현재와 유사한 형태의 뒷 디레일러는 1930년대에 나왔다. 1930년 이전에는 시트스테이에 있는 레버를 작동시켜 체인을 다른 스프라켓으로 옮기는 방식이었다.

캄파뇰로의 캄비오 코르사는 체인 스테이에 있는 레버를 작동시키는 방식이다.

뒷변속기의 초창기에는 뒷바퀴 허브에 장착한 내장기어로 1902년 스터미 아처라는 회사에서 특허를 받았다.
프랑스인인 루시엥이 만든 생플렉스(simplex)는 풀리와 스프링으로 변속을 하는 방법으로 페달을 뒤로 돌릴 필요가 없었다. 생플렉스는 각종 대회에서 우승을 하며 각광을 받았고, 캄파뇰로에서도 선수들의 요구에 맞춰 스프링을 장착한 기어 변속 장치인 '그랑 스포르트(grand sport)'를 개발해 인기를 끌었다.
자세한 사진과 내용은 이전에 소개한 '자전거 역사와 발전'에 나와 있다. [바로가기]

생플렉스

요즘의 뒷 디레일러와 같은 평행사변형 기어 변속 장치의 등장은 1964년이다. 선투어에서 그랑프리(gran-prix)라는 변속기를 최초로 생산했고, 이를 시발점으로 해서 뒷 변속기의 형태는 지금의 형태가 됐다.

선투어 그랑프리 변속기 (사진출처: www.disraeligears.co.uk)

로드바이크, 산악자전거, 생활자전거, 미니벨로 등 싱글 스피드나 내장 기어가 아닌 이상 뒷변속기는 단 수에 차이만 있을 뿐이다. 자전거의 용도에 따라 내구성, 무게, 변속감 등은 다르지만 작동원리는 같다.
자전거 구동계를 생산하는 대표적인 회사는 시마노, 스램, 캄파뇰로가 있다. 스램과 캄파뇰로는 동일한 방식의 뒷 디레일러를 만들지만, 시마노에서는 크게 분류해서 3가지 방식의 뒷 디레일러를 생산한다. 바로 정방향, 역방향, 쉐도우 타입의 뒷 디레일러다.
이번에 다룰 내용은 시마노의 뒷 디레일러에 대해서다.

-역방향 (Low Normal) 뒷 디레일러
시마노에서만 나오는 방식의 디레일러로 탈착 시 벌어지고, 장착한 다음 케이블 장력을 풀었을 경우에는 저단 기어(큰 스프라켓)에 위치하기 때문에 로우노멀(low normal)이라고 한다.
엄지 손가락으로 변속쉬프터를 누르면(케이블이 당겨짐) 고단 기어(작은 스프라켓)로 체인이 넘어간다. 앞 변속과 뒷 변속 방식이 동일하다. 즉 왼손과 오른손 모두 엄지로 고단으로 바꾸고, 검지로 저단으로 바꾼다는 의미이다.
역방향은 갑자기 업힐이 나오거나 생각보다 경사가 높아서 저단 기어가 필요할 경우, 다운 쉬프팅(저단 기어, 큰 스프라켓으로 변속)이 변속기의 자체 스프링의 힘을 사용하기 때문에 변속이 쉽다. 그러나 케이블 하우징에 이상이 생겼을 경우에 자체 스프링의 힘이 적어 저단 기어로 변속이 안 될 수도 있다.
시마노에서는 역방향 디레일러는 듀얼레버와 함께 사용하라고 권장한다.

현재 시마노의 다이나시스는 정방향인 쉐도우 타입만을 생산하는 것을 보면 역방향 뒷 디레일러는 언젠가 역사의 뒤안길로 사라질 전망이다.

시마노 데오레 역방향 뒷 디레일러 -탈착 시 디레일러가 벌어져 있다.

케이블을 풀면 저단 기어에 위치하고 있다.

케이블을 당겨 변속을 하면 고단 기어로 옮겨진다.

고단 기어로 변속될 때는 디레일러 자체 스프링에 텐션이 가해진다.

