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自転車のフレームの寿命は?

      2016/11/25

自転車のフレームの寿命は?

こんにちは、じてんしゃライターふくだです。
自転車に長年乗っていて気になる事と言えば寿命の問題です。パーツの寿命はトラブルが起きたからという形で分かりやすいのですが、フレームの寿命というのは経験したことがなく分からないという人も多いのではないでしょうか?
今回はそんな自転車のフレームの寿命について考えてみたいと思います。

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自転車のフレームにも寿命があるの?

パーツの寿命、特に消耗品について分かりやすいのですが、分かりにくいのがフレーム、ホイールの二つでしょう。
消耗品、チェーンやブレーキシュー、タイヤなどについては定期的な交換を前提としているため比較的値段も高くはなく、何回か交換した経験もある人が多いですが、ホイール、フレームを乗りつぶしたことがあるという人は多くないでしょう。

当然ながら、すべての部品に寿命があります。諸行無常の響きありです。形あるものはいずれその形を失います。
問題はどのタイミングで交換するかの見極めでしょう。

一般的には明確に認知できるトラブルが発生した場合には修理、もしくは交換が必要です。
それでは素材別に具体的に見ていきましょう。

寿命が短い?アルミフレームの自転車①

フレームの寿命を語るときに、よく言われるのが「アルミフレームは寿命が短い」「アルミは数年でへたる」というものです。
『へたる』というのはフレーム剛性が落ちて来て加速力や登坂力が落ちるという意味で使われる言葉です。
『へたり』の真偽はちょっと難しい問題なのですが、数年の内で人間の脚力で分かる範囲でアルミの強度が低下するということはないだろうというのが一般論です。

ただ、実際に乗っていると確かに「へたって来たのかな?」という感覚はあります。
しかし、これはアルミがへたっているというより、
・脚力がついて楽に踏めるようになった。
・BBやホイールハブなどのパーツのグリスの劣化。
という場合が多いです。
アルミはフレーム剛性が高い物が多く、また比較的低価格のものが多いためラフに扱うという人が多く、オーバーホールなどの根本的なメンテナンスもしない人が多いため、パーツの負担が大きいというのも背景にあるでしょう。

寿命が短い?アルミフレームの自転車②

ただし、年間一万キロ以上乗るというライダーの場合、数年で乗りつぶすという人もいるというのは事実です。

アルミは『へたる』というよりも、疲労限界を迎えるといきなり折れます。
ただ、急に真っ二つに折れることは少なく、塗装の浮きやひび割れなどの症状が先に出て来る場合が多いです。
普段からフレームを磨くクセを付けておくと、こういう症状を早期に発見しやすいです。
余談ですが、アルミが折れてしまうのは疲労限度の問題があると言われています。繰り返し力が掛かると、アルミは物凄く小さい力でも折れてしまいます。それに対してクロモリは繰り返し力を加えても、一定の力までは折れずに耐えてくれると言われています。
しかし、当然ながら、クロモリも疲労を重ねればある程度の力を加えると折れてしまいます。

よほど乗り込んでいる場合は別ですが、5年程度でアルミが疲労で突然折れるということは少ないでしょう。20年乗るとなると話は別ですが、10年もすればパーツの方の規格が変わってしまうので、その間に乗り換えるというのが一般的です。

もちろん、新車でも事故などの外的な力が加わって折れることはあります。

寿命は長いけど弱い?カーボンフレームの自転車①

カーボンは一昔前はよく弱いと言われました。「ちょっとしたことですぐ折れる」という風にも言われました。
果たしてカーボンは本当に弱いのでしょうか?

先に答えから書くと、カーボンは非常に強い素材ですが、衝撃に弱いという特性を持っています。
証拠にカーボンフレームは非常に軽いです。
あの軽さでも走行に問題がないというのは素材が強いためです。少ない材料でも強度が保てます。
昨今はアルミの超軽量車種も現れていますが、やはりカーボンには勝てないというのが現状です。
カーボンの材質的強さについては、飛行機などにも使われているということから考えても分かります。
5年おきに飛行機の機体を買い替えていては、航空会社は利益が出ません。軽くなることで得られる燃料費のメリット以上に予算が掛かります。
(もちろん、航空機で使われるものと自転車で使われるものはいろいろと違う点もありますが)

