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ロードバイクのフレームを作るために溶接は便利で必要!

2018.5.13

自転車のフレームはスチールでできていますよね。

そのフレームを繋げているのは、溶接という加工方法です。

しかし、ロードバイクと一般の自転車では、フレームの素材から構造まで、異なる部分が多いと感じる人は多いでしょう。

ロードバイクのフレームは、どのように繋げているのでしょうか。

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ロードバイクのフレームは何でできているの?

まずは、ロードバイクのフレームは、どんな素材で作られているか、という部分からご説明します。

一般的な自転車は、スチールで作られています。

そのため、溶接で繋いでいくことが最も多いでしょう。

しかし、軽さを求めるロードバイクでは、素材として使用しているものが、スチールだけではありません。

クロモリと呼ばれるスチールの仲間以外に、アルミやカーボンといった、軽量な材質を使用しているロードバイクも少なくありません。

この他にも、特に珍しい素材として、軽さと強度を兼ね備えたチタンを使用したフレームや、軽さと特殊性に注目した、木製や竹を使用したフレームも存在します。

ただし、これらのフレームは、希少すぎる上に、価格もとても高価です。

制作も、とても特殊なため、一部のメーカーでしか取り扱っていない商品です。

流通性の高い、スチールの仲間であるクロモリ、金属であるアルミに関しては、溶接でフレームを繋いでいけます。

一方、カーボンとなると溶接はできないため、接着という方法でフレームを繋いでいきます。

では、フレームを溶接で繋ぐことのできるクロモリとアルミですが、同じ溶接方法で繋ぐことができるのでしょうか?

同じ溶接でも、素材に合った方法や、魅せるための溶接方法など、ロードバイクのフレームに合った溶接の方法をご紹介していきます。

ロードバイクのフレームを作るのはどんな溶接?

それでは、まず溶接の可能なロードバイクのフレームとして、クロモリからご説明します。

そもそもクロモリとは、スチールをベースに、クロムとモリブデンを添加して作られた合金です。

他の素材に比べると重くはなりますが、耐久性や低価格という理由から、今でも人気のある素材の一つです。

クロモリを使ったロードバイクのフレームは、ラグ・ラグレス・Tig溶接という3種類の溶接方法で繋げられる場合がほとんどです。

この中で、ラグとは、パイプ同士を繋げるための継ぎ手のことをいいます。

このラグを、フレームに使うパイプ同士の間に挟み、ラグを介して各パイプを融点の低いロウ剤で繋いでいきます。

なぜ、融点の低いロウ剤を使うかというと、融点が高いと、それだけ材料に熱が入ります。

材料は、熱が入れば歪みやすくなるため、精度の良いフレームを作るためには、極力、熱が入らないようにすることが望ましいです。

また、ラグは、継ぎ手用部品の他に装飾品という一面も持っています。

ラグを自分の好みにすることで、好きなデザインにすることができます。

しかし、ある程度、ラグの形状が決まっているため、フレームの設計はラグの形状に規制を受け、自由度は低くなります。

そこで、この自由度を高めるために、ラグレスという方法があります。

ラグレスとは、ラグを使わず、ロウ剤のみで接合していく溶接です。

ラグを使わないと弱い気もしますが、ラグレス専用のロウ剤があり、実は、パイプよりも強度があります。

フレームの形状を、好みに合わせて自由に設計し、繋ぎをラグレスで行うことができるのです。

最後に、Tig溶接です。

この方法は、タングステン電極を使い、不活性ガスを吹き付けながら、母材を溶接していく電気溶接です。

どんな金属でも溶接できるため、クロモリはもちろんですが、それ以外のアルミなどの金属で使われる接合方法です。

特に、アルミに関しては、ほぼ100%、このTig溶接でフレームを繋いでいきます。

破損したフレームも溶接で修理可能!

