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・カーボン、アルミがそんなに偉いのか?どうなの?スチールバイク!

「時代はカーボン」とばかりに、カーボンフレームやら軽量フレームなどがもてはやされ、近頃ぢゃ、カーボンやアルミでも「快適」をコンセプトにしたラインナップも増えています。そんな中なぜ?スチールなのかと言えば、スチールフレームにしか無い乗り味があるからなのです。少々大雑把に表現するとスチール独特の「バネ感」が乗り手のバイクの絶妙な調和を生み出します。

と言ってもなかなか一言では表現しにくい部分もありますので私なりの経験を元にいろいろと書いてみました。ちょっとこ難しい話もありますので御興味がありましたら覗いて行ってくださいまし。

ワイズロード赤坂  高橋

スチールフレームは「しなり」ゆえに疲れにくい。疲れにくいから長時間走っていられる。長時間走れるからロングライドに向いたバイクと言えるのです。

メリット

  • スチールフレームのバイクは始めの方でも乗り易い。
  • 気ままなサイクリングや自転車を使った旅にもいい。

デメリット

  • 加速性能や軽量性ではアルミやカーボンフレームが有利。
    スピードやイベントでの成績を求めるならアルミやカーボンフレームの選択肢も考慮しましょう。

●では実際にスチールフレームのバイクの「しなり」はなぜいいのでしょう
自転車で走る」とは、ペダルを押し出すような動きをしますね。つまり押すのですから押し返してくる力も発生してる訳です。これに自転車自体の横方向の「しなり」という要素が加わり、おおまかな自転車の乗り味の違いを感じるのです。下記はしなり方の違うフレームに同じ力でペダルに入力した場合の違いを考えてみました。
カーボンやアルミフレームのように剛性の高いフレームはしなりが少ないためパワーロスも少なくスピード変換効率も高い。しかしペダルに入力した分の「力の返り」も大きく、長い時間受止めるには体力も消費します。 スチールフレームはしなりで「力の返り」を減衰し、その分足への負担も減少します。この為に長時間のペダリングが行い易くなると考えられます。ただし、しなる分パワーロスも起きているので、カーボンやアルミフレームよりスピード変換効率は低くなります。
スチールフレームのバイクは踏み出した時の「違和感」が少ないことが大きな特徴といえるでしょう。では「違和感」が少ないと何がいいかと言いますと、例えば、自分の為のオーダー車に乗って違和感を感じたらそのオーダーは成功でしょうか?少々荒っぽい例えではありますが、スチールは「しなり」があるゆえに乗り手に従順、ゆえに「違和感」が少ないのです。これは長い時間サイクリングする上で快適さに繋がっていく訳です。

「走り」を意識したアルミやカーボンフレームの加速性などと比較すると物足りなさもあるかも知れませんが、いまだにスチールを好んで乗る方や、最近その線の細いシルエットに新鮮さを感じて興味を持つ方も増えているのです。

最近の薄肉、大口径のスチールチューブなどはまた別の特性が加わり、上記の限りではないでしょう。でもやっぱり「乗り易さ」が大きな特徴ですよね。


●まずは素材の比較で各素材の特徴を知ろう!/以下当社:本社サイトからそのまんま引用です。
STEEL/スチール
フレーム素材として最も歴史が長く、完成度も一番高い。乗り手に優しい素材で耐久レースやサイクリングに最適。価格もお手頃。
素材別特性比較

ALUMINIUM/アルミニウム
軽く反応性の高いフレームに仕上がり、加工性も良い。価格も幅広く選べ時代のニーズに応えた現在主流の素材。軽さは体感できる性能として認識されている。
TITANIUM/チタニウム
軽く錆びず、独特の輝きを放ち、アルミとスチールの長所をバランス良く合わせ持ち、耐久性も高い。価格が高いことが難点。
CARBON/カーボン
非金属素材のカーボンは軽く剛製の高いフレームの製作を可能にしている。技術の進歩と生産数の増加でお手頃価格の製品も出始めている。
レーダーチャートを見ると、どの素材も長所と短所があります。その中でスチールは「しなり」と「強さ」でカーボンに迫る特性があります。まさにこのポイントがスチールバイクの良さであり、疲れにくく、丈夫で長もちの秘けつとなります。
素材の比較&素材別特性比較項目の簡単な解説です。
・比重 ・強さ
比重は1立方センチメートル当たりの重さの比較です。水1立方センチメートル1gに対する数値です。

比重

スチール

アルミ

チタン

カーボン/参考

g/cmx3

7.8

2.8

4.5

1.8

*ここで比較する合金
スチール/4130、アルミ/7005、チタン/3AL/2.4V、カーボンは参考値です。

■近年注目度の高いカーボンが最も軽く、次に現在主流のアルミ、そしてチタン、スチールの順番となります。比重の違いは一般的に完成車になった時の重量に大きく影響します。またカーボンフレームでもアルミフレームより重量のある製品もあり、価格や目的によってフレーム重量は上下します。そしてカーボンに次いで軽い素材がアルミとなっています。アルミがフレーム材として現在主流な理由は軽くて反応性が高いフレームが作れること,加工性が良く、量産技術も確立されてきた為です。

