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自転車で使われているカーボンフレームのメリット・デメリットは?

      2017/08/02

自転車で使われているカーボンフレームのメリット・デメリットは?

自転車業界だけでなく、多くの商品に使われている素材「カーボン」
素材は炭素繊維(アクリルや石炭等を高温で炭化したもの)です。

今回は、自転車のカーボンフレームに焦点を当てて、どういったメリット・デメリットがあるのかを、調査しました。

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自転車のフレーム素材「カーボン」のメリット

カーボンの素材は、とても軽量です。
自転車のフレームも同じように、最大のメリットは軽量化できることです。

最初にカーボンフレームが作成されたときは、層が厚く重くなってしまっていましたが、技術も進歩していくにつれて、軽量化カーボンの性能を活かすことに成功しました。

今では、900g台の重さのフレームも、各メーカーで出るようになりました。
さらに、最軽量のロードバイクでは、500gを切るものまで出ています。

製法はモノコック構造というものが使われていて、負荷に弱い特徴があるため、負荷がかかる部分には層を厚くして、耐久性を持たせるなどの工夫をしているところもあります。

しかし、軽量化をしていくにつれて、層を厚くできず薄くしてしまうため、超軽量のカーボンフレームは、負荷には弱いままです。

その脆さが原因で、走行中の転倒や駐車中に自転車が倒れてしまったことでフレームが折れるなどの、破損が起きることがあります。

また、最近ではカーボンのラグで繋げるタイプ出てきました。
カーボンラグで組まれることにより、強度があることがメリットになっています。

カーボンラグタイプはパイプの長さを変えたりすることで、カーボン繊維の折り方なども変更することによって、色々な状況に対応ができるフレームが作れます。

複雑な形状でも作れるため、設計面でも自由度が高いので、カーボンにはこれからも飛躍する可能性があるフレーム素材とも言えます。

速さを求めているなら、カーボンフレームも選択肢のひとつに入れましょう。

カーボンフレームのデメリット

カーボンフレームはメリットだけではなく、デメリットもあります。
デメリットで最も多く言われているのが、破損しやすいところでしょう。

金属のような剛性がないため、曲がったり凹むだけで済むことがなく、ぶつかったところから折れてしまうことがあります。

折れたところの鋭さは、怪我をさせることもあります。
使用者が自転車の走行中の破損で怪我するだけでなく、整備士もホイールやフレームが断裂することで、怪我をすることがあるぐらいです。

木や竹のような素材がささくれになってる状況に近く、刺さったカーボン繊維は体内に残ることもあるので、気をつける必要があります。

また、積層が剥離した場合は寿命です。
修理することも可能ですが、耐久面と製造された段階の性能を発揮できなくなることもあります。

レースなど、大切なときに使う場合には、修理での対応は難しいと思われます。

今では、最先端の技術を駆使して修復をする業者も少なからずいますので、どうしても使いたいなどは、修復をお願いするのもアリです。

もうひとつデメリットがあり、こちらは価格面が高いため、金額を考慮した上での決断が必要になります。

高価な自転車のカーボンフレームの寿命

高価な自転車に使われるカーボンフレームの寿命は、どのくらいなのかをお伝えしていたいと思います。

アルミよりクロモリの方が寿命が長く、クロモリよりカーボンの方が寿命は長いと言われています。

それぞれの寿命はアルミが4年ほど、クロモリが5年ほど、カーボンが6年ほどが寿命となってます。

使い方次第で寿命も変わっていきますので、メンテンナンスをしっかり行い、使い方にも気をつけていれば、どの素材も通常より長く使うこともできます。

また、カーボン繊維で作られているカーボンフレームは、湿気や水分を吸収しやすく紫外線で劣化するため、耐久面で懸念されています。

ただし、金属とは違い、カーボンは金属疲労を起こしません。
金属疲労がないぶん、金属より寿命が長くなることもあります。

メンテナンスは、しっかり絞った雑巾で表面を軽く拭き、柔らかめの布でもう一度吹き上げることと、UV対策用のワックスを塗るとより良いですね。

一方のアルミやクロモリなどの金属類は、サビなどに弱いです。
ただし、金属の耐久力も強いため、寿命が極端に短くなることはないかと思われます。

やはり、壊れるときは、使い方や運に左右されることもあります。

カーボンフレームのロードバイク7選

完成車の中でも手にしやすい、10万から20万円台のロードバイク(2015年販売モデル)をご紹介します。

【FELT(フェルト):F7】
価格:158,000円(税抜)
こちらはカーボンロードでシマノ・ソラを装備したロードバイクです。

【MERIDA(メリダ):SCULTURA 2000】
価格:159,900円(税込)
フルカーボンでプロスペックのロードバイクです。
価格帯もお求めやすい価格で、ポテンシャルも高いです。

