最近は、カーボンフレームも増えてきましたが、スポーツ自転車ではまだまだアルミフレームも人気があります。
しかし、クラッシュなどでフレームが破損した場合、アルミフレームは鉄のように簡単に溶接できない、という話もあるのですが、本当のところはどうなのでしょうか。
今回は、自転車好きには身近な素材、アルミにまつわるあれこれについて解説していきます。
素材について深く知れば、自分の愛車に対する接し方も変わってくるかもしれませんよ。
自転車用アルミフレームの特性は？
かつて、自転車のフレームの素材は、スチールにモリブデンを追加したクロームモリブデン鋼が主流でした。
その主役の座を奪ったのが、アルミニウム合金でできたアルミフレームです。
最近は、カーボンファイバーを使用したカーボンフレームも増えてきました。
ですが、まだまだ価格も高価ですので、アルミフレームを選ぶ人も多いです。
アルミフレームの特徴としてまず、軽さが挙げられます。
アルミの比重は、一般的にスチールの1/3なので、軽量なフレームに仕上げられるといわれますが、これは正確ではありません。
確かに、重量は1/3なのですが、実は強さも1/3なのです。
仮にスチールフレームと同じ形状でアルミフレーム化すると、強さも1/3になります。
逆に、同じ強度にしようとすると、太さがスチールの3倍になり、重量も同じになってしまうのです。
量販店で売られている、低価格のアルミフレーム車を持ち上げてみると、想像以上に重くて驚かれた経験がある方もいらっしゃるでしょう。
ここで、アルミのもう一つの特徴である加工のしやすさが重要になってくるのです。
加工の自由度が高いので、剛性が必要なところは厚く、そうでもない部分は薄く仕上げるなど、フレームの形状を工夫することで、軽くて強度が高いフレームに仕上げられるのです。
また、アルミならクロモリフレームのようにパイプを組み合わせて溶接するのではなく、一体成型加工も可能です。
こうした工夫を凝らすことによって初めて、剛性の高いアルミフレームを作ることが可能になるのです。
自転車のアルミフレームの主流は2種類
現在、自転車で使用されているアルミフレームは「6000系」と「7000系」の2種類に大きくわけられます。
いずれも溶接などの加工性を考慮したアルミ合金ですが、アルミに組み合わせる材料が異なっています。
6000系はアルミに、マグネシウムとケイ素を合わせています。
強度や剛性の面では、7000系に劣りますが、加工性の面ではこちらの方が優れており、そのため、比較的安価に提供できるという特徴があります。
7000系は、アルミにマグネシウムを加えるところまでは共通ですが、ケイ素ではなく亜鉛が加えられています。
剛性が高く、しかも軽量に仕上がることから、競技用の自転車では7000系がよく用いられています。
しかし、その強度と引き換えに加工には手間が掛かることから、結果的に高価格なフレームとなってしまいます。
最近は比較的安価なカーボンフレームの自転車も増えてきましたが、7000系のアルミフレームを使用した自転車には、そういったカーボンフレームよりも高価な自転車もあります。
6000系で有名なのは、6061、6063で、7000系では7003、7075が代表的なアルミフレームです。
自分の自転車のアルミフレームはどちらなのか、チェックしておくことをおすすめします。
自転車のアルミフレームは溶接が主流
自転車のアルミフレームを形成するアルミ合金の主な加工方法には、溶接、ろう接、機械的接合及び接着の4つがあります。
溶接とは、アルミ合金に高熱を加え、溶かした材料同士を結合させる方法です。
ろう接とは、材料の間に溶ける物質を挟んで、そこに熱を加えて結合させる方法で、はんだごてを思い浮かべていただければ、イメージしやすいでしょうか。
機械的接合はボルトやリベットなどを使って、部品を結合させる方法で、航空機の外板などでよく使用されています。
接着は、接着剤を使用して部品を結合させる方法になります。
「そんなプラモデルみたいな方法で強度が保てるの？」と思う方もいるかもしれませんが、イギリスの高級車、ジャガーのボディでも使用されているぐらいなので、問題はありません。
このうち、自転車のアルミフレームで主流となるのは溶接です。
それ以外に、加工しやすいというアルミの特性を活かして、はじめから一体成型でフレームを作っているメーカーもあります。
