【バイク】バイク選び(フレーム素材編)

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フレームの性能・乗り味を決める要素の一つにフレーム素材があります。
今はカーボンフレームがブームですが他にも素材はいろいろあり、それぞれに特徴があります。ここでは各素材の特徴と素材選びのポイントについて書いてきます。

どんな素材が使われているか?

まず、ロードバイクで使われているフレーム素材を紹介します。普通に手に入るフレームは下記の5つのうちどれか、もしくはその組み合わせになります。

  • スチール(クロモリとよばれるもの含まれる)
  • アルミ
  • チタン
  • マグネシウム
  • CFRP(炭素繊維強化樹脂、カーボンと呼ばれることが多い)

ここでは各素材について見ていきましょう。

スチール

いわゆる鉄です。一番安価で加工しやすいのでママチャリからスポーツ車まで広く使われています。とはいえ、スチールは添加物や熱処理によって特性がかなり変わります。スチールフレームを選ぶ時はどの種類のスチールを使っているかしっかりチェックしましょう。

ロードバイクで使われるのはクロムとモリブデンを添加したクロムモリブデン鋼、俗に言う「クロモリ」と呼ばれるものが主流です。そのほか、ニッケルクロムモリブデン鋼、マンガンモリブデン鋼などもあります。スポーツ車で鉄スチールフレームを選ぶなら、上記の素材を使っているモノを選びましょう。ちなみに格安のバイクではハイテンション鋼(高張力鋼)を使っているものがありますがオススメしません。引っぱり強度以外は規格がないので品質のバラツキが大きいからです。

長所
安い、振動吸収性がよい、独特のバネ感が良いという人もいる、耐久性がある、修理しやすい

短所
錆びる、重い

スチールフレームの外観的特徴など
フレームを構成するパイプが細いです。これは素材自体が重くてアルミのように薄肉大径パイプにできないから(アルミ同じ重さにしようとするとペコペコするぐらいの肉厚になってしまう)。逆にいうと細身でスマートなデザインが好みの人はクロモリも選択肢の一つになりますね。
昔からある素材なので、クロモリのバイクに乗っていると通好み、渋い人という印象を与えることが多いように感じます。

アルミ

現在一番ポピュラーな素材で、初級グレードのバイクはほとんどがアルミだと思います。鉄に比べると軽い代わりに柔らかいですが、薄肉大径パイプにすることによってその欠点を補っています。ですのでアルミフレームは太いパイプのものがほとんどです。

ただ、そうすると振動吸収性が悪くカチカチの乗り味になります。そこで、フロントフォークやシートステイだけ振動吸収性の良いカーボンを使い(カーボンフォークとかカーボンバックと呼ばれます)乗り心地を改善したものが主流です。現在市販されているアルミフレームではフロントフォークはほぼ100%カーボンフォークです。カーボンバックも一般的になってきているので予算が許せばカーボンバックを選んだ方が幸せになれると思います。

素材は鉄と同様に添加物や熱処理によって多くの種類がありますがスポーツ車に使われるものは7000系と6000系に分けられます。

7000系の中でも7075は超々ジュラルミンとも呼ばれ軽くて強度が高いフレームが作れますが加工が難しいです。6000系は強度は7000系に劣りますがそのぶんしなやかな乗り心地になると言われています。僕は7075のアルミバイクしか乗ったことがないので違いはわかりませんが・・・

長所
錆びない、軽い、軽量で固いフレームを作ることができる。

短所
溶接や熱処理の加工が大変、金属疲労が進みやすく寿命が短い(フレームのヘタリが早い)

アルミフレームの外観的特徴など
太くいパイプを使ったものが多く力強い印象をもったものが多いです。TTバイクでもアルミ製はあります。逆に細いパイプでアルミの場合は柔らかいフレームの可能性が高いです(今時はほとんど無いと思いますが・・・)

チタン

腐食に強く強度があり、さらに軽量という理想的な金属材料です。ただ、加工が非常に難しいのが難点でフレームの値段が高額になりがちで、ラインナップも少ないです。また、違う金属と組み合わせると焼き付きを起こすので取り扱いも少々難しいです。

長所
振動吸収性がよい、寿命が長い、軽量

短所
高価、種類が少ない

チタンフレームの外観的特徴など
表面に独特の光沢があるのでそれを活かしたデザインのモノが多い。アルミほど極太のフレームは少ない。乗っている人が少ないのでマニア受けするかも?

マグネシウム

実用金属のなかではもっとも軽くて強い金属ですが、高純度のマグネシウムは条件が揃うと燃えてしまうぐらい不安定なので加工が難しいです。とはいえノートパソコンやデジカメの筐体にはよく使われているので特別珍しいわけではありません。

しかし、自転車のフレームでの実績は非常に少ないです。一時期、ピナレロがDOGMAで採用していましたが最近のDOGMAはカーボンに変わってしまいました。量産するには色々と問題があるのかもしれませんね・・・

長所
振動吸収性(減衰性)が良いそうです。

短所
マグネシウムのバイクがほとんど存在しない・・・

CFRP

一般的にはカーボンと呼ばれ、現在一番注目を浴びている素材です。正式名称は「炭素繊維強化樹脂」。簡単に言うと炭素繊維を混ぜたプラスチックです。軽量で強く、振動吸収性もよいです。また、パイプを接合して作るだけでなく、金型を使うことでかなり自由度の高い形状のフレームを作ることができます。さらに、炭素線維の線維方向・積層数によって固さ・強度をコントロールできるので1つのフレームの中でも固くしたいところは固く、柔らかくしたいところは柔らかく、と作ることも可能です。

こうしてみてくると、自転車に使う素材としては現状では理想的な素材と言えそうですね。現実的な重量のTTバイクが作れるようになったのもカーボンの普及と関係あると感じています。

ただ、自由度が高いだけに設計や品質管理にも高度なノウハウが必要になってきます。また、歴史が浅い素材なので寿命・耐久性に関しても不明確な点が多いようです。

とはいえ、最近は航空機にも使われるようになってきているのでそれほど心配しなくてもよいと思います。カーボンに使われているエポキシ樹脂は耐熱・耐食性に強い樹脂ですからね。

長所
軽くて強い、振動吸収性がよい、設計の自由度が高い

短所
高価

カーボンフレームの外観的特徴など
基本的にはアルミと同じように薄肉大径パイプのデザインが多いです。パイプをつなぎ合わせたという雰囲気のデザインは少なく、接合部もなめらかに処理されているものが多いです。カラーはカーボンの素材色を強調ブラックのフレームが多いですが、最近はカラフルなものも増えてきました。

どの素材を選ぶべきか?

予算がゆるせばカーボンフレームがオススメ。重量・剛性・振動吸収性などさまざまな面で現状では一番バランスがよいですからね。特にトライアスロンの場合、バイクの後にランがあるのであまりガチガチのフレームは避けた方が無難です。

TTバイクにしたい場合は、特にカーボンをオススメします。アルミだと重くてカチカチのフレームになってしまいますので・・・

予算的に厳しければアルミのバイクになると思いますが、カーボンバックモデル(シートステイやリア三角だけカーボン)を選んだ方が振動吸収性がよいのでベターです。

クロモリやチタンは素材やメーカーに強いこだわりがあれば選ぶとよいと思います。

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