케이블을 이용한 현재의 변속기어는 1938년 처음 선보였다.

핸들에 부착된 레버를 돌리면 체인 변속기와 연결된 금속 케이블이 당겨지며 변속이 이뤄진다. 하지만 기어 전환이 정확치 못하고 케이블에 이물질이 끼면 레버 조작이 어려워질 수 있다.

그럼에도 자전거의 변속기는 최근까지 케이블 방식이 주류였다.

그러던 중 2008년 시마노가 전동 변속기를 개발, 변화를 꾀하고 있다. 이 회사는 기계식 변속기를 모터식으로, 케이블을 전선으로, 레버를 버튼으로 교체했다. 작년 가을 출시된 '울테그라 Di2' 전동변속기는 대부분의 로드 바이크에 장착 가능하다.


1. 설정
대다수 로드 바이크처럼 울테그라의 제어장치도 브레이크 레버에 달려 있다.

최초 설정은 우측 레버가 뒤쪽 기어, 좌측 레버가 앞쪽 기어를 제어토록 돼 있지만 이는 사용자 마음대로 바꿀 수 있다.

각 레버마다 저속 및 고속기어 변속 버튼이 있는데 라이더가 저속기어 버튼을 누르면 레버 속 마이크로프로세서에 저속기어 변속 명령이 하달된다.


2. 신호 전달
레버의 신호는 2.5㎜ 굵기의 동축선을 통해 전달된다.

동축선의 연결지점은 단락을 막기 위해 방수 처리돼 있다. 두 레버의 전선은 핸들 중간쯤에 위치한 배선함에서 만나며 배선함의 녹색과 적색 빛이 배터리 잔량을 표시한다.


3. 4. 기어 변속
배선함을 거친 신호는 앞쪽과 뒤쪽의 체인 변속기로 향한다. 각 변속기에는 마이크로프로세서와 모터가 장착돼 있다. 일례로 후방 체인 변속기에 저속 변속 명령이 전달되면 기어 체인을 1단 낮게 옮긴다. 필요하다면 전방 변속기의 모터가 체인에 닿는 면을 움직여 체인이 인접 기어에서 헛도는 것을 막아준다.


5. 동력원
중량 70g의 충전식 리튬이온 배터리가 울테그라의 동력원이다. 완충에 90분이 소요되며 1,600~2,400㎞를 달릴 동안 사용할 수 있다.

전방 변속기는 후방 변속기보다 4배 많은 전력을 소모하기 때문에 라이더의 기어변환습관에 따라 이처럼 사용시간에 큰 차이가 생긴다.