強度は当然上がりますが、生産設備も大掛かりになるので、あまり一般的ではありません。
アルミフレームの再溶接は難しい？
アルミフレームの自転車は、破損してしまうと修理が効かない、といわれることがあります。
その原因となっているのが、溶接の難しさです。
クロモリであれば、熱を加えても強度は変わりません。
しかし、アルミの場合、溶接した周辺部分の強度が高熱による加工で落ちてしまいます。
それを補うためには、溶接した場所以外の部分も、強度を増すために溶接する必要が出てくるので、コストも掛かります。
また、アルミの溶接には専門的な技術が必要な上、大量の電気を使用するので、一般的な自転車専門店では対応できるところは少ないのが現状です。
このため、アルミフレームが破損した場合には、修理するよりも、フレーム自体を交換することをすすめられることが多いのです。
フレーム自体を交換すると、それはもはや新車への買い替えと同じになってしまいますが、最終的には溶接で修理するよりもリーズナブルなのです。
アルミフレームの再溶接に掛かる費用は？
アルミフレームにクラックが発生した場合、溶接で修理対応してくれるところは非常に少ないのですが、極稀に対応してくれる場所もあります。
それでは、費用はいくらぐらい掛かるのでしょうか。
溶接の費用としては、工賃で10,000円程度（塗装代別）が目安のようです。
「意外と安い」と思われた方もいるかもしれません。
しかし、もとのアルミフレームが持っていたパフォーマンスも復活しているわけではないのです。
修理しても、「何かが違う」となってしまう可能性が高いでしょう。
もちろん、溶接することでフレームの寿命も短くなります。
ちなみに、アルミフレームを交換する費用は10,000円～15,000円（工賃のみ）が相場のようです。
アルミフレームの交換であれば、普通の自転車専門店でももちろん可能です。
わざわざ、溶接修理に対応している業者を探す手間や、パフォーマンスが低下することを考えれば、10,000円程度で済んでしまうとはいえ、リーズナブルとはいえないのではないでしょうか。
アルミフレームの加工技術も年々進化していることから、フレームを交換すると、まるで別物のような乗り味に変わり、新車のような気分で乗れるでしょう。
このように、費用対効果の面からも、アルミフレームの再溶接はおすすめしにくい点があります。
アルミフレームの寿命は？
アルミフレームの自転車は丈夫、という意見もあります。
その反対に、アルミフレームは耐久性がない、という意見もありますが、どちらが正しいのでしょうか。
それは、「自転車の種類によって変わってくる」、というのが回答になります。
家庭用の軽快車、いわゆるママチャリの場合には、アルミフレームが丈夫といわれています。
もともとアルミがさびに強いことに加え、丈夫さを優先して重く、頑丈なフレームに仕立て上げているからです。
最近の軽快車ではこの特性を活かして、アルミフレームが主流になっています。
一方、ロードレーサーの場合は、丈夫さよりも軽量化を重視します。
さらに、アルミはカーボンやクロモリのように、たわんで衝撃を吸収するような素材ではありません。
路面からの衝撃をそのまま受け止めるので、一定の限界を超えると急に破損するといった特性があります。
特に、溶接部分の周辺がやはり弱く、そこからクラックが入ることが多いようです。
走行中にクラックが入ったり、最悪の場合フレームが折れたりしてしまうことを想定して、早めにフレームを交換することをすすめられることから、どうしても寿命は短めになります。
ちなみに、一般的な使用では、ロードレーサーの寿命は4年程度といわれています。
アルミフレームのメリットデメリットを理解しよう！
いかがでしたでしょうか。
一口にアルミフレームといっても、なかなか奥深いものがあることを理解いただけたかと思います。
アルミフレームの自転車の場合、クロモリフレームよりも軽量で高剛性というメリットばかりが強調される傾向にありますが、溶接が難しいといったデメリットもあります。
自転車を選ぶ際、イメージだけではなくて、それぞれのフレームの素材が持つ特徴をしっかり意識することは大事ですね。
自分の使い方や、ライフスタイルに合わせて自転車のフレームも選びたいですね。
