자전거 일반

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현재 도시생활을 하고있는 가정에는 적어도 한 대 정도의 자전거는 평균적으로

가지고 있다면 과장일까, 일전에 동대문구청 직원과 함께 방치되어서 2주간 고지된

자전거를 수거한 일이 있었는데 동네 구석구석 방치된 자전거가 끝없이 나왔다.

그 당시 **시 각 동을  순회하면서 자전거를 1년 정도 수리한 경험이 있었는데

아무리 시골 동네라도 수리히겠다고 갖고나온 자전거는 떠날 시간이 다 되어도 줄이

계속 서있을 정도였다.  문제는 밭에 광에 우영에 방치됐던 자전거를 어찌어찌 끌고

와서 경유로를 연결부위나 너트볼트 부위에 미리 발라놓아도 잘 풀리지 않아 애를

많이 태운 기억이 아직도 생생하다. 손가락 마디가 긁어질 정도라고 하면 이것도 과장일까.

오늘은 자전거에 대해서는  이정도는 알아야 할 만큼만 소개한다.

 

1. 자전거 역사

 

인류의 생활에 바퀴가 등장한 것은 기원전부터였지만 자전거와 같이

보행을 돕는 탈것이 나타난 것은 18세기 말이다.

1790년 프랑스의 귀족 콩뜨 드 시브릭이 만든 세레리페르(celerifere =

빨리 달릴 수 있는 기계 )는 같은 크기인 두 개의 나무 바퀴를 나무로

연결하고 간단한 안장을 얹은 엉성한 탈것이었다.

 

세레리페르

1817년 독일에서 카를 폰 드리이스는 앞바퀴를 움직여서 원하는 방향으로

달릴 수 있는 목제 두 바퀴 자전거를 만들어 파리에서 드라이지네(draisine)라는

이름으로 공개했다. 드라이지네는 영국으로 건너가 개량되어 호비 호스(hobby

horse), 댄디 호스(dandy horse)라는 이름을 얻고 큰 인기를 끌었다,

그러나 이 모델은 구두 발로 땅을 차서 움직이는 것으로 능숙한 이들이 겨우

10km 정도의 속도만 낼 수 있을 뿐 실용성과 오락성 부분에서는 기대에

미치지 못해 대중적으로 보급되지는 못했다.

 

드라이지네

자전거는 1839년 영국 스코틀랜드에서 대장간을 하던 커크패트릭 맥밀런의

고안으로 큰 진전을 보게 된다. 그는 좌우 2개의 페달을 밟아서 연결봉과

크랭트를 통해 뒷바퀴를 돌리는 자전거를 만들어 냈다.

증기기관차의 피스톤을 움직이면 컨로드와 크랭크를 통해 구르는 것과 같은

방식이다. 드디어 사람이 땅에서 발을 땐 채로 굴러가는 자전거가 태어난

것이다.

 

오늘날 처럼 페달로 바퀴를 돌리는 자전거는 1861년 파리에서 대장간 일을

하면서 마차도 만들던 페이르 미쇼와 그의 아들이 내놓았다. 앞바퀴에 페달을

단 미쇼의 나무 자전거 벨로시패드(velociped)는 현대적 자전거의 출발점이

되었고 당시 달리기 쉬운 탈것으로서 크게 환영받았다. 또한 1861년 2대, 62년

142대에 이어 65년에는 400대가 팔려 대량생산한 첫 번째 자전거로 기록되기도

했다.

 

벨로시페드

<미쇼형 자전거>는 평균시속 14~15km를 달릴 수 있게 됐으나 교통수단과

귀족층의 스포츠용구로 널리 이용되지는 못 했다.

이유는 철체로 되다보니 자전거가 많이 흔들여 "등뼈 흔들림" 이라 불리였다.

 

이후, 영국으로 건너간 벨로시페드는 나무바퀴 둘레에 철판을 씌어졌지만 노면의

충격과 진동이 탑승자에게 너무 심하게 전달되어 본 쉐이커(bone shaker)라는

별명을 얻었다, 이 바퀴에 통고무를 쓰면서 승차감이 좋아진 것은 물론 속도도

빨라졌다. 1860년대 후반에는 이 모델을 이용한 첫 레이스가 열렸고 첫 번째

자전거 쇼도 파리에서 열려 앞선 기술들이 소개되었다.

