱딱한 포크’이기 때문에 노면상태가 불규칙한 곳에서는 주행진동이 크고 승차감이 떨어지는 단점이 있다. 그러나 노면이 고른 곳을 주행할 때는 서스펜션 포크에 비해 가벼울 뿐 아니라 페달링 시, 서스펜션의 작동 때문에 빼앗기는 힘이 없고 동력전달 효율도 좋다. 

 저가의 자전거에는 하이텐 스틸이나 알루미늄처럼 비교적 무거운 소재의 리지드 포크를 사용한다. 반면 로드바이크의 포크는 가볍고 충격에도 강하며 주행진동도 잘 분산되는 카본 섬유가 주류를 이루고 있다.  

 자동차처럼 완충장치를 적용한 포크다. 주로 험로를 달리는 산악자전거에 사용되었지만 지금은 시티바이크에서도 흔히 볼 수 있다. 시티바이크에 쓰는 대부분의 서스펜션 포크는 완충과 반발의 정도를 조절 할 수 없는 금속 스프링식 서스펜션이 많다. 하지만 중고급 레크레이션 바이크나 전문 산악자전거의 포크는 압축되는 속도과 회복되는 속도를 조절할 수 있으며 심지어 완충 길이가 조절되는 포크도 있다. 완충방식은 공기주입식이 주류다.