【GIANT(ジャイアント):TCR ADVANCED 3】
価格:170,000円(税抜)
人気の台湾メーカーGIANTのエントリーグレードのカーボンロードです。

【BH(ビーエイチ):Prisma(プリスマ) 105】
価格:185,000円(税抜)
100%カーボンで、振動吸収がとても良いロードバイクです。

【PINARELLO(ピナレロ): RAZHA K】
価格:253,000円(税抜)
フルカーボンで高性能なレースバイクで、登り下りにも対応できます。

【SCOTT(スコット):CR1 10】
価格:258,000円(税抜)
長距離走行にも対応していて、振動吸収性を追い求めたカーボンロードです。

【KOUTA(クォータ):KRYON(105モデル)】
価格:265,000円(税抜)
ペダルの力がしっかり路面に伝わるため、乗り味がマイルドで、レースからロングまで幅広く行けるロードバイクです。

自転車は多種多様あり、ロードバイクの中でもたくさんあります。
予算・用途・スペックなど色々考える要素がたくさんありますので、ぜひ自分に合った自転車を選んでください。

ロードバイクは、特に値段がお高いものです。
お店で実際に手で触って、試乗を行った上で購入をすることをおすすめします。

自転車のフレーム素材・その他①

ここでは、自転車に使われているカーボン以外の素材をご紹介していきます。

まずは、アルミフレームの自転車です。
アルミフレームには、アルミニウム合金やジュラルミンという素材を使っています。
思いのほか軽めで、丈夫なことが特徴です。

一般的には、あらゆるレベルのスポーツ自転車に使われている素材です。
アルミニウム合金は、柔らかい種類から強度の強い種類まであります。

スポーツ自転車業界でアルミニウムは、スチームより軽く強度があるため、一般的によく知られている素材です。

素材に強度があるため、スポーツ自転車の中では、乗り心地が多少硬いイメージです。
そのぶん、衝撃をダイレクトに伝えやすい特徴もあります。

コストや強度が両立しているため、初心者から上級者までアルミフレームタイプの自転車を使います。

続いては、クロモリを使った自転車です。
クロモリフレームには、クロムモブリデン鋼という素材を使っています。

クロムモブリデン鋼は、鉄にクロム鋼にモリブデンを配合した素材です。
先ほどご紹介したアルミより重いですが、しなりのある素材です。

そのため、高回転で走行しているときはしなりが強くなり、加速性能が良いとも言われています。
その他にも、衝撃吸収性が良いです。

クロモリフレームをフルに使っているモデルなどもあり、こだわって選ばれていることもあります。

自転車のフレーム素材・その他②

こちらでは、ハイテンという自転車フレーム素材をご紹介していきます。

ハイテンフレームには、ハイテンシル鋼(高張力鋼材)という素材を使っています。
ハイテンシル鋼はスチールに、マンガンやシリコンなど元素を加えて、焼き入れを行うことによって作れる種類です。

スチールより強度が上がっていて、低価格な自転車などにも多く使われている金属です。
重量が重いことが懸念されていますが、衝撃吸収性と強度があり、良く使われる素材のひとつです。

素材についてまとめます。
これから自転車を始める人は、アルミフレームのチョイスで間違いなし。
アルミニウムは、どのレベル層が選んでも、最低限必要な要素を備えています。

軽くて衝撃吸収性のある、カーボンフォークを使っている自転車という選択肢もアリです。

クロモリを使っているメーカーは少ないですが、クロモリの性能を堪能したい人は、クロモリも視野に入れても良いと思います。

材質がわからないときは、車体重量でアルミとスチールの重量が違いますので、そこで判断するのも良いかもしれません。

クロスバイクやロードレーサーなどのこだわりがある人が購入するときは、自転車メーカーから選んだほうが間違いがありません。

素材が違うとスペックも変わりますので、自分のやりたい用途に合わせて、自転車の素材を選ぶと、自分の求めている一台が見つかるかもしれません。

まとめ・カーボンのみではなく、どの素材も一長一短!

今回は、主にカーボン素材をご紹介しました。

カーボンについてまとめると、他の素材よりとても軽いのが特徴です。
また、衝撃吸収性に優れていて、カーボンラグの使用により複雑な形状でも作れて、設計面でも自由度が高いため、今後に期待がもてる素材です。

しかし、カーボンも良いところだけではなく、強度については、やはり脆さを感じずにいられません。

レースを考えている人などでは、カーボンの性能を発揮できるのではないのでしょうか。

他の素材もご紹介した通り、金属素材のアルミ・クロモリ・ハイテンにも、メリット・デメリットがあります。

多くのメーカーが色々な素材を、色々な製法を駆使して造っています。
良い性能なものほど、値段は高くなります。

お店で実際に手で触り、試乗してみるのも、お気に入りの自転車を見つける良い手段です。

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