しかし、事故などでの外的な力が瞬間で掛かる衝撃についてはカーボンは弱いです。
カーボンというのは炭素です。炭素の糸、炭素繊維を織り合わせてカーボンシートを作ります。(最近はFELTのTextremeカーボンのようにテープ状のカーボンを織り合わせるという技術もあります)
カーボンシートをエポキシなどの樹脂で固めます。逆を言えば、エポキシをカーボン繊維で強化しているとも言えます。
イメージ的には防犯用のワイヤーが仕込まれたガラスでしょうか。ガラス自体は弱い素材ですから簡単に割れますよね。しかし、中にワイヤーがあればガラス単体なら簡単に割れる力でもワイヤーも一緒に粘ってくれるので割れにくいです。
しかし、金づちでガツンと叩くとガラスの方だけ割れてしまいます。
これが衝撃、インパクトに弱いということです。

カーボンは樹脂と一体になれば非常に強いですが、一瞬の衝撃が加わると外側のエポキシだけ割れてしまいます。そうなると、圧倒的に強度が落ちカーボンも折れてしまうわけです。

寿命は長いけど弱い?カーボンフレームの自転車②

また、エポキシなどの樹脂は一種の強化プラスチックですので、紫外線により劣化します。昨今は塗装など、樹脂を守るための技術が進化しているので簡単に劣化することは少ないですが、塗装がはがれてしまえばどんどん劣化します。
塗装もたえず外部の空気と接しているため、劣化して来ます。

事故などの衝撃、塗装の寿命。
この二つが実質的なカーボンの寿命と言えるでしょう。

また、カーボンが厄介なのは内部剥離という現象があることです。
アルミの場合、表面の割れなどで寿命の前触れが分かりやすいのですが、カーボンは薄いカーボンシートを積層して作るという構造上、衝撃などによってシートとシートが内側で剥離するということが起こることがあります。内部剥離が起こると、カーボンの強度は劇的に落ちます。これは外部からでは確認できません。
これを確認するにはX線などを使う非破壊検査に出すしかないのですが、この検査は専門機関でしかできませんし、非常に高額で新品のカーボンフレームが買えるほどの費用が掛かります。
怪しい場合には乗り換えざるを得ないというのが、カーボンの欠点です。

ただし、カーボンは強い素材ですので、外からの衝撃などがなく塗装の劣化もない間は比較的長く使いやすい素材です。
塗装の劣化年数というのは一概に言えません。しかし、太陽の光があたるところでの保管や、水に濡れたり、特にパーツクリーナーなどの有機溶剤系のものに当たることは塗装の劣化を早める原因の一つになります。

クロモリフレーム最強伝説?

世間にはクロモリフレーム最強伝説というものがあります。
「クロモリは重いけれど強い、最強だ!」
というものです。

これは半分本当、半分嘘です。
クロモリはサビに弱い材質です。
特にフレーム内部の湿度というのは、一般の人では管理しにくいものです。
昔はクロモリの自転車で雨の中を走ったら、必ずクランクとシートポストを抜いてひっくり返すということも言われました。今でもこの方法は有効です。しかし、一般の人には面倒な作業です。シートポストを抜くだけでも面倒ですよね。

それでも、クロモリはサビに弱い以外は、加工が楽なので溶接修理がしやすいですし、強度も高いので、総合的に考えて強い素材だと言えます。

クロモリはクロムモリブデン鋼の略です。
鉄にクロムやモリブデンを混ぜた合金の事です。
クロムの含有量が上がると錆に強いステンレスになりますが、クロモリのクロム含有量ではサビに強いところまではいきません。
「じゃあ、ステンレスにすればいいじゃん?!」
ステンレスは加工がしにくく重く、値段も高いのです。また焼き付きを起こしやすい材質でもあるため、スポーツバイクのフレームには使われるには不向きとされています。

ステンレスが自転車で使われるのはワイヤーです。SUSワイヤーなどと呼ばれることもあります。近年のスポーツバイクでは基本的にワイヤーはSUS、或いはそれに特殊コーティングを施したものが多く、錆に強く耐久性が高いです。

当然ですが、クロモリも事故などで破損することもあります。またサビにより折れることもあります。

まとめ「フレームの掃除をすることで早期発見を」

基本的には事故をすれば、どのフレームも壊れる可能性があります。
経年劣化については、クロモリがサビ、カーボンが塗装劣化、アルミが疲労限界という弱点を抱えています。
いずれにも共通しているのは、定期的なオーバーホールによって寿命は伸ばせます。
また、寿命が来た状態で気付かず乗るのは非常に危険です。定期的なフレーム清掃によって、フレームに異常がないか確認することも大事です。

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