리컴번트의 휠 얼라이먼트

리컴번트는 이륜자전거와 달리 앞바퀴가 2개입니다. 자동차를 공부하신 분들은 아시겠지만 앞바퀴가 2개가 되는 순간 구조가 많이 복잡해 집니다. 얼른보시면 간단한 것 같지만 캠버, 캐스터, 킹핀, 토인 이러한것들에 각도가 설정되어 있습니다. 통상 대부분 제작사에서 결정되어 나오지만 그중 하나 토인은 가끔 확인하고 조종해 주어야 합니다.

그 첫 번째로 토인입니다. 자전거 바퀴의 전면이 후면보다 약 2~3mm좁게 되어 있습니다.

그래서 줄자 또는 공구를 동원하여 맞추는 것입니다. 여기에서도 핸들을 직진상태로 맞추고 조종을 해야 합니다. 이것이 맞지않으면 사이드 슬립이라는 현상이 생깁니다.

바퀴에 체인감아 달리는 자전거가 뭐가 이렇게 복잡할까 싶지만 모두가 필요한 것들입니다. 그래서 세계의 최고 리컴번트, 벨로가 나오는 것입니다.

그러면 여기서 캠버, 캐스터, 킹핀, 토인, 사이드슬립이 뭔데 하나씩 알아 보겠습니다.

 

캠버의 뜻

캠버 각

캠버란 앞바퀴를 정면에서 봤을 때 바퀴의 중심선과 노면에 대한 수직선이 이루는 각도를 뜻합니다. 캠버는 종류에 따라서 다르지만 일반적으로 0도에서 2.5도 정도 됩니다.

캠버를 두는 이유는

첫 번째로, 앞바퀴가 하중을 받았을 때 아래가 벌어지는 것을 방지하고

두 번째로 주행 중에 바퀴가 빠져나가는 것을 방지하는 역할을 합니다.

세 번째는 킹핀 경사각도와 함께 타이어 접지면 중심과 킹핀 연장선이 노면과 교차하는 점과의 거리인 오프셋 양을 적게 해서 조향핸들의 조작력을 경감시키고

마지막으로 바퀴의 중심이 캠버가 0일 때에 비해서 안쪽으로 들어가기 때문에 하중이 가해지는 점이 너클 스핀들에 가까워져 너클 조인트 부분에 발생하는 모멘트를 줄일 수가 있습니다. 이는 곧 부품의 내구성을 증기 시킨다는 뜻이기도 합니다.

 

킹핀의 경사각도

킹핀 각

킹핀은 자전거를 정면에서 보았을 때 차체 쪽으로 비스듬하게 설치되는데 킹핀의 중심선이 노면에 대한 수직선과 이루는 각도를 킹핀 경사각도라 합니다. 킹핀 경사각도는 일반적으로 6도에서 9도 정도로 되어있습니다.

킹핀 경사각도를 두는 이유는

첫 번째, 조향핸들 조작력과 주행 및 제동을 할 때 저항력을 줄여줍니다.

두 번째, 캠버와 함께 오프셋 양을 줄여주므로 타이어를 선회시키는 모멘트가 줄어들어 조향핸들 조작력이 줄게 됩니다.

세 번째로는 조향핸들의 복원력을 증대시키는 역할을 합니다.

 

 

캐스터

캐스터는 앞바퀴를 옆에서 보았을 때 킹핀 중심선이 수직선에 대하여 경사져있는데 이 경사진 각도를 캐스터라 하며, 캐스터 값은 대략 뒷바퀴 구동방식에서 2도에서 10도 정도입니다. 또, 킹핀 중심 연장선이 노면과 만나는 점을 캐스터 점, 캐스터 점과 타이어 접지 중심 사이의 거리를 트레일이라고 부릅니다.

캐스터를 주게 되면

첫째 앞바퀴가 직진 상태에서 벗어난 순간에 바퀴에 가해지는 주행 저항에 의하여 킹핀 축 주위에서 직진 위치로 돌아가려는 복원 모멘트가 작용해서 자전거의 직진 성능을 부여하고,

두 번째 선회할 때 복원성을 줍니다. 캐스터 각도가 클수록 자동차의 직진 성능과 선회 시 복원성을 확보하는데 유리하지만 상대적으로 조향 조작력이 커진다는 특징이 있습니다.

 

토인

앞바퀴를 위에서 내려다보았을 때 양 바퀴의 중심거리가 앞쪽이 뒤쪽보다 좁게 되어있습니다. 이 거리의 차이를 토인이라 하고, 보통 일반적으로 2~3mm입니다. 보통 바퀴는 캠버에 의해서 바깥쪽으로 진행하려 합니다. 그래서 바퀴의 자세를 안쪽으로 두면 서로 상쇄가 되어 직진방향으로 진행을 합니다.

토인은

첫째 캠버를 보정하여 사이드 슬립을 방지하고,

둘째 타이어가 편 마모되지 않도록 합니다.

즉 캠버에 의해서 바퀴가 토 아웃되는 것을 방지한다고 보시면 됩니다. 바퀴는 킹핀의 중심선을 따라서 회전하는데, 주행할 때 노면으로 발생되는 저항으로 인하여 바퀴를 바깥쪽으로 선회시키는 모멘트가 발생합니다. 이 모멘트는 바퀴를 토 아웃시키려 합니다. 즉 구동력과 주행 저항 등에 의한 바퀴가 토 아웃되는 것을 방지한다고 이해하시면 됩니다.

 

사이드 슬립

위 그림처럼 핸들정렬(직진상태)을 하지않은 상태에서 토인을 정렬하면 그림처럼 왼쪽은 직진상태이며 오른쪽은 안쪽으로 많이 들어온 모양이 됩니다. 이상태라면 직진주행을 계속함에 따라 오른쪽 바퀴가 계속 안쪽으로 들어가려고 함으로 자전거는 계속 왼쪽으로 가게 됩니다.

본인은 핸들을 계속 똑바로 잡고 가는데 정렬에 따라 자전거가 계속 왼쪽 또는 오른쪽으로 가는 현상을 사이드 슬립이라고 합니다. 이상적인 경우는 직진도로에서 핸들을 놓고 갔을 때 계속 바로 가야 된다는 것입니다. 자동차의 경우는 핸들을 놓고 1km주행을 할 때 좌, 우 3m이내가 이상적이고 5m가 넘으면 정비를 해야합니다. 자전거를 여기에 비할 수는 없지만 이러한 내용이라는 것을 설명드립니다.

 

그러므로 주행중 앞바퀴에 정면으로 충격을 받는 충돌사고 같은 경우는 잘 살펴 보셔야 합니다. 프레임이 휜곳이 없는지, 찌그러 진곳이 없는지, 균열이 생긴곳이 없는지를 확인하셔야 합니다. 주행중 이상이 없다면 모르지만 쏠림, 떨림 이러한 현상은 단순히 토인만의 조종으로 해결되지 않을수도 있습니다.

 

모두 아시는 분이 80% 모르는 분이 20%라 20%분을 위하여 정리해 보았습니다.