-정방향 (Top Normal) 뒷 디레일러
일반적으로 많이 쓰이는 타입의 디레일러로 스램과 캄파뇰로에서 나오는 디레일러도 이 방식이다. 정방향 디레일러는 탈착 시 접히고, 장착 시 케이블 장력을 풀었을 경우에는 고단 기어(작은 스프라켓)에 위치하기 때문에 탑노멀(top normal)이라고 한다.
엄지 손가락으로 변속쉬프터를 누르면(케이블이 당겨짐) 저단 기어(큰 스프라켓)로 체인이 넘어간다.
현재 정방향 디레일러가 대부분을 차지하고 있다. 정방향 디레일러는 고단 기어에 놓고 보관 시 케이블과 디레일러 스프링의 장력이 모두 풀리는 장점이 있다.
정방향과 역방향은 작동원리가 반대이고, 라이더의 습관에 따라 호불호가 갈린다. 정방향은 앞 변속과 뒷 변속 방법이 다르기 때문에 초보자들은 혼동을 일으켜 변속 실수가 생길 수 있다. 그러나 이런 점은 적응만 하면 해결된다.

시마노 데오레 정방향(쉐도우) 뒷 디레일러

정방향과 역방향 뒷 디레일러 비교

정방향 뒷 디레일러(탑 노멀, 쉐도우)는 케이블을 풀었을 경우, 작은 기어에 위치하며, 디레일러 스프링에 텐션이 걸리지 않는다.

반대로 저단기어로 변속할 때는 케이블을 당겨야 되고, 디레일러 스프링에 텐션이 걸린다.

-쉐도우 타입 (Shadow) 뒷 디레일러
정방향 디레일러이지만 장착하면 바퀴 쪽으로 디레일러가 붙기 때문에 돌출된 부분이 적어 라이딩 시 장애물이 디레일러에 부딪힐 위험이 낮다. 대신 바퀴를 넣을 때 약간 까다롭다.
또한 쉐도우 타입은 케이블이 휘어지지 않고 장착되는 형식이어서 변속 시 마찰을 줄일 수 있고, 디레일러 스프링 텐션도 더 강하게 작동시키는데 어려움이 없다. 그런 이유로 더 강한 스프링 장력을 활용하여 거친 비포장 도로에서도 체인의 출렁거림을 줄일 수 있는 특징이 있다.

정방향 뒷 디레일러 비교 -왼쪽이 정방향 일반형 탑노멀, 오른쪽이 정방향 쉐도우 타입이다.

-롱게이지, 숏게이지, GS, SGS?
같은 디레일러에도 종류가 있다. 모델명에 보면 롱게이지, 숏게이지, GS, SGS와 같은 말이 붙어 있다. 이는 디레일러의 총 용량과 관련이 있다.
뒷 디레일러의 역할은 체인을 스프라켓에서 이동하는 것과 체인의 텐션을 조절하는 것이다.
체인은 크랭크와 스프라켓에 걸려 있고 기어 변속을 할 때, 체인의 길이는 시시각각 바뀐다. 늘어나거나 줄어든 체인을 적정한 텐션을 유지하기 위해 디레일러의 텐션 풀리가 움직여 조절한다.
총 용량이 적은 디레일러는 숏게이지 또는 GS라고 하고, 용량이 큰 디레일러는 롱 게이지 또는 SGS라고 한다.
총 용량 즉, 토털 캐퍼시티(total capacity)는 '크랭크 이빨 수 차이 + 스프라켓 이빨 수 차이'이다. 예를 들어 42-32-24 크랭크와 11-36 스프라켓을 사용한다면 (42-24)+(36-11)=43 이 총 용량이다. 그래서 총 용량이 43보다 작은 디레일러를 장착하면 모든 기어 조합이 구현되지 않는다. 자전거를 직접 조립한다면 이 점을 잊지 말아야 한다.

같은 등급은 아니지만 GS와 SGS는 풀리 간의 간격이 다르다. 토털 캐퍼시티는 세인트가 31T, XTR이 45T다.

같은 XTR RD SGS라도 다이나시스일 경우, 토털 캐퍼시티가 41T라서 짧다.

자전거 기어변속의 핵심은 뒷 디레일러에 있다고 해도 과언이 아니다. 정확한 이해를 통해 직접 자전거를 조립하거나 디레일러 업그레이드 시 실수를 하지 않도록 조심해야겠다.