引張強度

スチール

アルミ

チタン合金

カーボン/参考

Mpa

950~980

372

654

4900

*ここで比較する合金
スチール/4130、アルミ/7005、チタン/3AL/2.4V、カーボンは参考値です。

■素材を引張り、ちぎれるまでの強さを表します。バイクフレームの場合、この数値が高いと応力(ストレス)に対する抵抗力が高いことになります。カーボンは原糸の数値なので参考値(糸の組合せ等で構造体としての強さが変化する為)ですが、金属だけで見れば実はスチールが最も強いことになります。
アルミ素材の台頭で影が薄くなりがちなスチール素材ですが、自転車素材として長く使用され、愛用者がスチールに乗り続ける理由はこのような所にあります。

・どれだけしなる ・素材の伸び

ヤング率

スチール

アルミ

チタン合金

カーボン/参考

Gpa

205

70

105〜110

230

*ここで比較する合金
スチール/4130、アルミ/7005、チタン/3AL/2.4V、カーボンは参考値です。

■ヤング率は素材に一定方向から力を加え、変形(たわむ)させるのに必要とする力の値です。この場合、変形しても力を抜けば元に戻る範囲と定義されます。ヤング率は金属の弾性を示し、この数値が高ければ外部応力に対してのたわみから元に戻ろうとする性質が強くなり、振動減衰性も高くなります。非金属のカーボンは別としてこれは金属疲労への抵抗力を表し、バイクフレームの「しなり」として表現される乗り心地に現れます。カーボンは参考値ですがスチールと共に高い値を示します。カーボンは高価ですが軽量、高剛性、高振動吸収特性フレームを可能にし、注目される理由と言えます。同様に「しなる」スチールフレームはお手頃価格と重量より乗り味を選ぶユーザーに受け入れられています。

伸び率

スチール

アルミ

チタン

カーボン/参考

15

12

20

2.1

*ここで比較する合金
スチール/4130、アルミ/7005、チタン/3AL/2.4V、カーボンは参考値です。

■引張りに対する素材の伸び率が大きいほど破断しにくいことになります。この値はチタンが一番高くチタンフレームが長持ちすると言われる理由でしょう。スチールはチタンに次いで高い値となっています。スチールフレームが「丈夫で長もち」である理由の一つですね。

・比強度 ・コスト

比強度

スチール

アルミ

チタン

カーボン/参考

引張強度/比重

125.6

132.8

145.3

233


※同じ質量で構造体を製作した時の強度を表す値です。この数値が大きいと剛性の高いフレームが作れることになります。

■カーボンは参考値で算出したもので変動しますが最近注目されている理由はこの値が優れている点もあると言えます。またチタンがカーボンに次いで高い値であり、チタン合金はメジャーな素材ではありませんがバイクフレームの素材としての要素をバランス良く持ち合わせていることを表します。

コスト

スチール

アルミ

チタン

カーボン/参考

×

×


■原材料の価格とチューブに加工する工程、チューブをフレームに完成させるまでの工程でかかるコストが最終的にフレームの価格に反映されます。生産量の多いアルミは加工性の良さも合わせてコストダウンに成功しています。スチールも加工性は比較的良く、材料価格もチタン、カーボンに比べて安価です。チタンは精製に大規模な設備が必要なのと、加工性が悪いので相変わらず高価です。カーボンは溶接工程が無いのでもっと安くなると思いきや、カーボンの原糸価格、サイズ毎に必要な型代、さらに手作業の工程が以外に多くトータルで見るとやはり高価です。最近よく言われるハイモジュラスタイプの抗張力カーボンは価格もまた性能に比例して高価です。
・耐候性

耐候性

スチール

アルミ

チタン

カーボン/参考

×

■主に酸化(錆付き)に対しての耐久性ですが鉄が錆易いのは皆さん御存じのとうりです。アルミも実は錆にはあまり強い金属ではありません。バイクに使用されているアルミ合金は添加物によって耐蝕性を向上させています。チタンは表面に強力な酸化皮膜を形成するので一部の薬品以外で酸化するこは殆どありません。カーボンは樹脂で成形していますのでこれも酸化には無縁です。この要素はフレームの耐久性にも影響を及しま す。特に薄肉のスチールは配慮が必要ですが、最近はフレームの下処理も良くなり、どの素材でも雨ざらしでなければ酸化によるフレームのトラブルは少なくなっています。
※上記のデータ、内容は、代表値であり、保証値ではありませんので、これらの情報を利用されて受けた損害は、補償いたしかねます。

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