それでは、ロードバイクのクロモリのフレームが破損してしまった場合ですが、このような場合にも補修ができます。

クロモリであれば、フレームを繋げる事ができるわけですから、接合部にクラックが入ったり、抜けてしまった場合でも、ラグやラグレスを用いて、再度繋ぐ事ができます。

また、破損部分が、繋ぎ目以外の場合もあるでしょう。

この場合も、ラグレスのロウ剤を用いて補修することもできますし、クロモリは金属ですので、Tig溶接でクラックを埋めることもできます。

しかし、軽量化を追求しているロードバイクですから、パイプ自体が、とても薄いものを使用しています。

各パイプの端部は、接合を考慮して、少し厚めに作られている場合もあります。

ですが、パイプの中心部では特に薄くし、軽量化を追求しているものも多いです。

そのため、溶接するにもそれなりの技術が必要となりますので、サイクルショップなどで紹介してもらうと良いでしょう。

では、スチールベースのクロモリと異なり、アルミの場合、破損箇所の補修はできるのでしょうか。

アルミのフレームでも溶接で修理はできるの?

破損したロードバイクの金属材質を使用したフレームを補修する為には、溶接が不可欠になります。

そこで、アルミの場合を考えてみます。

アルミも金属であり、新規でフレームを作るとき、Tig溶接を行いフレームを繋いでいきます。

そのため、破損したアルミのフレームも、Tig溶接で修理することができるということになります。

ただし、アルミの場合、溶接で熱を加えると、その部分の強度が著しく低下する素材もあります。

このため、破損した場所によっては、補修するよりも、新しいフレームを考えた方が安全に走行することができる場合もあります。

アルミは、元の材質が軽量な上に、強度の問題から厚みのある物を使用していますが、修理のときには、クロモリ同様にサイクルショップで紹介してもらい、技術のある溶接工に依頼することをおすすめします。

金属素材以外のフレーム、例えばカーボン製などの場合は、溶接できません。

そこで、接着してフレームを作りますが、仮に破損した場合にも、パテなどを使い補修することができる場合もあります。

そのようなときは、すぐに諦めず、一度サイクルショップに相談すると良いでしょう。

溶接できればロードバイクのフレームも自作できる!

これまで、ロードバイクのフレームの材質や、繋ぎ方、修理方法をご紹介してきました。

どのようにロードバイクのフレームが組まれているか理解できれば、自分自身でフレームを作ることが可能になります。

もちろん、溶接ができない材質を使用したフレームも存在します。

しかし、ロードバイクのフレームを自作しようと思うと、溶接で繋いでいく方が手軽にできます。

材質は、溶接が可能なクロモリやアルミがオススメです。

特に、丸のパイプを使っているクロモリの方が、自作するには向いているでしょう。

溶接方法も、ラグを入手することが可能であれば、ラグでパイプを繋いでいく方法がおすすめです。

また、溶接をするには技術も必要ですが、設備も必要となります。

そのため、一人でフレームを自作するよりも、仲間を集めて工房を開いたり、サークル活動を行う中で制作することも楽しいかもしれません。

また、設備を準備することが難しい場合では、カーボン製のフレームを自作するという方法もあります。

フレーム以外にも溶接で作れるものがある?

ロードバイクのフレームの溶接についてご説明してきましたが、この溶接、特にTig溶接が自分でできるようになると、フレームに限らず、ほかのパーツに関しても、自作することができるものがあります。

自分の好みのアクセサリーを探してもなかなか見つからないことってありませんか?

そんなとき、溶接をすることができれば、自分の思い通りのアクセサリーを作ることもできます。

例えば、キャリアやドリンクホルダーといった、ちょっとしたアクセサリーを、自分の好みやロードバイクの形状に合わせて作ることも可能となってきます。

ロードバイクのフレームを自作し、他のアクセサリーも溶接で自作することができれば、オリジナルのロードバイクを作ることができますね。

Tigの設備が置かれている貸し工房もあるようです。

少しずつ、自作のパーツを増やしていくのも面白いかもしれません。

ロードバイクのフレームには溶接が便利!

ロードバイクのフレームを制作や修理するために、溶接が必要、だと感じていただけたかと思います。

スチールや金属を組み合わせていく方法で、溶接は非常に便利で手軽な方法の一つなのです。

フレームに限らず、アクセサリーも自作するのであれば、溶接を試してみるのが良いのではないでしょうか。

きっと、オリジナルなロードバイクを作り上げることができます。

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