 

미쇼자전거

사람들이 미쇼의 자전거로 스피드를 추구하게 되는데, 1871년 영국의 제임스

스탈리는 앞바퀴가 유난히 크고 뒷바퀴는 작은 빅휠(big wheel) 또는 오디너리

(ordinary)로 불리는 자전거를 내놓았다.

굴림 바퀴의 지름을 크게 하면 같은 한 바퀴 회전이라도 달리는 거리가 늘어나

스피드도 달라지는 이용한 것이다. 타이어는 역시 통 고무를 써 빠르고 승차감이

좋으며 스타일도 멋있는 자전거였다.

오디너리는 유럽 여러 나라는 물론 미국에서도 크게 환영을 받아서 자전거 경주를

인기가 큰 스포츠로 끌어올렸다.

한창 유행 할 당시에는 앞바퀴가 1m60㎝,뒤바퀴가 50㎝인 자전거도 등장하였고,

그때 당시 자전거 경주용으로 씌였다

 

빅휠 오디너리

빅휠, 오디너리의 약점은 안장이 너무 높아 타고 내리기 힘들고, 앞바퀴가 장애믈에

걸리면 탄 사람이 앞으로 곤두박질칠 위험이 있는 것이다.

이런 결점을 없애면서 새로 나타난 것이 세이프티(safety 또는 sefety bicycle)이다.

 

세이프티

1874년 영국의 해리 로슨은 같은 사이즈의 크지않은 바퀴를 달고, 앞바퀴 페달 대신

두 바퀴 중간에 있는 페달을 밟아 체인으로 뒷바퀴를 굴리는 요즘의 자전거와 비슷한

세이프티를 처음 내놓았다. 안장에 오르기 쉽고 달리기도 수월하며 위험하지도 않은

안전한 자전거라는 뜻이다.

1885년 오디너리를 만든 제임스 스탈리의 조카인 존 스탈리는 세이프티 프레임을

다이아몬드 형에 가깝게 하는 등 구조와 메카니즘에서 요즘 자전거의 기본요소를 모두

갖춘 로버(rover)자전거를 선 보였다.

 

로버 세이프티로 발전한 자전거는 1883년 영국의 존 던롭이 발명한 공기 타이어로 한층

더 편하고 잘 달리는 탈것이 되어 현대 자전거의 기틀이 된다.

당시 1880년대와 90년대는 자전거의 황금기였고, 여성들도 다투어 자전거를 탔다.

여성이 자전거를 타는데서 얻은 자유는 영국에서 여권운동을 크게 번지게 하는데도 중요한

역할을 했다.

 

<자전거 약사 약기>

기원전 4000년 고대그리스 벽화 바퀴 두개를 봉으로 연결한 그림 발견

기원전 2300년 중국 두개의 바퀴가 달린 대나무

1790년 프랑스, Conde Mede de Sivrac : 슈발드모아(목마) 발명, 방향전환 안됨.

1818년(최초의자전거) 프러시아의 드라이스가 만든 라우프마쉬네" (Laufmachine,드라이지엔)

1863년 드라이지엔 계량형 : 벨로시패드

1870년 볼 베어링이 달린 차축과 강철 튜브제 프레임, 통고무 타이어를 가진

"보통 자전거" (Ordinary Bicycle) 가 개발 , 일명 "패니파딩"

1877년 안전자전거 : 안장을 낮추고 공기가 든 튜브식 고무 타이어를 장착했을 뿐 아니라,

페달로 체인을 움직여 뒷바퀴를 돌리는 방식인 후륜 구동식 자전거의 시초

19세기말~20세기 초 : 자전거의 보편화.

 

2. 자전거의 종류

 

2-1. 생활용자전거

 

일상생활에 주로 사용하는 자전거로 주로 출퇴근 시 버스정류장이나 지하철역까지

이동하는 용도 또는 장조기에 사용하거나 공원, 또는 이근 도로에서 주로 사용하는

레져 자전거로 신사용, 여성용, 아동용과 청소년용으로 구분할 수 있다.

 

- 신사용자전거: 유사 산악자전거, 짐을 운반할 수 있는 짐차와 출퇴근과 일반생활용

으로 만든 도시형 자전거가 있다.

- 여성용자전거: 여성용은 탑 튜브를 제거하고 다운튜브를 단단하게 제작하거나 낮게

설계하여 자전거타기에 다소 불편하더라도 승하차가 용이하도록 설계되어 있고

장바구니 등이 샵핑 목적을 위한 악세서리가 달려있다.

 

2-2. 스포츠용 자전거

- MTB용 자전거:

산악자전거는 험한 지형을 달랄 수 있도록 전체적으로 내구성이 좋은 부품들로

구성되어 있다. 프레임은 로드바이크에 비해 두꺼운 튜브를 사용해 튼튼하게 만들었다.

뒷바퀴에 전달되는 충격을 흡수하기 위해 프레임 뒤쪽에 서스펜션 잔치가 달린 모델도

있다. 타이어는 흙길에도 미끄러지지 않고 달릴수 있게 홈이 깊은 트레드와 넓은 접지

면적을 가지고 있으며 내구성과 충격흡수능력이 높게 사이드 월(side wall)이 두껍고

튼튼하다. 핸들바는 조작이 쉬운 잉자형 프랫타입이나 갈매기 모양의 라이즈 타입을 쓴다.

 

MTB 자전거

- 하드테일(Hardtail): 주로 크로스컨트리(XC)용으로 사용되는 자전거로, 전형적인

다이어몬드형 프레임의 형태를 가지고 있다.

상대적으로 빠른 반응과 직진성으로 많이 애용을 받는다. 일반적으로 앞 부분만 80-100

mm내외의 트래블을 지닌 서스펜션이 있다.

앞부분에만 서스펜션(충격완화장치) 있는 크로스컨트리 경주용 자전거 입니다. 뒷부분에는

별도의 서스펜션이 없어서 하드테일 이라고 불리기도 합니다. 하드테일은 가볍고 효율적인

주행을 할 수 있으며, 도로 주행에도 큰 무리가 없습니다

 

하드테일 자전거

- 소프트테일(soft-tail): 주로 크로스컨트리(XC)용으로 사용되는 자전거로 전형적이거나

다소 변형된 다이어몬드형 프레임의 형태를 가지고 있고 상대적으로 빠른 반을과 직진성

으로 많이 애용되고 있다. 일반적으로 앞뒤에 서스펜션이 있고 충격을 흡수할 수 있는

서스펜션의 트래블은 앞뒤 80~100mm 정도 트래블을 갖고 있다,

하드테일 보다는 좀더 본격적인 산악자전거로, 약간 무겁지만 보다 훌륭한 승차감과 안정적인

주행이 가능합니다.

다양한 주행이 가능하며, 서스펜션의 트래블은 하드테일과 동일합니다.

 

- 올마운틴(All mountain) : 앞뒤의 서스펜션 트래블이 보통 120~140mm 정도이며

  거칠고 험한 산길을 헤치고 다니기 좋은 자전거이다,

  하드테일에 비해 다소 무겁고 오르막길은 바빙으로 인한 힘의 손실이 있으나 내리막

  길의 즐거음이라면 그 어려움 정도는 얼마든지 상쇄하고도 남음이 있다.

  이 때문에 근래에 들어 올마운틴 자전거를 즐기는 동호인이 많이 늘었다.

  올마운틴이란 글자 그대로 다양한 산악지형을 재미있게 즐길 수 있는 풀 서스펜션 형태의

  자전거 입니다. 서스펜션의 길이가 빠른 속도의 업 힐보다는 업 힐과 다운 힐을

  적절히 즐길 수 있는 형태입니다. 국내에서는 입문용의 경우 하드테일을 많이 사용하지만

  미국에서는 이미 올마운틴 형태의 자전거가 입문용으로 많이 사용하고 있습니다.

 

올마운틴 자전거

- 다운힐(Down hill): 험한 내리막길을 빠른 속도로 주파할 수 있도록 설계된 자전거로

  180~200mm의 트래블을 가지고 있다.

  험한 언덕과 가파른 비탈길을 오로지 타고 내려올 수만 있게 만들어진 자전거입니다.

  내려올 때 강한 충격에도 견딜 수 있도록 견고하게 만들어져 있어서 무게가 매우 무겁고

  견고한 부품만으로 구성됩니다. 일반 서스펜션의 약 2배에 달하는 긴 트래블을 가지고

  있으며, 박력 있는 속도와 기술을 겸비해야하는 MTB 경주의 꽃이라고 할 수 있습니다.

  무겁고 오르막을 오르기엔 많이 힘든 자전거로 주로 차량을 이용하여 목적지로 이동합니다.

 

다운힐 자전거

- 로드바이크(Road-bike): 사이클이라고도 한다.

주로 에어로 다이나믹 디자인으로 날렵한 츠레임 구조에 리지드 포크가 달려있는 자전거로

자전거를 빠른 속도를 낼 수 있고 가볍다. 일반 자전거에 비해 타이어 폭이 좁고 돌기가

없이 매끈하다. 로드바이크는 빠른 속도로 포장도로를 달리는 모델답게 얇은 전체적으로

날렵한 모습이다. 바퀴는 가벼우면서 최고로 접지력을 가질 수 있도록 스릭(slick)타입이고

낮은 자세를 취할 수 있도록 드롭형 핸들바를 달고 있다.

 

 

3. 자전거 프레임의 종류

 

3-1. 크로몰리(Chromium Molybdenum Steel)

전통적인 소재였던 강철(steel)에 탄소와 마그네슘, 몰리브덴을 첨가해서 강도와 내식성을 높이고

무게를 줄였다. 가공하기 좋고 유연하며 강하다. 충격을 잘 흡수해서 분산시키는 특징을 갖는다.

단점은 무겁고 녹이 스는 것이다.

소재 자체의 값은 싸지만 완성도 높은 프레임을 만들기 위해서는 숙련된 기술이 필요하기 때문에

알루미늄 프레임보다 비싼 경우도 많다.

 

3-2. 알루미늄(Aluminium)

알루미늄은 가장 보편적이고 일반화된 소재다. 하지만 순수한 알루미늄은 강도가 낮기 때문에

망간, 크롬, 실리콘, 구리, 마그네슘, 아연 등을 첨가한 합금으로 만든다. 가볍고 무게에 비해서

강성이 높으며 습기에 녹이 슬지 않는 장점이 있다.

알루미늄 합금은 합금 성분에 따라 1000번 대부터 7000번 대까지 분류된다.

그 중 프레임을 만드는 것은 6000번 대와 7000번 대다. 6000번 대는 마그네슘과 실리콘이 주된

합금 성분으로, 용접하기 쉽고 내식성이 뛰어나 다양한 형태로 가공하기 좋다. 대표적인 것이

6061 알루미늄이다. 7000번 대는 아연과 구리를 주 합금성분으로 마그네슘을 첨가한 것으로,

6000번 대에 비해 가공성은 약간 떨어지지만 강도는 더 높다. 대표적인 것이 7005 알루미늄이다.

 

3-3. 티타늄(Titanium)

티타늄은 프레임을 만드는 가장 비싼 소재 중의 하나다. 정제과정이 어렵고 진공상태에서

가공 처리해야 하기 때문이다. 보통 3%의 알루미늄과 2.5%의 바나듐, 94.5%의 티타늄이

섞인 3-2.5 티타늄이 프레임 소재로 많이 쓰인다.

우수한 내식성과 높은 강도, 반영구적인 수명을 자랑한다.

내식성이 높아서 특별히 도색을 하지 않아도 된다. 값만 떨어진다면 알루미늄을 대체할 수 있는

뛰어난 소재다.

 

 

3-4. 카본(Carbon Fiber)

탄소섬유이며 값이 비싸지만 가볍고 강하다. 섬유의 결에 따라 강도를 조절할 수 있어 특정한

부위의 강도를 보강할 수도 있다. 다양한 모양으로 가공할 수 있고, 충격을 잘 흡수해 승차감이 좋다.

 

 

이상 -

 

2020.8.18. 한바다.